(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延材の幅方向の軸心を中心に回転するカッターにより圧延材の全幅にわたって切削加工してから接合する圧延材接合装置のカッター冷却装置であって、
前記カッターは、中空円筒形をなし、表面に複数のカッターチップを有し中空部には軸が挿着されており、
前記軸は、キーにより前記カッターにトルクを伝達するようになっており、
前記軸には、その一端部と他端部のうち他端部側に拡径したつば部が設けられており、一端部側には補助リングが挿着されるようになっており、
前記カッターは、前記つば部と前記補助リングとの間で固定されるようになっており、
前記軸の他端にロータリージョイントが設けられ、そのロータリージョイントから前記軸の内部を通って前記つば部の前記カッターとの接触面まで連通する供給通路が設けられ、
さらに、前記カッターには、前記供給通路と連通し、前記カッターチップまで延びる冷却通路が設けられ、前記ロータリージョイントから冷却用不活性ガスを送気して前記カッターチップを冷却する、
ことを特徴とする圧延材接合装置のカッター冷却装置。
【請求項２】
圧延材の幅方向の軸心を中心に回転するカッターにより圧延材の全幅にわたって切削加工してから接合する圧延材接合装置のカッター冷却装置であって、
前記カッターは、中空円筒形をなし、表面に複数のカッターチップを有し中空部には軸が挿着されており、
前記軸は、キーにより前記カッターにトルクを伝達するようになっており、
前記軸には、その一端部と他端部のうち他端部側に拡径したつば部が設けられており、一端部側には補助リングが挿着されるようになっており、
前記カッターは、前記つば部と前記補助リングとの間で固定されるようになっており、
前記軸の他端にロータリージョイントが設けられ、そのロータリージョイントから前記軸の内部を通って前記つば部の前記カッターとの接触面まで連通する供給往路と、そのロータリージョイントから前記軸の内部を通って前記補助リングまで延びる供給復路と、が設けられ、
前記カッターには、その供給往路と連通し、前記カッターチップの近傍を通過して前記補助リングとの接触面まで延びる冷却通路が設けられ、
前記補助リングには、その冷却通路および前記供給復路と連通する補助通路が設けられ、前記ロータリージョイントから冷却水を供給して前記カッターチップを冷却する、
ことを特徴とする圧延材接合装置のカッター冷却装置。
【請求項３】
前記カッターは、軸方向に複数の環状のチップホルダーに分割されている、請求項１または請求項２に記載の圧延材接合装置のカッター冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間圧延設備において圧延材の端部を相互に接合する圧延材接合装置のカッターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の熱間圧延設備（ホットストリップミル）では、粗圧延機で圧延されたバー材を、それぞれ別々に仕上圧延機に供給し、所望の板厚のストリップ材を得ていた。しかし、かかる手段では、圧延材全体を均一に圧延できず、圧延材の端部（前端部と後端部）に欠陥が生じやすく圧延材の歩留りを低下させ、かつ噛込み／尻抜けなどのため圧延速度を高速化しにくい問題点があった。かかる問題点を解決するために、先行圧延材と後行圧延材を挟持したまま台車が走行し、先行圧延材と後行圧延材の端部を還元状態に保持したまま、接合面を切削加工し、加工面を重ね合わせて圧接する圧延材接合装置（特開平７−３２３３０６号など）が提案されている。
【０００３】
