(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-06-10
(45)【発行日】2024-06-18
(54)【発明の名称】不等辺山形鋼の短辺端部の成形装置
(51)【国際特許分類】
B21B 1/09 20060101AFI20240611BHJP
B21D 19/04 20060101ALI20240611BHJP
【FI】
B21B1/09
B21D19/04 B
(21)【出願番号】P 2020143294
(22)【出願日】2020-08-27
【審査請求日】2023-07-03
(31)【優先権主張番号】P 2019165293
(32)【優先日】2019-09-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000001258
【氏名又は名称】JFEスチール株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】000182476
【氏名又は名称】寿産業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100086254
【氏名又は名称】小平 進
(72)【発明者】
【氏名】丹地 弘典
(72)【発明者】
【氏名】中嶋 淳晧
(72)【発明者】
【氏名】堀 潤
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 亨
(72)【発明者】
【氏名】川上 和悟
【審査官】池田 安希子
(56)【参考文献】
【文献】特開2012-161841(JP,A)
【文献】特開2015-077624(JP,A)
【文献】特開平03-005011(JP,A)
【文献】特開平11-047816(JP,A)
【文献】特開平03-189001(JP,A)
【文献】特開平09-314235(JP,A)
【文献】特開2012-006035(JP,A)
【文献】特開平05-269537(JP,A)
【文献】特開2013-244529(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B21B 1/00-11/00
B21B 39/00-41/12
B21B 47/00-99/00
B21B 27/00-35/14
B21D 19/00
B21D 19/04
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
保持受けガイド、昇降駆動手段、昇降ガイドボックス、ローラーホルダー及び成形ローラーを具備しており、
上記保持受けガイドは不等辺山形鋼の短辺部の高さ方向とは交差する幅方向に位置しているガイド底部と、上記高さ方向に位置しているガイド側部とを備えており、
上記昇降駆動手段は上記保持受けガイドを上記高さ方向に移動可能であり、
上記昇降ガイドボックスは上記保持受けガイド内に上記高さ方向に移動可能に取り付けられており、
上記ローラーホルダーは調整ばね及び上記成形ローラーを備えており、上記昇降ガイドボックス内にガイドピンを介して上記幅方向に移動可能に保持されており、移動方向に対して上記調整ばねの反ばね力が付与されており、
上記成形ローラーは上記ローラーホルダーに対して軸方向が上記幅方向に設定されている回転軸を中心として回転可能に取り付けられ、上記不等辺山形鋼の短辺端部に対向して面している成形部を形成し、この成形部が上記短辺端部を押圧成形可能である
ことを特徴とする不等辺山形鋼の短辺端部の成形装置。
【請求項2】
成形ローラーの成形部は回転軸を中心とする外周に設けている凹形状であることを特徴とする請求項
1記載の不等辺山形鋼の短辺端部の成形装置。
【請求項3】
調整ばねはローラーホルダー内にガイドピンを挟んで設置されていることを特徴とする請求項
1又は請求項
