JP3511482B2 - スラブサイジングプレス - 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、熱間スラブの幅圧
下設備に係わり、特に対向するクランク軸の回転による
揺動によってスラブ側面を抑圧して幅を減少するスラブ
サイジングプレスに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のスラブサイジングプレスにおいて
は、クランク軸の回転による揺動運動を外ブロックに伝
達する手段として、両端に軸受けを有するコネクティン
グロッドでクランク軸と外ブロックを連結する方法（特
公平２−５０８０７号公報、図３）、あるいは、クラン
ク軸側に軸受けを有し外ブロック側がオスメスの球面
（ピットマン）となっているコネクティングロッドで連
結する方法（特開平５−１２３７０１号公報、図４）が
実用化されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】産業機械一般に共通し
て求められるように、スラブサイジングプレス設備にお
いても、設備コストが低いこと、シンプルな構造、保守
性が良いことが求められる。スラブサイジングプレスで
は、平行部とテーパー部を有する金型を用いてスラブ側
面を抑圧し所望のスラブ幅を得る。この際、座屈を防止
するあるいはスラブの平面形状をコントロールするため
スラブ先端予成形や後端予成形を行ったり、前後設備と
の関係で逆送プレスを行う。

【０００４】このような金型形状と多様な操業によって
スラブサイジングプレスでのプレス荷重の中心は一定で
なく、特に入出方向の変化が大きいことが、機構の安定
性を阻害したり、構造を複雑にする要因となっている。

【０００５】従来の特公平２−５０８０７号公報に記載
のスラブサイジングプレスは、入出２本全体で４本のコ
ネクティングロッドの両端に軸受けを備えており、プレ
ス荷重点の変化に対する機構の安定性は高いが構造が複
雑なため設備コストが高い、そして、保守性も悪い。

【０００６】また、特開平５−１２３７０１号公報に記
載のスラブサイジングプレスは、各側に１本、全体で２
本のコネクティングロッドを備え、外ブロック側がオス
メスの球面（ピットマン）となっており、クランク機構
は比較的シンプルである。しかし、コネクティングロッ
ド１本の連結であるため、プレス荷重点の変化に対して
機構の安定性が低く、外ブロックに荷重点のずれによる
回転モーメントが発生する。このため、回転モーメント
に打ち勝つだけのガイド機構が外ブロソク周辺に必要
で、このガイド機構の保守性が悪い。また、オスメスの
球面部が摺動し摩耗を発生するので、この点でも保守性
が悪い。

【０００７】以上のような課題により、高い機構の安定
性とシンプルな構造を両立し、かつ保守性の良いスラブ
サイジングプレスが望まれている。

【０００８】本発明の目的は、機構の安定性を確保しつ
つ構造を簡略化し、かつ保守性の良いスラブサイジング
プレスを提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、偏心クランク軸と、該偏心クラン
ク軸に回転可能に取り付けられたアームと、該アームと
の間で荷重を伝達する第１のブロックと、該第１ブロッ
クと間隔調整可能に取り付けられた第２のブロックと、
該第２のブロックに取り付けられた金型とを備えたスラ
ブサイジングプレスにおいて、前記アームと第１のブロ
ックとの荷重伝達部の一方に第１の転動体を設け、他方
に第２の転動体を設け、第１の転動体と第２の転動体の
転動接触によって荷重を伝達すると共に、前記第１及び
第２の転動体の転動接触面のすべり止め手段として、前
記アーム側と前記第１のブロック側のそれぞれに相互に
噛み合うギヤーを設け、かつこれらギヤーの少なくとも
一方を移動可能に支持したものである。

【００１０】アームと第１のブロックとの荷重伝達部の
一方に第１の転動体を設け、他方に第２の転動体を設
け、それらの転動接触によって荷重を伝達するようにす
ることにより、従来のコネクティングロッドを必要とせ
ず、設備構造が簡略化し、かつ設備長を縮小することが
できる。

【００１１】また、第１及び第２の転動体の転動接触面
のすべり止め手段として、アーム側と第１のブロック側
のそれぞれに相互に噛み合うギヤーを設けることによ
り、荷重伝達経路を一定に保つことができ、高い機構の
安定性を得ることができる。これと同時に転動接触面の
摩耗を抑制でき、保守性の向上を実現できる。

