JPH08294815A - 管棒材の定寸装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 衝突エネルギーの変化にかかわらず、管棒材
のはね返りを最小限にし、再現性よく管棒材を定位置に
直接停止させる。 【構成】 管棒材を衝突させてその衝撃を吸収する緩衝
手段３０として空圧シリンダー３１を設ける。ピストン
ロッド３４の先端に取付けた材料衝突ヘッド３５に管棒
材を衝突させる。シリンダーチューブ３２から排出され
る空気を絞り弁３８に通し流通抵抗を付加する。流通抵
抗により衝突エネルギーの大部分を消費した後に材料衝
突ヘッド３５をヘッドストッパー３６に当てる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば横プレスから排
出された熱間押出し管の定寸切断等に使用される管棒材
の定寸装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】製管プロセスの１つとして熱間押出し−
冷間圧延がある。この製管プロセスでは、熱間押出し管
が冷間圧延に適した寸法に切断される。この場合、製管
能率を向上させるために、横プレスから排出された高温
の熱間押出し管をその排出ライン上で熱間切断すること
が考えられており、熱間押出し管の切断位置決めのため
にも、高能率な定寸装置の適用が考えられている。

【０００３】定寸装置は通常、管棒材を縦送りするライ
ンに沿って移動し且つ任意の位置に停止する台車を持
ち、その台車によりライン上に支持された緩衝手段に管
棒材を衝突させて定位置に停止させる。この装置は基本
的に縦送りされる材料を止めるだけであるので、材料を
拘束して強制的に定位置に移動させる一般的な位置決め
装置に比べて高能率であり、横プレスから高速で排出搬
送される熱間押出し管の位置決め用としては特に適した
装置ということができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような定寸装置で
は、管棒材が高速で衝突するために、管棒材のはね返り
が問題になる。そのために緩衝手段が設けられるが、緩
衝手段を設けても管棒材を常に同じ位置に停止させるこ
とは困難である。

【０００５】すなわち、緩衝手段としてはゴムダンパ
ー、スプリング、油圧式ショックアブソーバーなどがあ
り、その中でも油圧式ショックアブソーバは特に特性が
良い。油圧式ショックアブソーバの一般的な特性を図５
に示す。図５から分かるように、油圧式ショックアブソ
ーバーは内蔵されているスプリングにより、メカエンド
（ピストン後退限）においても大きな抗力Ｆが残る。メ
カエンドにおいて材料の衝突エネルギーが完全に消費さ
れた場合にのみ、材料はその位置に停止するが、実操業
で常にこの状態を再現することは困難であり、通常はメ
カエンドにおいて衝突エネルギーが残るか、メカエンド
の手前において衝突エネルギーが消費されてしまうかの
いずれかとなる。前者の場合は材料のはね返りが生じ、
後者の場合は衝突エネルギーの変化によって停止位置が
大きくばらつき、抗力Ｆの大きさによっては材料のはね
返りも生じる。

【０００６】このように、従来の定寸装置装置では、緩
衝手段に最も特性が良い油圧式ショックアブソーバーを
使用しても、管棒材を常に同じ位置に停止させることは
困難である。そのため、これまでは衝突後も縦送りロー
ラを回転させ続け、停止位置が最終位置に収束するまで
材料に一定の推力を付与する対策を講じているが、ロー
ラの空転を伴うので収束操作の間に材料にスリップ疵が
付くという問題があり、また、この間の時間ロスによる
能率低下も大きな問題になる。

【０００７】本発明の目的は、これらの問題を解決し、
収束操作を行うことなく短時間で管棒材を定位置に精度
よく停止させることができる定寸装置を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の定寸装置は、管
棒材を縦送りするラインに沿って移動し且つ任意の位置
に停止する台車と、台車によりライン上に支持され、ラ
イン上を搬送される管端材を定位置に停止させるべく管
棒材の端面を衝突させてその衝撃を吸収する緩衝手段と
を具備し、前記緩衝手段は、ピストンの先端に材料衝突
ヘッドが設けられ、材料衝突に伴ってピストンロッドが
シリンダーチューブ内に退入する気体圧シリンダーと、
ピストンロッドの退入に伴ってシリンダーチューブから
排出される気体に流通抵抗を付与する絞り弁と、材料衝
突ヘッドの後退動作を最終制止するヘッドストッパー
と、後退した材料衝突ヘッドを初期に前進させるべくシ
リンダーチューブに気体を供給する気体供給源と、気体
供給源と前記絞り弁とをシリンダーチューブに切替え接
続する切替え弁とを有する。

【０００９】

【作用】気体圧シリンダーのピストンロッド先端に設け
た材料衝突ヘッドに管棒材が衝突すると、ピストンロッ
ドがシリンダーチューブ内に退入し、シリンダーチュー
ブ内の気体を圧縮させると共に、そのチューブ内から気
体が排出される。排出された気体は絞り弁を通過し、こ
のときの流通抵抗及び気体圧縮により管棒材の衝突エネ
ルギーが主に消費され、最終的に材料衝突ヘッドはヘッ
ドストリーパーに当たって停止する。このとき、気体圧
シリンダーの抗力Ｆは絞り弁と組み合わせたことによ
り、図４に示すような特性を示す。

