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技術 可変ピッチ式駆動ユニットを有する形鋼ローラ矯正機

出願人 株式会社日立製作所JFEスチール株式会社
発明者 前川義博関谷輝男伊藤良治藤井幸生小松原実冨田省吾渡辺誠
出願日 1997年3月17日 (23年9ヶ月経過) 出願番号 1997-063185
公開日 1998年9月29日 (22年2ヶ月経過) 公開番号 1998-258316
状態 未査定
技術分野 棒・菅の矯正
主要キーワード 移動用フレーム ギア駆動方式 移動用装置 バルブスタンド 多条ネジ スクリューナット ピッチ調整機構 矯正速度
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1998年9月29日)のものです。
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図面 (20)

課題

矯正材噛込み速度や矯正速度の制限を設けず、また自在継手の大径化を図らずに、高品質の矯正材の製造を可能とする形鋼ローラ矯正機を提供する。

解決手段

制御装置27a,27cにより、負荷差等により上矯正ローラユニット8a及び駆動ユニット3aそれぞれの移動量に差が生じても、自在継手5aと上矯正ローラ6aのローラシャフト16aとのなす角度が規定値以内で駆動ユニット3aを上矯正ローラユニット8aに連動させるように、駆動ユニット移動用モータ11aの駆動量が演算される。そして、その演算された駆動量に基づき、駆動ユニット移動用モータ11aが駆動して、多条ネジに加工されたスクリューシャフト44aが回転し、スクリューシャフト44aと噛合するナット54aが移動することにより、ナット54aを有する駆動ユニット3aは上矯正ローラユニット8aに連動する。

概要

背景

可変ピッチ式の形鋼ローラ矯正機の従来技術には、駆動系より大別して、両支持式直接駆動方式と、片支持式ギア駆動方式二方式の形鋼ローラ矯正機がある。

まず、従来の両支持式直接駆動方式の形鋼ローラ矯正機を図15〜図17により説明する。図15は両支持式直接駆動方式の形鋼ローラ矯正機の矯正材搬出側より搬入側への矢視図であり、図16は両支持式直接駆動方式の形鋼ローラ矯正機の最小ローラピッチ時における上方より下方への矢視図であり、図17は両支持式直接駆動方式の形鋼ローラ矯正機の最大ローラピッチ時における上方より下方への矢視図である。また、各部材において、矯正材搬出側(以下、単に搬出側という)に位置する部材の符号は番号に添字aを付し、矯正材搬入側(以下、単に搬入側という)に位置する部材の符号は番号に添字bを付して表す。

図15において、従来の両支持式直接駆動方式の形鋼ローラ矯正機は、矯正材10を矯正する上矯正ローラ6a及び下矯正ローラ60aと、上矯正ローラ6aを両端で回転可能に支持する一対の軸受箱7aと、下矯正ローラ60aを両端で回転可能に支持する一対の軸受箱70aと、軸受箱7a,70aをそれぞれ支持するメインフレーム9,90と、軸受箱7aの上部に取付けられ、ナット24aを上部に有する上矯正ローラユニット8aと、軸受箱70aの下部に取付けられ、ナット240aを下部に有する下矯正ローラユニット80aと、ナット24aに噛合し、多条ネジに加工されたスクリューシャフト4aと、ナット240aに噛合し、多条ネジに加工されたスクリューシャフト40aと、スクリューシャフト4aを回転させる上ローラユニット移動用モータ25a(図16参照)と、スクリューシャフト40aを回転させる下ローラユニット移動用モータ250a(図示せず)と、上下矯正ローラ6a,60aを有する形鋼ローラ矯正機本体から独立して固定に配置され、上矯正ローラ6aを駆動させる駆動モータ2aと、下矯正ローラユニット80a上に配置され、下矯正ローラ60aを駆動させる駆動モータ200aと、減速機22aを介して上矯正ローラ6aのローラシャフト16aと駆動モータ2aとを直結する自在継手5aとを備えている。また、図15には示されていないが、搬入側についても上記と同様な構成である。更に、図16及び図17に示すように、上矯正ローラ6a,6bはそれぞれ2個づつあり、図示されていないが下矯正ローラ60a,60bもそれぞれ2個づつある。

そして、上ローラユニット移動用モータ25aを駆動しスクリューシャフト4aが回転することにより、スクリューシャフト4aと噛合するナット24aが移動するため、図16及び図17に示すように、自在継手5aと上矯正ローラ6aのローラシャフト16aとのなす角度θの許容傾き角度θmax以内で、ナット24aを有する上矯正ローラユニット8aが移動し、スクリューシャフト4aが多条ネジであることを利用して上矯正ローラ6aのローラピッチを変更する。また、下ローラユニット移動用モータ250aを駆動しスクリューシャフト40aが回転することにより、スクリューシャフト40aと噛合するナット240aが移動するため、ナット240aを有する下矯正ローラユニット80aが移動して、下矯正ローラ6aのローラピッチを変更する。また、搬入側についても、上記の搬出側と同様にして上下矯正ローラ6b,60bのローラピッチを変更する。

次に、従来の片支持式ギア駆動方式の形鋼ローラ矯正機を図18及び図19により説明する。図18は片支持式ギア駆動方式の形鋼ローラ矯正機の作業側より駆動側への矢視図であり、図19は図18のI−I方向の断面図である。

図18において、従来の片支持式ギア駆動方式の形鋼ローラ矯正機は、矯正材10を矯正する4個の上矯正ローラ6と、4個の下矯正ローラ60とを備えている。

また、図19において、従来の片支持式ギア駆動方式の形鋼ローラ矯正機は、それぞれの上矯正ローラ6及び下矯正ローラ60に対して、上矯正ローラ6を片側1箇所で回転可能に支持するメインフレーム9と、下矯正ローラ60を片側1箇所で回転可能に支持するメインフレーム90と、上矯正ローラ6のローラシャフト16の上部に固定されたギア15を含むギアボックス17と、下矯正ローラ60のローラシャフト160の下部に固定されたギア150を含むギアボックス170と、ギア15を介して上矯正ローラ6を駆動する駆動モータ2と、ギア150を介して下矯正ローラ60を駆動する駆動モータ200と、上矯正ローラ6、ローラシャフト16、ギアボックス17及び駆動モータ2を一体にて支持する上矯正ローラユニット8と、下矯正ローラ60、ローラシャフト160、ギアボックス170及び駆動モータ200を一体にて支持する下矯正ローラユニット80とを備えている。

