JP2005169587A

JP2005169587A - フライングシャー

Info

Publication number: JP2005169587A
Application number: JP2003415380A
Authority: JP
Inventors: Goji Morimoto; 剛司森本
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2003-12-12
Filing date: 2003-12-12
Publication date: 2005-06-30

Abstract

【課題】ブレードの取付け時に歯車のバックラッシュを簡便に除去し得ると共に、その除去に併せてブレード間のギャップやラップを簡便に調整し得るようにしてブレードの取付けや交換時間を短縮し得るフライングシャーを提供する。
【解決手段】第１、第２ブレード４、５を着脱可能に有する上下一対の第１、第２ブレードホルダ12，13を、フライングシャー本体１に設けられた駆動用歯車７，８によって回転させ、被切断材を走間中に切断するフライングシャーにおいて、第１ブレードホルダ12を設けた歯車軸９を被切断材の切断位置に固定する第１ブレード固定手段14，16と、第２ブレードホルダ13を設けた歯車軸10に対して回転トルクを付与し第２ブレード５の切断位置Ｐを調整するための第２ブレード回転トルク付与手段15，17とを備える、歯車のバックラッシュを除去するバックラッシュ除去装置18をフライングシャー本体１に備えてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、フライングシャーに関し、詳細にはフライングシャーにおけるブレード（刃物）駆動用歯車のバックラッシュを除去するための技術に関するものである。

例えば、特開２０００−２４６５３７号公報（特許文献１）、特開平８−２５７８２５号公報（特許文献２）に記載されているように、条鋼圧延設備では、被切断材としての圧延途中材や圧延製品（圧延作業完了後の製品としての条鋼）を走行させながら所定の長さに切断する、所謂走間切断が採用され、そこには上下一対のブレードを切断位置に同期旋回させるための駆動用歯車（一方を駆動側、他方を従動側とする歯車）を備える走間切断機（以下フライングシャーと称す）が設置されている。

この種のフライングシャーでは、特許文献１の段落［０００２］にも説明されているように、フライングシャーの上下ブレード間のクリアランス（隙間）は切れ味、切断力、寸法精度などにも関係するため厳しく管理され、その隙間は一般にブレードを切断位置に旋回駆動する駆動用歯車のバックラッシュに左右されることが知られている。

そして、そのバックラッシュの対策について更に、特許文献１の段落［０００２］では、「従来から種々のバックラッシュ除去装置が採用されてきたが、この中で一般には２枚の歯車を重ねて、円周方向へ相対的に回転させて最適なバックラッシュ位置で両歯車をボルトで固定する方法がある。」と記載されているが、この従来技術は、歯車のバックラッシュ自体を重ね歯車にすることで減らすものであって、ブレードの取付けや交換時にバックラッシュを調整することとは関係なく元々の歯車自体のガタを無くすものである。そのため、使用に伴い歯面が摩耗してバックラッシュが大きくなるといった問題が生じる。

特許文献１では、上記の問題を改善して、ギヤ（歯車）の摩耗によるバックラッシュの増加をバネ機構で補う発明が提案されている。詳細には、被切断材を走間中に切断するフライングシャーにおいて、刃物回転用歯車を重ね歯車として、この内、１枚を部分歯車とし、この部分歯車がピンを支点に半径方向にバネで枢動し、刃物に半径方向に位置調整が可能な調整ネジを付設した発明が提案されている。そして、この提案の発明では、従来のバックラッシュ除去装置に比して自動的にしかも長期間、適切なバックラッシュを維持できるため刃物の切れ味を長期間、無調整で維持できるとされている。

