JP2013082026A

JP2013082026A - 切断装置

Info

Publication number: JP2013082026A
Application number: JP2011223088A
Authority: JP
Inventors: Masabumi Hamachi; 正文濱地; Toshiaki Sugaya; 敏明菅谷
Original assignee: Hagino Kiko Co Ltd
Current assignee: Hagino Kiko Co Ltd
Priority date: 2011-10-07
Filing date: 2011-10-07
Publication date: 2013-05-09

Abstract

【課題】一回転当たりの切込量を変更可能で高頻度の切断動作が可能であり、かつ、小型化可能な切断装置を提供する。
【解決手段】カッター４０が設けられたロータプーリ３と、カム溝２１を備えロータプーリ３と回転軸Ａが一致したカムプーリ２と、カッター４０に連結されカム溝２１に摺接してロータプーリ３と共に回転するカムフォロア３８と、を備え、ロータプーリ３とカムプーリ２とを貫通する被切断物挿通孔７ａが設けられ、ロータプーリ３とのカムプーリ２と回転数差によりカムフォロア３８がカム溝２１に案内されて移動し、カッター４０が移動して被切断物挿通孔７ａに挿通された被切断物に押し当てられることにより、被切断物が切断される切断装置１において、ロータプーリ３とカムプーリ２とを、それぞれ別個の回転数可変な第１駆動モータ１１及び第２駆動モータ１２により、互いに独立して回転させるように構成した切断装置１。
【選択図】図１

Description

本発明は、パイプ成形機により連続的に成形される合成樹脂製パイプ等の被切断物を切断するための切断装置に関する。

合成樹脂製パイプの切断装置として、下記特許文献１、２に記載されたものが知られている。

特許文献１記載の切断装置は、外周面にそれぞれ差動歯車が形成されたカムリングと回転体とを有し、両差動歯車は歯数が僅かに異なり、両差動歯車が同時に同じ入力用歯車に噛み合って回転駆動されることにより、その歯数の差によってカムリングと回転体とが僅かに異なる回転数で差動回転する。そして、刃物台に取り付けられたカム軸が、回転体のフランジ部の孔に貫通されて、その先端に取り付けられたカムフォロアがカムリングに形成されたカム溝に嵌入されており、カムリングと回転体との差動回転によってカムフォロアがカム溝に沿って移動することにより、刃物台が揺動してパイプを切断する構造とされている。

特許文献２記載の切断装置は、第１タイミングプーリーと第２タイミングプーリーとを有し、両プーリーに位相差を与えることにより、第１タイミングプーリーに設けられた第２カムフォロアーを、第２タイミングプーリーに形成された第２カム溝に沿って移動させ、この移動に伴って、切断刃がパイプの外周面に押付けられ、パイプが切断される構造とされている。両プーリーに位相差を与える駆動機構は、主電動機と、主電動機に直結されて回転する第１駆動プーリーと、位相差を与えるための差動装置と、差動装置を作動させるための副電動機と、差動装置の出力軸に設けられた第２駆動プーリーとにより形成され、第１駆動プーリーと第１タイミングプーリー、第２駆動プーリーと第２タイミングプーリーとが、それぞれベルトで連結されている。差動装置は、第１駆動プーリー側の第１内歯歯車と、第２駆動プーリー側の第２内歯歯車と、両内歯歯車に歯合する内部ギアとを有しており、この内部ギアに副電動機が接続されている。そして、第１内歯歯車と第２内歯歯車とは、同径で歯数が僅かに異なるものであって、副電動機を作動させて内部ギアを第１内歯歯車に対して相対的に一回転させると、第１内歯歯車に対し第２内歯歯車の位相が歯数の差だけずれ、両プーリーに位相差を与えることになる。

特開平７−１３６９８１号公報特開平１１−３００６９０号公報

上記特許文献１記載の切断装置のように、カム溝が設けられる歯車とカムフォロアが設けられる歯車との歯数差で、刃物台を揺動させるタイプの切断装置では、一回転当たりの切込量は、両歯車の歯数差とカム溝の形状で決まるため、変更は不可能であり、被切断物の変更に柔軟に対応できないという問題があった。

一方、上記特許文献２記載の切断装置のように、差動装置を用いるタイプの切断装置では、内部ギアの回転数を変えることにより両プーリーに与える位相差を変えられるため、一回転当たりの切込量は可変であり、また、切断待機時は差動装置を停止すれば両プーリーを停止する必要はないため、高頻度の切断動作も可能である。しかしながら、差動装置は、部品点数が多く、大型で重いため、切断装置を小型化できないという問題があった。

