JP2008000873A - 剪断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼板を高速にて短く剪断することのできる剪断装置を提供する。
【解決手段】剪断装置１０は、上下一対の下側刃付ドラム２６および上側刃付ドラム２８を備えている。そして、下側刃付ドラム２６を構成する下側回転ドラム２６ａの外面には、複数の板状の刃２６ｂが、回転軸に対して傾斜するとともに周方向へ間隔を隔てて取り付けられており、上側刃付ドラム２８を構成する上側回転ドラム２８ａの外面には、複数の板状の刃２８ｂが、回転軸に対して傾斜するとともに周方向へ間隔を隔てて取り付けられている。鋼板１４ａを剪断して定尺鋼板１４ｂを得る際には、下側刃付ドラム２６および上側刃付ドラム２８が、回転駆動部３０によって互いに逆方向へ回転され、上下一対の刃２６ｂおよび２８ｂによって鋼板１４ａが剪断される。
【選択図】図２

Description

本発明は、水平面内において連続的に搬送されてくる帯状の鋼板を、その搬送方向に対して略直交する方向において剪断する回転ドラム式の剪断装置に関する。

回転ドラム式の剪断装置は、上下一対の回転ドラムと、各回転ドラムの外面に取り付けられた板状の刃とを備えており、回転ドラム間を連続走行している鋼板を剪断する際には、両回転ドラムが鋼板に同期して回転され、上下一対の刃によって鋼板が剪断される。

このような剪断装置において、板状の刃を回転ドラムの回転軸に対して「平行」に設けた場合には、鋼板に対して刃の全体が同時に押し当てられるため、剪断時の負荷が過大となり、剪断装置の寿命が短くなるおそれがある。そこで、最近では、板状の刃を回転ドラムの回転軸に対して「傾斜」して設けることによって、回転ドラムに加わる負荷を回転軸の方向へ分散させることが行われている（特許文献１参照）。
特開平７−１１６９０９号

従来の剪断装置（特許文献１）では、「回転ドラムに加わる負荷を回転軸の方向へ分散させること」ができるので、長寿命化を図ることができる。

しかし、鋼板の厚さが厚くなった場合には、剪断時に回転ドラムに加わる負荷が過大となるため、回転ドラムの直径が小さければ、回転ドラムが不所望に撓んで鋼板を真っ直ぐに剪断することが困難になる。そのため、鋼板の厚さが厚くなる場合には、大径の回転ドラムを用いて強度を高めざるを得ないが、その場合には、回転ドラムの周長が長くなるため、１つの刃が１回転する間に送り出される鋼板の長さが長くなり、刃が「１つだけ」では、鋼板を短く剪断することが困難になる。加えて、刃が「１つだけ」では、刃の交換を頻繁に行う必要があるため、メンテナンス時間が長くなって稼動時間が短くなるという問題がある。

また、鋼板を短く剪断するためには、回転ドラムの周速度に対して鋼板の搬送速度を十分に遅くすることも考えられるが、これでは、剪断装置を高速運転することができないため、生産効率が著しく低下してしまう。

それゆえに、本発明の主たる課題は、鋼板を高速にて短く剪断することができ、しかも、刃の使用頻度を少なくしてメンテナンス時間を短くすることのできる、剪断装置および剪断システムを提供することである。

請求項１に記載した発明は、「水平面内において連続的に搬送されてくる帯状の鋼板１４ａを、その搬送方向に対して略直交する方向において剪断する回転ドラム式の剪断装置１０であって、前記鋼板１４ａの下方に配設された下側回転ドラム２６ａと、前記下側回転ドラム２６ａの外面に、その回転軸に対して傾斜するとともに周方向へ間隔を隔てて取り付けられた複数の板状の刃２６ｂとを有する下側刃付ドラム２６、前記鋼板１４ａの上方に配設された上側回転ドラム２８ａと、前記上側回転ドラム２８ａの外面に、その回転軸に対して傾斜するとともに周方向へ間隔を隔てて取り付けられた複数の板状の刃２８ｂとを有する上側刃付ドラム２８、および前記下側刃付ドラム２６および前記上側刃付ドラム２８を互いに逆方向へ回転させる回転手段３０を備え、前記下側刃付ドラム２６の前記刃２６ｂと前記上側刃付ドラム２８の前記刃２８ｂとによって前記鋼板１４ａを剪断する、剪断装置１０」である。

