JP2009131927A - シャーリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、上刃ホルダと、下刃ホルダの回転中心とを必ずしも厳密に一致させることを必要としない構造を持つシャーリング装置を提供する。
【解決手段】上刃ホルダ２に保持された上刃２Ａと、下刃ホルダ３に保持された下刃３Ａと、を対向配置し、両者を同時に水平旋回させ、両刃間にピッチ送りされてくる長尺状のワークを交互に傾斜状に裁断していくシャーリング装置であって、ワークの裁断時に上刃ホルダ２を上方から押圧して押し下げ、裁断後は上刃ホルダ２を引き上げるスライド１と、下刃ホルダ１を旋回可能に支えるボルスタ５と、を備え、スライド１には、レール１２が、且つ上刃ホルダ２には、該レール１２上に乗る車輪が設けられ、上刃ホルダ２は、スライド１の支軸が上刃ホルダ２に遊嵌されており、スライド１のレール１２の上を上刃ホルダ２の車輪２１が走行することにより上刃ホルダ２がスライド１に対して旋回可能になっているシャーリング装置。
【選択図】図２

Description

本発明は金属板の裁断装置に関し、更に詳しくは、長尺状の金属板を異なった角度に交互に裁断していくシャーリング装置に関する。

プレス加工の前工程として長尺状の金属板（以下「ワーク」という）を一定の外形寸法に裁断する必要がある。
裁断されたワークはブランクと呼ばれ、個々のブランクはプレス機（タンデム式プレス機、トランスファー式プレス機）により設計通りの形状に加工される。
一般に、ワークをブランクに切断する際には、シャーリング装置が用いられている。
シャーリング装置としては、例えば、特許文献１に記載されているような刃が回動するターンシャーが主として多く使用されている。
このターンシャーについて概略的に説明すると、この装置は、上刃を固定する上刃ホルダと、下刃を固定する下刃ホルダと、上刃ホルダを一定の昇降速度で昇降させるスライドとを備えており、間欠的に供給されてくるワークを上刃と下刃により順次裁断していくものである。

下刃ホルダは水平に旋回可能であり、且つその両端部には、下刃ホルダの中心を挟んで中空のガイド筒が備わっている。
一方、上刃ホルダはスライドに軸支され旋回自在に一体化されている。
また、上刃ホルダの周縁部には、下刃ホルダのガイド筒に挿通させるためのガイドポストが形成されている。
このように上刃ホルダのガイドポストが下刃ホルダのガイド筒に挿通される構造により、下刃ホルダは上刃ホルダの動きに従って同期して旋回することができる。
また、ターンシャーは旋回可能な上刃及び下刃を備えるので、ワークを任意の角度で裁断することができるのである。
特開２０００−２４６５３４号公報

ところで、上述したようなターンシャーの場合、従動側である上刃ホルダをスムーズに旋回させるためには、構造的にスライドに形成される回転軸の中心の位置と、駆動側である下刃ホルダの旋回中心とを厳密に一致させる必要がある。
しかしながら、下刃ホルダは、その下面に取り付けられた内歯従動歯車が回転することにより旋回する構造となっているので、装置の組み付け段階で下刃ホルダの回転中心の位置を正確に割り出すことは難しい。
そのため、上刃ホルダ側と下刃ホルダ側との芯軸が狂い、上刃の回転中心と下刃の回転中心とがずれるのである。

上刃の回転中心と下刃の回転中心とがずれると、裁断が均一に行われないばかりか、作動時に、装置全体に無理な力が加わり、極端には、部品が破損し、また破損に至らないまでも、摩耗や騒音が大きくなる等の問題が生じる。
当然、製品の品質にも大きく悪影響を及ぼす。

本発明は以上の課題を解決すべく開発されたものである。
すなわち、上刃ホルダと、下刃ホルダの回転中心とを必ずしも厳密に一致させることを必要としない構造を持つシャーリング装置を提供することを目的とする。

本発明者は、以上のような課題背景をもとに鋭意研究を重ねた結果、スライドに上刃ホルダを遊嵌させることにより、上記の課題を解決できることを見出し、その知見に基づいて本発明を完成させたものである。

