JP2626293B2

JP2626293B2 - 円形断面長尺材の曲がり矯正装置

Info

Publication number: JP2626293B2
Application number: JP7415691A
Authority: JP
Inventors: 豊永瀬
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1991-03-12
Filing date: 1991-03-12
Publication date: 1997-07-02
Anticipated expiration: 2012-07-02
Also published as: JPH04284920A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属棒，金属管等の中
実、又は中空の円形断面長尺材の曲がり、特に短周期曲
がり及び端部曲がりを容易、且つ正確に矯正することが
可能な曲がり矯正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱間、又は冷間で加工成形される中実、
又は中空の円形断面長尺材には曲がりが存在するのが通
常であり、これを矯正すべく従来種々の矯正機が提案さ
れている。図10，図11はいずれも従来提案されている金
属管, 金属棒の代表的な矯正機を示しており、図10は１
スタンド・２ロール曲がり矯正機を、また図11は４スタ
ンド・７ロール曲がり矯正機を夫々示す模式図である。
図10において61は樽形状ロール、62は鼓形状ロール、Ｐ
は金属管を示している。樽形状ロール61と鼓形状ロール
62とはその軸心線を相互に所要角度傾斜させ、且つ相互
の間に所定の間隔を隔てた状態で対向配設され、図示し
ない駆動源にて同方向に回転駆動せしめられるよう構成
されており、両ロール間に通した金属管Ｐに回転，曲げ
力を付与しつつ、これを前進させて矯正を行うようにな
っている。

【０００３】また図11において、71,72,73,74 はいずれ
もベンディングロールスタンドであり、各ベンディング
ロールスタンド71,72,73は軸心線を所定角度傾斜させ、
且つ相互の間に所定の間隔を隔てた２個の鼓形状ロール
を備え、金属管Ｐ，金属棒等のパスラインが左，右又は
上，下方向に交互にずれるようスタンド位置を変えて設
置してある。またベンディングロールスタンド74は出口
端に位置し、１個の鼓形状ロールを備えている。各ロー
ルは夫々図示しない駆動源にて回転駆動せしめられ、ロ
ール間に通した金属管Ｐに回転，曲げ力を付与しつつこ
れを前進させて矯正を行うようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで前者の装置で
は１スタンド・２ロールの簡単な構成であるという利点
を有する反面、矯正能力を左右する各ベンディングロー
ル61,62 の凸面, 凹面を加工し、最適形状に設定するの
が難しく、その上摩耗等によりロール形状が変化したと
きこれに対する保守作業も難しいという問題があった。
また後者の装置はスタンドの位置を上, 下、又は左, 右
に交互に偏位させて配設し、スタンド間で曲げ力を付与
する構成のためロール形状自体には比較的厳密な注意を
払わなくても済む反面、曲げ矯正機能はスタンド間隔に
よって制限され、スタンド間隔よりも短い周期の曲げ矯
正は構造的に限界があるという問題があった。

【０００５】本発明はかかる事情に鑑みなされたもので
あって、その目的とするところは複雑なロール形状を必
要とせず、しかも短周期の曲がり、端部の曲がりに対す
る正確な矯正が可能な円形断面長尺材の曲がり矯正装置
を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る円形断面長
尺材の曲がり矯正装置は、少なくとも３個以上のディス
クロールを軸長方向に間隔を隔てて配置してなる複数の
ベンディングロールを、ミルセンタ・ライン周りに傾斜
または傾斜かつ交叉させて配設してなり、各ベンディン
グロール相互の相対向するディスクロールに対する共通
外接円中心のうち、少なくとも１つの中心を前記ミルセ
ンタ・ラインに対して偏心させてなることを特徴とす
る。本発明に係る他の円形断面長尺材の曲がり矯正装置
は、前記ミルセンタ・ラインに対して偏心した中心を有
する前記共通外接円を形成するディスクロールのうちの
１つを除去してあることを特徴とする。本発明に係る更
に他の円形断面長尺材の曲がり矯正装置は、円形断面長
尺材の移動方向最下流側に位置するディスクロールの幅
を、他のディスクロールの幅より大きくしたことを特徴
とする。

