(57)【要約】      （修正有）【課題】金属材の熱間圧延において、圧延部材の表面に金属材の一部が焼き付く現象を再現する試験を行うための作業負担を低減する試験装置を提供する。【解決手段】被押付部材９は、圧延温度に加熱された状態で金属片１２が押し付けられる。被押付部材９は、回転軸７と回転軸７に貫通された状態で回転軸７の外周面の外方に設けられる試験用リング部材８とを含む。回転軸７の熱膨張率は、試験用リング部材８の熱膨張率よりも大きく、回転軸７の外径は、被押付部材９の温度が圧延温度よりも低いときに試験用リング部材８の内径よりも小さい一方、被押付部材９の温度が圧延温度以上のときには試験用リング部材８の内径以上になる。【選択図】図７
0003231635.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
金属材の熱間圧延において前記金属材を圧延する圧延部材の表面に前記金属材の一部が焼き付く現象を再現することが可能な試験装置であって、
前記金属材の圧延を行うときの圧延温度に加熱された状態で前記金属材が押し付けられる被押付部材を備え、
前記被押付部材は、回転軸と、前記回転軸に貫通された状態で前記回転軸の外周面の外方に設けられる被押付部材本体とを含み、
前記回転軸の熱膨張率は、前記被押付部材本体の熱膨張率よりも大きく、
前記回転軸の外径は、前記被押付部材の温度が前記圧延温度よりも低いときには前記被押付部材本体の内径よりも小さい一方、前記被押付部材の温度が前記圧延温度以上のときには前記被押付部材本体の内径以上になる、
試験装置。
【請求項２】
前記被押付部材本体は、円環状に形成されている、
請求項１に記載の試験装置。
【請求項３】
前記被押付部材本体に前記金属材を押し付ける押付部材と、
前記押付部材を前記軸方向に沿って移動させる押付移動部材を更に備える、
請求項２に記載の試験装置。
【請求項４】
前記押付部材は、少なくとも第１位置と、前記第１位置から前記回転軸の軸方向に沿って間隔を空けた第２位置とから前記被押付部材本体に前記金属材を押し付けることが可能である、
請求項３に記載の試験装置。
【請求項５】
前記圧延部材を加熱する加熱部材と、
前記加熱部材を前記軸方向に沿って移動させる加熱移動部材とを更に備える、
請求項３又は４に記載の試験装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属材の熱間圧延において圧延部材の表面に金属材が焼き付く現象を再現することが可能な試験装置が知られている。
【０００３】
特許文献１には、進行方向に進行する金属材の素板が進行路の上方及び下方に設けられた駆動ロール及び平板状の工具との間で挟まれて圧延される摩擦試験装置が記載されている。特許文献１の摩擦試験装置では、駆動ロールを下方に押圧する圧下力と素板と工具との間の摩擦力に基づいて算出される摩擦係数が大きくなったときに工具表面に焼き付きが発生している。
【０００４】
特許文献２、３には、熱間圧延油潤滑性試験に用いる試験機が記載されている。特許文献２、３の試験機は、実際の圧延機と同様に、上ロール及び下ロールの間に金属材料を挟むことで金属材料を圧延する圧延ロールを備え、回転駆動する上ロールの圧延荷重及び周速を上昇させることで上ロール表面に生じる黒皮を測定することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２２５２２９号公報
【特許文献２】特開平９−２５７７８９号公報
【特許文献３】特許第３６５６１３２号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１〜３に記載の技術では、試験でも実際の圧延機と同様の圧延部材（駆動ロール及び工具、圧延ロールの上下ロール）や金属材を用いて試験しており、試験した結果、圧延部材の表面に金属材が焼き付く度に圧延部材を全部交換しなければならない。この結果、特許文献１〜３に記載の技術では、試験を行うための作業負担が大きい問題がある。
【０００７】
本考案は、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、試験を行うための作業負担を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本考案に係る試験装置は、金属材の熱間圧延において金属材を圧延する圧延部材の表面に金属材の一部が焼き付く現象を再現することが可能な装置である。試験装置は、被押付部材を備える。被押付部材は、金属材の圧延を行うときの圧延温度に加熱された状態で金属材が押し付けられる。また、被押付部材は、回転軸と、回転軸に貫通された状態で回転軸の外周面の外方に設けられる被押付部材本体とを含む。回転軸の熱膨張率は、被押付部材本体の熱膨張率よりも大きい。回転軸の外径は、被押付部材の温度が圧延温度よりも低いときに被押付部材本体の内径よりも小さい一方、被押付部材の温度が圧延温度以上のときには被押付部材本体の内径以上になる。
【考案の効果】
【０００９】
本考案によれば、被押付部材の温度が圧延温度よりも低いときに回転軸の外径が被押付部材本体の内径よりも小さくない試験装置よりも被押付部材本体を容易に回転軸から着脱でき、試験を行うための作業負担を低減できる。また、本考案によれば、被押付部材の温度が圧延温度以上のときには回転軸の外径が被押付部材本体の内径以上になるので、試験を行うときに回転軸が被押付部材本体を貫通した状態で回転軸及び被押付部材本体を圧延温度まで加熱することで回転軸が被押付部材本体を保持することができ、被押付部材本体と回転軸とを一体的に回転させることができる。よって、回転軸を回転させたときに一体的に回転している被押付部材本体に金属材を押し付けることで金属材の表面に加熱した被押付部材本体を焼き付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態に係る試験装置の全体説明図