【００１２】以上は先願発明である特願平９−２９９９
１４号で提案した発明の技術思想に基づくものである。

【００１３】本発明では、以上に加えて更に、噛み合う
ギヤーの少なくとも一方を移動可能に支持することによ
り、プレス荷重によって第１及び第２の転動体の転動面
が弾性変形を起こしても、ギヤー同士が押し込み合わな
いので、くさび効果は起こらず、歯面に働く過大な面圧
や曲げ応力を回避することができ、ギヤーの長寿命化を
実現でき、更なる保守性の向上を図れる。

【００１４】（２）上記（１）において、好ましくは、
前記移動可能に支持したギヤーを所望の位置に保持する
手段として、前記ギヤーの移動範囲を制限するストッパ
と、このストッパに前記ギヤーを押し付ける付勢手段と
を設ける。

【００１５】移動可能に支持したギヤーを、このギヤー
に揺動運動により働く慣性力より大きな力でストッパー
に押し付けることにより、慣性力の影響を排除できるの
で、第１及び第２の転動体の相対位置を更に精度良く保
持することができ、ギヤーの更なる長寿命化を実現でき
る。

【００１６】（３）また、上記（２）において、好まし
くは、前記噛み合うギヤー間の距離を維持する手段とし
て、前記移動可能に支持したギヤーと一体で移動する第
３の転動体を設け、この第３の転動体を前記移動可能に
支持したギヤー側の転動体の転動面と同じ形状とし、か
つ他方のギヤー側の転動体に接触させる。

【００１７】これにより噛み合うギヤー間の距離を一定
に保つことができるので、所望のバックラシュを保持す
ることができ、くさび効果、歯面の焼付きを抑制でき、
ギヤーの一層の長寿命化を実現できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施形態を図１〜
図７により説明する。図１は、本発明の第１の実施形態
であるスラブサイジングプレスの正面図を示し、図２
は、同スラブサイジングプレスの平面図を示す。

【００１９】スラブサイジングプレスは、主に、スラブ
幅圧下手段、スラブ幅調整手段及びスラブ搬送手段を備
えている。以下においては、主としてスラブ幅圧下手段
及びスラブ幅調整手段について説明する。

【００２０】図１及び図２において、スラブ１８の幅方
向に１対の金型１４を振動させるスラブ幅圧下は、スラ
ブ１８を挟んだ両側の位置にそれぞれ１本づつ設けられ
た偏心クランク軸であるクランクシャフト２を回転する
ことによって行われる。これらクランクシャフト２は、
ハウジング１のウインドー１Ａの両端にクランクシャフ
ト用ベアリング４によって回転自在に保持され、クラン
クシャフト用駆動モータ８で回転させる。そして、各ク
ランクシャフト２には、入出方向（スラブ搬送方向）に
隔てて２本のアーム３がアーム用ベアリング５によって
回転自在に取り付けられている。

【００２１】また、各クランクシャフト２及び２本のア
ーム３と金型１４の間には、クランクシャフト２の回転
による揺動運動を与えられる外ブロック９、この外ブロ
ック９とスクリュー１０及びナット１１を介して間隔調
整可能に取り付けられた内ブロック１３とが設けられて
いる。

【００２２】各アーム３の先端には、本実施形態では、
第１の転動体として平板６が設けられ、外ブロック９に
は第１の転動体（平板６）に接触する第２の転動体とし
てロッカープレート７が設けられている。平板６とロッ
カープレート７との転動接触により、スラブ１８の幅圧
下により生じたプレス荷重を外ブロック９からアーム３
へと伝達することができる。

【００２３】また、平板６及びロッカープレート７の接
触面のすべり止め手段として、アーム３側にセクターギ
ヤー１９を、外ブロック９側にセクターギヤー１９と噛
み合うセクターギヤー２０が設けられている。セクター
ギヤー１９，２０は平板６及びロッカープレート７を挟
んだ両側部の位置に１対設けられている。セクターギヤ
ー１９，２０のピッチ線は対応する転動体である平板６
及びロッカープレート７の転動面と同一形状をしてい
る。即ち、平板１９側のセクターギヤー１９のピッチ線
は直線であり、セクターギヤー１９はラックである。ロ
ッカープレート７側のセクターギヤー２０のピッチ線は
ピッチ円であり、このピッチ円半径はロッカープレート
７の転動面の半径と同じである。なお、本願明細書中で
はピッチ円とはラックのピッチ線も含むものとする。

