(57)【要約】【課題】  帯材が移動する推進力を利用し、帯材の流れに同調させるようにして孔を一定のピッチで連続的にあけることができる機構を提供する。【解決手段】  パスライン２の入側に位置するロール対の上側ロール５の軸体５ａに固定された偏心軸６により上下運動するアッパフレーム７と、帯材４の下方にあってアッパフレーム７の上下動空間の直下に位置する不動状態にあるロアフレーム８と、ダイス１４を備えた上面１０ａを帯材４の直下面に位置させロアフレーム８上をパスライン方向に往復動可能なダイスキャリア１０と、帯材４の上面に対して離接しダイスキャリア１０と協働して帯材４を一時的に挟持するフラットパッド１２と、フラットパッド１２を上下に貫きダイス１４に進入して帯材４に透孔を打ち抜くポンチ１３を有したポンチホルダ１１とを備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリーズに並ぶ成形用ロールを備えた圧延成形ラインに流されて順次所定形状にロール成形される帯材の所定位置に、成形品がパスラインから送り出される以前の段階で、一連のロールによる成形では行い得ない打ち抜き処理を施すようになっているロール成形用帯材の透孔打ち抜き機構において、
パスライン入側に位置するロール対の上側ロールとほぼ同レベルに位置し、移動する帯材との摺接力で回転する上側ロールの軸体に固定された偏心軸により上下運動するアッパフレームと、
帯材の下方にあって前記アッパフレームの上下動空間の直下に位置し、帯材の移動の影響を受けることなく不動状態にあるロアフレームと、
上方に開口したダイスを備えた上面がパスラインを流れる帯材の直下面に位置し、前記ロアフレーム上をパスライン方向に往復動可能なダイスキャリアと、
パスラインを流れる帯材の上面に対して離接し前記ダイスキャリアの上面と協働して帯材を一時的に挟持する下面を有したフラットパッドと、該フラットパッドの上方に位置しそのフラットパッドとの間に懸架された弾性体を前記アッパフレームの下降により圧縮してフラットパッドを押し下げたり上昇により圧縮が解放された弾発力によって離反することにより、前記フラットパッドを上下に貫き前記ダイスに進入して帯材に透孔を打ち抜くポンチを有したポンチホルダとを備え、前記帯材の側縁から外れた位置に設けられた連結体により、前記ダイスキャリアと常時一体となってアッパフレームの下面をパスライン方向に往復動可能なポンチキャリアと、
を具備することを特徴とするロール成形用帯材の透孔打ち抜き機構。
【請求項２】
前記ポンチホルダにはパスライン方向に並ぶ二つのポンチが装着され、前記上側ロールの周長はポンチ間隔の二倍とされていることを特徴とする請求項１に記載されたロール成形用帯材の透孔打ち抜き機構。
【請求項３】
前記連結体により一体で前進したダイスキャリアとポンチキャリアとを初期位置へ戻すアクチュエータが設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載されたロール成形用帯材の透孔打ち抜き機構。
【請求項４】
前記連結体は、その垂直な姿勢の一端部がダイスキャリアまたはポンチキャリアに固定され、その他端部はポンチキャリアまたはダイスキャリアに設けた竪孔に摺接可能に嵌挿されるロッドであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載されたロール成形用帯材の透孔打ち抜き機構。
【請求項５】
前記フラットパッドは前記ポンチホルダに懸垂ピンを介して垂下され、該懸垂ピンは、その垂直な姿勢の一端部がポンチホルダまたはフラットパッドに固定され、その軸部はフラットパッドまたはポンチホルダに設けた竪孔に摺接可能に嵌挿され、軸部先端には前記竪孔からの抜け出しを阻止する膨径部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載されたロール成形用帯材の透孔打ち抜き機構。
【請求項６】
上下運動する前記アッパフレームは、パスライン入側に位置して相前後して並ぶ二つの上側ロールの軸体に固定した偏心軸に支持されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載されたロール成形用帯材の透孔打ち抜き機構。
【請求項７】
前記二つの上側ロールの径は同じであり、その回転は同調ギヤトレンによって同速に保持されていることを特徴とする請求項６に記載されたロール成形用帯材の透孔打ち抜き機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロール成形用帯材の透孔打ち抜き機構に係り、詳しくは、圧延成形ラインを移動しながら順次所望形状にロール成形される帯材の所定位置に、一連のロールによる成形では達成できない打ち抜き操作を、成形品がパスラインから送り出される以前に施しておくことができるようにした帯材の透孔打ち抜き機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薄い鋼板（帯材）３１を図１２の上から下に示すように幅Ｗi の状態から順次変形させて製作された例えばデッキプレート３２は、図１３の（ａ）のごとく、コイル状態になっている帯材３１をアンコイラ３３より繰り出し、その帯材を幾つもの成形用ロールが並ぶパスライン３４に送り出して所定形状となるまで圧延成形し、それを適宜長さで切断することによって得られる。このようにして成形されたデッキプレート３２は、図１２の最下段のように、山条部３２ｍと谷条部３２ｖとそれらを繋ぐ斜辺部３２ｓからなる例えば２．５メートル程度の幅Ｗf を有し、その一定した断面を持つ奥行きが２メートル程度に与えられ、鉄骨梁間に架設するなどして天井や階上床を構築するために使用される。
