JP3584052B2 - 切断機のストローク調整機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、切断機のストローク調整機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
硬脆性材料等のワークに切断刃を押し当て、研磨材を介在させ、その切断刃を往復動させてそのワークを切断する切断機においては、切断刃が磨耗するため、切断刃の往復動のストロークを調整する必要があり、ストローク調整機構が設けられている。
このようなストローク調整機構を有する切断機としては、従来、図４および図５に示すような切断機がある。図４は切断機の正面図であり、図５は図４の切断機の平面図である。
【０００３】
７０はフライホイルであり、ベルト７１を介してモータ７２によって回転される回転体である。
７３はブレード枠であり、この枠内に切断刃（以下、ブレード７４という）とスペーサとを交互に重ね合わせて固定され、複数のブレード７４が平行に並べられた状態で張設されている。７５はレールであり、ブレード枠７３を所定の範囲で往復動自在に案内する案内部材を構成している。なお、ブレード枠７３は、レール７５上をスライドするスライダー７７に固定されている。
７８はクランクロッドであり、フライホイル７０の回転動を、ブレード枠７３の往復動に変換すべく、フライホイル７０とブレード枠７３とを連繋する。このクランクロッド７８は、一端が前記のスライダー７７に回動自在に軸着されており、他端がフライホイル７０上に設けられたクランクピン７９に回動自在に軸着されている。クランクピン７９は、フライホイル７０の回転軸心８０から所定の距離に偏心された位置に装着されており、これによってクランク機構が構成されている。このクランクピン７９の前記回転軸心からの偏心量を変更することによって、ブレード枠７３の往復動のストロークを変更することができる。
【０００４】
８１はスライド台であり、基体に固定して設けられた案内シャフト８２に沿って上下動可能に設けられている。このスライド台８１の上端部に設けられたワークホルダー８３にワーク８４が保持されている。図４では、このワーク８４が、ブレード７４に下方から所定の押圧力で当接されている状態を示している。このようにワーク８４をブレード７４に押接させるには、基体に固定された支持軸８５を中心に回転するバランスバー８６を介して梃の原理でウェイト８７の荷重をスライド台８１の下方から作用させている。すなわち、支持軸８５が支点、バランスバー８６のウェイト８７が垂下されたところが力点、バランスバー８６の一端でスライド台８１の下面に当接しているところが作用点となっている。なお、ウェイト８７は、調整部８８によってバランスバー８６に沿って移動可能に設けられており、これにより、スライド台８１を押し上げ、ワーク８４をブレード７４に当接させる荷重量を調整している。
また、８９はノズルであり、このノズル８９から、砥粒が混入された液状研磨剤が、ブレード７４とワーク８４の接触部に供給される。
【０００５】
このような複数のブレート７４を有する多刃式切断機によれば、ワーク８４を多数の薄板に好適にスライスすることができる。
しかしながら、このような切断機では、各ブレード７４（一般的には帯状の鋼板）が図６のように磨耗する。このブレード７４の磨耗は、ワーク８４をブレード７４に押し当て、研磨剤を介在させ、ブレード７４を往復動させて切断加工を行うため避けられない。このとき、ブレード７４の磨耗部の両端部９０は、磨耗されにくく、磨耗残留部が斜めに形成され易い。
このようにブレード７４が磨耗したまま、ワーク８４の切断を続行すると、ブレード７４の磨耗部の両端部９０にワーク８４が当たるため、ワーク８４を押し下げる力が徐々に大きくなる。このワーク８４を押し下げる力と、ウェイト８７の荷重によってワーク８４を押し上げる力との作用による上下動の量が小さい間は、ブレード７４とワーク８４の接触部においてスラリーの除去、供給が有効になされ、ワーク８４の切断にとって有効に作用する。しかし、ワーク８４の上下動が大きくなると、ワーク８４に衝撃力が作用し、切断精度の悪化やチッピング、クラック等を発生させる原因となる。
【０００６】