【００２４】本実施形態では、第１の転動体である平板
６と第２の転動体であるロッカープレート７は、図３
（ａ）に示すように一方の転動面を平面とし他方の転動
面を凸状の円筒面又は球面とした転動体の組み合わせの
例である。しかし、これに限らず、図３（ｂ）に示すよ
うに、２つの転動面を共に凸状の円筒面又は球面とした
転動体の組み合わせであっても良いし、図３（ｃ）に示
すように一方の転動面を凹状の円筒面又は球面とし他方
の転動面を凸状の円筒面又は球面とした転動体の組み合
わせであっても良い。つまり、外ブロック９を介して金
型１４からのプレス荷重をアーム３に伝達する際に、転
動接触によって行えればよい。そして、いずれの場合
も、セクターギヤー１９，２０は対応する転動体の転動
面の半径と同じピッチ円半径（転動体が平板である場合
はピッチ線）を有している。

【００２５】また、外ブロック９側のセクターギヤー２
０は、図４及び図５に示すように、ピン２１に回転自在
に取り付けられ、外ブロック９に対して移動可能に支持
されている。

【００２６】クランクシャフト２の回転により外ブロッ
ク９に与えられる揺動運動はスクリュー１０及び内ブロ
ック１３を介して金型１４に伝達され、この金型１４に
よってスラブ１８の側面を押圧してスラブ幅を減少せし
める。つまり、抑圧に必要な仕事はクランクシャフト２
の回転による揺動運動によって与えられる。

【００２７】次に、所望の幅のスラブを得るためのスラ
ブ幅調整は、内ブロック１３と外ブロック９との距離を
変化させることで行う。この幅調整機構として、外ブロ
ック９に上記のスクリュー１０とナット１１が備えられ
ている。本実施形態では、スクリュウー１０とナット１
１は入出方向（スラブ搬送方向）に２セット設けられ
て、プレス荷重中心が入出方向に変化しても荷重中心が
２つのスクリュー１０の間に位置するようになってい
る。そして、この２つのスクリュー１０の軸心高さは、
図２に示すように、スラブ２０の中心高さとほぼ同一高
さに配置され、上下方向で安定して荷重がスラブ２０に
伝達するように構成されている。

【００２８】また、スクリュー１０はナット１１をウォ
ームシャフト１７（図２参照）によって回転させて押し
引きされる。ウォームシャフト１７はモータ１２で駆動
する。スクリュー１０の先端は内ブロック１３の背面に
接してプレス荷重を伝達する。内ブロック１３の内側に
は平行部とテーパー部を有する上記の金型１４が設けら
れている。

【００２９】更に、金型１４からハウジング１までプレ
ス荷重を伝達する経路に、隙間やガタがあると衝撃荷重
が発生するので、内ブロック１３と外ブロック９間のガ
タを無くすための内ブロックバランスシリンダ１６と、
外ブロック９とハウジング１間のガタを無くすための外
ブロックバランスシリンダ１５が設けられている。内ブ
ロックバランスシリンダ１６は、幅調整機構の駆動系の
ガタをなくし、また、外ブロックバランスシリンダ１５
は、クランクシャフト２の駆動系のガタをなくす作用も
有している。

【００３０】本実施形態によれば、以下のような効果が
得られる。

【００３１】１）平板６とロッカープレート７との転動
接触によってプレス力を伝達するようにしたので、従来
のコネクティングロッドを必要とせず、設備構造が簡略
化し、旦つ設備長を縮小することができる。

