JP2011245596A - 長尺材の定尺切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】擦り疵の発生を抑制しつつ複数本の長尺材を容易に位置決めすることができ、小さい誤差の範囲で一定長さに切断することができる定尺切断装置の提供。
【解決手段】載置された長尺鋼材Ｗをその長手方向に搬送する搬送ローラ２と、長尺鋼材Ｗの搬送方向前端に当接して、長尺鋼材Ｗの長手方向の位置決めを行うストッパ３と、上記長尺鋼材Ｗを搬送ローラ２に押圧するとともに、回転によって長尺鋼材Ｗを前方に送るための押さえローラ４と、長尺鋼材Ｗを切断するための切断刃７とを備えており、上記押さえローラ４が、中心軸９から偏心した回転軸１０を有し、搬送ローラ２と平行に、且つ、搬送ローラ２から上方に離間して配置され、回転軸１０回りに回転することにより、その中心軸９側が長尺鋼材Ｗに対向する位置に近づくと長尺鋼材Ｗに当接し、その中心軸９側が長尺鋼材Ｗから遠ざかると長尺鋼材Ｗから離間する、作用位置に位置しうるように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、長尺材を所定長さに切断するための定尺切断装置、及び、この定尺切断装置によって切断される長尺材を位置決めのために押圧する押さえローラ部材に関する。

従来、鋼材製造工程等において、複数本の長尺鋼材を揃えて、一つの超硬鋸刃によってこれらを同時に同一長さに切断する作業が行われている。図４に示すように、この作業現場においては、一般的に、複数本の長尺鋼材Ｗが搬送ローラ５１の上に載置され、その長手方向に搬送される。鋼材の切断ステージでは、鋼材搬送路５２には、搬送されてきた長尺鋼材Ｗの先端が当接しうるストッパ５３が設置されている。このストッパ５３は、搬送されてきた複数本の長尺鋼材Ｗの先端が当接することにより、この複数本の長尺鋼材Ｗの長手方向の位置決めを行うためのものである。長尺鋼材Ｗがストッパ５３に当接すると、搬送ローラ５１は回転動作を停止する。回転が継続されると、ストッパ５３で止められている長尺鋼材Ｗの表面に、搬送ローラ５１による擦り疵が生じるおそれがあるからである。

次いで、側方から横バイス５４が伸びて長尺鋼材Ｗを押し、複数本の長尺鋼材Ｗを密に纏める。鋼材搬送路５２の横バイス５４とは反対側の側部には、横バイス５４に押された長尺鋼材Ｗが当接するように、図示しない側壁が形成されている。さらに、上方から圧下バイス５５が降下してきて、上記複数本の長尺鋼材Ｗを搬送ローラ５１上に押しつけて固定する。次いで、エメリ切断機等の切断機５６が回転しながら降下してきて複数本の長尺鋼材Ｗを同時に切断する。

搬送されてきた長尺鋼材Ｗは、その先端がストッパ５３に当接したとき、若干寸法だけ後方に跳ね返る場合がある。その結果、複数本の長尺鋼材Ｗの先端位置が相違してしまう。その状態で、複数本の長尺鋼材Ｗが同時に切断されると、長尺鋼材Ｗの切断後の長さＬが相違してしまう。

この問題を解消するために、長尺鋼材を搬送ローラに押しつけるためのピンチローラを設けることが考えられる。ピンチローラは、搬送ローラとで長尺鋼材を挟み、搬送ローラと反対方向に回転する。すなわち、ピンチローラは、搬送ローラと同じく長尺鋼材を搬送する方向に回転する。ピンチローラと搬送ローラとは、長尺鋼材を挟んだ状態でストッパに押しつける。その結果、複数本の長尺鋼材がストッパで跳ね返ることが防止されるという効果が期待できる。なお、複数本の長尺鋼材を同時に切断する装置の一例が、特公平６−４１０６１号公報に開示されている。

特公平６−４１０６１号公報

前述したピンチローラを採用する場合、ピンチローラは長尺鋼材に押圧されるので、長尺鋼材がストッパに当接する時点及びそれ以降のピンチローラの回転により、長尺鋼材の表面に擦り疵が生じるおそれがある。複数本の長尺鋼材のうちの一部が跳ね返った後に、この長尺鋼材を位置決めするためにピンチローラが作動した場合は、跳ね返らなかった長尺鋼材にはさらに多くの擦り疵が生じるおそれがある。

