JPS6347009A - クランク型シヤ−による切断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、圧延鋼材等の各種材料の切断に使用するクラ
ンク型シャーによる切断方法に関する。

〈従来の技術〉 本発明は各種板材を一対の刃の間にかみ込んで切断する
各種クランク型シャーに関するものであるが、ここでは
主としてホットストリップミル設備における板材の先端
及び後端部の不揃部（クロップ部分）を切断するクラン
ク型のクロップシャーについて以上に説明する。

ホットストリップミル設備では、通常圧延された板材を
仕上げする直餌に先端と後端を走間シャーてライン進行
方向に直角に切断除去し、後続の仕上圧延機での事故防
止を行なう。本発明の対象となるクランク型シャーの概
要を第９図〜第１１図に基ついて説明する。

このシャーはいわゆる四　クランク型シャーで、図示の
如く、板材１を矢印方向Ｚに通板させながら回転する上
ナイフブロック２と下ナイフブロック２°に取付けた上
刃３と１刃３゛て板材１を挾み込んでクロップ部１゛（
図示の場合は先端部分）を切断するものである。

−ト・下ナイフブロック　２，２°は、それぞれロッド
４，４°を介して同一偏心量ｒのクランクアーム５，６
及び５°、６°を有する合計四木のクランク輔７．８及
び７“、８°に回転自在に装着され、クランク１１ｑＩ
Ｉ７．７°を同一回転角速度で駆動することにより上・
上刃３，３°は互いに反対向きに矢印ｍ、、　ｍ、方向
に、かつ中心０、．０．”の回りを同一周速度でｆ１径
ｒの円運動をしなから切断を行う。この場合、上・下刃
：１，３°は回転中は常に垂直に保持されると共に、刃
先間の隔たり（キャップ）は切断時以外は常に初期設定
キャップｇ。どなる（第１０図参照）か、切断時には第
１１図に示す如く剪断力Ｐによる板材１，１′の曲げ作
用によりギャップは側方力Ｆを受けて刃先間のギャップ
は開くため初期設定ギャップｇ。か拡大されて島となる
。

近年生産性向ト並びに省エネルギーの観点から、直接圧
延の採用や、板製品の強度を高めるための制御圧延方法
等の採用により板材１の温度がしたいに低下する傾向に
あり、まずまず大きな剪断力Ｐが必要となると同時に側
力力Ｆも増大、即ちギャップｇ８が増大する傾向にある
。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところか、キャップｇつが増大すると、刃の切れ味が悪
くなり板材１の切断ｍｉにバリａ（第６図参照）が発生
ずると共に、ついには、クロップ１°が分断されずに板
材１に付着したまま後続の仕上圧延機に入り、圧延口〜
ルを損傷したり、板材１を損傷して製品の品質を損う等
の事故を頻発するという問題があった。また、ハリａが
大きくなると、板材１の搬送途中に例えばローラテーブ
ルにバリａがつっかかったりすると共に、バリａは温度
紙ｔか大きいため仕上圧延時に圧延ロールを損傷させる
等の問題が発生する。側方力Ｆの増大によるキャップｇ
８の拡大を防止して切断時の剪断不良の発生を防止する
ため、従来のシャーにおいては、ナイフブロック２．２
゛を含むシャーの各構成部材の剛性を高めることによっ
て対処して　いた。このため設備か大型となりコスト高
となるという欠点があった。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、切味の低下
を防止すると共に、剪断抵抗の高い材料の切断において
も刃物に作用する側力力を極力小さくしたクランク型シ
ャーによる切断方法を提供し、もって低コストの設備で
被切断材の切断面の形状不良や切断不能を防止し、製品
品質及び製品歩留り向−にを企図することを目的とする
。

〈問題点を解決するだめの手段〉 上記目的を達成するための本発明方法は、対向する一対
の刃物で被切断材を挾み込んで切断するクランク型シャ
ーにおいて、切断開始時における刃先間の隔たりを負の
値とし、切断終了時における刃先間の隔たりを正の値に
変化させて切断することを特徴とする。

〈実　施　例〉 第１図には本発明方法を実施する四クランクをシャーの
説明１夕１、第２図には第１図に示したシャーによる切
断時の上、−上刃の移動変化を示す説明図を示しである
。

