JP2733813B2 - 矯正ロールセットおよびそれを用いた鋼管等矯正機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は矯正ロールセットおよび
それを用いた鋼管等矯正機に関する。さらに詳しくは鋼
管等（本明細書において鋼管等というときは鋼管および
丸棒の両方を含むものとする。）の加工中あるいは冷却
過程で生じた曲りを矯正する矯正ロールセットおよびそ
れを用いた矯正機に関する。鋼管等の矯正機は、鋼管等
の圧延設備の後に設けられ、圧延機から送り出された鋼
管等の曲りを矯正して後工程に送り出すもののであり、
曲りが鋼管等の全長に渡って高精度に矯正され後工程に
支障を与えないことと、鋼管等の品質向上のためスリ傷
等がつかないことが要求されている。

【０００２】

【従来の技術】従来より使用されてきた鋼管等矯正機と
しては、図５（Ｉ）に示す６ロール対向式や同図（II）
に示す７ロール対向式、同図（III ）に示す８ロール対
向式などがある。これらはパスラインＬの上下にそれぞ
れ３対ないし４対の矯正用ロールｒを配置したものであ
り、各ロールｒの間に鋼管等を通すことによって繰返し
曲げを加え、鋼管等の曲りを矯正するものである。これ
らの矯正機では、ロール数が多い程、鋼管の拘束力およ
び曲げ回数が向上して、矯正精度が高くなるのである
が、管端部には十分な繰返し曲げを加えられないため、
管端部の矯正精度が落ちるという問題があった。

【０００３】そこで、管端部の矯正精度を向上させるも
のとして、特開平3-114612号公報記載の矯正機（従来例
）や特公昭60-33567号公報記載の矯正機（従来例）
が提案されている。前記従来例は２ロール矯正機と称
されるタイプであり、図６に示すように一対の上下ロー
ルr1,r2 の間に鋼管Ｐを通し、図７（Ｉ）に示すように
曲げを加えて矯正しようとするものである。ところが、
この２ロール対向式の従来例では、図６（II）に矢印
ａ，ｂで示す方向の鋼管Ｐの逃げが発生し、曲げを加え
られないという問題がある。この点を図７に基づき説明
する。同図（II）においてδはロール端部（Ｘ位置およ
びＹ位置）での上ロールr1による押し下げ量（曲げ量）
で、上下ロールr1,r2 間の実線円は押し下げられた鋼管
Ｐの位置を示し、点線円は鋼管Ｐに作用する曲げ力が解
放されたときの鋼管Ｐの復元位置を示している。上下ロ
ールr1,r2 の端部（Ｘ位置、Ｚ位置）で、押し下げら
れ、曲げられている鋼管Ｐから押下げ力を解放すると、
現状位置から点線円で示す復元位置へ戻ろうとする力が
矢印ａ、ｂで示すように発生するので、この力が図６(I
I)に示す飛出し力（矢印ａ，ｂ）となる。このため従来
例では図６(II)に示すように鋼管の飛出しを防ぐガイ
ドＧが必要となる。矯正中、鋼管Ｐは回転しながら前進
するため当然ガイドＧと滑り接触するので、矯正精度は
良くなるもののスリ傷が発生するという新たな問題が生
ずるのである。

【０００４】前記従来例は従来の８ロ―ル対向式に管
端矯正機能を付加したものであり、図８に示すように、
従来の８ロール対向式において内側の２対のロールセッ
トR2,R3 を大ロールにしたものである。この従来例で
は、鋼管Ｐが４対のロールセットR1,R2,R3,R4 全部に通
されているときは鋼管Ｐの飛出しを拘束しうるが、鋼管
Ｐの先端通過時または後端通過時は鋼管Ｐの飛出しを拘
束しえない。すなわち、図９に示すように、上ロールか
らは実線矢印方向の力を受け、下ロールからは点線矢印
方向の力を受け、さらに図７で説明した逃げ力が働くた
め鋼管ＰはパスラインＬに直角方向に振られ、鋼管Ｐを
安定して通すことができないのである。したがってこの
従来例においても、通材用のガイドが必要であり、ス
リ傷を完全に防止することができないという問題があ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は叙上の事情に
鑑み、管端部の矯正精度を高め、しかもスリ傷の発生し
ない矯正ロールセットおよび鋼管等矯正機を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１発明の矯正ロールセ
ットは、パスラインに対しロール軸を水平面内で傾斜さ
せて配置した大径長尺の鼓形の１個の大形ロールと、パ
スラインに対しロール軸を、前記大形ロールのロール軸
とは反対向きに傾斜させて、パスラインに沿って配置し
た小径短尺の鼓形の３個の小形ロールとからなり、前記
３個の小形ロールのうち両端の小形ロールはそれぞれ大
形ロールの両端部との間で鋼管等を挟み、中間の小形ロ
ールは大形ロールの中間部との間で鋼管等を挟むよう
に、前記３個の小形ロールと大形ロールとをパスライン
を挟んで配置したことを特徴とする。第２発明の鋼管等
矯正機は、第１発明の矯正ロールセットの入側および出
側にそれぞれ２ロール対向式のロールセットを配置した
り、さらに該矯正機の出側に下ロールを１個追加して配
置して構成したことを特徴とする。

