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技術 切断装置及びこれを備えた走行切断装置

出願人 株式会社英田エンジニアリング
発明者 万殿貴志内田文法岡安貴彦
出願日 2015年11月10日 (5年0ヶ月経過) 出願番号 2015-220111
公開日 2016年6月23日 (4年5ヶ月経過) 公開番号 2016-112679
状態 特許登録済
技術分野 管切断
主要キーワード 位置決め用切り 断面特性 切断刃ユニット 切断先端 各固定刃 長尺管状 切断動作中 レール機構
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (10)

課題

異なる断面特性を有する切断対象物に対しても簡易設定変更だけで適切な切断が行える切断装置を提供すること。

解決手段

長尺管状の切断対象物Sが貫通する固定刃本体23と、切断対象物Sの長手方向に直交し且つ互いに直交する第1方向及び第2方向に移動可能な移動刃31と、移動刃31を第1方向及び第2方向に移動させる第1駆動手段43及び第2駆動手段51とを備え、固定刃本体31には切断対象物Sが露出するとともに移動刃31が進入するスリットTが形成されており、第1駆動手段43及び第2駆動手段51の少なくとも一方はサーボモータである。

概要

背景

従来から、筒状(例えば、角筒状)の材料を切断する装置としては、様々なものが存在していた。具体的には、管状部材の長さ方向に略直交する所定方向に沿って移動して管状部材を切断する切断装置に使用するのに適した移動側切断刃であって、この移動側切断刃は、管状部材の少なくとも一部分を切断する切断縁と、この切断縁を管状部材に予め形成された位置決め用切り欠きと係合するため切断縁の近傍に設けられた突起状の位置決め部材とを有するものである(特許文献1参照。)。このような発明により、予め設定された軌道に沿って移動側切断刃が移動するため、水平方向の駆動手段のみにより、移動側切断刃の動きを制御することができ、特別な装置を設けることなく動作を設定することが可能となる。

また、他の切断装置として、角筒状の材料を切断する切断装置であって、材料を所定位置に固定する固定刃と、材料を切断するための切断機構とを備え、切断機構は、材料を切断する移動刃と、移動刃を移動自在に支持する移動刃支持機構と、移動刃に対し材料の所定の一面に対する平行移動旋回移動とを付与する駆動手段とを備え、移動刃は、切断時における平行移動の方向に関して先端部に設けられ且つ平行移動により一面の少なくとも一部を切断する第1刃部と、切断時における平行移動の方向に関して第1刃部の後方に設けられ且つ旋回移動により一面と直角な他面の少なくとも一部を切断するV字状に凹んだ第2刃部と、を備えており、第1刃部は平行移動によって一面を材料の内側から外側に向かって切断するような傾斜を有し、第2刃部は旋回移動によって他面を材料の内側から外側に向かって切断するものである(特許文献2参照。)。このような発明により、小型且つ切断品質に優れた切断装置が提供される。

概要

異なる断面特性を有する切断対象物に対しても簡易設定変更だけで適切な切断が行える切断装置を提供すること。長尺管状の切断対象物Sが貫通する固定刃本体23と、切断対象物Sの長手方向に直交し且つ互いに直交する第1方向及び第2方向に移動可能な移動刃31と、移動刃31を第1方向及び第2方向に移動させる第1駆動手段43及び第2駆動手段51とを備え、固定刃本体31には切断対象物Sが露出するとともに移動刃31が進入するスリットTが形成されており、第1駆動手段43及び第2駆動手段51の少なくとも一方はサーボモータである。

目的

本発明は、上記した各先行技術に開示された切断装置が有する不都合を回避して、簡易且つ切断品質に優れた切断装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

長尺管状切断対象物が貫通する固定刃本体と、前記切断対象物の長手方向に直交し且つ互いに直交する第1方向及び第2方向に移動可能な移動刃と、前記移動刃を前記第1方向及び第2方向に移動させる第1駆動手段及び第2駆動手段とを備え、前記固定刃本体には前記切断対象物が露出するとともに前記移動刃が進入するスリットが形成されており、前記第1駆動手段及び第2駆動手段の少なくとも一方はサーボモータである、切断装置