一方、特許文献２には、フライングシャーに装着された刃物（ブレード）のインラインにおける交換時間を短縮し得るフライングシャーの発明が提案されている。この提案の発明のフライングシャーは、刃物ホルダーと前記刃物ホルダーに固定された刃物とからなるホルダー付き刃物と、前記ホルダー付き刃物が装着される刃物台を有する、前記刃物の位置調整をするための、プリセット装置と、前記ホルダー付き刃物が装着される刃物台を有するフライングシャー本体とからなり、前記プリセット装置により前記刃物の位置調整を実施してから前記ホルダー付き刃物を前記フライングシャー本体に装着するものである。具体的には、特許文献２の［要約］の構成に図１を引用して記載されているように、新ホルダー付き刃物１Ａをプリセット装置Ｃに装着する。プリセット装置Ｃによって刃物のギャップ、ラップ等の位置調整を実施したら刃物交換台車Ｄの把持機構６によって新ホルダー付き刃物１Ａを把持しプリセット装置Ｃから引き出す。次いで、刃物交換台車Ｄをシャー本体Ｂまで移動し、シャー本体Ｂに装着されている旧ホルダー付き刃物１Ａを把持機構７によって把持し引き出す。次いで、把持機構６と７の位置を１８０°入替える。次いで、把持機構６によって新ホルダー付き刃物１Ａをシャー本体Ｂに装着する。旧ホルダー付き刃物１Ａを把持する刃物交換台車Ｄをプリセット装置Ｃまで移動し刃物の交換は完了する、としたものである。

上記提案のフライングシャーは、特許文献２の図２０に示されているような先行技術のフライングシャーにおいては、上下刃物１、１は上下刃物台２０、２０にボルト２９によって直接固定されている。刃先のギャップ（隙間）２４及びラップ２５は、刃物取付け時に側方シム２、上下方向シム２によって調整される。刃物１の交換作業は、インライン中で人手作業により行なわれる。しかし、このような要領での刃物１の交換や、その交換に伴うシムによるギャップやラップの調整では交換作業に多くの時間を要するため、その作業性を改善して交換時間を短縮することを図ったものである。

従って、特許文献２のフライングシャーでは、フライングシャー本体と同一のギヤトレーン（歯車列）及びバックラッシュを有する、刃物のプリセット装置をオフラインに設け、このプリセット装置によってホルダーに取り付けられた上下２枚の刃物の位置調整、即ち、ギャップ及びラップの調整をオフラインで行うことで刃物（ブレード）のインラインにおける交換時間の短縮は図れるが、上記特許文献１に記載されているようなギヤのバックラッシュによる問題点や、その問題を改善するためにバックラッシュを除去する点については全く触れられていない。
特開２０００−２４６５３７号公報特開平８−２５７８２５号公報

ところで、上述したように、フライングシャーにおいては、上下刃物（ブレード）は上下刃物台（ブレードホルダ）を介して歯車と共にシャフト（歯車軸）に支持され、上下歯車軸は歯車で噛み合い、上下のブレードの位相は機械的に結合されている。これらの歯車は回転をスムーズに行なうためにバックラッシュをとる必要があり、このため、わずかではあるが上下のブレード間の隙間はバックラッシュ分変化する。

上記ブレード間の隙間は、材料（被圧延材）の切断高さが低い（厚さ方向寸法が小さい）ほど、ブレード間の隙間を歯車の回転を損なわない範囲で狭くするように管理する必要がある。この管理が不十分であると、被圧延材の厚み幅が小さくなるほど、ウィンナー状につながった状態の切断となり、ブレードで切断できない場合が発生する。即ち、本発明でいう「バックラッシュの除去」とは、ギヤのバックラッシュ自体を通常、機械がスムーズに動かすために必要なだけとり，ブレードの隙間が切れ味に影響を及ぼす範囲のバックラッシュをなくす意味である。

また、上記ブレード間の隙間は歯車のバックラッシュ分変化し、被圧延材の切断時はこの隙間が広がる方向に力が作用する。そこで、ブレードの取付け時に歯車のバックラッシュを除去することが行われ、その方法として、特許文献１に提案された方法があるが、バネ３９には常に回転トルクが作用していることから長期の連続運転に耐えられないという問題があった。また、バネ３９の弾性力の低下に伴い、バックラッシュが徐々に発生してくるという問題もあった。また更に、重荷重での切断の場合、ギヤの強度を確保するためギヤの歯幅を増やす必要があり経済的に不利となる。