【図２】（Ａ）試験装置を図１の矢印ＩＩＡ方向から見たときの平面図、（Ｂ）試験装置を図１の矢印ＩＩＢ方向から見たときの側面図
【図３】試験装置から電気炉及び押付部材を取り外したときの斜視拡大図
【図４】（Ａ）左側回転軸保持用治具の拡大斜視図、（Ｂ）左側前移動案内軸固定用治具の拡大斜視図、（Ｃ）電気炉移動用エアシリンダの拡大平面図
【図５】（Ａ）電気炉の拡大斜視図、（Ｂ）後側被案内部の拡大斜視図
【図６】（Ａ）押付部材の拡大斜視図、（Ｂ）金属片が取り付けられた状態の前側押付用エアシリンダの斜視拡大図、（Ｃ）金属片及び前側固定部が取り付けられた状態の前側押付用エアシリンダの斜視拡大図、（Ｄ）エアシリンダボックスの拡大斜視図
【図７】（Ａ）金属片の斜視拡大図、（Ｂ）試験用リング部材の斜視拡大図、（Ｃ）室温で回転軸が試験用リング部材を貫通した状態を説明するための図、（Ｄ）圧延温度で回転軸が試験用リング部材を貫通した状態を説明するための図
【図８】試験用リング部材に金属片が押し付けられた状態を説明するための図
【考案を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本考案を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中同一または相当する部分には同じ符号を付す。また、本考案の構成に対する理解を容易にするため、図１をＩＩＢ方向から見たとき、即ち図２（Ｂ）を正面から見たときの図面の前方を「前」、後方を「後」、上方を「上」、下方を「下」、左方を「左」、右方を「右」とそれぞれ記載して説明する。
本考案の実施の形態に係る試験装置は、金属材の熱間圧延において金属材を圧延する圧延部材の表面に金属材の一部が焼き付く現象を再現するための装置である。
【００１２】
図１は本実施の形態に係る試験装置の全体説明図である。図２（Ａ）は試験装置を図１の矢印ＩＩＡ方向から見たときの平面図、図２（Ｂ）試験装置を図１の矢印ＩＩＢ方向から見たときの側面図である。
本実施の形態に係る試験装置１は、図１、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、枠体２、駆動軸３を回転駆動させる駆動モータ４、駆動軸３に支持された駆動ギア５、駆動ギア５に噛み合う従動ギア６、従動ギア６を支持する回転軸７を備える。また、試験装置１は、回転軸７と回転軸７が貫通する後述する被押付部材本体の一例としての試験用リング部材（８）とを含む被押付部材９を加熱する加熱部材の一例としての電気炉１０、電気炉１０を移動させる加熱移動部材の一例としての電気炉移動機構１１を備える。また、試験装置１は、後述する金属材の一例としての金属片（１２）を被押付部材９に押し付ける押付部材１３、押付部材１３を移動させる押付移動部材の一例としての押付部材移動機構１４を備える。また、試験装置１は、駆動モータ４、電気炉１０、電気炉移動機構１１、押付部材１３及び押付部材移動機構１４を制御する制御部１５を備える。
【００１３】
ここで、本実施の形態では、試験装置１は、制御部１５が電気炉移動機構１１による電気炉１０の移動を制御するとともに電気炉１０による被押付部材９の加熱を制御することで、被押付部材９の温度を金属材の熱間圧延において圧延部材が金属材を圧延する圧延温度にする。また、試験装置１は、制御部１５が駆動モータ４の回転駆動を制御することで、駆動軸３、駆動ギア５、従動ギア６を介して被押付部材９の回転軸７を回転させる。そして、試験装置１は、制御部１５が押付部材移動機構１４による押付部材１３の移動を制御するとともに押付部材１３による金属片（１２）の被押付部材９への押し付けを制御する。この結果、試験装置１では、金属片（１２）が被押付部材９の試験用リング部材（８）に押し付けられて金属片（１２）の表面に試験用リング部材（８）の一部が焼き付く現象が発生する。したがって、試験装置１は、金属片（１２）の表面に試験用リング部材（８）の一部が焼き付く現象を発生させることで、金属材の熱間圧延において金属材を圧延する圧延部材の表面に金属材の一部が焼き付く現象を再現することができる。
【００１４】
（枠体２について）
枠体２は、長方形状の底枠部２０１、底枠部２０１の四隅から上方に延びた前側左柱部２０２、後側左柱部２０３、前側右柱部２０４、後側右柱部２０５、底枠部２０１の前後両端部において左右方向中央よりも左寄りの位置から上方に延びた前側中柱部２０６、後側中柱部２０７を備える。また、枠体２は、前側右柱部２０４及び後側右柱部２０５の上下方向中央部を連結する右側連結部２０８、前側左柱部２０２と後側左柱部２０３と前側中柱部２０６と後側中柱部２０７との上下方向中央部を連結する左側連結部２０９、前側中柱部２０６と後側中柱部２０７との下端部を連結する中連結部２１０を備える。また、枠体２は、前側中柱部２０６及び前側右柱部２０４の下部を連結する前側連結部２１１、後側中柱部２０７及び後側右柱部２０５の下部を連結する後側連結部２１２を備える。なお、右側連結部２０８及び左側連結部２０９は、上面の上下方向の位置、即ち高さが同一となるように形成されている。また、底枠部２０１及び中連結部２１０は、上面の高さが同一となるように形成されている。