そして、上矯正ローラユニット8をそれぞれ移動して上矯正ローラ6のローラピッチを変更し、また下矯正ローラユニット80をそれぞれ移動して下矯正ローラ60のローラピッチを変更する。

概要

矯正材の噛込み速度や矯正速度の制限を設けず、また自在継手の大径化を図らずに、高品質の矯正材の製造を可能とする形鋼ローラ矯正機を提供する。

制御装置27a,27cにより、負荷差等により上矯正ローラユニット8a及び駆動ユニット3aそれぞれの移動量に差が生じても、自在継手5aと上矯正ローラ6aのローラシャフト16aとのなす角度が規定値以内で駆動ユニット3aを上矯正ローラユニット8aに連動させるように、駆動ユニット移動用モータ11aの駆動量が演算される。そして、その演算された駆動量に基づき、駆動ユニット移動用モータ11aが駆動して、多条ネジに加工されたスクリューシャフト44aが回転し、スクリューシャフト44aと噛合するナット54aが移動することにより、ナット54aを有する駆動ユニット3aは上矯正ローラユニット8aに連動する。

目的

本発明の目的は、大きなローラピッチ調整能力を必要とする両支持式直接駆動方式の形鋼ローラ矯正機において、矯正材の噛込み速度や矯正速度の制限を設けず、また自在継手の大径化を図らずに、高品質の矯正材を製造することのできる形鋼ローラ矯正機を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

複数の矯正ローラと、これらの矯正ローラの駆動側に独立して配置され、前記複数の矯正ローラを駆動する複数の駆動モータを含む複数の駆動ユニットと、前記複数の駆動モータと前記複数の矯正ローラとを接続する複数の自在継手と、前記複数の矯正ローラを移動しローラピッチを変更する第1移動手段とを備えた形鋼ローラ矯正機において、前記複数の駆動ユニットを矯正材の進行方向に平行な方向に動かし、それら駆動ユニットのピッチを変更する第2移動手段を備えることを特徴とする可変ピッチ式駆動ユニットを有する形鋼ローラ矯正機。

請求項2

請求項1記載の可変ピッチ式駆動ユニットを有する形鋼ローラ矯正機において、前記第1移動手段を動かして前記複数の矯正ローラのローラピッチを変更したとき、前記第1移動手段に連動して前記第2移動手段を動かし、前記矯正ローラの変更したローラピッチに対応した位置に前記複数の駆動ユニットを移動させる連動手段を更に備えることを特徴とする可変ピッチ式駆動ユニットを有する形鋼ローラ矯正機。

請求項3

請求項2記載の可変ピッチ式駆動ユニットを有する形鋼ローラ矯正機において、前記ローラピッチに対応した位置は、前記自在継手と前記矯正ローラのローラシャフトとのなす角度が規定値以内となる位置であることを特徴とする可変ピッチ式駆動ユニットを有する形鋼ローラ矯正機。

請求項4

請求項2記載の可変ピッチ式駆動ユニットを有する形鋼ローラ矯正機において、前記連動手段は、前記第2移動手段を前記第1移動手段に電子制御で連動させる電子制御装置であることを特徴とする可変ピッチ式駆動ユニットを有する形鋼ローラ矯正機。

請求項5

請求項2記載の可変ピッチ式駆動ユニットを有する形鋼ローラ矯正機において、前記連動手段は、前記第2移動手段を前記第1移動手段に機械的に連動させる機械的な連結機構であることを特徴とする可変ピッチ式駆動ユニットを有する形鋼ローラ矯正機。

請求項6

請求項1又は2記載の可変ピッチ式駆動ユニットを有する形鋼ローラ矯正機において、前記第1及び第2移動手段は、スクリューナット方式の移動機構であることを特徴とする可変ピッチ式駆動ユニットを有する形鋼ローラ矯正機。

請求項7

請求項1又は2記載の可変ピッチ式駆動ユニットを有する形鋼ローラ矯正機において、前記第1及び第2移動手段は、油圧シリンダ方式の移動機構であることを特徴とする可変ピッチ式駆動ユニットを有する形鋼ローラ矯正機。

請求項8

請求項1記載の可変ピッチ式駆動ユニットを有する形鋼ローラ矯正機において、前記矯正ローラ上部に、前記形鋼ローラ矯正機で用いる圧油及びクーラントを供給する装置を備えることを特徴とする可変ピッチ式駆動ユニットを有する形鋼ローラ矯正機。

請求項9

上下方向に千鳥状に配置した複数の上下矯正ローラと、前記複数の上下矯正ローラのうち複数の上矯正ローラの駆動側に独立して配置され、前記複数の上矯正ローラを駆動する複数の駆動モータを含む複数の駆動ユニットと、前記複数の駆動モータと前記複数の上矯正ローラとを接続する複数の自在継手と、前記複数の矯正ローラを移動しローラピッチを変更する第1移動手段とを備えた形鋼ローラ矯正機において、前記複数の駆動ユニットを矯正材の進行方向に平行な方向に動かし、それら駆動ユニットの配列ピッチを変更する第2移動手段を備えることを特徴とする可変ピッチ式駆動ユニットを有する形鋼ローラ矯正機。

技術分野

0001

本発明は、形鋼ローラ矯正機係り、特に、矯正ローラローラピッチの変更が可能な可変ピッチ式の形鋼ローラ矯正機に関する。

背景技術

0002

可変ピッチ式の形鋼ローラ矯正機の従来技術には、駆動系より大別して、両支持式直接駆動方式と、片支持式ギア駆動方式二方式の形鋼ローラ矯正機がある。

0003

まず、従来の両支持式直接駆動方式の形鋼ローラ矯正機を図15図17により説明する。図15は両支持式直接駆動方式の形鋼ローラ矯正機の矯正材搬出側より搬入側への矢視図であり、図16は両支持式直接駆動方式の形鋼ローラ矯正機の最小ローラピッチ時における上方より下方への矢視図であり、図17は両支持式直接駆動方式の形鋼ローラ矯正機の最大ローラピッチ時における上方より下方への矢視図である。また、各部材において、矯正材搬出側(以下、単に搬出側という)に位置する部材の符号は番号に添字aを付し、矯正材搬入側(以下、単に搬入側という)に位置する部材の符号は番号に添字bを付して表す。

