JP2000271618A

JP2000271618A - 金属管の成形ロールスタンド

Info

Publication number: JP2000271618A
Application number: JP11086833A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Kusakabe; 良治日下部; Kazuo Omura; 和夫大村
Original assignee: KUSAKABE DENKI; Kusakabe Denki KK
Current assignee: KUSAKABE DENKI; Kusakabe Denki KK
Priority date: 1999-03-29
Filing date: 1999-03-29
Publication date: 2000-10-03
Anticipated expiration: 2019-03-29
Also published as: JP3613382B2

Abstract

(57)【要約】【課題】帯板を連続的に管状成形し、継ぎ目部を溶接
して金属管を製造する金属管製造ラインで、ロールを強
制駆動して金属管を所定寸法に仕上げるロール成形装置
において、交換後の管外径が大きい場合は、交換可能な
成形ロールスタンドの寸法、重量も大きくなるため、そ
れを予備品として保有するには、経済性、保管性からユ
ーザーにとり負担が大きい、という問題があった。【解決手段】成形ロールスタンド１５を、ロール駆動
源２１からの駆動トルクをロール２９、３０、３１に分
配し伝達するための分配歯車機構を内蔵し共用可能なア
ウタースタンド４４と、成形管サイズに応じたロール２
９、３０、３１、ロール軸２９ａ、３０ａ、３１ａ及び
ロール軸受け等を内蔵したインナーカセット４０とから
構成し、該インナーカセット４０は前記アウタースタン
ド４４に装脱自在であり、ロール２９、３０、３１の一
括交換を可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、帯板すなわちスト
リップを複数台のフォーミングロールスタンドにより連
続的に管状に成形し、その継ぎ目部分を電縫溶接した
後、所定寸法の金属管に絞り成形するロール成形装置の
成形ロールスタンドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の成形ロールスタンドとしては、特
開平７−１１６７２９のような強制駆動式の３ロール式
成形ロールスタンド又は４ロール式成形ロールスタンド
が提案されている。いずれも、外部に別体に設けたロー
ル駆動源からの駆動トルクをカップリングを介して成形
ロールスタンド内に伝達し、該成形ロールスタンド内に
おいて、ロール軸又はロールに係合されているギアの噛
み合いによって３又は４個の各ロールに駆動トルクを分
配し伝達することにより、全ロールが強制駆動される構
成となっている。

【０００３】すなわち、一個の成形ロールスタンドの中
には、ロール、ロール軸受け、ロール軸、ロール軸支持
用軸受け及びロール回転駆動用分配歯車機構などの全て
の構成部材がコンパクトに組み込まれている。従って、
製造する金属管の管外径を変更する場合には、前記カッ
プリングで縁切りし、予め所定の管外径を有するロール
を組み込んだ成形ロールスタンドと一括交換すればよ
く、製造寸法変更に要する時間を極めて短時間で済ませ
ることができた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記強
制駆動式の３ロール式成形ロールスタンド又は４ロール
式成形ロールスタンドのいずれにおいても、変更後の管
外径が大きい場合には、前記一括交換される成形ロール
スタンドの寸法、重量も大きくなるため、このような成
形ロールスタンドを予備として一式保有することは、経
済的にも、保管場所の点からもユーザーにとって大きな
負担となる、という問題があった。本発明は、前記の点
に鑑み、予備として保有すべき機体を従来よりも寸法、
重量ともに小さくし、経済性、保管性の面から有利な金
属管の成形ロールスタンドを提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上のような
課題を解決するために、次のような手段を用いる。すな
わち、請求項１においては、帯板を連続的に管状に成形
し、突き合わせた継ぎ目部分を溶接して金属管を製造す
る金属管製造ラインで、３乃至４以上のロールを強制駆
動して溶接後の金属管を所定寸法に仕上げるロール成形
装置において、該ロール成形装置の成形ロールスタンド
を、ロール駆動源からの駆動トルクを前記ロールに分配
し伝達するための分配歯車機構を内蔵し共用可能なアウ
タースタンドと、成形管サイズに応じたロール、ロール
軸及びロール軸受け等を内蔵したインナーカセットとか
ら構成し、該インナーカセットは前記アウタースタンド
に装脱自在でロールの一括交換を可能としたものであ
る。

