JP2001322059A - 鋼材端面研削方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋼材端面の大きく回転する必要を無くし、複
雑な機構の必要な砥石方向送りローラーを無くし、研削
砥石に対する鋼材の端面の接触時に加わる反発力を小さ
くして砥石の偏摩耗を解消し、研削面の焼けなくし、細
径鋼材にも適応可能な鋼材端面の研削手段を提供する。 【解決手段】 長尺の鋼材１をスキッドレール２に垂直
かつ水平に載置し、鋼材１の後方から押してスキッドレ
ール２方向に転動搬送する方法において、フラップホイ
ールからなる回転砥石周囲に斜めにペーパー砥石１１を
設けた斜めペーパー砥石８をスキッドレールサイドでス
キッドレール２と平行に回転軸９を配置して回転し、ス
キッドレール２上の鋼材１を転動して鋼材搬送方向１３
に垂直かつ水平に送り、転動する鋼材端面３を回転する
斜めペーパー砥石８に押しつけて研削する鋼材端面３の
研削方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼材端面の、特に
細径材の鋼材端面にも使用可能な研削方法および研削装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼材１の鋼材端面３は研削して出荷され
る。ところで長尺の鋼材１を砥石で研削する従来の装置
は、図２に示すように、横方向のスキッドレール２に鋼
材を垂直の縦方向に載置し、スキッドレール２上を鋼材
１の向きの縦方向に対して横方向に鋼材１をドッグ５で
押し進めながら回転させて搬送する。すなわち、鋼材１
は常に搬送ガイドであるドッグ５に引っ掛かった状態で
スキッドレール上を転動して搬送される。この状態で砥
石回転軸２２をスキッドレール２と平行に回転するセラ
ミック砥石２１を鋼材１の研削する鋼材端面３の側部に
設置している。一方、研削される鋼材端面３をセラミッ
ク砥石２１に当接させるためと、かつ、鋼材１に回転力
を付与して鋼材１を縦方向のセラミック砥石２１側に送
るために、鋼材１の下側でかつスキッドレール２、２間
に砥石方向の送りローラー６を鋼材１に当接して配置
し、該送りローラー６の砥石側の端部を他端部より鋼材
１の鋼材搬送方向１３になるように傾斜して配置し、す
なわち鋼材１に対して４５度傾斜させ、鋼材１の搬送方
向と反対かつ砥石側の逆斜め方向の力を鋼材１に及ぼす
ように、送りローラー６の回転方向を鋼材１の搬送方向
と逆向きにしている。

【０００３】上記の従来装置では、回転するセラミック
砥石２１に対してスキッドレール２の方向である横方向
に鋼材１を搬送しながら、斜め方向に配置した送りロー
ラー（アライニングローラー）６により、研削される鋼
材端面３を砥石方向に送ってセラミック砥石２１に押し
当てながら鋼材端面３を回転するセラミック砥石２１に
より研削するものである。

【０００４】ところで、上記した従来の鋼材端面の研削
装置では次の問題点がある。 鋼材端面３はセラミック砥石２１で線状の細幅で研削
されるため、鋼材端面３の全面を研削するためには、セ
ラミック砥石２１と当接している間に鋼材端面３を１８
０°回転する必要がある。

【０００５】そのためには鋼材１をドッグ５により搬
送するとともに鋼材１を回転させる必要があり、その解
決には鋼材１に回転力を付与し、かつ、鋼材端面３をセ
ラミック砥石２１側に送るため、４５度傾斜して配置し
た送りローラー６が必要となり、このための機構が複雑
となる。また、研削中の鋼材１の移動距離が大きくなる
ため、広いスペースを必要とする。

【０００６】セラミック砥石２１に対する鋼材端面３
の接触時に加わる反発力が大きいため、離反方向である
垂直方向への反発力により接触離反が繰り返されて細径
の鋼材１では躍りすなわち下方への押し込みとその後の
上方への反動が発生するため、セラミック砥石２１に偏
摩耗が発生する。このセラミック砥石２１の偏摩耗の防
止策としては、送りローラー６のスキューローラー化、
もしくはスキューローラー式のタッチローラーが必要と
なるが、前者では設置箇所が大きくなり、後者では材料
接触のタイミング・圧力の制御が困難である。

