JPS61159319A - 連続波状体切断用のロ−タリカツタ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は連続波状体を所望長さに切断するためのロータ
リカッターに係り、例えば、金属製の波形帯材を切断し
て自動車用ラジェータのコルゲートフィンを製造するロ
ータリカッターに関する。

〔従来技術と問題点〕

成る種のラジェータコアはウォーターチューブにコルゲ
ートフィンを溶接またはろう付けすることにより製造さ
れる。コルゲートフィンは薄い金属帯材を成形ローラま
たは成形歯車により波形に成形して連続波状体を形成し
、これをカッターで所定長に切断することにより得られ
る。ラジェータを大量に生産するためには、カッターは
、成形ローラから高速度で連続的に送り出される連続波
状体を切断しなければならない。更に、コルゲートフィ
ンは製造すべきラジェータコアのサイズに応じ種々の長
さを有するから、カッターは所望の任意の長さに連続波
状体を精度良く切断できなければならない。

従来のカッターとしては、例えば米国特許に示される様
に、フライング ・シャー型のものが知られている。この種のカッターは
成形ローラから排出された連続波状体の走行方向に沿っ
て往復運動するキャリッジを備えており、このキャリッ
ジにギロチン型の可動カッターブレードが装着されてい
る。可動カッターブレードは固定力・ツタ−ブレードま
たはダイスと協働して波状体の谷部を切断する様になっ
ている。このカッターではキャリッジを往復運動させる
ため処理速度を高速化することに限界がある。また、成
る所定長さのコルゲートフィンに切断する運転モードか
ら別の長さのコルゲートフィンに切断する他の運転モー
ドへと切り替える際には処理速度を変更しなければなら
ないのであるが、従来のカッターではこの速度変化にキ
ャリッジの往復運動の速度を迅速に追従させることが困
難であり、運転モード切り替え時に谷部を正確に切断で
きなかったり切断長が不揃いとなることがあった。

〔発明の目的〕

本発明は従来技術の軟土の問題点を解消することを目的
とするもので、処理速度を大幅に向上させることが可能
で、運転モード切り替え時にも正確な位置で切断を行う
ことの可能なカッターを提供することを目的とするもの
である。

〔問題点を解決するための手段及び作用の要旨〕本発明
のカッターは回転型であり、波形の山部において連続波
状体を切断する樺に構成されている。このロータリカッ
ターは互いに隣接配置された回転ドラムと対向歯車とを
備えて成り、回転ドラムには少なくとも１つの可動カッ
ターブレードが半径方向摺動可能に装着されている。対
向歯車は回転ドラムと同期して回転されるもので、可動
カッターブレードと協働する固定カッターブレードを備
えている。回転ドラムと対向歯車との間には切断すべき
連続波状体が供給され、対向歯車に係合して送られる。

可動カッターブレードはばね手段により通常は半径方向
内向きに付勢されている。回転ドラムの内側には回転ド
ラムと同軸的に回転カムが設けてあり、そのカムノーズ
は可動カッターブレードの内側端部に係合して可動力・
ツタ−ブレードを半径方向外側に突出させる様になって
いる。この回転カムは制御手段に制御された駆動手段に
より回転駆動される。

非切断時には、回転カムのカムノーズが可動カブターブ
レードからオフセットした状態で回転カムは回転ドラム
と同期して回転せられる。従って、可動カッターブレー
ドは回転ドラム内に退却しているので、回転ドラムと対
向歯車が回転しても可動カッターブレードが固定ブレー
ドに係合することが無く、切断は行われない。

切断時には、カムノーズが可動カッターブレードと整列
してそれを回転ドラムから突出させた状態で回転ドラム
が回転せられるので、可動カッターブレードは固定ブレ
ードに係合して連続波状体を切断する。切断後は可動カ
ッターブレードに対して回転カムのカムノーズの角位置
は次の切断行程まで再びオフセットされる。

