(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱電半導体を熱間押出成形で成形し、押出成形型の吐出口から吐出される棒状の押出成形体を一定の長さに切断する定寸切断装置において、
前記定寸切断装置は、押出成形型の前方に配設され前記押出成形体の吐出方向をガイドする第１案内ガイドと、
前記押出成形体を切断する一対の刃部と、
該刃部の付け根から連続して形成された一対の支持部と、
該支持部の長手方向の中央部に、夫々の相手側になる前記支持部に向って延設された連結部と、
該連結部の先端部に形成された孔とを有し、
該孔が同軸的になるように前記連結部を重ね合わせ、前記孔に固定ピンが挿入されている切断具と、
前記刃部を離間する方向に伸長力が付勢するように前記刃部に配設されたスプリングと、
シリンダー部と、該シリンダー部から突き出たロッド部と、該ロッド部の先端に取り付けられたフランジ部を有するエアシリンダーと、
前記第１案内ガイドの前方に配置され、前記ロッドの往動又は復動方向の軸線に沿って形成されている第１直線部及び第２直線部と、
前記第１直線部と一端が接続されるとともに他端が前記第２直線部に接続されており、幅形状が前記第１直線部と略同一幅から順次増加した後に前記第２直線部と略同一幅まで順次減少し前記ロッドの往動又は復動方向の軸線に対して対称な太鼓状に形成されたカム部と、
前記第２直線部の基部に連結されるフランジ部を有するカムとを備え、
前記エアシリンダーの前記フランジ部と前記カムの前記フランジ部が締結され、
前記切断具の前記支持部には前記軸線に対して対称的に前記カムと係合している一対の係合部が形成され、
該係合部が、前記エアシリンダーの往動により前記第１直線部、前記カム部、前記第２直線部の順に係合され、前記係合部を前記カム部で離間させつつ前記スプリングの伸長力に抗して前記刃部を前記固定ピンを支点として揺動させて前記押出成形体を切断し、
次に、前記係合部が、前記エアシリンダーの復動により前記第２直線部、前記カム部、前記第１直線部の順に係合され、前記係合部を前記カム部で離間させつつ前記スプリングの伸長力に抗して前記刃部を前記固定ピンを支点として揺動させて前記押出成形体を切断する切断手段と、
該切断手段の前方に配置され前記押出成形体の通過を検知する検知手段と、
該検知手段と前記切断手段とに電気的に接続され、前記検知手段から前記押出成形体の通過を検知した情報が入力された際に前記切断手段に切断指令信号を出力する制御装置とを具備することを特徴とする定寸切断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、熱電半導体を熱間押出成形で成形し、押出成形型の吐出口から吐出される棒状の熱電半導体を一定の長さに切断する定寸切断装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱電半導体を熱間押出成形によって成形することが知られている。熱電半導体を熱間押出し成形によって成形すると、押出成形型の吐出口から棒状の熱電半導体が吐出されるが、この棒状の熱電半導体を一定の寸法に切断する必要がある。従来において、押出成形型の吐出口から吐出された棒状の熱電半導体を一定の寸法に切断するために、一定時間間隔でカッター等の切断機を棒状の熱電半導体に作用させて切断していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、熱電半導体を熱間押出し成形すると、原料である熱電半導体粉末または熱電半導体粉末の圧粉体の溶融度が時間と共に変化し、押出成形体の吐出速度が時間と共に変化してしまう。加えて、押出ラムのストローク速度のバラツキもあり、従来のように一定の時間間隔で押出成形体を切断しても、切断後の押出成形体の長さにかなりのバラツキがあった。
【０００４】