【００１５】
図３は試験装置から電気炉及び押付部材を取り外したときの斜視拡大図である。
図３に示すように、左側連結部２０９の前後両端部上面には、薄い平板状のモータ支持台２１３の前後両端部が支持されている。また、左側連結部２０９の右端部上面の前後方向中央部には、回転軸７が貫通する図示しない左側ベアリングを固定する２つの左側回転軸保持用治具２１４が左右方向に並べられた状態で支持されている。また、右側連結部の上面の前後方向中央部には、回転軸７が貫通する図示しない右側ベアリングを固定する２つの右側回転軸保持用治具２１５が左右方向に並べられた状態で支持されている。
【００１６】
また、中連結部２１０の上面の前後方向中央部には、前側の前移動案内軸２１６の左端部を固定する左側前移動案内軸固定用治具２１７及び後側の後移動案内軸２１８の左端部を固定する左側後移動案内軸固定用治具２１９が所定の間隔を空けて支持されている。また、底枠部の右端部上面の前後方向中央部には、前移動案内軸２１６の右端部を固定する右側前移動案内軸固定用治具２２０及び後移動案内軸２１８の右端部を固定する右側後移動案内軸固定用治具２２１が所定の間隔を空けて支持されている。
【００１７】
（各回転軸保持用治具２１４、２１５について）
図４（Ａ）は左側回転軸保持用治具の拡大斜視図である。なお、左側回転軸保持用治具２１４及び右側回転軸保持用治具２１５は同一の構成であり、冗長な説明を低減するため、左側回転軸保持用治具２１４についてのみ詳細に説明し、右側回転軸保持用治具２１５についての詳細な説明を省略する。
図４（Ａ）に示すように、左側回転軸保持用治具２１４は、逆Ｕ字状の上側保持部２５１、Ｕ字状の下側保持部２５２、下側保持部２５２の前側下端部から前方に突出した前側被固定部２５３、下側保持部２５２の後側下端部から後方に突出した後側被固定部２５４を備える。上側保持部２５１の下端部には、左右方向に延びる断面半円状の下切欠部２５５が形成されており、下側保持部２５２の上端部には、左右方向に延びる断面半円状の上切欠部２５６が形成されている。このため、上側保持部２５１と下側保持部２５２とを上下方向で重ねた状態では、下切欠部２５５と上切欠部２５６との間に左右方向に延びる断面円状のベアリング保持孔２５７が形成される。この状態において、ベアリング保持孔２５７に円柱状の左側ベアリングを貫通させた場合、ベアリング保持孔２５７に左側ベアリングが嵌まった状態で保持される。
【００１８】
また、上側保持部２５１及び下側保持部２５２には、前端部に少なくとも上側保持部２５１の上端から下側保持部２５２の上端部まで下方に延びる前側螺子孔２５８が形成されている。また、上側保持部２５１及び下側保持部２５２には、後端部にも少なくとも上側保持部２５１の上端から下側保持部２５２の上端部まで下方に延びる後側螺子孔２５９が形成されている。よって、ベアリング保持孔２５７に左側ベアリングが嵌まった状態で前側螺子孔２５８及び後側螺子孔２５９に図示しない螺子でそれぞれ螺子止めした場合、左側回転軸保持用治具２１４が左側ベアリングを保持した状態で固定される。
【００１９】
また、前側被固定部２５３には、上端から下端まで下方に延びて貫通する断面円状の前側貫通孔２６０が形成されており、後側被固定部２５４には、上端から下端まで下方に延びて貫通する断面円状の後側貫通孔２６１が形成されている。なお、図示は省略するが、左側連結部２０９の右端部にも前側貫通孔２６０及び後側貫通孔２６１と対応する位置に同径で断面円状の前側挿入孔及び後側挿入孔が形成されている。よって、例えば、図示しない前側固定ピンが前側貫通孔２６０及び前側挿入孔に挿入されて嵌まり、且つ、図示しない後側固定ピンが後側貫通孔２６１及び後側挿入孔に挿入されて嵌まった状態にすることができる。この状態にすることで、図１〜図３に示すように、左側回転軸保持用治具２１４が左側連結部２０９に固定される。
【００２０】
（各移動案内軸固定用治具２１７、２１９〜２２１について）
図４（Ｂ）は左側前移動案内軸固定用治具の拡大斜視図である。なお、左側前移動案内軸固定用治具２１７、左側後移動案内軸固定用治具２１９、右側前移動案内軸固定用治具２２０及び右側後移動案内軸固定用治具２２１も同一の構成であり、冗長な説明を低減するため、左側前移動案内軸固定用治具２１７についてのみ詳細に説明し、他の移動案内軸固定用治具２１９〜２２１についての詳細な説明を省略する。
左側前移動案内軸固定用治具２１７は、各回転軸保持用治具２１４、２１５と同様の構成を備える。具体的には、図４（Ｂ）に示すように、左側前移動案内軸固定用治具２１７は、左側回転軸保持用治具２１４の上側保持部２５１、下側保持部２５２、前側被固定部２５３及び後側被固定部２５４と同様の上側保持部２７１、下側保持部２７２、前側被固定部２７３及び後側被固定部２７４を備える。
【００２１】
また、上側保持部２７１には、上側保持部２５１の下切欠部２５５と同様の下切欠部２７５が形成されており、下側保持部２７２には、下側保持部２５２の上切欠部２５６と同様の上切欠部２７６が形成されている。このため、上側保持部２７１と下側保持部２７２とを上下方向で重ねた状態では、下切欠部２７５と上切欠部２７６との間に左右方向に延びる断面円状の前移動案内軸保持孔２７７が形成される。この状態において、前移動案内軸保持孔２７７に前移動案内軸２１６を貫通させた場合、前移動案内軸保持孔２７７に前移動案内軸２１６が嵌まった状態で保持される。
【００２２】
