JP3962693B2 - レベラにおけるワークロールのクイックオープン装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプレス加工ラインあるいはコイル材製造ラインなどで用いられるレベラの改良に関し、とくに比較的大型のレベラに適するワークロールのクイックオープン装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レベラ（レベラーフィーダ）においてコイル材の巻き癖を矯正するレベリングを行う場合、数本の上ワークロールと、それらの上ワークロールとの隙間に配置される数本の下ワークロールとの間に、コイルから巻きほぐした帯状のワーク（フープ材）を通過させる。上ワークロールと下ワークロールの隙間は通常はワーク厚さよりもマイナス側（圧下量と呼ばれる）に調整される。そのため材料は上ワークロールと下ワークロールの間を千鳥状に通過する。圧下量は上流側では大きく、下流側にいくほど小さくする。そして最下流のロール隙間はワーク厚さと同程度（圧下量ゼロ）とする。それにより材料は次第に平坦に矯正されていく。
【０００３】
前記上ワークロールの圧下量は、上ワークロール全体を保持する上ワークロールフレームの上流側と下流側を別個に高さ調整して行う。上ワークロールの圧下量の調整方式は、材料の加圧反力を支えるため、および微調整が可能なように、たとえばウォームギヤとスクリューを用い、スクリューで雌ネジ部材を昇降させる機構、あるいはスクリューでテーパーウエッジを移動させる機構などで行っている。
【０００４】
しかしこのような機構を用いたレベラでは、上下のワークロール間はわずかな量しか開くことができないので、ワークロールの点検・清掃を行う場合、きわめて不便である。また、ウォームギヤとスクリューを用いた機構は、大きく開かせるために圧下ストロークを大きくとることができるが、そのようにすると上ワークロールの上昇に長時間を要することになる。さらにテーパーウエッジについては、機構上、上下ストロークを大きくとることができない。
【０００５】
他方、従来のレベラーでは、下ピンチロール、下ワークロールおよびクランプロールが、一体物のフレーム（たとえばスタンドの下部）によって保持されている。そのため、下ワークロールに傷などが付いてメンテナンスをする場合は、レベラ全体を解体し、メンテナンス後に再度組み立てる必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記従来のレベラーの機能を損なうことなく、上ワークロールを迅速に、かつ大きく上昇させることができ、上下のワークロールのメンテナンスが容易なレベラー用のクイックオープン装置を提供することを技術課題とするものである。さらに本発明は、下ワークロールの解体が容易なクイックオープン装置（独立フレーム構造）を提供することを技術課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のクイックオープン装置（請求項１）は、ベースフレームに設けられる下ワークロールフレームと、その下ワークロールフレームの上側に、ワークの流れの上流側と下流側とで個別に高さ調整自在に取り付けられる上ワークロールフレームとを備えたレベラにおけるワークロールのクイックオープン装置であって、前記ベースフレームに立設されるスタンドと、そのスタンドに対し、上下に摺動自在に設けられるスライダと、そのスライダを昇降駆動する駆動手段とを備え、前記スライダの下部に、前記上ワークロールフレームが、上流側と下流側とで個別に高さ調整自在に取り付けられており、前記スライダにガイドバーが上下方向に設けられており、そのガイドバーの一面がスタンドと摺接しており、他面が上ワークロールフレームと上ワークロールフレームの左右の傾きを許すように摺接していることを特徴としている。
【０００８】
本発明のクイックオープン装置の第２の態様（請求項２）は、ベースフレーム上に設けられる下ワークロールフレームと、その下ワークロールフレームの上側に、ワークの流れの上流側と下流側とで個別に高さ調整自在に取り付けられる上ワークロールフレームとを備えたレベラにおけるワークロールのクイックオープン装置であって、前記ベースフレームに立設されるスタンドと、そのスタンドに対し、上下に摺動自在に設けられるスライダと、そのスライダを昇降駆動する駆動手段とを備え、前記スライダの下部に、前記上ワークロールフレームが、上流側と下流側とで個別に高さ調整自在に取り付けられており、前記スタンドが上ワークロールフレームの４隅に対応する位置にそれぞれ設けられており、前記駆動手段がスライダをその中心近辺で昇降駆動するシリンダを有し、かつ、スライダの４隅の昇降を同調させる同調機構を備えており、その同調機構が、各スタンドに対し同調して回転するように設けられるピニオンと、それぞれ対応するピニオンと噛み合うように前記スライダに設けられるラックとからなることを特徴としている。また、前記いずれのクイックオープン装置においても、前記下ワークロールフレームがスタンドから独立してベースフレームに取り付けられているものが好ましい（請求項３）。
【０００９】
【作用および発明の効果】
本発明のクイックオープン装置（請求項１）は、上ワークロールフレームがスライダに対し、上流側と下流側とで個別に高さ調整自在に取り付けられており、スライダを昇降させるので、上流側と下流側の調整した圧下量を維持したままワークロールを上昇・下降させることができる。すなわち上ワークロールの圧下量は、入り口側を強く、出口側ではゼロ程度（隙間が板厚程度）としているので、上ワークロールフレームは傾斜状態となるが、本発明のクイックオープン装置では、この状態のまま上ワークロールをクイックオープンし、そのまま戻すので、元の位置に戻したときに圧下量の再現調節をする必要がない。したがって上ワークロールのメンテナンスを短時間で容易に行うことができる。
【００１０】
