(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被圧延材を挟んで上下に設けられたクランク軸と、このクランク軸に摺動自在に嵌合して偏心回動するスライダーと、このスライダーに前記被圧延材に対向して設けられた金型と、前記クランク軸を回転駆動する駆動装置と、を備え、前記クランク軸は、前記スライダーに嵌合している偏心軸とこの偏心軸の両側に設けられ偏心軸の軸心に対し偏心した軸心を有する支持軸よりなり、この支持軸の少なくても一方には前記偏心軸の偏心方向とほぼ１８０°方向に偏心したカウンターウエイトが設けられていることを特徴とするカウンターウエイト付厚み圧下プレス。
【請求項２】
被圧延材を挟んで上下に設けられたクランク軸と、このクランク軸に一端部が摺動自在に嵌合して偏心回動し他端部が互いに回動自在に連結された上下の圧下フレームと、この圧下フレームの連結部を水平方向に移動可能に支持する水平案内装置と、前記圧下フレームの一端部に被圧延材と対向して取付けられた金型と、前記クランク軸を回転駆動する駆動装置と、を備え、前記クランク軸は、前記一端部に嵌合している偏心軸とこの偏心軸の両側に設けられ偏心軸の軸心に対して偏心した軸心を有する支持軸よりなり、この支持軸の少なくても一方には前記偏心軸の偏心方向とほぼ１８０°方向に偏心したカウンターウエイトが設けられていることを特徴とするカウンターウエイト付厚み圧下プレス。
【請求項３】
前記カウンターウエイトは回転エネルギを蓄積するのに十分な質量を有しフライホイールとしても働くことを特徴とする請求項１または２記載のカウンターウエイト付厚み圧下プレス。
【請求項４】
前記カウンターウエイトの偏心による慣性力は前記スライダーによる慣性力または前記圧下フレームの一端部による慣性力をほぼ打ち消すように設定されていることを特徴とする請求項１または２記載のカウンターウエイト付厚み圧下プレス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被圧延材を搬送しながら圧下するカウンターウエイトを有する厚みプレス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スラブの圧延には粗ミルが用いられている。圧延されるスラブは５ｍ〜１２ｍの短尺スラブで、所定の厚みにするため、粗ミルを複数台設けたり、スラブを前進、後進させて圧延をするリバース圧延を行っている。また圧下プレスも用いられている。近年、連続鋳造設備による長尺スラブが用いられるようになり、後続する圧延装置に連続的にスラブを搬送することが要望されている。粗ミルで粗圧延する場合、かみ込角限界（約１７°）があり、１回の圧延での減厚代Δｔは５０ｍｍ程度である。スラブは連続しているため、リバース圧延はできず、所望の厚みにするためには粗ミルを複数台直列に設けるか、１台の場合は作業ロール径を大幅に大きくする必要がある。
【０００３】
このため圧下プレスが用いられている。図８はスライダーで金型を圧下するもので、かつスラブを移動しながら圧下する走間プレスである。スラブ３１を挟んで上下に設けられた金型３２はスライダー３３に取付けられ、スライダー３３はクランク機構３４により上下動する。金型３２，スライダー３３およびクランク機構３４は送り用クランク機構３５によりスラブ流れ方向に往復動する。スラブ３１はピンチロール３６と搬送テーブル３７により搬送される。スラブ圧下中は送りクランク機構３５により金型３２，スライダー３３およびクランク機構３４はスラブ流れ方向に移動し、ピンチロール３６はこの移動速度に合わせてスラブ３１を搬送する。なお、圧下プレスとして圧下中はスラブ３１を停止させ、圧下終了後プレスした長さ搬送し、再び圧下を繰り返すスタート・ストップ方式も用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の大径の粗ミルを製作することは設計上、コスト上困難であり、大径となると低速圧延となりロールの冷却が困難なためロール寿命が短くなる。また図８に示すスライダーと送り用クランク機構を用いた圧下プレスでは、スライダー等をスラブ流れ方向に往復動する機構が複雑で大がかりとなり高価な設備となる。またスライダーの上下方向の振動が大きい。スタート・ストップ方式の圧下プレスでは、スラブを常に０から搬送速度まで、また搬送速度から０まで加減速する必要がある。スラブの搬送はピンチロールと搬送テーブルによって行われ、加減速が大きいためこれらの設備は大型化している。
