JP2000288831A - 円板の製造方法、装置および円板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 元板を板面内で回転させて切り出す円板の周
に直線部がない。 【解決手段】 円板に加工される元板をこの元板の板面
内で回転自由に支持するとともに、元板を互いにラップ
して設けられ、かつ回転する上回転刃３と下回転刃８の
上回転刃に当接させ、上回転刃３と下回転刃８が元板を
噛み込んだ後、元板を一定の距離だけ上下回転刃の方向
に前進させ、その後上回転刃３と下回転刃８で円板を切
り出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円板の製造方法お
よび装置と、この製造方法または装置によって製造され
た円板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】各種産業用機器や生活用品などに加工さ
れる金属製円板、たとえば絞り成形して製造される３ピ
ースホイールや深絞り成形して製造される鍋、釜などに
用いられる金属製円板は、数が少量で径の異なる場合が
多い。このような金属製円板は、いわゆるサークルシャ
ーと呼ばれる装置によって製造することが多く、加工数
が少量で径の異なる円板に対しては抜き型を使用するプ
レス加工装置より製造コストが遥かに有利であり、かつ
切断時のバリの発生も比較的少ない。サークルシャーに
よる円板の製造は、一般的に四角形の元板を使用し、こ
の元板を上下の板押えの間に挟むとともに、板面内で回
転自由に支持する。このようにして支持された元板の一
辺を、回転する上下回転刃の上回転刃に当接させて元板
を回転させると上下回転刃は元板を噛み込み円板に切り
出す。しかし、サークルシャーで製造される円板は、円
の一部が欠落した形状となり、真円度が十分ではない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図７は、従来のサーク
ルシャーによって切り出した円板およびオフ板（切り出
し後に残った板）の状態図である。元板６９から切り出
した円板６８は、切り始め部７５と切り終り部７６との
間に回転刃に当接させた部位が直線部７７として残る。

【０００４】図８は、上下回転刃を正面から見た状態を
示し、元板を上回転刃に当接させた状態の説明図であ
る。上下回転刃３、８は、互いにラップした状態（上回
転刃と下回転刃の切刃部分が重なりあった状態）で設け
られるので、元板６９は、下回転刃８の直上で上回転刃
３の正面の端面７（図５に表示）に当接し、上回転刃の
外周円上の２点３ａ、３ｂをつなぐように配置される。
図７における直線部７７が残る原因は、四角形の元板６
９の一辺をサークルシャーの上回転刃３の正面端面７に
当接させてから切り始めるときに、上下回転刃のラップ
による直線部７７ａがあるため、円板の切り始め７５と
切り終り７６が一致しなくなるためである。この傾向は
元板６９の板厚が大きく、切り出されるべき円板の半径
が小さくなるにしたがい顕著に現われる。直線部７７の
ある円板は、商品価値を低下させるので、できるだけ少
ないか無いものが望まれる。なお、図７において符号７
８はオフ板である。

【０００５】この対策としてサークルシャーの上回転刃
３を上げ、元板６９を通してから上下回転刃で挟み、切
り込む方法が考えられる。しかし、この方法は、上下回
転刃の切り込み時の切断形態と切り込み後回転させなが
ら切り出す時の切断形態が異なり、板厚が薄くなると局
部的なバリ発生や板の折れ曲がりが発生し、また、元板
の位置合わせやオフ板の排除が困難で作業効率が悪く好
ましくない。

【０００６】本発明は、元板を板面内で回転させて切り
出す円板の周に直線部がないことを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、元板を回転する上下回転刃の上回転刃に当接
させ上下回転刃に噛み込ませた後、一定の距離だけ前進
させて切り出すことである。元板は、この板面内で回転
自由に支持されるので、元板を上回転刃に当接させる
と、上下回転刃は元板を噛み込む。このとき元板を一定
の距離だけ上下回転刃の方向に前進させると、上下回転
刃は元板を曲線状に切り込む。曲線状の切り込みの後、
上下回転刃と元板の板押えとの間の距離は一定に保持さ
れるので、元板を円板に切り出す。曲線状切り込みにお
いて、元板を移動させる一定の距離は、切り出すべき円
板の板厚、径、その他の要因によって予め決められる
が、およそ５〜１５ｍｍ程度である。この方法によっ
て、周に直線部がなく、かつバリが少なく、真円度に優
れた円板を切り出すことができる。