本発明の目的は、かかる課題を解決するためになされたものであり、複数本の長尺材を同時に切断するに際し、長尺材の表面の擦り疵の発生を抑制しつつ、複数本の長尺材の位置決めがなされうる長尺材の定尺切断装置及びこの定尺切断装置に用いられる押さえローラ部材を提供することを目的としている。

本発明に係る長尺材の位置決め用押さえローラ部材は、
搬送ローラの上に載置されてその長手方向に搬送されてきた長尺材を位置決めするための押さえローラ部材であって、
当該押さえローラ部材は、自己の中心軸から偏心した回転軸を有しており、
上記搬送ローラと平行に、且つ、搬送ローラの上方に配置されており、
上記回転軸回りに回転することにより、その中心軸側が長尺材に対向する位置に近づくと長尺材に当接し、その中心軸側が長尺材から遠ざかると長尺材から離間する、作用位置に位置しうるように構成されている。

この押さえローラ部材によれば、一回転のうちのわずかな範囲でのみ、長尺材に接触する。従って、この押さえローラ部材は、作用位置において、長尺材を搬送する方向に回転することにより、わずかな接触によって長尺材を前方に押しやることができる。長尺材がストッパに当接した後、この押さえローラ部材を回転させれば、跳ね返った長尺材が存在していても、これをストッパの位置まで押し戻すことができる。このとき、押さえローラ部材は長尺材にわずかな時間接触するだけであるから、擦り疵の発生が抑制される。

長尺材表面の疵防止の観点から、上記押さえローラ部材は、その外周面のうちの少なくとも長尺材に接する部分に可撓性材料からなる緩衝層を有しているのが好ましい。

本発明に係る長尺材の定尺切断装置は、
載置された長尺材をその長手方向に搬送する搬送ローラと、上記長尺材の搬送方向前端に当接して、この長尺材の長手方向の位置決めを行うストッパと、上記長尺材を搬送ローラに押圧するとともに、回転によって長尺材を前方に送るための押さえローラ部材と、上記長尺材をその長手方向に交差する方向に切断するための切断刃とを備えている。上記押さえローラ部材は、前述したうちのいずれか一の押さえローラ部材である。

上記ストッパは、上記長尺材の搬送経路を閉止して長尺材の長手方向の位置決めを行いうる閉止位置と、長尺材の搬送経路を開放して長尺材のさらなる搬送を可能にする開放位置とに、移動可能に構成されているのが好ましい。

本発明に係る押さえローラ部材によれば、擦り疵の発生を抑制しつつ複数本の長尺材を容易に同一位置に位置決めすることができる。本発明に係る定尺切断装置によれば、複数本の長尺材を、たいへん小さい誤差の範囲で一定長さに切断することができる。

図１は、本発明に係る長尺材の定尺切断装置の一実施形態を概略的に示す斜視図である。 図２（ａ）は、図１の定尺切断装置における押さえローラ部材の一の状態を示す横断面図であり、図２（ｂ）は上記押さえローラ部材の他の状態を示す横断面図である。 図３は、本発明に係る押さえローラ部材の他の実施形態を示す横断面図である。 図４は、従来の長尺鋼材の切断設備の一例を概略的に示す斜視図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１に示された定尺切断装置１は、長尺鋼材Ｗの搬送路８の一画を占めている。この鋼材搬送路８は平行に設置された多数本の搬送ローラ２を備えている。上記定尺切断装置１は、搬送ローラ２、ストッパ３、押さえローラ部材としての円柱形の押さえローラ４、横バイス５、圧下バイス６及び切断刃７を備えている。搬送ローラ２の端部には、長尺鋼材Ｗの落下防止のためのフランジ１２が形成されている。上記定尺切断装置１には、複数本の長尺鋼材Ｗが搬送ローラ２の上に載置され、その長手方向に搬送されてくる。複数本の長尺鋼材Ｗの横断面の形状寸法は同一であり、その長手方向に沿って均一である。

上記ストッパ３は、定尺切断装置１中の鋼材搬送路８上に設置されている。ストッパ３は、その鋼材当接面１３が、鉛直であり且つ搬送ローラ２と平行になるように配置されている。搬送されてきた複数本の長尺鋼材Ｗは、その先端が上記ストッパ３に当接することにより、長手方向の位置決めがなされうる。すなわち、複数本の長尺鋼材Ｗの先端が揃えられる。長尺鋼材Ｗがストッパ３に当接すると、搬送ローラ２はその回転動作を停止する。しかし、後述する押さえローラ４がすぐに回転作動する場合には、搬送ローラ２は停止しなくてもよい。長尺鋼材Ｗは、ストッパ３に当接することによって後方にわずかに跳ね返ることがある。

