JP2010201605A - ビレット切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】切断性能を高く維持でき、大形化した切断機であっても隙間調整が容易に行えるビレット切断装置を提供する。
【解決手段】可動刃４を取付けた可動刃ブロック６をピストンロッドに取付けた油圧シリンダ３と、固定刃２および油圧シリンダ３を固定している左右のフレーム１と、可動刃ブロック６のガイド機構とを備えており、ガイド機構が、左右のフレーム１にそれぞれ形成されたガイド孔７と、可動刃ブロック６に、ガイド孔７に臨むように側方に突出した左右の摺動部８と、摺動部８とガイド孔７との間に設けられた、固定ライナー２３と、クサビ形の可動ガイド１５およびクサビ形の固定ガイド１１からなるウエッジ型ガイド体１０と、可動ガイド１５を固定ガイド１１に対し押し込む押しボルト２１を用いた押し型隙間調整機構２０と可動ガイド１５を固定ガイド１１から引き出す引きボルト３１を用いた引き型隙間調整機構３０からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビレット切断装置に関する。さらに詳しくは、連続鋳造機や圧延機から供給される長尺金属棒を切断する装置に関する。

従来のビレット切断装置の基本構成は、つぎのように構成されている（特許文献１参照）。
四角断面の金属棒を対角線状に押切るため、正面視でＶ字状の固定刃と、同様にＶ字状をなす可動刃を持ち、可動刃を油圧シリンダで動かすようになっている。固定刃と油圧シリンダはフレームに固定されている。この固定刃上に長尺金属棒が通され、適宜の位置で可動刃が油圧シリンダで押し下げられると、長尺金属棒が切断されることになる。

前記従来のビレット切断装置において、固定刃に対し可動刃の位置がズレると切断性能が悪くなるので、可動刃の押切り動作を案内するガイド機構が設けられている。このガイド機構の従来例１を、図６〜図８に基づき説明する。
図６に示すように、103は本体フレームで、この本体フレーム103の下端に正面視Ｖ字状の刃先を有する固定刃104が取付けられている。本体フレームの上端には油圧シリンダ105が取付けられ、そのピストンロッド105aに可動刃106が取付けられている。可動刃106の刃先は正面視Ｖ字状である。

そして、図７に示すように、可動刃106が昇降する領域において、縦長の固定ガイド110が配置されている。また、図８に示すように、前記固定ガイド110は本体フレーム103の内壁に固定され、内側に向け突出している。そして、この固定ガイド110の先端面と両側面にはライナー111，112，113がボルト等（図示省略）で固定されている。一方、固定ガイド側の３つのライナー111，112，113に摺接するように、可動刃106側にも３つのライナー121，122，123が取付けられている。なお、２つのライナー121，122は直接可動刃106にボルトで取付けられ、残る１つのライナー123はステー124を介して可動刃106に取付けられている。そして、固定ガイド110側のライナー111，112，113と可動刃106側のライナー121，122，123との間の隙間調整は、可動刃側のライナーにシム130を挟み、このシム130の厚さを調製することにより行っている。

前記従来例のガイド機構では、図７（Ｂ）に示すように、固定ガイド110は、可動刃106と油圧シリンダ105のピストンロッド105aとの取付中心０より寸法ｄだけ前方または後方にズレた位置に設けられている。このように取付中心０に対し偏心させているのは、可動刃106を挟む２枚のフレーム103,103を狭く配置して剛性を高めようとすると、固定ガイド110の取付けスペースが無くなるので、止むを得ず偏心した位置で取付けスペースを確保するようにしたからである。

ところが上記のように、可動刃106の押下げ力の作用点（つまりピストンロッドの取付中心）と固定ガイド110によるガイド位置が寸法ｄだけ偏心していると、切断時の刃物外力によりモーメントが作用し、ライナー111〜113，121〜123への荷重が増大しやすいので、摩耗が増大し切断不良となりやすい。また、固定ガイド110がフレーム103の内側に配置されているので、隙間の調整や取替えは、ラインから外さないと不可能であり、ライン上で稼動中の調整もできないので、生産性がよくない、という問題がある。