【０００３】
デッキプレート３２は、図１４の（ａ）に示すように、右に置かれるデッキプレート３２Ｒの左端を左に置かれたデッキプレート３２Ｌの右端に重ねて、順次大きな面を形成する。このようなデッキプレートには上面にコンクリートが打設され、金属とコンクリートからなる合成床板を形成させることができる。しかし、デッキプレートをそのまま屋根材として使用することもでき、直接ビス止めされたりもする。この場合、図１４の（ｂ）のごとく、右のデッキプレート３２Ｒの左側にビス用下孔３６をあけておくと、（ａ）に示す左のデッキプレート３２Ｌの孔をあけていない右端とを一体化する際、タッピッングビス３７の差し込みが容易となる。
【０００４】
このようなビス用下孔は丸孔、長孔のいずれであってもポンチとダイスの組み合わせにより打ち抜かれて形成されるものであり、圧延ラインに並ぶ一連の成形用ロールによっては形成することができない。ロールは材料の除去を伴わない成形をするものであり、切断や打ち抜きといった材料を除去する成形をすることができないからである。それゆえ、ビス用下孔は圧延成形ライン中では与えることができず、結局は、圧延前の帯材の段階で予測した位置、すなわち帯材の側縁からδ（図１２の最上段の図を参照）だけ内側に寄った位置に孔をあけるか、成形品となった後に所定の位置にあけることになる。
【０００５】
デッキプレート等の成形品になってから孔をあけようとすると製品を一つずつ取り扱うことになり、その操作は作業内容の割りには手間の要するものとなる。ましてや、圧延成形ラインの延長上で処理しようとすると、成形によって嵩張った製品に孔をあけるための大掛かりな設備を導入せざるを得なく、ラインの長大化も余儀なくされる。
【０００６】
一方、圧延前の帯材に孔をあける場合、その処理をアンコイラから出て移行する帯材を対象にすると、移動速度に合わせて打ち抜き機構を動かさなければならず、構造の複雑化は避けられない。また、打ち抜き操作の速度と圧延成形ラインでの流れとが一致しないことも起こり、結果的には、図１３の（ａ）に示したように、各設備の処理速度の違いを吸収すべく帯材を弛めておくことも必要となる。
【０００７】
例えば打ち抜き装置３８を圧延成形ラインの上流側に設置することにすると、打ち抜き装置と圧延成形ライン３９との間にピット４０を設けて、孔３６のあけられた直後の帯材をループさせるなどしておく。また、アンコイラ３３が連続的に帯材を繰り出し、打ち抜き装置３８に到達した時点で帯材の動きを止めて孔をあける場合には、打ち抜き装置に大きな動力を必要とする材料送り機構４１を導入したり、アンコイラ３３と打ち抜き装置３８との間にもピット４２が必要になったりする。例えばピット２つと打ち抜き装置が圧延成形ラインの上流側に設置されることになると、生産ラインはますます長大化する。
【０００８】
ところで、圧延成形するときの帯材の流れに合わせて孔あけ操作ができれば、打ち抜き装置の簡素化や生産ラインの短小化を図ることができる。圧延成形ラインとは直接関係しないが、例えば、帯鋼を一定の長さに順次切断する装置としてフライングシヤーが存在する。この切断機は、帯鋼の移動に同期するように切断刃を移動させることによって、切り口に形状の乱れが生じないようにすることができる。一般的には、その刃物は、流れる帯鋼を挟んだ上下の空間で回転する一対のドラムの各周面一箇所に、帯鋼を横断する方向へ延びるようにして取りつけられる。これらのドラムを駆動するためのギヤトレンに特殊な運動をさせる速度制御を行えば、所望する任意の長さの帯鋼を得ることができる。そのような回転走間同期剪断装置の一例が、例えば特公昭６３−５１８０６号公報に記載されている。
【０００９】
この回転走間同期剪断の原理を利用し、上方のドラムに切断刃に代わるポンチを、下方のドラムに切断刃に代わるダイスを取りつければ、帯材に孔をあけられなくもないが、その制御機構や制御操作は複雑を極め、孔の打ち抜きに供するには余りにも高価な設備の導入が強いられることになる。走間同期剪断動作においては、切断のためのドラムの速度制御に帯鋼の送りと関連を持たせるとは言え、切断長さを幾つもに変更することができるようにするため、帯鋼の現実の移動速度を直接取得していないからである。それゆえ、打ち抜き処理のための動力を別途供給しなければならないことにもなり、省エネも一向に進められないという問題がある。
【特許文献１】特公昭６３−５１８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記の問題に鑑みなされたもので、その目的は、帯材が移動する速度を帯材から直接取得し、それに同調させるようにして孔を打ち抜くことができること、そのうえ、打ち抜き操作のためのみに新たに動力を供給する必要もなく、生産設備の省エネ化を図りやすくすること、打ち抜き操作を圧延成形ラインに組み込むことによって、生産ラインの長大化や打ち抜き機構用スペースの確保が抑えられること、打ち抜き操作においても一定のピッチを保持して連続的に孔をあけることができるようにすることを実現したロール成形用帯材の透孔打ち抜き機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、シリーズに並ぶ成形用ロールを備えた圧延成形ラインに流されて順次所定形状にロール成形される帯材の所定位置に、成形品がパスラインから送り出される以前の段階で、一連のロールによる成形では行い得ない打ち抜き処理を施すロール成形用帯材の透孔打ち抜き機構に適用される。