このため、ワーク８４の切断の進行に伴って、ブレード枠７３のストロークを段階的に変更する（徐々に小さくする）必要がある。従来は、フライホイル７０に装着されるクランクピン７９の装着位置を人手で変更し、ブレード枠７３のストロークを変更している。すなわち、フライホイル７０には回転軸心から種々の距離にネジ部が多数設けられており、この多数のネジ部の中から所望するストロークに対応するネジ部を選定し、そのネジ部にクランクピン７９を螺合する。
このようにして、ワーク８４の切断が進行するのに従って、定期的にブレード枠７３のストロークを段階的に小さくし、上記のようなブレード７４の磨耗によるワーク８４の切断精度の悪化やチッピング、クラック等の発生を防止している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の切断機のストローク調整機構によれば、ストローク調整を人手により行うため、以下のような課題があった。
ストローク調整作業は、フライホイル７０の回転停止し、クランクピン７９をクランクロッド７８と共にフライホイル７０のネジ部から取り外し、他の所定のネジ部に螺合・取り付ける。
このストローク調整は、段階的かつ定期的に行う必要があり、調整の際に人手を要し、ロスタイムが発生するという課題がある。
また、ストローク調整時期の判断も人が管理するため、定められた時間通りにストローク調整ができない場合がある。ストロークの調整時期が夜間および休日におよぶ場合は管理者に負担がかかるという課題がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、回転体に移動可能に設けられた移動体の回転体の軸心からの偏心量を自動的に調整できる偏心量の調整機構を利用し、ストロークの調整を自動的に行うことができる切断機のストローク調整機構を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は次の構成を備える。
すなわち、本発明の切断機のストローク調整機構は、複数の切断刃が平行に並べられて張設されたブレード枠と、該ブレード枠を所定の範囲で往復動自在に案内する案内部材と、回転軸を中心に回転する回転体と、該回転体を回転させる回転駆動装置と、前記回転体に設けられたガイド部に案内されて回転体の回転軸に直交する方向に移動可能に設けられた移動体と、該移動体に連繋され、前記回転体の回転動を、前記ブレード枠の往復動に変換するクランクロッドと、前記回転体の回転軸内にその軸心に沿って穿設された軸心孔と、該軸心孔内に挿入され、前記回転軸の軸線を中心として回転自在に設られたシャフトと、前記回転体と前記シャフトとの連結を断続することで、該シャフトが該回転体と連結されて一体に回転可能な状態と、連結が解除されて該回転体と該シャフトとが相対的に回転可能な状態とを切り換え可能な断続装置と、前記回転体と前記シャフトとが相対的に回転する回転力を前記移動体を移動させる駆動力に変換する駆動力変換機構とを具備し、前記断続装置によって前記回転体と前記シャフトとの連結を解除させるとともに、前記回転駆動装置によって該回転体を回転させることで、該回転体と該シャフトとを相対的に回転させて、前記駆動力変換機構を介して前記移動体を移動させることを特徴とする。これにより、他の駆動装置を必要とせずに、回転体上の移動体の偏心量を調整して、ブレード枠の往復動にかかるストロークを適切かつ容易に調整できる。
【００１０】
また、前記断続装置により前記回転体と前記シャフトとの連結が解除されている際に、該シャフトが該回転体と連れ回りすることを規制するよう、該シャフトの回転を規制する規制装置を備えることで、回転駆動装置により回転されている回転体に対してシャフトの回転を規制して、回転体とシャフトとを合理的に相対回転させることができる。
【００１１】
また、前記断続装置が、電磁石によって断続作用を発生する第１電磁クラッチであり、前記規制装置が、前記シャフトと共に回転するようシャフトに固定された第１ベルト車と、該第１ベルト車にベルトを介して連繋される第２ベルト車と、前記回転体と前記シャフトが共に回転する際には第２ベルト車の回転を許容し、該回転体と該シャフトとの連結が解除された際には該シャフトが該回転体と連れ回りすることを規制するよう、第２ベルト車の回転を規制する第２電磁クラッチとから構成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、前記駆動力変換機構が、前記シャフトに設けられたウォームギアと、該ウォームギアにかみあい、回転することで前記移動体を移動させるように駆動力を出力するウォームホイールとによって構成されていることで、減速比を大きくとることができ、回転動を往復動に好適に変換することができる。
