JP6449098B2 - 丸棒鋼の端面研削装置 - Google Patents

Description

本発明は、丸棒鋼の端面研削装置に関する。

丸棒鋼は、熱間圧延により成形された後、コールドシャー又はホットソーにより所定の長さに切断され、その後、複数本を１つの束に結束した状態で製品として出荷される。切断後の丸棒鋼の端面には凹凸等が生じるため、結束前に研削等の仕上げ加工が必要な場合がある。このような仕上げ加工を行う装置として、特許文献１に記載された端面研削装置がある。

この端面研削装置は、丸棒鋼をその長さ方向に直交する方向に搬送するドックチェーンと、搬送される丸棒鋼を上方から押さえるピンチローラと、丸棒鋼を下方から支持する複数個のアライニングローラと、丸棒鋼の長さ方向一方側に配置された砥石とを備えている。複数個のアライニングローラは、丸棒鋼の長手方向に並べて配置され、丸棒鋼の搬送方向に沿った軸心回りに回転駆動される。このアライニングローラの駆動によって、丸棒鋼には、端面を砥石に押し付ける力が付与される。一方、ピンチローラは、丸棒鋼の搬送方向に対して４５度の角度で傾斜した軸心回りに回転駆動される。このピンチローラの駆動によって、丸棒鋼には、端面を砥石に押し付ける力と、丸棒鋼を自転させる力とが付与される。

特開平１０−２７７８９３号公報

従来の端面研削装置において、丸棒鋼は、ドックチェーンで搬送されることに伴う自転と、ピンチローラの駆動力による自転とを行うが、丸棒鋼が太くなると自転による回転数を十分に得ることができず、砥石の幅内で十分に端面を研削することが困難な場合がある。そのため、従来は、研削可能な丸棒鋼の太さを制限したり、太い丸棒鋼に対応するために砥石の幅を拡大することが行われていた。また、丸棒鋼の端面が粗い場合も回転不足となる可能性が高い。さらに、ピンチローラは砥石の近傍に１つだけ設けられるため、ピンチローラによる駆動力で丸棒鋼全体を自転させることは困難である。

また、ピンチローラとアライニングローラとの双方が回転駆動されるため、両者の回転のずれ等に起因して丸棒鋼と各ローラとの間に滑りが生じ、丸棒鋼の表面に傷が生じ易くなり、製品の品質が低下するおそれがある。

本発明は、以上のような実情に鑑み、丸棒鋼の端面を効率よく確実に研削し、丸棒鋼の傷の発生を抑制することができる丸棒鋼の端面研削装置を提供することを目的とする。

本発明の丸棒鋼の端面研削装置は、丸棒鋼を、その長さ方向に直交する方向に搬送する搬送装置と、前記搬送装置によって搬送される前記丸棒鋼の長さ方向一方側に配置された砥石を有する研削装置と、前記搬送装置によって搬送される前記丸棒鋼の長さ方向に沿って並べて配置され、当該丸棒鋼を下方から支持する複数の下側ローラと、前記下側ローラに支持された前記丸棒鋼の上方に配置され、前記下側ローラ上の前記丸棒鋼を上から押さえる上側ローラとを備えており、
前記下側ローラは、前記丸棒鋼を自転させながら当該丸棒鋼の端面を前記砥石へ押し付けるように、前記長さ方向に対して傾斜した軸心回りに回転駆動され、
前記上側ローラは、前記長さ方向に対して前記下側ローラの回転軸心とは反対側に傾斜した軸心回りに自由回転自在に設けられている。

なお、「自由回転」とは、モータ等から駆動力を得ることなく、上側ローラの外周面に接するものに追従して自由に回転することをいう。
上記構成の端面研削装置は、複数の下側ローラによって丸棒鋼を自転させているので、丸棒鋼の長さ方向の広い範囲に、丸棒鋼を自転させるための駆動力を付与することができ、回転（自転）不足となることなく確実に丸棒鋼を回転させることができる。したがって、丸棒鋼の端面を効率よく確実に研削することができ、研削装置の砥石の幅を拡大しなくても太い丸棒鋼や端面の粗い丸棒鋼の研削が可能となる。

上側ローラは丸棒鋼を上から押さえるため、研削中に丸棒鋼が上下に振れるのを防止することができる。また、上側ローラは、自由回転自在であるので、従来のように下側ローラと上側ローラとの双方の駆動力が丸棒鋼に付与されることがなく、両ローラの回転速度のずれ等に起因して丸棒鋼に傷が発生するのを防止することができる。また、上側ローラは、丸棒鋼の自転に追従して回転することができるので、丸棒鋼の自転に対する抵抗を低減することができる。

