JP3483518B2 - 高速フライングシヤー - Google Patents
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Description
から排出される熱間圧延スチールロッドおよび他の類似
製品の前端部および後端部を切断するフライングシヤー
に関する。
ロッド、バー、および他の類似の細長い製品は、「切
断」すなわち切取り且つ廃棄しなければならない寸法外
の前端部および後端部を必然的に含んでいる。この切断
は、製品が圧延ラインを離れた後に、手動でトリミング
することによって実施できる。しかし手動のトリミング
は、装置操作者の注意を常時必要とするため、非効率的
でありコストが高くなる。
圧延機排出速度に合わせて自動的に作動するよう設計さ
れた、いわゆる「フライングシヤー」;(剪断機)を用
いて実施することが好ましい。過去には、フライングシ
ヤーは好適に機能していた。
グシヤーの設計の改良は、圧延機排出速度の果てしない
高速化に追いついていないというのが現状であり、適切
な動作ができないという問題がある。なお、現代の高速
ロッド圧延機の速度は、100〜120m/秒にまで達
する。
速度を含む、あらゆる圧延機排出速度にて確実に作動す
ることが可能な改良型フライングシヤーを提供すること
を目的とする。
め、本発明は、平面内を長手方向に移動する細長い製品
を分割するシヤーにおいて、前記平面と向かい合った位
置にそれぞれ位置する平行軸に沿って回転するよう取り
付けられ、前記軸の間に位置し前記平面から鉛直方向に
間隔を空けて設けられる切断領域において半径方向に重
複する位置関係で共働するよう配置される先行刃および
追随刃であって、前記先行刃の回転半径が前記追随刃の
回転半径より長い、先行刃および追随刃と、前記切断領
域にて前記先行刃を前記追随刃より先行させて、前記両
刃を同じ角速度で連続的に回転させる手段と、前記切断
領域の上流に位置し、第一のモードでは前記切断領域を
迂回する経路に前記製品を誘導するよう動作し、第二の
モードでは前記製品を前記経路から偏向して前記切断領
域内に誘導し、前記刃によって前セグメントおよび後セ
グメントに切断されるよう動作するスイッチ手段であっ
て、前記刃は、前記前セグメントの後端部を前記平面か
ら退けるとともに、前記後セグメントの前端部を前記平
面へ誘導する、スイッチ手段と、を有することを特徴と
する。
は、水平面内を長手方向に移動する細長い製品を分割す
るシヤーにおいて、連続的に回転し、前記平面の上方に
位置する切断領域において半径方向に重複する位置関係
で共働する上部刃および下部刃であって、前記下部刃の
回転半径が前記上部刃の回転半径より長い、上部刃およ
び下部刃と、前記切断領域の下流に位置し、中間壁によ
って分離され並列して配置される第一および第二の案内
チャネルを有する固定収容樋であって、前記中間壁が前
記水平面の上方に位置する水平棚部を含む、固定収容樋
と、前記切断領域の上流に位置し、第一のモードでは前
記切断領域を迂回して前記第一のチャネルに至る第一の
経路に前記製品を誘導するよう動作し、第二のモードで
は前記製品を前記第一の経路から偏向して前記切断領域
内に誘導し、前記刃によって前セグメントおよび後セグ
メントに切断されるよう動作するスイッチ手段であっ
て、前記刃は、前記前セグメントの後端部を前記平面か
ら上方に退けるとともに、前記後セグメントの前端部を
下方へ前記平面に向けて且つ前記棚部の下方に誘導する
ことで前記第二のチャネルを通過する第二の経路に沿っ
た進行を継続させる、スイッチ手段と、を有することを
特徴とする。
は、水平面内を長手方向に移動する細長い製品を分割す
るシヤーにおいて、a)連続的に回転し、前記平面の上
方に並列して位置する第一および第二の切断領域におい