【００１３】
また、前記回転体の回転数と回転方向を検知可能に、複数個の非接触センサを配設し、前記移動体の移動量の限度を管理可能に、移動体の移動する最大位置と最小位置に対応して非接触センサを配設したことで、装置の完全自動化を図ることができる。
【００１４】
【作用】
本発明の切断機のストローク調整機構によれば、他の駆動装置を駆動することなく前記回転体と前記シャフトとが相対的に回転する回転力を有効に利用して、移動体の偏心量を自動的に調整することで、ブレード枠の往復動にかかるストロークを自動的に調整できる。このため、従来のように人手によるネジの脱着等の作業を要することがない。
【００１５】
また、シャフトの回転を規制する規制装置を備えることで、回転駆動装置により回転されている回転体に対してシャフトの回転を規制して、合理的に回転体とシャフトとを相対的に回転させることができる。
【００１６】
さらに、回転体の回転数と回転方向を検知する非接触センサ、および移動体の移動量の限度を管理する非接触センサを設けることによって、偏心量の調整にかかる管理を自動的に行うことができるよう設定できる。従って、装置の起動から被切断材料の切断が完了するまでの工程の人手が不要となる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明にかかる切断機のストローク調整機構に用いられる偏心量の調整機構の一実施例を示す説明図である。また、図２は、図１の実施例のセンサ部の詳細を説明する平面図である。
１０は回転体であり、回転軸１２の端部に一体に固着されており、この回転軸１２を中心に回転する。なお、回転軸１２はベアリング１３を介して装置の基体（図示せず）に回転可能に支持されている。
１４は移動体であり、回転体１０に設けられたガイド部１６に案内されて回転体１０の回転軸１２に直交する方向に移動可能に設けられている。この移動体１４は、断面が台形に形成されたブロック状の部材であり、アリ溝状に形成されたガイド部１６に嵌め込まれ、図１上では上下方向に移動可能に案内されている。
なお、１５は連結ピン部であり、クランクロッド等を連結するために、移動体１４から突設されている。
１８は軸心孔であり、回転体１０の回転軸１２内にその軸心に沿って貫通されている。
【００１８】
２０はシャフトであり、軸心孔１８内に挿入され、回転軸１２の軸線を中心として回転自在に設られている。このシャフト２０は、軸心孔１８内に配設されたベアリング２２内に挿入されており、回転軸１２とは相対的に回転可能に支持されている。
２４は第１電磁クラッチであり、シャフト２０が回転体１０と共に回転可能に、回転体１０とシャフト２０とを断続可能に連結する断続装置を構成する。この第１電磁クラッチ２４は電磁石の作用によって断続作用を発生する。すなわち、回転軸１２の側に固着された円盤２４ａとシャフト２０側に固着されたシャフト側円盤２４ｂとが磁力によって吸着された際には回転体１０とシャフト２０とを連結できる。
【００１９】
２６は第１ベルト車であり、シャフト２０と共に回転するようシャフト２０に固定されている。
２８は第２ベルト車であり、第１ベルト車２６とベルト３０を介して連繋されている。
３２は第２電磁クラッチであり、回転体１０とシャフト２０が共に回転する際には第２ベルト車２８の回転を許容し、回転体１０とシャフト２０との連結関係が解除された際にはシャフト２０が回転体１０と連れ回りすることを規制するよう、第２ベルト車２８の回転を規制する。すなわち、回転体１０とシャフト２０との連結が解除され、装置の基体（図示せず）に固定された円盤３２ａと第２ベルト車２８に固定された円盤３２ｂとが磁力によって吸着された際には、第２ベルト車２８の回転が阻止され、ベルト３０および第１ベルト車２６を介して連繋されたシャフト２０の回転が阻止される。
このように、第１ベルト車２６、第２ベルト車２８、ベルト３０、第２電磁クラッチ３２とによって、第１電磁クラッチ２４により回転体１０とシャフト２０との連結関係が解除されている際に、シャフト２０が回転体１０と連れ回りすることを規制するよう、シャフト１０の回転を規制する規制装置が構成されている。
