(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平に設けた固定下刃と、該固定下刃と協働してワークを剪断する上刃を上下動自在のラム下端部に設けると共に、該ラムを傾斜させて前記固定下刃と上刃とがなす角度（レーキ角）を調整自在に設けたシャーリングマシンにおいて、前記ラムに振子軸を中心に揺動自在の振子を垂設し、該振子に一体的に設けた作動アームを前記振子軸より上方に延伸して設けると共に、該振子軸に近接する位置に該振子の振れ角を検出して前記角度（レーキ角）の変化を検出するする回転角度検出器を設け、該回転角度検出器の入力軸に該入力軸と共に回動可能なレバーを設け、該レバーに設けた係合ピンが前記作動アームに常に当接するよう付勢して設け、前記角度（レーキ角）の変化を検出するようにすると共に、前記ラムの上昇限を二位置に設定する二つの上昇限リミットスイッチと下降限を設定する下降限リミットスイッチとを設け、前記二つの上昇限リミットスイッチのいずれを使用するかを作業者が選択することにより、前記ラムのストローク長さを切断材料の切断長さに合わせて変更可能に設けたことを特徴とするシャーリングマシン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシャーリングマシンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
シャーリングマシンにおいては、切断荷重を小さくするために固定下刃とラムに設けた上刃との間にレーキ角（シャー角ともいう）を設け、かつ、このレーキ角を必要最小限の適宜な角度に調節するためのレーキ角調整装置を備えているのが一般的である。
【０００３】
このレーキ角検出手段として、例えば、特開平８−９９２１１号公報に記載されているレーキ角検出装置がよく知られている。
【０００４】
上述の特開平８−９９２１１によるレーキ角検出装置は、リンク構造で、ラムストロークに追従可能な形になっている。このラムは、上下方向に直線的に動き、エンコーダ軸は回転であるから、両者の動きの差の整合を図るための構造が採られている。リンク自体の回転角度が常にレーキ角を表現している訳ではないので、一定の上限位置にあるときに変化させたレーキ角を測定するしかなかった。
【０００５】
すなわち、リンク自体の回転角度が、レーキ角の変化の割合と同じ割合で回転しないが、エンコーダは、その回転の量で角度検出が可能で、その割合の変化には追従できないからである。
【０００６】
一方、シャーリングマシンにおいては、実公平６−１１８９９号公報に開示されている如く、ラムの上限位置を変更して使用するケースがあり、この様なケースにおいては、各々の異なる上限位置でレーキ角を測定することができなかった。
【０００７】
したがって、実開平２−４７１８号公報に開示される如き大がかりでコストのかかる手段を採るしかなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記実公平６−１１８９９号の如きレーキ角検出手段においては、チェーンの経年変化により検出精度が低下するという問題がある。また、検出手段の構造が複雑でコストも高いという問題もある。
【０００９】
本発明は上述の如き問題を解決するために成されたものであり、本発明の課題は、構造が簡単で低コストかつ検出精度が安定したレーキ角検出装置を備えたシャーリングマシンを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として、請求項１に記載のシャーリングマシンは、水平に設けた固定下刃と、該固定下刃と協働してワークを剪断する上刃を上下動自在のラム下端部に設けると共に、該ラムを傾斜させて前記固定下刃と上刃とがなす角度（レーキ角）を調整自在に設けたシャーリングマシンにおいて、前記ラムに振子軸を中心に揺動自在の振子を垂設し、該振子に一体的に設けた作動アームを前記振子軸より上方に延伸して設けると共に、該振子軸に近接する位置に該振子の振れ角を検出して前記角度（レーキ角）の変化を検出するする回転角度検出器を設け、該回転角度検出器の入力軸に該入力軸と共に回動可能なレバーを設け、該レバーに設けた係合ピンが前記作動アームに常に当接するよう付勢して設け、前記角度（レーキ角）の変化を検出するようにすると共に、前記ラムの上昇限を二位置に設定する二つの上昇限リミットスイッチと下降限を設定する下降限リミットスイッチとを設け、前記二つの上昇限リミットスイッチのいずれを使用するかを作業者が選択することにより、前記ラムのストローク長さを切断材料の切断長さに合わせて変更可能に設けたことを要旨とするものである。