本発明の他の特徴および利点は以下の説明に従い明らか
にする。

〔実施例〕

次に、添付図面を参照して実施例を説明する。

第１図から第３図には本発明のロータリカッターを成形
装置に組合わせて成るコルゲートフィン製造装置の全体
が示しである。成形装置は一対の成形歯車１０　、１２
から成り、両者は適当な軸受によりフレーム１４に片持
状に軸支されている。成形歯車ｌＯは例えば交流モータ
１６により回転駆動せられる。成形歯車１０　、１２は
、それらの背後に設けた互いに咬合した歯車列（その１
つの歯車を第２図に番号１８で示す）によって同期回転
され、図示しない供給源から供給された平らな帯材２０
を波形に成形する。成形された連続波状体はガイドブレ
ート２２　（第３図）に案内されて送り歯車２４に送ら
れ、ガイドプレート２６．２８（第３図）に案内されな
がらロータリカッター３０に送られる。

ロータリカッター３０はフレーム１４に回転可能に片持
状に軸支された回転ドラム３２と対向歯車３４とを備え
て成り、両者３２　、３４は互いに干渉しない様にかつ
連続帯状体の厚さより僅かに大きな隙間を持って離間さ
れている。回転ドラム３２と対向歯車３４は同じ歯数を
持った互いに咬合した歯車３６　、３８によって互いに
同期して回転せられ、対向歯車３４は歯車列を介して交
流モータ１６により回転駆動することができる。

図示した実施例では、回転ドラム３２には半径方向かつ
軸方向に延長した５つのスロット（その１つを第１図に
参照番号４０で示す）が等角度間隔で設けである。これ
に対応して、対向歯車３４には円周方向等角度間隔で配
置された５つの固定カッターブレードを設ける。図示し
た実施例では対向歯車３４の歯数は２５であり、固定カ
ッターブレードは歯数５枚おきに設けられている。

第４図に示した様に、回転ドラム３２のスロット４０に
は往復動式カッターブレード、即ち可動カッターブレー
ド４２が半径方向摺動自在に装着しである。スロット４
０に連続して回転ドラム３２には半径方向に円孔４４が
穿設してあり、そノ中にコイルばね４６が収容しである
。コイルばね４６は可動カッターブレード４２に設けた
矩形開口４８内に収蔵されており、その半径方向外側端
部は円孔４４の底部に着座しており、半径方向内側端部
は開口４８の壁に衝当している。従って、可動カッター
ブレード４２はコイルばね４６により半径方向内向きに
付勢される。可動カッターブレード４２の半径方向内側
端部は二股状に分かれており、そこにピン５０によりロ
ーラ５２が回転可能に軸支されている。

第１図から第４図を参照するに、回転ドラム３２の内側
には回転ドラム３２と同軸的に回転カム５４が配置して
あり、この回転カム５４はフレーム１４に軸支されたシ
ャフト５６の一端に固定しである。シャフト５６の他端
はＤＣサーボモータ５８に連結されている。

第４図から分かる様に、回転カム５４は円弧状プロフィ
ルのベース部６０とカムノーズ６２とから成り、ローラ
５２が回転カム５４の外周面上を転動するに伴い可動カ
ッターブレードの先端がスロット４０から突出しおよび
スロット４０内にはぼ退却する様になっている。

第４図に示す様に、対向歯車３４の歯６４は５枚おきに
切り欠いてあり、対向歯車３４の外周には軸方向溝６６
が形成しである。この溝６６内には固定カッターブレー
ド６８が嵌合してあり、ねじ７０により固定されている
。従って、ねじ７゜を抜くことにより固定カッターブレ
ード６８は容易に交換することができる。第１図に示す
様に、対向歯車３４の軸７２にはロータリエンコーダ７
４のシャフト７６が連結しである。ロータリエンコーダ
７４は対向歯車３４の一回転ごとに所定数のパルス信号
を出力するものである。

第５図に示す様に、夫々のカッターブレード４２゜６８
の先端部には互いに協働する切断エツジ７８　、８０が
形成されている。好ましくは、夫々のカッターブレード
４２　、６８の先端部にはほぼ水平な肩部８２゜８４　
、８６　、８８を形成し、可動カッターブレード４２が
固定カンタ−ブレード６８に当接して連続波状体をコル
ゲートフィンに切断した時に、切断部の両側でコルゲー
トフィンを押え整形して、コルゲートフィンのスプリン
グバック力によりフィン端部が反り返るのを防止する。