図３は、特開平７−３２３３０６号公報に記載されている圧延材接合装置の全体構成図である。この図に示す圧延材接合装置は、圧延方向に走行する台車１６と、台車１６上に取付られ先行する圧延材１７の後端部を水平に挟持して上下動可能な後端クランプ装置１８と、台車１６上に取付られ後行する圧延材１９の先端部を水平に挟持する先端クランプ装置２０と、先行圧延材１７の後端部下面と後行圧延材１９の先端部上面を同時に面一に切削加工する面一加工装置２１と、加工面を還元状態に保持する還元保持装置２２と、先行圧延材１７と後行圧延材１９の加工面を重ね合わせて圧延材とほぼ同一厚さまで圧縮して接合する圧接装置２３と、を備えているものである。前記面一加工装置２１は、圧延材の幅方向の軸心を中心に回転する円筒形カッター２１ａと、カッター２１ａを斜め方向に揺動させる揺動装置２１ｂと、カッター２１ａを圧延方向（図で左右）に前後進させる復動装置２１ｃと、からなる。カッター２１ａは、圧延材の全幅より長く、その外周部には複数の刃が同径に設けられ、圧延材の全幅にわたり単一のカッター２１ａにより同時に切削加工するようになっている。また、還元保持装置２２は、ＣＯＧ（コークス炉ガス），ＬＰＧ，ＬＮＧなどの可燃性ガスを完全燃焼させる量よりも少ない酸素で燃焼させて、還元性ラジカルを含有する還元炎にて還元状態を形成する還元炎バーナである。かかる構成により、短時間に圧延材の幅全体にわたり先行圧延材１７の後端部下面と後行圧延材１９の先端部上面を同時に切削加工することができ、圧接装置２３によりこれを圧接することにより、短時間に圧延材の幅全体にわたり十分な接合強度で接合することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した圧延材接合装置のカッターは、▲１▼前記還元保持装置により高温雰囲気に晒されていること、▲２▼繰り返し加熱されること、▲３▼高速回転すること、▲４▼前記円筒形カッターの刃としてカッターチップを使用した場合には熱容量が小さくなること、などを要因として寿命が極端に短かかった。また、カッターの軸にはトルクを伝達するためにキーが設けられており、Ｏリングなどのシールを設けることが困難であり、冷却機構を設けることが困難であった。
【０００５】
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、圧延材接合装置のカッター（とくにカッターチップ）を効率よく冷却することができる圧延材接合装置のカッター冷却装置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】
本発明によれば、圧延材の幅方向の軸心を中心に回転するカッターにより圧延材の全幅にわたって切削加工してから接合する圧延材接合装置のカッター冷却装置であって、
前記カッターは、中空円筒形をなし、表面に複数のカッターチップ（例えば、ＷＣ（タングステンカーバイト）を主成分としてＣｏ（コバルト）で焼結した超硬合金からなるもの）を有し中空部には軸が挿着されており、前記軸は、キーにより前記カッターにトルクを伝達するようになっており、前記軸には、その一端部と他端部のうち他端部側に拡径したつば部が設けられており、一端部側には補助リングが挿着されるようになっており、前記カッターは、前記つば部と前記補助リングとの間で固定されるようになっており、前記軸の他端にロータリージョイントが設けられ、そのロータリージョイントから前記軸の内部を通って前記つば部の前記カッターとの接触面まで連通する供給通路が設けられ、さらに、前記カッターには、前記供給通路と連通し、前記カッターチップまで延びる冷却通路が設けられ、前記ロータリージョイントから冷却用不活性ガスを送気して前記カッターチップを冷却する、ことを特徴とする圧延材接合装置のカッター冷却装置が提供される。
【０００７】
上述した本発明の圧延材接合装置のカッターは、カッターが晒されている高温雰囲気の外部からではなく、内部からカッターチップに冷却媒体（ここでは冷却用不活性ガス）を接触させるようにしたものである。すなわち、冷却媒体が、ロータリージョイントから供給通路および冷却通路を経由してカッターチップの内面（接続されている側の面）に到達できるようになっている。カッターチップの内面に到達した冷却媒体は、その隙間から外部に噴出し、流れが形成される。したがって、常に新鮮な冷却媒体をカッターチップに供給することができ、効率よく冷却することができる。
【０００８】
