JPH0358847B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、被切断物、特に自動車用熱交換機例
えば、放熱器、凝縮器に用いられるところの偏平
チユーブを高速度でかつ高精度に定寸切断するた
めの高速切断機の改良に関するものである。

（従来の技術） まず第４図及び第５図に示す従来のこの種高速
切断機について説明する。

１は被切断物であるところの熱交換器用の偏平
チユーブであり、帯状チユーブ素材を管状に成形
加工する造管機、チユーブを偏平形状に加工する
バーチカルローラ、チユーブ表面に半田メツキを
施すための半田メツキ炉、チユーブの歪取りを行
うためのサイジングローラ等からなるチユーブ製
造器（図示せず）から連続的に供給される。偏平
チユーブ１の供給側にコンタクトローラ２が接触
させてある。コンタクトローラ２は、該コンタク
トローラ２が一定角度回転するごとに１個ずつパ
ルスを発生するアナログ・デジタル変換器３に連
結してある。そして該アナログ・デジタル交換機
３の出力を図示しない波形整形回路を経て駆動ユ
ニツト４に導き、該駆動ユニツト４により電気油
圧パルスモータ５を駆動するに必要な回転信号に
変換し、電気油圧パルスモータ５に送信してあ
る。しかして、該電気油圧パルスモータ５の軸に
クランク軸６が直結してある。該クランク軸６に
はクランク７及び歯車８が固設してあつて、クラ
ンク７に連結ロツド９を偏心量調節ねじ１０によ
つて偏心量調節可能に取り付けてある。前記連結
ロツド９は扇形歯車１１を駆動するためのもので
ある。１２はスライダで、２本のレール１３によ
り滑動自在に支持してあり、側面の一部に前記扇
形歯車１１と噛合するラツク１４が設けてあり、
矢印Ａ、Ｂのごとく往復運動するようにしてあ
る。１５は前記歯車８と組になつて変速機構をな
す歯車で、ねじ歯車１６を介してスプライン軸１
７を回転させる。１８は前記偏平チユーブ１を切
断するための回転切断刃で、スプライン軸１７に
取り付けてあり、該スプライン軸１７は軸受２２
により前記スライダ１２に保持してある。１９は
スライダ１２上に取り付けた切断刃保持器で、該
保持器１９には前記回転切断刃１８を挟持するご
とく雌刃２０を配設してある。回転切断刃１８と
雌刃２０よりなる切断機構は第６図に示すごと
く、回転切断刃１８には外周の一部に半径方向に
突出した楔形刃先１８ａを設けてあり、雌刃２０
には偏平チユーブ１が嵌挿する孔２０ａを設けて
ある。しかして、この切断機構は偏心量調節ねじ
１０によつて連結ロツド９の偏心量を調節し、偏
平チユーブ１と同速度でスライダ１２を追従させ
ることができるようになつており、前記スライダ
１２が偏平チユーブ１に追従している時点におい
て回転切断刃１８が回転して偏平チユーブ１を切
断するように回転切断刃１８の刃先１８ａの中心
角度αを選定してある。なお、２１は偏平チユー
ブ１を案内するガイドである。

上記構成よりなる従来装置の作動を説明する
と、偏平チユーブ１がチユーブ製造機（図示せ
ず）から供給され、移動を開始するとコンタクト
ローラ２によつてアナログ・デジタル変換器３が
回転され、偏平チユーブ１の移動速度に比例した
数のパルスが発生し、該パルスが駆動ユニツト４
に供給され、電気油圧パルスモータ５が発生パル
ス数に応じた回転角だけ回転する。これにより、
電気油圧パルスモータ５に直結したクランク軸６
に固設してあるクランク７及び歯車８が回転し、
クランク７の回転により連結ロツド９に往復運動
が生じ、扇形歯車１１が揺動運動をするためスラ
イダ１２が矢印Ａ、Ｂのごとく往復運動をする。
一方、歯車８の回転により該歯車８と組になつて
変速機構をなす歯車１５が回転し、ねじ歯車１６
を介してスプライン軸１７が回転する。そして、
前記スライダ１２の往工程中において該スライダ
１２が偏平チユーブ１の移動速度と同速度で追従
したとき、回転切断刃１８により偏平チユーブ１
を切開切断する。ところで、偏平チユーブ１の切
断長さが短い場合にはスライダ１２の一往復につ
き回転切断刃１８を１回転させて１回切断する
が、偏平チユーブの切断長さが長い場合にはスラ
イダ１２の工程が長くなるため、該スライダ１２
の慣性等により切断速度の高速化に限度がある。
そこで、歯車８と歯車１５の回転比を選定し、ス
ライダ１２の２往復あるいは３往復……に対し回
転切断刃１８を１回転させて１回切断する。

