JP2009208191A - 切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】上刃及び下刃の交換をスムーズに行わせることができるとともに、当該上刃と下刃との間に設定されたクリアランスを常時維持させることができる切断装置を提供する。
【解決手段】上刃Ｈ１を保持した上ホルダＡ１、及び下刃Ｈ２を保持した下ホルダＡ２が取り付けられて当該上刃Ｈ１及び下刃Ｈ２の協働により長尺状板材Ｗを所定長さに切断する切断装置本体１を有した切断装置であって、上ホルダＡ１と下ホルダＡ２とを一体的なユニットＹ１〜Ｙ３として構成するとともに、互いに刃面の形状が異なる上刃Ｈ１及び下刃Ｈ２を保持した上ホルダＡ１及び下ホルダＡ２を含む複数のユニットＹ１〜Ｙ３を備え、これら複数のユニットＹ１〜Ｙ３のうち切断装置本体１に取り付けられたものを取り外し、任意のユニットを取り付けることにより当該ユニットを交換し得る交換手段２を具備したものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、上刃を保持した上ホルダ、及び下刃を保持した下ホルダが取り付けられて当該上刃及び下刃の協働により長尺状板材を所定長さに切断する切断装置本体を有した切断装置に関するものである。

シャーリングマシン（シャー）と称される切断装置は、一般に、順次送られる金属製の長尺状板材を上刃及び下刃の協働により順次所定長さに切断するものであり、例えば特許文献１で示されるように、上刃を回動させつつ下刃を水平面内で同期させて往復動させることにより長尺状板材を所定長さに切断するロータリーシャーが広く提供されるに至っている。

かかるロータリーシャーにおいては、上刃と下刃とが近接、離間を繰り返し、近接時に長尺状部材に対して剪断力を加えてその幅方向で切断し得るようになっている。かかる上刃及び下刃は、従来、それぞれ長尺状板材の幅に応じた長さの直線状の刃面を有しており、順次送られる長尺状板材を直線状に切断し得るよう構成されている。そして、切断された板材は、例えばプレス装置に搬送され、所望のプレス加工等が施されることとなる。
特開２００１−１５０２２５号公報

しかしながら、上記従来の切断装置においては、以下の如き問題があった。
例えば自動車のボンネット等をプレス加工するシャーラインにおいては、長尺状板材を円弧状（曲線状）に切断する場合がある。その場合、円弧状切断面に対応した円弧形状の刃面を有した刃具（上刃及び下刃）をシャーリングマシン（切断装置）に取り付ける必要があるが、円弧形状は、直線形状と異なり、種々曲率が想定されることから、上刃及び下刃を加工形状に応じたものに交換する必要が生じる。

しかしながら、従来の切断装置においては、上刃及び下刃の取り付け及び取り外し作業は、ボルト等の締結手段により手作業で行われるため、刃具の交換をスムーズに行わせることができないという問題があった。特に、上刃と下刃との間には、長尺状板材に対して剪断力を付与するための所定寸法のクリアランスが設定されているのであるが、上刃及び下刃の交換の度に当該クリアランスの設定を行わなければならず、刃具交換時の作業性が著しく悪化してしまうという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、上刃及び下刃の交換をスムーズに行わせることができるとともに、当該上刃と下刃との間に設定されたクリアランスを常時維持させることができる切断装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、上刃を保持した上ホルダ、及び下刃を保持した下ホルダが取り付けられて当該上刃及び下刃の協働により長尺状板材を所定長さに切断する切断装置本体を有した切断装置であって、前記上ホルダと下ホルダとを一体的なユニットとして構成するとともに、互いに刃面の形状が異なる上刃及び下刃を保持した上ホルダ及び下ホルダを含む複数のユニットを備え、これら複数のユニットのうち前記切断装置本体に取り付けられたものを取り外し、任意のユニットを取り付けることにより当該ユニットを交換し得る交換手段を具備したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の切断装置において、前記交換手段は、複数のユニットを支持しつつ前記切断装置本体のユニットの取り付け位置と対向した交換位置とその他の待機位置との間で当該ユニットを移動可能な移動手段と、該移動手段で交換位置まで移動されたユニットを前記切断装置本体のユニットの取り付け位置まで搬送させる搬送手段とを具備したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の切断装置において、前記複数のユニットのうち少なくとも１つは、曲線形状の刃面を有した上刃及び下刃を含むものとされたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか１つに記載の切断装置において、前記切断装置本体は、上刃を回動させつつ下刃を水平面内で同期させて往復動させることにより長尺状板材を所定長さに切断するロータリーシャーから成ることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、互いに刃面の形状が異なる上刃及び下刃を保持した上ホルダ及び下ホルダを含む複数のユニットを備え、これら複数のユニットのうち切断装置本体に取り付けられたものを取り外し、任意のユニットを取り付けることにより当該ユニットを交換し得る交換手段を具備したので、上刃及び下刃の交換をスムーズに行わせることができるとともに、当該上刃と下刃との間に設定されたクリアランスを常時維持させることができる。

