JP5588802B2

JP5588802B2 - 線材切断装置

Info

Publication number: JP5588802B2
Application number: JP2010198670A
Authority: JP
Inventors: 祐二伊藤
Original assignee: Asahi Sunac Corp
Current assignee: Asahi Sunac Corp
Priority date: 2010-09-06
Filing date: 2010-09-06
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2030-09-06
Also published as: JP2012055900A

Description

本発明は、金属線などの線材を所定長に切断する線材切断装置に関し、より詳細には、固定刃及び可動刃を有するカッター部の駆動機構に関する。

パンチとダイスを有して圧造加工を行う圧造機は、線材を所定長に切断してワークを製作する線材切断装置を備える場合が多い。線材切断装置は、金属線などの線材を所定長ずつ間欠に移送する移送部と、線材を切断するカッター部とを備え、圧造機構と共通の駆動源または独立した駆動源により駆動されるのが一般的である。移送部の機構としては、往復送り機構及びローラ送り機構が知られている。カッター部は、円筒状の固定刃及び可動刃を有し、両刃の軸心を揃えて線材を挿通させた後、可動刃が線材に交差しながら往復動して線材を剪断する構造が採用されている。

この種の線材切断装置の一例が特許文献１の圧造成形機に開示されている。この圧造成形機は、棒状素材を供給するクイル部と、素材を切断するナイフを有するカッターロッドと、高速切断用の副駆動源とを備えている。また、実施形態の説明及び図２等には、副駆動源の具体的構成が例示されている。すなわち、副駆動源は、サーボモータの駆動軸にカムを設けてなるカム駆動機構と、一端がカッターロッドに対向し他端にガイドローラが設けられてカムに当接する揺動体とを備えている。さらに、ガイドローラを確実にカムに当接するために、揺動体をカム側に付勢する付勢ばねを備えている。これにより、主駆動源による成形機側の駆動速度に関係なく、ナイフで素材を高速剪断でき、切断ブランクの切口面の直角度が得られる、とされている。

特開２００３−２２０４４３号公報

ところで、特許文献１の線材切断装置では、カムとガイドローラの当接により揺動体が駆動され、カムとガイドローラを確実に当接させるために付勢ばねが設けられている。このため、副駆動源は、付勢ばねに抗して揺動体を駆動することになり、付勢ばねの分だけ余分な駆動力が必要となる。これは、特許文献１に限らず、主駆動源に連動駆動される線材切断装置や、付勢ばねに代えてエアシリンダを用いた線材切断装置にも共通する問題点である。また、付勢ばねやエアシリンダを配設することは、線材切断装置ひいては圧造機をコンパクト化する際の阻害要因となっている。

本発明は上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、駆動部の所要駆動力を低減し、装置のコンパクト化を実現した線材切断装置を提供することを課題とする。

本発明の線材切断装置は、線材を所定長ずつ間欠に移送する移送部と、固定刃及び可動刃を有して移送された前記線材を切断するカッター部と、前記カッター部の前記可動刃を駆動する駆動部と、を備える線材切断装置であって、前記カッター部の前記可動刃と前記駆動部との間に、複数組のカム及びカムフォロアからなり前記駆動部の駆動力により前記可動刃を往復駆動する確動カム機構を備え、前記確動カム機構は、前記駆動部により往復駆動される主スライドカム及び従スライドカムと、前記主スライドカムに摺接する主カムフォロア及び前記従スライドカムに摺接する従カムフォロアを有して揺動するカムレバーと、前記カムレバーと前記可動刃とを連結する連結レバーと、を有することを特徴とする。

さらに、前記カムレバーは、揺動軸心から互いに逆方向に延在する２つのアーム部をもち、一方のアーム部に前記主カムフォロアを有し、他方のアーム部に前記従カムフォロアを有してもよい。

また、前記主スライドカム及び前記主カムフォロアは前記従スライドカム及び前記従カムフォロアよりも厚く形成され、前記主スライドカムが前記主カムフォロアを押動するタイミングで前記カッター部が前記線材を切断するようにしてもよい。

本発明の線材切断装置では、カッター部の可動刃は、複数組のカム及びカムフォロアからなる確動カム機構を介して駆動部により往復駆動される。このため、１組のカム及びカムフォロアを用いた従来の装置と異なり、付勢ばねやエアシリンダなどの付勢手段を必要としない。したがって、付勢手段に抗するための駆動力が不要となり、駆動部の所要駆動力を低減できる。また、付勢手段を配設するスペースが不要となり、装置のコンパクト化を実現できる。