本発明は、上述した問題を解決するものであり、一回転当たりの切込量を変更可能で高頻度の切断動作が可能であり、かつ、小型化可能な切断装置を提供することを目的とする。

本発明の切断装置は、加工具が設けられた第１の回転体と、カムを備えて前記第１の回転体と回転軸を一致させて設けられた第２の回転体と、前記加工具に連結され前記カムに摺接して前記第１の回転体と共に回転するように設けられたカムフォロアと、を備え、前記第１の回転体と前記第２の回転体とを貫通する被切断物挿通孔が設けられ、前記第１の回転体と前記第２の回転体との回転数差により前記カムフォロアが前記カムに案内されて移動して、当該移動に伴って前記加工具が移動して前記被切断物挿通孔に挿通された被切断物に押し当てられることにより、前記被切断物が切断される切断装置において、前記第１の回転体と前記第２の回転体とを、それぞれ別個の回転数可変な駆動装置により、互いに独立して回転させるように構成したことを特徴とする。

これによれば、第１の回転体と第２の回転体とが、それぞれ別個の回転数可変な駆動装置により、互いに独立して回転するので、大型で重い差動装置を用いることなく、第１の回転体と第２の回転体の回転数を異ならせることができ、装置サイズを小型化することができる。また、各駆動装置の回転数を変えることにより、第１の回転体と第２の回転体との回転数差を変えられるので、第１の回転体一回転当たりの切込量を変更可能であり、各駆動装置の回転数を同一として、第１の回転体と第２の回転体との回転数差をなくせば、第１の回転体と第２の回転体とを回転させたまま加工具の移動を停止できるので、切断待機時に回転を停止する必要がなく、高頻度の切断動作が可能である。

本発明の切断装置によれば、一回転当たりの切込量を変更可能で高頻度の切断動作が可能であり、かつ、小型化可能である。

本発明の一実施形態に係る要部を示す概略縦断面図である。同実施形態に係る一部破断正面図である。同実施形態に係るロータプーリの正面図である。同実施形態に係るカムプーリの正面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１，２に示すように、実施形態に係る切断装置１は、合成樹脂製パイプを被切断物とするものであり、ベース板４と、ベース板４の下面に取り付けられたモータブラケット５と、モータブラケット５に支持されてベース板４の下方に設けられた第１駆動モータ１１及び第２駆動モータ１２と、第１駆動モータ１１の回転駆動軸１１ａに取り付けられた第１駆動プーリ１３と、第２駆動モータ１２の回転駆動軸１２ａに取り付けられた第２駆動プーリ１４と、第１の回転体に相当するロータプーリ３と、第２の回転体に相当するカムプーリ２と、第１駆動プーリ１３とロータプーリ３とに掛け渡された第１タイミングベルト１５と、第２駆動プーリ１４とカムプーリ２とに掛け渡された第２タイミングベルト１６と、を備えている。第１駆動モータ１１及び第２駆動モータ１２は、いずれもサーボモータであり、回転数が可変である。なお、以下の説明においては、被切断物であるパイプの進行方向を前方とする（図１参照）。

第１駆動プーリ１３と第２駆動プーリ１４は、同径の円盤状に形成され、それぞれ、第１タイミングベルト１５、第２タイミングベルト１６の内周面に形成された歯（図示せず。）に噛合する歯を、外周面に有し、第１駆動プーリ１３と第２駆動プーリ１４の歯数は同一とされている。

ロータプーリ３とカムプーリ２は、ベース板４の上方に配設され、第１タイミングベルト１５、第２タイミングベルト１６は、ベース板４に形成された貫通孔４ａを貫通して、それぞれ、第１駆動プーリ１３とロータプーリ３、第２駆動プーリ１４とカムプーリ２を、連結している。ロータプーリ３とカムプーリ２は、正面視において外周が同径の円形状をなし、それぞれ、第１タイミングベルト１５、第２タイミングベルト１６の内周面に形成された歯に噛合する歯を、外周面に有し、ロータプーリ３とカムプーリ２の歯数は同一とされている。

ロータプーリ３は、円筒状のカムプーリ支持部３１と、カムプーリ支持部３１前端の円形開口部の周囲に円環状に広がる工具取付部３２と、から構成されている。カムプーリ支持部３１内の貫通孔に相当するロータプーリ３の中央の貫通孔３３には、ボールベアリング９及びブッシュブラケット８を介して、円筒状の被切断物挿通部７が挿通され、ロータプーリ３は、被切断物挿通部７の周りを回転可能とされ、その回転軸Ａは、被切断物挿通部７が形成する被切断物挿通孔７ａの中心軸と一致している。被切断物挿通部７は、ベース板４の上面に立設された支持部材６に支持されている。