さらに前記スライダにガイドバーが上下方向に設けられており、そのガイドバーの一面がスタンドと摺接しており、他面が上ワークロールフレームに、上ワークロールフレームの左右の傾きを許すように摺接しているので、１本のガイドバーで、スタンドに対するスライダのガイドと、スライダに対する上ワークロールフレームのガイドを兼用させることができる。すなわちオープン操作のときのスライダはまっすぐに上下動するが、上ワークロールの圧下量の調整は、上ワークロールフレームを傾斜させる動きであるので、正確には両者の移動方向は一致しない。しかし圧下量の調整は、微量な高さ調整であり、左右端についてはほぼ上下動とみなせる。そこで圧下量の調整のときの左右の傾きを許すように上下にガイドさせることにより、両方のガイドを共通のガイドバーで行わせるようにしたのである。それにより部品点数が少なくなり、組立工数も少なくて済むようになった。また、スライダの昇降時に、スライダと上ワークロールフレームに相対的な動きがなく、一体状態で昇降するので、調整した状態の圧下量が正確に維持される。
【００１１】
本発明のクイックオープン装置の第２の態様（請求項２）では、前記スタンドが上ワークロールフレームの４隅に対応する位置にそれぞれ設けられており、前記駆動手段がスライダをその中心近辺で昇降駆動するシリンダを有し、かつ、スライダの４隅の昇降を同調させる同調機構を備えているので、簡易な構成でスライドをスムーズに昇降させることができる。すなわち昇降動作を担うシリンダが複数本の場合は、それらのシリンダ同士を同調駆動しなければセリが生ずるが、そのような同調制御はかなり煩雑で困難である。他方、シリンダの本数が１本の場合は同調機構が不要である。しかしガイドの長さは、ガイド面の間隔の３倍程度にしてガイドの剛性を高めなければセリやスティックスリップが生じ、スムーズに昇降させることができない。そこで中心近辺を駆動するシリンダと、スライダの４隅を同調させる同調機構とを組み合わせることにより、ガイドが短くても「せり」の発生を抑制し、かつ、制御の容易化を達成したのである。なお、ここにいう「中心近辺」には、スライダの左右方向における中心近辺と、前後方向における中心近辺の両方を含む。
【００１２】
さらに前記同調機構が、各スタンドに対し同調して回転するように設けられるピニオンと、それぞれ対応するピニオンと噛み合うように前記スライダに設けられるラックとからなるので、たとえばスライダの４隅のうち、上下動が他の部分より速い場合、その隅のラックが速く移動し、そのラックと噛み合うピニオンの動きが他の隅のピニオンに伝えられ、他の隅のラックを同じ方向に駆動すると共に、もっとも速い隅の動きが抑制される。それにより全体の隅の運動が同調し、「せり」の発生が抑制される。なお各ピニオンにはモータなどの駆動手段は不要であり、互いに同調するように駆動し合うことになる。
【００１３】
前記下ワークロールフレームがスタンドから独立してベースフレームに取り付けられているクイックオープン装置（請求項３）では、上ワークロールフレームをクイックオープンした後、下ワークロールフレームをレベラから取り外すことができる。そのため、他の部分を解体しなくても、下ワークロールの傷などを修理したり、ワークロールを交換するなどのメンテナンス作用が容易になる。メンテナンス後は、下ワークロールフレームを元の状態に取り付け、上ワークロールを戻せばよい。その場合も上ワークロールの再現調整が不要である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
つぎに図面を参照しながら本発明のクイックオープン装置の実施の形態を説明する。図１は本発明のクイックオープン装置を備えたレベラの一実施形態を示す正面図、図２は図１のII-II線断面図、図３はそのレベラのクイックオープン装置の正面図、図４はそのクイックオープン装置の側面図、図５はそのクイックオープン装置の要部分解斜視図、図６は本発明に関わる同調機構の一実施形態を示す平面図である。
【００１５】
図１に示すレベラ１０は、ベースフレーム１１と、そのベースフレームの上に設けられる上下のピンチロール１２、１３を備えたピンチロール部Ａと、その下流側（図１の左側）に設けられる上下のワークロール１４、１５を備えたワークロール部Ｂと、その下流側に設けられる上下のクランプロール１６、１７を備えたクランプロール部Ｃとを備えている。なお符号１８はそれらのロール群の内、それぞれの下ロール１３、１５、１７を回転自在に支持するスタンドであり、符号１９は入ってくるワークの両側縁をガイドして蛇行を防止するための材料サイドガイドである。ワークの流れ方向は矢印Ｗ方向である。以下の説明では、図１の正面図を基準にして、手前側を「前」、奥側を「後ろ」、ワークの流れの上流側を「右」、下流側を「左」という。
【００１６】
前記スタンド１８は、下ピンチロール１３を支持する第１スタンド（下ピンチロールフレーム）２０と、下ワークロール１５を支持する下ワークロールフレーム２１と、下クランプロール１７を支持する第２スタンド２２とに分かれている。従来のレベラではこれらが一体になっているが、この実施形態では、３つの部分に分かれている。そのため、後述するクイックオープン装置で上ワークロール１４を上昇させた後、上ワークロール群を支持している第１スタンド２０および第２スタンド２２をそのままにして、下ワークロールフレーム２１のみをベースフレーム１１から取り外すことができる。したがって下ワークロール１５のメンテナンスが容易である。なお図２に示すように、前記スタンド１８は前後一対でベースフレーム１１に取り付けられており、それぞれの下側のロールの両端を回転自在に支持している。
【００１７】
図１に示すように、前記ピンチロール部Ａは、略Ｕ字状を呈する第１スタンド２０と、その隙間に上下に摺動自在に収容されている上ピンチロールフレーム２３と、前後の第１スタンド２０で両端が回転自在に支持されている下ピンチロール１３と、前後の上ピンチロールフレーム２３に両端が回転自在に支持されている上ピンチロール１２と、前後の第１スタンド２０の上端にそれぞれ設けられ、前後の上ピンチロールフレーム２３を支持するシリンダ２４とを備えている。
【００１８】
シリンダ２４としては通常はエアシリンダが用いられ、そのピストンロッド２４ａの先端に上ピンチロールフレーム２３の上端が連結されている。それにより前後の上ピンチロールフレーム２３は、シリンダ２４で上下に駆動可能であり、シリンダ２４で下向きに加圧することにより、上下のピンチロール１２、１３間にワークを挟圧することができる。上下のピンチロール１２、１３はワークロール１４、１５を駆動するものと同じモータにより、ギヤボックスおよびユニバーサルジョイントを介して駆動される（図２のワークロール用のものを参照）。ただしワークロールとピンチロールのロール径に差があるので、ギヤで変速し、同じロール周速で材料を送り込む。