請求項2

前記移動刃は移動刃支持ユニットに支持されており、前記第1駆動手段及び第2駆動手段は前記移動刃支持ユニットを移動させる、請求項1に記載の切断装置。

請求項3

前記移動刃支持ユニットは、前記移動刃を支持する第1支持ユニットと、この第1支持ユニット及び前記第1駆動手段を支持する第2支持ユニットからなり、前記第2駆動手段は前記第2支持ユニットを移動させる、請求項2に記載の切断装置。

請求項4

前記固定刃本体は、切断対象物の断面特性に応じて交換可能である、請求項1から3の何れか一項に記載の切断装置。

請求項5

前記移動刃は複数の切断先端を有し、前記切断対象物の少なくとも一部を切断する際に、前記切断先端が前記切断対象物の内面近傍を移動する、請求項1から4の何れか一項に記載の切断装置。

請求項6

前記移動刃は、前記切断対象物を切断する際に前記切断対象物の切断面との接触を減らすための薄肉部が形成された、請求項5に記載の切断装置。

請求項7

前記薄肉部は、前記切断先端以外の部分が薄肉になるように形成されている、請求項6に記載の切断装置。

請求項8

前記薄肉部の端部は、前記切断先端に沿って形成されている、請求項6または7に記載の切断装置。

請求項9

前記切断先端は、前記薄肉部の前記端部を略コの字形に囲むように形成されている、請求項8に記載の切断装置。

請求項10

前記切断対象物は中空十字形状の管状部材である、請求項1から9の何れか一項に記載の切断装置。

請求項11

請求項1から10の何れか一項に記載の切断装置と、前記切断対象物の切断中に前記切断装置を前記切断対象物と同期移動させる第3駆動手段とを備える、走行切断装置。

技術分野

0001

本発明は切断装置係り、特に、筒状の材料(例えば、金属材料)を切断するための切断装置及びこれを備えた走行切断装置に関する。

背景技術

0002

従来から、筒状(例えば、角筒状)の材料を切断する装置としては、様々なものが存在していた。具体的には、管状部材の長さ方向に略直交する所定方向に沿って移動して管状部材を切断する切断装置に使用するのに適した移動側切断刃であって、この移動側切断刃は、管状部材の少なくとも一部分を切断する切断縁と、この切断縁を管状部材に予め形成された位置決め用切り欠きと係合するため切断縁の近傍に設けられた突起状の位置決め部材とを有するものである(特許文献1参照。)。このような発明により、予め設定された軌道に沿って移動側切断刃が移動するため、水平方向の駆動手段のみにより、移動側切断刃の動きを制御することができ、特別な装置を設けることなく動作を設定することが可能となる。

0003

また、他の切断装置として、角筒状の材料を切断する切断装置であって、材料を所定位置に固定する固定刃と、材料を切断するための切断機構とを備え、切断機構は、材料を切断する移動刃と、移動刃を移動自在に支持する移動刃支持機構と、移動刃に対し材料の所定の一面に対する平行移動旋回移動とを付与する駆動手段とを備え、移動刃は、切断時における平行移動の方向に関して先端部に設けられ且つ平行移動により一面の少なくとも一部を切断する第1刃部と、切断時における平行移動の方向に関して第1刃部の後方に設けられ且つ旋回移動により一面と直角な他面の少なくとも一部を切断するV字状に凹んだ第2刃部と、を備えており、第1刃部は平行移動によって一面を材料の内側から外側に向かって切断するような傾斜を有し、第2刃部は旋回移動によって他面を材料の内側から外側に向かって切断するものである(特許文献2参照。)。このような発明により、小型且つ切断品質に優れた切断装置が提供される。

先行技術

0004

登録実用新案第3094812号
特許第4165900号

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、上記先行技術に係る各切断装置には、それぞれ以下のような問題点があった。すなわち、特許文献1に係る切断装置では、切断刃自体の形状が複雑であり、また溝部を使ったカム機構も必要であり、この溝部に対する高い加工精度が必要になる。その結果、装置自体が高価になってしまう。また、特許文献1に係る切断装置の切断刃形状及び切断方法では、切断に際して管状部材の内側方向に力が加わってしまい、切断後の管状部材の切断断面に変形が生じてしまう。