その特徴とするところは、図１を参照して、パスライン２の入側に位置するロール対の上側ロール５とほぼ同レベルに位置し、移動する帯材４との摺接力で回転する上側ロール５の軸体５ａに固定された偏心軸６により上下運動するアッパフレーム７と、帯材４の下方にあってアッパフレーム７の上下動空間の直下に位置し、帯材４の移動の影響を受けることなく不動状態にあるロアフレーム８と、上方に開口したダイス１４を備えた上面１０ａがパスライン２を流れる帯材４の直下面に位置し、ロアフレーム８上をパスライン方向に往復動可能なダイスキャリア１０と、パスライン２を流れる帯材４の上面に対して離接しダイスキャリア１０の上面と協働して帯材４を一時的に挟持する下面１２ａを有したフラットパッド１２と、そのフラットパッド１２の上方に位置しそのパッドとの間に懸架された弾性体１９をアッパフレーム７の下降により圧縮してフラットパッド１２を押し下げたり上昇により圧縮が解放された弾発力によって離反することにより、フラットパッド１２を上下に貫きダイス１４に進入して帯材４に透孔を打ち抜くポンチ１３を有したポンチホルダ１１とを備え、帯材４の側縁から外れた位置に設けられた連結体２０により、ダイスキャリア１０と常時一体となってアッパフレーム７の下面をパスライン方向に往復動可能なポンチキャリア９とを具備したことである。
【００１２】
ポンチホルダ１１にはパスライン方向に並ぶ二つのポンチ１３が装着され、上側ロール５の周長はポンチ間隔Ｌp の二倍とされる。
【００１３】
連結体２０により一体で前進したダイスキャリア１０とポンチキャリア９とを、初期位置へ戻すアクチュエータ２１が設けられる。
【００１４】
連結体２０は、その垂直な姿勢の一端部がダイスキャリア１０またはポンチキャリア９に固定され、その他端部はポンチキャリア９またはダイスキャリア１０に設けた竪孔１０ｂに摺接可能に嵌挿されるロッドとしておけばよい。
【００１５】
フラットパッド１２はポンチホルダ１１に懸垂ピン１８を介して垂下され、その懸垂ピンは、その垂直な姿勢の一端部がポンチホルダ１１またはフラットパッド１２に固定される。その軸部１８ａはフラットパッド１２またはポンチホルダ１１に設けた竪孔１１ａに摺接可能に嵌挿され、軸部先端には竪孔１１ａからの抜け出しを阻止する膨径部１８ｂも設けられる。
【００１６】
上下運動するアッパフレーム７は、図２に示すように、パスライン２の入側に位置して相前後して並ぶ二つの上側ロール５の軸体５ａに固定した偏心軸６に支持させておくとよい。その二つの上側ロール５の径は同じであり、その回転は同調ギヤトレン２２によって同速に保持されている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、移動する帯材との摺接力で回転する上側ロールの軸体に固定した偏心軸により上下運動するアッパフレームに、帯材に透孔を打ち抜くポンチが装着されたポンチホルダを備えているので、上側ロールの回転を利用しアッパフレームを帯材の移動に連動して上下動させることができる。それゆえ、透孔の打ち抜き速度が常に帯材の速度に同調し、所定位置への穿孔が確実となる。
【００１８】
その打ち抜きのための動力は帯材の移動を回転に変換する上側ロールにより供給されることになるので、圧延成形ラインを流れる帯材の推進力が利用でき、ポンチの上下動のために新たに動力を加える必要がなくなる。言うまでもないが、生産設備の省エネ化が図られ、打ち抜き機構を圧延成形ラインに組み込むことによって、生産ラインの短縮化や装置の嵩張りが抑えられる。
【００１９】
アッパフレームが上下動する空間の直下に位置して不動状態にあるロアフレーム上を、上方に開口したダイスを備えた上面が帯材の直下面に位置してパスライン方向に往復動可能なダイスキャリアと、移動する帯材の上面に対して離接しダイスキャリアの上面と協働して帯材を一時的に挟持する下面を有したフラットパッドが、アッパフレームに対して往復動可能に設けられるので、ポンチによって打ち抜き操作を始める前に、流れる帯材をダイスキャリアとフラットパッドによって挟持しておくことができ、フラットパッドと共に移動するポンチホルダを帯材の移動に追従させることが可能となる。打ち抜きには若干の時間を要するが、その間は帯材とポンチおよびダイスが同速で移動するから、穿孔中にポンチと帯材との間でこじれが生じることは一切なく、所定形状の透孔が形成される。
【００２０】
ポンチホルダはフラットパッドの上方に位置し、そのパッドとの間に弾性体が懸架されているので、アッパフレームの下降によりフラットパッドを押し下げている間に圧縮されていた弾性体がアッパフレームの上昇により解放されると、その弾発力を利用してポンチホルダがフラットパッドから離反する。従って、ポンチはフラットパッドを上下に貫きダイスキャリアの上面で開口するダイスに進入して帯材に透孔を打ち抜き、その後にポンチホルダをフラットパッドよりも早く退避させることができる。それゆえ、フラットパッドがダイスキャリアとで行っていた帯材の挟持を解く前にポンチが帯材から離れ、穿孔を終えたポンチが移動を続ける帯材と干渉することはなく、相互に無用の力を及ぼしあって損傷を受けたり与えたりすることがない。
【００２１】
ポンチホルダ、フラットパッドおよびダイスキャリアは、帯材の側縁から外れた位置に設けられた連結体により、それらの離接を可能にした状態でパスライン方向へは一体的に動くことができるようにしているので、それらは常に同じ時に同じ速度で運動することになる。従って、フラットパッドとダイスキャリアとで帯材を挟持させたときは、ポンチホルダも帯材と共に移動することになり、前進中にポンチによる孔あけ動作が阻害されることはない。また孔をあけた後に初期位置へ戻すときも一体となって移動させることができるから、次の打ち抜きサイクルに入るまでに態勢が整えられ、以後同様の動作が円滑に繰り返えされる。
