図面 (/)

技術 圧延装置及び圧延方法

出願人 株式会社三益
発明者 宇野祐二郎広兼健司
出願日 2014年10月15日 (4年9ヶ月経過) 出願番号 2014-210815
公開日 2016年5月16日 (3年2ヶ月経過) 公開番号 2016-078069
状態 特許登録済
技術分野 管の製造;マンドレル
主要キーワード テーパー溝 スタンドフレーム アイドル区間 既存エネルギー 減肉加工 外部位置 棒素材 高機能材料
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(2016年5月16日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

回転駆動部のサイズや出力能力を抑えることができ、装置の小型化を図り、また省エネルギーをも実現させる。

解決手段

管素材Sの送り出し方向に沿って延設されるロッド状のシャフト部材9,9と、シャフト部材9,9に係合され、シャフト部材9,9に沿って移動可能な基台部62と、基台部62から反力を得て管素材Sを保持し、管素材Sを圧延領域に臨ませるとともに、管素材Sを軸回転させるチャック65と、基台部62上に固定され、基台部62から反力を得て回転駆動し、回転駆動によりチャック65を軸回転させる回転駆動部64と、回転駆動部64による回転駆動によって、シャフト部材9,9から反力を得つつ基台部62をシャフト部材9,9に沿って移動させる推力に変換する動力変換部63,63と備える。

概要

背景

近年、自動車分野、次世代エネルギー分野、及び既存エネルギー分野等では、燃料噴射管などの自動車の各装置、水素ステーション設備、及び石油及びガスプラント等の各種設備における燃料効率化のため、特殊鋼ステンレスニッケル合金チタン等の高機能材料を加工したシームレス管需要が、耐圧、耐蝕耐熱、及び高精度などの観点から高まっている。

このようなシームレス管は、金属製の管素材又は中実棒素材からなる金属素材圧延することにより製造される。具体的に、シームレス管の製造としては、上下一対圧延ロールを用いて圧延するコールドピルガーミルによる冷間圧延法などが知られている(例えば、特許文献1)。この特許文献1に開示された技術では、周面に孔型を形成された一対の孔型ロールを用い、孔型ロールの間には先端に向かって径が小さくなるテーパを有するマンドレルが設けられる。この孔型ロールは、その軸心に設けられた回転軸ロールスタンドに支持されている。そして、管素材に冷間圧延を行う際、ロールスタンドに支持された孔型ロールがマンドレルに沿って往復移動することによって、往復回転しながら被加工材である管素材を圧延する。

このような従来の圧延装置において、金属素材をロールスタンドに送り出す機構としては、図4(a)に示すように、ロールスタンドと係合する一対のシャフト部材95a,95bと、シャフト部材95a,95bに対して螺合されシャフト部材95a,95bに沿って移動可能な基台部97とを有し、基台部97ではチャック65においてロールスタンド側に向けて管素材Sを把持している。また、基台部97は、基台部97を移動させる基台駆動機構90aと、管素材S及びマンドレル支持パイプ41を回転駆動させる回転駆動機構90bを備えている。

上述した従来の圧延装置において、基台駆動機構90aによる基台部97の移動は、図4(b)に示すように、動力発生装置99からの動力を複数のギア91〜94を用いて伝達することで、その動力をその推力に変換させている。具体的に、動力発生装置99の動力は、動力発生装置99の回転軸99aに軸支されているギア91を介して、一方のシャフト部材95aに連結されたギア92に伝達され、シャフト部材95aを回転させる。さらに、その動力は、ギア92に隣接するギア93に伝達され、ギア93に連結された金属素材の回転軸を回転させるとともに、そのギア93にさらに隣接され、他方のシャフト部材95bに連結されたギア94へ伝達される。ギア92及びギア94が回転することで、シャフト部材95a,95bが回転し、シャフト部材95a,95bと螺合された基台部97がロールスタンド側へと移動させる。

