JP3084525B2 - コイルを形成する装置および方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は一般に、高温の圧延
鋼ロッドから連続した一連のリングを形成し、そのリン
グを制御されて冷却されるようにコンベヤ上に重ねて置
くロッド圧延装置に関する。本発明は、詳細には、その
リングが冷却コンベヤの送出端部から自由落下する間
に、そのリングを受け、コイルにまとめるために利用さ
れる再形成チャンバの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の再形成チャンバでは、リングは円
筒形エンクロージャ中に螺旋形状に自由落下する。リン
グはコイル・プレート上に落ち、そこで中央ガイドの周
りでコイルの形に蓄積される。コイルの高さが増加する
につれコイル・プレートが下がる。

【０００３】中央ガイドは、マンドレルから分離可能
で、マンドレルの上に保持された上側ノーズ・コーンを
含む。リング分配器は、ノーズ・コーンの周りを連続的
に回転し、コイルの密度を最大限にし、コイルとなった
ロッドをその後確実にもつれることなく滑らかに送り出
すことができるように設計された制御されたパターンで
自由落下するリングを分配する。

【０００４】完全なコイルがマンドレルの周りに蓄積し
たときに、コイル・プレートが最大限に上昇するレベル
より上のある間隔をおいた一定のレベルで、リング降下
通路を横断するように遮断要素を移動させる。横断する
ようにされた遮断要素は、ノーズ・コーンと係合し、一
時的にこれを支持する。その後、次のコイルの最初のリ
ングが遮断要素上に蓄積し始めると、マンドレルはノー
ズ・コーンの下から離れ、再形成チャンバから完成した
コイルを除去する。空のマンドレルがノーズ・コーンの
下に位置し、コイル・プレートはその最大上昇位置に戻
る。次いで遮断要素が引き込まれ、その上に蓄積したリ
ングをその下にあるコイル・プレート上に急激に落下さ
せる。

【０００５】この急激な落下はリングの自由落下距離を
一時的に増加させ、これによりノーズ・コーンの周りを
回転するリング分配器によって実施される制御された分
配が妨害される。リングは、コイル・プレート上に到達
する際に跳ね上がり、時には互いに重なり合い、形成が
不十分な背の高いコイルになる一因となるランダムなパ
ターンを生み出す。リングの重なりは、その後ロッドを
送り出す間のもつれおよび破損の主な原因となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
遮断要素の上に一時的に蓄積した位置からコイル・プレ
ートへの滑らかなリングの移送を達成し、それにより従
来の装置で経験される急激な落下による有害な影響を回
避することである。

【０００７】本発明のもう１つの目的は、コイル形成動
作を通じてリングの相対的な自由落下距離を一定に維持
し、それによりノーズ・コーンの周りを連続的に回転す
るリング分配器によって生み出される制御された分配を
持続することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、マンド
レルがコイル放出位置に移動している間にリング遮断要
素は、従来のようにノーズ・コーンを支持することはな
い。その代わりに、ノーズ・コーンはその他の構成要素
によって一時的に支持され、遮断要素が蓄積されたリン
グとともに徐々に降下するようになされ、それにより比
較的一定のリングの自由落下距離が維持される。遮断要
素が降下して上昇したコイル・プレートを通過する際
に、遮断要素からコイル・プレート上へ、一時的に蓄積
されたリングが滑らかに移され、その後残りのコイル形
成動作を通じてコイル・プレートが降下し続ける。

【０００９】

【発明の実施の形態】最初に図１〜図３を参照する。こ
こには、本発明実施形態による再形成チャンバが１０に
示されている。再形成チャンバは、コンベヤ１４の送出
端部から自由落下する螺旋形状のロッド・リング１２を
受けるように位置決めされる。

【００１０】再形成チャンバは、一般に１６で示す垂直
に配置されたガイドと、垂直方向に調節可能なコイル・
プレート・アセンブリ１８と、垂直方向に調節可能な遮
断要素２０とを含む。ガイド１６は、螺旋形状の自由落
下リング１２によって包囲されるように位置決めされた
上側ノーズ・コーン２２と、その下にある２つのマンド
レル２４ａ、２４ｂのうちの１つとに細分される。マン
ドレルは、マンドレルの軸に対して４５゜の角度に配置
された軸Ａの周りで回転可能な基部２６に取り付けられ
ている。各マンドレルは、従来の手段（図示せず）によ
って基部２６に対して調節可能である。図１に示す動作
段階では、ノーズ・コーン２２はマンドレル２４ａに支
持されている。

