JPH1034430A

JPH1034430A - 長尺物切断機

Info

Publication number: JPH1034430A
Application number: JP21209996A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Takada; 高田　　智
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-07-22
Filing date: 1996-07-22
Publication date: 1998-02-10

Abstract

(57)【要約】【課題】高速で切断することが出来ると共に切断面の
仕上がりが良好となる長尺物の切断機の提供。【解決手段】切断刃１８１を回転駆動する切断モータ
ー３０と，クランクの偏心量ｒを調節することの出来る
クランク機構と，切断刃１８１を装着すると共にクラン
ク機構を介して切断モーター３０により駆動され被加工
物（チューブ８１）と平行に動くスライダー１２と，偏
心量ｒを変更する偏心位置調整手段５０と，被加工物の
移動センサー６９と，切断モーターの回転位置の回転判
定手段と，制御手段６０とを有しており，制御手段は，
回転刃が被加工物を切断している間に偏心量ｒを変化さ
せ，スライダーの移動速度ｖｓと被加工物の移動速度ｖ
ｔとが略同一となるよう上記偏心位置調整手段を制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，クランク機構を介して往復運動
するスライダーに回転切断刃を装着し，移動する被加工
物を連続して切断する長尺物の切断機に関するものであ
り，特に被加工物の移動に対して高精度で追随し相対速
度を零近傍に抑制して被加工物を切断することの出来る
切断機に関する。

【０００２】

【従来技術】自動車の放熱器や凝縮器等の熱交換器に
は，偏平形状のチューブが用いられることが多く，上記
部材に用いられるチューブは長尺のものを適当な長さに
切断して使用されている。長尺のチューブを所定の長さ
に連続して切断する従来の切断機９は，図８に示すよう
に，ほぼ一定の速度で連続して移送されてくるチューブ
８１の供給側に移動量検知手段としてのコンタクトロー
ラー６９１を配置し，これによってチューブ８１の移動
長を検知し，切断刃１８１によって所定の長さにチュー
ブ８１を切断する（特公平３−５８８４７号公報，特公
平６−９８５９１号公報参照）。

【０００３】上記切断刃１８１は，切断モーター３０を
駆動源とする変速機構（歯車３６→歯車５９→歯車１５
→ネジ歯車１６→スプライン軸１７）を介して回転駆動
され，チューブ８１を切断する。また，切断刃１８１
は，クランク機構を介してチューブ８１の移動方向に直
線往復運動を行うスライダー１２に装着されており，ス
ライダー１２がチューブ８１と同方向に運動し，両者１
２，８１の相対速度が出来るだけ小さい時点に切断刃１
８１がチューブ８１に切り込んでチューブ８１を切断す
る。

【０００４】上記クランク機構を構成する連結ロッド７
１の一端は，回転中心に対して偏心した位置にある偏心
ピン４６に枢着されており，連結ロット７１の他端は，
扇形歯車１１１を端部に設けた揺動アーム１１に枢着さ
れている。そして，スライダー１２の上部には，上記扇
形歯車１１１に噛合するラック１４が配置されてはお
り，揺動アーム１１の揺動に対応して，スライダー１２
は矢印Ａ，Ｂのように往復運動する。

【０００５】即ち，スライダー１２は，切断モーター３
０→歯車３６→歯車５９→連結ロッド７１→扇形歯車１
１１→ラック１４の伝達経路により駆動され往復運動す
る。同図において，符号１３１，１３２はスライダー１
２が滑動するレールである。そして，スライダー１２の
移動速度ｖｓは，クランクの偏心量（軸心に対する偏心
ピン４６の距離）をｒ，クランクの回転角度θ，クラン
クの回転の角速度をω，連結ロッド７１の長さをＬｏと
すると次式により表すことができる。ｖｓ＝ｒω｛ｓｉｎθ＋（ｒ／２Ｌｏ）ｓｉｎ２θ｝・・・（１）

【０００６】また，上記偏心ピン４６は，以下に述べる
移動手段によって駆動され，クランクの径の方向に形成
された溝４７に沿って移動可能であり，その偏心量ｒを
調整することが可能である。即ち，偏心ピン４６は，上
記溝４７に沿って移動すると共に遊星歯車４３のピッチ
円Ｃ１（図６）上に位置しており，断取りモーター９１
→歯車５６→遊星歯車４３の伝達経路により駆動され，
上記段取りモーター９１を回転操作することにより，遊
星歯車４３がβ（図６）だけ回転してそのピッチ円Ｃ
１’上に位置する偏心ピン４６が溝に沿って移動し（図
６でＰ１→Ｐ２，ｒ１→ｒ２），偏心量ｒを変更するこ
とが出来る。図６において，円Ｃｏは遊星歯車４３が噛
合する内歯歯車４４のピッチ円である。