2記載の不等辺山形鋼の短辺端部の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、不等辺山形鋼の短辺の端部を成形するための成形方法及びその成形装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、不等辺山形鋼の短辺の端部の成形装置として、特開2012-161841号及び特開2015-77624号に係るもの(以下、「特許文献1」及び「特許文献2」という。)が提案されている。これらの特許文献に示す成形装置は不等辺山形鋼の短辺端部を成形するための成形ローラーを有している。この成形ローラーは、不等辺山形鋼の長辺部を案内する長辺ガイドローラーに対向している垂直な回転軸に軸支されている。そして、成形ローラーの形状はほぼ逆T状にしかも下部側が全周に亘って凹形状に形成されている。
特許文献2には不等辺山形鋼を表裏両面を保持しながら成形ローラーの成形部に短辺端部を成形する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2012-161841号公報
【文献】特開2015-77624号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来例にあっても短辺端部を成形することができるが、不等辺山形鋼の形状は非対称であり、不等辺山形鋼は長手方向にも幅方向や高さ方向の曲がり量が大きく変動する傾向にある。そのため、成形ローラーの成形部に短辺端部を正確に押し当てるには成形ローラーの正確な位置合わせが必要であり、そして上記の挙動に合わせて成形ローラーの位置の微調整が不可欠であり、安定した連続圧延を行うには大きな改善が必要であった。また、成形ローラーは上述したように垂直な回転軸に軸支されているので、成形ローラー自体も大きくなり、他の保持ローラーも含めて成形ライン上での調整に時間がかかっていた。
本発明の目的は、安定した成形作業を可能にすると共に、小形化を実現し、ライン上での調整を簡単にして作業の短縮を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明に係る不等辺山形鋼の短辺端部の成形方法の第1の特徴は、圧延された不等辺山形鋼の短辺端部を短辺部の高さ方向とは交差する幅方向に設定されている回転軸を回転中心とする成形ローラーの成形部によって押圧成形する成形方法であり、成形過程において、上記短辺端部に対向して面している成形部は、上記成形ローラーを上記高さ方向に調整することにより押圧力を制御することができると共に、上記幅方向に調整することにより上記短辺端部との隙間の幅を制御することができることにある。
本発明に係る不等辺山形鋼の短辺端部の成形方法の第2の特徴は、第1の特徴を前提としており、成形ローラーに対する高さ方向の調整は上記成形ローラーを備えているローラーホルダーを作動させる昇降駆動手段を通じて行い、上記成形ローラーに対する幅方向の調整は、上記ローラーホルダーに備えられている調整ばねを通じて行うことにある。
本発明に係る不等辺山形鋼の短辺端部の成形装置の第1の特徴は、保持受けガイド、昇降駆動手段、昇降ガイドボックス、ローラーホルダー及び成形ローラーを具備しており、上記保持受けガイドは不等辺山形鋼の短辺部の高さ方向とは交差する幅方向に位置しているガイド底部と、上記高さ方向に位置しているガイド側部とを備えており、上記昇降駆動手段は上記保持受けガイドを上記高さ方向に移動可能であり、上記昇降ガイドボックスは上記保持受けガイド内に上記高さ方向に移動可能に取り付けられており、上記ローラーホルダーは調整ばね及び上記成形ローラーを備えており、上記昇降ガイドボックス内にガイドピンを介して上記幅方向に移動可能に保持されており、移動方向に対して上記調整ばねの反ばね力が付与されており、上記成形ローラーは上記ローラーホルダーに対して軸方向が上記幅方向に設定されている回転軸を中心として回転可能に取り付けられ、上記不等辺山形鋼の短辺端部に対向して面している成形部を形成し、この成形部が上記短辺端部を押圧成形可能であることにある。
本発明に係る不等辺山形鋼の短辺端部の成形装置の第2の特徴は、前記成形装置における第1の特徴を前提としており、成形ローラーの成形部は回転軸を中心とする外周に設けている凹形状であることにある。
