JP2001252820A - スピニング加工用板材の形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １台の装置で金属板の円形状切断作業とセ
ンタ孔開け作業を同時に行える装置を提供する。 【解決手段】 基台１上の片側に固定枠２を設け、その
反対側に可動枠３を固定枠２に対し遠近移動可能に設
け、固定枠２にサークルカッター６を装備し、可動枠３
には、金属板Ｋをテーブル７上にクランプすると共に、
ポンチによりテーブル７の中心位置で金属板Ｋにセンタ
孔を開けるポンチング兼用クランプ機構１１を装備し、
クランプ機構１１のテーブル７上に配置した金属板Ｋを
クランプ機構１１によりクランプしてセンタ孔を開ける
と共に、金属板Ｋをサークルカッター６の上下両カッタ
ー４，５によりセンタ孔を中心とする所要半径の円形状
に切断してスピニング加工用板材を形成するスピニング
加工用板材の形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明はスピニング加工用板材を形成する
ための装置に関し、更に詳しくは、スピニング加工装置
により各種軸対称中空部品を成形加工するにあたり、こ
のスピニング加工装置に供給される成形素材である円板
状板材であって、その中心部にセンタ孔を有するスピニ
ング加工用板材を形成する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】従来、上記のようなスピニ
ング加工用板材を形成するには、回転駆動される上下一
対のカッターからなるサークル剪断機によって金属板を
円形状に切断した後、この円形状金属板をパンチ機等に
よって孔開け加工していた。即ち、従来ではサークル剪
断機とパンチ機等との２種類の機械を使用してスピニン
グ加工用板材を形成していることから、各機械ごとに金
属板の位置決めを行う必要もあって、作業に手間がかか
り、製品コストが非常に高くついていた。

【０００３】本発明は、上記に鑑み、１台の装置で金属
板の円形状切断作業とセンタ孔開け作業を同時に行える
装置を提供することを主たる目的とする。本発明の他の
目的は、金属板を円形状に切断する際に周辺の残材を螺
旋状に変形させることなく、偏平板状のままで切り落と
すことのできる装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明のス
ピニング加工用板材の形成装置は、基台１上の片側に固
定枠２を設け、その反対側に可動枠３を固定枠２に対し
遠近移動可能に設け、固定枠２には、回転駆動される上
下一対のカッター４，５によって金属板Ｋを切断するサ
ークルカッター６を装備し、可動枠３には、金属板Ｋを
テーブル７上に載置して上からクランプヘッド８を押し
付けてクランプすると共に、クランプヘッド８を貫通す
るポンチ９によってテーブル７の中心位置で金属板Ｋに
センタ孔１０を開けるポンチング兼用クランプ機構１１
を装備し、このクランプ機構１１のテーブル７上からサ
ークルカッター６の上下両カッター４，５間にわたって
配置した金属板Ｋを前記クランプ機構１１によりクラン
プしてセンタ孔１０を開けると共に、この金属板Ｋを上
下両カッター４，５により前記センタ孔１０を中心とす
る所要半径の円形状に切断してスピニング加工用板材Ｎ
を形成するようにしたことを特徴とする。

【０００５】請求項２は、請求項１に記載のスピニング
加工用板材の形成装置において、サークルカッター６の
下部カッター５は、その回転軸２９が水平に対し所定角
度傾斜した姿勢で軸承部材３０によって定位置に保持さ
れ、上部カッター４は、その回転軸３１が軸承部材３２
によって水平姿勢に保持されると共に、この軸承部材３
２が油圧シリンダ３３に連動連結されていて、このシリ
ンダ３３の伸縮駆動によって下部カッター５に対し上下
動するようになっていることを特徴とする。

【０００６】請求項３は、請求項２に記載のスピニング
加工用板材の形成装置において、上部カッター駆動用油
圧シリンダ３３の油圧回路には、下部カッター５の下動
時にカッター５にかかる負荷の増大による回路圧の上昇
を制限する圧力制御弁５２が設けられていることを特徴
とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係るスピニング加
工用板材形成装置の全体を示す正面図、図２の（Ａ）は
図１の一部拡大図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ線断面図で
ある。これらの図において１は基台、２は基台１上の片
側に設けられた固定枠、３はこの固定枠２の反対側に固
定枠２に対し遠近移動可能に設けられた可動枠である。
固定枠２には、回転駆動される上下一対のカッター４，
５によって素材である金属板Ｋを円形状に切断するサー
クルカッター６が装備され、可動枠３には、金属板Ｋを
テーブル７上に載置して上からクランプヘッド８を押し
付けてクランプすると共に、クランプヘッド８を貫通す
るポンチ９（図３参照）によってテーブル７の中心位置
で金属板Ｋにセンタ孔１０を開けるポンチング兼用のク
ランプ機構１１が装備されている。

