JPH08257848A - 一対の片持ち梁シャフトを有する装置及び同装置に用いる同調された追従部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 片持ち梁シャフトに取付けられた回転工具の
運動を最小にししかも過剰の抑制が生じないようにする
技術を提供する。 【解決手段】 片持ち梁シャフト３４，４０が軸受組立
体５４，５６を支持し、これら軸受を覆って同調された
追従又は抑制部材９２が取付けられ、追従又は抑制部材
９２は、シャフトの撓みを最小にしまた連結された回転
工具１８，２０の作用を改善する屈曲部材１０２，１０
４，１０６を含んでいる。改良されたロックナット７０
〜８６が軸受組立体の精密な取付けを可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、共働する回転工具
が片持ち梁式シャフトに取付けられ回転工具の間を通過
する被加工片に作用するようになっている打抜き器、切
断器、型押し器、封かん器等のような回転装置の改良に
関する。さらに詳細には、本発明は、過剰の抑制を与え
ることなく、工具、シャフト及び軸受のような構成部品
に損傷をもたらすような前記片持ち梁式シャフトの撓み
を最小にする抑制装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一対の共働する回転工具の使用を必要と
する回転打抜き器、切断器、型押し器、封かん器その他
のような装置において、これらの回転工具は被駆動片持
ち梁式シャフトの外端に多くは取付けられ被加工片の通
過、装置その他の保守を容易にするようにしている。こ
のような装置に関する問題は片持ち梁シャフトの両端が
僅かに撓み又は曲がるようになるということであった。
この撓みは工具の早期の摩耗をもたらすことになり不完
全又は不揃いの打抜き、切取り、型押し又は封かんを生
じるようになる。これらの問題はしたがって片持ち梁シ
ャフトのこの撓みにより必要とされる摩耗し破壊された
部品の調整と取替え、及びその他の修理のため、装置の
頻繁な作動停止を必要とすることになる。

【０００３】このような問題に対して意図された１つの
解決方法は、装置のフレームに堅く取付けられた、各片
持ち梁の自由端のための追加の回転支持体を設けること
であった。被加工物の通過と装置の保守の困難性に加え
て、この追加の支持体はシャフトを過剰に抑制し、その
ため整列上の誤差によりシャフト、軸受及び工具に高い
応力を生じ、結局は作動不能となる。もう１つの解決手
段は米国特許第１８６，１０９号に記載され、片持ち梁
シャフトの両端から工具の内側に取付けられた半割りの
ジャーナル軸受を示している。この構造はシャフトを過
剰に抑制しこの半割りジャーナルが早期に機能停止とな
ることが予測される。米国特許第４，４８５，７１０号
は、低い精密度の軸受内での非片持ち梁シャフトの運動
が一対の非片持ち梁シャフトの間に支持された軸受ユニ
ットによって最小にされる紙切断機械を示している。米
国特許第４，７７０，０７８号は片持ち梁シャフトに取
付けられた工具が装置のフレームに取付けられたローラ
によって動くのが阻止される切断及び線引き装置を示し
ている。この装置もまたシャフトと工具の過剰抑制を生
じるものとなる。

【０００４】したがって、片持ち梁シャフトに取付けら
れた工具の運動をシャフト、工具又は支持軸受を過剰に
抑制することなく制御するという問題の解決手段が必要
とされていた。また工具の運動に寄与することのでき
る、支持軸受の心振れを制御する問題の解決手段が必要
とされていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主なる目的
は、片持ち梁に取付けられた回転工具の運動を最小に
し、しかも過剰の抑制をもたらすことがないようにする
技術を提供することである。

【０００６】本発明の他の目的は関連する装置の調和周
波数をさほど減少させることなく上記の技術を提供する
ことである。

【０００７】本発明のさらに他の目的は一対の片持ち梁
シャフトの大きな心振れに適合できる上記の技術を提供
することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】これらの目的は実例を示
すことによってのみ与えられ、したがって他の所望の目
的及び本発明によって達成される利点は当業者にとって
明らかとなるであろう。本発明の範囲は特許請求の範囲
によってのみ限定されるべきものである。