一方、管素材Sの回転は、搬送駆動部5でモータを回転させることによって、チャック65に把持されている管素材S及びマンドレル支持パイプ41を回転させている。

概要

回転駆動部のサイズや出力能力を抑えることができ、装置の小型化をり、また省エネルギーをも実現させる。管素材Sの送り出し方向に沿って延設されるロッド状のシャフト部材9,9と、シャフト部材9,9に係合され、シャフト部材9,9に沿って移動可能な基台部62と、基台部62から反力を得て管素材Sを保持し、管素材Sを圧延領域に臨ませるとともに、管素材Sを軸回転させるチャック65と、基台部62上に固定され、基台部62から反力を得て回転駆動し、回転駆動によりチャック65を軸回転させる回転駆動部64と、回転駆動部64による回転駆動によって、シャフト部材9,9から反力を得つつ基台部62をシャフト部材9,9に沿って移動させる推力に変換する動力変換部63,63と備える。

目的

本発明は、上記のような問題を解決するものであり、コールドピルガーなど、金属製の管素材又は中実棒素材などの金属素材を圧延領域内に送り出して圧延するにあたり、装置の小型化を図るとともに、省エネルギー化を実現させ、設備の設置コスト及び運転コストを抑えることができるとともに、生産効率の向上、及び金属素材の長尺化を実現することができる圧延装置及び圧延方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

圧延ロールによって形成される圧延領域に向けて、金属製の管素材又は中実棒素材からなる金属素材送り出し、前記圧延領域内において前記金属素材を圧延する圧延装置であって、前記金属素材の送り出し方向に沿って延設されるロッド状のシャフト部材と、前記シャフト部材に係合され、前記シャフト部材に沿って移動可能な基台部と、前記基台部から反力を得て前記金属素材を保持し、前記金属素材を前記圧延領域に臨ませるとともに、前記金属素材を軸回転させる素材端保持部と、前記基台部上に固定され、前記基台部から反力を得て回転駆動し、この回転駆動を、前記シャフト部から反力を得つつ前記基台部を前記シャフト部材に沿って移動させるための推力に変換する動力変換部とを備えることを特徴とする圧延装置。

請求項2

圧延ロールによって形成される圧延領域に向けて、金属製の管素材又は中実棒素材からなる金属素材を送り出し、前記圧延領域内において前記金属素材を圧延する圧延方法であって、前記金属素材の送り出し方向に沿ってロッド状のシャフト部材を延設するとともに、前記シャフト部材に、前記シャフト部材に沿って移動可能な基台部を係合させる工程と、前記基台部上に回転駆動部を固定し、前記基台部から反力を得て回転駆動させる工程と、前記回転駆動を、前記シャフト部から反力を得つつ前記基台部を前記シャフト部材に沿って移動させるための推力に変換する工程と、前記基台部から反力を得て前記金属素材を保持し、前記金属素材を前記圧延領域に臨ませつつ、前記素材端保持部を軸回転させる工程とを備えることを特徴とする圧延方法。

技術分野

0001

本発明は、コールドピルガーなど、圧延ロール等によって形成される圧延領域に向けて、金属製の管素材又は中実棒素材からなる金属素材送り出し、圧延領域内において金属素材を圧延する圧延方法及びこれに用いられる圧延装置に関する。

背景技術

0002

近年、自動車分野、次世代エネルギー分野、及び既存エネルギー分野等では、燃料噴射管などの自動車の各装置、水素ステーション設備、及び石油及びガスプラント等の各種設備における燃料効率化のため、特殊鋼ステンレスニッケル合金チタン等の高機能材料を加工したシームレス管需要が、耐圧、耐蝕耐熱、及び高精度などの観点から高まっている。

0003

このようなシームレス管は、金属製の管素材又は中実棒素材からなる金属素材を圧延することにより製造される。具体的に、シームレス管の製造としては、上下一対の圧延ロールを用いて圧延するコールドピルガーミルによる冷間圧延法などが知られている(例えば、特許文献1)。この特許文献1に開示された技術では、周面に孔型を形成された一対の孔型ロールを用い、孔型ロールの間には先端に向かって径が小さくなるテーパを有するマンドレルが設けられる。この孔型ロールは、その軸心に設けられた回転軸ロールスタンドに支持されている。そして、管素材に冷間圧延を行う際、ロールスタンドに支持された孔型ロールがマンドレルに沿って往復移動することによって、往復回転しながら被加工材である管素材を圧延する。