本発明は、上記のような事情に着目してなしたものであって、その目的は、ブレードの取付け時に歯車のバックラッシュを簡便に除去し得るとともに、その除去に併せてブレード間のギャップ及びラップを簡便に調整し得るようにしてブレードの取付けや交換時間を短縮し得るフライングシャーを提供するものである。

上記の目的を達成するために、本発明（請求項１）に係るフライングシャーは、第１、第２ブレードを着脱可能に有する上下一対の第１、第２ブレードホルダを、フライングシャー本体に設けられた駆動用歯車によって一方を時計方向、他方を反時計方向に回転せしめることで被切断材を走間中に切断するフライングシャーにおいて、第１ブレードホルダを設けた歯車軸を被切断材の切断位置に固定する第１ブレード固定手段と、第２ブレードホルダを設けた歯車軸に対して回転トルクを付与し第２ブレードの切断位置を調整するための第２ブレード回転トルク付与手段とを備える、第１ブレードと第２ブレード間の歯車のバックラッシュを除去するバックラッシュ除去装置をフライングシャー本体に備えてなるものである。なお、ここで、第１ブレードは駆動側であって、上又は下のいずれに設置されてもよい。対して、第２ブレードは従動側である。

本発明（請求項２）に係るフライングシャーは、上記請求項１の発明において、前記第１ブレード固定手段が、第１ブレードホルダを設けた歯車軸に設けられた固定部材と、フライングシャー本体に設けられ、前記固定部材を押し出すことにより第１ブレードホルダを設けた歯車軸を前記被切断材の切断位置まで移動させる駆動手段とから成るものである。

本発明（請求項３）に係るフライングシャーは、上記請求項１又は２の発明において、前記第２ブレード回転トルク付与手段が、第２ブレードホルダを設けた歯車軸に設けられた固定部材と、フライングシャー本体に設けられ、前記固定部材を押し出すことにより、第２ブレード歯車を第１ブレード歯車に当接させる駆動手段とから成るものである。

本発明（請求項４）に係るフライングシャーは、上記請求項１〜３のいずれかの発明において、前記第１ブレード固定手段と前記第２ブレード回転トルク付与手段のいずれの駆動手段も、油圧シリンダとするものである。

本発明に係るフライングシャーによれば、フライングシャー本体に備えたバックラッシュ除去装置の第１ブレード固定手段により第１ブレードホルダを設けた歯車軸を被切断材の切断位置に固定し、次いで第２ブレード回転トルク付与手段により第２ブレードホルダを設けた歯車軸に対して回転トルクを付与し第２ブレードの切断位置を調整することができるので、ブレードの取付けや交換時に、第１ブレードの歯車と第２ブレードの歯車間のバックラッシュの除去を簡便に行うことができるとともに、このバックラッシュの除去後に併せてブレード間のギャップ及びラップを簡便に調整することができる。これにより、ブレードの取付けや交換時間を短縮できる。また、上下一対の第１、第２ブレードの歯車軸を回動により両ブレードの隙間を広げる方向に（バックラッシュを除去する方向に）調整するので、大きな（重量大）フライングシャーであっても、バックラッシュの除去を簡便に行なうことができる。

なお、本発明の「バックラッシュの除去」とは、歯車のバックラッシュ自体を通常、機械をスムーズに動かすために必要なだけとり、ブレードの隙間が切れ味に影響を及ぼす範囲のバックラッシュをなくすものであるから、駆動側の歯車軸を固定し、従動側の歯車軸に回転トルクを与えることで、歯車間のバックラッシュを除去できることとなる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るフライングシャーの説明図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。図において、１はフライングシャー本体であって、このフライングシャー本体１の背後にはフライホイール２を介在せしめて電動機３が設置されている。なお、本例では第１ブレード４を下（駆動側）、第２ブレード５を上（従動側）とした場合を例に説明する。

