JPS5837092B2 - 管材切断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は各種の金属管材を走行状態のままで所要長さに
連続切断する管材切断装置に関するものである。

従来この種の装置は、走材ラインに沿って上下切断刃を
往復動させ、往行程に於て上下切断刃の移動速度が被切
断管材の走行速度に同調した際、上切断刃を下降させて
切断を行なうように構成したものが一般である。

しかしこれらの装置は必ずしも機構的合理性を備えてお
らず、その駆動のために相当大きな１駆動源が要求され
たり、被切断管材の切断端部にディンプルが発生する等
の種々の欠点を有しているものである。

もつともディンプルの解消ということに限っていえば、
上記装置に、上切断刃による下降切断直前に被切断管材
の切断位置上部を切欠くべく側方から進退する切欠用刃
を付設した装置が採用されている。

この装置によれば、確かにディンプルの解消という効果
は得られるが、上記切欠用刃と上切断刃との干渉の問題
が生じるため切断速度を高めることができない、という
別個の問題がある。

しかして本発明は、上述の従来例の欠点を解決すること
を目的としてなしたもので、二種類の回転刃の採用によ
りディンプルの解消及び上記干渉問題の解消を図り、か
つ上記両回転刃の回転駆動機構として両回転刃を被切断
管材の送材速度に容易に追従させ得るスプラインシャフ
ト又はスライディングキー付シャフトを採用し、他方両
回転刃を機台に配設し、この機台にクランク機構による
往復駆動機構を付設して両回転刃の往復動を実現するも
のとし、上記のように、スプラインシャフト又はスライ
ディングキー付シャフトとクランク機構との合理的組合
わせにより、省エネルギーを実現するとともに、ディン
プルのない高速連続切断を可能としたものである。

初めに本発明の主要構成を示すと、機台に、これを案内
する案内部材と、クランクと、クランク及び機台に両端
をピン結合したコネクチングロツドとで構成される往復
駆動機構を配設し、その機台に、送材ラインで送材され
る被切断管材の上部を切欠く切欠用回転刃と被切断管材
を切欠直後にその切欠位置で切断する切断用回転刃を配
置し、上記両回転刃に、各々機台の往復動に対応する往
復動を許容しつつ回転駆動力を伝達するスプラインシャ
フト又はスライディングキー付シャフトを配設し、かつ
前記往復駆動機構のクランクと、スプラインシャフト又
はスライディングキー付シャフトとは、着脱自在な歯車
列を介して同一の回転駆動体に接続した管材切断装置で
ある。

以下図面に基いて本発明の一実施例を説明する。

後述する往復駆動機構の一部を構或する二本の案内シャ
フト１，１を所定間隔で平行に配設し、機台２を、その
両側に固設したブラケット３，３に上記案内シャフト１
，１をスライド自在に嵌挿することにより、所要範囲で
往復動自在に配設する。