0004

このような従来の圧延装置において、金属素材をロールスタンドに送り出す機構としては、図4(a)に示すように、ロールスタンドと係合する一対のシャフト部材95a,95bと、シャフト部材95a,95bに対して螺合されシャフト部材95a,95bに沿って移動可能な基台部97とを有し、基台部97ではチャック65においてロールスタンド側に向けて管素材Sを把持している。また、基台部97は、基台部97を移動させる基台駆動機構90aと、管素材S及びマンドレル支持パイプ41を回転駆動させる回転駆動機構90bを備えている。

0005

上述した従来の圧延装置において、基台駆動機構90aによる基台部97の移動は、図4(b)に示すように、動力発生装置99からの動力を複数のギア91〜94を用いて伝達することで、その動力をその推力に変換させている。具体的に、動力発生装置99の動力は、動力発生装置99の回転軸99aに軸支されているギア91を介して、一方のシャフト部材95aに連結されたギア92に伝達され、シャフト部材95aを回転させる。さらに、その動力は、ギア92に隣接するギア93に伝達され、ギア93に連結された金属素材の回転軸を回転させるとともに、そのギア93にさらに隣接され、他方のシャフト部材95bに連結されたギア94へ伝達される。ギア92及びギア94が回転することで、シャフト部材95a,95bが回転し、シャフト部材95a,95bと螺合された基台部97がロールスタンド側へと移動させる。

0006

一方、管素材Sの回転は、搬送駆動部5でモータを回転させることによって、チャック65に把持されている管素材S及びマンドレル支持パイプ41を回転させている。

先行技術

0007

特開平成11−188409号公報

発明が解決しようとする課題

0008

しかしながら、特許文献1に開示されたような従来の圧延装置は、図4(a)に示すように、基台部97を駆動させる動力発生装置99が、装置外部に配置され、その外部位置からシャフト部材95a,95bを回転させる機構であるため、金属素材の送り出しが進行するにつれ、基台部97が前進される。このような装置において長尺の金属素材を圧延する場合には、動力発生装置99から基台部97までのシャフト部材95a,95bの長さが徐々に長くなってシャフト部材95a,95bに撓みが生じるため、動力発生装置99に高い出力が要求される。

0009

すなわち、シャフトの長尺化により、基台部97がシャフト部材に螺合された箇所に生じるトルク荷重が増大することとなり、そのため従来では、このようなトルクや荷重に耐えられるようにシャフト部材の径や強度を大きくする必要があった。このことから、それに伴い動力発生装置99を大型化するとともに、高出力化しなければならず、延圧設備全体90が大型化して設備の設置コストが増大してしまううえに、消費エネルギーも増大して運転コストも嵩むという問題があった。また、動力発生装置99から基台部97までのシャフト部材95a,95bの長さが長い場合には、たわみ、ねじれ等が生じてしまい、回転駆動部からの出力が適切に伝達されないため、圧延処理が低速となり生産効率が低下するとともに、長尺な金属素材を生産することができないという問題がある。

0010

そこで、本発明は、上記のような問題を解決するものであり、コールドピルガーなど、金属製の管素材又は中実棒素材などの金属素材を圧延領域内に送り出して圧延するにあたり、装置の小型化を図るとともに、省エネルギー化を実現させ、設備の設置コスト及び運転コストを抑えることができるとともに、生産効率の向上、及び金属素材の長尺化を実現することができる圧延装置及び圧延方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0011

上記課題を解決するために、本発明は、圧延ロールによって形成される圧延領域に向けて、金属製の管素材又は中実棒素材からなる金属素材を送り出し、圧延領域内において金属素材を圧延する圧延装置であって、金属素材の送り出し方向に沿って延設されるロッド状のシャフト部材と、シャフト部材に係合され、シャフト部材に沿って移動可能な基台部と、基台部から反力を得て金属素材を保持し、金属素材を圧延領域に臨ませるとともに、金属素材を軸回転させる素材端保持部と、基台部上に固定され、基台部から反力を得て回転駆動し、この回転駆動によって、シャフト部から反力を得つつ基台部をシャフト部材に沿って移動させる推力に変換する動力変換部とを備えることを特徴とする。