本発明に係る不等辺山形鋼の短辺端部の成形装置の第3の特徴は、前記成形装置における第1又は第2の特徴を前提としており、調整ばねはローラーホルダー内にガイドピンを挟んで設置されていることにある。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、成形ローラーの位置移動は昇降駆動手段に基づくライン上で押圧量の調整により簡単に行え、ローラーホルダーに調整ばねを設けているので成形ローラーは不等辺山形鋼の挙動変化に追随することができ、この結果、安定した成形作業を可能にすると共に、成形装置の小形化を実現し、ライン上での調整を簡単にして作業の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図1】本発明に係る不等辺山形鋼の短辺端部の成形装置を示す一部切欠正面図である。
【
図2】本発明に係る不等辺山形鋼の短辺端部の成形装置を示す側面図である。
【
図3】本発明に係る不等辺山形鋼の短辺端部の成形装置の主要部の設置状態を示す拡大正面図である。
【
図4】本発明に係る不等辺山形鋼の短辺端部の成形装置における保持受けガイドと、この保持受けガイドから取り外した状態の流体シリンダとのそれぞれを縮小して示す側面図である。
【
図5】
図1のV-V線拡大断面図であって、ガイド底部を省略している図である。
【
図8】本発明に係る不等辺山形鋼の短辺端部の成形装置における昇降ガイドボックスを縮小して示す正面図である。
【
図9】
図8に示す昇降ガイドボックスの側面図である。
【
図10】本発明に係る不等辺山形鋼の短辺端部の成形装置におけるローラーホルダー、ガイドピン及び調整ばねの関係を分解しかつ縮小して示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本発明に係る不等辺山形鋼の短辺端部の成形装置について図面に基づいて説明する。
図1及び
図3に示す不等辺山形鋼Sの短辺端部Sa1の成形装置Mは、保持受けガイド1、昇降駆動手段2、昇降ガイドボックス3、ローラーホルダー4及び成形ローラー5を具備している。成形装置Mの実際の使用に関しては、この成形装置を予め
図3に示すように長辺部Sbの長さ方向に沿って斜めの状態に設置しておく。
【0009】
図1~
図5において、保持受けガイド1は短辺部Saの高さ方向である
図1に示す矢印T1,T2の方向(
図4上下方向)と交差する幅方向である矢印H1,H2方向(
図4左右方向)に位置しているガイド底部1aと、上記高さ方向に沿う方向である
図4上下方向に位置しているガイド側部1bとによって組み立てられている。
図6及び
図7に示すように、ガイド側部1bの両側にはガイドレール11を設けてある。各ガイドレール11としては
図6に示す例では逆台形状の部材が用いられており、これらをねじ12でガイド側部1bに固定してある。両ガイドレール11の対向側はガイド溝11aとなっており、両ガイド溝の対向面が互いにガイド側部1bに向けて次第に離れて行くように傾斜されている。
保持受けガイド1のガイド底部1aの外側(
図2下側)には昇降駆動手段である流体シリンダ2を、ガイド側部1bの内側(同図左側)には昇降ガイドボックス3をそれぞれ配置してある。
【0010】
図1~
図5において、流体シリンダ2における本体2aをガイド底部1a側の端部により取り付け、シリンダロッドカバー2bからガイド底部に向けてシリンダロッド21が突出されている。
流体シリンダ2は、シリンダロッドカバー2bをガイド底部1aに嵌め込んで位置決めし、かつシリンダ取付けボルト22により取付け孔2a1を通じてガイド底部に固定的に取り付けられている。シリンダロッドカバー2bは、このシリンダロッドカバーの取付け用ボルト23を通じて流体シリンダ2の本体2aに固定されている。流体シリンダ2のシリンダロッド21はガイド底部1aを貫通し、保持受けガイド1内に伸びている。シリンダロッド21は短辺部Saの高さ方向である矢印T1,T2の方向に進退可能である。シリンダロッド21の先端部は昇降ガイドボックス3に結合されている。
