(57)【要約】      （修正有）【課題】ハイスメタルソーによる切断と超硬チップソーによる高速切断を用途に応じて使い分けて高精度に実施することができる丸鋸切断機を提供する。【解決手段】丸鋸切断機は、丸鋸８が着脱可能に装着される主軸４と、サーボモータ１２と、サーボモータの回転軸と主軸とを連結して、回転軸の回転を主軸へ直接的に伝達する回転伝達部（タイミングベルト１８）と、サーボモータの回転数を、主軸に装着される丸鋸がハイスメタルソーである場合に適した回転数と超硬チップソーである場合に適した回転数の両方を含む範囲内で設定できるように構成された回転数設定部２２と、サーボモータの回転数が回転数設定部により設定された回転数となるように、サーボモータの回転動作を制御する制御部２０と、を備えている。【選択図】図１
0003209928.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
丸鋸が着脱可能に装着される主軸と、
サーボモータと、
前記サーボモータの回転軸と前記主軸とを連結して、前記回転軸の回転を前記主軸へ直接的に伝達する回転伝達部と、
前記サーボモータの回転数を、前記主軸に装着される前記丸鋸が高速度工具鋼からなるものである場合に適した回転数と超鋼合金からなる丸鋸である場合に適した回転数の両方を含む範囲内で設定することができるように構成された回転数設定部と、
前記サーボモータの回転数が前記回転数設定部により設定された回転数となるように、前記サーボモータの回転動作を制御する制御部と、を備えた丸鋸切断機。
【請求項２】
前記回転数設定部は、前記主軸に装着された前記丸鋸の周速が１００ｍ／ｍｉｎから１０００ｍ／ｍｉｎの範囲を含む範囲において調整されるように、前記サーボモータの回転数を設定するものである請求項１に記載の丸鋸切断機。
【請求項３】
前記回転伝達部は、前記回転軸と前記主軸とを直接的に連結するベルトである請求項１又は２に記載の丸鋸切断機。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、丸鋸をモータで回転させて鉄パイプ等を切断する丸鋸切断機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄パイプ等を切断する機械として丸鋸切断機が知られている（特許文献１参照。）。丸鋸切断機は、モータによって回転させられる主軸の先端に丸鋸を装着し、丸鋸を回転させながら被切断物に押し当てて被切断物を切断する。
【０００３】
丸鋸には、高速度工具鋼（ハイスピードスチールとも称され、省略してハイス鋼とも称される。）と呼ばれる鉄鋼系の材質からなるものと、超硬合金（省略して超硬とも称される。）と呼ばれる材質を先端にロウ付けしたものが存在する。以下、高速度工具鋼からなる丸鋸をハイスメタルソー、超硬合金からなる丸鋸を超硬チップソーと称する。
【０００４】
超硬合金は高速度工具鋼よりも高い硬度をもち、高速度工具鋼のビッカース硬度は硬いものでも７００程度であるのに対し、超硬合金はビッカース硬度が２０００を超えるものも存在する。高速度工具鋼のような鉄鋼系の素材は高温によって軟化するという性質をもつため、ハイスメタルソーの回転速度をあまり高めることができない。これに対し、超硬合金は熱によって硬度が低下しにくいため、超硬チップソーはハイスメタルソーよりも高い回転速度で使用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１８４３１４号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の丸鋸切断機でハイスメタルソーを使用するものは周速が１００〜１５０ｍ／ｍｉｎの間で設定され、超硬チップソーを使用するものは周速が４００ｍ／ｍｉｎ〜１０００ｍ／ｍｉｎの間で設定される。
【０００７】
丸鋸の周速が高いほど、被切断物の切断速度が向上する。例えば、鉄パイプを一定の長さごとに連続的に切断するような場合に、ハイスメタルソーを用いて１００〜１５０ｍ／ｍｉｎの周速で切断するよりも、超硬チップソーを用いて４００ｍ／ｍｉｎ以上の周速で切断する方が切断効率が高くなる。しかし、超硬チップソーはハイスメタルソーよりも高価であり、すべての切断作業に超硬チップソーを使用すると、コストが高くなるという問題がある。そのため、必要に応じてハイスメタルソーと超硬チップソーとを用途に応じて使い分けることが望ましい。
【０００８】