0012

また、他の発明は、圧延ロールによって形成される圧延領域に向けて、金属製の管素材又は中実棒素材からなる金属素材を送り出し、圧延領域内において金属素材を圧延する圧延方法であって、
(1)金属素材の送り出し方向に沿ってロッド状のシャフト部材を延設するとともに、シャフト部材に、シャフト部材に沿って移動可能な基台部を係合させる工程と、
(2)基台部上に回転駆動部を固定し、基台部から反力を得て回転駆動させる工程と、
(3)回転駆動を、シャフト部から反力を得つつ基台部をシャフト部材に沿って移動させるための推力に変換する工程と、
(4)基台部から反力を得て金属素材を保持し、金属素材を圧延領域に臨ませつつ、素材端保持部を軸回転させる工程とを備えることを特徴とする。

0013

これらの発明では、金属素材を圧延領域に対して送り出す際、基台部上に固定された回転駆動部の駆動力を、基台部を移動させる推力として用いる。このとき、回転駆動部が基台部上に固定されて基台部と一体的にシャフト部に沿って移動するとともに、駆動対象である動力変換部も基台部とともに移動することとなる。このことにより、本発明によれば、金属素材の送り出し作業が進行しても回転駆動部から駆動対象までの距離が変化することなく一定に保たれ、回転駆動部からの出力も一定の範囲に抑えることができる。この結果、回転駆動部のサイズや出力能力を抑えることができ、装置の小型化を図り、また省エネルギー化をも実現させることができる。さらには、回転駆動部からの出力を適切にシャフト部などの他の部材に伝達させることができるため、圧延処理を高速化して生産効率を向上させるとともに、長尺な金属素材を生産することができる。

発明の効果

0014

以上述べたように、この発明によれば、金属素材の圧延処理において、金属素材の送り出し作業が進行しても回転駆動部から駆動対象までの距離が変化することなく一定に保たれ、回転駆動部からの出力も一定の範囲に抑えることができる。この結果、回転駆動部のサイズや出力能力を抑えることができ、装置の小型化を図り、また省エネルギー化をも実現させ、装置の設置コスト及び運転コストを抑えることができる。

図面の簡単な説明

0015

実施形態に係る圧延装置全体を示す模式図であり、同図(a)は、圧延装置の上面図であり、同図(b)は、圧延装置の側面図である。
(a)は、実施形態に係る搬送部の構造を上面より示す模式図であり、同図(b)は、その動力伝達機構を示す側面図である。
実施形態に係るシャフト部、動力変換部及び基台部との螺合状態を示す一部拡大図である。
(a)は、従来例に係る圧延装置の一部を示す上面図であり、同図(b)は、その動力伝達機構を示すA−A’断面図である。

実施例

0016

(圧延装置の構成)
以下に添付図面を参照して、本発明に係る圧延装置100の実施形態を詳細に説明する。図1は、実施形態に係る圧延装置100全体を示す模式図であり、同図(a)は、圧延装置100の上面図であり、同図(b)は、圧延装置100の側面図である。なお、本実施形態においては、筒状の管素材を圧延する場合を例にするが、本発明は、これに限定するものではなく、例えば、内部に空間を有さない金属製の中実棒素材にも適用することができる。

0017

図1(a)及び(b)に示すように、圧延装置100は、圧延ロール1,1によって形成される圧延領域に向けて、金属製の管素材Sを送り出し、圧延領域内において金属素材を圧延する圧延装置100であって、上下一対の圧延ロール1、1が組み込まれたロールスタンド2と、このロールスタンド2を往復移動させる主駆動部3と、先端部が先細テーパのマンドレル4と、管素材Sを保持するとともに、管素材Sを間欠的に所定量ずつ送り出す搬送部6と、管素材Sを所定量回転させる搬送駆動部5と、圧延後の製品管Pを把持する出側把持部8を備えている。

0018

ロールスタンド2に組み込まれた一対の圧延ロール1、1は、上下に配置されており、その上下に配置された圧延ロール1、1間が圧延領域となっている。また、一対の圧延ロール1、1は、いずれも図示は省略するが、その軸端に装着されたピニオンスタンドフレーム固定配置されたラックに噛合されており、ロールスタンド2の往復移動に伴って正逆回転するようになっている。