0006

また、特許文献2に係る切断装置では、2組の切断刃ユニットが設けられているため、装置の故障などによって2つの切断刃が相互に干渉してしまう可能性もある。また、切断刃の直進運動及び回転運動を実現するために、それぞれの切断刃ユニットに対して駆動部も2組必要となる。このため、合計で4組の駆動部が必要となる。この結果、構成部品が多くなってしまい、装置自体のコストが上昇してしまう。

課題を解決するための手段

0007

本発明は、上記した各先行技術に開示された切断装置が有する不都合を回避して、簡易且つ切断品質に優れた切断装置を提供することを目的とする。また、異なる断面特性を持つ多種類の切断対象物に対しても、僅かな設定変更のみで適切な切断を行うことができる切断装置を提供することを目的とする。なお、当該発明の目的は一例である。

0008

上記目的を達成するために、第1手段は、長尺管状の切断対象物が貫通する固定刃本体と、切断対象物の長手方向に直交し且つ互いに直交する第1方向及び第2方向に移動可能な移動刃と、移動刃を第1方向及び第2方向に移動させる第1駆動手段及び第2駆動手段とを備え、固定刃本体には切断対象物が露出するとともに移動刃が進入するスリットが形成されており、第1駆動手段及び第2駆動手段の少なくとも一方はサーボモータである、という構成を採っている。以上のような構成を採ることにより、仮に異なる断面特性を有する切断対象物を切断する場合であっても、サーボモータによる移動刃のストロークを変更するだけであるので、最小限の設定変更によって短時間で切断作業切り替えることができる。

0009

第2手段は、第1手段の構成に加え、移動刃は移動刃支持ユニットに支持されており、第1駆動手段及び第2駆動手段は移動刃支持ユニットを移動させる、という構成を採っている。

0010

第3手段は、第2手段の構成に加え、移動刃支持ユニットは、移動刃を支持する第1支持ユニットと、この第1支持ユニット及び第1駆動手段を支持する第2支持ユニットからなり、第2駆動手段は第2支持ユニットを移動させる、という構成を採っている。

0011

第4手段は、第1手段から第3手段の何れかの構成に加え、固定刃本体は、切断対象物の断面特性に応じて交換可能である、という構成を採っている。

0012

第5手段は、第1手段から第4手段の何れかの構成に加え、移動刃は複数の切断先端を有し、切断対象物の少なくとも一部切断する際に、切断先端が切断対象物の内面近傍を移動する、という構成を採っている。

0013

第6手段は、第5手段の構成に加え、移動刃は、切断対象物を切断する際に切断対象物の切断面との接触を減らすための薄肉部が形成された、という構成を採っている。

0014

第7手段は、第6手段の構成に加え、薄肉部は、切断先端以外の部分が薄肉になるように形成されている、という構成を採っている。

0015

第8手段は、第6手段または第7手段の構成に加え、薄肉部の端部は、切断先端に沿って形成されている、という構成を採っている。

0016

第9手段は、第8手段の構成に加え、切断先端は、薄肉部の端部を略コの字形に囲むように形成されている、という構成を採っている。

0017

第10手段は、第1手段から第9手段の何れかの構成に加え、切断対象物は中空十字形状の管状部材である、という構成を採っている。

0018

第11手段は、第1手段から第10手段の何れかの切断装置と、切断対象物の切断中に切断装置を切断対象物と同期移動させる第3駆動手段とを備える、という構成を採っている。

図面の簡単な説明

0019

本発明の第1実施形態に係る切断装置の三面図であり、図1(A)は側面図であり、図1(B)は正面図であり、図1(C)は上面図である。
図1(A)に開示した切断装置の拡大図である。
移動刃の移動軌跡を説明するための概略図である。
図1に開示した切断装置における固定刃ユニット及び移動刃を示す図であり、図4(A)は側面図であり、図4(B)は正面図であり、図4(C)は上面図である。
図4に開示したものとは異なる断面特性の切断対象物を切断するための固定刃ユニットを示す図であり、図5(A)は側面図であり、図5(B)は正面図であり、図5(C)は上面図である。
固定刃ユニットを示す写真である。
移動刃を示す写真である。
図1に開示した切断装置を含む走行切断装置を示す図であり、図8(A)は側面図であり、図8(B)は正面図であり、図8(C)は上面図である。
第2実施形態に係る切断装置の移動刃を示す図であり、図9(A)は移動刃の切断先端の拡大図であり、図9(B)は移動刃の側面図であり、図9(C)は移動刃の下面図である。

