JP6186233B2

JP6186233B2 - 切断装置

Info

Publication number: JP6186233B2
Application number: JP2013208517A
Authority: JP
Inventors: 靖行篠原; 彰浩菊池; 勝杭林; 友中葛; 禎汐謝
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 2013-10-03
Filing date: 2013-10-03
Publication date: 2017-08-23
Anticipated expiration: 2033-10-03
Also published as: JP2015071209A

Description

本発明は、連続して供給される線材、管材、板材等の連続部材を連続して所定の長さに切断する切断装置に関する。

特許文献１には、熱交換器用のチューブを連続して所定の長さに切断する切断装置が開示されている。この切断装置は、供給されるチューブに対して直交する方向に往復動する切断刃と、チューブ切断時にチューブをクランプするクランプ機構と、クランプ機構及び切断刃が取り付けられる走行ユニットと、切断刃を往復動させつつ走行ユニットをチューブの送り方向に変位させる同期機構とを備えている。

この切断装置によれば、チューブがクランプ機構によってクランプされ、かつ、チューブと切断刃との速度差がない状態でチューブが切断されるので、切り口におけるバリの発生を抑えることができる。

特開平１１−３４７９９１号公報

上記切断装置は、切断刃がチューブに対して往復動する構成のため、高速化するのが難しいという問題があった。これは、チューブに切断刃を押し付けてチューブを切断した後、切断刃を後退させてチューブの供給経路から退避させるまではチューブを新たに送ることができず、待ち時間が発生するからである。

この点に関し、切断刃を回転するアームに取り付け、切断刃が回転運動する構成とすれば、チューブの切断が完了すると同時にチューブの供給経路からの切断刃の退避も完了するので、上記後退・退避動作が不要になり、切断装置を高速化することができる。

しかしながら、このような構成では、切断刃とクランプ機構とを同期させるために、クランプタイミングの調整等、制御上の細かな調整が必要になり、その分、コストが上昇する。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、制御上の細かな調整なしに切断刃とクランプ機構とを同期させつつ、高速動作可能な切断装置を提供することを目的とする。

本発明のある態様によれば、連続して供給される連続部材を連続して切断する切断装置であって、動力源によって回転される回転アームと、前記連続部材を挟んで前記回転アームの回転中心に近い側に配置される固定部及び前記回転アームの回転中心から遠い側に配置される可動部からなるクランプ機構と、前記回転アームに取り付けられ、前記回転アームを回転させると刃の軌跡が前記連続部材の供給経路と交叉する切断刃と、前記回転アームに取り付けられ、前記回転アームを回転させると前記固定部より前記回転アームの回転中心に近い側に配置されて前記可動部と一体に連結された引き込み部材に接触して前記可動部を前記固定部側に変位させ、前記切断刃が前記連続部材を切断する時に前記固定部と前記可動部とによって前記連続部材をクランプさせる連携部材と、を備えたことを特徴とする切断装置が提供される。
本発明の他の態様によれば、連続して供給される連続部材を連続して切断する切断装置であって、動力源によって回転される入力軸と、前記入力軸に対して直交する方向に延びる中空の外側出力軸と、前記外側出力軸の内側に挿入され、前記外側出力軸に対して相対回転不能かつ軸方向に変位可能に設けられる内側出力軸と、前記入力軸から前記外側出力軸に回転を伝達するねじ歯車列と、前記内側出力軸に固定される回転アームと、前記連続部材を挟んで両側に配置される固定部及び可動部からなるクランプ機構と、前記回転アームに取り付けられ、前記回転アームを回転させると刃の軌跡が前記連続部材の供給経路と交叉する切断刃と、前記回転アームに取り付けられ、前記回転アームを回転させると前記可動部又は前記可動部と一体に連結された部材に接触して前記可動部を前記固定部側に変位させ、前記切断刃が前記連続部材を切断する時に前記固定部と前記可動部とによって前記連続部材をクランプさせる連携部材と、前記回転アーム及び前記クランプ機構を保持し、前記連続部材と平行に変位可能な走行ユニットと、前記入力軸の回転を前記連続部材の送り方向に平行な往復動に変換して前記走行ユニットに伝達し、前記走行ユニットを前記連続部材の送り方向と同じ方向に変位させる往復スライダクランク機構と、を備え、前記往復スライダクランク機構は、前記入力軸と共に回動するスライドノブと、前記スライドノブが挿入されるガイドスロットを有し、前記走行ユニットに固定されるスライドノブガイドと、を備えたことを特徴とする切断装置が提供される。