【０００６】請求項２においては、請求項１記載のイン
ナーカセット側のロール軸と、該ロール軸を軸支するア
ウタースタンド側のロール軸支持用軸とを連結するため
のカップリングにおいて、前記ロール軸が該カップリン
グの回転方向には拘束され、回転軸の直径方向には係脱
可能としたものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を、添付の図面を
基に詳述する。図１は金属管製造ラインの全体レイアウ
トを示す図、図２は金属管製造ライン中のフォーミング
ウェルディング装置、クーリング装置及びロール成形装
置を示す斜視図、図３はロール成形装置の正面図、図４
は成形ロールスタンドの正面断面図、図５は同じく平面
断面図、図６は同じく側面断面図、図７は結合用カップ
リングの説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面
図、図８は成形ロールスタンドの正面図、図９は成形ロ
ールスタンドからインナーカセットを取り外した場合の
説明図であり、（ａ）はアウタースタンドの正面図、
（ｂ）はインナーカセットの正面図、図１０は成形ロー
ルスタンドの平面図、図１１は同じく側面図である。

【０００８】まず、図１、図２により、本発明に係わる
金属管製造ラインの全体構成を説明する。マザーコイル
１には帯板、いわゆるストリップが巻かれたコイルが回
転可能に支持されており、該マザーコイル１の端部が引
っぱり出され、コイル端部矯正装置２において、先端の
曲がりなどが矯正される。該コイル端部矯正装置２によ
りストリップの先端を矯正するのは、次のコイル端部切
断溶接装置３において、前に通板したコイルのストリッ
プ後端と次に通板するストリップの前端を溶接し、一本
の連続したストリップに構成する場合において、溶接す
る端面同士に齟齬状態が発生しないようにするためであ
る。

【０００９】また、金属管の製造においては、多数の本
数の金属管を自動的に且つ連続的に製造するため、コイ
ルの切れ目においても、金属管製造ラインを停止させる
ことができない。そこで、該停止をなくすために、前記
コイル端部切断溶接装置３により、コイルの終端と始端
とを溶接するのである。この溶接作業の間に、前のスト
リップの許容長さが一杯となり、次のストリップを引っ
張ることがないように、ストリップを一定量だけ貯留す
るためのストリップアキュムレータ４が配置されてい
る。該ストリップアキュムレータ４には、コイル端部切
断溶接装置３において溶接する時間だけのストリップ量
を貯留可能な機構を具備されている。

【００１０】該ストリップアキュムレータ４を出たスト
リップは、パスライン１０を通過し、コイルガイド１８
から、フォーミングウェルディング装置５に供給され
る。該フォーミングウェルディング装置５においては、
複数台、例えば６乃至８台のフォーミングロールスタン
ド１１を通過する間に管状に成形され、高周波溶接電源
１９から電力が供給されるシーム溶接装置１２において
溶接される。さらに、ビードカッター１３により溶接肉
盛り部分を切削し、次いでプルアウトスタンド１４によ
りクーリング装置６に送り出される。

【００１１】該クーリング装置６により溶接時の熱が冷
却された金属管は、ロール成形装置７に供給され、本発
明に係わる成形ロールスタンド１５により管外径を所定
寸法に成形し、かつ管形状を真円に整形する作業が行わ
れるのである。前記ロール成形装置７により仕上げられ
た金属管は、走行切断装置８において、一定長さに切断
され、ランアウトテーブル９に並べられる。

【００１２】なお、前記フォーミングウェルディング装
置５には、回転可能に支持したロータリーベッド１６の
四面の周囲に、四組のフォーミングウェルディング装置
５が配置されており、該四組はそれぞれ管外径が相違す
るフォーミングロールスタンド１１を配置している。こ
れらのフォーミングウェルディング装置５は、フォーミ
ングロールスタンド１１を回転することにより、ワンタ
ッチで交換が可能であり、駆動モータ１７からの動力伝
達部の脱着もワンタッチで行えるように構成している。

【００１３】次に、本発明に係わる成形ロールスタンド
１５及び該成形ロールスタンド１５を有するロール成形
装置７の構成について、図３乃至図７により説明する。
図３に示すように、コモンベッド２０の上に前記成形ロ
ールスタンド１５と軸駆動モータ２１が載置され、該軸
駆動モータ２１には減速機構２２が一体的に構成されて
いる。該減速機構２２からは伝動軸２３が成形ロールス
タンド１５に向かって突出し、成形ロールスタンド１５
の入力軸２４と連結し、該入力軸２４を駆動している。
成形ロールスタンド１５のスタンドフレーム２５の内部
には、３ロールが配置されて駆動されており、金属管は
該３ロールの隙間を通過する間に所定の管外径に成形さ
れたり、真円度を出すための整形処理が行われるのであ
る。なお、本実施例では３ロールについて説明するが、
本発明においては、４ロール以上が配置された場合でも
３ロールと同様な作用効果を発揮するものである。

