JP2008119730A

JP2008119730A - 圧延装置

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Publication number: JP2008119730A
Application number: JP2006307384A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Watabe; 良晴渡部; Takashi Kitamura; 隆北村
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2006-11-14
Filing date: 2006-11-14
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2026-11-14
Also published as: JP4800182B2

Abstract

【課題】装置の運転開始時等に、速やかに所定の周長の無端金属リングが得られる圧延装置を提供する。
【解決手段】テンションローラ２ａ，２ｂと、ガイドローラ４と、圧延ローラ５と、圧延シリンダ１０と、テンションローラ２ａ，２ｂの軸間距離を検出する第１の軸間距離検出手段１２と、無端金属リングＷの周長を算出する算出手段２４と、算出手段２４により算出された周長が予め設定された設定値に達したときに圧延シリンダ１０を停止する圧延シリンダ停止手段１２とを備える。圧延シリンダ１０の作動停止後に、テンションローラ２ａ，２ｂの軸間距離を検出する第２の軸間距離検出手段１３と、無端金属リングＷの周長の実寸を算出する実寸算出手段２５と、周長の実寸と設定値とを比較する比較手段２６と、実寸と設定値との差が所定の許容値よりも大きいときに、該設定値を変更する設定値変更手段とを備える。ガイドローラ４は、メッシュローラである。
【選択図】図１

Description

本発明は、無段変速機用ベルト等に用いられる薄板状無端金属リングの圧延装置に関するものである。

無段変速機用ベルト等に用いられる積層リングは、例えば、次のようにして製造されている。まず、超強力鋼であるマルエージング鋼の薄板をベンディングしてループ化したのち、端縁同士を突合せ溶接して円筒状のドラムを形成し、形成されたドラムに対して第１の溶体化処理を施すことにより、前記溶接の熱により部分的に硬くなった硬度を均一化する。次に、前記ドラムを所定幅に裁断して薄板状の無端金属リングとした後、該無端金属リングを圧延して所定の周長とする。このとき、前記無端金属リングは、相互に径方向に積層して前記積層リングを形成するために、少しずつ異なる周長とされる。

次に、前記無端金属リングに第２の溶体化処理を施し、圧延組織を再結晶させることにより、前記圧延により変形された金属組織の形状を復元する。ここで、前記無端金属リングは、前記圧延により前記所定の周長とされているが、前記第２の溶体化処理を施すとその熱により、周長に変化が起きる。そこで、次に、前記第２の溶体化処理が施された前記無端金属リングに周長補正を施す。

そして、前記周長補正が施された前記無端金属リングに時効処理及び窒化処理を施した後、少しずつ周長の異なる複数の前記無端金属リングを相互に径方向に積層することにより、前記積層リングが形成される。

従来、前記無端金属リングの圧延を行うために、図３に示すように、薄板状の無端金属リングＷが掛け渡される１対のテンションローラ２ａ，２ｂと、両テンションローラ２ａ，２ｂの中間に備えられたガイドローラ４と、ガイドローラ４との間に無端金属リングＷを挟持して圧延する圧延ローラ５とを備える圧延装置１ａが知られている（例えば特許文献１参照）。

前記１対のテンションローラ２ａ，２ｂのうち、一方のテンションローラ２ｂは支持部材６に回転自在に軸支されており、支持部材６には引張シリンダ７のシリンダロッド８が接続されている。また、圧延ローラ５は支持部材９に回転自在に軸支されており、支持部材９には圧延シリンダ１０のシリンダロッド１１が接続されている。

前記圧延装置１ａによれば、前記１対のテンションローラ２ａ，２ｂに無端金属リングＷを掛け渡した状態で、圧延シリンダ１０によりシリンダロッド１１及び支持部材９を介して圧延ローラ５をガイドローラ４方向に押し下げて、圧延ローラ５とガイドローラ４との間に挟持された無端金属リングＷに押圧する。そして、圧延ローラ５を回転駆動することにより、無端金属リングＷを圧延する。同時に、テンションローラ２ｂを引張シリンダ７により駆動して、他方のテンションローラ２ａから離間する方向に変位せしめて、前記圧延により延長された周長に相当する変位を無端金属リングＷに付与し、無端金属リングＷを緊張状態に保持する。