また、上側保持部２７１及び下側保持部２７２には、上側保持部２５１及び下側保持部２５２の前側螺子孔２５８及び後側螺子孔２５９と同様の前側螺子孔２７８及び後側螺子孔２７９が形成されている。よって、前移動案内軸保持孔２７７に前移動案内軸２１６が嵌まった状態で前側螺子孔２７８及び後側螺子孔２７９に図示しない螺子でそれぞれ螺子止めした場合、左側前移動案内軸固定用治具２１７が前移動案内軸２１６を保持した状態で固定される。
【００２３】
また、前側被固定部２７３には、前側被固定部２５３の前側貫通孔２６０と同様の前側貫通孔２８０が形成されており、後側被固定部２７４には、後側被固定部２５４の後側貫通孔２６１と同様の後側貫通孔２８１が形成されている。なお、図示は省略するが、中連結部２１０にも前側貫通孔２８０及び後側貫通孔２８１と対応する位置に同径で断面円状の前側挿入孔及び後側挿入孔が形成されている。よって、例えば、図示しない前側固定ピンが前側貫通孔２８０及び前側挿入孔に挿入されて嵌まり、且つ、図示しない後側固定ピンが後側貫通孔２８１及び後側挿入孔に挿入されて嵌まった状態にすることができる。この状態にすることで、図３に示すように、左側前移動案内軸固定用治具２１７が中連結部２１０に固定される。
【００２４】
（駆動モータ４、各ギア５，６及び回転軸７について）
図１〜図３に戻り、モータ支持台２１３の上面には、駆動モータ４が支持されている。また、左側回転軸保持用治具２１４は、図示しない左側ベアリングを介して回転軸７の左部を回転可能に支持し、右側回転軸保持用治具２１５は、図示しない右側ベアリングを介して回転軸７の右端部を回転可能に支持する。なお、上述したように、回転軸７の左端部には、駆動ギア５に噛み合った状態で従動ギア６が支持されている。このため、回転軸７は、従動ギア６及び駆動ギア５を介して駆動モータ４の駆動力が伝達されたときに従動回転する。
【００２５】
（電気炉移動機構１１及び押付部材移動機構１４について）
また、図１〜図３に示すように、電気炉移動機構１１は、電気炉１０を左右方向に沿ってスライド移動させる電気炉移動用エアシリンダ３０１を備える。また、押付部材移動機構１４は、押付部材１３を左右方向に沿ってスライド移動させる押付部材移動用エアシリンダ３０２を備える。電気炉移動用エアシリンダ３０１は、底枠部２０１の後端部の前面の中連結部２１０よりも右側に支持されており、押付部材移動用エアシリンダ３０２は、底枠部２０１の前端部の後面の中連結部２１０よりも右側に支持されている。
【００２６】
（各移動用エアシリンダ３０１、３０２について）
図４（Ｃ）は電気炉移動用エアシリンダの拡大平面図である。なお、電気炉移動用エアシリンダ３０１及び押付部材移動用エアシリンダ３０２は前後方向及び左右方向の向きを反対にしただけで同一の構成であり、冗長な説明を低減するため、電気炉移動用エアシリンダ３０１についてのみ詳細に説明し、押付部材移動用エアシリンダ３０２についての詳細な説明を省略する。
電気炉移動用エアシリンダ３０１の内部には、左右方向に延びる図示しないシリンダチューブとシリンダチューブ内部を移動可能なピストンとを備える。また、図４（Ｃ）に示すように、電気炉移動用エアシリンダ３０１の左端部には、シリンダチューブ内にエアを注入する図示しないエアホースが接続されるエアホース接続口３０３が形成されている。
【００２７】
よって、電気炉移動用エアシリンダ３０１は、エアホースがエアホース接続口３０３に接続された状態で、エアホースからエア、即ち空気の注入及び吸引がなされることで、シリンダチューブ内の空気の容量及び圧力を変化させ、ピストンの位置を変化させることができる。また、電気炉移動用エアシリンダ３０１の前端部には移動部３０４が支持されている。移動部３０４は、ピストンに支持されており、ピストンの移動に伴って移動可能となっている。なお、移動部３０４の前端部には、左右方向に間隔を空けて前方に延びる円柱状の２本の取付用ピン３０５が形成されている。
【００２８】
（電気炉１０について）
図５（Ａ）は電気炉の拡大斜視図である。
図５（Ａ）に示すように、電気炉１０は、略立方体状の電気炉本体４０１を備える。電気炉本体４０１の内部には、図示しない発熱体を備える。なお、本実施の形態では、電気炉本体４０１は、外装がアルミ合金、内装が断熱材、発熱体がカンタル線で構成されている。また、電気炉本体４０１には、左右方向に延びて左右両端の中央部を貫通する断面円状の本体貫通孔４０２が形成されている。
【００２９】
なお、本体貫通孔４０２の直径は、被押付部材９の外径、具体的には、後述する試験用リング部材（８）の外径よりも大きく設計されている。このため、電気炉１０は、図１、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、回転軸７が本体貫通孔４０２を貫通した状態で配置でき、被押付部材９の本体貫通孔４０２の内部に配置された部分を加熱することが可能となっている。
【００３０】
図５（Ａ）に戻り、電気炉本体４０１の下面には、左右方向に延びる直方体状の前側被案内部４０３と後側被案内部４０４とが前後方向に間隔を空けて並んだ状態で固定されている。前側被案内部４０３には、左右方向に延びて左右両端を貫通する断面円状の前側貫通孔４０５が形成されており、後側被案内部４０４には、左右方向に延びて左右両端を貫通する断面円状の後側貫通孔４０６が形成されている。なお、前側貫通孔４０５の直径は、前移動案内軸２１６の外径と同径であり、後側貫通孔４０６の直径は、後移動案内軸２１８の外径と同径である。このため、電気炉１０は、図１に示すように、前移動案内軸２１６が前側貫通孔４０５を貫通し、且つ、後移動案内軸２１８が後側貫通孔４０６を貫通した状態で配置でき、電気炉１０が移動するときには、前側被案内部４０３及び後側被案内部４０４が前移動案内軸２１６及び後移動案内軸２１８に案内されて電気炉１０が左右方向にスライド移動することが可能となっている。
