JPS6232047B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はペンデユラム型走間剪断機に係り、特
に、被剪断材の搬送速度に同調して揺動される揺
動フレームにより生ずる振れ廻り力を軽減したペ
ンデユラム型走間剪断機に関する。

一般に、走行中の鋼片など被剪断材を切断する
ための剪断機には各種のものが提供されている
が、最近、シヤー本体を被剪断材の搬送速度に同
調させて揺動させつつ剪断する特願昭52−88096
号に示される如きペンデユラム型走間剪断機が提
案されている。

従来のペンデユラム型走間剪断機は、第１図〜
第２図に示すように、主クランク軸１を出力軸と
した電動機２及び減速機３からなる駆動装置を備
え、また、主クランク軸１にはシヤー本体４を回
転自在に備えている。このシヤー本体４は、主ク
ランク軸１の偏心部５（偏心距離R₂）に回転自在
に装着され下刃物６を固定した揺動フレーム７を
有し、主クランク軸１の他の偏心部８（偏心距離
R₃）にはコネクテイングロツド９が回転自在に装
着され、このコネクテイングロツド９を介して上
刃物１０が前記揺動フレーム７内を摺動できるよ
うに取り付けられた構造となつている。また、揺
動フレーム７には当該揺動フレーム７に揺動運動
を付与する揺動装置１１が連継されている。この
揺動装置１１には、被剪断材１２の搬送速度に同
調させて揺動フレーム７を揺動させるための速度
同調装置１３が連継されている。

ところが、このような従来のペンデユラム型走
間剪断機では、剪断作業をなさない通常運転時に
おいて揺動フレーム７の慣性力によるトルクが揺
動装置１１を介して速度同調装置１３に入力する
こととなるが、剪断作業時には、剪断反力により
発生する揺動フレーム７の運動方向と反対方向の
伝達力によるトルクも速度同調装置１３に入力す
ることとなる。即ち、第３図に示すように、剪断
時に揺動フレーム７及びコネクテイングロツド９
に発生する剪断反力Ｆ，F′により主クランク軸
１には剪断トルクＴ_cが発生する。この剪断トル
クＴ_cは概略次式に表わすことができる。

Ｔ_c＝Ｆ×R₂×sinθ_c＋F′×R₃×sinθ_c …(1) ここでθ_c；最大剪断力発生時の主クランク回
転角度 この剪断トルクＴ_cの反力として駆動機よりＴ_M
のトルクが与えられる。このトルクＴ_Mにより揺
動フレーム７は主クランク軸１の回転と同一方向
に廻そうとする振れ廻り力を受ける。この振れ廻
り力は揺動フレーム７をその運動方向と反対方向
に移動させようとするＦ_Dとなる力となり、速度
同調装置１３に入力するトルクとなる。このＦ_D
なる作用力は第３図に示す各作用力の平衡条件に
より決定されるが、概略は次式となる。

Ｆ_D＝Ｔ_M／ｌ_D …(2) ここでｌ_D；主クランク軸心に関するモーメン
トアーム Ｔ_M＝Ｔ_c (1)，(2)式より理解できるように、振れ廻り力Ｆ
_Dは剪断力Ｆ，F′が大きくなると増大する。即
ち、被剪断材１２が大きく高負荷剪断機を供給す
るものとすれば、振れ廻り力Ｆ_Dの増大に伴い速
度同調装置１３を強固にしなければならない。こ
の状態をグラフ化したものが第４図〜第５図であ
る。これらの図はクランク回転角度に対する刃先
速度Ｖ_P及び速度同調装置１３への入力トルクＴ_G
の関係を示す。即ち、剪断動作をなさない場合に
は、揺動フレーム７の慣性力による入力トルクで
あるから曲線ｂにて示されるもので、最大トルク
はＴ_nax1にて与えられる。しかるに、剪断時に
は、前述した振れ廻り力Ｆ_Dにより生ずるトルク
が剪断域Ｗのみに上乗せされた曲線ａとなり、最
大トルクはＴ_nax2となる。剪断力が大きくなると
Ｔ_nax2＞Ｔ_nax1となり速度同調装置１３の入力ト
ルクＴ_GはＴ_nax2で決定され速度同調装置１３を
強固にする必要が生じる。このように、従来のペ
ンデユラム型走間剪断機では、剪断時のみに発生
する振れ廻り力Ｆ_Dにより剪断機全体のコストの
３分の１程度も占める速度同調装置の規模が決定
され、しかも剪断能力を上げる程当該装置も大き
くしなければならないという問題点を有してい
る。

