JPH0740133A - 切断機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内接式の確動カム２６を用いた構成とするこ
とによって、従来の切断機に対して３倍程度に高速化す
ることができる切断機を提供する。 【構成】 変速機構１５を介してスプライン軸１６が回
転ることによって回転スライダ２４が回転し、カムフォ
ロア２５が内接式確動カム２６の摺動面２６ａを摺接し
て回転することによって、オスカッタ１８の楔形刃先１
８ａの軌道が被切断物１に沿うように作動して、該被切
断物１を切断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一定の速度で連続的に
送り出される管状の長尺の部材（以下被切断物という）
としては例えば、自動車用熱交換器である放熱器、又は
凝縮器に用いられる偏平チューブを、高速度でかつ高精
度に定寸切断するための切断機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、偏平チューブの切断機において
は、図４に示すハウジング９１を案内レール（図示せ
ず）を軌道として基台上に上下に往復動自在に配設し、
前記ハウジング９１には、被切断物を案内する開口９２
を形成するとともに該開口９２の周縁に切断刃を形成し
た板状の雌刃９３の２枚を平行せしめて固定して固定刃
を形成し、前記ハウジング９１には、先端に尖鋭な刃先
端部９９を中心部に有する切断刃を形成した板状の移動
刃９４を、エアシリンダ９５により上下に往復動自在に
設け、前記ハウジング９１が往復動により被切断物の走
行速度と同一速度で同一方向に前進する間に、エアシリ
ンダ９５の上昇によって移動刃９４を雌刃９３の間に進
入させて開口９２に挿通された被切断物を切断し、さら
に、エアシリンダ９５を下降せしめて移動刃９４を後退
させてのち、前記ハウジング９１を被切断物の走行方向
と逆方向に後退せしめる切断サイクルを行っていた。ま
た高速切断に有利とするため、図５に示すように切断機
のハウジング（図示略）に雌刃９３を固定し、その雌刃
９３の間に、ハウジングに支承されて軸９６により回転
駆動する回転刃９７の周縁の切断刃９８を通過せしめ
て、開口９２に挿通される被切断物を切断するようにし
た切断機（特願昭６３−１６８５３４号公報及び特願平
２−２７７３１７号公報）もある。

【０００３】しかしながら、図４に示す従来の切断機に
おいては、移動刃９４の刃先端部９９を、開口９２の周
縁に形成する切断刃と協同せしめて被切断物を左右に切
断するから、切断面は良好であるが、エアの圧縮による
エアシリンダ９５の動作遅れにより、一定限度以上の高
速切断、例えば１２０m／minで走行する被切断物を０．
３秒に１回の割合以上の高速切断を行うことは不可能に
近く、被切断物の走行速度と切断長さに制約される。ま
た図５に示す切断機は、切断刃９８の刃先端部９９が円
運動をしており、この刃先端部９９を常に被切断物の中
央部に当てることが困難であるとともに、切断刃９８の
刃先を平滑なものとして引き切りを行わせようとしても
開口９２の長手方向に垂直な方向への切断刃９８の移動
量は僅かであるので、被切断物の断面形状、板厚および
材質によっては切断面に不良が生じ、二次加工を必要と
するという解決すべき課題があった。