て半径方向に重複する位置関係で共働する上部刃および
下部刃からなる第一式および第二式の刃と、b)前記切
断領域の上流に位置するスイッチ手段であって、順番
に、(i)前記切断領域を迂回する第一の経路に沿って
前記製品を誘導し、(ii)前記製品を、前記第一の経
路から偏向して前記第一の切断領域内に誘導し、前記第
一式の刃によって、前記第一の経路を進行しつづける前
セグメントおよび第二の経路に進行する中間セグメント
に切断されるようにし、(iii)前記製品を、前記第
二の経路から偏向して前記第二の切断領域内に誘導し、
前記第二式の刃によって、前記第二の経路を進行しつづ
ける中間セグメントを第三の経路に進行する後セグメン
トから分離させるよう動作するスイッチ手段と、を有す
ることを特徴とする。
は、水平面内を長手方向に移動するロッド、バー、また
は他の類似製品を分割するシヤーにおいて、前記水平面
の上方および下方にそれぞれ位置する平行軸に沿って反
対方向に回転する先行刃および追随刃であって、前記先
行刃の回転半径が前記追随刃の回転半径より長く、前記
水平面から鉛直方向に間隔を空けて位置する切断領域に
おいて半径方向に重複する位置関係で共働するよう構成
および配置される先行刃および追随刃と、前記製品を、
前記切断領域に通過させることで前記刃によって前セグ
メントおよび後セグメントに分割されるようにするスイ
ッチ手段と、を有することを特徴とする。
は、第一および第二の迂回経路の間に延伸し水平面に位
置する配送路に沿って圧延機から排出される熱間圧延ス
チールロッドの中間部分から前および後セグメントを分
離するシヤーにおいて、横方向に間隔を空けて配置され
る第一式および第二式の連続的に回転する上部刃および
下部刃であって、前記第一式の対の刃は、前記水平面の
上方且つ前記第一の迂回路と前記配送路の片側との間に
位置する第一の切断領域にて半径方向に重複する位置関
係で共働し、前記第二式の対の刃は、前記水平面の上方
且つ前記配送路の他方の側と前記第二の迂回路との間に
位置する第二の切断領域にて半径方向に重複する位置関
係で共働する、第一式および第二式の上部刃および下部
刃と、前記切断領域の下流に位置し、前記配送路に整列
する中央チャネルと、前記中央チャネルから第一および
第二の壁によってそれぞれ分離される第一および第二迂
回チャネルとを有する固定収容樋であって、前記第一お
よび第二迂回チャネルはそれぞれ前記第一および第二迂
回路に整列し、前記第一および第二の壁はそれぞれ前記
水平面の上方に位置する第一および第二水平棚部を含
む、固定収容樋と、前記切断領域の上流に位置するスイ
ッチ手段であって、順番に、(a)まず前記前セグメン
トを、前記配送路から側方に偏向し第一の迂回路に誘導
することで、第一の迂回チャネルに配送するよう動作
し、(b)次に前記ロッドを、前記第一の迂回路から前
記第一の切断領域を横断させて前記配送路へ誘導するよ
う動作し、ここで前記第一式の対の刃は、前記前セグメ
ントを前記中間部分から切断するよう機能し、前記前セ
グメントの後端部を前記平面から上方に退けるととも
に、前記中間部分の前端部を下方へ誘導し前記第一水平
棚部の下にて前記水平面内且つ前記中央チャネル内へ進
行させるよう構成および配置され、(c)続いて前記ロ
ッドを、前記配送路から前記第二の切断領域を横断させ
て前記第二の迂回路へ誘導するよう動作し、ここで前記
第二式の対の刃は、前記後セグメントを前記中間部分か
ら切断するよう機能し、前記中間部分の後端部を前記平
面から上方に偏向するとともに、前記後セグメントの前
端部を下方へ誘導し前記第二の棚部の下にて前記水平面
内且つ前記第二迂回チャネル内へ進行させるよう構成お
よび配置されるスイッチ手段と、を有することを特徴と
する。
ーは、同じ角速度で互いに連続的に反転する先行刃およ
