JP3761530B2 - Swing lever device - Google Patents

Description

シリンダー１１０が伸長したときには

である（長さＲ１、Ｒ２、Ｌ１、Ｌ２については図６を参照）。
ニ) 力Ｆ１、Ｆ２はフレキシブルホース１２６・１２７の屈曲の仕方や内部の圧力によって変化し、また長さＲ（Ｒ１、Ｒ２）やＬ（Ｌ１、Ｌ２）も変化するものである。そのため、フレキシブルホースに起因して油圧シリンダーがレバー本体に及ぼす上記のトルクＴ１、Ｔ２は、大きさの定まらない外乱となり、油圧シリンダー１１０の制御特性を実質的に低下させることになる。
【０００８】
請求項に係る発明は、フレキシブルホースの接続等に関連して制御特性が低下することを解消する、好ましい流体圧シリンダーを含む好ましいスイングレバー装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項に係るスイングレバー装置は、レバー本体が流体圧シリンダーに連結されその流体圧シリンダーによって揺動させられるとともに変位または力の大きさを制御されるスイングレバー装置であって、下記 a) 、 b) 、 c) 、 d) および e) の特徴を有するものである。すなわち、
a) 上記流体圧シリンダーが、１本の軸の中心線回りに揺動（特定の角度範囲内で正逆方向に回転する運動）し得るよう支持部材にて支持され、
シリンダチューブ内のピストンをはさむ２箇所の圧力室に作動流体を供給・排出するために、当該流体圧シリンダーに短管が取り付けられ、その短管の一端にある各接続口が上記の中心線に沿って設けられており、各接続口に、相対回転の中心が上記の中心線に沿うよう回転継手が取り付けられていること。
b) 上記流体圧シリンダーにおける短管および回転継手が上記軸とは独立の部材のみにより構成されていて、当該回転継手にフレキシブルホースが接続されていること。
c) 上記流体圧シリンダーの揺動中心である軸が、ピストンロッドがシリンダチューブから伸び出たときのピストンの中心よりもロッドカバー寄りとなる位置にあること。
d) 上記流体圧シリンダーのうち上記支持部材との連結部またはレバー本体との連結部に、連結用の軸とともに、ラジアル負荷およびスラスト負荷を担う転がり軸受が配置されていること。
e) レバー本体が軽金属または軽量非金属材料によって形成されていること。
【００１０】
管路の接続口を上記の中心線（つまり揺動中心）に沿って設ける、とは、その中心線（の延長線）上、またはそうした線に近い位置に当該接続口を設けることをさす。もし流体圧シリンダーが球面継手を介して支持部材に支持されていて、揺動中心がその球面継手の中心にある場合には、その中心を通る任意方向の直線を上記の中心線とし、それに沿って上記管路の接続口を設けるものとする。以下の請求項においても、「中心線に沿って」または「中心線回りに」という場合の「中心線」は、その延長線や、当該中心線もしくはその延長線に近い線を含み、さらには、球面継手の中心（もしくはそれに近い点）を通る任意方向の直線をさすものとする。
なお、流体圧シリンダーである以上、この請求項の発明は当然に、シリンダチューブと、その内側に移動可能に配置されたピストンと、そのピストンに連結されたピストンロッドとを含むものである。
【００１１】
本請求項に係るスイングレバー装置の流体圧シリンダーについては、前記した理由で制御特性が低下することのないよう、適切にフレキシブルホース等を使用することができる。すなわち、この流体圧シリンダーを上記１本の軸の中心線の回りに揺動可能に支持させるとともに、その中心線に沿って設けられた接続口に、作動流体供給用管路（油圧作動油や圧縮空気などの作動流体を流体圧シリンダーに対して供給しまたは排出するための管路）としてフレキシブルホースを接続する。それにより、フレキシブルホース等から流体圧シリンダーに不規則な力が作用するとしても、力の作用点とシリンダーの揺動中心（支持点）との間の距離（図６に関して述べた長さｄ１、ｄ２）がほとんどゼロであることから、その力に起因する外乱として流体圧シリンダーが受けるトルク（前述のＴｃ）もほとんどゼロとなる。そうしたトルクがゼロに近いなら、流体圧シリンダーは、外乱として外部に及ぼす不規則なトルクや力がほとんどなくなり、その制御特性（高速動作させる制御指令に対する迅速・円滑な応答性能）が大幅に向上する。
【００１２】
請求項に係るスイングレバー装置の流体圧シリンダーは、上記の接続口に回転継手を設けたことをも特徴とする。
回転継手とは、上流側の管路と下流側の管路とを相対回転（または一定範囲の角度変位）が可能になるよう接続する継手である。この請求項の流体圧シリンダーでは、回転継手を、それがもたらす相対回転が上記の中心線回りのものとなるように上記接続口に設けるのである。
【００１３】
このようにすると、フレキシブルホース等の作動流体供給管路から力を受けることによって不規則なトルクを生じることが、さらに効果的に防止される。フレキシブルホース等そのものに捩りや曲げに基づく回転力が生じたとしても、回転継手の作用により、その回転力が流体圧シリンダーにまでは伝わらないからである。
【００１４】
流体圧シリンダーにおいては、揺動中心である軸を、ピストンロッドがシリンダチューブから伸び出たときのピストンの中心よりもロッドカバー寄りとなる位置に設けることとする（図３を参照）。
このようにすることにより、まずは、力の作用点であるピストンロッドの先端部と上記の軸とが近くなることから、圧縮向きの荷重を受ける際にも、ピストンロッドやシリンダチューブが座屈変形を起こしにくい。また、ピストンロッドがシリンダチューブから伸び出たときにも、軸を中心にシリンダチューブが回転変位可能となるため、ピストンとシリンダチューブとの間に角度のズレが発生しにくい。ピストン・シリンダチューブ間に角度のズレが発生しないということは、両者間にモーメント荷重（曲げ）が生じないことにほかならない。このような作用も、流体圧シリンダーにおいてピストンの動きが滑らかであり、ロールの変位や速度の制御が行いやすいというメリットをもたらす。
【００１５】
請求項に係るスイングレバー装置は、上記した特徴をもつ流体圧シリンダーをレバー本体に連結（直接または間接に連結）し、その流体圧シリンダーによってレバー本体が揺動させられるとともに変位または力の大きさを制御されるようにしたものである。
【００１６】
上記した流体圧シリンダーをレバー本体の駆動手段とするなら、それら流体圧シリンダーの応答性能に基づいてレバー本体の動作が迅速かつ円滑なものとなる。そのため、本請求項のスイングレバー装置は、変位や力を速やかに制御しなければならない用途に適した、高い応答性能を発揮するといえる。
【００１７】
したがって、たとえば圧延中のストリップの弛みをなくすべく圧延機間に設けられるルーパー装置（図５参照）としても、このスイングレバー装置は好ましい性能を発揮する。ストリップが高速で送られるがために弛みの変化は激しいが、すぐれた応答性能に基づいてそれを迅速に処理し、しかも、薄くて破断等しやすいストリップに過剰な張力がかかることを防止できるからである。
また、圧延ずみのストリップを巻き取るコイラー用のラッパーロール装置、すなわち、ストリップをコイルに巻くときその巻き取りを円滑化すべくストリップの表面にロールを押し付ける装置としても、このスイングレバー装置は適している。ロールの押付け力をつねに適切に保つとともに、巻き取りの初期においてストリップ先端の段差に合わせてロール位置を迅速に微調整すること等が可能になるからである。
【００１８】
請求項に係るスイングレバー装置は、さらに、上記の流体圧シリンダーのうち、支持部材（流体圧シリンダーを前記した揺動の中心線にて支持するもの）との連結部またはレバー本体との連結部に、連結用の軸とともに、ラジアル負荷およびスラスト負荷を担う転がり軸受を配置したことを特徴とする。
【００１９】
このスイングレバー装置では応答性能が一層に高く、レバー本体をさらに迅速かつ円滑に動作させることができる。流体圧シリンダーのうち支持部材との連結部やレバー本体との連結部に上記のとおり転がり軸受を用いると、それら連結部において、流体圧シリンダーやレバー本体の揺動にともなう摩擦抵抗が極めて小さくなるからである。上記連結部の摩擦抵抗はレバー本体のスムーズな動作を妨げるものであるため、この抵抗を小さくすれば、流体圧シリンダーの応答性能の高さと相まってスイングレバー装置の制御特性は一層に向上する。
