(57)【要約】【課題】切断刃の刃先の欠損や、製品の切断端面の擦り傷を有効に防止すること。【解決手段】移動する長尺の製品Ｐを所定の長さに切断するための切断装置Ｃであって、製品Ｐを横断方向に切断する切断刃１０と、製品Ｐの移動方向における切断刃１０の上流側と下流側に、製品Ｐと同調して移動可能でかつ互いに相対的に近接離間可能に配置された一対のクランプ１５，１６とを備え、一対のクランプ１５，１６で製品Ｐを把持しつつ切断刃１０で切断を完了すると同時に、一方のクランプ１５から離れる方向に他方のクランプ１６及び切断刃１０とを移動させると共に切断された製品Ｐを切断刃１０から離れる方向に移動させて、製品Ｐの切断端面と切断刃１０との間に所定の間隔を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動する長尺の製品を所定の長さに切断するための切断装置であって、
前記製品を横断方向に切断する切断刃と、
前記製品の移動方向における前記切断刃の上流側と下流側に、前記製品と同調して移動可能でかつ互いに近接離間可能に配置された一対のクランプとを備え、
前記一対のクランプで製品を把持しつつ前記切断刃で切断を完了すると同時に、一方のクランプから離れる方向に他方のクランプ及び前記切断刃とを移動させると共に切断された製品を前記切断刃から離れる方向に移動させて、前記製品の切断端面と切断刃との間に所定の間隔を形成することを特徴とする切断装置。
【請求項２】
連続的に送り込まれる製品を所定の長さに切断するための切断装置であって、
前記製品の送り方向に沿って移動自在に設けられた第1の台車と、
前記第1の台車に設けられ、製品を把持する上流側クランプと、
前記製品の送り方向に沿って移動自在にかつ前記第１の台車に関して相対的に移動可能に設けられた第2の台車と、
前記第2の台車上に設けられた切断刃と、
前記第2の台車上に設けられ、製品を把持する下流側クランプと、
前記第1の台車と前記第2の台車とを相互に近接離間可能に連結する連結部材と、
を備えることを特徴とする切断装置。
【請求項３】
前記下流側クランプの更に後方に固定して設けられ、一対のローラによって切断された製品を切断装置に送り込まれる速度より速い速度で排出するよう設定されたピンチローラを更に設けたことを特徴とする請求項２に記載の切断装置。
【請求項４】
移動する長尺の製品を所定の長さに切断するための切断方法であって、
前記製品を長手方向に隔てた２箇所でクランプで把持しながら移動させ、
前記製品を移動させながら２箇所の把持位置の間で横断方向に切断し、
前記製品の切断の完了と同時に、前記一方のクランプから離れる方向に他方のクランプ及び切断刃とを移動させると共に切断された製品を前記切断刃から離れる方向に移動させて、前記製品の切断端面と切断刃との間に所定の間隔を形成することを特徴とする製品の切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動する長尺の製品を所定の長さに切断するための切断装置及び切断方法に係り、特に、連続的に送り出される製品を連続的に切断するための切断装置及び切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、長尺の製品を連続的に生産する代表的なものとして、図１に示すような装置が知られている。すなわち、一般的に原料となる帯鋼Ｓを、フォーミング装置Ｆにより連続的に成形することにより所定形状の部材が形成され、切断装置Ｃによって所定長さに切断される。この種の切断装置Ｃは、連続的に生産される製品の成形速度に同調するように走行しながら切断を行なうのが一般的である。すなわち、移動する製品を２つのクランプで把持すると共に、切断刃を台車に載せて製品の移動と同調移動させて切断を行うものである。
【０００３】
ところで、上記したような一般的な切断装置Ｃは、台車を製品の流れる速度に単純に同調移動させて切断を行なうものである。具体的には、製品の切断は切断刃を製品に向けて近接（例えば、降下）させて行い、切断が完了した後は切断刃を元の位置に復帰（例えば、上昇）させる。ところで、この切断完了後に切断刃が待機位置へ復帰する際に、切断刃の刃先が製品の切断端面に接触することがあった。これは、切断刃自体の振動、製品の反りや曲がりなどに起因するものである。このような切断刃と製品との接触は、切断刃の刃先の欠損や、製品の切断端面における擦り傷発生の要因となっていた。
【０００４】