【００１９】
前記クランプロール部Ｃは、下クランプロール１７の両端を回転自在に支持する前後の第２スタンド２２と、上クランプロールフレーム（図示省略）によって回転自在に支持され、下クランプロール１７に当接される上クランプロール１６とを備えている。上クランプロールフレームは第２スタンド２２に対して上下に移動自在であり、そのため上クランプロール１６は上昇した開放位置と、下降したクランプ位置との間で移動する。下クランプロール１７は下ワークロールの出口ロールとチェーンで連結されることにより駆動されている。上クランプロールは駆動していない。
【００２０】
前記ワークロール部Ｂは、第１スタンド２０の左側の立ち上がり部２０ａと、第２スタンド２２の立ち上がり部２２ａと、それらの上に立設される左右のコラム２６と、それらののコラム２６の上端に取り付けられる上部フレーム２７と、その上部フレームの前後に設けられる油圧シリンダ２８と、その油圧シリンダで吊られると共に、前記左右の立ち上がり部２０ａ、２２ａの間に摺動自在に保持されるスライダ（上テーパウエッジフレーム）３０と、そのスライダに吊り下げられる上ワークロールフレーム３２とを備えている。そして上ワークロールフレーム３２を吊り下げてスタンドに対して昇降自在としたスライダ３０と、そのスライダ３０を昇降駆動する油圧シリンダ２８とでクイックオープン装置Ｑを構成している。なお、各コラム２６や油圧シリンダ２８は、図２に示すように、スタンドと同様に前後に一対で設けている。また、油圧シリンダ２８はできるだけガイドの直上に位置するように、スライダ３０の前後端を吊り下げるようにしている。
【００２１】
図３に詳細に示すように、前後の油圧シリンダ２８のピストンロッド２８ａの先端には、スライダ３０がピンジョイント２８ｂを介して吊られている。そのスライダ３０は、前後の第１スタンド２０と前後の第２スタンド２２とによって上下に摺動自在にガイドされている。したがって油圧シリンダ２８を上下に駆動することにより、スライダ３０を上下に移動させることができる。図３および図４の右側にはスライダ３０を上昇させた状態を示している。
【００２２】
前記スライダ３０は、図５に示すように、前板３０ａと、後ろ板３０ｂと、それらの上端を連結する上板（上テーパウエッジフレーム）３０ｃと、それらの剛性を保持し、油圧シリンダ２８との連結を確実にするビーム部材３０ｄとを備えている。そして前板３０ａおよび後ろ板３０ｂの左右端には、それぞれ上下方向に延びるガイドバー３１が固定されている。前記油圧シリンダ２８のピストンロッドは、ビーム部材３０ｄの前後端の上面にピンジョイント２８ｂで取り付けられている。ガイドバー３１の外面には外ガイド溝３１ａが形成され、スタンド２０、２２の内面に設けた突条と上下に摺動自在に嵌合する（図６参照）。さらにガイドバー３１の内面には、上ワークロールフレーム３２を上下に摺動自在にガイドする内ガイド溝３１ｂが形成されている。
【００２３】
前記上ワークロールフレーム３２は、前板３２ａと、後ろ板３２ｂと、それらの上端を連結する上板（下テーパウエッジフレーム）３２ｃとを備えている。前板３２ａおよび後ろ板３２ｂは、前述の一連の上ワークロール１４の両端を回転自在に支持している。前板３２ａおよび後ろ板３２ｂの左右端（ガイド部分４７）は、ガイドバー３１の内ガイド溝３１ｂと上下に摺動自在に嵌合する。このようなガイドバー３１を用いると、１本のガイドバー３１で外側と内側の両方のガイドを行うことができるので、部品点数を少なくすることができる。
【００２４】
さらにスライダ３０に対する上ワークロールフレーム３２の位置、すなわち圧下量の調節時には、スライダ３０に固定したガイドバー３１の内面側で上ワークロールフレーム３２の昇降をガイドする。そのため、スライダ３０全体を油圧シリンダ２８で昇降させるクイックオープンのときは、上ワークロールフレーム３２がスライダ３０と一体になって昇降し、相対的な運動がない。そのため微妙な圧下量の調節が、スライダ３０の昇降の前後で狂うことがない。なお、上ワークロールフレーム３２のガイド反力は、ガイドバー３１を介して第１スタンド２０、第２スタンド２２が受ける。
【００２５】
つぎにスライダ３０と上ワークロールフレーム３２との取り付け状態を説明する。図２および図４に示すように、スライダ３０には多数の吊りロッド（スプリングシャフト）３３およびスプリング３４を介して上ワークロールフレーム３２が吊られている。すなわち各吊りロッド３３はスライダ３０の上板３０ｃおよびビーム部材３０ｄを貫通して上下に配置されており、その上端に螺合したナットなどの止め部材３３ａとスライダ３０の上板３０ｃとの間にスプリング３４が介在されている。この実施形態では、スプリング３４は圧縮コイルスプリングであり、吊りロッド３３の周りを囲むように配置されている。
【００２６】
スライダ３０の下方に延びる吊りロッド３３の下部は、上ワークロールフレーム３２の上板３２ｃを貫通し、その下端には上ワークロールフレーム３２の上板３２ｃの下面と係合するナットなどの止め部材３３ｂが取り付けられている。吊りロッド３３の上端の止め部材３３ａは、スプリング３４の圧縮量を調整できるように、かつ、緩まないように、ダブルナットにするのが好ましい。下端の止め部材３３ｂも、同様にダブルナットにするのが好ましい。前記吊りロッド３３とスプリング３４により、上ワークロールフレーム３２は、自重を支えると共に、常時上向きに付勢されている。
【００２７】
つぎに図４および図５を参照して、テーパウエッジ機構３６を説明する。図４に示すように、上ワークロールフレーム３２とスライダ３０との間には、スライダ３０に対する上ワークロールフレーム３２の高さを微調整するためのテーパウエッジ機構３６が介在されている。このテーパウエッジ機構３６は上ワークロールフレーム３２の高さを微調整するためのものであり、上ワークロールフレーム３２の上板３２ｃの前後左右に取り付けた下テーパウエッジ３７、３８と、それらの下テーパウエッジと摺動するように、スライダ３０の下面に前後に移動自在に設けられた上テーパウエッジ３９、４０と、それらの上テーパウエッジ３９、４０に形成した雌ネジと螺合する送りネジ４１とからなる（図５参照）。
【００２８】