そこで、上記の問題点を解消したものとして、特許文献２の従来例２が提案されている。このガイド機構は、図９に示すように、本体フレーム201に固定刃202が固定され、可動刃204が固定刃202に対して動くものであり、本体フレーム201に固定ガイド210を取付け可動刃204に摺動ガイド220を取付けている。そして、本体フレーム201にガイド孔205を形成し、このガイド孔205の周囲であり、かつフレーム201の外側に固定ガイド210を取付け、可動刃204に取付けた摺動ガイド220はフレーム201のガイド孔205を貫通して、外側に突出するようにしている。そして、摺動ガイド220および固定ガイド210は、ライナーをボルトで固定して摺動面を構成しており、摺動面の隙間調整は、ライナーに敷き込むシム214,215の厚さ、または枚数を変えることによって行っている。

上記の従来例２であると、摺動ガイド220が本体フレーム201の外に出ているので、隙間調整のためのシム交換は本体フレーム201の外からでき、ラインから取り外さなくても調整できることとなった。
しかしながら、シム交換による隙間調整は、隙間を段階的にしか変えられないので、隙間調整が完全には行えず、ガイド機構の摩耗抑制効果が低いという問題がある。
また、ビレット切断機が大型化すると、摺動ガイド220や固定ガイド210の寸法と重量も大きくなり、シム交換のたびに、それらを取り外し、再び取付けるのは、大変な手間がかかるものとなる。したがって、この点で生産性を大きく向上させることができない。

特開平９−２２５７２７号公報 特開２００５−３４２８５２号公報

本発明は上記事情に鑑み、ガイド機構の摩耗を抑制して、切断性能を高く維持でき、大形化した切断機であっても隙間調整が容易に行えるビレット切断装置を提供することを目的とする。

第１発明のビレット切断装置は、長尺金属棒を切断する固定刃および可動刃と、前記可動刃を取付けた可動刃ブロックをピストンロッドに取付けた油圧シリンダと、前記固定刃および前記油圧シリンダを固定している左右のフレームと、前記可動刃ブロックのガイド機構とを備えており、前記ガイド機構が、前記左右のフレームにそれぞれ形成されたガイド孔と、前記可動刃ブロックに、前記ガイド孔に臨むように側方に突出した左右の摺動部と、前記摺動部と前記ガイド孔との間に設けられた、固定ライナーと、クサビ形の可動ガイドおよびクサビ形の固定ガイドからなるウエッジ型ガイド体と、前記可動ガイドを出し入れする押し引き手段とからなる隙間調整機構からなることを特徴とする。
第２発明のビレット切断装置は、第１発明において、前記隙間調整機構が、パスライン方向における前記摺動部の前後で、前記ガイド孔との間に設けられ、かつ該前後の隙間調整機構が、前記可動刃ブロックの左右の摺動部と左右のフレームの各ガイド孔との間に設けられていることを特徴とする。
第３発明のビレット切断装置は、第２発明において、前記隙間調整機構は、前記固定ガイドに植設された押しボルトと、該押しボルトに螺合されたナットと、前記可動ガイドの外端部に形成されたボルト挿通部とからなり、前記ナットを螺進させると前記可動ガイドを押し込む押し型隙間調整機構と、前記可動ガイドの外端部に形成されたボルト挿通部と、該ボルト挿通部に通された、かつ先端を固定ガイドの外端面に当接させた引きボルトと、該引きボルトに螺合されたナットとからなり、前記ボルトを螺進させると前記可動ガイドを引き出す引き型隙間調整機構とからなることを特徴とする。
第４発明のビレット切断装置は、第３発明において、前記左右のフレームには、押し型隙間調整機構を左右対称に設け、かつ引き型隙間調整機構を左右対称に設けており、かつフレームの長手方向に沿って、押し型隙間調整機構と引き型隙間調整機構が交互に配置されていることを特徴とする。

