(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピンチロールで搬送しながら圧延材を上下から金型で圧下するクランク式圧下プレスの圧下方法において、圧下している間、ピンチロールは金型の水平方向速度に圧延材の伸び速度を加減算した合成速度と同一の周速となるように回転して圧延材を搬送し、プレスを圧下していないときに圧延材送り速度を調整して１サイクル中に所定の距離Ｌ圧延材を移動するようにするとともに、ピンチロールの圧下力をプレス圧下中は圧下しない時の圧力よりも小さくしたことを特徴とするクランク式プレス方法。
【請求項２】
圧延材の上下に設けられた金型と、各金型を圧下するクランク装置と、圧延材を搬送するピンチロールと、を備え、ピンチロールはクランク装置が金型を介して圧延材を圧下している期間は金型の水平方向速度に圧延材の伸び速度を加減算した合成速度と同一の周速となるよう回転して圧延材を搬送し、圧下していないときに圧延材送り速度を調整して１サイクル中に所定の距離Ｌ移動させ、この距離Ｌが金型の流れ方向の圧下する長さＬ０以内であるようにするとともに、ピンチロールの圧下力をプレス圧下中は圧下しない時の圧力よりも小さくしたことを特徴とするクランク式圧下プレス装置。
【請求項３】
前記ピンチロールは、プレスの圧下開始時より所定時間ｔ前又は後より圧下力を小さくするようにしたことを特徴とする請求項２記載のクランク式圧下プレス装置。
【請求項４】
前記ピンチロールは、プレス圧下荷重が所定値以上になった時点で、圧下力を小さくするようにしたことを特徴とする請求項２記載のクランク式圧下プレス装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピンチロールで搬送されている圧延材を圧下するクランプ式圧下プレスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
スラブ・バー（圧延材）を圧下するプレス方式として、圧下時はスラブ・バーの搬送を停止し、圧下が終了するとスラブ・バーを圧下長さ分送るスタート・ストップ方式や、スラブ・バーを圧下するスライダーをスラブ・バーの搬送速度に合わせて上下動させるフライング方式などが用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
スタート・ストップ方式の場合、大きな重量のスラブ・バーを速度０から最大速度Ｖmax まで、１サイクルごとに加減速するため、ピンチロールや搬送テーブルなどの搬送設備が大容量となる。また不連続動作であるため、下流側の圧延設備との連続化が困難である。フライング方式の場合、大重量のスライダーをスラブ・バーの速度に合わせて揺動・加減速する大容量の揺動装置が必要になる。また、スラブ・バーとスライダーの速度がずれた場合、スラブ・バーにキズが付いたり、装置を傷めるという問題があった。
【０００４】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、圧延材の搬送装置および圧下用の揺動装置の容量が小さく、プレス圧下中の金型の移動速度と搬送装置の搬送速度にずれが生じても圧延材にキズを付けず、装置も傷めないクランク式圧下プレス方法と装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【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、ピンチロールで搬送しながら圧延材を上下から金型で圧下するクランク式圧下プレスの圧下方法において、圧下している間、ピンチロールは金型の水平方向速度に圧延材の伸び速度を加減算した合成速度と同一の周速となるように回転させて圧延材を搬送し、プレスを圧下していないときに圧延材送り速度を調整して１サイクル中に所定の距離Ｌ圧延材を移動するようにするとともに、ピンチロールの圧下力をプレス圧下中は圧下しない時の圧力よりも小さくする。
【０００６】
搬送する圧延材を上下から金型で圧下し、圧下中は金型の水平方向速度に圧延材の伸び速度を加減算した合成速度と同じ周速となるよう回転して圧延材を搬送し、圧下していないとき速度を調整して１サイクルの移動距離をＬとしているので、圧延材をサイクル単位で等速に搬送できる。また、ピンチロールの圧下力をプレス圧下中は圧下しない時の圧力よりも小さくするので、合成速度とピンチロールの搬送速度がズレても圧延材にキズが付くのを防止できる。またサイクル内の搬送速度の変化もスタート・ストップ方式に比べ大幅に少なく、振動もスライダー方式に比べ大幅に少ない。
【０００７】