また、切断時の衝撃によって押出成形体の吐出方向が変わり、押出成形体が切断機による切断領域からはずれてしまうこともある。このような事態が発生すると、押出成形体は切断されずに床面に着地し（一般的に熱電半導体の押出成形による押出成形体の吐出方向は、上方から下方）、着地面でトグルを巻いてしまう。
【０００５】
このように、従来においては、上記のような長さのバラツキや未切断による不良品の発生で、熱電半導体材料の歩留まりが非常に悪いという問題があった。故に、本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、熱電半導体を熱間押出成形で成形して押出成形型の吐出口から吐出される棒状の押出成形体を一定の長さに切断する定寸切断装置において、切断される押出成形体の長さバラツキを低減可能とするとともに、押出成形体を確実に切断領域に導くことができる定寸切断装置を提供し、バラツキや未切断による不良品の発生を極力防止することを技術的課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、
熱電半導体を熱間押出成形で成形し、押出成形型の吐出口から吐出される棒状の押出成形体を一定の長さに切断する定寸切断装置において、
定寸切断装置は、押出成形型の前方に配設され押出成形体の吐出方向をガイドする第１案内ガイドと、押出成形体を切断する一対の刃部と、
刃部の付け根から連続して形成された一対の支持部と、支持部の長手方向の中央部に、夫々の相手側になる支持部に向って延設された連結部と、
連結部の先端部に形成された孔とを有し、孔が同軸的になるように連結部を重ね合わせ、孔に固定ピンが挿入されている切断具と、 刃部を離間する方向に伸長力が付勢するように刃部に配設されたスプリングと、シリンダー部と、シリンダー部から突き出たロッド部と、ロッド部の先端に取り付けられたフランジ部を有するエアシリンダーと、第１案内ガイドの前方に配置され、ロッドの往動又は復動方向の軸線に沿って形成されている第１直線部及び第２直線部と、第１直線部と一端が接続されるとともに他端が第２直線部に接続されており、幅形状が第１直線部と略同一幅から順次増加した後に第２直線部と略同一幅まで順次減少しロッドの往動又は復動方向の軸線に対して対称な太鼓状に形成されたカム部と、第２直線部の基部に連結されるフランジ部を有するカムとを備え、エアシリンダーのフランジ部とカムのフランジ部が締結され、切断具の支持部には軸線に対して対称的にカムと係合している一対の係合部が形成され、係合部が、エアシリンダーの往動により第１直線部、カム部、第２直線部の順に係合され、係合部をカム部で離間させつつスプリングの伸長力に抗して刃部を固定ピンを支点として揺動させて押出成形体を切断し、次に、係合部が、エアシリンダーの復動により第２直線部、カム部、第１直線部の順に係合され、係合部をカム部で離間させつつスプリングの伸長力に抗して刃部を固定ピンを支点として揺動させて押出成形体を切断する切断手段と、切断手段の前方に配置され押出成形体の通過を検知する検知手段と、検知手段と切断手段とに電気的に接続され、検知手段から押出成形体の通過を検知した情報が入力された際に切断手段に切断指令信号を出力する制御装置とを具備することを特徴とする定寸切断装置とすることである。
【０００７】
上記請求項１の発明によれば、定寸切断装置は、押出成形型の前方に配設された案内ガイドを具備する。このため押出成形型の吐出口から吐出される棒状の押出成形体は、該案内ガイドによってその吐出方向が規制される。従って、切断による衝撃で押出成形体の吐出方向が変わっても、案内ガイドによってその吐出方向が規制され、再び正規の吐出方向に矯正される。このため、吐出方向が変わって押出成形体が切断領域からはずれることを防止することができる。
【０００８】
また、請求項１の発明によれば、定寸切断装置は、切断手段の前方に配置され押出成形体の通過を検知する検知手段とを備える。この検知手段は、切断手段とともに制御装置と電気的に接続されている。そして、制御装置は、検知手段から押出成形体の通過を検知した情報が入力されると、切断手段に切断指令信号を出力する。これにより押出成形体は切断手段によって切断される。このように、従来のように一定時間間隔で切断するのではなく、切断手段による押出成形体の切断タイミングと検知手段による押出成形体の通過検知タイミングとを同調させ、押出成形体が一定の長さだけ吐出されたときに切断するので、切断後の押出成形体の長さはほぼ一定となり、長さバラツキを低減することができる。