【０００８】上記円板の製造方法を実施する装置として
は、回転する上下回転刃と、円板に加工される元板をこ
の元板の板面内で回転自由に支持する板支持手段と、こ
の板支持手段を上下回転刃の方向に一定の距離だけ前進
させる前進駆動手段とを備える。

【０００９】前進駆動手段としては、板支持手段の下方
に回動可能に軸支される偏心カムと、この偏心カムの回
動軸（「カム軸」ともいう）に一端側が固定されるリン
クと、このリンクの他端側を偏心カムの回動軸の周りに
回動させるシリンダーとを有すると良い。前進駆動手段
に、上記説明は偏心カムを用いたが、ねじ送りなど他の
方法でも可能であり特定するものではない。

【００１０】前進駆動手段のシリンダーのピストンを前
進させ、リンクの他端側を偏心カムの回動軸の周りに回
動することによりリンクは回動する。偏心カムの回動軸
はリンクに固定されるので、リンクの回動によって回動
軸、したがって偏心カムが回動する。偏心カムの回動に
よって板支持手段を、偏心カムの回動による偏心量だ
け、すなわち一定の距離だけ前進させる。これにより元
板は曲線状に切り込まれ、上下回転刃の回転により円形
に切り出される。

【００１１】また、上記円板の製造方法または装置によ
って製造される円板は、周に直線部がなく、かつバリが
少なく、真円度に優れたものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る円板の製造方
法、装置およびこれら製造方法と装置によって製造され
る円板の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。な
お、図１〜６において、同一または同等部分には同一符
号を付けて示す。

【００１３】図１は、本発明に係る円板の製造方法を実
施する装置の一実施形態を示す正面図である。本実施形
態の円板の製造装置は、上下回転刃を回転駆動する回転
刃駆動装置２と、元板を回転自由に支持する板押え装置
１４と、板押え装置１４を前進と後退の両方の移動を行
うことができる前進駆動装置（前進駆動手段）２８と、
上記回転刃駆動装置２を支えるとともに、上記板押え装
置１４および前進駆動装置２８をレール上で摺動可能に
支える本体フレーム５７とを備える。

【００１４】本装置は、板押え装置１４をフレーム２６
ごと移動させて上下回転刃３、８と板押え装置１４の回
転中心との距離を回転刃の噛み込み時より僅かに小さく
し円板を切り出すもので、円の周に直線部を発生させな
いものである。切断開始信号により滑らかに板押え装置
１４を押し出し、上下板押え１６、２１と上下回転刃
３、４との距離を適切な速度で変化させ、所定寸法の円
板に切り出すものである。

【００１５】回転刃駆動装置２は、回転する二つの回転
刃として上回転刃３および下回転刃８と、両回転刃３、
８を駆動するギヤードモーター１１と、ギヤードモータ
ー１１の回転を両回転刃３、８に伝達する回転力伝達機
構１２とを有する。上回転刃３および下回転刃８の切刃
部分（元板を切る部分）は、先の図８に示すように互い
にラップしている。ラップ量は、元板の種類、材質、板
厚などにより適宜調整する。両回転刃の軸はある角度、
たとえば３０度で交わり、ギヤードモーター１１により
回転力伝達機構１２を介して各々回転駆動される。

【００１６】板押え装置１４は、円板に加工される元板
を、この元板の板面内、すなわちこの実施形態では水平
面内で回転自由に上下垂直方向において挟持する板支持
手段としての上板押え１６および下板押え２１と、これ
ら上板押え１６および下板押え２１を回転可能に支持す
るＵ字状のフレーム２６とを有する。フレーム２６は、
下部にフレームベース２７が固定される。上板押え１６
は、エアシリンダー１９によって上下方向に昇降可能に
形成される。また、エアシリンダー１９は、ハンドル２
０によって昇降ストロークを調整できる。上板押え１６
および下板押え２１は、自由に回転可能で、押えた元板
を同心円状に回転させる。

