JP4704095B2 - インナースタンド式圧延機 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、電縫管の製造ライン上に配置された成形ロールスタンド内に組み込まれ、製造ラインと直交するロール交換ラインに面した側に開口部を有するインナースタンド内に組付けられたロール組立体を用いて成形を行なうインナースタンド式圧延機に関する。

図５及び図６に示すように、成形対象物の一例である電縫管の製造ライン８０上に配設された成形ロールスタンド８１内に組み込まれ、電縫管の製造ライン８０に直交するロール交換ライン８２に面した側に開口部（図外）を有するインナースタンド８３内に組付けられたロール組立体８４を用いて成形を行なうインナースタンド式圧延機８５が知られている（例えば、特許文献１参照）。
ロール組立体８４は、前後、左右方向に間隔をあけて垂直に配置された４本のスタンドポスト８６〜８９を有する成形ロールスタンド８１内に、上水平ロール９０の両端部を回転支持する上ロールチョック９１、９２と、左、右竪ロール９３、９４の両端部を回転支持する左、右ロールチョック９５、９６と、下水平ロール９７の両端部を回転支持する下ロールチョック９８、９９が組付けられて構成されている。左、右ロールチョック９５、９６をインナースタンド８３にクランプするクランプ装置１００〜１０３が設けられており、クランプ装置１００〜１０３は、平面視して細長で略矩形状のクランプブロック１０４〜１０７と、クランプブロック１０４〜１０７を前後方向に同期して水平に進退させ、スタンドポスト８６〜８９を挟んで左右方向に間隔をあけて水平に配置された対となる油圧シリンダ１０８とを備えている。油圧シリンダ１０８の対となるロッド側トラニオン軸１０９は、インナースタンド８３の前後方向の外側面に取付けられたブラケット１１０上に設けられた対となる軸受１１１に回動支持されている。クランプブロック１０４〜１０７と油圧シリンダ１０８のロッド１１２とは接続金具１１３を介して接続されている。クランプ装置１００、１０１及び１０２、１０３の油圧シリンダ１０８を駆動することにより、クランプブロック１０４〜１０７を前後方向内側にストロークＳ移動して、クランプブロック１０４〜１０７を左、右ロールチョック９５、９６の前後端に形成された摺動突起１１４の上面に当接させることにより、左、右ロールチョック９５、９６をインナースタンド８３にクランプすることができるようになっている。なお、クランプブロック１０４〜１０７の重心位置を一本の油圧シリンダで進退させる場合、油圧シリンダがスタンドポスト８６〜８９に干渉するので、二本の油圧シリンダで進退させている。

特開２０００−２８８６１０号公報

しかしながら、前記従来のインナースタンド式圧延機８５は未だ解決すべき以下のような問題があった。
クランプ装置１００、１０２（１０１、１０３も同じ）は、スタンドポスト８６、８８を挟んで２個の油圧シリンダ１０８がそれぞれ、ブラケット１１０上に対となる軸受１１１を介して配置されているので、その分スタンドポスト８６とスタンドポスト８８との中心間距離Ｋが長くなった。この結果、上水平ロール９０の左右の軸受中心間距離、下水平ロール９７の左右の軸受中心間距離、上ロールチョック９１、９２の中心間距離、及び下ロールチョック９８、９９の中心間距離が長くなり、上水平ロール９０及び下水平ロール９７の剛性の低下を招くと共に、インナースタンド８３を含むインナースタンド式圧延機８５の本体フレームの剛性の低下を招くという問題があり、これを解決するための剛性のアップにより、装置が大型化し、それに伴うコストアップを招いた。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、スタンドポストの中心間距離をできるだけ短くして、上、下水平ロールやインナースタンドを含む本体フレームの剛性をアップできるインナースタンド式圧延機を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係るインナースタンド式圧延機は、成形対象物の製造ライン上に配設され、該成形対象物の製造ラインに対して左右、前後方向に間隔をあけて立設された４本のスタンドポストを有する成形ロールスタンドと、該成形ロールスタンド内に組み込まれ、前記製造ラインと直交するロール交換ラインに面した側に開口部を有し、平面視して門形枠を構成するインナースタンドと、上、下水平ロールの両端部をそれぞれ回転支持する対となる上、下ロールチョック及び左、右竪ロールの両端部を回転支持する左、右ロールチョックから組み立てられ、かつ、前記インナースタンドの内部に組み付けられるロール組立体と、前記左、右ロールチョックを、該左、右ロールチョックの前後方向の両端部に設けられた対となる摺動突起を介して前記インナースタンドにクランプ可能な４組のクランプ装置とを備えたインナースタンド式圧延機において、
前記クランプ装置は、前記摺動突起の下方で、かつ、前後方向に配置された前記各スタンドポストの内側にそれぞれ設けられて、前記インナースタンドに水平に軸支された回動軸と、基部が前記回動軸に取付けられ、先部には前記摺動突起の上端に掛合可能な掛合部が形成されたアーム部材と、前記アーム部材を前記回動軸廻りに回動する回動手段とを備えている。

