JP2879609B2 - ロール成形機 - Google Patents

ロール成形機

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JP2879609B2 JP7522499A JP52249995A JP2879609B2 JP 2879609 B2 JP2879609 B2 JP 2879609B2 JP 7522499 A JP7522499 A JP 7522499A JP 52249995 A JP52249995 A JP 52249995A JP 2879609 B2 JP2879609 B2 JP 2879609B2
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    • B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/08—Interchanging rolls, roll mountings, or stand frames, e.g. using C-hooks; Replacing roll chocks on roll shafts
    • B21B31/10—Interchanging rolls, roll mountings, or stand frames, e.g. using C-hooks; Replacing roll chocks on roll shafts by horizontally displacing, i.e. horizontal roll changing
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明は、ロール成形機に関し、管圧延（チューブ
ミル）作業において特に用途を有する。
発明の背景 ロール成形は、フラットなストリップ材を溶接管へと
変換するプロセスである。一般的なロール成形装置（ま
たは管圧延装置）は、多数の機械で成形、溶接、サイズ
決め、冷却および仕上げの各作業を行う複数のセクショ
ンを含む。一般的な管圧延作業は、移動するフラットな
ストリップ材を完成した金属管へと変換するのに必要な
各種のロールを担持した複数のツーリングスタンドを含
む。
これまでツーリングスタンドは、各々ある１つの所定
のサイズおよび肉厚の管を成形するのに有用な１つ、ま
たはそれより多いロールを具備していた。異なるサイ
ズ、または肉厚の管を成形するためにスタンドを変える
必要が生じると、各スタンド全体をクレーンで持ち上げ
て取り除かねばならず、その後はじめて新しいスタンド
が設置可能となる。この交換作業は、非常に時間が掛か
るもので、１つの管圧延ラインでも丸一日を要すること
がよくあり、その間はまったく生産を行うことができな
い。この結果、管圧延装置では、ライン交換の高コスト
のため多量の材料を給送することを余儀なくされ、１つ
のサイズまたは肉厚の管について過剰在庫になることが
よくある。迅速分離の結合器および取り外し可能／交換
可能な圧延機（ミルスタンド）は、複数の圧延機を含む
交換可能なセクションを有しているので、交換過程をス
ピードアップさせている。しかしながら、このような圧
延機は高価で、特に隣合う圧延機の間が狭い位置関係に
あるため、交換するのが依然困難で時間が掛かる。
同様の問題は、金属のスリット切断作業においてもこ
れまで存在した。米国特許第3,727,503号は、１つのス
リット切断機に複数の心軸を設けることにより、スリッ
ト切断業界に革命を引き起こしたメタルスリッターを開
示している。このスリット切断機は、作業している心軸
が動作中に、同時に機械のオペレータが空いている心軸
に作業を施すのを可能とした。交換が必要になると、ス
リッターヘッドが旋回され、別の心軸を作業位置へと揺
動させる。その結果、交換作業時のダウンタイム（運転
停止時間）が著しく短縮した。
発明の要旨 この発明のロール成形機は、一対の心軸を回転可能に
収納した圧延機タレットを含む。成形ロールが、心軸に
よって取り外し可能に担持される。一対の心軸のうち一
方が作業ラインから離れて位置し、オペレータがその心
軸をその後のロール成形作業のために準備設定するのを
可能としている。ライン交換を行いたいときは、タレッ
トを回転可能にし、さらに他方の心軸を作業位置へと移
すために個々の圧延機を作業ラインから後退させる。
ロール成形機は、所望の最終製品のサイズまたは肉厚
を変更すべき際、交換を必要とする管圧延ラインのセク
ションのうちどこにでも適用できる。これは、管圧延ラ
インの成形、クラスター、仕上げ、溶接、サイズ決め、
切断および調整の各ステーションを含むが、これらに限
られるものでない。ロール成形機は、交換時間を大幅に
減少させ、また生産の進行中にオペレータが空いている
心軸の設定作業をするのを可能とし、ダウンタイムを一
層短縮させる。