【０００７】そして，偏心量ｒを変更すると，上記
（１）式に従ってスライダー１２の速度ｖｓが変化し，
図１０に示すように，速度カーブが曲線６１〜６３のよ
うに変化する（但し，同図では（１）式の第２項のリッ
プルｓｉｎ２θの成分はカットして表示している）。そ
して，切断刃１８１がチューブ８１に切り込む時点にお
ける切断刃１８１とチューブ８１との間の相対速度を極
小にするために，曲線６２で示すように速度ｖｓのピー
ク値をチューブ８１の移動速度ｖｔにほぼ等しくし，速
度ｖｓのピーク値近傍においてチューブ８１を切断す
る。同図において破線の位置は切断の中心点を示す。

【０００８】図９は，上記のような制御を行うブロック
図である。図９に示すように，切断機９には，投入され
たチューブ８１に接触して回転するコンタクトローラー
６９１が設けられており，コンタクトローラー６９１に
はコンタクトローラー６９１の回転量，即ちチューブ８
１の移動量に比例したパルスを発信するエンコーダ６９
２が連結されている。エンコーダ６９２のパルスｐは，
チューブ長設定部９５１に記録された切断長Ｌの情報
（品番情報）と共に切断モーター位置演算部９５２に入
力される。

【０００９】切断モーター位置演算部９５２は，上記２
つの情報を基に，切断刃１８１がチューブ８１に切り込
む位置が，移動するチューブ８１の所定の位置（切断長
Ｌ）となるように切断時の切断モーター３０の回転量θ
ｍを演算し，その値を切断モーター位置制御部９５５に
指令する。切断モーター位置制御部９５５は，上記回転
指令値と回転センサー９６１のフィードバック信号を基
に切断モーター３０の回転量θｍを制御する。

【００１０】即ち，切断モーター位置演算部９５２は，
エンコーダ６９２の１パルスに対応する切断モーター３
０の回転量を，エンコーダ６９２の１パルス毎に切断モ
ーター制御部９５５に指令する。そして，上記１パルス
に対応する切断モーター３０の回転量は，切断長Ｌによ
り変化するため，切断長設定部９５１に設定されたデー
タ（品番データ）よりその値（パルス当たりの回転量）
を指令する。上記のように刻々と変わるチューブ８１の
移動量を検知して回転を制御しているから，チューブ８
１の速度が変動しても，所定の切断長にチューブ８１を
切断することができる。

【００１１】一方，段取りモーター９１は，切断刃１８
１の切り込み時（所謂切断ポイント）においてスライダ
ー１２とチューブ８１との間の相対速度が最小となるよ
うに，制御される。即ち，図１０に示すようにクランク
機構により正弦波状に変動するスライダー１２の速度
ｖｓのピーク時（（１）式でθ≒９０°）の値が，チュ
ーブ８１の移動速度ｖｔとほぼ等しくなるように，偏心
長ｒの大きさを制御する。（1)式におけるクランクの回
転の角速度ωは，例えばω＝２πｖｔ／Ｌ（但しＬ＝切
断長）より求めることが出来るから，所望の偏心長ｒ
は，（１）式のｖｓ＝ｖｔと置くことにより算出するこ
とができる。

【００１２】即ち，段取りモーター位置演算部９５６で
は，与えられた切断長Ｌの情報（品番情報）とチューブ
速度ｖｔとから最適の偏心長ｒを算出し，更に段取りモ
ーター９１の回転量θｍ’と偏心長ｒの関係式から，段
取りモーター９１の回転量θｍ’を演算し，段取りモー
ター位置制御部９５７にその値θｍ’を指令する。段取
りモーター位置制御部９５７は上記指令値θｍ’の位置
に段取りモーター９１を位置決めするように制御する。
実際には，上記切断長Ｌ，チューブ速度ｖｔ，指令値θ
ｍ’の関係は，品番情報として予め内蔵されている。同
図において，符号９６２は，段取りモーター９１の回転
量をフィードバック制御するための回転センサーであ
る。

