切断装置
【課題】シート材に幅方向の曲がりがあっても切断されたシート材が形状不良とならずに切断する。
【解決手段】図（ａ）に示すように、コイル材Ｃの幅方向の曲がりにより端面と側面とがなす角度Ａ０の直角度が損なわれているが、コイル材Ｃの送り方向と直交する上流側ガイド７０により側面をガイドしながら送り量Ｌ２をもって送って端部を切り捨てる捨て切りを行うので（図（ｂ）参照）、捨て切り後の端面は下刃６２ｂと平行となり側面との角度Ａ１も直角度が損なわれたものとはならない。次に、送り方向と直交する下流側ガイド８０により捨て切り時と略同じ側面をガイドしながらコイル材Ｃの端面が切断刃６２に対してほとんどズレることなく所定長さの送り量をもって送って切断する。この結果、幅方向の曲がりがあっても切断されたシート材が形状不良とならずに切断することができる。
【解決手段】図（ａ）に示すように、コイル材Ｃの幅方向の曲がりにより端面と側面とがなす角度Ａ０の直角度が損なわれているが、コイル材Ｃの送り方向と直交する上流側ガイド７０により側面をガイドしながら送り量Ｌ２をもって送って端部を切り捨てる捨て切りを行うので（図（ｂ）参照）、捨て切り後の端面は下刃６２ｂと平行となり側面との角度Ａ１も直角度が損なわれたものとはならない。次に、送り方向と直交する下流側ガイド８０により捨て切り時と略同じ側面をガイドしながらコイル材Ｃの端面が切断刃６２に対してほとんどズレることなく所定長さの送り量をもって送って切断する。この結果、幅方向の曲がりがあっても切断されたシート材が形状不良とならずに切断することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロール状に巻かれてなる金属製のシート材を送り出して所定長さ毎に切断する切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ロール状に巻かれてなる鋼帯をその上下面を挟持する二組のピンチロールなどによって搬送し、所定長さの矩形状の鋼帯シートに剪断する剪断機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この剪断機では、剪断直前に検出した鋼帯先端の端面と剪断機の刃面との平行度がズレているときや剪断された鋼帯シートから検出した剪断面と側面との直角度が許容範囲から外れているときには、二組のピンチロールのうち上流側のピンチロールの軸方向の押し込み力分布を変更し、ピンチロール間で鋼帯に生じる張力を幅方向（軸方向）で変化させることで鋼帯の搬送量が幅方向で異なるよう微調整する。これにより、鋼帯の蛇行を抑え、鋼帯先端の端面を剪断機の刃面と平行として、剪断された鋼帯シートの剪断面と側面との直角度を許容範囲内とすることができるとしている。
【特許文献１】特開平５−１１６０２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、このようなロール状の鋼帯は、製造される際に素材としての鋼片を所定厚みまで圧延し巻き取ってロール状とされるが、圧延したときに幅方向の弓なりの曲がりを伴う場合がある。こうしたロール状の鋼帯を送り出して剪断する場合、鋼帯が曲がった状態で送り出されるので、上述した剪断機では、鋼帯先端の端面を剪断機の刃面に対して平行にして送ることはできるが、曲がりによる鋼帯側面の湾曲により鋼帯の側面を剪断機の刃面に対して直角にすることはできない。このため、曲がりの度合いによっては、剪断面と側面との直角度が許容範囲から外れ、側面が曲がりの方向に大きくズレた略平行四辺形状に剪断されることになる。そうなると、剪断後の工程で使用することができず、剪断された鋼帯シートが一枚丸ごと廃却されることになり、歩留りが大幅に悪化してしまう。
【０００４】
本発明の切断装置は、シート材に幅方向の曲がりがあっても切断されたシート材が形状不良とならずに切断することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の切断装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の切断装置は、
ロール状に巻かれてなる金属製のシート材を送り所定長さ毎に切断する切断装置であって、
前記シート材を送る送り手段と、
該送り手段による前記シート材の送り方向に対して刃面が直交するよう配置され該シート材を切断する切断手段と、
前記送り手段により送られる前記シート材の側面を両側から挟むよう配置され該シート材を前記送り方向にガイドするガイド手段と、
前記ガイド手段によるガイドを伴って前記所定長さに相当する送り量をもって前記シート材が送られるよう前記送り手段を制御すると共に該送られたシート材が切断されるよう前記切断手段を制御する切断制御と、前記ガイド手段によるガイドを伴って前記シート材の端部を切り捨てる切り捨て量に相当する送り量をもって該シート材が送られるよう前記送り手段を制御すると共に該送られたシート材が切断されるよう前記切断手段を制御する捨て切り制御とを交互に実行する制御手段と
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の切断装置では、送られるシート材の側面を両側から挟むよう配置されシート材を送り方向にガイドするガイド手段によるガイドを伴って所定長さに相当する送り量をもってシート材が送られるよう送り手段を制御すると共に送られたシート材が切断されるようシート材の送り方向に対して刃面が直交するよう配置された切断手段を制御する切断制御と、ガイド手段によるガイドを伴ってシート材の端部を切り捨てる切り捨て量に相当する送り量をもってシート材が送られるよう送り手段を制御すると共に送られたシート材が切断されるよう切断手段を制御する捨て切り制御とを交互に実行する。これにより、シート材に幅方向の曲がりがあっても、ガイドされた側面を基準としてシート材を切断するので切断面と側面との直角度が損なわれるのを防止することができ、また、捨て切りによりシート材の端面と側面との直角度を修正するので切断されたシート材の先に切断された切断面（捨て切りされたシート材の端面）と後に切断された切断面との平行度が悪化するのを防止することができる。この結果、シート材に幅方向の曲がりがあっても切断されたシート材が形状不良とならずに切断することができる。
【０００８】
こうした本発明の切断装置において、前記ガイド手段は、アクチュエータの駆動により前記シート材の両側面に向かってスライドし、前記切断手段の刃面より上流側に配置される上流側ガイドと該刃面より下流側に配置される下流側ガイドとからなる手段であり、前記制御手段は、前記切断制御を実行するときには前記下流側ガイドにより前記シート材をガイドすると共に前記上流側ガイドによっては該シート材をガイドしないよう前記アクチュエータを制御し、前記捨て切り制御を実行するときには前記上流側ガイドにより前記シート材をガイドすると共に前記下流側ガイドによっては該シート材をガイドしないよう前記アクチュエータを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、切断制御する場合や捨て切り制御する場合に応じてシート材を適切にガイドして切断することができる。この態様の本発明の切断装置において、前記ガイド手段は、前記上流側ガイドおよび前記下流側ガイドが前記送り方向に所定間隔をもって少なくとも二組ずつ配置されてなる手段であるものとすることもできる。こうすれば、簡易な構成でシート材の側面を基準として切断することができる。
【０００９】
また、本発明の切断装置において、前記ガイド手段は、回転可能なローラにより前記シート材をガイドする手段であるものとすることもできる。こうすれば、ガイドとの接触によりシート材の側面に発生する疵を防止することができる。
【００１０】