【００２０】
請求項に係るスイングレバー装置は、とくに、レバー本体（図６の例では第１腕１０２もしくは第２腕１０３またはこれらの双方）を軽金属（鉄鋼よりも比重の小さい金属。たとえばアルミニウムやチタン、またはそれらを含む合金）または軽量非金属材料（鉄鋼よりも比重の小さい非金属材料。たとえば樹脂やＦＲＰ）によって形成したことを特徴とする。
なお、レバー本体にロールを取り付ける場合にはそのロールも軽金属や軽量非金属材料にて形成するのがよいが、ロールは、相手方の物（たとえば金属ストリップ）と接触しながら使用されることから、摩耗や腐食、導電性その他の性質を考慮して材料設定をする必要がある。
【００２１】
この請求項のスイングレバー装置では、レバー本体を軽量に構成できるため、その高速応答性をとくに向上させることができる。レバー本体は、流体圧シリンダー等を含むスイングレバー装置のなかで、ロール等とともに最も大きな振幅で高加速度の運動をするのが一般的である。また、前記したルーパー装置やラッパーロール装置を含む多くのスイングレバー装置においてレバー本体の重量は装置全体の何割かを占める大きなものである。そのため、上記のようにレバー本体を軽量化すると、装置の応答性はきわめて効果的に向上するのである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
発明の実施についての一形態を図１・図２等に示す。図１はスイングレバー装置１Ａを示す図で、同（ａ）は側面図、同（ｂ）は同（ａ）におけるｂ−ｂ断面図である。また図２は、装置１Ａにおける流体圧シリンダー１０の作動流体供給系３０を示す系統図である。
【００２３】
図１に示すスイングレバー装置１Ａは、図５のように圧延機Ａ・Ｂ等の間に配置されるルーパー装置１０１として使用するものである。圧延機Ａ・Ｂは、ストリップｘの熱間仕上げ圧延機として５〜７スタンドが並べて配置されたうちの下流寄りにある２スタンドである。これらの圧延機Ａ・Ｂの付近では、ストリップｘは厚さ数ｍｍ以下に延ばされており、その通板速度は概ね７００ｍ／ｍｉｎを超えている。図１のスイングレバー装置１Ａは、そのように圧延機Ａ・Ｂ間を送られるストリップｘに先端のロール（ルーパーロール）４を押し付けることにより、ストリップｘの弛みをなくしてその円滑な圧延を補助する。
【００２４】
ルーパー装置としての図１のスイングレバー装置１Ａは、ストリップｘの幅方向に軸心を有する回転自在なロール４を、鉛直面内で揺動し得るスイングレバー２・３（レバー本体。第１腕２および第２腕３）の先端部に備え、そのレバー２・３を流体圧シリンダー１０によって上下に揺動させる構造のものである。レバー２・３は、一体化して鉛直面内で揺動し得るよう軸５ａ上に取り付け、その軸５ａは、圧延機Ａのハウジングに固定されたブラケット５に支持させている。また、流体圧シリンダー１０は、シリンダチューブ１１の基端部を、やはり圧延機Ａのハウジングに固定されたブラケット６上に軸１３を介して揺動可能に取り付け、伸縮端であるピストンロッド１７の先端部１８を、ピン１８ａを介してスイングレバー２に連結している。
【００２５】
ストリップｘに弛みが生じたとき、スイングレバー装置１Ａは、流体圧シリンダー１０を伸長することによってロール４を上方へ変位させ、もって上記のようにストリップｘの弛みをなくす。装置１Ａには、レバー１２の回転角度を検知する角度センサー（図示せず）や作動流体の圧力を検知する圧力センサー（図示せず）を付属させ、圧延機Ａ・Ｂ間のストリップｘについて長さ（変位量）と張力の適切化に役立てている。
【００２６】
流体圧シリンダー１０によるロール４の動作は、迅速かつスムーズであるとともに正確である必要がある。前記したようにストリップｘが高速度で送られるため、極めて短時間のうちに弛みが発生してそれが大きく変動し得ること、また、すでに薄く延ばされたストリップｘはロール４が強く押し付けられると不適当に伸びて板幅精度を低下させる恐れがあること等がその理由である。ロール４の動作について速やかさと正確さを確保するために、スイングレバー装置１Ａにはつぎのような工夫を施している。
【００２７】
第一には、図１のとおり、作動流体（油圧作動油）の供給に関し下記a)・b)のとおり新規の構成を採用している。すなわち、
a) ２本の短管（金属管）２１・２２等からなる流体給排部材２０を流体圧シリンダー１０に取り付け、それら短管２１・２２の一端において、接続口２３・２４を、シリンダー１０の揺動中心である前記軸１３の中心線Ｃ１０の延長線上に設けた。接続口２３・２４の開口の中心線は、シリンダー１０の中心線と直角方向に外側を向け、軸１３の中心線Ｃ１０に一致させている。短管２１・２２を含む流体給排部材２０は、シリンダチューブ１１内のピストン１４をはさむ２箇所の圧力室に作動流体を供給・排出するためのもので、上記の接続口２３・２４には、作動流体供給装置（図２に示すポンプ３３等）へ至る管路を接続する。つまりこのa)は、流体圧シリンダー１０への作動流体供給用管路の一部である接続口２３・２４を、軸１３の中心線Ｃ１０に沿って設けたことになる。なお、接続口２３・２４を有する管継手部材、または短管２１・２２のうち接続口２３・２４に近い部分等を、流体圧シリンダー１０の本体（シリンダチューブ１１など）と一体的に結合させておくのもよい。そのような一体化はたとえば、短管２１・２２などを、シリンダチューブ１１をはさむ両側に振り分けて設けると、とくに容易に実施することができる。
b) 接続口２３・２４のそれぞれには、回転継手２５を介してフレキシブルホース２６・２７を接続した。回転継手２５は、一方の開口端に対して他方の開口端を相対回転し得るように結合させたもので、当該相対回転の中心線を各接続口２３・２４の開口の中心線（つまり中心線Ｃ１０）に一致させて取り付ける。フレキシブルホース２６・２７は、主要部にゴムを使用した可撓性の管であって、上記した作動流体供給装置に至る管路の一部として接続したものである。
【００２８】
このa)・b)の構成をとったことから、図１のスイングレバー装置１Ａにおいては、フレキシブルホース２６・２７など作動流体供給用管路から不規則な力が作用して流体圧シリンダー１０に回転力を及ぼすことがほとんどない。管路等による力の作用点とシリンダーの揺動中心（軸１３・中心線Ｃ１０）との間に距離がなく、したがって外乱として発生するモーメントがほとんどゼロになるからである。そのため、この装置１Ａによれば、スイングレバー２・３を揺動させることによるロール４の位置等の制御を適切に実施することができる。
【００２９】
ロール４を正確かつ速やかに動作させるための第二の工夫として、スイングレバー装置１Ａでは、流体圧シリンダー１０におけるピストンロッド１７の先端部１８とスイングレバー（第１腕）２との間に転がり軸受２ａ・２ｂを配置した。すなわち、ピストンロッド１７の先端部１８に対してスイングレバー２を、ラジアル負荷を支える転がり軸受２ａとスラスト負荷を支える転がり軸受２ｂとを介して連結している。このように転がり軸受２ａ・２ｂを使用すると、ピストンロッド１７とスイングレバー２との連結部において摩擦抵抗が極めて小さくなるため、スイングレバー２とともに動作するロール４の位置等を迅速かつ正確に制御しやすくなる。
【００３０】
なお、この例で使用している２種類の軸受２ａ・２ｂは、ラジアル負荷とスラスト負荷とを同時に受ける一つの軸受に置き換えることが可能である。また、これらと同様の軸受は、ピストンロッド１７の先端部１８とスイングレバー２との間に代えて、またはそれらの間と併せて、流体圧シリンダー１０の基部（揺動中心）における軸１３と固定ブラケット６との間に使用するのも好ましい。そのほか、図１のスイングレバー装置１Ａにおいては、レバー２・３と軸５ａとの間、またはレバー３とロール４との間にも軸受を配置し、または適切な潤滑を施すのがよい。
【００３１】
