JPH05303A - シートバーの摩擦圧接接合方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加熱装置を用いることなくシートバーを接合
する。 【構成】 先行するシートバー２の後端を上下からクラ
ンプ可能な先行シートバー把持ブロック１４，１５と、
後行するシートバー３の先端を先行するシートバー２の
後端と対峙させた状態で上下からクランプする後行シー
トバー把持ブロック２９，３０と、先行シートバー把持
ブロック１４，１５及び後行シートバー把持ブロック２
９，３０を互いに近接する方向へ付勢するアプセット駆
動機構８と、先行シートバー把持ブロック１４，１５及
び後行シートバー把持ブロック２９，３０をシートバー
幅方向９或いはシートバー厚さ方向へ往復移動させる駆
動機構１２，２１，３１とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄鋼等の金属材料生産
ラインのみならず非金属材料の生産ラインで適用し得る
シートバーの摩擦圧接接合方法及び装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来のシートバー接合装置は、例えば、
特開昭６０−２４４４０１号公報等に記載されており、
特開昭６０−２４４４０１号公報のシートバー接合装置
は、先行シートバーの後端部と後行シートバーの先端部
とを電気的加熱装置を用いて全幅に亘って直接加熱昇温
し、温度の上がった先行シートバーの後端面と後行シー
トバーの先端面とを押付け装置を用いて互いに突き合せ
押付けることにより、先行シートバーと後行シートバー
とを全幅に亘って接合するというものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭６０−２４４４０１号公報のシートバー接合装置で
は、先行シートバーの後端部と後行シートバーの先端部
とを加熱昇温しているので、大容量の加熱装置が必要と
なるという問題があった。

【０００４】本発明は、上述の実情に鑑み、加熱装置を
用いることなくシートバーを接合することができるよう
にしたシートバーの摩擦圧接接合方法及び装置を提供す
ることを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本方法発明は、先行する
シートバーの後端と後行するシートバーの先端とを、前
半においてアプセット力を小ないしは中として互いに押
付けながら、シートバー幅方向或いはシートバー厚さ方
向又は幅方向と厚さ方向の双方へ摩擦摺動せしめた後、
後半において摩擦摺動エネルギーを軽減すると共にアプ
セット力を大として圧接接合することを特徴とするシー
トバーの摩擦圧接接合方法にかかるものであり、又、該
シートバーの摩擦圧接接合方法の場合、先行するシート
バーの後端と後行するシートバーの先端との押付け時
に、左右のアプセット量の差を検出し、アプセット量の
多い側のアプセット力を減らすと共に、アプセット量の
少ない側のアプセット力を増すようにすることがより効
果的である。

【０００６】又、本装置発明は、先行するシートバーの
後端を上下からクランプ可能な先行シートバー把持ブロ
ックと、後行するシートバーの先端を先行するシートバ
ーの後端と対峙させた状態で上下からクランプ可能な後
行シートバー把持ブロックと、先行シートバー把持ブロ
ック及び後行シートバー把持ブロックのうち少なくとも
一方をシートバー長手方向で且つ先行シートバー把持ブ
ロック及び後行シートバー把持ブロックが近接する方向
へ移動可能なアプセット駆動機構と、先行シートバー把
持ブロック及び後行シートバー把持ブロックのうち双方
あるいは少なくともその一方をシートバー幅方向或いは
シートバー厚さ方向又は幅方向と厚さ方向の双方へ接合
面の摩擦摺動のために往復移動可能な駆動機構とを備え
たことを特徴とするシートバーの摩擦圧接接合装置にか
かるものである。

【０００７】

【作用】本発明によれば、先行するシートバーの後端を
先行シートバー把持ブロックを用いて上下からクランプ
し、後行するシートバーの先端を後行シートバー把持ブ
ロックを用いて先行するシートバーの後端と対峙させた
状態で上下からクランプし、アプセット駆動機構を駆動
して先行シートバー把持ブロック及び後行シートバー把
持ブロックのうち少なくとも一方をシートバー長手方向
で且つ先行シートバー把持ブロック及び後行シートバー
把持ブロックが近接する方向へ移動して先行するシート
バーの後端面と後行するシートバーの先端面を互いに押
付け、駆動機構を駆動して先行シートバー把持ブロック
及び後行シートバー把持ブロックのうち双方或いは少な
くともその一方をシートバー幅方向或いはシートバー厚
さ方向又は幅方向と厚さ方向の双方へ往復移動すること
により、先行するシートバーの後端と後行するシートバ
ーの先端との接合面が摩擦摺動により摩擦圧接されて、
先行するシートバーと後行するシートバーとが接合され
る。