0019

圧延ロール1の外周面には、曲率半径円周方向に順次小さくされた孔型(凹部)1aで形成された圧延区間を有しており、この孔型1aとマンドレル4の先細テーパ部とで、管素材Sの外径肉厚縮小圧延するようになっている。なお、孔型1aには途中にアイドル区間を介在させている。アイドル区間は、搬送部6によって管素材Sを送り出し且つ回転させる区間である。

0020

主駆動部3は、ロールスタンド2を往復移動させる駆動手段であって、主駆動部3の両側部に設けられ、図示しないモータによって中心軸を中心として回転する回転体31,31と、各回転体31とロールスタンド2とに連結され、回転体31の回転力をロールスタンド2に伝達させる推力ロッド32とを備えている。この回転体31,31が回転すると、推力ロッドによって回転体31,31の回転力が推進力に変換されてロールスタンド2に伝達され、ロールスタンド2は矢印方向で往復運動するようになっている。

0021

マンドレル4は、管素材Sの内部に挿通されるロッド状の部材であり、圧延ロール1、1の管素材Sに対する外部からの押圧に対して、管素材Sの内部から反力を与えるようになっている。マンドレル4は、マンドレル4を支持するマンドレル支持パイプ41の先端に取り付けられており、マンドレル支持パイプ41は、素材端保持部であるチャック65において保持されている。搬送部6は、図示しないシリンダーによって開閉自在であり、常時はマンドレル支持パイプ41を把持し、マンドレル4が軸長方向位置移動しないように固定している。

0022

搬送部6の後方には、管素材S及びマンドレル支持パイプ41を回転駆動させる搬送駆動部5を備えている。搬送駆動部5で発生された回転力は、管素材S及びマンドレル支持パイプ41に伝達され、管素材Sの外周を均一に縮小圧延するようになっている。

0023

搬送駆動部5とロールスタンド2との間には、管素材Sの送り出し方向に沿って延設される一対のシャフト部材9,9が配置されている。シャフト部材9,9は、両端がシャフト保持部69とロールスタンド2とに固定されたロッド状の部材であり、シャフト部材9,9の外周面には雄ネジ刻設されており、この雄ネジと螺合接続された搬送部6が圧延領域に向かって移動可能に連結されている。

0024

搬送部6は、管素材Sの一端を保持して、搬送駆動部5の内部に設置されている駆動源により所定のタイミングで管素材Sを一定の長さだけ送り出す駆動装置であり、シャフト保持部69からロールスタンド2側へと前進移動が可能となっている。

0025

出側把持部8は、上記の搬送駆動部5と同様に、図示しないシリンダーとによってそれぞれ開閉自在であり、常時は圧延中の管素材Sと製品管Pを、その軸長方向への摺動許容するが、周方向へは摺動不能な状態に把持し、製品管Pと一体となって回転するようになっている。なお、出側把持部8のシリンダーには、管を変形させないために、管寸法(外径と肉厚)と材質に基づいて予め求められた把持力が得られる圧力の液体(油)が供給される。

0026

上記のように構成された圧延装置100では、ロールスタンド2が一往復する間に正逆回転する上下一対の圧延ロール1、1と、先細テーパのマンドレル4とで管素材Sに縮径減肉加工を施し、製品管Pに成形する。その際、管素材Sは、ロールスタンド2が所定の回数、往復する毎に、搬送部6によってロールスタンド2の側へ一定長ずつ送り出される。また、これと同時に、管素材Sとマンドレル4は、搬送駆動部5によってその軸心周りに所定の角度だけ回転させられる。上記の搬送部6による管素材Sの送り出しは、通常、圧延ロール1、1の孔型1a,1aのアイドル区間に管素材Sが位置する時に行われる。

0027

このような各装置の駆動は、CPU等で構成される制御装置(図示せず)によって制御されており、例えば、管素材Sの送り出し量の調整は、この制御装置を用いて搬送部6内の駆動モータ回転数クランク軸の回転に同期シーケンス制御することで行われる。ただし、搬送部6がクランク軸に歯車機構を用いて機械的に連結された圧延装置100では、歯車機構の歯車比を変えるなどして行ってもよい。