したがって、この発明の目的は、新規で且つ改良され
たロール成形機を提供することにある。
この発明の別の目的は、管圧延生産ラインに適用可能
で、交換時のダウンタイムを短縮するロール成形機を提
供することにある。
別の目的は、他方のマシン心軸を用いた生産の進行
中、空いているマシン心軸の設定作業をその位置で行う
ことを可能とするロール成形機を提供することにある。
別の目的は、大型のリフトクレーンを用いることな
く、ラインからすばやく後退可能であるとともに、旋回
して別の心軸を作業位置へ移すことが可能なロール成形
機を提供することにある。
別の目的は、管圧延生産ラインのほぼすべてのセクシ
ョンに適用可能であるロール成形機を提供することにあ
る。
別の目的は、現在使われている管圧延ステーションの
駆動系に改造適用可能なロール成形機を提供することに
ある。
その他の目的は、以下の説明から容易に明らかとなる
であろう。
図面の簡単な説明 発明の好ましい実施例が、例示を目的としてのみ示し
てあり、 図１は、この発明のロール成形機の正面図で、心軸の
接続を示すため一部が断面で示してある。
図２は、図１と同様な正面図で、第２対の心軸を作業
位置へ旋回させる準備のために、後退位置に占位した内
側軸受を示している。
図３は、図２と同様な正面図で、第２対の心軸が旋回
した後の内側ハウジングを示す。
図４は、ロール成形ラインの正面図である。
図５は、この発明のロール成形機を組み込んだロール
成形ラインの平面図である。
好ましい実施例の説明 ここに説明する好ましい実施例は、すべてを網羅した
ものでも、また発明を以下に開示するとおりの形態に制
限するものでもない。好ましい実施例は、発明の原理と
その応用および実際の使用を、当業者が発明の教示に従
うのを最大限可能とするべく説明するために選ばれ記述
されている。
添付の図面中、まず図４および図５を参照すれば、参
照番号10が薄板状の金属品から円筒状の管を製造するの
に通常使われているロール成形ラインの全体を示してい
る。図４に示すように、一般的なライン10は、そのライ
ンの各セクションを構成する多数の機械を含んでいる。
これらのセクションには、圧延機13,14,15,16,17を含む
成形セクション12と、圧延機19,20,21を含むクラスター
セクション18と、圧延機23,24,25,26を含む仕上セクシ
ョン22と、圧延機27,28,29を含む溶接セクションと、冷
却セクション30と、圧延機32,33,34,35,36を含むサイズ
決めセクション31と、圧延機38,39,40,41を含む調整セ
クション37とが含まれている。薄板鋼は、成形セクショ
ン12にある巻き出し機（図示せず）からライン10に入
り、調整セクション37を通過した後ライン10から出る。
ライン10は、フラットな薄板鋼を円筒状の管へと次第に
ロール成形し、円筒状の管が調整セクション37を出た
後、所定の長さに切断される。
フラットな薄板鋼から円筒状の管を成形する一般的な
プロセスはよく知られており、簡潔にするためここでは
詳しく説明しない。一般的には、この発明の原理にした
がって、少なくとも圧延機13,14,15,17,23,24,25,33,3
5,38,39,40が構成されるのが好ましい。これら各圧延機
の構造は、ほぼ同じであり、この一般的構造がこの発明
の原理を利用するすべての関連した圧延機に適用される
という条件で、詳細な説明では圧延機13についてだけ行
う。
圧延機14が図１に正面図で示してあり、その作業位置
にある状態を示している。圧延機14は、主支持フレーム
42を備えており、主支持フレーム42は、その両側に位置
した離間するレール連結ブラケット46（一方のみ示す）
を具備する。フレーム42は、ブラケット46によってスラ
イドレール48,49上に支持され、ブラケット46がフレー
ムをレールへ摺動可能に結合し、図１の作業位置と図
２、図３の後退待機および交換位置との間で相対的にス
ライド可能としている。
油圧動力駆動式シリンダ50、一般には伸縮可能なプッ
シュロッド52を有する液圧シリンダが、図示のごとく内
側ハウジング60のブラケット58またはレール48,49に固
着されている。フレーム42の下方結合ブラケット54がボ
ルト56などによってプッシュロッド52の先端に結合さ
れ、プッシュロッドとブラケット54が直線状に並進移動
するのを可能としている。
直立した内側ハウジング60が、通常の手段で支持テー
ブル62に固定されている。内側ハウジング60は、離間し
た軸受ブロック64,66を担持する。下方軸受ブロック64
は、ハウジング60に固定結合されており、カラー68およ
びスリーブ70を具備している。上方軸受ブロック66は、
ブロック72およびネジジャッキ74などによってハウジン
グ60へ調整可能に結合され、同じくカラー76およびスリ
ーブ78を具備している。モータ80が軸受ブロック60の頂
部に支持されており、カプラー84に終端する回転可能な