【０００９】本発明は、片持ち梁部分を有する一対の平
行なシャフトと各片持ち梁部分にそれぞれが取付けられ
た一対の共働する工具とを含み、前記シャフトが工具の
使用中に回転するように取付けられている装置におい
て、特に有用である。これらの工具は回転式の、打抜き
器、切断器、型押し器、封かん器その他とすることがで
きる。本発明によれば、この装置は、共働する工具の各
１つの外側の各片持ち梁部分にそれぞれが取付けられた
第１及び第２の軸受を含むことにより改善される。特に
本発明によれば、同調された追従又は抑制部材が第１及
び第２の軸受によって支持され、抑制部材が、第１の軸
受が位置している第１の穴を有する第１の本体部分と、
第２の軸受が位置している第２の穴を有する第２の本体
部分と、第１及び第２の本体部分の間に延ばされた少な
くとも１つの屈曲部とを含み、この屈曲部が片持ち梁部
分の撓みを制限するよう作用している。第１及び第２の
穴は貫通穴又は盲穴とすることができる。屈曲部は、軸
受、シャフト及び工具を損傷することになる過剰の抑制
を与えることなく、片持ち梁部分の制限された運動がで
きるようにする。屈曲部の幾何学形状と材料を適当に選
択することにより、抑制部材は実際上、特定の用途に対
し所望の屈撓性又は追従性を与えるよう同調することが
できる。

【００１０】１つの実施態様において、屈曲部は、シャ
フトの回転軸線に本質的に平行に測った大きな幅寸法
と、シャフトの軸線を本質的に横断して測った小さな幅
寸法と、第１及び第２の本体部分の間の長さとを有して
いる。数個の屈曲部、すなわち、片持ち梁シャフトの回
転軸線を含む平面上に位置する中央屈曲部と中央屈曲部
の両側の側方屈曲部とを設けることができる。側方屈曲
部は相互に向って角度をなす。好ましくは屈曲部と本体
部分とは一体に形成される。抑制部材が過剰の抑制を与
えないようにするのを保証するため、抑制部材は好まし
くは実質的に第１及び第２の軸受によってのみ支持され
る。すなわち、抑制部材から地面又は装置全体のフレー
ムへと直接延びる堅い構造部材が全く存在しない。抑制
部材をさらに制限する運動が必要とされる例において、
本発明は抑制部材の半径方向の運動を制限する手段を含
むことができる。平行な片持ち梁シャフトの各々は工具
の各１つを支持する内側片持ち梁部分と各工具により支
持された別の外側レバー部分とを具備し、各軸受が対応
の別の外側片持ち梁部分に取付けられる。

【００１１】軸受の位置をその対応シャフト上で精密に
調節させるため、ロックナットが各片持ち梁部分の外端
に螺合されまた対応の軸受と係合される。このロックナ
ットは、中央のねじ穴を有する本体部分と、ロックナッ
トの回転軸線に本質的に平行の複数の周方向に離間され
た貫通ねじ穴と、このねじ穴の中の対応の複数のねじと
を含み、これらねじの少なくとも１つが対応の軸受と調
節自在に係合される。眞ちゅうの接触プラグがこれらの
ねじと軸受との間に設けられる。軸受はそれぞれ内側レ
ース（軌道輪）と外側レースとを有しているので、ロッ
クナットは好ましくは内側レースと係合する。ロックナ
ットはさらに、ロックナットの回転軸線に向って半径方
向に延出された他の複数の周方向に離間された貫通ねじ
穴と、対応の他の複数の半径方向に移動可能なねじ付き
シューと、このねじ付きシューを片持ち梁部分に押しつ
けるための他の複数の貫通ねじ穴の中の対応の他の複数
のねじとを含んでいる。本発明は一対のハウジングを含
むことができ、１つのハウジングが各軸受を取巻き、各
ハウジングは周方向と半径方向とに延びるフランジを有
し、第１及び第２の穴の各穴の周りで抑制部材と係合
し、ハウジングと各穴との間に大きな半径方向の間隙が
設けられ、抑制部材が半径方向に延びるフランジに締結
される。ロックナットはハウジングの位置を調節するの
に用いられ、半径方向及び軸方向の心振れを大きく減少
しまた抑制部材の容易な取付けを保証するようになって
いる。

【００１２】本発明は多くの顕著な利点をもたらす。抑
制部材の存在のため、回転装置の剛性又は堅固さが実質
的に増大され、このため工具の相対運動を最小にし改善
された打抜き、切断、型押し、封かんその他をもたら
す。工具の摩耗は工具の回転軸線に沿ってさらに均一と
なる。工具はまた、工具により離される運動が大きく減
少されるので、高い剪断強さを有する材料に効果的に作
用することができる。高速の作用がしばしば達成され
る。抑制部材は片持ち梁シャフトの独立した振動に対す
る減衰器として作用する。屈曲部の材料、幾何学形状及
び数を適当に選択することにより、抑制部材の剛性又は
追従性を各特定の用途に同調させることができる。現存
する装置は、片持ち梁シャフトにすでに取付けられた工
具の外側に抑制部材を設けることにより、容易に改造す
ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の上記のまた他の目的、特
徴及び利点は添付図面に示されるような、本発明の以下
のさらに詳細な記載から明らかとなるであろう。

