JP2002239832A - 軸体における挿入物の移動装置及び移動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 刃物やスペーサのような挿入物を、アーバ等
の軸体上で円滑かつ容易に移動させることができる挿入
物の移動装置を提供する。 【解決手段】 軸体１に挿入物３の荷重が集中的に作用
する荷重点Ｏを通過する荷重作用線Ｓの両側に配置され
た複数の点で、挿入物３の一面に接触する複数の当接部
材１６を有するプッシャ１５と、このプッシャ１５を、
軸体１の軸線Ｃと平行方向に移動させて挿入物３を軸体
１に沿って移動させる駆動手段とを有する。さらに、前
記複数の点を、荷重点Ｏから荷重作用線Ｓに沿って所定
距離だけ軸体１の軸線Ｃ側に離間して位置させるとよ
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸体に挿入された
挿入物を円滑に移動させることのできる軸体における挿
入物の移動装置及び移動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】軸体に挿入される挿入物の一例として、
帯材形成装置のスリッタに設けられる刃物及びスペーサ
がある。前記帯材形成装置は、幅広の材料から所定幅の
帯材を形成する装置で、スリッタは、アーバと称される
軸体に前記帯材の幅に合わせた間隔で刃物とスペーサを
交互に挿入している。そして、コイル状に巻いた幅広の
材料を巻き出しながら、前記アーバとともに前記刃物を
回転させ、前記材料を所定幅の帯材に切り分けている。

【０００３】図５は、スリッタに設けられるアーバの一
例にかかり、その側面図である。アーバ１はスリッタの
ベース２ａに設けられた支持部２によって一端が支持さ
れる。図示はしないが、スリッタを帯材形成装置に装着
して帯材を形成するときには、アーバ１の他端は、アー
バ支持部材によって支持され、このアーバ支持部材と支
持部２とで両端を支持された状態で回転される。

【０００４】アーバ１には、スペーサ４と刃物３が交互
に挿入されている。刃物３，３の間隔は、スペーサ４の
幅によって決定される。そのため、形成すべき帯材の幅
に変更があるときは、スリッタを帯材形成装置から取り
外し、スペーサ４及び刃物３をアーバ１から抜き出して
交換する必要がある。図５は、スペーサ４及び刃物３の
交換を行う際のアーバ１の状態を示していて、支持部２
とスペーサ４及び刃物３との間に設けられた移動装置２
０が、アーバ１上のスペーサ４及び刃物３を、他端に向
けて移動させるようになっている。

【０００５】このような移動装置２０は、従来、手作業
によってスペーサ４及び刃物３を一つづつアーバ１から
取り外すという作業から作業者を開放し、スペーサ４及
び刃物３の自動交換を可能にするという点で非常に有意
義なもので、例えば、特開平１１−１９８１９号公報の
スリッタースタンドの刃替装置などにも採用されてい
る。

【０００６】特開平１１−１９８１９号公報のスリッタ
ースタンドの刃替装置では、図５に示す移動装置２０と
同様に、アーバ１の軸線Ｃと平行に設けられたねじ軸３
０に沿って移動自在な移動体３１にプッシャ２５を設け
ている。そして、モータ３２の駆動によるねじ軸３０の
回転によるプッシャ２５の移動によって、スペーサ４及
び刃物３を一側（支持部２側）から押して、アーバ１の
他端側に移動させるようにしている。

【０００７】しかしながら、スペーサ４及び刃物３は、
帯材の幅寸法を可能な限り高精度に加工する必要から、
ほとんど隙間が無いようにアーバ１に挿入されるのが一
般的である。アーバ１が挿入されるスペーサ４及び刃物
３の孔の内径とアーバ１の外径との寸法誤差（隙間）
は、通常は４０μｍ〜６０μｍ程度に設定される。その
ため、特に、肉厚の薄い刃物３においては、刃物３の前
記孔の内径部分がアーバ１の外径部分とかみやすく、手
作業においては、刃物３を回転させながらアーバ１から
取り外すようにしているのが現状である。

【０００８】上記した移動装置２０においても、プッシ
ャ２５が全面でスペーサ４又は刃物３に接触して押すよ
うにしているが、刃物３又は４に接触する面の全面にわ
たって均等な力でスペーサ４又は刃物３を押すことは現
実にはきわめて困難で、アーバ１の途中で刃物３がかん
でしまい、刃物３をスムースに移動させることができ
ず、かつ、刃物３やアーバ１に傷を付けるおそれがあっ
た。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
にかんがみてなされたもので、刃物やスペーサのような
挿入物を、アーバ等の軸体上で円滑かつ容易に移動させ
ることができ、作業者の作業負担を軽減するとともに、
前記軸体に対する前記挿入物の出し入れを自動で行うこ
とが可能な挿入物の移動装置及び挿入物の移動方法を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の発明者は、上記
課題を解決するにあたり、次の点に着目した。図６は、
アーバ１とアーバ１に挿入された刃物３との関係を示す
概略図である。図６では、説明の便宜のため、本来は数
十μｍ程度である刃物３の孔の内径とアーバ１の外径と
の間の隙間を拡大して示している。

