JP2633213B2 - ロッドおよび類似品の端部高速剪断機 - Google Patents

ロッドおよび類似品の端部高速剪断機

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般にロッド、バーおよ
び類似品を製作する形式の連続熱間圧延機に関し、特に
高速圧延機の仕上げスタンドから引き渡される熱間圧延
ロッドから前端および後端をトリムする改良された剪断
機に関する。
【０００２】
【従来の技術】伝統的に、熱間圧延ロッドの前端および
後端は仕上げスタンドに進む前に圧延ラインに沿って設
置された剪断機によりトリムされる。この場合製品はよ
り低速で移動する。或るトリミング剪断機は間欠的に動
作するが、他のものは連続的に動作する。間欠的に動作
する剪断機は必然的に、圧延ラインに沿って設置された
センサにより発生されたロッド端位置信号に応答して各
切断中剪断刃を精密に位置決めする複雑な制御システム
を必要とする。制御の複雑さの観点からいえば、ディス
ク剪断機のような連続的に動作する剪断機では要求事項
ははるかに少ないが、普通、端に不快なぎざぎざのある
鋭い斜めの切り口を生ずる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】いずれにしても、伝統
的ディスク剪断機で約９０ｍ／秒の引渡し速度で安全に
且つ確実に動作し得ると考えられているものはない。し
たがって、仕上がり圧延ロッドの前端および後端を頭部
を横たえてから、製品を冷却コンベヤーで重なりリング
の形態で運びながら、または冷却したリングが矯正ステ
ーションのコイルに集められてから、手動でトリムしな
ければならない。手動トリミングは労働集約的であり、
しばしば不便で、操作者に危険を及ぼす可能性がある。
【０００４】本発明の目的はロッド圧延機の仕上げスタ
ンドから高速で出てくるロッドから前端および後端をト
リムする改良された剪断機を提供することである。
【０００５】本発明の関連目的は、製品がその正常進行
経路から転換されたことに応答して単一切断を行ない、
剪断刃の動作を連動させるロッド端位置信号必要としな
い連続動作剪断機を提供することである。
【０００６】本発明の更に他の目的は製品を清潔に且つ
不快な鋭いまたはぎざぎざの端を生じない角度で取り扱
う連続動作剪断機を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、これら
のおよび他の目的が、製品の進行経路に平行な軸の周り
に互いに反対に回転するよう取付けられた一対の一定直
径のヘリカル刃を備えた剪断機を設けることにより達成
される。剪断刃の回転方向およびそれら回転軸間の間隔
は、刃の部分相互が製品進行経路に平行な切断経路に沿
った位置で切断をするように設定される。剪断刃は連続
的に反対回転し、それによりその協働部分を、切断経路
に沿って、製品進行経路に沿って移動する製品の方向に
少なくとも製品の速度に等しい速度で繰り返し移動させ
る。上流側の切り替え管は製品を切断刃の協働部分によ
り剪断するために切断経路を横切るように正常進行経路
から転換させるように動作する。
【０００８】
【実施例】最初に図１および図２を参照すると、本発明
の概念を具体化する剪断機１０、１２が製品進行経路Ｐ
Ｔ に沿って順次設置されて図示されている。剪断機１２
は製品の前端をトリムするよう動作し、剪断機１０は同
様に製品の後端をトリムするように動作する。両剪断機
とも構成および構造は同一であり、剪断機１２は剪断機
１０よりわずかに下のレベルに取付けられている。
【０００９】更に図３から図７までを参照することによ
り最もよくわかるように、各剪断機は、その出力シャフ
トを大直径の駆動歯車２２に２０で結合した駆動モータ
１８を収納したハウジング構造１６を備えている。歯車
２２は一対のアイドラー歯車２４、２６と噛み合い、ア
イドラー歯車２４は第３のアイドラー歯車２８と噛み合
っている。アイドラー歯車２６、２８は円筒形ドラム３
４を支持するシャフト３２にはまっているピニオン３０
と噛み合っている。シャフト３２はハウジング構造１６
の一部を形成する丈夫な平行壁４０、４２に支持される
軸受３６、３８の間に回転可能に軸受けされている。ア
イドラー歯車２８がアイドラー歯車２４とシャフト３２