スイングレバー装置１Ａにおける第三の工夫として、スイングレバー２・３と流体圧シリンダー１０の先端部１８とを、高力アルミニウム合金（たとえばジュラルミン）によって形成している。高力アルミニウム合金は、比重が小さい（鉄鋼材料の３分の１程度）うえに高強度であって必要な機械的強さを満たしやすいため、この工夫により、スイングレバー装置１Ａのうち運動の激しい部分の質量を大幅に軽減でき、装置の高速応答性を相当に改善できる。
【００３２】
なお、スイングレバー２・３とともに激しく運動するロール４については、ストリップｘとの接触によって摩耗しがちな部材であることから、耐摩耗性に優れた焼き入れ鋼などを使用する。ただし、ロール４を軽量化して高速動作性能を改善するためには、耐摩耗性に富んだ材料を表面付近に使用するとともに、軸心に近い部分では軽量材を使用したり中空部分を多く設けたりするとよい。
【００３３】
ロール４の動作性能を改善するための第四の工夫として、スイングレバー装置１Ａでは、図２のように、流体圧シリンダー１０への作動流体供給系３０において、電磁式の第一サーボ弁３１と第二サーボ弁３２とを並列に配置して使用することとした。供給系３０において作動流体は、ポンプ３３により加圧されて供給管３４に送られたうえ、配管３５または３６およびフレキシブルホース２６または２７を通って、シリンダー１０のうちピストン１４のヘッド側またはロッド側の空間へ供給される。その一方、シリンダー１０のうち他方の空間からは、戻り管３７等を通って作動流体がタンク３８に戻される。作動流体を供給管３４から配管３５・３６のどちらへどれだけ供給するかは一般にサーボ弁にてコントロールされるが、この供給系３０では、二つのサーボ弁３１・３２を並列に設けるとともに、供給管３４と戻り管３７、配管３５・３６をそれぞれ分岐させて、それらを各サーボ弁３１・３２に接続している。
【００３４】
第一サーボ弁３１と第二サーボ弁３２とについては定格流量（最大限度に流し得る流量。最大定格流量）に差をつけ、前者の定格流量の数倍を後者の定格流量とした。そして、シリンダー１０の必要動作量が小さくて正確さが必要な場合には第一サーボ弁３１のみを使用し、シリンダー１０の必要動作量が大きくて高速性が必要な場合には双方のサーボ弁３１・３２を同時に使用する。定格流量の小さい第一サーボ弁３１のみを使用すれば微小範囲での精密な流量制御が行えてシリンダー１０を正確に動作させ得る一方、定格流量の大きい第二サーボ弁３２を含めて使用すれば、多量の作動流体をシリンダー１０に供給して高速な動作を実現できるからである。なお、スイングレバー装置１Ａに正確な動作が必要であるのは、制御偏差が小さい範囲でシリンダー１０の伸縮量を高精度にコントロールすべきときであり、高速な動作が必要であるのは、制御偏差が大きくてシリンダー１０を速やかに伸縮させるべきときである。
【００３５】
つづく図３〜図４に、発明の実施に関する別の形態を紹介する。図３はスイングレバー装置１Ｂの側面図、図４は、装置１Ｂにおける流体圧シリンダー４０の作動流体供給系３０を示す系統図である。
【００３６】
図示のスイングレバー装置１Ｂも、図１等に示したスイングレバー装置１Ａと同じく、流体圧シリンダー４０によってスイングレバー（レバー本体）２とともにルーパーロール４を動作させ、当該ロール４によって圧延機（図示せず）間のストリップｘについて弛みを取り除くという、ルーパー装置として機能するものである。ロール４の揺動動作を迅速・円滑かつ正確に行うために、このスイングレバー装置１Ｂにおいても以下のような工夫を施している。
【００３７】
まず、スイングレバー装置１Ａと構成が同様であるゆえに図示を省略した点として、下記の1)〜3)がある。すなわち、
1) 流体圧シリンダー４０において、作動流体供給用の管路（流体給排部材５０をなす図４の金属製短管５１・５２や配管７５・７６など）の接続口を、シリンダー４０の揺動中心である軸４３の中心線Ｃ４０に沿って設けたうえ、その接続口に図４のとおり回転継手５５（詳細は図１（ｂ）に準じる）を設けている。そして各回転継手５５の先に、フレキシブルホース５６・５７を介し、作動流体供給装置（ポンプ７３等を含む）へ至る管路を接続している。こうした構成をとったために、スイングレバー装置１Ｂにおいては、管路から作用する不規則な力により外乱としてシリンダー４０に回転力が及ぶ恐れがほとんどなく、スイングレバー２の揺動によるロール４の位置等の制御を適切に実施できる。なおこの例でも、中心線Ｃ４０上の上記接続口やそれに近い部分等を、シリンダー４０の本体（シリンダチューブ４４など）と一体的に結合させると好ましい。
【００３８】
2) 流体圧シリンダー４０のうち、ピストンロッド４７の先端部４８とスイングレバー２との連結部、またはさらに、中心線Ｃ４０における軸４３と支持部材６との連結部に、ラジアル負荷およびスラスト負荷を担う転がり軸受（図示せず）を配置した。このように転がり軸受を使用すると、各連結部において摩擦抵抗が極めて小さくなり、スイングレバー２およびロール４の動作を一層に迅速かつ正確に制御できるからである。
【００３９】
3) スイングレバー２や、流体圧シリンダー４０の先端部４８を、ジュラルミン等の高力アルミニウム合金にて形成している。こうすることにより、スイングレバー装置１Ｂは、全体を鉄鋼材料にて形成する場合に比べて、動作部分の総重量を３分の１程度に軽量化することができ、高速応答性を相当に改善できる。
【００４０】
スイングレバー装置１Ｂにおいてはさらに、下記4)の構成も採用している。すなわち、
4) 図４のように、流体圧シリンダー４０への作動流体供給系７０のうちに、電磁式の第一サーボ弁７１と第二サーボ弁７２とを並列配置して使用している。ポンプ７３や供給管７４・戻り管７７、配管７５・７６などにより供給系７０を構成したことを含めて、このようなサーボ弁７１・７２の使用は、図１・図２等に示したスイングレバー装置１Ａと同様のものである。やはり第一サーボ弁７１と第二サーボ弁７２との間で定格流量に差をつけ、シリンダー４０の必要動作量が小さくて正確さが必要な場合には小流量型の第一サーボ弁７１のみを使用し、シリンダー４０の必要動作量が大きくて高速性が必要な場合には双方のサーボ弁７１・７２を同時に使用する。そうすることにより、シリンダー４０によって行うロッド４７の動作を、正確かつ高速に行うことが可能になる。
【００４１】
また、下記5)〜7)のように構成するのもよい。
5) 図３の流体圧シリンダー４０において、伸縮動作する際にシリンダチューブ４１の内面と摺動し合うピストン４４の外周（側面）に、いわゆる静圧軸受部分を設ける。つまり、ピストン４４の側面とシリンダチューブ４１の内面との間に作動流体（油圧作動油）を供給するようにし、そこに同流体の液膜を形成して静圧支持状態を実現する。これにより、ピストン４４とシリンダチューブ４１とが直接には接触し合わないようにするのである。ピストン４４は、こうして静圧支持されるとシリンダチューブ４１内をきわめてスムーズに移動するため、流体圧シリンダー４０の伸縮動作が滑らかになり、ロール４（図３）の変位や速度について高精度のコントロールが可能になる。
【００４２】
6) 流体圧シリンダー４０では、ピストンロッド４７の外周面と、シリンダーチューブ４１の端部にあるロッドカバー４２の通し穴の内周面との間にも静圧軸受部分を形成することが可能である。具体的には、概要を図４（の破線部）に示すとおり、ロッドカバー４２の内側に形成した流体充填空間（図示せず）に向けて管６３を含む流体給排部材６０を形成してシリンダー４０に取り付け、それに対し、フレキシブルホース６６・６７を介して、前記のポンプ７３等につながる作動流体供給管６１やタンク７８等を接続する。ポンプ７３によって加圧された流体が給排部材６０を通じてロッドカバー４２の内側に供給され、もってピストンロッド４７が静圧支持される。ピストン４４だけでなくピストンロッド４７についてもこうして静圧支持されると、流体圧シリンダー４０は摩擦抵抗を極めて低く保って滑らかに伸縮動作できるため、スイングレバー装置１Ｂは、好ましく制御されることにより、ストリップｘに対しつねに適切に弛みを取るとともに的確な張力を与えて、好適に圧延を補助することができる。