0004

図15において、従来の両支持式直接駆動方式の形鋼ローラ矯正機は、矯正材10を矯正する上矯正ローラ6a及び下矯正ローラ60aと、上矯正ローラ6aを両端で回転可能に支持する一対の軸受箱7aと、下矯正ローラ60aを両端で回転可能に支持する一対の軸受箱70aと、軸受箱7a,70aをそれぞれ支持するメインフレーム9,90と、軸受箱7aの上部に取付けられ、ナット24aを上部に有する上矯正ローラユニット8aと、軸受箱70aの下部に取付けられ、ナット240aを下部に有する下矯正ローラユニット80aと、ナット24aに噛合し、多条ネジに加工されたスクリューシャフト4aと、ナット240aに噛合し、多条ネジに加工されたスクリューシャフト40aと、スクリューシャフト4aを回転させる上ローラユニット移動用モータ25a(図16参照)と、スクリューシャフト40aを回転させる下ローラユニット移動用モータ250a(図示せず)と、上下矯正ローラ6a,60aを有する形鋼ローラ矯正機本体から独立して固定に配置され、上矯正ローラ6aを駆動させる駆動モータ2aと、下矯正ローラユニット80a上に配置され、下矯正ローラ60aを駆動させる駆動モータ200aと、減速機22aを介して上矯正ローラ6aのローラシャフト16aと駆動モータ2aとを直結する自在継手5aとを備えている。また、図15には示されていないが、搬入側についても上記と同様な構成である。更に、図16及び図17に示すように、上矯正ローラ6a,6bはそれぞれ2個づつあり、図示されていないが下矯正ローラ60a,60bもそれぞれ2個づつある。

0005

そして、上ローラユニット移動用モータ25aを駆動しスクリューシャフト4aが回転することにより、スクリューシャフト4aと噛合するナット24aが移動するため、図16及び図17に示すように、自在継手5aと上矯正ローラ6aのローラシャフト16aとのなす角度θの許容傾き角度θmax以内で、ナット24aを有する上矯正ローラユニット8aが移動し、スクリューシャフト4aが多条ネジであることを利用して上矯正ローラ6aのローラピッチを変更する。また、下ローラユニット移動用モータ250aを駆動しスクリューシャフト40aが回転することにより、スクリューシャフト40aと噛合するナット240aが移動するため、ナット240aを有する下矯正ローラユニット80aが移動して、下矯正ローラ6aのローラピッチを変更する。また、搬入側についても、上記の搬出側と同様にして上下矯正ローラ6b,60bのローラピッチを変更する。

0006

次に、従来の片支持式ギア駆動方式の形鋼ローラ矯正機を図18及び図19により説明する。図18は片支持式ギア駆動方式の形鋼ローラ矯正機の作業側より駆動側への矢視図であり、図19図18のI−I方向の断面図である。

0007

図18において、従来の片支持式ギア駆動方式の形鋼ローラ矯正機は、矯正材10を矯正する4個の上矯正ローラ6と、4個の下矯正ローラ60とを備えている。

0008

また、図19において、従来の片支持式ギア駆動方式の形鋼ローラ矯正機は、それぞれの上矯正ローラ6及び下矯正ローラ60に対して、上矯正ローラ6を片側1箇所で回転可能に支持するメインフレーム9と、下矯正ローラ60を片側1箇所で回転可能に支持するメインフレーム90と、上矯正ローラ6のローラシャフト16の上部に固定されたギア15を含むギアボックス17と、下矯正ローラ60のローラシャフト160の下部に固定されたギア150を含むギアボックス170と、ギア15を介して上矯正ローラ6を駆動する駆動モータ2と、ギア150を介して下矯正ローラ60を駆動する駆動モータ200と、上矯正ローラ6、ローラシャフト16、ギアボックス17及び駆動モータ2を一体にて支持する上矯正ローラユニット8と、下矯正ローラ60、ローラシャフト160、ギアボックス170及び駆動モータ200を一体にて支持する下矯正ローラユニット80とを備えている。

0009

そして、上矯正ローラユニット8をそれぞれ移動して上矯正ローラ6のローラピッチを変更し、また下矯正ローラユニット80をそれぞれ移動して下矯正ローラ60のローラピッチを変更する。

発明が解決しようとする課題

0010

形鋼ローラ矯正機は、矯正材に塑性モーメントを上下交互に与えることによって矯正材の平坦化や残留応力の除去をすることが目的であり、形鋼ローラ矯正機にローラピッチを変更するためのローラピッチ調整機構が設けられているのは以下の理由からである。

0011

矯正材はその断面形状の差異により断面係数が異なり、矯正作業において必要とする塑性モーメントが異なる。つまり、高断面係数の矯正材では、塑性モーメントを大きく与える必要があり、矯正ローラに与えられる矯正反力は大きくなる。 しかし、矯正反力が大きくなると、例えばH形鋼では、負荷を受ける部位であるウエッブ部に有害な塑性変形を与えてしまい製品品質上問題となるため、高断面係数の矯正材では、矯正ローラピッチを大きくとることにより矯正反力を小さくするのが一般的である。

0012

近年、形鋼ローラ矯正機においては、多種形鋼への対応が要求されるなかで、広範囲での断面形状の材料を矯正する必要があるため、ローラピッチ調整範囲を広くする傾向にある。ところが、ローラピッチ調整範囲を広くすると、従来の形鋼ローラ矯正機においては、形鋼ローラ矯正機の駆動系の機構により以下に示すような問題があった。

0013

従来の両支持式直接駆動方式の形鋼ローラ矯正機においては、図16及び図17に示すように、上矯正ローラ6a,6bのローラシャフト16a,16bは、自在継手5a,5bを介して、形鋼ローラ矯正機本体から独立して固定に配置されている駆動モータ2a,2bに直結する構成となっている。このため、上矯正ローラ6a,6bのローラピッチを変更する際に上矯正ローラユニット8a,8bを移動すると、駆動モータ2a,2bは固定に配置されているので、自在継手5a,5bとローラシャフト16a,16bとのなす角度、すなわち自在継手5a,5bの傾き角度θが生じ、ローラピッチの変更量を大きくすると、その傾き角度θが許容傾き角度θmaxを超え、自在継手5a,5bは機械的強度が低下し壊れてしまう。このため、ローラピッチ調整範囲の広い形鋼ローラ矯正機においては、自在継手5a,5bの傾き角度θが許容傾き角度θmax以内になるように、ローラピッチ調整範囲に応じて自在継手5a,5bを長くする必要がある。

