(57)【要約】    【課題】  送り線高さの調節を容易に行うことができるプレス機械におけるスクラップカッタを提供する。    【解決手段】  ガイドポスト１２とガイドシリンダ１３からなる昇降ガイド機構によって上下にガイドされるブラケット１４と、ガイドシリンダ内に作動油を導入する油圧回路と、前記ブラケットに回転自在に支持される偏心軸３９と、ブラケット１４によって上下に摺動自在に案内される上刃３２と、偏心軸３９の回転を上刃３２の上下動に変換するコンロッド４１と、前記ブラケットの上下動を許しながらプレス機械の駆動軸１７の回転を偏心軸３９の回転に伝達する伝達機構１８と、ブラケットに設けられた、前記上刃と協働する下刃３２とを備えているプレス機械におけるスクラップカッタ１０。伝達機構１８は第１リンク４７、第２リンク４８およびタイミングベルト、タイミングプーリからなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガイド部材と、そのガイド部材によって上下にガイドされるブラケットと、そのブラケットの上下の位置を調節する調節手段と、前記ブラケットによって回転自在に支持される回転駆動軸と、ブラケットによって上下に摺動自在に案内される上刃と、回転駆動軸の回転を上刃の上下動に変換する変換手段と、前記ブラケットの上下移動を許しながらプレス機械の駆動軸の回転を前記回転駆動軸の回転に伝達する伝達機構と、前記上刃と協働する下刃とを備えているプレス機械におけるスクラップカッタ。
【請求項２】
前記下刃がブラケットに取りつけられている請求項１記載のスクラップカッタ。
【請求項３】
前記変換手段が、回転駆動軸に設けられる偏心部と、その偏心部と上刃とを連結するコンロッドとからなる請求項１記載のスクラップカッタ。
【請求項４】
前記伝達機構が、
一端がプレス機械に回動自在に連結される第１リンクと、
一端が第１リンクの他端に回動自在に連結され、他端が前記ブラケットに回動自在に連結される第２リンクと、
第１リンクと第２リンクの連結部に回転自在に設けられる中間回転軸と、
前記プレスの駆動軸の回転を中間回転軸に伝達する第１巻き掛け伝動手段と、
中間回転軸の回転を前記回転駆動軸に伝達する第２巻き掛け伝動手段
とを備えている請求項１記載のスクラップカッタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプレス機械におけるスクラップカッタに関する。さらに詳しくは、プレス機械による順送り加工などで用いられるスクラップカッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
プレス機械による加工には、ロールフィーダなどでコイル材（フープ材）を送り込み、コイルから切り離さずに順に数工程のプレス加工を施し、最後にコイル材から抜き落とす、あるいは切り離す順送り加工（プログレッシブ加工）がある。また、ブランク材を効率よく形成するために抜き加工のみを行なわせる場合もある。このような順送り加工や抜き加工を終えたコイル材のスクラップは、巻き取ることもあるが、通常はプレス機械から出ていくときに、プレス機械に取りつけられたスクラップカッタによって切断し、シュートなどで排出される。
【０００３】
このようなスクラップカッタは、たとえば図７に示すように、プレス機械の駆動軸によって回転される偏心軸１０１と、その偏心軸に一端が回動自在に連結されるコンロッド１０２と、プレス機械のボルスタあるいはフレーム１０３に取りつけられるガイド部材１０４（図８参照）と、そのガイド部材によって昇降ガイドされると共に、前記コンロッド１０２の下端が回動自在に連結される上刃保持部材１０５とを有する。その上刃保持部材１０５には、図８に示すように上刃１０６が交換可能に取りつけられ、ガイド部材１０３を支持するベース１０７に、下刃１０８が交換可能に取りつけられている。
【０００４】