ただし、静圧支持用流体についての上記の供給管路のうち、フレキシブルホース６６・６７と接続される流体給排部材６０の接続口は、図４のように、回転継手６５を取り付けたうえ、シリンダー４０の揺動中心である軸４３の中心線Ｃ４０の延長線上に設けるのがよい。ピストン４４の側面とシリンダチューブ４１の内面との間に外部の管路によって静圧支持用流体を供給する場合には、上記と同様に、中心線Ｃ４０の延長線上にその管路の接続口を設けるとよい。このようにすれば、シリンダー４０は、静圧支持流体の管路からも不規則な回転力をほとんど受けることがなく、したがって適切な動作性能を発揮しやすい。なお、静圧支持用の流体給排部材についても、シリンダー４０と一体の部材として形成するとよい。
【００４３】
7) スイングレバー装置１Ｂでは、図３のように、ブラケット６にて揺動自在に支える流体圧シリンダー４０の前記の軸４３を、シリンダチューブ４１の上方（つまりロッドカバー４２に近い位置）に設けるとよい。つまり、軸４３の位置は、ピストンロッド４７が図３のようにシリンダチューブ４１から伸び出たときにもピストン４４（の中心）よりも上（ロッドカバー４２寄り）にあるように定めるのが好ましい。
このようにすることにより、まずは、力の作用点であるピストンロッド４７の先端部４８と上記の軸４３とが近くなることから、圧縮向きの荷重を受ける際にも、ピストンロッド４７やシリンダチューブ４１が座屈変形を起こしにくい。また、ピストンロッド４７がシリンダチューブ４１から伸び出たときにも、ピストン４４が軸４３より下に位置し、かつ軸４３を中心にシリンダチューブ４１が回転変位可能となるため、ピストン４４とシリンダチューブ４１との間に角度のズレが発生しにくい。ピストン１４・シリンダチューブ１１間に角度のズレが発生しないということは、両者間にモーメント荷重（曲げ）が生じないことにほかならない。このような作用も、流体圧シリンダー４０においてピストン４４の動きが滑らかであり、ロール４の変位や速度の制御が行いやすいというメリットをもたらすものである。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１に記載したスイングレバー装置では、流体圧シリンダーに作動流体を供給等するためのフレキシブルホース等の管路を、シリンダーに対して適切に接続することができる。すなわち、当該管路から不規則な力が作用するとしても、流体圧シリンダーにはその不規則な力に起因する外乱としてのトルクがほとんど発生せず、流体圧シリンダーの動作の迅速さや円滑さが大幅に向上する。
また、流体圧シリンダーにおいてピストンの動きが滑らかであり、ロールの変位や速度の制御が行いやすいというメリットもある。
【００４５】
請求項に記載したスイングレバー装置は、流体圧シリンダーの性能に基づいて迅速かつ円滑にレバー本体を動作させ得るため、変位や力が速やかに制御されるべき用途に適した高い応答性能を発揮する。圧延機間に設けられるルーパー装置や、圧延ずみのストリップを巻き取るコイラー用のラッパーロール装置等としても好適である。
【００４６】
請求項に記載のスイングレバー装置は、流体圧シリンダーやレバー本体の揺動にともなう摩擦抵抗が極めて小さくできるため、レバー本体をさらに迅速かつ円滑に動作させることができる。
また、レバー本体をとくに軽量に構成できることから、装置の高速応答性を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施についての一形態であるスイングレバー装置１Ａを示す図であり、同（ａ）は側面図、同（ｂ）は同（ａ）におけるｂ−ｂ断面図である。
【図２】スイングレバー装置１Ａにおける流体圧シリンダー１０の作動流体供給系３０を示す系統図である。
【図３】発明の実施に関する別の形態としてスイングレバー装置１Ｂを示す側面図である。
【図４】スイングレバー装置１Ｂにおける流体圧シリンダー４０への作動流体供給系７０等を示す系統図である。
【図５】スイングレバー装置の例として、一般的な圧延機用ルーパー装置１０１を示す側面図である。
【図６】上記のルーパー装置１０１について詳細を示した側面図である。
【符号の説明】
１Ａ・１Ｂ スイングレバー装置
２・３ スイングレバー（レバー本体）
１０・４０ 流体圧シリンダー
１１・４１ シリンダチューブ
１３・４３ 軸
Ｃ１０・Ｃ４０ 中心線
１４・４４ ピストン
２０・５０・６０ 流体給排部材
２３・２４ 接続口
２５・５５・６５ 回転継手
２６・２７・５６・５７・６６・６７ フレキシブルホース[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The claimed invention relates to fluid pressure such as hydraulic cylinders and air cylinders.CylinderThe present invention relates to a swing lever device to be used.
[0002]
[Prior art]
Some fluid pressure cylinders must be quickly and smoothly controlled for displacement (amount of expansion / contraction) and force depending on the application. In such a fluid pressure cylinder, conventionally, friction between the cylinder tube and the piston has been reduced, and a servo valve having high response has been used as the working fluid supply means.
[0003]
The fluid pressure cylinder (hydraulic cylinder) described in Patent Document 1 below also employs the same configuration in order to enhance the expansion / contraction response. That is, the fluid pressure cylinder described in the document 1 is incorporated as a driving means for the lever body 102 in the looper device 101 for a rolling mill shown in FIG. The rolling mill looper device 101 is installed between a plurality of rolling mills A and B arranged in tandem to roll a strip (strip-shaped metal plate) x, and a lever main body 102 by a fluid pressure cylinder 110. It is a kind of swing lever device that swings and displaces. By bringing a roll (looper roll) 104 attached to the end of the lever main body 102 into contact with the strip x, the strip x between the rolling mills A and B has an appropriate tension, thereby eliminating the slack that tends to occur in the strip x. . Since the thinly stretched strip x is fed between the rolling mills A and B at a high speed and easily deformed or broken, the fluid pressure cylinder 110 is required to have a quick and smooth response operation.