0014

ところが、自在継手5a,5bが長くなると、駆動モータ2a,2bを含む駆動系のねじり剛性が低下して、矯正材の噛込み時や矯正作業時における駆動系のねじり振動が発生し、その振動が上矯正ローラ6a,6bに作用するため、矯正時の上矯正ローラ6a,6bの位置が不安定になり、矯正の過不足、矯正むら、矯正きずの発生等、高品質の製品が得られない。このため、矯正材の噛込み速度や矯正速度に制限を設けて上記のねじり振動を抑えなければならず、生産性が悪化し、又は自在継手5a,5bの大径化を図りねじり剛性を上げて上記のねじり振動を抑えなければならず、自在継手5a,5bのコストアップになるという問題があった。

0015

また、自在継手5a,5bの伸長化により、駆動モータ2a,2bの位置を矯正ローラユニット8a,8bから離す必要があるため、形鋼ローラ矯正機全体の設置面積が増大して、据付け時のスペース効率が低下するという問題があった。

0016

一方、従来の片支持式ギア駆動方式の形鋼ローラ矯正機においては、図19に示すように、上下矯正ローラ6,60は、それらのローラシャフト16,160に固定されたギア15,150を含むギアボックス17,170を介して駆動モータ2,200により駆動され、上下矯正ローラユニット8,80は、上下矯正ローラ6,60、ローラシャフト16,160、ギアボックス17,170及び上下駆動モータ2,200を一体にて支持する構成であるため、上下矯正ローラ6,60のローラピッチを変更する際に、上下矯正ローラユニット8,80を移動しても、それらと一体で駆動モータ2,200も移動するので、両支持式直接駆動方式の形鋼ローラ矯正機における上記のような問題はない。しかし、片支持式ギア駆動方式の形鋼ローラ矯正機では、ギア15,150を介する駆動方式であり、また図19に示すように、駆動モータ2を含む駆動系が上矯正ローラユニット8の上部に位置する構造であるため、以下に示すような問題がある。

0017

多段であるギア15,150の噛み合い率やバックラッシュ等に起因して、駆動モータ2,200を含む駆動系の振動が矯正ローラ6,60に増幅されて、その増幅された振動により矯正時の矯正ローラ6,60の位置が不安定になり、前述の両支持式直接駆動方式の形鋼ローラ矯正機と同様に、矯正の過不足、矯正むら、矯正きずの発生等、高品質の製品が得られないという問題があった。

0018

また、ギア15,150で変速するため、矯正材の噛込み時、尻抜け時の衝撃による慣性モーメントがギア15,150に伝達され、ギア歯破損が生じるという問題があった。

0019

更に、駆動モータ2やギアボックス17を含む駆動系が矯正機上部へ張り出す構造であるため、駆動系のメンテナンス性が悪いという問題があり、また図18に示すように、圧油及びクーラント用のバルブスタンド19等を矯正機の上部に設置できないなど矯正機上部のスペースを有効に活用できず、バルブスタンド19等を本体から離れた場所に設置しなければならず、配管の製造、施工コストの増大の要因になるという問題があった。

0020

これらの問題は、両支持式直接駆動方式の形鋼ローラ矯正機であれば解決される問題である。

0021

以上により、ローラピッチ調整量を大きくする必要がある場合、両支持式直接駆動方式の形鋼ローラ矯正機は、片支持式ギア駆動方式の形鋼ローラ矯正機に比べ矯正作業上不利であるが、片支持式ギア駆動方式に起因する問題はない。

0022

本発明の目的は、大きなローラピッチ調整能力を必要とする両支持式直接駆動方式の形鋼ローラ矯正機において、矯正材の噛込み速度や矯正速度の制限を設けず、また自在継手の大径化を図らずに、高品質の矯正材を製造することのできる形鋼ローラ矯正機を提供することにある。

0023

(1)本発明は、上記目的を達成するため、複数の矯正ローラと、これらの矯正ローラの駆動側に独立して配置され、前記複数の矯正ローラを駆動する複数の駆動モータを含む複数の駆動ユニットと、前記複数の駆動モータと前記複数の矯正ローラとを接続する複数の自在継手と、前記複数の矯正ローラを移動しローラピッチを変更する第1移動手段とを備えた形鋼ローラ矯正機において、前記複数の駆動ユニットを矯正材の進行方向に平行な方向に動かし、それら駆動ユニットのピッチを変更する第2移動手段を備える構成とする。

0024

以上のように構成した本発明においては、複数の駆動ユニットを矯正材の進行方向に平行な方向に動かし、それら移動ユニット配列ピッチを変更する第2移動手段を備えることにより、ローラピッチの変更量を大きくしても、駆動ユニットを移動することができ、自在継手の傾き角度が許容傾き角度を超えることはない。このため、従来のように自在継手の傾き角度を許容傾き角度以下に抑えるために自在継手を長くする必要はなく、自在継手を最小の長さにすることができ、駆動モータを含む駆動系のねじりに対して、高剛性化をもたらし、矯正材の噛込み時や高速矯正時のねじり振動が抑制され、矯正材の噛み込み速度や矯正速度の制限を設けなくても、また自在継手を大径化しなくても高品質の矯正材を製造することができる。

0025

また、自在継手を最小の長さにすることができるため、駆動ユニットの位置を矯正ローラを有する形鋼ローラ矯正機本体に接近させることができ、形鋼ローラ矯正機全体の設置面積が縮小し、据付け時のスペース効率が向上する。

0026

(2)上記(1)において、好ましくは、前記第1移動手段を動かして前記複数の矯正ローラのローラピッチを変更したとき、前記第1移動手段に連動して前記第2移動手段を動かし、前記矯正ロールの変更したローラピッチに対応した位置に前記複数の駆動ユニットを移動させる連動手段を更に備える。