【００３１】
（被案内部４０３、４０４について）
図５（Ｂ）は後側被案内部の拡大斜視図である。なお、後側被案内部４０４及び前側被案内部４０３は同一の構成であり、冗長な説明を低減するため、後側被案内部４０４についてのみ詳細に説明し、前側被案内部４０３についての詳細な説明を省略する。
また、図５（Ｂ）に示すように、後側被案内部４０４の上端部には、上面を貫通する断面円状の２つの固定用ピン挿入孔４０７が左右方向に間隔を空けて形成されている。よって、前側被案内部４０３及び後側被案内部４０４は、電気炉本体４０１の下面に固定された図示しない固定用ピンが固定用ピン挿入孔４０７に挿入されて嵌まることにより、電気炉本体４０１に固定される。
【００３２】
また、後側被案内部４０４の上端部には、前後方向に延びて前後両面を貫通する断面円状の２つの取付用ピン挿入孔４０８が左右方向に間隔を空けて並んで形成されている。なお、前側貫通孔４０５の直径は、取付用ピン３０５の外径と同径である。このため、後側被案内部４０４は、取付用ピン３０５が取付用ピン挿入孔４０８に挿入されることにより、電気炉１０が電気炉移動機構１１に連結される。この結果、電気炉移動用エアシリンダ３０１に支持された移動部３０４と電気炉１０とが一体的に移動することが可能となる。
【００３３】
（押付部材１３について）
図６（Ａ）は押付部材の拡大斜視図である。
図６（Ａ）に示すように、押付部材１３は、金属片１２を第１位置の一例としての被押付部材９よりも前方の位置から被押付部材９に押し付ける前側押付用エアシリンダ５０１を備える。また、押付部材１３は、金属片１２を第２位置の一例としての被押付部材９よりも後方の位置から被押付部材９に押し付ける後側押付用エアシリンダ５０２を備える。前側押付用エアシリンダ５０１は、前側固定部５０３を介してエアシリンダボックス５０４に固定されており、後側押付用エアシリンダ５０２は、後側固定部５０５を介してエアシリンダボックス５０４に固定されている。また、エアシリンダボックス５０４の下端には、前後方向に間隔を空けて並んだ状態で前側被案内部５０６及び後側被案内部５０７が固定されている。ここで、前側被案内部５０６及び後側被案内部５０７は、前側被案内部４０３及び後側被案内部４０４と同様の構成である。
【００３４】
よって、押付部材１３は、上述した押付部材移動用エアシリンダ３０２の取付用ピンが前側被案内部５０６の取付用ピン挿入孔に挿入されることにより、押付部材１３が押付部材移動機構１４に連結される。この結果、押付部材移動用エアシリンダ３０２に支持された移動部と押付部材１３とが一体的に移動することが可能となる。また、押付部材１３は、図１に示すように、前移動案内軸２１６が前側被案内部５０６の前側貫通孔を貫通し、且つ、後移動案内軸２１８が後側被案内部５０７の後側貫通孔を貫通した状態で配置でき、押付部材１３が移動するときには、前側被案内部５０６及び後側被案内部５０７が前移動案内軸２１６及び後移動案内軸２１８に案内されて押付部材１３が左右方向にスライド移動することが可能となっている。
【００３５】
（各押付用エアシリンダ５０１、５０２について）
図６（Ｂ）は金属片が取り付けられた状態の前側押付用エアシリンダの斜視拡大図である。なお、前側押付用エアシリンダ５０１及び後側押付用エアシリンダ５０２は同一の構成であり、冗長な説明を低減するため、前側押付用エアシリンダ５０１についてのみ詳細に説明し、後側押付用エアシリンダ５０２についての詳細な説明を省略する。
図６（Ｂ）に示すように、前側押付用エアシリンダ５０１は、前後方向に延びる図示しないシリンダチューブ、シリンダチューブ内部を移動可能なピストン、シリンダチューブ及びピストンを覆うカバー５１１を備える。また、前側押付用エアシリンダ５０１は、ピストン後端の中央部から後方に延びて後端部がカバー５１１から突出する円柱状のピストンロッド５１２を備え、ピストンロッド５１２の後端面には、金属片１２が固定されている。また、前側押付用エアシリンダ５０１の上端部には、シリンダチューブ内にエアを注入する図示しないエアホースが接続される２つのエアホース接続口５１３が前後方向に間隔を空けて形成されている。
【００３６】
よって、前側押付用エアシリンダ５０１は、エアホースがエアホース接続口５１３に接続された状態で、エアホースから空気の注入及び吸引がなされることで、シリンダチューブ内の空気の容量及び圧力を変化させ、ピストン及びピストンロッド５１２の前後方向の位置を変化させることができる。また、カバー５１１には、左側上端部、左側下端部、右側上端部、右側下端部に前端から後端まで後方に延びて貫通する断面円状の４つの固定用貫通孔５１４が形成されている。
【００３７】
（各固定部５０３、５０５について）
図６（Ｃ）は金属片及び前側固定部が取り付けられた状態の前側押付用エアシリンダの斜視拡大図である。なお、前側固定部５０３及び後側固定部５０５は同一の構成であり、冗長な説明を低減するため、前側固定部５０３についてのみ詳細に説明し、後側固定部５０５についての詳細な説明を省略する。