請求項２の発明によれば、交換手段は、複数のユニットを支持しつつ切断装置本体のユニットの取り付け位置と対向した交換位置とその他の待機位置との間で当該ユニットを移動可能な移動手段と、該移動手段で交換位置まで移動されたユニットを切断装置本体のユニットの取り付け位置まで搬送させる搬送手段とを具備したので、交換手段によるユニットの交換を自動化又は半自動化させることができる。

請求項３の発明によれば、複数のユニットのうち少なくとも１つは、曲線形状の刃面を有した上刃及び下刃を含むものとされたので、例えば直線状の刃面を有した上刃及び下刃を含むユニットから曲線形状の刃面を有した上刃及び下刃を含むユニットへの交換、或いは曲線形状の刃面を有した上刃及び下刃を含むユニットから直線状の刃面を有した上刃及び下刃を含むユニットへの交換をよりスムーズに行わせることができる。

また、曲線形状の刃面を有した上刃及び下刃を含むユニットを複数具備させ、これらが互いに異なる曲率の曲線形状の刃面を有した上刃及び下刃を含むよう構成してもよい。この場合、一の曲率の曲線形状の刃面を有した上刃及び下刃を含むユニットから他の曲率の曲線形状の刃面を有した上刃及び下刃を含むユニットへの交換をスムーズに行わせることができる。

請求項４の発明によれば、切断装置本体は、上刃を回動させつつ下刃を水平面内で同期させて往復動させることにより長尺状板材を所定長さに切断するロータリーシャーから成るので、切断手段として汎用的に普及したロータリーシャーを流用することができ、製造コストを低減させることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る切断装置は、上刃を保持した上ホルダ、及び下刃を保持した下ホルダが取り付けられて当該上刃及び下刃の協働により長尺状板材を所定長さに切断するためのシャーリングマシンに適用されたもので、図１〜５に示すように、切断装置本体１と、交換手段２とを備えたものである。尚、図１中符号Ｗは、切断加工されるべき金属製の長尺状板材を示している。

切断装置本体１は、ロータリーシャーから成るもので、上刃Ｈ１（回動刃）を回動させつつ下刃Ｈ２（受け刃）を水平面内で同期させて往復動させることにより長尺状板材Ｗを所定長さに切断するためのものである。より具体的には、切断装置本体１は、図２、４に示すように、基台Ｆ１と、該基台Ｆ１上に固定された台部Ｆ１ａと、該台部Ｆ１ａ上のレールＲ１に沿って前後動（図２、４における紙面垂直方向への往復動）自在に配設された下支持部５と、該下支持部５の上方を覆う如く回動自在に配設された上支持部４とを具備している。

下支持部５と上支持部４との間には、上刃Ｈ１を保持した上ホルダＡ１、及び下刃Ｈ２を保持した下ホルダＡ２とを一体としたユニットＹ１〜Ｙ３が挿通され、上ホルダＡ１がクランプ手段Ｃ１により上支持部４に、下ホルダＡ２がクランプ手段Ｃ２により下支持部５にそれぞれ取り付けられるよう構成されている。かかるユニットＹ１〜Ｙ３は、互いに刃面の形状が異なる上刃及び下刃を保持した上ホルダＡ１及び下ホルダＡ２を含むものであり、本実施形態においては、所定曲率の円弧形状（曲線形状）の刃面を有した上刃及び下刃を含むユニットＹ１、該ユニットＹ１のものとは異なる曲率の円弧形状の刃面を有した上刃及び下刃を含むユニットＹ２、直線状の刃面を有した上刃及び下刃を含むユニットＹ３の３つが配設されている。この円弧形状の上刃及び下刃は、刃面が種々の曲線形状である上刃及び下刃であれば足り、必ずしも円弧である必要はない。

尚、所定曲率の円弧形状の刃面を有した上刃Ｈ１及び下刃Ｈ２により長尺状板材Ｗを切断した場合、当該長尺状板材Ｗの幅方向に亘って刃面と対応した円弧形状の切断形状が得られるとともに、直線状の刃面を有した上刃Ｈ１及び下刃Ｈ２により長尺状板材Ｗを切断した場合、当該長尺状板材Ｗの幅方向に亘って刃面と対応した直線形状の切断形状が得られることとなる。