【０００９】
このように、請求項１の発明によれば、切断される押出成形体の長さバラツキを低減可能とするとともに、押出成形体を確実に切断領域に導くことができる定寸切断装置を提供することができ、バラツキや未切断による不良品の発生を極力防止することができる。
【００１０】
尚、本明細書において、「前方」とは、正規の押出成形体の吐出方向（吐出進行方向）を基準方向として定義している。例えば、押出成形体の吐出方向が下方向であれば、上記請求項１における「押出成形型の前方」とは、押出成形型の下方であり、「案内ガイドの前方」とは、案内ガイドの下方であり、「切断手段の前方」とは、切断手段の下方である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本例における押出成形機及び定寸切断装置の概略図である。図において、押出成形機１０は、押出成形型１１及び押出ロッド１２を備える。押出成形型１１は、上端面１１ａ、下端面１１ｂ、側周面１１ｃを備えた円筒状に形成されており、その略中心部分にキャビティー孔１３が形成されている。このキャビティ孔１３は、図１からわかるように、押出成形型１１の上端面１１ａに開通している径の大きな大径部１３ａと、押出成形型１１の下端面１１ｂに形成された吐出口１５に開通している径の小さな小径部１３ｂと、大径部１３ａと小径部１３ｂとの間に形成され大径部１３ａ側から小径部１３ｂ側に向って徐々に径が小さくなるテーパ部１３ｃとよりなる。そして、押出ロッド１２の先端は、押出成形型１１の図示上面からキャビティ孔１３の大径部１３ａに挿入されている。また、押出成形型１１の側周面１１ｃにはリングヒータ１４が取り付けられている。このリングヒータ１４は、図示せぬ電源から通電されることによって押出成形型１１を加熱する。
【００１３】
次に、定寸切断装置について説明する。本例における定寸切断装置２０は、第１案内ガイド２１、切断機３０、第２案内ガイド２３、光電センサ２４、制御装置２５を備えて構成されている。
【００１４】
第１案内ガイド２１は、押出成形型１１の前方（図１では下方、即ち押出成形型１１の下端面１１ｂ側）に配置されている。この第１案内ガイド２１は、上端面２１ａ、下端面２１ｂ、外周側面２１ｃを備え、上端面２１ａ側から下端面２１ｂ側に向って貫通した貫通孔２１ｄが形成された円筒リング形状を呈している。貫通孔２１ｄの径は、押出成形型１１の下端面１１ｂに開口した吐出口１５の径よりも大きく形成されているとともに、孔部２１ｄの軸心と吐出口１５の軸心とがほぼ同軸的な位置となるように、押出成形型１１に対して第１案内ガイド２１の位置が調整されて配置されている。この第１案内ガイド２１は、吐出口１５から吐出されてくる押出成形体の吐出方向をガイドするためのものである。
【００１５】
切断機３０は、第１案内ガイド２１の前方に配置されている。この切断機３０は、押出成形体を切断するためのもので、その具体的構成については後述する。
【００１６】
第２案内ガイド２３は、切断機２２の前方に配置されている。この第２案内ガイド２３は、上端面２３ａ、下端面２３ｂ、外周側面２３ｃを備え、上端面２３ａ側から下端面２３ｂ側に向って貫通した貫通孔２３ｄが形成された円筒リング形状を呈している。貫通孔２３ｄは、上端面２３ａに開通しているとともに上端面側２３ａから下端面側２３ｂに向かうにつれて径が小さくなるようにテーパ状に形成された第１孔部２３１ｄと、第１孔部２３１ｄの最小径部（最も下端面２３ｂ側）から連続しているとともに一定の径で下端面２３ｂに開通した第２孔部２３２ｄからなる。そして、貫通孔２３ｄの軸心が、上記貫通孔２１ｄ及び吐出口１５の軸心とほぼ同軸的な位置となるように第２案内ガイド２３の位置が調節されて配置されている。この第２案内ガイド２３も、第１案内ガイド２１と同様、吐出口１５から吐出されてくる押出成形体の吐出方向をガイドするためのものである。