なお、歯車８と歯車１５の回転比を２：１に設
定してスライダ１２の２往復で回転切断刃１８を
１回転させる、即ちコンタクトローラ２の２回転
で１回切断する場合、偏平チユーブ１の切断長さ
をＬとすれば、前記コンタクトローラ２の直径及
びスライダの追従距離は次式で得られる。

コンタクトローラ直径＝（Ｌ＋切断代）／2π スライダ追従距離＝（Ｌ＋切断代）／４ 故に、コンタクトローラ２の交換と偏心調節ね
じ１０の調節によるスライダ１２の追従距離の変
更により、偏平チユーブ１の切断長さＬをある範
囲内で無段階に選定できる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上述した従来の高速切断機にあつて
は、切断長さを変更しようとした場合、チユーブ
製造機と高速切断機を一旦停止させ、コンタクト
ローラ２の交換を行うとともにスライダ１２の追
従量を変更するため偏心量調節ねじ１０を緩めて
クランク偏心量を調節しなければならなかつた。
このため、段取り時間に少なくとも５〜10分間を
要し、設備稼動率の低下を来していた。更にチユ
ーブ製造機を一旦停止させるため、停止時半田メ
ツキ炉内にあるチユーブが不良となり、不良率を
低減するうえで問題となつていた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決し、チユーブ製造機
及び高速切断機の運転を停止することなく、自動
で切断長さの変更を可能にし、設備稼動率の向上
並びに不良率低減を達成することのできる高速切
断機を提供することを目的とする。

かかる目的に沿う本発明の構成は被切断物に摩
擦接触して回転するコンタクトローラと、該コン
タクトローラに連結され、被切断物の移動速度に
比例した数のパルスを発生するアナログ・デジタ
ル変換器と、該パルスに同期して回転するパルス
モータと、偏心量調節可能な偏心ピンを有するク
ランク機構と、該クランク機構を介して前記パル
スモータにより被切断物に沿つて往復運動するス
ライダと、該スライダに取り付けられるとともに
前記パルスモータにより変速機構を介して回転す
る回転切断刃とを有し、前記スライダを被切断物
と同一速度にて追従させ回転切断刃により被切断
物を切断するとともに偏心ピンの偏心量を調節し
てスライダの追従距離を変更できるよう構成した
高速切断機において、 ベースに回転自在に取り付けられた回転フラン
ジ管と、該回転フランジ管内に回転自在に挿着さ
れたクランク軸と、該クランク軸上面に回転自在
に取り付けられ遊星歯車と、前記回転フランジ管
上面に固設され、該遊星歯車と噛合するとともに
遊星歯車のピツチサークル径の２倍のピツチサー
クル径を有する内歯歯車と、前記パルスモータと
回転フランジ管を結ぶトルク伝動経路内に配設さ
れ、回転フランジ管の回転速度を前記クランク軸
の回転速度と同一及びこれと異なる回転速度間で
切り替え設定するための回転速度可変機構と、前
記被切断物の切断長さに基づいて前記パルスを演
算処理し切断長さに応じた回転数で前記パルスモ
ータを駆動する駆動制御手段とを備え、前記偏心
ピンを前記遊星歯車上面に植設し、該偏心ピンの
センタが遊星歯車のピツチサークル上にくるよう
配設したことを要旨とする。