この発明では、下側回転ドラム２６ａおよび上側回転ドラム２８ａのそれぞれの外面に、複数の板状の刃２６ｂ、２８ｂを回転軸に対して傾斜するように取り付けているので、鋼板１４ａを剪断する際には、各回転ドラム２６ａ、２８ａに加わる負荷を回転軸の方向へ分散させることができる。また、複数の刃２６ｂ、２８ｂは、各回転ドラム２６ａ、２８ａの外面に周方向へ間隔を隔てて取り付けられているので、各回転ドラム２６ａ、２８ａを所定角度ずつ間欠的に回動させて各刃２６ｂ、２８ｂを順番に用いることによって、鋼板１４ａを高速にて短く剪断することができる。加えて、刃２６ｂ、２８ｂの使用頻度が「１つだけ」の場合に比べて少なくなるので、刃２６ｂ、２８ｂの交換時期を遅らせることができる。

請求項２に記載した発明は、「請求項１に記載した剪断装置１０を備える剪断システム１２であって、下側刃付ドラム２６と上側刃付ドラム２８との間に鋼板１４ａを搬送する搬送手段１８と、前記鋼板１４ａの搬送長さを検出する長さ検出手段２０とをさらに備え、前記長さ検出手段２０によって検出された搬送長さが予め設定された所定長さに達したときに、前記下側刃付ドラム２６および前記上側刃付ドラム２８が所定角度回動され、上下一対の刃２６ｂ、２８ｂによって前記鋼板１４ａが剪断される、剪断システム１２」である。

この発明は、請求項１に記載した剪断装置１０を用いて、鋼板１４ａを所定長さで剪断できるように構成したものである。

請求項１および２に記載した発明によれば、剪断時に各回転ドラム２６ａ、２８ａに加わる負荷を回転軸の方向へ分散させることができるので、剪断装置１０の小型化や長寿命化を達成できる。また、各回転ドラム２６ａ、２８ａを所定角度ずつ間欠的に回動させることによって、複数の刃２６ｂ、２８ｂを順番に用いることができるので、鋼板１４ａを高速にて短く剪断することができる。さらに、刃２６ｂ、２８ｂの交換時期を遅らせることができるので、メンテナンスに要する時間を短くして稼動時間を長くすることができる。

図１は、本発明が適用された剪断装置１０を示す斜視図であり、図２は、剪断装置１０を用いた剪断システム１２を示すシステム構成図である。

剪断システム１２は、図２に示すように、ストリップコイル１４から引き出された鋼板１４ａを搬送ラインＬに沿って搬送しながら、所定の長さに剪断して定尺鋼板１４ｂを得るものであり、剪断装置１０、アンコイラ１６、レベラ１８、長さ検出装置２０、搬送コンベヤ２２および剪断制御装置２４等によって構成されている。

剪断装置１０は、水平面内において連続的に搬送されてくる帯状の鋼板１４ａを、その搬送方向に対して略直交する方向において連続的に剪断するものであり、図１および図２に示すように、下側刃付ドラム２６、上側刃付ドラム２８、回転駆動部３０およびフレーム３２等によって構成されている。

下側刃付ドラム２６は、鋼板１４ａの下方に配設された下側回転ドラム２６ａと、下側回転ドラム２６ａの外面に取り付けられた複数（この実施例では１８０度間隔で２つ）の刃２６ｂとを有している。

下側回転ドラム２６ａは、剪断時の負荷に耐え得る強度を有す略円柱状の部材であり、下側回転ドラム２６ａの軸方向端部には、回転駆動部３０の一部を構成するギヤ３０ａが取り付けられている。また、下側回転ドラム２６ａの外面には、複数（この実施例では２つ）の溝２６ｃが、回転軸に対して傾斜するとともに周方向へ間隔を隔てて形成されており、各溝２６ｃの側面に対して刃２６ｂが取り付けられている。さらに、下側回転ドラム２６ａの外面における２つの溝２６ｃに対して９０度方向の位置には、平坦な平面部２６ｄが軸方向の全長に亘って形成されている。