【０００７】

【作用】第１発明の矯正ロールセットでは、３個の小形
ロールのそれぞれと大形ロールとを交差させて配置した
ロールセットの間に鋼管を通すことにより従来の２ロー
ル対向式セットと同様に鋼管を回転させながら曲げを加
え、繰返し曲げ矯正を行う。そして、曲げ矯正中の鋼管
は３個の小形ロールと大形ロールにより３カ所で挟持さ
れ中間の小形ロールと大形ロールの中央部で挟まれてい
る部分の鋼管等に生ずる飛び出し力は、両端部の小形ロ
ールにより鋼管等に加えられる水平方向押出し力により
規制され、鋼管の飛び出しが防止される。このため、ガ
イドを設けなくてよいのでスリ傷が発生しないという利
点を奏する。なお、第１発明の矯正ロールセットにおい
て、曲げが有効に作用するのは鋼管が３個の小形ロール
に完全に噛み込んだ状態に限られるから、管端部では完
全に３個の小形ロールに噛み込んでいない状態が発生す
るので、管端部の一部では部分的に矯正効果が若干落ち
るが、従来の２ロール矯正機と同様の方法により繰返し
曲げ矯正するものであるので、従来の多ロール対向式矯
正機と比較すると高い管端部の矯正精度を有するもので
ある。

【０００８】第２発明の鋼管等矯正機は、従来の多ロー
ル対向式矯正機において、それらの中間ロールセットを
第１発明の矯正ロールセットに代替した構成に相当する
ので、鋼管等の先端または後端通過時に鋼管等を安定し
て通すことができ、スリ傷が発生しないという第１発明
の利点をそのまま継承する。しかも、従来の多ロール対
向式矯正機の利点である鋼管の拘束力と曲げ回数が高い
という利点も発揮しうるので、鋼管全長にわたる大曲が
りの矯正精度が高いものである。したがって第２発明の
矯正機によれば、従来の２ロール対向式と同様の高い管
端部の矯正精度と、従来の多ロール対向式と同様の高い
大曲がりの矯正精度を達成し、しかもスリ傷の発生を防
止することができる。

【０００９】

【実施例】つぎに、本発明の実施例を図面に基づき説明
する。なお、以下の実施例は従来の７ロール対向式の中
間ロールを第１発明の矯正ロールセットに代替した構成
に相当する鋼管矯正機である。図１において、10は上部
フレーム11と下部フレーム12からなるハウジングで、上
部フレーム11の下面中央部には３個の小形ロール１，
２，３がそれぞれ上部ブラケット14a,14b,14c によって
取付けられ、下部フレーム12の上面中央部には１個の大
形ロール４が下部ブラケット14d によって取付けられて
いる。またハウジング10の入側では、上ロール５が上部
ブラケット13a により上部フレーム11に取付けられ、下
ロール６が下部ブラケット13b により下部フレーム12に
取付けられている。さらに、ハウジング10の出側では、
上ロール７が上部ブラケット15a により上部フレーム11
に取付けられ、下ロール８，９が下部ブラケット15b,16
により下部フレーム12に取付けられている。なお、符号
Ｌはパスラインを示している。

【００１０】前記小形ロール１，２，３と大形ロール４
は第１発明の実施例である矯正ロールセットであり、い
ずれもロール形状は鼓形であるが、小形ロール１，２，
３は小径短尺、大形ロール４は大径長尺である。そし
て、前記大形ロール４は矯正すべき鋼管に曲げを与える
ようその曲率が決められ、３個の小形ロール１，２，３
は大形ロール４の曲率に合わせて、その曲率が定められ
る。なお、前記上ロール５，７および下ロール６，８，
９はロール形状が鼓形の中径中尺の矯正ロールである。
前記小形ロール１，２，３を除く大形ロール４と各上下
ロール５，６，７，８にはそれぞれ駆動モータ（図示省
略）を連結して回転駆動し、前記小形ロール１，２，３
及びパスライン出側の下ロール９はアイドルロールとし
て運転するよう構成されている。この場合、小形ロール
１，２，３と大形ロール４間に周速差が発生しないので
好ましい。ただし、小形ロール１，２，３を大形ロール
４とは独立して駆動し、回転速度を制御すれば、駆動ロ
ールとして運転することも可能である。各小形ロール
１，２，３および上ロール５，７にはそれぞれ圧下装置
21,22,23,25,27が取付けられ、矯正すべき鋼管の外径に
応じて圧下量を調整できるようになっている。また前記
各上下ロール１〜９はいずれも軸角度を可変に取付けら
れている。さらに、下ロール４，６，８，９にも昇降装
置が設けられる。下ロール４は上下移動しロール６，８
との間でパイプに曲げを加え得るようになっている。ま
た、ロール９を上下調整しロール８との間の曲げ量を微
調整する。ロール６，８についてはロール上面を一定に
保つために、ロール摩耗分の上下調整が行われる。