【０００４】そこで、本出願人は、特公平４−７８４０
７号公報において溝カム方式を用いて高速化を図るべく
以下に示すような提案を行っている。図６及び図７に示
すように、サーボモータ５を作動せしめると、該モータ
５およびクランク機構６はスライダ１２をレール１３、
１３を軌道として直線的に往復運動せしめ、またサーボ
モータ５はスライダ１２上の４節回転リンク機構１００
をスライダ１２の一往復に同期せしめて一回転させ、リ
ンク部材１９および支承部材２２をそれぞれの姿勢を維
持せしめたまま公転させる。スライダ１２が被切断材１
の走行方向と同一方向にかつ同一速度で移動する間、前
記案内ローラ２８はカム溝３１の直線溝３７に係合し、
移動刃９４に形成した切断刃９８の刃先端部９９を固定
刃９を構成する雌刃９３に形成した開口１０の長手方向
の中心直線に沿って直線的に移動させ、前記開口１０に
挿通された被切断材１を切断する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特公平４−７８４０７号公報による溝カム方式では、
この機構を図７に示すようにして使用する場合にスライ
ダ１２の往復の加速度でクランク機構６がたわむため、
また、溝カム１０１自体がカム曲線で作られていないの
で切断機自体が振動してしまうために、１２０m／minで
走行する被切断物１を０．１５秒に１回の切断までの高
速化が限度である。従って、アルミニウム材のように軟
らかい材質の偏平チューブを高速度でかつ高精度に切断
することができないという解決すべき課題があった。本
発明は、上記課題を解決するためになされたもので、内
接式確動カム（従節がカムから離れることなくカムの変
位がそのまま従節に伝わるようにしたカム）を用いた構
成とすることによって、従来の切断機に対して３倍程度
に高速化することができる切断機を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための具体的手段として、被切断物に摩擦接触し
て回転するコンタクトローラと、前記コンタクトローラ
に連結され被切断物の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、前記パルスに同期し
て切断長さに応じた回転数で回転すべきサーボモータ
と、前記サーボモータとクランク機構を介して連結さ
れ、被切断物に沿って該被切断物と同一速度で往復運動
するスライダと、前記スライダの往復運動方向と直角方
向に直線運動可能に設けられると共に、前記サーボモー
タによって回転駆動される回転スライダと、前記回転ス
ライダに取り付けられ、楔形刃先を有する雄刃と、前記
雄刃を挟装し前記被切断物を挿通する孔を有する一対の
雌刃と、前記楔形刃先の軌道が前記被切断物に沿うよう
に設定されるべきカム曲線に従って、前記回転スライダ
を周期運動させるべく、摺動面が内壁に設けられる内接
式確動カムと、前記回転スライダに支承されて、前記内
接式確動カムの前記摺動面を摺接して回転することによ
って前記回転スライダに、周期運動を伝達する一対のカ
ムフォロアとを具備することを特徴とする切断機が提供
される。

【０００７】

【作用】上記構成の切断機によれば、被切断物と摩擦接
触してコンタクトローラが回転し、それによって、アナ
ログ・デジタル変換器から被切断物の移動量に比例した
パルスが発生し、該パルスに応じてサーボモータが回転
する。前記サーボモータが回転すると該モータにクラン
ク機構を介して連結されたスライダが、被切断物に沿っ
て該被切断物と同一速度で往復運動し、また変速機構を
介してスプライン軸が回転駆動される。そして、該スプ
ライン軸が回転することによって回転スライダが回転
し、カムフォロアが内接式確動カムの摺動面を摺接して
回転することによって、雄刃の楔形刃先が被切断物の中
央を通過して被切断物を切断する。

【０００８】

【実施例】本発明の切断機の一実施例を図１〜３に基づ
いて説明する。図１は切断機の全体構成を表す平面図、
図２は全体構成を表す側面図、図３は前記図１及び図２
の線Ｃ−Ｃにおける断面図である。被切断物であるとこ
ろの熱交換器用の偏平チューブ１は、チューブ製造機
（図示略）から連続的に供給される。そして、チューブ
製造機から供給された前記偏平チューブ１は、コンタク
トローラ２に摩擦接触して、コンタクトローラ２を空転
することなく回転させる。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毎に１パルスを発生
するアナログ・デジタル変換器３に連結されている。そ
して、該アナログ・デジタル変換器３の出力が図示しな
い波形成形回路を経て駆動ユニット４に入力され、該駆
動ユニット４によりサーボモータ５を駆動するのに必要
な回転信号に変換されサーボモータ５に送信される。