このような問題を解決する方法として、製品が移動する速度に同調させて切断装置を載せた台車を移動させ、切断を行なった直後に台車を製品の移動速度よりも製品移動方向にさらに加速し、切断端面と切断刃を迅速に離間させる方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３８６１８号公報（第２頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の方法には以下のような問題が生じていた。即ち、当該方法では、切断刃に後続する側（製品移動方向の上流側）の製品の切断端面と切断刃については迅速に離間させることができる。しかしながら、切断刃に対して先行する側（製品移動方向の下流側）の製品の切断端面に対しては、切断刃がより強く押圧されてしまう場合があった。このため、必ずしも切断刃の刃先の欠損や、製品の切断端面の擦り傷を有効に防止することができないものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、移動する長尺の製品を所定の長さに切断するための切断装置であって、製品を横断方向に切断する切断刃と、製品の移動方向における切断刃の上流側と下流側に、製品と同調して移動可能でかつ互いに近接離間可能に配置された一対のクランプとを備え、一対のクランプで製品を把持しつつ切断刃で切断を完了すると同時に、一方のクランプから離れる方向に他方のクランプ及び切断刃とを移動させると共に切断された製品を切断刃から離れる方向に移動させて、製品の切断端面と切断刃との間に所定の間隔を形成することを特徴とする。このように、製品の切断端面と切断刃との間に所定の間隔が形成されることで、切断刃を原位置に復帰させる場合にも製品に接触しない。
【０００８】
また、本発明は、連続的に送り込まれる製品を所定の長さに切断するための切断装置であって、製品の送り方向に沿って移動自在に設けられた第1の台車と、第1の台車に設けられ、製品を把持する上流側クランプと、製品の送り方向に沿って移動自在にかつ第１の台車に関して相対的に移動可能に設けられた第2の台車と、第2の台車上に設けられた切断刃と、第2の台車上に設けられ、製品を把持する下流側クランプと、第1の台車と第2の台車とを相互に近接離間可能に連結する連結部材と、を備えることを特徴とする。このような連結部材を設けることにより、連結部材を動作させることで容易に第１の台車と第２の台車を離間させることができる。これにより、切断刃と製品との接触が有効に防止される。
【０００９】
また、本発明は、下流側クランプの更に後方に固定して設けられ、一対のローラによって切断された製品を切断装置に送り込まれる速度より速い速度で排出するよう設定されたピンチローラを設けたことを特徴とする。このように、ピンチローラによって切断された製品が切断刃から迅速に離間する。
【００１０】
更に、本発明は、移動する長尺の製品を所定の長さに切断するための切断方法であって、製品を長手方向に隔てた２箇所でクランプで把持しながら移動させ、製品を移動させながら２箇所の把持位置の間で横断方向に切断し、製品の切断の完了と同時に、一方のクランプから離れる方向に他方のクランプ及び切断刃とを移動させると共に切断された製品を切断刃から離れる方向に移動させて、製品の切断端面と切断刃との間に所定の間隔を形成することを特徴とする。このように、製品の切断端面と切断刃との間に所定の間隔が形成されることで、切断刃を原位置に復帰させる場合にも製品に接触しない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の切断装置及び切断方法は、切断刃が下降し、製品の切断を完了した直後に切断刃が製品移動方向の下流側に移動すると共に、切断刃より下流側の製品はピンチローラによって速い速度で排出され、切断刃の両側面と製品の切断両端面との間に隙間を形成することが可能である。このため、切断刃を基の位置に復帰（上昇）させる際においても、切断刃と切断された製品のそれぞれ切断面との接触を防止できる。このことから、切断刃の刃先欠損や切断両端面への擦り傷の発生を防止できるばかりでなく、切断刃の寿命を大幅に向上させることができる、という利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の一実施形態を添付した図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図７は、本発明に係る切断装置を冷間ロールフォーミングラインに適用した場合の一実施形態を示すものである。図１は、冷間ロールフォーミングラインの全体概要図を示す。この図に示すように、一般的原材料はコイル状に巻回された鋼帯Ｓであり、この鋼帯Sを引き出しながらフォーミング装置Ｆにより連続的に成形する。これにより、所望の形状の製品が形成され、その後切断装置Ｃによって所定の長さに切断される。
