JP4832999B2 - レベラーフィーダ - Google Patents

Description

本発明は、板材のリリース作動速度が高速で、板材のリリース機構に使用する駆動源が小型化され、更にコストダウンが計られたワークロール機構を備えたレベラーフィーダを提供するものである。

従来のレベラーフィーダには、図１１に示す下記特許文献１（特開２００４―８２２０５号公報）に示すレベラーフィーダがある。従来のレベラーフィーダは、図示しない本体フレーム及び軸受けフレーム５０２にそれぞれ取り付けられ、かつ上下千鳥状に配置されたワークロール（５０３、５０４）の隙間に板材５０１を上下波打状に通板し、板材出口側のフィードロール（５０５、５０６）により、図示しないプレス機器などの工作機械への搬送を行いつつ同時に板材の曲げを矯正する。

軸受けフレーム５０２は、揺動軸５１１と支点軸５１２に両側を回動自在に支持された状態で、本体フレームに固定されたヘッド板５１７につり下げられたサブフレーム５１５に取り付けられ、サブフレーム５１５は、圧下装置５１３によって上下し、板材への圧下量を変化させる。また、板材搬送時には、ワークロール（５０３，５０４）及びフィードロール（５０５、５０６）間に板材が挟持され、間歇的にプレス機器に送り込まれるが、プレス機器が加工する際は、加工直前にパイロットピンが刺さり金型と材料の位置関係を微調整するため、ワークロール及びフィードロールによって挟持された板材をリリースする必要がある。

フィードロール側は、ロール５０５に設けられたエアシリンダ機構５０７のシリンダ５０７ａが上昇し、各ロール（５０５、５０６）を離間させることにより板材をリリースする。

ワークロール側は、まず、エアーシリンダ機構５０８のピストン５０８ａが下降すると、下端の回動軸５０９が沈み、リリーシングレバー５１０が、回動支点５１６を中心に回動し、揺動軸５１１を上昇させる。そして、軸受けフレーム５０２は、揺動軸５１１によって、板材入口となる左側が上昇し、支点軸５１２を揺動中心として揺動することによって板材をリリースする。また、プレス加工が終了すると、ピストン５０８ａは、反対に上昇し、軸受けフレーム５０２の板材入口側が、圧下装置５１３によって予め設定された圧下量（上下ワークロール間の隙間）となるまで支点軸５１２を中心軸として下降し、板材に矯正荷重を負荷しつつ再挟持する。

特開２００４―８２２０５号公報

フィードロール側とワークロール側の板材リリース時における作動応答性と比べると、ワークロール側が大幅に劣っている。理由としては、元々大きな荷重とストロークが必要な上に、更に構造上の問題で必要以上に大きな容量のシリンダが必要であった。

板材の矯正に必要な矯正荷重は、図１２（ａ）（ｂ）図に示すとおり、板厚が厚くなる程大きくする必要があり、板厚が薄くなるほど小さくて済む。従って、エアシリンダのシリンダ外径は、矯正する板材の板厚が厚くなるほど大きくし、矯正荷重を大きくする必要がある。一方、板材の矯正に必要な圧下量（ワークロール間の隙間。即ち板材へのワークロールのくいこみ深さ）は、板厚が薄くなるほど大きくする必要があり、板厚が厚くなるほど小さくて済む。従って、板材のリリースに必要なエアシリンダのストローク量は、板厚が薄くなるほど大きくする必要がある。

このため、板材の矯正に必要なエアシリンダは、特性として、薄板の矯正においては、シリンダ外径が小さく（矯正荷重が小さく）てもよいが、シリンダストローク量の大きなものが必要となり、厚板の矯正においては、シリンダストローク量（板材のリリース量）が小さくてもよいが、シリンダ外径が大きく、大きな矯正荷重を負荷できるものが必要となる。従って、薄板と厚板の双方の矯正に対応するため、ワークロール側で板材リリース用の駆動源として使用するエアシリンダは、薄板矯正用にストロークが大きく、厚板矯正用にシリンダ外径が大きなものを使用していた。

しかし、上記エアシリンダの構成では、薄板矯正時に必要以上に大きな外径のシリンダを使用し、厚板矯正時に必要以上に大きなストロークのシリンダを使用することになっていた。従って、上記構成のエアシリンダを板材のリリース駆動源として使用する場合、板材の板厚に基づき、実際に必要なリリース量と必要な矯正荷重を越える仕事（シリンダ外径（矯正荷重）×シリンダストローク）をするものが必要になり、シリンダ容積の大きなものを使用する必要があった。

従って、大きな容量のエアシリンダは、作動応答性が悪く、板材のリリース速度を低下させ、板材リリース速度の高速化において問題となっていた。また、エアシリンダ容量の大型化は、シリンダ制作費用と、必要なエアーの流入量の増大を招き、コストアップの問題が発生していた。また、レベラフィーダへの取り付けスペースが大きくなり、レベラフィーダ全体としてコンパクト化が出来なくなる問題が発生していた。更に、エアシリンダ独特の問題として、ピストンがハウジングの上死点、下死点（板材）に衝突する際に高速で衝突するため、その騒音及び板材に付く打痕の発生の問題が発生していた。

本願発明は、上記問題を解決すべく案出されたものであって、レベラフィーダのリリース駆動源が持つ一定の仕事量に対して、揺動フレームの略上下揺動量（板材のリリース量）と、挟持する際に板材に負荷される矯正荷重との比率を変更自在に振り分けるように構成することにより、レベラーフィーダのリリース駆動源の容量を小型化して、かつ作動応答性を向上させ、板材のリリース速度の高速化、コストダウン、省スペース化等が計られたレベラーフィーダを提供するものである。