【０００９】次に、サーボモータ５と後述するスライダ
１２を連結するクランク機構６は、サーボモータ５の軸
に直結されたクランク軸６ａと、クランク軸６ａに固着
されたクランク６ｂ、及び該クランク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、該連結ロッド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。

【００１０】スライダ１２は、ベース１０に固定された
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１１の揺動に伴い、矢印Ａ、Ｂのごとく往
復運動する。前記サーボモータ５と後述する雄刃１８間
に介設した変速機構１５は、前記クランク軸６ａに固着
した歯車１５ａと、該歯車１５ａと噛合する歯車１５
ｂ、及び歯車１５ｂと一体に回転する歯車１５ｃを備え
ている。

【００１１】スプライン軸１６は、軸受１７によりスラ
イダ１２に回転自在に取り付けられ、一端には図３に示
す直動軸受２３がスプライン軸１６に垂直方向に取り付
けられている。前記直動軸受２３を介してスプライン軸
１６によって回転スライダ２４が回転される。回転スラ
イダ２４に回転可能にカムフォロア２５が支承されてお
り、該カムフォロア２５はスライダ１２に取り付けられ
た内接式確動カム２６の摺動面２６ａを摺接して回転す
ることによって回転スライダ２４に周期運動を伝達す
る。スプライン軸１６の他端には、歯車１５ｃと噛合す
るねじ歯車１９が設けられ、サーボモータ５により変速
機構１５を介して回転駆動される（図１）。内接式確動
カム２６は、前述のごとく従節がカム２６から離れるこ
となくカムの変位がそのまま従節に伝わるようにしたカ
ムである。しかして、本実施例における従節は回転スラ
イダ２４である。

【００１２】前記スライダ１２上に取り付けた切断保持
器２０には雄刃１８が挟装される一対の雌刃２１、２１
が配設されている。前記雄刃１８と前記雌刃２１よりな
る切断機構は図３に示すごとく、雄刃１８には外周の一
部に半径方向に突出した楔形刃先１８ａが設けられ、雌
刃２１には偏平チューブ１が挿通される孔２１ａが設け
られている。前記スライダ１２は偏心量調節ねじ６ｃに
よって連結ロッド６ｄの偏心量を調節することにより、
偏平チューブ１の移送速度と同速度でスライダ１２を追
従させることができる。そして、前記スライダ１２が偏
平チューブ１に追従している期間において、雄刃１８が
偏平チューブ１を切断するように雄刃１８の楔形刃先１
８ａが偏平チューブ１を切断する切断角度αを設定す
る。尚、偏平チューブ１はガイド２２によって、雌刃２
１の孔２１ａに案内される。

【００１３】次に、上記構成よりなる切断機の作動につ
いて説明する。偏平チューブ１がチューブ製造機（図示
略）から供給されて、移送が開始するとコンタクトロー
ラ２が回転し、それによって、アナログ・デジタル変換
器３がその回転量に応じてパルスを発生する。従って、
該パルス数は偏平チューブ１の移送速度に比例してい
る。そして、そのパルス信号が駆動ユニット４に入力さ
れ、該駆動ユニット４が発生パルス数に応じてサーボモ
ータ５を回転させる。これにより、サーボモータ５に直
結されたクランク軸６ａが回転し、該クランク軸６ａに
固設されたクランク６ｂ及び歯車１５ａが回転する。そ
して、前記クランク６ｂの回転により連結ロッド６ｄに
往復運動が生じ、それによってベース１０に軸支された
扇形歯車１１が揺動運動する。そのため、該扇形歯車１
１が噛合するラック１４を往復運動させ、スライダ１２
が偏平チューブ１に平行に矢印Ａ、Ｂのごとくスライダ
１２の往復運動の速度はほぼ正弦曲線で変化する。