【００３２】２）特公平２−５０８０７号公報のスラブ
サイジングプレスでは、図６に示すように、入出上下方
向に２本づつ、合計４本のスクリュー１１０とナット１
１１を外ブロック１０９に備え、スラブ幅圧下により生
じるプレス荷重を金型１１４から内ブロック１１３、ス
クリュー１１０とナット１１１に伝え、更にスクリュー
１１０とナット１１１から外ブロック１０９、コネクテ
ィングロッド１３０、クランクシャフト１０２、ハウジ
ング１０１の順に伝えている。この際、設備全長が長く
ならないように、上下スクリュー１１０とナット１１間
にコネクティングロッド１３０の先端を入れ込んだ配置
とする工夫がなされている。しかし、このようにコネク
ティングロッド１３０の先端を入れ込んだ場合は、スク
リュー１１０とナット１１１を上下方向の中央に配置し
た構成ではスクリュー１１０とナット１１１がコネクテ
ィングロッド１３０の連結部と干渉するため、スクリュ
ー１１０とナット１１１は上下方向に離して配置せざる
を得ず、スクリュー１１０とナット１１１は４本備える
ことが必須となる。

【００３３】これに対し、本実施形態では、コネクティ
ングロッドによる連結をやめ、平板６とロッカープレー
ト７との転動接触によってプレス力を伝達するようにし
たので、スクリュー１０とナット１１を上下方向の中央
に配置配置できるようになり、スクリュー１０とナット
１１を入出方向に２本とすることができ、幅調整機構も
簡素化できる。また、プレス荷重の中心の変化が上下方
向では小さく、入出方向（スラブ搬送方向）では大きい
ことが判明しており、入出方向に２本のスクリュー１０
とナット１１を設けることにより、安定性を損なうこと
なく構造を簡素化できる。

【００３４】３）平板６とロッカープレート７が転動接
触すると、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、平板６
が受ける垂直抗力とアーム用ベアリング５から受ける支
持力の向きが異なるので、アーム３に回転モーメントが
発生する。この回転モーメントにより、平板６とロッカ
ープレート７の転動接触面にすべりが発生する。このす
べりは、平板６とロッカープレート７の転動接触面の摩
耗を助長し、保守性が悪くなる。さらに転動接触する点
（線）が変化し、荷重伝達経路が一定にならないので、
プレス荷重を安定して伝達できない。

【００３５】本実施形態によれば、セクターギヤー１９
及び２０を設けることにより、平板６とロッカープレー
ト７の転動接触面のすべりを防止することができるの
で、転動接触面の摩耗を抑制でき、保守性の向上を実現
できる。同時に、荷重伝達経路を一定に保つことができ
るので、高い機構の安定性を得ることができる。

【００３６】４）プレス荷重が働くと、アーム３側の平
板６と外ブロック９側のロッカープレート７は弾性変形
を起こす。その結果、平板６とロッカープレート７にセ
クターギヤー１９，２０を固定すると、セクターギヤー
１９，２０間の距離（ピッチ円中心間距離）が縮まり、
くさび効果によって、歯面に過大な面圧や曲げ応力が発
生する。

【００３７】本実施形態によれば、セクターギヤー２０
をロッカープレート７に対して移動可能に支持したの
で、プレス荷重によって平板６とロッカープレート７が
弾性変形を起こしても、セクターギヤー同士が押し込み
合わないので、くさび効果は起こらない。従って、歯面
に働く過大な面圧や曲げ応力を回避することができる。
これにより、セクターギヤー１９，２０の長寿命化を実
現できる。

【００３８】なお、セクターギヤー２０の移動可能な支
持方法はピン２１による以外、摺動面を備えたガイド部
材によりセクターギヤー２０を平行移動可能に支持する
方法、セクターギヤー２０の背面をゴムなどの弾性部材
で支持する方法等であってもよい。つまり、セクターギ
ヤー２０が平板６とロッカープレート７が弾性変形する
方向に移動できる手段であれば何でも良い。

【００３９】また、外ブロック９側のセクターギヤー２
０を移動可能に支持したが、アーム３側のセクターギヤ
ー１９を移動可能に支持しても、更にはセクターギヤー
１９，２０の両方を移動可能に支持しても良い。