案内シャフト１，１は外部フレーム２０に固設する。

機台２の中央部やや一側寄りには被切断管材Ｐをクラン
プする固定機構を配設し、他側寄りには切断用回転刃８
を配設する。

固定機構のほぼ上方には被切断管材Ｐの上部を切欠く切
欠用回転刃７を配設する。

両回転刃７，８は、各々相当する位置に於で機台２の案
内シャフト１，１と平行に配設したスプラインシャフト
９，９に周方向固定、軸方向スライド自在に取付ける。

勿論スプラインシャフト９，９に代えてスライディング
キー付シャフトを同様の条件で取付けることも可能であ
る。

スプラインシャフト９，９、相当する場合にはスライデ
ィングキー付シャフトに、各々等速かつ逆方向に回転さ
せるように回転駆動体２１を接続する。

たとえば第１図中切欠用回転刃７を取付けるスプライン
シャフト９（スライディングキー付シャフトを含む。

以下同じ）は時計回り方向に回動させ、切断用回転刃８
を取付けるスプラインシャフト９は反時計回り方向に回
動させるように回転駆動体２１を接続する。

この回転駆動体２１は、たとえばＤＣモータ等の可変型
の駆動源を使用し、後述する機台２の往復駆動機構のそ
れを共用する。

スプラインシャフト９，９への回転駆動力の伝達は、後
述するように適当な歯車列を介して行なう。

切欠用回転刃Ｔは、第１図に示したように、ほぼ台形状
の基部の先端に刃部を固設し、基部後端を相当するスプ
ラインシャフト９に噛み合ったボスに取付けられるよう
に形成したものであり、切断用回転刃８は、ほぼ台形状
の基部の先端部に半円弧状の凹状刃部を形成し、基部後
端を相当するスプラインシャフト９に噛み合ったボスに
取付けられるように形成したものである。

両回転刃７，８のスプラインシャフト９，９への取付け
関係は、切欠用回転刃７が被切断管材Ｐの上部を切欠い
た直後に切断用回転刃８がその被切断管材Ｐを切断でき
るように定める。

なお両回転刃７，８のボスは機台２のフレーム１０に扶
持状態に支持され、機台２の往復動に応じてスプライン
シャフト９，９を往復動するようにしてある。

前記固定機構は、内面に半円溝を有する不動固定部５、
これと対面する面に同様の半円溝を有する可動固定部６
及びこの可動固定部６を不動固定部５側に進退させる駆
動機構で構成する。

なお上記両半円溝は下刃をなす。

上記駆動機構は、たとえば第１図及び第３図に示したよ
うに、切欠用回転刃７の外側方で機台２のフレーム１０
に回動自在に軸着したＬ字状アーム１ １ ， １ １
，切欠用回転刃７のボスに付設したカム１２，１２、Ｌ
字状アーム１１，１１の上端に回転自在に軸着したロー
ラー１３，１３、Ｌ字状アームＩＬ１１の下端に螺合し
た長さ調整可能な押圧体１４，１４、及び可動固定部６
に付設したリターンスプリング４，４で構成する。

ボスの回転時、カム１２．１２の形状に応じたローラー
１３，１３の動作により、Ｌ字状アーム１１，１１が所
定時に第１図中反時計回り方向の回動動作を行ない、抑
圧体１４，１４によって前記可動固定部６を不動固定部
５側に押し付ける（即ち被切断管材Ｐのクランプ動作を
する）。

またカム１２，１２によるローラー１３．１３の規制が
解けると、リターンスプリング４，４の作用で可動固定
部６が復帰し（クランプ解除状態となる）、これにより
Ｌ字状アーム１１．１１は時計回り方向に回動する。

いうまでもなく前記カム１２，１２は、前記切欠用回転
刃７及び切断用回転刃８がそれぞれ被切断管材Ｐを切欠
き、切断する際、Ｌ字状アーム１１，１１が押圧体１４
，１４を可動固定部６に押し付けるように、すなわち可
動固定部６及び不動固定部５が被切断管材Ｐをクランプ
するように、その形状を決定する。

更に機台２に、前記案内シャフト１，１、円板クランク
１５及び機台２の下部と円板クランク１５の外周近くと
にそれぞれピン結合したコネクチングロツド１６で構成
される往復駆動機構を配設する。

上記円板クランク１５は、第４図〜第６図に示したよう
に、機台２の往復方向延長上に垂直に配置し、その外周
近くの一点でコネクチングロツド１６の一端とピン結合
する。

コネクチングロツド１６の他端は機台２の下部に固定し
たブラケット１７にピン結合する。

この円板クランク１５は、第５図及び第６図に示したよ
うに、機台２の往復方向と直角に配設した駆動軸１８の
先端に固設し、この１駆動軸１８の他端は接手１９を介
して機外の回転駆動体２１に接続してある。

２２は駆動軸１８の軸受である。

かくして回転駆動体２１が駆動させられると、円板クラ
ンク１５が回転し、案内シャフト１，１で規制されてい
る機台２はコネクチングロツド１６により往復直線運動
をおこすことになる。