上記ストッパ３は、その鋼材当接面１３が鋼材搬送路８を閉止して長尺鋼材Ｗに当接しうる閉止位置ＣＰと、鋼材搬送路８を開放して長尺鋼材Ｗの搬送を許す開放位置ＯＰとに移動可能に構成されている。本実施形態では、ストッパ３は、鋼材搬送路８上の閉止位置ＣＰと、それより上方の開放位置ＯＰとに昇降可能にされている。上記移動には、このように昇降の他、水平移動、ストッパ３の一部を回転軸にした回動等も含まれる。

上記押さえローラ４は、上記鋼材搬送路８の上方に、搬送ローラ２と平行に配置されている。この押さえローラ４は、搬送ローラ２に近接した作用位置ＷＰと、それより上方の退避位置ＥＰとに昇降可能に構成されている。押さえローラ４は、その作用位置ＷＰにおいて、搬送ローラ２とは反対の方向に回転する。押さえローラ４が回転駆動されるときには、同時に搬送ローラ２も回転駆動される。押さえローラ４の回転速度は、搬送ローラ２の回転速度と同一である。長尺鋼材Ｗがいずれかのローラ２、４と摺接することを防止するためである。押さえローラ４は、搬送ローラ２とで長尺鋼材Ｗを挟んでストッパ３に向けて送る。この構成により、押さえローラ４は、ストッパ３に当接することによって後方に跳ね返った長尺鋼材Ｗを前方に戻すことができる。

図２に示すように、押さえローラ４は、その中心軸９から偏心した回転軸１０を有している。符号ＲＣで示すのは回転中心である。従って、この押さえローラ４は、回転するカムの様相を呈する。回転軸１０は、図示しない軸受によって支持されており、図示しない電動モータを含む回転駆動機によって回転させられる。回転角度を制御しうるサーボモータを使用してもよい。この押さえローラ４は円柱形（横断面が円形）を有しているが、後述するように、かかる形状には限定されない。

押さえローラ４の外周には、ポリウレタン等の可撓性材料からなる緩衝層１１が形成されている。この緩衝層１１により、押さえローラ４に接触することによって長尺鋼材Ｗに擦り疵が生じることが回避され、長尺鋼材Ｗに摩擦による送り力が効率よく加えられ、並んだ複数本の長尺鋼材Ｗのそれぞれに均一な押圧力を加えることができる。

作用位置ＷＰにおいて、押さえローラ４は、回転軸１０回りに回転することにより、その中心軸９側が長尺鋼材Ｗに対向する位置に近づくときに長尺鋼材Ｗに当接し（図２（ａ））、その中心軸９側が長尺鋼材Ｗから遠ざかるときに長尺鋼材Ｗから離間する（図２（ｂ））。従って、この押さえローラは、一回転のうちのわずかな範囲でのみ、長尺鋼材Ｗに接触する。押さえローラの一回転のうちの多くの部分は、長尺鋼材Ｗに接触しない状態の空回りとなる。押さえローラの一回転によって長尺鋼材Ｗが送られる距離は短い。しかし、長尺鋼材Ｗがストッパ３に当接して跳ね返る距離も短いので、押さえローラ４の一回転又は二回転によって十分に長尺鋼材Ｗをストッパ３の位置に戻すことができる。

前述したように、押さえローラ４が回転駆動されるときには、同時に搬送ローラ２も回転駆動される。しかし、作用位置ＷＰにおける押さえローラ４の回転のうち、押さえローラ４が長尺鋼材Ｗに接触している角度範囲のみ、搬送ローラ２が同期して回転するように構成されてもよい。こうすれば、いずれかのローラ２、４と長尺鋼材Ｗとの摺接が一層効果的に回避される。

図１に示された横バイス５は、鋼材搬送方向に垂直な方向に且つ水平方向に伸縮可能に構成されている。この横バイス５は、複数本の長尺鋼材Ｗを、互いに密接するように、横方向に押すためのものである。横バイス５は、押さえローラ４によって位置決めされた複数本の長尺鋼材Ｗを、上記フランジ１２に押圧して密接させる。横バイス５の個数は、長尺鋼材Ｗの切断長さＬに応じて増減される。

図１に示された圧下バイス６は、搬送ローラ２と平行（長尺鋼材Ｗに対して垂直方向）に延び、且つ昇降可能に構成されている。この圧下バイス６は、鋼材の切断に際して、位置決めされ且つ密接させられた複数本の長尺鋼材Ｗを、上から搬送ローラ２に押しつけて固定するためのものである。このとき、横バイス５は、長尺鋼材Ｗを横から押した状態を維持している。圧下バイス６の個数は、長尺鋼材Ｗの切断長さＬに応じて増減される。