各刃２６ｂは、剪断時の負荷に耐え得る強度を有する板状の部材であり、各刃２６ｂの先端部が下側回転ドラム２６ａの表面から突出するようにして、各刃２６ｂの後端部が溝２６ｃ内において固定されている。したがって、各刃２６ｂは、下側回転ドラムａの外面に、その回転軸に対して傾斜するとともに周方向へ間隔を隔てて取り付けられることになる。

上側刃付ドラム２８は、鋼板１４ａの上方に配設された上側回転ドラム２８ａと、上側回転ドラム２８ａの外面に取り付けられた複数（この実施例では１８０度間隔で２つ）の刃２８ｂとを有している。

上側回転ドラム２８ａは、剪断時の負荷に耐え得る強度を有す略円柱状の部材であり、上側回転ドラム２８ａの軸方向端部には、回転駆動部３０の一部を構成し、ギヤ３０ａと噛み合うギヤ３０ｂが取り付けられている。また、上側回転ドラム２８ａの外面には、複数（この実施例では２つ）の溝２８ｃが、回転軸に対して傾斜するとともに周方向へ間隔を隔てて形成されており、各溝２８ｃの傾斜方向および形成間隔は、各溝２８ｃが下側回転ドラム２６ａに形成された各溝２６ｃと対向し得るように設定されている。そして、各溝２８ｃの側面に対して刃２８ｂが取り付けられている。さらに、上側回転ドラム２８ａの外面における２つの溝２８ｃに対して９０度方向の位置には、平坦な平面部２８ｄが軸方向の全長に亘って形成されている。

各刃２８ｂは、剪断時の負荷に耐え得る強度を有する板状の部材であり、各刃２８ｂの先端部が上側回転ドラム２８ａの表面から突出するようにして、各刃２８ｂの後端部が溝２８ｃ内において固定されている。したがって、各刃２８ｂは、上側回転ドラム２８ａの外面に、その回転軸に対して傾斜するとともに周方向へ間隔を隔てて取り付けられることになり、また、各刃２８ｂの傾斜方向および形成間隔は、各刃２８ｂが下側回転ドラム２６ａに取り付けられた各刃２６ｂと対向し得るように設定されることになる。

なお、この実施例では、回転ドラム２６ａおよび２８ａに対して、刃２６ｂおよび２８ｂを２つずつ取り付けているが、これらの数は「複数」であればよく、３つ以上であってもよい。

回転駆動部３０は、下側刃付ドラム２６および上側刃付ドラム２８を所定の周速度で互いに逆方向へ回転させる「回転手段」であり、剪断制御装置２４によって制御されるサーボモータ３０ｃと、サーボモータ３０ｃの回転力を下側刃付ドラム２６および上側刃付ドラム２８へ伝達するギヤ３０ａおよび３０ｂとによって構成されている。

フレーム３２は、下側刃付ドラム２６、上側刃付ドラム２８および回転駆動部３０等を支持するものであり、下側刃付ドラム２６と上側刃付ドラム２８との位置関係を高精度で保持し得るように、高剛性材料によって強固に形成されている。

剪断システム１２においては、図２に示すように、剪断装置１０（図１）が搬送ラインＬの途中に配設され、剪断装置１０の上流側にアンコイラ１６、レベラ１８および長さ検出装置２０が配設される。また、剪断装置１０の下流側に搬送コンベヤ２２が配設され、剪断装置１０および長さ検出装置２０に剪断制御装置２４が接続される。

アンコイラ１６は、ストリップコイル１４を回転自在に保持するとともに、ストリップコイル１４を外周から巻きほぐすものであり、ストリップコイル１４を保持する回転軸１６ａおよび回転軸１６ａを回転駆動する駆動モータ（図示省略）等によって構成されている。

レベラ１８は、ストリップコイル１４から鋼板１４ａを引き出すとともに、引き出された鋼板１４ａの巻き癖を矯正するものであり、鋼板１４ａの下面および上面に当接された複数の矯正ローラ１８ａ等によって構成されている。