而して、ユニットＹ１〜Ｙ３は、上ホルダＡ１及び下ホルダＡ２を一体として保持するものであり、非加工状態においても、それぞれの上刃Ｈ１と下刃Ｈ２との間に設定されたクリアランスが維持されるよう構成されている。即ち、図６、７に示すように、下ホルダＡ２の両側面からは、一体的に上方へ突出形成されたガイド部材Ａ２ａが形成されており、これらガイド部材Ａ２ａが上ホルダＡ１側に形成されたガイド孔Ａａに挿通されることにより、上ホルダＡ１と下ホルダＡ２とが平面内で相対的にずれないよう構成されているので、上刃Ｈ１と下刃Ｈ２との相対位置もずれないように構成されているのである。

また、上記の如き構成により、上ホルダＡ１と下ホルダＡ２とは上下方向に対しては相対移動可能となっており、上ホルダＡ１が上支持部４に、下ホルダＡ２が下支持部５にそれぞれ取り付けられた状態では、これら上ホルダＡ１と下ホルダＡ２とはそれぞれ独立した動作が可能となっている（但し、下記の如く連動動作することとなり完全な独立動作ではない）。

一方、上支持部４は、軸Ｌ２に支持されて構成されており、モータＭ１を駆動させて駆動軸Ｌ１を回転させると、当該駆動軸Ｌ１と軸Ｌ２との間に接続されたクランク形状のクランク部３の作用により、基台Ｆ１に対して上支持部４と共に上ホルダＡ１が回動し得るよう構成されている。然るに、上ホルダＡ１が回動動作した際、ガイド部材Ａ２ａを介して下ホルダＡ２が連動（往復動）し得るようになっており、切断加工時、上刃Ｈ１を回動させつつ下刃Ｈ２を水平面内で同期させて往復動（前後動）させるようになっている。

交換手段２は、複数のユニットＹ１〜Ｙ３のうち切断装置本体１に取り付けられたものを取り外し、任意のユニットを取り付けることにより当該ユニットを交換し得るものであり、図１〜３及び図５に示すように、複数のユニット（Ｙ１〜Ｙ３）を支持しつつ切断装置本体１のユニットの取り付け位置α（図１参照）（下支持部５と上支持部４との間の位置）と対向した交換位置β（図３参照）と該交換位置β以外の待機位置（本実施形態においては交換位置βの左右位置）との間で当該ユニットを移動可能である台車６（移動手段）と、該台車６で交換位置βまで移動されたユニットを切断装置本体１のユニットの取り付け位置αまで搬送させる搬送手段７とを具備している。

台車６は、基台Ｆ２に形成されたレールＲ２に沿って移動可能とされたもので、４つの車輪Ｋ１、該車輪Ｋ１を駆動させるためのモータＭ２等を有しており、その上面が３つのユニットＹ１〜Ｙ２を載置可能な載置面とされている。そして、台車６は、３位置（ユニットＹ１が交換位置βとなる位置、ユニットＹ２が交換位置βとなる位置、及びユニットＹ３が交換位置βとなる位置）で停止可能とされており、かかる交換位置βと切断装置本体１におけるユニットの取り付け位置α（下支持部５と上支持部４との間の位置）との間には、補助レールＦ５が懸架されている。尚、切断装置本体１における上支持部４は、全体として門型に形成されており、補助レールＦ５を通過したユニットＹ１〜Ｙ３がその取り付け位置α（下支持部５と上支持部４との間の位置）に至ることが可能なようになっている。

更に、交換位置βに対応した位置には、上方へ延びる複数の柱部Ｆ３が形成されており、これら柱部Ｆ３の上端を連結して摺動部Ｆ４が延設されている。この摺動部Ｆ４は、交換手段２における台車６の交換位置βからユニットＹ１〜Ｙ３の取り付け位置α（下支持部５と上支持部４との間の位置）に向かって延設されたフレームから成り、その延設方向にチェーン９（図１、５参照）が無端状に懸架されている。このチェーン９は、モータＭ２により回動可能とされているとともに、その一部に搬送手段７が連結されている。

搬送手段７は、上端がチェーン９と連結されつつ下方に延設された腕部８と、該腕部８の下端に形成されたシリンダＳ１と、該シリンダＳ１の作動ロッドの突端に形成された押圧部１０と、該押圧部１０近傍に形成されたシリンダＳ２とから主に構成されている。腕部８は、モータＭ２の駆動（正逆転駆動）により摺動部Ｆ４の延設方向に往復動可能とされているとともに、シリンダＳ１の押圧部１０は、腕部８の動作及びシリンダＳ１の作動によりユニットＹ１〜Ｙ３の側面を押圧し得るよう構成されている。

