JP4526094B2 - 面取り装置 - Google Patents

Description

本発明は、面取り装置に関し、具体的にはビレットにおけるＣ面取りを行なう装置に関する。

ビレットとは、鋼材を製造する途中の過程で製造される中間部材であり、主として板状のものである。ビレットは、上記のとおり鋼材製造の途中の過程で製造されるものであるため、この後の工程において処理しやすいよう、表面の切削や辺の面取りを行うことが有用である。

このビレットの表面の切削に関する公知の技術として、例えば下記特許文献１に、ビレットを溶接した際に生じるビレット表面のバリを除去するための装置が開示されている。

特開平９−１２２９１８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術は、複数のビレットを溶接した場合に生じるビレット表面のバリを研削するための装置であり、ビレットの辺に対し面取りを行なう装置ではない。

また、上記特許文献１に記載の装置は、ビレットを移動させる機構を有し、しかも砥石等の研削機構をビレットの上面側又は下面側に配置しているため、製造されたばかりの高温（例えば８００℃程度）のビレットを、装置の使用可能温度範囲（例えば１００℃程度）にまで冷やして使用する必要があるが、製造時間の短縮の観点及び冷却によるビレットの熱変形をより少なくしておく必要から、不必要な冷却を待つことなく作業を行なうことがより好ましい。

そこで、本発明は、上記課題を鑑み、ビレットの面取りを好適に行なうことができる面取り装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題について鋭意検討を行なったところ、切削部材が付されたアームを回転可能に支持すると共に、アームの回転の中心部と切削部材の間のアームの一領域を弾性部材で押圧することで、ビレットの面取りを好適に行なうことができる点を発見し、本発明を完成させるに至った。

即ち、上記課題を解決する本発明の一観点に係る面取り装置は、筐体と、筐体に支持されるアーム用軸に回転可能に支持されるアームと、アームに支持される切削部材用軸に回転可能に支持される切削部材と、アームの、アーム用軸を基準として切削部材用軸が存在する側とは反対の側の領域に配置される重りと、筐体に支持され、かつ、アームのアーム用軸と前記切削部材用軸との間の領域においてアームを押圧する弾性部材と、を有し、アームには、アーム用軸と切削部材用軸との間の領域において第１の折曲部が形成され、弾性部材は、アームの、第１の折曲部と前記切削部材用軸との間の領域が延伸する方向に対し鋭角な方向に前記アームを押圧することを特徴とする。

以上により本発明は、ビレットの面取りを好適に行なうことができる面取り装置となる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。ただし、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に示す実施形態に限定されるものではない。

（実施形態１）
図１は、本実施形態に係る面取り装置（以下「本面取り装置」という。）１の側面図、図２は本面取り装置の上面図（ただしフード９を設けていない例）である。

図１及び図２で示すように、本面取り装置１は、筐体２と、筐体２に支持されるアーム用軸２１を介して筐体２に対し回転可能に支持されるアーム３と、アーム３に支持される切削部材用軸３１を介してアーム３に対し回転可能に支持される切削部材４と、筐体２に支持され、かつ、アーム３のアーム用軸２１と切削部材用軸３１との間の領域３２においてアーム３を押圧する弾性部材５と、を有する。

また、本面取り装置１は、更に、アーム３の、アーム用軸２１を基準として切削部材用軸３１が存在する側とは反対の側の領域３３に、重り６を有している。

また、本面取り装置１は、更に、筐体２に支持され、面取り対象となるビレットＢとの位置を計測及び出力する距離センサ７と、距離センサ７の出力に基づき弾性部材５の押圧力を調節する自動押圧調整部７１と、を有する。

また、本面取り装置１は、更に、面取り対象となるビレットＢに対し筐体２を相対的に移動可能とする筐体移動部８と、を有する。

本実施形態において、筐体２は、本面取り装置の骨格を形成する主要な部材であり、アーム３等の上記各構成要件を支持又は収納することができるものである。また本実施形態において筐体２は、後に詳述する筐体移動部８の上に配置されている。

本実施形態において、筐体２は、更に筐体本体部２２と、この筐体本体部２２に固定されるアーム支持部２３とを有して構成されている。なお上記のアーム用軸２１は、アーム支持部２３に配置されている。