上記態様によれば、切断刃を回転アームに取り付けて回転運動させるようにしたことにより、切断刃の後退・退避動作が不要になり、切断装置を高速で動作させることができる。また、チューブの切断とチューブのクランプとの同期を機構的に実現したことで、クランプタイミング等、制御上の細かな調整なしに両者を同期させることができる。

本発明の実施形態に係る切断装置の全体斜視図である。回転アーム先端の斜視図である。クランプ機構の斜視図である。切断装置の背面の斜視図である。往復スライドクランク機構の説明図である。回転アーム（切断刃）の回転、チューブのクランプ、及び、走行ユニットの往復動の同期を説明するための説明図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る切断装置１の全体構成を示している。切断装置１は、図示しない供給装置から連続して供給される線材、管材、板材等の連続部材を連続して所定の長さに切断する装置である。ここでは連続部材が熱交換器用のチューブ２（断面が扁平な管材）であるとして説明する。

切断装置１は、回転アーム３と、クランプ機構４と、走行ユニット５と、同期機構６と、図示しない駆動モータとを備える。

回転アーム３は、同期機構６の内側出力軸６３に固定されており、走行ユニット５の前側フレーム５１に回転自在に支持される。また、回転アーム３の端部には、切断刃７とプッシャーブロック８が取り付けられている（図２参照）。

切断刃７は、内側出力軸６３の中心からみて、チューブ２までの距離と切断刃７までの距離とが等しくなる位置に取り付けられ、回転アーム３を回転させると切断刃７の軌跡がチューブ２の供給経路と交叉する。

また、プッシャーブロック８は、内側出力軸６３の中心からみて、クランプ機構４の引き込みノブ４６の外側の端部がプッシャーブロック８の内側の面よりも僅かに遠くなるように回転アーム３の側面に取り付けられる。これにより、回転アーム３を図１中矢印Ａの方向に回転させると、引き込みノブ４６がプッシャーブロック８に接触して内側出力軸６３側に引き込まれ、クランプ機構４がクランプ状態になる。

クランプ機構４は、走行ユニット５の前側フレーム５１に取り付けられており、図３に示すように、前側フレーム５１にベース部４０を介して固定される固定部４１と、固定部４１に対して変位可能な可動部４２と、可動部４２に連結されるバックプレート４３と、ベース部４０とバックプレート４３との間に介装されて可動部４２及びバックプレート４３をベース部４０及び固定部４１から離れる方向に付勢するバネ４４と、一方の端部がバックプレート４３に固定されてベース部４０を貫通するシャフト４５と、シャフト４５の他方の端部に固定される引き込みノブ４６とを備える。

固定部４１及び可動部４２は、チューブ２を挟んで両側に配置され、間に隙間４７を形成する。引き込みノブ４６がプッシャーブロック８によって引き込まれていない状態では、バネ４４の付勢力によって隙間４７が最大になっており、チューブ２が隙間４７内を自由に移動することができる。

これに対し、引き込みノブ４６にプッシャーブロック８が接触し、バネ４４の付勢力に抗して引き込みノブ４６が図３中矢印Ｃの方向に引き込まれると、可動部４２が固定部４１側に変位して隙間４７が狭まり、固定部４１と可動部４２との間にチューブ２がクランプされる。