なおこの機構に於では、回転駆動体２１が等速回転をす
る限り、機台２の往復運動は速度と時間の関係に於でい
わゆるサインカーブを描くことになり、所定区間で被切
断管材Ｐの送材速度と同調させることができない。

そこでこれを解決し、機台２を所定の行程区間で被切断
管材Ｐの送材速度と同調速度で移動させるため、たとえ
ば、その送材速度の検知、円板クランク１５の回転角度
の検知（コネクチングロッド１６とのピン結合位置と中
心を結ぶ線が、たとえば中心を通る水平直線との間に形
成する角度の検知）を同時に行ない、あらかじめ円板ク
ランク１５０分割された微小角度ごとの補正係数がイン
プットされたメモリを備えた制御装置により、上記ふた
つの検知信号と補正係数とを併せて計算し、円板クラン
ク１５に接続する回転駆動体２１に所定の変速回転をす
べく制御信号を送るように構成する必要がある。

前記駆動軸１８の途中にはギャ２３が固設してあり、こ
のギャ２３は、上方のギャ２４と噛み合わせてある。

ギャ２４は、第５図に示したように、駆動軸１８と平行
かつ上方に配置した中間軸２５にベベルギャ２６ととも
に固設してある。

ベベルギャ２６は、第６図に示したように、切断用回転
刃８を回転させるスプラインシャフト９の先端に固設し
たべベルギャ２７と噛み合わせてあり、かくしてギャ２
３，２４、中間軸２５、べベルギャ２６．２７を通じて
回転駆動体２１の回転駆動力が前記切断用回転刃８のス
プラインシャフト９に伝達される。

上記スプラインシャフト９には更にギャ２８が固設して
あり、他のスプラインシャフト９に固設したギャ２９と
噛み合わせ、相互に逆回転するようになっている。

ギャ２８．２９は同径である。

しかして回転駆動体２１の駆動により、往復駆動機構と
スプラインシャフト９，９とが同時に動作させられる。

なお上記一連の歯車列は、機台２の往行程ほぼ中間で両
回転刃７，８による切欠、切断が行なわれるように、噛
み合わせる。

この実施例では以上のように構成したから、被切断管材
Ｐを所定長さに切断する場合は、まず装置を起動し、復
行程中間に停止している機台２を動作させ、往復動を開
始させる。

機台２は、上記のように復行程中間に停止させてあるた
め、残余の復行程から動作を開始する。

被切断管材Ｐは図示しない送材装置により送材され、機
台２の復行程及び引続いて行なわれる往行程初期に於で
固定機構の前方に所定長さ突出する。

そしてこれと同時に前記往復駆動機構によって動作する
機台２の往行程速度が送材速度に同調させられ、つづい
て前記固定機構により、上記被切断管材Ｐが両固定部５
，６０半円溝内に締めつげ固定される。

この被切断管材Ｐの切断は、機台２の往行程同調速度区
間のほぼ中間で回転刃７，８により、前記両固定部５，
６の半円溝を下刃として行なわれる。

前記往復駆動機構は、既述のように円板クランク１５、
コネクチングロツド１６及び機台２を所定直線方向動作
に規制する案内シャフト１，１で構威し、円板クランク
１５の回転運動を直線往復運動に変換して機台２に伝達
するものとしたため、円板クランク１５の等速回転運動
は、必然的に機台２の往復運動を、速度と時間の関係に
於でサインカーブを描くものとする。

しかし既述のように、このような運動では機台２の速度
と送材速度との同調が得られないから、円板クランク１
５の回転を所定の変速回転とし、機台２を往行程所定区
間に於て等速移動させる必要がある。

そしてこれは、たとえば前述した制御装置を使用するこ
とにより容易に解決されるものである。

両回転刃７，８による被切断管材Ｐの切断は、回転刃７
，８自体機台２の往復動に対応して往復動しつつ前記所
定時点で行なわれる。

まず切欠用回転刃７が第２図に示したように、被切断管
材Ｐの切断位置上部を溝状に切欠き、つづいてその直後
に同図に示したように、同切欠位置で切断用回転刃８が
同管材Ｐを切断する。