【０００８】このようにシートバーを接合する際、先行
するシートバーの後端と後行するシートバーの先端と
を、前半においてアプセット力を小ないしは中として互
いに押付けながら、シートバー幅方向或いはシートバー
厚さ方向又は幅方向と厚さ方向の双方へ摩擦摺動せしめ
た後、後半において摺動ストローク或いは摺動駆動力或
いは摺動速さ或いはこれらの組合わせ量を軽減すること
により摩擦摺動エネルギーを軽減すると共に、アプセッ
ト力を大として圧接接合するようにすれば、前半におい
て酸化膜や汚れ等がこすり落とされて摩擦熱が発生し、
後半において効率良く且つ強固にシートバーを接合可能
となる。

【０００９】又、先行するシートバーの後端と後行する
シートバーの先端との押付け時に、左右のアプセット量
の差を検出し、アプセット量の多い側のアプセット力を
減らすと共に、アプセット量の少ない側のアプセット力
を増すようにすれば、シートバー同志が斜めに接合され
るようなことを防止できる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。

【００１１】図１〜図５は、本発明の一実施例である。

【００１２】熱間圧延ライン１の途中にシートバー２，
３が内部を通過可能な中空枠状のハウジング４を設け
る。

【００１３】該ハウジング４のライン方向５下流側に形
成されたウインドウ部６にライン方向５へ往復移動自在
な中空枠状のインナーハウジング７を設け、該インナー
ハウジング７と前記ハウジング４とのライン方向５下流
側の部分の間にライン方向５へ伸縮動可能なシリンダな
どのアプセット駆動機構８を介装する。

【００１４】図２に示すように、前記インナーハウジン
グ７の内部にシートバー２，３の幅方向９へ延びる上下
一対のビーム１０，１１を昇降自在に配設し、上方のビ
ーム１０上面と前記インナーハウジング７との間に上下
方向へ伸縮動可能なシリンダなどのクランプ駆動機構１
２を介装し、下方のビーム１１下面と前記インナーハウ
ジング７との間に高さ位置決め部材１３を介装する。ク
ランプ駆動機構には後述する駆動機構として使用するこ
とも可能である。

【００１５】前記上下のビーム１０，１１間にシートバ
ー２，３の幅方向９へ延びる上下一対の先行シートバー
把持ブロック１４，１５を設けて、前記各ビーム１０，
１１と対応する先行シートバー把持ブロック１４，１５
との一端部間に幅方向へ延びる延長アーム１６、ブラケ
ット１７，１８、ピン１９，２０を介して幅方向９へ伸
縮動可能なシリンダなどの駆動機構２１を取付け、且
つ、先行シートバー把持ブロック１４，１５の幅中央部
と対応するビーム１０，１１の幅中央部に形成した屈曲
部２２との間にライン方向５へ延びるピン２３，２４を
中心として揺動自在な一対の圧下押付けリンク２５，２
６を取付ける。又、一対の先行シートバー把持ブロック
１４，１５の対向位置に耐熱ライナー２７を取り付け
る。

【００１６】ハウジング４のライン方向５上流側に形成
されたウインドウ部２８に、図３に示すように、シート
バー２，３の幅方向９へ延びる上下一対の後行シートバ
ー把持ブロック２９，３０を昇降自在に配設し、上方の
後行シートバー把持ブロック２９上面と前記ハウジング
４との間に上下方向へ伸縮動可能なシリンダなどのクラ
ンプ駆動機構３１を介装し、下方の後行シートバー把持
ブロック３０下面と前記ハウジング４との間に高さ位置
決め部材３２を介装する。クランプ駆動機構３１は駆動
機構として使用することも可能である。

【００１７】上記構成のシートバーの摩擦圧接接合装置
３３は、例えば図４に示すように、熱間圧延ライン１に
おけるシートバー２，３の巻き取りと巻き戻しを行うコ
イルボックス３４とロール３９の昇降によってシートバ
ー２，３に貯めを与えるアキュムレータ４３との間に設
けられる。尚、図４中３５はシートバー２，３を仕上圧
延する仕上圧延機である。図中４０，４１はクランプ駆
動機構１２及び駆動機構２１のサーボ弁、４２はサーボ
弁に摺動指令を与える摺動軌跡指令装置である。