長さ検出装置２０は、剪断装置１０に与えられる鋼板１４ａの長さを計測する「長さ検出手段」であり、鋼板１４ａに当接された計測ローラ２０ａおよび計測ローラ２０ａに取り付けられたロータリーエンコーダ（図示省略）等によって構成されている。

搬送コンベヤ２２は、剪断装置１０で鋼板１４ａを剪断することによって得られた定尺鋼板１４ｂを搬送ラインＬの下流へ向けて搬送するものであり、環状の搬送ベルト２２ａおよび駆動ローラ２２ｂ等によって構成されている。

剪断制御装置２４は、長さ検出装置２０から出力された計測信号に基づいて、剪断装置１０の駆動部を制御するものであり、中央演算処理装置、記憶装置および情報入力装置等によって構成されている。

剪断制御装置２４には、長さ検出装置２０のロータリーエンコーダから鋼板１４ａの搬送長さに応じた信号が与えられ、この信号の値が予め設定された長さに対応する値と一致したときに、回転駆動部３０に対して駆動信号が与えられる。つまり、剪断制御装置２４では、「長さ検出装置２０によって検出された搬送長さが予め設定された所定長さに達したこと」が判定され、その判定に応じて駆動信号が出力される。そして、この駆動信号に基づいて剪断装置１０の回転駆動部３０が駆動され、下側刃付ドラム２６および上側刃付ドラム２８が所定角度回動され、上下一対の刃２６ｂおよび２８ｂによって鋼板１４ａが剪断される。非剪断時には、図２に示すように、両刃付ドラム２６および２８の平面部２６ｄおよび２８ｄが互いに対向して配置され、平面部２６ｄおよび２８ｄの間に鋼板１４ａが通される。

剪断装置を示す斜視図 剪断システムを示すシステム構成図

符号の説明

１０… 剪断装置
１２… 剪断システム
１４… ストリップコイル
１４ａ… 鋼板
１４ｂ… 定尺鋼板
１６… アンコイラ
１８… レベラ（搬送手段）
２０… 長さ検出装置(長さ検出手段)
２２… 搬送コンベヤ
２４… 剪断制御装置
２６… 下側刃付ドラム
２６ａ… 下側回転ドラム
２６ｂ，２８ｂ… 刃
２６ｃ，２８ｃ… 溝
２６ｄ，２８ｄ… 平面部
２８… 上側刃付ドラム
２８ａ… 上側回転ドラム
３０… 回転駆動部（回転手段）
３０ａ，３０ｂ… ギヤ
３０ｃ… サーボモータ
３２… フレーム

Claims (2)

1. 水平面内において連続的に搬送されてくる帯状の鋼板を、その搬送方向に対して略直交する方向において剪断する回転ドラム式の剪断装置であって、
   前記鋼板の下方に配設された下側回転ドラムと、前記下側回転ドラムの外面に、その回転軸に対して傾斜するとともに周方向へ間隔を隔てて取り付けられた複数の板状の刃とを有する下側刃付ドラム、
   前記鋼板の上方に配設された上側回転ドラムと、前記上側回転ドラムの外面に、その回転軸に対して傾斜するとともに周方向へ間隔を隔てて取り付けられた複数の板状の刃とを有する上側刃付ドラム、および
   前記下側刃付ドラムおよび前記上側刃付ドラムを互いに逆方向へ回転させる回転手段を備え、
   前記下側刃付ドラムの前記刃と前記上側刃付ドラムの前記刃とによって前記鋼板を剪断する、剪断装置。
2. 請求項１に記載した剪断装置を備える剪断システムであって、
   下側刃付ドラムと上側刃付ドラムとの間に鋼板を搬送する搬送手段と、前記鋼板の搬送長さを検出する長さ検出手段とをさらに備え、
   前記長さ検出手段によって検出された搬送長さが予め設定された所定長さに達したときに、前記下側刃付ドラムおよび前記上側刃付ドラムが所定角度回動され、上下一対の刃によって前記鋼板が剪断される、剪断システム。
   

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