このスクラップカッタ１００では、前記コンロッド１０２が上下の２部品に分かれており、それらの部品をネジ１０９およびナット１１０によって連結することにより、コンロッド１０２の有効長さを調節自在としている。そしてナット１１０を緩めてネジ１０９のねじ込み量を調節することにより、上刃１０５の下死点の高さを調節することができる。すなわち、ガイド部材１０４による上刃保持部材１０５の上下移動可能な支持構造は、切断のための上刃の昇降ガイドとしての機能だけでなく、上刃の高さ調節にも利用されている。なお、このスクラップカッタ１００では下刃１０８の高さは調節することができないが、ネジ機構などで高さ調節可能にすることは可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記コンロッド１０２の途中に設けられる長さ調節機構は、手動操作によるものであり、ナット１１０を緩め、ネジ１０９を回し、位置を確認し、再びナット１１０を締め付けるなどの手数を要し、煩雑である。また、コンロッド１０２は揺動運動と上下運動が組合わさった運動を行うので、ナット１１０などにモータなどを取りつけて位置調節をさせることも困難である。本発明は上記のスクラップカッタを改良し、送り線高さの調節、とくに上刃の高さの調節を容易に行うことができるプレス機構におけるスクラップカッタを提供することを技術課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のスクラップカッタは、ガイド部材と、そのガイド部材によって上下にガイドされるブラケットと、そのブラケットの上下の位置を調節する調節手段と、前記ブラケットによって回転自在に支持される回転駆動軸と、ブラケットによって上下に摺動自在に案内される上刃と、回転駆動軸の回転を上刃の上下動に変換する変換手段と、前記ブラケットの上下移動を許しながらプレス機械の駆動軸の回転を前記回転駆動軸の回転に伝達する伝達機構と、前記上刃と協働する下刃とを備えていることを特徴としている。
【０００７】
このようなスクラップカッタにおいては、前記下刃はブラケットに取りつけるのが好ましい。また前記変換手段が、回転駆動軸に設けられる偏心部と、その偏心部と上刃とを連結するコンロッドとからなるものが好ましい。さらに前記伝達機構が、一端がプレス機械に回動自在に連結される第１リンクと、一端が第１リンクの他端に回動自在に連結され、他端が前記ブラケットに回動自在に連結される第２リンクと、第１リンクと第２リンクの連結部に回転自在に設けられる中間回転軸と、前記プレスの駆動軸の回転を中間回転軸に伝達する巻き掛け伝動手段と、中間回転軸の回転を前記回転駆動軸に伝達する第２巻き掛け伝動手段とを備えているものが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のスクラップカッタは、上刃の上下動をブラケットによってガイドすると共に、そのブラケットによって回転駆動軸を支持し、変換手段でその回転を上刃の上下動に変換している。さらにプレス機械の駆動軸から回転駆動軸までの回転力の伝達を、ブラケットの上下動を許す伝達手段によって行う。なお「上下動を許す」とは、ブラケットを上下に移動させても、伝達手段が追従し、ブラケットがどの位置にあっても回転力を伝達できることを意味する。このように本発明のスクラップカッタは、上刃を支持して駆動する回転駆動軸をプレス機械の駆動軸から切り離し、ブラケットに対してユニットのように組み込むと共に、フレキシブルな伝達機構によりプレスの駆動軸から回転動力を伝達する構成を採用しているので、ブラケットで支持されるユニットの全体を駆動系から独立して上下に位置調節することができる。そのため上刃の下死点の高さ、すなわち切断位置の高さを容易に調節することができる。
【０００９】
前記下刃をブラケットに取りつける場合は、上刃と下刃のセット全体の高さを容易に調節することができる。それにより上刃の下死点と下刃の高さを別個に調節する必要がなく、送り線高さの調節が容易である。前記変換手段が、回転駆動軸に設けられる偏心部と、その偏心部と上刃とを連結するコンロッドから構成されている場合は、回転駆動軸の回転に伴って偏心部の２倍のストロークで上刃を上下動させることができる。また、回転力から上刃の上下動への変換がスムーズで高速運転に耐えることができる。