図３に示すように、工具取付部３２には、軸挿通孔３２ａと軸挿通孔３２ａから所定距離離れた連結ピン挿通孔３２ｂとの組が、複数組形成されている。軸挿通孔３２ａと連結ピン挿通孔３２ｂとの組のうちの１組を用いて、図１，２に示すように、ロータプーリ３に、加工具に相当するカッター４０が設けられ、カッター４０にはカムフォロア３８が連結されている。詳しくは、図１に示すように、工具取付部３２の前面側にカッターアーム４３が配設され、工具取付部３２の後面側（すなわち、カムプーリ２に対向する側）に細長い板状の連結部材３６が配設されて、軸挿通孔３２ａに挿通された支点ピン３４により、カッターアーム４３と連結部材３６とが連結されている。支点ピン３４は、ボールベアリング３５を介して軸挿通孔３２ａに回動可能に挿通されており、カッターアーム４３は支点ピン３４を軸として揺動可能である。カッターアーム４３の支点ピン３４側と反対側の端部には、カッター４０が取り付けられ、カッター４０は、切断刃４１と、切断刃４１を保持するホルダー４２とから構成されている。連結部材３６の支点ピン３４側と反対側の端部には、カムフォロア３８が取り付けられ、カムフォロア３８は、後述するカム溝２１内に嵌入されて、カム溝２１に摺接している。カムフォロア３８は、ロータプーリ３に挿通された支点ピン３４に連結部材３６を介して連結されているので、ロータプーリ３が回転するとロータプーリ３と共に回転する。

連結部材３６とカッターアーム４３とは、それぞれの中央部付近で、連結ピン３９により連結されている。連結ピン３９は、前端が図２に示すようにカッターアーム４３に形成された長孔４３ａに挿通され、連結ピン挿通孔３２ｂを通って、後端が連結部材３６に取り付けられている。連結ピン３９は、連結部材３６とカッターアーム４３とのなす角度を保持するものであり、連結ピン３９を緩めて長孔４３ａ内で移動させることにより、連結部材３６とカッターアーム４３とのなす角度を調整して、カッター４０の初期位置を調整することができ、連結ピン３９を締付けることにより、連結部材３６とカッターアーム４３とのなす角度を保持できる。

また、他の軸挿通孔３２ａと連結ピン挿通孔３２ｂとの組には、押えローラ４５が配設されている。押えローラ４５の取付構造は、上述したカッター４０の取付構造と同様であり、カッター４０の代わりに押えローラ４５が取り付けられている。

カムプーリ２は、カム溝２１が前面に形成された正面カムであり、図４に示すように、中央に貫通孔２２を有する円盤状に形成されている。カム溝２１は、カムプーリ２の中心に近づいたりカムプーリ２の中心から遠ざかったりするように形成されている。図１に示すように、貫通孔２２内にはブッシュ１０を介して、ロータプーリ３のカムプーリ支持部３１が挿通され、カムプーリ２は、ロータプーリ３と同じく回転軸Ａを軸として、ロータプーリ３とは独立に回転可能とされている。上述したようにカムプーリ支持部３１内には被切断物挿通部７が挿通されているので、被切断物挿通部７はカムプーリ２を貫通し、すなわち、被切断物挿通部７内の被切断物挿通孔７ａは、カムプーリ２とロータプーリ３を貫通している。

ベース板４上には、ロータプーリ３の前方、及び、カムプーリ２の後方に、被切断物であるパイプ（図示せず。）を把持するためのチャック装置（図示せず。）がそれぞれ配設されている。また、被切断物であるパイプは、パイプ成形機により連続的に成形されて進行するため、ベース板４と共に切断装置１及び各チャック装置を、初期位置からパイプの進行速度と等速度で前方に移動し、再び初期位置に復帰させる移動機構（図示せず）が設けられている。

以上のように構成された切断装置１の動作について、次に説明する。

被切断物であるパイプは、被切断物挿通孔７ａに挿通され、所定速度で前方に進行する。切断待機時は、カッター４０が初期位置にある状態で、第１駆動モータ１１と第２駆動モータ１２とを同じ回転数（回転速度）で駆動する。すると、第１駆動プーリ１３と第２駆動プーリ１４の歯数は同一とされ、ロータプーリ３とカムプーリ２の歯数も同一とされているため、ロータプーリ３とカムプーリ２の回転数に差が生じない。したがって、ロータプーリ３とカムプーリ２の相対的な位置関係は変わらず、カムフォロア３８はカム溝２１内の同じ位置に留まるため、カッター４０は移動しない。