【００１７】
光電センサ２４は、第２案内ガイド２３の前方に配置されている。この光電センサ２４は、発光部２４ａ及び受光部２４ｂを備えているとともに、ＣＰＵ等の制御装置２５に電気的に接続されている。そして、発光部２４ａから発光される光を受光部２４ｂで受けているか否かの情報が制御装置２５に入力されている。
【００１８】
図２は、切断機３０の正面図、即ち図１において矢印Ｂ方向から見た図である。図において、切断機３０は、切断具４０、カム６０、及びエアーシリンダー７０を備えて構成されている。
【００１９】
切断具４０は、対となった第１の切断具４１及び第２の切断具５１を備える。切断具４１、５１は、実際に押出成形体を切断する部分である刃部４２、５２、及び該刃部４２、５２の付け根から連続して形成された支持部４３、５３からなる。第１の切断具４１と第２の切断具５１は、図に示すように軸線Ｃに対して対象的に配置されている。また、支持部４３、５３には、その中央部付近に相手側に向って延設している連結部４３ａ、５３ａがそれぞれ形成されており、これらの連結部４３ａ、５３ａの先端部には孔が形成されている。そして、連結部４３ａ、５３ａに形成されたそれぞれの孔が同軸的に重なるように連結部４３ａ、５３ａを重ね合わせ、同軸的に重なった孔に固定ピン８１を挿入して固定することにより、第１の切断具４１と第２の切断具５１とを対としている。従って、第１の切断具４１と第２の切断具５１は、固定ピン８１を支点として軸線Ｃに対して対象的に揺動することができ、この結果、それぞれの刃部４２、５２は、図示矢印Ｄ、Ｅ方向にそれぞれ同調して動作して押出成形体の切断が実行されるようになっている。
【００２０】
また、支持部４３の刃部４１との付け根部分から支持部５３の刃部５１との付け根部分にかけて、スプリング８２が取り付けられている。このスプリング８２は、常に伸長力を発生している状態で取り付けられている。このため、固定ピン８１を支点として対となって揺動する刃部４２、５２は、スプリング８２の伸長力によって、両者が離間する方向に付勢されている。
【００２１】
また、支持部４３、５３の図示下部分には、係合部４３ｂ、５３ｂが形成されている。この係合部４３ｂ、５３ｂは、後述するカム６０にそれぞれ軸線Ｃに対して対象的に係合している。
【００２２】
カム６０には、第１直線部６１、カム部６２、第２直線部６３、フランジ部６４が形成されている。第１直線部６１及び第２直線部６３は、図に示すように矢印Ｃ方向に直線的に形成されていとともに、その幅ｔ１、ｔ３は両者ほぼ同一にされている。カム部６２は、第１直線部６１と第２直線部６３との間に形成されており、その最大幅ｔ２が両直線部６１、６３の幅ｔ１、ｔ３よりも大きくなるように図に示すような太鼓状に形成されている。フランジ部６４は、第２直線部６３の基部に連結されている。尚、図２の状態では、係合部４３ｂ、５３ｂは、カム６０の第１直線部６１と係合している。
【００２３】
エアーシリンダー７０は、シリンダー部７１、該シリンダー部７１から突き出たロッド部７２、ロッド部７２の先端に取り付けられたフランジ部７３を備えている。そして、エアーシリンダー７０のフランジ部７３は、カム６０のフランジ部６４と突き合わせられ、両者が図示せぬ締結手段で結合されている。
【００２４】
また、図１に示すように、切断機３０は、制御装置２５に電気的に接続されている。制御装置２５は、切断機３０に切断指令信号を出力する。
【００２５】
上記構成において、まず押出成形型１１のキャビティー孔１３内に熱電半導体の材料粉末またはその圧粉体を投入する。次いで、リングヒータ１４に通電して押出成形型１１を所定の温度まで加熱する。昇温が完了したら、図示せぬ駆動手段を駆動させて押出ロッド１２を図示矢印Ａ方向に下降駆動させる。このため、押出成形型１１のキャビティー孔１３内の熱電半導体材料が加圧される。このとき熱電半導体材料は、加圧と同時に押出成形型１１からの熱によって加熱され、焼結化する。そして焼結体となった熱電半導体材料が、キャビティー孔１３の小径部１３ｂを通り、吐出口１５から押出成形体として押出される。これによって、棒状の熱電半導体の焼結体が製造される。
