(57)【要約】【課題】幅圧下プレス装置等で用いられる金型ユニットとして、金型が架台から落下することを的確に防止することができる構造の金型ユニットを提供する。【解決手段】金型２１と架台２２はボルト２３で締結されているとともに、あり溝２８ａ、２８ｂとそれに挿入される落下防止キー２７で連結されていて、その落下防止キー２７は金型２１および架台２２より熱膨張係数の大きい材料で製作されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間スラブを圧下するプレス装置で用いられ、金型と架台を有する金型ユニットであって、金型と架台はボルトで締結されているとともに、あり溝とそれに挿入される落下防止キーで連結されていて、該落下防止キーは金型および架台より熱膨張係数の大きい材料で製作されていることを特徴とするスラブ圧下プレス装置の金型ユニット。
【請求項２】
金型および架台は炭素鋼で製作され、落下防止キーはステンレス鋼で製作されていることを特徴とする請求項１に記載のスラブ圧下プレス装置の金型ユニット。
【請求項３】
前記落下防止キーには、蒸気を通すための蒸気通し用孔が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のスラブ圧下プレス装置の金型ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間圧延ラインに設置される幅圧下プレス装置等のスラブを圧下するプレス装置で用いられる金型ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱間圧延ラインにおいては、ライン上に、幅圧下プレス装置あるいは厚み圧下プレス装置を設置し、その幅圧下プレス装置等によって材料（スラブ）を所定の寸法に成形した後、粗圧延および仕上圧延を行うようにしている場合がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
一例として、図４は、幅圧下プレス装置によってスラブを幅方向に圧下している状態を示す平面図である。図４中、１はハウジング、２は金型ユニット、３は金型ホルダー、４は圧下シリンダ、５はフィードローラ、６はテーブルローラであり、フィードローラ５でスラブ１０を進行させながら、圧下シリンダ４の作動によって金型ユニット２をスラブ１０の幅方向に往復移動させて、順次スラブ１０の幅圧下が行われる。
【０００４】
そして、金型ユニット２は、スラブ１０を成形する際にスラブ１０に直接接する金型２１と、金型２１を金型ホルダー３に固定するための架台２２とからなっており、図３は、そのような金型ユニット２の細部を示す斜視図である。金型ユニット２にはキー穴２６とボルト孔２４が設けられており、キー穴２６にキー２５を嵌め込み、ボルト孔２４にボルト２３を捩じ込むことで金型２１と架台２２の間を固定している（例えば、特許文献２参照。）。ここで、キー２５とキー穴２６は金型２１と架台２２の位置合わせと接合面内でのズレ防止のためのものであり、金型２１と架台２２の直接の締結はボルト２３によってなされている。
【０００５】
なお、金型ユニット２を上記のように構成しているのは、金型２１が消耗品であることから適宜取り替える必要があり、その取り替えを容易に行うことができるようにしているためである。
【特許文献１】特開平６−１５４８１０号公報
【特許文献２】特開２０００−３４３１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前述のような金型ユニット２を用いた場合、幅圧下等を行っている最中に、金型２１が架台２２から外れて落下する事故が発生することがある。これは、ボルト２３に作用する締め付け応力に対して、ネジ山が切り欠きとなり強度不足になって破断したためと考えられる。
【０００７】
このような金型２１の落下事故が発生すると、設備の損傷やラインの停止を招くことになり、大きな損害を被ることになる。そこで、この落下事故を未然に防止するために、ボルト２３の亀裂点検や交換を頻繁に行うことになるが、余分な労力やライン休止が必要となり、生産性を阻害することになる。
【０００８】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、幅圧下プレス装置等で用いられる金型ユニットとして、金型が架台から落下することを的確に防止することができる構造の金型ユニットを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