発明を実施するための最良の形態

0020

次に、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る切断装置について説明する。

0021

[1]第1実施形態
[全体概要
先ず、図1に基づいて、本実施形態に係る切断装置1の全体概要について説明する。図1は切断装置1の三面図である。切断装置1の側面図を示す図1(A)において、切断対象物である十字筒状の金属材料Sが紙面法線方向に移動する向きで示されている。本実施形態で切断する金属材料Sは、あくまでも一例ではあるが、天井下地材等として用いられる十字スタッドであるので、以下「十字スタッドS」という語句を用いて本実施形態の内容を説明する。但し、本発明の切断装置1で切断できるのは十字スタッドSだけではなく、単純な長方形断面を有する角スタッドや、その他の形状の材料も切断できることは言うまでもないことである。

0022

切断装置1は、切断装置1の各構成要素を支持する各フレーム11a,11b,11cと、固定刃ユニット21と、移動刃31と、移動刃支持ユニット41とを備えている。また、移動刃支持ユニット41には、移動刃31を第1の方向(図1(A)では水平方向)に沿って移動させるための第1駆動手段43が設けられている。更に、フレームには、移動刃支持ユニット41を第2の方向(図1(A)においては上下方向)に沿って移動させるための第2駆動手段51が設けられている。以下に、各構成要素について詳細に説明する。

0023

[フレーム]
フレームは、下部フレーム11a、側部フレーム11bそして上部フレーム11cとからなる。各クレーム11a、11b、11cは概ね長方形で形成されている。尚、ここで言う上下および側部は、発明内容の理解を容易にするための便宜上の位置を示すものであり、上下を入れ替えたり、左右を入れ替えたりしても、発明の本質に変更はない。

0024

下部フレーム11aの下面には、ベースBとの間に第3レール機構71が固定されており、切断装置1の全体がこの第3レール機構71に沿って移動できるようになっている。この点については後述する。一方、下部フレーム11aの上面には固定刃ユニット21が配置されている。また、2つの側部フレーム11bは下部フレーム11aに対して直角(垂直方向)に立ち上がり、上側フレーム11cと下側フレーム11aの各端部に結合されている。これにより、概ね立方体状のフレームが構成される。また、側部フレーム11bの内面には、移動刃支持ユニット41を上下方向に移動させる際のガイドとなる、第2レール機構61が設けられている。加えて、上部フレーム11cには、上述した第2駆動手段51が設置されている。

0025

[固定刃ユニット]
次に、固定刃ユニット21について説明する。固定刃ユニット21は、2枚の固定刃本体23と、この2枚の固定刃本体23の間に配置されてスリットTを形成するためのスペーサ25と、各固定刃本体23の外側面に設置される2枚の側板27とからなる。固定刃本体23には、切断対象物である十字スタッドSの断面形状及び寸法に応じた貫通穴が形成されている。切断の際にはこの貫通穴に十字スタッドSが位置決めされた状態で切断が行われるようになっている。因みに、図1では、略長方形断面を有する十字スタットSのための固定刃ユニット21が示されている。

0026

スペーサ25は、後述する移動刃31の厚さよりも僅かに薄い板状の部材から形成されており、移動刃31の移動範囲を除く部分において各固定刃本体23によって狭持されている。このため、各固定刃本体23の間に所定のスリットTが形成される。そして、上述した貫通穴はこのスリットT内に開口している。このため、貫通穴に十字スタットSが挿入されると、スリットT内に露出することとなる。従って、このスリットT内に移動刃31が進入することで、十字スタットSが切断されるようになっている。図1(B)は、左側から長尺の十字スタットSが供給されて、右側に切断後の十字スタットSが搬送されている状態を示している。