【００１１】アーバ１の外径に対して刃物３の孔の内径
が幾分大きく形成されているので、両者の曲率の違いか
ら、刃物３の荷重はアーバ１の外径部分の頂点（以下、
荷重点Ｏと記載する）に集中していると推測することが
できる。したがって、アーバ１と刃物３の孔の内径との
間に図示するような隙間がある場合、刃物３は、刃物３
の自重が作用する方向と同方向であって荷重点Ｏをとお
る荷重作用線Ｓ及びこれに荷重点Ｏで直交する線Ｓ′を
中心に、前後方向及び左右方向に揺動しやすくなると推
測できる。

【００１２】図７は、図６の状態で刃物３を一側からプ
ッシャ２５で押した場合の説明図で、図７（ａ）は刃物
３を図６の側方（矢印Ｘ方向）から見た図、（ｂ）は刃
物３を図６の上方（矢印Ｙ方向）から見た図である。ア
ーバ１に挿入された刃物３は、前記したように、荷重点
Ｏを支点として前後及び左右に揺動しやすい状態であ
る。この状態でプッシャ２５が刃物３を押すと、プッシ
ャ２５が刃物３に接触する当接面で押圧力が不均一なこ
ともあって、刃物３が荷重点Ｏを支点として前後方向及
び左右方向に揺動を始める。このような揺動が始まった
状況下では、図７（ａ）（ｂ）に示すように、プッシャ
２５と刃物３とがほとんど一点での点接触となり、プッ
シャ２５及び刃物３の移動にともなってびびり振動を発
生させ、円滑な移動を妨げる要因になっていると推測さ
れる。

【００１３】そこで、本発明の発明者は、刃物３を荷重
作用線Ｓの両側の複数点で点接触状態で押すことによ
り、荷重点Ｏを支点とする左右方向の揺動を抑制するよ
うにした。さらに、接触点の上下方向の位置を適宜に選
択することで、当該接触点の周りの回転モーメントが０
になるようにして、荷重点Ｏを中心とする前後方向の揺
動を抑制するようにした。その結果、刃物３及びスペー
サ４をアーバ１の軸線Ｃと平行方向にスムースに移動さ
せることが可能になった。

【００１４】すなわち、請求項１に記載の発明は、軸体
に挿入された挿入物を前記軸体上で移動させるための挿
入物の移動装置において、前記軸体に前記挿入物の荷重
が集中的に作用する荷重点を通過する荷重作用線の両側
に配置された複数の点で、前記前記挿入物の一面に接触
する複数の当接部材を有するプッシャと、このプッシャ
を、前記軸体の軸線と平行方向に移動させて前記挿入物
を前記軸体に沿って移動させる駆動手段とを有する構成
としてある。

【００１５】この構成によれば、プッシャの当接部材
が、荷重作用線の両側で挿入物の一面に接触して押すこ
とにより、荷重点を支点とする挿入物の左右方向の揺動
を抑制することができる。請求項２に記載の発明のよう
に、前記複数の点を前記荷重作用線の両側の対称位置に
配置するようにすることで、当接部材による押圧力の分
布が、荷重作用線の両側で均等になるので、より安定的
に挿入物を移動させることができる。

【００１６】請求項３に記載の発明は、前記複数の点
が、前記荷重点から前記荷重作用線に沿って所定距離だ
け前記軸体の軸線側に離間して位置させた構成としてあ
る。このように構成すれば、挿入物を前後方向に揺動さ
せようとするモーメントが、当接部材と挿入物との接触
点を中心として相殺されると推測される。したがって、
挿入物の前後方向の揺動を抑制することができる。請求
項３に記載の発明において、前記距離は実験や計測、経
験等によって適宜に選択されるのが好ましいが、請求項
４に記載するように、前記荷重点から前記荷重作用線に
沿って上下方向に、前記軸体の直径の±０．３倍とする
のがよい。