前記端面研削装置は、前記上側ローラを上下動可能に支持する支持機構を備えていることが好ましい。
このような構成によって、丸棒鋼の太さ（外径）や丸棒鋼の反りや曲がり等に応じて上側ローラの高さを調整することができる。

前記支持機構は、水平な支軸回りに揺動可能でありかつ前記上側ローラを自由回転自在に支持する揺動部材を備えていてもよい。
この場合、揺動部材を支軸回りに揺動させることで、上側ローラの高さを容易に調整することができる。

前記支持機構は、前記上側ローラが前記丸棒鋼を押さえる力を調整する調整部を備えていてもよい。
このような構成によって、丸棒鋼の自転に対する抵抗を調整することができる。

前記上側ローラの少なくとも外周部は、合成樹脂製であってもよい。
このような構成によって、上側ローラとの接触による丸棒鋼の傷の発生を抑制することができる。

本発明によれば、効率よく丸棒鋼を研削できるとともに、丸棒鋼の傷の発生を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る丸棒鋼の端面研削装置の概略的な平面図である。 端面研削装置の要部の概略的な正面図である。 端面研削装置の要部の概略的な側面図である。 上側ローラの支持機構を示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、丸棒鋼の端面研削装置の概略的な平面図、図２は、端面研削装置の要部の概略的な正面図、図３は、端面研削装置の要部の概略的な側面図である。
本実施形態の端面研削装置１０は、例えば製鉄所や圧延検査工場等において、丸棒鋼の冷間検査を行う工程で端面形状の改善を行うために用いられる。

端面研削装置１０は、丸棒鋼Ａを搬送する搬送装置１１と、丸棒鋼Ａの搬送中に丸棒鋼Ａの端面を研削する研削装置１２と、研削装置１２によって丸棒鋼Ａを研削する際に、丸棒鋼Ａを下方から支持する複数の下側ローラ１３と、同じく丸棒鋼Ａを上方から押さえる上側ローラ１４とを備えている。なお、丸棒鋼Ａは、外径が２０ｍｍ〜１５０ｍｍ程度の断面円形状の長尺材であり、熱間圧延等によって成形された中間素材をコールドシャー又はホットソーにより所定の長さで切断したものである。また、図１に示す例では、搬送装置１１上に１本の丸棒鋼Ａしか示されていないが、実際には多数本の丸棒鋼Ａが載置される。

搬送装置１１は、複数の丸棒鋼Ａをその長さ方向Ｘに直交する方向Ｙに搬送する。具体的に、搬送装置１１は、丸棒鋼Ａの搬送方向Ｙに沿って回走する複数の搬送チェーン２１を丸棒鋼Ａの長さ方向Ｘに並べて備えている。搬送チェーン２１には、一定間隔で複数の搬送爪２２が設けられており、この搬送爪２２を丸棒鋼Ａに係合させた状態で搬送チェーン２１を回送させることによって丸棒鋼Ａを搬送することができる。

研削装置１２は、丸棒鋼Ａの長さ方向Ｘの外側方に配置されている。研削装置１２は、丸棒鋼Ａの搬送方向Ｙに沿った軸心回りに回転する円筒状の砥石２４と、電動モータ等の駆動部２５と、駆動部２５の動力を砥石２４に伝達する動力伝達機構２６とを備えている。そして、研削装置１２は、駆動部２５の動力を動力伝達機構２６を介して砥石２４に伝達することによって砥石２４を軸心回りに回転し、砥石２４の外周面に押し付けられた丸棒鋼Ａの端面を研削する。動力伝達機構２６には、無端状チェーン及びスプロケットを有するチェーン伝動機構や、無端状ベルト及びプーリを有するベルト伝動機構等を用いることができる。

複数の下側ローラ１３は、円筒形状に形成され、搬送装置１１によって搬送される丸棒鋼Ａの長さ方向Ｘに沿って並べて配置されている。各下側ローラ１３は、電動モータ等の駆動部（図示省略）によって回転駆動される。下側ローラ１３の軸心１３ａは、水平であり、かつ丸棒鋼Ａの長さ方向Ｘに対して傾斜して配置されている。本実施形態では、搬送方向Ｙの先方側の下側ローラ１３の端部が、研削装置１２側に位置するように下側ローラ１３の軸心１３ａが傾斜している。また、丸棒鋼Ａの長さ方向Ｘに対する下側ローラ１３の軸心１３ａの傾斜角度は、約４５度とされている。下側ローラ１３は、搬送方向Ｙにおける砥石２４の幅にわたる範囲で設けられている。したがって、砥石２４によって丸棒鋼Ａが研削されている間、丸棒鋼Ａは下側ローラ１３上に位置している。