【０００８】可動枠３は、図１に示すように、上枠部３
ａと下枠部３ｂと両枠部３ａ，３ｂをつなぐ連結枠部３
ｃとで略Ｃ字状に形成されていて、下枠部３ｂの下部に
可動ベース１２を有する。この可動ベース１２は、図４
に示すように、基台１内に設けられたガイドレール５
３，５３に沿ってスライド自在に支持されると共に、螺
軸１３に螺合されており、しかしてハンドル１４を回す
ことにより、ハンドル軸５４よりマイタ歯車５５を通じ
て螺軸１３を回転させ、これによって可動枠３を固定枠
２に対し進退移動させることができる。

【０００９】この可動枠３に装備されたポンチング兼用
クランプ機構１１は、図２及び図３に示すように、下枠
部３ｂの先端部に回転軸線Ｇを中心に回転自在に支承さ
れた円板状のテーブル７と、このテーブル７の上方でテ
ーブル７の回転軸線Ｇに沿って昇降するクランプ本体１
５と、このクランプ本体１５を昇降駆動するように上枠
部３ａの先端部に設けられた油圧シリンダ１６とからな
る。

【００１０】クランプ本体１５は、図３に示すように、
下端部に径小円筒部１７を連設した中筒１８と、上部側
が油圧シリンダ１６のピストンロッド１６ａに螺嵌固定
され且つ下部側が中筒１８に一定範囲伸縮できるように
連結された上筒１９と、中筒１８の径小円筒部１７に軸
受２０を介して回転自在に取り付けられた下筒２１と、
この下筒２１の下端部に同軸一体に連結されたクランプ
ヘッド８と、上筒１９の下端部と中筒１８の底部との間
に介装されて両筒１８，１９を互いに伸張状態に付勢す
る圧縮コイルばね２２と、中筒１８の径小円筒部１７内
に挿通されていて上端部がコイルばね２２の長手方向中
間部に連結されたポンチ取付軸２３と、このポンチ取付
軸２３の下端部に取り外し可能に同軸に取り付けられる
と共に中空状のクランプヘッド８に対し相対回転自在に
挿通されるポンチ９とからなるもので、図３のように油
圧シリンダ１６のピストンロッド１６ａが収縮した位置
ではポンチ９の下端がクランプヘッド８の下端孔８ａ内
に退入している。

【００１１】しかして、油圧シリンダ１６のピストンロ
ッド１６ａが伸張作動して上筒１９が下動すると、これ
に伴い中筒１８、下筒２１及びクランプヘッド８が一体
に下動して、図２の仮想線で示すように下部のクランプ
ヘッド８がテーブル７上面に押し付けられ、これにより
テーブル７上に載置した金属板Ｋがクランプされる。こ
のクランプ状態から上筒１９が更に下動すると、コイル
ばね２２が圧縮され、これによりポンチ取付軸２３が上
筒１９で押し下げられてポンチ９の下端部がクランプヘ
ッド８の下端孔８ａから所要長さ突出し、テーブル７上
の金属板Ｋにセンタ孔１０を開ける。また、油圧シリン
ダ１６が収縮作動して上筒１９が上動すると、コイルば
ね２２が伸張するのに伴ってポンチ取付軸２３が引き上
げられ、それによりポンチ９がクランプヘッド８の下端
孔８ａに退入し、その後中筒１８、下筒２１及びクラン
プヘッド８が上動して、図３のようにクランプ解除され
た状態となる。

【００１２】図２〜図４において、２４は前記可動枠３
の上枠部３ａ先端に固着されたブラケットで、このブラ
ケット２４の上板部２４ａに油圧シリンダ１６が取り付
けられ、縦板部２４ｂにはクランプ本体１５の中筒１８
を昇降案内するガイド２５が設けてある。また、２６は
下枠部３ｂの先端に固着されたブラケットで、このブラ
ケット２６に支持円筒２７が高さ調整可能に取り付けら
れ、この支持円筒２７内には上端にテーブル７を固着し
た支軸２８が軸受を介して回転自在に支承されている。
また、テーブル７にはポンチ９が突入するポンチ孔７ａ
が回転軸線Ｇに沿って設けられている。テーブル７は、
その上面レベルが上枠部３ａと下枠部３ｂとの間に設け
られた作業用スペースＳ１内に位置するように設置され
る。