請求項２の発明では、圧延材の上下に設けられた金型と、各金型を圧下するクランク装置と、圧延材を搬送するピンチロールと、を備え、ピンチロールはクランク装置が金型を介して圧延材を圧下している期間は金型の水平方向速度に圧延材の伸び速度を加えた合成速度と同一の周速となるよう回転して圧延材を搬送し、圧下していないときに圧延材送り速度を調整して１サイクル中に所定の距離Ｌ移動させ、この距離Ｌが金型の流れ方向の圧下する長さＬ０以内であるようにするとともに、ピンチロールの圧下力をプレス圧下中は圧下しない時の圧力よりも小さくする。
【０００８】
上部クランク装置は下死点の周囲で金型により圧延材を圧下し、下部クランク装置は上死点の周囲で金型により圧延材を圧下する。金型が圧延材を圧下している期間は、ピンチロールは金型の速度に圧延材の伸び速度を加減算した合成速度と同じ周速となるよう回転して圧延材を搬送する。クランク装置の１サイクル期間にピンチロールが圧延材を移動する距離Ｌは金型の流れ方向の圧下する長さＬ０以内であるので、圧延材は次々に長さＬづつ圧下されていく。また、ピンチロールの圧下力をプレス圧下中は圧下しない時の圧力よりも小さくするので、合成速度とピンチロールの搬送速度がズレても圧延材にキズが付くのを防止できる。かかる動作による圧延材の搬送速度の変化はそれほど大きくないので、大容量の搬送装置は必要ない。また圧延材の速度に合わせて大重量のスライダーを揺動させる構成ではないので、大容量の揺動装置は必要ない。また、圧延材はほぼ連続的に搬送されるので、後続の圧延装置との連続化が容易にできる。
【０００９】
請求項３の発明では、前記ピンチロールは、プレスの圧下開始時より所定時間ｔ前又は後より圧下力を小さくするようにする。
【００１０】
プレスの圧下開始時より所定時間ｔ前よりピンチロールの圧下力を小さくすることにより、ピンチロールからの圧延材に対する拘束が減少するので、金型が圧延材に確実に噛み込むことができるようになる。この時間ｔは噛み込むのに必要な時間である。また所定時間ｔより後にピンチロールの圧下力を小さくする場合は、金型が圧延材に確実に噛み込むようにするためである。
【００１１】
請求項４の発明では、前記ピンチロールは、プレス圧下荷重が所定値以上になった時点で、圧下力を小さくするようにする。
【００１２】
ピンチロールは、プレス圧下荷重が所定値以上になるまで高い圧下力で圧延材を圧下してプレスに圧延材を確実に送り込み、その後圧下力を小さくする。
【００１３】
【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実施形態のクランク式厚み圧下プレスの構成を示す図である。図２は第１実施形態の動作を示す。圧延材１を挟んで、金型２が上下に設けられ、金型２はクランク装置３のクランク軸４の偏心運動部に固定されている。クランク装置３はクランク軸４による偏心運動部を有し、これに固定された金型２を上下動して圧延材１を圧下するとともに、圧延材流れ方向に往復動する。２ａは上部金型、２ｂは下部金型、３ａは上部クランク装置、３ｂは下部クランク装置を示す。ピンチロール５は金型２の上流側に設けられ、圧延材１の搬送速度を制御し、コントローラ１０により制御される。なお、金型２の下流側に設けてもよい。図２に示すように、搬送テーブル６がピンチロール５の上流側近傍と金型２の下流側に設けられ、圧延材１を搬送する。ルーパー７は下流側の搬送テーブル６の下流に設けられ、圧延材１をループ状にして長さを吸収し、後続装置の圧延材１の処理速度に対応する。
【００１４】
図１において、クランク装置３には、ロードセル１１が設けられ金型２に加えた圧下力を測定する。またクランク軸回転センサ１２が設けられクランク軸の回転を計測する。ロードセル１１とクランク軸回転センサ１２の計測データはコントローラ１０に送られる。
【００１５】
ピンチロール５にはピンチロール回転センサ１３が設けられ、ピンチロール５の回転を計測しコントローラ１０に出力する。ピンチロール５には圧延材１を圧下するシリンダ１４と、シリンダ１４への圧油を切換る方向切換弁１５、圧油を供給するポンプ１６、ポンプ１６の出力圧を減圧する減圧弁１７、油を貯蔵するタンク１８が設けられている。減圧弁１７はコントローラ１０で制御され、ピンチロール５の圧延材１への圧下力をＰ１とＰ２に変化させる。
【００１６】
次に動作について説明する。図２はクランク装置３のクランク軸４が１回転する間（この期間を１サイクルと称する）のクランク装置３と金型２の動作を示す。図３はクランク装置３のクランク軸４の回転角度と圧下との関係を示す。上部クランク装置３ａの動作を説明する。下部クランク装置３ｂの動作は上部クランク装置３ａの動作に対して上下は反対になるが、前後進（下流側への移動を前進とする）は同じである。ａ点は上死点、ｃ点は下死点、ｂ点は最上流点、ｄ点は最下流点に金型２がくることを示す。１サイクルの始点はｂ点であり、ｂｃｄの区間が前進区間、ｄａｂの区間が後進区間を示す。Ｓから圧延材１の圧下が始まり、ｃを経てＲで圧下は終了する。図２の（Ａ）はｂ点の状態を示し、（Ｂ）はｃ点の状態、（Ｃ）はｄ点の状態を示す。ｂ点からｄ点までの距離が１サイクルの金型の移動距離を示す。なお、１サイクル中の圧延材１の移動距離Ｌは金型２の搬送方向の有効圧下長さＬ０を越えないようにし、確実に圧下するようにする。