下側ローラ１３が回転駆動されると、下側ローラ１３上の丸棒鋼Ａには、図２に矢印ａで示すように、砥石２４に向かう方向への力が付与され、丸棒鋼Ａの端面が砥石２４に押し付けられる。これにより、丸棒鋼Ａの端面を確実に研削することができる。また、下側ローラ１３は、丸棒鋼Ａの長さ方向Ｘに沿って複数設けられているので、複数の下側ローラ１３によって丸棒鋼Ａの略全体に対して砥石２４に向かう方向の力を付与することができる。

また、下側ローラ１３が回転駆動されると、下側ローラ１３上の丸棒鋼Ａは、自身の軸心回りに回転（自転）する。したがって、丸棒鋼Ａは自転しながら端面が砥石２４によって研削される。また、下側ローラ１３は、丸棒鋼Ａの長さ方向Ｘに沿って複数設けられているので、丸棒鋼Ａの略全体に自転させるための力を付与することができる。そのため、丸棒鋼Ａが太い場合であっても回転（自転）不足になることはほとんどなく、砥石２４の幅内で丸棒鋼Ａの端面を効率よく確実に研削を行うことができる。したがって、研削の処理能力を高めることができ、砥石２４の幅を大きくしなくても研削可能な丸棒鋼Ａの外径の制限を小さくすることができる。また、丸棒鋼Ａをコールドシャーによって切断する場合、端面の凹凸が大きくなるが、下側ローラ１３によって丸棒鋼Ａの回転不足が解消されるため、好適に端面を研削することができる。

なお、下側ローラ１３を回転駆動するための駆動部は、変速機構やインバータ等によって下側ローラ１３の回転速度を調整する調整部を備えていてもよい。この場合、丸棒鋼Ａの太さや端面の凹凸度合等に応じて下側ローラ１３の回転速度を調整することで、丸棒鋼Ａの端面をより確実に研削することができる。

上側ローラ１４は、最も砥石２４側に配置された下側ローラ１３の上方に配置されている。上側ローラ１４は円筒形状に形成されており、その軸心１４ａが、略水平であり、かつ丸棒鋼Ａの長さ方向Ｘに対して傾斜して配置されている。具体的に、上側ローラ１４は、丸棒鋼Ａの長さ方向Ｘに対して下側ローラ１３とは反対側に傾斜している。丸棒鋼Ａの長さ方向Ｘに対する上側ローラ１４の傾斜角度は約４５度とされている。したがって、下側ローラ１３と上側ローラ１４とは略直交した関係にある。また、上側ローラ１４は、少なくとも外周部が合成樹脂材により形成されている。

上側ローラ１４は、支持機構３１によって上下動可能に支持されている。図４は、支持機構３１を示す側面図である。図１及び図４に示すように、支持機構３１は、端面研削装置１０の装置フレーム１０ａ等に固定された基台３２と、この基台３２に水平な支軸３３回りに揺動可能に支持された揺動アーム（揺動部材）３４とを備えている。揺動アーム３４は、長手方向の中途部が支軸３３を介して揺動可能に基台３２に支持され、長手方向の一端部に上側ローラ１４を回転自在に支持している。したがって、支軸３３を中心として揺動アーム３４を上下に揺動させることで、上側ローラ１４の高さを調整することができる。

上側ローラ１４は、下側ローラ１３上の丸棒鋼Ａを自重によって上から押さえている。これにより、上側ローラ１４は、砥石２４により研削されている丸棒鋼Ａの上下方向の振れを抑制し、丸棒鋼Ａの姿勢を安定させることができる。そのため、丸棒鋼Ａの端面を均一に研削することができ、品質のばらつきを抑制することができる。

また、上側ローラ１４は、モータ等から駆動力が付与されず、自転している丸棒鋼Ａに接触することによって丸棒鋼Ａに追従して回転（自由回転）する。そのため、丸棒鋼Ａの自転に対する抵抗を可及的に低減することができる。