【００１３】次に、サークルカッター６の詳細構造につ
き図５〜図７を参照して説明すると、図５は図１に関し
てサークルカッター６の左側半分の拡大縦断面図、図６
は右側半分の拡大縦断面図であり、図７はサークルカッ
ター６の拡大左側面図である。先ず図５から分かるよう
に、下部カッター５は、その回転軸２９が水平に対し所
定角度傾斜した姿勢で軸承部材３０によって固定枠２の
下部側定位置に保持され、また上部カッター４は、その
回転軸３１が軸承部材３２によって水平姿勢に保持され
ると共に、この軸承部材３２が固定枠２に設置された油
圧シリンダ３３に連動連結されていて、このシリンダ３
３の伸縮駆動によって下部カッター５に対し上下動する
ようになっている。

【００１４】図１、図５及び図６に示すように、下部カ
ッター５の回転軸２９は、固定枠２内に水平に軸架され
ている連動軸３４にユニバーサルジョイント３５を介し
て連結され、上部カッター４の回転軸３１は、上記連動
軸３４の上方で固定枠２内に水平に軸架されている連動
軸３６にユニバーサルジョイント３７を介して連結さ
れ、両連動軸３４，３６は歯車３８，３９を介して連動
連結され、下部側の連動軸３４は、基台１内に設置され
た変速機付きモーター４０の出力軸４０ａにベルト伝動
機構４１によって連動連結されている。従って、モータ
ー４０の回転は、ベルト伝動機構４１によって下部の連
動軸３４に伝達されると共に、歯車３８，３９によって
上部の連動軸３６に伝達され、両連動軸３４，３６の回
転はユニバーサルジョイント３５，３７を介して回転軸
２９，３１に夫々伝達されて、下部カッター５及び上部
カッター４が等速で互いに反対方向に回転駆動される。

【００１５】また図５に示すように、上部カッター４の
回転軸３１は、軸承部材３２を介して取付枠体４２の下
端部に取り付けられ、この支持枠体４２は、フローティ
ングジョイント４３を介して油圧シリンダ３３のピスト
ンロッド３３ａに連結されると共に、固定枠２に固着さ
れたブラケット４４のガイド枠４５に上下スライド可能
に支持案内される。

【００１６】しかして、上下カッター４，５により切断
を行うにあたって、油圧シリンダ３３が収縮状態から予
め設定されたストロークだけ伸張作動する際に、ピスト
ンロッド３３ａの下動伸張に伴って支持枠体４２が上限
位置から下動すると、上部カッター４の回転軸３１は回
転しながらユニバーサルジョイント３７を中心に下向き
に揺動し、それにより上部カッター４が下降して、定位
置で回転している下部カッター５との間で金属板Ｋの切
断を行う。切断が終了すると、油圧シリンダ３３が収縮
作動し、ピストンロッド３３ａの上動収縮に伴う支持枠
体４２の上動によって、上部カッター４の回転軸３１は
回転しながらユニバーサルジョイント３７を中心に上向
きに揺動し、元の上限位置に停止する。この場合、油圧
シリンダ３３のストロークは精々２０ｍｍ程度であるの
に対し、上部カッター４の回転軸３１の長さは５００ｍ
ｍ程あるから、上部カッター４の揺動運動はほとんど上
下直線運動となる。尚、Ｓ２は、前記可動枠３の作業用
スペースＳ１に対応する固定枠２側の作業用スペースで
ある。

【００１７】図８は、ポンチング兼用クランプ機構１１
の油圧シリンダ１６及びサークルカッター６の油圧シリ
ンダ３３に使用される油圧回路を示すもので、この図に
おいて４６は油圧タンクユニット、４７はクランプ機構
側シリンダ１６用の電磁切換弁、４８はサークルカッタ
ー側シリンダ３３用の電磁切換弁、４９は流量調整弁、
５０はチェック弁、５１は流量調整弁である。そして、
５２はサークルカッター側シリンダ３３の入口側に設け
られたリリーフ弁（圧力制御弁）で、下部カッター５の
下動時にそのカッターにかかる負荷が増大して回路圧が
上昇すると、タンクＴに油を逃がして回路圧を一定に保
つようになっている。