ロータリカッター３０で切断された所定長のコルゲート
フィン９０はガイドプレート９２に案内されて送り歯車
９４に送られ、更にガイドプレート９６　、９Ｂに案内
されて一対の送り歯車１００．１０２に送られ、シュー
ト１０４上に排出される。

次に、第６図を参照して、本発明のロータリカッターに
よる切断の原理を説明する。第６図（ａ）〜（Ｃ１は回
転ドラム３２が同じ角位置にあるところを示す。第６図
＋８）に示す様に、切断をしない時には、回転カム５４
のカムノーズ６２がいずれの可動カッターブレード４２
Ａ〜４２Ｅからもオフセットした状態で回転カム５４は
回転ドラム３２に同期して等速度で回転せられる。切断
を行う場合には、回転ドラム３２が第６図（ａ）の角位
置から一回転する間に回転カム５４を加速して、回転ド
ラム３−２に対する回転カム５４の位相を例えば４５°
進めてカムノーズを可動カッターブレード４２Ａに係合
させてブレード４２Ａを回転ドラム３２から突出させた
後、再び回転カム５４を回転ドラム３２と同期回転させ
ながら回転ドラム３２と対向歯車３４との間のニップの
ところに可動カッターブレード４２Ａを通過させる（第
６図世））。これにより可動カフターブレード４２は固
定カッターブレード６８に係合し、その間の連続波状体
１０６の山部を切断する（第４図）。切断後は回転カム
５４を減速して位相を４５°遅らせて第６図（ａ）の関
係に戻し、次の切断まで回転カムは回転ドラムと同期し
て回転させる。或いは、次の切断を進み側のカッターブ
レード４２Ｅで行う場合には、前記切断後、回転カム５
４を更に加速して第６図（Ｃ）に示す様に位相を更に４
５°進めておくこともできる。また、他の可動カッター
ブレード４２Ｂ〜４２Ｃのいずれかで次の切断を行うた
め、回転カムの位相を更に進めまたは遅らせることがで
きる。

切断されたコルゲートフィン９０の長さは、前回の切断
から次回の切断までの間にニップを通過する波形の山数
により定まる。図示した実施例では対向歯車の端数５つ
ごとに夫々１つの可動および固定カッターブレードを設
けたから、連続波状体は５の整数倍の山数を持った種々
の異なる長さに切断することができる。一般的には、自
動車用ラジェータに使用するコルゲートフィンの山数は
１５０〜１８０である。図示した実施例では対向歯車３
４は２５の歯を有するから、山数１５０のコルゲートフ
ィンを製造すべき場合には可動カッターブレード４２Ａ
は回転ドラム３２の６回転ごとに一度作動させれば良い
。例えば山数１６０のコルゲートフィンを製造したい場
合には、可動カッターブレード４２Ａを作動させた後６
回転後に可動カッターブレード４２Ｇを作動させればよ
い。

前述した様な回転ドラム３２に対する回転カム５４の角
位置の制御は第７図に示す制御装置によりＤＣサーボモ
ータ５８の回転速度を制御することにより行うことがで
きる。第７図において制御装置２００は、波形整形周波
数逓倍回路２０２、第１カウンタ２０４、加減速データ
メモリ２０６、ＡＮＤゲート２０８〜２１０、ＯＲゲー
ト２１２、デジタルスイッチ２１４、パターン選択変換
回路２１６、カッタ通過タイミング回路２１８、第２カ
ウンタ２２０、カム動作切換データメモリ２２２で構成
されている。