【００１３】
図２及び図３は本実施形態の切断装置Cを示し、図４〜図７は当該実施形態の切断装置Cの切断動作を説明する図である。図２に示される本実施形態に係る切断装置Ｃは、成形製品Ｐの移動方向Ｄに沿って配設されたベースフレーム１と、このベースフレーム１上であって成形製品Ｐの移動方向Ｄに沿って敷設された一対の走行レール２と、ガイド部材４を介して走行レール２上を移動自在に配設された第1の台車３とを備えている。
【００１４】
また、切断装置Ｃは、ボールネジナット７を介して第1の台車３を移動させるボールネジ６を備えており、このボールネジ６は、ベースフレーム１内の製品移動方向Ｄに沿って配設されている。尚、図２においては、説明のためにベースフレーム１を切り欠いて、ボールネジ６及びボールネジナット７を図示したが、実際にはこれらの部材はベースフレーム１の内部に収納されている。更に、上記ボールネジ６の端部にはプーリ２２が装着され、このプーリ２２に伝達ベルト２１を介して駆動モータ２０が係合されている（図３参照）。この駆動モータ２０は、ボールネジ６を正逆両方向に回転させることができる。
【００１５】
また、切断装置Ｃは、上記第1の台車３の下流側に位置し、ガイド部材９を介して走行レール２上を移動自在に配設された第2の台車８と、この第２の台車８上に載置されて成形製品Ｐの移動方向に直交する方向に沿って成形製品Ｐに近接離間（例えば、昇降）できる丸鋸状の切断刃１０を備えている。また、切断装置Cは、切断刃１０を昇降動作させるための作動レバー１１を備え、この作動レバー１１の基部は第2の台車８上の支持部材１１ａに回動自在に軸支されている。また、作動レバー１１の自由端部には、油圧シリンダ１２の一端部が連結されている。また、油圧シリンダ１２は第２の台車８に回動自在に固定されている。更に、油圧シリンダ１２には油圧パイプ（図示略）が接続されている。また、切断刃１０には伝達ベルト１４を介してモータ１３が係合されており、このモータ１３は作動レバー１１上に載置されている。
【００１６】
第1の台車３上には、成形製品Ｐを把持する第1のクランプ（上流側クランプ）１５が立設され、第2の台車８上にも成形製品Ｐを把持する第２のクランプ（下流側クランプ）１６が立設されている。また、第1のクランプ１５および第２のクランプ１６の下方には、これらを動作させるエアシリンダ１７，１８が連結されている。これら各エアシリンダ１７，１８には、高圧空気源からエアホース（いずれも図示略）が接続されている。尚、各クランプは従来公知のものを用いているので説明は省略する。
【００１７】
また、切断装置Ｃには、第１の台車３と第２の台車８の間に、これら各台車３，８を製品移動方向に沿って相互に相対移動可能に連結する連結部材として、一対のエアシリンダ１９（図３参照）が備えられている。更に、切断装置Ｃは、成形製品Ｐを切断装置に所定の位置で送り込むピンチローラ２５と、切断された成形製品Ｐを排出するためのピンチローラ２６とを備えている。
【００１８】
ここで、上記したエアシリンダ１９について詳細に説明する。図３に示すように、エアシリンダ１９は第１及び第２の台車３，８の下面に取り付けられ、一端部が第１の台車３に固定され、他端部が第２の台車８に固定されている。そして、エアシリンダ１９の作動方向は、上記した走行レール２とほぼ平行である。本実施形態では、図３に示すように、各クランプ１５，１６を挟んで両側に2本のエアシリンダ１９が設けられている。これは、エアシリンダ１９が作動する際に、各台車３，８が走行レール２に対して歪まないようにするためである。但し、エアシリンダは１本であってもよい。
【００１９】
各エアシリンダ１９には、高圧空気源（図示略）からのエアホース（図示略）がそれぞれ２本ずつ、シリンダ内部のピストンを挟んで両側に接続されている。また、エアホースには、高圧空気源とエアシリンダ１９との間に所定のバルブ（図示略）が接続されている。このバルブは、エアシリンダ１９への圧縮空気の供給を制御するためのものである。本実施形態では、バルブは電磁式のものが用いられており、制御部（図示略）からの制御信号が電磁式バルブに送信されるようになっている。
【００２０】
次に、上述の如く構成された実施形態の動作について、図４〜図７に基づいて詳細に説明する。
成形製品Ｐは、制御部からの指令に基づいて、ピンチローラ２５によって常時一定の速度で切断装置に向けて（図２の矢印Ｄ方向）送りこまれている。このような状態の下で、モータ２０（図３参照）を正転させ、ボールネジ６を回転させる。ボールネジ６は、ボールネジナット７に螺合しているので、ボールネジ６の回転に伴なってボールネジナット７が移動する。ボールネジナット７は、第１の台車に固定されているため、結局第１の台車３が移動することとなる。ここで、ボールネジ６の回転速度は、第１の台車３の走行速度と成形製品Ｐの移動速度が同調するように制御される。