【００１０】
前記伝達機構が、一端がプレス機械に回動自在に連結される第１リンクと、一端が第１リンクの他端に回動自在に連結され、他端が前記ブラケットに回動自在に連結される第２リンクと、第１リンクと第２リンクの連結部に回転自在に設けられる中間回転軸と、前記プレスの駆動軸の回転を中間回転軸に伝達する巻き掛け伝動手段と、中間回転軸の回転を前記回転駆動軸に伝達する第２巻き掛け伝動手段によって構成する場合は、ブラケットの位置を変えてもプレス機械の駆動軸からブラケットの回転駆動軸に回転力を伝達することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
つぎに図面を参照しながら本発明のスクラップカッタの実施の形態を説明する。図１は本発明のスクラップカッタの一実施形態を示す正面図、図２は図１のスクラップカッタの上下調節シリンダの拡大断面図、図３は図２の上下調節シリンダを駆動する配管系統を示す系統図、図４は図１のIV-IV線断面図、図５は図１のV-V線断面図、図６は図１のVI-VI線断面図である。
【００１２】
図１に示すスクラップカッタ１０は、プレス機械のベッド１１に対して左右一対で設けられるガイドポスト１２と、そのガイドポストに摺動自在に設けられるガイドシリンダ１３と、左右のガイドシリンダによって支持されるブラケット１４と、そのブラケットに上下に摺動自在に設けられる上刃保持具１５と、その上刃保持具を上下に駆動するための駆動機構１６と、プレス機械の駆動軸１７から駆動機構１６に回転力を伝達するための伝達機構１８とを備えている。ガイドポスト１２およびガイドシリンダ１３はブラケット１４の昇降ガイド機構を構成している。
【００１３】
前記ガイドポスト１２は、図２に示すように、上下の油圧導入孔１９ａ、１９ｂを備えた棒状の部材であり、上下方向の中心部近辺に径が太いピストン２０が一体に形成されている。そのピストン２０の外周には、間隔をあけて２本のＯリング溝２０ａ、２０ｂが形成されている。Ｏリング溝２０ａ、２０ｂの間はガイドシリンダ１３の内面と摺接する部位であり、他の部分はピストンロッド２１である。ピストンロッド２１におけるピストン２０のいくらか上および下には、それぞれ油圧導入孔１９ａ、１９ｂと連通する横孔２２ａ、２２ｂが貫通している。上側の油圧導入孔１９ａはガイドポスト１２の上端から上側の横孔２２ａまで通っており、下側の油圧導入孔１９ｂはガイドポスト１２の下端から下側の横孔２２ｂまで通っている。
【００１４】
前記ガイドシリンダ１３は、ピストン２０と摺動自在に嵌合する円筒状のシリンダ本体２４と、その上下端にそれぞれ液密に嵌合固定されるシリンダヘッド２５と、上下のシリンダヘッド同士を連結するタイロッド（図示省略）とを備えている。各シリンダヘッド２５には、ピストンロッド２１の外周と摺動自在に、かつ液密に嵌合するガイド孔２５ａが形成されており、その内面にＯリングなどのシール材２５ｂが装着されている。ガイドシリンダ１３の内部は、ピストン２０によって上部の空間Ｓ１と下部の空間Ｓ２とに仕切られており、上下の空間に前述の横孔２２ａ、２２ｂがそれぞれ連通している。
【００１５】
このようなガイドポスト１２およびガイドシリンダ１３は、上側の油圧導入孔１９ａから上側の空間Ｓ１に高圧の作動油が導入されると、上向きに押し上げられ、下側の空間Ｓ２から作動油が下側の油圧導入孔１９ｂ側に押し出される。逆に下側の油圧導入孔１９ｂから下側の空間Ｓ２に作動油が導入されると、ガイドシリンダ１３が下降し、上側の空間Ｓ２から作動油が押し出される。それらの動作は通常の油圧シリンダによる昇降と同じであり、たとえば図３に示す空気・油圧回路によって上下動および停止状態を切り換えることができる。上記ガイドポスト１２とガイドシリンダ１３の組み合わせに換えて、通常の油圧シリンダを用いてもよい。また、その場合は別途ガイドポストとガイドブッシュなどのガイド機構を設けてもよい。