さらに、確動カム機構は、往復駆動される主スライドカム及び従スライドカム、主カムフォロア及び従カムフォロアを有するカムレバー、ならびに連結レバーを有する。これによれば、主スライドカム及び従スライドカムを同一の部材に設けて共通に駆動できる。したがって、装置の構成が簡素化され、コンパクト化を実現できる。

さらに、カムレバーの逆方向に延在する２つのアーム部の一方に主カムフォロアを有し他方に従カムフォロアを有する態様では、カムレバーが揺動軸心から離れた２箇所で駆動される。したがって、カムレバーの揺動が安定し、可動刃による線材の切断動作が確実になる。

また、主スライドカム及び主カムフォロアが従スライドカム及び従カムフォロアよりも厚く形成された態様では、可動刃が往動して線材を切断するときに必要となる大きな駆動力を確実に伝達でき、可動刃による線材の切断動作が確実になる。一方、可動刃が復動するときは小さな駆動力でよく、これに対応して従スライドカム及び従カムフォロアを薄くでき、その分だけ装置をコンパクト化できる。

本発明の実施形態の線材切断装置を説明する平面図である。図１の矢印Ａ方向からみた線材切断装置の正面図である。図１の矢印Ｂ方向からみた線材切断装置の左側面断面図である。図２の矢印Ｃ方向からみた確動カム機構の平面断面図である。図１の矢印Ｄ方向からみた確動カム機構の正面断面図である。図１及び図２の矢印Ｅ方向からみた確動カム機構の側面断面図である。

本発明を実施するための形態を、図１〜図６を参考にして説明する。図１は本発明の実施形態の線材切断装置１を説明する平面図である。また、図２は図１の矢印Ａ方向からみた線材切断装置１の正面図、図３は図１の矢印Ｂ方向からみた線材切断装置１の左側面断面図である。実施形態の線材切断装置１は、圧造機の共通の基部９１に組み付けられており、図略の移送部、カッター部２、駆動部３、確動カム機構４などで構成されている。

カッター部２は、円筒状の固定刃２１及び可動刃２２を有している。固定刃２１は、図略の支持体により基部９１に固定されている。一方、可動刃２２はホルダ２３に交換可能に取り付けられている。可動刃２２及びホルダ２３は、後述の連結レバー８により、図１及び図３の矢印Ｐ方向に往復駆動される。図略の移送部は、固定刃２１及び可動刃２２の軸心が揃えられた状態で、線材Ｍを所定長ずつ間欠に移送して、両刃２１、２２の中央に挿通させる。この後、可動刃２２が往動して、線材Ｍに交差しながら剪断する。剪断が終了すると、可動刃２２が復動して両刃２１、２２の軸心が揃えられ、再度線材Ｍが移送され、以下繰り返されるようになっている。

駆動部３は、クランクシャフト３１、コネクティングロッド３２、及びスライドブロック３３で構成されている。クランクシャフト３１は、圧造機の駆動源により回転駆動される主軸９２の端部に偏心して立設されている。クランクシャフト３１には、コネクティングロッド３２の一端３２１が遊嵌されて係合している。さらに、コネクティングロッド３２の他端３２２は、スライドブロック３３の一端に遊嵌されて係合している。スライドブロック３３は、基部９１に形成されたスライド溝９３に往復動可能に保持されている。主軸９２が回転駆動されると、クランクシャフト３１は輪転し、コネクティングロッド３２の一端３２１が回動して他端３２２が往復動し、すなわち回転運動が往復運動に変換されて、スライドブロック３３が図１及び図２の矢印Ｑ方向に往復動するようになっている。

確動カム機構４は、主スライドカム５、従スライドカム６、主カムフォロア７３及び従カムフォロア７６を有するカムレバー７、連結レバー８などにより構成されている。図４は、図２の矢印Ｃ方向からみた確動カム機構４の平面断面図である。また、図５は図１の矢印Ｄ方向からみた確動カム機構４の正面断面図、図６は図１及び図２の矢印Ｅ方向からみた確動カム機構４の側面断面図である。