さらに、本発明の切断装置において、前記シート材は、ベルトがエレメントとリングとによって構成されるベルト式のＣＶＴの該リングの製造に用いられるものとすることもできる。ベルト式のＣＶＴに用いられるリングの製造においては、切断後に筒状に曲げ加工して切断面同士を溶接することから、切断されたシート材の切断面同士の平行度や切断面と側面との直角度が厳しく要求されるから、本発明を適用する意義が大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明の一実施例としての切断装置２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、図１の切断装置２０の上面図であり、図３は、図１のロールフィーダ４０のＡ−Ａ断面を示す断面図である。実施例の切断装置２０は、例えばエレメントとリングとによって構成されるベルト式のＣＶＴのリングの製造に用いる金属製のシートがロール状に巻かれてなるコイル材Ｃを送り出して所定長さ毎に切断する装置として構成されている。切断装置２０は、図１に示すように、コイル材Ｃを送り出すアンコイラ３０と、送り出されたコイル材Ｃを上下に配置されたロール４３，５３により挟持して送るロールフィーダ４０と、ロールフィーダ４０により送られるコイル材Ｃを上下に配置された切断刃６２によりダウンカット方式で切断するシャー６０と、シャー６０の切断刃６２よりも上流側に配置され送られるコイル材Ｃをガイドする上流側ガイド７０と、シャー６０の切断刃６２よりも下流側に配置され送られるコイル材Ｃをガイドする下流側ガイド８０と、電源をオンオフする電源ボタンスイッチ９１などの各種ボタンスイッチからなる操作パネル９０と、装置全体のコントロールを司るメインコントローラ１００とを備える。
【００１３】
アンコイラ３０は、図１に示すように、図示しないステッピングモータの回転軸に接続されると共に図示しない油圧シリンダによりコイル材Ｃの内周面に当接するよう拡開してコイル材Ｃを回転させるマンドレル３２と、コイル材Ｃを送り出すうちに徐々に小さくなる外径に追従してコイル材Ｃの外周面に当接するよう図示しないエアシリンダによりコイル材Ｃの径方向に向かって押圧されコイル材Ｃの回転に伴って回転する複数の押えローラ３４と、略円弧状に形成され送り出されるコイル材Ｃを下側からガイドするループガイド３６とを備える。
【００１４】
ロールフィーダ４０は、図１および図３に示すように、フレーム４０ａの上方に取り付けられたエアシリンダ４１の駆動により支持軸４２ａを中心として弧を描くように上下に昇降するロールフレーム４２と、ロールフレーム４２にベアリングを介して回転自在に取り付けられロールフレーム４２に連動する上ロール４３と、本体フレーム４０ａにベアリングを介して回転自在に取り付けられる下ロール５３と、下ロール５３とカップリング５９ａを介して接続され下ロール５３を回転駆動するステッピングモータ５９とを備え、エアシリンダ４１の駆動により、上ロール４３が下端に位置するときにはエアシリンダ４１の押圧力により上ロール４３と下ロール５３とでコイル材Ｃを挟持して送り、上ロール４３が上端に位置するときにはコイル材Ｃの挟持を解除する。上ロール４３は、略中央部に軸方向にスプライン溝が形成されたシャフト４４と、シャフト４４にフローティング機構４６を介して軸方向にスライド可能に取り付けられるロール本体４５と、シャフト４４の図３中の右端に取り付けられるスプロケット４８とを備える。下ロール５３は、上ロール４３と同一の構成であるため、説明を省略する。なお、フローティング機構４６，５６の説明については後述する。スプロケット４８とスプロケット５８とは、エアシリンダ４１の駆動により上ロール４３が下端に位置するときに噛み合ってステッピングモータ５９の駆動力を上ロール４３に伝達し、上ロール４３を下ロール５３の回転方向と逆方向に回転させることができる。このため、上ロール４３が下端に位置するときに、コイル材Ｃを挟持してシャー６０側に送ることができる。なお、上ロール４３が上端に位置するときには、スプロケット４８とスプロケット５８との噛み合いが解除され上ロール４３に駆動力は伝達されなくなる。また、ステッピングモータ５９の回転量とその回転に伴うロールフィーダ４０によるコイル材Ｃの送り量との関係が予め把握されてＲＯＭ１０４に記憶されており、コイル材Ｃを送る際には、送り量に応じた必要な回転量がメインコントローラ１００から駆動信号としてステッピングモータ５９に出力される。
【００１５】
ここで、フローティング機構４６，５６について説明する。なお、フローティング機構４６，５６は同一の構成であるため、フローティング機構４６について説明し、フローティング機構５６については説明を省略する。フローティング機構４６は、シャフト４４に形成されたスプライン溝内に配置される複数のボール４６ａと、ボール４６ａを保持すると共に外周にロール本体４５が固定された円筒部材４６ｂと、ロール本体４５を挟むようにシャフト４４に取り付けられるスプリング受け４６ｃと、ロール本体４５とスプリング受け４６ｃとの間に設けられロール本体４５をシャフト４４の中央側に向かって付勢するスプリング４６ｄとを備え、ボールスプライン嵌合により、ロール本体４５をシャフト４４と一体となって回転させると共にロール本体４５をシャフト４４に対して軸方向にスライドさせることができる。これにより、コイル材Ｃはロールフィーダ４０によって挟持され送られているときでも幅方向（ロール本体４５の軸方向）にスライドすることができる。また、ロールフィーダ４０によるコイル材Ｃの挟持が解除されたときには、スプリング４６ｄの付勢力により、ロール本体４５は初期位置（図中中央位置）に戻る。
【００１６】
シャー６０は、図１に示すように、ダウンカット方式で切断するクランク型シャーとして構成されており、上刃６２ａが取り付けられ初期状態で上端位置で待機するシャー本体６４と、上刃６２ａと向かい合って設置される下刃６２ｂとを備え、図示しないモータおよびクランク機構の駆動によりシャー本体６４をフレーム６０ａに沿って下降させることにより上刃６２ａと下刃６２ｂとでコイル材Ｃを剪断する。このモータは、メインコントローラ１００からの駆動信号によりシャー本体６４が一往復の昇降動作を行うよう回転駆動する。また、切断済みのシートは、シャー６０の下流側に設けられ図示しないモータにより駆動する搬出ロール２５により搬出されると共に搬出台２４に取り付けられたフリーローラ２６上を自重により移動し搬出台２４の先端に設けられた搬出ストッパ２７に当接して停止する。
【００１７】
上流側ガイド７０，下流側ガイド８０について説明する。この上流側ガイド７０と下流側ガイド８０とは、同一の構成であるため、上流側ガイド７０について説明し、下流側ガイド８０については説明を省略する。上流側ガイド７０は、図２に示すように、クランクシャー６０の切断刃６２（図中は下刃６２ｂを図示）の上流側に配置され、コイル材Ｃを両側面から対向して挟むよう対となって配置される一組のガイド７２，７３と一組のガイド７４，７５の計二組のガイドを備える。ここで、ガイド７２，７３とガイド７４，７５とのコイル材Ｃの送り方向の間隔は、コイル材Ｃが幅方向に曲がっているときでもコイル材Ｃの側面を切断刃６２に対して略垂直に保ってガイドできるような間隔とされている。ガイド７２〜７５は、それぞれアクチュエータとしてのエアシリンダ７２ａ〜７５ａと、エアシリンダ７２ａ〜７５ａのロッドの先端に図示しないローラフレームを介して回転可能に取り付けられたローラ７２ｂ〜７５ｂとを備えており、コイル材Ｃの送り方向に対して右側（図中下側）に配置されるガイド７２，７４は、位置決め用ストッパ７２ｃ，７４ｃと、エアシリンダ７２ａ，７４ａのロッドから位置決め用ストッパ７２ｃ，７４ｃが設置された方向に突出した突出部７２ｄ，７４ｄとを更に備えている。なお、ガイドの構成要素については、ガイド７２と下流側ガイド８０のガイド８４についてのみ図中に符号を付した。このようにして構成された上流側ガイド７０の各ガイド７２〜７５は、メインコントローラ１００からのエアシリンダ７２ａ〜７５ａに対する駆動信号により、コイル材Ｃに当接する方向にスライドしてコイル材Ｃをガイドしたり、コイル材Ｃから離間する方向にスライドしてコイル材Ｃのガイドを解除したりする。コイル材Ｃをガイドするときには、ガイド７２，７４は、突出部７２ｄ，７４ｄが位置決め用ストッパ７２ｃ，７４ｃに当接する位置で停止し、ガイド７３，７５は、ローラ７３ｂ，７５ｂがコイル材Ｃに当接する位置で停止する。このとき、前述したようにロールフィーダ４０はフローティング機構４６，５６を備え、コイル材Ｃは送られているときでも幅方向にスライド可能となっているから、コイル材Ｃの側面が送り方向に近付くようにガイドすることができる。
【００１８】