【０００７】

【作用】本発明装置においては、これによってディスク
ロールのピッチ、ディスクロールの直径、更にはディス
クロール形状を変更することにより、円形断面長尺材の
曲がりの周期，位置，程度に応じベンディングロールの
構造を選択的に設定することが可能となる。

【０００８】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づき
具体的に説明する。（実施例１）図１は本発明に係る曲がり矯正装置を入側
からみた正面図、図２(a) は図１のII−II線による矢視
側面図、図２(b) はディスクロールの側面図であり、図
中１，２，３はベンディングロール、Ｐは矯正対象であ
る円形断面長尺材たる金属管を示している。

【０００９】各ベンディングロール１，２，３は図１，
図２に示す如く夫々各ロール軸1g,2g,3gに夫々５個のデ
ィスクロール1a,1b 〜1e、2a,2b 〜2e (図２にはベンデ
ィングロール１，２のみが現れている）を、相互の間に
小径の円筒状をなすスペーサ４を介在させた状態で同心
一体的に固定して構成され、夫々ロール軸1g,2g,3gをミ
ルセンタ・ラインＸ−Ｘ線に対して傾斜（但し、図１は
傾斜かつ交叉配置状態を示す）させ、且つ各ベンディン
グロール１，２，３における入側から同一順位に位置す
る各ディスクロール1aと2a、1bと2b、〜、1eと2e夫々が
ミルセンタ・ラインＸ−Ｘ線と直交する略同一平面上に
位置させた状態で配設され、図示しない駆動源により同
一方向に回転駆動せしめられる外、図示しない圧下装置
によりミルセンターラインＸ−Ｘ線に対し遠近移動可能
となっている。なお、ディスクロール1a〜1e、2a〜2eと
スペーサ４、場合によってはロール軸1g,2g,3gも含めて
一体的に製作してもよい。

【００１０】各ベンディングロール１，２，３はミルセ
ンタ・ラインＸ−Ｘ線を中心として対向する入側から数
えて同順位に位置する３個のディスクロール（ロールセ
ットと称す）の共通外接円の中心Ｏのうちの少なくとも
１つがミルセンタ・ラインＸ−Ｘ線から所定のずれを有
するようにディスクロール径が決定されており、例えば
図示例の場合、ベンディングロール１のディスクロール
のうちディスクロール1b,1d の直径（但し1b＞1d）は他
の同一ディスクロール1a,1c,1eの直径よりも大きく設定
し、またベンディングロール２のディスクロールのうち
ディスクロール2b,2d の直径（但し2b＜2d）は他の同一
ディスクロール2a,2c,2eの直径よりも小さく設定し、更
にベンディングロール３のディスクロールは具体的には
示さないがベンディングロール１又はベンディングロー
ル２のいずれかと同じパターンに設定してあって、入側
から数えて２番目と４番目の共通外接円の中心Ｏがミル
センタ・ラインＸ−Ｘ線から所定のずれ量（但し２番目
のずれ量＞４番目のずれ量）を有するようにしてある。

【００１１】これによって図２に示すベンディングロー
ル１，２，３における、例えば入側から数えて２番目の
ロールセットを構成する３個のディスクロール1b,2b,3b
の配置は、ミルセンタ・ラインＸ−Ｘ線に垂直な断面で
示すと図３のようになる。図３において各ディスクロー
ル1b,2b,3bはその中心がミルセンタ・ラインＸ−Ｘ線を
中心とする同一円周上に位置するよう配設されており、
ディスクロール2b,3b の直径は同じであるが、ディスク
ロール1bの直径はこれよりも大きく、共通外接円の中心
Ｏはミルセンタ・ラインＸ−Ｘ線に対してｈだけずれた
状態となっている。この共通外接円の中心Ｏの軌道が金
属管Ｐが通過する際のパスラインであり、このずれ量ｈ
により金属管Ｐが矯正装置内を回転しながら前進する際
に材料に曲げが発生せしめられることとなる。このよう
なずれは複数（３つ以上）のロールセットにおいて少な
くとも一箇所存在すればよい。

【００１２】各ロールセットによって形成される共通外
接円の直径は金属管Ｐの外径と略等しくすればよいが、
必要に応じて材料直径より小さくすることも可能であ
る。この場合は上記ずれ量ｈが材料の軸方向の曲げを付
与するのに対し、更に円周方向の曲げを付与することに
よって矯正効果を高め、矯正と同時に若干の縮径も施す
こととなる。

