(57)【要約】【課題】材料を有効に利用できると共に、端部の整形が容易な無端帯状の金属リングを得ることができる金属製薄板ドラムの切断装置を提供する。【解決手段】金属製の薄板により円筒状に形成されたドラム２を所定幅毎に周方向に切断して無端帯状の金属リング７を形成する金属製薄板ドラムの切断装置１であって、ドラム２を保持すると共に回転自在に備えられたドラム保持部材１８と、ドラム保持部材１８に保持されているドラム２の切断位置の内周面及び外周面に当接されて、ドラムを切断する１対の回転自在の刃具５ａ，５ｂとを備える。ドラム保持手段１８を回転駆動する第１の回転駆動手段２２を備えてもよく、各刃具５ａ，５ｂを回転駆動する第２の回転駆動手段を備えてもよい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の薄板により円筒状に形成されたドラムを所定幅毎に周方向に切断して無端帯状の金属リングを形成する金属製薄板ドラムの切断装置であって、
該ドラムを保持すると共に回転自在に備えられたドラム保持部材と、
該ドラム保持部材に保持されている該ドラムの切断位置の内周面及び外周面に当接されて、該ドラムを切断する１対の回転自在の刃具とを備えることを特徴とする金属製薄板ドラムの切断装置。
【請求項２】
前記ドラム保持手段を回転駆動する第１の回転駆動手段を備えることを特徴とする請求項１記載の金属製薄板ドラムの切断装置。
【請求項３】
前記各刃具を回転駆動する第２の回転駆動手段を備えることを特徴とする請求項１記載の金属製薄板ドラムの切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製の薄板により円筒状に形成されたドラムを所定幅毎に周方向に切断して無端帯状の金属リングを形成する金属製薄板ドラムの切断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車の無段変速機に採用される動力伝達用のベルトにおいては、環状に重ね合わせて配列された複数のエレメントを一体に結束するために、複数の金属製リング部材を積層してなる積層リングが用いられる。この種の積層リングを構成する前記金属製リング部材として、矩形状の金属製薄板の両端縁を溶接接合して形成された円筒状のドラムを所定幅毎に周方向に輪切り状に切断することによって形成された無端帯状の金属リング（以下、単に「金属リング」と略記することがある）が用いられる。
【０００３】
従来、円筒状のドラムを所定幅毎に周方向に切断して前記金属リングを形成する際に、該ドラムの一端部をクランプして支持する一方、図５（ａ）に示す回転砥石４１を前記ドラムの他端部の外周面に当接し、該砥石４１を該ドラムの周方向に移動させることにより切断する装置が知られている。しかし、前記砥石４１を用いて前記ドラムを切断する場合には、該砥石４１の研削部４２が平面であるために、該研削部４２の幅に相当する研削代が必要とされ、１つのドラムから得られる金属リングの歩留まりが低くなるという問題がある。
【０００４】
そこで、前記砥石に代えて、前記ドラムの内周面に切刃ロールを当接してせん断することにより、該ドラムを輪切り状に切断する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、前記ドラムの内周面に前記切刃ロールを当接してせん断する前記装置では、得られた前記金属リングの外周側端部にバリが形成されやすく、該金属リングの端部を整形する際に、研削量が多くなるという不都合がある。
【０００５】
また、前記ドラムの外周面に、図５（ｂ）に示すように、先端が鋭角状の山形形状となった押切り刃具４３を当接して片側から押し切ることにより、該ドラムを輪切り状に切断する装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。押切り刃具４３は、前記山形形状において、稜部４４の両側の斜面４５，４５が研削面となっている。
【０００６】
しかしながら、前記ドラムの外周面に前記押切り刃具４３を当接して片側から押し切る装置では、得られた前記金属リングの外周側端部が該押切り刃具４３により延伸されて亀裂が生じやすいため、該金属リングの端部を整形する際に、研削量が多くなるという不都合がある。
【特許文献１】特開２００１−３５３６１２号公報