アンコイラから巻き解かれた板材を上下のフレーム上に千鳥状に対設された複数の上下ワークロール間に通板し、板材の巻き癖を矯正した後、工作機械に搬送するレベラーフィーダの前記ワークロールにおける板材の挟持（矯正）及びリリースを行う機構において、前記レベラーフィーダは、揺動フレームと固定フレームに上下一対で設置したワークロールのうち、上下少なくとも一方のワークロールを、他方に向けて上下動可能に構成した圧下量調整機構と、前記固定フレームに対して前記揺動フレームを揺動自在に支持するよう構成した揺動支点と、駆動源により回動するリリース軸と、前記リリース軸の回動により、リリース軸心周りの円周軌道上を揺動しつつ、支持する前記揺動フレームを前記揺動支点周りに略上下揺動させるよう構成した揺動支持部と、を備えたフレーム開閉機構と、を備えたレベラーフィーダであって、前記フレーム開閉機構は、即ち、ワークロールにおける板材の挟持（矯正）及びリリースを行う機構であって、前記圧下量調整機構と協働することにより、揺動開始位置と揺動終了位置からなる前記揺動支持部の揺動範囲を、前記円周軌道上の任意の位置に変更自在に構成する揺動範囲変更機構を備えることにより、駆動源の一定の仕事量に対して、前記揺動フレームの略上下揺動量と、挟持する際に板材に負荷される矯正荷重との比率を変更自
在に振り分けるように構成した。

（作用）揺動フレームの上下揺動量（板材リリース量）と板材に負荷される矯正荷重の比率は、円周軌道上における揺動支持部の揺動距離（揺動角）及び駆動系から負荷される加重が同じであっても、揺動開始位置によって変化する。

前記揺動開始位置（揺動フレームの全閉位置）を設定するには、リリース軸を駆動させ、揺動支持部をリリース軸周りの円周軌道上における任意の位置に配置した状態で、圧下量調整機構により、上下ワークロール間の隙間が、板材の厚さに応じた、矯正に必要な圧下量相当の大きさになるまでワークロールを上下動させる。即ち、揺動支持部の前記任意の配置点が、揺動開始位置（揺動フレームは、全閉位置）となり、円周軌道上における揺動支持部の揺動範囲が変化する。また、揺動支持部の揺動範囲は、前記揺動開始位置の再設定により変化する。

板材リリース時には、揺動支持部が、設定された前記リリース軸周りの円周軌道上の揺動範囲を揺動し、支持する揺動フレームを揺動支点周りに揺動させ、揺動フレームに設置したワークロールの板材入口側を上昇させて開口させる。揺動フレームは、揺動支持部の上下方向移動距離に基づく高さで開口する。揺動支持部の上下方向移動距離は、揺動支持部がリリース軸周りの円周軌道上を揺動する際の上下動距離であるため、円周軌道上の揺動距離が同じであっても、揺動範囲の設定位置によって異なる。即ち、前記上下動距離は、揺動する位置が下死点又は上死点に近づくほど短くなり、下死点及び上死点の中間点に近づくほど長くなる。従って、揺動フレームは、円周軌道上の揺動範囲の設定位置により、前記上下動距離に対応する開口高さが変化するという作用を生じる。

また、板材を挟持することにより、板材へ負荷される矯正荷重が作用するのは、揺動支持部が、揺動開始位置近辺にある時である。この時、リリース軸周りに与えられる一定のトルクに対して、板材へ負荷される矯正荷重は、揺動支持部とリリース軸軸心との水平方向距離に反比例するため、揺動支持部が、円周軌道上のいずれの位置で負荷を与えるかによって、板材に負荷される矯正荷重の大きさが異なるという作用を生じる。従って、揺動支持部の揺動位置を前記水平方向距離が、小さくなる下死点又は上死点に近づけるほど、板材に負荷される矯正荷重が大きくなり、逆に前記水平方向距離が最大となる、下死点と上死点のとの中間点に近づけるほど、負荷される矯正荷重が小さくなる作用を奏する。

従って、前記開口高さと、矯正荷重の比率を自在に振り分けることにより、前記揺動支持部は、一定の揺動角（リリース軸に設けた駆動源の揺動ストロークが必要最小限ですむ）で板厚に応じたリリース量で板材をリリースする一方、リリース軸を介して与えられる一定のトルクで板厚に応じて必要な矯正加重を板材に負荷する。

また、請求項２は、請求項１記載のレベラーフィーダであって、前記リリース軸に取り付けられる駆動源が、サーボモーターとなっている。

（作用）サーボモーターをリリース軸の駆動源とすることにより、リリース軸を回動させる機械的な構造が簡素化される。また、揺動支持部の揺動範囲が、数値制御により任意の範囲に変更される。更に、駆動源としての作動応答性についてサーボモータとエアシリンダを比較した場合、サーボモータの方が優れている。

また、請求項３は、請求項１又は２に記載されたレベラーフィーダであって、前記圧下量調整機構及びフレーム開閉機構は、軸心から離間した軸を回動軸として回動する円筒状の偏心軸と、前記偏心軸を回動可能に取り付ける円孔と、を平行に設置する二つの部材上にそれぞれ設けることにより構成される複数の偏心軸機構と、リンクと、を備え、前記複数の偏心軸機構は、少なくとも、前記揺動フレーム及び固定フレームを連結する第一の偏心軸機構と、前記揺動フレーム及びリンクを連結する第二の偏心軸機構と、前記リンク及び固定フレームを連結する第三の偏心軸機構によって構成されている。

（作用）各偏心軸機構は、第二又は第三の偏心軸機構のうち一方が、前記フレーム開閉機構を構成するリリース偏心軸機構となり、他方が、第一の偏心軸機構と協働して前記圧下量調整機構を構成する。

各偏心軸機構は、軸心から一定距離離れた軸を回動中心として偏心回動する、一方の部材に設けられた偏心軸は、他法の部材に設けられた円孔内に取り付けられた状態で回動する。前記他法の部材は、偏心軸が、偏心回動することにより、偏心軸の軸心及び回動中心間の偏心距離を振幅として略上下動する。

第一の偏心軸機構は、固定フレームに対して揺動フレームを略上下動させ、第二の偏心軸機構は、リンクに対して揺動フレームを略上下動させ、第三の偏心軸機構は、固定フレームに対してリンクを略上下動させる。揺動フレームは、第三の偏心軸によりリンクが略上下動することに連動して略上下動する。