本実施形態において、アーム３は、アーム用軸２１を中心に回転可能に支持されるものであって、かつ、切削部材４を支持することのできる部材である。

本実施形態においてアーム３は、アーム用軸２１を介して大きく２つの領域に区分される。一つ目の領域は、アーム用軸２１と切削部材用軸３１との間の領域３２（以下「切削部材用軸側領域」という。）であり、他方の領域は、アーム用軸２１を基準として切削部材用軸側領域３２とは反対の側の領域３３（以下「重り側領域」という。）である。

本実施形態において、切削部材用軸側領域３２には切削部材用軸３１が支持されており、更に、この切削部材用軸３１には、この軸を中心に回転可能な切削部材４が配置されている。

本実施形態においてアーム３の切削部材用軸側領域３２には、更に、切削部材４を回転させるための回転部材が配置されており、切削部材４は、回転部材の作動に応じ回転する。より具体的には、回転部材は、回転軸３４１を有するモータ３４１１と、回転軸３４１に固定された第一のタイミングプーリ３４２と、切削部材用軸３１に固定される第二のタイミングプーリ３４４と、第一のタイミングプーリ３４２と第二のタイミングプーリ３４４に巻かれて回転を同期させるタイミングベルト３４３と、を有して構成され、モータの回転をベルト３４３等を用いて切削部材４に伝えることができる。

また、本実施形態においてアーム３には、更に、重り側領域３３に、重り６が付されている。重り側領域３３に重り６を付すことで、本面取り装置は、切削部材用軸側領域３２側の重量とのバランスを取り、弾性部材５の負荷を軽減し、切削部材用軸側領域３２を押圧する弾性部材５の精度をより高めることができるようになる。

なお本実施形態において、切削部材用軸側領域３２は折れ曲った部分（以下「第１の折曲部」という。）３２１を有しており、弾性部材５が、この第１の折曲部３２１、又はこの第１の折曲部３２１とアーム用軸２１との間の領域を押圧する構成とすることが好ましい。第１の折曲部３２１を有し、この第１の折曲部３２１よりアーム軸側を押すことで、弾性部材５による押圧力の方向を調節し、ビレットＢ側に力をより効果的に伝えることができるようになる。具体的には、第１の折曲部３２１を有することで、折曲部３２１から切削部材用軸３１までの領域の部分の重さも砥石の重さとして加算することができ、しかも重心の位置をアーム用軸に近づけることが可能となり、切削部材が磨耗により減った場合であっても、その減少割合を少なくすることができ、重りの調整負担が軽減できるという効果がある。第１の折曲部の角度は、これのみに限定されるわけではないが、略垂直であることが好ましく、具体的には、８０度以上１００度以下、より好ましくは８５度以上９５度以下の範囲である。

また本実施形態において、重り側領域３３においても、折れ曲った部分（第２の折曲部）３３１を有していることも好ましい。このようにすることで、重り６による力をより効率的に制御することができる。なお上記構成を採用する場合において、図１から明らかなように、切削部材用軸側領域３２の第１の折曲部３２１と、重り側領域３３の第２の折曲部３３１とは、反対の方向に折れ曲っていることが好ましい。第２の折曲部の角度も、これのみに限定されるわけではないが、第１の折曲部の角度と同じであることが好ましく、略垂直であることが好ましく、具体的には、８０度以上１００度以下、より好ましくは８５度以上９５度以下の範囲である。

本実施形態において、切削部材４は、上記のとおりアーム３に支持される切削部材用軸３１を介して回転可能に支持されるものであって、かつ、切削対象となるビレットＢを切削することができるものであり、この限りにおいて限定されるわけではないが、例えば砥石又はカッターのいずれかを用いることが好適である。なお切削部材４の周囲には、切削部材を覆うための覆い４１が配置されていることは好ましい一例である。

