(57)【要約】【課題】簡単な構成で、充分なクランプ強度が得られる丸刃せん断機の自動クランプ装置を提供する。【解決手段】丸刃せん断機のアーバーに装着される丸刃および／またはスペーサを自動的にクランプするための丸刃せん断機の自動クランプ装置であって、前記アーバーの先端側である一方の端部に設けられたクランプ部と、前記アーバーの回転駆動側の端部に設けられた、前記アーバーを軸方向に往復移動させるための油圧シリンダとからなり、前記クランプ部が、前記アーバーの軸方向に出没自在に突設された操作部材と、前記アーバーの半径方向に出没自在に突設された複数本の突起と、前記操作部材に対して軸方向に作用する直線駆動力を前記突起に対して半径方向に作用する直線駆動力へ変換する変換部とからなる丸刃せん断機の自動クランプ装置。【選択図】　　　　図５
2004106110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
丸刃せん断機のアーバーに装着される丸刃および／またはスペーサを自動的にクランプするための丸刃せん断機の自動クランプ装置であって、
前記アーバーの先端側である一方の端部に設けられたクランプ部と、
前記アーバーの回転駆動側の端部に設けられた、前記アーバーを軸方向に往復移動させるための油圧シリンダとからなり、
前記クランプ部が、前記アーバーの軸方向に出没自在に突設された操作部材と、前記アーバーの半径方向に出没自在に突設された複数本の突起と、前記操作部材に対して軸方向に作用する直線駆動力を前記突起に対して半径方向に作用する直線駆動力へ変換する変換部とからなる丸刃せん断機の自動クランプ装置。
【請求項２】
前記変換部が、少なくとも一部に斜面を有し、前記操作部材に固着されたくさびと、揺動自在に設けられ、一端が前記くさびの斜面に当接し、他端が前記複数本の突起のうちの１つに連結されてなる複数本のアームとからなる請求項１記載の自動クランプ装置。
【請求項３】
前記複数本の突起を半径方向外側へ付勢するための付勢手段をさらに備えてなる請求項１または２記載の自動クランプ装置。
【請求項４】
前記操作部材およびくさびを前記アーバーの軸方向に沿ってアーバーから遠ざかる方向へ付勢するための付勢手段をさらに備えてなる請求項１、２または３記載の自動クランプ装置。
【請求項５】
前記くさびの前記アーバーから最も遠い位置を規制する規制手段をさらに備えてなる請求項４記載の自動クランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は丸刃せん断機の自動クランプ装置に関する。さらに詳しくは、丸刃せん断機の軸に挿入された、丸刃と該丸刃の間隔を定めるスペーサ（以下、この２つをまとめて丸刃等と呼ぶ）を自動的にクランプするための機構であって、簡単な構成で、充分なクランプ強度が得られる丸刃せん断機の自動クランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から多くのスリッター等の丸刃せん断機における刃替え作業を行なう場合、スリッターのアーバーに丸刃等をロボットハンドなどを用いて挿入したのち、アーバー先端に設けられたクランプ機構によって、丸刃等をクランプしている。
【０００３】
従来より、丸刃等をクランプする一般的な方法として、ナットの締結を用いたり、またはナットおよびフローティングシートの組合せにより、丸刃等のクランプを行なっている。
【０００４】
また、丸刃等のクランプを自動的に行なうために、アーバー先端側（いわゆるワークサイド）から油圧シリンダを用いてクランプ部を操作することにより、丸刃等のクランプを行なうことも提案されている（特許文献１〜３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
実開昭６１−１８４６１３号公報
【特許文献２】
特開平１１−１９８１９号公報
【特許文献３】
特開昭５９−２４９１０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のクランプ機構のうち、ナットによる締結の場合、構造は簡単であるが、筋力を要する重労働であり、しかも締結力が小さいという問題がある。
【０００７】
また、ナットおよびフローティングシートを組み合わせたクランプ機構の場合、油圧を使用することによりクランプ力が大きくなるが、人手を必要とするので、自動の刃替え作業には不向きである。