【００２２】
パスライン方向に並ぶ二つのポンチをポンチホルダに装着しておき、上側ロールの周長がポンチ取付間隔の二倍となるようにしておくなら、打ち抜かれた一対のうち後側の透孔とその次に打ち抜かれた一対のうち前側の透孔との間隔もポンチホルダにおけるポンチ取付間隔と等しくすることができ、結果として、全て同じ間隔の透孔が得られる。
【００２３】
アクチュエータを設けて連結体により一体化されたダイスキャリアとポンチキャリアとを初期位置へ戻すようにすれば、フラットパッドとダイスキャリアによる帯材の挟持を解いた直後から打ち抜き処理サイクルが終了するまでに迅速に戻しておくことができる。次の打ち抜き処理サイクルが始まるまでに初期位置に待機させ、打ち抜き動作を円滑に繰り返えさせることができる。
【００２４】
ポンチホルダとフラットパッドとダイスキャリアを一体的に移動させるための連結体として、垂直な姿勢の一端部がダイスキャリアまたはポンチキャリアに固定され、その他端部がポンチキャリアまたはダイスキャリアに設けた竪孔に摺接可能に嵌挿されるロッドとしておくなら、ポンチキャリアのダイスキャリアに対する上下動離反が許容されつつパスライン方向へは一体的な移動を可能にする。それのみならず、フラットパッドがポンチホルダに先行して下降したり、下降しているフラットパッドにポンチホルダを接近させて孔あけ動作に入ったり、ポンチキャリアをダイスキャリアから離反させて穿孔動作を終了し次の打ち抜きのために待機するという動作を、極めて簡単な構成でもって実現することができる。
【００２５】
フラットパッドが膨径部付き懸垂ピンを介してポンチホルダに垂下されていれば、その膨径部によってフラットパッドがポンチホルダから落下したり脱落することはない。両者の最大離反量も軸部の長さによって規定できると共に、ポンチホルダのフラットパッドへの接近も許容することができる。フラットパッドのポンチホルダからの離反量のばらつきはなくなり、フラットパッドがダイスキャリアと協働して帯材の挟持を果たすまでに要する時間や、その後にポンチが打ち抜き動作に入るまでの時間を常に同一に保つことができることになり、打ち抜きサイクルのシーケンスが安定する。
【００２６】
上下動するアッパフレームを相前後して並ぶ二つの上側ロールの軸体に固定した偏心軸に支持させておけば、圧延成形ライン中の成形用ロールを利用してアッパフレームの姿勢を水平に維持したまま上下させることができ、別構造の水平保持機構を圧延成形ラインに持ち込む必要もなくなる。その二つの上側ロールの径は同じとし、その回転を同調ギヤトレンによって同速に保っておけば、二つの偏心軸は常に位相を一致させた状態で回転し、アッパフレームは水平を保った上下運動を常時確実に再現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、本発明に係るロール成形用帯材の透孔打ち抜き機構を、実施の形態を表した図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、圧延成形ラインにおける一連のロールによる成形では行い得ない打ち抜き処理を施す機構の要部構造図である。これは、図１３の（ｂ）のごとくシリーズに並ぶ成形用ロール１の一部を利用して、成形品がパスライン２から送り出される以前の段階で、透孔３（図１１の（ｅ）を参照）を一定の間隔で順次与えることができるようにしたものである。これにより帯材４の流れに同調して孔が打ち抜かれるようになるが、そのための新たな動力の供給を必要としなく、生産の省エネ化、ラインの短小化、装置の簡素化等が図られる。
【００２８】
それを実現する機構は、主として以下に列挙する要素からなる。なお、その個々の要素の詳細は後述する。構成の概略を把握するため、図１ないし図３の（ａ）を参照する。まず、上側ロール５の軸体５ａを取り巻くように固定された偏心軸６の振れ回り運動により上下動するアッパフレーム７があり、このアッパフレーム７の下方にロアフレーム８が配置される。
【００２９】
そのアッパフレーム７とロアフレーム８との上下間には、ポンチキャリア９とダイスキャリア１０とが設けられる。そのポンチキャリア９はポンチホルダ１１とフラットパッド１２とからなり、前者は透孔３（図１１の（ｅ）および図１２の最下段を参照）を打ち抜くためのポンチ１３を図１に示すように前後に二つ装備し、後者はダイスキャリア１０と協働して帯材４を挟持するように機能する。ダイスキャリア１０には、ポンチ１３により透孔を穿つ受け金具としてのダイス１４が二つ設けられる。
【００３０】
詳しく述べると、アッパフレーム７は図２に示すようにパスライン２の入側に位置するロール対の上側ロール５とほぼ同レベルに位置し、後に図４および図５に基づいて説明するごとく、移動する帯材４との摺接力で回転する上側ロール５の回転に連動して上下運動することにより、ロアフレーム８に対して離接動する。なお、ここでいう上側ロール５とは成形用ロール１のうち最上流側で相前後して並ぶ二つがその対象であり、新たにパスラインに追加したロールとしてもよいし、元来それぞれの下側ロール１５と共にアンコイラ３３（図１３を参照）から繰り出された帯材４の反りをとるなどのため設けられているものを利用してもよい。
【００３１】