【００１３】ずれ量ｈ、並びにこのずれ量ｈを有するロ
ールセットの位置及びディスクロール間隔は金属管Ｐの
曲がりの大きさ，周期等を勘案して決定する。例えば各
ディスクロールの間隔はスペーサ４の幅変更で自由に設
定でき、またずれ量はディスクロール直径を変更するこ
とによって可能である。なお上述の実施例ではずれ量付
与対象の各ロールセット中の１個のディスクロール直径
を他の２個のディスクロール直径と異ならせた構成を説
明したがロールセットを構成する３個のディスクロール
直径を夫々異ならせてもよい。

【００１４】各ベンディングロール１，２，３を構成す
る各ディスクロール1a〜1e、2a〜2e等は必ずしもその直
径、幅寸法は一致しないが、形状は実質的に同じであ
り、ディスクロール1aについて示すと図２(b) に示す如
くである。即ち直径が一定である長さｌの中央部とその
両側に夫々角度θ₁，θ₂で縮径された端部1p,1q とを
備えている。

【００１５】なお各ベンディングロール１，２，３の各
ディスクロールの幅寸法は最も出側に位置するディスク
ロール1e,2e を除いて略同じであり、最も出側に位置す
るディスクロール1e,2e の幅寸法は他のディスクロール
の幅寸法に比べてロール幅Ｗを大きくし、材料表面に発
生するスパイラルマークに対する消去機能を付与してあ
る。これはロール軸1g,2g,3gは曲げ剛性確保のために過
度に細長くならないよう各ディスクロールの幅を短くす
る必要があるが、その結果回転曲げ時に材料表面にスパ
イラルマークが発生しやすいことに対する対策である。

【００１６】上述の実施例ではベンディングロール本数
を３本とし、またディスクロール個数を５個とした構成
を説明したが、ベンディングロール本数は２本以上であ
ればディスクロールの配列を適宜選択することによって
材料に回転曲げを与えることが可能であり、またベンデ
ィングロール１本あたりのディスクロール個数は曲げを
与えるために少なくとも３個以上あればよい。なお、ベ
ンディングロール本数を２本とする場合のベンディング
ロール相互の配置はミルセンタ回りに180 ゜隔てた位置
に配置される。またこの場合における前記共通外接円は
最小外接円である。

【００１７】而してこのように構成された矯正装置にお
いては、入側から挿入された円形断面金属管Ｐは主とし
てロール軸1g,2g,3gに付与された傾斜角の作用によって
ロール軸1g,2g,3gの回転方向と逆方向に回転しながら前
進し、ミルセンタ・ラインＸ−Ｘ線に対するパスライン
のずれによって繰返しの曲げを受ける結果、曲がりが矯
正されることとなる。

【００１８】１パスあたりの曲げ矯正スケジュール、即
ちミルセンタ・ラインＸ−Ｘ線に対するパスラインの変
化はディスクロールの交換（ディスクロール径の変更）
によって容易に変更でき、しかも各ディスクロールはほ
ぼ円盤に近い形状であるから製作も容易な上、一部のデ
ィスクロールに焼付き等の損傷が発生しても、このディ
スクロールのみを交換すれば他のディスクロールは継続
使用できる。

【００１９】また上述の実施例では矯正用円形断面長尺
材として金属管を示したが、中実丸棒材を対象としても
曲がりの矯正が可能であることは言うまでもない。更に
管端部の曲がりのみを部分的矯正する場合は、この曲が
りが発生している管端部側から矯正装置に供給し、必要
箇所の矯正が完了し、矯正装置の出側へ排出されたと
き、ベンディングロールの１本をミルセンタ・ラインＸ
−Ｘ線より離反せしめて矯正を中断し、金属管Ｐを矯正
装置の入・出側テーブルの搬送ローラ等によって速やか
に矯正装置から取出すようにすれば必要最小限の時間で
矯正作業が完了する。