【００１４】図４乃至図６に示すように、前記入力軸２
４上にはギア２４ａが固定され、該ギア２４ａ上方には
中間ギア２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄが順に配設さ
れ、各ギア間は互いに噛合されている。このうちの最上
部の中間ギア２６ｄは、成形ロールスタンド１５の上部
に横架した右ロール伝動軸２７の右端に固定されたギア
２７ａと噛合し、該右ロール伝動軸２７の左端に固定さ
れたベベルギア２７ｂには右ロール軸支持軸３６のベベ
ルギア３６ａが噛合されている。該右ロール軸支持軸３
６は結合用カップリング３３を介して右ロール軸３０ａ
と連結され、該右ロール軸３０ａの先端部には右ロール
３０が固設されており、前記軸駆動モータ２１からの駆
動トルクが該右ロール３０に伝達される構成となってい
る。

【００１５】前記ギア２４ａの下方には中間ギア２６ｅ
が配設され、該中間ギア２６ｅはギア２４ａと噛合する
と共に、下ロール軸支持軸３７に固定されている。該下
ロール軸支持軸３７は結合用カップリング３４を介して
下ロール軸３１ａの右端と連結され、該下ロール軸３１
ａの左端には下ロール３１が固設されており、前記軸駆
動モータ２１からの駆動トルクが該下ロール３１に伝達
される構成となっている。

【００１６】また、前記中間ギア２６ｅは、その下方に
配設した中間ギア２６ｆと噛合し、該中間ギア２６ｆは
成形ロールスタンド１５の下部に横架した左ロール伝動
軸２８の右端に固定されたギア２８ａと噛合し、該左ロ
ール伝動軸２８の左端に固定されたベベルギア２８ｂに
は左ロール軸支持軸３５のベベルギア３５ａが噛合され
ている。該左ロール軸支持軸３５は結合用カップリング
３２を介して左ロール軸２９ａと連結され、該左ロール
軸２９ａの先端部には左ロール２９が固設されている。
すなわち、このように前記軸駆動モータ２１からの駆動
トルクは、一本の入力軸２４を介して、左ロール２９、
右ロール３０、下ロール３１の３ロールに同時に伝達さ
れる構成となっているため、ロール間の回転に位相差が
生じにくく、均質な成形を行うことができるのである。

【００１７】ここで、前記結合用カップリング３２、３
３、３４の構造について、結合用カップリング３３を例
にとり説明する。図７に示すように、前記右ロール軸支
持軸３６に外嵌固定された結合用カップリング３３の把
持部３３ａには、該把持部３３ａにボルト３８・３８・
・で固定された特定幅の溝部３３ｂを直径方向に形成す
ると共に、該特定幅に相当する厚み分だけ右ロール軸３
０ａの先端部を面加工（すり割り状）とし、該右ロール
軸３０ａの端部を前記溝部３３ｂに挿入係脱可能として
いる。なお、前記溝３３ｂ部には右ロール軸３０ａの端
部をガイドするスリーブが配置されている。

【００１８】従って、結合用カップリング３３から右ロ
ール軸３０ａを離脱する場合は、結合用カップリング３
３を、前記溝３３ｂの方向がインナーカセット４０の取
り出し方向、すなわち、金属管の搬送方向と一致するよ
うに回動させ、その後は、そのまま、インナーカセット
４０を手前に引き出すようにすればよい。なお、結合用
カップリング３３に右ロール軸３０ａを装着する場合
は、逆の手順で行えばよく、さらには、この際には、右
ロール軸３０ａの面加工された端部を溝部３３ｂに挿入
しておくだけで十分に駆動トルクを伝達することがで
き、特にキーやボルトなどによる固定は不要である。

【００１９】次に、該インナーカセット４０の交換機構
について、図４、図６、図８、図９により詳述する。本
発明に係わる成形ロールスタンド１５は、軸駆動モータ
２１からの駆動トルクを、前記のように、各ロール２
９、３０、３１に同時に伝達する分配歯車機構を内包し
たアウタースタンド４４と、インナーカセット４０とか
ら成り、該インナーカセット４０はアウタースタンド４
４から、次のような構成により、装脱可能となってい
る。