【００１４】以下は本発明の詳細な記載であり、数個の
図面のそれぞれにおいて構造の同一要素には同一の符号
が付せられている図面が参照される。

【００１５】図１から３を参照すると、本発明は、駆動
モジュール１２を含み、駆動モジュール１２から作動中
駆動モジュール１２によって回転される一対の片持ち梁
シャフト１４，１６が延びている装置１０に、特に有用
である。図示の装置において、回転工具１８がシャフト
１４と共に回転するためシャフト１４に固定するよう取
付けられそして共働する回転工具２０がシャフト１６に
これと共に回転するよう取付け固定される。当業者であ
れば、本発明が打抜き器、切断器、型押し器、封かん
器、印刷器、カレンダーロール、ウエブ切断器その他に
用いられるような多種類の回転共働工具を含む回転装置
に適用されることを理解するであろう。周知の方法で、
１つ又は複数の細長いストリップ材料のような被加工片
２６が回転工具の間に引入れられ、打抜かれ、切取ら
れ、型押しされ、封かんされ又はこのような回転工具に
より変化が完了されるような全ての作用を受けるように
する。

【００１６】回転工具１８は周方向に配列したねじ付き
穴３２が設けられる。周方向と半径方向に延びるフラン
ジ３６を有する片持ち梁シャフト延長部３４が穴３２の
中に延びるねじ３３により工具１８に取付けられる。同
様に回転工具２０は周方向に配列したねじ孔３８が設け
られる。半径方向に延びるフランジ４２を有する片持ち
梁シャフト延長部４０が工具２０に複数のねじ４４によ
り取付けられる。これに代え、シャフト１４，１６は工
具１８，２０にわたってそれぞれ拡大され延長されるこ
とができる。質量を最小にしまた組立体全体の共振周波
数を最大にするため、シャフト延長部３４，４０は好ま
しくは各中央穴４６，４８が設けられる。シャフト延長
部３４，４０は各肩部５０，５２を含む。肩部に当接し
て軸受組立体５４，５６が取付けられ、各軸受は、半径
方向及び周方向に延びるフランジ６０を有し複式軸受６
２を取巻く円筒形ハウジング５８を含んでいる。組立体
５４，５６は肩部５０，５２に当接してシャフト延長部
上に取付けられる。保持リング６４が軸受６２の外側レ
ースに接触するよう各ハウジング５８の中に取付けられ
る。複数のねじ６６が各リング６４をその対応のハウジ
ング５８に固定する。硬化されたワッシャー６８が各シ
ャフト延長部に軸受６２の内側レースに当接して配置さ
れる。ロックナット７０がシャフト延長部の端部に螺合
されワッシャー６８と係合される。

【００１７】図４と５はロックナット７０の特徴を図示
している。環状本体部分７２には中央ねじ穴７４が設け
られる。ねじ穴74を複数の周方向に離間した貫通ねじ孔
７６が取巻き、各ねじ穴７６はナットの回転軸線に本質
的に平行に延びている。各ねじ穴７６にはこの穴７６の
ねじの切られていない端部分に位置する金属プラグ８０
に当接するねじ７８が配置されている。好ましくはプラ
グ８０はねじ７８とワッシャー６８よりも柔らかい眞ち
ゅうのような材料から作られる。ロックナット７０の最
初の取付けにおいて、ねじ７８はプラグ８０に対して締
めつけられない。また穴７４を取巻き他の公知の複数の
周方向に離間された貫通ねじ穴８２があり、各穴８２は
ナットの回転軸線に向って本質的に半径方向に延びてい
る。各穴８２の中にねじ付き金属シュー８６に当接する
ねじ８４が配置されている。好ましくは、シュー８６は
シャフト延長部３４，４０の材料よりも軟らかい眞ちゅ
うのような材料から作られる。ロックナットが必要な予
負荷状態に回転された後、ねじ８４が普通の方法でシュ
ー８６に対し締めつけられナットが弛まないようにす
る。