（作用） かかる構成によれば、回転フランジ管がクラン
ク軸と同一の回転速度で回転している間は遊星歯
車は自転することなく内歯歯車に沿つて公転し、
差動角は生じないが、被切断物の切断長さを変え
る場合、駆動制御手段により切断長さに応じて自
動的にパルスモータの回転速度が調節され、同時
に回転数可変機構により回転フランジ管の回転速
度をクランク軸の回転速度と異ならしめると遊歯
車が自転し差動角が生じる。遊星歯車と内歯歯車
のピツチサークル径の比を１：２に設定したので
差動角の発生に伴い偏心ピンのセンタは内歯歯車
の半径方向に直線的に変位し、偏心ピンの偏心量
が変更される。その後再び回転フランジ管の回転
速度をクランク軸の回転速度と同じに戻せば遊星
歯車は自転することなく公転するので、変更後の
偏心量が維持される。

（実施例） 以下に本発明の実施例を第１図及び第２図に基
づいて説明する。尚、前述した従来装置と同一の
構成要素には同一の番号を付して簡略に説明す
る。

被切断物たる偏心チユーブ１の供給側にコンタ
クトローラ２が該偏平チユーブ１に接触して配置
され、コンタクトローラ２はアナログ・デジタル
変換器３に連結されている。このアナログ・デジ
タル変換器はコンタクトローラ２が一定角度、回
転する毎に１個ずつパルスを発生し、駆動制御手
段４に供給する。該駆動制御手段４にはアナロ
グ・デジタル変換器３から供給されるパルスを演
算処理し、異なる切断長さに対応する制御パルス
を発生するよう予め設定された記憶演算回路が組
み込まれ、パルスモータ３０を所定の切断長さに
応じた回転速度で駆動するよう構成されている。

前記パルスモータ３０はベース３１に固定した
ステー３２に固設され、パルスモータ３０のシヤ
フト３３には歯車３４が固着されている。３５は
クランク軸３５で、下端に固着した歯車３６が前
記歯車３４と噛合している。３７は回転フランジ
管で、前記クランク軸３５に対してベアリング３
８，３９により回転自在に取り付けられるととも
にベース３１に対しベアリング４０，４１により
回転自在に取り付けてある。クランク軸３５の上
面にはピン４２により遊星歯車４３が回転自在に
取り付けられ、一方前記回転フランジ管３７の上
面には内歯歯車４４が固着してあり、遊星歯車４
３と内歯歯車４４が噛合している。この遊星歯車
のピツチサークル径D₁と内歯歯車のピツチサー
クル径D₀の比率は１：２に設定してある。また
遊星歯車４３の上面には取付板４５が固着され、
該取付板４５に偏心ピン４６が植設され、該偏心
ピン４６のセンタが遊星歯車４３のピツチサーク
ル上に位置するよう配置してある。前記内歯歯車
４４の上面には直線状のガイド溝４７を形成する
一対のガイド４８，４８が固設され、一方、前記
偏心ピン４６にはスライド管４９がメタル５０を
介して回転自在に挿着され、該スライド管４９が
前記ガイド溝４７内を直線的に滑動しうるよう該
ガイド溝４７に遊嵌されている。更に偏心ピン４
６にはワツシヤ５１及びメタル５２を介して連結
ロツド９の一端が回転自在に取り付けられてい
る。

次に５３は差動歯車装置で、シヤフト５４，５
５が回転自在に取り付けられるとともに歯車５６
が固着されている。そして、シヤフト５４はベー
ス３１に固設した段取りモータ５７と連結され、
シヤフト５５には歯車５８が固着され、該歯車５
８は前記クランク軸３５に固着した歯車６０と噛
合している。また、歯車５６は前記回転フフラン
ジ管３７に固着した歯車５９と噛合している。こ
の差動歯車装置５３の減速比及び歯車５６と歯車
５９並びに歯車５８と歯車６０の歯数比は、段取
りモータ５７が駆動されず、シヤフト５４が回転
しないとき、前記クランク軸３５と回転フランジ
管３７の回転数が同一になるよう設定されてい
る。そして、段取りモータ５７を駆動してシヤフ
ト５４を回転させると回転フランジ管３７の回転
数が変化し、クランク軸の回転数と差が生じるよ
う構成されている。この差動歯車装置５３は歯車
３４→歯車３６→クランク軸３５→歯車６０→歯
車５８→歯車５６→歯車５９により形成されるパ
ルスモータ３０と回転フランジ管３７の間のトル
ク伝達経路内に配設され、回転フランジ管３７の
回転数をクランク軸３５の回転数と同一回転数及
びこれと異なる回転数の間で切り替え設定するた
めの回転数可変機構として機能する。