フライングシャー本体１は、フレーム６で構成されたスタンドであって、そのフレーム６内には第１ブレード４と第２ブレード５を旋回するための一対の歯車（第１ブレード歯車７と第２ブレ−ド歯車８が設けられ、各歯車７、８を固定したそれぞれの歯車軸９、１０は、フレーム６の前後面に回転可能に支持されている。なお、符号１１は、歯車７と噛合う駆動用のピニオンであってフライホイール２の出力軸に固定されている。

そして、フレーム６の前面に突出した各歯車軸９、１０には第１ブレードホルダ１２、第２ブレードホルダ１３がそれぞれ設けられ、各ブレードホルダ１２、１３には第１ブレード４、第２ブレード５がそれぞれ設けられている。

また、フレーム６の後面に突出した各歯車軸９、１０の外周面には受板（固定部材）１４、１５が、ブレード４、５の切断位置と略１８０度ずらして固定されている。また、フレーム６の後面の各歯車軸９、１０の側方には、受板１４を下の位置(第１ブレード４の切断位置)に固定するための油圧シリンダ１６と、受板１５を上の位置、即ち第２ブレード５を切断位置に移動調整可能なように回転トルクを付与し得るための油圧シリンダ１７とがそれぞれ設けられている。そして、受板１４、１５及び油圧シリンダ１６、１７によって本発明に係るバックラッシュ除去装置１８は構成されるが、油圧シリンダ１６、１７のラムが後退位置にある場合にはロッドは受板１４、１５とは全く係合することはないので、被切断材のシャー切断は支障なく行える。

上記構成のフライングシャーでは、被切断材は矢印Ｂの方向に走行し、図示しないコントローラからの切断指令により電動機３が駆動し、ブレード４、５を切断位置Ｐ点へ向けて１回転させる。この場合、ブレード４、５は、ブレード４、５が切断位置Ｐ点にきた時に被切断材が切断されるように位置調整されている。そして、切断後にブレード４、５はそれぞれホームポジション（通常、切断位置Ｐ点から１８０度回転した位置）に復帰し、次の切断指令があるまで、その位置で待機する。

本発明のバックラッシュ除去装置１８による歯車７、８のバックラッシュの除去は次の（１）〜（５）の要領で行われる。

（１）先ず電動機３をインチング動作させ、ブレードホルダ１２、１３を切断位置（第２（上）ブレードホルダ１３は下支点、第１（下）ブレードホルダ１２は上支点）にて停止させる。

（２）上記停止状態で、先ず第１ブレード４の歯車軸９の背面側方に設置された油圧シリンダ１６のラムを押し出し、ロッドの先端を歯車軸９の受板１４に当てる。このようにラムを押し出すことにより、歯車軸９に回転トルクが付与され、歯車軸９は図１の矢印Ｘ₁方向（図１では、反時計回り）に回転する。この結果、第１ブレードホルダ１２は矢印Ｙ₁方向（図１では、左方向）へ移動し、所定の切断位置で固定される。なお、ラムの押し出し限界の位置と受板１４が接触した位置が正確に下支点になるように事前に調整されている。

（３）次に、第２ブレード５の歯車軸１０の背面側方に設置された油圧シリンダ１７のラムを押し出し、ロッドの先端で歯車軸１０の受板１５を押し出す。受板１５を押し出すことにより、歯車軸１０に回転トルクが付与され、歯車軸１０は図１の矢印Ｘ₂方向（図１では、反時計回り）に回転する。この結果、第２ブレードホルダ１３は矢印Ｙ₂方向（図１では、右方向）へ移動する。これにより、上述の第１ブレードホルダ１２が左方向へ、第２ブレードホルダ１３が右方向へ移動することから、両ブレード４、５の隙間が大きくなる方向に広がり、また歯車７、８間のバックラッシュが除去されて固定される。ここで、油圧シリンダ１７の押し出し力は、油圧シリンダ１６より小さくなるように設定されている。これにより、油圧シリンダ１７の押し付け力で油圧シリンダ１６のラムが戻されることがない。これは、油圧シリンダ１７の押し出し力により、油圧シリンダ１６のラムが押し返され、所定の固定位置からずれてしまうことを防止するためである。