【００１８】軸受組立体５４，５６が取付けられロック
ナット７０が軸受製造者により所要の予負荷状態に回転
された後に各軸受組立体の半径方向の心振れが各ハウジ
ング５８の外側円筒面８８に対して測定され、また各軸
受組立体の軸方向の心振れが各フランジ６０の半径方向
に延びる表面９０に対し測定される。この軸方向及び半
径方向の心振れの潜在的な原因は、ロックナットの予荷
重の力と、ロックナットの面と軸受の回転軸線との間が
直角でないことと、同様の要因とを含む。図示された型
の回転工具の実際の用途において、組立て中のこの点に
おける半径方向及び軸方向の心振れは０．０００１から
０．０００２インチ（０．００２５から０．００５０m
m）の範囲で測定された。この心振れの量を減少させる
ため、ねじ７８がプラグ８０に対して締めつけられた。
当業者は、ワッシャー６８に対するプラグ８０からの圧
力は、測定された心振れの量を減少させるため調節する
ことのできるシャフト延長部３４，４０の非常に小さな
撓みのような僅かな幾何学形状の変化を生じることを理
解するであろう。同じ実際の用途において、ロックナッ
トの使用は半径方向及び軸方向の心振れを約１０分の１
の０．００００４０インチ（０．００１mm）以下にする
ことができた。この用途において、ロックナットは約
２．２５インチ（５７，２mm）の外径と約１．５インチ
（３８．１mm）の内径とを有し、穴７６の組は６０°ず
つ離間していた。ねじ７８は約０．１６４インチ（４．
１７mm）の直径を有し、プラグ８０は約０．１８８イン
チ（４．７８mm）の直径を有していた。

【００１９】ロックナット７０が所望の心振れを生ずる
ように調節されると、本発明の抑制部材９２が取付けら
れる。図３に示されるように、抑制部材９２は貫通穴９
６を有する上方の円筒状本体部分９４と貫通穴１００を
有する下方の円筒状本体部分９８とを具備している。穴
９６と１００は軸受ハウジング５８の外側円筒面８８に
対し約０．００２インチ（０．０５１mm）の大きな半径
方向の間隙を有するような大きさとされる。少なくとも
１つの屈曲部１０２が図示の実施態様では穴９６，１０
０の軸線を含む平面上で本体部分９４，９９の間に延び
ている。屈曲部１０２は穴９６，１００の軸線に本質的
に平行に測った大きな幅寸法Ｍとこれらの穴の軸線を本
質的に横切って測った小さな幅寸法ｍとを有している。
一対の側方屈曲部１０４，１０６が中央屈曲部１０２の
各側に位置している。屈曲部１０４，１０６は図示のよ
うに相互に向って角度をなし工具１８，２０の間の作業
挾持部に容易に接近できるようにしている。

【００２０】しかし、当業者は屈曲部１０２，１０４，
１０６の幾何学形状と配置とが図示の実施態様の構造に
は限定されないことを理解するであろう。屈曲部の幾何
学形状と材料は部材９２を特定の用途に適合するように
片持ち梁シャフトの間の追従部として作用させるよう必
要に応じて選択される。屈曲部は、特定の用途にとって
予測される半径方向及び軸方向の心振れの力に耐えるよ
う、特定の回転工具の対に最も適した方向に所望の弾性
力を生じるようになっている。したがって、心振れ運動
は、本発明によれば、シャフトに過剰の応力を加え又は
軸受、工具、片持ち梁シャフトもしくはシャフト延長部
に過剰な損傷荷重を加えることなく、制限される。当業
者はしたがって、屈曲部は、本発明の範囲から逸脱する
ことなく、正方形、円、楕円その他のような種々の断面
とすることができ、又は数個の板ばねから組立てること
ができるのを理解するであろう。図示のように、抑制部
材９２は本体部分９４，９８と屈曲部１０２〜１０６と
一体に形成されるが、しかし当業者は個々の部品の組立
体を用いることのできることも理解するであろう。抑制
部材の重量を最小にしまた組立体の残り部分の熱膨張特
性にさらにぴったり一致させるためには、チタニウムが
最適な材料であることが見出された。

【００２１】抑制材料９２は、半径方向の表面９０が接
触されるまで軸受ハウジングの表面８８の上に滑り穴９
６，１００により取付けられる。対応の複数のねじ１１
０がフランジ６０の対応の複数のねじ孔に係合するよう
延びている貫通穴１０８の周方向に延びる列が、各穴を
取巻いている。取付けを容易にするため穴１０８とねじ
１１０との間に十分な間隙が設けられる。ある用途にお
いては、抑制部材の僅かな運動も観察されるであろう。
半径方向の運動は必要ならば、図１に略図式に示される
ように、型工具２０の次に取付けられるボール及びスプ
リングのプランジャー１１１のような手段によって制限
することができる。