【００２０】すなわち、インナーカセット４０正面のカ
セットフレーム４９には、水平方向にアウタースタンド
４４から引き出すための複数の引き出しフック４８を突
設し、それと共に、インナーカセット４０側にはライナ
ー４２を設け、アウタースタンド４４側にはライナー４
３を設け、該ライナー４３は前記ライナー４２に摺動可
能に係合し、ロールの回転軸と直交方向に摺動できるよ
うにしている。それと共に、前述の如く、カセットフレ
ーム４９のロール軸２９ａ、３０ａ、３１ａを、アウタ
ースタンド４４の結合用カップリング３３に簡単に装着
し、離脱させることができる。

【００２１】従って、インナーカセット４０の装着時に
は、該インナーカセット４０を回転軸と直交方向にライ
ナー４３上を摺動させ、アウタースタンド４４に組み込
むと同時に、前述の如く、インナーカセット４０のロー
ル軸２９ａ、３０ａ、３１ａを結合用カップリング３３
の溝に挿入する。その結果、ロール軸は回転方向に対し
ては拘束された状況となるため、回転駆動時においても
抜け落ちることがない。一方、インナーカセット４０の
離脱時には、前述の如く、結合用カップリング３３の溝
の方向をインナーカセット４０の取り出し方向、すなわ
ち回転軸と直交方向と一致させた後、フック４８にワイ
ヤー等を掛止して該ワイヤー等を牽引することにより、
インナーカセット４０を回転軸と直交方向にライナー４
３上を摺動させ、インナーカセット４０をアウタースタ
ンド４４から抜き出すのである。このため、インナーカ
セット４０の交換には大がかりな装置は不要であり、離
脱を簡単かつ確実に行うことができる。

【００２２】なお、前記ライナー４２、４３はロール数
に対応した数だけ設けられており、さらに、該ライナー
４２、４３の後面には、インナーカセット４０をアウタ
ースタンド４４に押し込んだ時の出側の位置決め用の位
置決めストッパー５０を固設し、ライナー４２、４３の
前面には、押し込み完了後にインナーカセット４０が外
に抜け出ないための押さえプレート５１を着脱自在に付
設しており、インナーカセット４０の装脱を、より安
定、かつ高精度に行うことが可能な構成となっている。

【００２３】以上にような構成からなる成形ロールスタ
ンド１５の設置状況、および該成形ロールスタンド１５
からインナーカセット４０の具体的な交換手順につい
て、図８乃至図１１により説明する。成形ロールスタン
ド１５を構成するアウタースタンド４４は、コモンベッ
ド２０上に載置され、該コモンベッド２０と前記アウタ
ースタンド４４の両側下部とは、クランパー５５で上か
ら下にボルトで締結固定され、金属管生産中に、アウタ
ースタンド４４がコモンベッド２０から離脱しないよう
にしている。また、アウタースタンド４４の前後下部に
は複数の案内ストッパー５２が設けられ、該案内ストッ
パー５２により前記アウタースタンド４４が拘束され、
コモンベッド２０上を移動しないようにしている。

【００２４】隣接したアウタースタンド４４・４４は、
ピンとコッタ等からなる連結部材４６を橋架させて結合
し、アウタースタンド４４間が開かないようにする一
方、片側のアウタースタンド４４のスタンドフレーム２
５からはストッパー４７を突設させ、アウタースタンド
４４間が狭くならないようにしている。すなわち、前記
連結部材４６、ストッパー４７によって、薄いアウター
スタンド４４の自立剛性を相互に補強しあい、全体とし
て、金属管進行方向に倒れないようにしているのであ
る。

【００２５】なお、インナーカセット４０のカセットフ
レーム４９の略中央からは、隣接するスタンドに向かっ
て案内筒５３が突設され、該案内筒５３内を金属管がス
ムーズに挿通することができ、金属管が隣接するスタン
ドに向かって確実に進入できる構成となっている。ま
た、アウタースタンド４４の上部には取り外し用吊手４
５が立設されており、該取り外し用吊手４５を天井クレ
ーン等で吊り上げることにより、アウタースタンド４４
のコモンベッド２０上からの取り外しができるようにし
ている。

