JPH078448B2 - 液圧式剪断機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は鋼板などを剪断するために使用される液圧式
剪断機に関する。

（従来の技術） 従来の剪断機を第10図ないし第13図に示して説明する。
この形式の剪断機において、下側刃16は垂直エプロン17
の頂縁に固定されている。垂直エプロン17の両端は機枠
の各端板21へそれぞれ取り付けられるが、このエプロン
17はエプロン17に対して直角に配置された水平テーブル
18へ剛性的に固定されている。一方上側刃19に関して言
えば、この上側刃19は機枠の各端板21の間へ定置された
可動エプロン20の底縁へ取り付けられている。

そして、この形式の剪断機で鋼板を切断する場合には機
枠の各垂直端板21の間に固定された垂直エプロン17に取
りつけられた下側刃16と、可動エプロン20へ取り付けら
れた上側刃19により、正面から見た状態で、上側刃19は
鋼板に対して実施される剪断作業が確実にその剛板の一
方の側縁近くから開始されると共に可動エプロン20が下
の方へ移動するにしたがって他方の側縁の方へ続行され
るように鋼板を切断する。

（発明が解決しょうとする問題点） 上記従来形式の現存各剪断機において、その下側刃16は
機枠の二枚の端板21の間に延在する垂直エプロン17の頂
縁に固定され、この垂直エプロン17は剪断されるべき剛
板を支持するように水平テーブルへ剛性的に固定されて
いるので次の通りの問題がある。

すなわち、第13図に示す通り、鋼板Ｔを切断する時、そ
の切断に対する抵抗の反作用は下側刃16と上側刃19に対
して水平分力Ｆ_ｎと垂直分力Ｆ_ｖとから成る抗力を生起
させる。この水平分力Ｆ_ｎは下側エプロンと上側エプロ
ンに対して互いに反対方向へ作用する事実から見ると、
この水平分力Ｆ_ｎは各切断刃16と19の間の遊隙を増大さ
せる方向に働くことになる。第12図の図面に示す通り、
エプロン17はこの時両端の支持点22において支持される
簡単なビームの場合と同じように水平分力Ｆ_ｎによって
水平湾曲される。このエプロン17の変形はそれ故にその
中心において最大湾曲する両端支持ビームの湾曲公式に
相当する湾曲が発生することになる。

このように、この形式の剪断機にあっては鋼板切断作業
中に切断に対する抵抗の反作用が垂直方向と水平方向と
に誘起され、これらの反作用は固定エプロンと可動エプ
ロンとを水平及び垂直方向へ撓曲変位させようとする傾
向を有することから、固定エプロンの水平撓曲変位は二
枚の切断刃を水平方向へ分離させようとする傾向を常に
備えており、その結果として、これらの刃の間の遊隙が
増大する。したがってこのような装置で鋼板を切断した
場合には見苦しい（粗悪な）切断状態（主として粗雑縁
及びまくれ）に切断されるという問題点があった。

本発明の目的は優れた切断状態を得るため鋼板切断時に
おいて両切断刃の間の遊隙を減少するようにして上記問
題を解決した液圧式剪断機を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 上記問題を解決するための本発明にかかる手段は、下側
刃が機枠の各垂直端板の間に固定され、また上側刃が上
側可動エプロンへ取り付けられている液圧式剪断機であ
って、該剪断機の前記下側刃を支持するための支持体は
前記機枠の前記各端板の間に水平に延在する中空箱から
成り、その両端のみが前記機枠の端板に取り付けられ、
前記下側刃を前記中空箱自体の軸線周りの理論的回転中
心に対して一定の距離変位した位置である前記中空箱の
側壁の頂縁に固定したことを特徴とするものである。

（作用） 本発明はこのように構成したので次の通りの作用があ
る。すなわち、下側刃が機枠の各垂直端板の間に固定さ
れ、また上側刃が上側可動エプロンへ取り付けられてい
る液圧式剪断機の前記下側刃を支持するための支持体を
中空の箱形にしたので、鋼板を切断する時に発生する垂
直方向の反力により、下側刃の支持体を水平方向への湾
曲変形と捩じり変形を同時に、かつ、容易に発生させる
ことが可能になる。

そして、前記中空箱を前記機枠の前記各端板の間に水平
に延在するように、その両端のみを前記機枠の端板に取
り付け、かつ、前記下側刃を前記中空箱自在の軸線周り
の理論的回転中心に対して一定の距離変位した位置であ
る前記中空箱の側壁の頂縁に固定したので、鋼板切断時
に発生する垂直方向の反力により中空箱自体の軸線周り
の理論的回転中心に対して回転モーメントが発生し、か
つ、中空箱の両端が固定されていることから、中空箱に
は上記回転モーメントにより捩じり力が発生し、中空箱
を水平方向に湾曲変形させると同時に捩じれ変形を発生
させることが可能になる。