【００２０】
３４はＶプーリであり、回転軸１２に固定され、この回転軸１２と一体に回転する。このＶプーリ３４は、Ｖベルト４８を介してモータ５０（図２参照）に連繋されている。このようにＶプーリ３４、Ｖベルト４８およびモータ５０によって、回転体１０を回転させる回転駆動装置が構成されている。
この回転駆動装置は、第１電磁クラッチ２４によって、回転体１０とシャフト２０とが連結されたときには回転体１０とシャフト２０を一体回転させ、回転体１０とシャフト２０との連結が解除されている際には、前記規制装置によって固定されているシャフト２０に対して、回転体１０を回転させることによって後述する駆動力変換機構を介して移動体１４を所望の位置に移動させることができる。
【００２１】
３６はウォームギアであり、シャフト２０の一端側に設けられている。
３８はウォームホイールであり、ウォームギア３６にかみあい、回転することで移動体１４を移動させるように駆動力を出力する。
３９はネジ部であり、ウォームホイール３８と同軸且つ一体に形成され、移動体１４を貫通して螺設された雌ねじに螺合されている。このネジ部３９は、ウォームホイール３８と一体に回転自在に設けられているが、回転体上にあって移動しないように軸受けされている（図３参照）。
ウォームギア３６が回転体１０と相対的に回転すると、ウォームホイール３８を介してネジ部３９が回転される。このネジ部３９の回転によって、移動体１４は、ガイド部１６によって規制されているため、回転軸１２に直交する方向に移動する。
【００２２】
以上のようなウォームギア３６、ウォームホイール３８およびネジ部３９を含むギア機構およびネジ機構によって、回転体１０とシャフト２０とが相対的に回転する回転力を移動体１４を移動させる駆動力に変換する駆動力変換機構が構成されている。
なお、駆動力の変換機構としては、上記にようなウォームギア機構に限らず、例えば、ラックとピニオンによるギア機構、かさ歯車等を利用することができるのは勿論のことである。
【００２３】
４０は回転検知用センサ部であり、図１及び図２に示すように、二個の非接触センサが回転円盤３５の外周部に沿って配設されている。この非接触センサに対向する回転円盤３５の外周縁部には円周等分に多数の凹部４１が形成されている。この凹部４１の数を非接触センサでカウントすることによって回転体１０の回転数を検知し、二個の非接触センサを利用することで回転方向を検知することができる。
【００２４】
４２は移動量検知用センサ部であり、移動体１４の移動量の限度を管理するため、図２に示すように外側非接触センサ４２ａと内側非接触センサ４２ｂとが、回転体１０上を往復動可能に設けられた移動体１４の裏面に突出して設けられているドグ１４ａを検知可能に、回転体１０に裏面に対向して配設されている。すなわち、外側非接触センサ４２ａが移動体１４が外側の限度位置に達した際に信号を発することができるように配設され、内側非接触センサ４２ｂが移動体１４が内側の限度位置に達した際に信号を発することができるように配設されている。
【００２５】
このように回転検知用センサ部４０と移動量検知用センサ部４２によって、回転体１０の回転数の検知および移動体１４の偏心量の検知を好適に行うことができる。このため、これらのセンサ部で検知した情報を制御手段（図示せず）にインプットすれば、回転体１０の回転数の管理、および移動体１４の限界移動位置の管理を自動化することができる。これを、切断機のストローク調整機構に利用すれば、装置の起動からワークの切断が完了するまでの工程を自動化できる。
【００２６】
次に以上の構成からなる偏心量の調整機構を備える切断機のストローク調整機構の実施例について説明する。
図３は移動体１４に突設された連結ピン部１５に、細窓枠５４ａを備えるクランクロッド５４を連繋し、回転体１０の回転動をブレード枠６０の往復動に変換する機構を示している。
【００２７】
連結ピン部１５にはコマ５２が回転可能に嵌合しており、このコマ５２は細窓枠５４ａ内を往復動（スライド）できるよう、その細窓枠５４ａ内に嵌め込まれている。移動体１４は、上述した偏心量の調整機構の作用によってネジ部３９の中途部に位置され、保持されている。なお、ネジ部３９は回転体１０に固定された軸受け部１０ａ、１０ｂに回転可能に支持されている。また、６２はレールであり、ブレード枠６０がこのレール６２に沿って往復動自在に設けられている。