【００１１】つぎに、図２に基づき前記矯正ロールセッ
トの詳細を説明する。各小形ロール１，２，３および大
形ロール４はパスラインＬに対して水平面内で傾斜して
おり、その軸角度θ1,θ2,θ3,θ4 は約30度程度である
が、鋼管Ｐの外径や鋼管Ｐの曲げ曲率に応じて適宜変更
される。ロール軸の傾斜の向きは小形ロール１，２，３
と大形ロール４とで互いに反対向きであり、したがっ
て、各小形ロール１，２，３のロール軸と大形ロールの
ロール軸とはそれぞれ交差している。そして、３個の小
形ロールのうち中間の小形ロール２は大形ロール４の中
央部で鋼管Ｐを挟むように配置され、両端部の小形ロー
ル１，３は大形ロール４の両端部で鋼管Ｐを挟むように
パスラインＬを挟んで配置されている。

【００１２】つぎに上記の矯正ロールセットによる矯正
作用と飛出し防止作用を説明する。小形ロール１，２，
３および大形ロール４を回転させ鋼管Ｐを通すと、鋼管
Ｐはロールによって回転を与えられ、自軸回りに回転し
ながら白抜き矢印の方向に進められる。この場合、大形
ロール４の両端部で小形ロール１，３によって押し下げ
られる量はδであり、これにより鋼管Ｐは繰返し曲げを
加えられ、曲げが矯正される。

【００１３】上記の矯正動作中において本発明では鋼管
Ｐの飛出しが有効に防止されるのであるが、その原理を
図２〜４に基づき説明する。図３は、図２に示す３個の
小形ロールのうちの中間ロールである小形ロール２の押
し下げ位置であるＡ線、Ｏ線、Ｃ線各矢視図を示してい
る。まずＡ線矢視図に注目すると、小形ロール２は点線
矢印に示すように鋼管Ｐを下向きに押し下げており、こ
の結果、押し下げられた鋼管Ｐはその弾力性によって上
方に戻ろうとする力が発生する。しかし小形ロール２が
邪魔になるので小形ロール２と大形ロール４間の間隔の
広い方、すなわち右方向へ動こうとする。これがＡ線位
置での鋼管Ｐの右側（以下、右側、左側とはパスライン
進行方向を基準とする）への飛出し力Ｘa となる。な
お、上下ロール２，４と鋼管Ｐの接点は鋼管Ｐの中心を
通る垂線よりズレているので、小形ロール２の押下げ力
の水平分力（実線矢印）と大形ロール４の反力の水平分
力（実線矢印）とが生ずるが、これらは互いに反対向き
であり、相殺されている。

【００１４】Ｏ線位置では曲げ戻り方向を大形ロール４
で受けているので鋼管Ｐの飛出し力は発生しないが、Ｂ
線位置では小形ロール２による押し下げ力が作用してい
るので上記Ａ線位置の場合と同様の理由により鋼管Ｐの
飛出し力Ｘb が発生する。ただし上下ロール２，４のＢ
線におけるプロフィルが、Ａ線におけるプロフィルと左
右対称となるので、飛出し力Ｘb は前記飛出し力Ｘa に
対し水平面内で反対向きの左側である。上記の鋼管Ｐの
飛出し力Ｘa,Ｘb を図２中に同一符号を以って示す。

【００１５】図４は、図２に示す３個の小形ロールのう
ちの端部ロールである小形ロール３の押し下げ位置であ
るＣ線およびＤ線矢視図を示している。Ｃ線矢視図に注
目すると、小形ロール３の押下げ力（点線矢印）とそれ
に抗する大形ロール４の反力（点線矢印）が発生してい
るが、押下げ力と反力の鋼管Ｐに対する接点は鋼管Ｐの
中心を通る垂線よりも左側にあり、このため右側へ向く
水平分力Уc3、Уc4が発生する。この水平分力Уc3、У
c4の合成力をУc で示す。また、Ｄ線矢視図に示すよう
に、Ｄ線押し下げ位置では大形ロール４の支持反力（点
線矢印）の接点が鋼管Ｐの中心線を通る垂線よりも左側
に位置しているので、右向き水平分力Уd が発生する。
これらの右向き水平分力Уc とУd の合成力をУ3 と
し、いずれも同一符号を以って図２中に示す。