第１発明によれば、ガイド機構がクサビ形の可動ガイドと固定ガイドからなり押し引き手段により可動ガイドを出し入れして隙間調整を行える。そして、クサビ形の可動ガイドとクサビ形の固定ガイドを用いているので、隙間を連続的に変化させることができる。このため、ガイド機構の摩耗が生じにくく、ビレット切断装置の切断性能を高く維持することができる。また、ガイド部とガイド孔との間に隙間調整機構を設けているので、フレームの外から押し引き手段を操作できる。このように、隙間調整に当って分解作業を要しないので、大形化のビレット切断装置でも容易に隙間調整ができる。
第２発明によれば、前後の隙間調整機構により可動刃ブロックの前後の隙間が調整され、かつ前後の隙間調整機構が可動刃ブロックの左右の隙間も調整するので、可動刃が前後左右の４方向で安定するので、切断性能が向上する。
第３発明によれば、押し型隙間調整機構では、押しボルトのナットをねじ込むことで可動ガイドを押し込んで隙間を小さくし、引き型隙間調整機構では、引きボルトのナットをねじ戻すことで、可動ガイドを引き出して隙間を大きくできる。このため、押し型隙間調整機構と引き型隙間調整機構のナット操作のみで、可動刃ブロックとフレーム間の隙間を最適値に調整でき、調整作業が容易に行える。
第４発明によれば、左右のフレームとも、押し型隙間調整機構と引き型隙間調整機構が対をなして設けられ、かつ、フレームの長手方向において押し型隙間調整機構と引き型隙間調整機構が交互にあるので、可動刃ブロックの上端から下端まで隙間を最適値に調整できる。このため可動刃ブロックが長手方向においても芯ズレが生じないので、ビレット切断装置の切断性能を高く維持することができる。

本発明の一実施形態に係るビレット切断装置におけるガイド機構を示す、図４のＩ−Ｉ線横断面図である。 図１のII部分拡大図である。 図１のIII部分拡大図である。 図５に示すビレット切断装置のガイド部を示す拡大背面図ある。 本発明の一実施形態に係るビレット切断装置の正面図である。 従来例１のビレット切断装置の正面図である。 図６に示す従来例１のビレット切断装置であって、（Ａ）図は手前のフレーム103を省略した状態の側面図、（Ｂ）図は、（Ａ）図におけるＢ−Ｂ線断面図である。 図７（Ｂ）のガイド機構の拡大断面図である。 従来例２のガイド機構の拡大断面図である。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
まず、図５に基づきビレット切断装置の全体構造を説明する。
Ａはビレット切断装置であり、基台Ｆによって斜め４５°に傾斜して支持されている。
１は左右一対のフレームで、切断装置の機枠を構成している。このフレーム１の下端部には固定刃２が取付けられている。
また、フレーム１の上端部には油圧シリンダ３のシリンダ本体３ａが取付けられている。この油圧シリンダ３のピストンロッド３ｂは下方に向けられ、ピストンロッド３ｂの先端には可動刃４が取付けられている。

前記ビレット切断装置Ａを、さらに図４に基づき詳述する。
前記固定刃２は、正面視Ｖ字状の刃物であり、それを支持する固定刃ブロック５の上面に固定されている。この固定刃ブロック５は左右のフレーム１，１の下端部の間に固定されている。
前記可動刃４は、正面視Ｖ字状の刃物であり、それを支持する可動刃ブロック６の下面に固定されている。この可動刃ブロック６は前記油圧シリンダ３のピストンロッド３ｂに結合されている。

前記固定刃２と前記可動刃４が正面視でＶ字状であるのは、断面四角形の金属棒の角に刃物を押し当てるためであり、このように対角線に沿って押切り力を作用させると、つぶれが少なく切断品質が良くなるからである。このような構造であるから、固定刃２の内部に金属棒Ｍを置き、油圧をリンダ３で可動刃４を押し下げると、金属棒Ｍを剪断作用により切断することができる。