【００１０】
［１］熱間スラブを圧下するプレス装置で用いられ、金型と架台を有する金型ユニットであって、金型と架台はボルトで締結されているとともに、あり溝とそれに挿入される落下防止キーで連結されていて、該落下防止キーは金型および架台より熱膨張係数の大きい材料で製作されていることを特徴とするスラブ圧下プレス装置の金型ユニット。
【００１１】
［２］金型および架台は炭素鋼で製作され、落下防止キーはステンレス鋼で製作されていることを特徴とする前記［１］に記載のスラブ圧下プレス装置の金型ユニット。
【００１２】
［３］前記落下防止キーには、蒸気を通すための蒸気通し用孔が設けられていることを特徴とする前記［１］または［２］に記載のスラブ圧下プレス装置の金型ユニット。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては、金型と架台をボルトでの締結以外に、あり溝と落下防止キーで連結するようにしており、あり溝と落下防止キーにはボルトのようなねじ山がなく、応力負荷部の面積がボルトより大きく、許容応力も大きいことから、破断の危険性が非常に低い。しかも、落下防止キーの熱膨張率が金型および架台の熱膨張率より大きくなっているので、熱間スラブを圧下プレスすることで金型ユニットの温度が上昇するのに伴って、落下防止キーがあり溝に比べて相対的に大きく熱膨張し、金型と落下防止キーとのクリアランスが無くなって緊密に連結するようになる。したがって、ボルトが破断した場合でも、あり溝と落下防止キーによる緊密な連結によって、金型が架台から落下することを的確に防止することができる。
【００１４】
その結果、設備の損傷を防ぐことができるとともに、ボルトの亀裂点検や交換を頻繁に行う必要がなくなり、生産性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る金型ユニットを示す斜視図であり、図２は、その要部分拡大図である。この実施形態に係る金型ユニット２０は、図３に示した金型ユニット２と同様に、スラブを成形する際にスラブに直接接する金型２１と、金型２１を金型ホルダー３に固定するための架台２２とからなっており、金型２１と架台２２にはキー穴２６とボルト孔２４が設けられており、キー穴２６にキー２５を嵌め込み、ボルト孔２４にボルト２３を捩じ込むことで金型２１と架台２２の間を固定するようになっている。
【００１７】
そして、この実施形態に係る金型ユニット２０は、上記以外に、金型２１側にあり溝２８ａ、架台２２側にあり溝２８ｂが設けられており、あり溝２８ａとあり溝２８ｂに落下防止キー２７を挿入することによって、金型２１と架台２２を連結するようになっている。
【００１８】
その際、図２に示すように、あり溝２８ａ、２８ｂと落下防止キー２７との間には、落下防止キー２７の挿入作業あるいは抜き取り作業を容易にするために、所定のクリアランス（隙間）δが設けられている。例えば、δ＝０．１ｍｍである。なお、図示していないが、落下防止キー２７の上端には、挿入した際にあり溝２８ａ、２８ｂから抜け落ちないように鍔部が設けられている。
【００１９】
その上、落下防止キー２７は金型２１および架台２２より熱膨張係数の大きい材料で製作されており、例えば、金型２１および架台２２は炭素鋼（線熱膨張係数が１．１×１０−５／℃）で製作されているのに対して、落下防止キー２７はステンレス鋼（線熱膨張係数が１．８×１０−５／℃）で製作されている。なお、材料の組み合わせについては、落下防止キー２７と金型２１との間のクリアランスδの大きさや、それぞれの材料の熱膨張係数差とを勘案して適宜選択すればよい。
【００２０】
さらに、図２に示すように、落下防止キー２７には、長手方向に貫通して蒸気通し用孔２９が設けられることが好ましく、必要に応じて、落下防止キー２７の内部に蒸気を通して落下防止キー２７の温度を上げることができるようになっている。
【００２１】
上記のような構成とすることで、金型２１と架台２２の位置合わせと接合面内でのズレ防止がキー２５とキー穴２６によってなされるとともに、金型２１と架台２２の締結はボルト２３によってなされ、さらに、あり溝２８ａ、２８ｂと落下防止キー２７によって金型２１と架台２２の連結がなされる。
【００２２】