【００１３】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記チューブ
切断機９には，以下に述べるような問題点がある。それ
は，図１０Ｉ示すように，スライダー１２のｖｓは，正
弦波を描いて変動するのに対して，チューブ８１の速度
ｖｔはおよそ一定速度であるから，短時間とはいえ一定
の幅のある切断時間（同図の矢印Ｃ）において両者の間
に速度差が生ずるのを回避することが出来ない。そのた
め，チューブ８１の切断面が斜めになり，相対速度が更
に大きくなると，チューブ８１の移動を切断刃１８１が
阻止する形になり，チューブがめり込んで所謂チューブ
詰まりを生ずるということである。

【００１４】そのため，上記装置では，切断を高速化す
ることに限界がある。本発明は，かかる従来装置の問題
点に鑑みてなされたものであり，高速で切断することが
出来ると共に切断面の仕上がりが良好となる長尺物の切
断機を提供しようとするものである。

【００１５】

【課題の解決手段】請求項１記載の発明において注目す
べきことは，切断機が，被加工物の移動量又は移動速度
を検知する移動センサーと，切断モーター又は回転切断
刃の回転位置を検知又は推定する回転判定手段と，上記
移動センサー及び回転判定手段の信号を受けて上記切断
モーター及び偏心位置調整手段を制御する制御手段とを
有していることであり，上記制御手段は，上記移動セン
サーの信号に基いて，上記切断刃が被加工物を横断して
切断する被加工物の切断長が所定値Ｌとなるように上記
切断モーターの回転量を制御すると共に，上記回転判定
手段の信号及び移動センサーの信号に基づいて，上記回
転刃が被加工物を切断している間に上記偏心量ｒを変化
させ，上記スライダーの移動速度ｖｓと被加工物の移動
速度ｖｔとが略同一となるよう上記偏心位置調整手段を
制御することである。

【００１６】特に注目すべきことは，回転刃が被加工物
を切断している間に，上記偏心量ｒを変化させ，これに
よって図５に示すように正弦波状に変化するスライダー
の速度振幅（偏心量ｒ）を６５〜６７のように刻々と変
化させ，図４に示すように切断時Ｃにおいてスライダー
の速度ｖｓが正弦波でなく被加工物の速度ｖｔと同じ値
となるようにフラット状にすることである。即ち，図５
に示すように，切断開始時の時刻ｔ１迄は，曲線６５
（偏心量ｒ＝ｒ１とする）のように振幅が大きめの一定
の振幅であったものを，その後暫くの間は，例えば時刻
ｔ２，ｔ３の時点で曲線６６，６７に示す振幅の正弦波
となるように，時間と共に偏心量ｒをｒ２，ｒ３と漸減
させていき（ｒ１＞ｒ２＞ｒ３），時刻ｔ１〜ｔ３にお
ける速度ｖｓの上昇を抑制し被加工物速度ｖｔと同じ値
となるようにする。

【００１７】そして，θが９０°（時刻ｔ＝ｔ４）を越
えた場合には，時刻ｔ１〜ｔ３とは反対に，速度カーブ
の正弦波振幅（偏心量ｒ）を漸増させていき速度ｖｓが
低下しないようにし被加工物速度ｖｔと同じ値となるよ
うにする。それ故，本発明の切断機では，図４に示すよ
うに切断中における切断刃と被加工物とは等しい速度
（相対速度≒０）で移動する。その結果，切断刃は被加
工物の一点を真っ直ぐに切断し，切断面は被加工物の進
行方向に直角な平面となる。それ故。従来のように，切
断面が斜めになったり被加工物が切断刃に当接してめり
込んだりすることがない。

【００１８】このようにする為の偏心量ｒの値は，例え
ば，（１）式で示すスライダーの速度ｖｓを，求める時
刻（又はクランク角度θ）における被加工物の速度ｖｔ
に等しいと置き，求める時刻のクランク角度θを代入し
てｒに関する２次方程式を解くことにより得ることが出
来る。上記方程式を解いた結果は，請求項２に示すよう
に，クランク回転角度θが０°＜θ＜９０°の値である
ときには，偏心量ｒを，ｒ≒Ａ／ｃｏｓθ＋｛Ｂ／ｃｏｓ²θ＋ＣＬ／（ｓｉｎ
θ×ｃｏｓθ）｝^1/2 となるように変化させ，θが９０°であるときには，ｒ
≒Ｃとし，θが９０°＜θ＜１８０°であるときには，
偏心量ｒが，ｒ≒Ａ／ｃｏｓθ−｛Ｂ／ｃｏｓ²θ＋ＣＬ／（ｓｉｎ
θ×ｃｏｓθ）｝^1/2 となるように変化させるということになる。なお，切断
期間をθ₁〜θ₂とし，０＜θ₁＜９０°＜θ₂＜１８
０°としたときには，実質的にはθ₁≦θ＜９０°の範
囲と９０°＜θ≦θ₂の範囲とθ＝９０°とによって上
式を区分する。

