JPH0657368B2 - 切断機 - 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ューブを高速
度でかつ高精度に定寸切断するための切断機の改良に関
するものである。

（従来の技術） 初めに第３図及び第４図に示す従来のこの種の切断機に
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ューブ
であり、帯状チューブ素材を管状に成形加工する造管
機、チューブを偏平形状に加工するバーチカルローラ、
チューブ表面に半田メッを施すための半田メッキ炉、チ
ューブの歪取りを行うためのサイジングローラ等からな
るチューブ製造器（図示せず）から連続的に供給され
る。偏平チューブ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の出力が図示しない波
形整形回路を経て駆動ユニット４に導かれ、該駆動ユニ
ット４により電気油圧パルスモータ５を駆動するに必要
な回転信号に変換され、電気油圧パルスモータ５に送信
される。

次に６は電気油圧パルスモータ５と後述するスライダ１
２を連結するクランク機構であり、電気油圧パルスモー
タ５の軸に直結されたクランク軸６ａと、クランク軸６
ａに固着されたクランク６ｂ及びクランク６ｂに偏心量
調節ねじ６ｃによって偏心量調節可能に取り付けた連結
ロッド６ｄから構成され、連結ロッド６ｄはベース１０
に揺動自在に設けた扇形歯車１１に連結されている。

１２はスライダで、ベース１０に固定した２本のレール
１３により滑動自在に支持され、側面の一部に前記扇形
歯車１１と噛合するラック１４が刻設され、扇形歯車１
１の揺動に伴い、矢印Ａ、Ｂのごとく往復運動する。

１５は前記電気油圧パルスモータ５と後述する回転切断
刃１８間に介設した変速機構であり、前記ククランク軸
６ａに固着した歯車１５ａと、該歯車１５ａと噛合する
歯車１５ｂ及び歯車１５ｂと一体に回転する歯車１５ｃ
を備えている。

１６はスプライン軸で、軸受１７によりスライダ１２に
回転自在に取り付けられ、一端には偏平チューブ１を切
断するための回転切断刃１８が固着され他端には歯車１
５ｃと噛合するねじ歯車１９が設けられ、電気油圧パル
スモータ５により変速機構１５を介して回転駆動され
る。

２０は前記スライダ１２上に取り付けた切断刃保持器
で、該保持器２０には前記回転切断刃１８が挟装される
一対の雌刃２１，２１が配設されている。回転切断刃１
８と雌刃２１よりなる切断機構は第５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２１には偏平チューブ
１が挿通される孔２１ａを設けてある。かして、前記ス
ランダ１２は偏心量調節ねじ６ｃによって連結ロッド６
ｄの偏心量を調節することにより偏平チューブ１と同速
度で追従させることができるようになっており、スライ
ダ１２が偏平チューブ１に追従している期間において回
転切断刃１８が偏平チューブ１を切断するように回転切
断刃１８の楔形刃先１８ａの偏平チューブ１の通過角度
αが選定してある。尚、２２は偏平チューブ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
ューブ１がチューブ製造機（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によってアナログ
・デジタル変換器３が回転され、偏平チューブ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
ニット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６ａに固設し
てあるクランク６ｂ及び歯車１５ａが回転し、クランク
６ｂの回転により連結ロッド６ｄ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が印Ａ、
Ｂのごとく往復運動をする。一方、歯車１５ａの回転に
より該歯１５ａと組になって変速機構をなす歯車１５ｂ
が回転し、ねじ歯車１９を介してスプライン軸１６が回
転する。そして、前記スライダ１２の往復工程中におい
て該スライダ１２が偏平チューブ１の移動速度とほぼ同
速度で追従したとき、回転切断刃１８により偏平チュー
ブ１を切開切断する。

ところで、偏平チューブ１の切断長さが短尺の場合には
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、偏平チューブの切断長さが長尺の
場合、スライダ１２の一往復で１回切断するとスライダ
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１５
ａと歯車１５ｂの回転比を適宜選定し、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。

第６図に、歯車１５ａと歯車１５ｂの回転比３：１に設
定しスライダ１２の３往復に対して回転切断刃１８を１
回転させ偏平チューブ１を切断する場合の、回転切断刃
１８の回転角と偏平チューブ１の速度及びスライダ１２
の速度との関係を示す特性線図を示す。