第８図（Ｂ）に示す様に、ロークリエンコーダ７４は対
向歯車３４の一回転について一定数のパルスを出力し、
第８図（Ａ）に示す様に対向歯車３４の回転速度が変動
した時には出力パルスの周波数もそれに対応して変動す
る。ロータリエンコーダ７４の出力パルス列（第８図（
Ｂ））は波形整形周波数逓倍回路２０２に人力され、波
形整形されると共に、制御分解能を高めるため周波数は
逓倍される。波形整形周波数逓倍回路２０２からの出力
は第１カウンタ２０４に入力される。このカウンタ２０
４は切断時にクリアされるもので、入力パルスをカウン
トすることにより切断時の角位置（基準位置）からの対
向歯車３４、ひいては回転ドラム３２の角変位を検出し
て該角位置に対応するデジタル信号を加減速データメモ
リ２０６に出力し、基準位置からの角変位に応じてメモ
リ２０６のアドレスを指定する。加速減速データメモリ
２０６は回転ドラム３２が成る角位置にある時に回転カ
ム５４がどの角位置にすすめば良いかというデータを格
納してあり、回転カム５４を回転ドラム３２に同期回転
させるために出力すべき同期パルス列（第８図（Ｃ））
のデータを格納したメモリと、回転カム５４を減速して
位相を遅らせる場合に出力すべき減速パルス列（第８図
（Ｄ））に関するデータを格納したメモリと、回転カム
５４を加速して位相を進める場合に出力すべき加速パル
ス列（第８図（Ｅ））に関するデータを格納したメモリ
から成る。これらのメモリに格納された同期、減速、加
速パルスデータは第１カウンタ２０４からのアドレス信
号に応じて読み出され、ＡＮＤゲート２０８゜２０９．
２１０に夫々同時に出力される。第８図から分かる様に
、ロータリエンコーダ７４の出力パルス列（Ｂ）のパル
ス数に対して同期パルス列（Ｃ）のパルス数は比例して
おり、同期パルス列（Ｃ）に対して減速パルス列（Ｄ）
のパルス数は減少し加速パルス列（Ｅ）のパルス数は増
加している。

したがって、ＤＣサーボモータ５８の位置決めユニット
２２４に同期パルス列（Ｃ）が供給された時には回転カ
ム５４は回転ドラム３２と同期して回転され、減速パル
ス列（Ｄ）が供給された時には回転カム５４は回転ドラ
ム３２に対して位相が遅れ、加速パルス列（Ｅ）が供給
された時には位相が進むことが理解されよう。

同期、減速、加速パルス列を切換えるタイミングを作る
ため、波形整形周波数逓倍回路２０２の出力はカッタ通
過タイミング回路２１８に入力される。

このタイミング回路２１Ｂは一種のカウンタであって、
切断時からの入力パルス列のパルス数を計数して、いず
れかの可動カッターブレードがニップを通過する度に１
つのパルスを第２カウンタ２２０に出力する。第２カウ
ンタ２２０は前回の切断後にニップを通過した可動カッ
ターブレードの回数を計数する様に構成されており、計
数した回数に応じてカム動作切換メモリ２２２のアドレ
スを指定して、切換メモリ２２２に予め格納しである切
換データをＡＮＤゲート２０８〜２１０に出力するもの
である。

切断長はディジタルスイッチ２１４によって選択される
。即ち、スイッチ２１４は連続波状体の何山ごとに切断
するかを措令するためのもので、選択された山数に応じ
たディジタル信号をパターン選択変換回路２１６に出力
する。パターン選択変換回路２１６は、スイッチ２１４
からの信号を、カム動作切換メモリ２２２に格納されて
いる複数種類の加減速シーケンスパターンの１つを選択
する信号に変換し、カム動作切換後メモリ２２２に出力
する。

カム動作切換メモリ２２２には、選択される夫々の切断
長について、位置決めユニ・ノド２２４に向かって同期
パルス列と加速パルス列と減速パルス列のいずれをどの
様なタイミングでかつどの様なシーケンスで出力するか
のシーケンスパターンがデータとして格納されている。