【００２６】
吐出口１５から吐出された押出成形体は、第１案内ガイド２１の貫通孔２１ｄを通り抜け、該第１案内ガイドの前方に配置している切断機３０の刃部４２、５２の間を通り抜ける。さらに押出成形体は、切断機３０の前方に配置している第２案内ガイド２３の貫通孔２３ｄを通り抜け、その前方の光電センサ２４に向かう。そして、押出成形体の先端部は、光電センサ２４まで到達し、発光部２４ａから受光部２４ｂに向けて発光されている光を遮る。
【００２７】
押出成形体の先端部が発光部２４ａからの光を遮る前は、この光は受光部２４ｂで受光されており、受光部２４ｂで受光された旨の情報が制御装置２５に入力されている。ところが、押出成形体が順次吐出され、その先端が発光部２４ａから発光されている光を遮ると、受光部２４ｂではこの光は受光されない。従って、このときには、受光部２４ｂで受光されない旨の情報が制御装置２５に入力される。制御装置２５はこの情報を受けて切断機３０に切断指令信号を出力する。切断機３０はこの信号を受けてシリンダー７０を作動させる。すると、ロッド部７２は図２に示す状態から図示矢印Ｆ方向に駆動する。この駆動によってカム６０が押し上げられる。カム６０が押し上げられることに伴い、支持部４３、５３の各係合部４３ｂ、５３ｂがカム６０に係合する場所が、第１直線部６１からカム部６２へ、さらにカム部６２から第２直線部６３へと変化する。図２よりわかるように、カム部６２は太鼓状となっているので、カム６０における各係合部４３ｂ、５３ｂとの係合部分が第１直線部６１からカム部６２の最大径ｔ３の部分へと変化する間、前記係合部分の幅は順次増加する。このため両係合部４３ｂ、５３ｂの間隔が順次広げられ、固定ピン８１を支点として揺動可能な刃部４２、５２はスプリング８５の伸長力に抗して図示矢印Ｄ、Ｅ方向に同調して揺動し、これらの間にある押出成形体を切断する。
【００２８】
また、カム６０における各係合部４３ｂ、５３ｂとの係合部分がカム部６２の最大径ｔ３の部分から第２直線部６３へと変化する間、前記係合部分の幅は順次減少する。このため両係合部４３ｂ、５３ｂの間隔が順次狭められ、両刃部４２、５２は矢印Ｄ、Ｅ方向とは反対の方向に同調して揺動する。そして、各係合部が第２直線部６３と係合した状態でロッド部７２の矢印Ｆ方向への駆動が停止する。以上によって押出成形体の切断工程が完了する。
【００２９】
上記のように押出成形体が切断された後も、押出成形体は吐出口１５から順次吐出されてくる。そして、押出成形体の先端が再度光電センサ２４を通過した際、制御装置２５は再度切断機３０に切断指令信号を出力する。切断機３０はこの信号を受けてシリンダー７０を作動させ、ロッド部７２は、上記説明した状態（各係合部４３ｂ、５３ｂが第２直線部６３と係合している状態）から図示矢印Ｇ方向に駆動する。この駆動によってカム６０が押し下げられる。カム６０が押し下げられることに伴い、支持部４３、５３の各係合部４３ｂ、５３ｂがカム６０に係合する場所が、第２直線部６３からカム部６２へ、さらにカム部６２から第１直線部６１へと変化する。カム部６２は太鼓状となっているので、カム６０における各係合部４３ｂ、５３ｂとの係合部分が第２直線部６３からカム部６２の最大径ｔ３の部分へと変化する間、前記係合部分の幅は順次増加する。このため両係合部４３ｂ、５３ｂの間隔が順次広げられ、固定ピン８１を支点として揺動可能な刃部４２、５２はスプリング８５の伸長力に抗して図示矢印Ｄ、Ｅ方向に同調して揺動し、これらの間にある押出成形体を切断する。
【００３０】