【００１３】
したがって、請求項１に記載のシャーリングマシンによれば、ラムのストロークの任意の位置においてレーキ角を検出することができる。また、レーキ角検出装置の構造をコンパクトにできるので、小型のシャーリングマシンにも使用することができる。また、従来の検出装置の如くチェーンを使用しないので、長期間使用していても伸びる部分がなく、経年変化に対する定期的なメンテナンスも不要である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施に形態を図面によって説明する。
【００１５】
図１を参照するに、シャーリングマシン１は両側に立設した側板３の間を、前板５、テーブル７、クラウン部９、および下部前板１１とで枠組み構造としてある。前記前板５の一部にはレーキ角設定用押しボタン、起動停止用の押しボタンなどが組込まれた制御盤１３が設けてあり、クラウン部９の上部の左右にはラム１０（図２参照）を駆動する大径油圧シリンダー１５と小径油圧シリンダー１７とが設けてある。また、前記前板５の下端にはワークＷをテーブル７上に押圧固定する板押さえ装置１９が設けてある。
【００１６】
上述のラム１０は案内部材（図示省略）に上下動自在に案内されており、ラム１０の上下動およびレーキ角の変更は後述の制御装置４３と油圧回路４５により適宜に制御できるようになっている。
【００１７】
次に、図２、図３を参照しながらレーキ角検出装置について説明する。レーキ角検出装置２１は前記ラム１０の裏面に設けてある。ラムに固定された振子軸２３に対して振子２５が揺動自在に垂設してある。
【００１８】
振子２５は、上から作動アーム２９、振子腕３１、重錘３３より構成されていが、これらは、一体的に固定された部材であり、振子軸２３に軸支され揺動する。
【００１９】
前記振子軸２３から上方位置でかつ水平方向左側に離隔した位置に、パルスエンコーダーの如き回転角度検出器３５が設けてある。なお、本実施の形態ではアブソリュート式エンコーダを用いている。また、回転角度検出器３５の入力軸３７は、前記振子軸２３と同様に水平に設けてある。
【００２０】
前記回転角度検出器３５の入力軸３７にはレバー３９が取付けてあり、このレバー３９には前記作動アーム２９の側面に摺動係合する係合ピン４１が取付けてある。レバー３９は、入力軸３７を中心に揺動自在であり、かつその重心が入力軸３７より外側にある。
【００２１】
上記構成において、前記振子２５は自重によって常に鉛直方向を維持しており、レバー３９に設けた係合ピン４１にはレバー３９の自重によって、常に、反時計方向（矢印Ａの方向）の回転力が作用するため、係合ピン４１は前記作動アーム２９の左側面（図３参照）に係合した状態を維持している。
【００２２】
今、後述の制御装置４３と油圧回路４５によりラム１０を操作して、レーキ角を角度θから角度（θ＋α）に増加させれば、振子２５はラムに対して相対的に時計方向に角度αだけ回転し、前記レバー３９が反時計方向に所定角度回転することになり、レーキ角の増加量αが回転角度検出器３５により検出されることになる。レーキ角を角度θから角度（θ−α）に減少させた場合も減少したレーキ角を同様にして検出することができる。
【００２３】
なお、振子２５がラムに対して相対的に回転したとき、振子軸２３の中心Ｏ1 における回転トルクが、前記回転角度検出器３５の入力軸３７の中心Ｏ2 における必要回転トルク以上になるように、振子２５ならびにレバー３９と作動アーム２９のレバー比（Ｏ1 −Ｏ3 とＯ2 −Ｏ3 との比）などを設定してある。
【００２４】
また、シャーリングマシン本体の搬送時または地震時において、振子２５が過大に振れて、回転角度検出器３５を破損するのを防止するため、振子２５の振幅を規制する為のストッパー２８が振子腕３１の両側に設けてある。
【００２５】
次に、前記回転角度検出器３５の検出値によってレーキ角を制御するすると共にラムの駆動を制御する制御装置４３と油圧回路４５について説明する。
【００２６】
図４を参照するに、制御装置４３には、レーキ角を入力する入力部４６と、入力されたレーキ角の指令値を演算回路４９に出力する指令値部４７とを設けると共に、前述のパルスエンコーダーなどの回転角度検出器３５で検出した検出値を取込む検出値部５１が設けてある。
【００２７】