【００１９】そして，前記偏心位置調整手段は，請求項
３に記載のように，構成することにより実施することが
出来る。即ち，偏心位置調整手段は，詳細を後述する図
３に示すように，機台に回転自在に取り付けた回転フラ
ンジ管（符号３７）と，このフランジ管内に回転自在に
挿着した上記クランク機構のクランク軸（符３５）と，
このクランク軸の端面に回転自在に取り付けられた遊星
歯車（符号４３）と，上記回転フランジ管の端部に固定
され上記遊星歯車と噛合すると共にこの遊星歯車のピッ
チ円の２倍の径を有するピッチ円を有する内歯歯車（符
号４４）と，前記切断モーターと上記回転フランジ管と
を連結する伝動経路内に配設され回転フランジ管の回転
速度を上記クランク軸の回転速度と同一及び異なる回転
速度の間で切り換える回転速度可変機構とにより構成
し，偏心ピンを上記遊星歯車の端面に植設して偏心ピン
の中心が上記遊星歯車のピッチ円上のくるように配設す
ることにより可能となる。

【００２０】即ち，切断モーターにより駆動されて自在
に回動するフランジ管を設け，且つフランジ管の内側に
はスライダーを駆動するクランク軸を挿着する。更に，
クランク軸に遊星歯車を設け，上記フランジ管には内歯
歯車を設けて，遊星歯車を内歯歯車に噛合させる。そし
て，回転速度可変機構により，通常は互いに等速回転す
るフランジ管とクランク軸との間の速度差を生じさせる
ことにより，遊星歯車を回転させる。その結果，遊星歯
車の端面に植設した偏心ピンが図６に示すようにピッチ
円上の位置を移動し，偏心量ｒが例えばｒ１からｒ２に
変化する。

【００２１】そして，上記回転速度可変機構は，例え
ば，後述する実施形態例に示すようにモーターと差動歯
車機構とにより実現することができる。即ち，差動歯車
を介してモーターによりフランジ管をクランク軸に対し
て回動させ，遊星歯車を内歯歯車に対して回動させる。

【００２２】

【発明の実施の形態】

実施形態例本例は，図１，図２に示すように，連続して供給される
長尺の被加工物（チューブ）８１を所定の長さに連続し
て切断する長尺物の切断機１である。切断機１は，回転
切断刃１８１を設けた切断部材１８（図７）と，変速機
構を介して切断歯１８１を回転駆動する切断モーター３
０（図３）と，クランクの偏心位置を調節することの出
来るクランク機構７０（図２）と，切断歯１８１を装着
すると共にクランク機構７０を介して切断モーター３０
により駆動され被加工物８１と平行方向に往復運動する
スライダー１２と，クランク機構７０の偏心量ｒ（図
６）を変更する詳細を後述する偏心位置調整手段５０
（図１）と，被加工物８１の移動量を検知する移動セン
サー６９と，切断モーター３０の回転位置を推定するこ
との出来る詳細を後述する回転判定手段（後述する切断
モーター位置演算部６０１）と，移動センサー６９及び
上記回転判定手段の信号を受けて切断モーター３０及び
偏心位置調整手段５０を制御する制御手段６０（図１）
とを有する。

【００２３】制御手段６０は，図１に示すように，移動
センサー６９の信号に基いて，切断刃１８１がチューブ
８１を横断して切断するチューブ８１の切断長が所定値
Ｌとなるように切断モーター３０の回転量を制御する。
また，制御手段６０は，上記回転判定手段の信号及び移
動センサー６９の信号に基づいて，回転刃１８１が被加
工物８１を切断している間（図４の区間Ｃ）に上記偏心
量ｒを変化させ，図４に示すように，スライダー１２の
移動速度ｖｓと被加工物８１の移動速度ｖｔとが略同一
となるよう上記偏心位置調整手段５０を制御する。