【特許文献２】特開２００５−２５４３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる不都合を解消して、材料を有効に利用できると共に、端部の整形が容易な無端帯状の金属リングを得ることができる金属製薄板ドラムの切断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するために、本発明は、金属製の薄板により円筒状に形成されたドラムを所定幅毎に周方向に切断して無端帯状の金属リングを形成する金属製薄板ドラムの切断装置であって、該ドラムを保持すると共に回転自在に備えられたドラム保持部材と、該ドラム保持部材に保持されている該ドラムの切断位置の内周面及び外周面に当接されて、該ドラムを切断する１対の回転自在の刃具とを備えることを特徴とする。
【０００９】
まず、本発明の金属製薄板ドラムの切断装置では、前記１対の刃具を用いるので、砥石を用いる場合の該砥石の幅相当の研削代を必要とせず、材料である前記ドラムを有効に利用することができる。
【００１０】
また、本発明の金属製薄板ドラムの切断装置では、前記１対の刃具が前記ドラムの切断位置の内周面及び外周面に当接される。この結果、前記ドラムは、その内周面と外周面との両側から押し切られることとなり、得られた無端帯状の金属リングの端部は、厚さ方向の中央部で凸の山形形状に形成される。従って、前記端部を整形する際に研削量を低減することができ、該端部の整形が容易な無端帯状の金属リングを得ることができる。
【００１１】
前記ドラムと、前記１対の刃具とは、いずれも回転自在とされており、該刃具が該ドラムに当接されたときに、相対的に連れ回りするものであればよい。そこで、本発明の金属製薄板ドラムの切断装置は、前記ドラム保持手段を回転駆動する第１の回転駆動手段を備えるものであってもよく、前記各刃具を回転駆動する第２の回転駆動手段を備えるものであってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１は本実施形態の金属製薄板ドラムの切断装置の構成を示す説明的断面図、図２は図１のII−II線断面図、図３は図１のIII−III線断面図、図４は図１の装置における金属製薄板ドラムに対する刃具の当接状態を示す説明図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態の切断装置１は、金属製薄板ドラム２を所定幅毎に周方向に切断するために用いられるものであって、ドラム２を供給するドラム供給部３と、ドラム２を保持するドラム保持部４と、ドラム２の切断位置の内周面及び外周面に当接されてドラム２を切断する１対のローリングカッター５ａ，５ｂと、ローリングカッター５ａ，５ｂを駆動するカッター駆動部６と、ドラム２の切断により形成された無端帯状の金属リング７を払い出す払出し手段８とを備えている。本実施形態の切断装置１において、ローリングカッター５ａ，５ｂは、図５（ｂ）に示す押切刃具４３と同一の形状を備えている。
【００１４】
ドラム供給部３は、複数のドラム２を転動させて搬送する搬送路１１と、搬送路１１から供給されるドラム２を載置する載置部材１２と、載置部材１２に載置されているドラム２をドラム保持部４方向に押し出すサーボシリンダ１３とを備えている。
【００１５】
搬送路１１は、図２に示すように、下流側端部が上流側端部より低位置にある傾斜搬送路１１ａ，１１ｂを２段に備え、ドラム２が自重により上流側から下流側に転動されるようになっている。下段側の傾斜搬送路１１ａの上流側端部には、反転部材１４が上段側の傾斜搬送路１１ｂの下流側端部との間にドラム２の外径に相当する距離を存して立設されている。一方、下段側の傾斜搬送路１１ａの下流側端部にはストッパ１５が設けられており、ストッパ１５は出没自在のピン１５ａを突出させることによりドラム２の転動を阻止するようになっている。
【００１６】
載置部材１２は、下段側の傾斜搬送路１１ａの下流側端部との所定の間隔を存して設けられている。載置部材１２は、傾斜搬送路１１ａの下流側端部から自然落下するドラム２を受け止めて載置するために、内周面がドラム２の外径に一致する半円筒状体であり、傾斜搬送路１１ａ側が開放されている。
【００１７】