無端金属リングＷの周長は、テンションローラ２ａ，２ｂの軸間距離の関数として求めることができる。そこで、圧延装置１ａでは引張シリンダ７により変位せしめられるテンションローラ２ｂの変位量を、例えばラックピニオン機構を備えるエンコーダ１２により測定し、図示しない算出手段がテンションローラ２ｂの変位量から無端金属リングＷの周長を算出する。エンコーダ１２は、無端金属リングＷの周長が所定の設定値に達したならば、電気信号を出力することにより、圧延ローラ５及び圧延シリンダ１０を停止し、次いで引張シリンダ７を停止して前記圧延を終了する。

圧延装置１ａでは、前述のようにして無端金属リングＷの圧延を行うことにより、所定の周長の無端金属リングＷを得ることができる。

しかしながら、圧延装置１ａでは、装置の運転開始時等の運転状態が不安定なときには、無端金属リングＷの周長が所定の設定値の範囲外となり、所定の周長の無端金属リングＷを得ることができるようになるまでに時間を要するという不都合がある。
特開２００３−３０５５０４号公報

本発明は、かかる不都合を解消して、装置の運転開始時等に、速やかに所定の周長の無端金属リングを得ることができる圧延装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明は、薄板状の無端金属リングが掛け渡され、相対的に離間する方向に変位可能な１対のテンションローラと、両テンションローラの中間に備えられたガイドローラと、該ガイドローラとの間に該無端金属リングを挟持して圧延する圧延ローラと、該圧延ローラを軸支する支持部材に接続されたシリンダロッドを介して該圧延ローラを該無端金属リングに押圧する圧延シリンダと、該テンションローラの軸間距離を検出する第１の軸間距離検出手段と、該第１の軸間距離検出手段により検出された該テンションローラの軸間距離から該無端金属リングの周長を算出する算出手段と、該算出手段により算出された該無端金属リングの周長が予め設定された設定値に達したときに該圧延シリンダの作動を停止する圧延シリンダ停止手段とを備える圧延装置において、該圧延シリンダの作動停止後に、該テンションローラの軸間距離を検出する第２の軸間距離検出手段と、該第２の軸間距離検出手段により検出された該テンションローラの軸間距離から該無端金属リングの周長の実寸を算出する実寸算出手段と、該実寸算出手段により算出された該無端金属リングの周長の実寸と該設定値とを比較する比較手段と、該比較手段により得られた該実寸と該設定値との差が所定の許容値よりも大きいときに、該実寸と該設定値との差が所定の許容値の範囲となるように該設定値を変更する設定値変更手段とを備えることを特徴とする。

本発明の圧延装置では、まず、前記１対のテンションローラに前記無端金属リングを掛け渡した状態で、前記圧延シリンダにより前記シリンダロッド及び前記支持部材を介して前記圧延ローラを前記ガイドローラ方向に押し下げ、該圧延ローラと該ガイドローラとの間に挟持された前記無端金属リングに押圧する。そして、前記圧延ローラを回転駆動することにより、前記無端金属リングを圧延する。同時に、前記テンションローラを相互に離間する方向に変位せしめて、前記圧延により延長された周長に相当する変位を無端金属リングに付与し、該無端金属リングを緊張状態に保持する。

このとき、前記無端金属リングの周長は、前記１対のテンションローラの軸間距離の関数として求めることができる。そこで、前記第１の軸間距離検出手段により前記１対のテンションローラの軸間距離を検出し、検出された該テンションローラの軸間距離から、前記算出手段が該無端金属リングの周長を算出する。次いで、前記算出手段により算出された前記無端金属リングの周長が予め設定された設定値に達したならば、前記油圧シリンダ停止手段が前記油圧シリンダの作動を停止する。