送りネジ４１は、たとえば前側（図４の左側）が右ネジで、後ろ側が左ネジのように、互いに逆のネジになっており、図２に示すように、互いにカップリング４２で連結されている。送りネジ４１の両端はスライダ３０の下面に取り付けられた軸受け４３で回転自在に支持されている。そして図２に示すように、その後端部（図１からみて背後側の端部）にカップリング４４を介して減速機付きのモータＭが連結されている。モータＭはブラケット４５によってスライダ３０の後ろ板３０ｂに取り付けられている。
【００２９】
このテーパウエッジ機構３６では、モータＭが一方向に回転し、送りネジ４１が一方向に回転すると、前の上テーパウエッジ３９が後ろに移動し、後ろ側の上テーパウエッジ４０が前側に移動して、両方の上テーパウエッジ３９、４０同士が近づく。それによりスライダ３０と上ワークロールフレーム３２の間隔が広がる。それにより上ワークロール１４の圧下量が大きくなる。モータＭが逆方向に回転すると、上テーパウエッジ３９、４０同士が互いに遠ざかり、スライダ３０と上ワークロールフレーム３２の間隔が狭くなる。それにより圧下量が少なくなる。前記スプリング３４および吊りロッド３３を用いた吊り構造は常時上ワークロールフレーム３２を上向きに付勢し、スライダ３０と上ワークロールフレーム３２の間隔の変化に追従させる働きがある。それにより圧下量を変化させても、テーパウエッジ同士を隙間が生じないように追従することができる。
【００３０】
図３あるいは図５からわかるように、テーパウエッジ機構３６はワークの流れ方向における上流側と下流側にそれぞれ独立して設けられている。そのため、スライダ３０と上ワークロールフレーム３２の間隔は別個独立に調整することができ、ワークのレベリング作業が可能となる。このような上流側と下流側の圧下量が異なると、上ワークロールフレーム３２は傾斜した状態になる。たとえば通常は入り口側では上ワークロール１４の圧下量が大きく、出口側では圧下量が少ない。このような傾斜状態を許容するため、図３に示すように、上ワークロールフレーム３２の前板３２ａの左右端に設けられるガイド部分４７は、上ワークロールフレームの中央に位置するワークロールの中心を中心とする円弧状に形成されている。なお、ガイド部分４７の円弧の曲率半径は上流側と下流側の端部間の幅である。後ろ板（図４の符号３２ｂ）についても同様である。前述のガイドバー３１の内ガイド溝（図６符号３１ｂ）には、このガイド部分４７が嵌合する。
【００３１】
図４のテーパウエッジ機構３６の作用効果は、従来のレベラに用いられていた機構と実質的に同じである。ただし従来のレベラでは、スタンドの上端に固定された上板に上テーパウエッジ３９、４０を取り付け、上ワークロールフレーム３２を吊り下げているが、このクイックオープン装置では、実施形態では上テーパウエッジ３９、４０をスライダ３０に取り付け、上ワークロールフレーム３２を吊り下げている点で異なる。それにより、油圧シリンダ２８の昇降動作に応じてスライダ３０と上ワークロールフレーム３２が昇降するとき、上ワークロール１４の圧下量の調節状態を維持しながら昇降することができる。
【００３２】
さらに図２に示すように、それぞれの上ワークロール１４の後ろ側の端部は、ユニバーサルジョイント４８を介してギヤボックス４９の上側の出力軸５０に連結されている。同様にそれぞれの下ワークロール１５の後端は、ユニバーサルジョイント５１を介してギヤボックス４９の下側の出力軸５２に連結されている。このギヤボックス４９は、ベースフレーム１１内の駆動モータとベルトで連結される入力軸４９ａと、その入力軸と前記２本の出力軸５０、５２との間に介在されるギヤ列とを備えている。出力軸５０、５２同士は互いに逆向きに回転するように構成されている。
【００３３】
そして上側のユニバーサルジョイント４８は、テーパウエッジ機構３６による上ワークロールフレーム３２の圧下量の調整だけでなく、油圧シリンダ２８によるスライダ３０全体の昇降に対応させるため、かなり長くしている。下側のユニバーサルジョイント５１は、上側のユニバーサルジョイント４８に合わせている。
【００３４】
つぎに図５および図６を参照して、スライダ昇降時の同調機構を説明する。図５に示すように、この実施形態では、スライダ３０は前後の２カ所で油圧シリンダ２８で吊られており、前後左右の端部で昇降動作がガイドされる。また、前後の油圧シリンダ２８の伸縮速度が一致しないときや、スライダ３０の重量のアンバランス、昇降の抵抗のアンバランスなどにより、昇降時にスライダ３０の左右前後端でセリが生ずる可能性がある。このような同調機構５３はスライダ３０の前後左右の昇降速度を同調させて、そのようなセリが生ずることを防止するものである。
【００３５】
この同調機構５３は、図５に示すように、第１スタンド２０と第２スタンド２２の前側にそれぞれ設けた軸受け５４によって回転自在に支持される第１同調ロッド５５と、前後の第１スタンド２０同士の間に回転自在に設けられる第２同調ロッド５６と、前後の第２スタンド２２同士の間に回転自在に設けられる第３同調ロッド５７とを備えている。図６に示すように、第１同調ロッド５５の左右の軸受け５４から外側に突出している部位にはそれぞれベベルギヤ５８が固定され、第２同調ロッド５６および第２同調ロッド５７の前側（ワークの進行方向の左側）のスタンド２０、２２から突出している部位には、それらのベベルギヤ５８と噛み合うベベルギヤ５９が固定されている。そのため３本の同調ロッド５５、５６、５７はベベルギヤ５８、５９を介して同調して回転する。
【００３６】
さらに第１同調ロッド５５の軸受け５４よりも内側の部位には、ピニオン６０が固定されている。それらのピニオン６０は、スライダ３０の前側のガイドバー３１の前面に固定したラック６１と噛み合う。また、第２同調ロッド５６および第２同調ロッド５７の後側のスタンド２０、２２から突出している部位には、それぞれピニオン６２が固定されており、それらのピニオンはスライダ３０の後ろ側のガイドバー３１の側面に固定したラック６３と噛み合っている。これにより、スライダ３０の昇降動作に応じていずれかのラック６１、６３が噛み合っているピニオン６０、６２が回転駆動され、その回転は同調ロッド５５、５６、５７を介して他のピニオンを回転させる。そしてそのピニオンと噛み合っているラックを同調して昇降駆動することにより、その部位でスライダ３０を上昇あるいは下降方向に付勢する。すなわちこれらの同調ロッド５５、５６、５７はいずれも駆動されておらず、油圧シリンダ２８の伸縮によるスライダ３０の昇降に応じて同調して回転する。このような同調駆動により、スライダ３０は水平状態を維持しながら昇降するので、セリを防止することができる。