前記リリース偏心軸機構は、偏心軸の回動中心がリリース軸となり、偏心軸の軸心がリリース軸により回動する揺動支持部となり、前記円孔に取り付けられた偏心軸の外周面を介してリンクを支持し、リンクを介して揺動フレーム上のワークロールの板材入口側部位を開閉する。揺動支持部の揺動開始点は、リリース偏心軸機構の偏心軸を偏心回動させ、揺動支持部となる偏心軸の軸心を円周軌道上の任意の点に配置した状態で、圧下量調整機構（他の二つの偏心軸機構）により上下ワークロール間の隙間（圧下量）を調整すると、偏心点（揺動支持部）の前記任意の配置点が、揺動開始点（揺動フレームは、全閉状態）となる。

以上の説明から明らかなように、請求項１に係るレベラーフィーダによれば、リリース軸を介して、一定の揺動角で揺動し、かつ一定のトルクが付加される揺動支持部を円周軌道上のいずれの位置で揺動させるか使い分けることにより、駆動源の持つ一定の仕事量に対して、板材リリース時におけるワークロールの板材入口側の開口高さと、対応して板材に負荷される矯正荷重の比率を自在に振り分けることが出来る。

即ち、揺動支持部を一定の揺動角で揺動させ、かつ付加されるトルクを一定とした状態で、揺動支持部の揺動開始位置を変化させ、揺動支持部を下死点と上死点との中間点近くで揺動させた場合、板材への矯正荷重は小さいが、ワークロールの板材入口側開口高さ（板材リリース量）が高くなるため、薄板のリリースに適した高さでワークロールを開口させることが出来る。一方、揺動支持部を下死点又は上死点に近い位置で揺動させた場合、ワークロールの開口高さは低くなるが、板材に負荷される矯正荷重が大きくなり、厚板の矯正に適した荷重でワークロールを矯正することが出来る。

従って、揺動支持部を必要な矯正荷重を得られる範囲で、極力中間点近くで揺動させることにより、リリースに必要な揺動角を最小限に抑えることが出来るため、板材のリリース作動速度が向上する。また、駆動源の持つ一定の仕事量を板材の特性に合わせて開口量と荷重に振り分けられるため、駆動源の容量を下げることが出来る。

また、小型化した駆動源がエアシリンダである場合、シリンダストロークの減少とシリンダ径の縮小により作動応答性が向上するため、リリースの高速化が可能となる。また、シリンダの小型化及びエア流入量の減少等によるコストダウンや省エネ化省スペース化を計ることが出来る。尚、駆動源がエアシリンダ以外であっても小型化が可能であるため、駆動源のコストダウン、省エネ、スペースのコンパクト化を図ることが出来る。

請求項２に係るレベラーフィーダによれば、リリース軸にサーボモーターを直結すると、エアシリンダに比べて作動応答性が向上し、リリース速度が向上する。また、揺動支持部の軌道上における揺動範囲の変更が数値制御により容易に行え、板厚の特性に応じて揺動点範囲をより細かく精密に設定することが出来るため、揺動支持部を必要な矯正荷重を得られる範囲で、より一層中間点近くで揺動させることにより、リリースに必要な揺動角を更に抑えることが出来、板材のリリース作動速度が更に向上する。また、フレーム開閉機構の構造の簡素化即ち省スペース化を計ることができる。更に、サーボモーターは、板材のリリース時において、揺動開始位置及び揺動終了位置で減速停止するため、騒音が低減され、板材への打痕の形成が無くなる。

請求項３に係るレベラーフィーダによれば、リンクを介した３つの偏心軸機構を備えることにより、板材に負荷される矯正荷重の大きさと、揺動フレームに設けられたワークロールの板材入口側の開口高さをそれぞれ調整する揺動範囲変更機構が簡単な構造で実現でき、コストダウンと機構の省スペース化を計ることが出来る。

次に、本発明の公的な実施形態を、以下の実施例１から３に基づいて説明する。

図１〜図１０は、本発明の実施例を示すもので、図１は、本発明の実施例１に係るレベラーフィーダの正面図、図２は、図１のＡ−Ａ断面図、図３は、実施例１に係るレベラーフィーダの平面図、図４は、図２の偏心軸機構の詳細を示す拡大断面図、図５は、揺動支持部の軌道を表す説明図で、（ａ）図は、揺動範囲毎の揺動支持部の上下方向移動距離を表す図、（ｂ）図は、揺動支持部からリリース軸中心までの水平方向距離Ｌを表す図、図６（ａ）図は、厚板矯正時の板材の圧下量と各偏心軸の位置を示す図、（ｂ）図は、薄板矯正時用に板材の圧下量と揺動開始位置を調整した際の各偏心軸の位置を示す図、図７は、揺動フレームが揺動し、板材をリリースした動作状況を表す正面図、図８は、実施例２に係るレベラーフィーダのリリース駆動源を示す正面図。図９は、リリース駆動源の断面図、図１０（ａ）図は、実施例３のレベラフィーダのワークロール機構の正面図、（ｂ）図は、板材のリリース動作状況を表す正面図である。

図１から図４により、実施例１のレベラーフィーダ１００の構成を説明する。実施例１のレベラーフィーダは、アンコイラから巻き解かれた（図示しない）板材を上下のフレーム（１０９，１１０）上に千鳥状に対設された複数の上下ワークロール（１０３，１０２）間に通板し、板材の巻き癖を矯正した後、（図示しない）工作機械に搬送するレベラーフィーダ１００である。

ここで、実施例１の前記レベラーフィーダ１００（のワークロール機構２０１）は、揺動フレーム１０９の板材入口側と板材出口側の二カ所をそれぞれ固定フレーム２００に対して上下動可能に構成し、前記両フレームに上下一対で設置した上ワークロール１０３と下ワークロール１０２の間隔を調整できるように構成した圧下量調整機構と、前記固定フレーム２００に対して前記揺動フレーム１０９を揺動自在に支持するよう構成した揺動支点（偏心軸１１１ｃの軸心１１１ｄ）と、駆動源により回動するリリース軸１１３ａと、前記リリース軸１１３ａの回動により、リリース軸心周りの円周軌道上を揺動しつつ、支持する前記揺動フレーム１０９を揺動支点１１１ｄ周りに略上下揺動させるよう構成した揺動支持部１０６ｄと、を備えたフレーム開閉機構と、を備えることにより、板材をリリース及び矯正する。