このように、下側刃を支持している中空箱に水平方向の
湾曲変形と捩じれを同時に発生させることにより、水平
方向に湾曲変形して上側刃に対して遠ざかる方向に下側
刃が逃げる分だけ中空箱の捩じれにより下側刃を上側刃
に近づく方向に戻すことが可能になり、上側刃と下側刃
との間の間隙を切断時においても一定に維持することが
可能になる。

（実施例） 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図と第２図に示すように剪断機の機枠の外形は概ね
Ｌ形の論郭をしていると共に互いに平行な二つの垂直面
内に配置された二枚の端板１を有する。この各端板１の
上部にはパネル２、３及び４によって逆Ｕ字形の底面開
放箱が実質的に構成されている。第１図はその内部構造
が判るようにするため正面パネル３はこの図面に示され
ていない。

本発明による剪断機に固定される下側刃５を支持するた
めの支持体は記号６によって全般的に指示しているよう
に、この剪断機の正面側から見て二枚の端板１の各下側
アーム間に水平方向に延在する閉塞中空箱を構成してい
る（以下この支持体を中空箱という）。この支持体であ
る中空箱６は当該剪断機の機枠へその両端においての
み、すなわち二枚の端板１の内面に対してその両端面を
溶接隅肉７により溶着し固定されている。

下側刃５はこの中空箱６の各側壁の一方、すなわち、内
側に面する垂直壁８の頂縁近くへ固定されている。その
結果として、下側刃５の位置は後で説明する固定刃支持
体としての機能を有する中空箱６の中心０に対して間隔
Ｌだけ離れたところに位置している。したがって、後で
より詳しく説明するように、このような配置によると、
中空箱６の水平方向変形に対する補償の見地から下側刃
５にかかる垂直力を有益に利用することができるように
なる。

本発明による剪断機の可動上側刃９は機枠の名端板１に
対向して定置された二枚の垂直端側板11を有する可動エ
プロン10の下側縁へ固定されている。

可動エプロン10が垂直面内にはなくてその底端から後方
へ傾斜した一平面内に配設されている。この平面は水平
面に対して92゜ないし110゜程度、例えば98゜の純角β
だけ傾斜している（第３図参照）。各端側板11の後縁に
配設された案内斜面は可動エプロン10の勾配に対して反
対角度に設定されると共に、二個の固定回転輪12と接触
しながら移動するようになっている。図面を一層強調的
にはっきりさせるため、第３図における端側板11のこの
勾配角度はわざと大きくあらわしている。

上記可動エプロン10の下方への移動はその両端に配設さ
れた二台の液圧式ジャッキ13によって制御される。可動
エプロン10の上方への復帰運動は引つ張り力として作用
する各復帰ばね14によって行われる。この各ばね14は可
動エプロン10を上方後側へ引っ張るため互いに対角線状
に配置されされるが（第３図に示す通り、各ばねの取り
付け頂点15は第１図に示されている。

可動エプロン10の傾斜角度βは本発明による剪断機の二
枚の切断刃の間の遊隙における如何なる増加をも防止し
ょうとするためのものである。

可動エプロン10の長さ方向における曲げ変位を防ぐた
め、可動エプロン10の後方へ延出した水平テーブル23が
増設される。第３図に示す通り、可動エプロン10とテー
ブル23はその全長に沿って互いに間隔をあけて配置する
と共に、それぞれが一連の張力ねじ24と一連の推力ねじ
25に相当するものにより剛性的固定関係をもって互いに
組み立てられる。このような装置にすると可動上側刃９
の直線性を調節できるのみならず、完成した組立体の捩
れを防ぐこともできる。

中空箱６の捩り変形の場合においてそれが卵形に変形す
る如何なる危険に対しても防護するため、上記中空箱６
の内部に一つまたは多数の中間仕切り板26を配設するこ
とができるが、その各中間仕切り板26には重量軽減孔27
を穿設することもできる。中空箱６はまた各ジャッキ13
を制御するための液圧回路の一部を形成するリザーバ28
に対するハウジングとして役立つことができる。この液
圧回路には更に液圧装置29とその制御ユニット30とが含
まれる。第１図に示すように、これらの液圧回路構成要
素は機枠の各端板１の一方の外面において剪断機の外側
へ好都合に取り付けられているので、保守作業や分解作
業を容易に実施することができる。しかし、この液圧回
路の計画は従来の剪断機において普通に配設されるもの
と同一であっても差し支えないから特に説明するには及
ばない。