【０００５】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、スラブを搬送しながら厚み圧下を行なう厚み圧下プレスであって構造が比較的簡単であり、圧下動作による振動の少ない圧下プレスを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明では、被圧延材を挟んで上下に設けられたクランク軸と、このクランク軸に摺動自在に嵌合して偏心回動するスライダーと、このスライダーに前記被圧延材に対向して設けられた金型と、前記クランク軸を回転駆動する駆動装置と、を備え、前記クランク軸は、前記スライダーに嵌合している偏心軸とこの偏心軸の両側に設けられ偏心軸の軸心に対し偏心した軸心を有する支持軸よりなり、この支持軸の少なくても一方には前記偏心軸の偏心方向とほぼ１８０°方向に偏心したカウンターウエイトが設けられている。
【０００７】
スライダーにクランク軸が直接嵌合しており、クランク軸が回転すると、偏心軸は支持軸の回りを偏心して回動するので、スライダーは上下動して被圧延材を圧下するとともに被圧延材流れ方向にも往復動する。これによりスライダーおよび金型は圧下時も被圧延材流れ方向へ移動するので、図８で示したような圧下中の送り用機構は必要ない。このため走間プレスが可能となり、かつ、構成部品が少く、構造が単純となる。また支持軸に偏心軸の偏心方向とほぼ１８０°の方向に偏心したカウンターウエイトを設けるのでスライダーに生ずる加減加速度が打ち消され振動を少くすることができる。
【０００８】
請求項２の発明では、被圧延材を挟んで上下に設けられたクランク軸と、このクランク軸に一端部が摺動自在に嵌合して偏心回動し他端部が互いに回動自在に連結された上下の圧下フレームと、この圧下フレームの連結部を水平方向に移動可能に支持する水平案内装置と、前記圧下フレームの一端部に被圧延材と対向して取付けられた金型と、前記クランク軸を回転駆動する駆動装置と、を備え、前記クランク軸は、前記一端部に嵌合している偏心軸とこの偏心軸の両側に設けられ偏心軸の軸心に対して偏心した軸心を有する支持軸よりなり、この支持軸の少なくても一方には前記偏心軸の偏心方向とほぼ１８０°方向に偏心したカウンターウエイトが設けられている。
【０００９】
かかる構成により圧下フレームの一端部はクランク軸の回転により偏心回転するので、これに接続されている金型は上下動して被圧延材を圧下するとともに被圧延材流れ方向に往復動するので、クランク軸の回転方向を選定することにより金型を圧下時被圧延材の流れ方向へ移動するようにし、走間プレスとすることができる。また上下の圧下フレームの他端部は互いに回動自在に連結され、水平方向にのみ移動するようガイドされるので、圧下時一端部が受ける反力によるモーメントを吸収することができる。本発明も図８で示したような圧下中の送り用機構は必要ない。このため構成部品が少く、構造が単純となる。また支持軸に偏心軸の偏心方向とほぼ１８０°の方向に偏心したカウンターウエイトを設けるので一端部に生ずる加減加速度が打ち消され振動を少くすることができる。
【００１０】
請求項３の発明では、前記カウンターウエイトは回転エネルギを蓄積するのに十分な質量を有しフライホイールとしても働く。
【００１１】
カウンターウエイトは支持軸の回りを回転するので回転エネルギーを蓄積することができ、十分な質量を持たせることによりフライホイールの機能を持たせることができる。
【００１２】
請求項４の発明では、前記カウンターウエイトの偏心による慣性力は前記スライダーによる慣性力または前記圧下フレームの一端部による慣性力をほぼ打ち消すように設定されている。
【００１３】