の一つのピニオン３０との間に間挿されていることによ
りシャフトが駆動歯車２２の回転に応答して確実に互い
に反対回転となる。
【００１０】各ドラム３４はその外部に一定直径のヘリ
カル刃４４を備えている。各刃４４はそのそれぞれのド
ラム３４に沿って端から端まで広がり、そのそれぞれの
ドラムの周りに一巻きを形成している。好適には、その
刃の螺旋の軸方向長さは刃の回転により形成される円形
経路の周囲より大きくない。円筒ドラム３４およびその
それぞれのヘリカル刃４４の回転軸は製品進行経路ＰT
に平行である。刃４４の回転方向およびそのそれぞれの
回転軸の間の間隔は、図７で最も良くわかるように、刃
の部分が経路ＰT に平行な切断経路ＰC に沿って協働す
るようになっている。
【００１１】円筒ドラム３４は、ハウジング１６の上部
を締切り且つ刃４４を検査するため開くことができるア
クセス蓋４６の下にある。蓋４６は切断経路ＰC の上方
にある上部案内経路ＰU を形成する下向き溝４９を備え
た従属ガイド４８を支持している。ハウジング壁４０、
４２は、切断経路ＰC の下方にある下部案内経路ＰLを
形成する上向き溝５１を備えた、同様に形成されている
が反対向きに設けられているガイド５０を支持してい
る。
【００１２】各剪断機ハウジング１６の前にはブラケッ
ト５４を支持する台座５２がある。ブラケット５４は切
り替え管５６をその上流端を旋回可能に支持する。切り
替え管５６の下流端はハウジング１６に支持されている
空気シリンダー５８によりその垂直位置を調節すること
ができる。シリンダー５８はそのそれぞれの切り替え管
５６の下流端を図１に実線で示すように製品進行経路Ｐ
T と一直線を成す自由走行位置と、破線で描いてある傾
いて設けられた位置５６’との間で調節するように動作
する。
【００１３】図１で最も良くわかるように、剪断機１
０、１２の高さが製品進行経路ＰＴに対して異なってい
るため次の関係を生ずる。剪断機１０は製品進行経路Ｐ
Ｔと並んだ下部案内経路ＰＬを有し、その上側に切断経
路Ｐｃと上部案内経路ＰＵとが設けられている。上部案
内経路ＰＵは剪断後端用の出口管６０に連なっている。
対照的に、剪断機１２は、上部案内経路ＰＵが製品進行
経路ＰＴと一直線を成して下流側の案内管６１に導かれ
ており、その下側に切断経路Ｐｃおよび下部案内経路Ｐ
Ｌ設けられている。下部案内経路ＰＬは剪断前端用の出
口管６２に導かれている。
【００１４】前端および後端の剪断動作を次に図８Ａ−
図８Ｃを参照して説明する。図８Ａに示すように、製品
の前端は剪断機１０をその下部案内経路ＰL に沿って移
動しており、剪断機１２の傾けて設置された切り替え管
５６´によりその下部案内経路ＰL に沿っている前端出
口管６２へ傾けられる。
【００１５】適切な時刻に、図８Ｂに示すように、剪断
機１２の切り替え管はその上部案内経路ＰU と一直線を
成すよう持ち上げられると、製品が切断経路ＰC を横切
るので単一切断Ｘ1 を行なう。切断された後端は管６２
を通って出て、製品の残りは管６１へ進み続ける。
【００１６】図８Ｃに示すように、製品の後端が剪断機
１０に近付くにつれて、その切り替え管は位置５６´に
調節され、それにより製品がその切断経路ＰC を横切る
ように傾けられ、単一切断Ｘ2 を行なう。製品は下部案
内経路ＰL に沿って移動し続けるが、切断された前端は
上部案内経路ＰU に沿って出口管６０に導かれる。
【００１７】図９を参照すれば、ヘリカル刃４４の協働
切断部分が切断経路ＰC を横断する速度Ｖは製品進行経
路ＰT に沿って移動する製品の速さに少なくとも等しく
なければならないことが理解される。速度Ｖは刃の螺旋
の直径Ｄ、螺旋角α、およびドラム３４の回転速度Ｎを
含む幾つかの変数の関数である。
【００１８】図１０はその軸の周りに回転しない剪断刃
を図式に描いている。 したがって、Ｔan α ＝ ＮπＤ Ｎ ＝ Ｖ（Ｔan α）／πＤ
【００１９】製品の速さを２０，０００ｆ．ｐ．ｍ．、
ロールの直径を８インチ（．６７フィート）、および螺
旋角を４５゜（これは満足な端部切断を行なうための実
用的最小値である）と仮定すれば、Ｎの値は （２０，０００）（１）／｛（π）（．６７）｝＝９５０２Ｒ．Ｐ．Ｍ．
【００２０】端の切り口を一層鈍くするためにヘリカル