0028

次いで、搬送部6、及び搬送駆動部5の構成について詳述する。図2(a)は、本実施形態に係る圧延装置の搬送部6、及び搬送駆動部5の構造を上面より示す模式図であり、同図(b)は、その動力伝達機構を示す側面図である。図3は、本実施形態に係るシャフト部材9,9、動力変換部63,63及び基台部62との螺合状態を示す一部拡大図である。

0029

本実施形態において、搬送駆動部5は、管素材Sを軸回転させる駆動モータ51と、駆動モータ51の回転軸上に取り付けれたギア53と、ギア53と噛合し、駆動モータ51の回転力を管素材S及びマンドレル支持パイプ41に伝達するギア54及びギア55とを備える。駆動モータ51は、電気エネルギー機械エネルギーに変換する電動機であって、図示しない電源コード等を介して電力が供給されることで、駆動モータ51に取り付けられたギア53を回転させる。

0030

搬送駆動部5による管素材Sの回転は、駆動モータ51からの動力を複数のギア53〜55を用いて伝達することで、その動力を回転力に変換させている。具体的には、図2(c)に示すように、搬送駆動部5には、駆動モータ51の回転軸51a上に取り付けられたギア54と、ギア54と噛合し、駆動モータ51の回転力を管素材S及びマンドレル支持パイプ41に伝達するギア55及びギア53とが設けられている。ギア55には、その中心軸にチャック65に接続された回転軸52が結合されており、駆動モータ51の回転力に応じて回転軸52を回転させている。

0031

回転軸52は、駆動モータ51が発生した回転エネルギーを外部に伝達させる部材であって、断面が六角形をなしたシャフトである。図2(a)に示すように、この回転軸52の基台部97側の先端部分には、上面視でチャック65と重なる位置に、回転軸52の外周を被覆するギア52aが設けられている。このような構成により、回転軸52は、このギア52aを介してチャック65を回転させることで、チャック65に保持された管素材S及びマンドレル支持パイプ41に回転力を伝達している。

0032

一方、搬送部6は、図2(a)に示すように、基台部62とシャフト保持部69とから構成されている。シャフト保持部69は、圧延装置100の台等に固定されており、一対のシャフト部材9.9が軸回転しないように、一対のシャフト部材9.9の端部を固定して保持している。基台部62は、シャフト部材9,9に係合され、シャフト部材9,9に沿って移動可能な部材であり、この基台部62上には、回転駆動部64と、チャック65と、一対の動力変換部63,63とが固定されて設置されている。

0033

チャック65は、基台部62から反力を得て管素材Sを保持し、管素材Sを圧延領域に臨ませるとともに、管素材Sを軸回転させる素材端保持部であり、ロールスタンド2と対向する側に配置されている。このチャック65は、例えば、ロールスタンド2の側面の中心部に孔部が形成され、その孔部にマンドレル支持パイプ41に挿通された管素材Sを挿通させて、図2(b)に示すように、チャック65によって把持することで管素材Sを保持している。このチャック65の外周は、動力伝達機能としてのギア65bが設けられている。ギア65bは、図2(a)及び(b)に示すように、回転軸52に取り付けられたギア52aと噛合して、回転軸52の回転動力をチャック65全体に伝達する。この回転動力がチャック65に伝達されると、チャック65は、把持した管素材Sを中心として回転させるようになっている。

0034

回転駆動部64は、基台部62上に固定され、基台部62から反力を得て回転駆動し、基台部62全体をシャフト部材9,9に沿って移動させる部材であり、動力発生装置である駆動モータ64aと、駆動モータ64aから突出した回転軸64bと、回転軸64bに軸支されるギア67と、伝達ギア68,68とを備えている。

0035

駆動モータ64aは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電動機であって、図示しない電源コード等を介して電力が供給されることで、駆動モータ64aに取り付けられた回転軸64bを回転させる。回転軸64bは、駆動モータ64aが発生した回転エネルギーを外部に伝達させる部材であり、ギア67の中心軸に挿通されており、ギア67を軸支している。