上記ビレット切断装置Ａのガイド機構は、後に詳述するが、図４では左右のフレーム１，１の外側に、隙間調整機構を構成する押し型隙間調整機構２０と引き型隙間調整機構３０が見えている。そして、押し型隙間調整機構２０は同じ高さ位置（クレーム１長手方向位置）で左右一対に設けられ、また引き型隙間調整機構３０も同じ高さ位置で、左右一対に設けられている。
さらに、左右各部において、押し型隙間調整機構２０と引き型隙間調整機構３０はフレーム１の長手方向において交互に設けられている。

図示の実施形態では、押し型隙間調整機構２０は３対設けられ、引き型隙間調整機構３０は２対設けられているが、これより多く設けてもよく少なくてもよい。ただし、多いほど１機当りの負荷は少なくなるので、消耗を抑制しやすい。また、押し型隙間調整機構２０の方が引き型隙間調整機構３０よりも負荷を受ける割合が多いので、押し型隙間調整機構２０の設置数を多くしている。

つぎに、図１〜図３に基づき、ガイド機構の詳細を説明する。
図１に示すように、前記フレーム１には、後述する摺動部８を内側に配置するためのガイド孔７が形成されている。このガイド孔７は、左右のフレーム１に縦長に形成されている。
一方、可動刃ブロック６の左右には摺動部８，８が形成されている。この摺動部８，８は可動刃ブロック６と一体の部材でもよく、別部材を結合したものでもよい。

この摺動部８，８は、左右のフレーム１，１に形成されたガイド孔７に臨むように可動刃ブロック６から外方に突出している。図示の実施形態では摺動部８，８の外端面は、フレーム１，１の外表面と面一となる位置まで突出している。この位置であると摺動部８，８とフレーム１，１との間に押し引き両隙間調整機構２０，３０のウエッジ型ガイド体１０を取付けやすいのであるが、ウエッジ型ガイド体１０を取付け可能であるなら、摺動部８，８の外端面はフレーム１，１の外表面から多少引っ込んでいてもよく、逆に外側に突出していてもよい。

図１において、パスラインＰの入側は後方、出側は前方として説明する。
右側の摺動部８の前後には押し型隙間調整機構２０が示されており、左側の摺動部８の前後には引き型隙間調整機構３０が図示されている。
なお、図１に示す５１，５２は切断時に材料を下刃２に対し押え付けるクランパーである。

図２に基づき前記押し型隙間調整機構２０を説明する。この押し型隙間調整機構２０はウエッジ型ガイド体１０を備えており、ウエッジ型ガイド体１０は、クサビ形の固定ガイド１１とクサビ形の可動ガイド１５からなる。

前記固定ガイド１１は、断面形状が裏面に対し表面が傾斜したクサビ面１２を有するクサビ形であって、外端に固定ボルトを通すボルト挿通部１３を有している。また、この固定ガイド１１はガイド孔７の縦長さとほぼ等しい長さをもつ部材である。
この固定ガイド１１は、固定ボルト１４を前記ボルト挿通部１３に通してフレーム１にねじ込むことにより固定されている。
なお、固定ガイド１１の内端には、パスライン方向に沿うガイド１９が固定されている。

前記可動ガイド１５は、断面形状が傾斜したクサビ面１６と傾斜してない滑り面１７を有するクサビ形であって、外端に押しボルトを通すボルト挿通部１８を有している。ボルト挿通部１８には後述する押しボルトを通す孔18aが形成されている。この可動ガイド１５は前記固定ガイド１１と同じ長さの部材である。

前記可動ガイド１５のボルト挿通部１８の孔18aには押しボルト２１が通され、この押しボルト２１は両端部のネジ部が切られたスタッド型であって、一方のネジ部が前記固定ガイド１１にねじ込まれて植設されている。そして、他方のネジ部にはナット２２が螺合されて、可動ガイド１１（ボルト挿通部１８）の外端面に接している。