【０００８】
さらに、実開昭６１−１８４６１３号公報に記載される自動クランプが可能な部材固定装置では、丸刃の交換をするたびに油圧ホースをアーバー先端に着脱する必要がある。しかも、油圧シリンダの押圧力を伝達するための押圧片とリング部材とのあいだの連結を行なうために、リング部材などを回転させて角度調整をするなどの困難な作業を必要とする。
【０００９】
また、特開平１１−１９８１９号公報に記載されるスリッタースタンドの刃替え装置は、スリッタースタンドの軸端に内蔵された油圧室の駆動力によって、ピンを、軸に挿入されたスペーサおよび刃物へ前進させながら起き上がらせることにより、スペーサおよび刃物を固定している。このような機構は、構造が複雑であるとともに実用上の強度の面に問題があり、しかも、クランプ用のピンの開閉動作と締結動作を１つの油圧シリンダで行なっているため、大きなストロークが必要となり、装置が大型化するなどの問題がある。しかも、このような複雑な動きをするピンは、軸周囲に４本程度までしか設けることができないので、スペーサおよび刃物を周方向に沿って均一な力でクランプすることが困難である。
【００１０】
さらに、特開昭５９−２４９１０号公報に記載されるスリッタ刃物固定装置は、アーバシャフトの端部に摺動自在に嵌め込まれるクランプ外環座と、アーバシャフトの端部を被うとともに外径がクランプ外環座の内径よりもわずかに小さいクランプ内環座を有する一方、ロッドがアーバシャフト端部に連結固定される摺動自在のピストンを備え、該ピストンをアーバシャフト側へ押圧するための液体または気体の供給口および該ピストンを反アーバーシャフト側へ付勢する弾性部材を備えたクランプ部材と、クランプ内環座とクランプ外環座とを係止または開放する係止部材とから構成されている。
【００１１】
しかしながら、このようなスリッタ刃物固定装置は、クランプ部材の構成が複雑であるとともに強度の点から実現が困難である。しかも、アーバーシャフトの先端側から油圧を供給するため、自動刃替え装置の構造を複雑にするという問題がある。
【００１２】
本発明はかかる問題を解消するためになされたものであり、簡単な構成で、充分なクランプ強度が得られる丸刃せん断機の自動クランプ装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の丸刃せん断機の自動クランプ装置は、丸刃せん断機のアーバーに装着される丸刃および／またはスペーサを自動的にクランプするための丸刃せん断機の自動クランプ装置であって、
前記アーバーの先端側である一方の端部に設けられたクランプ部と、
前記アーバーの回転駆動側の端部に設けられた、前記アーバーを軸方向に往復移動させるための油圧シリンダとからなり、
前記クランプ部が、前記アーバーの軸方向に出没自在に突設された操作部材と、前記アーバーの半径方向に出没自在に突設された複数本の突起と、前記操作部材に対して軸方向に作用する直線駆動力を前記突起に対して半径方向に作用する直線駆動力へ変換する変換部とからなることを特徴としている。
【００１４】
前記変換部が、少なくとも一部に斜面を有し、前記操作部材に固着されたくさびと、揺動自在に設けられ、一端が前記くさびの斜面に当接し、他端が前記複数本の突起のうちの１つに連結されてなる複数本のアームとからなるのが好ましい。
【００１５】
前記複数本の突起を半径方向外側へ付勢するための付勢手段をさらに備えてなるのが好ましい。
【００１６】
前記操作部材およびくさびを前記アーバーの軸方向に沿ってアーバーから遠ざかる方向へ付勢するための付勢手段をさらに備えてなるのが好ましい。
【００１７】
前記くさびの前記アーバーから最も遠い位置を規制する規制手段をさらに備えてなるのが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
つぎに図面を参照しながら本発明の丸刃せん断機の自動クランプ装置をさらに詳細に説明する。図１は本発明の丸刃せん断機の自動クランプ装置の一実施の形態を示す自動クランプ装置を備えたスリッターを示す平面図、図２は図１のスリッターの正面図、図３は図１のクランプ部の通常の状態を示す説明図、図４は
図１のクランプ部の刃替え時の状態を示す説明図、図５は図１のクランプ部の断面説明図、図６は図５のＶＩ−ＶＩ線断面図、図７は本発明の丸刃せん断機の自動クランプ装置の他の実施の形態を示すクランプ部の断面説明図、図８は図７のクランプ部を軸方向から見た図、および図９は図７のクランプ片の動きを示す拡大断面図である。