【0011】
図6~
図9において、昇降ガイドボックス3は底部3aと、両側の側部3b,3cと、背部3dとから組み立てられ、上側(
図8)及び前側(
図9左側)がそれぞれ開口部3e,3fとなっている。開口部3fはカバープレート31によって閉じられ、このカバープレートがボルト32で固定されている。
図1~
図3に示す昇降ガイドボックス3は保持受けガイド1内に配置されており、昇降ガイドボックスの底部3aがガイド底部1aより離れて位置している。
昇降ガイドボックス3の底部3aは流体シリンダ2のシリンダロッド21と連結している。このため、昇降ガイドボックス3はシリンダロッド21の伸縮に応じて短辺部Saの高さ方向(矢印T1,T2の方向)に昇降可能(
図1上下動可能)である。
また、
図6及び
図7において、昇降ガイドボックス3の背部3dの背面側には凸状のスライド部3d1を設けてある。スライド部3d1は昇降ガイドボックス3の背部3dを断面アリ溝形に形成されているものである。スライド部3d1が、両ガイドレール11のガイド溝11a内にスライド可能に嵌め込まれている。昇降ガイドボックス3は、スライド部3d1を通じてガイドレール11に移動可能に支持されている。
【0012】
ローラーホルダー4及び成形ローラー5について説明する。
図1、
図6、
図7、
図9及び
図10に示すように、ローラーホルダー4はガイドピン41、ばね支持ピン42及び調整ばね43を有している。ローラーホルダー4における本体4aの先端側(
図1上端側)はローラー受け部4bとなっている。
図10及び
図11に示すように、ローラーホルダー4の本体4a内の中央部にかつ幅方向に軸受け孔4cを貫通してあり、この軸受け孔にはガイドピン41を挿通してある。軸受け孔4cに差し込まれているガイドピン41は、その両端が昇降ガイドボックス3の両側の側部3b,3cに軸支されている(
図1参照)。このため、ローラーホルダー4はガイドピン41を介して昇降ガイドボックス3(
図2)に取り付けられている。
また、ローラーホルダー4の本体4a内には軸受け孔4cを挟んで各側にはばね支持ピン42(
図1鎖線図示)を通すためのピン支持孔4dを開けてある。各側のばね支持ピン42は、
図7に示すように両端部がローラーホルダー4から伸びて昇降ガイドボックス3の側部に軸支されている。
各側のピン支持孔4dは
図10に示す例では対を形成している。そして各対のピン支持孔4d内は、ローラーホルダー4の本体4aの側面からそれぞれコイル状の調整ばね43をばね支持ピン42に巻回した状態で差し入れて収納することができるように、径の大きな収納孔としてある。
ガイドピン41と各側のばね支持ピン42とは、
図3に示すように互いに平行な位置関係にある。
ローラーホルダー4は、
図1、
図3、
図6及び
図7に示すように、昇降ガイドボックス3内に配置され、本体4aの底面及び側面が昇降ガイドボックス3から離れて位置し、ローラー受け部4bが昇降ガイドボックスの開口3eから突出されている。このため、ローラーホルダー4は、短辺部Saの高さ方向(矢印T1,T2の方向)に沿って又は幅方向(矢印H1,H2の方向)、すなわち上下左右方向に可動である。
【0013】
成形ローラー5は
図1及び
図3に示すように成形部5aを形成して、この成形部で短辺部Saの短辺端部Sa1を高さ方向(矢印T1,T2の方向)で受けるものである。
成形ローラー5は幅方向(矢印H1,H2の方向)に回転中心となる回転軸51を通してある。成形ローラー5は、ローラーホルダー4のローラー受け部4bに軸受されている回転軸51を中心として回転可能に取り付けられている。また、成形部5aは、
図1及び
図3に示すように、短辺端部Sa1が当接可能である凹状の曲面を形成している。凹状の成形部5aは、成形ローラー5の外周部全周に形成されているので(
図2鎖線参照)、短辺端部Sa1をエッジのない滑らかな外側に膨らんだ円弧形状の曲面に成形することができる。