【００１１】コイル・プレート・アセンブリ１８は、ガ
イド・ポスト３０などに沿って垂直方向に移動可能なエ
レベータ２８を含む。エレベータは、滑車またはスプロ
ケット３６の周りに延びるケーブルまたはチェーン３４
に３２で接続される。滑車またはスプロケット３６の１
つがモータ３８によって駆動される。エレベータ２８は
一対のアーム４０を備えている。図３を詳細に参照すれ
ば、アーム４０はリニア・アクチュエータ４４によって
軸４２の周りに回転させて調節することができることが
分かるであろう。アーム４０は、互いに間隔をあけてそ
の間に空間４８を形成する高くなった架台４６を備え
る。リニア・アクチュエータ４４は、実線で示す閉じた
位置と４０’に破線で示す開いた位置との間でアーム４
０を回転させてるように動作する。上記エレベータ２８
を昇降させるためのモータ３８、チェーン３４の他の部
材が第３動作手段を構成している。

【００１２】遮断要素２０は一般に扇型であり、図２で
最もよく分かるように、縦ねじ５２と係合するように内
部にねじを切られたナット部材であるヘッド５０に取り
付けられている。スプライン軸５６がねじ５２と隣接し
て平行に延びており、各ヘッド５０は、そのスプライン
軸５６と噛み合う外部リング・ギヤ５４を有する。モー
タ６０によって駆動される第２ギヤ５８もスプライン軸
５６と噛み合っている。各ねじ５２はそれぞれ個別の専
用アクチュエータ６２によって駆動される。アクチュエ
ータ６２はシャフト６４および直角ギヤ・ボックス６６
によって機械的に相互接続され、共通の駆動モータ６８
から動力を供給される。駆動モータ６８は、ねじ５２を
調和して回転させ、それにより図２に実線で示す第１レ
ベルである上昇位置と同図の２０’に破線で示す第２レ
ベルである降下位置との間で遮断要素２０を垂直方向に
調節するように動作する。すなわち、上記したヘッド５
０、ねじ５２などの各部材は第１動作手段を構成してい
る。遮断要素２０は、降下位置にあるときには、エレベ
ータ・アセンブリ１８が最高位置にあるときの架台４６
の頂部表面より低くなる。

【００１３】モータ６０は、スプライン軸５６を調和し
て回転させ、それにより図３に２０で示す動作位置と同
図の２０”に破線で示す非動作位置との間で遮断要素２
０を回転させるように動作する。すなわち、スプライン
軸５６、ピニオン・ギヤ５８、これらを調和させて動作
させる部材が第２動作手段を構成している。動作位置に
位置決めされたとき、遮断要素２０は架台４６の間の空
間４８と垂直方向で位置合わせされており、非動作位置
に位置決めされたとき、遮断要素は架台を取り付けたア
ーム４０の外部にある。

【００１４】支持部材７０はノーズ・コーン２２の周り
に配列され、リニア・アクチュエータ７２を用いて、図
２に実線で示す引き込まれた位置と同図の７０’に破線
で示す動作位置との間で回転させることができる。

【００１５】その開示が参照により本明細書に組み込ま
れる米国特許第Ｒｅ３５４４０号に記載のタイプのリン
グ分配器７４は、ノーズ・コーン２２の上側端部を取り
囲む領域中で動作可能である。リング分配器は、リング
１２がコンベヤ１４の送出端部から落下する際にそれら
の向きを変え、水平方向に分配する働きをする、回転式
の曲面ガイド・プレート７６を含む。

【００１６】次に図４Ａ〜４Ｆに関連して、本発明によ
る再形成チャンバの動作について説明する。図４Ａに示
す動作段階では、マンドレル２４ａが軸方向に上昇して
ノーズ・コーン２２を支持し、それにより支持部材７０
をその非動作位置に引き込むことができるようになって
いる。リング１２は遮断要素２０上への一時的な蓄積を
開始している。駆動モータ６８は電圧を加えられ、一時
的に蓄積されたリングの頂部をレベル「Ｌ」に維持する
ように計算された速度で遮断要素２０の降下を開始させ
る。そのレベルはリングの自由落下が中断される位置で
ある。この段階で、コイル・プレート・アセンブリ１８
は完全に上昇した位置に戻っている。リング分配器７４
の回転式ガイド・プレート７６は、リングの自由落下が
レベルＬで阻止される際に所望のパターンでリングを分
配するように動作する。