このように構成されているため、回転体１０が回転され、コマ５２が連結ピン部１５を中心に回転しつつ細窓枠５４ａ内を往復動する間に、コマ５２の偏心量の二倍の距離をストロークとしてブレード枠６０を往復動させることができる。
【００２８】
この切断機のストローク調整機構の使用例について以下に説明する。
先ず、移動体１４を、移動量検知用センサ部４２の外側の非接触センサで検知する位置まで移動させる。その位置を原点として、回転検知用センサ部４０によって回転体１０の回転数をカウントし、移動体１４を所望の位置に移動させる。このようにして、切断機のブレード枠６０が初期のストロークを得るべく、移動体１４を位置させることができる。
【００２９】
移動体１４を移動させるには、第１電磁クラッチ２４による回転軸１２とシャフト２０との連結関係を解除し、シャフト２０が回転しないように第２電磁クラッチ３２を作動させる。そして、モータ５０の駆動力によって回転体１０を回転させる。このとき、シャフト２０の先端に設けられたウォームギア３６は、回転されないように規制されているから、ウォームギア３６とウォームホイール３８とが相対的に回転する。これにより、ウォームホイール３８と同軸上に設けられたネジ部３９が回転し、移動体１４が移動する。この移動体１４に移動量は回転検知用センサ部４０で回転体１０の回転数を検知して管理できる。
このように移動体１４を移動させることで、移動体１４に突設されてクランクロッド５４と連繋する連結ピン部１５の偏心量を、人手を要せず、容易に調整してブレード枠６０にかかる所望のストロークを得ることができる。
【００３０】
次に、第１電磁クラッチ２４によって回転軸１２とシャフト２０を連結し、第２電磁クラッチ３２による規制を解除して第２ベルト車２８を回転可能とする。この状態で、モータ５０の駆動力によって回転体１０を回転させると、回転体１０の回転動が、ブレード枠６０の往復動に変換され、ワークを切断することができる。このとき、回転体１０とシャフト２０とは、一体に回転しているため移動体１４は移動することなく所定の位置に保持されている。
【００３１】
そして、ストローク調整は、回転数を回転検知用センサ部４０で検知し、設定された回転数となったとき定期的になされる。すなわち、設定された回転数がカウントされると、モータ５０が停止され、上記の移動体１４を移動させる手順と同様の要領によって、連結ピン部１５の偏心量が調整され、ブレード枠６０のストロークが所定の値（ストロークを段階的に小さくする）に設定される。
【００３２】
ところで、回転検知用センサ部４０によって、回転体１０の回転数と回転方向を認識し、ストローク調整時期、ストロークの調整距離および移動体１４の移動方向の制御に反映させている。また、移動量検知用センサ部４２では、ストロークの最大位置と最小位置に対応させて非接触センサ４２ａ、４２ｂをそれぞれ設けているため、ストローク限度を管理することができる。
このように各センサ部４０、４２で検出されたデータを利用し、制御装置を介してこの切断機を制御すれば、ワークの切断精度の悪化やチッピング、クラック等の発生を防止できるよう、ワークの切断機への着脱を除いてワークの切断工程を完全に自動化することができ、切断精度向上（品質向上）と共に切断効率を向上させることができる。
なお、切断機の他の構成については従来技術の欄（図４および図５を参照）で説明したとおりである。
【００３３】
以上、本発明の好適な実施例について種々述べてきたが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内でさらに多くの改変を施し得るのは勿論のことである。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の切断機のストローク調整機構によれば、他の駆動装置を駆動することなく前記回転体と前記シャフトとが相対的に回転する回転力を有効に利用して、移動体の偏心量を自動的に調整することで、ブレード枠の往復動にかかるストロークを自動的に調整できる。このため、従来のように人手によるネジの脱着等の作業を要することなく、ブレード枠のストロークを自動的に調整できるという著効を奏する。
また、シャフトの回転を規制する規制装置を備えることで、回転駆動装置により回転されている回転体に対してシャフトの回転を規制して、合理的に回転体とシャフトとを相対的に回転させることができるという著効を奏する。