次に、回転フランジ管３７に固着した前記歯車
５９と歯車１５が噛合し、更に該歯車１５がスプ
ライン軸１７の一端に取り付けたねじ歯車１６と
噛合している。スプライン軸１７はスライダ１２
にベアリング２２により回転自在に取り付けら
れ、その他端には回転切断刃１８が固定されてい
る。スライダ１２は２本のレール１３，１３によ
りベース３１に滑動自在に取り付けられ、側面に
は前記連結ロツド９の他端に結合された扇形歯車
１１と噛合するラツク１４が刻設され、上面には
前記回転切断刃１８が挟装される雌刃２０を有す
る切断刃保持器１９が固定されている。尚、２１
は偏平チユーブ１１を案内するガイドプレートで
ある。

本発明の実施例は以上の構成よりなり、次にそ
の作動を説明する。

チユーブ製造機から偏平チユーブ１が供給さ
れ、第１図で右方に移動を開始すると、該偏平チ
ユーブに接触しているコンタクトローラ２が回転
し、これに伴いアナログ・デジタル変換器３でパ
ルスが発生し、駆動制御手段４に供給される。駆
動制御手段４ではこれを受けて記憶演算回路によ
り演算処理を行ない、制御パルスを発生し、該制
御パルスがパルスモータ３０に供給され、該パル
スモータ３０が所定の切断長さを得ることのでき
る回転速度で駆動制御される。

パルスモータ３０の回転に伴い、歯車３４、歯
車３６を介してクランク軸３５が回転する。更に
クランク軸３５の回転に伴い、歯車６０、歯車５
８、差動歯車機構５３、歯車５６、歯車５９を介
して回転フランジ管３７も回転する。通常切断
時、段取りモータ５７は停止しているので、クラ
ンク軸３５と回転フランジ管３７は同一回転速度
で回転を続ける。従つて、回転フランジ管３７に
固着した内歯歯車４４とクランク軸３７に回転自
在に取り付けた遊星歯車４３も同一回転速度で回
転するため遊星歯車４３はピン４２の回りに自転
することなく内歯歯車４４とかみ合いながら内歯
歯車４４に沿つて公転する。その結果、遊星歯車
４３に植設した偏心ピン４６は予め設定されてい
た偏心量ｒを保ちつつ回転する。そして連結ロツ
ド９に往復運動を生ぜしめ、扇形歯車１１が揺動
し、スライダ１２がレール１３，１３に沿つて矢
印Ａ、Ｂのごとく往復運動する。

一方、パルスモータ３０のトルクは回転フラン
ジ管３７から歯車５９、歯車１５、ねじ歯車１６
を介してスプライン軸１７へ伝達され、該スプラ
イン軸１７が回転する。そして前記スライダ１２
の往工程中（矢印Ａ）において該スライダ１２が
偏平チユユーブ１の移動速度と同速度で追従した
ときに回転切断刃１８により偏平チユーブ１が切
断される。

次に偏平チユーブ１の切断長さＬを変更する場
合について述べる。

従来装置のところで説明したようにスライダ１
２が２往復する間に１回切断を行う場合、スライ
ダ追従距離は次式で求められる。

スライダ追従距離＝（Ｌ＋切断代）／４ 従つて、上式で求められる追従距離となるよう
偏心ピン４６の偏心量を設定しなければならな
い。それには段取りモータ５７を短時間駆動しシ
ヤフト５４を回転させる。すると、いままでクラ
ンク軸３５と同一回転速度で回転していた回転フ
ランジ管３７の回転速度が変更され、回転フラン
ジ管３７とクランク軸３５の間に回転速度差が発
生する。その結果遊星歯車４３がピン４２の回り
に自転し、第３図に示すように差動角θが生じ
る。遊星歯車４３のピツチサークル径D₁と内歯
歯車４４のピツチサークル径D₀の比率は１：２
に設定してあるので差動角θの発生に伴い、遊星
歯車４３に植設した偏心ピン４６のセンタO₁は
内歯歯車４４の半径方向に直線の軌跡を描いて変
位する。従つて偏心ピン４６はガイド溝４７に沿
つて直線的に移動する。所定の偏心量r₁に設定し
た後、段取りモータ５７を停止する。すると再び
クランク軸３５と回転フランジ管３７が同一の回
転速度で回転するので遊星歯車４３は自転を停止
し、新たに設定された偏心量r₁を維持したまま内
歯歯車４４に沿つて公転する。尚、差動角θは段
取りモータ５７を制御するコントロールユニツト
（図示せず）により切断長さに応じて設定され、
また該コントロールユニツトから変更した切断長
さを表す信号が駆動制御手段４にインプツトされ
る。