駆動シャフト82を具備している。駆動シャフト82は、ギ
アボックス86を貫いて延在し、駆動シャフトの回転運動
をネジジャッキの回転運動へ、さらには軸受ブロック66
の対応した直線移動へと変換するようにネジジャッキ74
に機械的に接続されている。
主駆動モータ（図示せず）は、キャビネット88内に収
納されている。駆動シャフト90,91がキャビネット88か
ら延出し、それぞれ自在継手92,93およびキー溝付きカ
ップリング94,95を介して軸受ブロック66,64に接続され
ている。キー溝付きカップリング94,95は、軸受ブロッ
ク66,64のスリーブ78,70内にそれぞれ延びている。
フレーム42は、離間した直立タレット98,99を具備す
る外側ハウジング96を支持している。プレート100が両
タレット98,99を相互に結合し、ギヤボックス102,103を
支持している。カップリング104,105がそれぞれギヤボ
ックス102,103に結合され、且つそこから延出してい
る。ネジジャッキ106,107がギヤボックス102,103を貫い
て延び、そこに機械的に接続されて並進移動可能となっ
ている。
外側ハウジングのタレット98は、軸受ブロック108,10
9を担持し且つ支持している。軸受ブロック108は、タレ
ットハウジング98に固定結合され、軸受ブロック64とほ
ぼ位置合わせされている。軸受ブロック109は、垂直方
向に調整可能で、ネジジャッキ106に結合されたブロッ
ク110などによってタレット98に結合されている。タレ
ット99も軸受ブロック111,112を同様に支持している。
第１対の回転可能な心軸113,114が、軸受ブロック10
8,109に担持されている。第２対の心軸115,116が、軸受
ブロック111,112に回転可能に収納されている。成形ロ
ーラ117,118が、それぞれ心軸113,114によって担持且つ
支持されている。成形ローラ117,118の形状およびサイ
ズは、成形すべき管の所定のサイズおよび所望の直径に
依存し、また特定の圧延機13のライン10中における位置
によっても左右される。薄板鋼が漸次曲げられて円筒状
の管を成形するので、ローラ117,118はライン10の進行
につれ少しづつ形状が変化している。薄板鋼から円筒状
の管を成形する基本のプロセスはよく知られており、こ
の発明の一部を構成するものではない。各カラー120が
ローラ117,118を心軸113,114にそれぞれ固定し、両者間
での相対移動を防いでいる。図示の実施例において、ロ
ーラ117,118は、心軸113,114と一緒に回転し、両者の間
で相対的な回転は生じない。
外側ハウジング96は、軸受124などによってフレーム4
2の頂部に回転可能に支持された下方テーブル122を具備
している。駆動手段（図示せず）が下方テーブル122に
接続され、図３中に矢印126で示したように、垂直軸を
中心にテーブルを回転させる。
心軸115,116も、ローラ127,128（図２では点線で示
す）を担持するように構成されている。心軸115,116の
構造は、心軸113,114と同じである。各心軸113,114,11
5,116は、キー129,130,131,132を具備し、外側ハウジン
グが作業位置にあるとき、これらのキーが心軸の位置に
応じてキー溝付きカップリング94、または95と噛み合
う。
図１乃至図３は、圧延機14の機能および動作を示して
いる。肉厚と管径とにはさまざまな種類があるので、ロ
ール成形会社では所定のラインで使われるローラをしば
しば変更しなければならない。また製造上の配慮から、
各圧延機は、隣の圧延機と比較的近接して位置され、鋼
がラインに沿って通過するとき鋼がたるまないようにし
ている。この圧延機のかなり接近した位置関係が、個々
の圧延機を通過ラインから物理的に取り外さずに、オン
ラインでローラを交換するのを困難にしている。
圧延機14は、図１において、作業、つまりオンライン
位置の状態で示してある。この状態では、プッシュロッ
ド52がシリンダ50内に最大限後退され、それぞれ作業状
態にある心軸113,114のキー129,130が駆動シャフト90,9
1のキー溝付きカップリング94,95と噛み合い係合してい
る。また調整が必要であれば、ネジ駆動シャフトカプラ
ー84がカップリング104と係合し、これによってネジジ
ャッキ74,106が機械的に結合され、軸受ブロック66,109
の垂直シフト位置を平衡させる。
動作時、駆動シャフト90,91の回転運動がそれぞれ心
軸113,114およびこれらに結合されたローラ117,118を回
転させ、薄板鋼がこれら両ローラの間を通過して曲げ成
形される、管圧延ライン10に配置された連続する圧延機
が薄板鋼をさらに成形し、最終的に薄板鋼は閉じた管形
状になって現れる。
異なる肉厚や管径にしたい場合など、ローラを変更し
たいときは、従来必要であったように、圧延機14をクレ