【００２４】即ち，制御手段６０は，被加工物８１の切
断長をＬ，被加工物８１の切断時近傍におけるクランク
機構７０のクランク回転角度をθとし且つ６０°≦θ≦
１２０°とし，Ａ，Ｂ，Ｃをクランクレバー長等によっ
て決まる定数としたとき，回転判定手段の信号からクラ
ンクの回転角θを算出し，クランク回転角度θが６０°
≦θ＜９０°であるときには，切断時における上記偏心
量ｒを，ｒ≒Ａ／ｃｏｓθ＋｛Ｂ／ｃｏｓ²θ＋ＣＬ／（ｓｉｎ
θ×ｃｏｓθ）｝^1/2 となるように変化させ，θが９０°であるときには，ｒ
≒Ｃとし，θが９０°＜θ≦１２０°であるときには，
切断時における上記偏心量ｒが，ｒ≒Ａ／ｃｏｓθ−｛Ｂ／ｃｏｓ²θ＋ＣＬ／（ｓｉｎ
θ×ｃｏｓθ）｝^1/2 となるように偏心位置調整手段５０を制御する。

【００２５】図２，図３に示すように，クランク機構７
０には，連結ロッド７１を回動自在に連結し偏心量を規
定する偏心ピン４６が設けられている。そして，偏心位
置調整手段５０は，図３に示すように機台３１に回転自
在に取り付けられた回転フランジ管３７と，フランジ管
３７内に回転自在に挿着したクランク機構７０のクラン
ク軸３５と，クランク軸３５の端面に回転自在に取り付
けられた遊星歯車４３と，回転フランジ管３７の端部に
固定され上記遊星歯車４３と噛合すると共にこの遊星歯
車４３のピッチ円（図６符号Ｃ１）の２倍の径を有する
ピッチ円（図６符号Ｃｏ）を有する内歯歯車４４と，切
断モーター３０と回転フランジ管３７とを連結する伝動
経路内に配設され回転フランジ管３７の回転速度を上記
クランク軸３５の回転速度と同一及び異なる回転速度の
間で切り換える後述する回転速度可変機構（調整モータ
ー５７，差動歯車５３等）とを有している。

【００２６】また，偏心ピン４６は，遊星歯車４３の上
面に植設されており，図６に示すように，偏心ピン４６
の中心は遊星歯車４３のピッチ円Ｃ１，Ｃ１’上にあ
る。そして，上記回転速度可変機構は，図３に示すよう
に，調整モーター５７と差動歯車機構５３とを有してお
り，調整モーター５７は差動歯車５３を介して歯車５９
を変速させフランジ管３７とクランク軸３５との間に位
相（角度）差を生じさせ，遊星歯車４３を内歯歯車４４
に対して回動させる。

【００２７】以下，それぞれについて説明を補足する。
図３に示すように，切断モーター３０は，機台３１に固
定したステー３２に固定されており，切断モーター３０
のシャフト３３には歯車３４が固着されている。そし
て，クランク軸３５の下端に固定した歯車３６が上記歯
車３４に噛合する。一方，フランジ管３７は，クランク
軸３５に対してベアリング３８，３９により回動自在に
取り付けられており，また，機台３１に対してもベアリ
ング４０，４１により回動自在に取り付けられている。

【００２８】そして，クランク軸３５の上面には，ピン
４２を介して遊星歯車４３が回動自在に取り付けられ，
フランジ管３７の上面には内歯歯車４４が固着してあ
り，両歯車４３，４４は噛合する。そして，図６に示す
ように，遊星歯車４３と内歯歯車４４のピッチ円の径の
比率は（１：２）に設定されている。また，図３に示す
ように，遊星歯車４３の上面には，偏心ピン４６の植設
板４５が固定されており，偏心ピン４６の中心は，遊星
歯車４３のピッチ円Ｃ１の上にある。

【００２９】そして，内歯歯車４４の上面には，直線状
のガイド溝４７（図２）を形成する一対のガイド４８が
固定されている。一方，偏心ピン４６には，回転自在の
スライドリング４９が設けられており，スライドリング
４９は上記ガイド溝４７に沿ってスライドが可能なよう
に嵌着されている。そして，偏心ピン４６には，連結ロ
ッド７１の一端が回動自在に取り付けられている。

【００３０】上記クランク機構７０を構成する連結ロッ
ド７１の一端は，回転中心に対して偏心した位置にある
偏心ピン４６に枢着されており，連結ロット７１の他端
は，扇形歯車１１１を端部に設けた揺動アーム１１に枢
着されている。そして，スライダー１２の上部には，上
記扇形歯車１１１に噛合するラック１４が配置されては
おり，揺動アーム１１の揺動に対応して，スライダー１
２は矢印Ａ，Ｂのように往復運動する。