【００３７】
上記のように構成されるクイックオープン装置では、図１のように油圧シリンダ２８が伸びている状態が運転状態であり、この状態でピンチロール部Ａの上下のピンチロール１２、１３間にワークが挟まれ、ワークロール部Ｂに送られる。ワークロール部Ｂでは、一連の上下のワークロール１４、１５の間にワークが通され、モータで駆動されるワークロール１４、１５がワークの巻き癖などを矯正しながら下流側に送る。上ワークロール１４に加わる加圧力の反力は、上ワークロールフレーム３２およびテーパウエッジ機構３６の上下のテーパウエッジを経由してスライダ３０に伝えられる。そして前後の油圧シリンダ２８によって支えられ、上部フレーム２７を介してコラム２６の張力で支持される。なお、油圧シリンダ２８の加圧力が充分であれば、ワークの矯正時に加圧力が変動しても、油圧シリンダ２８のピストン位置に変動は生じない。また、矯正運転中は上記のように上下のテーパウエッジ間には加圧力が加わるだけであるので、図２の吊りロッド３３やスプリング３４には影響しない。
【００３８】
ワークの圧下量の調整は、上流側および下流側のテーパウエッジ機構３６のモータ（図２の符号）Ｍを回転させ、上流側および下流側のワークロールを適切な圧下量に調節する。
【００３９】
ワークロール１４、１５のメンテナンスの時は、図３および図４の右側に示すように、油圧シリンダ２８を作動させてスライダ３０を上昇させる。それによりテーパウエッジ機構３６および上ワークロールフレーム３２を一体で上昇させることができる。したがってテーパウエッジ機構３６による調節状態はそのまま維持される。また、同調機構（図６の符号５３）により、スライダ３０の上昇時にセリが発生せず、スムーズに上昇させることができる。そして上ワークロール１４と下ワークロール１５の間隔が大きく開くので、上ワークロール１４および下ワークロール１５のメンテナンスを容易に行うことができる。また、この状態で上ワークロール１４の分解・交換も可能である。さらに前記実施の形態では、下ワークロールフレーム２１を前後の第１スタンド２０および第２スタンド２２から分離しているので、下ワークフレーム２１をベースフレーム１１から取り外すことができ、下ワークロール１５の交換や大がかりなメンテナンスも容易である。
【００４０】
ワークロール１４、１５のメンテナンスが終了した後は、油圧シリンダ２８のピストンロッド２８ａを伸ばし、スライダ３０を下降させる。このときもスライダ３０と上ワークロールフレーム３２を一体に下降させることができ、また、スライダ３０にセリが生じない。そして油圧シリンダ２８を最大限伸ばした状態で、元の運転状態および圧下量の調整状態が再現される。したがって再調節が不要で、そのまま運転を再開することができる。
【００４１】
前記実施の形態では、同調機構としてラック・ピニオン機構を採用しているが、ケーブルとプーリを用いた公知の同調機構や、位置センサと駆動モータを用いたアクティブな同調機構を採用することもできる。また、前記実施の形態では、上ワークロールの圧下量の調節をテーパウエッジ機構を用いて行っているが、ウォームギヤとスクリューを用いた機構によって行うこともできる。さらに前記実施の形態では、油圧シリンダの加圧力でワークロールの矯正の反力を受けているが、油圧シリンダの下降端を維持する他のストッパ機構を設け、そのストッパ機構で反力を受けるようにしてもよい。その場合は油圧シリンダ２８への圧油の供給を止めたり、加圧力を低下させることができる。それにより省エネルギが可能である。また、油圧シリンダでスライダを昇降させることに代えて、モータとラックピニオン機構を用いたり、ボールネジを用いた昇降機構など、他の昇降駆動機構を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のクイックオープン装置を備えたレベラの一実施形態を示す正面図である。
【図２】 図１のII-II線断面図である。
【図３】 そのレベラのクイックオープン装置の正面図である。
【図４】 そのクイックオープン装置の側面図である。
【図５】 そのクイックオープン装置の要部分解斜視図である。
【図６】 本発明に関わる同調機構の一実施形態を示す平面図である。
【符号の説明】
Ａ ピンチロール部
Ｂ ワークロール部
Ｃ クランプロール部
１０ レベラ
１１ ベースフレーム
１２ 上ピンチロール
１３ 下ピンチロール
１４ 上ワークロール
１５ 下ワークロール
１６ 上クランプロール
１７ 下クランプロール
１８ スタンド
１９ 材料サイドガイド
２０ 第１スタンド
２０ａ 立ち上がり部
２１ 下ワークロールフレーム
２２ 第２スタンド
２２ａ 立ち上がり部
２３ 上ピンチロールフレーム
２４ シリンダ
２６ コラム
２７ 上部フレーム
２８ 油圧シリンダ
２８ａ ピストンロッド
２８ｂ ピンジョイント
３０ スライダ
３０ａ 前板
３０ｂ 後ろ板
３０ｃ 上板
３０ｄ ビーム部材
３１ ガイドバー
３１ａ 外ガイド溝
３１ｂ 内ガイド溝
３２ 上ワークロールフレーム
３２ａ 前板
３２ｂ 後ろ板
３２ｃ 上板
３３ 吊りロッド
３３ａ、３３ｂ 止め部材
３４ スプリング
３６ テーパウエッジ機構
３７、３８ 下テーパウエッジ
３９、４０ 上テーパウエッジ
４１ 送りネジ
４２ カップリング
４３ 軸受け
４４ カップリング
４５ ブラケット
Ｍ モータ
４７ ガイド部分
４８、５１ ユニバーサルジョイント
４９ ギヤボックス
４９ａ 入力軸
５０、５２ 出力軸
５３ 同調機構
５４ 軸受け
５５、５６、５７ 同調ロッド
５８、５９ ベベルギヤ
６０ （前側の）ピニオン
６１ （前側の）ラック
６２ （後ろ側の）ピニオン
６３ （後ろ側の）ラック
【発明の属する技術分野】