【００１６】
なお、図３の配管系統図における符号Ｔはオイルタンクであり、符号Ｐは空気圧によって作動する油圧ポンプ（エアブースタポンプ）でる。また、符号ＳＶ１、ＳＶ２はガイドシリンダ１３を昇降させるための逆止弁付きの方向切り換え弁（ノンリークバルブ）であり、符号ＰＳＶ１、ＰＳＶ２はそれらの方向切り替え弁を作動させるパイロットバルブ（電磁弁）である。なお、一対の逆止弁付きの方向切り換え弁ＳＶ１、ＳＶ２を用いることにより、ガイドシリンダ１３がガイドポスト１２の途中に停止している状態を維持することができる。ただしガイドシリンダ１３の上下動を阻止するための他の拘束機構を採用することもできる。
【００１７】
図１に示すように、上記のガイドポスト１２、ガイドシリンダ１３および油圧回路からなる上下調節機構は、左右に一対で設けられており、左右のガイドシリンダ１３の間に前述のブラケット１４が取りつけられている。このブラケット１４は、図４および図５に示すように、板状の背板２６と、その前面（図４の下側）下部の左右に取りつけられるガイドブロック２７とを備えている。背板２６の前面の上部中央には偏心軸支持部２８が設けられている。ガイドブロック２７には円形の孔が形成され、その孔内にガイドブッシュ２７ａが嵌合固定されている。そして背板２６の前面側でガイドブロック２７の上部に、前述の上刃保持具１５が配置されている。上刃保持具１５の下側前面には、図４および図５に示すように、上刃２９がボルト２９ａなどで固定されている。上刃保持具１５の左右端近辺には、前記ガイドブッシュ２８と摺動自在に嵌合するスライドロッド３１の上端が固定されている。それにより上刃保持具１５は上下に摺動自在である。
【００１８】
他方、ブラケット１４の下部中央には、上刃２９と協働する下刃３２がボルト３２ａによって固定されている。下刃３２の前側には、切断したスクラップを排出するためのシュート３３が取りつけられている。また、ベッド１１のブラケット１４の下端に対応する部位には、ブラケット１４の高さ調節の下限を規制するためのストッパ３４が取りつけられている。ストッパ３４はベッド１１に固定したナット部材３５に螺合させて、ネジ作用により突出長さを調節できるようにしている。なお、下刃３２はブラケット１４に取りつけず、ベッド１１に取りつけてもよい。その場合もストッパ３４と同様の下刃の高さ調節機構を設けるのが好ましい。下刃の高さ調節は、送り線高さの変更や、切断する材料の厚さの変更に伴って行われる。
【００１９】
図５に示すように、ブラケット１４の上部では、背板２６の前面に左右の側板３７を介して前板３８を固定している。そして背板２６、前板３８および側板３７によって偏心軸３９を回転自在に支持する偏心軸支持部２８としている。偏心軸３９の中央には、偏心量がｅの偏心部４０が設けられ、その偏心部にコンロッド（コネクティングロッド）４１の上端が回動自在に連結されている。そのコンロッド４１の下端は前記上刃保持具１５の上部に設けた連結ピン４２に回動自在に連結されている。これによりクランク機構が構成され、偏心軸３９が１回転すると、偏心量の２倍の上下ストロークで上刃保持具１５と上刃２９が上下に駆動される。
【００２０】
つぎに図１および図６を参照しながら伝達機構１８を説明する。プレス機械のクラウン４５には、支持軸４６が取りつけられており、その支持軸４６に第１リンク４７の上端が回動自在に連結されている。さらにその第１リンク４７の下端に第２リンク４８の一端が回動自在に連結されている。その第２リンク４８の他端は前記駆動機構１６の偏心軸３９の端部に回動動自在に連結されている。図６に詳細に示すように、第１リンク４７の上端および下端にはそれぞれ第１ボス５０および第２ボス５１が設けられ、ボス同士を連結する連結部５２は上下に分割されると共に、長孔およびボルト４９によって長さ調節自在に連結されている。ただしこの長さ調節は、組立精度や加工精度を調節するためのものであり、上刃の高さ調節には利用しない。