前記可動ガイド１５の幅方向中央部には、長孔３１と長孔３２が形成されている。長孔３１はクサビ面１６側に形成され、長孔３２は滑り面１７側に形成されている。長孔３１の孔幅は後述する係止ボルト３３の軸より少し大きい程度であり、頭部３５よりは小さくなっている。長孔３２の孔幅は係止ボルト３３の頭部３５よりも少し大きい程度である。前記長孔３１にはスペーサ３６を外挿した係止ボルト３３が通され、この係止ボルト３３のネジ部３４は前記固定ガイド１１にねじ込まれている。係止ボルト３３はスペーサ３６によりねじ込み量が規制されているので、可動ガイド１５を固定ガイド１１の表面に隙間が残るように取り付けており、可動ガイド１５を固定ガイド１１上で摺動自在に保持している。

一方、可動刃ブロック６から外側に突出した摺動部８の前面にはライナー２３が取付けられ、前記可動ガイド１５の滑り面１７と接触している。このライナー２３は滑り性の良好な青銅や黄銅系鋳物製の部材であって、可動刃ブロック６の昇降時に可動ガイド１５の滑り面１７上を滑動する。
また、可動刃ブロック６の肩部の側面にはライナー２４が取付けられ、前記固定ガイド１１のガイド１９と接触している。このライナー２４も滑り性の良好な青銅や黄銅系鋳物製の部材であって、可動刃ブロック６の昇降時に固定ガイド１１のガイド１９上を滑動する。

上記の押し型隙間調整機構２０において、固定ガイド１１と可動ガイド１５は双方ともクサビ形であるから、両ガイド１１，１５の重なり幅を多くするとガイド高さｈが高くなり、摺動部８との間の隙間は小さくなる。

図３に基づき前記引き型隙間調整機構３０を説明する。この引き型隙間調整機構３０もウエッジ型ガイド体１０を備えており、ウエッジ型ガイド体１０は、クサビ形の固定ガイド１１とクサビ形の可動ガイド１５からなる。固定ガイド１１と可動ガイド１５の構成および可動刃ブロック６と摺動部８のライナー２３，２４は、上記した押し型隙間調整機構２０のものと実質同一構成であるので、同一部材に同一符号を付して説明を省略する。

前記可動ガイド１５は、その外端に引きボルトを通すボルト挿通部１８を有しており、このボルト挿通部１８には後述する引きボルトを通す雌ネジ孔18bが形成されている。

前記ボルト挿通部１８の雌ネジ孔18bには引きボルト３１が通されており、この引きボルト３１は通常のボルト型であって、そのネジ部が前記雌ネジ孔18bにねじ込まれている。そして、この引きボルト３１の先端は固定ガイド１１の外端面に接している。ナット３２は引きボルト３１のロック用である。

上記の引き型隙間調整機構３０においても、固定ガイド１１と可動ガイド１５は双方ともクサビ形であるから、両ガイド１１，１５の重なり幅を少なくするとガイド高さｈは低くなり、摺動部８との間の隙間を大きくすることができる。

つぎに、上記隙間調整機構２０，３０による隙間調整方法を説明する。
（１）隙間を小さくする調整
事前に引き型隙間調整機構３０のボルト３１を緩めて、可動ガイドを押し込める状態にしておき、押し型隙間調整機構２０のナット２２を締めこむ。こうすることで、可動ガイド１５を内側へ押し込み両ガイド１１，１５のガイド高さｈを高くすると、隙間を小さく調整できる。
（２）隙間を大きくする調整
事前に押し型隙間調整機構２０のナット２２を緩めておき、引き型隙間調整機構３０のナット３２を緩め引きボルト３１を締めこんで可動ガイド１５を引き出す。調整終了時はナット３２を締めロック状態とする。

本実施形態のガイド機構では、つぎのような利点がある。
ａ）摺動部８はフレーム１を貫通するように取付けているので、両隙間調整機構２０，３０を油圧シリンダ３の出力位置に限りなく近づけて配置することができる。このため、刃物外力が作用してもモーメントが生じず、ガイド面（可動ガイド１５とライナー２４間）の摩耗が生じにくく、長尺金属棒を軽い力で切断することができる。

ｂ）摺動部８はガイド孔７を通してフレーム１の外側に臨んでおり、押しボルト２１や引きボルト３１のねじ込み操作による隙間調整を外からできる。よって、ライン上での調整ができ、生産性を向上することができる。