この結果、通常であれば、前記算出手段により算出された周長が前記予め設定された設定値に対して所定の許容範囲内にある前記無端金属リングを得ることができる。ところが、装置の運転開始時等の運転状態が不安定なときには、前記無端金属リングの周長が前記許容範囲外となり、周長が前記許容範囲内にある無端金属リングを得ることができるようになるまでに時間を要することがある。前記装置の運転開始時等に前記無端金属リングの周長が前記許容範囲外となる理由としては、運転開始時には装置自体の温度や前記圧延シリンダ、引張シリンダの油温が低温となっていることが考えられる。

そこで、本発明の圧延装置では、前記圧延シリンダの作動停止後に、前記第２の軸間距離検出手段が、再度、前記１対のテンションローラの軸間距離を検出する。そして、検出された前記テンションローラの軸間距離から、前記実寸算出手段が前記無端金属リングの周長の実寸を算出する。

前記無端金属リングの周長の実寸が算出されたならば、次に、前記比較手段が、該実寸と前記設定値とを比較する。そして、前記比較手段により得られた前記実寸と前記設定値との差が所定の許容値よりも大きいときには、前記設定値変更手段が該実寸と該設定値との差が所定の許容値の範囲となるように該設定値を変更する。

この結果、本発明の圧延装置によれば、前記無端金属リングの周長がフィードバック制御されることとなり、装置の運転開始時等の運転状態が不安定なときにも、極く短時間のうちに所定の周長の無端金属リングを得ることができる。

また、本発明の圧延装置において、前記ガイドローラは、前記無端金属リングの内周面にローレット形状を付与するメッシュローラであることが好ましい。前記ガイドローラは、前述のように、前記無端金属リングの圧延時には前記圧延ローラとの間に該無端金属リングを挟持する。従って、前記ガイドローラが前記メッシュローラであることにより、前記圧延時に前記無端金属リングに圧接し、該無端金属リングの内周面にメッシュ形状を転写することにより、容易に前記ローレット形状を付与することができる。前記無端金属リングは内周面に前記ローレット形状を備えることにより、少しずつ周長の異なる複数の該無端金属リングを積層して積層リングを形成したときに、隣接する該無端金属リングとの間に介在させる油を容易に保持することができる。

次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１は本実施形態の圧延装置の一構成例を示す正面図であり、図２は図１に示す圧延装置における制御装置の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態の圧延装置１は、薄板状の無端金属リングＷが掛け渡される１対のテンションローラ２ａ，２ｂを水平方向に所定の間隔で離間させて備えている。テンションローラ２ａ，２ｂの中間には、バックアップローラ３、ガイドローラとしてのメッシュローラ４、圧延ローラ５が垂直方向に並設されている。

テンションローラ２ａは背面側に回転駆動手段（図示せず）を備える駆動ローラであり、テンションローラ２ｂは背面側で支持部材６に回転自在に軸支される従動ローラである。支持部材６には、油圧により駆動される引張シリンダ７のシリンダロッド８が接続されており、引張シリンダ７を駆動することによりテンションローラ２ｂをテンションローラ２ａから離間する方向に変位可能としている。

メッシュローラ４は、テンションローラ２ａ，２ｂの中間に備えられている。そして、メッシュローラ４は、テンションローラ２ａ，２ｂに掛け渡された無端金属リングＷを、下方に設けられたバックアップローラ３との間及び上方に設けられた圧延ローラ５との間に挟持するようになっている。

この結果、メッシュローラ４は、後述の圧延の際に無端金属リングＷの内周面にローレット形状を付与することができる。無端金属リングＷは、少しずつ周長の異なる他の無端金属リングＷと径方向で相互に積層することにより積層リングを形成するが、内周面に前記ローレット形状を備えることにより、隣接する無端金属リングＷとの間に介在させる油を容易に保持することができる。

圧延ローラ５は、支持部材９に回転自在に軸支されると共に、背面側に回転駆動手段（図示せず）を備え、ガイドローラ３の上方に配設されている。前記回転駆動手段は、テンションローラ２ａと共通の回転駆動手段であってもよい。

