JP3890984B2

JP3890984B2 - 線棒材のプロフィル測定装置

Info

Publication number: JP3890984B2
Application number: JP2002003934A
Authority: JP
Inventors: 巨城今村; 巖洋新開
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2002-01-10
Filing date: 2002-01-10
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2022-01-10
Also published as: JP2003207316A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、線材や棒鋼等の線棒材の外径およびプロフィルを測定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の線棒材のプロフィル測定装置としては、例えば、内部に線棒材の通過穴を有する筒状の装置本体と、該装置本体に軸受を介して回転可能に外嵌された回転胴と、該回転胴の端部に設けられ、前記通過穴を通過した前記線棒材の外径、プロフィルを測定する投光器および受光器（透過型光電センサ）が取り付けられたフランジ部と、前記回転胴に回転力を付与するベルト駆動やチェーン駆動等の巻掛伝動機構とを備えたものが知られている。
【０００３】
このプロフィル測定装置においては、装置本体の通過穴を通過する高温の線棒材の熱から装置を保護すべく装置本体に冷却水のジャケット等が形成されており、また、投光器や受光器についてはフランジ部にファン等の冷却装置を取り付けて前記線棒材の熱による影響を回避するようにしたものが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の線棒材のプロフィル測定装置においては、投光器および受光器の冷却装置にファンを用いると、構造が複雑になるばかりか、回転部分の重量が大となって特に回転胴を正逆方向に揺動させる方式を採用した場合には大きな回転力が必要となり、この結果、回転胴に取り付けられる巻掛伝動機構のプーリやスプロケット等の幅や直径が大きくなって装置が大型化し、製造ラインで広いスペースが必要になるという問題がある。
【０００５】
また、投光器および受光器の冷却はできても、熱間圧延での形状、プロフィル測定時に鋼材からのスケールやスケールの粉、又は粉塵等が投光器および受光器のレンズ部に付着し、測定精度を低下させる虞れがある。
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、小型且つ簡単な構造で光電センサの冷却を行うことができると共に、高精度な測定を行うことができる線棒材のプロフィル測定装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内部に線棒材の通過穴を有する筒状の装置本体と、該装置本体に軸受を介して回転可能に外嵌された回転胴と、該回転胴の端部に設けられ、前記通過穴を通過した前記線棒材のプロフィルを測定する光電センサが取り付けられたフランジ部と、前記回転胴に回転力を付与する駆動機構とを備えた線棒材のプロフィル測定装置であって、前記光電センサをケース内に収容すると共に、前記回転胴内に流体通路を形成して該流体通路を接続管を介して前記ケースに接続し、且つ、前記回転胴の回転時に前記流体通路に冷却用流体を供給可能になす流体供給手段を備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記駆動機構を巻掛伝動機構として前記回転胴に従動車を取り付けると共に、該従動車と前記フランジ部との間に前記流体通路を配置したことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、前記流体が気体であることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。図１及び図２は本発明の実施の形態の一例である線棒材のプロフィル測定装置を説明するための説明的断面図、図３は図１、図２の左側面図で、Ｙ−Ｙ線断面図が図１であり、Ｚ−Ｚ線断面図が図２である。また、図４は図１、図２のＸ−Ｘ線断面図、図５は本発明の他の実施の形態を説明するための説明的断面図である。
【０００９】