【００１７】前進駆動装置２８は、本体フレームのレー
ル部５８上に摺動可能に載置される板押え装置のフレー
ムベース２７を一定の距離だけ前進させて、元板に切り
込みの曲線を形成させるものである。

【００１８】図２は、図１の前進駆動装置２８を主要と
する要部平面図である。図３は、図２の正面図である。

【００１９】図２に示すように、前進駆動装置２８は、
フレームベース２７に二つの固定用ボルト３７で固定さ
れる偏心カム受け３６と、偏心カム受けのボス３６ｂに
回動可能に嵌入する偏心カム３０とを有する。偏心カム
３０は、そのカム軸を偏心カム軸受け用ドライメタル３
１を介して後述のシリンダーベース４５および補助ベー
ス４７に軸支される。偏心カム受け３６にはねじ棒３８
が固定され、ねじ棒３８は補助ベース４７に設けられる
図示していない貫通孔を通って補助ベース４７のボス３
６ｂ側と反対側の端面４７ａから突き出ており、ねじ部
にはテーパーナット５２とダブルナット５３が螺合され
る。さらに、補助ベース４７の端面４７ａに沿って、ス
トロークストッパー５０が設けられる。

【００２０】さらに、前進駆動装置２８は、偏心カム３
０のカム軸の上端に一端側が固定されるリンク３２と、
このリンク３２の他端側に回動可能に連結される連結部
材３４を介してピストンが取り付けられるエアシリンダ
ー３３とを有する。エアシリンダー３３の後端は、シリ
ンダーベース４５に回動可能に固定される。シリンダー
ベース４５は、本体フレームのレール部５８上を摺動す
る補助ベース４７に三つのボルト４６で固定される。

【００２１】また、前進駆動装置２８は、補助ベース４
７を本体フレーム５７の任意の位置に固定する手段を有
する。この手段は、シリンダーベース４５および補助ベ
ース４７に軸支される欠円カム４０と、欠円カム４０の
上部に一端側が固定されるリンク４１と、このリンク４
１の他端側に回動可能に連結される連結部材４２を介し
てピストンが取り付けられるエアシリンダー４３とを含
むものである。エアシリンダー４３の後端はシリンダー
ベース４５に回動可能に軸支される。

【００２２】本実施形態において補助ベース４７の固定
は、欠円カム４０、リンク４１およびエアシリンダー４
３によりワンタッチでロックする機構としたが、本発明
はこれに限定されず他の機構、方法によって固定しても
良い。

【００２３】図４は、図２の右側面図である。補助ベー
ス４７は、本体フレームのレール部５８上に載置されボ
ルト４９で固定されるベースガイド４８によってレール
部５８から脱落しないように固定され、かつレール部５
８に沿って摺動し移動できるように形成される。さら
に、補助ベース４７には移動用ナット５４が固定され、
この移動用ナット５４に本体フレーム５７に設けられる
角ねじ６０が螺合し、移動用ハンドル（図１に表示）６
３を回転することにより補助ベース４７を所要の個所に
速やかに移動できる。

【００２４】さらに、ストロークストッパー５０の一端
側５０ａには、長孔５０ｂが形成される。ストロークス
トッパーの他端側５０ｂは、片面がテーパー状に形成さ
れ、図２に示すように、偏心カム受けのねじ棒３８に噛
み合い、矢印６６の方向（巾方向）に移動して、フレー
ムベース（図２の符号２７）の偏心カム３０によるスト
ロークを調整できる。ストロークストッパー５０の矢印
６６の方向の固定は、蝶ねじ５１によってなされ、元板
の板厚や板の硬度に適合する作動ストロークに調整でき
る。また、補助ベース４７を本体フレーム５７の任意の
位置に固定する手段の欠円カム４０は、補助ベース４７
とレール部５８内側との間を固定する。