0027

(3)上記(2)において、好ましくは、前記ローラピッチに対応した位置は、前記自在継手と前記矯正ローラのローラシャフトとのなす角度が規定値以内となる位置である。

0028

(4)また、上記(2)において、好ましくは、前記連動手段は、前記第2移動手段を前記第1移動手段に電子制御で連動させる電子制御装置である。

0029

(5)更に、上記(2)において、前記連動手段は、前記第2移動手段を前記第1移動手段に機械的に連動させる機械的な連結機構であってもよい。

0030

(6)上記(1)又は(2)において、好ましくは、前記第1及び第2移動手段は、スクリューナット方式の移動機構である。

0031

(7)また、上記(1)又は(2)において、前記第1及び第2移動手段は、油圧シリンダ方式の移動機構であってもよい。

0032

(8)上記(1)において、好ましくは、前記矯正ローラ上部に、前記形鋼ローラ矯正機で用いる圧油及びクーラントを供給する装置を備える。

0033

以上のようにすることによって、圧油及びクーラント用の配管が短縮され、配管製造や施工コストを低減できる。

0034

(9)また本発明は、上記目的を達成するため、上下方向に千鳥状に配置した複数の上下矯正ローラと、前記複数の上下矯正ローラのうち複数の上矯正ローラの駆動側に独立して配置され、前記複数の上矯正ローラを駆動する複数の駆動モータを含む複数の駆動ユニットと、前記複数の駆動モータと前記複数の上矯正ローラとを接続する複数の自在継手と、前記複数の矯正ローラを移動しローラピッチを変更する第1移動手段とを備えた形鋼ローラ矯正機において、前記複数の駆動ユニットを矯正材の進行方向に平行な方向に動かし、それら駆動ユニットの配列ピッチを変更する第2移動手段を備える構成とする。

0035

以上のように構成した本発明においても、上記(1)と同様の効果が得られる。

発明を実施するための最良の形態

0036

以下、本発明の第1の実施形態を図1図9により説明する。

0037

図1は本実施形態における形鋼ローラ矯正機の矯正材搬出側より搬入側への矢視図であり、図2図1の形鋼ローラ矯正機の上方より下方への矢視図であり、図3は本実施形態における駆動ユニット移動用装置の駆動側より作業側への矢視図である。また、各部材において、矯正材搬出側(以下、単に搬出側という)に位置する部材の符号は番号に添字aを付し、矯正材搬入側(以下、単に搬入側という)に位置する部材の符号は番号に添字bを付して表す。

0038

図1において、本実施形態における形鋼ローラ矯正機は、矯正材10に力を与えて残留応力の除去しその平坦化や断面形状の適正化を図る上矯正ローラ6a及び下矯正ローラ60aと、上矯正ローラ6aを両端で回転可能に支持する一対の軸受箱7aと、下矯正ローラ60aを両端で回転可能に支持する一対の軸受箱70aと、軸受箱7a,70aをそれぞれ支持するメインフレーム9,90と、軸受箱7aの上部に取付けられ、ナット24aを上部に有する上矯正ローラユニット8aと、軸受箱70aの下部に取付けられ、ナット240aを下部に有する下矯正ローラユニット80aと、ナット24aに噛合し、多条ネジに加工されたスクリューシャフト4aと、ナット240aに噛合し、多条ネジに加工されたスクリューシャフト40aと、スクリューシャフト4aを回転させる上ローラユニット移動用モータ25a(図2参照)と、スクリューシャフト40aを回転させる下ローラユニット移動用モータ250a(図7参照)と、上下矯正ローラ6a,60aを有する形鋼ローラ矯正機本体から独立して配置され、上矯正ローラ6aを駆動させる駆動モータ2aと、下矯正ローラユニット80a上に配置され、下矯正ローラ60aを駆動させる駆動モータ200aと、減速機22aを介して上矯正ローラ6aのローラシャフト16aと駆動モータ2aとを直結する自在継手5aと、駆動モータ2aと減速機22aとが上部に取付けられ、下部にナット24cを有する駆動ユニット3aと、ナット54aに噛合し、多条ネジに加工されたスクリューシャフト44aと、スクリューシャフト44aを回転させる駆動ユニット移動用モータ11a(図2参照)とを備えている。また、図1には示されていないが、搬入側についても上記と同様な構成である。

0039

また、図2に示すように、上矯正ローラユニット8a,8bはそれぞれ2個づつあり、図2には示されていないが、下矯正ローラユニット80a,80b(図7参照)もそれぞれ2個づつある。

0040

更に、図2に示すように、本実施形態における形鋼ローラ矯正機は、上記に加え、上ローラユニット移動用モータ25a,25bの回転数をそれぞれ検出するセルシン12a,12bと、上ローラユニット移動用モータ25a,25bの駆動量をそれぞれ制御する制御装置27a,27bと、下ローラユニット移動用モータ250a,250bの回転数をそれぞれ検出するセルシン120a,120b(図7参照)と、駆動ユニット移動用モータ11a,11bの回転数をそれぞれ検出するセルシン12c,12dと、駆動ユニット移動用モータ11a,11bの駆動量をそれぞれ制御する制御装置27c,27dと、駆動ユニット3a,3bの下部に設置された駆動ユニット移動用フレーム23とを更に備えている。

0041

ここで、上下ローラユニット移動用モータ25a,25b,250a,250b及びスクリューシャフト4a,4b,40a,40bは、矯正ローラ6a,6b,60a,60bを移動しローラピッチを変更する第1移動手段を構成し、駆動ユニット移動用モータ11a,11b及びスクリューシャフト44a,44bは、駆動ユニット3a,3bのピッチを変更する第2移動手段(以下、駆動ユニット移動用装置1という、図3参照)を構成し、制御装置27a,27b,27c,27d及びセルシン12a,12b,12c,12dは、矯正ローラ6a,6b,60a,60bの変更したローラピッチに対応した位置に駆動ユニット3a,3bを移動させる連動手段を構成する。

0042

次に本実施形態の動作を図4図9を用いて説明する。

0043

図4は制御装置27a,27b,270a,270bの制御機能を示す制御ブロック図であり、図5は制御装置27c,27dの制御機能を示す制御ブロック図であり、図6図1の形鋼ローラ矯正機の最小ローラピッチ時における上方より下方への矢視図であり、図7図1の形鋼ローラ矯正機の最小ローラピッチ時における作業側より駆動側への矢視図であり、図8図1の形鋼ローラ矯正機の最大ローラピッチ時における上方より下方への矢視図であり、図9図1の形鋼ローラ矯正機の最大ローラピッチ時における作業側より駆動側への矢視図である。