【０００７】偏摩耗により鋼材端面３と当接するセラ
ミック砥石２１の研削面が１箇所に集中するので鋼材端
面３に焼けが発生する。

【０００８】一方、近年の小型化、軽量化にともない鋼
材１の需要も小型化する傾向にあり、細径材でも使用可
能な端面研磨装置の開発が求められている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のない
しの問題点を解消し、さらに細径の鋼材にも適応でき
る方法および装置を提供すること、すなわち、鋼材端面
の回転を１８０°まで回転する必要を無くし、複雑な機
構を必要とする傾斜した砥石方向送りローラーを無く
し、研削砥石に対する鋼材の端面の接触時に加わる反発
力を小さくして砥石の偏摩耗を解消し、研削面に焼けを
生じなくし、さらに細径の鋼材にも適応可能な鋼材端面
の研削方法および装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、ペーパー砥石（砥粒を貼りつけた紙
で、「ペーパー」という。）１１をフラップホイールに
取付けた研削砥石で、ペーパー砥石１１をフラップホイ
ールの回転軸９の回転方向に対して斜めに取付けて斜め
ペーパー砥石８とすることで砥石の偏摩耗を防止するも
のである。

【００１１】ペーパー砥石１１をホイール回転方向に対
して斜めに取付けた斜めペーパー砥石８の使用により、
鋼材端面３の研削時に発生する力の方向を鋼材送り方向
１７に対して斜め後方として反発力を軽減するととも
に、鋼材１が回転（転動）方向に対してフリーであった
ものを常時搬送装置のドッグチェーン４に当接する向き
の力とすることにより砥石の偏摩耗を防止する。また、
この結果、鋼材端面３の焼付きも防止する。

【００１２】すなわち、上記の課題を解決するための本
発明の手段は、請求項１の発明では、長尺の鋼材１をス
キッドレール２に垂直かつ水平に載置し、鋼材１の後方
から押してスキッドレール２方向に転動搬送する方法に
おいて、フラップホイールからなる回転砥石周囲に斜め
にペーパー砥石１１を設けた斜めペーパー砥石８をスキ
ッドレールサイドでスキッドレール２と平行に回転軸９
を配置して回転し、スキッドレール２上の鋼材１を転動
して鋼材搬送方向１３に垂直かつ水平に送り、転動する
鋼材端面３を回転する斜めペーパー砥石８に押しつけて
研削することを特徴とする鋼材端面の研削方法である。

【００１３】請求項２の発明では、請求項１の方法を実
施する装置として、長尺の鋼材１を転動搬送するために
載置するスキッドレール２と、スキッドレール方向へ鋼
材１を転動搬送する推進搬送機構と、回転軸７をスキッ
ドレール２に平行にしてペーパー砥石１１をフラップホ
イールからなる回転砥石周囲に回転方向に斜めに設けた
斜めペーパー砥石８と、鋼材搬送方向１３に垂直な砥石
方向かつ水平に鋼材１を送る砥石方向の送りローラー６
からなることを特徴とする鋼材端面の研削装置である。

【００１４】請求項３の発明では、スキッドレール２方
向へ鋼材１を転動搬送する推進搬送機構は、ドッグチェ
ーン４とドッグチェーン４に間隔をあけて立設した複数
個のドッグ５からなることを特徴とする請求項２の手段
における鋼材端面の研削装置である。

【００１５】本発明は以上の手段とすることで、ａ）鋼
材端面３を砥石に当接するために鋼材を砥石方向におく
る送りローラー６からなる送り機構を、従来の斜め方向
に配置された斜め送りローラー２０から鋼材搬送方向１
３に対して垂直方向の垂直送りローラーとすることで、
機構が簡素化でき、かつ小型化できる。すなわち該ロー
ラーの位置する幅の長さを例えば斜め送りローラー２０
の５００ｍｍのものから砥石方向に垂直に送る送りロー
ラー６の３００ｍｍに縮小・減少化でき、省スペース化
が可能となる。