【００２２】図示の幾何学形状を有し上記した型の軸受
組立体とロックナットに連結された抑制部材は、工具の
対の半径方向及び軸方向の心振れを、０．０００４６０
から０．０００４８０インチ（０．０１１７から０．０
１２２mm）の範囲から０．００００９０から０．０００
１１５インチ（０．００２３から０．００２９mm）の大
きく改善された範囲に、減少させるのに有効であった。
工具の回転軸線を横切るＹ軸線と、同回転軸線を横切る
Ｘ軸線と、同回転軸線に平行なＺ軸線とを有する場合を
考える。一般に、本発明の抑制装置は、被加工片に対し
良好な係合が保持されることを意味するＹ方向の工具の
運動を制限するのに有効である。またある利点がＸ方向
に見られ、また少ない程度であるがＺ方向にも見られ
る。Ｘ方向に余分の剛性が必要であったならば、限定さ
れた剛性の外側レースを付加することができる。

【００２３】本発明は特定の実施態様を参照して示され
てきたが、当業者は形式と細部についての他の変形が本
発明の範囲と精神から逸脱することなく行われることを
理解するであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した装置の前面図である。

【図２】図１の２−２線に沿った断面図である。

【図３】抑制部材の斜面図である。

【図４】ロックナットの平面図である。

【図５】図４の５−５線に沿った断面図である。

【符号の説明】

１０…本発明装置 １２…駆動モジュール １４…片持ち梁シャフト １６…片持ち梁シャフト １８…回転工具 ２０…回転工具 ２６…被加工片 ３２…ねじ孔 ３３…ねじ ３４…片持ち梁シャフト延長部 ３６…フランジ ３８…ねじ孔 ４０…片持ち梁シャフト延長部 ４２…フランジ ４４…ねじ ４６…中央穴 ４８…中央穴 ５０…肩部 ５２…肩部 ５４，５６…軸受組立体 ５８…円筒形ハウジング ６０…フランジ ６２…複式軸受 ６４…保持リング ６６…ねじ ６８…ワッシャー ７０…ロックナット ７２…環状本体部分 ７４…中央ねじ穴 ７６…貫通ねじ穴 ７８…ねじ ８０…プラグ ８２…貫通ねじ穴 ８４，１１０…ねじ ８６…ねじ付きシュー ８８…外側円筒面 ９０…半径方向表面 ９２…抑制部材 ９４…上方円筒形本体部分 ９６，１００…貫通穴 ９８…下方円筒形本体部分 １０２…屈曲部 １０４，１０６…側方屈曲部 １０８…貫通穴 １１０…ねじ １１１…ボール及びスプリングプランジャー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 片持ち梁部分を有する一対の平行なシャ
   フトとそれぞれが各片持ち梁部分に連結された一対の共
   働する工具とを含み、前記シャフトが前記工具の使用中
   回転するよう取付けられている装置において、 それぞれが前記共働する工具の各１つの外側で各片持ち
   梁部分に取付けられた第１及び第２の軸受と、 前記第１及び第２の軸受によって支持される同調された
   追従部材とを具備していることを特徴とする一対のシャ
   フトを含む装置。
2. 【請求項２】 ねじの切られたシャフトに取付けるロッ
   クナットであって、中央のねじ穴を有する本体部分と、
   前記本体部分に設けられそれぞれが前記ロックナットの
   回転軸線に平行な複数の周方向に離間された貫通ねじ穴
   と、前記周方向に離間された貫通ねじ穴の中の対応の複
   数のねじとを具備し、前記ねじのうちの少なくとも１つ
   が、前記ロックナットが取付けられるねじの切られたシ
   ャフトの心振れを減少するよう調節構造に調節可能に係
   合されている、ねじの切られたシャフトに取付けるロッ
   クナット。
3. 【請求項３】 片持ち梁部分を有する一対の平行なシャ
   フトとそれぞれが各片持ち梁部分に連結された一対の共
   働する工具とを含む装置に用いる同調された追従部材で
   あって、前記一対のシャフトが前記工具の使用中前記装
   置内で回転するよう取付けられている、同調された追従
   部材において、 第１の軸受が前記一対のシャフトの一方に配設される第
   １の穴を有する第１の本体部分と、第２の軸受が前記一
   対のシャフトの他方に配設される第２の穴を有する第２
   の本体部分と、前記第１の本体部分と第２の本体部分と
   の間に延び、前記片持ち梁部分の撓みを制限するよう作
   用する少なくとも１つの屈曲部とを具備している同調さ
   れた追従部材。