両回転刃７，８の回転駆動力は、スプラインシャフト９
，９を通じてその軸方向のスライドを許容しつつ付与さ
れる。

その後固定機構が解放状態となり、機台２は速度が低下
し、次いで復行程に入る。

復行程中間以降は上述の動作を同様に行なうことになる
。

すなわち以上のサイクルを繰り返すことにより被切断管
材Ｐの連続切断が行なわれる。

なお後続のサイクルへの移行過程を簡単に述べておくと
、固定機構が解放状態になり、機台２が同調速度より低
下して以後、復行程を経て次の往行程に於で前述の同調
速度になるまでの間、被切断管材Ｐは固定機構の前方に
突出を続け、同調速度になったとき所定長さの突出状態
となるものである。

以上に於て両回転刃７，８はスプラインシャフト９，９
によりそれぞれ上記所定の関係を保持しつつ互いに逆方
向に回転させられているものであるため、切欠用回転刃
７の被切断管材Ｐ上部の切欠直後に、切断用回転刃８が
その位置で切断するようにしても、両回転刃７，８は相
互に干渉し合うことがなく、回転速度、すなわち切断速
度を高めることができる。

また両回転刃７，８に対する回転駆動力をスプラインシ
ャフト９，９によって付与することとしたため、機台２
の往復動にスムーズに追従しながら充分な駆動力の伝達
が可能である。

しかもこの機構は、第２図に示しかつ既述のように、切
欠用回転刃７で被切断管材Ｐの上部を切欠き、次いで切
断用回転刃８で、その切欠位置で切断することとしたか
ら、管材の切断端部にディンプルが生ずることもない。

更に機台２の往復駆動機構として簡明なクランク機構を
採用し、スプラインシャフト９，９と円板クランク１５
の駆動軸１８とに接続すべき回転駆動体２１を歯車列等
を介して容易に共用できる構或であって、クラッチを介
在させたような構戒でないため、一層高速切断が可能と
なるものである。

従って以上の実施例の説明から理解されるように、本発
明によれば、充分所期の目的を達成できるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は機台上
部の正面図、第２図は切欠用回転刃及び切断用回転刃に
よる切欠切断の関係を示した説明図、第３図は機台の一
部切欠側面図、第４図は全体概略側面図、第５図は全体
概略正面図、第６図は全体概略平面図である。 １・・・・・・案内シャフト、２・・・・・・機台、３
，１７・・・・・・ブラケット、４・・・・・・リター
ンスプリング、５・・・・・・不動固定部、６・・・・
・・可動固定部、７・・・・・・切欠用回転刃、８・・
・・・・切断用回転刃、９・・・・・・スプラインシャ
フト、１０・・・・・・フレーム、１１・・・・・・Ｌ
字状アーム、１２・・・・・・カム，１３・・・・・・
ローラー１４・・・・・・押圧体、１５・・・・・・円
板クランク、１６・・・・・・コネクチングロツド、１
８・・・・・・駆動軸、１９・・・・・・接手、２０・
・・・・・外部フレーム、２１・・・・・・回転駆動体
、２２・・・・・・軸受、２３，２４，２８，２９・・
・・・・ギヤ、２５・・・・・・中間軸、２６，２７・
・・・・・べベルギャ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 機台に、これを案内する案内部材と、クランクと、
   クランク及び機台に両端をピン結合したコネクチングロ
   ツドとで構成される往復駆動機構を配設し、その機台に
   、送材ラインで送材される被切断管材の上部を切欠く切
   欠用回転刃と被切断管材を切欠直後にその切欠位置で切
   断する切断用回転刃を配置し、上記両回転刃に、各々機
   台の往復動に対応する往復動を許容しつつ回転駆動力を
   伝達するスプラインシャフト又はスライディングキー付
   シャフトを配設し、かつ前記往復駆動機構のクランクと
   スプラインシャフト又はスライディングキー付シャフト
   とは着脱自在な歯車列を介して同一の回転駆動体に接続
   したことを特徴とする管材切断装置。