本発明に係るインナースタンド式圧延機において、前記回動手段は、前記アーム部材の基部側で、かつ、左右方向に配置された前記各スタンドポストの外側にそれぞれ設けられた操作部材と、該操作部材を前記回動軸廻りに回動可能で上下方向に配置された油圧シリンダとを備えてもよい。
本発明に係るインナースタンド式圧延機において、前記インナースタンドは前記ロール交換ラインに沿って前記成形ロールスタンドの外部に取り出し可能に構成されてもよい。

請求項１〜３記載のインナースタンド式圧延機においては、左、右ロールチョックの摺動突起の下方で、かつ、前後方向に配置された各スタンドポストの内側にそれぞれ設けられて、インナースタンドに軸支された回動軸廻りを回動可能なアーム部材が、摺動突起に掛合及び掛合解除するので、スタンドポストの左右方向の中心間距離を従来のクランプ装置の場合と比較して、短くできるので、上、下水平ロールやインナースタンドを含む本体フレームの剛性をアップすることができ、この結果、装置をコンパクトに構成でき、また、装置を安価に製作することができる。

特に、請求項２記載のインナースタンド式圧延機においては、回動手段は、アーム部材の基部側で、かつ、左右方向に配置された各スタンドポストの外側にそれぞれ設けられた操作部材と、操作部材を回動軸廻りに回動可能で上下方向に配置された油圧シリンダとを備えているので、回動手段をコンパクトに構成することができる。

請求項３記載のインナースタンド式圧延機においては、インナースタンドはロール交換ラインに沿って成形ロールスタンドの外部に取り出し可能に構成されているので、インナースタンドが損傷しても、定期的なメンテナンスの時、特殊な治工具を用いることなくインナースタンドを成形ロールスタンドの外部に取り出すことができる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係るインナースタンド式圧延機の平断面視した説明図、図２は同インナースタンド式圧延機のクランプ装置の平面図、図３は同インナースタンド式圧延機のクランプ装置の正面図、図４は同インナースタンド式圧延機のクランプ装置の側断面図である。

図１〜図４に示すように、本発明の一実施の形態に係るインナースタンド式圧延機１０は、成形対象物の一例である電縫管の製造ライン１１上に配設され、左右、前後方向に間隔をあけて立設された４本のスタンドポスト１２〜１５を有する成形ロールスタンド１５ａと、成形ロールスタンド１５ａ内に組み込まれ、製造ライン１１と直交するロール交換ライン１６に面した側に開口部１７を有し、平面視して門形枠を構成するインナースタンド１８とを備えている。

インナースタンド式圧延機１０は、更に、上水平ロール１９の両端部を回転支持する対となる上ロールチョック２０、２１、左、右竪ロール２２、２３の両端部をそれぞれ回転支持する左、右ロールチョック２４、２５、及び下水平ロール２６の両端部を回転支持する対となる下ロールチョック２７、２８から組み立てられ、かつ、インナースタンド１８の内部に組み付けられるロール組立体２９と、左、右ロールチョック２４、２５を、左、右ロールチョック２４、２５の前後方向の両端部に設けられた対となる摺動突起２４ａ、２５ａを介してインナースタンド１８にクランプ可能な４組のクランプ装置３０、３０ａ及び３１、３１ａとを備えている。なお、製造ライン１１の方向を前後方向と、ロール交換ライン１６の方向を左右方向と、前後方向及び左右方向に直交する方向を上下方向と定義する。

クランプ装置３０とクランプ装置３１は対向して勝手違いに構成されており、同様に、クランプ装置３０ａとクランプ装置３１ａも対向して勝手違いに構成されている。
また、スタンドポスト１２（１３）とスタンドポスト１４（１５）との中心間距離Ｔは、上ロールチョック２０、２１（下ロールチョック２７、２８も同じ）の中心間距離と同じである。