【００３１】即ち，スライダー１２は，切断モーター３
０→歯車３６→歯車５９→連結ロッド７１→扇形歯車１
１１→ラック１４の伝達経路により駆動され往復運動す
る。同図において，符号１３１，１３２はスライダー１
２が滑動するレールである。また，切断部材１８は，図
７に示すように，回転切断刃１８１と，チューブ８１を
挿通する穴１８３を有する固定刃１８２とからなる。

【００３２】一方，前記回転速度可変機構を構成する差
動歯車機構５３は，図３に示すように，回動自在の２つ
のシャフト５４，５５が取り付けられると共に，シャフ
ト５４には歯車５６が固定されている。そして，シャフ
ト５４は機台３１に固定した調整モーター５７と連結さ
れ，シャフト５５には歯車５８が固着されている。そし
て，歯車５８は，クランク軸３５に固定した歯車６０と
噛合し，上記歯車５６はフランジ管３７に固定した歯車
５９に噛合する。

【００３３】上記歯車群５３，５６，５８〜６０の関係
は，調整モーター５７が駆動されずシャフト５４が回転
しないときには，クランク軸３５とフランジ管３７の回
転数が同一となるように設定されている。そして，調整
モーター５７を駆動してシャフト５４を回転させるとフ
ランジ管３７の回転数が変化し，クランク軸３５の回転
数との間に差が生じ，遊星歯車４３が自転し，図６に示
すように差動角βが発生する。

【００３４】そして，偏心ピン４６の偏心量ｒがｒ１か
らｒ２に変化する。そして，調整モーター５７を停止す
れば，遊星歯車４３は自転を停止し，偏心量ｒはその値
ｒ２に維持される。それ故，タイムスケジュールに従っ
て調整モーター５７の回転角度θｍ’（ｔ）を変えれ
ば，偏心量ｒ（ｔ）も時間と共に変化する。

【００３５】図１に示すように，被加工物（チューブ）
８１の投入側には，移動センサー６９を構成するコンタ
クトローラー６９１が接している。コンタクトローラー
６９１にはエンコーダ６９２が取り付けられており，エ
ンコーダ６９２はコンタクトローラー６９１が一定の角
度だけ回転する毎にパルスを発信する。そして，エンコ
ーダ６９２のパルスｐは，切断長設定部６０３に記録さ
れた切断長情報（品番情報）ｓと共に制御手段６０を構
成する切断モーター位置演算部６０１に送られる。

【００３６】切断モーター位置演算部６０１は，図９に
示した従来装置と同様に，上記２つの情報を基に，切断
刃１８１がチューブ８１に切り込む位置が，移動するチ
ューブ８１の所定の位置（切断長）となるように切断時
の切断モーター３０の回転量θｍを演算し，その値を切
断モーター位置制御部６０２に指令する。切断モーター
位置制御部６０２は，上記回転指令値θｍと切断モータ
ー３０の回転センサー３０１のフィードバック信号を基
に切断モーター３０の回転量θｍを制御する。

【００３７】即ち，切断モーター位置演算部６０１は，
エンコーダ６９２の１パルスに対応する切断モーター３
０の回転量を積算し，エンコーダ６９２の１パルス毎に
切断モーター制御部６０２に指令する。そして，上記１
パルスに対応する切断モーター３０の回転量は，設定さ
れた切断長Ｌにより変化するため，切断長設定部６０３
に設定されたデータ（品番データ）ｓよりその値（パル
ス当たりの回転量）を指令する。上記のように制御手段
６０は刻々と変わるチューブ８１の移動量を検知して回
転を制御しているから，チューブ８１の速度が変動して
も，所定の切断長にチューブ８１を切断することができ
る。

【００３８】一方，調整モーター５７は，切断刃１８１
の切り込み時（図４の区間Ｃ）においてスライダー１２
とチューブ８１との間の相対速度がほぼ等しくなるよう
に，制御手段６０により制御される。即ち，図１０の曲
線６１〜６３に示すように偏心量ｒが一定の場合には正
弦波状に速度ｖｓが変動するスライダー１２において，
偏心量ｒを連続的に変化させ，スライダー１２のの速度
ｖｓの値が，図４に示すように切断区間Ｃにおいてチュ
ーブ８１の移動速度ｖｔと等しくなるように，調整モー
ター５７を制御する。