サーボシリンダ１３は、載置部材１２の側方に備えられており、シリンダロッド１６の先端に備えられた当接部材１７を、載置部材１２上に載置されたドラム２の端部に当接して、ドラム２をドラム保持部４方向に押し出すようになっている。当接部材１７は周縁部に設けられた複数のロッド１７ａがサーボシリンダ１３のフランジ部１３ａに挿通されることにより、ドラム２の端部に垂直に当接されるように姿勢を維持している。
【００１８】
ドラム保持部４は、サーボシリンダ１３により押し出されたドラム２の外周面に圧接される圧接部材１８と、ドラム２の外周面に対して圧接部材１８を進退させるコレット１９とを備えている。尚、ドラム保持部材４は、ドラム２に対するローリングカッター５ａ，５ｂの当接状態を示すため、一部を切り欠いて断面として示している。
【００１９】
圧接部材１８は、サーボシリンダ１３と反対側の端部の外周面に、サーボシリンダ１３側から反対側に向かって拡径するテーパ面１８ａを備え、図示しない付勢手段によりドラム２の外周面から離間する方向に付勢されている。一方、コレット１９は、内周面にサーボシリンダ１３側から反対側に向かって拡径するテーパ面１９ａを備え、テーパ面１９ａはテーパ面１８ａに摺接している。コレット１９は、シリンダ２０のシリンダロッド２０ａに取着された係合部材２０ｂに係合され、シリンダ２０により前後動自在とされている。
【００２０】
コレット１９は、シリンダ２０により前進せしめられると、サーボシリンダ１３と反対側に移動して、テーパ面１９ａを介してテーパ面１８ａを押圧し、圧接部材１８をドラム２の外周面に圧接させる。また、コレット１９は、シリンダ２０により後退せしめられると、サーボシリンダ１３の側に移動して、テーパ面１９ａによるテーパ面１８ａの押圧を解除する。このとき、圧接部材１８は、図示しない付勢手段の付勢力によりドラム２の外周面から離間する方向に移動される。
【００２１】
圧接部材１８の外周面にはギヤ２１が設けられており、圧接部材１８はドラム２の外周面に圧接している状態で、ギヤ２１がモータ２２の回転軸に取着されたギヤ２２ａに噛合することにより、モータ２２の回転に伴ってドラム２を回転させる。
【００２２】
カッター駆動部６は、ドラム保持部４に保持されたドラム２のサーボシリンダ１３と反対側の端部に対面するように設けられ、ネジ軸２３を備えるバックプレート２４を備えている。ネジ軸２３はドラム保持部４と反対側の端部にギヤ２３ａが取着されており、ギヤ２３ａはサーボモータ２５の回転軸に取着されたギヤ２５ａに噛合している。サーボモータ２５は、正逆両方向に回転可能であり、ネジ軸２３はサーボモータ２５の回転に伴って正方向または逆方向に回転する。
【００２３】
一方、ネジ軸２３のドラム保持部４側の端部は支持プレート２６に接続されており、支持プレート２６は図示しないボールネジ機構により、ネジ軸２３の回転に従って進退自在とされている。支持プレート２６は端部近傍に設けられた複数のロッド２６ａがバックプレート２４に挿通されることにより、ドラム２の端部に垂直になるように姿勢を維持している。
【００２４】
支持プレート２５のドラム保持部４側の面には、両端部に支持部材２７ａ，２７ｂが立設され、支持部材２７ａ，２７ｂにネジ軸２８が枢支されている。ネジ軸２８は、支持部材２７ａ側の端部に取着されたギヤ２９が、支持部材２７ａに取着されたサーボモータ３０の回転軸に取着されたギヤ３０ａに噛合している。サーボモータ３０は、正逆両方向に回転可能であり、ネジ軸２８はサーボモータ３０の回転に伴って正方向または逆方向に回転する。
【００２５】
ネジ軸２８の支持部材２７ａ側にはボールネジ部３１ａが取着され、ボールネジ部３１ａは支持プレート２５のドラム保持部４側の面に設けられたガイドレール３２に跨設されて、ネジ軸２８の回転に伴ってガイドレール３２上を移動自在とされている。そして、ボールネジ部３１ａ上に、ドラム２の外周面に当接されるローリングカッター５ａを回転自在に支持するカッター保持部材３３ａが設けられている。
【００２６】
一方、ネジ軸２８の支持部材２７ｂ側にはボールネジ部３１ｂが取着され、ボールネジ部３１ｂはガイドレール３２に跨設されて、ネジ軸２８の回転に伴ってガイドレール３２上を移動自在とされている。そして、ボールネジ部３１ｂ上に、ドラム２の内周面に当接されるローリングカッター５ｂを回転自在に支持するカッター保持部材３３ｂが設けられている。
【００２７】