本実施形態において、弾性部材５は、筐体２に支持され、アーム３、具体的にはアーム用軸側領域３２を押圧することのできるものである。弾性部材５は、上記機能を有する限りにおいて限定されるわけではないが、例えばバネ、ソレノイド、又はシリンダの少なくともいずれかを用いることができる。シリンダの場合、液体シリンダであってもよく、気体シリンダであってもよい。なお本実施形態の例では、弾性部材５の一例としてバネを用いている。

図３に、本実施形態に係る弾性部材５のより詳細な部分断面図を示す。本実施形態のように弾性部材５は、弾性体５１と、弾性体５１の発生させる押圧力を調節する押圧調整部材５２と、アーム３に接続され、かつ弾性体５１による押圧を受けてアーム３を押圧する接続部材５３と、弾性体５１を収納する弾性部材用筐体５４と、を有している。このようにすることで弾性部材５の押圧力を調節してアーム３の位置を調節するとともに、切削部材４が磨耗したとしてもビレットＢの辺に対し好ましい条件で面取り（Ｃ面取り）を行なうことができるようになるだけでなく、ビレットＢの辺が多少湾曲していても好ましい状態の面取りを維持することができる。なお後述するが、弾性体５１の押圧力を調節する押圧調整部材５２は、自動押圧調整部材７１に接続され、センサ７の出力に基づき弾性体５１に対する押圧力が調整される。なお、弾性部材５は、弾性部材用軸５５で筺体２に支持されており、更に接続軸５６により、アームの第１の折曲部５６に接続され、筺体を押すことができる。

また本実施形態において、距離センサ７は、筐体２に固定され、切削対象となるビレットＢとの距離を測定することのできるものである。距離センサ７の例としては、上記機能を奏する限りにおいて限定されるわけではないが、例えば超音波式近接スイッチを用いることが好適である。超音波式近接スイッチは、ビレットＢに向かって超音波を発すると共に、ビレットＢから反射される超音波を検出し、所定の処理（発信と受信の時間に音波の速度をかけて２で割る等）により、ビレットと超音波式近接スイッチとの間の距離を求めることができる。

そして更に、本実施形態に係る面取り装置１は、距離センサ７の出力に基づき弾性部材５の押圧力を調節する自動押圧調整部７１を有することも好ましい。自動押圧調整部７１は、上記弾性部材５の押圧調整部材５２に接続され、距離センサ７の出力に基づき押圧調整部材５２を調整し、結果的に、弾性部材５が発生させる押圧力を調整することができる。

なお、自動押圧調整部材７１の構成については、限定されるわけではないが、上記各図で示すように、距離センサ７の出力に基づき軸を回転させるサーボモータ７１１と、このサーボモータに接続され、モータの軸の回転に伴い回転する第一のタイミングプーリ７１２と、弾性部材５における押圧調整部材５２の軸５２１に接続され、自身の回転に伴い押圧調整部材５２を前進又は後退させる調節ねじ軸７１３と、調節ねじ軸７１３に接続され回転する第二のタイミングプーリ７１４と、第一のタイミングプーリ７１２と第二のタイミングプーリ７１３の双方にかけられ、一方の回転を他方に伝えるタイミングベルト７１５と、を有して構成されていることは好ましい一例である。このようにすることで、距離センサ７の出力に応じ、サーボモータ７１１を回転させ押圧調整部材５２を前進又は後退させて制御し、切削工程前又は切削工程において適宜弾性部材５の押圧力、切削部材の位置を調節することが可能となる。

本実施形態において、筐体移動部８は、重力方向に対し略垂直な面上に筐体２を回転させることのできる回転ステージ８１と、走行する方向に筐体２を移動可能とする筐体走行方向移動部８２と、横行する方向に筐体２を移動可能とする筐体横行方向移動部８３と、を有して構成されている。なおここで走行とは、ビレットの辺方向に略平行な方向に移動すること（長い移動）をいい、横行とは、ビレットの辺方向に略垂直な方向に移動すること（短い移動）をいう。