【００３９】即ち，クランク角９０°付近で切断すると
き，図５に示すように，切断開始時の時刻ｔ１迄は，曲
線６５のように大きめの一定の振幅であったものを，そ
の後クランク角θが９０°になる迄の間は，例えば時刻
ｔ２，ｔ３の時点で曲線６６，６７で示す振幅（偏心量
ｒ）の正弦波となるように，時間と共に偏心量ｒを漸減
させていき，時刻ｔ１〜ｔ３における速度ｖｓが被加工
物速度ｖｔと同じ値となるようにする。

【００４０】そして，クランク角θが９０°（ｔ＝ｔ
４）を越えた場合には，時刻ｔ１〜ｔ４の変化とは反対
に，速度カーブｖｓの正弦波振幅（偏心量ｒ）を漸増さ
せていき，切断期間Ｃにおいて速度ｖｓが被加工物速度
ｖｔと同じ値となるようにする。このようにする為の偏
心量ｒの値は，（１）式で示すスライダーの速度ｖｓを
求める時刻（又はクランク角度θ）における被加工物の
速度ｖｔに等しいと置き求める時刻のクランク角度θを
代入して，ｒに関する２次方程式を解くことにより得る
ことが出来る。

【００４１】上記方程式を解いた結果は，クランク回転
角度θが６０°≦θ＜９０°であるときには，偏心量ｒ
を，ｒ≒Ａ／ｃｏｓθ＋｛Ｂ／ｃｏｓ²θ＋ＣＬ／（ｓｉｎθ×ｃｏｓθ）｝^1/2 ・・・（３−１）とし，θが９０°であるときには，ｒ≒Ｃとし，θが９
０°＜θ≦１２０°であるときには，偏心量ｒを，ｒ≒Ａ／ｃｏｓθ−｛Ｂ／ｃｏｓ²θ＋ＣＬ／（ｓｉｎθ×ｃｏｓθ）｝^1/2 ・・・（３−２）とするということである（Ｌは切断長）。

【００４２】上記のように調整モーター５７を制御する
ために，本例では，図１に示すように，チューブ８１の
切断開始以前における偏心量ｒｏ（図５の曲線６５相
当）を決めて，調整モーター５７の回転角θｍ’を指令
する第１位置演算部６０５と，チューブ８１切断時にお
いて上記偏心量をｒｏから変化させるよう調整モーター
５７の回転角の変化を指令する位置補正部６０６と，第
１位置演算部６０５及び位置補正部６０６の指令に則し
て調整モーター５７を制御する調整モーター位置制御部
６０７とを有する。

【００４３】第１位置演算部６０５は，切断開始時期の
近傍（例えばθ＝６０°）においてスライダー１２の速
度ｖｓがチューブ８１の速度ｖｔとほぼ等しくなるよう
に，大きめの偏心量ｒｏに設定し，ｒｏに対応する回転
角θｍ’を位置制御部６０７に指令する。そして，位置
補正部６０６は，切断開始時期の近傍（例えばθ＝６０
°）を判定して，前記（３−１），（３−２）に従って
偏心量ｒの補正値Δｒ（＝ｒ−ｒｏ）に相当する回転角
Δθｍ’を位置制御部６０７に指令する。

【００４４】上記クランク角度θのタイミングを知るこ
と，即ち前記の回転位置判定手段は，図１に示す前記切
断モーター３０の位置演算部６０１の出力値即ち切断モ
ーター３０に対する角度指令値を取り込むことにより判
定可能である。これにより，実際に切断モーター３０回
転制御が行われる前に先行してθの値を知ることができ
るから，調整モーター５７に対する制御遅れが生じなく
なる。

【００４５】調整モーター位置制御部６０７は，第１位
置演算部６０５及び位置補正部６０６の指令値θｍ’，
Δθｍ’の合計値に基づいて調整モーター５７をフィー
ドバック制御する。図１において，符号５７１は調整モ
ーター５７の回転量を検知し，位置制御部６０７にフィ
ードバック信号を与える回転センサーである。

【００４６】上記のように，本例の切断機１では，切断
中における切断刃１８１とチューブ８１とはほぼ等しい
速度（相対速度≒０）で移動する。その結果，切断刃１
８１は被加工物であるチューブ８１の一点を真っ直ぐに
切断し，切断面は被加工物８１の進行方向に直角な平面
となる。それ故。従来装置のように，切断面が斜めにな
ったり被加工物が切断刃に圧接されてめり込んだりする
ことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１の研削機の制御回路図。