図１には、切断刃７としてエメリ切断刃が例示されている。この切断刃７は円板状を呈しており、その両面に砥粒が固着されたものである。しかし、切断刃７はエメリ切断刃には限定されない。切断刃７は、その面が鉛直であり且つ搬送ローラ２に平行となるように設置されている。切断刃７は、その中心軸回りに回転可能、且つ、昇降可能に構成されている。切断刃７は、回転しながら、横バイス５及び圧下バイス６によって固定された状態の長尺鋼材Ｗに、その上から押圧される。これにより、複数本の長尺鋼材Ｗは、同時に且つ同一長さに切断される。

次に、この定尺切断装置１の運転を概説する。鋼材搬送路８上を、複数本の長尺鋼材Ｗが長手方向に、定尺切断装置１に向けて搬送されてくる。定尺切断装置１のストッパ３は閉止位置ＣＰにある。押さえローラ４は、作用位置ＷＰにおいて、その中心軸９側が回転軸１０より上方にある姿勢（図２（ｂ））で停止している。搬送されてきた複数本の長尺鋼材Ｗがストッパ３に当接する。この当接によって跳ね返った長尺鋼材Ｗが存在するか否かを確認することはしない。長尺鋼材Ｗがストッパ３に当接すると同時に押さえローラ４が一回転又は二回転する。このとき、搬送ローラ２も回転する。ストッパ３で跳ね返った長尺鋼材Ｗが存在していても、このローラ２、４の回転によってストッパ３の鋼材当接面１３の位置に戻される。押さえローラ４の回転が停止すると同時に搬送ローラ２の回転も停止する。押さえローラ４は、その回転を停止したとき、その中心軸９側が回転軸１０より上方に位置した姿勢（図２（ｂ））となる。次いで、横バイス５が作動し、複数本の長尺鋼材Ｗを搬送ローラ２のフランジ１２に押し当てて密接させる。次いで、圧下バイス６が降下して複数本の長尺鋼材Ｗを搬送ローラ２上に固定する。次いで、切断刃７が回転しながら降下し、複数本の長尺鋼材Ｗを同時に切断する。次いで、ストッパ３が開放位置ＯＰに移動して鋼材搬送路８を開放する。搬送ローラ２が作動し、定尺に切断された複数本の長尺鋼材Ｗが同時に先のステージに搬送される。以上の動作が繰り返される。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

被切断材として、下記の４種類の鋼管がそれぞれ複数本用意された。被切断材Ａは、外径が１９．０ｍｍ、肉厚が１．６ｍｍ、設定切断長さが２０００ｍｍの鋼管、被切断材Ｂは、外径が２７．５ｍｍ、肉厚が２．５ｍｍ、設定切断長さが４０００ｍｍの鋼管、被切断材Ｃは、外径が３８．０ｍｍ、肉厚が４．０ｍｍ、設定切断長さが６０００ｍｍの鋼管、被切断材Ｄは、外径が２５．４ｍｍ、肉厚が１．６５ｍｍ、設定切断長さが１１５８３ｍｍの鋼管、である。

［実施例］
本体外径が１００ｍｍで、その外周に厚さ１５ｍｍのポリウレタンからなる緩衝層１１が形成された押さえローラが用意された。この押さえローラの本体は鉄鋼から形成されている。この押さえローラの回転中心ＲＣは、中心軸９から１０ｍｍ偏心している。この押さえローラを前述した図１の定尺切断装置１における押さえローラ４として採用した。押さえローラ４の作用位置ＷＰを、その中心軸側が鋼材搬送路８上の上記鋼管に対向する姿勢にしたとき、長尺鋼材Ｗの上端が緩衝層１１に約１ｍｍ食い込む位置に設置した。前述の被切断材Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの各８本を、それぞれ定尺切断装置１の前述した運転方法によって同時に５分割切断した。切断された鋼管の長さのバラツキが表１に示されている。この長さのバラツキとは、上記８×５＝４０本の鋼管のうちの最長のものと最短のものとの長さの差である。

［比較例］
比較例としての定尺切断装置には上記押さえローラは設置されていない。この定尺切断装置により、被切断材Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの各８本を、前述した運転方法（押さえローラの動作を除く）によって同時に５分割切断した。切断された４０本の鋼管の長さのバラツキが表１に示されている。