0027

[移動刃及び移動刃支持ユニット]
次に、移動刃31及び移動刃支持ユニット41について説明する。移動刃支持ユニット41は、第1支持ユニット45と第2支持ユニット47からなる。移動刃31は略長方形状を有しており、一端部(図1(Aでは左端部)に切断刃が形成されている。また、移動刃31は右端部領域で第1支持ユニット45に支持されている。第1支持ユニット45は、実際には移動刃を直接支持する移動刃支持部45aと、この移動刃支持部45aを保持して水平方向に移動できる移動部45bとからなる。また、移動部45bには、後述する第1ボールネジ45cに対応する第1ボールネジナット45dが固定されている。

0028

また、第2支持ユニット47は、概ね逆T字状の2枚の支持ユニット側板47aと、これら2枚の支持ユニット側板47a同士を上端部で連結する支持ユニット天板47bとを備えている。そして、この支持ユニット天板47bには、後述する第2ボールネジ53に対応する第2ボールネジナット47cが固定されている。第2支持ユニット47には、その一端部(図1(A)においては左端)に第1駆動手段43が配置されている。この第1駆動手段43はサーボモータである。第1駆動手段43には第1軸継手45eを介して第1ボールネジ45cが連結されており、この第1ボールネジ45cが略水平方向に延び、第1ボールネジナット45dを貫通している。第1ボールネジ45cは2つの軸受を介して、2枚の支持ユニット側板47aに軸支されている。

0029

また、第2支持ユニット47には、第1レール機構45fが設けられている。この第1レール機構45fは、支持ユニット側板47aの内側面において、第1ボールネジ45cと平行に設けられている。そして、この第1レール機構45fに第1支持ユニット41の移動部45bが係合している。このため、移動部45bが第1レール機構45fに沿って水平に移動することができる。図1(B)に示すように、本実施形態において第1レール機構45fは左右にそれぞれ2組の合計4組設けられている。しかしながら、これはあくまでも一例であり、左右にそれぞれ1組ずつの合計2組だけ設けるようにしてもよい。

0030

[第2駆動手段]
次に、第2駆動手段51について説明する。第2駆動手段51は、上述した第2支持ユニット47を上下方向に移動させるためのものであり、具体的にはサーボモータである。第2駆動手段51は上部フレーム11cに鉛直下方に向けて設置されている。第2駆動手段51の回転軸には、第2軸継手51eを介して第2ボールネジ53が連結されている。そして、この第2ボールネジ53は、支持ユニット天板47bに固定されている第2ボールネジナット47cを貫通している。このため、第2ボールネジ53が回転することで、第2支持ユニット47を上下に移動させることが可能となる。第2支持ユニット47が上下に移動する際は、上述した第2レール機構61によってガイドされることとなる。

0031

[その他の構成要素]
また、支持ユニット天板47bの上面からは、シャフト55が鉛直上方に向かって設けられている。このシャフト55は上部フレーム11cを貫通している。少なくとも1本のシャフト55の上端部にはカラー57aが固定されている。そして、カラー57aと上部フレーム11cとの間には高撓みバネ57bが配置されている。また、他方のシャフト55の上端部にもカラー57cが固定されている。こちらのカラー57cは、第2支持ユニット47が所定位置よりも下方に移動しないようにするためのものである。更に、上部フレーム11cの下面にはストッパ59が設けられている。このストッパ59は、支持ユニット天板47bが過度に上昇しても、一定位置以上には上昇しないようにするためのものである。

0032

[各部の動作]
次に、図2に基づいて各部の動作について説明する。図2において、移動刃31は切断動作開始前の原位置に位置決めされている。すなわち、固定刃ユニット21のスリットT内ではあるが、貫通穴までは進入していない状態である。切断対象物である十字スタットSが固定刃に位置決めされると、切断動作が開始される。

0033

先ず、第2駆動手段51であるサーボモータが回転して、第2ボールネジ53を回転させる。このとき、第2駆動手段51の回転方向は、第2支持ユニット47を降下させる方向である。このため、第1支持ユニット45を介して第2支持ユニット47に支持されている移動刃31も降下する。この時、移動刃31の切断刃は十字スタッドSの右辺を切断しながら降下する。そして、移動刃31の下端部が十字スタッドSの下端部近傍に到達すると、第2駆動手段51が停止する。これにより、移動刃31の降下は停止される。