【００１８】次に、上述したような構成を有するスピニ
ング加工用板材形成装置の使用方法について説明する。

【００１９】先ず、形成すべきスピニング加工用板材に
よって切断円の半径ｒ（図２参照）を設定する。即ち、
図１や図４に示す可動枠移動操作用のハンドル１４を回
して可動枠３を固定枠２に対し進退移動させ、ポンチン
グ兼用クランプ機構１１のテーブル７の回転軸線Ｇとサ
ークルカッター６における上下両カッター４，５の噛合
位置Ｐとの間の距離を切断円の半径ｒ寸法に合わせる。
尚、図４に示すように、ハンドル１４の取付部には、ハ
ンドル１４の回転に従って上記回転軸線Ｇとカッター噛
合位置Ｐの間の距離、即ち切断円の半径ｒをディジタル
表示するインジケータ５６が設けてあるから、切断円の
半径ｒの設定操作を容易に行える。

【００２０】それから、例えば厚さ１ｍｍの金属板Ｋを
クランプ機構１１のテーブル７上からサークルカッター
６の上下両カッター４，５間にわたるように配置する。
このとき、油圧シリンダ１６，３３の油圧回路は図８に
示す状態にあって、クランプ機構１１のクランプ本体１
５及びサークルカッター６の上部カッター４は夫々上限
位置にある。このような状態下で装置を始動すると、ク
ランプ機構側油圧シリンダ１６の伸張作動により、クラ
ンプ本体１５が下動してそのクランプヘッド８がテーブ
ル７上面に押し付けられ、これによってテーブル７上に
載置した金属板Ｋがクランプされた後、直ぐにポンチ９
がクランプヘッド８の下端孔８ａから突出して、テーブ
ル７上の金属板Ｋにセンタ孔１０を開ける。

【００２１】このように金属板Ｋがクランプヘッド８で
テーブル７上にクランプされている間に、サークルカッ
ター側油圧シリンダ３３の伸張作動によって上部カッタ
ー４が回転しながら一定速度で低速下降し、定位置で回
転する下部カッター５との噛合位置Ｐにおいて金属板Ｋ
に食い付いた状態で、クランプされた金属板Ｋを回転さ
せながら、この金属板Ｋを、回転する上下両カッター
４，５により前記センタ孔１０を中心とする所定半径ｒ
の円形状に切断してスピニング加工用板材Ｎを形成す
る。この金属板Ｋの円形状切断線を図２の（Ｂ）にＣＬ
で示す。

【００２２】上記のように、このスピニング加工用板材
形成装置によれば、この装置１台で金属板Ｋの円形状切
断作業とセンタ孔開け作業とを同時に行えるから、スピ
ニング加工用板材Ｎの形成作業迅速且つ容易に行うこと
ができて、作業能率の向上を図り、それによって製品コ
ストを安くすることができる。

【００２３】また、上記サークルカッター６による金属
板Ｋの円形切断に際しては、油圧シリンダ３３の伸張作
動によって上部カッター４が下動して金属板Ｋに当接す
るとき、この上部カッター４にかかる負荷によって油圧
回路の回路圧が設定圧以上に上昇することがあるが、斯
かる場合には図８に示されるリリーフ弁（圧力制御弁）
５２が作動して、油圧シリンダ３３のヘッド側圧力がタ
ンクＴに逃がされ、回路圧は設定された一定の圧力状態
に保持される。これによって、カッターの破損等を防止
し、その寿命を長く延ばすことができる。

【００２４】特に、このサークルカッター６によれば、
下部カッター５の回転軸２９が水平に対し所定角度傾斜
した姿勢で軸承部材３０によって定位置に保持される一
方、上部カッター４の回転軸３１が軸承部材３２によっ
て水平姿勢に保持されると共に油圧シリンダ３３に連動
連結されて、この油圧シリンダ３３の伸縮駆動により下
部カッター５に対し上下動するように構成されているか
ら、下部カッター５の下動により金属板Ｋを円形状に切
断する際に、金属板Ｋの切断面の形状を出来るだけ小さ
くして切断精度の向上を期することができる。また、こ
の円形状切断の際には、切断線ＣＬに沿って切断された
周辺の残材ｋが、従来のサークル剪断機による場合のよ
うに螺旋状に変形せず、偏平板状のまま切り落とされる
ようになるから、残材を回収して集めるとき、その残材
が嵩張らず、残材回収タンク等内に板状のまま効率よく
収納することができる。

【００２５】また、上記ポンチング兼用クランプ機構１
１では、可動枠３を固定枠２に対して適宜に遠近移動さ
せることによって、必要とする任意の径の円形状に切断
することができ、またポンチ９を所要径のものと取り替
えることによって、必要とする任意の径のセンタ孔１０
を形成することができる。