また、実施例１において、ワークロール機構２０１の前記リリース軸１１３ａに取り付けられる駆動源は、直結されたサーボモーター１１３である。

更に、実施例１において、前記圧下量調整機構及びフレーム開閉機構は、偏心軸の軸心（１１１ｄ、１０８ｄ、１０６ｄ）と離間した軸を回動軸（１１４ａ、１１２ａ、１１３ａ）として回動する円筒状の偏心軸（１１１ｃ、１０８ｃ，１０６ｃ）と、前記偏心軸を回動可能に取り付ける円孔（１０９ａ、１０７ａ、１０７ｃ）と、を平行に設置する二つの部材（揺動フレーム１０９，固定フレーム２００及びリンク１０７のいずれか二つ）上にそれぞれ設けることにより構成される複数の偏心軸機構（１１１、１０８，１０６）と、リンク１０７と、を備えている。

レベラーフィーダ１００は、主に本体フレーム２００内に設けられた板材矯正機構（ワークロール機構）２０１と、板材送り機構（フィードロール機構）２０２から構成される。まず、ワークロール機構２０１を説明すると、ワークロール機構２０１の複数の偏心軸機構は、少なくとも、前記揺動フレーム１０９及び固定フレーム２００を連結する第一の偏心軸機構１１１と、揺動フレーム１０９及びリンク１０７を連結する第二の偏心軸機構１０８と、リンク１０７及び固定フレーム２００を連結する第三の偏心軸機構１０６によって構成されている。

ワークロール機構２０１は、本体フレーム（本願請求項１から３の固定フレーム）２００の下方に設けられた下ワークロールフレーム１１０にそれぞれ３本の下ワークロール１０２がベアリング１０２ａを介して取り付けられている。

また、一対の揺動フレーム（上ワークロールフレーム）１０９の下端には、それぞれ４本の上ワークロール１０３が、ベアリング１０３ａを介して取り付けられ、３本の下ワークロール１０２と千鳥状に対向するよう配置されている。

一対の揺動フレーム１０９には、円孔１０９ａに組み込んだベアリング１０９ｂを介して第一の偏心軸機構１１１を構成する偏心軸１１１ｃが回動自在に設けられている。偏心軸１１１ｃの両端は、一体化された取付部１１１ａとベアリング１１１ｂを介して本体フレーム２００に対して回動自在に支持されている。取付部１１１ａの一端には、駆動源となる出口用ギヤードモータ１１４が設けられている。偏心軸の回動中心を構成するモータ１１４の回動軸１１４ａは、偏心軸１１１ｃの軸心１１１ｄから距離δ１だけ偏心した位置に配置され、偏心軸１１１ｃを回動軸１１４ａ周りに偏心回動させるように取付けられている（図３を参照）。

第二の偏心軸機構１０８を構成する偏心軸１０８ｃの両端は、これに一体化された取付部１０８ａとベアリング１０８ｂを介して２つの揺動フレーム１０９に回動自在に取付けられている。偏心軸１０８ｃには、細筒状でリンクへの取付部となる１０８ｅが設けられ、２つのリンク１０７の一端が、円孔１０７ａに組み込んだベアリング１０７ｂを介して回動自在に取付けられている。取付部１０８ａの一端には、駆動源となる入口用ギヤードモータ１１２が設けられている。偏心軸の回動中心を構成するモータ１１２の回動軸１１２ａは、偏心軸１０８ｃの軸心１０８ｄから距離δ２だけ偏心した位置に配置され、偏心軸１０８ｃを回動軸１１２ａ周りに偏心回動させるように取付けられている。（図４を参照）。

第三の偏心軸（リリース偏心軸）機構１０６を構成する（リリース）偏心軸１０６ｃの両端は、これに一体化された取付部１０６ａとベアリング１０６ｂを介して本体フレーム２００に回動自在に取り付けられ、偏心軸１０６ｃには、細筒状でリンクへの取付部となる１０６ｅが設けられ、２つのリンク１０７の一端が、円孔１０７ｃに組み込んだベアリング１０７ｄを介して回動自在に取付けられている。取付部１０６ａの一端には駆動源となるサーボモータ１１３が設けられている。偏心軸の回動中心を構成するモータ１１３の回動軸１１３ａ（本願請求項１から３のリリース軸）は、偏心軸１０６ｃの軸心１０６ｄ（本願請求項１から３の揺動支持部）から距離δ３だけ偏心した位置に配置され、偏心軸１０６ｃを回動軸１１３ａ周りに偏心回動させるように取付けられている。（図４を参照）。尚、第一から第三の偏心軸機構において、各偏心軸と、軸受けとなる各円孔を設ける部材を相互に入れ替えることも出来る。

次に各偏心軸の動作について説明すると、第一の偏心軸機構では、ギヤードモーター１１４が正逆いずれかの方向に回動すると、偏心軸１１１ｃは、回動軸１１４ａを中心として揺動フレームの円孔１０９ａ内を偏心揺動する。回動軸１１４ａ周りを揺動する偏心軸の軸心（重心）１１１ｄは、円孔１０９ａ内を揺動しながら偏心軸１１１ｃの外周面１１１ｆを介して揺動フレームを支持しつつ、軸心１１１ｄの上下方向移動距離に相当する高さで本体フレーム２００に相対して揺動フレーム１０９を略上下に揺動させる。

第二の偏心軸機構では、ギヤードモーター１１２が正逆いずれかの方向に回動すると、偏心軸１０８ｃは、回動軸１１２ａを中心としてリンクの円孔１０７ａ内を偏心揺動する。回動軸１１２ａ周りを揺動する偏心軸の軸心（重心）１０８ｄは、円孔１０７ａ内を揺動しながら偏心軸１０８ｃの外周面１０８ｆを介して揺動フレーム１０９を支持しつつ、軸心１０８ｄの上下方向移動距離に相当する高さでリンク１０７に相対して揺動フレーム１０９を略上下に揺動させる。