び追随刃を有する。それらの刃は、製品移送面から鉛直
方向に間隔を空けて設けられた切断領域にて、半径方向
に重複する位置関係にあって共働する。そのとき、先行
刃が追随刃より先行し、先行刃の回転半径は追随刃のそ
れより長い。切断領域より上流に位置するスイッチは、
第一のモードでは、切断領域を迂回する経路に製品を誘
導するよう動作する。そのスイッチは第二のモードで
は、製品を切断領域内に誘導し、反転する刃によって前
セグメントおよび後セグメントに切断されるよう動作す
る。それらの刃は、前セグメントの後端部を製品移送面
から退け、後セグメントの前端部を製品移送面へ再誘導
する。
述の刃が二式並列して設けられることが好ましい。その
一式は、製品の前端部を切断するよう動作し、他方の一
式は、製品の後端部を切断するよう動作する。
た両端部および中間の許容製品部分は、切断領域の下流
に位置する固定樋内の別個の案内経路に収容される。細
切シヤーが、切断端部をさらに短い切片に分割するよう
動作する。
よび目的を、添付の図面を参照しながらさらに詳細に説
明する。
シヤーを全体的に10に示す。シヤーは、固定ハウジン
グ12を有する。固定ハウジングは、平行する対の上部
および下部シャフト14,16を回転自在に支持する。
これらのシャフトは互いに、掛合する歯車18によって
機械的に連結され、下部シャフト16はモータ20によ
って連続的に駆動される。上部ロータ21が、片持ち状
態で上部シャフト14に取り付けられている。さらに図
9および図10を参照すると最もわかりやすいが、上部
ロータ21は、軸方向に間隔を空けて備えられるリム2
2を有する。各リム22は、上部「追随」刃(upper fo
llower blade)24を担持する。下部ロータ25が同様
に、片持ち状態で下部シャフト16に取り付けられてい
る。下部ロータ25は、軸方向に間隔を空けて備えられ
るリム26を有し、各リム26は、下部「先行」刃(lo
wer leader blade)28を担持する。図9、図10、お
よび図15を左から右に見た場合に最もわかりやすい
が、各リム26の側方には、直径が徐々に増大する傾斜
29が設けられている。
ータ21,25および刃24,28は、図1のVaで記
す矢印によって表される同じ角速度にて、モータ20に
よって互いに連続的に反転される。先行刃28は、並列
する切断領域Z1,Z2を回転して通過する際に、半径方
向に重複する位置関係にて追随刃24に先行する。
回転半径RL(シャフト16の回転軸から刃の最先端部
までを測定)が、追随刃24の回転半径RFより長いこ
とがわかる。その結果、いずれの所定の刃角速度Vaに
おいても、先行刃28の先端接線速度VTLは、追随刃2
4の先端接線速度VTFより速いこととなる。したがっ
て、各切断領域内の刃の半径方向重複領域の各地点にお
いて、先行刃28および追随刃24の重複する接線速度
プロフィールPL,PFが示すとおり、先行刃の接線速度
は追随刃のそれを超過する。この速度差によって、共働
する刃間で損傷が生じるような接触が発生することな
く、刃の最大限の重複が実現される。
イッチ30が切断領域Z1,Z2の上流に位置することが
わかる。スイッチは、水平面PH内で旋回移動できるよ
う34に取り付けられた案内パイプ32を含む。その水
平面PH内へ、たとえば熱間圧延スチールロッドRなど
の切断すべき製品が、圧延機から排出される。
って旋回される。その機構はたとえば、図5,6に示す
ように、ギヤヘッド38を通じて駆動歯車40を回転す
るよう作動するサーボモータ36であってもよい。歯車
40は、パイプ32に旋回自在に接続されパイプ32か
ら側方に延伸するアームに取り付けられたラック42に
かみ合う。図5に示すとおりパイプ32は、「a」、
「b」、および「c」で示す位置間を、旋回によって移