また、ネジ軸２８は、支持部材２７ａ側のネジ軸２８ａと、支持部材２７ｂ側のネジ軸２８ｂとでネジの向きが逆になっている。この結果、ボールネジ部３１ａ，３１ｂは、ネジ軸２８の回転に伴って、互いに近接し、あるいは互いに離間する方向に移動する。
【００２８】
金属リング７を払い出す払出し手段８は、図３に示すように、ドラム保持部４に保持されたドラム２のカッター駆動部６側の端部下方に設けられ、回転軸３４に軸支された腕部材３５と、腕部材３５の先端に取着された電磁石３６とを備えている。電磁石３６は電流が断続自在であり、通電状態でドラム２端部の外周面直下に待機しており、ドラム２がローリングカッター５ａ，５ｂにより切断されて金属リング７が形成されると、該金属リング７を磁着して保持する。
【００２９】
次に、本実施形態の切断装置１の作動について説明する。
【００３０】
切断装置１では、まず、ストッパ１５のピン１５ａを没入させることにより、傾斜搬送路１１ａ上のドラム２のうち、最も下流側にある１個を転動させ、載置部材１２上に自然落下させて載置する。このとき、サーボシリンダ１３のシリンダロッド１６の先端に設けられた当接部材１７は、サーボシリンダ１３のフランジ１３ａに当接される位置に待避しているので、載置部材１２上に自然落下するドラム２は当接部材１７に衝突することなく、載置部材１２上に載置される。また、最も下流側のドラム２が転動すると、傾斜搬送路１１ａ，１１ｂ上の他のドラム２も続いて転動するが、ピン１５は最初の１個のドラム２が通過すると直ちに突出するので、残りのドラム２の載置部材１２上への自然落下は阻止される。
【００３１】
ドラム２が載置部材１２上に載置されると、サーボシリンダ１３が駆動されてシリンダロッド１６の先端に設けられた当接部材１７がドラム２の方向に前進し、ドラム２の一方の端部に当接する。サーボシリンダ１３は、さらにシリンダロッド１６を前進させて、当接部材１７を介してドラム２をドラム保持部材４の方向に押し出し、ドラム２の他方の端部がローリングカッター５ａ，５ｂにより切断される所定の位置までドラム２を移動させた後、停止する。このとき、圧接部材１８は、ドラム２と干渉しない位置に待避している。
【００３２】
次に、ドラム２が前記所定の位置まで移動されたならば、シリンダ２０が駆動されて、コレット１９を前進させる。このようにすると、コレット１９のテーパ面１９ａが圧接部材１８のテーパー面１８ａを押圧するので、圧接部材１８がドラム２の外周面に圧接され、ドラム２が圧接部材１８により保持される。
【００３３】
このとき、ローリングカッター５ａ，５ｂは、ドラム２に当接しない間隔を存して離間されており、さらにドラム２の外方（図１ではドラム２の右側）に待避している。
【００３４】
そこで、次に、サーボモータ２５が駆動され、支持プレート２６をドラム２の方向に移動させることにより、カッター支持部材３３ａ，３３ｂに支持されたローリングカッター５ａ，５ｂをドラム２方向に移動させる。サーボモータ２５は、ローリングカッター５ａ，５ｂが、ドラム２の端部から金属リング７の幅に相当する間隔を存する所定の切断位置に達したならば、停止される。
【００３５】
次に、サーボモータ３０が駆動される。このとき、ネジ軸２８は、支持部材２７ａ側のネジ軸２８ａと、支持部材２７ｂ側のネジ軸２８ｂとでネジの方向が逆になっているので、ボールネジ部３１ａが支持部材２７ａから離間する方向に移動すれば、ボールネジ部３１ｂも支持部材２７ｂから離間する方向に移動する。この結果、ボールネジ部３１ａ，３１ｂ上に設けられたカッター支持部材３３ａ，３３ｂに支持されたローリングカッター５ａ，５ｂが互いに近接する方向に移動され、ローリングカッター５ａがドラム２の外周面に当接されると共に、ローリングカッター５ｂがドラム２の内周面に当接される。
【００３６】
またこのとき、モータ２２が駆動されることにより、圧接部材１８に保持されているドラム２が回転駆動される。そこで、ドラム２に当接されているローリングカッター５ａ，５ｂはドラム２と連れ回りしながら、ボールネジ部３１ａ，３１ｂにより、図４に示すようにさらに近接せしめられる。
【００３７】
このようにすると、ドラム２の肉は、山形形状となっているローリングカッター５ａ，５ｂの両側の軸方向に逃げるため、ローリングカッター５ａ，５ｂの間が肉薄となる。そして、ローリングカッター５ａ，５ｂの間隙が０．１ｍｍ程度以下になるとドラム２が自然に破断し、金属リング７が得られる。得られた金属リング７は、払出し手段８の腕部材３５の先端に取着された電磁石３６に磁着され、保持される。