インナースタンド１８の開口部１７には、昇降可能な竪ロール駆動部３２が設けられており、ロール組立体２９は、竪ロール駆動部３２を上昇して開口部１７を開けることによって、ロール組付位置Ｘから図外のロール交換位置に向けてロール交換ライン１６上を別途、交換装置を用いて移動することができる。
竪ロール駆動部３２は、インナースタンド１８の開口部１７を開放してロール組立体２９のインナースタンド１８への出し入れを可能とする上方位置と、インナースタンド１８の開口部１７を閉じて平面視して剛性矩形枠を構成し、左竪ロール２２を駆動可能なロール駆動位置である下方位置（図１に示す位置）との間で昇降するように構成されている。

成形ロールスタンド１５ａの４本のスタンドポスト１２〜１５は、図示しない矩形形状の基礎板上の角部にそれぞれ立設されており、スタンドポスト１２〜１５の内面の中間高さ位置に、インナースタンド１８が取付けられている。なお、インナースタンド１８内には、ロール組立体２９がロール交換ライン１６に向けて出入自在に配設されている。

図１に示すように、インナースタンド１８は、それぞれ前後方向に平行間隔をあけて配置された対となる前、後横長プレート３３、３４と、前、後横長プレート３３、３４の右端部同士を一体的に連結する竪ロール駆動部３５とによって構成されている。また、前、後横長プレート３３、３４の左端部同士は、昇降自在な竪ロール駆動部３２によって連結されており、竪ロール駆動部３２は成形ロールスタンド１５ａの上部に設けられたロール駆動部昇降装置（図示せず）によって昇降されるようになっている。

上ロールチョック２０、２１の前後方向の中央部上面には、図示しない圧下装置駆動用モータによって同期して作動する対となる圧下装置の下端に取付けられた圧下ブロックの下面が圧接されるようになっている。一方、下ロールチョック２７、２８の前後方向の中央部下面には、図示しない圧上装置駆動用モータによって同期して作動する対となる圧上装置のラムの上面が圧接されるようになっている。

竪ロール駆動部３２は、左ロールチョック２４に向けて進退自在に配設される進退ラム３２ａと、進退ラム３２ａを駆動するためのロール駆動モータ（図示せず）とを備え、ロール駆動モータを駆動して進退ラム３２ａを進退させることによって、左ロールチョック２４を左右方向に水平移動させることができる。一方、インナースタンド１８の右端部に取付けられた竪ロール駆動部３５の進退ラム３５ａにより右ロールチョック２５を左右方向に水平移動させる。竪ロール駆動部３５は図示しない動力伝達軸を介して、成形ロールスタンド１５ａの上部に取付けられているロールチョック駆動用モータに連結されている。

図２〜図４を参照しながら、クランプ装置３０ａ、３１ａ（３０、３１も同じ）について詳細に説明する。クランプ装置３０ａとクランプ装置３１ａとは勝手違いに構成されている。
クランプ装置３０ａ、３１ａは、左、右ロールチョック２４、２５の摺動突起２４ａ、２５ａの下方で、かつ、スタンドポスト１３、１５の前後方向内側（図２では、スタンドポスト１３、１５の上側）に水平に配置され、しかも、インナースタンド１８に両端部が対となる軸受３６、３７及び３８、３９を介して軸支された回動軸４０、４１と、基部が回動軸４０、４１に取付けられ、先部には摺動突起２４ａ、２５ａの上端に掛合可能な掛合部４２、４３が形成されたアーム部材４４、４５とを有している。

クランプ装置３０ａ、３１ａは、更に、アーム部材４４、４５の基部側で、かつ、スタンドポスト１３、１５の左右方向外側（図３では、それぞれスタンドポスト１３の左側、スタンドポスト１５の右側）に設けられた操作部材４６、４７と、操作部材４６、４７を回動軸４０、４１廻りに回動する油圧シリンダ４８、４９とを備えている。ここで、アーム部材４４（４５）の回動手段は、操作部材４６（４７）と、油圧シリンダ４８（４９）とを有して構成されている。

図４に示すように、アーム部材４４（４５も同じ）は、側面視してコ字状に形成され、しかも、図３に示すように、正面視して略矩形状で、かつ、４隅部にはそれぞれ長さが異なった突出部５０〜５３が水平に形成されている。
図４に示すように、掛合部４２（４３も同じ）の下部には、左ロールチョック２４の摺動突起２４ａの上端にねじ締結されたライナー５４の上面に当接する下ライナー５５がねじ締結されており、一方、掛合部４２の上部には、インナースタンド１８に設けられた反力支持ブロック５６の下面に当接する上ライナー５７がねじ締結されている。
アーム部材４４（４５も同じ）の基部にはスリーブ状のボス部５８が設けられており、ボス部５８はキー５９を介して回動軸４０に固定されている。