支持部材９は、油圧により駆動される圧延シリンダ１０のシリンダロッド１１に接続されて、昇降自在とされている。圧延シリンダ１０は、支持部材９に接続されたシリンダロッド１１を介して圧延ローラ５をメッシュローラ４方向に押し下げ、無端金属リングＷに押圧する。

また、圧延装置１は、支持部材６に軸支されたテンションローラ２ｂの変位方向と平行に、第１の軸間距離検出手段としてのエンコーダ１２と、第２の軸間距離検出手段としての磁気測長装置（商品名：マグネスケール）１３とを備えている。エンコーダ１２は、ラックピニオン機構により作動して、テンションローラ２ｂの変位からテンションローラ２ａ，２ｂの軸間距離を検出する。また、エンコーダ１２は、テンションローラ２ａ，２ｂの軸間距離の関数として算出される無端金属リングＷの周長が所定の設定値に達したときに、電気信号を出力することにより、圧延ローラ５及び圧延シリンダ１０を停止し、次いで引張シリンダ７を停止する手段としても作用する。

一方、磁気測長装置１３は、エンコーダ１２から出力される電気信号により、圧延ローラ５及び圧延シリンダ１０が停止された後、再度、テンションローラ２ｂの変位からテンションローラ２ａ，２ｂの軸間距離を検出する。

本実施形態の圧延装置１は、図２に示す制御装置２１を備えており、制御装置２１は駆動制御手段２３、エンコーダ１２に接続された算出手段２４、磁気測長装置１３に接続された実寸算出手段２５、算出手段２４及び実寸算出手段２５に接続された比較手段２６、比較手段２６及びエンコーダ１２に接続された設定値変更手段２７を備えている。駆動制御手段２３は、引張シリンダ７、圧延シリンダ１０を駆動させると共に、テンションローラ２ａ、圧延ローラ５の回転駆動手段２２を駆動する。

次に、本実施形態の圧延装置１の作動について説明する。

圧延装置１では、まず、前記１対のテンションローラ２ａ，２ｂに無端金属リングＷを掛け渡した状態で、圧延シリンダ１０によりシリンダロッド１１及び支持部材９を介して圧延ローラ５をガイドローラ４方向に押し下げて、圧延ローラ５とガイドローラ４との間に挟持された無端金属リングＷに押圧する。そして、圧延ローラ５を回転駆動することにより、無端金属リングＷを圧延する。同時に、テンションローラ２ｂを引張シリンダ７により駆動して、他方のテンションローラ２ａから離間する方向に変位せしめて、前記圧延により延長された周長に相当する変位を無端金属リングＷに付与し、無端金属リングＷを緊張状態に保持する。

無端金属リングＷの周長は、テンションローラ２ａ，２ｂの軸間距離の関数として求めることができる。そこで、圧延装置１では引張シリンダ７により変位せしめられるテンションローラ２ｂの変位量をエンコーダ１２により測定する。エンコーダ１２は、テンションローラ２ｂの変位量からテンションローラ２ａ，２ｂの軸間距離を検出し、検出した該記軸間距離を算出手段２４に出力する。算出手段２４は前記軸間距離から無端金属リングＷの周長を算出し、算出された周長をエンコーダ１２に出力する。

エンコーダ１２は、予め設定された、無端金属リングＷの周長の設定値を記憶しており、算出手段２４から出力された周長が該設定値に達したならば、引張シリンダ７、圧延シリンダ１０、回転駆動装置２２に電気信号を出力することにより、テンションローラ２ａ、圧延ローラ５及び圧延シリンダ１０を停止し、次いで引張シリンダ７を停止する。また、算出手段２４は、このときにエンコーダ１２が記憶している無端金属リングＷの周長の設定値を比較手段２６に出力する。

磁気測長装置１３は、圧延シリンダ１０を停止し、さらに引張シリンダ７が停止した後、再度、テンションローラ２ｂの変位量からテンションローラ２ａ，２ｂの軸間距離を検出し、検出した該記軸間距離を実寸算出手段２５に出力する。実寸算出手段２５は前記軸間距離から無端金属リングＷの周長の実寸を算出し、比較手段２６に出力する。