即ち、例えば、波形の１５０山ごとに切断を行う場合の
シーケンスパターンのデータはメモリ２２２のアドレス
Ｏ〜９を用いて格納することができ、アドレス０と１に
は加減速データメモ゛す２０６から同期パルス列（Ｃ）
が入力されるＡＮＤゲート２０８に高レベル信号を出力
するデータを、アドレス２には減速パルス列（Ｄ）が人
力されるＡＮＤゲート２０９に高レベル信号を出力する
データを、アドレス３〜７にはＡＮＤゲート２０８に高
レベル信号を出力するデータを、アドレス８には加速パ
ルス列（Ｅ）が入力されるＡＮＤゲート２１０に高レベ
ル信号を出力するデータを、アドレス９にはＡＮＤゲー
ト２０８に高レベル信号を出力するデータを格納してお
くことができる。このシーケンスパターンを実行した場
合には、アドレス３〜７のデータの出力時にはＡＮＤゲ
ート２０８がＯＮとなり、ＯＲゲート２１２を介して位
置決めユニット２２４には同期パルス列（Ｃ）が入力さ
れるので、回転カムは回転ドラムと同期回転せられて連
続波状体を切断することなく通過させる（第６図（ａ）
）。次に、第２カウンタ２２０のカウントが１つ進んで
アドレス８が指定された時には、カム動作切換データメ
モリ２２２はＡＮＤゲー１−２１０に信号を出力するの
で、ＡＮＤゲート２１０はＯＮとなり、加速パルス列（
Ｅ）が位置決めユニット２２４に出力されるので、回転
カムの位相が進められて可動カッターブレード４２を回
転ドラム３２から突出させる。第２カウンタ２２０のカ
ウントが更に進んでアドレス９，０，１が順次に指定さ
れる時には、回転カムは回転ドラムと同期回転して、突
出状態の可動カッターブレード４２は固定カッターブレ
ードと協働してニップのところで連続波状体を切断する
（第６図（ｂ））。更に第２カウンタ２２０のカウント
が進んでアドレス２が指定された時には、カム動作切換
データメモリ２２２はＡＮＤゲート２０９に信号を出力
し、ＡＮＤゲート２０９をＯＮにするので、加減速デー
タメモリ２０６からの減速パルス列（Ｄ）が位置決めユ
ニット２２４に入力され、回転カムの位相は遅らされて
可動カッターブレード４２は回転ドラム内に退却する。

他の異なる山数ごとに切断するための他のシーケンスパ
ターンはカム動作切換データメモリ２２２の他のアドレ
スに格納することができ、その作動は前述したところと
同様である。位置決めユニット２２４はＤＣサーボモー
タ５８に付随しているもので、入力パルスを電圧値に変
換し、入力する１パルスごとにサーボモータを所定角度
回転させるべくフィードバック制御するものである。

以上の実施例では、回転ドラム３２には５つの可動カッ
ターブレード４２を設け、切断長は５山単位で調整でき
るものとして説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、必要に応じ可動カッターブレードの間隔は
増減することができる。

〔発明の効果〕

本発明の連続波状体切断装置はロータリカッターである
ため、高速作動させることが可能である。

このため、従来の切断装置に較べ８〜１０倍の速度で材
料を処理することが可能となった。

コルゲートフィンの製造の際には、製造条件に応じて帯
材２０の供給速度が変わることがある。

更に、製造装置の運転モードを一定長さの一シリズのコ
ルゲートフィンの製造から異なる長さの他のシリーズの
コルゲートフィンの製造へと切り替える際には、材料の
供給速度は急激に変化する。

本発明のロータリカッターによれば、各構成部材は供給
速度の変化に精度良く追従することができるので、波形
の山部で正確に切断を行うことができる。

また、回転ドラムの回転を対向歯車を介してロークリエ
ンコーダで検出し、制御装置によりサーボモータを制御
して、回転カムの回転を制御する場合には、切断長の変
更は製造機械を停止することなくワンタッチで行うこと
ができると共に、可動カッターブレードを正確に作動さ
せることができる。

更に、カッターを回転式にすることより、従来のフライ
ングシャーに比べ構造が著しく簡素化されると共に、高
速作動させても振動を発生することがなく、故障の機会
が大幅に減少する。