図６（Ｃ）に示すように、前側固定部５０３は、カバー５１１よりも上下方向及び左右方向の長さが長く、且つ、前後方向の長さがピストンロッド５１２の露出部分及び金属片１２を合算した長さよりも短い直方体状のボックスによって構成されている。前側固定部５０３には、前後方向に延びて前板及び後板の中央部を貫通する断面円状の通過孔５３１が形成されている。なお、前板の通過孔５３１の直径は、ピストンロッド５１２の外径よりも大きく設計されており、後板の通過孔５３１の直径は、金属片１２の外径よりも大きく設計されている。このため、押付部材１３は、通過孔５３１にピストンロッド５１２及び金属片１２を通過させてカバー５１１後端と前側固定部５０３の前板とを接触した状態で保持できる。
【００３８】
また、前側固定部５０３には、前後方向に延びて前板及び後板の左側上部、左側下部、右側上部及び右側下部を貫通する断面円状の４つのシリンダ固定用貫通孔５３２が形成されている。よって、例えば、図示しないシリンダ固定ピンがシリンダ固定用貫通孔５３２及び固定用貫通孔５１４に挿入されて嵌まった状態にすることで、前側押付用エアシリンダ５０１が前側固定部５０３に固定される。
さらに、前側固定部５０３には、前後方向に延びて前板及び後板の左側端上部、左側下端部、右側上端部及び右側下端部を貫通する断面円状の４つのボックス固定用貫通孔５３３が形成されている。
【００３９】
（エアシリンダボックス５０４について）
図６（Ｄ）はエアシリンダボックスの拡大斜視図である。
図６（Ｄ）に示すように、エアシリンダボックス５０４は、上下方向に長い直方体状のボックス本体５４１、ボックス本体５４１の下面に固定された底板５４２を備える。ボックス本体５４１には、左右方向に延びて左板及び右板の中央部を貫通する断面円状の本体貫通孔５４３が形成されている。なお、本体貫通孔５４３の直径は、被押付部材９の外径、具体的には、後述する試験用リング部材（８）の外径よりも大きく設計されている。このため、押付部材１３は、図１、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、回転軸７が本体貫通孔５４３を貫通した状態で配置でき、被押付部材９の本体貫通孔５４３の内部に配置された部分に金属片１２を押し付けることが可能となっている。
【００４０】
図６（Ｄ）に戻り、ボックス本体５４１の前板には、中央部に金属片１２が通過する断面円状の金属片通過孔５４４、左側上部、左側下部、右側上部及び右側下部に設けられた断面円状の４つの固定用ピン挿入孔５４５が形成されている。よって、例えば、図示しない前側ボックス固定ピンが固定用ピン挿入孔５４５及びボックス固定用貫通孔５３３に挿入されて嵌まった状態にすることで、前側押付用エアシリンダ５０１及び前側固定部５０３がエアシリンダボックス５０４に固定される。また、図示は省略するが、ボックス本体５４１の後板にも前板と同様に、中央部に金属片１２が通過する断面円状の金属片通過孔、左側上部、左側下部、右側上部及び右側下部に設けられた断面円状の４つの固定用ピン挿入孔が形成されている。本実施の形態では、後板の金属片通過孔及び固定用ピン挿入孔は、前板の金属片通過孔５４４及び固定用ピン挿入孔５４５よりも右方に１０ｍｍずれた位置に形成されている。よって、後側押付用エアシリンダ５０２及び後側固定部５０５は、前側押付用エアシリンダ５０１及び前側固定部５０３よりも右方に１０ｍｍずれた位置でエアシリンダボックス５０４に固定される。
【００４１】
また、底板５４２の前端部は、ボックス本体５４１の前板よりも前側に配置されており、上端から下端まで下方に延びて貫通する断面円状の２つの前側貫通孔５４６が間隔を空けて形成されている。また、底板５４２の後端部も前端部と同様に、ボックス本体５４１の後板よりも後側に配置されており、図示は省略するが上端から下端まで下方に延びて貫通する断面円状の２つの後側貫通孔が間隔を空けて形成されている。よって、図示しない前側固定用ピンが前側被案内部５０６の固定用ピン挿入孔及び前側貫通孔５４６に挿入されて嵌まり、且つ、図示しない後側固定用ピンが後側被案内部５０７の固定用ピン挿入孔及び後側貫通孔に挿入されて嵌まることにより、前側被案内部５０６及び後側被案内部５０７が底板５４２に固定される。
【００４２】
（金属片１２について）
図７（Ａ）は金属片の斜視拡大図である。
図７（Ａ）に示すように、金属片１２は、前後方向に延びる円柱状の延長部６０１、延長部の一端の中央部から外方に突出する円柱状の突起部６０２を備える。なお、金属片１２が被押付部材９に押し付けられたときには、突起部６０２の外端面は、被押付部材９との接触面となる。例えば、図６（Ｂ）に示すように、金属片１２が前側押付用エアシリンダ５０１に取り付けられる場合、ピストンロッド５１２の後端面に延長部６０１の前端面が固定され、突起部６０２の後端面が被押付部材９との接触面となる。本実施の形態では、延長部６０１は、前後方向の長さが２１ｍｍ、外径がφ８ｍｍに設計されており、突起部６０２は、前後方向の長さが１ｍｍ、外径がφ２ｍｍに設計されている。
【００４３】
（被押付部材９及び試験用リング部材８について）
図７（Ｂ）は試験用リング部材の斜視拡大図である。
また、上述したように、被押付部材９では、回転軸７が図７（Ｂ）に示す円環状の試験用リング部材８を貫通した状態で保持している。本実施の形態では、試験用リング部材８は、前後方向の長さが１０ｍｍ、外径がφ５０ｍｍ、内径がφ３０ｍｍに設計されている。
【００４４】
図７（Ｃ）は室温で回転軸が試験用リング部材を貫通した状態を説明するための図、図７（Ｄ）は圧延温度で回転軸が試験用リング部材を貫通した状態を説明するための図である。