上記の構成とすることにより、請求項１および２の圧下プレスの振動を大幅に減少させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は第１実施形態の厚み圧下プレスの構成を示す図であり、図２は図１のＸ−Ｘ断面図である。被圧延材１を挟んで上下に金型２が設けられている。金型２の内部には冷却水を供給し冷却する。なお外部からも冷却水をかけるようにしてもよい。金型２はスライダー３に金型受け４を介して着脱可能に取付けられる。スライダー３には被圧延材１の幅方向にクランク軸５が２本被圧延材流れ方向（前進方向）に１列に摺動自在に嵌合している。クランク軸５はスライダー３と嵌合している偏心軸５ｂとこの偏心軸５ｂの両端軸方向に接続された支持軸５ａとから構成され、一方の支持軸５ａには図示しない駆動装置が接続され、クランク５を回転駆動する。支持軸５ａと偏心軸５ｂとは互いに中心軸をずらして接続されており、これにより偏心軸５ｂは支持軸５ａの回りを偏心回転する。
【００１５】
偏心軸５ｂの両端の支持軸５ａにはそれぞれカウンターウエイト６が設けられている。カウンターウエイト６は支持軸５ａに対して重心位置をずらして取り付けられており、そのずれの方向は支持軸５ａに対する偏心軸５ｂのずれの方向より１８０°の方向である。カウンターウエイト６の偏心による慣性力（アンバランス力）がスライダー３、金型２および金型受け４による慣性力をほぼ打ち消すようにすることにより、振動を大幅に減少することができる。
【００１６】
金型２、スライダー３、金型受け４、クランク軸５、カウンターウエイト６は、被圧延材１を挟んで上下に対称に設けられ、本体フレーム８によって一体に構成されている。偏心軸５ｂはスライダー３に設けられた軸受７により回転自在に支持され、支持軸５ａは本体フレーム８に設けられた軸受７により回転自在に支持される。
【００１７】
次に動作について説明する。図３はスライダー３の１サイクルの動作を示す。図４は１サイクルにおけるスライダー３と被圧延材１の動作を示す。図３において、１サイクルはｔ１〜ｔ２〜ｔ３〜ｔ４〜ｔ１と移動し、ｔ２を挟んでｔａ〜ｔｂの期間で圧下が行われる。図４において、ｔ１〜ｔ４は図３のｔ１〜ｔ４に対応する。ｔ１においてスライダー３は、上方に中間的に上がり、最も後方に移動した位置にある。ｔ２においては、圧下状態を示し、前後方向には中間位置にある。ｔ３においては、上方に中間的に上がり、前後方向には最も前進した位置にある。ｔ４においては、最も上昇した位置にあり、前後方向には中間位置にある。スライダー３はこのように、ｔ１〜ｔ２〜ｔ３の期間は矢印で示すように前進しており、圧下時のｔ２周辺で最大速度になる。故に圧下時、このスライダー３の速度に合わせてピンチロール９により被圧延材１を搬送することにより、圧下時にも圧下に最適の速度で連続的に搬送することができる。またカウンターウエイト６はスライダー３の運動と１８０°ずれた動きをすることによりスライダー３による振動を打ち消し振動を少くしている。また、フライホイールとしても機能し駆動装置の動力軽減に寄与している。
【００１８】
次に第２実施形態を説明する。図５は本実施形態の圧下プレス装置の構成図であり、図６は、図５のＹ−Ｙ断面図で被圧延材１の幅方向の中心線に対して対称な構造であるため半分を示す。図５及び図６に示すように、本実施形態の圧下プレス装置は、被圧延材１の上下に対向して配置され回転駆動される上下のクランク軸１５と、このクランク軸に一端部１３ａ（図で右端部）が摺動自在に嵌合し、他端部１３ｂ（左端部）が互いに回動自在に連結された上下の圧下フレーム１３と、圧下フレーム１３の連結部１３ｃが水平方向に移動するようガイドする水平案内装置１９と、上下の圧下フレーム１３の一端部１３ａに被圧延材１に対向して取り付けられた上下の金型１２と、クランク軸１５に取付けられたカウンターウエイト１６と、クランク軸１５を支持する本体フレーム１８とを備える。なお、金型１２は一端部１３ａに高さ調整板１４を介して取付けられている。
【００１９】
水平案内装置１９は、油圧シリンダ、クランク機構、或いはサーボモータであり、上下の圧下フレーム１３が連結された連結部１３ｃを、クランク軸１５の回転に応じて被圧延材流れ方向に移動させるようになっている。
【００２０】