【００２０】（実施例２）図４は本発明の他の実施例を
示す前記図３に対応する説明図である。この実施例２に
おいては例えば入側から２番目のロールセットを構成す
る３個のディスクロール11b,12b,13b は同一直径である
が、各ディスクロール11b,12b,13b の中心とロール軸11
g,12g,13g の中心とは適宜な量偏心させて構成としてあ
る。他の構成及び作用は実施例１と実質的に同じであ
り、説明を省略する。

【００２１】（実施例３）図５は本発明の更に他の実施
例を示す図２(a) に対応する側面図であり、この実施例
３においては３個のベンディングロール21,22 （図には
２本のみ現れている）夫々を構成するディスクロール個
数を異ならせてある。即ちベンディングロール１のディ
スクロールパターンは図２に示す実施例１のベンディン
グロール１のディスクロールパターンと同じであるが、
ベンディングロール２のディスクロールパターンは図２
に示す実施例１のベンディングロール２のディスクロー
ルのうち入側から２番目のディスクロール2bの１個を省
略した構成と同じである。

【００２２】本実施例は各々のロールセットにおいてパ
スラインが凸となる側に位置するディスクロールと材料
との接触面圧が略零の場合、実質的な矯正機能に関与し
ないこととなるから接触面圧が零であるようなディスク
ロールは省略しても何ら支障はなく、むしろディスクロ
ールの省略は工具費用の軽減に寄与する。従って、図５
の実施例においてはディスクロール2dも省略可能であ
る。他の構成及び作用は実施例１と実質的に同じであ
り、説明を省略する。

【００２３】（実施例４）図６(a) は本発明の実施例４
における図２(a) に対応する側面図であり、３個のベン
ディングロール31,32 （図には２本のみ現れている）は
夫々入側端をミルセンタ・ラインＸ−Ｘ線側に接近させ
る向きにロール軸31g,32g をγだけ交叉させると共に傾
斜させて設定してある。また各ベンティングロール31,3
2 を構成する各ディスクロール31a 〜31e 、32a 〜32e
は直径，幅は異なるが、形状は実質的に同じであり、代
表としてディスクロール31a について示す図６(b) の如
くいずれも円錐台形をなす中央部及び両端部31p,31q を
備えている。他の構成及び作用は図１に示す実施例１と
実質的に同じであり説明を省略する。

【００２４】（実施例５）図７は本発明の更に他の実施
例を示す図６(a) に対応する側面図である。この実施例
は図６(a) に示す実施例のベンディングロール32を構成
する入側から２番目のディスクロール32b を除去した構
成と同様の構成としてある。不必要なディスクロールを
除去することで工具費用の節減が図れることになる。他
の構成及び作用は実施例４の場合と実質的に同じであり
対応する部分に同じ番号を付して説明を省略する。な
お、本実施例の場合もディスクロール32d は省略可能で
ある。

【００２５】図８はディスクロールの他の形状を示す側
面図であり、図８(a) は同一直径を有する中央部の両端
部を夫々曲率半径Ｒ₁，Ｒ₂の円弧面を有するように形
成してある。また図８(b) は側面視で全体が長円形 (周
面は曲率半径Ｒ₃の円弧）をなすように形成してある。
このようなディスクロールを用いても図２(b),図６(b)
に示す形状のディスクロールと同様の効果が得られるこ
とは勿論である。なお複雑になるがロール軸心に垂直な
平面上で見た、即ち正面視でのロール断面形状を真円と
せずに任意の閉曲線形状、例えば楕円等としてもよい。
次に本発明装置と従来装置とについての比較試験につい
て具体的数値を掲げて説明する。

【００２６】（試験例１）直径190mm 、長さ10m 、肉厚
15mmの炭素鋼鋼管を対象とし、これに図１〜図３に示す
本発明装置及び図11に示す従来装置を適用して矯正を施
した。炭素鋼鋼管は図９に示すようにその管端部におけ
る長さ500mm の範囲に２mmの曲げを付与した各10本を用
いた。なお本発明装置としては次の如くに設定した。