また、成形ローラー5の成形部5aは、上下左右の位置調整が可能である。換言すれば、成形部5aは、成形ローラー5の回転軸51に沿う方向(矢印H1,H2の方向)及びこの方向に交差する方向(矢印T1,T2の方向)にそれぞれ位置を調整することができる。そして、成形部5aの上下の方向(矢印T1,T2の方向)の位置調整に関しては、ローラーホルダー4は昇降ガイドボックス3内において可動状態に取り付けられているので、流体シリンダ2のシリンダロッド21の伸縮駆動に基づいて調整が行われる。
また、成形部5aの左右方向(矢印H1,H2の方向)の位置調整に関して説明すると、昇降ガイドボックス3の両側部3b,3cに軸支されている各ばね支持ピン42に巻かれている各調整ばね43は、昇降ガイドボックス3の側部3b,3c側及びローラーホルダー4の本体4aの仕切り4a1(
図7)側に向けてばね力が付与されている。このため、成形部5aは短辺端部Sa1の左右の動きに対してローラーホルダー4と共に各調整ばね43のばね力に抗して従動し、動きが停止されれば元の位置に復帰する。このように、ローラーホルダー4の動きに基づいて成形部5aの左右方向の位置が自動調整される。
【0014】
本発明に係る不等辺山形鋼の短辺端部の成形方法について説明する。
図1に示すように、不等辺山形鋼Sの短辺部Saを成形ローラー5の成形部5aに向けてこれに対向させながら降下させて行くと、やがて成形部5aが短辺部Saの短辺端部Sa1をその高さ方向(矢印T1,T2の方向)である上下方向で受ける。
この際、成形ローラー5は上下方向の移動が可能であるから、流体シリンダ2を駆動させて、昇降ガイドボックス3及びローラーホルダー4を通じて成形ローラー5の成形部5aを上下動させて、短辺端部Sa1に対して成形ライン上の押圧量を調整する。
成形ローラー5の幅方向(矢印H1,H2の方向)である左右方向の調整に関しては、ローラーホルダー4が左右両側の調整ばね43で弾性的に保持されているから不等辺山形鋼Sの挙動変化に追従し、短辺端部Sa1に対して一定の位置を保ちながら安定した押圧ができるから、自動的な調整が行われ、特に調整操作を必要としない。
調整後、不等辺山形鋼Sはその短辺端部Sa1が、そして、長辺部Sbの長辺端部(図示せず。)がガイドローラー(図示せず。)によってそれぞれ拘束されながら案内されると共に、押えローラー(図示せず。)によって押圧されながら進行する。
不等辺山形鋼Sの短辺端部Sa1が成形ローラー5を通過する過程で、短辺端部は凹状の曲面を外周に形成している成形部5a側に押圧されて、外側に膨らんだ円弧状に成形され、エッジがない外形が滑らかな形状に成形される。
【0015】
成形ローラー5によって短辺端部Sa1に対する拘束力を調整することができるから、成形部5aへの短辺端部の押圧力を最適なものに調整することができる。
成形ローラー5の高さ方向(上下方向)は昇降駆動手段として、流体シリンダ2を用いているのでライン上で押圧量の調整が簡単に行える。
成形ローラー5の幅方向(左右方向)は、昇降ガイドボックス3内に配置されているローラーホルダー4が左右の調整ばね43により保持されているので、ローラーホルダーを通じて成形ローラーは成形時に圧延材である不等辺山形鋼Sの挙動変化に追随することができ、上述したように成形部5aを短辺端部Sa1に対して一定の位置を保ちながら安定して押圧をすることができる利点がある。この結果、不等辺山形鋼Sをしっかり拘束することなく、短辺端部Sa1を全長に亘って滑らかに成形することができ、そして成形ローラー5が従来のものと比較して小さくなり、成形装置全体がコンパクト化することができる。
【符号の説明】
【0016】
H1,H2 矢印
M 成形装置
S 不等辺山形鋼(圧延材)
Sa 不等辺山形鋼の短辺部
Sa1 短辺端部
Sb 不等辺山形鋼の長辺部
T1,T2 矢印
1 保持受けガイド
1a ガイド底部
1b ガイド側部
11 ガイドレール
2 流体シリンダ(昇降駆動手段)
2a 本体
21 シリンダロッド
3 昇降ガイドボックス
3d 背部
3d1 スライド部
4 ローラーホルダー
4a 本体
43 調整ばね
5 成形ローラー
5a 成形部
51 回転軸