【００１７】請求項５に記載の発明は、前記軸体が、ス
リッタにおける回転自在なアーバであり、前記挿入物
が、前記アーバに挿入される刃物又は刃物及びスペーサ
であり、前記アーバにスペーサを介して所定間隔で前記
刃物を配置して、前記刃物を前記アーバとともに回転さ
せることで前記刃物の間隔に応じた幅の帯材を切断して
形成する構成としてある。本発明をスリッタに適用する
ことで、刃物及びスペーサの交換作業が容易になり、か
つ、刃物及びスリッタのアーバへの着脱を自動化するこ
とが容易になる。

【００１８】請求項６に記載の発明は、前記軸体には、
前記アーバとの間で前記刃物及びスペーサの交換を行う
ための刃物交換装置に設けられ、前記アーバとの間で前
記刃物及びスペーサの授受を行うダミーアーバを含む構
成としてある。スリッタの刃物及びスペーサの自動交換
を行う場合には、アーバだけでなく、アーバに対して刃
物及びスペーサを受け渡すダミーアーバにも本発明を適
用することが可能である。これにより、アーバとダミー
アーバとの間での刃物及びスペーサの授受をスムースに
行うことが可能になる。

【００１９】請求項７に記載の発明は、前記当接部材を
前記プッシャの両側に設けるとともに前記当接部材を前
記軸体の軸線と交差する方向に移動自在にし、前記挿入
物を前記軸体から取り出す際及び前記軸体に挿入する際
の双方において前記挿入物を移動できるようにした構成
としてある。このように構成すれば、アーバから刃物及
びスペーサの取り外し及びアーバへの刃物及びスペーサ
の取り付けを単一の移動装置で行うことが可能になる。

【００２０】請求項８に記載の発明は、軸体に挿入され
た挿入物を前記軸体上で移動させるための挿入物の移動
方法において、前記軸体に前記挿入物の荷重が集中的に
作用する荷重点を通過する荷重作用線の両側であって、
かつ、前記荷重点から前記荷重作用線に沿って前記軸体
の軸線側に離間した複数の点で、プッシャの当接部材を
前記挿入物に接触させ、このプッシャを、前記軸体の軸
線と平行方向に移動させて前記挿入物を前記軸体に沿っ
て移動させる方法である。この方法によれば、プッシャ
で挿入物を移動させる際に、荷重点を支点とする挿入物
の左右方向の揺動を抑制することができる。

【００２１】この場合、請求項９に記載するように、前
記複数の点を、前記荷重作用線の両側の対称位置に配置
するとよい。また、請求項１０に記載するように、前記
離間させた距離を、前記荷重点から前記荷重作用線に沿
って上下方向に、前記軸体の直径の±０．３倍とするの
がよい。このようにすることで、挿入物の前後方向の揺
動も抑止することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を、図面を参照
しながら詳細に説明する。図１は、本発明にかかる挿入
物の移動装置の一実施形態を説明するための側面図、図
２は移動装置の当接部材の詳細図で、（ａ）は当接部材
の正面図、（ｂ）は当接部材の側面図である。なお、こ
の実施形態で挿入物の移動装置は、スリッタのアーバ１
に挿入されたスペーサ４及び刃物３をアーバ１上で移動
させるものとして説明するが、本発明は、アーバ以外の
他の軸体及びこの軸体に挿入された他の挿入物を移動さ
せる移動装置にも適用が可能である。

【００２３】移動装置１０は、スペーサ４又は刃物３に
接触する半円弧状のプッシャ１５と、このプッシャ１５
を昇降させるシリンダ１１と、このシリンダ１１のピス
トンロッド１１ａの先端に連結されるとともに、プッシ
ャ１５が取り付けられた昇降自在な昇降部材１２とを有
している。上記構成の移動装置１０は、図示しないガイ
ドレールに沿って、例えば、公知のボール・ねじ機構等
によって、アーバ１の軸線Ｃと平行方向に進退移動でき
るようになっている。また、シリンダ１１の駆動によっ
てプッシャ１５を昇降部材１２とともに上昇させること
で、アーバ１に挿入された刃物３及びスペーサ４と干渉
することなく、プッシャ１５をアーバ１の軸線Ｃと平行
方向に移動させることができるようになっている。

【００２４】プッシャ１５は、図２（ａ）に示すよう
に、アーバ１と同心の半円弧状に形成され、アーバ１の
頂部（刃物３の荷重点Ｏ）をとおり、刃物３の荷重の作
用方向と同方向の荷重作用線Ｓを中心に、左右均等位置
に振り分けられた二つの当接部材１６を有している。こ
の当接部材１６は、図２（ｂ）に示すように、プッシャ
１５の両側に設けられていて、刃物３をアーバ１に挿入
するとき及び刃物３をアーバ１から取り出すときの双方
で使い分けができるようになっている。