【００１６】そして、もう一つの端部ロールである小形
ロール１についても上記小形ロール３の場合と同様に水
平分力が発生するが、上下ロール１，４のプロフィルは
上下ロール３，４の場合とは左右対称となるので、その
水平分力У1 は小形ロール３の水平分力У3 とは大きさ
が同じで、向きが反対である。この小形ロール１におけ
る水平分力У1 も同一符号を図２に示す。

【００１７】さて、図２に示すように、小形ロール２下
面での鋼管Ｐの左方向の飛出し力Ｘb に対しては小形ロ
ール３による右方向への押出し力У3 が対抗して鋼管Ｐ
の飛出しを防止し、上ロール２下面での鋼管Ｐの右方向
の飛出し力Ｘa に対しては小形ロール１による左方向へ
の押出し力У1 が対抗して、鋼管Ｐの飛出しを防止する
ことになる。よって、本実施例ではガイドを設ける必要
がなく、それゆえスリ傷が発生しないのである。よっ
て、本実施例の鋼管矯正機によれば、管全長にわたる大
曲がりを高精度に矯正しながら、管端部の曲がりも良く
矯正することができ、しかもスリ傷の発生しない鋼管を
得ることができる。

【００１８】つぎに、本発明の他の実施例を説明する。
前記実施例は鋼管用の矯正機として説明したが、これを
丸棒用の矯正機として適用することも可能である。前記
実施例は従来の７ロール対向式矯正機における中間ロー
ルに第１発明の矯正ロールセットを適用した例であった
が、これを６ロール対向式あるいは８ロール対向式をは
じめとする種々の多ロール対向式の矯正機に適用しても
よい。また第１発明の矯正ロールセットは、それ単独で
用いてもよい。さらに第１発明の矯正ロールセットの構
成は前記実施例におけるロール配置とは上下逆に大形ロ
ール４をパスラインの上方に、小形ロール１，２，３，
をパスラインの下方に配置するようにしてもよい。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、従来の２ロール対向式
と同様の高い管端部の矯正精度と、従来の多ロール対向
式と同様の高い大曲がりの矯正精度を達成し、しかもス
リ傷の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかわる鋼管矯正機を示す
正面図である。

【図２】第１発明の一実施例にかかわる矯正ロールセッ
トの説明図である。

【図３】図２におけるＡ線、Ｏ線、Ｂ線各矢視図であ
る。

【図４】図２におけるＣ線、Ｄ線各矢視図である。

【図５】従来の６ロール対向式矯正機（Ｉ）、７ロール
対向式矯正機(II)、８ロール対向式矯正機(III）の各ロ
ール配置図である。

【図６】従来例の２ロール対向式矯正機の正面図
（Ｉ）および平面図(II)である。

【図７】従来例における鋼管の飛出し力発生の説明図
である。

【図８】従来例の多ロール対向式矯正機の正面図であ
る。

【図９】従来例における鋼管の飛出し力発生の説明図
である。

【符号の説明】

１ 小形ロール ２ 小形ロール ３
小形ロール ４ 大形ロール 10 ハウジング 11
上部フレーム 12 下部フレーム Ｐ 鋼管 Ｌ
パスライン

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パスラインに対しロール軸を水平面内で傾
   斜させて配置した大径長尺の鼓形の１個の大形ロール
   と、パスラインに対しロール軸を、前記大形ロールのロ
   ール軸とは反対向きに傾斜させて、パスラインに沿って
   配置した小径短尺の鼓形の３個の小形ロールとからな
   り、前記３個の小形ロールのうち両端の小形ロールはそ
   れぞれ大形ロールの両端部との間で鋼管等を挟み、中間
   の小形ロールは大形ロールの中間部との間で鋼管等を挟
   むように、前記３個の小形ロールと大形ロールとをパス
   ラインを挟んで配置したことを特徴とする矯正ロールセ
   ット。
2. 【請求項２】請求項１記載の矯正ロールセットの入側お
   よび出側にそれぞれ２ロール対向式のロールセットを配
   置したことを特徴とする鋼管等矯正機。
3. 【請求項３】請求項２記載の鋼管等矯正機の出側に下ロ
   ールを１個追加して配置したことを特徴とする鋼管等矯
   正機。