動することができる。
流に配置される。さらに図8を参照すると最もわかりや
すいが、案内樋44は、壁46によって内部が三つの経
路48a、48b、および48cに分割されている。各壁
46は、棚部46’を形成する水平部分を、水平面PH
よりわずかに上方に備える。
において、さらなる上部および下部平行シャフト48,
50を回転自在に支持する。シャフト48,50は、図
3内に18で示すものに類似の歯車によって互いに機械
的に連結されており、並列する片持ちディスク52,5
4を担持する。これらのディスクは、上流の樋44の経
路48a,48cに整列する切断領域にて共働するよう設
計された複数の細切刃56を担持する。それらの細切刃
は、下部平行シャフト50に接続された駆動モータ58
によって互いに連続的に反転される。
しながら、シヤーの動作を以下に説明する。
32は「a」で示す位置に設定される。それにより製品
の寸法外の前端部は、切断領域Z1を迂回して樋44の
案内経路48aを通過し、ディスク52上の細切刃56
によって分割される。
「a」から位置「b」へ横断移動される。それにより製
品は、切断領域Z1を通過するよう誘導される。切断領
域Z1で製品は、案内経路48aに進む前セグメント
と、後セグメント(この例では、許容中間製品部分)と
に分割される。後セグメントは、切断領域Z1,Z2間を
進行しつづけ、切断シヤーディスク52,54の間の案
内経路48bを通過した後、通常は撚りヘッドの前段に
位置するピンチロールユニット(図示せず)などの他の
材料取扱装置に至る。
概略的に図示する。図11に、切断領域Z1に接近する
刃24,28を図示する。樋の経路48aを通過する製
品の前端部は、切断領域Z1を横断し始めると同時に、
肩部(傾斜)29(図15参照)に乗り上げて面PHの
上方に持ち上げられる。
後セグメントに切断された製品を示す。先行刃28は、
追随刃24に先立って切断領域に進入した。さらに先行
刃28は、前セグメントの後端部を、後セグメントの前
端部から引き離して持ち上げ始めている。
て半径方向に最大限に重複した状態を示す。先行刃28
は、前セグメントの後端部を、面PHから離して持ち上
げつづける。現時点で追随刃24は、後セグメントの前
端部を面PHへ再誘導するよう機能する。同時に追随刃
24は、前セグメントの後端部に接触し、それを持ち上
げる動作を開始する。
退出する。後ろの刃24は、前セグメントの後端部を、
後セグメントの前端部から離して持ち上げつづける。現
時点で先行刃28は、製品とは接触していない。後セグ
メントの前端部は、樋の壁46の棚部46’の下方を通
過し中央案内経路48b内に達する。
パイプ32は、位置「b」から位置「c」へ移動され
る。製品は切断領域Z2内で、上述と同じ方式で切断さ
れる。前セグメントは、案内経路48bを進行しつづけ
る。後セグメントは、樋経路48cへ誘導され、ディス
ク54上の細切刃56によってさらに分割される。
際の製品の経路を、図15に概略的に示す。位置
「a」、「b」、および「c」は、案内パイプ32の同
様の設定に対応する。圧延される製品のビレット部分の
間の期間に、次の前端部および後端部切断手順に備える
ために、スイッチパイプ32は位置「a」に戻される。
つかの重要な利点を本発明が提供することを、当業者は
認識するであろう。まず、追随刃の回転半径RFより大
きい半径RLで先行刃28を回転することにより、いず
れの刃角速度Vaを用いた場合でも、どの重複点におい
ても先行刃の接線速度VTLは、追随刃の接線速度VTFと
同等であるか好ましくはわずかに上回る。それにより、
損傷が生じるような刃間の接触が発生することなく、切
断領域における刃の重複範囲を最大にすることができ
る。刃の重複を最大にすることは、製品を前および後セ