前記演算回路４９は、タイマーを内蔵しており、後述の上昇限設定用のリミットスイッチ９９、１００（ＬＳ１、ＬＳ２）のオン信号が所定時間経過後に、検出値を取り込む様なシーケンスが組込まれている。これは、振子２５が左右に振れている時の値を無視するための機能である。
【００２８】
また、振子２５自体の周期や振れ角は、重錘３３の重さやレバー（振子腕）の長さ、そしてラムの振動数に対する伝達率などで決定されるが、これを最大振れ角が小さくなる様に設定してやることで、重錘３３はシャーリング加工時においてもほとんど振れなくすることができる。しかし、更に前述のタイマー機能で、一定時間内の検出値を無視することでその精度は万全のものとなる。
【００２９】
前記検出値部５１の検出値は、演算回路４９に入力され、前記指令値と比較演算され、後述の油圧回路４５におけるレーキ角制御用のソレノイドバルブ６９を制御してレーキ角を指令値に一致させる様になっている。
【００３０】
油圧回路４５を参照するに、大径油圧シリンダー１５の下部油室５３は、小径油圧シリンダー１７の上部油室５５へ連通し、小径油圧シリンダー１７の上部油室５５の断面積は、大径油圧シリンダー１５の下部油室５３の断面積からそのピストンロッド５７の断面積を差引いた面積に等しい面積に設けてある。したがって、シャーリングマシンの稼働中は、ラム１０に装着された上刃５９と、この上刃に対向して水平に設けた固定下刃６１とがなす角度、すなわちレーキ角θは不変である。
【００３１】
すなわち、ポンプ６３によって圧油が油タンク６５から主流路６７へ送出され、逆止弁ＬＣ３を通ってレーキ角制御用のソレノイドバルブ６９へ供給される。そして、ソレノイドバルブ６９のソレノイド（ＳＯＬ３，ＳＯＬ４）が、前記制御装置４３によって制御され、圧油はパイロットチェック弁７１から流路７３を通って前記小径油圧シリンダー１７の上部油室５５と大径油圧シリンダー１５の下部油室５３とに送られる。
【００３２】
また、小径油圧シリンダー１７の下部油室７５からの排油は流路７７に排出されるが、この流路７７の途中にはアキュムレーター７９が設けてあり、流路７７に排出された油をこのアキュムレーター７９内に蓄圧吸収する。
【００３３】
前記アキュムレーター７９と主流路６７との間には、ノンリーク回路８１が設けてある。このノンリーク回路８１は、流路７７に設けた逆止弁ＬＣ４のパイロット回路にソレノイドバルブ８３を設けてあり、ポンプ６３の運転時はこのソレノイドバルブ８３のソレノイドＳＯＬ５は常時ＯＮ状態で、逆止弁ＬＣ４は常時開の状態にある。ポンプ６３の停止時には、ＳＯＬ５をＯＦＦにして逆止弁ＬＣ４を閉状態にし、アキュムレーター７９の油がソレノイドバルブ６９などからリークしてラム１０が自重で落下するのを防止する。
【００３４】
さらに、前記大径油圧シリンダー１５の上部油室８５から流路８７を通り、逆止弁ＬＣ２を経て油タンク６３へ排出する経路がある。逆止弁ＬＣ２はソレノイドバルブ８９の切換えにより作動し、逆止弁ＬＣ１と逆止弁ＬＣ３はソレノイドバルブ９１の切換えにより作動する。
【００３５】
また、流路８７は、流量調整弁９３を通りチェック弁９５を介して前記ソレノイドバルブ８９およびソレノイドバルブ９１に連通してある。なお、主流路６７にはタンク６３に連通したリリーフバルブ９７が設けてあり、また、前記ラム１０の上昇限と下降限を検出するためのリミットスイッチ９９、１００（ＬＳ１、ＬＳ２）、１０１（ＬＳ３）がラム１０の適宜な位置に設けてある。
【００３６】
なお、ラム１０の上昇限を設定するリミットスイッチを別々の高さ（本実施例では２位置）に複数設け、ラム１０のストローク長さを加工材料の切断長さに合わせて変更する効率の良い制御を行うことができる。
【００３７】
上記構成において、ソレノイドバルブ９１のソレノイドＳＯＬ１とソレノイドバルブ８９のソレノイドＳＯＬ２とをＯＦＦにし、逆止弁ＬＣ１を閉、逆止弁ＬＣ２と逆止弁ＬＣ３とを開状態にして、ポンプ６５を作動させて圧油を主流路６７、流路７７を介して小径油圧シリンダー１７の下部油室７５に送ればラム１０が上昇する。
【００３８】
レーキ角の設定変更は、ラム１０が上昇して大径油圧シリンダー１５のピストンロッド５７の上昇端到達をリミットスイッチ９９（ＬＳ１）または、リミットスイッチ１００（ＬＳ２）で検出した後におこなう。新たなレーキ角の指令値を指令値部４７に入力すれば、検出部３５の検出値と指令値とを演算部で比較演算して、ソレノイドバルブ６９のソレノイドＳＯＬ３またはＳＯＬ４を作動させてラムの傾斜を変更して指令値のレーキ角に変更する。