回転ステージ８１は、重力方向に対し略垂直な面において筐体２及びそれに配置される各部材を回転可能とする部材である。この構成については、上記機能を有する限りにおいて限定されるわけではないが、回転のしやすさから、それぞれボルト貫通用孔が複数形成された上下一対の円形状の板の組８１１、８１２と、板の組８１１、８１２の貫通孔を貫通しこの板の組を固定するボルト８１３と、を有していることは好ましい一例である。なお移転ステージ８１は、筐体走行方向移動部材８２及び筐体横行方向移動部材８３の上に配置される。この構成により、回転ステージ８１は切削対象であるビレットＢの辺に対する切削部材４の接触角度（ビレットの辺と切削部材の回転面とのなす角度）の調整が可能となり、切削部材の磨耗を考慮した切削部材４のより効率的な使用が可能となる。具体的には、ビレットＢの辺に対し切削部材４の回転面が垂直である場合、切削部材の一側面及びその近傍しか切り刃として使われないため、切削部材の厚さを厚くしても作業効率は変わらないだけでなく、切削部材の不均一な磨耗が生じてしまう一方、ビレットＢの辺に対して切削部材の回転面を傾けることで、切削部材の厚み方向の部分も切り刃として使用できるようになるだけでなく、使用による切削部材の磨耗をより均等にすることができる。なお、この接触角度の調整の量としては、切削部材の幅、面取りの幅を考慮することで適宜調整が可能であり、限定されるわけではないが、ビレットＢの辺に対し略垂直な方向（横行方向）からから５度以上２０度以下傾いた角度であることが好ましく、より好ましくは５度以上１０度以下の範囲である。このようにすることで、切削部材は切削部材の側面４２ではなく、回転面４３全体でビレットを切削することが可能となり、使用による切削部材の磨耗をより均等にすることができる（例えば図４参照）。また本実施形態では、回転ステージ８１と筐体２とは、位置調整を行なった後、複数のボルト８１３で固定されているが、動力部を設け稼働中でも適宜、角度調製のできる構成とすることも好ましい。

筐体走行方向移動部８２は、面取り対象となるビレットＢの辺に対し、筐体２を相対的に移動させる、より具体的にはビレットＢの辺に対し略平行な方向（走行方向）に移動させることができるようにするものである。この構成を採用することで、本面取り装置は、高温の状態にあるビレットＢであっても、ビレットＢを支持部材で本面取り装置とは独立に固定、保持させる一方、筐体２をビレットに対し相対的に移動させ、加工することが可能となる。特に本実施形態では、切削部材４の回転面をビレットＢの辺に対し垂直な方向に（又は回転ステージ８１を利用する等してビレットＢの辺の垂直な方向から所望の角度程度ずらした方向から）配置することが可能であり、ビレットＢの上面内又は下面内に切削部材全部及びその駆動機構を配置する必要がなくなる。そしてこの駆動機構を上面外、下面外の配置とできるため、ビレットＢからの熱による対流伝熱の影響を極度に軽減させることができる。この結果、装置の使用可能温度範囲（例えば１００℃程度）にまで冷やす必要なく面取りを行なうことができ、製造時間の短縮の観点及び冷却によるビレットの熱変形をより少なくすることができるといった効果がある。

なお筐体走行方向移動部８２の例としては、限定されるわけではないが、例えば本実施形態で示すように、ビレットＢの辺方向となるよう一方向に延びた台座８２１及びその上に配置される一対のレール部材８２２と、このレール部材８２２に載るよう配置され、かつ、レール部材上を滑らかに移動可能である摺動部材８２３と、この摺動部材８２３上に配置され、回転ステージ８１を支持する支持部材８２４と、を有していることが好ましい。摺動部材８２３は、レール部材８２２上を滑らかに移動することができる限りにおいて限定されるわけではないが、車輪と、この車輪を回転可能に支持する車軸と、この車軸を支持する摺動部材用支持部材とを有していることは好ましい一例である。なお、筐体走行方向移動部８２には更に、レール部材８２２に沿って筐体２を移動させるための動力部８２５を有していることが好ましい。このようにすることで、より容易に筐体２をビレットＢに対し移動可能とすることができる。なお、動力部８２５の例としては、移動可能とすることができる限りにおいて限定されるわけではないが、例えば筐体２に直接又は間接に接続され（図１の例では支持部材８２４の下部の部材８２８）、回転することで筐体２をビレットＢの辺方向に移動可能とする長ネジ８２６と、この長ネジ８２６を回転させるモータ８２７との組合せであることは好ましい一例であるがこれに限定されない。