【００１６】ｂ）砥石の回転軸９を鋼材搬送方向１３に
配置し、ペーパー砥石１１を砥石回転方向１６に対して
４５°〜６０°傾斜して取付けた斜めペーパー砥石８と
することで、鋼材端面３は面状に研削されることとな
り、鋼材端面３を９０〜１２０°の範囲で回転するのみ
で鋼材端面３の全面の研削が可能となり、鋼材１に対
して鋼材搬送方向１３と逆向きの戻し力２６が斜めペー
パー砥石８から加えられることにより、鋼材１は常に搬
送ガイドであるドッグ５に引っ掛かった状態でスキッド
レール２を転動して搬送され、砥石をフラップホイー
ルの周囲に設けたペーパー砥石１１からなるものとする
ことで、鋼材１に対する砥石からの反発力が軽減するこ
とができ、細径材の鋼材１でも躍りが生じなくなるの
で、細径材の使用が可能となり、さらに砥石の偏摩耗の
発生も起きず、また、鋼材端面の研削面の焼けが発生
しなくなる。

【００１７】ところで砥石の摩耗点の発生原因は、鋼材
１が砥石と接触・反発を繰り返すうちにセラミック砥石
（硬いがもろい）に欠けが発生し、発生した欠けが摩耗
点となることによる。

【００１８】ペーパー砥石１１で研削する場合には、ペ
ーパー砥石１１を砥石回転軸３７と平行に取付けた平行
ペーパー砥石２５では摩耗点は発生するが、上記の斜め
ペーパー砥石８では摩耗点は発生しない。

【００１９】ところで、近年の小型化、軽量化にともな
い鋼材の需要も小型化する傾向にあり、細系材の鋼材で
も使用可能な端面研削装置の開発が求められている。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を述べる。先
ず、本発明の鋼材端面３の研削をする装置の１実施の形
態を示す。１枚が５０ｍｍ幅のフラップホイールを複数
枚組合わせてモーター駆動の砥石回転軸９に取り付け、
スキッドレール２の側部に砥石回転軸９をスキッドレー
ル２と平行に設置する。組合わせフラップホイールから
なる砥石の長さ１０は１００〜２００ｍｍとする。そし
てこの１００〜２００ｍｍの長さ１０の組合わせフラッ
プホイールの周囲にペーパー砥石１１を軸方向に対する
傾斜角１２を４５〜６０度として設けて斜めペーパー砥
石８とする。一方、２本のスキッドレール２、２の中間
かつ斜めペーパー砥石８の前方位置に送りローラー回転
軸７をスキッドレール２、２と平行にした砥石方向の送
りローラー６を設置する。送りローラー６の長さは３０
０ｍｍとする。チェーンに間隔を空けた付設したドッグ
５に鋼材を係合して搬送する装置であるドッグチェーン
４、４をスキッドレール２、２の側部に平行に設ける。

【００２１】棒鋼などの長尺鋼材１は２本のスキッドレ
ール２、２に対して水平にかつスキッドレール２に垂直
方向に載置されて、ドッグチェーン４のドッグ５に係合
されてドッグチェーン移動方向１４に移動するドッグ５
に後方から押されて鋼材１は鋼材回転方向１５に回転し
ながら鋼材端面３を研削する研削領域に搬送されてく
る。この研削領域では斜めにペーパー砥石をフラップホ
イールの周囲に設けた斜めペーパー砥石８がスキッドレ
ール２のサイドで砥石回転軸９をスキッドレール２と平
行に配置して回転している。そこで鋼材１が研削領域に
達すると鋼材１は送り方向ローラー６に載置される。こ
の送り方向ローラー６は送りローラー回転方向１８に回
転しているので、スキッドレール２上の鋼材１の研削す
る必要のある鋼材端面３側が送り方向ローラー６の回転
により鋼材１は鋼材搬送方向１３と垂直な斜めペーパー
砥石８側に水平に送られる。

【００２２】そこで、図５に見られるように鋼材搬送方
向１３と垂直に送られた鋼材端面３は砥石面２７で斜め
ペーパー砥石８に当接し、さらに一時的に食い込み部２
８まで鋼材端面３は食い込む。しかし、鋼材端面３はフ
ラップホイールの反発力で砥石面２７近くに押し戻され
る。一方、鋼材１は送り方向ローラー６により砥石方向
に垂直に力が加えられるので斜めにペーパー砥石１１を
具備して回転する斜めペーパー砥石９と当接し、鋼材端
面３は研削されながら鋼材１は鋼材搬送方向１３に転動
しながら移動する。この場合、図３に見られるように、
鋼材端面３はと当接する斜めペーパー砥石８の研削砥石
面３１の幅３２はペーパー砥石１１の内側がフラツプホ
イールで柔らかいので鋼材端面３が砥石側にやや入り込
むので幅広となる。これに比し図４に示す従来のセラミ
ック砥石２１では砥石面が硬く押し込まれることがない
ので鋼材端面３と当接する研削砥石面３３の幅３４は細
い。そこで本発明における図３に示す様な径の棒鋼の場
合では、鋼材端面３の回転する鋼材端面回転角１５は９
０〜１２０度あれば鋼材端面３の全面を研削することが
できる。しかし、従来のセラミック砥石２１では、鋼材
端面回転角３５はほぼ１８０度としなければ鋼材端面３
の全面を研削することはできない。さらに径の細い棒鋼
であれば本発明においては棒鋼端面３全体が研削砥石面
３１の幅３２内に納まることとなり、鋼材端面３の回転
はなくとも斜めペーパー砥石８の回転のみで充分に研削
されることとなり、極めて効率良く端面研削できる。