【００１９】
図１〜２は、仮置軸が刃替えのためスリッター側へ前進するその途中を、反駆動側の軸受け２がアーバー３から外された状態を示している。また、アーバー３の駆動側には丸刃等８とほぼ同一の内径を有する案内スリーブ４を装着し、アーバー３の反駆動側先端の丸刃等８を自動クランプするためのクランプ部１１が設けられている。なお、４２は案内スリーブ４の駆動装置である。さらにアーバー３の回転駆動側端にはクランプ部１１を軸方向に往復移動させるための油圧シリンダー１２が設けられている。なお、丸刃等８の反駆動側には丸刃等８と同様に軸受け１３がアーバー３に嵌められる。この軸受け１３は、軸受け箱２に嵌合される。
【００２０】
また、スリッターの周囲には、図示されていないが、丸刃等８の保管棚、および汎用ハンドリングロボットが配置されている。丸刃等８のハンドリングが可能な汎用ハンドリングロボットの腕の先端にはたとえば３本の爪を有するロボットハンドが取り付けられている。
【００２１】
前記ロボットからの丸刃等８の受渡しは、図１に示される仮置き軸４１に対して行なう。仮置き軸４１は、上新刃用、下新刃用、上旧刃用、下旧刃用、計４本あるが、図１〜２では１本のみ図示されている。仮置き軸４１の先端にはロボットハンドのたとえば３本の爪が進入する溝を有する受渡し部４３が設けられている。４本の仮置き軸はそれぞれ、アーバー３と連結するための前進、ロボット受渡し位置への後退をし、そしてアーバー３とのあいだで丸刃等を移動させるプッシャー７を備えている。
【００２２】
図３〜６に示されるクランプ部１１は、アーバー３の先端に形成された挿入凹部３ａ内部に取り付けられている。クランプ部１１は、円筒形のケース１２内部に、アーバー３の軸方向に出没自在に突設された操作部材であるプッシュバー１３と、アーバー３の半径方向に出没自在に突設された８本のツメ１４と、プッシュバー１３に対して軸方向に作用する直線駆動力をツメ１４に対して半径方向に作用する直線駆動力へ変換する変換部１５とが収容され、ケース１２の先端開口を蓋１６で閉鎖することにより構成されている。
【００２３】
したがって、ツメ１４が単純な直線移動を行なう構成であるため、簡単な構成で、しかも従来より多い８本程度設けることが可能である。そのため、充分なクランプ強度で丸刃等８を周方向に沿って均一な力でクランプすることができる。それにより、隣接する２枚の丸刃あいだのクリアランスを均一にすることができ、スリッタの精度を向上させることができる。
【００２４】
本実施の形態の変換部１５は、図５に示されるように、テーパ状の斜面１７ａを有し、プッシュバー１３に固着されたくさび１７と、後述するアーム軸受３２に揺動自在に設けられ、一端がくさび１７の斜面１７ａに当接し、他端が複数本のツメ１４のうちの１つに連結されてなる複数本のアーム１８とからなる。かかる構成により、簡単な構成で、充分なクランプ力を得ることができる。
【００２５】
なお、本実施の形態では、変換部としてくさびおよびアームを組み合わせた構成を例にあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、操作力の向きをアーバーの軸方向から半径方向へ変えることができるものであれば、他の態様（たとえば図７〜９に示される態様参照）を採用することもできる。
【００２６】
図５に示されるプッシュバー１３は、外部への突出部分の高さを調整するために、くさび１７内部に挿入された圧縮コイルバネ３５を圧縮した状態で、くさび１７を貫通するおねじ部１３ａがナット３６に締結されている。
【００２７】
図５に示されるアーム１８は、その一端部１８ａに回転自在に取り付けられたローラ１９によって、くさび１７の斜面１７ａに沿って円滑に当接することができる。また、アーム１８の他端部１８ｂに回転自在に取り付けられたローラ２０は、ツメ１４に形成された筒状のローラ受け部２１に嵌合することにより、ツメ１４とアーム１８とのあいだは揺動自在に連結されている。
【００２８】
また、図５に示されるように、複数本のツメ１４を半径方向外側へ付勢するための圧縮コイルバネ２２などの付勢手段がツメ１４内部にそれぞれ設けられているため、プッシュバー１３に対する外部からの押圧力がなくなれば、ツメ１４は外部に突出した初期位置に自動的に戻ることができる。図５に示される圧縮コイルバネ２２は、ケース１２内部のバネガイドベース２３の外周面に当接し、かつバネガイドベース２３の外周面に固着されたスプリングガイド２４に嵌合するように取り付けられている。