[Patent Document 1]
JP 2001-276916 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The fluid pressure cylinder used for applications such as swinging a swing lever (lever body) as described above is often connected to a working fluid supply conduit via a flexible hose. This is because when one of the expansion / contraction ends is connected to the lever body, the fluid pressure cylinder is oscillated and displaced somewhat as the lever body oscillates. In order to supply the working fluid to the fluid pressure cylinder that swings and displaces in this way, a flexible hose is generally used so that the flow path can be maintained while being deformed such as bending, expansion / contraction, or twisting.
[0005]
How to connect a fluid supply pipe such as a flexible hose is actually an important issue in the above-described fluid pressure cylinder that requires quick and smooth control. This can be explained as shown in the following a) to d) in accordance with FIG. 6 showing the details of the looper device in the aforementioned Patent Document 1.
In FIG. 6, reference numeral 110 is a hydraulic cylinder, 126 and 127 are flexible hoses, 102 (first arm) and 103 (second arm) are lever bodies, and 104 is a looper roll. The first arm 102 and the second arm 103 of the lever main body can swing and rotate integrally around the shaft 105a. The hydraulic cylinder 110 has a telescopic end that is pin-coupled to the first arm 102 of the lever body, and a base end portion that is coupled to the support member 106 by a shaft 113, and can swing about the shaft 113. The ends of the flexible hoses 126 and 127 are connected to the cylinder tube 111 so that hydraulic oil can be supplied to and discharged from two hydraulic chambers in the cylinder tube 111 that sandwich an internal piston (not shown) of the hydraulic cylinder 110. Connected near both ends.
[0006]
B) The flexible hoses 126 and 127 are connected to the hydraulic cylinder 110 with a slight bend as shown in the figure so that excessive tension or the like is not generated when the hydraulic cylinder 110 swings. However, since it is necessary to resist the pressure of the internal hydraulic fluid, the hoses 126 and 127 are accompanied by considerable rigidity and repulsive force. Therefore, the hydraulic cylinder 110 is shown as a component F1 shown as a component perpendicular to the longitudinal direction of the cylinder. And force like F2.
B) The hydraulic cylinder 110 is rotated around the shaft 113 by the above-mentioned forces F1 and F2 by the flexible hoses 126 and 127.
Tc = F1 * d1 + F2 * d2
(Refer to FIG. 6 for the lengths d1 and d2).
[0007]
C) As a result, the hydraulic cylinder 110 exerts a force due to the flexible hoses 126 and 127 to the outside in addition to the normal output based on the hydraulic pressure acting on the piston in the cylinder tube 111. The force resulting from the flexible hose causes torques T1 and T2 having the following magnitudes to act on the lever body 102 of the looper device 101. That is, when the cylinder 110 contracts

When the cylinder 110 is extended

(For lengths R1, R2, L1, and L2, see FIG. 6).
D) The forces F1 and F2 vary depending on the bending method of the flexible hoses 126 and 127 and the internal pressure, and the lengths R (R1, R2) and L (L1, L2) also vary. Therefore, the torques T1 and T2 exerted by the hydraulic cylinder on the lever main body due to the flexible hose are disturbances whose sizes are not fixed, and the control characteristics of the hydraulic cylinder 110 are substantially reduced.
[0008]
  The invention according to the claims eliminates the deterioration of the control characteristics related to the connection of the flexible hose and the like.Preferred swing lever device comprising a preferred fluid pressure cylinderIs to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  A swing lever device according to a claim is a swing lever device in which a lever body is connected to a fluid pressure cylinder and is swung by the fluid pressure cylinder, and the magnitude of displacement or force is controlled. a) , b) , c) , d) and e) It has the following characteristics. That is,
  a)  The fluid pressure cylinder isIt is supported by a support member so that it can swing around the center line of one axis (movement that rotates in the forward and reverse directions within a specific angle range),
  In order to supply and discharge the working fluid to and from the two pressure chambers sandwiching the piston in the cylinder tube, a short pipe is attached to the fluid pressure cylinder, and each connection port at one end of the short pipe is connected to the center line. A rotation joint is attached to each connection port so that the center of relative rotation is along the center line.
  b)  In the above fluid pressure cylinderThe short pipe and the rotary joint are composed only of members independent of the shaft, and a flexible hose is connected to the rotary joint.
  c)  The axis that is the oscillation center of the fluid pressure cylinder is positioned closer to the rod cover than the center of the piston when the piston rod extends from the cylinder tube.
  d)  A rolling bearing bearing a radial load and a thrust load is disposed together with a connecting shaft at a connecting portion with the support member or a connecting portion with the lever body in the fluid pressure cylinder.
  e)  The lever body is made of light metal or light non-metallic material.
[0010]
tubeProviding the connection port of the road along the center line (that is, the center of swinging) means providing the connection port on the center line (extension line thereof) or at a position close to such a line. If the fluid pressure cylinder is supported by a support member via a spherical joint and the center of oscillation is at the center of the spherical joint, a straight line in an arbitrary direction passing through the center is set as the above-mentioned center line, and along it. The above-mentioned pipe connection port shall be provided. Also in the following claims, the “center line” in the case of “along the center line” or “around the center line” includes the extension line, the center line or a line close to the extension line, and , And a straight line in an arbitrary direction passing through the center of the spherical joint (or a point close to it).
  As long as it is a fluid pressure cylinder, the invention of this claim naturally includes a cylinder tube, a piston movably disposed inside the cylinder tube, and a piston rod connected to the piston.
[0011]
  According to this claimSwing lever deviceAs for the fluid pressure cylinder, a flexible hose or the like can be appropriately used so that the control characteristics are not deteriorated for the reason described above. That is, the fluid pressure cylinder is supported so as to be swingable around the center line of the one shaft, and a working fluid supply pipe (hydraulic hydraulic oil or hydraulic fluid is connected to a connection port provided along the center line. A flexible hose is connected as a conduit for supplying or discharging a working fluid such as compressed air to or from a hydraulic cylinder. Thereby, even if an irregular force is applied to the fluid pressure cylinder from the flexible hose or the like, the distance between the force application point and the center of swing (support point) of the cylinder (the length d1, as described with reference to FIG. 6). Since d2) is almost zero, the torque (previously described Tc) received by the fluid pressure cylinder as disturbance due to the force is also almost zero. If such torque is close to zero, the fluid pressure cylinder will have almost no irregular torque or force acting on the outside as a disturbance, and its control characteristics (rapid and smooth response performance to control commands for high-speed operation) will be greatly improved. .
[0012]
  ClaimOf swing lever deviceThe fluid pressure cylinder is also characterized in that a rotary joint is provided at the connection port.
  A rotary joint is a joint that connects an upstream pipe line and a downstream pipe line so that relative rotation (or a certain range of angular displacement) is possible. In the fluid pressure cylinder of this claim, the rotary joint is provided in the connection port so that the relative rotation that the rotary joint brings is about the center line..
[0013]
  thisIf you doFurther, it is more effectively prevented that irregular torque is generated by receiving a force from a working fluid supply line such as a flexible hose. This is because even if a rotational force based on torsion or bending is generated in the flexible hose itself or the like, the rotational force is not transmitted to the fluid pressure cylinder due to the action of the rotary joint.
[0014]
  In the fluid pressure cylinder, an axis that is a swing center is provided at a position closer to the rod cover than the center of the piston when the piston rod extends from the cylinder tube (see FIG. 3).