本発明はプレス加工ラインあるいはコイル材製造ラインなどで用いられるレベラの改良に関し、とくに比較的大型のレベラに適するワークロールのクイックオープン装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レベラ（レベラーフィーダ）においてコイル材の巻き癖を矯正するレベリングを行う場合、数本の上ワークロールと、それらの上ワークロールとの隙間に配置される数本の下ワークロールとの間に、コイルから巻きほぐした帯状のワーク（フープ材）を通過させる。上ワークロールと下ワークロールの隙間は通常はワーク厚さよりもマイナス側（圧下量と呼ばれる）に調整される。そのため材料は上ワークロールと下ワークロールの間を千鳥状に通過する。圧下量は上流側では大きく、下流側にいくほど小さくする。そして最下流のロール隙間はワーク厚さと同程度（圧下量ゼロ）とする。それにより材料は次第に平坦に矯正されていく。
【０００３】
前記上ワークロールの圧下量は、上ワークロール全体を保持する上ワークロールフレームの上流側と下流側を別個に高さ調整して行う。上ワークロールの圧下量の調整方式は、材料の加圧反力を支えるため、および微調整が可能なように、たとえばウォームギヤとスクリューを用い、スクリューで雌ネジ部材を昇降させる機構、あるいはスクリューでテーパーウエッジを移動させる機構などで行っている。
【０００４】
しかしこのような機構を用いたレベラでは、上下のワークロール間はわずかな量しか開くことができないので、ワークロールの点検・清掃を行う場合、きわめて不便である。また、ウォームギヤとスクリューを用いた機構は、大きく開かせるために圧下ストロークを大きくとることができるが、そのようにすると上ワークロールの上昇に長時間を要することになる。さらにテーパーウエッジについては、機構上、上下ストロークを大きくとることができない。
【０００５】
他方、従来のレベラーでは、下ピンチロール、下ワークロールおよびクランプロールが、一体物のフレーム（たとえばスタンドの下部）によって保持されている。そのため、下ワークロールに傷などが付いてメンテナンスをする場合は、レベラ全体を解体し、メンテナンス後に再度組み立てる必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記従来のレベラーの機能を損なうことなく、上ワークロールを迅速に、かつ大きく上昇させることができ、上下のワークロールのメンテナンスが容易なレベラー用のクイックオープン装置を提供することを技術課題とするものである。さらに本発明は、下ワークロールの解体が容易なクイックオープン装置（独立フレーム構造）を提供することを技術課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のクイックオープン装置（請求項１）は、ベースフレームに設けられる下ワークロールフレームと、その下ワークロールフレームの上側に、ワークの流れの上流側と下流側とで個別に高さ調整自在に取り付けられる上ワークロールフレームとを備えたレベラにおけるワークロールのクイックオープン装置であって、前記ベースフレームに立設されるスタンドと、そのスタンドに対し、上下に摺動自在に設けられるスライダと、そのスライダを昇降駆動する駆動手段とを備え、前記スライダの下部に、前記上ワークロールフレームが、上流側と下流側とで個別に高さ調整自在に取り付けられており、前記スライダにガイドバーが上下方向に設けられており、そのガイドバーの一面がスタンドと摺接しており、他面が上ワークロールフレームと上ワークロールフレームの左右の傾きを許すように摺接していることを特徴としている。
【０００８】
本発明のクイックオープン装置の第２の態様（請求項２）は、ベースフレーム上に設けられる下ワークロールフレームと、その下ワークロールフレームの上側に、ワークの流れの上流側と下流側とで個別に高さ調整自在に取り付けられる上ワークロールフレームとを備えたレベラにおけるワークロールのクイックオープン装置であって、前記ベースフレームに立設されるスタンドと、そのスタンドに対し、上下に摺動自在に設けられるスライダと、そのスライダを昇降駆動する駆動手段とを備え、前記スライダの下部に、前記上ワークロールフレームが、上流側と下流側とで個別に高さ調整自在に取り付けられており、前記スタンドが上ワークロールフレームの４隅に対応する位置にそれぞれ設けられており、前記駆動手段がスライダをその中心近辺で昇降駆動するシリンダを有し、かつ、スライダの４隅の昇降を同調させる同調機構を備えており、その同調機構が、各スタンドに対し同調して回転するように設けられるピニオンと、それぞれ対応するピニオンと噛み合うように前記スライダに設けられるラックとからなることを特徴としている。また、前記いずれのクイックオープン装置においても、前記下ワークロールフレームがスタンドから独立してベースフレームに取り付けられているものが好ましい（請求項３）。
【０００９】
【作用および発明の効果】
本発明のクイックオープン装置（請求項１）は、上ワークロールフレームがスライダに対し、上流側と下流側とで個別に高さ調整自在に取り付けられており、スライダを昇降させるので、上流側と下流側の調整した圧下量を維持したままワークロールを上昇・下降させることができる。すなわち上ワークロールの圧下量は、入り口側を強く、出口側ではゼロ程度（隙間が板厚程度）としているので、上ワークロールフレームは傾斜状態となるが、本発明のクイックオープン装置では、この状態のまま上ワークロールをクイックオープンし、そのまま戻すので、元の位置に戻したときに圧下量の再現調節をする必要がない。したがって上ワークロールのメンテナンスを短時間で容易に行うことができる。
【００１０】
さらに前記スライダにガイドバーが上下方向に設けられており、そのガイドバーの一面がスタンドと摺接しており、他面が上ワークロールフレームに、上ワークロールフレームの左右の傾きを許すように摺接しているので、１本のガイドバーで、スタンドに対するスライダのガイドと、スライダに対する上ワークロールフレームのガイドを兼用させることができる。すなわちオープン操作のときのスライダはまっすぐに上下動するが、上ワークロールの圧下量の調整は、上ワークロールフレームを傾斜させる動きであるので、正確には両者の移動方向は一致しない。しかし圧下量の調整は、微量な高さ調整であり、左右端についてはほぼ上下動とみなせる。そこで圧下量の調整のときの左右の傾きを許すように上下にガイドさせることにより、両方のガイドを共通のガイドバーで行わせるようにしたのである。それにより部品点数が少なくなり、組立工数も少なくて済むようになった。また、スライダの昇降時に、スライダと上ワークロールフレームに相対的な動きがなく、一体状態で昇降するので、調整した状態の圧下量が正確に維持される。