ｃ）両隙間調整機構２０，３０とも、クサビ形の可動ガイド１５とクサビ形の固定ガイド１１を用いているので、隙間を連続的に変化させることができる。このため、隙間調整の精度が高くなって、ガイド機構の摩耗を抑制しやすく、ビレット切断装置の切断性能を高く維持することができる。

ｄ）押し型隙間調整機構２０も引き型隙間調整機構３０も、それぞれ摺動部８の前後に配置しているので、可動刃ブロック６の前後から隙間を調整するので、可動刃４が安定し、切断性能が向上する。

ｅ）左右のフレームには、押し型隙間調整機構２０を左右対称に設け、かつ引き型隙間調整機構３０を左右対称に設けており、かつフレームの長手方向に沿って、押し型隙間調整機構２０と引き型隙間調整機構３０が交互に配置されている可動刃ブロック６の上端から下端まで隙間を最適値に調整できる。このため可動刃ブロックが長手方向においても芯ズレが生じないので、ビレット切断装置の切断性能を高く維持することができる。

ｆ）押し型隙間調整機構２０は押しボルト２１のナット２２のねじ込み操作で、引き型隙間調整機構３０は引きボルト３１のナット３２のねじ込み操作で、摺動部８とガイド孔７間の隙間を最適値に調整でき、調整作業が容易に行える。そして、隙間調整に当って分解作業を要しないので、大形化のビレット切断装置に大形のウエッジ型ガイド体１０を用いても容易に隙間調整ができる。

１ フレーム
２ 固定刃
３ 油圧シリンダ
４ 可動刃
６ 可動刃ブロック
７ ガイド孔
８ 摺動部
１０ ウエッジ型ガイド体
１１ 固定ガイド
１５ 可動ガイド
２０ 押し型隙間調整機構
２１ 押しボルト
３０ 引き型隙間調整機構
３１ 引きボルト

Claims (4)

1. 長尺金属棒を切断する固定刃および可動刃と、
   前記可動刃を取付けた可動刃ブロックをピストンロッドに取付けた油圧シリンダと、
   前記固定刃および前記油圧シリンダを固定している左右のフレームと、
   前記可動刃ブロックのガイド機構とを備えており、
   前記ガイド機構が、
   前記左右のフレームにそれぞれ形成されたガイド孔と、
   前記可動刃ブロックに、前記ガイド孔に臨むように側方に突出した左右の摺動部と、
   前記摺動部と前記ガイド孔との間に設けられた、固定ライナーと、クサビ形の可動ガイドおよびクサビ形の固定ガイドからなるウエッジ型ガイド体と、前記可動ガイドを出し入れする押し引き手段とからなる隙間調整機構からなる
   ことを特徴とするビレット切断装置。
2. 前記隙間調整機構が、パスライン方向における前記摺動部の前後で、前記ガイド孔との間に設けられ、
   かつ該前後の隙間調整機構が、前記可動刃ブロックの左右の摺動部と左右のフレームの各ガイド孔との間に設けられている
   ことを特徴とする請求項１記載のビレット切断装置。
3. 前記隙間調整機構は、
   前記固定ガイドに植設された押しボルトと、該押しボルトに螺合されたナットと、
   前記可動ガイドの外端部に形成されたボルト挿通部とからなり、前記ナットを螺進させると前記可動ガイドを押し込む押し型隙間調整機構と、
   前記可動ガイドの外端部に形成されたボルト挿通部と、該ボルト挿通部に通された、かつ先端を固定ガイドの外端面に当接させた引きボルトと、
   該引きボルトに螺合されたナットとからなり、前記ボルトを螺進させると前記可動ガイドを引き出す引き型隙間調整機構とからなる
   ことを特徴とする請求項２記載のビレット切断装置。
4. 前記左右のフレームには、押し型隙間調整機構を左右対称に設け、かつ引き型隙間調整機構を左右対称に設けており、
   かつフレームの長手方向に沿って、押し型隙間調整機構と引き型隙間調整機構が交互に配置されている
   ことを特徴とする請求項３記載のビレット切断装置。

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