図４に示されるように、主スライドカム５は、２本のねじ５９、５９によりスライドブロック３３のコネクティングロッド３２に近い位置に固定されている。主スライドカム５は、図中左側に肉厚の小さな薄肉部５１、図中右側に肉厚の大きな厚肉部５３、中央に薄肉部５１から厚肉部５３へと滑らかに変化する傾斜部５２を有している。主スライドカム５の薄肉部５１から厚肉部５３に至る表面が、後述の主カムフォロア７３を押動する主カム面５５となっている。同様に、従スライドカム６も、図略の２本のボルトによりスライドブロック３３のコネクティングロッド３２から離れた位置（主スライドカム５よりも図中左方）に固定されている。従スライドカム６は、図中左側に厚肉部６１、図中右側に薄肉部６３、中央に厚肉部６１から薄肉部６３へと滑らかに変化する傾斜部６２を有している。従スライドカム６の厚肉部６１から薄肉部６３に至る表面が、後述の従カムフォロア７６を押動する従カム面６５となっている。

主スライドカム５の図４中の紙面表裏方向の厚さ（図６中の厚さＴ）は、従スライドカム６よりも厚く形成されている。また、主スライドカム５は、従スライドカム６よりも高い位置（図４の紙面手前側）に配置されている。

カムレバー７は、図４及び図５に示されるように、基部９１側の固定軸９４の中心を揺動軸心ＡＸとして、揺動可能に支承されている。カムレバー７は、固定軸９４を周回する支承部７１と、支承部７１から互いに逆方向に延在する第１及び第２アーム部７２、７５とで形成されている。図５に示されるように、支承部７１は、固定軸９４に設けられた上下のオサエ９５、９６に上下動を規制され、固定軸９４の周りの回動のみが許容されている。

第１アーム部７２は、支承部７１から主スライドカム５に向かって延び、その先端付近に筒状の主カムフォロア７３を回転自在に保持している。一方、第２アーム部７５は、第１アーム部７２と概ね逆方向に第１アーム部７２よりも長く延びている。第２アーム部７５は、その先端付近に連結孔７８を有し、長さ方向の中間付近に筒状の従カムフォロア７６を回転自在に保持している。

主カムフォロア７３の図４中の紙面表裏方向の厚さは、主スライドカム５の厚さＴに相応して厚く形成され、従カムフォロア７６の紙面表裏方向の厚さは、従スライドカム５の厚さに相応して薄く形成されている。また、図６に示されるように、主カムフォロア７３は主スライドカム５と同じ高さに配置され、主カム面５５に常に摺接している。同様に、従カムフォロア７６も従スライドカム６と同じ高さに配置され、従カム面６５に常に摺接している。したがって、カムレバー７は、２箇所での摺接により、常に揺動位置が確定している。

図４及び図５に示されるように、カムレバー７の第２アーム部７５の連結孔７８には、連結ピン８５を用いてリンク部材８６が連結されている。さらに、リンク部材８６は、別の連結ピン８７を用いて連結レバー８の一端８１に連結されている。つまり、カムレバー７と連結レバー８がリンク部材８６を介して連結されている。連結レバー８は略棒状の部材であり、その他端８２は、図１及び図３に示されるように、可動刃２２を取り付けたホルダ２３に結合されている。また、連結レバー８の他端８２付近は、基部９１に設けられた軸受け部９７に支承されて、軸長方向に移動できるようになっている。

次に、上述のように構成された実施形態の線材切断装置１の動作、作用、及び効果について説明する。まず、図１及び図３に示されるように、クランクシャフト３１が上死点位置Ｘにあるとき、スライドブロック３３は図中右方に駆動されている。このため、主カムフォロア７３は主スライドカム５の薄肉部５１の主カム面５５に摺接し、従カムフォロア７６は従スライドカム６の厚肉部６１の従カム面６５に摺接している。したがって、カムレバー７は図１で反時計回りに揺動しており、連結レバー８は図１で下方（図３で右方）に駆動され、このとき固定刃２１及び可動刃２２の軸心が揃っている。ここで、移送部により線材Ｍが固定刃２１及び可動刃２２に挿通される。

次に、主軸９２が１８０°回転して、クランクシャフト３１が図２に点線の矢印Ｒで示されるように上死点位置Ｘから下死点位置Ｙまで駆動されると、スライドブロック３３は図中左方に駆動される。これにより、主スライドカム５が主カムフォロア７３を押動し、主カムフォロア７３は主スライドカム５の薄肉部５１から傾斜部５２を経て厚肉部５３へと主カム面５５を摺動する。同時に、従カムフォロア７６が従スライドカム６の厚肉部６１から傾斜部６２を経て薄肉部６３へと従カム面６５を摺動する。したがって、カムレバー７は図１に一点鎖線で示される位置まで時計回りに揺動し、連結レバー８は図１で上方（図３で左方）に往動され、固定刃２１から可動刃２２が変位して、線材Ｍを切断する。