上記したごとく、アッパフレーム７を上下動させるために上側ロール５を二つ使用することにしているが（図２を参照）、アッパフレーム７の姿勢が水平に保たれる機構（図示せず）を別途設けるなら、上側ロール５の一つだけを利用することも不可能でない。しかし、二つの上側ロール５の軸体５ａに固定した偏心軸６に位相を合わせて支持されるようにしておけば、圧延成形ライン中の成形用ロールを利用してアッパフレーム７を水平に維持したまま上下動させることができ、敢えて水平保持機構を圧延成形ラインに装備させる必要もなくなる。その二つの上側ロールの径は当然のこととして同じものが採用され、その回転は三つのギヤ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃからなる同調ギヤトレン２２によって同速に保っておけば、二つの偏心軸６が常に位相を一致させた状態で回転し、アッパフレーム７は水平を保った上下運動を常時再現する。
【００３２】
ロアフレーム８はアッパフレーム７の上下動空間の直下に位置し、帯材４の移動の影響を受けることなく不動状態にある。すなわち、下側ロール１５とほぼ同レベルに位置するが、移動する帯材４との摺接力で回転する下側ロールの回転の影響を受けることはない。アッパフレーム７は偏心軸６を固定するキー１６を介して上側ロールの軸体５ａと一体をなすが、図３に明瞭に表されているように、ロアフレーム８もアッパフレーム７と同じく成形用ロール１と一方のロールチョック１７Ａとの間に設置されるため、下側ロール１５の軸体１５ａが貫通するものの、下側ロール１５の動作とは何らの関連を持たない。
【００３３】
以上の説明のごとく、アッパフレーム７は上側ロール５の回転に連動するのに対してロアフレーム８が不動状態にあるのは、アッパフレーム７とロアフレーム８との間に設けられるポンチキャリア９とダイスキャリア１０のうちの後者を支持しておくだけで十分であるからである。すなわち、図１に示すように、ダイスキャリア１０は上方に開口したダイス１４を備える上面１０ａがパスライン２を流れる帯材４の直下面に位置して、パスライン方向に往復動可能であればよいので、ロアフレーム８はロアガイドレール８ｒ（図２や図３の（ａ）を参照）を設けるなどしてダイスキャリア１０を上面８ａで動かすことができるようになっていればよいからである。
【００３４】
ポンチキャリア９の一要素をなすフラットパッド１２は、パスライン２を流れる帯材４の上面に対して離接し、図１に示すダイスキャリア１０の上面１０ａと協働して帯材４を一時的に挟持する下面１２ａを有する。要素のもう一つであるポンチホルダ１１はポンチ１３を備えてフラットパッド１２の上方に位置し、ポンチ１３がフラットパッド１２の竪孔１２ｂを貫いた後にダイスキャリア１０のダイス１４に進入し、帯材４に丸孔もしくは長孔などの透孔を形成させるようになっている。
【００３５】
そのポンチホルダ１１とフラットパッド１２との間には、懸垂ピン１８と弾性体１９とが介装される。懸垂ピン１８によってフラットパッド１２がポンチホルダ１１から垂下した状態に保たれ、コイルスプリングなどの弾性体１９によって相互離接可能な状態におかれる。すなわち、コイルスプリング１９をアッパフレーム７の下降により圧縮してフラットパッド１２を押し下げたり、上昇により圧縮が解放されたときに生じる弾発力によってポンチホルダ１１をフラットパッド１２から離反させることができるようにしている。
【００３６】
なお、コイルスプリング１９を利用してポンチホルダ１１にフラットパッド１２を吊持させることもできるが、図１に示したように、懸垂ピン１８の垂直な姿勢の下端部をフラットパッド１２に例えばねじ止めし、軸部１８ａをポンチホルダ１１に設けた竪孔１１ａに摺接可能に嵌挿し、軸部先端に竪孔１１ａからの抜け落ちを阻止する膨径部１８ｂが形成されていれば、この膨径部によってフラットパッド１２がポンチホルダ１１から落下したり脱落することはなくなる。
【００３７】
フラットパッド１２とポンチホルダ１１との最大離反量も軸部の長さによって規定しておくことができると共に、ポンチホルダ１１がフラットパッド１２に接近することも許容される。フラットパッド１２のポンチホルダ１１からの離反量のばらつきはないから、フラットパッド１２がダイスキャリア１０と協働して帯材４の挟持を果たすまでに要する時間や、その後にポンチ１３が打ち抜き動作に入るまでの時間を不変とすることができる。打ち抜きサイクルにおける個々の動作の再現と、そのタイミングの正確さが保たれることになる。
【００３８】
上記したように、ポンチホルダ１１にはパスライン２の方向に並ぶ二つのポンチ１３が装着されるが、上側ロール５の周長にはポンチ間隔Ｌp の二倍長が与えられている。このように、パスライン方向に並ぶ二つのポンチの間隔を上側ロールの周長の半分、すなわち上側ロールの直径をＤとしてＬp をπＤ／２とすれば、πＤ／２のピッチで打ち抜かれた一対のうち後側の透孔３Ｍ（図１１の（ｅ）を参照）とその次に打ち抜かれる一対のうち前側の透孔３Ｎがあけられる位置との間隔Ｌb もπＤ／２とすることができ、結果として透孔の間隔を全て同じにしておくことができる。
【００３９】
そのポンチキャリア９とダイスキャリア１０とを一体化してパスライン２に沿って動かすための連結体２０が、図３の（ａ）に示すように、帯材４の側縁から外れた位置に設けられる。ポンチキャリア９とダイスキャリア１０とは一体となって常に同じ時に同じ速度で帯材４と共に前進するようになるが、それらを初期位置へ戻すアクチュエータ２１も設けられる。これらの各要素を備える透孔打ち抜き機構２３の全体が、成形用ロール１とロールチョック１７のうち例えば左側のチョック１７Ａとの間に設置される。
【００４０】