【００２５】この当接部材１６の上下方向の位置は、実
験や経験等によって適宜の位置に選択するのが好まし
い。スリッタのアーバ１と刃物３において発明者が種々
に実験を繰り返した結果、荷重点Ｏからアーバ１の直径
Ｄの±０．３倍分の範囲内、好ましくは、−０．０２倍
〜−０．２倍の範囲内で、アーバ１の軸線Ｃ側に当接部
材１６を位置させるとよいことがわかった。なお、当接
部材１６は、上記の範囲内でプッシャ１５における取付
位置を容易に変更できるように、例えば、当接部材１５
の取り付け用の孔を複数設けるなどするのが好ましい。

【００２６】上記構成の移動装置の作用を、図３を参照
しながら説明する。図３（ａ）は、プッシャ１５を図２
（ａ）の上方（Ｙ方向）から見た図、図３（ｂ）は、プ
ッシャ１５を図２（ａ）の側方（Ｘ方向）から見た図で
ある。荷重作用線Ｓの左右の均等位置に二つの当接部材
１６を配置しているので、プッシャ１５が刃物３を押し
たときに、その押圧力が刃物３の左右に均等に付与され
るので、荷重作用線Ｓを中心とする刃物３の左右方向の
揺動を抑制することができる。また、図３（ｂ）に示す
ように、当接部材１６が刃物３に接触する接触位置を、
アーバ１の直径Ｄの±０．３倍分の範囲内、好ましく
は、−０．０２倍〜−０．２倍の範囲内で、アーバ１の
軸線Ｃ側に位置させることで、刃物３を前後方向に揺動
させようとするモーメントが当接部材１６の接触点を中
心に相殺され（すなわち、前記接触点における回転モー
メントが０になる）、刃物３の前後方向の揺動を抑制す
ることができる。したがって、例えば、図３（ｃ）に示
すように、アーバ１に撓みがあったとしても、前記接触
点における回転モーメントが０であるから、刃物３を前
後に揺動させることなく移動させることができる。

【００２７】上記構成の当接部材１６及びプッシャ１５
を有する移動装置１０は、以下のように作用する。図４
（ａ）に示すように、刃物３及びスペーサ４を取り出す
際には、移動装置１０は図４（ａ）中実線で示す位置に
いて、プッシャ１５の当接部材１６を、支持部２側の刃
物３又はスペーサ４に接触させている。この状態で、移
動装置１０を図中の右方向に移動させると、刃物３及び
スペーサ４がアーバ１に沿って右方に移動する。この
際、当接部材１６が上記したような位置で点接触によっ
て刃物３又はスペーサ４を押すので、刃物３やスペーサ
４の揺動によるびびり振動も発生することなく、スムー
スにこれらを移動させることができる。

【００２８】図４（ｂ）に示すように、刃物３又はスペ
ーサ４をアーバ１に挿入する際には、アーバ１の端部か
らスペーサ４及び刃物３を一つづつアーバ１に挿入す
る。そして、図４（ｂ）中実線で示す位置でスペーサ４
又は刃物３に当接部材１６を接触させ、移動装置１０を
図中左方向に移動させる。この場合にも、上記と同様に
びびり振動が発生することなく、スムースにこれらを移
動させることができる。

【００２９】本発明の好適な実施形態を説明してきた
が、本発明は上記の実施形態により何ら限定されるもの
ではない。例えば、移動装置１０の移動は上記の形態の
ものに限られるものではなく、シリンダ等の他の駆動機
構を用いて移動させるようにしてもよい。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、刃物やスペーサのよう
な挿入物を、アーバ等の軸体上で円滑かつ容易に移動さ
せることができるようになる。そのため、作業者の作業
負担を大幅に軽減し、挿入物を軸体に出し入れする際の
作業時間を大幅に短縮することが可能になり、かつ、前
記軸体に対する前記挿入物の出し入れの自動化も容易に
図ることができるようなる。さらに、挿入物を軸体から
出し入れする際に、挿入物が軸上でびびり振動を起こす
こともないので、挿入物及び軸体の双方に傷が付く等の
不都合が生じることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる挿入物の移動装置の一実施形態
を説明するための側面図である。

【図２】移動装置の当接部材の詳細図で、（ａ）は当接
部材の正面図、（ｂ）は当接部材の側面図である。

【図３】図３（ａ）は、プッシャを図２（ａ）の上方
（Ｙ方向）から見た図、図３（ｂ）は、プッシャを図２
（ａ）の側方（Ｘ方向）から見た図、図３（ｃ）はアー
バに撓みがあった場合の作用を説明する図である。