すなわち本発明は、（１）、上刃ホルダに保持された上刃と、下刃ホルダに保持された下刃と、を対向配置し、両者を同時に水平旋回させ、両刃間にピッチ送りされてくる長尺状のワークを交互に傾斜状に裁断していくシャーリング装置であって、ワークの裁断時に上刃ホルダを上方から押圧して押し下げ、裁断後は上刃ホルダを引き上げるスライドと、下刃ホルダを旋回可能に支えるボルスタと、を備え、スライドには、レールが、且つ上刃ホルダには、該レール上に乗る車輪が設けられ、上刃ホルダは、スライドの支軸が上刃ホルダに遊嵌されており、スライドのレールの上を上刃ホルダの車輪が走行することにより上刃ホルダがスライドに対して旋回可能になっているシャーリング装置に存する。

また本発明は、（２）、上刃ホルダの両端には、該上刃ホルダを下刃ホルダと同期して旋回させるための一対のガイドポストが垂下して設けられている上記（１）記載のシャーリング装置に存する。

また本発明は、（３）、下刃ホルダの両端には、一対のガイドポストを上下方向にのみ移動可能に案内するためのガイドが設けられている上記（１）記載のシャーリング装置に存する。

また本発明は、（４）、スライドには加圧ブロックが設けられており、該加圧ブロックを介してスライドが、上刃ホルダを押圧するものである上記（１）記載のシャーリング装置に存する。

また本発明は、（５）、加圧ブロックは、複数個、弧状に等間隔で設けられている上記（４）記載のシャーリング装置に存する。

また本発明は、（６）、下刃ホルダは、ボルスタに対しギヤ付き旋回軸受けを介して回動可能に取り付けられている上記（１）記載のシャーリング装置に存する。

また本発明は、（７）、上刃ホルダに支軸が設けられ、スライドに遊嵌されている上記（１）記載のシャーリング装置に存する。

なお、本発明の目的に添ったものであれば上記発明を適宜組み合わせた構成も採用可能である。

本発明のシャーリング装置は、ワークの裁断時に上刃ホルダを上方から押圧して押し下げ、裁断後は上刃ホルダを引き上げるスライドと、下刃ホルダを旋回可能に支えるボルスタと、を備え、スライドには、レールが、且つ上刃ホルダには、該レール上に乗る車輪が設けられ、上刃ホルダは、スライドの支軸が上刃ホルダに遊嵌されているので、下刃ホルダが積極的に旋回すると、それに追従同調して上刃ホルダの旋回中心も修正され下刃ホルダの旋回中心に合致するようになる。

〔実施形態〕
本発明の一実施形態を、以下、図面を用いて説明する。
本実施形態のシャーリング装置Ａは、ピッチ送りされてくる（紙面に垂直方向）長尺状の金属板Ｋを、上刃２Ａと下刃３Ａとにより上下方向からせん断力を加えて裁断し、個々の一定寸法を有するブランクＷに裁断するものである。

このシャーリング装置Ａは、上刃２Ａを保持固定する上刃ホルダ２及び下刃３Ａを保持固定する下刃ホルダ３は、同時に同じ方向に旋回することができるので、図１に示したように、長尺上の金属板Ｋを任意の角度で裁断することができる。

本発明のシャーリング装置Ａの構造について、以下詳しく説明する。
図２は、シャーリング装置の構造を示す概略説明図である。
また図３は、上刃ホルダを下方から見た概略図であり、図４は、下刃ホルダを上方から見た概略図である。
シャーリング装置Ａは、上刃２Ａと、該上刃２Ａの下方に対向して配置された下刃３Ａとを備える。
上刃２Ａは上刃ホルダ２に保持固定され、同様に下刃３Ａは下刃ホルダ３に保持固定されている。

また上刃ホルダ２の上方には、該上刃ホルダ２を強制的に押し下げ又は強制的に引き上げて上下移動のみ行わせるスライド１が設けられている。

スライド１の支軸１１は上刃ホルダ２の中心部に遊嵌されている。
詳しくはスライド１の中心にある支軸１１が、上刃ホルダ２の中心にある受け部２３に遊嵌されている。
なお、受け部２３には支軸１１よりも大径の孔が形成されている。
従って上刃ホルダ２の回転中心は、スライド１の支軸１１に対してずれることが可能で自由度がある。