【００２３】さらに、図６に示すように従来のセラミッ
ク砥石２１と本発明のフラップホイールの回転砥石の周
囲にペーパー砥石１１を斜めに設けた斜めペーパー砥石
８と比較例としてペーパー砥石１１を斜めに設けたもの
に替えて回転軸に平行にペーパー砥石１１を設けた平行
ペーパー砥石２５の研削状態を使用開始初期の（ａ）と
長時間使用後の（ｂ）を対比して説明する。同図におい
て、（イ）はセラミック砥石２１、（ロ）は本発明の斜
めペーパー砥石８、（ハ）は比較例の平行ペーパー砥石
２５の例である。

【００２４】図６の（ａ）に見られる通り、研削状態の
初期では、（イ）のセラミック砥石２１、（ロ）の斜め
ペーパー砥石８、（ハ）の平行ペーパー砥石２５のいず
れの場合でも、鋼材１の鋼材端面３はそれぞれセラミッ
ク砥石２１の研削砥石面３３、斜めペーパー砥石８の研
削砥石面３１、平行ペーパー砥石２５の研削砥石面３６
にあり、それぞれの砥石回転軸２２、砥石回転軸９、砥
石回転軸３７の回りの砥石回転方向１６に回転しながら
鋼材端面３を研削する。そしてこの状態でそれぞれの鋼
材１は鋼材搬送方向１３に転動して移動する。ところで
本願の発明における斜めペーパー砥石８の場合は、斜め
方向に設けたペーパー砥石から鋼材搬送方向１３と逆方
向である戻し力２６を受けるので、ドッグ５と常に当接
して押されている。そして（イ）、（ロ）、（ハ）のい
ずれの場合も砥石長さ全長にわたって均一に当接して研
削されながら鋼材搬送方向１３に移動する。

【００２５】これに対し長時間使用後の図６の（ｂ）で
は、（イ）のセラミック砥石２１では、鋼材端面３と砥
石が接触、反発を繰り返すうちに材質が硬いが脆いので
欠けが生じるとその欠けの部分に鋼材端面３が留まり、
図に示すような鋼材が凹んだ摩耗点２９となりその場所
に集中力が砥石方向送りローラーの力が働き集中力３０
が作用して偏摩耗が生じる。これに対し（ロ）の斜めペ
ーパー砥石８では反搬送方向の戻し力２６が加わるの
で、鋼材１は常に搬送用のドッグ５に引っ掛かった状態
で搬送されるので砥石長さ全面に均一に当接し砥石面が
均一に磨耗するので偏摩耗は生じることがない。これに
対し（ハ）の平行ペーパー砥石２５では、斜めペーパー
砥石８のように戻し力２６が生じることがないので鋼材
１は搬送ドッグ間を自由に転がることができるため、ド
ッグ５より前方に進んだ位置に転がっているときに、鋼
材１が送り方向ローラー６で砥石方向に送られてペーパ
ー砥石を押圧して凹ませるとその場所にラインの進行中
はドッグ５が進んで来るまで、あるいはラインが停止す
ると鋼材がその場所に位置したまま平行ペーパー砥石が
回転し続けるので、鋼材端面３は１度摩耗点が生じると
その場所に滞留して集中力３０の作用により偏摩耗が助
長される。