（４）この後、上下のブレード４、５が、各々、上下ブレードホルダ１２、１３にボルト等により、ブレードの隙間やラップ量を調整して固定される。即ち、歯車７、８のバックラッシュが除去された状態で、ブレード４、５の取付けを行なうことができる。なお、ブレード４、５の隙間やラップは、ブレード４、５とブレードホルダ１２、１３間に配設されたシム（特許文献２参照）により所定の隙間やラップとなるように微調整される。

（５）ブレード取付け完了後、油圧シリンダ１６、１７のラムを後退させ、ロッドを後退させる。この場合、ロッドの後退は、歯車軸９、１０の受板１４、１５が回転しても接触しない（干渉しない）位置まで後退させる。

この結果、被切断材の切断時の歯車７、８の噛み合い状態と同じ状態で且つバックラッシュの除去された状態で、ブレード４、５を取付けることができる。

なお、上記の実施形態では、油圧シリンダ１６、１７を用いる場合を例に説明したが、油圧シリンダに代えて、他のアクチュエータとして、電動スクリュージャッキ等を使用しても同等の効果を発揮することができる。

また、油圧シリンダ１６、１７と受板１４、１５の配置は、フレーム６の背面に設置する場合を説明したが、フレーム６で構成されたスタンド（歯車列のケーシング）内であってもよい。

また、第１ブレード（駆動側）の歯車軸９を固定するのに油圧シリンダを１本で押し付ける例を説明したが、複数用いてもよいし、他の固定手段を採用することもできる。要は、切断位置に強固に固定できればよいのであって、例えば、歯車軸９に設けられた受板１４にくさびを打ち込むなどの代替手段を用いることもできる。

また、上記の実施形態では、第１ブレード歯車７と第２ブレード歯車８とが直接噛み合う例を説明したが、両歯車７と８の間に更に複数の歯車が介在してあってもよい。即ち、本発明に係るバックラッシュ除去装置１８によれば、第１ブレードと第２ブレード間の歯車のバックラッシュを除去することができる。

本発明に係るフライングシャーの説明図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。

符号の説明

１：フライングシャー本体２：フライホイール
３：電動機４：第１ブレード５：第２ブレード
６：フレーム７、８：歯車９、１０：歯車軸
１１：ピニオン１２：第１ブレードホルダ
１３：第２ブレードホルダ１４、１５：受板
１６、１７：油圧シリンダ
１８：バックラッシュ除去装置
Ｐ：切断位置

Claims

第１、第２ブレードを着脱可能に有する上下一対の第１、第２ブレードホルダを、フライングシャー本体に設けられた駆動用歯車によって回転せしめることで被切断材を走間中に切断するフライングシャーにおいて、第１ブレードホルダを設けた歯車軸を被切断材の切断位置に固定する第１ブレード固定手段と、第２ブレードホルダを設けた歯車軸に対して回転トルクを付与し第２ブレードの切断位置を調整するための第２ブレード回転トルク付与手段とを備える、第１ブレードと第２ブレード間の歯車のバックラッシュを除去するバックラッシュ除去装置をフライングシャー本体に備えてなることを特徴とするフライングシャー。
前記第１ブレード固定手段が、第１ブレードホルダを設けた歯車軸に設けられた固定部材と、フライングシャー本体に設けられ、前記固定部材を押し出すことにより第１ブレードホルダを設けた歯車軸を前記被切断材の切断位置まで移動させる駆動手段とから成ることを特徴とする請求項１記載のフライングシャー。
前記第２ブレード回転トルク付与手段が、第２ブレードホルダを設けた歯車軸に設けられた固定部材と、フライングシャー本体に設けられ、前記固定部材を押し出すことにより、第２ブレード歯車を第１ブレード歯車に当接させる駆動手段とから成ることを特徴とする請求項１又は２記載のフライングシャー。
前記第１ブレード固定手段と前記第２ブレード回転トルク付与手段のいずれの駆動手段も、油圧シリンダであることを特徴とする請求項２又は３記載のフライングシャー。