なお、上記したポンチキャリア９は、ダイスキャリア１０と常時一体となり、アッパフレーム７の下面に形成されたアッパガイドレール７ｒ（図２を参照）に沿ってパスライン方向に往復動可能である。その往動を実現する連結体２０として種々な手段や構造を与えることはできるが、図１に示したように、垂直な姿勢の上端部がポンチホルダ１１に嵌め殺し的もしくはねじ構造等によって固定され、その軸部２０ａがフラットパッド１２およびダイスキャリア１０に設けた竪孔１２ｃ，１０ｂに摺接可能に嵌挿されるロッドもしくはピンなどとしておくとよい。
【００４１】
フラットパッドとダイスキャリアとで帯材を挟持させたときは、ポンチホルダも伴って帯材と共に移動することになり、前進中にポンチによる孔あけ動作が阻害されることはない。また、孔をあけた後に初期位置へ戻すときも一体となって移動させることができるから、次の打ち抜きサイクルに入るまでに態勢を整えておきやすくなり、以後同様の動作が円滑に繰り返えされることになる。
【００４２】
すなわち、ポンチキャリア９とダイスキャリア１０のパスライン方向への一体的な移動が常に保証されるだけでなく、ポンチキャリア９のダイスキャリア１０に対する上下方向の離接が許容される。フラットパッド１２がポンチホルダ１１と共に下降したり、帯材４に密着しているフラットパッド１２にポンチホルダ１１を接近させて孔あけ動作に入ったり、ポンチキャリア９をダイスキャリア１０から離反させて孔あけを終え、次の打ち抜きのためにフラットパッド１２と共に退避するという動作を極めて簡単な構成でもって実現することができる。
【００４３】
連結体２０により一体的に前進したポンチキャリア９とダイスキャリア１０とを初期位置へ戻すためのアクチュエータ２１がロアフレーム８に取りつけられている（図１を参照）が、これをコイルスプリングなどのばね式の引き戻し機構（図示せず）などで代用させてもよい。しかし、アクチュエータによって引き戻し動作させれば、フラットパッド１２とダイスキャリア１０による帯材４の挟持を解いた直後からその打ち抜き処理サイクルが終了するまでの間にアクチュエータ２１によって迅速に戻しておくことができる。次の打ち抜き処理サイクルが始まるまでに初期位置に待機させ、タイミングを外すことなく打ち抜き動作を円滑に繰り返えさせることができる。
【００４４】
そのようなアクチュエータ２１は、油圧を動力とするまでもなくエアシリンダといった軽動力の駆動装置でよい。図１３の（ａ）中に符号４１で表した材料送り機構のように電動機駆動式等のロールに比べれば、格段の低廉化が図られる。これは、設備導入上の観点からも操業上の観点からも単動式で十分である。ポンチキャリア９とダイスキャリア１０との往動は、帯材４の推進力を利用している関係でシリンダに頼る必要はなく、復動時の引き戻しのために稼働させるだけでよい。アッパフレーム７は偏心軸６の振れ回りによって上下動するだけでなく前後にも運動するので、ポンチキャリア９とダイスキャリア１０の前進にまつわる動作中は無負荷状態にしておく意味でも都合がよい。
【００４５】
このような透孔打ち抜き機構においては、圧延成形ラインを流れる帯材に成形処理が施されるようになっているので、帯鋼の走間同期剪断とは異なり、パスラインに並ぶ成形用ロールの幾つかを用いて帯材の移動推進力を利用する。そして、その速度に同調させることにすれば、複雑な制御や機構を導入しなくても走間同期穿孔することができるとの知見に基づいて、本発明は完成されたものである。
【００４６】
以上詳細に機構の構成を述べたが、その透孔打ち抜き機構の動作を次に順次説明する。図４を参照して、その（ａ）は打ち抜きサイクルにおける開始時点の状態であり、ポンチキャリア９およびダイスキャリア１０が初期位置にある。成形用ロール１のうち上側ロール５の二つは共に偏心軸６の中心６ａを最も高い位置にしており、アッパフレーム７がロアフレーム８から最も離れた状態にある。
【００４７】
帯材４の進行によって上側ロール５が１２０度反時計方向に回転した状態が図４の（ｂ）に表されている。偏心軸６の中心６ａが振れ回り運動する結果、アッパフレーム７は二点鎖線の初期位置から左下方の少しずれた位置をとる。ちなみに、下側ロール１５（図４の（ａ）を参照）も帯材４の移動により回転するが、アッパフレーム７やロアフレーム８に何らの影響を及ぼさないからロアフレーム８は初期位置のままであり、以後も動くことはない。そのアッパフレーム７の少しの後退に伴って、連結体２０によりパスライン方向については一体化されているポンチキャリア９とダイスキャリア１０も少し後退する。単動式シリンダ２１の内部は大気開放状態におかれており、シリンダ圧が作用しないから後退が邪魔されることもない。
【００４８】
その位置においては上記したようにアッパフレーム７が下がっているが、その降下量は図６に示すようにフラットパッド１２が帯材４の上面に密着し始めるまでの大きさに決められているので、この時点でフラットパッド１２の下面１２ａはダイスキャリア１０の上面１０ａに載っている帯材４に接触する。上側ロールが以後この状態からさらに回転すると、ポンチホルダ１１がコイルスプリング１９を圧縮し始めるので密着力が高められ、ポンチキャリア９とダイスキャリア１０とは帯材４を強く挟持し、それぞれが図２に示すアッパガイドレール７ｒとロアガイドレール８ｒに沿ってパスラインの方向へ動きだす。
【００４９】
図４の（ｃ）のように１３５度まで上側ロールの軸体５ａが回転すると、アッパフレーム７は少しではあるが前進する。その一方、ポンチキャリア９とダイスキャリア１０とは帯材４に引きずられるようにして前進する。（ｃ）を拡大した図７に示すように、ポンチホルダ１１は軸体５ａの１５度回転に相当する偏心軸６の中心の降下量に等しい大きさだけ下がってフラットパッド１２に近づく。この時点でポンチ１３はフラットパッド１２の竪孔１２ｂの下端に至るので、結局は帯材４の上面に触れることになる。言うまでもないが、ポンチホルダ１１もフラットパッド１２と共に帯材４の速度で動いているので、ポンチ１３の先端は帯材４に対して相対運動することがなく、従ってポンチ１３の接触で帯材４の表面に疵がつくということもない。