図示のシャーではト下刃３．３゛のうちいずわか一方を
先行刃（図示゛の場合は上刃３が先行刃）とし、先行の
」−刃３の回転半径（クランク半径）をＲ，後行の下刃
３゛の回転半径をｒとする。ここで、Ｒ＞ｒ、Ｒ／ｒ＝
］、０２〜１．２とし、」−刃３と下刃３°の回転角速
度を同一とする。つまり、上・下刃３，３′の刃先の周
速度が異周速となるように構成する。更にト・上刃３，
３°の配列は板材１を切断する場合切断開始時は両方の
刃先間のギャップｇ＋が適当な負の値、すなわち、下刃
（後行刃）３゛の刃先が上刃（先行刃）３より先行した
状態とする。そして切断の進行過程で順次ギャップｇ１
を変化させ、上・下刃光３，３゛の刃先のオーバラップ
開始点以前においてキャップｇ２が零となるようにする
（第２図参照）。面記以外の構成は第９．１０図に示し
た従来装置と同一である。

尚、図中Ｓは上・下刃３，３′の最大オーバラップ量、
ｇ３はこのオーバラップＭＳ時のギ材１を切断する場合
の作用を第２図に基づいて説明１−る。図は、Ｉ−・下
刃３，３′か矢印ｍｌ＋ｍ２方向に回転し、Ｚ方向から
進人する板より先行し、キャップｇ１は負の値になって
いる。ここて、Ｒ＞ｒであるため切断の進行にともなっ
て上刃３か下刃３゛に接近し、ギャップｇ＋か次第に縮
小されて遂には３ｂ、３°ｂの位置（」二・下刃３，３
°の刃先かラップし始める直前位置）でギャップｇ２＝
０となり、３ａ、３°ａの位置と：Ｉｂ、：ｌ°ｌ）の
位置の間で切断が終了する。以後、上刃３カ））：′刃
３′より先行し、ギャップはｇ３〜ｇ４と正の値に変化
する。従って、切断開始時のギャップｇ１の大きさを適
宜設定することによフて切断中の側方力Ｆの発生を抑制
しこの側方力に伴うキャップの拡大に抗して常に切断時
のギャップを切味の良好な範囲内に保持させると共に切
断不良を防ＩＦすることかできる。

以上、図示の装置では、上刃３が先行する場合について
説明したｈ釈下刃３“が先行する場合は、」二連したも
のとは逆、にＲ＜ｒ。

ｒ　／　Ｒ＝　１．０２〜１．２とすることは勿論であ
る。

第３図には本発明方法を実施するニークランク型シャー
の概略構成を示す中央縦断止面図を示しである。

一ト・下のナイフブロック１０２．　＋０２°はそれぞ
れ偏心量Ｒ及びｒのクランクアーム１０５゜１０５°か
らなる上・下一対のクランク軸１０７゜１０７°に回転
自在に支持されると共に、ナイフブロック１０２，１０
２°に取付けられたロット１０４゜１０４°の端部はそ
れぞれロット１０．１０“に枢支されている。ハウジン
グ１１にはピン＋２．　＋２゜を介して回転自在にレバ
ー１３．１３’が支持され、レバー１３．１３’の一端
にはロットＩＯ，１０゜を介してロット１０４．　＋０
４’か回転自在に連結されている。ロッド１０４．１０
４’　はクランク軸１０７、１０７’の回りを矢印ｍｔ
、　ｍ２方向に同一回転角速度で回転駆動される。ここ
で、Ｒ〉ｒ　、　Ｒ／　ｒ　＝　１．０２〜Ｌ２に設定
すると共に、Ｊ：　；Ｆ’刃３，３゛の配列を、ギャッ
プが切断開始時は負のギャップで始まり、切断終了時は
正となるようにすることにより、四クランク型シャーに
おいて説明したのと同様の効果を得ることができる。