すなわち、クランプ機構４のクランプ／アンクランプの切り換えは、制御装置によることなく機構的に実現される。

図１に戻り、走行ユニット５は、前側フレーム５１と、後側フレーム５２と、両フレーム５１、５２を連結する丸棒５３とを備える。

前側フレーム５１には、上記の通り、回転アーム３とクランプ機構４とが取り付けられている。後側フレーム５２の同期機構６側には、図４に示すように、スライドノブガイド５４が固定されている。スライドノブガイド５４は、図４中上下方向に延びるガイドスロット５４ｓを同期機構６側に有している。

丸棒５３は、図示しない筐体に固定されるガイド５５によって軸方向に変位可能に支持されており、これによって走行ユニット５は、チューブ２の送り方向に平行な方向（図１中矢印Ｂの方向）に往復動することができる。

同期機構６は、駆動モータが接続される入力軸６１と、入力軸６１に対して直交する方向に延びる中空の外側出力軸６２と、外側出力軸６２の内側に挿入され、外側出力軸６２に対して相対回転不能かつ軸方向に変位可能な内側出力軸６３と、入力軸６１から外側出力軸６２に回転を伝達する入力ギヤ６４及び出力ギヤ６５（ねじ歯車列）とを備える。

入力ギヤ６４の端面には、図４に示すように、スライダノブ６４ｎが固定されている。スライダノブ６４ｎは、スライドノブガイド５４のガイドスロット５４ｓに挿入されている。

駆動モータによって入力軸６１を回転させると、入力軸６１の回転は入力ギヤ６４及び出力ギヤ６５を介して外側出力軸６２に伝達される。外側出力軸６２と内側出力軸６３が相対回転不能になっているので、外側出力軸６２が回転すると内側出力軸６３及びこれに固定される回転アーム３が回転する。

また、スライダノブ６４ｎとスライダノブガイド５４とが往復スライダクランク機構を構成し、図５に示すように、入力軸６１の回転が往復動に変換されてスライダノブガイド５４、さらには走行ユニット５へと伝達される。これにより、図１中矢印Ｂで示す走行ユニット５の往復動が実現される。

なお、切断装置１の図示しない筐体はオイルで満たされており、これにより同期機構６の各構成部品の潤滑が行われる。

図６は、回転アーム３（切断刃７）の回転、チューブ２のクランプ、及び、走行ユニット５の往復動の同期を説明するための図である。図６の各図は、切断装置１を駆動モータ側から見た場合の模式図である。

図６（ａ）の状態は、図１に示される状態に対応する。

図６（ａ）の状態から入力軸６１が９０度回転すると図６（ｂ）の状態になる。図６（ｂ）の状態では、走行ユニット５がチューブ２の送り方向に変位し、切断刃７とチューブ２との速度が揃えられる。また、クランプ機構４（図６には不図示）によってチューブ２がクランプされるとともに、回転アーム３に固定されている切断刃７がチューブ２に押し付けられ、チューブ２が切断される。

チューブ２の切断時にチューブ２と切断刃７との速度差がなく、かつ、チューブ２が切断時にクランプされるので、切断面におけるバリの発生を抑えつつ、チューブ２を切断することができる。

また、チューブ２のクランプは、回転アーム３に取り付けられたプッシャーブロック８がクランプ機構４の引き込みノブ４６に接触することで機構的に実現されるので、クランプタイミング等、制御上の細かな調整をしなくても、チューブ２の切断とチューブ２のクランプとを同期させることができる。

なお、走行ユニット５の往復動の同期も、同期機構６によって機構的に実現されており、チューブ２の切断及びチューブ２のクランプにさらに走行ユニット５の往復動を同期させるにあたっても制御上の細かな調整は不要である。

また、図６（ｂ）の状態から入力軸６１をさらに回転させると、図６（ｃ）の状態、図６（ｄ）の状態を経て、図６（ａ）の初期状態に戻る。

切断刃７が回転アーム３に取り付けられて回転運動する構成を採用したことにより、チューブ２が切断された時点でチューブ２の供給経路からの切断刃７の退避が完了し、チューブ２が切断された直後から新たなチューブ２の供給を開始することができ、高速化を実現することができる。