  By doing so, the tip of the piston rod, which is the point of action of the force, is close to the above-mentioned shaft, so the piston rod and cylinder tube are buckled and deformed even when receiving a load in the compression direction. It is hard to cause. Further, even when the piston rod extends from the cylinder tube, the cylinder tube can be rotationally displaced about the axis, and therefore, an angle deviation is hardly generated between the piston and the cylinder tube. The fact that there is no angular displacement between the piston and cylinder tube is that no moment load (bending) occurs between them. Such an action also brings about the advantage that the piston moves smoothly in the fluid pressure cylinder and the displacement and speed of the roll can be easily controlled.
[0015]
  According to claimsThe swing lever deviceA fluid pressure cylinder with the above characteristicsConnect to the lever body (directly or indirectly)The lever main body is swung by the fluid pressure cylinder and the magnitude of displacement or force is controlled.
[0016]
  the aboveFluid pressureIf the cylinder is used as the driving means for the lever body, the operation of the lever body becomes quick and smooth based on the response performance of these hydraulic cylinders. Therefore, it can be said that the swing lever device according to the present invention exhibits high response performance suitable for applications in which displacement and force must be controlled promptly.
[0017]
Therefore, for example, this swing lever device exhibits preferable performance even as a looper device (see FIG. 5) provided between rolling mills to eliminate the slack of the strip during rolling. Because the strip is fed at high speed, the slack changes are rapid, but it can be processed quickly based on excellent response performance, and it is possible to prevent excessive tension on the thin, breakable strip It is.
This swing lever device is also suitable as a wrapper roll device for a coiler that winds a rolled strip, that is, a device that presses the roll against the surface of the strip to facilitate winding when the strip is wound around a coil. . This is because the pressing force of the roll is always kept appropriate, and the roll position can be quickly finely adjusted in accordance with the step at the leading end of the strip in the initial stage of winding.
[0018]
  According to claimsThe swing lever device is further connected to a connecting portion with the support member (the one that supports the fluid pressure cylinder at the above-described oscillation center line) or a connecting portion with the lever body among the fluid pressure cylinders described above. A rolling bearing bearing radial load and thrust load is arranged along with the shaft.
[0019]
In this swing lever device, the response performance is further improved, and the lever body can be operated more quickly and smoothly. When a rolling bearing is used as described above for the connecting portion with the support member or the lever body of the fluid pressure cylinder, the frictional resistance associated with the swinging of the fluid pressure cylinder or the lever body is extremely small at the connecting portion. Because. Since the frictional resistance of the connecting portion hinders the smooth operation of the lever body, the control characteristic of the swing lever device is further improved by reducing the resistance, coupled with the high response performance of the fluid pressure cylinder.
[0020]
  According to claimsIn particular, the swing lever device has a lever body (the first arm 102 and / or the second arm 103 in the example of FIG. 6) or a light metal (a metal having a specific gravity smaller than that of steel, such as aluminum, titanium, or an alloy containing them). ) Or a lightweight non-metallic material (non-metallic material having a specific gravity smaller than that of steel, such as resin or FRP).
  In addition, when attaching a roll to a lever main body, it is good to form the roll also with a light metal or a light nonmetallic material, but since a roll is used in contact with the other party's thing (for example, metal strip), It is necessary to set the material in consideration of wear, corrosion, conductivity and other properties.
[0021]
In the swing lever device of this claim, since the lever body can be configured to be lightweight, its high-speed response can be particularly improved. The lever body generally moves with a maximum acceleration with the largest amplitude in a swing lever device including a fluid pressure cylinder and the like. Further, in many swing lever devices including the looper device and the wrapper roll device described above, the weight of the lever body is a large one that accounts for several percent of the entire device. Therefore, when the lever body is lightened as described above, the responsiveness of the device is extremely effectively improved.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
One embodiment of the invention is shown in FIGS. 1A and 1B are views showing a swing lever device 1A, where FIG. 1A is a side view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line bb in FIG. FIG. 2 is a system diagram showing a working fluid supply system 30 of the fluid pressure cylinder 10 in the apparatus 1A.
[0023]
A swing lever device 1A shown in FIG. 1 is used as a looper device 101 arranged between rolling mills A and B as shown in FIG. The rolling mills A and B are two stands on the downstream side of 5 to 7 stands arranged side by side as a hot finish rolling mill for the strip x. In the vicinity of these rolling mills A and B, the strip x is extended to a thickness of several millimeters or less, and the sheet feeding speed is generally over 700 m / min. The swing lever device 1A in FIG. 1 assists smooth rolling by eliminating the slack of the strip x by pressing the roll (looper roll) 4 at the tip of the strip x that is fed between the rolling mills A and B. To do.
[0024]
The swing lever device 1A of FIG. 1 as a looper device has swing levers 2 and 3 (lever main body, first arm) capable of swinging a rotatable roll 4 having an axis in the width direction of the strip x in a vertical plane. 2 and the tip of the second arm 3), and the levers 2 and 3 are rocked up and down by a fluid pressure cylinder 10. The levers 2 and 3 are integrally mounted on a shaft 5a so as to be able to swing in a vertical plane, and the shaft 5a is supported by a bracket 5 fixed to the housing of the rolling mill A. The fluid pressure cylinder 10 has a base end portion of a cylinder tube 11 attached to a bracket 6 fixed to the housing of the rolling mill A so as to be swingable via a shaft 13, and a piston rod 17 which is an expansion / contraction end. The tip 18 is connected to the swing lever 2 via a pin 18a.
[0025]
When a slack occurs in the strip x, the swing lever device 1A displaces the roll 4 upward by extending the fluid pressure cylinder 10, thereby eliminating the slack in the strip x as described above. The apparatus 1A is provided with an angle sensor (not shown) for detecting the rotation angle of the lever 12 and a pressure sensor (not shown) for detecting the pressure of the working fluid, and is long for the strip x between the rolling mills A and B. This helps to optimize the length (displacement) and tension.
[0026]
The operation of the roll 4 by the fluid pressure cylinder 10 needs to be quick, smooth and accurate. As described above, since the strip x is fed at a high speed, the roll 4 is strongly pressed against the strip x that has already been thinly stretched. The reason is that there is a possibility that the plate width accuracy may be lowered due to inappropriate extension. In order to ensure the speed and accuracy of the operation of the roll 4, the swing lever device 1A is devised as follows.
[0027]
First, as shown in FIG. 1, a new configuration is adopted for supplying a working fluid (hydraulic hydraulic fluid) as shown in a) and b) below. That is,
a) A fluid supply / discharge member 20 composed of two short pipes (metal pipes) 21 and 22 is attached to the fluid pressure cylinder 10, and connection ports 23 and 24 are connected to the cylinder 10 at one end of the short pipes 21 and 22. It was provided on the extended line of the center line C10 of the shaft 13 that is the center of oscillation. The center lines of the openings of the connection ports 23 and 24 are directed outward in the direction perpendicular to the center line of the cylinder 10 and coincide with the center line C10 of the shaft 13. The fluid supply / discharge member 20 including the short pipes 21 and 22 is for supplying and discharging the working fluid to and from the two pressure chambers sandwiching the piston 14 in the cylinder tube 11. Then, a pipe line leading to a working fluid supply device (such as the pump 33 shown in FIG. 2) is connected. That is, in this a), the connection ports 23 and 24 which are a part of the working fluid supply conduit to the fluid pressure cylinder 10 are provided along the center line C10 of the shaft 13. In addition, a pipe joint member having connection ports 23 and 24, or a portion close to the connection ports 23 and 24 in the short pipes 21 and 22 are integrally coupled with a main body (cylinder tube 11 or the like) of the fluid pressure cylinder 10. It is good to leave. Such integration can be carried out particularly easily, for example, by arranging the short tubes 21 and 22 on both sides of the cylinder tube 11.
b) Flexible hoses 26 and 27 were connected to the connection ports 23 and 24 via the rotary joint 25, respectively. The rotary joint 25 is coupled to one open end so that the other open end can be rotated relative to the other open end, and the center line of the relative rotation is defined as the center line (that is, the center of each connection port 23/24). Install in line with line C10). The flexible hoses 26 and 27 are flexible pipes using rubber as a main part, and are connected as a part of a pipeline leading to the above-described working fluid supply device.