また、試験用リング部材８と回転軸７とは構成する材料が異なり、試験用リング部材８の熱膨張率は、回転軸７の熱膨張率よりも小さく設計されている。このため、電気炉１０によって被押付部材９が加熱されると、回転軸７の外径のほうが試験用リング部材８の内径よりも大きくなり易い。また、本実施の形態では、図７（Ｃ）に示すように、常温では回転軸７の外径が試験用リング部材８の内径未満に設計されている。具体的には、回転軸７の外径は、φ３０ｍｍ未満に設計されている。一方、電気炉１０によって被押付部材９が試験を行うときの温度、即ち金属材の熱間圧延を行うときの圧延温度まで上昇させると、図７（Ｄ）に示すように、回転軸７の外径が試験用リング部材８の内径以上となるように設計されている。よって、被押付部材９は、試験を行うときには回転軸７が試験用リング部材８を固定し、回転軸７と試験用リング部材８とを一体的に回転させることが可能となっている。
【００４５】
図８は試験用リング部材に金属片が押し付けられた状態を説明するための図である。
また、被押付部材９では、回転軸７が複数の試験用リング部材８を貫通した状態で保持することが可能である。例えば、図８に示すように、２つの試験用リング部材８を左右方向に接触した状態で並べた状態で回転軸７に貫通させることが可能である。なお、上述したように、後側押付用エアシリンダ５０２のほうが前側押付用エアシリンダ５０１よりも左方に１０ｍｍずれた位置でエアシリンダボックス５０４に固定されている。このため、前側押付用エアシリンダ５０１に固定された金属片１２を左側の試験用リング部材８に押し付けるとともに、後側押付用エアシリンダ５０２に固定された金属片１２を左側の試験用リング部材８に押し付けることが可能となっている。
【００４６】
（制御部１５について）
制御部１５は、例えば、駆動モータ４、電気炉１０、電気炉移動機構１１、押付部材１３及び押付部材移動機構１４に電気的に接続され、これらを操作することが可能なノートＰＣ（パーソナルコンピュータ）によって構成されている。制御部１５は、駆動モータ４の駆動軸３の回転速度及びトルクを制御する。また、制御部１５は、電気炉１０の発熱体を制御することで、被押付部材９の加熱を制御する。また、制御部１５は、電気炉移動用エアシリンダ３０１のエアホース接続口３０３に接続されたエアホースからの空気の注入・吸引を制御することで、電気炉移動機構１１による電気炉１０の左右方向の移動を制御する。また、制御部１５は、前側押付用エアシリンダ５０１のエアホース接続口５１３に接続されたエアホースからの空気の注入・吸引を制御したり、後側押付用エアシリンダ５０２のエアホース接続口に接続されたエアホースからの空気の注入・吸引を制御したりすることで、押付部材１３による金属片１２の被押付部材９への押し付け圧力を制御する。また、制御部１５は、押付部材移動用エアシリンダ３０２のエアホース接続口に接続されたエアホースからの空気の注入・吸引を制御することで、押付部材移動機構１４による押付部材１３の左右方向の移動を制御する。
【００４７】
以上説明したように、本実施の形態に係る試験装置１によれば、被押付部材９は、電気炉１０によって圧延温度に加熱された状態で押付部材１３によって金属片１２が押し付けられることが可能となっている。
このようにすることで、試験装置１は、金属材の熱間圧延において金属材を圧延する圧延部材の表面に金属材の一部が焼き付く現象を再現することが可能となっている。
【００４８】
また、本実施の形態に係る試験装置１によれば、被押付部材９は、回転軸７と、回転軸７に貫通された状態で回転軸７の外周面の外方に設けられる試験用リング部材８とを含む。そして、回転軸７の熱膨張率は、試験用リング部材８の熱膨張率よりも大きく、回転軸７の外径は、被押付部材９の温度が圧延温度よりも低いときに試験用リング部材８の内径よりも小さい一方、被押付部材９の温度が圧延温度以上のときには試験用リング部材８の内径以上になる。
【００４９】
このようにすることで、試験装置１は、被押付部材の温度が圧延温度よりも低いときに回転軸の外径が被押付部材本体の内径よりも小さくない試験装置よりも試験用リング部材８を容易に回転軸７から着脱でき、試験を行うための作業負担を低減できる。また、このようにすることで、試験装置１は、被押付部材９の温度が圧延温度以上のときには回転軸７の外径が試験用リング部材８の内径以上になるので、試験を行うときに回転軸７が試験用リング部材８を貫通した状態で回転軸７及び試験用リング部材８を圧延温度まで加熱することで回転軸７が試験用リング部材８を固定することができ、試験用リング部材８と回転軸７とを一体的に回転させることができる。よって、回転軸７を回転させたときに一体的に回転している試験用リング部材８に金属片１２を押し付けることで金属片１２の表面に試験用リング部材８の一部を焼き付けることができる。
【００５０】
また、本実施の形態に係る試験装置１によれば、試験用リング部材８は、左右方向の長さ、所謂幅が１０ｍｍの円環状に形成されている。
このようにすることで、試験装置１は、試験でも実際の圧延機と同様の圧延部材や金属材を用いて試験する試験装置よりも圧延部材の表面に金属材の一部が焼き付く現象を再現する面積を低減でき、試験のための費用を低減できる。
なお、本実施の形態のように、試験用リング部材８の幅を狭くすることが好ましいが、これに限定されず、試験用リング部材８の幅は任意の長さであってもよい。例えば、試験用リング部材８の幅は、１０ｍｍよりも大きくてもよい。
【００５１】
また、本実施の形態に係る試験装置１によれば、金属片１２は、突起部６０２の接触面の外径が試験用リング部材８の幅よりも狭いφ２ｍｍの円形状に形成されている。