また本実施形態において、筐体横行方向移動部８３は、筐体２をビレットＢの辺方向に対し略垂直な方向（横行方向）に移動させることができるものであって、上記筐体走行方向移動部８２と同様の構成を採用することができ、例えば、台座８３１（本実施形態では筐体走行方向移動部８２における支持部材８２４と共通）と、この台座８３１上に配置されるレール部材８３２と、このレール部材８３２に沿って筐体２を移動可能とする摺動部材８３３と、この摺動部材８３３上に配置され筐体２を支持する支持部剤８３４と、を有する構成であることは好ましい。なお、この場合において、上記の筐体走行方向移動部８２と同様、筐体２をビレットに対し相対的に移動させるための動力部８３５を有していることが好ましいが、移動距離が多くない場合、例えば摺動部剤８３４に貫通したねじ孔を形成し、このねじ孔に嵌めあわされるネジ８３５１と、このネジ８３５１に接続され、ネジ８３５１を回転させるハンドル８３５２と、有する手動の動力部であることは好ましい一例である。また本実施形態では、弾性部材５とこの筐体横行方向移動部との組み合わせにより、切削部材４が使用により磨耗し小さくなった場合であっても、常時切削部材４がビレットＢの辺に対しＣ面取りとなるようにアーム３を調整することができる。この場合のイメージ図を図５に示しておく。図中、細い点線は調整前のアームの状態（更には切削部材４が研磨される前）を示し、実線は弾性部材及び筐体横行方向移動部８３による調整後のアームの状態（更には切削部材４が研磨され小さくなった後の状態）を示す。これにより、切削部材が研磨し小さくなった場合でもより効率よく使用し、Ｃ面取りを行なうことができる。

また筐体２及び筐体移動部８のビレットＢに対向する側（前面）には、フード９が配置されていることが好ましい。フード９を配置することで、ビレットＢを切削する際に生じる火花が装置側に飛び散ることを防ぐことができるといった効果がある。

以上、本実施形態に係るビレット用面取り装置によると、ビレットの面取りを好適に行なうことができる。

本発明は、ビレット用面取り装置として産業上の利用可能性がある。

実施形態に係るビレット用面取り装置の側面図である。 実施形態に係るビレット用面取り装置の上面図である。 実施形態に係る弾性部材の部分断面図である。 実施形態に係る切削部材とビレットとの接触角度について説明する図である。 実施形態に係るアーム３の移動のイメージ図である。

Claims (2)

1. 筐体と、
   前記筐体に支持されるアーム用軸に回転可能に支持されるアームと、
   前記アームに支持される切削部材用軸に回転可能に支持される切削部材と、
   前記アームの、前記アーム用軸を基準として前記切削部材用軸が存在する側とは反対の側の領域に配置される重りと、
   前記筐体に支持され、かつ、前記アームの前記アーム用軸と前記切削部材用軸との間の領域を押圧する弾性部材と、
   前記筐体に支持され、面取り対象となるビレットからの距離を計測し、出力する距離センサと、
   前記距離センサの出力に基づき前記弾性部材の押圧力を調節する自動押圧調整部と、を有し、
   前記アームには、前記アーム用軸と前記切削部材用軸との間の領域において第１の折曲部が形成され、また、前記アームには、前記アーム用軸と前記重りとの間の領域において第２の屈曲部が形成され、
   前記弾性部材は、前記アームの、前記第１の折曲部と前記切削部材用軸との間の領域が延伸する方向に対し鋭角な方向に前記アームを押圧する、ビレット用面取り装置。
2. 前記ビレットの重力方向に対し略垂直な面上に筐体を回転させることのできる回転ステージと、走行する方向に筐体を移動可能とする筐体走行方向移動部と、横行する方向に筐体を移動可能とする筐体横行方向移動部と、を有する筺体移動部と、を備え、
   前記切削部材の回転面は、前記ビレットを切削する場合、前記横行する方向に対し、５度以上２０度以下傾いてなる請求項１記載のビレット用面取り装置。