次に、比較手段２６は、実寸算出手段２５により算出された圧延シリンダ停止後の無端金属リングＷの周長の実寸と、このときにエンコーダ１２が記憶している無端金属リングＷの周長の設定値とを比較し、該実寸と設定値との差を算出し、算出された差を設定値変更手段２７に出力する。

設定値変更手段２７は、前記実寸と設定値との差の許容値を記憶しており、比較手段２６により算出された該実寸と設定値との差を該許容値と比較する。そして、比較手段２６により算出された前記実寸と設定値との差が前記許容値より大きいときには、該実寸と設定値との差が所定の許容値の範囲となるように、前記無端金属リングＷの周長の設定値を変更し、変更された設定値をエンコーダ１２に出力する。

前記設定値の変更は、例えば、前記無端金属リングＷの周長の実寸がそのときの設定値よりも長いときには、前記実寸と設定値との差に相当する長さだけ、新たな設定値が短くなるようにする。一方、前記無端金属リングＷの周長の実寸がそのときの設定値よりも短いときには、前記実寸と設定値との差に相当する長さだけ、新たな設定値が長くなるようにする。エンコーダ１２は、それまでの設定値を変更された設定値に置き換え、次の圧延を行う。

この結果、圧延装置１によれば、無端金属リングＷの周長をフィードバック制御することができ、装置の運転開始時等の運転状態が不安定なときにも、極く短時間のうちに所定の周長の無端金属リングを得ることができる。

尚、設定値変更手段２７は、比較手段２６により算出された前記実寸と設定値との差が前記許容値の範囲内であるときには、そのときの設定値を維持し、設定値の変更は行わない。

本発明の圧延装置の一構成例を示す正面図。図１に示す圧延装置における制御装置の構成を示すブロック図。従来の圧延装置の一構成例を示す正面図。

符号の説明

１…圧延装置、２ａ，２ｂ…テンションローラ、４…ガイドローラ（メッシュローラ）、５…圧延ローラ、９…支持部材、１０…圧延シリンダ、１１…シリンダロッド、１２…第１の軸間距離検出手段（圧延シリンダ停止手段）、１３…第２の軸間距離検出手段、２４…算出手段、２５…実寸算出手段、２６…比較手段、２７…設定値変更手段。

Claims

薄板状の無端金属リングが掛け渡され、相対的に離間する方向に変位可能な１対のテンションローラと、両テンションローラの中間に備えられたガイドローラと、該ガイドローラとの間に該無端金属リングを挟持して圧延する圧延ローラと、該圧延ローラを軸支する支持部材に接続されたシリンダロッドを介して該圧延ローラを該無端金属リングに押圧する圧延シリンダと、該テンションローラの軸間距離を検出する第１の軸間距離検出手段と、該第１の軸間距離検出手段により検出された該テンションローラの軸間距離から該無端金属リングの周長を算出する算出手段と、該算出手段により算出された該無端金属リングの周長が予め設定された設定値に達したときに該圧延シリンダの作動を停止する圧延シリンダ停止手段とを備える圧延装置において、
該圧延シリンダの作動停止後に、該テンションローラの軸間距離を検出する第２の軸間距離検出手段と、該第２の軸間距離検出手段により検出された該テンションローラの軸間距離から該無端金属リングの周長の実寸を算出する実寸算出手段と、該実寸算出手段により算出された該無端金属リングの周長の実寸と該設定値とを比較する比較手段と、該比較手段により得られた該実寸と該設定値との差が所定の許容値よりも大きいときに、該実寸と該設定値との差が所定の許容値の範囲となるように該設定値を変更する設定値変更手段とを備えることを特徴とする圧延装置。
請求項１記載の圧延装置において、前記ガイドローラは、前記無端金属リングの内周面にローレット形状を付与するメッシュローラであることを特徴とする圧延装置。