クランク軸１５は図６に示すように、圧下フレーム１３の一端部１３ａと嵌合する偏心軸１５ｂと、この偏心軸１５ｂの両端に互いの軸心をずらして結合した支持軸１５ａとからなる。支持軸１５ａは軸受１７を介して本体フレーム１８で支持され、偏心軸１５ｂは軸受１７を介して一端部１３ａで支持されている。本体フレーム１８の外側の支持軸１５ａにはカウンターウエイト１６がその重心を支持軸１５ａの軸心とずらして取付けられており、ずれの方向は支持軸１５ａと偏心軸１５ｂとのずれの方向に対し１８０°の方向としている。このカウンターウエイト１６を付けた支持軸１５ａの一方には駆動装置２０が設けられ、この駆動装置２０は制御装置２２により制御されている。
【００２１】
次に本実施形態の動作を説明する。図７は、金型１２の軌跡を模式的に示す図であり、（Ａ）は、金型１２と圧下フレーム１３の全体の軌跡、（Ｂ）は金型１２のみの軌跡を示している。クランク軸１５を回転すると、上下の偏心軸１５ｂが支持軸１５ａのまわりを回転し、この偏心軸１５ｂの外周面はその偏心量ｅの２倍の直径を有する円運動を行い、これに追従して上下の圧下フレーム１３は、他端部１３ｂが被圧延材流れ方向に往復動しながら、一端部１３ａが上下動する。従って、図７（Ｂ）に示すように、上下の金型１２は、偏心軸１５ｂの偏心量ｅの２倍の直径を有する円運動を行いながら上下動する。
【００２２】
また、図５に示すように、偏心軸１５ｂの回転角度に応じて、金型１２による圧下時に水平案内装置１９により圧下フレーム１３の連結部１３ｃを被圧延材流れ方向に移動することにより、上下の金型１２により被圧延材１を圧下しながら被圧延材流れ方向に金型１２を搬送することができる。この圧下量は、偏心軸１５ｂの偏心量ｅで決まり、噛込角等に制限されずに高圧下が可能である。また、被圧延材１を圧下しながら水平案内装置１９により搬送するので、走間プレスが自由にできる。またカウンターウエイト１６は一端部１３ａの運動と１８０°ずれた動きをすることにより一端部１３ａによる振動を打ち消し振動を少くしている。また、フライホイールとしても機能し駆動装置の動力軽減に寄与している。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、クランク軸でスライダーまたは圧下フレームの一端部を直接偏心回転することにより、被圧延材を圧下しながら移動させる走間圧下プレスとすることができる。またクランク軸にカウンターウエイトを設けることにより振動を軽減することができ、さらにカウンターウエイトをフライホイールとして機能させることにより駆動装置の動力を軽減することができる。なおクランク軸の偏心回転動作により金型を圧下しながら被圧延材の流れ方向に移動できるので、圧下中金型を被圧延材流れ方向に移動させる機構が必要であり装置が簡単な構造となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の構成を示す図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】スライダーの１サイクルの動作を示す図である。
【図４】スライダーと被圧延材の１サイクルの動作を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態の構成を示す図である。
【図６】図５のＹ−Ｙ断面図である。
【図７】金型の軌跡を模式的に示す図である。
【図８】従来の走間圧下プレスの一例を示す図である。
【符号の説明】
１  被圧延材
２  金型
３  スライダー
４  金型受け
５  クランク軸
５ａ  支持軸
５ｂ  偏心軸
６  カウンターウエイト
７  軸受
８  本体フレーム
９  ピンチロール
１２  金型
１３  圧下フレーム
１３ａ  一端部
１３ｂ  他端部
１３ｃ  連結部
１４  高さ調整板
１５  クランク軸
１５ａ  支持軸
１５ｂ  偏心軸
１６  カウンターウエイト
１７  軸受
１８  本体フレーム
１９  水平案内装置
【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】
0003991137.tif 000006
【図６】
0003991137.tif 000007
【図７】
0003991137.tif 000008
【図８】
0003991137.tif 000009