[0028]
Since the configurations of a) and b) are adopted, in the swing lever device 1A of FIG. 1, an irregular force is applied to the fluid pressure cylinder 10 from the working fluid supply conduit such as the flexible hoses 26 and 27. There is almost no rotational force. This is because there is no distance between the point of action of the force by the pipe or the like and the center of oscillation of the cylinder (shaft 13 / center line C10), and therefore the moment generated as a disturbance is almost zero. Therefore, according to this device 1A, it is possible to appropriately control the position and the like of the roll 4 by swinging the swing levers 2 and 3.
[0029]
As a second device for operating the roll 4 accurately and promptly, in the swing lever device 1A, a rolling bearing is provided between the tip 18 of the piston rod 17 and the swing lever (first arm) 2 in the fluid pressure cylinder 10. 2a and 2b were arranged. That is, the swing lever 2 is connected to the tip 18 of the piston rod 17 via a rolling bearing 2a that supports a radial load and a rolling bearing 2b that supports a thrust load. When the rolling bearings 2a and 2b are used in this way, the frictional resistance becomes extremely small at the connecting portion between the piston rod 17 and the swing lever 2, so that the position and the like of the roll 4 operating with the swing lever 2 can be controlled quickly and accurately. It becomes easy.
[0030]
Note that the two types of bearings 2a and 2b used in this example can be replaced with a single bearing that receives a radial load and a thrust load at the same time. In addition, a bearing similar to these is provided between the shaft 13 at the base portion (swing center) of the fluid pressure cylinder 10 instead of or in combination with the tip portion 18 of the piston rod 17 and the swing lever 2. It is also preferable to use it between the fixed bracket 6. In addition, in the swing lever device 1A of FIG. 1, it is preferable to arrange a bearing between the levers 2 and 3 and the shaft 5a or between the lever 3 and the roll 4 or to perform appropriate lubrication.
[0031]
As a third device in the swing lever device 1A, the swing levers 2 and 3 and the tip 18 of the fluid pressure cylinder 10 are formed of a high-strength aluminum alloy (for example, duralumin). A high-strength aluminum alloy has a small specific gravity (about one-third of steel materials) and high strength and easily meets the required mechanical strength. The mass of the part can be greatly reduced, and the high-speed response of the apparatus can be considerably improved.
[0032]
The roll 4 that moves violently together with the swing levers 2 and 3 is a member that tends to wear due to contact with the strip x, and therefore, hardened steel having excellent wear resistance is used. However, in order to reduce the weight of the roll 4 and improve high-speed operation performance, use a material with high wear resistance near the surface, and use a lightweight material near the shaft center or provide many hollow parts. Or better.
[0033]
As a fourth device for improving the operation performance of the roll 4, in the swing lever device 1A, as shown in FIG. 2, in the working fluid supply system 30 to the fluid pressure cylinder 10, an electromagnetic first servo valve 31 and The second servo valve 32 is used in parallel. In the supply system 30, the working fluid is pressurized by the pump 33 and sent to the supply pipe 34, and then passes through the pipe 35 or 36 and the flexible hose 26 or 27, so that the cylinder 10 has the head side or the rod side of the piston 14. Supplied to the space. On the other hand, the working fluid is returned to the tank 38 from the other space of the cylinder 10 through the return pipe 37 and the like. The amount of working fluid supplied from the supply pipe 34 to the pipes 35 and 36 is generally controlled by a servo valve. In this supply system 30, two servo valves 31 and 32 are provided in parallel and supplied. The pipe 34, the return pipe 37, and the pipes 35 and 36 are branched and connected to the servo valves 31 and 32, respectively.
[0034]
For the first servo valve 31 and the second servo valve 32, the rated flow rate (flow rate that can be flown to the maximum extent; maximum rated flow rate) was made different, and the latter rated flow rate was several times the rated flow rate of the former. When the required operation amount of the cylinder 10 is small and accuracy is required, only the first servo valve 31 is used. When the required operation amount of the cylinder 10 is large and high speed is required, both servo valves are used. 31 and 32 are used simultaneously. If only the first servo valve 31 with a small rated flow is used, precise flow control in a minute range can be performed and the cylinder 10 can be operated accurately. On the other hand, if the second servo valve 32 with a large rated flow is used, This is because a large amount of working fluid can be supplied to the cylinder 10 to achieve high-speed operation. The swing lever device 1A requires an accurate operation when the expansion / contraction amount of the cylinder 10 should be controlled with high accuracy within a small control deviation, and the high-speed operation is necessary for the control. This is when the deviation is large and the cylinder 10 should be quickly expanded and contracted.
[0035]
Next, FIGS. 3 to 4 show another embodiment of the invention. 3 is a side view of the swing lever device 1B, and FIG. 4 is a system diagram showing the working fluid supply system 30 of the fluid pressure cylinder 40 in the device 1B.
[0036]
The swing lever device 1B shown in the figure also operates the looper roll 4 together with the swing lever (lever main body) 2 by the fluid pressure cylinder 40, as in the swing lever device 1A shown in FIG. 1) It functions as a looper device that removes slack in the strip x. In order to perform the swinging motion of the roll 4 quickly, smoothly and accurately, this swing lever device 1B is also devised as follows.
[0037]
First, since the configuration is the same as that of the swing lever device 1A, the following items 1) to 3) are omitted from the illustration. That is,
1) In the fluid pressure cylinder 40, the connecting port of the working fluid supply pipe (the metal short pipes 51 and 52 and the pipes 75 and 76 in FIG. In addition to being provided along the center line C40 of the shaft 43, which is the center, a rotary joint 55 (the details conform to FIG. 1B) is provided at the connection port as shown in FIG. And the pipe line which leads to a working fluid supply apparatus (a pump 73 grade | etc., Is included) is connected to the tip of each rotary joint 55 via flexible hoses 56 and 57. Due to such a configuration, in the swing lever device 1B, there is almost no possibility that the rotational force is applied to the cylinder 40 as a disturbance due to the irregular force acting from the pipe line, and the position of the roll 4 due to the swing of the swing lever 2 and the like. Can be appropriately controlled. In this example as well, it is preferable that the connection port on the center line C40, a portion close to the connection port, and the like are integrally coupled to the main body of the cylinder 40 (such as the cylinder tube 44).
[0038]
2) Radial load and thrust load are applied to the connecting portion between the tip 48 of the piston rod 47 and the swing lever 2 or the connecting portion between the shaft 43 and the support member 6 at the center line C40 in the fluid pressure cylinder 40. A rolling bearing (not shown) is provided. This is because when the rolling bearing is used in this manner, the frictional resistance becomes extremely small at each connecting portion, and the operations of the swing lever 2 and the roll 4 can be controlled more quickly and accurately.
[0039]
3) The swing lever 2 and the tip 48 of the fluid pressure cylinder 40 are made of a high-strength aluminum alloy such as duralumin. By doing so, the swing lever device 1B can reduce the total weight of the operating part to about one third, compared with the case where the whole is made of steel material, and considerably improves the high-speed response. it can.