第６図において、偏平チューブ１の供給速度は特性線ａ
で示されるように一定である。一方、スライダ１２の移
動速度は特性線ｂで示されるように大きさ及び方向が周
期的に変化するが、疑似追従期間Ｔにおいて偏平チュー
ブ１の速度とほぼ同じ速度となり偏平チューブ１に追従
して移動する。この凝似追従期間Ｔは回転切断刃１８の
一回転中に３回生じるのでこのうちいずれかの疑似追従
期間Ｔに楔形刃先１８ａが偏平チューブ１を通過し該偏
平チューブ１を切開切断するように回転切断刃１８がス
プライン軸１６に取り付けられている。

（発明が解決しようとする課題） 上述した従来の切断機にあっては、楔形刃先１８ａが偏
平チューブ１を通過する角度αが疑似追従期間Ｔに相当
する回転切断刃１８の回転角度α′より大きいと切断中
にスライダ１２が偏平チューブ１に追従しなくなる。そ
の結果、偏平チューブ１の切断長さが不均一となり製品
の品質を悪化させ、あるいは切断が可能となる。そのた
め従来装置では偏平チューブ１の切断長さが短尺の場合
は勿論、長尺の場合でも常に楔形刃先１８ａの通過角度
αが回転角度α′より小さくなるように回転切断刃１８
の径を相当大きくしなければならなかった。

しかしながら、回転切断刃１８は前述したように雌刃２
１，２１の間に挟装されているため楔形刃先１８ａ付近
における面振れが例えば５μｍ以内に収まるように取り
付けなければならない。回転切断刃１８の径が大きいと
面振れを５μｍ以内に抑えるには熱練者の長時間作業を
必要とし生産性の低下を避けることができなかった。

本発明はかかる点に鑑み、回転切断刃の径を大きくしな
くても偏平チューブを長尺に切断することのできる切断
機を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明の切断機は、被切断物
の移動速度に比例した数のパルス数を発生するパルス発
生手段と、該パルスに同期して回転するパルスモータ
と、前記被切断物に沿って往復動するスライダと、前記
パルスモータと前記スライダとを連結し、かつ前記パル
スモータの回転駆動により前記スライダを往復動させる
往復動手段と、前記パルスモータに係合された変速機構
と、前記スライダに設けられ、かつ前記パルスモータの
回転駆動により前記変速機構を介して回転されて前記被
切断物を切断する回転切断刃と、前記変速機構に備えら
れ、かつ前記被切断物の切断時に前記回転切断刃の回転
速度を増速させるように構成された不等速機構とを具備
したことを特徴とする。

（作用） 上記構成によれば、パルスモータのの回転駆動により往
復動手段がスライダを往復動させるとともに、パルスモ
ータに係合する変速機構を介して回転切断刃が回転さ
れ、前記スライダが被切断物とほぼ同速度で追従する間
に被切断物を切断するように、前記変速機構に備えられ
た不等速機構により前記回転切断刃の回転速度が増速さ
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。

第１図及び第２図において、３０は電気油圧パルスモー
タ５と回転切断刃１８間に介設した変速機構であり、ク
ランク軸６ａに固着した歯車３０ａ、アイドル軸３１に
枢支され該歯車３０ａと噛合する歯車３０ｂ、アイドル
軸３１に枢支され歯車３０ｂと一体に回転する非円形歯
車３０ｃ、該非円形歯車３０ｃと噛合する非円形歯車３
０ｄ及び非円形歯車３０ｄと一体に回転すると共にねじ
歯車１９と歯合する歯車３０ｅを備え、前記歯車３０ａ
と歯車３０ｂの回転比は３：１に設定してある。

上記各歯車列３０ａないし３０ｅのうち非円形歯車３０
ｃ及び非円形歯車３０ｄは偏平チューブ１の切断時に回
転切断刃１８の回転速度を増速させるための不等速機構
を構成し、これら非円形歯車３０ｃ、３０ｄは回転切断
刃１８の回転速度が第６図に特性線ｃで示すように、疑
似追従期間Ｔにおいて最高速度に達するように配設され
ている。