【００４０】本発明の第２の実施形態を図８及び図９を
用いて説明する。

【００４１】図８及び図９において、本実施形態は、ピ
ン２１によって回転自在に取り付けられたセクターギヤ
ー２０を所望の位置に保持する手段として、セクターギ
ヤー２０の移動範囲を制限するストッパー２３と、この
ストッパ２３にセクターギヤー２０を押し付ける弾性
体、例えばバネ２２とを設けたものである。弾性体２２
の代わりに油圧アクチュエータ又は空気圧アクチュエー
タを用いてもよい。つまり、セクターギヤー２０をスト
ッパー２３に押し付ける付勢手段であれば良い。

【００４２】セクターギヤー２０には、揺動運動による
慣性力が働く。バネ２２を設け、その慣性力より大きな
力でセクターギヤー２０をストッパー２３に押し付ける
ことにより、慣性力の影響を排除できるので、平板６と
ロッカープレート７の相対位置を更に精度良く保持する
ことができる。なお、プレス荷重によって平板６とロッ
カープレート７が弾性変形を起こしても、弾性体２２の
出力を適当に調整することで、くさび効果を回避するこ
とができる。

【００４３】本実施形態によれば、平板６とロッカープ
レート７の相対位置を更に精度良く保持できるので、平
板６並びにロッカープレート７の長寿命化を実現でき、
同時に、高い機構の安定性を得ることができる。

【００４４】本発明の第３の実施形態を図１０及び図１
１を用いて説明する。

【００４５】図１０及び図１１において、本実施形態
は、ピン２１によって回転自在に取り付けられたセクタ
ーギヤー２０を所望の位置に保持する手段として、セク
ターギヤー２０の移動範囲を制限するストッパー２３
と、このストッパ２３にセクターギヤー２０を押し付け
るバネ２２とを設けたものに、更に、噛み合うセクター
ギヤー１９，２０間の距離（噛み合うセクターギヤー１
９及び２０のピッチ円中心間距離）を一定に保つ手段と
して、第３の転動体、例えばセパレータ２４を設けたも
のである。このセパレーター２４はセクターギヤー２０
に取り付けられ、セクターギヤー２０と一体で移動す
る。また、セパレータ２４はロッカープレート７の転動
面と同じ形状（ロッカープレート７が平板の場合は平
面）を有している。なお、セクターギヤー２０のピッチ
円半径はロッカープレート７の転動面の半径と同じなの
で、セパレータ２４はセクターギヤー２０のピッチ円半
径と同じ曲率半径（セクターギヤー２０がラックの場合
は平面）を有することになる。また、セパレータ２４は
平板６と転動接触している。

【００４６】弾性体２２は、揺動運動によって働く慣性
力よりも大きな力でセクターギヤー２０をストッパー２
３に押し付ける役目を果たす。プレス荷重が働いたとき
平板６とロッカープレート７が弾性変形を起こすと、セ
パレーター２４と平板６の間に弾性体２２に対抗する力
が発生し、セクターギヤー１９及び２０には弾性体２２
の出力並びにプレス荷重は働かない。一方、歯車はバッ
クラシュが無い状態で使うと焼付きを起こすことが知ら
れている。

【００４７】本実施形態によれば、セパレーター２４に
より噛み合うセクターギヤー１９，２０のピッチ円中心
間距離を一定に保つことができるので、所望のバックラ
シュを保持することができ、くさび効果、歯面の焼付き
を抑制でき、セクターギヤー１９，２０の長寿命化を実
現できる。

【００４８】本発明の第４の実施形態を図１２及び図１
３を用いて説明する。

【００４９】図１０及び図１１において、本実施形態
は、平板６に代えロッカープレート７と同様な形状の曲
面板６Ａを用い、第１及び第２の転動体の転動面を共に
凸状の円筒面又は球面にしたものである。それ以外は第
３の実施形態と同じである。

【００５０】本実施形態によっても第３の実施形態と同
様の効果が得られる。

【００５１】以上は金型１４を１次元的に振動させるス
ラブサイジングプレスについて述べたが、金型１４をス
ラブ幅方向に振動させるとともに金型１４をスラブ搬送
方向に移動させる手段を付与して金型１４を円軌道もし
くは円弧軌道で移動する設備においても、本実施形態を
適用できる。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、サイジングプレスの機
構の安定性を確保しつつ構造を簡略化し、設備コストを
低減しかつ保守性を向上できる。