【図４】本発明の移動装置の一実施形態にかかり、移動
装置の作用を説明するための図である。

【図５】スリッタに設けられるアーバの一例にかかり、
その側面図である。

【図６】アーバとアーバに挿入された刃物との関係を示
す概略図である。

【図７】図６の状態で刃物をプッシャで押した場合の説
明図で、図７（ａ）は刃物を図６の側方（矢印Ｘ方向）
から見た図、（ｂ）は刃物を図６の上方（矢印Ｙ方向）
から見た図である。

【符号の説明】

１ アーバ（軸体） ２ 支持部 ３ 刃物（挿入物） ４ スペーサ（挿入物） １０ 移動装置 １１ シリンダ １２ 昇降部材 １５ プッシャ １６ 当接部材 Ｏ 荷重点 Ｓ 荷重作用線 Ｃ アーバの軸線

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸体に挿入された挿入物を前記軸体上で
   移動させるための挿入物の移動装置において、 前記軸体に前記挿入物の荷重が集中的に作用する荷重点
   を通過する荷重作用線の両側に配置された複数の点で、
   前記前記挿入物の一面に接触する複数の当接部材を有す
   るプッシャと、 このプッシャを、前記軸体の軸線と平行方向に移動させ
   て前記挿入物を前記軸体に沿って移動させる駆動手段
   と、 を有することを特徴とする軸体における挿入物の移動装
   置。
2. 【請求項２】 前記複数の点が、前記荷重作用線の両側
   の対称位置に配置されていることを特徴とする請求項１
   に記載の軸体における挿入物の移動装置。
3. 【請求項３】 前記複数の点が、前記荷重点から前記荷
   重作用線に沿って所定距離だけ前記軸体の軸線側に離間
   して位置していることを特徴とする請求項１に記載の軸
   体における挿入物の移動装置。
4. 【請求項４】 前記距離が、前記荷重点から前記荷重作
   用線に沿って上下方向に、前記軸体の直径の±０．３倍
   であることを特徴とする請求項３に記載の軸体における
   挿入物の移動装置。
5. 【請求項５】 前記軸体が、スリッタにおける回転自在
   なアーバであり、前記挿入物が、前記アーバに挿入され
   る刃物又は刃物及びスペーサであり、前記アーバにスペ
   ーサを介して所定間隔で前記刃物を配置して、前記刃物
   を前記アーバとともに回転させることで前記刃物の間隔
   に応じた幅の帯材を切断して形成することを特徴とする
   請求項１〜４のいずれかに記載の軸体における挿入物の
   移動装置。
6. 【請求項６】 前記軸体には、前記アーバとの間で前記
   刃物及びスペーサの交換を行うための刃物交換装置に設
   けられ、前記アーバとの間で前記刃物及びスペーサの授
   受を行うダミーアーバを含むことを特徴とする請求項５
   に記載の軸体における挿入物の移動装置。
7. 【請求項７】 前記当接部材を前記プッシャの両側に設
   けるとともに前記当接部材を前記軸体の軸線と交差する
   方向に移動自在にし、前記挿入物を前記軸体から取り出
   す際及び前記軸体に挿入する際の双方において前記挿入
   物を移動できるようにしてことを特徴とする請求項１〜
   ６のいずれかに記載の軸体における挿入物の移動装置。
8. 【請求項８】 軸体に挿入された挿入物を前記軸体上で
   移動させるための挿入物の移動方法において、 前記軸体に前記挿入物の荷重が集中的に作用する荷重点
   を通過する荷重作用線の両側であって、かつ、前記荷重
   点から前記荷重作用線に沿って前記軸体の軸線側に離間
   した複数の点で、プッシャの当接部材を前記挿入物に接
   触させ、 このプッシャを、前記軸体の軸線と平行方向に移動させ
   て前記挿入物を前記軸体に沿って移動させること、 を特徴とする軸体における挿入物の移動方法。
9. 【請求項９】 前記荷重作用線の両側の対称位置に配置
   された前記複数の点を、前記当接部材で押しながら前記
   挿入物を移動させることを特徴とする請求項８に記載の
   軸体における挿入物の移動方法。
10. 【請求項１０】 前記荷重点から前記荷重作用線に沿っ
    て上下方向に、前記軸体の直径の±０．３倍だけ離間し
    た距離のところに前記複数の点を位置させ、前記当接部
    材で押しながら前記挿入物を移動させることを特徴とす
    る請求項８又は９に記載の挿入物の移動方法。