尚、本実施例の他の構成は第３図ないし第５図に基づい
て説明した従来の切断機と同じであるので、同一の構成
要素には同一の符号を付して説明を省略する。

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。

偏平チューブ１がチューブ製造機（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によってパ
ルス発生手段をなすアナログ・デジタル変換器３が回転
され、偏平チューブ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ット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６ａに固設してあるクランク６ｂ及び歯
車３０ａが回転し、クランク６ｂの回転により往復動手
段をなす連結ロッド６ｄに往復運動が生じ、扇形歯車１
１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３０ａの回転は歯車３０ｂ及びこれと一体の
非円形歯車３０ｃ、非円形歯車３０ｄ、歯車３０ｅ及び
ねじ歯車１９を介してスプライン軸１６に伝達され、ス
プライン軸１６及び該スプライン軸に固着した回転切断
刃１８が回転する。本実施例では、歯車３０ａと歯車３
０ｂの回転比を３：１に設定しているので回転切断刃１
８はスライダ１２の３往復中に１回転する。

しかして本実施例では変速機構３０に非円形歯車３０
ｃ、３０ｄからなる不等速機構を組み込んだので回転切
断刃１８の回転速度は周期的に増減し、第６図の特性線
ｃに示すように疑似追従期間Ｔにおいて最高速度に達
し、この前後に偏平チューブ１を短時間のうちに切開切
断する。

本実施例によれば、偏平チューブ１の切開切断時に回転
切断刃１８が最高回転されるので、楔形刃先１８ａが偏
平チューブ１を通過する時間が短くなり、疑似追従期間
Ｔ中に偏平チューブ１の切断を完了することができる。
従って、偏平チューブ１の切断長さが短尺の場合は勿
論、長尺の場合でも、回転切断刃１８の径を格別大きく
しなくても、楔形刃先１８ａが偏平チューブ１を通過す
る角度αを疑似追従期間Ｔに相当する回転切断刃１８の
回転角度α′より小さくしたと同様に疑似追従期間Ｔ中
に偏平チューブ１を切断することが可能となる。

（発明の効果） 本発明の切断機は上記した構成を有し、スライダの往復
動と回転切断刃の回転駆動とを、同一のパルスモータの
回転駆動により連動させるようにしたから、連動駆動系
が単一となって切断速度の高速化が可能となり、短時間
で切断が完了するので切断寸法の精度を向上させること
ができる。

また、パルスモータの回転駆動により往復動手段がスラ
イダを往復動させるとともに、パルスモータに係合する
変速機構を介して回転切断刃が回転され、前記スライダ
が被切断物とほぼ同速度で追従する間に被切断物を切断
するように、前記変速機構に備えられた不等速機構によ
り前記回転切断刃の回転速度を増速するようしたもの
で、被切断物の切断長さが短尺の場合は勿論、長尺の場
合でも常にスライダの速度が被切断物の速度とほぼ同じ
になる疑似追従期間中に切断を完了させることが可能と
なり、周速を高めるため回転切断刃の径を格別大きくす
る必要がないので、回転切断刃の面振れを所定値以下に
抑えるための熟練者の長時間作業が不必要となり、切断
効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は本発明の実施例を示す平面図と正面
図、第３図と第４図は従来装置を示す平面図と正面図、
第５図は本実施例に使われている回転切断刃の拡大側面
図、第６図は本実施例及び従来装置における回転切断刃
回転角と、被切断物の供給速度、スライダ１２の移動速
度及び回転切断刃の回転速度との関係を示す特性線図で
ある。 １……被切断物、２……コンタクトローラ、３……アナ
ログ・デジタル変換器、５……パルスモータ、６……ク
ランク機構、１２……スライダ、１８……回転切断刃、
３０……変速機構、３０ｃ……（不等速機構を構成す
る）非円形歯車、３０ｄ……（不等速機構を構成する）
非円形歯車。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被切断物の移動速度に比例した数のパルス
   数を発生するパルス発生手段と、該パルスに同期して回
   転するパルスモータと、前記被切断物に沿って往復動す
   るスライダと、前記パルスモータと前記スライダとを連
   結し、かつ前記パルスモータの回転駆動により前記スラ
   イダを往復動させる往復動手段と、前記パルスモータに
   係合された変速機構と、前記スライダに設けられ、かつ
   前記パルスモータの回転駆動により前記変速機構を介し
   て回転されて前記被切断物を切断する回転切断刃と、前
   記変速機構に備えられ、かつ前記被切断物の切断時に前
   記回転切断刃の回転速度を増速させるように構成された
   不等速機構と、 を具備したことを特徴とする切断機。