また、スライド１の下部１Ａには弧状の加圧ブロック１３が複数本、並設されている。
弧状になっているのは、上刃ホルダ２が旋回するのに対しスライド１は旋回しないから、どの位置でも、加圧ブロック１３が上刃ホルダ２の上面に対向できるようにするためである。
すなわちスライド１の上下運動を加圧ブロック１３を介して上刃ホルダ２に伝えることができる。
加圧ブロック１３と上刃ホルダ２の上面との摩擦を避けるため、両者間には僅かな隙間がある。

なおスライド１は、図示しないクランク機構に連結されており、強制的に上下運動を行う。
一方、下刃ホルダ３の下方には該下刃ホルダ３を支えるボルスタ５を備える。
下刃ホルダ３は、このボルスタ５にギヤ付き旋回軸受け４を介して回動可能に取り付けられている。
詳しくは、ギヤ付き旋回軸受け４のインナー４２がボルスタ５に固定され、アウター４１が下刃ホルダ３に固定されている。
アウター４１には駆動ギア４３が噛んでおり、駆動ギア４３（モータＭによって駆動）の回転によりアウター４１が回動し、それに固定された下刃ホルダ３も回動する構造となっている。

一方、スライド１の両端には、一対の弧状のレール１２が設けられ、また上刃ホルダ２の両端には延長部２４を介して一対の車輪２１が設けられている。
尚、前述した弧状の加圧ブロック１３も弧状のレール１２とほぼ同じ角度範囲に設けられる。
車輪２１はこのレール１２に乗った状態で、その上を走行することができる。
従って、上刃ホルダ２は、その車輪２１を介して、スライド１のレール１２にぶら下がった状態となっており、車輪２１は内外方向（図でいう左右方向）に幾分の移動の自由度が担保される。
このことは、スライド１の支軸１１が上刃ホルダ２の受け部２３に遊嵌されていることと相まって、後述するように、上刃ホルダ２が上刃ホルダ２の回転中心に従動同調して修正されるためには極めて重要である。

上刃ホルダ２の両端には、一対のガイドポスト２２が垂下して設けられ、下刃ホルダ３の両端にはガイドポスト２２を上下移動可能に受け入れるための一対のガイド３１が設けられている。
このガイドポスト２２がガイドに挿通されることにより、上刃ホルダ２と下刃ホルダ３とが連結される。

上刃ホルダ２のガイドポスト２２は、下刃ホルダ３のガイド３１に沿って上下移動のみ可能である。
すなわち、ガイド３１はガイドポスト２２の上下方向の移動は許すが、それ以外の方向の移動は許さない。
そのため、後述するように、下刃ホルダ３が旋回すると上刃ホルダ２２は追従同調して旋回することができる。

ところで加工の対象となる長尺状の金属板Ｋは、上刃ホルダ２の上刃２Ａとそれに対向した下刃ホルダ３の下刃Ａ間に配置され、ベルトコンベアによりピッチ送りされる途中で、交互に異なった傾斜で裁断されていく（図１参照）。
金属板Ｋが停止状態（すなわち裁断状態）にある時、スライド１の動きにより、上刃ホルダ２は下降し、対応した位置にある下刃ホルダ３との協働作用により、金属板Ｋを裁断する。
ギヤ付き旋回軸受け４を駆動させ、そのアウター４１に固定されている下刃ホルダ３を強制的に旋回させることで、下刃ホルダ３のガイド３１に装着されているガイドポスト２２を介して上刃ホルダ２２は追従同調して旋回する。
下刃ホルダ３と上刃ホルダ２とを（すなわち下刃Ａと上刃２Ａとを）同時に旋回できるので、異なった傾斜の裁断が容易に可能となる。