ーンを使ってラインから取り外す必要がない。図２およ
び図５は、圧延機14をライン10から取り外す工程を示し
ている。シンリンダプッシュロッド52を伸張すると、プ
ッシュロッドがブラケット54に結合されているので、フ
レーム42がレール48,49に沿って矢印134の方向にスライ
ドし、図示のように完全にオフラインの位置に達する。
この時点で好ましくは、交換時間を短縮しライン10のタ
ウンタイムを減らすように、ローラ127,128（図２では
点線で、図３では実線で示す）が待機状態にある心軸11
5,116とすでに固定されている（矢印136参照）。
その後、外側ハウジング96が矢印126で示したように
回転され、待機状態にある心軸115,116およびローラ12
7,128を図３に示す作業用の位置に移す。次いでシンリ
ンダプッシュロッド52が後退され、外側ハウジング96を
内側ハウジング60の方に向かってスライドさせ（矢印13
8）、前述したようにキー131,132がキー溝付きカップリ
ング94,95と係合される。ネジジャッキ74,107の回転に
よって、垂直方向の調整が再び行われる。必要であれ
ば、待機状態にある心軸113,114に固定されたローラ11
7,118を取り外し、交換することもできる。
上記の手順が、異なるローラを用いる必要が生じたラ
イン10に沿う各圧延機毎に実施される。シフト可能な圧
延機と回転可能なタレットヘッドとを設けることによっ
て、ローラの設定精度を損なうことなく交換およびダウ
ンタイムが著しく短縮される。
なお、以上の説明は発明を上記の詳細に限定するもの
でなく、以下の請求の範囲に記載の範囲内で変更可能で
あることが理解されるべきである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マツナガ・ダグラス・エス アメリカ合衆国 イリノイ州 60048、 メタワ、セント・メアリーズ・ロード 25880 (56)参考文献 特開 昭50−120469（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−112827（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B21D 5/12 B21D 5/08 B21C 37/08

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】支持フレームと、 この支持フレームに結合された軸受ハウジングと、 この軸受ハウジングに結合された第１対の回転可能な離
    間心軸で、第１対の管成形ロールを担持する手段を構成
    する第１対の心軸と、 金属ストリップ材が前記ロールを通過するとき、前記第
    １対の心軸を回転させる駆動手段と、 前記軸受ハウジングを前記支持フレームへ回転可能に結
    合するタレット手段と、 前記軸受ハウジングに結合された第２対の回転可能な離
    間心軸で、第２対の管成形ロールを担持する手段を構成
    し、前記第１対の心軸が前記駆動手段に接続した作動位
    置にあるとき待機位置にある第２対の心軸と、 前記両対の心軸の一方が前記駆動手段に連結している作
    動位置と前記両対の心軸が前記駆動手段から分離し且つ
    隣接のロール成形機からも離間して前記タレット手段を
    回転可能とする準備設定位置との間で前記支持フレーム
    をシフト可能に収容するレール手段と を備えたロール成形機。
  2. 【請求項２】前記支持フレームを前記作動位置と前記準
    備設定位置との間でシフトさせる動力駆動式手段をさら
    に備えた請求の範囲第１項に記載のロール成形機。
  3. 【請求項３】前記レール手段が一対の平行なレールを含
    み、前記支持フレームが各レールとスライド可能に係合
    するレールカプラーを含む請求の範囲第１項に記載のロ
    ール成形機。
  4. 【請求項４】各対の心軸が前記駆動手段との迅速接続お
    よび分離を可能とする連結手段を含む請求の範囲第１項
    に記載のロール成形機。
  5. 【請求項５】前記ハウジングに担持され、前記第１およ
    び第２対の心軸間の垂直方向の間隔を調整する手段をさ
    らに備えた請求の範囲第１項に記載のロール成形機。
  6. 【請求項６】前記第１および第２対の心軸がほぼ直線上
    に配置されている請求の範囲第１項に記載のロール成形
    機。
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US201,787 1994-02-25
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CN (1) CN1069071C (ja)
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