【００２６】このような構成において、インナーカセッ
ト４０の交換は次のようにして行うことができる。すな
わち、コモンベッド２０上では、隣接したアウタースタ
ンド４４の間隔は狭く、インナーカセット４０が取り出
せないため、まず、アウタースタンド４４を前記取り外
し用吊手４５を天井クレーン等により掛止し、一旦外部
に吊り出す。そこで、アウタースタンド４４を、前記フ
ック４８が上面となるようにして、一旦床上に降ろす。
そこから、フック４８を天井クレーン等により掛止し、
インナーカセット４０のみを吊り上げて取り出し、新た
なロールを組み込んだインナーカセット４０に交換する
のである。交換が終了したアウタースタンド４４は、再
び、天井クレーン等で前記コモンベッド２０上に載置さ
れ、前記クランパー５５や案内ストッパー５２等により
アウタースタンド４４の動きは拘束され、コモンベッド
２０上を移動しないようにする。

【００２７】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、次
のような効果を奏する。すなわち、請求項１のように、
帯板を連続的に管状に成形し、突き合わせた継ぎ目部分
を溶接して金属管を製造する金属管製造ラインで、３乃
至４以上のロールを強制駆動して溶接後の金属管を所定
寸法に仕上げるロール成形装置において、該ロール成形
装置の成形ロールスタンドを、ロール駆動源からの駆動
トルクを前記ロールに分配し伝達するための分配歯車機
構を内蔵し共用可能なアウタースタンドと、成形管サイ
ズに応じたロール、ロール軸及びロール軸受け等を内蔵
したインナーカセットとから構成し、該インナーカセッ
トは前記アウタースタンドに装脱自在でロールの一括交
換を可能としたので、ロール交換に必要な予備品の小型
化が可能となり、予備品コストの大幅な低減や保管に必
要なスペースの縮小を図ることができる。

【００２８】請求項２においては、請求項１記載のイン
ナーカセット側のロール軸と、該ロール軸を軸支するア
ウタースタンド側のロール軸支持用軸とを連結するため
のカップリングにおいて、前記ロール軸が該カップリン
グの回転方向には拘束され、回転軸の直径方向には係脱
可能としたので、簡単な操作でロール交換を行うことが
でき、ロール交換に要するライン休止時間を大きく短縮
できるため、ライン生産性が著しく向上するのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】金属管製造ラインの全体レイアウトを示す図で
ある。

【図２】金属管製造ライン中のフォーミングウェルディ
ング装置、クーリング装置及びロール成形装置を示す斜
視図である。

【図３】ロール成形装置の正面図である。

【図４】成形ロールスタンドの正面断面図である。

【図５】同じく平面断面図である。

【図６】同じく側面断面図である。

【図７】結合用カップリングの説明図であり、（ａ）は
斜視図、（ｂ）は断面図である。

【図８】成形ロールスタンドの正面図である。

【図９】成形ロールスタンドからインナーカセットを取
り外した場合の説明図であり、（ａ）はアウタースタン
ドの正面図、（ｂ）はインナーカセットの正面図であ
る。

【図１０】成形ロールスタンドの平面図である。

【図１１】同じく側面図である。

【符号の説明】

７ロール成形装置１５成形ロールスタンド２１ロール駆動源２９、３０、３１ロール２９ａ、３０ａ、３１ａロール軸３２、３３、３４カップリング３５、３６、３７ロール軸支持用軸４０インナーカセット４４アウタースタンド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯板を連続的に管状に成形し、突き合わ
せた継ぎ目部分を溶接して金属管を製造する金属管製造
ラインで、３以上のロールを強制駆動して溶接後の金属
管を所定寸法に仕上げるロール成形装置において、該ロ
ール成形装置の成形ロールスタンドを、ロール駆動源か
らの駆動トルクを前記ロールに分配し伝達するための分
配歯車機構を内蔵し共用可能なアウタースタンドと、成
形管サイズに応じたロール、ロール軸及びロール軸受け
等を内蔵したインナーカセットとから構成し、該インナ
ーカセットは前記アウタースタンドに装脱自在でロール
の一括交換を可能としたことを特徴とする金属管の成形
ロールスタンド。
【請求項２】前記インナーカセット側のロール軸と、
該ロール軸を軸支するアウタースタンド側のロール軸支
持用軸とを連結するためのカップリングにおいて、前記
ロール軸が該カップリングの回転方向には拘束され、回
転軸の直径方向には係脱可能としたことを特徴とする請
求項１記載の金属管の成形ロールスタンド。