次いで、アナログ・デジタル変換器３から供給
されてくるパルスが駆動制御手段４で演算処理さ
れ、発生した制御パルスをパルスモータ３０に供
給する。これにより該パルスモータ３０が変更後
の切断長さで偏平チユーブ１を切断できる回転速
度にて回転を開始し段取りが完了する。

（発明の効果） 以上述べたように本発明によれば、被切断物の
切断長さを変更するに際し、アナログ・デジタル
変換器で発生するパルスを駆動制御手段で演算処
理して自動的に所定の切断長さに対応する回転速
度でパルスモータを回転させるとともに回転数可
変機構により回転フランジ管の回転速度をクラン
ク軸の回転速度と異ならしめるだけで偏心ピンの
偏心量を変更できるよう構成したのでチユーブ製
造機及び高速切断機自体を停止させることなく、
切断長さを変更することが可能となり、設備稼動
率の大幅な向上並びにチユーブ製造機の停止に起
因する不良チユーブの発生をなくし不良率の低減
を図ることができ、さらにチユーブ製造速度の高
速化も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す平面図、第２図
は本実施例の要部拡大断面図、第３図は遊星歯車
と内歯歯車の作用を示す説明図、第４図及び第５
図は従来装置を示す平面図と正面図、第６図は従
来装置に使われている回転切断刃を示す拡大図で
ある。 １……（被切断物たる）偏平チユーブ、２……
コンタクトローラ、３……アナログ・デジタル変
換器、４……駆動制御手段、９……連結ロツド、
１２……スライダ、１８……回転切断刃、３１…
…ベース、３５……クランク軸、３７……回転フ
ランジ管、４３……遊星歯車、４４……内歯歯
車、４６……偏心ピン、５３……（回転数可変機
構たる）作動歯車装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被切断物に摩擦接触して回転するコンタクト
   ローラと、該コンタクトローラに連結され、被切
   断物の移動速度に比例した数のパルスを発生する
   アナログ・デジタル変換器と、該パルスに同期し
   て回転するパルスモータと、偏心量調節可能な偏
   心ピンを有するクランク機構と、該クランク機構
   を介して前記パルスモータにより被切断物に沿つ
   て往復運動するスライダと、該スライダに取り付
   けられるとともに前記パルスモータにより変速機
   構を介して回転する回転切断刃とを有し、前記ス
   ライダを被切断物と同一速度にて追従させ回転切
   断刃により被切断物を切断するとともに偏心ピン
   の偏心量を調節してスライダの追従距離を変更で
   きるよう構成した高速切断機において、 ベースに回転自在に取り付けられた回転フラン
   ジ管と、該回転フランジ管内に回転自在に挿着さ
   れたクランク軸と、該クランク軸上面に回転自在
   に取り付けられた遊星歯車と、前記回転フランジ
   管上面に固設され、該遊星歯車と噛合するととも
   に遊星歯車のピツチサークル径の２倍のピツチサ
   ークル径を有する内歯歯車と、前記パルスモータ
   と回転フランジ管を結ぶトルク伝動経路内に配設
   され、回転フランジ管の回転速度を前記クランク
   軸の回転速度と同一及びこれと異なる回転速度間
   で切り替え設定するための回転速度可変機構と、
   前記被切断物の切断長さに基づいて前記パルスを
   演算処理し切断長さに応じた回転数で前記パルス
   モータを駆動する駆動制御手段とを備え、前記偏
   心ピンを前記遊星歯車上面に植設し、該偏心ピン
   のセンタが遊星歯車のピツチサークル上にくるよ
   う配設したことを特徴とする高速切断機。