図１〜図４を参照して、この線棒材のプロフィル測定装置は、内部に線棒材の通過穴６ａを有する筒状の装置本体と３０と、該装置本体３０に回転可能に外嵌された回転胴８と、該回転胴８の端部にボルト１７等を介して取り付けられたフランジ部１８と、該フランジ部１８に互いに回転胴８の径方向に対向して取り付けられ、前記通過穴６ａを通過した線棒材の外径およびプロフィルを測定するた透過型光電センサとしての投光器１９ａおよび受光器１９ｂと、投光器１９ａおよび受光器１９ｂを個別に収容するケース２０ａおよび２０ｂと、回転胴８の前記フランジ部１８から離間する側の端部にボルト１２等を介して取り付けられ、該回転胴８に回転力（又は揺動力）を付与する巻掛伝動機構（駆動機構）の構成部品としてのプーリ（従動車）１１とを備えている。
【００１０】
装置本体３０は、固定フレーム１にボルト２等を介して取り付けられた水冷フレーム３と、該水冷フレーム３にボルト７等を介して内嵌された筒状のトラフガイド６とを備えており、該トラフガイド６の内部が前記線棒材の通過穴６ａとされている。また、内部水冷フレーム４の周壁内部には、通過穴６ａを通過する高温の線棒材の熱から装置を保護するための冷却水用ジャケット４ａが形成されている。
【００１１】
回転胴８は、軸方向に互いに離間配置された２個の軸受９，１０を介して水冷フレーム３に回転可能に外嵌されている。回転胴８の周壁内部には、環状空間からなる流体通路Ａがフランジ部１８とプーリ１１との間で軸方向に延びて形成されており、該流体通路Ａはフランジ部１８の軸方向外方位置で回転胴８に接続された接続管２１に小穴２４を介して連通している。接続管２１は周方向に互いに１８０°離間して２本設けられており、一方が投光器１９ａのケース２０ａに接続されると共に、他方が受光器１９ｂのケース２０ｂに接続されている。
【００１２】
ケース２０ａは投光器１９ａとの間に所定の空間Ｂを形成して該投光器１９ａを収容しており、また、ケース２０ａの投光器１９ａのレンズ部側にはスリット２２が形成されている。ケース２０ｂについても同様に投光器１９ｂとの間に所定の空間Ｂを形成して該投光器１９ｂを収容しており、また、ケース２０ｂの投光器１９ｂのレンズ部側にはスリット２２が形成されている。
ここで、この実施の形態では、前記回転胴８の回転（揺動も含む）時に流体通路Ａに冷却用気体を供給可能になす流体供給手段を次のように構成している。
【００１３】
即ち、流体供給手段は、回転胴８の軸方向の略中央部に外嵌固定されて該回転胴８と一体に回転する回転リング３１と、該回転リング３１の外周部に外嵌された固定リング１３とを備えており、回転リング３１と固定リング１３との間には抜け止め部材１４が介装されている。また、回転リング３１と固定リング１３との間、および固定リング１３と抜け止め部材１４との間にはそれぞれシール１５が介装され、回転リング３１と固定リング１３との間、固定リング１３と抜け止め部材１４との間、および回転リング３１と抜け止め部材１４との間にはそれぞれＯリング１６が配置されている。
【００１４】
回転リング３１の外周面には断面凹状の全周溝３２が形成されており、該全周溝３２と固定リング１３とによって環状空間３３が形成されている。また、回転リング３１の全周溝３２の底部には径方向に貫通する径方向穴３４が周方向に略等間隔で複数箇所（図４では８箇所）形成されており、該径方向穴３４は回転胴８の流体通路Ａに連通している。
固定リング１３は周方向の一側部において固定フレーム１の一部である止め具２５によって回り止めがなされており、また、固定リング１３の外周部には投光器１９ａおよび受光器１９ｂの冷却、清浄を目的とした圧縮気体を環状空間３３内に供給する供給管２３が接続されている。また、固定リング１３と供給管２３の自重により、回転リング３１と固定リング１３との摩擦による回転抵抗が大きくなることを防止するため、固定リング１３は図示しない固定フレームからばね４によりつり上げられている。
【００１５】
そして、回転胴８の回転（又は揺動）時に供給管２３から環状空間３３内に供給された気体は複数の径方向穴３４を通って回転胴８の流体通路Ａに流入し、次いで、２つの小穴２４からそれぞれ接続管２１を介してケース２０ａ，２０ｂに導かれる。
ケース２０ａ内部に導かれた気体はケース２０ａと投光器１９ａとの間の空間Ｂを通過してスリット２２から外部に放出され、また、ケース２０ｂ内部に導かれた気体はケース２０ｂと受光器１９ｂとの間の空間Ｂを通過してスリット２２から外部に放出される。
【００１６】