本発明による剪断機はまた成るべくなら切断角度、すな
わち水平線に対して可動上側刃９によって形成される角
度αを調節するための装置を有することが望ましい。第
４図に示す通り、この装置は互いに異なる深さの支承切
り込み溝を多数個有する可動制止具31によって構成する
こともできるが、その各切り込み溝は可動エプロン10の
もっと高い端面へ取り付けた弾発性制止具32と互いに共
動することができる。したがって、この調節は各切り込
み溝を制止具32に対して各切り込み溝のいずれかを定置
するため可動制止具31を手によって操作することにより
実施することができる。

しかしながら、第５図に示す通り、この手動操作制御装
置を電気モータ34によって作動される線型ジャッキから
成る可動制止具33によって置換されることもできる。こ
の制止具33は以前の場合のように可動エプロン10へ取り
付けた弾発性制止具32へ対向するように定置される。

以上のように構成した本実施例の作用について次に説明
する。

第13図に示す水平分力Ｆ_ｎに対する水平方向の反対作用
が垂直分力Ｆ_ｖまたはいわゆる「切断力」の20％の大き
さの程度の力を有する事実を考え、本発明による剪断機
において提供される下側歯５の配置はすでに説明した従
来の垂直エプロン17の水平湾曲変位に起因して発生して
いた問題に対して補償するためこの垂直分力Ｆ_ｖを積極
的に利用しょうとするものである。

すなわち、本発明によって計画される剪断機において、
その下側刃５は中空箱６が捩れ応力を受けた場合の理輪
的回転中心Ｏに対して寸法Ｌだけ変位した位置に、中空
箱６の各側壁の一方へ固定されているので、実際に鋼板
を切断している状態においては、第８図に示すように下
側刃５へかかる垂直分力Ｆ_ｖは中空箱６の中心Ｏの周り
に中空箱６を回転させようとするトルクを生成し、これ
により下側刃５の切断刃を仮想線で示すように可動上側
刃９の方へ近づけようとする効果を得ることが可能にな
る。

この場合に必要なことはこの中空箱６の回転によって実
質的に下側刃５を可動上側刃９側に近づける距離と中空
箱６の水平方向湾曲量とが同一程度の大きさにするため
にはトルクのレバーアームＬの長さを計算すること、な
らびに可動上側刃９側の慣性力を計算すればよい。

このように実質的に下側刃５を可動上側刃９側に近づけ
る距離と中空箱６の水平方向湾曲量とが同一程度の大き
さにすることにより、第９図に示すように下側刃５の切
断刃の水平方向変位が事実上もはや全くない状態にする
ことが可能になり、その結果鋼板の優れた切断形状の維
持が達成され作業成績の改善を実現することができる。

これについて更に説明すると、切断時に中空箱６に必然
的に起こる変形に関して、切断している時の抵抗力は常
時一定に働いているが、この抵抗力は切断している部分
に一様に加わるのではなく切断線全体に沿って左から右
へと移動する。

すなわち、通空箱６は中空の箱形であり、かつ、その両
端が側板１に固定されているので、中空箱６に働く水平
方向への曲げ応力は左側の固定部から中央へと増加しそ
れから右側の固定部へと減少する。

このように曲げ応力が働くと同時に、捩じり応力もまた
中空箱６の中央に向かって増加しそして減少するように
働く。この中空箱６の曲げと捩じれが同時に発生するこ
とによって切断時に常に現実的に起こる中空箱６の変形
に対して可動上側刃９と下側刃５との間の間隙を一定に
維持することが可能になり、鋼板の優れた切断形状の維
持が可能になる。

次に、可動エプロン10を鈍角βの角度に傾斜させること
により可動エプロン10の座屈効果を助長し、かつ、下側
刃５と可動上側刃９との間の遊隙を減少させることが可
能になる。

すなわち可動エプロン10を鈍角βの角度に傾斜させたの
で、水平分力Ｆ_ｎに対して発生する水平方向の反作用に
より可動エプロン10とその各案内要素の曲げ変形を起こ
さないことを補償することが可能になり、かつ、可動エ
プロン10の各端側板11の頂縁に対する各ジャッキ13の作
用点Ａを（第６図の理論的説明図にも示すように）可動
上側刃９の位置に対して後方へ変位させ、切断すべき鋼
板の垂直方向反作用によって作用点Ａの変位は可動上側
刃９を前進させようとする偶力を生成し、そのの結果と
して下側刃５と可動上側刃９との間の遊隙を減少させる
ことが可能になる。

そして、可動上側刃９側に変位している下側刃５と可動
上側刃９との間の摩擦接触を防ぐため水平方向切断反作
用のみを利用するように計画される。すなわち、下側刃
５と可動側刃９相互の如何なる摩擦接触をも防ぐために
は、Ｒ≧（Ｆ・d/H₁）の関係が成立するようd/H₁の比率
を決定すればよい。