角を大きくするにつれて、刃の回転速度を大きくしなけ
ればならない。したがって、ヘリカル角６０°に対して
は、Ｎは （２０，０００）（１．７３）／｛（π）（．６７）｝＝ １６，４３８Ｒ．Ｐ．Ｍ．
【００２１】約４５−６０°の間の螺旋角の範囲がヘリ
カル剪断刃４４に対して最適であると考えられている。
４５°より下では、得られる切り口は鋭くなり過ぎ、６
０°より上では、ドラム回転速度が限界を超すことにな
る。
【００２２】今度は図１１および図１２を参照すると、
上部およ下部ガイド４８、５０の溝４９、５１を裏打ち
するスロット付き案内管６４、６６を備えた他の実施例
が示されている。案内管にはその放出端に扇形歯車７０
と噛み合うピニオンが設けられている。歯車７０は軸７
２の周りを回転することができ、ピストン−シリンダー
装置７４により９０°行程を通じて駆動される。歯車７
０の９０°回転によりピニオン６８が１８０°回転す
る。
【００２３】図１２に示すように、上部案内管６４は、
そのスロット側で切断経路Ｐｃを横切って上向きに上部
案内経路ＰＵに転換された製品を受け入れる態勢である
開位置に、その回転姿勢が調節されている。製品は、下
部案内管６６が下部案内溝５１の中にある製品を閉じこ
める回転姿勢に調節されているので、下部案内経路ＰＬ
に沿って走行するように示してある。
【００２４】製品の切断を行なう準備にあたり、下部案
内管６６をその開位置まで１８０°回転させ、製品が切
断経路ＰC を横切って開いた上部案内管６４に上向きに
切り替わる道を開く。切断が行なわれるや否や、上部案
内管６４は回転して上部案内溝４９の中にある製品を捕
らえ、下部案内管６６はその閉位置に戻る。案内管６
４、６６はしたがって確実に、製品が振動したりまたは
他の場合切断経路ＰC の中に留まったりしないようにす
る。
【００２５】前述の事項に照らして、当業者は今や本発
明が従来技術の剪断機と比較して注目に値する長所を示
すことを認めるであろう。たとえば、ヘリカル剪断刃４
４は連続的に動作するが、製品の剪断機の切断経路ＰC
を横切ってその進行経路ＰTからの転換に応答して単一
切断を本来的に生ずる。これにより製品の前端および後
端の位置に関して刃の向きおよび速さを精密に調整する
必要性が除かれる。ヘリカル角、螺旋の直径、およびド
ラムの回転速度の種々な組合せを選択して異なる製品速
度および切断角度に適応させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 製品進行経路に沿って順次に設置された本発
明による一対の剪断機の側面立面図である。
【図２】 図１に示す剪断機の平面図である。
【図３】 図１に示す剪断機の一つの拡大側面図であ
り、外部ハウジングの一部を取り払ってある。
【図４】 図３に示す剪断機の平面図であり、ハウジン
グの一部および蓋を取り払ってある。
【図５】 図３の線５−５に沿って取った部分断面図で
ある。
【図６】 図３の線６−６に沿って取った部分断面図で
ある。
【図７】 図４の線７−７に沿って取った非常に拡大し
た尺度の断面図である。
【図８】 前端および後端のトリミング動作の種々の段
階を描いた概要図である。
【図９】 ヘリカル剪断刃の図式表示である。
【図１０】 螺旋角と製品速度およびヘリカル刃の回転
速度との相互関係を示す図である。
【図１１】 図４の線１１−１１に沿って取った拡大尺
度による図であり、本発明の代わりの実施例を示してい
る。
【図１２】 図１１の線１２−１２に沿って取った更に
拡大した尺度による図である。
【符号の説明】
１０、１２ 剪断機、 １６ ハウジング、 １８
駆動モータ ３２ シャフト、 ３４ ドラム、 ４４
ヘリカル刃、 ４８ 上部ガイド、 ４９ 溝、 ５０ 下部ガ
イド、 ５１ 溝 ５６ 切り替え管、 ５８ シリンダー、 ６０
出口管、 ６２ 出口管、 ６４ 上部案内管、 ６６ 下
部案内管、 ６８ ピニオン、 ７０ 扇形歯車。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハロルド・イー・ウッドロー アメリカ合衆国 01532 マサチューセ ッツ州・ノースボロ・グリーン ストリ ート・100 (56)参考文献 実開 昭60−39421（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 進行経路に沿って長手方向に移動するロ