【００１１】
本発明のクイックオープン装置の第２の態様（請求項２）では、前記スタンドが上ワークロールフレームの４隅に対応する位置にそれぞれ設けられており、前記駆動手段がスライダをその中心近辺で昇降駆動するシリンダを有し、かつ、スライダの４隅の昇降を同調させる同調機構を備えているので、簡易な構成でスライドをスムーズに昇降させることができる。すなわち昇降動作を担うシリンダが複数本の場合は、それらのシリンダ同士を同調駆動しなければセリが生ずるが、そのような同調制御はかなり煩雑で困難である。他方、シリンダの本数が１本の場合は同調機構が不要である。しかしガイドの長さは、ガイド面の間隔の３倍程度にしてガイドの剛性を高めなければセリやスティックスリップが生じ、スムーズに昇降させることができない。そこで中心近辺を駆動するシリンダと、スライダの４隅を同調させる同調機構とを組み合わせることにより、ガイドが短くても「せり」の発生を抑制し、かつ、制御の容易化を達成したのである。なお、ここにいう「中心近辺」には、スライダの左右方向における中心近辺と、前後方向における中心近辺の両方を含む。
【００１２】
さらに前記同調機構が、各スタンドに対し同調して回転するように設けられるピニオンと、それぞれ対応するピニオンと噛み合うように前記スライダに設けられるラックとからなるので、たとえばスライダの４隅のうち、上下動が他の部分より速い場合、その隅のラックが速く移動し、そのラックと噛み合うピニオンの動きが他の隅のピニオンに伝えられ、他の隅のラックを同じ方向に駆動すると共に、もっとも速い隅の動きが抑制される。それにより全体の隅の運動が同調し、「せり」の発生が抑制される。なお各ピニオンにはモータなどの駆動手段は不要であり、互いに同調するように駆動し合うことになる。
【００１３】
前記下ワークロールフレームがスタンドから独立してベースフレームに取り付けられているクイックオープン装置（請求項３）では、上ワークロールフレームをクイックオープンした後、下ワークロールフレームをレベラから取り外すことができる。そのため、他の部分を解体しなくても、下ワークロールの傷などを修理したり、ワークロールを交換するなどのメンテナンス作用が容易になる。メンテナンス後は、下ワークロールフレームを元の状態に取り付け、上ワークロールを戻せばよい。その場合も上ワークロールの再現調整が不要である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
つぎに図面を参照しながら本発明のクイックオープン装置の実施の形態を説明する。図１は本発明のクイックオープン装置を備えたレベラの一実施形態を示す正面図、図２は図１のII-II線断面図、図３はそのレベラのクイックオープン装置の正面図、図４はそのクイックオープン装置の側面図、図５はそのクイックオープン装置の要部分解斜視図、図６は本発明に関わる同調機構の一実施形態を示す平面図である。
【００１５】
図１に示すレベラ１０は、ベースフレーム１１と、そのベースフレームの上に設けられる上下のピンチロール１２、１３を備えたピンチロール部Ａと、その下流側（図１の左側）に設けられる上下のワークロール１４、１５を備えたワークロール部Ｂと、その下流側に設けられる上下のクランプロール１６、１７を備えたクランプロール部Ｃとを備えている。なお符号１８はそれらのロール群の内、それぞれの下ロール１３、１５、１７を回転自在に支持するスタンドであり、符号１９は入ってくるワークの両側縁をガイドして蛇行を防止するための材料サイドガイドである。ワークの流れ方向は矢印Ｗ方向である。以下の説明では、図１の正面図を基準にして、手前側を「前」、奥側を「後ろ」、ワークの流れの上流側を「右」、下流側を「左」という。
【００１６】
前記スタンド１８は、下ピンチロール１３を支持する第１スタンド（下ピンチロールフレーム）２０と、下ワークロール１５を支持する下ワークロールフレーム２１と、下クランプロール１７を支持する第２スタンド２２とに分かれている。従来のレベラではこれらが一体になっているが、この実施形態では、３つの部分に分かれている。そのため、後述するクイックオープン装置で上ワークロール１４を上昇させた後、上ワークロール群を支持している第１スタンド２０および第２スタンド２２をそのままにして、下ワークロールフレーム２１のみをベースフレーム１１から取り外すことができる。したがって下ワークロール１５のメンテナンスが容易である。なお図２に示すように、前記スタンド１８は前後一対でベースフレーム１１に取り付けられており、それぞれの下側のロールの両端を回転自在に支持している。
【００１７】
図１に示すように、前記ピンチロール部Ａは、略Ｕ字状を呈する第１スタンド２０と、その隙間に上下に摺動自在に収容されている上ピンチロールフレーム２３と、前後の第１スタンド２０で両端が回転自在に支持されている下ピンチロール１３と、前後の上ピンチロールフレーム２３に両端が回転自在に支持されている上ピンチロール１２と、前後の第１スタンド２０の上端にそれぞれ設けられ、前後の上ピンチロールフレーム２３を支持するシリンダ２４とを備えている。
【００１８】
シリンダ２４としては通常はエアシリンダが用いられ、そのピストンロッド２４ａの先端に上ピンチロールフレーム２３の上端が連結されている。それにより前後の上ピンチロールフレーム２３は、シリンダ２４で上下に駆動可能であり、シリンダ２４で下向きに加圧することにより、上下のピンチロール１２、１３間にワークを挟圧することができる。上下のピンチロール１２、１３はワークロール１４、１５を駆動するものと同じモータにより、ギヤボックスおよびユニバーサルジョイントを介して駆動される（図２のワークロール用のものを参照）。ただしワークロールとピンチロールのロール径に差があるので、ギヤで変速し、同じロール周速で材料を送り込む。
【００１９】
前記クランプロール部Ｃは、下クランプロール１７の両端を回転自在に支持する前後の第２スタンド２２と、上クランプロールフレーム（図示省略）によって回転自在に支持され、下クランプロール１７に当接される上クランプロール１６とを備えている。上クランプロールフレームは第２スタンド２２に対して上下に移動自在であり、そのため上クランプロール１６は上昇した開放位置と、下降したクランプ位置との間で移動する。下クランプロール１７は下ワークロールの出口ロールとチェーンで連結されることにより駆動されている。上クランプロールは駆動していない。