操作パネル９０は、図１に示すように、電源をオンオフするための電源ボタンスイッチ９１や切断装置２０を自動運転させる自動モード中に切断開始を指示するスタートボタンスイッチ９２，自動モード中に切断終了を指示するストップボタンスイッチ９３，切断についての各種設定を行う各種設定スイッチ９４，切断装置２０を自動モードにするか操作者による手動操作が可能な手動モードにするかを切り替えるモードセレクトスイッチ９５，図示しない手動モード用の各種操作ボタンスイッチなどがあり、内部通信インターフェース１０８を介してメインコントローラ１００に操作者の指示を入力できるようになっている。
【００１９】
メインコントローラ１００は、ＣＰＵ１０２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、各種処理プログラムなどを記憶したＲＯＭ１０４と、一時的に各種データを記憶するＲＡＭ１０６と、操作パネル９０との通信を可能とする内部通信インタフェース１０８とを備え、これらは互いに信号のやり取りが可能なように接続されている。メインコントローラ１００は、操作パネル９０の操作に応じて発生する操作信号を入力する。また、コイル材Ｃの送り量に応じた駆動信号をロールフィーダ４０のステッピングモータ５９に出力したり、シャー６０に駆動信号を出力したり、搬出ロール２５に駆動信号を出力したりする。また、ロールフィーダ４０のエアシリンダ４１に駆動信号を出力して上ロール４３を昇降させたり、上流側ガイド７０のエアシリンダ７２ａ〜７５ａや下流側ガイド８０のエアシリンダ８２ａ〜８５ａに駆動信号を出力して各ガイドによるコイル材Ｃのガイドとガイドの解除とを行う。なお、ロールフィーダ４０のステッピングモータ５９に駆動信号を出力したときには、アンコイラ３０のステッピングモータに対してもコイル材Ｃの送りに伴う必要な回転を行うよう駆動信号が出力されているものとする。
【００２０】
次に、こうして構成された本実施形態の切断装置２０の動作について説明する。図４は、メインコントローラ１００により実行される自動切断処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。この処理は、コイル材Ｃがセットされモードセレクトスイッチ９５により自動モードにされてスタートボタンスイッチ９２が押下されたときに実行される。なお、通常は、コイル材Ｃをセットする際に手動モードでの段取り作業（例えば、巻き癖がきつく使用できないコイル材Ｃの先端部の切り捨て作業など）がなされるので、スタートボタンスイッチ９２が押下されたときにコイル材Ｃの先端が下刃６２ｂ上の位置にある。
【００２１】
自動切断処理ルーチンが実行されると、メインコントローラ１００のＣＰＵ１０２は、まず、ロールフィーダ４０の上ロール４３が下降するようエアシリンダ４１を駆動制御して、ロールフィーダ４０でコイル材Ｃを挟持する（ステップＳ１００）。次に、上流側ガイド７０のエアシリンダ７２ａ〜７５ａを駆動制御すると共に下流側ガイド８０のエアシリンダ８２ａ〜８５ａを駆動制御して、上流側ガイド７０のガイドを解除すると共に下流側ガイド８０でコイル材Ｃをガイドし（ステップＳ１１０）、ロールフィーダ４０を駆動制御して、コイル材Ｃを送り量Ｌ１だけ送る（ステップＳ１２０）。ここで、送り量Ｌ１は、コイル材Ｃを所定長さ（例えば、３００ｍｍ）で切断する際の送り量として定められたものである。コイル材Ｃが送られると、シャー６０を駆動制御して、コイル材Ｃを切断する（ステップＳ１３０）。続いて、ロールフィーダ４０の上ロール４３が上昇するようエアシリンダ４１を駆動制御して、ロールフィーダ４０のコイル材Ｃの挟持を解除する（ステップＳ１４０）。挟持を解除するのは、コイル材Ｃの幅方向の曲がりなどによりロール本体４５，５５の軸方向へのスライドが限界位置に達しているとそれ以上同じ方向にスライドできないので、一旦初期位置に戻すためである。そして、下流側ガイド８０のガイドを解除して（ステップＳ１５０）、搬出ロール２５を駆動制御して切断されたシートＳを搬出台２４に搬出する（ステップＳ１６０）。ここで、コイル材Ｃが切断される様子を図５に示す。図５（ａ）がコイル材Ｃが送り量Ｌ１だけ送られた様子、図５（ｂ）がコイル材Ｃが切断されシートＳが切り出された様子、図５（ｃ）がシートＳが搬出台２４に搬出された様子を示す。
【００２２】
所定長さで切断すると、再びロールフィーダ４０でコイル材Ｃを挟持し（ステップＳ１７０）、上流側ガイド７０でコイル材Ｃをガイドする（ステップＳ１８０）。次に、コイル材Ｃを送り量Ｌ２だけ送る（ステップＳ１９０）。ここで、送り量Ｌ２は、コイル材Ｃの端部を所定の切り捨て長さで切り捨てる「捨て切り」に必要な送り量として定められたものであり、具体的には送り量Ｌ１の１００分の１程度に定められている。続いて、シャー６０を駆動制御して、捨て切りを行い（ステップＳ２００）、ロールフィーダ４０のコイル材Ｃの挟持を解除してから（ステップＳ２１０）、再びステップＳ１００以降の処理を繰り返す。このように、自動切断処理ルーチンでは、所定長さでの切断と端部を切り捨てる捨て切りとを交互に行い、この処理は、操作者によりストップボタンスイッチ９３が押下されるまで繰り返し行われる。ここで、コイル材Ｃが捨て切りされる様子を図６に示す。図６（ａ）がコイル材Ｃが送り量Ｌ２で送られた様子、図６（ｂ）が捨て切りされた様子を示す。ここで、前述したように、捨て切りの送り量Ｌ２は、送り量Ｌ１の１００分の１程度であるが、便宜上大きく図示した。また、捨て切りされた捨て切り材は、切断と同時に下刃６２ｂ近傍に設けられた図示しないクロップシュータを介して機外へ放出されるが、点線で図示した。
【００２３】
ここで、幅方向に曲がりのあるコイル材Ｃを切断する場合について説明する。まずこの曲がりについて説明する。コイル材Ｃは，製造される際に素材としての鋼片を所定の厚みまで圧延し巻き取ってロール状とされるが、圧延したときに幅方向に弓なりの曲がりを伴う場合がある。その場合、一旦生じた曲がりは完全に解消されないので、コイル材Ｃは幅方向の曲がりを伴って送られることになる。このため、曲がりの大きさによっては、切断されたシートＳの切断面と側面との直角度が損なわれる場合が生じる。ここで、ベルト式のＣＶＴのリングの製造は、所定長さのシートＳに切断した後に、筒状に曲げ加工し両切断面を溶接により接合してから更に輪切りにしてリング状にしたものをいわゆるリング圧延機で圧延してリングの径を拡大することにより行われる。そのため、切断されたシートＳの形状が不良のときには、溶接時の作業性が悪化したり輪切りした際の径が一定とならず圧延時の寸法精度が低下したりするなどのトラブルが発生する。そのようなトラブルを防止すべく切断されたシートＳの切断面同士の平行度や切断面と側面との直角度が厳しく要求されており、切断されたシートＳの形状が曲がりにより形状不良となっているときには、切断されたシートＳが一枚丸ごと廃却され歩留りが大幅に悪化するという問題が生じる。そこで、本実施例の切断装置２０では、以下に説明するように、そのような曲がりのあるコイル材Ｃを切断しても切断されたシートＳが形状不良とならないよう切断するのである。
【００２４】
それでは、曲がりのあるコイル材Ｃを前述した自動切断処理ルーチンで切断する場合について説明する。ここで、自動切断処理ルーチンは、所定長さでの切断と端部の捨て切りとを交互に行うものであり、説明の便宜上捨て切りから説明する。図７は、曲がりのあるコイル材Ｃを捨て切りする様子を示す説明図である。図７（ａ）は、コイル材Ｃが切断され切断されたシートＳが搬出された後の様子を示す。図示するように、コイル材Ｃの端面は、切断刃６２に対して平行であるが、曲がりにより側面の向きが送り方向から大きくズレて端面と側面とがなす角度Ａ０は直角度が損なわれたものとなっている。この状態で、単に送り量Ｌ１で送って切断すると略平行四辺形状に切断され形状不良となるが、本実施例では、上流側ガイド７０でガイドしながらコイル材Ｃを送り量Ｌ２だけ送るので（図７（ｂ）参照）、コイル材Ｃの姿勢を矯正し側面の向きを送り方向に近付けることができる。一方で、コイル材Ｃの端面は切断刃６２に対してズレが生じ平行ではなくなるが、この状態で捨て切りするので、端部（図中斜線部）が切り捨てられ、捨て切り後の新たな端面は、切断刃６２と平行となり、また、側面とのなす角度Ａ１も修正され、完全な直角ではないものの直角度が損なわれたものとはならない。
【００２５】