0044

まず、図4の制御装置27aにおいて、作業者目標ローラピッチP0を制御装置27aに入力すると、ピッチ偏差ΔPR演算部102において、セルシン12aからの信号によりローラピッチPR演算部101で演算したローラピッチPRと目標ローラピッチP0との差ΔPR、すなわち上矯正ローラユニット8aの移動量ΔPRを演算し、モータ出力演算部103において、ピッチ偏差ΔPR演算部102で演算した移動量ΔPRが得られるように上ローラユニット移動用モータ25aの駆動量を演算し、その駆動量に応じた駆動電流値Iを上ローラユニット移動用モータ25aに出力する。

0045

そして、上ローラユニット移動用モータ25aが駆動してスクリューシャフト4aが回転し、スクリューシャフト4aと噛合するナット24aが移動することにより、ナット24aを有する上矯正ローラユニット8aが移動し、スクリューシャフト4aが多条ネジであるため、それぞれの上矯正ローラユニット8aの移動量が変わりローラピッチを変更する。

0046

なお、上矯正ローラ6b及び下矯正ローラ60a,60bのローラピッチの変更に関しても、制御装置27b,270a,270bにより制御されて上記と同様に作動する。

0047

一方、図5の制御装置27cでは、ピッチ偏差ΔPD演算部105において、セルシン12cからの信号により駆動ピッチPD演算部104で演算した駆動ユニット3aのピッチ(以下、駆動ピッチという)PDと目標ローラピッチP0との差ΔPD、すなわち駆動ユニット3aの移動量ΔPDを演算する。またPR・PD偏差ΔPRD演算部106において、制御装置27aのローラピッチPR演算部101で演算したローラピッチPRが入力され、そのローラピッチPRと駆動ピッチPD演算部104で演算した駆動ピッチPDとの差ΔPRDを演算する。そして、モータ出力演算部107において、ピッチ偏差ΔPD演算部105で演算した移動量ΔPDが得られるように駆動ユニット移動用モータ11aの駆動量を演算しその駆動量に応じた駆動電流値Iを求め、また負荷差等により上矯正ローラユニット8a及び駆動ユニット3aそれぞれの移動量に差が生じても、自在継手5aと上矯正ローラ6aのローラシャフト16aとのなす角度が規定値以内で駆動ユニット3aを上矯正ローラユニット8aに連動させるために、PR・PD偏差ΔPRD演算部106で演算したローラピッチPRと駆動ピッチPDとの差ΔPRDに応じた駆動電流値ΔIも求めて、駆動電流値Iに加算し、駆動ユニット移動用モータ11aに出力する。

0048

そして、駆動ユニット移動用装置1の駆動ユニット移動用モータ11aが駆動して、多条ネジに加工されたスクリューシャフト44aが回転し、スクリューシャフト44aと噛合するナット54aが移動することにより、図6図9に示すように、ナット54aを有する駆動ユニット3aは上矯正ローラユニット8aに連動する。

0049

なお、搬入側の駆動ユニット3bに関しても上記の搬出側の駆動ユニット3aと同様に、制御装置27bのローラピッチPR演算部101により演算されたローラピッチPRが制御装置27dに入力され、制御装置27dにより制御されて駆動ユニット3bは上矯正ローラユニット8bに連動する。

0050

ここで、実機について一例を示すと、矯正する形鋼の種類や他の条件等により形鋼ローラ矯正機の構造、寸法は異なるが、ローラ径:1250mmの9段配列、最大矯正荷重:270トン、最大モータ容量:180kw*1200rpmという主仕様を有する形鋼ローラ矯正機における自在継手の長さと最大ローラピッチ移動量に関して従来の形鋼ローラ矯正機と比較すると、駆動ユニットにピッチ調整機構がない従来の形鋼ローラ矯正機においては、その自在継手の長さは、約1.5メートルであり、自在継手の許容傾き角度は約6度であるため、最大ローラピッチ移動量は300mm以内に制限されてしまい、実際に必要な最大ローラピッチ移動量2400mmを確保できない。ところが、本発明における形鋼ローラ矯正機では、自在継手の長さは、従来の形鋼ローラ矯正機に比べて短い約1.0メートルであるが、上矯正ローラユニットに連動して駆動ユニットも移動するため、それら自在継手の許容傾き角度に関係なく、実際に必要な最大ローラピッチ移動量2400mmを確保することができ、必要であれはローラピッチ移動量を更に大きくすることは容易である。

0051

以上のように本実施形態においては、上矯正ローラ6a,6bのローラピッチを変更するために上矯正ローラユニット8a,8bを移動すると、駆動ユニット移動用装置1により上矯正ローラユニット8a,8bに連動して駆動ユニット3a,3bを移動することができるので、ローラピッチの変更量を大きくしても、自在継手5a,5bの傾き角度θが許容傾き角度θmaxを超えることはない。このため、自在継手5a,5bの長さを最小にすることができ、駆動モータ2a,2bを含む駆動系のねじりに対して、高剛性化をもたらし、矯正材の噛込み時や高速矯正時のねじり振動が抑制され、矯正材の噛み込み速度や矯正速度の制限を設けなくても、また自在継手を大径化しなくても高品質の矯正材を製造することができる。

0052

また、自在継手5a,5bを最小の長さをにすることができるため、駆動ユニット3a,3bの位置を上矯正ローラ6a,6b側である形鋼ローラ矯正機本体に接近させることができ、形鋼ローラ矯正機全体の設置面積が縮小し、据付け時でのスペース効率が向上する。

0053

更に、ローラピッチを大きくして高速で矯正作業をする必要がある形鋼ローラ矯正機においても、片支持式ギア駆動方式を採用する必要がなく、両支持式直接駆動方式が採用できるので、図1に示すように、形鋼ローラ矯正機の上部の空きスペースに、プラットフォーム18やバルブスタンド19を設置することができ、圧油及びクーラント用の配管20が短縮され、配管製造や施工コストを低減できる。

0054

なお、本実施形態においては、作業者が制御装置27a,27bに入力した目標ローラピッチP0に基づいて、制御装置27c,27dにより、自動的に駆動ユニット3a,3bは矯正ローラユニット8a,8bに連動するが、作業者が手動で上矯正ローラユニット8a,8b及び駆動ユニット3a,3bの位置を移動してもよい。