また、本発明によれば、圧延材の幅方向の軸心を中心に回転するカッターにより圧延材の全幅にわたって切削加工してから接合する圧延材接合装置のカッター冷却装置であって、前記カッターは、中空円筒形をなし、表面に複数のカッターチップを有し中空部には軸が挿着されており、前記軸は、キーにより前記カッターにトルクを伝達するようになっており、前記軸には、その一端部と他端部のうち他端部側に拡径したつば部が設けられており、一端部側には補助リングが挿着されるようになっており、前記カッターは、前記つば部と前記補助リングとの間で固定されるようになっており、前記軸の他端にロータリージョイントが設けられ、そのロータリージョイントから前記軸の内部を通って前記つば部の前記カッターとの接触面まで連通する供給往路と、そのロータリージョイントから前記軸の内部を通って前記補助リングまで延びる供給復路と、が設けられ、前記カッターには、その供給往路と連通し、前記カッターチップの近傍を通過して前記補助リングとの接触面まで延びる冷却通路が設けられ、前記補助リングには、その冷却通路および前記供給復路と連通する補助通路が設けられ、前記ロータリージョイントから冷却水を供給して前記カッターチップを冷却する、ことを特徴とする圧延材接合装置のカッター冷却装置が提供される。
【０００９】
上述した本発明の圧延材接合装置のカッター冷却装置は、カッターが晒されている高温雰囲気の外部からではなく、内部からカッターチップの近傍に冷却媒体（ここでは冷却水）を循環させるようにしたものである。すなわち、ロータリージョイントから供給往路，冷却通路，補助通路および供給往路を経由して冷却水をカッターチップの近傍に循環させている。したがって、冷却水を利用してカッターを冷却することにより、冷却効率を向上させることができる。
【００１０】
さらに、本発明の実施の形態によれば、前記カッターは、軸方向に複数の環状のチップホルダーに分割されていることが好ましい。
【００１１】
上述した本発明の実施の形態によれば、前記カッターを軸方向に複数に分割したことにより、冷却媒体の通路となる冷却通路の成形（加工）が容易になり、部分的にカッターを交換でき、その交換作業を容易に行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図１および図２を参照して説明する。なお、圧延材接合装置の全体構成については、図３に示すものと同様である。
図１は本発明の圧延材接合装置のカッター冷却装置を示す側面断面図である。この図に示す本発明の圧延材接合装置のカッター冷却装置は、圧延材の幅方向の軸１を中心に回転するカッター２により圧延材の全幅にわたって切削加工してから接合する圧延材接合装置に設けられるものであり（図３参照）、カッター２は、表面に複数のカッターチップ２ｔを有し、軸１の一端側から挿着されて他端側に設けられたつば部３と最後に挿着される補助リング４との間で固定されるようになっており、軸１の他端にロータリージョイント５が設けられ、そのロータリージョイント５から軸１の内部を通ってつば部３のカッター２との接触面まで連通する供給通路６が設けられ、さらに、カッター２には、供給通路６と連通し、カッターチップ２ｔまで延びる冷却通路７が設けられ、ロータリージョイント５から冷却用不活性ガス（例えば、窒素ガス）を送気してカッターチップ２ｔを冷却するようになっている。なお、ここでは、カッター２として、軸方向に複数の環状のチップホルダー２ｈに分割したものを使用している。
【００１３】
図１に示すように、前記軸１は、両端部でアームの軸受け８，８により回転可能に支持されており、その一端に駆動装置（図示せず）が接続され、他端にロータリージョイント５が設けられている。その一方の軸受け８の内側に拡径したつば部３が設けられている。このつば部３からチップホルダー２ｈに冷却媒体が供給される。軸１から直接的にカッターチップ２ｔに冷却媒体を供給しようとすると、軸１とチップホルダー２ｈとの間にシール部材を設ける必要がある。しかし、軸１にはチップホルダー２ｈにトルクを伝達するためのキー１５が設けられており、Ｏリングなどを設けることができなかった。そこで、本発明では、軸１につば部３を設け、そのつば部３からチップホルダー２ｈに冷却媒体を供給するようにしている。前記供給通路６は、ロータリージョイント５からつば部３までの軸１内部の軸方向に設けられた主供給通路６ａと、つば部３で主供給通路６ａから半径方向に放射状に穿孔された孔に、チップホルダー２ｈとの接触面から穴を開けて連通させた分配供給通路６ｂと、から構成されている。なお、分配供給通路６ｂの放射状に穿孔された孔の端部（周面部）にはプラグ６ｐが挿入されて塞がれ、気密に密封されている。