表１中の数値０は、長さの差が０．５ｍｍ未満であることを示し、数値１は、長さの差が０．５ｍｍ以上で１．５ｍｍ未満であることを示し、数値２は、長さの差が１．５ｍｍ以上で２．５ｍｍ未満であることを示し、数値４は、長さの差が３．５ｍｍ以上で４．５ｍｍ未満であることを示している。表１に示されるように、実施例の装置１によれば、比較例の装置に比べて切断された後の鋼管の長さのバラツキが大幅に縮小している。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

以上の実施形態では、押さえローラ部材として円柱形の押さえローラ４を例示したが、かかる構成には限定されない。たとえば、回転軸が中心軸から偏心した長円形や楕円形の横断面を有する棒材が用いられてもよい。又は、図３に示されるような横断面を有する棒材（板材でもよい）２１が用いられてもよい。この場合、その回転軸２２は断面の図心（中心軸相当）２３から偏心している。回転軸２２側から見て中心軸２３側の端面２４、すなわち、長尺鋼材Ｗに接触する面２４の横断面形状は、回転軸２２の中心である回転中心ＲＣを中心とした部分円形であるのが好ましい。この端面２４には緩衝層２６が形成されている。また、この端面２４と回転中心ＲＣとの位置関係は、回転軸２２方向に沿って一定でなければならない。端面２４が複数本の長尺鋼材Ｗに均一に接触するためである。この部分円形の端面２４以外の面（他の面２５という）の形状は限定されない。回転中心ＲＣから他の面２５までの距離が、上記部分円形の端面２４の曲率半径より小さければよい。上記部分円形の端面２４以外の部分２５が長尺鋼材Ｗに接触しないようにするためである。

以上の実施形態では、処理対象の長尺材として鋼材を例示したが、鋼材には限定されない。その横断面の形状寸法が長手方向に沿って均一なものであればよく、材質は限定されない。また、横断面の形状にも限定されない。パイプ材であってもよい。

以上説明された定尺切断装置は、複数本の長尺材を同時に定尺に切断する作業に好適である。

１・・・定尺切断装置
２・・・搬送ローラ
３・・・ストッパ
４・・・押さえローラ
５・・・横バイス
６・・・圧下バイス
７・・・切断刃
８・・・鋼材搬送路
９・・・中心軸
１０・・・回転軸
１１・・・緩衝層
１２・・・フランジ
１３・・・鋼材当接面
２１・・・押さえローラ
２２・・・回転軸
２３・・・図心
２４・・・端面
２５・・・他の面
２６・・・緩衝層
Ｌ・・・（長尺鋼材の）切断長さ
ＲＣ・・・（押さえローラの）回転中心
Ｗ・・・長尺鋼材
ＣＰ・・・（ストッパの）閉止位置
ＯＰ・・・（ストッパの）開放位置
ＥＰ・・・（押さえローラの）退避位置
ＷＰ・・・（押さえローラの）作用位置

Claims (4)

1. 搬送ローラの上に載置されてその長手方向に搬送されてきた長尺材を位置決めするための押さえローラ部材であって、
   当該押さえローラ部材は、自己の中心軸から偏心した回転軸を有しており、
   上記搬送ローラと平行に、且つ、搬送ローラから上方に離間して配置されており、
   上記回転軸回りに回転することにより、その中心軸側が長尺材に対向する位置に近づくと長尺材に当接し、その中心軸側が長尺材から遠ざかると長尺材から離間する、作用位置に位置しうるように構成されている長尺材の位置決め用押さえローラ部材。
2. 外周面のうちの少なくとも長尺材に接する部分に可撓性材料からなる緩衝層が形成されている請求項１に記載の長尺材の位置決め用押さえローラ部材。
3. 載置された長尺材をその長手方向に搬送する搬送ローラと、
   上記長尺材の搬送方向前端に当接して、この長尺材の長手方向の位置決めを行うストッパと、
   上記長尺材を搬送ローラに押圧するとともに、回転によって長尺材を前方に送るための押さえローラ部材と、
   上記長尺材をその長手方向に交差する方向に切断するための切断刃とを備えており、
   上記押さえローラ部材が、請求項１又は２記載の押さえローラ部材である、定尺切断装置。
4. 上記ストッパが、上記長尺材の搬送経路を閉止して長尺材の長手方向の位置決めを行いうる閉止位置と、長尺材の搬送経路を開放して長尺材をさらなる搬送を可能にする開放位置とに、移動可能に構成されている請求項３記載の定尺切断装置。

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