【００１８】次に、作動について説明する。

【００１９】コイルボックス３４から巻き戻された先行
するシートバー２はシートバーの摩擦圧接接合装置３３
のハウジング４内部を通過しアキュムレータ４３で貯め
を与えられた後、仕上圧延機３５で仕上圧延されるが、
先行するシートバー２の巻き戻しが完了して先行するシ
ートバー２の後端部がシートバーの摩擦圧接接合装置３
３のハウジング４内部に入った時に、シートバーの摩擦
圧接接合装置３３の作動が開始され、先ず、ライン方向
５下流側のクランプ駆動機構１２が伸長動して上方のビ
ーム１０、圧下押付けリンク２５，２６を介して先行シ
ートバー把持ブロック１４が下降し、上下の先行シート
バー把持ブロック１４，１５間で先行するシートバー２
の後端部がクランプされる。

【００２０】この時、先行するシートバー２の後端部の
位置が固定されるが、アキュムレータ４３によって先行
するシートバー２の貯めを減らして行くようにすること
により、先行するシートバー２の仕上圧延機３５への送
給が継続されるので、先行するシートバー２の仕上圧延
に影響が及ぶことはない。

【００２１】そして、先行するシートバー２の巻き戻し
が完了すると、コイルボックス３４は即座に後行するシ
ートバー３の巻き戻しを開始するので、後行するシート
バー３の先端は先行するシートバー２後端部の後を追っ
て接合装置３３のハウジング４内部に入る。

【００２２】すると、ライン方向５上流側のクランプ駆
動機構３１が伸長動して上方の後行シートバー把持ブロ
ック２９が下降し、上下の後行シートバー把持ブロック
２９，３０間で後行するシートバー３の先端部がクラン
プされる。

【００２３】このように、先行するシートバー２の後端
部と後行するシートバー３の先端部が先行シートバー把
持ブロック１４，１５及び後行シートバー把持ブロック
２９，３０でクランプされると、アプセット駆動機構８
が伸長動してインナーハウジング７ごと先行シートバー
把持ブロック１４，１５が後行シートバー把持ブロック
２９，３０へ向けて付勢され、先行するシートバー２の
後端部が後行するシートバー３の先端部に押付けられ
る。

【００２４】この状態で、駆動機構２１を伸縮動させる
と、後行シートバー把持ブロック２９，３０が幅方向９
へ往復移動され、互に押付け合っている先行するシート
バー２の後端部と後行するシートバー３の先端部が幅方
向９に摺り合わされる（図５参照）。

【００２５】尚、このときクランプ駆動機構１２，３１
の油圧シリンダを駆動するのにサーボ弁４０，４１と摺
動軌跡指令装置４２を使用し、サーボ弁４０，４１への
指令信号を様々に組合わすことにより摺動方向を幅方向
以外にも制御できる。クランプ駆動機構１２，３１の少
なくとも一方を伸縮動させて先行するシートバー２の後
端部と後行するシートバー３の先端部を厚さ方向（上下
方向）に摺り合せる動きを加えても良く、又、シートバ
ー２，３を幅方向９に摺り合せる動きに代えて厚さ方向
に摺り合せる動きのみとしても良い。又、クランプ駆動
機構１２，３１の油圧シリンダに同時に摺動指令を与
え、幅方向と厚さ方向の中間の斜め方向に摺動方向を制
御できる。又摺動方向を時々刻々と変えることもでき
る。

【００２６】すると、先行するシートバー２の後端部と
後行するシートバー３の先端部との間で摩擦圧接が起こ
り、先行するシートバー２の後端部と後行するシートバ
ー３の先端部とが接合される。

【００２７】上記摩擦圧接が起こる際には、先行するシ
ートバー２の後端部と後行するシートバー３の先端部の
表面に形成付着された酸化スケールが、互いに摺り合っ
て破壊除去されると共に母肉が摩擦加熱され活性化する
ことになるので、先行するシートバー２の後端部と後行
するシートバー３の先端部の母肉同志が圧接されること
となり、強固な接合状態が得られる。

【００２８】本発明によれば、摩擦圧接によって先行す
るシートバー２と後行するシートバー３とを接合するよ
うにしているので、機械的な作動のみによる接合が可能
となり、依って、加熱装置を主に用いることなくシート
バー２，３を接合することができる。

【００２９】図６は、本発明の装置の他の使用例であ
り、先行するシートバー２後端部の幅方向９両側部に後
方へ延びる突出部３６を形成すると共に、後行するシー
トバー３先端部の幅方向９両側部に前方へ延びる突出部
３７を形成して、突出部３６，３７同志を摩擦圧接する
ことにより、先行するシートバー２と後行するシートバ
ー３の幅方向９両側部のみを部分的に接合するようにし
ている。