0034

続いて、第1駆動手段43であるサーボモータが回転して、第1ボールネジ45cを回転させる。この時、第1駆動手段43の回転方向は、移動部45bを左方に移動させる方向である。このため、移動部45bに保持されている移動刃31も左方に移動する。この時、移動刃31の切断刃が十字スタッドSの底辺左辺を切断してゆく。そして、移動刃31の左端部が十字スタッドSの左辺を通過すると、第1駆動手段43が停止する。これにより、移動刃31の左方への移動は停止される。

0035

続いて、第2駆動手段51が再度回転する。回転方向は、第2支持ユニット47を上昇させる方向である。このため、第1支持ユニット45を介して第2支持ユニット47に支持されている移動刃31も上昇する。この特、移動刃31の上端部で十字スタットSの上辺を切断する。これにより、十字スタッドSの断面全体が切断されることになる。そして最後に、第1駆動手段43が再度回転する。回転方向は移動部45bを右方に移動させる方向である。移動刃31が原位置に到達した時点で第1駆動手段43の回転が停止され、移動刃31が原位置に位置決めされて、一連の切断動作が終了する。以上のような動作を繰り返すことで、十字スタッドSを繰り返し切断することができる。実際には、切断装置1は十字スタッドSの移動速度に同期(移動)しながら切断作業を行っている。この点は後述する。

0036

図3は、上述の各部の動作に伴う、移動刃31の移動軌跡を説明するための拡大図である。この図においては、幅及び高さが共に50mmの十字スタッドSを切断する場合を例にして説明する。また、移動刃31の軌跡は、太い矢印線Lで示している。図中の矢印線Lから明らかなように、移動刃31の原位置は十字スタッドSの右上である。ここで、移動刃31の下面には1つの切断先端31aが形成されている。後述するように、この切断先端31aが十字スタッドSに対して最初に進入するが、十字スタッドSにプリパンチ穴を形成することが望ましい。なぜなら、プリパンチ穴は切断のきっかけ位置となる穴であり、プリパンチ穴を形成することで切断の初期段階での十字スタッドSの変形を防止できるからである。このプリパンチ穴は、材料が管状に成形される前の板状の状態でパンチング処理により形成される。そして、この材料が十字スタッドSとして成形されると、上述の切断先端31aに対応する位置にプリパンチ穴が位置するようになっている。但し、プリパンチ穴を形成しなくても変形が許容できる程度であれば、強いてプリパンチ穴を設ける必要はない。

0037

次に、移動刃31の具体的な移動軌跡について説明する。先ず、移動刃31は十字スタッドSに向かって降下して行く。このとき、切断先端31aの水平方向位置は、十字スタッドSの内壁面より僅かに左方の位置である。なぜなら、切断先端31aが十字スタッドSの右辺を切断する際に、切断先端31aよりも右側の傾斜部分で切断することになり、切断中に十字スタッドSを内側から押すように力が加わるからである。移動刃31によって十字スタッドSに内側から力が加わる場合には、外側にある固定刃本体によって十字スタッドSの変形は抑制される。一方で、十字スタッドSに対して外側から力が加わると、十字スタッドSが内側に変形してしまう場合もある。これを防止するために、切断先端31aが十字スタッドSの内面側に位置決めされるようにして切断するのである。

0038

移動刃31は、所定の高さ位置まで降下すると停止する。そのときの高さ位置は、移動刃31の別の切断先端31bが十字スタッドSの下辺の内面の僅かに上方に位置する高さである。このように、切断先端31bを十字スタッドSの内面の近傍に位置決めするのは、既に述べた理由と同様に、切断の際に十字スタッドSに内側から力が加わるようにするためである。これと同時に、移動刃31の上端部が十字スタッドSのかしめ部Saの全部或いは一部を切断するような高さとなっていることが望ましい。これは、かしめ部Sa付近は十字スタッドSの他の部位に比べ強度が高く、切断のために大きな力が必要となるからである。すなわち、かしめ部Sa付近の切断を2回に分けることにより、1回の切断工程における必要な力を低減するためである。本実施形態では、移動刃31の上端部近傍に設けられた切断刃31cがかしめ部Saの全体を切断するような高さに位置決めされている。但し、十字スタッドSの上辺は切断されていない。