【００２９】
さらに、プッシュバー１３およびくさび１７をアーバー３の軸方向に沿ってアーバー３から遠ざかる方向へ付勢するための圧縮コイルバネ２５が設けられているため、プッシュバー１３に対する外部からの押圧力がなくなれば、プッシュバー１３およびくさび１７は初期位置に自動的に戻ることができる。図５に示される圧縮コイルバネ２２は、フランジ２６の空間部２６ａに収容した状態で設けられている。空間部２６ａには、くさび１７の一部が摺動自在に挿入されている。
【００３０】
また、本実施の形態では、くさび１７のアーバー３から最も遠い位置を規制する規制手段として、前述のバネガイドベース２３を備えているため、プッシュバー１３に対する外部からの押圧力がなくなったとき、くさび１７は圧縮コイルバネ２５によって付勢されて図５中の右方向に移動してもバネガイドベース２３に当接する所定の初期位置に正確に停止することができる。
【００３１】
図５に示されるクランプ部１１のケース１２は、底面１２ａに正方形の嵌合孔１２ｂが形成されている。嵌合孔１２ｂは、アーバー３の挿入凹部３ａの奥端に突出する正方形断面の突起２７に嵌合されている。さらに、ケース１２の底部は、ノックピン２８によってもアーバー３と係合されている。さらに、突起２７の先端に形成されたおねじ２７ａは、ケース１２の内側からナット２９によって締結されている。
【００３２】
ケース１２の内部は、ケース１２の奥端から、スペーサ３０、フランジ２６およびスペーサ３１の順に収容されている。スペーサ３１の内部には、複数本のアーム１８を揺動自在に支持するために、複数のアーム軸受３２がスペーサ３１の内周面に沿って設けられている。スペーサ３１の先端側周面（図５におけるスペーサ３１の右側端面）は、前述のバネガイドベース２３に当接してバネガイドベース２３の位置決めを行なっている。また、ケース１２のフランジ部１２ｃとアーバー３の先端面とのあいだにダストが侵入しないように、アーバー３の挿入凹部３ａの周縁にはダストシール３３を設けてもよい。
【００３３】
蓋１６は、図５〜６に示されるように、前述のケース１２のフランジ部１２ｃとともにアーバー３の先端面にボルトなどで締結されている。また、蓋１６の内面の適当な位置には、ツメ１４のすべりをよくするために、グリースニップル３４を設けてもよい。
【００３４】
図５に示されるように、クランプ部１１は、丸刃部の軸と軸受け部の軸は、同一部材である（すなわち、いずれもアーバー３からなる）ため、両者間に組立接合面がなく、簡単な構造である。
【００３５】
本実施の形態では、アーバー３に丸刃等８の刃替えを行なう場合、まず、アーバー上の古くなった丸刃等８（旧刃）を受取用の仮置き軸４１へ移す。具体的には、仮置き軸４１を移動させて、仮置き軸４１の先端とアーバー３の先端にあるクランプ部１１を突き合わすと、クランプ部１１のプッシュバー１３が仮置き軸４１先端の突起によって押圧される。それに連動してアーバー３の外周面に突出するツメ１４は引っ込む（図４参照）ので、旧刃をアーバー３から仮置き軸４１へ取り外すことができる。
【００３６】
ついで、新しい丸刃等８をアーバー３へ装着する。具体的には、ロボットハンドを備えたハンドリングロボットを用いて、丸刃等８をまず仮置き軸４１に置き、ついで、仮置き軸４１を移動させて、仮置き軸４１の先端とアーバー３の先端にあるクランプ部１１を突き合わすと、クランプ部１１のプッシュバー１３が仮置き軸４１先端の突起によって押圧される。それに連動してアーバー３の外周面に突出するツメ１４は引っ込む（図４参照）ので、仮置き軸４１からアーバー３へ容易に丸刃等８を装着することができる。
【００３７】
また、刃替え作業完了後、仮置き軸をアーバー３の先端から離脱させれば、圧縮コイルバネ２２および２５の復元力により、ツメ１４は再びアーバー３の外周に突出するので、油圧シリンダー１２を作動させてクランプ部１１を引っ張れば丸刃等８は自動的にクランプされる。
【００３８】