グメントにきれいに切断する上で重要な点である。
差、並びに、結果として達成される最大限の刃の重複
は、切断手順において以下の点で有用である。すなわ
ち、前セグメントの後端部が持ち上げられて後セグメン
トの前端部から離され、同時に後セグメントの前端部
は、樋分割壁の下流棚部46’の下方に位置する水平面
PHを進行しつづける。前セグメントの後端部を後セグ
メントの前端部の進行経路から引き離すよう持ち上げる
ことによって、両セグメントが、問題となるような接触
を起こすことを防止する。これは、後セグメントの前端
部の最小限の偏向によって達成され、特に100〜12
0m/秒以上程度の速度で移動する製品を切断する場合
に、破片の生成を防止する(avoidance of cobbles)上
で重要である。
置関係にて設置することで二つの切断領域Z1、Z2を設
けることに基づく。それらの切断領域の一方は前端部の
切断のためであり、他方は後端部の切断のためである。
各切断領域で一式の刃のみが動作するため、製品の各切
断領域の横断を実施する時間がより長く確保できる。
念から逸れることなく多様な変更および修正が実施可能
であることが、当業者は認識するであろう。たとえば、
機械的に同等な他の機構を用いて、スイッチパイプを異
なる設定に調節することができる。追随刃および先行刃
24,28並びに関連の案内樋44の向きを、180°
回転することも可能である。異なる設計の刃を用いても
よい。これらおよび他のすべての同等の変更および修正
を、請求の範囲内に含むことを意図する。
ある。
る。
る。
る。
よび刃の図である。
び刃の部分図である。
略図である。
略図である。
略図である。
略図である。
う誘導される製品の移送経路を示す略図である。
ト、24 追随刃、28 先行刃、44 固定樋、46
壁、46’ 棚部、48a,48b,48c経路、PH
水平面、Z1,Z2 切断領域。
Claims (7)
- 【請求項1】 平面内を長手方向に移動する細長い製品
を分割するシヤーであって、 上部刃および下部刃からなる第一式および第二式の刃で
あって、第一式および第二式の刃は、それぞれ、上部お
よび下部の平行な軸を中心として回転し、かつ、互いに
平行で所定間隔隔てた位置に並列して配置された前記平
面の上方に位置する第一切断領域と第二切断領域におい
て、それぞれ、半径方向が重複した関係で共働する第一
式および第二式の刃と、 前記切断領域の上流に位置するスイッチ手段であって、
まず、前記製品を、前記切断領域を迂回する第一経路に
沿って誘導し、次に、前記製品の進路を、前記第一経路
から前記第一切断領域を通過するように切り替え、前記
第一式の刃によって、前記第一経路に沿って進む前セグ
メントと、第一切断領域を挟んで第一経路の逆側に存在
する第二経路に沿って進む中間セグメントに前記製品が
切断されるようにし、更に、前記製品の進路を、前記第
二経路から前記第二切断領域を通過するように切り替え
るスイッチ手段と、 を有することを特徴とするシヤー。 - 【請求項2】 請求項1に記載のシヤーにおいて、 前記下部刃の回転半径が前記上部刃の回転半径より長い
ことを特徴とするシヤー。 - 【請求項3】 請求項1記載のシヤーにおいて、前記第一切断領域と第二切断領域は前記平面の上方に位
置し、 前記各式の共働する刃によって実施された切断は
前端部および後端部を生成し、前記刃は、後端部を前記
平面から上方に退けるとともに、前端部を下方に前記平
面内へ誘導することを特徴とするシヤー。 - 【請求項4】 請求項1記載のシヤーにおいて、 さらに、前記切断領域の下流に位置し、中間壁によって
分離される第一、第二、および第三のチャネルを含む固
定収容樋を有し、前記第一および第三のチャネルは前記
前セグメントおよび後セグメントをそれぞれ収容するよ