従来の丸鋸切断機でハイスメタルソーと超硬チップソーの両方で切断することは可能であるが、モータの性能上、ハイスメタルソーと超硬チップソーのそれぞれの特性を完全に生かし切れてはいなかった。例えばハイスメタルソーの仕様に適した丸鋸切断機では、丸鋸を回転させる主軸とモータとの間に、複数のギア等からなる減速機を介在させることによって、丸鋸の回転速度の制御の高分解能化を図るとともに、回転トルクの向上を図っている。主軸とモータとの間に減速機が介在しているため、モータを高速で回転させたとしても丸鋸の周速は４００ｍ／ｍｉｎ程度が限界であり、それ以上の回転速度で超硬チップソーを使用して切断することができなかった。
【０００９】
したがって、周速１０００ｍ／ｍｉｎといった条件で超硬チップソーを用いた切断を行なう場合には、超硬チップソー用の丸鋸切断機で切断を行なう必要があった。そこで、１つの丸鋸切断機でハイスメタルソーと超硬チップソーを兼用することができ、周速１００ｍ／ｍｉｎ〜１０００ｍ／ｍｉｎという広範囲の切断条件での切断が可能となれば、両者の性能を完全に生かすことができ、大変便利である。
【００１０】
そこで、本考案は、ハイスメタルソーによる切断と超硬チップソーによる高速切断を高精度に実施することができる丸鋸切断機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本考案に係る丸鋸切断機は、丸鋸が着脱可能に装着される主軸と、サーボモータと、前記サーボモータの回転軸と前記主軸とを連結して、前記回転軸の回転を前記主軸へ直接的に伝達する回転伝達部と、前記サーボモータの回転数を、前記主軸に装着される前記丸鋸がハイスメタルソーである場合に適した回転数と超硬チップソーである場合に適した回転数の両方を含む範囲内で設定することができるように構成された回転数設定部と、前記サーボモータの回転数が前記回転数設定部により設定された回転数となるように、前記サーボモータの回転動作を制御する制御部と、を備えている。
【００１２】
本考案において用いるサーボモータとは、自身の回転軸の回転角度（回転数）を検出するエンコーダを有し、そのエンコーダの検出信号に基づいて回転動作がフィードバック制御されるように構成されているものである。サーボモータの回転動作は、制御部によるフィードバック制御によって高精度に制御され、かつ周速度１０００ｍ／ｍｉｎという超高速回転域においても高い回転トルクが実現される。したがって、丸鋸が装着される主軸とモータの回転軸との間に減速機を設ける必要がなく、モータの回転を主軸に直接的に伝えるような構成をとることができる。そのため、本考案の回転伝達部は、回転軸の回転を主軸へ直接的に伝達するように構成されている。これは、モータの回転軸と主軸との間に減速機が存在しないことを意味する。
【００１３】
前記回転数設定部は、前記主軸に装着された前記丸鋸の周速が１００ｍ／ｍｉｎから１０００ｍ／ｍｉｎの範囲を含む範囲において調整されるように、前記サーボモータの回転数を設定するものであることが好ましい。そうすれば、ハイスメタルソーを周速１００ｍ／ｍｉｎのような回転域で用いる低コストな切断と、超硬チップソーを周速１０００ｍ／ｍｉｎ以上のような回転域で用いる高速切断とを高い精度で実施することができる。
【００１４】
本考案の好ましい実施形態では、回転伝達部が、前記回転軸と前記主軸とを直接的に連結するベルトによって構成されている。これにより、簡単な構成でモータの回転軸と主軸とを連結することができ、モータの回転を正確に主軸に伝達することができる。
【考案の効果】
【００１５】
本考案では、動力源として上述のサーボモータを使用し、モータの回転軸の回転を直接的に主軸へ伝達するように構成されているので、従来の丸鋸切断機よりも広い回転域で丸鋸を正確に回転させて使用することができる。そして、サーボモータの回転数を、主軸に装着される丸鋸がハイスメタルソーである場合に適した回転数と超硬チップソーである場合に適した回転数の両方を含む範囲内で設定することができるので、ハイスメタルソーを用いた切断と超硬チップソーを用いた高回転での切断とを高精度に行なうことができる。
【００１６】
また、汎用のインダクションモータを使用した従来の丸鋸切断機では、インバータによって回転数を変化させるようになっているが、設定回転数によってはトルクが安定せず、切断能力が安定しないという問題があった。これに対し、本考案で用いるサーボモータは制御部によるフィードバック制御によって高精度に回転が制御されるため、回転トルクを安定させることができ、切断能力の安定性を向上させることができる。
【００１７】