[0040]
The swing lever device 1B further employs the following configuration 4). That is,
4) In the working fluid supply system 70 to the fluid pressure cylinder 40, as shown in FIG. 4, an electromagnetic first servo valve 71 and a second servo valve 72 are used in parallel. The use of such servo valves 71 and 72, including that the supply system 70 is constituted by the pump 73, the supply pipe 74 / return pipe 77, the pipes 75 and 76, etc., is the swing shown in FIGS. This is the same as the lever device 1A. When the rated flow rate is different between the first servo valve 71 and the second servo valve 72, and the required operation amount of the cylinder 40 is small and the accuracy is required, only the small flow type first servo valve 71 is required. When the required operation amount of the cylinder 40 is large and high speed is required, both servo valves 71 and 72 are used simultaneously. By doing so, the operation of the rod 47 performed by the cylinder 40 can be performed accurately and at high speed.
[0041]
Moreover, it is good also as following 5) -7).
5) In the fluid pressure cylinder 40 of FIG. 3, a so-called hydrostatic bearing portion is provided on the outer periphery (side surface) of the piston 44 that slides with the inner surface of the cylinder tube 41 during the expansion / contraction operation. That is, a working fluid (hydraulic hydraulic oil) is supplied between the side surface of the piston 44 and the inner surface of the cylinder tube 41, and a liquid film of the fluid is formed there to realize a static pressure support state. This prevents the piston 44 and the cylinder tube 41 from coming into direct contact with each other. Since the piston 44 moves in the cylinder tube 41 very smoothly when supported by static pressure in this way, the expansion and contraction of the fluid pressure cylinder 40 becomes smooth, and the displacement and speed of the roll 4 (FIG. 3) are controlled with high accuracy. Is possible.
[0042]
6) In the fluid pressure cylinder 40, it is possible to form a hydrostatic bearing portion between the outer peripheral surface of the piston rod 47 and the inner peripheral surface of the through hole of the rod cover 42 at the end of the cylinder tube 41. is there. Specifically, as shown in FIG. 4 (broken line portion), a fluid supply / discharge member 60 including a pipe 63 is formed toward a fluid filling space (not shown) formed inside the rod cover 42. The working fluid supply pipe 61 and the tank 78 connected to the pump 73 and the like are connected to the cylinder 40 via the flexible hoses 66 and 67. The fluid pressurized by the pump 73 is supplied to the inside of the rod cover 42 through the supply / discharge member 60, and the piston rod 47 is supported by static pressure. When not only the piston 44 but also the piston rod 47 is statically supported in this manner, the fluid pressure cylinder 40 can smoothly extend and contract while keeping the frictional resistance very low. Therefore, the swing lever device 1B is preferably controlled, The strip x can always be properly slackened and an appropriate tension can be applied to suitably assist the rolling.
However, the connection port of the fluid supply / discharge member 60 connected to the flexible hoses 66 and 67 among the above-described supply pipes for the static pressure support fluid is provided with the rotary joint 65 as shown in FIG. It is good to provide on the extended line of the centerline C40 of the axis | shaft 43 which is a rocking | swiveling center of the cylinder 40. In the case where the static pressure support fluid is supplied between the side surface of the piston 44 and the inner surface of the cylinder tube 41 by an external conduit, the connection port of the conduit is provided on the extended line of the center line C40 as described above. It is good to provide. In this way, the cylinder 40 hardly receives an irregular rotational force even from the conduit of the hydrostatic support fluid, and therefore easily exhibits appropriate operation performance. The fluid supply / discharge member for supporting static pressure may be formed as a member integrated with the cylinder 40.
[0043]
7) In the swing lever device 1B, as shown in FIG. 3, the shaft 43 of the fluid pressure cylinder 40 supported swingably by the bracket 6 is provided above the cylinder tube 41 (that is, at a position close to the rod cover 42). Good. That is, it is preferable to determine the position of the shaft 43 so that the piston rod 47 is above (center of) the piston 44 (close to the rod cover 42) even when the piston rod 47 extends from the cylinder tube 41 as shown in FIG. .
By doing so, first, the tip portion 48 of the piston rod 47, which is the point of action of the force, and the shaft 43 are close to each other. Therefore, even when receiving a load in the compression direction, the piston rod 47 and the cylinder tube 41 hardly causes buckling deformation. Also, when the piston rod 47 extends from the cylinder tube 41, the piston 44 is positioned below the shaft 43, and the cylinder tube 41 can be rotationally displaced about the shaft 43. Therefore, the piston 44 and the cylinder tube 41 is less likely to cause an angle shift. The fact that there is no angular deviation between the piston 14 and the cylinder tube 11 means that no moment load (bending) occurs between them. Such an action also brings about the merit that the movement of the piston 44 in the fluid pressure cylinder 40 is smooth, and the displacement and speed of the roll 4 can be easily controlled.
[0044]
【The invention's effect】
  Claim 1In swing lever device,Fluid pressure cylinderInA conduit such as a flexible hose for supplying a working fluid can be appropriately connected to the cylinder. That is, even if an irregular force acts from the pipe,The fluid pressure cylinder hardly generates torque as a disturbance due to the irregular force, and the speed and smoothness of the operation of the fluid pressure cylinder are greatly improved.
  In addition, the piston of the fluid pressure cylinder is smooth, and there is an advantage that it is easy to control the displacement and speed of the roll.
[0045]
  ClaimThe swing lever device described in (1) can operate the lever main body quickly and smoothly based on the performance of the fluid pressure cylinder, and thus exhibits high response performance suitable for applications in which displacement and force should be controlled quickly. It is also suitable as a looper device provided between rolling mills, a wrapper roll device for a coiler that winds a rolled strip, and the like.
[0046]
  ClaimIn the swing lever device described in 1), the frictional resistance accompanying the swing of the fluid pressure cylinder and the lever main body can be made extremely small, so that the lever main body can be operated more quickly and smoothly.
  Also,Since the lever main body can be particularly lightweight, the high-speed response of the apparatus can be further improved.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are views showing a swing lever device 1A according to an embodiment of the invention, in which FIG. 1A is a side view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line bb in FIG.
FIG. 2 is a system diagram showing a working fluid supply system 30 of the fluid pressure cylinder 10 in the swing lever device 1A.
FIG. 3 is a side view showing a swing lever device 1B as another embodiment relating to the implementation of the invention.
FIG. 4 is a system diagram showing a working fluid supply system 70 and the like to the fluid pressure cylinder 40 in the swing lever device 1B.
FIG. 5 is a side view showing a general rolling machine looper device 101 as an example of a swing lever device.
6 is a side view showing details of the looper device 101. FIG.
[Explanation of symbols]
1A ・ 1B Swing lever device
2.3 Swing lever (Lever body)
10.40 Fluid pressure cylinder
11.41 Cylinder tube
13.43 axes
C10 / C40 center line
14.44 Piston
20, 50, 60 Fluid supply / discharge member
23.24 Connection port
25/55/65 rotary joint
26/27/56/57/66/67 Flexible hose

Claims (1)

A swing lever device in which a lever body is connected to a fluid pressure cylinder and is swung by the fluid pressure cylinder, and the magnitude of displacement or force is controlled, and the following a) , b) , c) , d) and e swing lever apparatus characterized by having the features of).
a) The fluid pressure cylinder is supported by a support member so that it can swing around the center line of one shaft,
In order to supply and discharge the working fluid to and from the two pressure chambers sandwiching the piston in the cylinder tube, a short pipe is attached to the fluid pressure cylinder, and each connection port at one end of the short pipe is connected to the center line. A rotation joint is attached to each connection port so that the center of relative rotation is along the center line.
b) The short pipe and the rotary joint in the fluid pressure cylinder are composed only of members independent of the shaft, and a flexible hose is connected to the rotary joint.
c) The shaft that is the center of oscillation of the fluid pressure cylinder is positioned closer to the rod cover than the center of the piston when the piston rod extends from the cylinder tube.
d) Rolling bearings for carrying radial load and thrust load are arranged together with the connecting shaft at the connecting portion with the support member or the lever body in the fluid pressure cylinder.
e) The lever body is made of light metal or light non-metallic material.

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