次に、本実施形態のシャーリング装置Ａによる裁断作動を述べる。
（６０°変位裁断）
いま、金属板Ｋがピッチ送りされて、上刃ホルダ２と下刃ホルダ３とは、金属板Ｋの供給方向（進行方向）に対して６０°変位した状態で配置されるとする（図１の（イ）参照）。
この状態では、スライド１のレール１２に上刃ホルダ２の車輪２１が乗っている、すなわち、上刃ホルダ２が車輪２１を介してスライド１にぶら下がっている状態である。
これで金属板Ｋは、裁断予定箇所が上刃の真下に位置付けされる。
まず、この状態でスライド１が勢いよく下降する。
下降したスライド１は、上刃ホルダ２を加圧ブロック１３を介して押圧し下降させる。 すなわち加圧ブロック１３が上刃ホルダ２の上面に突き当たって、上刃ホルダ２を押し下げるのである。

この下降状態では、上刃ホルダ２の慣性により、スライド１のレール１２から上刃ホルダ２の車輪２１が僅かに浮き上がって離れることとなる。
そして上刃２Ａと下刃３Ａとの協働作用により金属板Ｋが裁断され、この裁断の後、スライド１が上昇を開始する。
この上昇状態では、上刃ホルダ２の車輪２１がスライド１のレール１２の上に接地し、レール１２が車輪２１を下から持ち上げる。
そのため、上刃ホルダ２もスライド１と共に上昇する。
再びベルトコンベアが駆動し、金属板Ｋが供給されてくる。

（１２０°変位裁断）
次に切断角度を変更するために、ギヤ付き旋回軸受け４を駆動させて（詳しくは、ギヤ付き旋回軸受け４の駆動ギア４３を回転させて）下刃ホルダ３を１２０°度の変位裁断位置にまで旋回させる。
下刃ホルダ３が旋回すると、上刃ホルダ２のガイドポスト２２は下刃ホルダ３のガイド３１に連結されているため、下刃ホルダ３の旋回に追従して旋回する。
この場合、上刃ホルダ２の車輪２１はスライド１のレール１２の上を一定角度、走行することとなる。

すなわち車輪２１は６０°変位裁断位置から、１２０°変位裁断位置に弧状に移動する。
前述したように、スライド１の支軸１１が上刃ホルダ２に遊嵌されているので、下刃ホルダ３が積極的に旋回すると、それに追従同調して上刃ホルダ２の旋回中心も修正され下刃ホルダ３の旋回中心に合致するようになる。
当然、上刃ホルダ２の車輪２１はスライド１のレール１２の上に乗っているので、修正が阻止されることがない。
これで上刃ホルダ２と下刃ホルダ３は、金属板Ｋの供給方向（進行方向）に１２０度変位した状態に配置される（図１の（ロ）参照）。

後は、前述した６０°変位裁断における場合と同様な裁断作動が遂行される。
そしてスライド１及び上刃ホルダ２が元の位置に戻ると、再びギヤ付き旋回軸受け４の駆動ギア４３を回転させて下刃ホルダ３を６０°変位裁断位置に配置させる（図１の（ロ）参照）。
当然、上刃ホルダ２も旋回し、６０°変位した状態に配置される。
以下、シャーリング装置Ａは、上述したような、６０°変位裁断位置→１２０°変位裁断位置→６０°変位裁断位置→１２０°変位裁断位置での、裁断を繰り返す（図５参照）。
実際には、金属板Ｋのピッチ送りが数秒間隔で行われるので、このような、裁断作動においては、６０°変位裁断と１２０°変位裁断とが数秒単位で切り替わることになる。
このような裁断作用により長尺状の金属板Ｋから独立した個々の金属板（いわゆる「ブランク」）Ｗが製造される。
実施の形態のように６０°変位裁断位置と１２０°変位裁断位置での交互の裁断により、台形の金属板Ｋができるが、このような変位裁断位置の角度の選択により、前記実施の形態で説明した以外に例えば、図６（Ａ）〜（Ｅ）に示すような種々の形の金属板Ｋが得られる。

このように、本発明のシャーリング装置において、上刃ホルダ２は、スライド１の遊嵌軸が上刃ホルダ２に遊嵌されているため、駆動側の下刃ホルダ３が積極的に旋回すると、それに同調して従動側の上刃ホルダ２の旋回中心も修正され、下刃ホルダ３の旋回中心に合致するようになる。
この場合、上刃ホルダ２の車輪２１がスライド１のレール１２上に乗っているだけなので、半径方向に修正移動して追動することが可能となる。
このようなことから、従来のシャーリング装置のように、組み付け段階において、必ずしも下刃ホルダ３の旋回中心と、上刃ホルダ２の旋回中心とを正確に一致させるような厳密性は要求されない。