【００３９】
レーキ角を大きくする場合は、前記ソレノイドバルブ６９のソレノイドＳＯＬ３をＯＮにする。すると、パイロットチェック弁７１のパイロット回路にパイロット圧がかかり、パイロットチェック弁７１が僅かに開く。この僅かに開いた流路を通って小径油圧シリンダー１７の上部油室５５と油タンク６３が連通し、下部油室７５にかかるアキュムレーター７９の圧力によって、小径油圧シリンダー１７は徐々に上昇する。なお、このとき大径油圧シリンダー１５の上部油室８５への流入路は閉状態にしてあるので、大径油圧シリンダー１５のピストンが下降することはない。
【００４０】
レーキ角を小さくする場合は、前記ソレノイドバルブ６９のソレノイドＳＯＬ４をＯＮにする。ＳＯＬ４がＯＮになると、小径油圧シリンダー１７の上部油室５５と下部油室７５とに同圧のアキュムレーター７９の圧力が作用し、上下の油室の受圧面積の差によって、小径油圧シリンダー１７のピストンが徐々に下降する。
【００４１】
ラム１０を下降させる場合は、ソレノイドバルブ９１のＳＯＬ１とソレノイドバルブ８９のソレノイドＳＯＬ２とをＯＮにし、逆止弁ＬＣ１を開、逆止弁ＬＣ２と逆止弁ＬＣ３とを開状態にして、圧油を流路８７から大径油圧シリンダー１５の上部油室８５に送れば、大径油圧シリンダー１５と小径油圧シリンダー１７とを同時に下降させて切断加工を行うことができる。なお、このとき、小径油圧シリンダー１７の下部油室７５から排出される油はアキュムレーター７９に蓄圧して次のラムの上昇時に活用する。
【００４２】
図５は、前記レバー３９に設けた係合ピン４１と振子２５の係合状態を維持させる為の別の手段を示したものである。
【００４３】
図５に示す如く、レバー３９の端部に設けたスプリング受けと、作動アーム２９に設けたスプリング受けの間に引張りスプリング３０を設けてある。したがって、係合ピン４１と振子２５を常に係合状態に維持することができる。
【００４４】
図６（ａ）、（ｂ）は、レーキ角検出装置２１の別の実施の形態を示したものであり、前記レーキ角検出装置２１は、図５（ａ）に示す如く、振子２５の回転を大歯車３０と小歯車３２の増速機構を介してして回転角度検出器３５に入力する様にすることもできる。
【００４５】
この時、小歯車３２の回転軸が、図３のＯ2に相当する。この時は、ギヤによる伝達駆動であるためバックラッシュが生じ、これが誤差となるマイナス点が少しある。また、図６（ｂ）に示す如く、回転角度検出器３５の入力軸に振子２５を直接に取付ける様にしても構わない。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、レーキ角検出装置の構造をコンパクトにできるので小型のシャーリングマシンにも使用することができる。また、長期間使用していても伸びる部分がなく経年変化に対する定期的なメンテナンスが不要となり作業能率の向上を図ることができる。また、切断材料の切断長さに合わせてラムのストローク上限位置を変更しても、同様にレーキ角の検出が可能になっている。
【００４７】
以上の様な効果を有しながらも極めてシンプルな構造であるので同時にコスト削減効果も大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるシャーリングマシンの正面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った部分断面図。
【図４】本発明に係わるシャーリングマシンの制御装置と油圧回路。
【図５】図３における係合ピンと振子の係合維持部の別の実施形態を示した図。
【図６】レーキ角検出装置２１の別の実施形態を示した図。
【符号の説明】
１  シャーリングマシン
１０  ラム
１５  大径油圧シリンダー
１７  小径油圧シリンダー
２１  レーキ角検出装置
２３  振子軸
２５  振子
２９  作動アーム
３０  引張りスプリング
３１  振子腕
３３  重錘
３５  回転角度検出器
３７  入力軸
３９  レバー
４１  係合ピン
４３  制御装置
４５  油圧回路
５９  上刃
６１  固定下刃
α  振れ角
θ  レーキ角
Ｗ  ワーク
【図１】
0004280336.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0004280336.tif 000006
【図６】
0004280336.tif 000007