第三の偏心軸機構では、サーボモーター１１３が正逆いずれかの方向に回動すると、偏心軸１０６ｃは、回動軸１１３ａを中心としてリンクの円孔１０７ｃ内を偏心揺動する。回動軸１１３ａ周りを揺動する偏心軸の軸心（重心）１０６ｄは、円孔１０７ｃ内を揺動しながら偏心軸１０６ｃの外周面１０６ｆを介してリンク１０７を支持しつつ、軸心１０６ｄの上下方向移動距離に相当する高さで固定フレーム２００に相対してリンク１０７を略上下に揺動させる。このとき偏心軸１０８ｃを介してリンク１０７上に支持されている揺動フレーム１０９も、前記リンク１０７と同じ高さで、第一の偏心軸機構の偏心軸の軸心１１１ｄ周りに略上下揺動する。

次に、圧下量調整機構について説明する。実施例１では、第一の偏心軸機構１１１と第二の偏心軸機構１０８が、協働して圧下量調整機構として機能する。即ち、第一の偏心軸機構１１１は、本体フレーム２００に対して、揺動フレーム１０９の板材出口側を略上下動させることにより、第二の偏心軸機構１０８は、連結されたリンク１０７を介して本体フレーム２００に対し、揺動フレーム１０９の板材入口側を略上下動させることにより、上ワークロール１０３を板材出口側及び板材入口側の双方から上下させ、板材への圧下量（ワークロール間の隙間）を調整する。

揺動範囲変更機構は、圧下量矯正機構を構成する第一及び第二の偏心軸機構と協働した第三の偏心軸機構により構成される。まず、サーボモータ１１３により偏心軸１０６ｃの軸心（本願請求項１から３の揺動支持部）１０６ｄを回動中心軸１１３ａ周りにおける軸心１０６ｄの円軌道上において、揺動開始点とすべき任意の点に配置する。その状態で圧下量調整機構によって板材への圧下量を調整することにより、揺動支持部１０６ｄの前記配置点が揺動開始位置となり、円軌道上の揺動範囲が設定される。揺動支持部１０６ｄの揺動範囲は、前記方法で揺動開始位置を再設定することにより自在に変更することが出来る。

ワークロールが材料を挟持（矯正）した状態からリリースするとき、偏心軸の重心となる揺動支持部１０６ｄは、モーター１１３の回動中心軸１１３ａ（本願請求項１から３のリリース軸）周りを設定した揺動開始位置から揺動する。揺動支持部１０６ｄは、揺動開始位置が異なれば、円周軌道上の揺動距離（モーターの回動角）が等しくても異なる高さで揺動フレーム１０９を回動軸１１４ａ周りに略上下動させる。従って、揺動フレーム上の上ワークロール１０３も板材入口側から共に上下動し、板材が、板厚に応じた適切なストロークでリリースされる（図７参照）。

次に、図５（ａ）より、揺動支持部１０６ｄの揺動開始点の変化に基づく、板材リリース時のワークロール板材入口側の開口高さの変化と、再挟持において板材へ負荷される矯正力の変化を説明する。図５（ａ）は、揺動支持部１０６ｄの軌道を示す円である。円の左半分を揺動支持部の揺動可能域とし、リリース軸の軸心（回動軸１１３ａ）をＯ、揺動支持部１０６ｄの回動（揺動）半径をＲ、最下点からの回動角をθとし、円周軌道上の最下点（下死点）をＡ点（０°）、前記軸心と高さが同一の点をＢ点（９０°）、最上点（上死点）をＣ点（１８０°）とした場合、揺動フレームは、揺動支持部１０６ｄがリリース軸心Ｏの周りを揺動する際の上下方向移動距離に基づいて、支持する揺動フレームに設けられたワークロールの板材入口側を略上下動させる。前記ワークロールの開口高さは、揺動支持部１０６ｄの円周軌道上の揺動距離が均一である場合、揺動支持部１０６ｄが前記円周軌道上のどの位置で揺動するかによって異なる。

即ち、揺動支持部１０６ｄの上下方向移動距離をＨとし、揺動支持部１０６ｄの揺動開始位置の下死点からの内角をθ１、揺動終了位置の下死点からの内角をθ２とした場合、Ｈは、揺動支持部１０６ｄが、０°≦θ≦９０°の範囲を揺動する場合、Ｈ＝Ｒ×Ｃｏｓθ２−｛Ｒ−Ｒ×Ｃｏｓθ１｝＝Ｒ×（Ｃｏｓθ２+Ｃｏｓθ１−１）となり、揺動支持部１０６ｄが、Ｂ点（θ＝９０°）を含む範囲を揺動する場合、Ｈ＝Ｒ×Ｃｏｓθ１＋Ｒ×｜Ｃｏｓθ２｜＝Ｒ×（Ｃｏｓθ１＋｜Ｃｏｓθ２｜）となり、揺動支持部１０６ｄが、９０°≦θ≦１８０°の範囲を揺動する場合、Ｈ＝Ｒ×｜Ｃｏｓθ１｜−Ｒ×｜Ｃｏｓθ２｜＝Ｒ×（｜Ｃｏｓθ２｜−｜Ｃｏｓθ１｜）で表すことが出来る。このとき、揺動支持部１０６ｄの上下方向移動距離Ｈは、円周軌道上の揺動角（θ２−θ１）が同一であっても、揺動する位置によって上下方向移動距離Ｈが異なる。

例えば、図５（ａ）に示すように、揺動支持部１０６ｄの上下方向移動距離Ｈは、支点の揺動角が６０°と均一であっても、θ１＝０°からθ２＝６０°の第一の範囲、θ１＝６０°からθ２＝１２０°の第二の範囲、θ１＝１２０°からθ２＝１８０°の第三の範囲で揺動する場合においてそれぞれ異なる。即ち、上記のＨの式から第一及び第三の範囲ではＨ１＝Ｈ３＝０．５Ｒとなるが、第二の範囲では、Ｈ２＝Ｒとなり、揺動する位置によりＨが異なる。

従って、この揺動支持部１０６ｄにより支持される揺動フレームは、揺動支持部１０６ｄが、Ａ点又はＣ点に近い位置で揺動する程、揺動支持部１０６ｄの上下移動量Ｈは小さくなり、揺動フレーム１０９の揺動が小さくなるため、前記ワークロールの板材入口側の開口高さは低くなり、揺動支持部１０６ｄが、Ｂ点に近い位置で揺動する程、上下移動量Ｈが大きくなり、揺動フレームの揺動が大きくなるため、前記開口高さが高くなるという作用を生じる。即ち、揺動支持部１０６ｄの揺動開始位置を変更することにより、揺動支持部１０６ｄの移動距離（リリース軸の回動角度）が同じでも開口高さが変化する。