【００１７】
図４は図１で示した、ロードセル１１、クランク軸回転センサ１２、ピンチロール回転センサ１３の計測データと、このデータによりコントローラ１０で減圧弁１７を制御してピンチロール５の圧下力を調整したデータを示す。（ａ）はクランク角に対する金型２の変位または速度を示し、図３をクランク角度で展開したものである。プレス範囲Ｒ〜Ｓは斜線部である。（ｂ）はロードセルの値でプレス範囲Ｒ〜Ｓで発生し、Ｒ〜Ｓの中間でピークとなる。（ｃ）はピンチロール５の送り速度を表し、プレス範囲Ｒ〜Ｓ間の速度は、金型２のＲ〜Ｓ間の速度に圧延による圧延材１の伸長速度を加減算した速度で、図１のようにピンチロール５が金型２の上流側にあるときは、上流側に伸びてくる速度を補正するため、搬送速度から上流側への伸長速度を減算し、図５のように下流側にあるときは、下流側に伸びてくる速度を補正するため、搬送速度と下流側への伸長速度を加算する。
【００１８】
（ｄ）はコントローラ１０がクランク軸回転センサ１２から圧下開始点Ｒを検出し、またはロードセル１１から圧下荷重の立ち上がりＲ点を検出して、ピンチロール５の圧下力をＰ１からこれより低いＰ２に低下し、圧下終了点Ｓで元のＰ１に復帰させた場合を示す。このようにピンチロール５の圧下力を低下することにより、金型２の速度から伸長速度を減算した合成速度がピンチロール５の速度とズレた場合でも圧延財１にキズが付いたり、プレス装置やピンチロール５を傷めたりすることを防止することができる。なおこの場合は、ロードセル１１とクランク軸回転センサ１２のいずれかを装備すればよい。
【００１９】
（ｅ）はコントローラ１０がクランク軸回転センサ１２から圧下開始点Ｒより時間ｔだけ早い角度を検出し、この点よりピンチロール５の圧下力をＰ１からこれより低いＰ２に低下し、圧下終了点Ｓで元のＰ１に復帰させた場合を示す。このように金型２が圧延材１に噛み込む前にピンチロール５の圧延材１に対する拘束を低減することにより、金型２の圧延材１への噛み込みをスベリを発生することなく確実に行なうことができる。さらに（ｄ）の場合と同様に、金型２の速度から伸長速度を減算した合成速度がピンチロール５の速度とズレた場合でも圧延材１にキズが付いたり、プレス装置やピンチロール５を傷めたりすることを防止することができる。
【００２０】
図５は第２実施形態を示す。第２実施形態は図１に示す第１実施形態に対してピンチロール５の配置を金型２の下流側にしたもので、他は第１実施形態と同じである。このように下流側にすると、金型２で圧下時ピンチロール５での搬送速度は金型の速度に圧下による圧延材１の伸長速度を加算した合成速度になる。
【００２１】
図６は第３実施形態を示す。第３実施形態は図１に示す第１実施形態と図５に示す第２実施形態とを合わせたものである。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、金型をクランク装置で圧下しながら搬送し、金型による圧下中はピンチロールの圧下力を低減するので、次の効果を奏する。
▲１▼  圧延材搬送速度は大きく変化しないので、大容量のピンチロールや搬送テーブルなどの搬送装置が不要になる。
▲２▼  フライング方式のような大重量のスライダーがないので、大容量の揺動装置が不要である。
▲３▼  長い（重い）スラブの加減速を確実に行い、送り量を正確に与えることができる。
▲４▼  プレス時に金型による圧延材の送りとピンチロールによる圧延材の送りに速度差が生じても、装置に過大な負荷をかけず、圧延材に滑りキズが発生するのを防止する。
▲５▼  圧延材と金型の滑りを最小にする。
【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】プレスの１サイクルの動作を示す図である。
【図３】クランク装置のクランク角θと圧下範囲を示す図である。
【図４】第１実施形態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】本発明の第３実施形態の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  圧延材
２  金型
２ａ  上部金型
２ｂ  下部金型
３  クランク装置
３ａ  上部クランク装置
３ｂ  下部クランク装置
４  クランク軸
５  ピンチロール
６  搬送テーブル
７  ルーパー
１０  コントローラ
１１  ロードセル
１２  クランク軸回転センサ
１３  ピンチロール回転センサ
１４  シリンダ
１５  方向切換弁
１６  ポンプ
１７  減圧弁
１８  タンク
【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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