【００３８】
このようにして得られた金属リング７は、端部に内外両面から等距離ずつダレが形成されて、厚さ方向中央部が突出する山形形状となっている。そこで、金属リング７の端部を内外両面が同一の曲率半径となるような円弧状に整形するときに、研削量を低減することができる。
【００３９】
一方、ローリングカッター５ａ，５ｂは、両者の間隙が０．１ｍｍ程度以下となったところで停止される。このようにすることにより、ドラム２の切断時にローリングカッター５ａ，５ｂが互いに接触して損傷することを防止することができる。ローリングカッター５ａ，５ｂは、ドラム２の破断後は、前述と全く逆の手順により離間せしめられ、さらに支持プレート２６が後退せしめられることにより、ドラム２の外方の初期位置に復帰する。
【００４０】
払出し手段８は、ローリングカッター５ａ，５ｂが前記初期位置に復帰した後、図３に矢示するように、腕部材３５を回動させ、電磁石３６に磁着されている金属リング７を払出し位置に移動させる。そして、前記払出し位置で、電磁石３６に対する通電を絶つことにより、金属リング７を払い出す。このようにすることにより、形成された金属リング７がローリングカッター５ｂに接触したり、落下したりして損傷することを防止することができる。
【００４１】
形成された金属リング７が払い出されたならば、払出し手段８は、再び腕部材３５を回動させるて、ドラム２直下の初期位置に復帰させると共に、電磁石３６に対する通電を再開する。
【００４２】
次に、シリンダ２０が駆動されて、コレット１９が後退せしめられると、圧接部材１８が図示しない付勢手段の付勢力により、ドラム２から離間する方向に移動し、圧接部材１８によるドラム２の保持が解除される。すると、サーボシリンダ１３により、ドラム２が先に切断された金属リング７の幅に相当する長さだけ、ドラム保持部材４の方向に押し出され、ドラム２の端部がローリングカッター５ａ，５ｂにより切断される所定の位置まで移動される。そして、前述と全く同一の手順により、ドラム２が圧接部材１８により保持され、ドラム２の端部がローリングカッター５ａ，５ｂにより切断される。
【００４３】
前述の手順は、ドラム２の軸方向の長さが金属リング７の幅より短くなるまで繰り返され、１つのドラム２の切断処理が終了する。１つのドラム２の切断処理が終了したならば、再びストッパ１５のピン１５ａが出没され、新たなドラム２が供給されて、前述の手順が繰り返される。
【００４４】
本実施形態の切断装置１によりドラム２の切断処理を行うときには、前述のように、ドラム２の肉がローリングカッター５ａ，５ｂの両側の軸方向に逃げる。そこで、ドラム２の軸方向の長さを、金属リング７の幅で除した数よりも多い金属リング７を得ることができる。
【００４５】
尚、本実施形態の切断装置１では、ドラム２を回転させ、ローリングカッター５ａ，５ｂがドラム２に連れ回りされるようにしているが、ローリングカッター５ａ，５ｂを回転駆動し、ドラム２がローリングカッター５ａ，５ｂに連れ回りされるようにしてもよい。この場合、ローリングカッター５ａ，５ｂを回転駆動するには、例えば、カッター支持部材３３ａ，３３ｂに回転駆動手段としてモータを設ければよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の金属製薄板ドラムの切断装置の一構成例を示す説明的断面図。
【図２】図１のII−II線断面図。
【図３】図１のIII−III線断面図。
【図４】図１の装置における金属製薄板ドラムに対する刃具の当接状態を示す説明図。
【図５】刃具の形状を示す説明図。
【符号の説明】
【００４７】
１…切断装置、  ２…ドラム、  ５ａ，５ｂ…ローリングカッター（刃具）、  ７…金属リング、  １８…圧接部材。
【図１】
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【図２】
2010064176.tif 000004
【図３】
2010064176.tif 000005
【図４】
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【図５】
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