また、揺動支持部１０６ｄを介してリリース軸１１３ａから板材へ負荷される矯正荷重は、リリース軸１１３ａに与えられる駆動源からのトルク（回転モーメント）が一定であっても、揺動支持部１０６ｄの揺動開始位置が、円周軌道上において変化することに連動して大小変化する。即ち、図５（ａ）に示すとおり揺動支持部１０６ｄが、揺動時に円周軌道上のＡ点（下死点）又はＣ点（上死点）近傍で板材に負荷を与える場合、板材には大きな矯正荷重が負荷され、揺動支持部１０６ｄがＢ点に近づくほど板材に与えられる矯正荷重が小さくなるという作用を生じる。

揺動支持部１０６ｄを介して、ある矯正荷重で板材を矯正する場合、リリース軸の軸心周りには、「前記矯正荷重とリリース軸心から揺動支持部１０６ｄまでの水平方向距離との積」で表される回転モーメントが発生する。従って、リリース軸１１３ａの駆動源は、前記回転モーメントに釣り合う逆向きのトルクをリリース軸に与えることによって板材を矯正する。ここで、与える前記トルクを一定とした場合、板材に与えられる矯正荷重と前記水平方向距離は、互いに反比例する。

即ち、図５（ｂ）より「リリース軸の軸心から揺動支持部１０６ｄまでの水平方向距離」をＬとした場合、前記水平方向距離は、Ｌ＝Ｒ×Ｓｉｎθとなる。従って、Ｌは、揺動支持部１０６ｄがＢ点（θ＝９０°）にあるときに最大（Ｆａ×Ｒ）となり、揺動支持部１０６ｄが下死点となるＡ点（θ＝０°）及び上死点となるＣ点（θ＝１８０°）に近づくほど限りなく短くなる。

即ち、リリース軸に一定のトルクを与えた場合において、揺動支持部１０６ｄは、リリース軸心からの水平方向距離Ｌが最大となるＢ点（θ＝９０°）で板材に矯正荷重を負荷する場合、負荷される荷重が最小になるが、一方、Ｌが限りなく短くなる下死点Ａ点（θ＝０°）又は上死点Ｃ点（θ＝１８０°）により近い位置で板材に矯正荷重を負荷する場合、揺動支持部１０６ｄは、板材に限りなく大きな矯正荷重を負荷する。

従って、実施例１のワークロール機構２０１は、揺動支持部１０６ｄの円周軌道上の揺動範囲を変更可能とすることにより、揺動支持部１０６ｄ（サーボモータ１１３）の回動角が一定で有って、リリース軸に与えられるトルクが一定であっても、揺動支持部１０６ｄが軌道上の下死点又は上死点近傍で揺動する場合には、揺動フレームの開口高さ（板材リリース量）は小さく、板材へ負荷される矯正荷重が限りなく大きくなり、揺動支持部１０６ｄの揺動位置が、下死点からの回転角９０°（リリース軸軸心と同じ高さ）の位置に近づくにつれ、揺動フレーム１０９の開口高さ（板材リリース量）は大きく、板材へ負荷される矯正荷重は小さくなるという特性を備えている。

従って、実施例１のワークロール機構２０１では、揺動支持部１０６ｄの揺動開始位置を変化させることにより、リリース時におけるワークロールの板材入口側の開口量と、板材への矯正荷重の大きさとの比率を自在に変化させることができる。

従って、実施例１では、駆動源となるサーボモータ１１３の回動角及び発生するトルクが一定でも、板材の板厚に応じて、前記開口量及び矯正荷重の比率を選択することにより、薄板と厚板の特性（薄板の場合は、開口量大かつ矯正荷重小。厚板の場合は、矯正荷重大かつ開口量小）に合った矯正及びリリースを行うことが出来る。即ち、モーター１１３の回動角の最小化により、板材リリース時の作動応答性の向上が実現でき、駆動源容量を実際の仕事量に必要な最小限の容量にとどめることが出来る。

次に、図６により、板厚の特性に合ったリリースを行うための各偏心軸機構（１１１，１０８，１０６）の動作について説明する。板材のリリース及び再挟持は、リリース（第三の）偏心軸機構１０６が行う。揺動支持部１０６ｄの揺動開始点は、通販する板材の板厚と必要な矯正量（圧下量）に基づき決定された矯正加重を得られる範囲で、極力中間点近くで揺動するように設定する。

例えば、（ａ）図のように厚板の矯正から（ｂ）図のようにより薄い板を矯正するための設定に変更する場合には、矯正荷重は小さいが、リリース量をより大きくする必要があるため、矯正に必要な荷重が得られる範囲で揺動支持部１０６ｄの揺動開始点を図５（ａ）で示すＢ点寄りの位置に移動させ、リリース量を確保する。この場合、図６（ｂ）図に示すように、第三の（リリース）偏心軸１０６ｃを時計回りに揺動させる。

その状態で、薄板の矯正に必要な圧下量（板材へのワークロールのくいこみ量）を得るべく、上昇した揺動フレーム１０９のワークロールの板材入口側と板材出口側における上下ワークロール（１０３，１０２）間の隙間を更に狭く（圧下量を大きく）する必要がある。従って、第二の偏心軸１０８ｃを図６（ｂ）図のように時計回りに揺動させ、揺動フレーム１０９のワークロールの板材入口側を下降させる。また、第一の偏心軸１１１ｃは、図６（ｂ）図のように反時計回りに揺動させ、揺動フレーム１０９のワークロールの板材出口側を下降させる。

尚、第二の偏心軸機構と第三の偏心軸機構のギヤードモータ１１２とサーボモータ１０７を入れ替えることにより、第二の偏心軸機構を板材のリリース機構として使用し、第三の偏心軸機構を圧下量調整機構として使用することも出来る。