【００５３】また、ギヤーの歯面に働く過大な面圧や曲
げ応力を回避し、ギヤーの長寿命化を実現でき、更なる
保守性の向上を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態によるスラブサイジン
グプレスを示す平面図である。

【図２】図１に示すスラブサイジングプレスの正面図で
ある。

【図３】本発明のアーム側転動体と外ブロック側転動体
の転動面の形状の組合せを示す図である。

【図４】図１に示すスラブサイジングプレスの転動体部
分を拡大して示す平面図である。

【図５】図１に示すスラブサイジングプレスの転動体部
分を拡大して示す正面図である。

【図６】特公平２−５０８０７号公報のスラブサイジン
グプレスを比較例として示す図である。

【図７】プレス荷重の伝達状態を示す図であり、（ａ）
は平板が受ける垂直抗力とアーム用ベアリングから受け
る支持力の向きが同じ場合を、（ｂ）は平板が受ける垂
直抗力とアーム用ベアリングから受ける支持力の向きが
異なる場合を示す。

【図８】本発明の第２の実施形態によるスラブサイジン
グプレスの転動体部分を拡大して示す平面図である。

【図９】図８に示すスラブサイジングプレスの転動体部
分を拡大して示す正面図である。

【図１０】本発明の第３の実施形態によるスラブサイジ
ングプレスの転動体部分を拡大して示す平面図である。

【図１１】図１０に示すスラブサイジングプレスの転動
体部分を拡大して示す正面図である。

【図１２】本発明の第４の実施形態によるスラブサイジ
ングプレスの転動体部分を拡大して示す平面図である。

【図１３】図１２に示すスラブサイジングプレスの転動
体部分を拡大して示す正面図である。

【符号の説明】 １…ハウジング ２…クランクシャフト ３…アーム ４…クランクシャフト用ベアリング ５…アーム用ベアリング ６…平板 ７…ロッカープレート ８…クランクシャフト用駆動モータ ９…外ブロック １０…スクリュー １１…ナット １２…幅調整用駆動モータ １３…内ブロック １４…金型 １５…外ブロックバランス １６…内ブロックバランス １７…幅調整用ウォームシャフト １８…スラブ １９…セクターギヤー ２０…セクターギヤー ２１…ピン ２２…弾性体（バネ） ２３…ストッパー ２４…セパレーター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21J 9/18 B21B 15/00 B21J 1/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】偏心クランク軸と、該偏心クランク軸に回
   転可能に取り付けられたアームと、該アームとの間で荷
   重を伝達する第１のブロックと、該第１ブロックと間隔
   調整可能に取り付けられた第２のブロックと、該第２の
   ブロックに取り付けられた金型とを備えたスラブサイジ
   ングプレスにおいて、 前記アームと第１のブロックとの荷重伝達部の一方に第
   １の転動体を設け、他方に第２の転動体を設け、第１の
   転動体と第２の転動体の転動接触によって荷重を伝達す
   ると共に、前記第１及び第２の転動体の転動接触面のす
   べり止め手段として、前記アーム側と前記第１のブロッ
   ク側のそれぞれに相互に噛み合うギヤーを設け、かつこ
   れらギヤーの少なくとも一方を移動可能に支持したこと
   を特徴とするサイジングプレス。
2. 【請求項２】請求項１記載のスラブサイジングプレスに
   おいて、前記移動可能に支持したギヤーを所望の位置に
   保持する手段として、前記ギヤーの移動範囲を制限する
   ストッパと、このストッパに前記ギヤーを押し付ける付
   勢手段とを設けたことを特徴とするスラブサイジングプ
   レス。
3. 【請求項３】請求項２記載のスラブサイジングプレスに
   おいて、前記噛み合うギヤー間の距離を維持する手段と
   して、前記移動可能に支持したギヤーと一体で移動する
   第３の転動体を設け、この第３の転動体を前記移動可能
   に支持したギヤー側の転動体の転動面と同じ形状とし、
   かつ他方のギヤー側の転動体に接触させたことを特徴と
   するスラブサイジングプレス。