0036

ギア67は、図2(b)に示すように、回転軸64bの回転動力を外部に伝達する回転体であり、回転軸64bを中心軸として回転可能となっており、ギア67の外周に歯が刻設されている。一対の伝達ギア68,68は、ギア67の回転動力を動力変換部63,63に伝達する回転体であり、ギア67の外周部分に配置され、その外周面には、ギア67と噛合する歯車が一体的に形成されている。

0037

動力変換部63,63は、回転駆動部64による回転駆動によって、シャフト部材9,9から反力を得つつ基台部62をシャフト部材9,9に沿って移動させる推力に変換する筒状の回転体である。具体的に、動力変換部63,63は、図3に示すように、一対の伝達ギア68,68の外周部分に配置され、その外周面にはギア68と噛合する歯車63aが一体的に形成されている。

0038

この動力変換部63には、シャフト部材9が挿通されており、シャフト部材9の中心軸と動力変換部63の中心軸とは同軸となっている。なお、図3では、動力変換部63のみ断面で表し、シャフト部材9が挿通されている状態を示している。さらに、動力変換部63の内部中空部分の内周面にも、ネジ部63bが刻設され、シャフト部材9の外周面に刻設されたネジ部9aと螺合接続されるようになっている。

0039

一方、基台部62側には、動力変換部63の内部にシャフト部材9が螺合された形状に合致した断面円形の溝部62a,62aが形成されており、この溝部62a,62aに、動力変換部63の内部にシャフト部材9が螺合された状態で嵌合され、この溝部62a,62a内で動力変換部63が軸回転可能となっている。この状態で、ギア67が回転されると、ギア67に噛合されたギア68が回転し、ギア68に噛合された歯車63aが回転し、歯車63aとともに動力変換部63も溝部62a内で回転し、この回転により、基台部62がシャフト部材9に沿って移動される。

0040

(圧延方法)
次いで、本発明に係る圧延方法について説明する。本実施形態に係る圧延方法では、圧延ロール1,1によって形成される圧延領域に向けて、金属素材である管素材Sを送り出し、圧延領域内において管素材Sを圧延する。

0041

具体的には、
(1)管素材Sの送り出し方向に沿ってロッド状のシャフト部材9,9を延設するとともに、このシャフト部材9,9に沿って移動可能な基台部62を、シャフト部材9,9に係合させる工程1と、
(2)基台部62上に回転駆動部64の駆動モータ64aを固定し、基台部62から反力を得て駆動モータ64aを回転駆動させる工程2と、
(3)駆動モータ64aの回転駆動を、シャフト部材9,9から反力を得つつ基台部62をシャフト部材9,9に沿って移動させるための推力に変換する工程3と、
(4)基台部62から反力を得て管素材Sを保持し、管素材Sを圧延領域に臨ませつつ、駆動モータ51の回転駆動により素材端保持部を軸回転させる工程4と
を含む。

0042

そして、上述した圧延装置100を動作させることによって、本発明の圧延方法を実施することができる。以下に、圧延装置100の動作、及び圧延方法の実施について詳述する。

0043

先ず、マンドレル4をマンドレル支持パイプ41に取り付けるとともに、マンドレル支持パイプ41を搬送駆動部5に固定保持する。さらに、マンドレル4及びマンドレル支持パイプ41を圧延前の管素材Sに挿通させる。その後、管素材Sをチャック65で保持するとともに、管素材Sの先端部分を圧延ロール1,1によって形成される圧延領域に向けて配置させる。このチャック65は基台部62に連結され、基台部62から反力を得るようになっている。また、管素材Sの送り出し方向に沿ってロッド状のシャフト部材9,9が延設されているとともに、このシャフト部材9,9に基台部62が係合されており、シャフト部材9,9に沿って基台部62が前後に移動可能となっている(工程1)。

0044

また、基台部62上には、回転駆動部64の駆動モータ64aが固定されており、この状態において、駆動モータ64aを駆動させると、基台部62から反力を得ながら回転軸64bが回転を始める(工程2)。この際、回転軸64bに連結されたギア67は回転軸64bを中心として回転する。ギア67が回転すると、ギア67と噛合状態である伝達ギア68,68に動力が伝達され、伝達ギア68,68は中心軸を中心として回転する。さらに、伝達ギア68,68と噛合状態であるネジ部63bを有する動力変換部63,63に動力が伝達され、動力変換部63,63は中心軸を中心として回転する。