その際、あり溝２８ａ、２８ｂと落下防止キー２７にはボルト２３のようなねじ山がないので締め付け応力が作用しないことから、破断の危険性が非常に低い。
【００２３】
しかも、落下防止キー２７の熱膨張率が金型２１および架台２２の熱膨張率より大きくなっているので、熱間スラブを圧下プレスすることで金型ユニット２０の温度が上昇するのに伴って（例えば、２００℃に上昇）、落下防止キー２７があり溝２８ａ、２８ｂに比べて相対的に大きく熱膨張し、落下防止キー２７とあり溝２８ａ、２８ｂ間の隙間δが無くなって、緊密に連結するようになる。
【００２４】
さらに、スラブの圧下プレス作業を開始する直前に、あり溝２８ａ、２８ｂに挿入した落下防止キー２７の蒸気通し用孔２９に蒸気を通すことによって、落下防止キー２７を熱膨張させて、落下防止キー２７とあり溝２８ａ、２８ｂ間の隙間δを無くしておくことで、圧下プレス作業の開始前から緊密に連結するようにさせることもできる。
【００２５】
したがって、ボルト２３が破断した場合でも、あり溝２８ａ、２８ｂと落下防止キー２７による緊密な連結によって、金型２１が架台２２から落下することを的確に防止することができる。
【００２６】
その結果、設備の損傷を防ぐことができるとともに、ボルトの亀裂点検や交換を頻繁に行う必要がなくなり、生産性を向上させることが可能となる。
【実施例】
【００２７】
上記の本発明の一実施形態に係る金型ユニット２０を備えた幅圧下プレス装置を用いてスラブの幅圧下プレス作業を行った。なお、金型２１および架台２２は炭素鋼製（線熱膨張係数が１．１×１０−５／℃）で、落下防止キー２７はステンレス鋼製（線熱膨張係数が１．８×１０−５／℃）とした。また、図２に示す落下防止キー２７の厚みｈは１００ｍｍ、あり溝２８ａ、２８ｂと落下防止キー２７間の隙間δ（当初の隙間δ１）は０．１ｍｍとした。
【００２８】
そして、圧下プレス作業を開始する直前に、落下防止キー２７の蒸気通し用孔２９に蒸気を通して、落下防止キー２７を常温（２０℃）から１５０℃に１３０℃昇温した。なお、金型２１および架台２２は、常温のままであった。したがって、落下防止キー２７の熱膨張量が、１．８×１０−５／℃×１３０℃×１００ｍｍ＝０．２３４ｍｍとなり、あり溝２８ａ、２８ｂと落下防止キー２７間の当初の隙間δ１＝０．１ｍｍより大きくなることから、圧下プレス作業の開始時の隙間δ２は０ｍｍとなって、緊密に連結するようになった。
【００２９】
さらに、その後、圧下プレス作業の進行によって、金型ユニット２０全体の温度が２００℃に上昇したが、その際の落下防止キー２７の当初からの総熱膨張量は、１．８×１０−５／℃×１８０℃×１００ｍｍ＝０．３２４ｍｍとなるのに対して、金型２１および架台２２の熱膨張量は１．１×１０−５／℃×１８０℃×１００ｍｍ＝０．１９８ｍｍである。したがって、両者の熱膨張量差は０．１２６ｍｍとなり、当初の隙間δ１＝０．１ｍｍより大きいことから、圧下プレス作業中の隙間δ３も０ｍｍとなって、緊密な連結が継続した。
【００３０】
その結果、ボルト２３が破断した場合でも、溝２８ａ、２８ｂと落下防止キー２７による緊密な連結によって、金型２１が架台２２から落下することを的確に防止することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る金型ユニットの斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態における要部拡大図である。
【図３】従来の金型ユニットの斜視図である。
【図４】幅圧下プレス装置によってスラブを幅圧下している状態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  ハウジング
２  金型ユニット
３  金型ホルダー
４  圧下シリンダ
５  フィードローラ
６  テーブルローラ
１０  スラブ
２０  金型ユニット
２１  金型
２２  架台
２３  ボルト
２４  ボルト孔
２５  キー
２６  キー穴
２７  落下防止キー
２８ａ、２８ｂ  あり溝
２９  蒸気通し用孔
【図１】
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【図２】
2007175708.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007175708.tif 000006