これにより、気体が投光器１９ａおよび受光器１９ｂに沿って通過することで、強制対流により投光器１９ａおよび受光器１９ｂの冷却が行われ、また、気体がスリット２２を通過して外部に放出されることで、気体が投光器１９ａおよび受光器１９ｂの通光範囲を通ってレンズ部の清浄が行われる。なお、接続管２１からケース２０ａ，２０ｂ内に流入した気体はケース２０ａ，２０ｂ内で急拡大して温度が下がるため、投光器１９ａおよび受光器１９ｂの冷却を効率よく行うことができる。
【００１７】
このようにこの実施の形態では、回転胴８の流体通路Ａから接続管２１を介して投光器１９ａおよび受光器１９ｂの各ケース２０ａ，２０ｂ内に冷却用に気体を供給して投光器１９ａおよび受光器１９ｂを冷却して前記線棒材の熱による影響を回避するようにしているため、小型且つ且つ簡単な構造で投光器１９ａおよび受光器１９ｂの冷却を行うことができる。
また、各ケース２０ａ，２０ｂのスリット２２から気体が外部に放出されることで、該気体によって投光器１９ａおよび受光器１９ｂのレンズ部の清浄が行われるため、レンズ部にスケールや粉塵等が付着するのが防止されて高精度の測定を行うことができる。
【００１８】
更に、冷却用の流体として気体を用いているため、回転リング３１と固定リング１３との間に多少の漏れが生じても冷却効果に殆ど影響を及ぼすことがなく、また、設備の腐食や電気部品の誤動作等も回避することができる。
なお、本発明の装置本体、回転胴、光電センサ、フランジ部、駆動機構および流体供給手段等の構成は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００１９】
例えば、上記実施の形態では、冷却用の流体として気体を用いて冷却用の流体がレンズ部への粉塵等の付着防止作用を兼ね備えるようにしているが、冷却作用のみが必要な場合にはケース２０ａ，２０ｂをジャケット構造として回転リング３１と固定リング１３との間のシールを強化することで液体による冷却も可能である。
また、上記実施の形態では、流体供給手段を、回転胴８の軸方向の略中央部に外嵌固定されて該回転胴８と一体に回転する回転リング３１と、該回転リング３１の外周部に外嵌された固定リング１３等によって構成しているが、これに代えて、例えば図５に示すように、装置本体３０の周壁内に流体通路４０を形成して該流体通路４０を回転胴８の周壁内に形成された流体通路Ａの環状溝４１にＯリング４２等を介して気密に連通させるようにしてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明によれば、小型且つ簡単な構造で光電センサの冷却を行うことができると共に、高精度な測定を行うことができるという効果が得られる。
この場合、冷却用の流体として気体を用いることにより、多少の漏れが生じても冷却効果に殆ど影響を及ぼすことがなく、また、設備の腐食や電気部品の誤動作等も回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例である線棒材のプロフィル測定装置を説明するための説明的断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の一例である線棒材のプロフィル測定装置を説明するための説明的断面図である。
【図３】図１、図２の左側面図である。
【図４】図１、図２のＸ−Ｘ線断面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態を説明するための説明的断面図である。
【符号の説明】
６ａ…通過穴
８…回転胴
９，１０…軸受
１１…プーリ（従動車）
１３…固定リング（流体供給手段）
１８…フランジ部
１９ａ…投光器（光電センサ）
１９ｂ…受光器（光電センサ）
２０ａ，２０ｂ…ケース
２１…接続管
３０…装置本体
３１…回転リング（流体供給手段）
Ａ…流体通路

Claims

内部に線棒材の通過穴を有する筒状の装置本体と、該装置本体に軸受を介して回転可能に外嵌された回転胴と、該回転胴の端部に設けられ、前記通過穴を通過した前記線棒材のプロフィルを測定する光電センサが取り付けられたフランジ部と、前記回転胴に回転力を付与する駆動機構とを備えた線棒材のプロフィル測定装置であって、
前記光電センサをケース内に収容すると共に、前記回転胴内に流体通路を形成して該流体通路を接続管を介して前記ケースに接続し、且つ、前記回転胴の回転時に前記流体通路に冷却用流体を供給可能になす流体供給手段を備えたことを特徴とする線棒材のプロフィル測定装置。
前記駆動機構を巻掛伝動機構として前記回転胴に従動車を取り付けると共に、該従動車と前記フランジ部との間に前記流体通路を配置したことを特徴とする請求項１記載の線棒材のプロフィル測定装置。
前記流体が気体であることを特徴とする請求項１又２記載の線棒材のプロフィル測定装置。