アーム部材４４（４５も同じ）の下部外側には、操作部材４６の矩形状の取付板６０がねじ締結され、取付板６０の外面には板状の駆動片６１の基部が固定されている。駆動片６１の先端部には取付孔６２が形成されており、取付孔６２に、油圧シリンダ４８のロッド６３にねじ締結されたフォーク状の接続金具６４がピン６５を介して連結されている。
油圧シリンダ４８の対となるヘッド側トラニオン軸６６は、反力支持ブロック５６にねじ締結された軸受６７、６８により回動支持されている。なお、図４中の符号６９は、摺動突起２４ａの下端にねじ締結され、インナースタンド１８に設けられた反力支持部７０の上面と当接及び摺動するライナーを表している。

かかる構成によって、油圧シリンダ４８のロッド６３の進退動作により、アーム部材４４を回動軸４０廻りに回動角度α回動して、成形時には、図４に実線で示すように、下ライナー５５が左ロールチョック２４のライナー５４の上面に当接すると共に、上ライナー５７が反力支持ブロック５６の下面に当接して左ロールチョック２４をインナースタンド１８にクランプし、一方、ロール組立体２９を交換する時には、図４に２点鎖線で示すように、下ライナー５５が左ロールチョック２４のライナー５４の上面から外側に離れると共に、上ライナー５７が反力支持ブロック５６の下面から下方外側に離れるようになって、左ロールチョック２４をインナースタンド１８にアンクランプすることができる。なお、図１及び図２中の符号７１、７２はキーパプレートを表している。

次に、本発明の一実施の形態に係るインナースタンド式圧延機１０の使用方法及び作用について、主として図４を参照して説明する。
電縫管の成形時には、クランプ装置３０ａ、３１ａ（３０、３１も同じ）のアーム部材４４、４５を回動軸４０、４１に対して反時計廻りに回動して、下ライナー５５が左、右ロールチョック２４、２５のライナー５４の上面に当接すると共に、上ライナー５７が反力支持ブロック５６の下面に当接して、左、右ロールチョック２４、２５の上下方向の移動を拘束してクランプする（図４で実線で示す）。

左、右ロールチョック２４、２５をインナースタンド１８にクランプした状態で、圧下装置により上ロールチョック２０、２１を介して上水平ロール１９を圧下し、また、圧上装置により下ロールチョック２７、２８を介して下水平ロール２６を圧上し、一方、竪ロール駆動部３２、３５により左、右ロールチョック２４、２５を介して左、右竪ロール２２、２３を左右方向に進退する。

ロール組立体２９を交換する時には、クランプ装置３０ａ、３１ａ（３０、３１も同じ）のアーム部材４４、４５を回動軸４０、４１に対して時計廻りに回動して、下ライナー５５が左、右ロールチョック２４、２５のライナー５４の上面から外側に離れると共に、上ライナー５７が反力支持ブロック５６の下面から下方外側に離れるようにして、左、右ロールチョック２４、２５の上方向の移動の拘束を解く（図４で２点鎖線で示す）。

この状態で、インナースタンド１８内でロール組立体２９を形成し、竪ロール駆動部３２を上昇させてインナースタンド１８の開口部１７を開けて、ロール交換ライン１６に向けて別途、交換装置によりロール組立体２９を取り出す。

このように、インナースタンド式圧延機１０において、クランプ装置３０ａ、３１ａ（３０、３１も同じ）は、スタンドポスト１３、１５の前後方向内側に配置された回動軸４０、４１廻りに回動して、左、右ロールチョック２４、２５の摺動突起２４ａ、２５ａをクランプするアーム部材４４、４５を設け、回動軸４０、４１を回動駆動する操作部材４６、４７及び油圧シリンダ４８、４９をスタンドポスト１３、１５の左右方向外側に設けたので、従来のクランプブロック１０４〜１０７を２個の油圧シリンダ１０８で駆動する場合に比較して、スタンドポスト１２（１３）とスタンドポスト１４（１５）との中心間距離Ｔを、スタンドポスト８６（８７）とスタンドポスト８８（８９）との中心間距離Ｋより短くすることができる。
従って、上水平ロール１９や下水平ロール２６、インナースタンド１８を含む本体フレームの剛性をアップすることができるので、装置をコンパクトに構成できると共に、安価に製作することができる。