【００３０】尚、先行するシートバー２と後行するシー
トバー３との接合部の間に形成される間隙３８は、後段
の仕上圧延機３５で仕上圧延されることにより埋められ
てしまうので、幅方向９両側部のみの部分的な接合でも
先行するシートバー２と後行するシートバー３との接合
強度に影響はない。

【００３１】図７は、本発明の方法の一例を示すもので
あり、図１〜５に示す装置により、先行するシートバー
２の後端を先行シートバー把持ブロック１４，１５を用
いて上下からクランプし、後行するシートバー３の先端
を後行シートバー把持ブロック２９，３０を用いて先行
するシートバー２の後端と対峙させた状態で上下からク
ランプし、アプセット駆動機構８を駆動して先行シート
バー把持ブロック１４，１５及び後行シートバー把持ブ
ロック２９，３０のうち少なくとも一方をシートバー長
手方向で且つ先行シートバー把持ブロック１４，１５及
び後行シートバー把持ブロック２９，３０が近接する方
向へ移動して先行するシートバー２の後端面と後行する
シートバー３の先端面を互いに押付け、駆動機構２１，
１２，３１を駆動して先行シートバー把持ブロック１
４，１５及び後行シートバー把持ブロック２９，３０の
うち双方或いは少なくともその一方をシートバー幅方向
或いはシートバー厚さ方向又は幅方向と厚さ方向の双方
へ往復移動することにより、先行するシートバー２の後
端と後行するシートバー３の先端との接合面を摩擦摺動
により摩擦圧接し、先行するシートバー２と後行するシ
ートバー３とを接合する際、図７に示す如く、先行する
シートバー２の後端と後行するシートバー３の先端と
を、前半の初期においてアプセット駆動機構８によるア
プセット力Ｆ_Xを小（例えば、２０ｍｍ厚〜４０ｍｍ厚
で１０００℃程度の熱間接合においては普通鋼同志では
１．５〜２．５ｋｇｆ／ｍｍ²の内の小さめの値、ステ
ンレス鋼同志では２．５〜７．５ｋｇｆ／ｍｍ²の内の
小さめの値）として互いに押付けながら、駆動機構２
１，１２，３１によりシートバー幅方向或いはシートバ
ー厚さ方向又は幅方向と厚さ方向の双方へ夫々中程度の
ストローク（各材質共に板厚の半分以下〜１／３以下の
ストローク）で摩擦摺動せしめ、前半の中期においてア
プセット駆動機構８によるアプセット力Ｆ_Xを中（前記
数値の内の大きめの値）として互いに押付けながら、駆
動機構２１，１２，３１によりシートバー幅方向或いは
シートバー厚さ方向又は幅方向と厚さ方向の双方へ夫々
中程度のストロークで摩擦摺動せしめた後、後半の後期
において駆動機構２１，１２，３１による摩擦摺動のた
めの駆動力を、サーボ弁４０，４１への摺動速さ、スト
ローク、荷重の指令を軽減することにより、軽減し、更
には駆動力を停止すると共に、アプセット駆動機構８に
よるアプセット力Ｆ_Xを大（熱間普通鋼同志で４．５〜
６．５ｋｇｆ／ｍｍ²、熱間ステンレス鋼同志で５．０
〜１１．０ｋｇｆ／ｍｍ²）として圧接接合するように
する。

【００３２】このようにすれば、前半の初期において主
として接合面に発生し接合強度を低下させる酸化膜や汚
れ等がこすり落とされ、前半の中期のエネルギーのやや
大きい状態において接合面に主として摩擦熱が発生し、
後半の後期において効率良く且つ強固に先行するシート
バー２と後行するシートバー３とを接合することができ
る。尚、初期と中期のアプセット力とエネルギーの変化
は比較的ゆるやかであり、初期と中期は明確に区別でき
ないときもある。

【００３３】又、図８は、本発明の方法の他の例を示す
ものであり、先行するシートバー２の後端と後行するシ
ートバー３の先端との押付け時に、アプセット駆動機構
８による左右のアプセット量Ｘ_L，Ｘ_Rを変位計４４，４
５により検出してその差Ｘ_L−Ｘ_Rを求め、該差Ｘ_L−Ｘ_R
に基づき補正アプセット力ΔＦ_XをΔＦ_X＝α（Ｘ_L−
Ｘ_R）（α：補正係数）より求め、左側のアプセット駆
動機構８によるアプセット力Ｆ_XLをＦ_XL＝Ｆ_XL0−ΔＦ_X
（Ｆ_XL0：左側のアプセット力の設定値）となるよう制
御すると共に、右側のアプセット駆動機構８によるアプ
セット力Ｆ_XRをＦ_XR＝Ｆ_XR0＋ΔＦ_X（Ｆ_XR0：右側のア
プセット力の設定値）となるよう制御することにより、
アプセット量の多い側のアプセット力を減らすと共に、
アプセット量の少ない側のアプセット力を増すようにす
る。