【００２１】
第１リンク４７の第１ボス５０はブッシュ５０ａを介して前記支持軸４６に回動自在に嵌合されており、第２ボス５１にはボールベアリング５１ａを介して中間回転軸５４が回転自在に取りつけられている。中間回転軸５４は第２ボス５１の両側に突出しており、それぞれタイミングプーリ５５ａ、５５ｂが取りつけられている。前記第２リンク４８の上端および下端はそれぞれボールベアリング４８ａ、４８ｂを介して中間回転軸５４と偏心軸３９の端部に回動自在に連結されている。他方、プレス機械の駆動軸１７および偏心軸３９の端部にもそれぞれタイミングプーリ５６、５７が固定されている。そしてプレス機械の駆動軸１７のタイミングプーリ５６と中間回転軸５４の一方のタイミングプーリ５５ａの間に第１タイミングベルト５８が巻き掛けられ、、他方のタイミングプーリ５５ｂと偏心軸のタイミングプーリ５７の間に第２タイミングベルト５９が巻き掛けられている。それぞれのタイミングプーリ５６、５５ａ、５５ｂ、５７の直径および歯数は同じにしている。
【００２２】
上記のように構成される伝達機構１８においては、プレス機械の駆動軸１７の回転は、第１タイミングベルト５８によって中間回転軸５４に伝達され、その中間回転軸５４の回転は第２タイミングベルト５９によって偏心軸３９に伝えられる。そして図１からわかるように、ブラケット１４の高さが調節されて上下に移動し、第１リンク４７と第２リンク４８の角度が変化しても、プレス機械の駆動軸１７から偏心軸３９への回転力の伝達はそのまま行うことができる。また、すべてのタイミングプーリの歯数を同じにしているので、プレスの上下動と上刃の上下動とを同調させることができる。ただし下死点にくるタイミングは、互いにずらすことができる。
【００２３】
なお、図１の実施形態では、プレス機械の駆動軸１７と支持軸４６とが別個である。しかし駆動軸１７、支持軸４６および中間回転軸５４がほぼ一直線上に配列されているので、第１リンク４７が支持軸４６まわりにいくらか回動しても、第１タイミングベルト５８の長さを調節する必要がない。たとえばブラケット１４の上下位置の調整量の中間近辺（初期位置）で駆動軸１７、支持軸４６および中間回転軸５４を直線上に配置して第１リンク４７と第１タイミングベルト５８をほぼ平行に配置しておくと、ブラケット１４をいくらか上下に移動させたとき、中間回転軸５４の移動軌跡（支持軸４６を中心とする円弧）と第１タイミングベルト５８の移動軌跡（駆動軸１７を中心とする円弧）のずれ量がごくわずかであり、第１タイミングベルトの張力にはほとんど変動がない。ただし駆動軸１７と支持軸４６を同心状に配列するようにしてもよい。なお、上記と同様に、偏心軸３９の回転中心とタイミングプーリ５７との回転中心とを離すこともできる。
【００２４】
上記のように構成されるスクラップカッタ１０を使用するには、まず、油圧回路によってガイドポスト１２によって支持されるブラケット１４の高さを調節し、上刃２９および下刃３２の高さをフープ材の送り線高さに合わせる。そしてその状態でプレス機械を作動してプレス加工を行う。その場合、プレス機械の駆動軸１７の回転が第１および第２タイミングベルト５８、５９を介して偏心軸３９に伝えられる。そして偏心軸が回転することにより、コンロッド４１が上下動して上刃保持具１５を上下動させる。それによりプレス機械による加圧加工やローラフィーダなどによる間欠的な材料の送り込みと同調して、スクラップカッタ１０によるスクラップの切断を行わせることができる。そして送り線高さが変更になった場合でも、油圧回路によってブラケット１４の高さを調節することにより、容易に対応することができる。
【００２５】