【００１４】
前記冷却通路７は、分配供給通路６ｂと連通するように軸方向に穿孔された主冷却通路７ａと、その主冷却通路７ａから半径方向に放射状にカッターチップ２ｔに向かって穿孔された分配冷却通路７ｂと、から構成されている。また、チップホルダー２ｈの補助リング４と接触する部分の主冷却通路７ａには、プラグ７ｐが挿入されて塞がれ、気密に密封されている。さらに、各チップホルダー２ｈ間には、主冷却通路７ａを挟むように二重にＯリング９が設けられてシールされている。このようにＯリング９，９でシールするために、主冷却通路７ａは、チップホルダー２ｈに設けられたキー溝よりも外側（縁寄り）に設けられている。なお、各チップホルダー２ｈおよび補助リング４は、図示しないネジにより締め付けられて連結されている。
【００１５】
上述した本発明の圧延材接合装置のカッター冷却装置によれば、ロータリージョイント５から冷却用不活性ガスを供給することにより、供給通路６および冷却通路７を経由してカッターチップ２ｔの内面（接続されている側の面）に到達する。また、カッターチップ２ｔの内面に到達した冷却用不活性ガスは、その隙間から外部に噴出するようになっており、窒素ガスに流れが形成され、常に新鮮な窒素ガスをカッターチップ２ｔに供給することができる。また、その冷却用不活性ガスの噴出により、カッターチップ２ｔ周辺の熱気を拡散することができ、冷却効率を向上させることができる。以上より、カッターチップ２ｔの寿命を大幅に延ばすことができる。
【００１６】
図２は本発明の圧延材接合装置のカッター冷却装置の他の実施の形態を示す側面断面図である。この図に示す本発明の圧延材接合装置のカッター冷却装置は、圧延材の幅方向の軸１を中心に回転するカッター２により圧延材の全幅にわたって切削加工してから接合する圧延材接合装置に設けられるものであって、カッター２は、表面に複数のカッターチップ２ｔを有し、軸１の一端側から挿着されて他端側に設けられたつば部３と最後に挿着される補助リング４との間で固定されるようになっており、軸１の他端にロータリージョイント５が設けられ、そのロータリージョイント５から軸１の内部を通ってつば部３のカッター２との接触面まで連通する供給往路１０と、そのロータリージョイント５から軸１の内部を通って補助リング４まで延びる供給復路１１と、が設けられ、カッター２には、その供給往路１０と連通し、カッターチップ２ｔの近傍を通過して補助リング４の接触面まで延びる冷却通路１２が設けられ、補助リング１０には、その冷却通路１２および供給復路１１と連通する補助通路１３が設けられ、ロータリージョイント５から冷却水を供給してカッターチップ２ｔを冷却するようになっている。なお、ここでも、カッター２として、軸方向に複数の環状のチップホルダー２ｈに分割したものを使用している。
【００１７】
この図に示す実施の形態は、ロータリージョイント５から供給往路１０，冷却通路１２，補助通路１３および供給復路１１を経由して冷却水をカッターチップ２ｔの近傍に循環させて冷却するものである。前記軸１は、ロータリージョイント５からつば部３のカッター２との接触面まで連通する供給往路１０と、ロータリージョイント５から補助リング１０まで延びる供給復路１１と、が別々に設けられており、その他の部分については、図１の説明したものと同様であり、説明を省略する。供給往路１０は、ロータリージョイント５からつば部３までの軸１内部の軸方向に設けられた主供給往路１０ａと、つば部３で主供給往路１０ａから半径方向に放射状に穿孔された孔に、チップホルダー２ｈとの接触面から穴を開けて連通させた分配供給往路１０ｂと、から構成されている。なお、分配供給往路１０ｂの放射状に穿孔された孔の端部（周面部）にはプラグ１０ｐが挿入されて塞がれ、気密に密封されている。また、主供給往路１０ａはわずかに軸中心から外れた位置に設けられている。軸中心には供給復路１１が設けられているからである。この供給復路１１は、ロータリージョイント５から補助リング４まで軸方向に延びる主供給復路１１ａと、補助リング１０の位置で半径方向に放射状に穿孔された分配供給復路１１ｂと、から構成されている。