続いて、捨て切りされたコイル材Ｃを所定長さで切断する場合を説明する。図８は、捨て切りされた曲がりのあるコイル材Ｃを切断する様子を示す説明図である。図８（ａ）に示すように、図７（ｂ）の状態から下流側ガイド８０でガイドしながら送り量Ｌ１だけ送る。このとき、上流側ガイド７０でガイドされていた側面と略同じ側面をガイドすることになるので、コイル材Ｃの端面が切断刃６２に対してほとんどズレることなく送られる。そして、下流側ガイド８０でガイドされた状態で切断するので（図８（ｂ）参照）、シートＳの後に切断された切断面と側面との直角度が損なわれたものとはならない。また、シートＳの先に切断された切断面（捨て切りされたコイル材Ｃの端面）は、ほとんどズレなく送られているので、両切断面の平行度が悪化するのを防止することができる。そして、切断されたシートＳを搬出し捨て切りから処理を繰り返す。このため、コイル材Ｃに曲がりがあっても、切断されたシートＳの切断面と側面との直角度が損なわれるのを防止すると共にシートＳの両切断面の平行度が悪化するのを防止するので、形状不良により切断されたシートＳが一枚丸ごと廃却されるようなことが少なくなり、歩留りの悪化を防止することができる。なお、捨て切り長さは、前述したように切断処理時の１００分の１程度とわずかであるから、一つのコイル材Ｃから取り出せるシートＳの枚数が大きく減少することはない。
【００２６】
以上説明した実施例の切断装置２０によれば、コイル材Ｃの送り方向と直交する上流側ガイド７０によりコイル材Ｃの側面をガイドしながら送り量Ｌ２をもって送って端部を切り捨てる捨て切りとコイル材Ｃの送り方向と直交する下流側ガイド８０により捨て切りされたコイル材Ｃの側面と略同じ部分をガイドしながら送り量Ｌ１をもって送って切断する切断とを交互に行う。これにより、コイル材Ｃに幅方向の曲がりがあってもガイドされた側面を基準としてコイル材Ｃを切断するのでシートＳの切断面と側面との直角度が大きく損なわれるのを防止することができ、また、捨て切りによりコイル材Ｃの端面と側面との直角度を修正するので切断されたシートの先に切断された切断面（捨て切りされたコイル材Ｃの端面）と後に切断された切断面との平行度が悪化するのを防止することができる。この結果、コイル材Ｃに幅方向の曲がりがあっても切断されたシートＳが形状不良とならずに切断することができる。
【００２７】
実施例の切断装置２０では、上流側ガイド７０と下流側ガイド８０とを備えるものとしたが、下流側ガイド８０を備えずに上流側ガイド７０だけを備えるものとしてもよい。この場合、コイル材Ｃを送るときに常に上流側ガイド７０でガイドするものとすればよい。
【００２８】
実施例の切断装置２０では、コイル材Ｃのガイドにローラーを用いるものとしたが、ローラに限られず平板などでガイドするものとしてもよい。
【００２９】
実施例の切断装置２０では、上流側ガイド７０と下流側ガイド８０とが対となって配置されるガイドをそれぞれ二組ずつ備えるものとしたが、これに限られず二組以上の複数組有するものとしてもよい。
【００３０】
実施例の切断装置２０では、ベルト式ＣＶＴのベルトに用いられる金属材料を切断するものとしたが、これに限られずロール状に巻かれてなる如何なる金属材料を切断するものとしてもよい。
【００３１】
ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のロールフィーダ４０が本発明の「送り手段」に相当し、シャー６０が「切断手段」に相当し、上流側ガイド７０と下流側ガイド８０とが「ガイド手段」に相当し、図４の自動切断処理ルーチンを実行するメインコントローラ１００が「制御手段」に相当する。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００３２】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、ベルト式ＣＶＴの製造産業やコイル状の金属材料の加工産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施例としての切断装置２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】切断装置２０の上面図である。
【図３】図１のロールフィーダ４０のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図４】自動切断処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】コイル材Ｃを切断する様子を示す説明図である。
【図６】コイル材Ｃを捨て切りする様子を示す説明図である。
【図７】曲がりのあるコイル材Ｃを捨て切りする様子を示す説明図である。
【図８】曲がりのあるコイル材Ｃを切断する様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
２０ 切断装置、２４ 搬出台、２５ 搬出ロール、２６ フリーローラ、２７ 搬出ストッパ、３０ アンコイラ、３２ マンドレル、３４ 押えローラ、３６ ループガイド、４０ ロールフィーダ、４０ａ フレーム、４１ エアシリンダ、４２ ロールフレーム、４２ａ 支持軸、４３ 上ロール、４４ シャフト、４５ ロール本体、４６ フローティング機構、４６ａ ボール、４６ｂ 円筒部材、４６ｃ スプリング受け、４６ｄ スプリング、４８ スプロケット、５３ 下ロール、５４ シャフト、５５ ロール本体、５６ フローティング機構、５６ａ ボール、５６ｂ 円筒部材、５６ｃ スプリング受け、５６ｄ スプリング、５８ スプロケット、５９ ステッピングモータ、５９ａ カップリング、６０ シャー、６０ａ フレーム、６２ 切断刃、６２ａ 上刃、６２ｂ 下刃、６４ シャー本体、７０ 上流側ガイド、７２，７３，７４，７５ ガイド、７２ａ，７３ａ，７４ａ，７５ａ エアシリンダ、７２ｂ，７３ｂ，７４ｂ，７５ｂ ローラ、７２ｃ，７４ｃ ストッパ、７２ｄ，７４ｄ 突出部、８０ 下流側ガイド、８２，８３，８４，８５ ガイド、８２ａ，８３ａ，８４ａ，８５ａ エアシリンダ、８２ｂ，８３ｂ，８４ｂ，８５ｂ ローラ、８２ｃ，８４ｃ ストッパ、８２ｄ，８４ｄ 突出部、９０ 操作パネル、９１ 電源ボタンスイッチ、９２ スタートボタンスイッチ、９３ ストップボタンスイッチ、９４ 各種設定スイッチ、９５ モードセレクトスイッチ、１００ メインコントローラ、１０２ ＣＰＵ、１０４ ＲＯＭ、１０６ ＲＡＭ、１０８ インタフェース。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロール状に巻かれてなる金属製のシート材を送り出して所定長さ毎に切断する切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ロール状に巻かれてなる鋼帯をその上下面を挟持する二組のピンチロールなどによって搬送し、所定長さの矩形状の鋼帯シートに剪断する剪断機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この剪断機では、剪断直前に検出した鋼帯先端の端面と剪断機の刃面との平行度がズレているときや剪断された鋼帯シートから検出した剪断面と側面との直角度が許容範囲から外れているときには、二組のピンチロールのうち上流側のピンチロールの軸方向の押し込み力分布を変更し、ピンチロール間で鋼帯に生じる張力を幅方向（軸方向）で変化させることで鋼帯の搬送量が幅方向で異なるよう微調整する。これにより、鋼帯の蛇行を抑え、鋼帯先端の端面を剪断機の刃面と平行として、剪断された鋼帯シートの剪断面と側面との直角度を許容範囲内とすることができるとしている。
【特許文献１】特開平５−１１６０２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、このようなロール状の鋼帯は、製造される際に素材としての鋼片を所定厚みまで圧延し巻き取ってロール状とされるが、圧延したときに幅方向の弓なりの曲がりを伴う場合がある。こうしたロール状の鋼帯を送り出して剪断する場合、鋼帯が曲がった状態で送り出されるので、上述した剪断機では、鋼帯先端の端面を剪断機の刃面に対して平行にして送ることはできるが、曲がりによる鋼帯側面の湾曲により鋼帯の側面を剪断機の刃面に対して直角にすることはできない。このため、曲がりの度合いによっては、剪断面と側面との直角度が許容範囲から外れ、側面が曲がりの方向に大きくズレた略平行四辺形状に剪断されることになる。そうなると、剪断後の工程で使用することができず、剪断された鋼帯シートが一枚丸ごと廃却されることになり、歩留りが大幅に悪化してしまう。