本実施形態では、丸棒鋼Ａは、砥石２４への押し付け力や自転のための回転力が下側ローラ１３から付与されるが、上側ローラ１４からは付与されないので、従来（特許文献１参照）のように下側ローラ（アライメントローラ）及び上側ローラ（ピンチローラ）の双方から回転力が付与される場合に比べて、丸棒鋼Ａと下側ローラ１３及び上側ローラ１４との間の滑りが少なくなり、丸棒鋼Ａの傷の発生を抑制することができる。また、上側ローラ１４は、少なくとも外周部が合成樹脂材により形成されているので、上側ローラ１４との接触に起因する丸棒鋼Ａの傷の発生を抑制することができる。さらに、本実施形態の端面研削装置１０は、上側ローラ１４を回転駆動させるための装置が不要であるので、製造コストを低減することができる。

上側ローラ１４は、丸棒鋼Ａの長さ方向Ｘに対して傾斜して配置されているので、上側ローラ１４が回転すると、丸棒鋼Ａには、砥石２４へ向かう方向への力が付与され、丸棒鋼Ａの端面が砥石２４から離反するのを抑制することができる。
また、上側ローラ１４は、支持機構３１によって上下動自在に支持されているので、丸棒鋼Ａの太さや、丸棒鋼Ａの反りや曲がりに応じて上側ローラ１４の高さを調整することができる。上側ローラ１４は、支持機構３１の揺動アーム３４の上下揺動によって高さが調整されるため、高さ調整のための機構が極めて簡単となり、構造の簡素化を図ることができる。

支持機構３１は、上側ローラ１４が丸棒鋼Ａを押さえる力を調整する調製部を備えていてもよい。この調整部は、図４に示すように、揺動アーム３４の他端に装着されるウエイトＷによって構成することができる。このウエイトＷの重量を調整することで、上側ローラ１４が丸棒鋼Ａを押さえる力を調整することができる。そのため、例えば、丸棒鋼Ａを押さえる力を弱めることによって自転に対する抵抗を小さくし、丸棒鋼Ａの自転速度を高めることができる。

以上に開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。つまり、本発明の端面研削装置は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。
上記実施形態の端面研削装置は、丸棒鋼の製造ラインに単独で設置されていてもよいし、他の装置と併設されていてもよい。例えば、上記実施形態の端面研削装置は、丸棒鋼の端縁を面取する面取装置と併設されていてもよく、この場合、両装置の間で搬送装置１１を共用することができる。

１０ ：端面研削装置
１１ ：搬送装置
１２ ：研削装置
１３ ：下側ローラ
１３ａ：軸心
１４ ：上側ローラ
１４ａ：軸心
２４ ：砥石
３１ ：支持機構
３３ ：支軸
３４ ：揺動アーム（揺動部材）
Ａ ：丸棒鋼
Ｗ ：ウエイト（調整部）
Ｘ ：丸棒鋼の長さ方向
Ｙ ：丸棒鋼の搬送方向

Claims (5)

1. 丸棒鋼を、その長さ方向に直交する方向に搬送する搬送装置と、前記搬送装置によって搬送される前記丸棒鋼の長さ方向一方側に配置された砥石を有する研削装置と、前記搬送装置によって搬送される前記丸棒鋼の長さ方向に沿って並べて配置され、当該丸棒鋼を下方から支持する複数の下側ローラと、前記下側ローラに支持された前記丸棒鋼の上方に配置され、前記下側ローラ上の前記丸棒鋼を上から押さえる上側ローラとを備えており、
   前記下側ローラは、前記丸棒鋼を自転させながら当該丸棒鋼の端面を前記砥石へ押し付けるように、前記長さ方向に対して傾斜した軸心回りに回転駆動され、
   前記上側ローラは、前記長さ方向に対して前記下側ローラの回転軸心とは反対側に傾斜した軸心回りに自由回転自在に設けられている、丸棒鋼の端面研削装置。
2. 前記上側ローラを上下動可能に支持する支持機構を備えている、請求項１に記載の丸棒鋼の端面研削装置。
3. 前記支持機構は、水平な支軸回りに揺動可能でありかつ前記上側ローラを回転自在に支持する揺動部材を備えている、請求項２に記載の丸棒鋼の端面研削装置。
4. 前記支持機構は、前記上側ローラが前記丸棒鋼を押さえる力を調整する調整部を備えている、請求項２又は３に記載の丸棒鋼の端面研削装置。
5. 前記上側ローラの少なくとも外周部が合成樹脂製である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の丸棒鋼の端面研削装置。

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