また、固定カッターブレードを着脱可能に装着すれば、
交換や修理を容易に行うことができる。

更に、切断時に可動カッターブレードと固定カッターブ
レードとの間で切断部を押さえ整形する様にすれば、切
断部の反りを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のロータリカッターを成形装置に組合せ
て成るコルゲートフィン製造装置の要部の斜視図、第２
図および第３図は夫々第１図の製・造装置の平面図およ
び正面図、第４図は本発明のロータリカッターの一部分
切り欠き拡大正面図、第５図は可動および固定カンタ−
ブレードの一部分の拡大斜視図、第６図（ａｌ〜（Ｃ１
はロータリカッターの模式的正面図で、夫々、異なる位
相にある回転カムを示しており、第７図は制御装置のブ
ロック図、第８図は回転ドラムの速度と各種パルス列と
の関係を示すタイムチャートで、（Ａ）は対向歯車の速
度変化を、（Ｂ）はロータリエンコーダの出力パルス列
を、（Ｃ）は同期パルス列を（Ｄ）は減速パルス列を、
（Ｅ）は加速パルス列を表す。 １０、．１２・・・成形歯車、　　１４・・・フレーム
、１６・・・ＡＣモータ、　２０・・・帯材、２４．９
４．１００．１０２・・・送り歯車、３０・・・ロータ
リカッター、 ３２・・・回転ドラム、　３４・・・対向歯車、４０・
・・スロット、 ４２・・・往復動式可動カッターブレード、４６・・・
コイルばね、　　５２・・・ローラ、５４・・・回転カ
ム、　　　５８・・・ＤＣサーボモータ、６２・・・カ
ムノーズ、 ６８・・・固定カッターブレード、 ７４・・・ロークリエンコーダ、 ７Ｂ　、　８０・・・切断エツジ、 ８２．８４，８６．８８・・・肩部、 ９０・・・コルゲートフィン、 ２００・・・制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、連続波状体を切断するためのロータリカッターであ
   って、 フレームと、 前記フレームに回転可能に装着され、軸方向かつ半径方
   向に延長した少なくとも１つのスロットを備えた回転ド
   ラムと、 前記回転ドラムを回転駆動する手段と、 前記回転ドラムの外周面より突出しない退却位置と前記
   外周面から突出した突出位置との間で往復動可能に前記
   スロット内に摺動自在に装着された少なくとも１つの往
   復動式カッターブレードと、前記往復動式カッターブレ
   ードを前記退却位置に付勢するための手段と、 前記回転ドラムの内側において回転ドラムと同軸的に前
   記フレームに回転可能に装着され、前記往復動式カッタ
   ーブレードの内側端部に係合して該カッターブレードを
   前記突出位置に向かって押出すカムノーズを備えた回転
   カムと、 前記回転ドラムに隣接してフレームに回転可能に装着さ
   れ前記回転ドラムと同期して回転される対向歯車であっ
   て切断すべき連続波状体がその外周に係合するものと、 前記往復動式カッターブレードと対応する角位置におい
   て前記対向歯車の外周に固定され前記往復動式カッター
   ブレードと協働する少なくとも１つの固定カッターブレ
   ードと、 前記回転カムを回転駆動する手段と、 前記回転カム回転駆動手段を制御する制御装置、とを備
   えてなり、前記制御装置は、連続波状体を切断しない時
   には前記カムノーズが往復動式カッターブレードからオ
   フセットした状態で回転ドラムと同期して回転カムを回
   転させるが、連続波状体を切断すべき時には、少なくと
   も往復動式カッターブレードが固定カッターブレードに
   相対峙する角位置にある時に、カムノーズを往復動式カ
   ッターブレードに整列させた状態で回転ドラムと同期し
   て回転カムを回転させるべく作動し、もって、前記突出
   位置に押出された往復動式カッターブレードが固定カッ
   ターブレードと協働して連続波状体を切断する様にして
   成るロータリカッター。 ２、前記回転ドラムおよび対向歯車は、夫々、円周方向
   等間隔に配置され互いに協働する複数の往復動式カッタ
   ーブレードおよび固定カッターブレードを備えて成る特
   許請求の範囲第１項記載のロータリカッター。 ３、前記固定カッターブレードは着脱自在に対向歯車に
   装着されている特許請求の範囲第１項記載のロータリカ
   ッター。 ４、前記往復動式カッターブレードの内側端部には回転
   カムの外周面に沿って転動するローラを回転可能に装着
   した特許請求の範囲第１項記載のロータリカッター。 ５、前記往復動式カッターブレードおよび固定カッター
   ブレードは連続波状体の切断部の近傍において連続波状
   体端部を押し潰して該端部のスプリングバックを防止し
   得る様な形状を有する特許請求の範囲第１項記載のロー
   タリカッター。