【００５０】
軸体５ａが１８０度回転すると、９０度の時点で最大に後退していたアッパフレーム７は図５の（ａ）のようにパスライン方向においては初期位置へ戻る。このとき、アッパフレーム７は最も降下した位置をとり、図８に示すように、ポンチ１３は帯材４を打ち抜いた後、ダイス１４に最も深く進入する。その間もポンチ１３は帯材４と同速度で移動しており、ポンチと帯材とのパスライン方向における相対位置の変化はない。なお、打ち抜き片はシュート２４などを通って排出される。
【００５１】
軸体５ａが２２５度回転するとアッパフレーム７は僅かに前進するが、それとは関係なく、ポンチキャリア９とダイスキャリア１０とは依然として帯材４に同伴する。しかし、アッパフレーム７は少し上昇するのでポンチホルダ１１は１３５度のときと同じ位置へ戻り、図９に示すようにポンチ１３の先端は帯材４から抜け出る位置までコイルスプリング１９の復元力によって上がる。結局、１８０度を境にして、その以前の４５度の回転の間にポンチによる穿孔動作がなされ、以後の４５度の間にポンチの引き抜きがなされる。
【００５２】
このように、フラットパッド１２を上下に貫きダイスキャリア１０の上面で開口するダイス１４に進入して帯材４に透孔３を打ち抜いた後に、ポンチホルダ１１がフラットパッド１２よりも早く退避する。それゆえ、フラットパッド１２がダイスキャリア１０とで行っていた帯材４の挟持を解く前にポンチ１３が帯材４から離れ、孔をあけ終えたポンチが移動を続ける帯材と干渉することはなく、従って相互に無用の力を及ぼしあって損傷を受けたり与えたりするようなこともない。
【００５３】
軸体５ａが２４０度回転すると、図５の（ｂ）のようになる。すなわち、アッパフレーム７はなおも僅かに前進するが、ポンチホルダ９とダイスキャリア１０とは大きく前進する。アッパフレーム７のさらなる僅かな上昇により、ポンチホルダ１１が図１０に示すように、フラットパッド１２からの離間を大きくする。ポンチ１３も上昇するから帯材４から遠のき、コイルスプリング１９も許容最大限に復元して伸びる。懸垂ピン１８の膨径部１８ａの下面が竪孔１１ａの頂部縁に着座した時点で、ポンチホルダ１１がフラットパッド１２から離反するのが停止する。ということは、軸体５ａがさらに回転すれば、フラットパッド１２がアッパフレーム７と共に上昇することになり、その時点でフラットパッド１２が帯材４から離れる。
【００５４】
帯材４は依然として移動するが、連結体２０でパスライン方向には拘束されているポンチキャリア９とダイスキャリア１０とは帯材４の挟持を終えるので、ポンチキャリア９とダイスキャリア１０とは２４０度のときの位置に取り残される。図５の（ｂ）に示した単動式エアシリンダ２１は伸びきった状態にあるが、圧縮エアが供給され、その復行のストロークが始まる。軸体５ａは残り１２０度の回転を残しているが、それに要するより短い時間でエアシリンダ２１はポンチキャリア９とダイスキャリア１０とを引き戻す。上側ロールが一回転を終えた時点が図５の（ｃ）に表されているが、この時点でエアシリンダ２１は無負荷状態とされる。帯材４は依然として進行しており、透孔３の二つがさらに前進していることが分かる。
【００５５】
ちなみに、上側ロール５と下側ロール１５とは、それぞれのロールチョック１７に取りつけられた圧下装置２５（図２を参照）により帯材４を強く押さえているので、各ロールと帯材との間に不測の滑りが生じることはない。ましてや、同調ギヤトレイン２２により回転の同期が図られるので、軸体５ａの回転が１２０度、１３５度、２２５度、２４０度といった節目になる際も、アッパフレーム７の上下運動は帯材の移動に対してずれることなく連動する。いずれのサイクルにおいても、打ち抜き動作が同じタイミングで正確に再現される。
【００５６】
図１１は以上の動作を纏めたものであるが、４８０度すなわち次のサイクルにおける１２０度を（ｄ）に、さらにそのサイクルにおける打ち抜き開始時点の１３５度である４９５度を（ｅ）に表した。４９５度においてポンチ１３が帯材４と接触した位置が次のサイクルにおける透孔の位置となる。先にも述べたが、二つのポンチが並ぶ間隔Ｌp を上側ロールの周長の半分としておくと、πＤ／２のピッチで打ち抜かれた一対のうち後側の透孔３Ｍとその次に打ち抜かれる一対のうち前側の透孔３Ｎとの間隔Ｌb もπＤ／２となり、透孔３の間隔が全て同じとなる。これは、先のサイクルにおける打ち抜き開始と次のサイクルの打ち抜き開始までの時間を、上側ロールの一回転所要時間と一致させているからにほかならない。
【００５７】
成形されたデッキプレートをπＤの長さとなるように切断すれば、いずれのデッキプレートにも同じ位置に透孔が与えられることになる。ちなみに、上側ロールの回転を２倍に増速するか１／２径のロールを採用するなどしてアッパフレームに伝え、Ｌp をπＤ／４とするならば、上側ロールの一回転により透孔を４つあけることができ、いずれの透孔間の距離も同じとなる。逆に言えば、このルールを外した打ち抜き動作はデッキプレートの長さを同じに切断するかぎり、透孔の位置が定まらなくなるのである。
【００５８】