【図２】実施形態例１の研削機の平面図。

【図３】図２の要部断面図。

【図４】実施形態例１の研削機の被加工物の速度変化と
スライダー（切断刃）の速度変化の関係を示す図。

【図５】実施形態例１の研削機の切断前後における被加
工物の速度とスライダー（切断刃）の速度を示す正弦波
の振幅（クランクの偏心量ｒ）の変化を示す図。

【図６】実施形態例１の研削機の遊星歯車と内歯歯車の
ピッチ円の関係，及び遊星歯車の自転に伴う偏心ピンの
偏心量ｒの変化を示す図。

【図７】実施形態例１の研削機の切断刃と固定刃の側面
図。

【図８】従来の研削機の平面図。

【図９】従来の研削機の制御回路図。

【図１０】従来の研削機においてチューブの速度ｖｔの
変化と偏心量を変化させた場合のスライダーの速度ｖｔ
の変化とを示す図。

【符号の説明】

１２．．．スライダー，１８１．．．回転切断刃，３０．．．切断モーター，５０．．．偏心位置調整手段，６０．．．制御手段，６９．．．移動センサー，８１．．．被加工物（チューブ），

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続して供給される長尺の被加工物を所
定の長さに連続して切断する長尺物の切断機であって，
回転切断刃を設けた切断部材と，変速機構を介して上記
切断部材を回転駆動する切断モーターと，クランクの偏
心位置を調節することの出来るクランク機構と，上記切
断部材を装着すると共に上記クランク機構を介して上記
切断モーターにより駆動され被加工物と平行方向に往復
運動するスライダーと，上記クランク機構の偏心量ｒを
変更する偏心位置調整手段と，被加工物の移動量又は移
動速度を検知する移動センサーと，上記切断モーター又
は回転切断刃の回転位置を検知又は推定する回転判定手
段と，上記移動センサー及び回転判定手段の信号を受け
て上記切断モーター及び偏心位置調整手段を制御する制
御手段とを有しており，上記制御手段は，上記移動セン
サーの信号に基いて，上記切断刃が被加工物を横断して
切断する被加工物の切断長が所定値Ｌとなるように上記
切断モーターの回転量を制御すると共に，上記回転判定
手段の信号及び移動センサーの信号に基づいて，上記回
転刃が被加工物を切断している間に上記偏心量ｒを変化
させ，上記スライダーの移動速度ｖｓと被加工物の移動
速度ｖｔとが略同一となるよう上記偏心位置調整手段を
制御することを特徴とする長尺物の切断機。
【請求項２】請求項１において，前記制御手段は，被
加工物の切断長をＬ，被加工物の切断時近傍におけるク
ランク機構のクランク回転角度をθとし，Ａ，Ｂ，Ｃを
クランクレバー長等によって決まる定数としたとき，上
記制御手段は，前記回転判定手段の信号からクランクの
回転角θを算出し，クランク回転角度θが０°＜θ＜９
０°の値であるときには，切断時における前記偏心量ｒ
を，ｒ≒Ａ／ｃｏｓθ＋｛Ｂ／ｃｏｓ²θ＋ＣＬ／（ｓｉｎ
θ×ｃｏｓθ）｝^1/2 となるように変化させ，θが９０°であるときには，ｒ
≒Ｃとし，θが９０°＜θ＜１８０°であるときには，
切断時における前記偏心量ｒが，ｒ≒Ａ／ｃｏｓθ−｛Ｂ／ｃｏｓ²θ＋ＣＬ／（ｓｉｎ
θ×ｃｏｓθ）｝^1/2 となるように前記偏心位置調整手段を制御することを特
徴とする長尺物の切断機。
【請求項３】請求項１または請求項２において，前記
クランク機構には，連結ロッドを回動自在に連結し且つ
偏心量ｒの大きさを規定する偏心ピンが設けられてお
り，前記偏心位置調整手段は，機台に回転自在に取り付
けられた回転フランジ管と，このフランジ管内に回転自
在に挿着した上記クランク機構のクランク軸と，このク
ランク軸の端面に回転自在に取り付けられた遊星歯車
と，上記回転フランジ管の端部に固定され上記遊星歯車
と噛合すると共にこの遊星歯車のピッチ円の２倍の径を
有するピッチ円を有する内歯歯車と，前記切断モーター
と上記回転フランジ管とを連結する伝動経路内に配設さ
れ回転フランジ管の回転速度を上記クランク軸の回転速
度と同一及び異なる回転速度の間で切り換える回転速度
可変機構とを有しており，上記偏心ピンを上記遊星歯車
の端面に植設し且つこの偏心ピンの中心が上記遊星歯車
のピッチ円上に来るように配設したことを特徴とする長
尺物の切断機。