    ッド、バーおよび類似品のような細長い製品を剪断する
    装置であって、 前記進行経路に平行な軸の周りに回転するよう取付けら
    れている一対の一定直径のヘリカル刃であって、前記刃
    の回転方向および前記軸の間の間隔は前記刃の部分が前
    記進行経路に平行な切断経路に沿って協働するようにな
    っているヘリカル刃、 前記刃を互いに反対方向に回転させてその協働部分を前
    記切断経路に沿って前記製品の進行経路に沿う移動の方
    向に繰り返し移動させる手段、 前記製品の進行方向を前記切断刃の協働部分により剪断
    するために前記切断経路を横切らせるように前記進行経
    路から変える切り替え手段、 を備えている装置。
  2. 【請求項２】 更に前記切断経路に平行に延びている上
    部および下部の案内経路を形成する案内手段を備えてお
    り、前記切り替え手段は切断サイクル中前記製品の進行
    を前記切断経路を横切って前記下部案内経路から前記上
    部案内経路に変えさせる請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 進行経路に沿って長手方向に移動するロ
    ッドまたはバーおよび類似品のような細長い製品の前端
    および後端を剪断するシステムであって、 （ａ） 前記進行経路に沿って順次に設置されている第
    １および第２の剪断機 であって、それぞれが前記進行経
    路に平行な軸の周りに回転するよう取付けられた一対の
    一定直径のヘリカル刃であって、前記刃の回転方向およ
    び前記軸の間の間隔は前記刃の部分が前記進行経路に平
    行な切断経路に沿って協働するようになっているヘリカ
    ル刃、および前記刃を反対方向に回転させてその協働部
    分を前記進行方向に沿う製品の移動の方向に前記切断経
    路の一端から他端へ繰り返し移動させる手段、 を備えている、第１および第２の剪断機、および、 （ｂ） 前記第１および第２の剪断機にそれぞれ関連す
    る第１および第２の切り替え手段であって、前記第１の
    切り替え手段は、製品の後端の進行方 向を、前記第１の
    剪断機の切断経路を横切るように前記進行経路から変 え
    させるよう動作し、前記第２の切り替え手段は、製品の
    前端の進行方 向を、前記第２の剪断機の切断経路を横切
    るように前記進行方向から変 えさせるよう動作し、前記
    切断経路を横切ることにより前記製品を前記切断刃の協
    働部分で前記切断経路に沿って剪断させる第１および第
    ２の切り替え手段、 から構成されているシステム。
JP6336749A 1993-12-23 1994-12-26 ロッドおよび類似品の端部高速剪断機 Expired - Lifetime JP2633213B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US173207 1980-07-28
US08/173,207 US5526726A (en) 1993-12-23 1993-12-23 High speed shear for end trimming rods and the like

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Publication Number Publication Date
JPH07251318A JPH07251318A (ja) 1995-10-03
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EP (1) EP0659512A3 (ja)
JP (1) JP2633213B2 (ja)
KR (1) KR0138471B1 (ja)
CN (1) CN1108981A (ja)
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CA (1) CA2138471C (ja)
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