【００１７】図４Ｂに示す動作段階では、遮断要素２０
はコイル・プレート・アセンブリ１８の架台４６の間、
すなわち空間４８中に降下しており、それによりいかな
る急激な落下もなく、蓄積したリングを遮断要素から架
台上に滑らかに移すことができる。モータ３８が電圧を
加えられてコイル・プレート・アセンブリの降下を開始
し、最終的な結果として、コイル形成が継続する間、リ
ングの自由落下の中断は絶えずレベルＬで起こる。

【００１８】蓄積するコイルの支持がコイル・プレート
・アセンブリに移ると直ちに、モータ５８は電圧を加え
られ、遮断要素２０をそれらの開いた位置２０”（図３
参照）まで回転させる。その後、図４Ｃに示すように、
リングの自由落下の中断をレベルＬに維持しながら成長
するコイルを収容するようにコイル・プレート・アセン
ブリが降下し続ける間に、遮断要素はそれらの完全に上
昇した位置に戻る。

【００１９】図４Ｄに示す動作段階ではコイル形成は完
了しており、コイル・プレート・アセンブリ１８は、完
成したコイル「Ｃ」をマンドレル２４ａの基部にある環
状レッジ７８上に移送するために降下している。遮断要
素２０はそれらの動作位置まで内向きに回転しており、
支持部材７０は内向きに旋回してノーズ・コーン２２と
係合している。次のある長さのビレットのロッドからの
リング１２は、動作可能に位置決めされた遮断要素２０
上の一時的に蓄積されることになる箇所に到着し始め
る。

【００２０】次に、図４Ｅに示すように、マンドレル２
４ａはノーズ・コーン２２から離れるように降下し、コ
イル・プレート・アセンブリのアーム４０が図３の４
０’に示す位置に開く。これが起こっている間に、リン
グは再度動作可能に位置決めされた遮断要素２０上への
蓄積を開始し、この場合もこれらは徐々に降下してリン
グの自由落下の中断をレベルＬに維持する。

【００２１】図４Ｆに示す次の動作段階では、マンドレ
ルの基部２６が軸Ａの周りに回転してマンドレル２４ａ
を水平に位置決めし、完成したコイルＣを除去すること
ができるようにする。この時点でマンドレル２４ｂがノ
ーズ・コーン２２の下に位置合わせされる。コイル・プ
レート・アセンブリ１８は完全に上昇した位置に戻って
おり、アーム４０はマンドレル２４ｂの周りに閉じてい
る。次いでマンドレル２４ｂが、図４Ａに示すようにマ
ンドレル２４ａが以前占めていた位置まで軸方向に上昇
し、支持部材２０が再度旋回して引き込まれる。次い
で、完成したコイルＣをマンドレル２４ａから取り除く
間に、別のコイル形成サイクルを続行する。

【００２２】添付の特許請求の範囲によって定義される
本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、上述の実
施形態に様々な変更および修正を加えることができるこ
とは理解されるであろう。例えば、ただしこれに制限さ
れないが、記載したもの以外の機能的に等価な機構を利
用して、マンドレル、コイル・プレート・アセンブリ、
遮断要素、およびこの装置のその他の構成要素を操作す
ることもできる。

【００２３】

【発明の効果】前述に照らして、本発明が従来のコイル
を形成する方法および装置に勝る有意な利点を提供する
ことは当業者には明らかであろう。特に重要な点は、リ
ングの自由落下がほぼ一定のレベルで中断される点であ
る。これは、最初はリング遮断要素上で支持される間、
次いでコイル・プレート・アセンブリ上で支持される間
に、蓄積するリングを制御して徐々に降下させることに
よって可能となる。リングの自由落下の中断をほぼ同じ
レベルに維持することにより、リングが蓄積するコイル
の頂部に到着する際に回転式ガイド・プレートが降下す
るリングと接触してこれらを配置するので、リング分配
器の有効性が最大限になる。

【００２４】リング遮断要素がコイル・プレート・アセ
ンブリの架台の間の隙間中に徐々に降下することができ
るようにすることにより、リングのパターンを乱し、問
題の多い重なりを生み出す可能性のある急激な落下を起
こすことなく、滑らかな移行が達成される。したがって
コイルの密度は最大限になり、これはより小型で安定し
たコイル構造の一因である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明実施形態による再形成チャンバを示す
図である。