【００１０】当初は気体の圧縮のためにストロークが増
大するにつれて抗力Ｆが増大し、ピークポイントを向か
える。その後は内圧増に伴う排出速度の増大によりスト
ロークが増大するにつれて抗力が減少する。そしてスト
ロークエンドの手前に抗力Ｆが小さくフラットな領域Ｌ
が存在し、ここで材料衝突ヘッドをヘッドストッパーに
当てることにより、衝突エネルギーが変化しても管棒材
を常に同じ位置に停止させることができる。すなわち油
圧ショックアブソーバーと比較し、メカエンドにおける
抗力Ｆを小さくできること、抗力Ｆの小さい領域が広い
ためその領域に確実にメカエンドを設定できることが、
管棒材の定位置安定停止に寄与する。

【００１１】管棒材を定位置に停止させた後は材料衝突
ヘッドを初期位置に前進させて次の管棒材に備える。

【００１２】気体圧シリンダーとしては、絞り弁との組
み合わせにより抗力Ｆが小さくフラットな領域Ｌが容易
に得られる空圧シリンダーが望ましい。

【００１３】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図１は本
発明を実施した定寸装置の一例についてその全体構成を
示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ線矢視図、図３は図１
および図２のＢ−Ｂ線矢視図、図４は緩衝手段の構成お
よび特性を示す模式図である。

【００１４】本定寸装置は、図１〜図３に示すように、
管棒材Ｗの縦送りラインに沿って自走する台車２０と、
縦送りライン上を搬送される管棒材Ｗを停止させるため
の緩衝手段３０とを具備する。縦送りラインは複数の搬
送ローラ１０により構成されている。

【００１５】台車２０は前記ラインに沿って敷設したレ
ール２１，２１に載り、上面に取り付けたモータ２２お
よび減速機２３により、下面に取付けたピニオンギア２
４を回転させる構成になっている。ここでピニオンギア
２４はレール２１，２１間に敷設したラックギア２５に
噛み合っており、これにより台車２０は前記ラインに沿
って前進および後退を行う。また、台車２０を停止させ
且つ停止位置に固定するために、外側のレール２１に沿
ってディスクレール２６が敷設され、これを挟むディス
クブレーキ２７，２７が台車２０の側面に取り付けられ
ている。

【００１６】緩衝手段３０は、台車２０の進行方向に平
行に設けた空圧シリンダー３１を有する。空圧シリンダ
ー３１は、台車２０上から前記ライン上に延出したアー
ム２８の先端部に取付けられている。アーム２８は台車
２０の進行方向に平行な軸により基部が回動自在に片持
ち支持され、台車２０上のシリンダー２９にて回動操作
される。これにより、空圧シリンダー３１はライン上の
材料制止位置とその上方の退避位置との間を往復移動す
る。

【００１７】空圧シリンダー３１のシリンダーチューブ
３２は、アーム２８の先端部後面に一対のプレート３
３，３３により連結されている。また、ピストンロッド
３４はアーム２８の先端部を貫通してその前方に突出
し、先端に材料衝突ヘッド３５を支持している。シリン
ダーチューブ３２と材料衝突ヘッド３５との間に位置す
るアーム２８の先端部は、ピストンロッド３４を支持す
るためのスライドガイドを内蔵し、且つ材料衝突ヘッド
３５が後退したときにこれを最終制止するヘッドストッ
パー３６を兼ねている。

【００１８】緩衝手段３０は又、図４に示すように、空
圧シリンダー３１を制御するために２位置切替え弁３７
を有する。第１ポジションＰ１では、シリンダーチュー
ブ３２内の反ロッド側の空室が空圧源に接続され、第２
のポジションＰ２では、この反ロッド側の空室が絞り弁
３８に接続される。なお、ロッド側の空室は常時開放さ
れている。絞り弁３８はその絞り量を調整できる型式で
あるが、その調整については後で述べる。

【００１９】次に本定寸装置を用いた材料制止操作につ
いて説明する。

【００２０】材料制止位置に応じて台車２０を移動させ
た後、ディスクブレーキ２７，２７により固定する。そ
して空圧シリンダー３１をライン上の材料制止位置に固
定し、２位置切替え弁３７を第２のポジションＰ２に固
定する。この状態で、前方から管棒材Ｗが搬送されてく
ると、その管棒材Ｗの先端が材料衝突ヘッド３５に衝突
する。そうすると材料衝突ヘッド３５が後退し、ピスト
ンロッド３４がシリンダーチューブ３２内に退入し、シ
リンダーチューブ３２内の空気が圧縮されシリンダーチ
ューブ３２外へ排出される。排出された空気は絞り弁３
８を通過し、このときの流通抵抗により管棒材Ｗの衝突
エネルギーの大部分が消費される。