この後、さらに主軸９２が１８０°回転して、クランクシャフト３１が下死点位置Ｙから上死点位置Ｘまで駆動されると、スライドブロック３３は図中右方に駆動される。これにより、従スライドカム６が従カムフォロア７６を押動し、従カムフォロア７６は従スライドカム６の薄肉部６３から傾斜部６２を経て厚肉部６１へと従カム面６５を摺動する。同時に、主カムフォロア７３は主スライドカム５の厚肉部５３から傾斜部５２を経て薄肉部５１へと主カム面５５を摺動する。したがって、カムレバー７は図１の実線で示される位置まで反時計回りに揺動し、連結レバー８は図１で下方（図３で右）に復動され、固定刃２１及び可動刃２２の軸心が再び揃う。

本実施形態によれば、主従２組のスライドカム５、６からなる確動カム機構４を用いるので、従来の装置と異なり、付勢ばねやエアシリンダなどの付勢手段を必要としない。したがって、付勢手段に抗するための駆動力が不要となり、駆動部３の所要駆動力を低減できる。また、付勢手段を配設するスペースが不要となり、加えて主スライドカム５及び従スライドカム６を同一のスライドブロック３３に設けて共通に駆動しているので、線材切断装置１のコンパクト化を実現できる。

さらに、カムレバー７の逆方向に延在する第１アーム部７２に主カムフォロア７３を有し、第２アーム部７３に従カムフォロア７６を有するので、カムレバー７が揺動軸心ＡＸから離れた２箇所で安定して駆動され、可動刃２２による線材Ｍの切断動作が確実になる。

また、主スライドカム５及び主カムフォロア７３が従スライドカム６及び従カムフォロア７６よりも厚く形成されているので、可動刃２２が往動して線材Ｍを切断するときに必要となる大きな駆動力を確実に伝達でき、可動刃２２による線材Ｍの切断動作が確実になる。一方、可動刃２２が復動するときは小さな駆動力でよく、これに対応して従スライドカム６及び従カムフォロア７６を薄くでき、その分だけ線材切断装置１の高さを低減してコンパクト化できる。

１：線材切断装置
２：カッター部２１：固定刃２２：可動刃２３：ホルダ
３：駆動部３１：クランクシャフト３２：コネクティングロッド
３２：スライドブロック
４：確動カム機構
５：主スライドカム５１：薄肉部５２：傾斜部５３：厚肉部
５５：主カム面
６：従スライドカム６１：厚肉部６２：傾斜部６３：薄肉部
６５：従カム面
７：カムレバー７１：支承部
７２：第1アーム部７３：主カムフォロア
７５：第2アーム部７６：従カムフォロア７８：連結孔
８：連結レバー８１：一端８２：他端
８５：連結ピン８６：リンク部材８７：連結ピン
９１：基部９２：主軸９３：スライド溝９４：固定軸
９５、９６：オサエ９７：軸受け部
Ｍ：線材

Claims

線材を所定長ずつ間欠に移送する移送部と、固定刃及び可動刃を有して移送された前記線材を切断するカッター部と、前記カッター部の前記可動刃を駆動する駆動部と、を備える線材切断装置であって、
前記カッター部の前記可動刃と前記駆動部との間に、複数組のカム及びカムフォロアからなり前記駆動部の駆動力により前記可動刃を往復駆動する確動カム機構を備え、
前記確動カム機構は、前記駆動部により往復駆動される主スライドカム及び従スライドカムと、前記主スライドカムに摺接する主カムフォロア及び前記従スライドカムに摺接する従カムフォロアを有して揺動するカムレバーと、前記カムレバーと前記可動刃とを連結する連結レバーと、を有することを特徴とする線材切断装置。
前記カムレバーは、揺動軸心から互いに逆方向に延在する２つのアーム部をもち、一方のアーム部に前記主カムフォロアを有し、他方のアーム部に前記従カムフォロアを有する請求項１に記載の線材切断装置。
前記主スライドカム及び前記主カムフォロアは前記従スライドカム及び前記従カムフォロアよりも厚く形成され、前記主スライドカムが前記主カムフォロアを押動するタイミングで前記カッター部が前記線材を切断する請求項１または２に記載の線材切断装置。