0039

次に、移動刃31は上方へ向かって移動する。この時、切断されずに残っているのは、十字スタッドSの左上の一部分と上辺のみである。そして、この上昇に伴う切断に際しては、全ての部分で十字スタッドSの内側からのみ力が加わるようになっている。このため、十字スタッドSの意図しない変形は生じない。そして、原位置と同じ高さまで移動刃31が上昇すると停止し、最終的に右方に移動して原位置に復帰する。

0040

図4及び図5は、異なる断面特性を有する十字スタッドSを切断するための固定刃ユニット21及び移動刃31を示す図である。図4が100mm×50mmの十字スタッドSの場合であり、図5が50mm×50mmの十字スタッドSの場合である。これらの例では、十字スタッドSの断面の幅が異なっているため、移動刃31の水平方向の必要移動距離が異なる。すなわち、幅が100mmの十字スタッドSの場合には、100mm程度の水平移動が必要となる。一方、幅が50mmの十字スタッドSの場合には、50mm程度の水平移動で十分である。本実施形態では、サーボモータによって移動刃31の移動を制御している。このため、サーボモータの回転数の設定を変更するだけで、水平方向の移動距離は容易に変更することができる。この点で、移動距離の変更が煩雑で精密な移動距離の制御が困難な油圧シリンダなどと比較して、切断装置1の操作が容易である。

0041

なお、図4及び図5において、移動刃31が固定刃ユニット21の外側に位置決めされている場合も示している。これは待機位置である。待機位置とは、固定刃ユニット21を取り替える際の移動刃31の位置である。切断動作中の移動刃31の原位置は、固定刃ユニット21のスリットT内であるが、これでは固定刃ユニット21を取り替えることができない。このため、移動刃31を固定刃ユニット21の外側に退避させるのである。本実施形態では固定刃ユニット21の貫通穴の上方に位置しているが、この位置に限定されるものでは無く、固定刃ユニット21から離れていればどこでもよい。

0042

図6は、固定刃ユニットを示す写真である。この内、手前側にあるのが100mm×50mmの十字スタッド用の固定刃ユニットであり、奥側にあるのが、50mm×50mmの十字スタッド用の固定刃ユニットである。手前側の固定刃ユニットでは、横長の貫通穴が形成されているのが見えるが、奥側の固定刃ユニットには幅と高さがほぼ等しい貫通穴が形成されている。なお、固定刃ユニットの貫通穴の形状は、切断対象物の断面特性に合わせて設定するものであるので、当該実施形態で説明されているものに限定されるものでは無い。例えば、単純な四角形、長方形、円形などであってもよい。

0043

図7は、移動刃を示す写真である。この例の移動刃は、下部に1つの切断先端を有すると共に、左方に5つの切断先端を有している。但し、切断先端の数は一例であり、実施形態の例に限定されるものではない。また、移動刃の上端面には段差が形成されており、この段差の間に傾斜部が設けられている。この傾斜部も切断刃を構成しており、上述のかしめ部を切断する役割を有している。

0044

[走行切断装置]
次に、図8に基づいて、上述の切断装置1を備える走行切断装置101について説明する。ここで、走行切断装置101とは、一定速度で移動する長尺の切断対象物を、その移動を止めることなく連続して切断する装置である。本実施形態の走行切断装置101では、ベースB上に支持されている切断装置1が、第3レール機構71に沿って移動できるようになっている。切断装置1を移動させるのは第3駆動手段103である。この第3駆動手段103もサーボモータである。また、第3ボールネジ105も備えている。但し、必要な位置決め精度が満たされるのであれば、油圧シリンダやエアシリンダなどのアクチュエータを用いてもよい。