【００２１】このとき空圧シリンダー３１は、絞り弁３
８と組み合わせたことにより、図４に示すような抗力特
性を示す。衝突当初は空気の圧縮があるため抗力Ｆは小
さく、その後ストロークが増大するに連れて抗力Ｆは増
大する。内圧が増大すると排気速度が増大するので、抗
力Ｆはピークを向え、その後はストロークが増大するに
つれて抗力Ｆは減少する。そしてストロークエンドのと
ころで抗力Ｆは０になるが、その手前に抗力Ｆが小さく
且つ平坦な領域Ｌが存在する。この領域で材料衝突ヘッ
ド３５がヘッドストッパー３６に当たるようにすると、
管棒材Ｗのはね返りは生じない。しかも、この領域は広
いので、衝突エネルギーが変化してもはね返りを防ぐこ
とができる。絞り弁３８における絞り量は、この状態を
実現するように調整される。

【００２２】材料衝突ヘッド３５がヘッドストッパー３
６に当たると、これがセンサ３７により検知され、定寸
位置決め完了信号が発信される。これを受けて搬送ロー
ラ１０が停止する。また、管棒材Ｗの定寸切断では、管
棒材Ｗが固定され、切断が開始される。

【００２３】続けて管棒材Ｗの停止位置決めを行う場合
は、空圧シリンダー３１を上方の退避位置に移動させ、
台車２０を次の制止位置に移動させた後、空圧シリンダ
ー３１を制止位置に下げ、２位置切替え弁３７を第１の
ポジションＰ１に操作する。これにより、シリンダーチ
ューブ３２に圧空が供給され、材料衝突ヘッド３５が初
期位置に戻る。

【００２４】材料衝突ヘッド３５がヘッドストッパー３
６に当たった後に２位置切替え弁３７を第１のポジショ
ンＰ１に操作して、管棒材Ｗを押し戻すことによって
も、その位置決めを行うことが可能である。

【００２５】外径が２５〜１１４ｍｍで最大長さが３０
ｍの熱間押出し管を定寸切断位置に停止させる場合、緩
衝手段に油圧ショックアブソーバーを用いた従来の定寸
装置では、材料のはね返り対策のために搬送速度を６０
ｍ／min 以下とし、なお且つ最初の衝突後も搬送ローラ
を回転させ続けて衝突を繰り返すことにより停止位置を
収束させていた。そのため、スリップ疵が生じ、その上
サイクルタイムが長くなり、押出し製管サイクル内では
単本切断ができないため、多本数同時切断も余儀なくさ
れていた。その結果、隣接する材料間の摩擦により材料
が揃わず定寸ばらつきが大となって切断余長を大きくす
る必要もあった。しかるに本定寸装置では、同じ材料を
最大速度１２０ｍ／min で搬送し、定寸装置の手前で約
１０ｍ／min に減速させることにより、収束操作なしで
定位置に停止させることができ、その結果、スリップ疵
が防止されると共に、押出し製管サイクル内で単本切断
が可能となり、切断余長を小さくすることもできた。

【００２６】

【発明の効果】以上に説明した通り、本発明の定寸装置
は、衝突エネルギーの変化にかかわらず材料のはね返り
を最小限にすることにより、再現性よく材料を定位置に
直接停止させることができる。従って、停止位置精度が
高い。また最初の衝突後に収束操作を行う必要がないの
で、材料にスリップ疵をつける危険がなく、しかもサイ
クルタイムが短縮され、材料搬送の高速化が可能になる
こととあいまって、処理能率の向上に大きな効果を発揮
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した定寸装置の一例についてその
全体構成を示す平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線矢視図である。

【図３】図１および図２のＢ−Ｂ線矢視図である。

【図４】緩衝手段の構成および特性を示す模式図であ
る。

【図５】油圧式ショックアブソーバーの特性およびこれ
を用いた材料制止原理を示す模式図である。

【符号の説明】

１０ 搬送ローラ ２０ 台車 ３０ 緩衝手段 ３１ 空圧シリンダー ３５ 材料衝突ヘッド ３６ ヘッドストッパー ３７ 切替え弁 ３８ 絞り弁 Ｗ 管棒材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管棒材を縦送りするラインに沿って移動
   し且つ任意の位置に停止する台車と、台車によりライン
   上に支持され、ライン上を搬送される管棒材を定位置に
   停止させるべく管端材の端面を衝突させてその衝撃を吸
   収する緩衝手段とを具備し、 前記緩衝手段は、ピストンの先端に材料衝突ヘッドが設
   けられ、材料衝突に伴ってピストンロッドがシリンダー
   チューブ内に退入する気体圧シリンダーと、ピストンロ
   ッドの退入に伴ってシリンダーチューブから排出される
   気体に流通抵抗を付与する絞り弁と、材料衝突ヘッドの
   後退動作を最終制止するヘッドストッパーと、後退した
   材料衝突ヘッドを初期に前進させるべくシリンダーチュ
   ーブに気体を供給する気体供給源と、気体供給源と前記
   絞り弁とをシリンダーチューブに切替え接続する切替え
   弁とを有することを特徴とする管棒材の定寸装置。