つぎに本発明の自動クランプ機構の他の実施の形態として、図７〜９に示されるクランプ部５１は、アーバー３の先端に形成された挿入凹部３ａ内部に、軸方向移動可能に取り付けられている。さらに、クランプ座５２の反アーバー側外周に形成された１６個の突起５２ａは、アーバー３の先端外周に形成された１６個の溝３ｂに嵌合されている。そして、クランプ座５２の突起５２ａには、クランプ片５４が取り付けられており、同時にアーバー３の先端の溝３ｂに収納された状態にある。また、アーバー３の最先端の開口部、すなわち挿入凹部３ａの開口部は、軸受け軸５６で閉鎖されている。
【００３９】
図７に示されるように、クランプ片５４は、プッシュバー５３に操作力が与えられないときには、斜方に突出してプレッシャーリング６０を介してアーバー３に装着される丸刃等を支持している。
【００４０】
なお、図８において、図８（ａ）は図７のクランプ部５１の矢視Ａ図、図８（ｂ）は図７の軸受け軸５６をアーバー３の軸方向に見た図、図８（ｃ）は図７のクランプ座５２をアーバー３の軸方向に見た図、および図８（ｄ）はアーバー３のＢ−Ｂ矢視図である。
【００４１】
本実施の形態の変換部５５は、図７に示されるように、クランプ座５２内部に揺動自在に設けられたＬ字型可動片５７と、一端がＬ字型可動片５７の作用点５７ａに連結され、かつ他端がクランプ片５４に連結されたたワイヤ５８と、クランプ片５４をアーバー３の半径方向の外方へ付勢する圧縮コイルばね５９とから構成されている。
【００４２】
ワイヤ５８の寸法および材質については、本発明ではとくに限定されるものではないが、たとえば太さが直径１ｍｍ程度、長さ１００ｍｍ程度のピアノ線ような弾性を有する線材が採用される。
【００４３】
図７〜９に示されるクランプ部５１は、アーバー３の端部にアーバーの外径より小さい径の挿入凹部３ａを設け、ここにクランプ座５２を挿入した構造になっている。
【００４４】
また、軸受けが嵌められる軸受け軸５６の外径は小さく、したがって、軸受けの外径も小さく、実質的に丸刃の使用可能最小径への影響がない。
【００４５】
図７〜９に示されるクランプ部５１では、プッシュバー５３を押すと、プッシュバー５３の端部に設けられた円板５３ａが複数のＬ字可動片５７の力点５７ｂをローラ６１を介して押すことにより、Ｌ字可動片５７を回転させる。それにより、ワイヤ５８はアーバー３の内方へ引っ張られ、クランプ片５４をクランプ座５２の溝５２ａ内部に引っ込ませることができる。ついで、プレッシャーリング６０を取り除き、そののち前記クランプ部１１と同様に丸刃等を交換することができる。丸刃等の交換後、再びプレッシャーリング６０を装着し、プッシュバー１３に対する外部からの押圧力をなくせば、クランプ片５４は圧縮コイルばね５９の付勢力により初期位置に自動的に戻ることができる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、丸刃等を挿入抽出するアーバー先端側が複雑にならないように、油圧シリンダをドライブサイドに設置したので、簡単な構成で自動クランプ装置を得ることができる。
【００４７】
しかも、クランプ開閉操作を仮置き軸と連動させることができ、スリッター全体を安価で簡単な構成にすることができる。
【００４８】
さらに、本発明によれば、簡単な構成でありながら充分なクランプ強度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の丸刃せん断機の自動クランプ装置の一実施の形態を示す自動クランプ装置を備えたスリッターを示す平面図である。
【図２】図１のスリッターの正面図である。
【図３】図１のクランプ部の通常の状態を示す説明図である。
【図４】図１のクランプ部の刃替え時の状態を示す説明図である。
【図５】図１のクランプ部の断面説明図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】本発明の丸刃せん断機の自動クランプ装置の他の実施の形態を示すクランプ部の断面説明図である。
【図８】図７のクランプ部を軸方向から見た図である。
【図９】図７のクランプ片の動きを示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１　スリッター
３　アーバー
８　丸刃等
【図１】
2004106110.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004106110.tif 000009
【図８】
2004106110.tif 000010
【図９】
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