【００２６】

【実施例】以上に説明したセラミック砥石２１と斜めペ
ーパー砥石８と平行ペーパー砥石２５からなる実施例を
表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１から、本願発明例では、砥石の偏摩耗
はなく、鋼端面の回転角は９０〜１２０度であり、砥石
の長さも１００〜２００ｍｍと最も短く、砥石と鋼材間
の反発および砥石の回転方向への押さえ込みも棒鋼φ３
０、φ７０共にそれぞれ反発はなしであり、押さえ込み
も０ｍｍであり、優れている。

【００２９】

【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明は、鋼材
端面の研削にフラップホイールの周囲に斜めにペーパー
砥石を設けた斜めペーパー砥石とすることと、砥石方向
への鋼材の送りを垂直送りの送りローラーとすること
で、鋼材端面は躍りを生ずることなく、常にドッグに係
合して転動搬送されるので、短い距離の転動搬送で安定
して均一に鋼材端面の研削ができ、さらに砥石に偏摩耗
を生じることなく、鋼材端面に焼けの発生がなく、従っ
て、人力によらなくとも鋼材端面の仕上が可能となり、
さらに偏摩耗を生じないので砥石が長期にわたり使用で
きるのでコストの削減を図ることができ、また鋼材端面
の研削幅が大きいので鋼材の回転必要角度も小さく、細
径の鋼材の端面研削も容易であるなど、従来にない優れ
た効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鋼材端面の研削装置および研削方法を
説明する模式図である。

【図２】従来の鋼材端面の研削装置および研削方法を説
明する模式図である。

【図３】本発明の斜めペーパー砥石による鋼材端面の研
削状態の説明図である。

【図４】従来のセラミック砥石による鋼材端面の研削状
態の説明図である。

【図５】本発明の斜めペーパー砥石と鋼材端面の当接状
態の説明図である。

【図６】研削初期と長時間使用後の鋼材端面の砥石との
当接状態を示す図である。

【符号の説明】 １ 鋼材 ２ スキッドレール ３ 鋼材端面 ４ ドッグチェーン ５ ドッグ ６ 砥石方向送りローラー ７ 送りローラー回転軸 ８ 斜めペーパー砥石 ９ 砥石回転軸 １０ 長さ １１ ペーパー砥石 １２ 傾斜角 １３ 鋼材搬送方向 １４ ドッグチェーン移動方向 １５ 鋼材回転角度 １６ 砥石回転方向 １７ 鋼材送り方向 １８ 送りローラー回転方向 １９ 端面に加わる力方向 ２０ 斜め送りローラー ２１ セラミック砥石 ２２ 砥石回転軸 ２３ 送りローラー回転方向 ２４ 鋼材への作用力 ２５ 平行ペーパー砥石 ２６ 戻し力 ２７ 砥石面 ２８ 一時的食い込み部 ２９ 摩耗点 ３０ 集中力 ３１ 研削砥石面 ３２ 幅 ３３ 研削砥石面 ３４ 幅 ３５ 鋼材回転角 ３６ 砥石研削面 ３７ 砥石回転軸

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼材１をスキッドレール２に垂直かつ水
   平に載置し、鋼材１の後方から押してスキッドレール２
   方向に転動搬送する方法において、フラップホイールか
   らなる回転砥石周囲に斜めにペーパー砥石１１を設けた
   斜めペーパー砥石８をスキッドレールサイドでスキッド
   レール２と平行に回転軸９を配置して回転し、スキッド
   レール２上の鋼材１を転動して鋼材搬送方向１３に垂直
   かつ水平に送り、転動する鋼材端面３を回転する斜めペ
   ーパー砥石８に押しつけて研削することを特徴とする鋼
   材端面の研削方法。
2. 【請求項２】 鋼材１を転動搬送するために載置するス
   キッドレール２と、スキッドレール方向へ鋼材１を転動
   搬送する推進搬送機構と、回転軸７をスキッドレール２
   に平行にしてペーパー砥石１１をフラップホイールから
   なる回転砥石周囲に回転方向に斜めに設けた斜めペーパ
   ー砥石８と、鋼材搬送方向１３に垂直な砥石方向かつ水
   平に鋼材１を送る砥石方向の送りローラー６からなるこ
   とを特徴とする鋼材端面の研削装置。
3. 【請求項３】 スキッドレール方向へ鋼材１を転動搬送
   する推進搬送機構は、ドッグチェーン４とドッグチェー
   ン４に間隔を空けて立設した複数個のドッグ５からなる
   ことを特徴とする請求項２記載の鋼材端面の研削装置。