また、上刃２Ａの回転中心と下刃３Ａの回転中心とが、必ず一致するので、両刃による裁断が均一行われ品質に悪影響を及ばさない。
装置全体に無理な力が加わらないため破損するようなことはなく、摩耗や騒音も防げる。

以上、本発明を説明してきたが、本発明は実施の形態に限定されることなく、その目的に添うかぎり種々の変形が可能である。
例えば、変位裁断は、６０°と１２０°で行ったが、この角度位置に限られるものではない。
またレール１２の延長により上刃ホルダ２及び下刃ホルダ３の旋回角度が大きくできるので、広範囲な変位裁断も可能である。
レール１２を最大限に延長された円形状にすることも可能である。
同様な意味から、スライド１に設けられた弧状の加圧ブロック１３も最大限に延長された円形状にすることも可能である。
また、スライド１の中心にある支軸１１が、上刃ホルダ２の中心にある受け部２３に遊嵌されている例で示したが、逆に上刃ホルダ側に支軸を備え、スライド側に受け部を備えるようにして遊嵌させてもよい。

図１は、長尺状の金属板の進行方向と裁断位置を模式的に示した図である。 図２は、シャーリング装置の構造を示す概略説明図である。 図３は、上刃ホルダを下方から見た概略図である。 図４は、下刃ホルダを上方から見た概略図である。 図５は、裁断工程を示すブロック図である。 図６は、金属板（ブランク）の種々の形を示す図である。

符号の説明

１・・・スライド
１Ａ・・・下部
１２・・・レール
１３・・・加圧ブロック
２・・・上刃ホルダ
２Ａ・・・上刃
２１・・・車輪
２２・・・ガイドポスト
２３・・・受け部
２４・・・延長部
３・・・下刃ホルダ
３Ａ・・・下刃
３１・・・ガイド
４・・・ギヤ付き旋回軸受け
４１・・・アウター
４２・・・インナー
４３・・・駆動ギア
５・・・ボルスタ
Ａ・・・シャーリング装置
Ｗ・・・ブランク
Ｋ・・・金属板

Claims (7)

1. 上刃ホルダに保持された上刃と、下刃ホルダに保持された下刃と、を対向配置し、両者を同時に水平旋回させ、両刃間にピッチ送りされてくる長尺状のワークを交互に傾斜状に裁断していくシャーリング装置であって、
   ワークの裁断時に上刃ホルダを上方から押圧して押し下げ、裁断後は上刃ホルダを引き上げるスライドと、
   下刃ホルダを旋回可能に支えるボルスタと、
   を備え、
   スライドには、レールが、且つ上刃ホルダには、該レール上に乗る車輪が設けられ、
   上刃ホルダは、スライドの支軸が上刃ホルダに遊嵌されており、
   スライドのレールの上を上刃ホルダの車輪が走行することにより上刃ホルダがスライドに対して旋回可能になっていることを特徴とするシャーリング装置。
2. 上刃ホルダの両端には、下刃ホルダと同期して旋回させるための一対のガイドポストが垂下して設けられていることを特徴とする請求項１記載のシャーリング装置。
3. 下刃ホルダの両端には、一対のガイドポストを上下方向にのみ移動可能に案内するためのガイドが設けられていることを特徴とする請求項１記載のシャーリング装置。
4. スライドには加圧ブロックが設けられており、該加圧ブロックを介してスライドが、上刃ホルダを押圧するものであることを特徴とする請求項１記載のシャーリング装置。
5. 加圧ブロックは、複数個、弧状に等間隔で設けられていることを特徴とする請求項４記載のシャーリング装置。
6. 下刃ホルダは、ボルスタに対しギヤ付き旋回軸受けを介して回動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のシャーリング装置。
7. 上刃ホルダに支軸が設けられ、スライドに遊嵌されている請求項１記載のシャーリング装置。

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