また、カム６０における各係合部４３ｂ、５３ｂとの係合部分がカム部６２の最大径ｔ３の部分から第１直線部６１へと変化する間、前記係合部分の幅は順次減少する。このため両係合部４３ｂ、５３ｂの間隔が順次狭められ、両刃部４２、５２は矢印Ｄ、Ｅ方向とは反対の方向に同調して揺動する。そして、各係合部が第２直線部６３と係合した状態でロッド部７２の矢印Ｆ方向への駆動が停止する。以上によって押出成形体の切断工程が完了する。
【００３１】
以上のように、本例の定寸切断装置２０は、第１案内ガイド２１の前方に配置され押出成形体を切断する切断機３０と、切断機３０の前方に配置され押出成形体の通過を検知する光電センサ２４と、光電センサ２４と切断機３０とに電気的に接続され、光電センサ２４から押出成形体の通過を検知した情報が入力された際に切断機３０に切断指令信号を出力する制御装置２５とを具備した構成とし、従来のように一定時間間隔で切断するのではなく、切断機３０による押出成形体の切断タイミングと光電センサ２４による押出成形体の通過検知タイミングとを同調させ、押出成形体が一定の長さだけ吐出されたときに切断するようにしたので、切断後の押出成形体の長さはほぼ一定となり、長さバラツキを低減することができる。
【００３２】
また、押出成形体を切断する際の衝撃で押出成形体の吐出方向が変化した場合、押出成形体は第１案内ガイド２１の貫通孔２１ｄを形成する内壁に規制され、その吐出方向が矯正される。このように本例では、押出成形型１１の前方に配設され押出成形体の吐出方向をガイドする第１案内ガイド２１を具備した構成であるので、切断等の衝撃によって押出成形体の吐出方向が変わって押出成形体が切断領域からはずれることを防止することができる。
【００３３】
また、本例では切断機３０の前方に第２案内ガイド２３を設けている。従って、押出成形体は第２案内ガイド２３でもその吐出方向が規制される。これにより、押出成形体を確実に光電センサ２４の検知領域に導くことができ、未検知による未切断を防止することができる。
【００３４】
また、本例では、エアーシリンダー７０のロッド部７２の一度の往復動作で、切断動作を２回行うことができる。つまり、図２に示す状態（各係合部４３ｂ、５３ｂと第1直線部６１が係合している状態）からロッド部７２が図示矢印Ｆ方向に往動するのみで1回の切断ができ、また各係合部４３ｂ、５３ｂが第２直線部６３に係合している状態からロッド部７２が図２示矢印Ｇ方向に復動するのみで１回の切断ができ、ロッド部７２の往復動で都合２回の切断を行うことができる。これに対し、特開平５−１８５４６９に記載された射出成形機の糸状樹脂切断装置においては、シリンダーロッドの１回の往復動作で１回の切断して行うことができない。このように、本例は、従来と比較して効率的に切断を行うことができるとともに、従来の倍の切断を行なうことができ、相対的にシリンダーの寿命を向上させることができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、切断される押出成形体の長さバラツキを低減可能とするとともに、押出成形体を確実に切断領域に導くことができる定寸切断装置を提供し、バラツキや未切断による不良品の発生を極力防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における、押出成形機及び定寸切断装置の概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態における、切断機の正面図である。
【符号の説明】
１０・・・押出成形機
１１・・・押出成形型
１５・・・吐出口
２０・・・定寸切断装置
２１・・・第1案内ガイド（案内ガイド）、２１ａ・・・上端面、２１ｂ・・・下端面、２１ｃ・・・外周側面、２１ｄ・・・貫通孔
２３・・・第２案内ガイド
２４・・・光電センサ（検知手段）、２４ａ・・・発光部、２４ｂ・・・受光部
２５・・・制御装置
３０・・・切断機（切断手段）
４０・・・切断具
６０・・・カム
７０・・・エアーシリンダー
８１・・・固定ピン
８２・・・スプリング
【図１】
0004352556.tif 000002
【図２】
0004352556.tif 000003