【０００４】
本発明の切断装置は、シート材に幅方向の曲がりがあっても切断されたシート材が形状不良とならずに切断することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の切断装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の切断装置は、
ロール状に巻かれてなる金属製のシート材を送り所定長さ毎に切断する切断装置であって、
前記シート材を送る送り手段と、
該送り手段による前記シート材の送り方向に対して刃面が直交するよう配置され該シート材を切断する切断手段と、
前記送り手段により送られる前記シート材の側面を両側から挟むよう配置され該シート材を前記送り方向にガイドするガイド手段と、
前記ガイド手段によるガイドを伴って前記所定長さに相当する送り量をもって前記シート材が送られるよう前記送り手段を制御すると共に該送られたシート材が切断されるよう前記切断手段を制御する切断制御と、前記ガイド手段によるガイドを伴って前記シート材の端部を切り捨てる切り捨て量に相当する送り量をもって該シート材が送られるよう前記送り手段を制御すると共に該送られたシート材が切断されるよう前記切断手段を制御する捨て切り制御とを交互に実行する制御手段と
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の切断装置では、送られるシート材の側面を両側から挟むよう配置されシート材を送り方向にガイドするガイド手段によるガイドを伴って所定長さに相当する送り量をもってシート材が送られるよう送り手段を制御すると共に送られたシート材が切断されるようシート材の送り方向に対して刃面が直交するよう配置された切断手段を制御する切断制御と、ガイド手段によるガイドを伴ってシート材の端部を切り捨てる切り捨て量に相当する送り量をもってシート材が送られるよう送り手段を制御すると共に送られたシート材が切断されるよう切断手段を制御する捨て切り制御とを交互に実行する。これにより、シート材に幅方向の曲がりがあっても、ガイドされた側面を基準としてシート材を切断するので切断面と側面との直角度が損なわれるのを防止することができ、また、捨て切りによりシート材の端面と側面との直角度を修正するので切断されたシート材の先に切断された切断面（捨て切りされたシート材の端面）と後に切断された切断面との平行度が悪化するのを防止することができる。この結果、シート材に幅方向の曲がりがあっても切断されたシート材が形状不良とならずに切断することができる。
【０００８】
こうした本発明の切断装置において、前記ガイド手段は、アクチュエータの駆動により前記シート材の両側面に向かってスライドし、前記切断手段の刃面より上流側に配置される上流側ガイドと該刃面より下流側に配置される下流側ガイドとからなる手段であり、前記制御手段は、前記切断制御を実行するときには前記下流側ガイドにより前記シート材をガイドすると共に前記上流側ガイドによっては該シート材をガイドしないよう前記アクチュエータを制御し、前記捨て切り制御を実行するときには前記上流側ガイドにより前記シート材をガイドすると共に前記下流側ガイドによっては該シート材をガイドしないよう前記アクチュエータを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、切断制御する場合や捨て切り制御する場合に応じてシート材を適切にガイドして切断することができる。この態様の本発明の切断装置において、前記ガイド手段は、前記上流側ガイドおよび前記下流側ガイドが前記送り方向に所定間隔をもって少なくとも二組ずつ配置されてなる手段であるものとすることもできる。こうすれば、簡易な構成でシート材の側面を基準として切断することができる。
【０００９】
また、本発明の切断装置において、前記ガイド手段は、回転可能なローラにより前記シート材をガイドする手段であるものとすることもできる。こうすれば、ガイドとの接触によりシート材の側面に発生する疵を防止することができる。
【００１０】
さらに、本発明の切断装置において、前記シート材は、ベルトがエレメントとリングとによって構成されるベルト式のＣＶＴの該リングの製造に用いられるものとすることもできる。ベルト式のＣＶＴに用いられるリングの製造においては、切断後に筒状に曲げ加工して切断面同士を溶接することから、切断されたシート材の切断面同士の平行度や切断面と側面との直角度が厳しく要求されるから、本発明を適用する意義が大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明の一実施例としての切断装置２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、図１の切断装置２０の上面図であり、図３は、図１のロールフィーダ４０のＡ−Ａ断面を示す断面図である。実施例の切断装置２０は、例えばエレメントとリングとによって構成されるベルト式のＣＶＴのリングの製造に用いる金属製のシートがロール状に巻かれてなるコイル材Ｃを送り出して所定長さ毎に切断する装置として構成されている。切断装置２０は、図１に示すように、コイル材Ｃを送り出すアンコイラ３０と、送り出されたコイル材Ｃを上下に配置されたロール４３，５３により挟持して送るロールフィーダ４０と、ロールフィーダ４０により送られるコイル材Ｃを上下に配置された切断刃６２によりダウンカット方式で切断するシャー６０と、シャー６０の切断刃６２よりも上流側に配置され送られるコイル材Ｃをガイドする上流側ガイド７０と、シャー６０の切断刃６２よりも下流側に配置され送られるコイル材Ｃをガイドする下流側ガイド８０と、電源をオンオフする電源ボタンスイッチ９１などの各種ボタンスイッチからなる操作パネル９０と、装置全体のコントロールを司るメインコントローラ１００とを備える。
【００１３】
アンコイラ３０は、図１に示すように、図示しないステッピングモータの回転軸に接続されると共に図示しない油圧シリンダによりコイル材Ｃの内周面に当接するよう拡開してコイル材Ｃを回転させるマンドレル３２と、コイル材Ｃを送り出すうちに徐々に小さくなる外径に追従してコイル材Ｃの外周面に当接するよう図示しないエアシリンダによりコイル材Ｃの径方向に向かって押圧されコイル材Ｃの回転に伴って回転する複数の押えローラ３４と、略円弧状に形成され送り出されるコイル材Ｃを下側からガイドするループガイド３６とを備える。
【００１４】
ロールフィーダ４０は、図１および図３に示すように、フレーム４０ａの上方に取り付けられたエアシリンダ４１の駆動により支持軸４２ａを中心として弧を描くように上下に昇降するロールフレーム４２と、ロールフレーム４２にベアリングを介して回転自在に取り付けられロールフレーム４２に連動する上ロール４３と、本体フレーム４０ａにベアリングを介して回転自在に取り付けられる下ロール５３と、下ロール５３とカップリング５９ａを介して接続され下ロール５３を回転駆動するステッピングモータ５９とを備え、エアシリンダ４１の駆動により、上ロール４３が下端に位置するときにはエアシリンダ４１の押圧力により上ロール４３と下ロール５３とでコイル材Ｃを挟持して送り、上ロール４３が上端に位置するときにはコイル材Ｃの挟持を解除する。上ロール４３は、略中央部に軸方向にスプライン溝が形成されたシャフト４４と、シャフト４４にフローティング機構４６を介して軸方向にスライド可能に取り付けられるロール本体４５と、シャフト４４の図３中の右端に取り付けられるスプロケット４８とを備える。下ロール５３は、上ロール４３と同一の構成であるため、説明を省略する。なお、フローティング機構４６，５６の説明については後述する。スプロケット４８とスプロケット５８とは、エアシリンダ４１の駆動により上ロール４３が下端に位置するときに噛み合ってステッピングモータ５９の駆動力を上ロール４３に伝達し、上ロール４３を下ロール５３の回転方向と逆方向に回転させることができる。このため、上ロール４３が下端に位置するときに、コイル材Ｃを挟持してシャー６０側に送ることができる。なお、上ロール４３が上端に位置するときには、スプロケット４８とスプロケット５８との噛み合いが解除され上ロール４３に駆動力は伝達されなくなる。また、ステッピングモータ５９の回転量とその回転に伴うロールフィーダ４０によるコイル材Ｃの送り量との関係が予め把握されてＲＯＭ１０４に記憶されており、コイル材Ｃを送る際には、送り量に応じた必要な回転量がメインコントローラ１００から駆動信号としてステッピングモータ５９に出力される。