例えばユニットＹ２を切断装置本体１に取り付ける際には、台車６を略中央の位置に停止させ、当該ユニットＹ２を交換位置βとした後、モータＭ２を駆動させて腕部８を図中右方向へ移動させることによりシリンダＳ１の押圧部１０にてユニットＹ２の側面を押圧する。腕部８が補助レールＦ５上の所定位置に達した時点でモータＭ２が停止する（図５中２点鎖線で示した位置での停止）とともに、シリンダＳ１が作動してその作動ロッドの伸長により押圧部１０がユニットＹ２を更に押圧することとなる。

これにより、ユニットＹ２は、補助レールＦ５を通過して下支持部５と上支持部４との間の位置（取り付け位置α）に至り、その後、クランプ手段Ｃ１、Ｃ２が作動して、上ホルダＡ１が上支持部４に、下ホルダＡ２が下支持部５にそれぞれ取り付けられることとなる。その後、モータＭ２を逆転駆動させ、台車６を初期位置まで戻し、その状態にて加工装置本体１による切断加工が行われる。

また、切断装置本体１に取り付けられたユニットＹ１〜Ｙ３を取り外して他のユニットに交換する際には、クランプ手段Ｃ１、Ｃ２をアンクランプ状態（クランプ解除）とした後（これにより、上ホルダＡ１と下ホルダＡ２とは一体となってユニットを成すこととなる）、再びモータＭ２を駆動させつつシリンダＳ１を作動させ、その作動ロッドを伸長させるとともに、シリンダＳ２を作動させて、その作動ロッドを切断装置本体１に取り付けられたユニットＹ１〜Ｙ３の嵌合孔（不図示）に挿通させて係止する。

その状態から、シリンダＳ１を作動させて、その作動ロッドを縮長させるとともに、モータＭを逆転駆動させてユニットＹ１〜Ｙ３を台車６上まで移動させる。これにより、切断装置本体１に取り付けられていたユニットＹ１〜Ｙ３は、台車６上に載置されることとなり、その後、任意取り付けたいユニットＹ１〜Ｙ３が交換位置βとなるよう台車６を移動させることができる。その後の取り付け動作については既述した通りである。

上記実施形態によれば、互いに刃面の形状が異なる上刃Ｈ１及び下刃Ｈ２を保持した上ホルダＡ１及び下ホルダＡ２を含む複数のユニットＹ１〜Ｙ３を備え、これら複数のユニットＹ１〜Ｙ３のうち切断装置本体１に取り付けられたものを取り外し、任意のユニットＹ１〜Ｙ３を取り付けることにより当該ユニットＹ１〜Ｙ３を交換し得る交換手段２を具備したので、上刃Ｈ１及び下刃Ｈ２の交換をスムーズに行わせることができるとともに、当該上刃Ｈ１と下刃Ｈ２との間に設定されたクリアランスを常時維持させることができる。

また、交換手段２は、複数のユニットＹ１〜Ｙ３を支持しつつ切断装置本体１のユニットＹ１〜Ｙ２の取り付け位置αと対向した交換位置βとその他の待機位置との間で当該ユニットＹ１〜Ｙ３を移動可能な台車６（移動手段）と、該台車６（移動手段）で交換位置βまで移動されたユニットＹ１〜Ｙ３を切断装置本体１のユニットの取り付け位置αまで搬送させる搬送手段７とを具備したので、交換手段２によるユニットＹ１〜Ｙ３の交換を自動化又は半自動化させることができる。

更に、複数のユニットのうち少なくとも１つ（本実施形態においてはＹ１とＹ２の２つ）は、円弧形状の刃面を有した上刃Ｈ１及び下刃Ｈ２を含むものとされたので、例えば直線状の刃面を有した上刃Ｈ１及び下刃Ｈ２を含むユニット（本実施形態においてはユニットＹ３）から円弧状形状（曲線形状）の刃面を有した上刃Ｈ１及び下刃Ｈ２を含むユニット（Ｙ１若しくはＹ２）への交換、或いは円弧状形状（曲線形状）の刃面を有した上刃Ｈ１及び下刃Ｈ２を含むユニット（Ｙ１若しくはＹ２）から直線状の刃面を有した上刃Ｈ１及び下刃Ｈ２を含むユニットＹ３への交換をよりスムーズに行わせることができる。