本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明のインナースタンド式圧延機を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
本実施の形態において、回動手段は、操作部材と、油圧シリンダとを備えて構成したが、これに限定されず、必要に応じて、その他の構成とすることもできる。

インナースタンドと成形ロールスタンドとの取り合いについて詳細に説明しなかったが、インナースタンドをロール交換ラインに沿って成形ロールスタンドの外部に取り出し可能に構成することもできる。
成形対象物として電縫管を用いたが、これに限定されず、必要に応じて、形鋼を用いることもできる。

本発明の一実施の形態に係るインナースタンド式圧延機の平断面視した説明図である。 同インナースタンド式圧延機のクランプ装置の平面図である。 同インナースタンド式圧延機のクランプ装置の正面図である。 同インナースタンド式圧延機のクランプ装置の側断面図である。 従来例に係るインナースタンド式圧延機の平面視した説明図である。 同インナースタンド式圧延機のクランプ装置の側断面図である。

符号の説明

１０：インナースタンド式圧延機、１１：製造ライン、１２〜１５：スタンドポスト、１５ａ：成形ロールスタンド、１６：ロール交換ライン、１７：開口部、１８：インナースタンド、１９：上水平ロール、２０、２１：上ロールチョック、２２：左竪ロール、２３：右竪ロール、２４：左ロールチョック、２４ａ：摺動突起、２５：右ロールチョック、２５ａ：摺動突起、２６：下水平ロール、２７、２８：下ロールチョック、２９：ロール組立体、３０、３０ａ：クランプ装置、３１、３１ａ：クランプ装置、３２：竪ロール駆動部、３２ａ：進退ラム、３３：前横長プレート、３４：後横長プレート、３５：竪ロール駆動部、３６〜３９：軸受、４０、４１：回動軸、４２、４３：掛合部、４４、４５：アーム部材、４６、４７：操作部材、４８、４９：油圧シリンダ、５０〜５３：突出部、５４：ライナー、５５：下ライナー、５６：反力支持ブロック、５７：上ライナー、５８：ボス部、５９：キー、６０：取付板、６１：駆動片、６２：取付孔、６３：ロッド、６４：接続金具、６５：ピン、６６：ヘッド側トラニオン軸、６７、６８：軸受、６９：ライナー、７０：反力支持部、７１、７２：キーパプレート

Claims (3)

1. 成形対象物の製造ライン上に配設され、該成形対象物の製造ラインに対して左右、前後方向に間隔をあけて立設された４本のスタンドポストを有する成形ロールスタンドと、該成形ロールスタンド内に組み込まれ、前記製造ラインと直交するロール交換ラインに面した側に開口部を有し、平面視して門形枠を構成するインナースタンドと、上、下水平ロールの両端部をそれぞれ回転支持する対となる上、下ロールチョック及び左、右竪ロールの両端部を回転支持する左、右ロールチョックから組み立てられ、かつ、前記インナースタンドの内部に組み付けられるロール組立体と、前記左、右ロールチョックを、該左、右ロールチョックの前後方向の両端部に設けられた対となる摺動突起を介して前記インナースタンドにクランプ可能な４組のクランプ装置とを備えたインナースタンド式圧延機において、
   前記クランプ装置は、前記摺動突起の下方で、かつ、前後方向に配置された前記各スタンドポストの内側にそれぞれ設けられて、前記インナースタンドに水平に軸支された回動軸と、
   基部が前記回動軸に取付けられ、先部には前記摺動突起の上端に掛合可能な掛合部が形成されたアーム部材と、
   前記アーム部材を前記回動軸廻りに回動する回動手段とを備えたことを特徴とするインナースタンド式圧延機。
2. 請求項１記載のインナースタンド式圧延機において、前記回動手段は、前記アーム部材の基部側で、かつ、左右方向に配置された前記各スタンドポストの外側にそれぞれ設けられた操作部材と、該操作部材を前記回動軸廻りに回動可能で上下方向に配置された油圧シリンダとを備えていることを特徴とするインナースタンド式圧延機。
3. 請求項１及び２のいずれか１項に記載のインナースタンド式圧延機において、前記インナースタンドは前記ロール交換ラインに沿って前記成形ロールスタンドの外部に取り出し可能に構成されていることを特徴とするインナースタンド式圧延機。

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