【００１５】
ここで、フローティング機構４６，５６について説明する。なお、フローティング機構４６，５６は同一の構成であるため、フローティング機構４６について説明し、フローティング機構５６については説明を省略する。フローティング機構４６は、シャフト４４に形成されたスプライン溝内に配置される複数のボール４６ａと、ボール４６ａを保持すると共に外周にロール本体４５が固定された円筒部材４６ｂと、ロール本体４５を挟むようにシャフト４４に取り付けられるスプリング受け４６ｃと、ロール本体４５とスプリング受け４６ｃとの間に設けられロール本体４５をシャフト４４の中央側に向かって付勢するスプリング４６ｄとを備え、ボールスプライン嵌合により、ロール本体４５をシャフト４４と一体となって回転させると共にロール本体４５をシャフト４４に対して軸方向にスライドさせることができる。これにより、コイル材Ｃはロールフィーダ４０によって挟持され送られているときでも幅方向（ロール本体４５の軸方向）にスライドすることができる。また、ロールフィーダ４０によるコイル材Ｃの挟持が解除されたときには、スプリング４６ｄの付勢力により、ロール本体４５は初期位置（図中中央位置）に戻る。
【００１６】
シャー６０は、図１に示すように、ダウンカット方式で切断するクランク型シャーとして構成されており、上刃６２ａが取り付けられ初期状態で上端位置で待機するシャー本体６４と、上刃６２ａと向かい合って設置される下刃６２ｂとを備え、図示しないモータおよびクランク機構の駆動によりシャー本体６４をフレーム６０ａに沿って下降させることにより上刃６２ａと下刃６２ｂとでコイル材Ｃを剪断する。このモータは、メインコントローラ１００からの駆動信号によりシャー本体６４が一往復の昇降動作を行うよう回転駆動する。また、切断済みのシートは、シャー６０の下流側に設けられ図示しないモータにより駆動する搬出ロール２５により搬出されると共に搬出台２４に取り付けられたフリーローラ２６上を自重により移動し搬出台２４の先端に設けられた搬出ストッパ２７に当接して停止する。
【００１７】
上流側ガイド７０，下流側ガイド８０について説明する。この上流側ガイド７０と下流側ガイド８０とは、同一の構成であるため、上流側ガイド７０について説明し、下流側ガイド８０については説明を省略する。上流側ガイド７０は、図２に示すように、クランクシャー６０の切断刃６２（図中は下刃６２ｂを図示）の上流側に配置され、コイル材Ｃを両側面から対向して挟むよう対となって配置される一組のガイド７２，７３と一組のガイド７４，７５の計二組のガイドを備える。ここで、ガイド７２，７３とガイド７４，７５とのコイル材Ｃの送り方向の間隔は、コイル材Ｃが幅方向に曲がっているときでもコイル材Ｃの側面を切断刃６２に対して略垂直に保ってガイドできるような間隔とされている。ガイド７２〜７５は、それぞれアクチュエータとしてのエアシリンダ７２ａ〜７５ａと、エアシリンダ７２ａ〜７５ａのロッドの先端に図示しないローラフレームを介して回転可能に取り付けられたローラ７２ｂ〜７５ｂとを備えており、コイル材Ｃの送り方向に対して右側（図中下側）に配置されるガイド７２，７４は、位置決め用ストッパ７２ｃ，７４ｃと、エアシリンダ７２ａ，７４ａのロッドから位置決め用ストッパ７２ｃ，７４ｃが設置された方向に突出した突出部７２ｄ，７４ｄとを更に備えている。なお、ガイドの構成要素については、ガイド７２と下流側ガイド８０のガイド８４についてのみ図中に符号を付した。このようにして構成された上流側ガイド７０の各ガイド７２〜７５は、メインコントローラ１００からのエアシリンダ７２ａ〜７５ａに対する駆動信号により、コイル材Ｃに当接する方向にスライドしてコイル材Ｃをガイドしたり、コイル材Ｃから離間する方向にスライドしてコイル材Ｃのガイドを解除したりする。コイル材Ｃをガイドするときには、ガイド７２，７４は、突出部７２ｄ，７４ｄが位置決め用ストッパ７２ｃ，７４ｃに当接する位置で停止し、ガイド７３，７５は、ローラ７３ｂ，７５ｂがコイル材Ｃに当接する位置で停止する。このとき、前述したようにロールフィーダ４０はフローティング機構４６，５６を備え、コイル材Ｃは送られているときでも幅方向にスライド可能となっているから、コイル材Ｃの側面が送り方向に近付くようにガイドすることができる。
【００１８】
操作パネル９０は、図１に示すように、電源をオンオフするための電源ボタンスイッチ９１や切断装置２０を自動運転させる自動モード中に切断開始を指示するスタートボタンスイッチ９２，自動モード中に切断終了を指示するストップボタンスイッチ９３，切断についての各種設定を行う各種設定スイッチ９４，切断装置２０を自動モードにするか操作者による手動操作が可能な手動モードにするかを切り替えるモードセレクトスイッチ９５，図示しない手動モード用の各種操作ボタンスイッチなどがあり、内部通信インターフェース１０８を介してメインコントローラ１００に操作者の指示を入力できるようになっている。
【００１９】
メインコントローラ１００は、ＣＰＵ１０２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、各種処理プログラムなどを記憶したＲＯＭ１０４と、一時的に各種データを記憶するＲＡＭ１０６と、操作パネル９０との通信を可能とする内部通信インタフェース１０８とを備え、これらは互いに信号のやり取りが可能なように接続されている。メインコントローラ１００は、操作パネル９０の操作に応じて発生する操作信号を入力する。また、コイル材Ｃの送り量に応じた駆動信号をロールフィーダ４０のステッピングモータ５９に出力したり、シャー６０に駆動信号を出力したり、搬出ロール２５に駆動信号を出力したりする。また、ロールフィーダ４０のエアシリンダ４１に駆動信号を出力して上ロール４３を昇降させたり、上流側ガイド７０のエアシリンダ７２ａ〜７５ａや下流側ガイド８０のエアシリンダ８２ａ〜８５ａに駆動信号を出力して各ガイドによるコイル材Ｃのガイドとガイドの解除とを行う。なお、ロールフィーダ４０のステッピングモータ５９に駆動信号を出力したときには、アンコイラ３０のステッピングモータに対してもコイル材Ｃの送りに伴う必要な回転を行うよう駆動信号が出力されているものとする。
【００２０】
次に、こうして構成された本実施形態の切断装置２０の動作について説明する。図４は、メインコントローラ１００により実行される自動切断処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。この処理は、コイル材Ｃがセットされモードセレクトスイッチ９５により自動モードにされてスタートボタンスイッチ９２が押下されたときに実行される。なお、通常は、コイル材Ｃをセットする際に手動モードでの段取り作業（例えば、巻き癖がきつく使用できないコイル材Ｃの先端部の切り捨て作業など）がなされるので、スタートボタンスイッチ９２が押下されたときにコイル材Ｃの先端が下刃６２ｂ上の位置にある。
【００２１】
自動切断処理ルーチンが実行されると、メインコントローラ１００のＣＰＵ１０２は、まず、ロールフィーダ４０の上ロール４３が下降するようエアシリンダ４１を駆動制御して、ロールフィーダ４０でコイル材Ｃを挟持する（ステップＳ１００）。次に、上流側ガイド７０のエアシリンダ７２ａ〜７５ａを駆動制御すると共に下流側ガイド８０のエアシリンダ８２ａ〜８５ａを駆動制御して、上流側ガイド７０のガイドを解除すると共に下流側ガイド８０でコイル材Ｃをガイドし（ステップＳ１１０）、ロールフィーダ４０を駆動制御して、コイル材Ｃを送り量Ｌ１だけ送る（ステップＳ１２０）。ここで、送り量Ｌ１は、コイル材Ｃを所定長さ（例えば、３００ｍｍ）で切断する際の送り量として定められたものである。コイル材Ｃが送られると、シャー６０を駆動制御して、コイル材Ｃを切断する（ステップＳ１３０）。続いて、ロールフィーダ４０の上ロール４３が上昇するようエアシリンダ４１を駆動制御して、ロールフィーダ４０のコイル材Ｃの挟持を解除する（ステップＳ１４０）。挟持を解除するのは、コイル材Ｃの幅方向の曲がりなどによりロール本体４５，５５の軸方向へのスライドが限界位置に達しているとそれ以上同じ方向にスライドできないので、一旦初期位置に戻すためである。そして、下流側ガイド８０のガイドを解除して（ステップＳ１５０）、搬出ロール２５を駆動制御して切断されたシートＳを搬出台２４に搬出する（ステップＳ１６０）。ここで、コイル材Ｃが切断される様子を図５に示す。図５（ａ）がコイル材Ｃが送り量Ｌ１だけ送られた様子、図５（ｂ）がコイル材Ｃが切断されシートＳが切り出された様子、図５（ｃ）がシートＳが搬出台２４に搬出された様子を示す。