【００２５】図５は、図１の回転刃部分と板押え部分を
示す要部正面図である。回転刃駆動装置２は、上回転刃
３と下回転刃８の水平方向の隙間である噛み合い隙間
（符号１０で示す個所）を調整する調整ねじ４と、上回
転刃３と下回転刃８との噛み合い高さを調整する調整ハ
ンドル５とを有する。調整ハンドル５を回転させること
により上回転刃３と下回転刃８の高さ方向の相対的位置
関係を調整し、調整した後ロックナット６により固定す
る。下回転刃８は下回転刃軸受け９により支持され、下
回転刃軸受け９はスラストベアリングを内蔵する。下回
転刃８が反時計方向に回転すると、上回転刃３は時計方
向に回転する。

【００２６】一方、板押え装置の上板押え１６は、シャ
フト１８によって支持されるとともに、シャフト１８に
対して回転自在に支持される。シャフト１８は、Ｕ字状
のフレーム２６の上側軸受け部２６ａにスライド可能に
支持され、上側軸受け部２６ａの上に設けられるシリン
ダー１９のピストンに連結されスライドする。上板押え
１６の下面には元板に傷などの損傷を与えないようにク
ッションパット１７が設けられる。下板押え２１は、下
板押え高さの調整ねじ２４によって回転自在に支持され
る。調整ねじ２４は、Ｕ字状のフレーム２６の下側軸受
け部２６ｂに螺合され、高さ調整が可能に形成されてい
る。下板押え２１の上面には元板に傷などの損傷を与え
ないようにクッションパット２２が設けられる。なお、
図５において、元板６９を２点鎖線で示す。符号７８は
オフ板、符号７０は円板の外縁を示す。

【００２７】以上の構造を有する本実施形態の円板の製
造装置は、次のように作用する。すなわち、図１におい
て、板押え装置の上板押え１６と下板押え２１との間に
図示していない円板に加工される元板を挟む。元板は、
たとえば四角形の板である。次に、移動用ハンドル６３
を回すことにより中心線で示す角ねじ６０を回転させて
板押え装置１４を元板の大きさに応じて位置決めする。
このとき、図示していない元板を上下回転刃３、８の上
回転刃３の正面（端面）に当接させる。

【００２８】次に、図２に示すエアシリンダー４３を作
動させて欠円カム４０を回動させ、前進駆動装置２８を
本体フレーム５７に固定する。

【００２９】次に、図１に示すように、上回転刃３と下
回転刃８を回転させると、両回転刃３、８は元板を噛み
込む。このとき、図２において、前進駆動装置のエアシ
リンダー３３のピストンを、たとえば後退させてリンク
３２の他端側を引くと、リンク３２は時計方向に回動す
る。リンク３２が時計方向に回動すると偏心カム３０は
時計方向に回動し、偏心カム３０は本体フレーム５７側
に軸支され固定されているので、偏心カム受け３６を介
してフレームベース２７を図２の左方向に押し出す。

【００３０】このとき、フレームベースの偏心カム受け
３６に固定されたねじ棒３８は、ストロークスッパー５
０によってストロークを制限されるので、図５に示すよ
うに、板押え装置１４を２点鎖線の位置から１点鎖線の
位置までの偏心カム３０の回動で決まる一定の距離ｄだ
け前進させる。したがって、図６に示すように、元板６
９は、切り出し始め位置７１から曲線状に内側に切り込
まれ（曲線の切り込み７２）、切り始め部７３から円形
に切り始められ、円形の切り終り部７４に至り、切り始
め部７３と切り終り部７４とが一致し、直線部のない真
円度の良好な円板が得られる。さらに、本円板の製造装
置によって製造される円板は、従来のサークルシャーに
よる円板に比べバリが少ない。