【００３４】このようにすれば、先行するシートバー２
と後行するシートバー３とが斜めに接合されるようなこ
とを防止でき、シートバー２，３の接合状態をより確実
化することができる。

【００３５】尚、本発明は、上述の実施例にのみ限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々変更を加え得ることは勿論である。例えば接
合材を台車に乗せて油圧ホース等でつなぎシートバーの
走行状態で接合を行わしめたり、或いは摺動動作を偏心
メカニズムで機械的に行わしめるようにしても良く、こ
の場合前半から後半への摺動エネルギーの軽減は機械ク
ラッチ等で行えば良い。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のシートバ
ーの摩擦圧接接合方法及び装置によれば、電気的加熱装
置を用いることなくシートバーを接合することができ、
又、特にすでに高温となっている帯板を接合する場合に
高温により発生した接合面の酸化膜が接合強度を低下さ
せるが、本発明の場合、摺動により酸化膜が破壊し且つ
加熱され、接合強度を増すことができると共に、接合面
に凹凸があっても摺動して凹凸をならすので均一接合を
行うことができ、しかも、前半と後半でアプセット力を
変化させ酸化膜の破壊並びに摩擦発熱と圧接接合とを区
分することにより、シートバー接合の高効率化並びに強
度向上を図ることができ、更に、左右のアプセット量に
応じた左右のアプセット力の制御により、シートバーが
斜めに接合されるようなことを防止でき、シートバーの
接合状態をより確実化することができるという優れた効
果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体斜視図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。

【図４】図１の装置を設ける熱間圧延ラインの概略側面
図である。

【図５】本発明の一実施例の作動状態を表わす概略斜視
図である。

【図６】本発明の装置の他の使用例を表わす概略斜視図
である。

【図７】本発明の方法の一例を表わす概要図である。

【図８】本発明の方法の他の例を表わす概略平面図であ
る。

【符号の説明】

２，３ シートバー ５ ライン方向（シートバー長手方向） ８ アプセット駆動機構 ９ 幅方向 １２，３１ クランプ駆動機構（駆動機構） １４，１５ 先行シートバー把持ブロック ２１ 駆動機構 ２９，３０ 後行シートバー把持ブロック ４４，４５ 変位計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三上 昌夫 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 土屋 和之 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 平田 未美 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 貝原 正一郎 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 中村 照美 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社技術研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先行するシートバーの後端と後行するシ
   ートバーの先端とを、前半においてアプセット力を小な
   いしは中として互いに押付けながら、シートバー幅方向
   或いはシートバー厚さ方向又は幅方向と厚さ方向の双方
   へ摩擦摺動せしめた後、後半において摩擦摺動エネルギ
   ーを軽減すると共にアプセット力を大として圧接接合す
   ることを特徴とするシートバーの摩擦圧接接合方法。
2. 【請求項２】 先行するシートバーの後端と後行するシ
   ートバーの先端との押付け時に、左右のアプセット量の
   差を検出し、アプセット量の多い側のアプセット力を減
   らすと共に、アプセット量の少ない側のアプセット力を
   増す請求項１記載のシートバーの摩擦圧接接合方法。
3. 【請求項３】 先行するシートバーの後端を上下からク
   ランプ可能な先行シートバー把持ブロックと、後行する
   シートバーの先端を先行するシートバーの後端と対峙さ
   せた状態で上下からクランプ可能な後行シートバー把持
   ブロックと、先行シートバー把持ブロック及び後行シー
   トバー把持ブロックのうち少なくとも一方をシートバー
   長手方向で且つ先行シートバー把持ブロック及び後行シ
   ートバー把持ブロックが近接する方向へ移動可能なアプ
   セット駆動機構と、先行シートバー把持ブロック及び後
   行シートバー把持ブロックのうち双方あるいは少なくと
   もその一方をシートバー幅方向或いはシートバー厚さ方
   向又は幅方向と厚さ方向の双方へ接合面の摩擦摺動のた
   めに往復移動可能な駆動機構とを備えたことを特徴とす
   るシートバーの摩擦圧接接合装置。