本発明は、上記従来の問題点にかんがみ、剪断
時の僅かな時間帯だけ振れ廻り力を軽減し、もつ
て速度同調装置に入力するトルクを小さくできる
ペンデユラム型走間剪断機を提供することを目的
とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るペン
デユラム型走間剪断機は、剪断時を検知するとと
もに、この検知手段により作動されシヤー本体の
揺動フレームを揺動させる揺動装置に連継され被
剪断材の速度方向に押力を与えるアクチユエータ
を備えて構成し、剪断時における振れ廻り力に対
向する作用力を与えるようにした。

以下に本発明に係るペンデユラム型走間剪断機
の好適な実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。

第５図に示すように、本実施例に係るペンデユ
ラム型走間剪断機は、従来の剪断機（第１図）と
同様の駆動装置を介して主クランク軸１が反時計
方向に回転されるようになつている。この主クラ
ンク軸１の偏心距離R₂を有する一対の偏心部５
には回転自在に揺動フレーム７を懸架している。
揺動フレーム７には刃先を主クランク軸１側に向
けた下刃物６が固定されている。また、主クラン
ク軸１の偏心部５と180度の位相差をもつ偏心距
離R₂を有する偏心部８が形成され、この偏心部
８には回転自在にコネクテイングロツド９が装着
されている。コネクテイングロツド９の先端部に
は刃物台１４がコネクテイングロツド９に対し回
転自在に取り付けられ、この刃物台１４には刃先
を前記下刃物６に向けた上刃物１０が固定され、
上刃物１０が揺動フレーム７内を摺動できるよう
になつている。このため、主クランク軸１を回転
させることにより上刃物１０と下刃物６とが互い
に剪断方向に移動し、両刃物間に存在する被剪断
材１２を切断できるものである。一方、減速機３
（第１図参照）に連継された速度同調装置１３
は、その出力軸に形成された偏心部１５（偏心距
離R₁）を回転させ得る構造となつており、被剪断
材１２と揺動フレーム７の刃先速度を合わせるよ
うになつている。即ち、偏心部１５は揺動装置１
１に連継され、その揺動装置１１が前記揺動フレ
ーム７に接続されて揺動フレーム７を揺動させる
ようになついる。揺動装置１１は速度同調装置１
３の偏心部１５に接続されたリンク１６と、この
リンク１６の一端に連継され揺動するレバー１７
と、レバー１７の作動によつて回動される同調軸
１８とを有し、また同調軸１８の回動により前記
揺動フレーム７に揺動運動を与えるリンク１９及
びリンクと同調軸１８を連結しリンク１９に往復
運動を与えるレバー２０とから構成されている。

このような装置に対し、本発明では、特に、揺
動フレーム７に対し剪断時に被剪断材１２の速度
方向（矢印Ａ）に押力を与えるようにしたもので
ある。即ち、主クランク軸１の一端にコロ２１を
設けたアーム２２を設置しており、このアーム２
２によりコロ２１は偏心距離R₄をもつて主クラ
ンク軸１の回転により円運動をなすように調整さ
れている。一方、図示しない基枠にはガイド２３
が設けられ、このガイド２３には摺動自在ならし
めたカム２４が内挿されている。カム２４は前記
コロ２１の円軌跡の一部に近接した状態に突設さ
れており、コロ２１とカム２４とは剪断時のみ接
触する位置関係に選定されている。このカム２４
の後端には油圧シリンダ２５が設けられ、カム２
４に応動して油圧シリンダ２５が作動するように
なつている。

また、前述した揺動フレーム７に接続されたリ
ンク１９と回動する同調軸１８とを連結するレバ
ー２０には前記油圧シリンダ２５と別体の油圧シ
リンダ２６が連継されている。この油圧シリンダ
２６は揺動フレーム７に接続されたリンク１９の
往復動に応動し得るものである。この油圧シリン
ダ２６と前記油圧シリンダ２５とは互いに配管２
７により接続され、その途中にアキユムレータ２
８が設けられている。また、配管２７に分岐して
ポンプ２９が設けられるとともにポンプ２９と配
管２７との間には切換弁３０を介装させている。
この切換弁３０は電磁作動されるものであり、切
換弁３０のコイルは、主クランク軸１に取り付け
られ剪断時を検知して信号を出力する角度検出器
３１に接続され、該角度検出器３１の信号により
作動されるようになつている。即ち、出力信号に
より切換弁３０が開となつて両油圧シリンダ２
５，２６間の配管２７は封じ込め回路となるもの
である。