0055

また、本実施形態においては、一本のスクリューシャフト4a,4b,40a,40b,44a,44bにそれぞれ条数の異なるネジが設けられているが、それぞれに対し複数のスクリューシャフトを設けてもよい。

0056

本実施形態の第2の実施形態を図10,11により説明する。図10は本実施形態の形鋼ローラ矯正機の上方より下方への矢視図である。図中、図2に示す部材と同等の部材には同じ符号を付している。

0057

図9において、本実施形態における形鋼ローラ矯正機は、第1の実施形態の形鋼ローラ矯正機における駆動ユニット移動用モータ11a,11b及びセルシン12c,12dの代わりに、スクリューシャフト4a,4bの片端にそれぞれ設けたギア64a,64bと、スクリューシャフト44a,44bの片端にそれぞれ設けたギア74a,74bと、ギア64aに噛合するギア65a及びギア74aに噛合するギア75aをそれぞれ両端に設けたシャフト66aと、ギア64bに噛合するギア65b及びギア74bに噛合するギア75bをそれぞれ両端に設けたシャフト66bとで構成される機械的な連結機構14a,14bを備えており、駆動ユニット3a,3bを上矯正ローラユニット8a,8bに機械的に連動させる。その他の構成は第1の実施形態と同様である。

0058

次に、本実施形態の動作について図10の制御装置27Aa,27Abの制御機能を示す制御ブロック図を用いて説明する。

0059

作業者が目標ローラピッチP0を制御装置27Aaに入力すると、第1の実施形態における制御装置27aでの制御と同様に、ピッチ偏差ΔPR演算部112において、セルシン12aからの信号によりローラピッチPR演算部111で演算したローラピッチPRと目標ローラピッチP0との差(上矯正ローラユニット8aの移動量)ΔPRを演算し、モータ出力演算部113において、その移動量ΔPRが得られるように上ローラユニット移動用モータ25aの駆動量を演算し、その駆動量に応じた駆動電流値Iを上ローラユニット移動用モータ25aに出力する。

0060

そして、上ローラユニット移動用モータ25aが駆動してスクリューシャフト4aが回転し、スクリューシャフト4aと噛合するナット24aが移動することにより、ナット24aを有する上矯正ローラユニット8aが移動し、上スクリューシャフト4aが多条ネジであるため、それぞれの上矯正ローラユニット8aの移動量が変わりローラピッチを変更する。一方、スクリューシャフト4aが回転すると、連結機構14aを介して駆動ユニット3a側のスクリューシャフト44aも回転し、スクリューシャフト44aと噛合するナット54aが移動することにより、ナット54aを有する駆動ユニット3aは上矯正ローラユニット8aに連動する。

0061

なお、上矯正ローラ6b及び下矯正ローラ60a,60bのローラピッチの変更に関しても、制御装置27Ab,270Aa,270Abにより制御されて上記と同様に作動し、また搬入側の駆動ユニット3bに関しても、上記の搬出側の駆動ユニット3aと同様に、連結機構14bを介して上矯正ローラユニット8bに連動する。

0062

以上のように、本実施形態においても、上矯正ローラユニット8a,8bに連動して駆動ユニット3a,3bを移動することができ、第1の実施形態と同様な効果が得られる。

0063

本実施形態の第3の実施形態を図12図14により説明する。図12は本実施形態の形鋼ローラ矯正機の上方より下方への矢視図である。図中、図2に示す部材と同等の部材には同じ符号を付している。

0064

図12において、本実施形態における形鋼ローラ矯正機は、第1の実施形態の形鋼ローラ矯正機における上ローラユニット移動用モータ25a,25b、駆動ユニット移動用モータ11a,11b、セルシン12a,12b,12c,12d、ローラシャフト4a,4b,44a,44b及びナット24a,24b,54a,54bの代わりに、2個の上矯正ローラユニット8aをそれぞれ移動させる油圧シリンダ13a,83aと、2個の上矯正ローラユニット8bをそれぞれ移動させる油圧シリンダ13b,83bと、2個の駆動ユニット3aをそれぞれ移動させる油圧シリンダ13c,83cと、2個の駆動ユニット3bをそれぞれ移動させる油圧シリンダ13d,83dと、油圧シリンダ13a,83aのシリンダ位置をそれぞれ検出するシリンダ位置検出装置32aと、油圧シリンダ13b,83bのシリンダ位置をそれぞれ検出するシリンダ位置検出装置32bと、油圧シリンダ13c,83cのシリンダ位置をそれぞれ検出するシリンダ位置検出装置32cと、油圧シリンダ13d,83dのシリンダ位置をそれぞれ検出するシリンダ位置検出装置32dと、制御装置27Ba,27Bb,27Bc,27Bdからの電気信号に応じて油圧信号に変換するための油圧回路34a〜34dとを備えており、油圧シリンダ13a,13b,83a,83b及び油圧回路34a,34bは、矯正ローラ6a,6bを移動しローラピッチを変更する第1移動手段を構成し、油圧シリンダ13c,13d,83b,83d及び油圧回路34c,34dは、駆動ユニット3a,3bのピッチを変更する第2移動手段を構成し、制御装置27Ba,27Bb,27Bc,27Bd及び位置検出装置32a,32b,32c,32dは、矯正ローラ6a,6bの変更したローラピッチに対応した位置に駆動ユニット3a,3bを移動させる連動手段を構成する。その他の構成は第1の実施形態と同様である。

0065

次に、本実施形態の動作について、図13及び図14を用いて説明する。

0066

図13は制御装置27Ba,27Bbの制御機能を示す制御ブロック図であり、図14は制御装置27Bc,27Bdの制御機能を示す制御ブロック図である。

0067

まず、図13の制御装置27Baにおいて、作業者が目標ローラピッチP0を制御装置27Baに入力すると、ピッチ偏差ΔPR演算部122において、シリンダ位置検出装置32aからの信号によりローラピッチPR演算部121で演算したローラピッチPRと目標ローラピッチP0との差ΔPR、すなわち上矯正ローラユニット8aの移動量ΔPRを演算し、シリンダ駆動量演算部123において、ピッチ偏差ΔPR演算部122で演算した移動量ΔPRが得られるように油圧シリンダ13a,83aの駆動量を演算し、その駆動量に応じた駆動電流値Iを求めて油圧回路34aに出力する。