【００３１】また、本円板の製造装置は、既設のサーク
ルシャーのフレームベースの後方に偏芯カムとエアシリ
ンダーを備える専用の補助ベースを設け、エアシリンダ
ーの推力を１０倍程に増力させるとともに、作動速度と
ストロークを１/１０程度とさせることにより通常のス
ピードコントロールバルブでも調整可能な速度となるの
で、既設のサークルシャーを改良して得ることもでき
る。

【００３２】このように、フレームベースの後方の限定
された空間を利用して後付けの装置として設ける場合に
おいても機能は損なわれない。フレームベースの前進と
後退の作動は、既設の元板の幅ストッパーの揺動を利用
しカムバルブにより直接エアシリンダーを作動させても
良い。本実施例ではシーケンサーによる自動運転として
上下刃の回転と連動させコントロールしている。

【００３３】本実施形態の円板の製造装置は、円板の半
径より一定の距離だけ大きく上下回転刃と板押え装置の
回転軸との距離をセットし、切り始め後、目的の半径に
縮め所定寸法の円板に切り出す。本円板の製造方法また
は装置によって製造される円板は、先に説明した円板の
製造装置と同様に、円板の周に直線部がなく、かつバリ
発生も少なく、真円度に優れたものである。

【００３４】

【実施例】上記実施形態の装置を使用し、板厚３ｍｍ、
直径５００ｍｍのアルミニウム合金製円板を加工した。
元板のセットは容易であった。元板の切り出し初め位置
から一定の長さの曲線に切り込むまでの切り込み時間は
２．１秒、この位置から円状に切り出す加工時間は平均
５．５秒／枚、オフ板の排除は不要であった。切断バリ
の発生は全円周一定の毛バリで小さく、板の折れ曲がり
はなかった。加工済み円板の真円度は板厚の１/４程が
偏心した。元板の寸法は設定径５００＋（７〜１０）ｍ
ｍであり、直線部は発生しなかった。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、元板を板面内で回転さ
せて切り出す円板は、その周に直線部がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る円板の製造方法を実施する装置の
一実施形態を示す正面図である。

【図２】図１の前進駆動装置を主要とする要部平面図で
ある。

【図３】図２の正面図である。

【図４】図２の右側面図である。

【図５】図１の回転刃部分と板押え部分を示す要部正面
図である。

【図６】本実施形態の装置によって切り出した円板およ
びオフ板の状態図である。

【図７】従来のサークルシャーによって切り出した円板
およびオフ板の状態図である。

【図８】上下回転刃を正面から見た状態を示し、元板を
上回転刃に当接させた状態の説明図である。

【符号の説明】

２ 回転刃駆動装置 ３ 上回転刃 ８ 下回転刃 １４ 板押え装置 １６ 上板押え（板押え手段） ２１ 下板押え（板押え手段） ２８ 前進駆動装置（前進駆動手段） ３０ 偏心カム ３２ リンク ３３ エアシリンダー ６７ 円板 ６９ 元板 ７２ 曲線状の切り込み

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円板に加工される元板を該元板の板面内
   で回転自由に支持するとともに、前記元板を回転する上
   下回転刃の上回転刃に当接させ前記上下回転刃に噛み込
   ませた後、該元板を一定の距離だけ前進させて切り出す
   ことを特徴とする円板の製造方法。
2. 【請求項２】 回転する上下回転刃と、円板に加工され
   る元板を該元板の板面内で回転自由に支持する板支持手
   段と、該板支持手段を前記回転刃の方向に一定の距離だ
   け前進させる前進駆動手段とを備えてなる円板の製造装
   置。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記前進駆動手段
   は、前記板支持手段の下方に回動可能に軸支される偏心
   カムと、該偏心カムに一端側が固定されるリンクと、該
   リンクの他端側を前記偏心カムの回動軸の周りに回動さ
   せるシリンダーとを有してなる円板の製造装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の円板の製造方法によっ
   て製造され、バリ発生の少ない真円度に優れたことを特
   徴とする円板。
5. 【請求項５】 請求項２または３に記載の円板の製造装
   置によって製造され、バリ発生の少ない真円度に優れた
   ことを特徴とする円板。