このようにすることで、試験装置１は、金属片の接触面の幅を試験用リング部材の幅よりも狭くせずに試験する試験装置よりも圧延部材の表面に金属材の一部が焼き付く現象を再現する面積を低減でき、試験のための費用を低減できる。
なお、本実施の形態のように、金属片１２の接触面の外径を試験用リング部材８の幅よりも狭くすることが好ましいが、これに限定されず、金属片１２の接触面の外径は任意の長さであってもよく、例えば、φ５ｍｍであってもよく、φ１５ｍｍであってもよい。
【００５２】
また、本実施の形態に係る試験装置１によれば、押付部材１３は、押付部材移動機構１４によって左右方向、即ち回転軸７の軸方向に沿ってスライド移動することが可能となっている。
このようにすることで、試験装置１は、回転軸７の任意の位置に保持された試験用リング部材８に金属片１２を押し付けることができる。また、このようにすることで、試験装置１は、電気炉１０によって回転軸７及び試験用リング部材８を加熱するときに押付部材１３を退避させることができ、押付部材が回転軸の軸方向に沿ってスライド移動できない試験装置よりも電気炉１０による被押付部材９の加熱効率が向上する。
なお、本実施の形態のように、押付部材１３が回転軸７の軸方向に沿ってスライド移動可能とすることが好ましいが、押付部材１３が回転軸７の軸方向に沿ってスライド移動できなくてもよい。この場合、被押付部材９は押付部材１３が金属片１２を押し付けることができる位置に試験用リング部材８を予め固定しておく必要がある。
【００５３】
また、本実施の形態に係る試験装置１によれば、押付部材１３は、後側押付用エアシリンダ５０２のほうが前側押付用エアシリンダ５０１よりも左方に１０ｍｍずれた位置に固定されている。よって、押付部材１３は、前側押付用エアシリンダ５０１及び後側押付用エアシリンダ５０１が同時に異なる位置から異なる圧力で異なる試験用リング部材８に金属片１２を押し付けることが可能となっている。
このようにすることで、試験装置１は、押付部材が同時に異なる位置から異なる圧力で異なる試験用リング部材に金属片を押し付けることができない試験装置よりも試験にかかる時間を低減できる。
【００５４】
なお、本実施の形態では、押付部材１３が同時に異なる位置から異なる試験用リング部材８に金属片１２を押し付けているが、これに限定されず、例えば、押付部材１３が同時に異なる位置から幅広の試験用リング部材８の異なる位置に金属片１２を押し付けてもよい。
なお、本実施の形態では、押付部材１３が前後の異なる２カ所の位置から試験用リング部材８に金属片１２を押し付けているが、これに限定されず、３カ所以上から異なる圧力で試験用リング部材８に金属片１２を押し付けてもよい。例えば、上下も含む異なる４カ所の位置から試験用リング部材８に金属片１２を押し付けてもよい。
なお、本実施の形態のように、異なる複数の位置から試験用リング部材８に金属片１２を押し付けることが好ましいが、これに限定されず、１カ所のみから試験用リング部材８に金属片１２を押し付けてもよい。
【００５５】
また、本実施の形態に係る試験装置１によれば、電気炉１０は、電気炉移動機構１１によって左右方向、即ち回転軸７の軸方向に沿ってスライド移動することが可能となっている。
このようにすることで、試験装置１は、回転軸７の任意の位置に保持された試験用リング部材８を加熱して回転軸７に試験用リング部材８を固定させることができる。また、このようにすることで、試験装置１は、押付部材１３によって試験用リング部材８に金属片１２を押し付けるときに電気炉１０を退避させることができ、加熱部材が回転軸の軸方向に沿ってスライド移動できない試験装置よりも押付部材１３による被押付部材９への金属片１２の押し付けがし易くなる。例えば、試験装置１は、加熱部材が固定されている試験装置よりも押付部材１３が金属片１２を押し付ける位置の選択肢が多くなる。
【００５６】
なお、本実施の形態のように、電気炉１０が回転軸７の軸方向に沿ってスライド移動可能とすることが好ましいが、電気炉１０が回転軸７の軸方向に沿ってスライド移動できなくてもよい。この場合、被押付部材９は電気炉１０が試験用リング部材８を加熱できる位置に試験用リング部材８を予め固定しておく必要がある。
【００５７】
その他、上記実施の形態に係る試験装置１の構成は一例であり、本考案が解決しようとする課題を解決可能な限りにおいて任意に変更および修正が可能である。
【００５８】
本考案は、本考案の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本考案を説明するためのものであり、本考案の範囲を限定するものではない。つまり、本考案の範囲は、実施の形態ではなく、実用新案登録請求の範囲によって示される。そして、実用新案登録請求の範囲内及びそれと同等の考案の意義の範囲内で施される様々な変形が、本考案の範囲内とみなされる。
【符号の説明】
【００５９】
１  試験装置、７  回転軸と、８  試験用リング部材、９  被押付部材、１０  電気炉、１１  電気炉移動機構、１２  金属材、１３  押付部材、１４  押付部材移動機構。
【図１】
0003231635.tif 000003
【図２】
0003231635.tif 000004
【図３】
0003231635.tif 000005
【図４】
0003231635.tif 000006
【図５】
0003231635.tif 000007
【図６】
0003231635.tif 000008
【図７】
0003231635.tif 000009
【図８】
0003231635.tif 000010