前記実施形態ではプレス機械の駆動軸１７の回転をタイミングベルトおよびタイミングプーリを用いて偏心軸３９に伝達させているが、チェーンとスプロケットあるいは通常のＶベルトとＶ溝プーリなどの巻き掛け伝動要素によって伝達するようにしてもよい。さらに駆動軸１７の回転の方向をユニバーサルジョイントあるいは２個のベベルギヤなどを用いて変換し、回転シャフトおよび他のユニバーサルジョイントあるいは２個のベベルギヤなどを用いて偏心軸３９に伝達させるように構成することもできる。その場合は回転シャフトを上下に分割し、たとえばスプラインとスプラインハブとを用いて長さ調節自在に連結する。それによりブラケットの高さを変更しても、それに追従して回転シャフトの長さを容易に変更することができる。すなわち、特許請求の範囲にいう「ブラケットの上下動を許しながらプレス機械の駆動軸の回転を前記回転駆動軸の回転に伝達する伝達機構」を構成することができる。
【００２６】
また、前述の実施形態では、駆動機構１６を支持するブラケット１４の調節を油圧シリンダ機構を用いて行っているが、モータ、減速機およびネジ機構など、他の機構を用いて高さ調節するように構成することもできる。その場合は左右にネジ・ナット機構を設け、左右を同調して高さ調節するのが好ましい。ただし片側だけで高さ調節することもできる。高さ調整はクランクを回転させてネジ軸を回すなど、手動で操作するように構成してもよい。さらに前記いずれの高さ調整機構を用いる場合でも、高さ調節の後、その高さを拘束するロック機構を設けることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のスクラップカッタの一実施形態を示す正面図である。
【図２】図１のスクラップカッタの上下駆動シリンダの拡大断面図である。
【図３】図２の上下駆動シリンダを駆動する配管系統を示す系統図である。
【図４】図１のIV-IV線断面図である。
【図５】図１のV-V線断面図である。
【図６】図１のVI-VI線断面図である。
【図７】従来のスクラップカッタの一例を示す側面図である。
【図８】図７のスクラップカッタの正面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  スクラップカッタ
１１  ベッド
１２  ガイドポスト
１３  ガイドシリンダ
１４  ブラケット
１５  上刃保持具
１６  駆動機構
１７  プレス機械の駆動軸
１８  伝達機構
１９  油圧導入孔
２０  ピストン
２０ａ、２０ｂ  Ｏリング溝
２１  ピストンロッド
２２ａ、２２ｂ  横孔
２３ａ、２３ｂ  縦孔
２４  シリンダ本体
２４ａ  ガイド孔
２４ｂ  シール
Ｓ１  上部の空間
Ｓ２  下部の空間
２５  シリンダヘッド
Ｔ  オイルタンク
Ｐ  油圧ポンプ
ＳＶ１、ＳＶ２  方向切り換え弁
ＰＳＶ１、ＰＳＶ２  パイロットバルブ
２６  背板
２７  ガイドブロック
２７ａ  ガイドブッシュ
２８  偏心軸支持部
２９  上刃
２９ａ  ボルト
３１  スライドロッド
３２  下刃
３２ａ  ボルト
３３  シュート
３４  ストッパ
３５  ナット部材
３７  側板
３８  前板
３９  偏心軸
４０  偏心部
ｅ    偏心量
４１  コンロッド
４２  連結ピン
４５  クラウン
４６  支持軸
４７  第１リンク
４８  第２リンク
４８ａ、４８ｂ  ボールベアリング
５０  第１ボス
５０ａ  ブッシュ
５１  第２ボス
５０ａ  ボールベアリング
５２  連結部
４９  ボルト
５４  中間回転軸
５５ａ、５５ｂ  タイミングプーリ（中間回転軸）
５６  タイミングプーリ（駆動軸）
５７  タイミングプーリ（偏心軸）
５８  第１タイミングベルト
５９  第２タイミングベルト
【図１】
2005246390.tif 000003
【図２】
2005246390.tif 000004
【図３】
2005246390.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005246390.tif 000007
【図６】
2005246390.tif 000008
【図７】
2005246390.tif 000009
【図８】
2005246390.tif 000010