以上の如く構成された本実施例に係るペンデユ
ラム型走間剪断機は次のように作用する。即ち、
シヤー待機位置においては切換弁３０は第６図に
示す位置に設定され、揺動装置１１側の油圧シリ
ンダ２６は低圧で動作し揺動フレーム７の運動に
対し大きな力は発生しない。ところが、剪断位置
となつた場合、その剪断位置は角度検出器３１に
より検知され、検知信号により切換弁３０に指令
を与えてポンプ２９と配管２７を連通させる結
果、両油圧シリンダ２５，２６間は封じ込め回路
となる。また剪断位置では主クランク軸１に設け
られたアーム２２のコロ２１とカム２４が接触す
るので、油圧シリンダ２５内の作動油を出す。そ
の際、上述の如く、配管２７は封じ込め回路とな
つているため、作動軸は他方の油圧シリンダ２６
を動かすこととなり、剪断反力により発生して速
度同調装置１３に高負荷を与えるような振れ廻り
力を軽減する。油圧シリンダ２６はコロ２１とカ
ム２４との位置関係により剪断時間帯だけ作動す
るので、その油圧シリンダ２６による押力は剪断
時のみ作用する。剪断が終了すると、角度検出器
３１から切換弁３０をOFFとする指令が与えら
れ、配管２７の封じ込め回路が解除されると同時
に、コロ２１とカム２４とが離反して油圧シリン
ダ２５は動作しない。

なお、配管２７にはアキユムレータ２８が介装
されているので、封じ込め回路の異常昇圧が防止
されるとともに、油圧シリンダ２５の作動により
回路内圧力を昇圧させ、他方の油圧シリンダ２６
の作用力を増大させることができる。

また、第７図には他の実施例を示す。この実施
例では油圧シリンダ２５，２６によつて振れ廻り
力を軽減させる代わりに、駆動モータ３２の出力
軸にエアクラツチ３３を備え、該クラツチ３３を
介して予め同調軸１８に取り付けられたギア３４
と噛み合う作動ギア３５を取り付けてなるもので
ある。また、エアクラツチ３３にはエアタンク３
６をエア配管３７をもつて接続し、エア配管３７
には先の実施例と同様の角度検出器３１により作
動される切換弁３０を介装させている。

この実施例では、剪断時に切換弁３０が作動
し、エアタンク３６よりエアはエアクラツチ３３
に流入してエアクラツチ３３を作動させる。剪断
位置に近づく前に駆動モータ３２は駆動されて同
調軸１８の回転と略等しくし、エアクラツチ３３
の作動によりその回転力は同調軸１８に伝達さ
れ、振れ廻り力を軽減するように作用する。この
ような実施例では、特に、主クランク軸１側に角
度検出器３１のみを取り付けるだけの簡易な構造
とし、第８図に示すように、同調軸１８の側部に
駆動モータ３２などのアクチユエータを配設する
のみでよい。

以上説明したように、本発明に係るペンデユラ
ム型走間剪断機では、剪断時のみに発生する振れ
廻り力を軽減することができ、その結果、速度同
調装置への入力トルクが小さくなつて同調装置の
小型化を図ることができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のペンデユラム型走間剪断機の機
構を示すスケルトン図、第２図は第１図の側面ス
ケルトン図、第３図はシヤー本体部の力学的関係
を示すスケルトン図、第４図はクランク回転角−
刃先速度の関係を示すグラフ図、第５図はクラン
ク回転角−速度同調装置入力トルクの関係を示す
グラフ図、第６図は本発明に係るペンデユラム型
走間剪断機の実施例の機構を示すスケルトン図、
第７図は同他の実施例の機構を示すスケルトン
図、第８図は同実施例の構造を示す平面図であ
る。 １……主クランク軸、４……シヤー本体、７…
…揺動フレーム、１１……揺動装置、１２……被
剪断材、１３……速度同調装置、１８……同調
軸、２１……コロ、２２……アーム、２４……カ
ム、２５，２６……油圧シリンダ、２８……アキ
ユムレータ、２９……ポンプ、３０……切換弁、
３１……角度検出器、３３……エアクラツチ、３
６……エアタンク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主クランク軸を作動する駆動装置と、前記主
   クランク軸の偏心部に回転自在に懸架されたシヤ
   ー本体と、このシヤー本体を被剪断材の速度方向
   に揺動させる揺動装置と、この揺動装置に連継さ
   せ前記シヤー本体の揺動運動を被剪断材の速度に
   同調させる速度同調装置とを備えたペンデユラム
   型走間剪断機において、剪断時を検知する検知手
   段と、この検知手段により起動され前記被剪断材
   の速度方向に剪断時のみ押力を付与する前記揺動
   装置に連継されたアクチユエータとを備えたこと
   を特徴とするペンデユラム型走間剪断機。 ２ 前記アクチユエータは主クランク軸に連継さ
   れたカム機構により作動される油圧シリンダであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   ペンデユラム型走間剪断機。 ３ 前記アクチユエータはエアクラツチを有する
   駆動モータとし、前記検知手段によりエアークラ
   ツチを作動させることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のペンデユラム型走間剪断機。