【００１４】一方、歯車１５ａの回転により該歯車１５
ａ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の往復行程中において該スライダ
１２が偏平チューブ１の移送速度とほぼ同等で追従した
とき、雄刃１８によって偏平チューブ１が切断される。
その時雄刃１８の楔形刃先１８ａの軌跡は、内接式確動
カム２６の内接する摺動面２６ａをカムフォロア２５が
摺接して回転することによって、偏平チューブ１の中央
に沿って通るため、従来技術である図４、図５、及び図
６の方式の切断面と比較して同等以上の品質を得ること
ができる。

【００１５】また、本実施例による切断機は以下（イ〜
ヘ）の利点を有する。 イ）内接式確動カムを用いることにより、カムフォロア
を２個使用するため、カムフォロアにかかる１個当たり
の負荷を低減することができる。 ハ）内接式確動カムであるためカムフォロアに予圧をか
けることができ、がたつきを無くすことができるため、
振動が発生しにくい。 ニ）内接式確動カムに高速化に有利なカム曲線が使用で
きるため、振動が発生しにくい。 ホ）内接式確動カムであるので、高速時にカムフォロア
に遠心力が発生してもがたつくことが無いため、振動が
発生しにくい。 ヘ）スライダの構造がコンパクトになり軽量化できるた
め、スライダの往復運動による振動が発生しにくい。 上記したような、振動の低減や軽量化などの効果によっ
て、図６及び図７に示す特公平４−７８４０７号公報に
よる溝カム方式の切断機の場合は、１２０m／minで走行
する被切断物を０．１５秒に１回の割合で切断するのに
対して、本実施例による切断機の場合は、１８０m／min
で走行する被切断物を０．０５秒に１回の割合で切断す
ることが可能となり、さらに、振動も低減されるため、
被切断物の長さ等が高精度で切断可能となる。

【発明の効果】本発明の切断機は上記した構成を有し、
内接式確動カムを用いた構成とすることによって、従来
の切断機に対して３倍程度に高速化することができると
いう優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の全体構成を示す平面図であ
る。

【図２】本発明の実施例の全体構成を示す側面図であ
る。

【図３】図１及び図２のＣ−Ｃ線における断面図であ
る。

【図４〜図７】従来例を示す概略説明図である。

【符号の説明】

１...被切断物（偏平チューブ）、 ２...コンタクトロ
ーラ、 ３...アナログ・デジタル変換器、 ４..．駆
動ユニット、 ５...サーボモータ、 ６...クランク機
構、 １１...扇形歯車、 １２...スライダ、 １
５...変速機構、 １６...スプライン軸、 １８..．雄
刃、 １８ａ..．楔形刃先、 ２１...雌刃、２３...直
動軸受、 ２４...回転スライダ、 ２５...カムフォロ
ア、 ２６...内接式確動カム、 ２６ａ...摺動面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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、 前記コンタクトローラに連結され被切断物の速度に比例
   した数のパルスを発生するアナログ・デジタル変換器
   と、 前記パルスに同期して切断長さに応じた回転数で回転す
   べきサーボモータと、 前記サーボモータとクランク機構を介して連結され、被
   切断物に沿って該被切断物と同一速度で往復運動するス
   ライダと、 前記スライダの往復運動方向と直角方向に直線運動可能
   に設けられると共に、前記サーボモータによって回転駆
   動される回転スライダと、 前記回転スライダに取り付けられ、楔形刃先を有する雄
   刃と、 前記雄刃を挟装し前記被切断物を挿通する孔を有する一
   対の雌刃と、 前記楔形刃先の軌道が前記被切断物に沿うように設定さ
   れるべきカム曲線に従って、前記回転スライダを周期運
   動させるべく、摺動面が内壁に設けられる内接式確動カ
   ムと、 前記回転スライダに支承されて、前記内接式確動カムの
   前記摺動面を摺接して回転することによって前記回転ス
   ライダに、周期運動を伝達する一対のカムフォロアと、 を具備することを特徴とする切断機。