【００２１】
また、第１の台車３と第２の台車８とは上記したようにエアシリンダ１９で連結されているので、第２の台車８も、成形製品Ｐの移動速度に同調して走行する。成形製品Ｐの移動速度と第１及び第２の台車の走行速度が同調すると、エアシリンダ１７、１８によって、第１のクランプ１５及び第２のクランプ１６が作動し、成形製品Ｐがこれら各クランプ１５，１６に把持される（図４）。以上の工程により、成形製品Ｐ，第１の台車３及び第２の台車８とが同一速度で移動することとなる。
【００２２】
次に、第2の台車８に載置された切断刃１０をモータ１３により回転させながら、油圧シリンダ１２を縮めて作動レバー１１を下降させる。これにより、切断刃１０も成形製品Ｐに向かって近接（降下）し、成形製品Ｐを横断状に切断する（図５）。成形製品Ｐの切断工程中は、成形製品Ｐ，第1の台車３及び第2の台車８は共に同一速度(成形速度)で移動する。
【００２３】
切断刃１０によって成形製品Ｐが完全に切断されると、エアシリンダ１８により第２のクランプ１６が作動し、成形製品Ｐの把持が解放され、切断された（移動方向下流側の）成形製品Ｐはピンチローラ２６により排出される。このとき、ピンチローラ２６による排出速度は、成形製品Ｐの成形速度よりも幾分速い速度である。また、これと同時に、エアシリンダ１９に圧縮空気を供給して伸長させ、第２の台車を成形方向下流側に押圧してそれ以前の速度より加速させる。これにより、第１の台車３に対する第2の台車の間隔は下流側に広くなる。このとき、第2の台車８の加速後の速度は、上記したピンチローラ２６による成形製品Ｐの移動速度より僅かに低い値に設定されている。すなわち、成形製品Ｐの成形速度をＶ1、切断刃１０を載置した第2の台車の加速後の移動速度をＶ2、そして、切断後の成形製品Ｐのピンチローラ２６による送り出し速度をＶ3とすると、Ｖ1＜Ｖ2＜Ｖ3の関係が成り立つ。この関係の一例を図８に示す。この図8についての詳細は後述する。以上のような速度の関係により、切断後直ちに切断刃１０と成形製品Ｐの両側切断端面との間に隙間が形成される（図６）。
【００２４】
切断刃１０と成形製品Ｐとの間に隙間が形成されると、次に、油圧シリンダ１２が伸長することにより、切断刃１０は作動レバー１１を介して上昇を開始する。その際、切断刃１０と成形製品Ｐの両側切断端面との間には隙間が形成されているため、成形製品Ｐに反りや曲がりが発生している場合においても、切断刃１０に接触する恐れがない。従って、それによる切断刃１０の異常振動も防止できるため、切断刃１０の刃先欠損や、切断端面へ擦り傷が発生する恐れは全く無く、確実に切断を行うことができる。
【００２５】
そして、切断刃１０が最上部の原位置に復帰した時点で、エアシリンダ１７が作動して第１のクランプ１５が解放され、成形製品Ｐの把持が解放される。それと同時に、エアシリンダ１９が縮んで第１の台車３と第２の台車８との間隔を元の状態に復帰させる。更に、モータ２０を逆転させ、ボールネジ６を介して第１の台車３と第２の台車８とを成形方向に対して後退させ（図７）、原位置に復帰させることで、一連の切断作業が完了する。
【００２６】
次に、図8を用いて、成形製品Ｐの成形速度Ｖ1、切断刃１０を載置した第2の台車の加速後の移動速度Ｖ2及び切断後の成形製品Ｐのピンチローラ２６による送り出し速度Ｖ3との関係を説明する。この図８において、横軸は時間（Ｔ）であり、縦軸は速度（Ｖ）である。製品Ｐの成形速度は常に一定のＶ1であり、水平な破線で示されている。また、第2の台車８すなわち切断刃１０の移動速度Ｖ2は、長破線で示されている。更に、排出側のピンチローラ２６による成形製品Ｐの送り出し速度Ｖ3は実線で示されている。
【００２７】
実際に切断工程が開始される前には、排出側のピンチローラ２６は成形速度Ｖ1と同一速度で製品を送り出している。一方、切断刃１０は原位置に待機している。制御部から切断開始信号が発せられると、駆動モータ２０によってボールネジ６が回転し、これによって第1の台車３が加速される。そして、第1の台車３が成形速度Ｖ1になると、定速移動の状態となる。この状態下で成形製品Ｐの切断が行われる。
【００２８】