また、本実施形態の如く、円弧形状（曲線形状）の刃面を有した上刃Ｈ１及び下刃Ｈ２を含むユニット（Ｙ１、Ｙ２）を複数（２つ）具備させ、これらが互いに異なる曲率の円弧状形状（曲線形状）の刃面を有した上刃Ｈ１及び下刃Ｈ２を含むよう構成した場合、一の曲率の円弧状形状の刃面を有した上刃Ｈ１及び下刃Ｈ２を含むユニット（Ｙ１或いはＹ２）から他の曲率の円弧状形状の刃面を有した上刃Ｈ１及び下刃Ｈ２を含むユニット（Ｙ２或いはＹ１）への交換をスムーズに行わせることができる。

更に、本実施形態で適用される切断装置本体１は、上刃Ｈ１を回動させつつ下刃Ｈ２を水平面内で同期させて往復動させることにより長尺状板材Ｗを所定長さに切断するロータリーシャーから成るので、切断手段として汎用的に普及したロータリーシャーを流用することができ、製造コストを低減させることができる。

以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばユニットを２つ或いは４つ以上備えたものとしてもよい。また、切断装置本体は、ロータリーシャーに限らず、例えば下刃Ｈ２が固定とされつつ上刃Ｈ１が上下動して長尺状板材Ｗを所定長さに切断するものとしてもよい。更に、交換手段は、複数のユニットのうち切断装置本体に取り付けられたものを取り外し、任意のユニットを取り付けることにより当該ユニットを交換し得るものであれば足り、他の形態のもの（例えば、本実施形態の如く台車６が直線状に移動するものの他、複数のユニットを載置させた円板状部材が回転して任意ユニットを交換位置まで移動するもの等）であってもよい。

また更に、下ホルダＡ２にコイルスプリングなどの弾性部材を具備させ、当該弾性部材上に上ホルダＡ１を載置させてユニットＹ１〜Ｙ３を弾性支持させるよう構成してもよい。この場合、上ホルダＡ１の切断装置本体１に対する取り付け時及び取り外し時において、弾性部材の弾力により当該上ホルダＡ１が破壊等してしまうのを確実に回避することができるとともに、取り付け及び取り外し作業をスムーズに行わせることができる。

上ホルダと下ホルダとを一体的なユニットとして構成するとともに、互いに刃面の形状が異なる上刃及び下刃を保持した上ホルダ及び下ホルダを含む複数のユニットを備え、これら複数のユニットのうち切断装置本体に取り付けられたものを取り外し、任意のユニットを取り付けることにより当該ユニットを交換し得る交換手段を具備した切断装置であれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。

本発明の実施形態に係る切断装置を示す上面図 同切断装置を示す正面図 同切断装置における交換手段を示す側面図 同切断装置における切断装置本体を示す正面図 同切断装置における交換手段を示す正面図 同切断装置におけるユニットを示す側面図 同ユニットを示す上面図

符号の説明

１ 切断装置本体
２ 交換手段
３ クランク部
４ 上支持部
５ 下支持部
６ 台車（移動手段）
７ 搬送手段
８ 腕部
９ チェーン
１０ 押圧部
Ｙ１〜Ｙ３ ユニット
Ｈ１ 上刃
Ｈ２ 下刃
Ａ１ 上ホルダ
Ａ２ 下ホルダ

Claims (4)

1. 上刃を保持した上ホルダ、及び下刃を保持した下ホルダが取り付けられて当該上刃及び下刃の協働により長尺状板材を所定長さに切断する切断装置本体を有した切断装置であって、
   前記上ホルダと下ホルダとを一体的なユニットとして構成するとともに、互いに刃面の形状が異なる上刃及び下刃を保持した上ホルダ及び下ホルダを含む複数のユニットを備え、これら複数のユニットのうち前記切断装置本体に取り付けられたものを取り外し、任意のユニットを取り付けることにより当該ユニットを交換し得る交換手段を具備したことを特徴とする切断装置。
2. 前記交換手段は、
   複数のユニットを支持しつつ前記切断装置本体のユニットの取り付け位置と対向した交換位置とその他の待機位置との間で当該ユニットを移動可能な移動手段と、
   該移動手段で交換位置まで移動されたユニットを前記切断装置本体のユニットの取り付け位置まで搬送させる搬送手段と、
   を具備したことを特徴とする請求項１記載の切断装置。
3. 前記複数のユニットのうち少なくとも１つは、曲線形状の刃面を有した上刃及び下刃を含むものとされたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の切断装置。
4. 前記切断装置本体は、上刃を回動させつつ下刃を水平面内で同期させて往復動させることにより長尺状板材を所定長さに切断するロータリーシャーから成ることを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の切断装置。

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