さらに、回転体の回転数と回転方向を検知する非接触センサ、および移動体の移動量の限度を管理する非接触センサを設けることによって、ストロークの調整にかかる管理を自動的に行うことができるよう制御装置の設定が可能となり、人手が不要となるという著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる偏心量の調整機構の一実施例を示す説明図。
【図２】図１の実施例のセンサ部の詳細を説明する平面図。
【図３】図１の実施例を切断機のストローク調整機構に利用した状態を示す説明図。
【図４】従来の技術を示す正面図。
【図５】従来の技術を示す平面図。
【図６】ブレードの磨耗状態を説明する説明図。
【符号の説明】
１０ 回転体
１２ 回転軸
１４ 移動体
１６ ガイド部
１８ 軸心孔
２０ シャフト
２４ 第１電磁クラッチ
２６ 第１ベルト車
２８ 第２ベルト車
３０ ベルト
３２ 第２電磁クラッチ
３４ Ｖプーリ
３６ ウォームギア
３８ ウォームホイール
４０ 回転検知用センサ部
４２ 移動量検知用センサ部
４８ Ｖベルト
５０ モータ
５４ クランクロッド
６０ ブレード枠
６２ レール

Claims (5)

1. 複数の切断刃が平行に並べられて張設されたブレード枠と、
   該ブレード枠を所定の範囲で往復動自在に案内する案内部材と、
   回転軸を中心に回転する回転体と、
   該回転体を回転させる回転駆動装置と、
   前記回転体に設けられたガイド部に案内されて回転体の回転軸に直交する方向に移動可能に設けられた移動体と、
   該移動体に連繋され、前記回転体の回転動を、前記ブレード枠の往復動に変換するクランクロッドと、
   前記回転体の回転軸内にその軸心に沿って穿設された軸心孔と、
   該軸心孔内に挿入され、前記回転軸の軸線を中心として回転自在に設られたシャフトと、
   前記回転体と前記シャフトとの連結を断続することで、該シャフトが該回転体と連結されて一体に回転可能な状態と、連結が解除されて該回転体と該シャフトとが相対的に回転可能な状態とを切り換え可能な断続装置と、
   前記回転体と前記シャフトとが相対的に回転する回転力を前記移動体を移動させる駆動力に変換する駆動力変換機構とを具備し、
   前記断続装置によって前記回転体と前記シャフトとの連結を解除させるとともに、前記回転駆動装置によって該回転体を回転させることで、該回転体と該シャフトとを相対的に回転させて、前記駆動力変換機構を介して前記移動体を移動させることを特徴とする切断機のストローク調整機構。
2. 前記断続装置により前記回転体と前記シャフトとの連結が解除されている際に、該シャフトが該回転体と連れ回りすることを規制するよう、該シャフトの回転を規制する規制装置を備えることを特徴とする請求項１記載の切断機のストローク調整機構。
3. 前記断続装置が、電磁石によって断続作用を発生する第１電磁クラッチであり、
   前記規制装置が、前記シャフトと共に回転するようシャフトに固定された第１ベルト車と、該第１ベルト車にベルトを介して連繋される第２ベルト車と、前記回転体と前記シャフトが共に回転する際には第２ベルト車の回転を許容し、該回転体と該シャフトとの連結が解除された際には該シャフトが該回転体と連れ回りすることを規制するよう、第２ベルト車の回転を規制する第２電磁クラッチとから構成されていることを特徴とする請求項２記載の切断機のストローク調整機構。
4. 前記駆動力変換機構が、前記シャフトに設けられたウォームギアと、
   該ウォームギアにかみあい、回転することで前記移動体を移動させるように駆動力を出力するウォームホイールとによって構成されていることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項記載の切断機のストローク調整機構。
5. 前記回転体の回転数と回転方向を検知可能に、複数個の非接触センサを配設し、前記移動体の移動量の限度を管理可能に、移動体の移動する最大位置と最小位置に対応して非接触センサを配設したことを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか一項記載の切断機のストローク調整機構。

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