次に、切断が完了すると、第1の台車３と第2の台車８の間に設けられたエアシリンダ１９が伸長することにより、切断刃１０を載置した第２の台車８は加速される。これによって、切断刃１０は、形成製品Ｐの上流側の切断端面から離間する。一方、ピンチローラ２６による送り出し速度Ｖ3も制御部からの指令により高まる。このとき、図８に示すように、ピンチローラ２６の送り出し速度Ｖ3は、切断刃１０の移動速度Ｖ2より速いので、ピンチローラ２６側の成形製品Ｐも切断刃１０から離間することとなる。このような状態下で、切断刃１０を上昇させれば成形製品Ｐに接触せずに原位置に復帰させることができる。
【００２９】
以下同様に、第１の台車３と第２の台車８を成形製品Ｐの成形速度と同調するように走行させ、成形製品Ｐを所定の長さに切断すると共に、原位置に復帰させ、成形製品Ｐを連続的に切断する。
【００３０】
なお、上記実施形態では、第１の台車３と第２の台車８とを相対的に移動可能に連結するものとして、エアシリンダ１９を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、油圧シリンダやボールネジ或いは機械的リンク機構など伸縮自在に各台車３，８を相互に連結できるものであればよい。
また、上記実施形態では、成形製品Ｐを切断する手段として丸鋸状切断刃を用いているが、本発明は、例えばシャー刃を下降させて成形製品Ｐを切断するプレス切断方法などの種々の切断法に適用可能である。
【００３１】
尚、上記実施形態では、切断と同時にピンチローラ２６の送り出し速度を切断刃１０の移動速度より速く駆動させる構成としている。しかし、例えば、上下一対のピンチローラの内、駆動する側の一方のローラを上下方向（製品に近接離間する方向）に移動可能とし、切断作業中は駆動ローラを成形製品Ｐから離した状態にしておく。そして、切断と同時に送り出し速度がＶ3となるような回転速度で駆動ローラを回転させると共にこの駆動ローラを成形製品Ｐに押し付け、切断された成形製品を排出するような構成にすることも可能である。この場合、ピンチローラ２６の回転速度は変化させる必要がなく、常に送り出し速度がＶ3となるように固定しておくことができる。
【００３２】
また、上記実施形態の説明では、連続的に成形される製品に同調するように切断装置等を走行させ、所定の長さに切断する方法を述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、長尺の製品を自動、あるいは、手動で送り込み、所定の長さに位置決めを行った後切断を行い、その後切断された製品を排出するような切断装置にも適用可能である。この場合においては、第１の台車３と第２の台車８との間隔を伸縮自在に可動させるための機構のみがあればよく、本実施例で用いた、成形製品Ｐに同調するように走行させるためのボールネジ６、モータ２０、伝達ベルト２１などを省略する事ができる。また、走行レール２も短く設定する事ができる。
【００３３】
また、上記説明では切断刃１０が第２の台車に載置される場合について述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば切断刃を載置する台車と第２の台車とを別個のもので構成してもよい。このようにすることにより、切断刃と第２の台車の移動を独立して制御することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
切断刃の損傷を防止し、製品の不良も抑制することができるような、長尺製品の切断等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の切断装置を用いたロールフォーミングラインの全体概要図である。
【図２】本発明の切断装置の正面図である。
【図３】図２に開示した切断装置の側面図である。
【図４】本発明に係る切断工程のうち、切断開始前の段階を示す図である。
【図５】本発明に係る切断工程のうち、切断中の段階を示す図である。
【図６】本発明に係る切断工程のうち、切断完了直後の段階を示す図である。
【図７】本発明に係る切断工程のうち、次の切断のための原位置復帰の段階を示す図である。
【図８】本発明に係る切断工程における成形速度、切断刃移動速度及び製品送り出し速度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３６】
３    第１の台車
８    第２の台車
１０  切断刃
１５  クランプ（上流側クランプ）
１６  クランプ（下流側クランプ）
１９  連結部材（エアシリンダ）
２６  ローラ（ピンチローラ）
Ｃ    切断装置
Ｐ    製品（成形製品）
【図１】
2005034948.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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