0068

そして、油圧シリンダ13a,83aが駆動することによって、2個の上矯正ローラユニット8aがそれぞれ移動して、矯正ローラ6aのローラピッチを変更する。

0069

一方、図14の制御装置27Bcでは、ピッチ偏差ΔPD演算部125において、シリンダ位置検出装置32aからの信号により駆動ピッチPD演算部124で演算した駆動ピッチPDと目標ローラピッチP0との差ΔPD、すなわち駆動ユニット3aの移動量ΔPDを演算する。またPR・PD偏差ΔPRD演算部126において、制御装置27aのローラピッチPR演算部121で演算したローラピッチPRが入力され、そのローラピッチPRと駆動ピッチPD演算部124で演算した駆動ピッチPDとの差ΔPRDを演算する。そして、シリンダ駆動量演算部127において、ピッチ偏差ΔPD演算部125で演算された移動量ΔPDが得られるように油圧シリンダ13cの駆動量を演算しその駆動量に応じた駆動電流値Iを求め、また負荷差等により上矯正ローラユニット8a及び駆動ユニット3aそれぞれの移動量に差が生じても、駆動ユニット3aを上矯正ローラユニット8aに連動させるために、PR・PD偏差ΔPRD演算部126で演算したローラピッチPRと駆動ピッチPDとの差ΔPRDに応じた駆動電流値ΔIも求めて、駆動電流値Iに加算し、油圧回路34cに出力する。

0070

そして、油圧シリンダ13c,83cが駆動して、駆動ユニット3aは上矯正ローラユニット8aに連動する。

0071

また、搬入側の上矯正ローラユニット8b及び駆動ユニット3bに関しても、上記の搬出側の場合と同様に、制御装置27Bb及び制御装置27Bdにより制御されて、駆動ユニット3bは上矯正ローラユニット8bに連動する。

0072

以上のように、本実施形態においても、上矯正ローラユニット8a,8bに連動して駆動ユニット3a,3bを移動することができ、第1の実施形態と同様な効果が得られる。

発明の効果

0073

本発明によれば、大きなローラピッチ調整能力を必要とする両支持式直接駆動方式の形鋼ローラ矯正機において、矯正材の噛込み速度や矯正速度の制限を設けず、また自在継手の大径化を図らずに、高品質の矯正材を製造することができる。

図面の簡単な説明

0074

図1本発明の第1の実施形態における形鋼ローラ矯正機の矯正材搬出側より搬入側への矢視図である。
図2形鋼ローラ矯正機の上方より下方への矢視図である。
図3駆動ユニット移動用装置の駆動側より作業側への矢視図である。
図4制御装置の制御機能を示す制御ブロック図である。
図5制御装置の制御機能を示す制御ブロック図である。
図6形鋼ローラ矯正機の最小ローラピッチ時における上方より下方への矢視図である。
図7形鋼ローラ矯正機の最小ローラピッチ時における作業側より駆動側への矢視図である。
図8形鋼ローラ矯正機の最大ローラピッチ時における上方より下方への矢視図である。
図9形鋼ローラ矯正機の最大ローラピッチ時における作業側より駆動側への矢視図である。
図10本発明の第2の実施形態における形鋼ローラ矯正機の上方より下方への矢視図である。
図11制御装置の制御機能を示す制御ブロック図である。
図12本発明の第3の実施形態における形鋼ローラ矯正機の上方より下方への矢視図である。
図13制御装置の制御機能を示す制御ブロック図である。
図14制御装置の制御機能を示す制御ブロック図である。
図15従来技術における両支持式直接駆動方式の形鋼ローラ矯正機の矯正材搬出側より搬入側への矢視図である。
図16両支持式直接駆動方式の形鋼ローラ矯正機の最小ローラピッチ時における上方より下方への矢視図である。
図17両支持式直接駆動方式の形鋼ローラ矯正機の最大ローラピッチ時における上方より下方への矢視図である。
図18片支持式ギア駆動方式の形鋼ローラ矯正機の作業側より駆動側への矢視図である。
図19図18のI−I方向の断面図である。

--

0075

1駆動ユニット移動用装置
2,2a,2b駆動モータ
3a,3b 駆動ユニット
4a,4bスクリューシャフト
5a,5b自在継手
6,6a,6b上矯正ローラ
7a,7b軸受箱
8,8a,8b 上矯正ローラユニット
9メインフレーム
10矯正材
11a,11b 駆動ユニット移動用モータ
12a,12b,12c,12dセルシン
13a,13b,13c,13d油圧シリンダ
14a,14b連結機構
15ギア
16,16a,16bローラシャフト
17ギアボックス
18プラットフォーム
19バルブスタンド
20配管
22a,22b減速機
23 駆動ユニット移動用フレーム
24a,24bナット
25a,25b 上矯正ローラ移動用モータ
27a〜27d,27Aa〜27Ad,27Ba〜27Bd制御装置
32a,32b,32c,32dシリンダ位置検出装置
34a,34b,34c,34d油圧回路
40a,40b スクリューシャフト
44a,44b スクリューシャフト
54a,54b ナット
60,60a,60b 下矯正ローラ
64a,64b,65a,65b ギア
66a,66bシャフト
70a,70b 軸受箱
74a,74b,75a,75b ギア
80,80a,80b 下矯正ローラユニット
83a,83b,83c,83d 油圧シリンダ
90 メインフレーム
101ローラピッチ演算部
102ピッチ偏差演算部
103モータ出力演算部
104駆動ピッチ演算部
105 ピッチ偏差演算部
106 PR・PD偏差演算部
107 モータ出力演算部
111 ローラピッチ演算部
112 ピッチ偏差演算部
113 モータ出力演算部
120a,120b セルシン
121 ローラピッチ演算部
122 ピッチ偏差演算部
123シリンダ駆動量演算部
124 駆動ピッチ演算部
125 ピッチ偏差演算部
126 PR・PD偏差演算部
127 シリンダ駆動量演算部
150 ギア
160,160a,160b ローラシャフト
170 ギアボックス
200,200a,200b 駆動モータ
220,220a,220b 減速機
240a,240b ナット
250a,250b 下矯正ローラ移動用モータ
270a,270b,270Aa,270Ab 制御装置

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