【００２６】

【発明の効果】請求項１に係る発明のスピニング加工用
板材形成装置によれば、この装置１台で金属板の円形状
切断作業とセンタ孔開け作業を同時に行うことができる
から、スピニング加工用板材の形成が迅速且つ容易に行
えて、作業能率の向上を図り、もって製品コストの低廉
化を図ることができる。また、可動枠を固定枠に対して
適宜に遠近移動させるだけで、任意の径の円形状に切断
でき、またポンチを交換することによって、任意の径の
センタ孔を形成することができる。

【００２７】請求項２に係る発明のスピニング加工用板
材形成装置によれば、下部カッターの下動により金属板
を円形状に切断する際に、金属板の切断面の形状を出来
るだけ小さくして切断精度の向上を期することができ
る。また円形状切断の際には、切断線に沿って切断され
た周辺の残材が、従来のサークル剪断機による場合のよ
うに螺旋状に変形せず、偏平板状のまま切り落とされる
ようになるから、残材を回収して集めるとき、その残材
が嵩張らず、残材回収タンク等内に板状のまま効率よく
収納できる。

【００２８】請求項３に係る発明のスピニング加工用板
材形成装置によれば、サークルカッター側油圧シリンダ
の油圧回路に、下部カッターの下動時にそのカッターに
かかる負荷による回路圧の上昇を制限する圧力制御弁を
設けたことにより、カッターの破損等を防止し、その寿
命を長く延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明に係るスピニング加工用板材形
成装置の全体を示す正面図である。

【図２】 （Ａ）は図１の一部拡大正面図、（Ｂ）は
（Ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。

【図３】 ポンチング兼用クランプ機構の一部断面拡大
正面図である。

【図４】 図３に示すポンチング兼用クランプ機構の右
側面図である。

【図５】 図１に関しサークルカッターの左側半分の拡
大縦断面図である。

【図６】 図１に関しサークルカッターの右側半分の拡
大縦断面図である。

【図７】 サークルカッターの拡大左側面図である。

【図８】 本装置の油圧回路を示す回路図である。

【符号の説明】

１ 基台 ２ 固定枠 ３ 可動枠 ４ サークルカッターの上部カッター ５ サークルカッターの下部カッター ６ サークルカッター ７ ポンチング兼用クランプ機構のテー
ブル ８ クランプヘッド ９ ポンチ １０ センタ孔 １１ ポンチング兼用クランプ機構 １６ クランプ機構側油圧シリンダ ２９ 下部カッターの回転軸 ３０，３２ 軸承部材 ３１ 上部カッターの回転軸 ３３ サークルカッター側油圧シリンダ ５２ リリーフ弁（圧力制御弁）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台上の片側に固定枠を設け、その反対
   側に可動枠を固定枠に対し遠近移動可能に設け、固定枠
   には、回転駆動される上下一対のカッターによって金属
   板を切断するサークルカッターを装備し、可動枠には、
   金属板をテーブル上に載置して上からクランプヘッドを
   押し付けてクランプすると共に、クランプヘッドを貫通
   するポンチによってテーブルの中心位置で金属板にセン
   タ孔を開けるポンチング兼用のクランプ機構を装備し、
   このクランプ機構のテーブル上からサークルカッターの
   上下両カッター間にわたって配置した金属板を前記クラ
   ンプ機構によりクランプしてセンタ孔を開けると共に、
   この金属板を上下両カッターにより前記センタ孔を中心
   とする所要半径の円形状に切断してスピニング加工用板
   材を形成するようにしたスピニング加工用板材の形成装
   置。
2. 【請求項２】 サークルカッターの下部カッターは、そ
   の回転軸が水平に対し所定角度傾斜した姿勢で軸承部材
   によって定位置に保持され、上部カッターは、その回転
   軸が軸承部材によって水平姿勢に保持されると共に、こ
   の軸承部材が油圧シリンダに連動連結されていて、この
   シリンダの伸縮駆動によって下部カッターに対し上下動
   するようになっている請求項１に記載のスピニング加工
   用板材の形成装置。
3. 【請求項３】 上部カッター駆動用油圧シリンダの油圧
   回路には、下部カッターの下動時にカッターにかかる負
   荷の増大による回路圧の上昇を制限する圧力制御弁が設
   けられている請求項２に記載のスピニング加工用板材の
   形成装置。