切断時には、パイプの進行速度と等速度で切断装置１を前方に移動させながら、第１駆動モータ１１と第２駆動モータ１２を、回転数を異ならせて駆動する。すると、ロータプーリ３とカムプーリ２の回転数に差が生じ、この差によりロータプーリ３とカムプーリ２の相対的な位置関係が変わるので、カムフォロア３８はカム溝２１に案内されて移動し、カムプーリ２の中心に近づいたりカムプーリ２の中心から遠ざかったりする。このカムフォロア３８の移動に伴って、連結部材３６及びカッターアーム４３が支点ピン３４を中心に揺動し、カッター４０が径方向に移動して、カッター４０の切断刃４１が被切断物挿通孔７ａに挿通されたパイプに押し当てられたりパイプから離れたりする。パイプは、切断刃４１が押し当てられることにより切断される。パイプの切断毎に、切断装置１は初期位置に復帰される。

ロータプーリ３の一回転当たり（ロータプーリ３が一回転する間）の切断刃４１の切込量（切込深さ）は、ロータプーリ３が一回転する間のカムプーリ２の回転量、すなわち、ロータプーリ３とカムプーリ２の回転数差で決まる。したがって、第１駆動モータ１１と第２駆動モータ１２の回転数差を変えることにより、ロータプーリ３とカムプーリ２の回転数差を変えれば、ロータプーリ３の一回転当たりの切込量が変わる。ロータプーリ３とカムプーリ２の回転数差を大きくすれば、ロータプーリ３が一回転する間にカムフォロア３８がカム溝２１を移動する量が多くなり、切込量は増大する。一方、ロータプーリ３とカムプーリ２の回転数差を小さくすれば、切込量は減少する。

以上説明したように、切断装置１によれば、ロータプーリ３とカムプーリ２とが、それぞれ回転数可変な第１駆動モータ１１、第２駆動モータ１２により、互いに独立して回転するので、大型で重い差動装置を用いることなく、ロータプーリ３とカムプーリ２の回転数を異ならせることができ、装置サイズを小型化することができる。

また、差動装置はオーバーホールが必要でメンテナンス負担が大きいが、切断装置１では、差動装置を用いず、第１駆動モータ１１及び第２駆動モータ１２で、互いに独立にロータプーリ３とカムプーリ２とを回転させる構造であるため、メンテナンス負担が小さく、略メンテナンスフリーといえる。

また、第１駆動モータ１１及び第２駆動モータ１２の回転数を同一として、ロータプーリ３とカムプーリ２との回転数差をなくせば、ロータプーリ３とカムプーリ２とを回転させたまま切断刃４１の移動を停止できるので、切断待機時に回転を停止する必要がなく、高頻度の切断動作が可能である。

また、第１駆動モータ１１及び／又は第２駆動モータ１２の回転数を変えることにより、ロータプーリ３とカムプーリ２との回転数差を変えられるので、ロータプーリ３の一回転当たりの切込量（切込速度）を変更可能である。

なお、上記実施形態では、カムプーリ２を、正面カムを備えるものとしたが、正面カム以外の板カム等、他のカムを備えるものとしてもよい。

また、第１駆動モータ１１及び第２駆動モータ１２は、サーボモータに限らず、回転数が可変な駆動装置であればよい。

また、上記実施形態では、加工具としてカッター４０を用いたが、加工具は被切断物を切断可能なものであればよく、例えばバイトであってもよい。

また、上記実施形態では、被切断物挿通孔７ａの中心軸は、回転軸Ａに一致しているが、必ずしも被切断物挿通孔７ａの中心軸と回転軸Ａとは一致しなくてもよい。

１…切断装置
２…カムプーリ（第２の回転体）
３…ロータプーリ（第１の回転体）
７ａ…被切断物挿通孔
１１…第１駆動モータ（駆動装置）
１２…第２駆動モータ（駆動装置）
３８…カムフォロア
４０…カッター（加工具）

Claims

加工具が設けられた第１の回転体と、カムを備えて前記第１の回転体と回転軸を一致させて設けられた第２の回転体と、前記加工具に連結され前記カムに摺接して前記第１の回転体と共に回転するように設けられたカムフォロアと、を備え、前記第１の回転体と前記第２の回転体とを貫通する被切断物挿通孔が設けられ、前記第１の回転体と前記第２の回転体との回転数差により前記カムフォロアが前記カムに案内されて移動して、当該移動に伴って前記加工具が移動して前記被切断物挿通孔に挿通された被切断物に押し当てられることにより、前記被切断物が切断される切断装置において、
前記第１の回転体と前記第２の回転体とを、それぞれ別個の回転数可変な駆動装置により、互いに独立して回転させるように構成したことを特徴とする切断装置。