【図２】 図１に示す再形成チャンバの上側端部を示す
拡大図である。

【図３】 コイル・プレートおよびリング遮断器を示す
上面図である。

【図４】 本発明実施形態によるコイル形成動作中の様
々な段階を示す概略図である。

【符号の説明】

１０ 再形成チャンバ １２ ロッド・リング １４ コンベヤ １６ ガイド １８ コイル・プレート・アセンブリ ２０ 遮断要素 ２２ ノーズ・コーン ２４ａ マンドレル ２４ｂ マンドレル ２６ 基部 ２８ エレベータ ３０ ガイド・ポスト ３４ ケーブルまたはチェーン ３６ 滑車またはスプロケット ３８ モータ ４０ アーム ７０ 支持部材 ７２ リニア・アクチュエータ ７４ リング分配器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 メリシャー・プショヴスキー アメリカ合衆国・01571・マサチューセ ッツ州・ダドリー・ソーミル ロード・ 49 (72)発明者 レイモンド・アール・スターヴァスキ アメリカ合衆国・01606・マサチューセ ッツ州・ウスター・アクシュネット ド ライブ・26 (56)参考文献 特開 平８−252632（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−87638（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21C 47/14 B21B 41/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンベヤの送出端部から自由落下する螺
   旋形状のリングを受け、そのリングで直立した円筒形コ
   イルを形成する装置であって、 自由落下するリングによって囲まれるように位置された
   上側端部を有する垂直に配置されたガイドと、 間隔を相互間に持つ支持表面を有していて、上昇した位
   置と降下した位置の間で前記ガイドに対して垂直方向に
   調節可能なコイル・プレート・アセンブリと、 前記ガイドの上側端部と、前記上昇した位置におけるコ
   イル・プレート・アセンブリの前記支持表面との間の第
   １レベルでリングの自由落下を中断させるよう一時的に
   リングを蓄積する、垂直方向に調節可能な遮断手段と、 前記遮断手段を、前記第１レベルの位置から前記コイル
   ・プレート・アセンブリの前記支持表面の間隙を通して
   前記支持表面より下まで、降下させて、前記遮断手段に
   蓄積させたリングをコイル・プレート・アセンブリ上に
   移す第１動作手段と、 前記遮断手段を前記支持表面の下から除去する第２動作
   手段と、 前記コイル・プレート・アセンブリを前記降下した位置
   まで降下させ、それによりその上に継続して前記ガイド
   の周りにリングを蓄積することができるようにしてコイ
   ルの形成を完了する第３動作手段と、 を備え、 前記遮断手段および前記コイル・プレート・アセンブリ
   が、それぞれ前記第１の動作手段および前記第３の動作
   手段によって、リングの自由落下の中断を第１レベルに
   維持するように選択されたタイミングおよび速度で降下
   させられることを特徴とするコイルを形成する装置。
2. 【請求項２】 前記ガイドには、完全に形成されたコイ
   ルを軸方向に支持するのに十分な高さを有するノーズ・
   コーンであって、マンドレルの上に、コイルの除去のた
   めに分離可能に取り付けられているノーズ・コーンと、
   前記マンドレルから分離されている状態のノーズ・コー
   ンを保持する支持部材とが備えられている請求項１に記
   載の装置。
3. 【請求項３】 前記遮断手段には、前記ガイドの周りに
   間隔をおいて垂直に配置された複数のねじが設けられ、
   これらのねじにかみ合うナット部材が遮断要素を保持
   し、前記ねじを回転させてナット部材およびそれに保持
   された遮断要素を垂直方向に調節する手段が設けられて
   いる請求項１に記載の装置。
4. 【請求項４】 前記第２動作手段が、前記ねじと平行な
   スプライン軸と、各遮断要素と一体化して連動し、スプ
   ライン軸のそれぞれと係合するピニオン・ギヤと、スプ
   ライン軸を調和して回転させる手段とを含む請求項３に
   記載の装置。
5. 【請求項５】 コンベヤの送出端部から自由落下する螺
   旋形状のリングを受け、リングをまとめて直立した円筒
   形コイルにする方法であって、 自由落下するリングによって囲まれるように、垂直に配
   置されたガイドを位置決めする段階を備え、 蓄積されるリングの最初の蓄積を遮断要素で支持する段
   階を備え、その最初の蓄積の頂部でもってリングの自由
   落下が中断される高さが決められ、 前記遮断要素を徐々に降下させて、コイルの蓄積をその
   下方にあるコイル・プレート・アセンブリ上に移す、遮
   断要素を降下させる段階を備え、 前記コイル・プレート・アセンブリを降下させる段階を
   備え、前記遮断要素および前記コイル・プレート・アセ
   ンブリが降下するタイミングおよび速度を、リングの自
   由落下の中断がほぼ前記高さに維持されるように選択お
   よび制御して、ガイドの周りでのコイルの形成を完了す
   ることを特徴とするコイルを形成する方法。