さらに、従来の丸鋸切断機では、モータの回転軸と主軸との間に介在する減速機のギアのバックラッシュが丸鋸の回転に悪影響を与え、切断面粗度や丸鋸の刃寿命を低下させる要因となっていたが、本考案の丸鋸切断機ではそのような減速機を用いないため、切断面粗度や刃寿命が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】丸鋸切断機の一実施例を示す概略構成図である。
【考案を実施するための形態】
【００１９】
丸鋸切断機の一実施例について、図１を用いて以下に説明する。
【００２０】
丸鋸切断機１は、主として、ベース２、主軸４、丸鋸８、サーボモータ１２、タイミングベルト１８、制御部２０、回転数設定部２２及び設計部２４を備えている。ベース２には、主軸４を回転自在に保持するベアリング１０とサーボモータ１２が固定されている。ベアリング１０に保持された主軸４は、一端（図において左側端部）に丸鋸８を固定するキャッチャ６を備え、他端にプーリ１６が取り付けられている。
【００２１】
サーボモータ１２はその回転軸（図示されていない。）が主軸４と平行になるように配置されている。サーボモータ１２の回転軸にプーリ１４が取り付けられている。プーリ１４と１６にはそれぞれ、タイミングベルト１８の一端と他端が掛けられており、サーボモータ１２の回転軸の回転に伴って主軸４が回転するように構成されている。すなわち、タイミングベルト１８は、サーボモータ１２の回転軸の回転を主軸へ伝達する回転伝達部をなすものである。
【００２２】
サーボモータ１２の回転動作は制御部２０によって制御される。サーボモータ１２には、回転軸の回転角度（回転数）を検出するエンコーダ１２ａが搭載されており、そのエンコーダ１２ａの検出信号が制御部２０に取り込まれるようになっている。制御部２０は、サーボモータ１２のエンコーダ１２ａからの信号に基づいて、サーボモータ１２の回転数が回転数設定部２２によって設定された回転数となるように、サーボモータ１２を制御する。
【００２３】
回転数設定部２２は、例えば丸鋸８の周速や丸鋸８の回転数などの切断条件を入力部２４を介して入力させ、入力された切断条件に基づいてサーボモータ１２の回転数を設定するように構成されている。回転数設定部２２では、丸鋸チップ８の周速を少なくとも１００ｍ／ｍｉｎ〜１０００ｍ／ｍｉｎの範囲を含む範囲で設定されるように、サーボモータ１２の回転数を設定することができる。
【００２４】
ここで、制御部２０及び回転数設定部２２は、この丸鋸切断機１に搭載されたコンピュータとソフトウェアによって実現される機能であり、入力部２４は数字入力機能を有するキーボード等のハードウェアによって実現されるものである。
【００２５】
以上の説明のように、この実施例の丸鋸切断機１は、使用する丸鋸チップ８の種類（材質）に適した切断条件をユーザが設定することができる。そして、サーボモータ１２による高精度な回転動作によって、ユーザの設定した切断条件で高精度な切断を実現することができる。
【００２６】
サーボモータ１２は、極低回転域（数ｒｐｍ）から超高回転（５０００ｒｐｍ）の範囲で高精度に制御することができる。このようなサーボモータ１２を用いることで、ハイスメタルソーに適した周速１００〜１５０ｍ／ｍｉｎの回転域においても、超硬チップソーに適した周速４００〜１０００ｍ／ｍｉｎの回転域においても、丸鋸８の回転をトルクを低下させることなく高精度に制御することができる。これにより、超硬チップソーを用いる際は、その特徴を生かして周速１０００ｍ／ｍｉｎでの高速切断を行なうことができる一方で、ハイスメタルソーを用いる際は、その特徴を生かした低コストな切断を行なうことができる。
【００２７】
サーボモータ１２の回転軸の回転がタイミングベルト１８によって直接的に主軸４に伝達されるという構成をとっているため、サーボモータ１２と主軸４との間に減速機が存在していない。すなわち、サーボモータ１２と主軸４との間にギア機構が存在しないことにより、ギアによるバックラッシュの影響が生じないことになり、それに起因した切断面粗度の低下や刃寿命の低下といった問題が解決される。
【符号の説明】
【００２８】
２      ベース
４      主軸
６      キャッチャ
８      丸鋸
１０      ベアリング
１２      サーボモータ
１２ａ      エンコーダ
１４，１６      プーリ
１８      タイミングベルト
２０      制御部
２２      回転数設定部
２４      入力部
【図１】
0003209928.tif 000003