【００２７】ベンディングロール本数：３本ベンディングロール傾斜角：５° ベンディングロール回転数：200rpm ベンディングロール構成ディスクロール個数：５個／軸ディスクロール直径：350mm 〜380mm ディスクロール幅：100mm(最終段ディスクロール幅のみ
150mm) (但し、同一直径部分は60mm（最終段ディスクロールの
み110mm)で入側, 出側に向けて夫々20mmの範囲では直径
を緩やかに減少させた。各ロールセットのパスセンタ・
ラインに対するずれ量ｈは、入側から第２，３，４ロー
ルセットについて夫々4.0mm,−2.0mm,1.0mm とし、他の
ロールセットについてはいずれも０とした。）スペーサ：直径250mm 、幅50mm スペーサ数：４個／軸

【００２８】この結果、従来装置では管端部の長さ500m
m 程度に発生している曲がりが矯正出来なかった。これ
は従来装置のスタンド間隔が500 〜700mm 程度あり、管
端部において矯正機能が得られないことによると考えら
れる。これに対して本発明装置では全て管端部500mm の
曲がりは0.3mm 以下に矯正された。

【００２９】（試験例２）同じく試験例１で用いたのと
同じ炭素鋼鋼管の管端部500mm に２mmの曲がりを形成
し、これを入側から第２，４番目のロールセットを構成
するディスクロールのうち、パスラインが凸となる側は
ディスクロールに代えて幅100mm のスペーサに置換して
同様の矯正を行ったところ良好な曲がり矯正効果が得ら
れた。

【００３０】（試験例３）試験例１による矯正中、曲が
りを形成した管端部が矯正装置の出側に約１m が排出さ
れた時点で１本のベンディングロールをミルセンタ・ラ
インから遠ざけるようにロール軸圧下装置を作動した。
この時急激にベンディングロールを開放すると、管の中
間部に曲がりが残留するため管の前進速度を考慮した開
放速度を設定すると共に、前記パスラインに対するずれ
量の大きい入側のベンディングロール程、開放速度が大
きくなるように調節した。開放完了と同時に管端部から
入側テーブル上に配したプッシャーにより管を出側テー
ブル上に配した搬送ローラ上に移動させた。その結果、
試験例１では１本あたりの矯正時間に約30秒を要してい
たが約10秒に短縮され、大幅に生産性を高め得ることが
確認された。

【００３１】

【発明の効果】以上の如く本発明装置にあっては、複雑
なロール形状を必要とせず、中空又は中実の円形断面長
尺材の端部の曲がり及び短周期の曲がりを確実に矯正す
ることが可能となる等、本発明は優れた効果を奏するも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る矯正装置を入側からみた正面図で
ある。

【図２】図１のII−II線による矢視側面図及びディスク
ロールの側面図である。

【図３】入側から第２番目のロールセットのロール配置
態様を示す説明図である。

【図４】本発明の他の実施例における第２番目のロール
セットのロール配置態様を示す説明図である。

【図５】本発明の更に他の実施例における図２(a) に対
応する側面図である。

【図６】本発明の更に他の実施例における図２(a) に対
応する側面図である。

【図７】本発明の更に他の実施例における図６(a) に対
応する側面図である。

【図８】ディスクロールの他の形状を示す側面図であ
る。

【図９】試験に供した炭素鋼鋼管の管端部曲げ付与状況
を示す図である。

【図１０】従来の矯正機を示す模式図である。

【図１１】従来の他の矯正機を示す模式図である。

【符号の説明】

１，２，３ベンディングロール 1a,1b 〜1e ディスクロール 2a,2b 〜2e ディスクロールＰ金属管 31，32 ベンディングロール

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも３個以上のディスクロールを
軸長方向に間隔を隔てて配置してなる複数のベンディン
グロールを、ミルセンタ・ライン周りに傾斜または傾斜
かつ交叉させて配設してなり、各ベンディングロール相
互の相対向するディスクロールに対する共通外接円中心
のうち、少なくとも１つの中心を前記ミルセンタ・ライ
ンに対して偏心させてなることを特徴とする円形断面長
尺材の曲がり矯正装置。
【請求項２】前記ミルセンタ・ラインに対して偏心し
た中心を有する前記共通外接円を形成するディスクロー
ルのうち１つを除去してあることを特徴とする請求項１
に記載の円形断面長尺材の曲がり矯正装置。
【請求項３】円形断面長尺材の移動方向最下流側に位
置するディスクロールの幅を、他のディスクロールの幅
より大きくしたことを特徴とする請求項１又は２に記載
の円形断面長尺材の曲がり矯正装置。