0045

次に、走行切断装置101の動作を簡単に説明する。図8は、切断を開始する時の切断装置1の位置である。この状態において、固定刃ユニット21の貫通穴に十字スタッドが挿入される。そして、切断装置1が十字スタット上の正しい切断位置に位置決めされると、切断装置1は十字スタットと同期移動を開始する。図においては右側に向かって移動するのである。このため、十字スタッドと切断装置1の相対速度がになる。この状態で、移動刃31及び固定刃ユニット21の作用によって十字スタッドが切断される。

0046

十字スタッドが完全に切断された時点で、切断装置1は右側の所定位置まで移動して停止する。それと同時に、切断された後の十字スタッドは搬送装置107に受け渡されて、下流側の装置に運ばれる。その後、切断装置1は第3駆動手段103の作用により、左方への移動を開始する。このとき、左方から供給される長尺の十字スタットは移動を継続している。そして、切断装置1が十字スタッド上の次の切断位置に到達すると、再度十字スタッドと同期移動を開始して、上述した切断動作を再開する。このように、十字スタッドの移動を停止させることなく、連続して切断動作を実行することができる。

0047

[2]第2実施形態
図9は、第2実施形態に係る切断装置の移動刃を示す図である。この図において、図9(A)は移動刃の切断先端の拡大図であり、図9(B)は移動刃の側面図であり、図9(C)は移動刃の下面図である。第2実施形態に係る切断装置1は、移動刃131の形状が第1実施形態と異なっている。第1実施形態と異なる部分を詳細に説明する。

0048

本実施形態に係る移動刃131の切断先端132は、図9(A)に示すように、側面側から見たときに第1実施形態に係る移動刃31と略同一の形状を有している。この切断先端132は、上部132t、側部132s、及び下部132bで形成されており、上部132t及び下部132bは側部132sに対して略直交するように延びて略コの字形に形成されている。

0049

移動刃131は、図9(B)に示すように、例えば、十字スタッドSである切断対象物を切断する際に切断対象物の切断面との接触を減らすための薄肉部133が形成されている。この薄肉部133は、切断先端132と段部134との間にかけて移動刃131の板厚を薄くして形成されており、切断先端132側の薄肉部133の端部133aは、切断先端132に沿って形成されている。すなわち、切断先端132は略コの字形に形成されているため、切断先端132は、薄肉部133の端部133aを略コの字形に囲むように形成されている。これにより、移動刃131は、図9(C)に示すように、切断対象物を切断する際に接触し得る部分が、切断先端132以外の部分が薄肉になるように形成されている。なお、段部134の位置は、移動刃131の切断対象物との切断時の位置関係に応じて、切断時に切断対象物の切断面と接触しない位置に形成されている。

0050

本実施形態に係る切断装置1は、移動刃131に薄肉部133が形成されている。これにより、切断対象物を切断する際に切断対象物の切断面との接触及び摩擦抵抗を減らすことができる。このため、切断時に移動刃131の側面が切断対象物に接触して中空部材である切断対象物を中空形状の内側に巻き込んでしまうことを防止することができ、きれいな切断面を実現することができる。

0051

以上、本発明の実施形態について説明したが、これはあくまでも一例である。すなわち、切断装置及び走行切断装置が上述の全ての構成要素を同時に備えることは本発明にとって必須ではない。発明として成立する範囲において、上述の各構成要素単独あるいは任意の組み合わせによる切断装置及び走行切断装置であっても、本発明の技術思想の範囲に含まれるものである。

0052

1切断装置
11a 下部フレーム
11b側部フレーム
11c 上部フレーム
21固定刃ユニット
23固定刃本体
25スペーサ
27側板
31移動刃
41 移動刃支持ユニット
43 第1駆動手段
45 第1支持ユニット
45b 移動部
45c 第1ボールネジ
45d 第1ボールネジナット
45e 第1軸継手
45f 第1レール機構
47 第2支持ユニット
47a支持ユニット側板
47b 支持ユニット天板
51 第2駆動手段
51e 第2軸継手
53 第2ボールネジ
55シャフト
61 第2レール機構
71 第3レール機構
131 移動刃
132切断先端
132t 上部
132s 側部
132b 下部
133薄肉部
133a 端部
134 段部
S 十字スタッド
T スリット

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