0045

動力変換部63,63が回転すると、動力変換部63,63に挿通され、動力変換部63のネジ部63bと螺合状態であるネジ部9aを有する一対のシャフト部材9,9に動力が伝達される。ここで、一対のシャフト部材9,9は、ロールスタンド2側とシャフト保持部69側とで固定され回転できないようになっているため、動力変換部63,63は、駆動モータ64aによる回転駆動力を、シャフト部材9,9から反力を得つつ基台部62をシャフト部材9,9に沿って移動させる推力に変換することができ、基台部62を管素材Sの送り出し方向に移動させる(工程3)。

0046

この基台部62が管素材Sの送り出し方向に移動すると、チャック65は、基台部62から反力を得て管素材Sを保持するとともに、管素材Sを圧延領域に臨ませる。この際、基台部62の移動と同期させて、駆動モータ51を回転させることで、駆動モータ51に軸支されたギア53を介して、ギア55を回転させる。そして、ギア54に回転動力を伝達させることで、ギア54の中心軸に把持されたマンドレル支持パイプ41を回転させる。さらに、ギア55に回転動力を伝達させることで、ギア55の回転軸52に設けられたギア52aを介して、チャック65を回転させ、チャック65に保持された管素材Sについても軸回転させる(工程4)。

0047

このように、管素材S及びマンドレル支持パイプ41を軸回転させつつ、圧延領域に臨ませると、管素材Sはマンドレル4を管内に通しつつ進行する。管素材Sの先端部分が圧延ロール1,1によって形成される圧延領域に配置されると、マンドレル4を芯にして、上下2個のテーパー溝つきの圧延ロール1,1が水平方向に前転後転を繰り返すことで管素材Sは圧延されて、目的の径及び肉厚となった製品管Pが製造される。

0048

なお、搬送部6における管素材Sに対す送り出しや軸回転は、圧延ロール1,1の往復駆動サイクルと制御部の制御によって同期化されており、圧延ロール1,1が戻る間に管素材Sを少しづつ間欠的に送るようにしてある。

0049

(作用・効果)
このような本実施形態によれば、管素材Sを圧延領域に対して送り出す際、基台部62上に固定された駆動モータ64aの駆動力を、基台部62を移動させる推力とに用いる。このとき、駆動モータ64aが基台部62上に固定されて基台部62と一体的にシャフト部材9,9に沿って移動するとともに、駆動対象であるチャック65及び動力変換部63も基台部62と共に移動することとなる。

0050

このことにより、本実施形態によれば、管素材Sの送り出し作業が進行しても回転駆動部64から駆動対象までの距離が変化することなく一定に保たれ、回転駆動部からの出力も一定の範囲に抑えることができる。この結果、回転駆動部64のサイズや出力能力を抑えることができ、装置の小型化を図り、また省エネルギーをも実現させることができる。さらには、駆動モータ64aからの出力を適切にシャフト部などの他の部材に伝達させることができるため、圧延処理を高速化して生産効率を向上させるとともに、長尺な金属素材を生産することができる。

0051

P…製品管
S…管素材
1,1…圧延ロール
1a,1a…孔型
2…ロールスタンド
3…主駆動部
4…マンドレル
5…搬送駆動部
6…搬送部
8…出側把持部
9,9…シャフト部材
9a…ネジ部
31,31…回転体
32…推力ロッド
41…マンドレル支持パイプ
51…駆動モータ
51a…回転軸
52…回転軸
52a…ギア
53〜55…ギア
62…基台部
62a,62a…溝部
63,63…動力変換部
63a…歯車
63b…ネジ部
64…回転駆動部
64a…駆動モータ
64b…回転軸
65…チャック
65b…ギア
68,68…伝達ギア
69…シャフト保持部
90…延圧設備全体
90a…基台駆動機構
90b…回転駆動機構
91〜94…ギア
95a,95b…シャフト部材
97…基台部
99…動力発生装置
99a…回転軸
100…圧延装置

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

該当するデータがありません

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

該当するデータがありません

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