実際の設計段階においては上記式を満足する平衡力があ
る切断条件において設定されるR₁へ極めて近づくように
処置が講じられ、上記ＲとＦの間にＲ≠0.2Fの関係が存
在するように処置が講じられているから、あらゆる状況
の下において可動エプロン10とその各案内部材に及ぶ水
平方向反作用が極めて小さいという結果が得られる。具
体的には上記平衡状態が常に維持されることを補償する
ためにはd/H₁の比率を適当に選択すれば足りる（第７図
参照）。

以上説明した二つの明確な特徴の組み合めせ、すなわ
ち、下側刃５を捩り変位およびそれ自体の軸線の周りに
捩曲げできる中空箱６へ取り付け、かつ、可動エプロン
10が鈍角βの角度に傾斜した位置にあることとの組み合
わせにより、鋼板を切断する時に下側刃５と可動上側刃
９との間の間隙を一定に維持して鋼板を切断することが
可能になる。

（発明の効果） 以上詳述した通り本発明によれば、鋼板切断時におい
て、切断時に発生する垂直方向の反力を利用して上側可
動刃と下側刃との間の間隙を一定に維持することができ
るので、鋼板の優れた切断状態を得ることができる。

また、実際上切断条件を同じにした状態で従来のものと
比較した場合に、水平方向変形の全量（これは切断作業
の良好な遂行に対して最も好ましくない影響を及ぼす）
については1/10以下の比率に減少させることができ、同
時に組立体の全重量を10％減少させることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による剪断機を示す略図的斜視図であ
る。 第２図は上記剪断機の横断面図である。 第３図は上記剪断機の可動上側エプロンの一実施例を示
す略図的端面図である。 第４図は上記剪断機の可動上側エプロンを示す略図的正
面図である。 第５図は可動上側エプロンの他の改変形実施例を示す部
分的正面概略図である。 第６図と第７図は上記剪断機の可動上側エプロンの平衡
状態を示す側面的線図である。 第８図と第９図は本発明による剪断機の下側刃に対する
支持体として機能する中空箱の変形状態を示す略図的横
断面図である。 第10図は従来型剪断機の略図的正面図である。 第11図は第10図の矢指線XI−XIに沿った同一従来型剪断
機を示す略図的平面断面図である。 第12は同一形式の従来型剪断機のエプロンが水平方向荷
重により誘起される水平応力の作用によって変形する状
態を示す線図である。 第13図は従来型剪断機の上下各エプロン（固定と可動）
によって誘起される水平方向および垂直方向応力を示す
略図的縦断面図である。 １、21……機枠の各端板 ２〜４……機枠構成部材 ５、16……固定刃（下側刃） ６……支持中空箱 ８、17……（下側）エプロン（中空箱６の一側壁） ９、19……可動刃（上側刃） 10、20……（可動）上側エプロン 13……（液圧）ジャッキ 18、23……小平テーブル Ａ……ジャッキ13の作用点 Ｆ_ｖ、Ｆ_ｎ……切断力の垂直及び水平分力 Ｏ……中空箱６の理論的回転中心 Ｔ……切断される鋼板。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下側刃が機枠の各垂直端板の間に固定さ
   れ、また上側刃が上側可動エプロンへ取り付けられてい
   る液圧式剪断機であって、該剪断機の前記下側刃を支持
   するための支持体は前記機枠の前記各端板の間に水平に
   延在する中空箱から成り、その両端のみが前記機枠の端
   板に取り付けられ、前記下側刃を前記中空箱自体の軸線
   周りの理論的回転中心に対して一定の距離変位した位置
   である前記中空箱の側壁の頂縁に固定したことを特徴と
   する液圧式剪断機。
2. 【請求項２】前記剪断機の前記上側可動エプロンが該上
   側可動エプロンの底端から後方へ傾斜していることを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の液圧式剪断
   機。
3. 【請求項３】前記上側可動エプロンを下方へ移動させる
   ための２台のジャッキを記剪断機の両端に定置し、該各
   ジャッキの押しつけ力の各印加点を前記上側刃の位置に
   対して後退させることを特徴とする特許請求の範囲第
   （２）項記載の液圧式剪断機。
4. 【請求項４】前記上側可動エプロンはその完成組立体の
   捩れをを防止すると共に前記上側刃の直線性の調節がで
   きるようにするため前記エプロンの長さに沿って間隔を
   おいて配置された一連の張力ねじ及び一連の推力ねじに
   よって前記可動エプロンへ剛性的に固定された後方延設
   水平テーブルによって補強される、特許請求の範囲第
   （１）項記載の液圧式剪断機。
5. 【請求項５】前記上側可動エプロンは互いに対角線的に
   定置された１対の復帰ばねによって上側後方へ復帰され
   る、特許請求の範囲第（１）項記載の液圧式剪断機。