【００２２】
所定長さで切断すると、再びロールフィーダ４０でコイル材Ｃを挟持し（ステップＳ１７０）、上流側ガイド７０でコイル材Ｃをガイドする（ステップＳ１８０）。次に、コイル材Ｃを送り量Ｌ２だけ送る（ステップＳ１９０）。ここで、送り量Ｌ２は、コイル材Ｃの端部を所定の切り捨て長さで切り捨てる「捨て切り」に必要な送り量として定められたものであり、具体的には送り量Ｌ１の１００分の１程度に定められている。続いて、シャー６０を駆動制御して、捨て切りを行い（ステップＳ２００）、ロールフィーダ４０のコイル材Ｃの挟持を解除してから（ステップＳ２１０）、再びステップＳ１００以降の処理を繰り返す。このように、自動切断処理ルーチンでは、所定長さでの切断と端部を切り捨てる捨て切りとを交互に行い、この処理は、操作者によりストップボタンスイッチ９３が押下されるまで繰り返し行われる。ここで、コイル材Ｃが捨て切りされる様子を図６に示す。図６（ａ）がコイル材Ｃが送り量Ｌ２で送られた様子、図６（ｂ）が捨て切りされた様子を示す。ここで、前述したように、捨て切りの送り量Ｌ２は、送り量Ｌ１の１００分の１程度であるが、便宜上大きく図示した。また、捨て切りされた捨て切り材は、切断と同時に下刃６２ｂ近傍に設けられた図示しないクロップシュータを介して機外へ放出されるが、点線で図示した。
【００２３】
ここで、幅方向に曲がりのあるコイル材Ｃを切断する場合について説明する。まずこの曲がりについて説明する。コイル材Ｃは，製造される際に素材としての鋼片を所定の厚みまで圧延し巻き取ってロール状とされるが、圧延したときに幅方向に弓なりの曲がりを伴う場合がある。その場合、一旦生じた曲がりは完全に解消されないので、コイル材Ｃは幅方向の曲がりを伴って送られることになる。このため、曲がりの大きさによっては、切断されたシートＳの切断面と側面との直角度が損なわれる場合が生じる。ここで、ベルト式のＣＶＴのリングの製造は、所定長さのシートＳに切断した後に、筒状に曲げ加工し両切断面を溶接により接合してから更に輪切りにしてリング状にしたものをいわゆるリング圧延機で圧延してリングの径を拡大することにより行われる。そのため、切断されたシートＳの形状が不良のときには、溶接時の作業性が悪化したり輪切りした際の径が一定とならず圧延時の寸法精度が低下したりするなどのトラブルが発生する。そのようなトラブルを防止すべく切断されたシートＳの切断面同士の平行度や切断面と側面との直角度が厳しく要求されており、切断されたシートＳの形状が曲がりにより形状不良となっているときには、切断されたシートＳが一枚丸ごと廃却され歩留りが大幅に悪化するという問題が生じる。そこで、本実施例の切断装置２０では、以下に説明するように、そのような曲がりのあるコイル材Ｃを切断しても切断されたシートＳが形状不良とならないよう切断するのである。
【００２４】
それでは、曲がりのあるコイル材Ｃを前述した自動切断処理ルーチンで切断する場合について説明する。ここで、自動切断処理ルーチンは、所定長さでの切断と端部の捨て切りとを交互に行うものであり、説明の便宜上捨て切りから説明する。図７は、曲がりのあるコイル材Ｃを捨て切りする様子を示す説明図である。図７（ａ）は、コイル材Ｃが切断され切断されたシートＳが搬出された後の様子を示す。図示するように、コイル材Ｃの端面は、切断刃６２に対して平行であるが、曲がりにより側面の向きが送り方向から大きくズレて端面と側面とがなす角度Ａ０は直角度が損なわれたものとなっている。この状態で、単に送り量Ｌ１で送って切断すると略平行四辺形状に切断され形状不良となるが、本実施例では、上流側ガイド７０でガイドしながらコイル材Ｃを送り量Ｌ２だけ送るので（図７（ｂ）参照）、コイル材Ｃの姿勢を矯正し側面の向きを送り方向に近付けることができる。一方で、コイル材Ｃの端面は切断刃６２に対してズレが生じ平行ではなくなるが、この状態で捨て切りするので、端部（図中斜線部）が切り捨てられ、捨て切り後の新たな端面は、切断刃６２と平行となり、また、側面とのなす角度Ａ１も修正され、完全な直角ではないものの直角度が損なわれたものとはならない。
【００２５】
続いて、捨て切りされたコイル材Ｃを所定長さで切断する場合を説明する。図８は、捨て切りされた曲がりのあるコイル材Ｃを切断する様子を示す説明図である。図８（ａ）に示すように、図７（ｂ）の状態から下流側ガイド８０でガイドしながら送り量Ｌ１だけ送る。このとき、上流側ガイド７０でガイドされていた側面と略同じ側面をガイドすることになるので、コイル材Ｃの端面が切断刃６２に対してほとんどズレることなく送られる。そして、下流側ガイド８０でガイドされた状態で切断するので（図８（ｂ）参照）、シートＳの後に切断された切断面と側面との直角度が損なわれたものとはならない。また、シートＳの先に切断された切断面（捨て切りされたコイル材Ｃの端面）は、ほとんどズレなく送られているので、両切断面の平行度が悪化するのを防止することができる。そして、切断されたシートＳを搬出し捨て切りから処理を繰り返す。このため、コイル材Ｃに曲がりがあっても、切断されたシートＳの切断面と側面との直角度が損なわれるのを防止すると共にシートＳの両切断面の平行度が悪化するのを防止するので、形状不良により切断されたシートＳが一枚丸ごと廃却されるようなことが少なくなり、歩留りの悪化を防止することができる。なお、捨て切り長さは、前述したように切断処理時の１００分の１程度とわずかであるから、一つのコイル材Ｃから取り出せるシートＳの枚数が大きく減少することはない。
【００２６】
以上説明した実施例の切断装置２０によれば、コイル材Ｃの送り方向と直交する上流側ガイド７０によりコイル材Ｃの側面をガイドしながら送り量Ｌ２をもって送って端部を切り捨てる捨て切りとコイル材Ｃの送り方向と直交する下流側ガイド８０により捨て切りされたコイル材Ｃの側面と略同じ部分をガイドしながら送り量Ｌ１をもって送って切断する切断とを交互に行う。これにより、コイル材Ｃに幅方向の曲がりがあってもガイドされた側面を基準としてコイル材Ｃを切断するのでシートＳの切断面と側面との直角度が大きく損なわれるのを防止することができ、また、捨て切りによりコイル材Ｃの端面と側面との直角度を修正するので切断されたシートの先に切断された切断面（捨て切りされたコイル材Ｃの端面）と後に切断された切断面との平行度が悪化するのを防止することができる。この結果、コイル材Ｃに幅方向の曲がりがあっても切断されたシートＳが形状不良とならずに切断することができる。
【００２７】
実施例の切断装置２０では、上流側ガイド７０と下流側ガイド８０とを備えるものとしたが、下流側ガイド８０を備えずに上流側ガイド７０だけを備えるものとしてもよい。この場合、コイル材Ｃを送るときに常に上流側ガイド７０でガイドするものとすればよい。
【００２８】
実施例の切断装置２０では、コイル材Ｃのガイドにローラーを用いるものとしたが、ローラに限られず平板などでガイドするものとしてもよい。
【００２９】
実施例の切断装置２０では、上流側ガイド７０と下流側ガイド８０とが対となって配置されるガイドをそれぞれ二組ずつ備えるものとしたが、これに限られず二組以上の複数組有するものとしてもよい。
【００３０】
実施例の切断装置２０では、ベルト式ＣＶＴのベルトに用いられる金属材料を切断するものとしたが、これに限られずロール状に巻かれてなる如何なる金属材料を切断するものとしてもよい。
【００３１】
ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のロールフィーダ４０が本発明の「送り手段」に相当し、シャー６０が「切断手段」に相当し、上流側ガイド７０と下流側ガイド８０とが「ガイド手段」に相当し、図４の自動切断処理ルーチンを実行するメインコントローラ１００が「制御手段」に相当する。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００３２】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、ベルト式ＣＶＴの製造産業やコイル状の金属材料の加工産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施例としての切断装置２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】切断装置２０の上面図である。
【図３】図１のロールフィーダ４０のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図４】自動切断処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】コイル材Ｃを切断する様子を示す説明図である。
【図６】コイル材Ｃを捨て切りする様子を示す説明図である。
【図７】曲がりのあるコイル材Ｃを捨て切りする様子を示す説明図である。
【図８】曲がりのあるコイル材Ｃを切断する様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
２０ 切断装置、２４ 搬出台、２５ 搬出ロール、２６ フリーローラ、２７ 搬出ストッパ、３０ アンコイラ、３２ マンドレル、３４ 押えローラ、３６ ループガイド、４０ ロールフィーダ、４０ａ フレーム、４１ エアシリンダ、４２ ロールフレーム、４２ａ 支持軸、４３ 上ロール、４４ シャフト、４５ ロール本体、４６ フローティング機構、４６ａ ボール、４６ｂ 円筒部材、４６ｃ スプリング受け、４６ｄ スプリング、４８ スプロケット、５３ 下ロール、５４ シャフト、５５ ロール本体、５６ フローティング機構、５６ａ ボール、５６ｂ 円筒部材、５６ｃ スプリング受け、５６ｄ スプリング、５８ スプロケット、５９ ステッピングモータ、５９ａ カップリング、６０ シャー、６０ａ フレーム、６２ 切断刃、６２ａ 上刃、６２ｂ 下刃、６４ シャー本体、７０ 上流側ガイド、７２，７３，７４，７５ ガイド、７２ａ，７３ａ，７４ａ，７５ａ エアシリンダ、７２ｂ，７３ｂ，７４ｂ，７５ｂ ローラ、７２ｃ，７４ｃ ストッパ、７２ｄ，７４ｄ 突出部、８０ 下流側ガイド、８２，８３，８４，８５ ガイド、８２ａ，８３ａ，８４ａ，８５ａ エアシリンダ、８２ｂ，８３ｂ，８４ｂ，８５ｂ ローラ、８２ｃ，８４ｃ ストッパ、８２ｄ，８４ｄ 突出部、９０ 操作パネル、９１ 電源ボタンスイッチ、９２ スタートボタンスイッチ、９３ ストップボタンスイッチ、９４ 各種設定スイッチ、９５ モードセレクトスイッチ、１００ メインコントローラ、１０２ ＣＰＵ、１０４ ＲＯＭ、１０６ ＲＡＭ、１０８ インタフェース。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロール状に巻かれてなる金属製のシート材を送り所定長さ毎に切断する切断装置であって、
前記シート材を送る送り手段と、
該送り手段による前記シート材の送り方向に対して刃面が直交するよう配置され該シート材を切断する切断手段と、
前記送り手段により送られる前記シート材の側面を両側から挟むよう配置され該シート材を前記送り方向にガイドするガイド手段と、
前記ガイド手段によるガイドを伴って前記所定長さに相当する送り量をもって前記シート材が送られるよう前記送り手段を制御すると共に該送られたシート材が切断されるよう前記切断手段を制御する切断制御と、前記ガイド手段によるガイドを伴って前記シート材の端部を切り捨てる切り捨て量に相当する送り量をもって該シート材が送られるよう前記送り手段を制御すると共に該送られたシート材が切断されるよう前記切断手段を制御する捨て切り制御とを交互に実行する制御手段と
を備える切断装置。
【請求項２】
請求項１記載の切断装置であって、
前記ガイド手段は、アクチュエータの駆動により前記シート材の両側面に向かってスライドし、前記切断手段の刃面より上流側に配置される上流側ガイドと該刃面より下流側に配置される下流側ガイドとからなる手段であり、
前記制御手段は、前記切断制御を実行するときには前記下流側ガイドにより前記シート材をガイドすると共に前記上流側ガイドによっては該シート材をガイドしないよう前記アクチュエータを制御し、前記捨て切り制御を実行するときには前記上流側ガイドにより前記シート材をガイドすると共に前記下流側ガイドによっては該シート材をガイドしないよう前記アクチュエータを制御する手段である
切断装置。
【請求項３】
前記ガイド手段は、前記上流側ガイドおよび前記下流側ガイドが前記送り方向に所定間隔をもって少なくとも二組ずつ配置されてなる手段である請求項２記載の切断装置。
【請求項４】
前記ガイド手段は、回転可能なローラにより前記シート材をガイドする手段である請求項１ないし３いずれか１項に記載の切断装置。
【請求項５】
前記シート材は、ベルトがエレメントとリングとによって構成されるベルト式のＣＶＴの該リングの製造に用いられる請求項１ないし４いずれか１項に記載の切断装置。
【請求項１】
ロール状に巻かれてなる金属製のシート材を送り所定長さ毎に切断する切断装置であって、
前記シート材を送る送り手段と、
該送り手段による前記シート材の送り方向に対して刃面が直交するよう配置され該シート材を切断する切断手段と、
前記送り手段により送られる前記シート材の側面を両側から挟むよう配置され該シート材を前記送り方向にガイドするガイド手段と、
前記ガイド手段によるガイドを伴って前記所定長さに相当する送り量をもって前記シート材が送られるよう前記送り手段を制御すると共に該送られたシート材が切断されるよう前記切断手段を制御する切断制御と、前記ガイド手段によるガイドを伴って前記シート材の端部を切り捨てる切り捨て量に相当する送り量をもって該シート材が送られるよう前記送り手段を制御すると共に該送られたシート材が切断されるよう前記切断手段を制御する捨て切り制御とを交互に実行する制御手段と
を備える切断装置。
【請求項２】
請求項１記載の切断装置であって、
前記ガイド手段は、アクチュエータの駆動により前記シート材の両側面に向かってスライドし、前記切断手段の刃面より上流側に配置される上流側ガイドと該刃面より下流側に配置される下流側ガイドとからなる手段であり、
前記制御手段は、前記切断制御を実行するときには前記下流側ガイドにより前記シート材をガイドすると共に前記上流側ガイドによっては該シート材をガイドしないよう前記アクチュエータを制御し、前記捨て切り制御を実行するときには前記上流側ガイドにより前記シート材をガイドすると共に前記下流側ガイドによっては該シート材をガイドしないよう前記アクチュエータを制御する手段である
切断装置。
【請求項３】
前記ガイド手段は、前記上流側ガイドおよび前記下流側ガイドが前記送り方向に所定間隔をもって少なくとも二組ずつ配置されてなる手段である請求項２記載の切断装置。
【請求項４】
前記ガイド手段は、回転可能なローラにより前記シート材をガイドする手段である請求項１ないし３いずれか１項に記載の切断装置。
【請求項５】
前記シート材は、ベルトがエレメントとリングとによって構成されるベルト式のＣＶＴの該リングの製造に用いられる請求項１ないし４いずれか１項に記載の切断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２７９６８５（Ｐ２００９−２７９６８５Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３２３３６（Ｐ２００８−１３２３３６）
【出願日】平成２０年５月２０日（２００８．５．２０）
【出願人】（５０３１５８０１７）株式会社シーヴイテック (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２０日（２００８．５．２０）
【出願人】（５０３１５８０１７）株式会社シーヴイテック (11)
【Ｆターム（参考）】
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