図７に示すとおり、板材をリリースする際において、制御装置（図示せず）から制御信号を受けたワークロール機構２０１は、リリース偏心軸機構１０６が作動し、（図１に記載の）エアシリンダー１１９が上フィードロール１１６を上昇させるのと同様に、上ワークロール１０３を上昇させて、板材をリリースする。ワークロール側の板材のリリースは、駆動源（サーボモータ１１３）が必要最低限の回動角で回動軸１１３ａを揺動させるため、板材はフィードロール側と同様に高速でリリースされる。

次に図８，図９より、実施例２のレベラフィーダを説明する。実施例２のレベラフィーダは、リリース偏心軸機構となる第三の偏心軸機構１０６の駆動源にサーボモータ１１３の代わりにエアシリンダ機構１３０を取付けている。

エアシリンダ機構１３０は、仕切り板１３２ａで分けられたハウジング１３２内の一方を上下動し、偏心軸１０６ｃを揺動させる板材リリース用エアシリンダ１３３、ハウジング１３２内部のもう一方を上下動し、シリンダ１３３とハウジング１３２を一体として上下動させる、揺動開始位置切替エアシリンダ１３１、リリース用シリンダ１３３のピストン１３３ａと一体になって上下動するラック１３４、偏心軸１０６ｃの固定フレーム２００への取付部をレベラフィーダ１００の外側方向へ延長したピニオン取付部１０６ａ’の外周に固定され、ラック１３４に螺合するピニオンギヤ１３５によって構成される。

エアシリンダ機構１３０による揺動支持部１０６ｄの揺動開始点変更方法について説明する。実施例２のレベラフィーダにおいては、揺動開始位置切替エアシリンダのピストン１３１ａが、シリンダハウジング１３２の上死点にある場合と下死点にある場合においてリリース偏心軸機構１０６の揺動支持部１０６ｄが、異なる位置から揺動し始めるように切替えることが出来る。即ち、板材リリース用エアシリンダのピストン１３３ａが下死点にある場合を板材挟持状態（揺動フレーム全閉状態）とし、揺動開始位置切替エアシリンダ１３１のピストン１３１ａが上死点にある際の揺動支持部１０６ｄが支持部の軌道上の下死点であるＡ点から揺動開始するように設定されている場合を考える。

板材リリース用エアシリンダ１３３が作動してピストン１３３ａが上死点に移動すると、ラック１３４が上昇し、ピニオンギヤ１３５が反時計回りに回動する。このとき揺動支持部１０６ｄは、Ａ点からＢ点に移動し、揺動支持部１０６ｄの上下方向移動距離に相当する距離のストローク（厚板矯正用・矯正荷重は大でストロークは小）で板材をリリースする。また、ピストン１３３ａが下降するとラック１３４が下降し、揺動支持部１０６ｄは、Ａ点に戻り、板材挟持状態に戻る。

次に、揺動開始位置切替エアシリンダのピストン１３１ａが下死点に移動すると、シリンダハウジング１３２、リリース用エアシリンダのピストン１３３ａ及びラック１３４が一体となって上昇し、ピニオンギヤ１３５が回動し、揺動支持部１０６ｄは、Ｂ点まで移動し、Ｂ点が揺動開始点となる。その状態でエアシリンダ１３３を揺動させると、支点１０６ｄは、円弧ＡＢと長さが等しい円弧ＢＣ間を揺動しつつ、上下方向移動距離に相当する距離のストローク（薄板矯正用・ストロークは大で矯正荷重は小）で板材をリリースする。

従って、駆動源となるリリース用シリンダ１３３のストロークが一定で、かつシリンダ１３３から偏心軸１０６ｃに与えられるトルクが一定でも、板材の板厚に応じて、揺動開始位置切替エアシリンダ１３１を切り替えて前記開口量及び矯正荷重の比率を選択することにより、薄板と厚板の特性（薄板の場合、開口量大かつ矯正荷重小とし、厚板の場合矯正荷重大かつ開口量小とする）に合った矯正及びリリースを行うことが出来る。即ち、シリンダ１３３のストロークの最小限化により、板材リリース時の作動応答性の向上が実現できると共に、リリース用シリンダの容量を実際の仕事量に必要な最小限の容量にとどめることが出来る。

次に図１０（ａ）（ｂ）図により、ワークロール機構２０１を別機構とした実施例３のレベラフィーダを説明する。実施例３では、ワークロール機構２０１のフレーム開閉機構は、複数の上ワークロール１０３を設けた揺動フレーム１０９の一端が、揺動支点１４２により固定フレーム２００に対して揺動自在に支持されている。固定フレーム２００には、駆動源により回動するリリース回動軸１４３を介して第一リンク１４４の一端が取付けられ、第一リンクの他端には、揺動支持軸（揺動支持部）１４５を介して第二リンク１４６の一端が支持されている。揺動フレーム１０９の他端は、作用軸１４７により、第二リンク１４６の他端に回動自在に支持されている。

また、圧下量調整機構は、固定フレーム２００に側に設置され、上下に進退するするスクリュー１４１を備えた複数のスクリュージャッキ機構１４０と、複数のスクリュー１４１の先端にそれぞれ回動自在に設置された回動自在な複数の下ワークロール１０２によって構成されている。

駆動源（サーボモータ、エアシリンダ機構など）によりリリース軸１４３を駆動し、第一リンク１４４を時計回りに揺動させると、揺動支持部１４５がリリース軸１４３周りに揺動し、第一リンク１４４と相対的に回動する第二リンク１４６と、第二リンク１４６に対して作用軸１４７により回動自在に支持される揺動フレーム１０９を上昇させ、ワークロールの板材入口側を開口し、板材をリリースする。前記開口高さは、揺動支持部１４５の上下方向移動距離に対応する作用点１４７の上下方向移動距離となる。

揺動範囲変更機構は、前記フレーム開閉機構と圧下量調整機構の協働により構成される。揺動支持部１４５が、リリース軸１４３周りを揺動する際の揺動範囲の設定及び変更は、前記フレーム開閉機構の駆動源により、揺動支持部１４５の揺動開始点を円周軌道上に設定し、前記圧下量調整機構によって下ワークロール１０２を上ワークロール１０３に対して上下動させることにより行う。