前記したアクチュエータである単動式シリンダ２１（図３の（ａ）を参照）は、ロアフレーム８に代えてアッパフレーム７に取りつけてもよいが、エアホースをひく関係で、不動のロアフレーム８に装着しておくことが好ましい（図１を参照）。その姿勢を前後逆にすることに特に問題はなく、ポンチキャリア等を戻すために引き動作させていたことに代えてエア駆動を押し動作に変えればよい。図３の（ａ）では、ポンチキャリア９をアッパフレーム７に支持させておくため、ポンチホルダ１１の上部左右に支持スライダを形成させているが、（ｂ）のようにガイドレール７Ｒ自体でポンチホルダ１１を懸垂するようにしてもよい。いずれにしても、給脂するなどして円滑な動きが保証されるようになっていればよい。
【００５９】
以上の説明から分かるように、上側ロールの回転を利用してアッパフレームを帯材の移動に連動して上下動させることができる。透孔の打ち抜き速度が常に帯材の速度に同調され、所定位置への穿孔が確実になされる。打ち抜き処理は帯材の移動を回転に変換する上側ロールの回転に依存することになるので、圧延成形ラインを流れる帯材の推進力が利用され、打ち抜きのために新たに動力を与える必要もない。生産設備の省エネ化におおいに寄与し、打ち抜き機構を圧延成形ラインに組み込むことによって、生産ラインの短縮化や装置の嵩張りも抑えられる。
【００６０】
なお、連結体２０は、図１などの例において、その垂直な姿勢の一端部がポンチキャリア９に固定され、その他端部をダイスキャリアに設けた竪孔１０ｂに摺接可能に嵌挿させたロッドとした。しかし、図示しないが、垂直な姿勢の一端部がダイスキャリアに固定され、その他端部はポンチキャリアに設けた竪孔に摺接可能に嵌挿させるようにな逆構造とすることも差し支えない。
【００６１】
懸垂ピンについても、同様のことが言える。すなわち、その垂直な姿勢の一端部がフラットパッド１２に固定され、その軸部はポンチホルダ１１に設けた竪孔１１ａに摺接可能に嵌挿され、軸部先端には竪孔からの抜け落ちを阻止する膨径部１８ｂが形成されていると説明した。しかし、これも図示はしないが、垂直な姿勢の一端部をポンチホルダに固定し、その軸部をフラットパッドに設けた竪孔に摺接可能に嵌挿し、軸部先端にはその竪孔からの抜け出しを阻止する膨径部が形成されているような構成とすることもできる。
【００６２】
以上の説明から理解できるように、本発明に係る透孔打ち抜き機構によれば、帯材が移動する速度を帯材から直接取得し、それに同調させるようにして透孔を形成することができる。打ち抜き操作のために新たに動力を供給する必要はなく、生産設備の省エネ化が図りやすくなる。打ち抜き操作を圧延成形ラインに組み込むことによって、生産ラインの長大化や打ち抜き機構の大スペース占有が抑制され、打ち抜き操作においても一定のピッチを保持した連続的な透孔を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に係るロール成形用帯材の透孔打ち抜き機構であって、その要部を表した構造図。
【図２】本機構が導入されたパスライン入側に位置して並ぶ二つの上側ロールに支持されている状態を表した機構全体の斜視図。
【図３】本機構が設置される箇所およびその機構の正面視を表した構造図。
【図４】アッパフレームの上下運動に伴う透孔打ち抜き機構の動作説明図。
【図５】図４に続く動作説明図。
【図６】図１に続く動作説明であり、成形用ロールの軸体が１２０度回転した状態でフラットパッドがダイスキャリアと共に帯材を挟持した時点の構造図。
【図７】図６に続く動作説明であり、成形用ロールの軸体が１３５度回転した状態でポンチが帯材に透孔を打ち抜き始める時点の構造図。
【図８】図７に続く動作説明であり、成形用ロールの軸体が１８０度回転した状態でポンチが帯材を完全に打ち抜いた時点の構造図。
【図９】図８に続く動作説明であり、成形用ロールの軸体が２２５度回転した状態でポンチが帯材から完全に抜き出た時点の構造図。
【図１０】図９に続く動作説明であり、成形用ロールの軸体が２４０度回転した状態でフラットパッドが帯材から離反し始める時点の構造図。
【図１１】上側ロールの直径をＤとしてポンチのピッチをπＤ／２としたとき帯材に与えられる透孔の打ち抜き工程説明図。
【図１２】帯材を順次変形させ、一連の成形用ロールを通過する各時点における帯材の変形状態を表した成形処理工程説明図。
【図１３】（ａ）は従前採用されていた透孔打ち抜き装置を備えた圧延成形ラインの模式図、（ｂ）は本発明が適用された場合の圧延成形ラインの模式図。
【図１４】（ａ）は隣り合うデッキプレートの連結説明図、（ｂ）は透孔を形成させたデッキプレートの左半部図。
【符号の説明】
【００６４】
１…成形用ロール、２…パスライン、３，３Ｍ，３Ｎ…透孔、４…帯材、５…上側ロール、５ａ…軸体、６…偏心軸、７…アッパフレーム、８…ロアフレーム、９…ポンチキャリア、１０…ダイスキャリア、１０ａ…上面、１０ｂ…竪孔、１１…ポンチホルダ、１１ａ…竪孔、１２…フラットパッド、１２ａ…下面、１３…ポンチ、１４…ダイス、１８…懸垂ピン、１８ａ…軸部、１８ｂ…膨径部、１９…弾性体（コイルスプリング）、２０…連結体、２１…アクチュエータ（単動式エアシリンダ）、２２…同調ギヤトレン、２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ…ギヤ、Ｌb …一対のうち後側の透孔とその次に打ち抜かれた一対のうち前側の透孔との間隔（先のサイクルにおける透孔対と後のサイクルによる透孔対との間隔）、Ｌp …ポンチ間隔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2006272346.tif 000013
【図１２】
2006272346.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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