次に、本発明の有効性について実験データに基づいて詳
細に説明する。

第４１′Ａ〜第８図には刃物の切味評価の実験結果を示
しである。第５図は」ニナイフホルダ２の回転半径、即
ち上刃３の回転中心０１から刃先までの距離Ｒと、下刃
３゛の回転中心０．′から刃先までの距離ｒの比Ｒ／ｒ
（以下これを異同速比と呼ぶ）と、上・下刃３．３′の
切断時のキャップｇ“（初期設定ギャップｇ。と切断過
程で最大負荷が作用時の刃の開きを非接触式変位計で測
定した値Δｇとの和）の板厚り。に対する比ｇ’／　ｔ
ｏ　（以下ギャップ比と呼ぶ）との関係を示したもので
ある。第５図において曲線Ｙより上方は板材ｌか切れな
い範囲であり、曲線Ｙより下方は切味良好な範囲である
が、異同速比Ｒ／ｒが大きくなると切味良好範囲が広く
なり異周速の効果か認められる。たたし、第５図ては図
示されていないが、異同速比Ｒ／ｒが１．２以上では曲
線Ｙが横ばいとなり、効果がないことが判明した。

次に、第７図は前記ギャップ比ｇ’／ｌｏと板厚［。に
対するバリａ（第６図参照）の比ａ／１、の関係を各種
異同速比Ｒ／ｒについて示したもので、異同速比Ｒ／ｒ
が０．９９てはハリａの発生か顕著で、異同速比Ｒ／ｒ
の増加に伴いバリａが減少していることが判明し、異同
速比Ｒ／ｒが１．０２以下では好ましくないと言える。

次に第８図は異同速比Ｒ／　ｒと側方力比Ｆ／Ｐの変動
範囲の関係先、ギャップ比ｇ’／ｊｏ＝　０．１５の場
合について示したもので、側方力比Ｆ／Ｐが小さい程刃
先の拡大か少なく良好な切断かてきることになる。図示
の如く、側方力比Ｆ／Ｐは異層速比Ｒ／ｒの増大と共に
降ドし、Ｒ／ｒ＝１．２以−にでは略横ばいとなる。

以１−を総合評価すると、Ｉ−・下一対の刃の回転速度
比は１．０２〜１．２の範囲が良く、つまり、先行刃（
上刃）３の回転速度（周速度）を後行刃（下刃）３°の
回転速度より１．０２〜１．２の範囲で速くなるように
設定することで常に良好な切断を行うことかできること
か判明した。

〈発明の効果〉 本発明のクランク型シャーによる切断方法は、切断開始
時における刃先間の隔たりを負の値とし、切断路γ時に
おける刃先間の隔たりを正の値に変化させて切断するよ
うにしたので、切断過程で刃物に作用する側方力が著し
く低減されて刃先間の隔たりの拡大が防止され、常に良
好な切味を保持することか可能になる。その結果、低コ
ストの設備で被切断材の切断面の形状不良や切断不能を
防止し、製品品質及び製品歩留りの向上を企図すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する四クランク型シャーの原
理説明図、第２図は第１図に示した四クランク型シャー
における切断時の刃の移動変化を示す説明図、第３図は
ニクランク型シャーの概略中央縦断正面図、第４図はナ
イフホルタの回転半径を説明する概念図、第５図はキャ
ップ比と異層速比の関係を表わすグラフ、第６図はパリ
の発生を説明する板材の断面図、第７図はパリの発生比
とギャップ比の関係を表わすグラフ、第８図は側方力比
と異層速比の関係を表わすグラフ、第９図は従来の四ク
ランク型シャーの概略中央縦断正面図、第１Ｏ図は第９
図のシャーの作動原理説明図、第１１図は剪断力と側方
力を説明する概念図である。 図面中、 Ｉは板材、 ２、２’、　＋０２．　＋０２°はナイフホルダ、３は
」１刃、 ３゛は下刃、 ｇｏ”ｇ４は刃先間ギャップ、 Ｒは上刃の回転半径、 ｒ＋１下刃の回転半径である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 対向する一対の刃物で被切断材を挾み込んで切断するク
   ランク型シャーにおいて、切断開始時における刃先間の
   隔たりを負の値とし、切断終了時における刃先間の隔た
   りを正の値に変化させて切断することを特徴とするクラ
   ンク型シャーによる切断方法。