揺動範囲変更機構により、揺動支持部１４５がリリース軸１４３周りを揺動する際の揺動範囲を切り替えることによって、リリース時におけるワークロールの板材入口側の開口量と、板材への矯正荷重の大きさとの比率を自在に変化させることができる。前記開口高さと前記矯正荷重の比率は、揺動支持部１４５の円周軌道上の揺動位置が上死点又は下死点に近いほど矯正荷重は大きく、かつ開口高さは低くなり、揺動位置がその中間点に近いほど開口高さは高くなり、かつ矯正荷重は小さくなる。

従って、駆動源によって回動する揺動支持部１４５の回動角と、リリース軸１４３に与えられるトルクが一定でも、板材の板厚に応じて、前記開口量及び矯正荷重の比率を選択することにより、薄板と厚板の特性（薄板の場合、開口量大かつ矯正荷重小とし、厚板の場合矯正荷重大かつ開口量小とする）に合った矯正を行うことが出来る。即ち、駆動源の駆動量の最小化により、板材リリース時の作動応答性の向上が実現でき、駆動源容量を実際の仕事量に必要な最小限の容量のものにとどめることが出来る。

尚、駆動源を軸１４３の代わりに揺動支持軸１４５又は作用軸１４７に設けた場合には、駆動源を設けた軸をリリース軸として利用できる。また、板材への圧下量は、複数のスクリュー１４１により、下ワークロール１０２のそれぞれを上ワークロール１０３に対して独立して上下動させるように構成することにより精細に調整できる。

本発明の実施例１に係るレベラーフィーダの正面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 実施例１に係るレベラーフィーダの平面図である。 図２の偏心軸機構の詳細を示す拡大断面図である。 揺動支持部の軌道を表す説明図である。 （ａ） 揺動範囲毎の揺動支点の上下方向移動距離Ｈを表す図である。 （ｂ） 揺動支持部からリリース軸中心までの水平方向距離Ｌを表す図である。 （ａ） 厚板矯正時の板材の圧下量と各偏心軸の位置を示す図である。 （ｂ） 薄板矯正時の板材の圧下量と揺動開始位置を調整した際の各偏心軸の位置を示す図である。 揺動フレームが揺動し、板材をリリースした動作状況を表す正面図である。 実施例２に係るレベラーフィーダのリリース駆動源を示す正面図である。 実施例２のリリース駆動源を示す断面図である。 （ａ） 実施例３のレベラフィーダのワークロール機構の正面図である。 （ｂ） 実施例３において板材のリリース動作状況を表す正面図である。 特許発明１（従来技術）のレベラフィーダの正面図である。 （ａ） 薄板矯正時及びリリース時のリリースストロークと矯正荷重の特性を表す図である。 （ｂ） 薄板矯正時及びリリース時のリリースストロークと矯正荷重の特性を表す図である。

符号の説明

１００ レベラフィーダ
１０２ 上ワークロール
１０３ 下ワークロール
１０６ 第三の（リリース）偏心軸機構
１０６ｃ （リリース）偏心軸
１０６ｄ リリース偏心軸の軸心（揺動支持部）
１０７ リンク
１０７ａ、１０７ｃ 円孔
１０８ 第二の偏心軸機構
１０８ｃ 偏心軸
１０８ｄ 回動軸
１０９ 揺動フレーム（上ワークロールフレーム）
１０９ａ 円孔
１１０ 下ワークロールフレーム
１１１ 第一の偏心軸機構
１１１ｃ 偏心軸
１１１ｄ 回動軸（揺動支点）
１１２ａ 第二の偏心軸機構用ギヤードモータの中心軸
１１３ サーボモータ
１１３ａ サーボモータの中心軸（リリース軸）
１１４ａ ギヤードモーターの中心軸
１３０ エアシリンダ機構
１４０ スクリュージャッキ機構
１４２ 揺動支点
１４３ リリース軸
１４５ 揺動支持部
２０１ ワークロール機構

Claims (3)

1. アンコイラから巻き解かれた板材を上下のフレーム上に千鳥状に対設された複数の上下ワークロール間に通板し、板材の巻き癖を矯正した後、工作機械に搬送するレベラーフィーダの前記ワークロールにおける板材の挟持及びリリースを行う機構において、
   前記レベラーフィーダは、揺動フレームと固定フレームに上下一対で設置したワークロールのうち、上下少なくとも一方のワークロールを、他方に向けて上下動可能に構成した圧下量調整機構と、
   前記固定フレームに対して前記揺動フレームを揺動自在に支持するよう構成した揺動支点と、駆動源により回動するリリース軸と、前記リリース軸の回動により、リリース軸心周りの円周軌道上を揺動しつつ、支持する前記揺動フレームを前記揺動支点周りに略上下揺動させるよう構成した揺動支持部と、を備えたフレーム開閉機構と、
   を備えたレベラーフィーダであって、
   前記フレーム開閉機構は、即ち、ワークロールにおける板材の挟持及びリリースを行う機構であって、前記圧下量調整機構と協働することにより、揺動開始位置と揺動終了位置からなる前記揺動支持部の揺動範囲を、前記円周軌道上の任意の位置に変更自在に構成する揺動範囲変更機構を備えることにより、駆動源の一定の仕事量に対して、前記揺動フレームの略上下揺動量と、挟持する際に板材に負荷される矯正荷重との比率を変更自在に振り分けるように構成したことを特徴とするレベラーフィーダ。
2. 前記リリース軸に取り付けられる駆動源が、サーボモーターであることを特徴とする請求項１に記載のレベラーフィーダ。
3. 前記圧下量調整機構及びフレーム開閉機構は、軸心から離間した軸を回動軸として回動する円筒状の偏心軸と、前記偏心軸を回動可能に取り付ける円孔と、を平行に設置する二つの部材上にそれぞれ設けることにより構成される複数の偏心軸機構と、リンクと、を備え、
   前記複数の偏心軸機構は、少なくとも、前記揺動フレーム及び固定フレームを連結する第一の偏心軸機構と、前記揺動フレーム及びリンクを連結する第二の偏心軸機構と、前記リンク及び固定フレームを連結する第三の偏心軸機構、によって構成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載のレベラーフィーダ。

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