このように、上記切断装置１によれば、高速化を実現しつつ、回転アーム３（切断刃７）の回転、チューブ２のクランプ、及び、走行ユニット５の往復動を同期させるための制御上の細かな調整を不要にすることができる。

また、回転アーム３（切断刃７）の回転、チューブ２のクランプ、及び、走行ユニット５の往復動が一つの駆動モータによって実現されるので、装置のコストを抑えることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例を示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、上記実施形態では、プッシャーブロック８が引き込みノブ４６に接触することで可動部４２を固定部４１側に移動させているが、固定部４１と可動部４２の位置を逆にし、可動部４２にプッシャーブロック８を直接接触させて可動部４２を固定部４１側に移動させるようにしてもよい。

２チューブ（連続部材）
３回転アーム
４クランプ機構
４１固定部
４２可動部
７切断刃
５走行ユニット
８プッシャーブロック（連携部材）
４６引き込みノブ（引き込み部材）
５４スライダノブガイド（往復スライダクランク機構）
５４ｓガイドスロット（往復スライダクランク機構）
６４ｎスライダノブ（往復スライダクランク機構）

Claims

連続して供給される連続部材を連続して切断する切断装置であって、
動力源によって回転される回転アームと、
前記連続部材を挟んで前記回転アームの回転中心に近い側に配置される固定部及び前記回転アームの回転中心から遠い側に配置される可動部からなるクランプ機構と、
前記回転アームに取り付けられ、前記回転アームを回転させると刃の軌跡が前記連続部材の供給経路と交叉する切断刃と、
前記回転アームに取り付けられ、前記回転アームを回転させると前記固定部より前記回転アームの回転中心に近い側に配置されて前記可動部と一体に連結された引き込み部材に接触して前記可動部を前記固定部側に変位させ、前記切断刃が前記連続部材を切断する時に前記固定部と前記可動部とによって前記連続部材をクランプさせる連携部材と、
を備えたことを特徴とする切断装置。
連続して供給される連続部材を連続して切断する切断装置であって、
動力源によって回転される入力軸と、
前記入力軸に対して直交する方向に延びる中空の外側出力軸と、
前記外側出力軸の内側に挿入され、前記外側出力軸に対して相対回転不能かつ軸方向に変位可能に設けられる内側出力軸と、
前記入力軸から前記外側出力軸に回転を伝達するねじ歯車列と、
前記内側出力軸に固定される回転アームと、
前記連続部材を挟んで両側に配置される固定部及び可動部からなるクランプ機構と、
前記回転アームに取り付けられ、前記回転アームを回転させると刃の軌跡が前記連続部材の供給経路と交叉する切断刃と、
前記回転アームに取り付けられ、前記回転アームを回転させると前記可動部又は前記可動部と一体に連結された部材に接触して前記可動部を前記固定部側に変位させ、前記切断刃が前記連続部材を切断する時に前記固定部と前記可動部とによって前記連続部材をクランプさせる連携部材と、
前記回転アーム及び前記クランプ機構を保持し、前記連続部材と平行に変位可能な走行ユニットと、
前記入力軸の回転を前記連続部材の送り方向に平行な往復動に変換して前記走行ユニットに伝達し、前記走行ユニットを前記連続部材の送り方向と同じ方向に変位させる往復スライダクランク機構と、を備え、
前記往復スライダクランク機構は、
前記入力軸と共に回動するスライドノブと、
前記スライドノブが挿入されるガイドスロットを有し、前記走行ユニットに固定されるスライドノブガイドと、
を備えたことを特徴とする切断装置。
請求項１又は２に記載の切断装置であって、
前記連続部材は熱交換器用のチューブである、
ことを特徴とする切断装置。