う配置され、前記第二のチャネルは前記中間セグメント
を収容するよう配置されることを特徴とするシヤー。 - 【請求項5】 請求項4に記載のシヤーにおいて、 前記中間壁が、前記水平面の上方に位置する水平棚部を
含むことを特徴とするシヤー。 - 【請求項6】 水平面内を長手方向に移動する細長い製
品を分割するシヤーにおいて、 連続的に回転し、前記平面の上方に位置する切断領域に
おいて半径方向に重複する位置関係で共働する上部刃お
よび下部刃であって、前記下部刃の回転半径が前記上部
刃の回転半径より長い、上部刃および下部刃と、 前記切断領域の下流に位置し、中間壁によって分離され
並列して配置される第一および第二の案内チャネルを有
する固定収容樋であって、前記中間壁が前記水平面の上
方に位置する水平棚部を含む、固定収容樋と、 前記切断領域の上流に位置し、第一のモードでは前記切
断領域を迂回して前記第一のチャネルに至る第一の経路
に前記製品を誘導するよう動作し、第二のモードでは前
記製品を前記第一の経路から偏向して前記切断領域内に
誘導し、前記刃によって前セグメントおよび後セグメン
トに切断すると共に、前記刃により前記前セグメントの
後端部を前記平面から上方に退けるとともに、前記後セ
グメントの前端部を下方へ前記平面に向けて且つ前記棚
部の下方に誘導し、前記第二のチャネルを通過する第二
の経路に沿った進行を継続させるよう動作するスイッチ
手段と、 を有することを特徴とするシヤー。 - 【請求項7】 第一および第二の迂回経路の間に延伸し
水平面に位置する配送路に沿って圧延機から排出される
熱間圧延スチールロッドの中間部分から前セグメントお
よび後セグメントを分離するシヤーにおいて、 横方向に間隔を空けて配置される第一式および第二式の
連続的に回転する上部刃および下部刃であって、前記第
一式の対の刃は、前記水平面の上方且つ前記第一の迂回
路と前記配送路の片側との間に位置する第一の切断領域
にて半径方向に重複する位置関係で共働し、前記第二式
の対の刃は、前記水平面の上方且つ前記配送路の他方の
側と前記第二の迂回路との間に位置する第二の切断領域
にて半径方向に重複する位置関係で共働する、第一式お
よび第二式の上部刃および下部刃と、 前記切断領域の下流に位置し、前記配送路に整列する中
央チャネルと、前記中央チャネルから第一および第二の
壁によってそれぞれ分離される第一および第二迂回チャ
ネルとを有する固定収容樋であって、前記第一および第
二迂回チャネルはそれぞれ前記第一および第二迂回路に
整列し、前記第一および第二の壁はそれぞれ前記水平面
の上方に位置する第一および第二水平棚部を含む、固定
収容樋と、 前記切断領域の上流に位置するスイッチ手段であって、
前記前セグメントを、前記配送路から側方に偏向し第一
の迂回路に誘導することで、第一の迂回チャネルに配送
する動作と、前記セグメントを、前記第一の迂回路から
前記第一の切断領域を横断させて前記配送路へ誘導し、
前記第一式の対の刃により、前記前セグメントを前記中
間部分から切断し、前記前セグメントの後端部を前記平
面から上方に退けるとともに、前記中間部分の前端部を
下方へ誘導し前記第一水平棚部の下にて前記水平面内且
つ前記中央チャネル内へ進行させる動作と、前記セグメ
ントを、前記配送路から前記第二の切断領域を横断させ
て前記第二の迂回路へ誘導し、前記第二式の対の刃によ
り、前記後セグメントを前記中間部分から切断し、前記
中間部分の後端部を前記平面から上方に偏向するととも
に、前記後セグメントの前端部を下方へ誘導し前記第二
の棚部の下にて前記水平面内且つ前記第二迂回チャネル
内へ進行させる動作と、を順番に行わせるスイッチ手段
と、 を有することを特徴とするシヤー。
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