【００１８】
前記冷却通路１２は、図２に示すように、例えば、分配供給往路１０ｂと連通し、そのまま軸方向にカッターチップ２ｔの近傍を通過して補助リング１０に至るように形成される。なお、ここでは、つば部３を図１に示すものよりも拡径し、冷却通路１２が真っ直ぐにカッターチップ２ｔの近傍を通過できるようにしている。もちろん、冷却通路１２はこの構成に限定されるものではなく、蛇行させたり、斜めに形成したり、途中で拡径または縮径させたりしてもよい。
【００１９】
前記補助通路１３は、チップホルダー２ｈと軸受け７との間に挿着される補助リング４に設けられており、隣接するチップホルダー２ｈの冷却通路１２と連通し、さらに、軸１に設けられた供給復路１１の分配供給復路１１ｂと連通するように形成されている。すなわち、補助リング４に設けられた補助通路１３により冷却水の循環を可能にしている。この補助リング４と隣接するチップホルダー２ｈとの間には、チップホルダー２ｈ間と同様に二重のＯリング９が設けられてシールされている。また、補助リング４と軸１との間にも、補助通路１３（分配供給復路１１ｂ）を挟むようにＯリング１４が設けられてシールされている。
【００２０】
上述した本発明の圧延材接合装置のカッター冷却装置によれば、ロータリージョイント５から供給往路１０，冷却通路１２，補助通路１３および供給復路１１を経由し、各通路間を確実に密封した状態で冷却水をカッターチップ２ｔの近傍に循環させて冷却することができ、冷却効率のよい冷却を行うことができる。
【００２１】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、分割されていない円筒形状のカッターにも適用することができるなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【００２２】
【発明の効果】
上述したように、本発明の圧延材接合装置のカッター冷却装置によれば、カッター（とくにカッターチップ）を冷却することが可能となり、その寿命を大幅に延ばすことができる。また、カッターをチップホルダーに分割することにより、冷却媒体の通路を形成しやすく、メンテナンスも容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧延材接合装置のカッター冷却装置を示す側面断面図である。
【図２】本発明の圧延材接合装置のカッター冷却装置の他の実施の形態を示す側面断面図である。
【図３】特開平７−３２３３０６号公報に記載されている圧延材接合装置の全体構成図である。
【符号の説明】
１  軸
２  カッター
２ｔ  カッターチップ
２ｈ  チップホルダー
３  つば部
４  補助リング
５  ロータリージョイント
６  供給通路
６ａ  主供給通路
６ｂ  分配供給通路
７  冷却通路
７ａ  主冷却通路
７ｂ  分配冷却通路
８  軸受け
９，１４  Ｏリング
１０  供給往路
１０ａ  主供給往路
１０ｂ  分配供給往路
１１  供給復路
１１ａ  主供給復路
１１ｂ  分配供給復路
１２  冷却通路
１３  補助通路
１５  キー
１６  台車
１７  先行圧延材
１８  後行圧延材
１９  後端クランプ装置
２０  先端クランプ装置
２１  面一加工装置
２１ａ  カッター
２１ｂ  揺動装置
２１ｃ  復胴装置
２２  還元保持装置
２３  圧接装置
【図１】
0003741499.tif 000002
【図２】
0003741499.tif 000003
【図３】
0003741499.tif 000004