【００２０】
前記ワークロール部Ｂは、第１スタンド２０の左側の立ち上がり部２０ａと、第２スタンド２２の立ち上がり部２２ａと、それらの上に立設される左右のコラム２６と、それらののコラム２６の上端に取り付けられる上部フレーム２７と、その上部フレームの前後に設けられる油圧シリンダ２８と、その油圧シリンダで吊られると共に、前記左右の立ち上がり部２０ａ、２２ａの間に摺動自在に保持されるスライダ（上テーパウエッジフレーム）３０と、そのスライダに吊り下げられる上ワークロールフレーム３２とを備えている。そして上ワークロールフレーム３２を吊り下げてスタンドに対して昇降自在としたスライダ３０と、そのスライダ３０を昇降駆動する油圧シリンダ２８とでクイックオープン装置Ｑを構成している。なお、各コラム２６や油圧シリンダ２８は、図２に示すように、スタンドと同様に前後に一対で設けている。また、油圧シリンダ２８はできるだけガイドの直上に位置するように、スライダ３０の前後端を吊り下げるようにしている。
【００２１】
図３に詳細に示すように、前後の油圧シリンダ２８のピストンロッド２８ａの先端には、スライダ３０がピンジョイント２８ｂを介して吊られている。そのスライダ３０は、前後の第１スタンド２０と前後の第２スタンド２２とによって上下に摺動自在にガイドされている。したがって油圧シリンダ２８を上下に駆動することにより、スライダ３０を上下に移動させることができる。図３および図４の右側にはスライダ３０を上昇させた状態を示している。
【００２２】
前記スライダ３０は、図５に示すように、前板３０ａと、後ろ板３０ｂと、それらの上端を連結する上板（上テーパウエッジフレーム）３０ｃと、それらの剛性を保持し、油圧シリンダ２８との連結を確実にするビーム部材３０ｄとを備えている。そして前板３０ａおよび後ろ板３０ｂの左右端には、それぞれ上下方向に延びるガイドバー３１が固定されている。前記油圧シリンダ２８のピストンロッドは、ビーム部材３０ｄの前後端の上面にピンジョイント２８ｂで取り付けられている。ガイドバー３１の外面には外ガイド溝３１ａが形成され、スタンド２０、２２の内面に設けた突条と上下に摺動自在に嵌合する（図６参照）。さらにガイドバー３１の内面には、上ワークロールフレーム３２を上下に摺動自在にガイドする内ガイド溝３１ｂが形成されている。
【００２３】
前記上ワークロールフレーム３２は、前板３２ａと、後ろ板３２ｂと、それらの上端を連結する上板（下テーパウエッジフレーム）３２ｃとを備えている。前板３２ａおよび後ろ板３２ｂは、前述の一連の上ワークロール１４の両端を回転自在に支持している。前板３２ａおよび後ろ板３２ｂの左右端（ガイド部分４７）は、ガイドバー３１の内ガイド溝３１ｂと上下に摺動自在に嵌合する。このようなガイドバー３１を用いると、１本のガイドバー３１で外側と内側の両方のガイドを行うことができるので、部品点数を少なくすることができる。
【００２４】
さらにスライダ３０に対する上ワークロールフレーム３２の位置、すなわち圧下量の調節時には、スライダ３０に固定したガイドバー３１の内面側で上ワークロールフレーム３２の昇降をガイドする。そのため、スライダ３０全体を油圧シリンダ２８で昇降させるクイックオープンのときは、上ワークロールフレーム３２がスライダ３０と一体になって昇降し、相対的な運動がない。そのため微妙な圧下量の調節が、スライダ３０の昇降の前後で狂うことがない。なお、上ワークロールフレーム３２のガイド反力は、ガイドバー３１を介して第１スタンド２０、第２スタンド２２が受ける。
【００２５】
つぎにスライダ３０と上ワークロールフレーム３２との取り付け状態を説明する。図２および図４に示すように、スライダ３０には多数の吊りロッド（スプリングシャフト）３３およびスプリング３４を介して上ワークロールフレーム３２が吊られている。すなわち各吊りロッド３３はスライダ３０の上板３０ｃおよびビーム部材３０ｄを貫通して上下に配置されており、その上端に螺合したナットなどの止め部材３３ａとスライダ３０の上板３０ｃとの間にスプリング３４が介在されている。この実施形態では、スプリング３４は圧縮コイルスプリングであり、吊りロッド３３の周りを囲むように配置されている。
【００２６】
スライダ３０の下方に延びる吊りロッド３３の下部は、上ワークロールフレーム３２の上板３２ｃを貫通し、その下端には上ワークロールフレーム３２の上板３２ｃの下面と係合するナットなどの止め部材３３ｂが取り付けられている。吊りロッド３３の上端の止め部材３３ａは、スプリング３４の圧縮量を調整できるように、かつ、緩まないように、ダブルナットにするのが好ましい。下端の止め部材３３ｂも、同様にダブルナットにするのが好ましい。前記吊りロッド３３とスプリング３４により、上ワークロールフレーム３２は、自重を支えると共に、常時上向きに付勢されている。
【００２７】
つぎに図４および図５を参照して、テーパウエッジ機構３６を説明する。図４に示すように、上ワークロールフレーム３２とスライダ３０との間には、スライダ３０に対する上ワークロールフレーム３２の高さを微調整するためのテーパウエッジ機構３６が介在されている。このテーパウエッジ機構３６は上ワークロールフレーム３２の高さを微調整するためのものであり、上ワークロールフレーム３２の上板３２ｃの前後左右に取り付けた下テーパウエッジ３７、３８と、それらの下テーパウエッジと摺動するように、スライダ３０の下面に前後に移動自在に設けられた上テーパウエッジ３９、４０と、それらの上テーパウエッジ３９、４０に形成した雌ネジと螺合する送りネジ４１とからなる（図５参照）。
【００２８】
送りネジ４１は、たとえば前側（図４の左側）が右ネジで、後ろ側が左ネジのように、互いに逆のネジになっており、図２に示すように、互いにカップリング４２で連結されている。送りネジ４１の両端はスライダ３０の下面に取り付けられた軸受け４３で回転自在に支持されている。そして図２に示すように、その後端部（図１からみて背後側の端部）にカップリング４４を介して減速機付きのモータＭが連結されている。モータＭはブラケット４５によってスライダ３０の後ろ板３０ｂに取り付けられている。
【００２９】
このテーパウエッジ機構３６では、モータＭが一方向に回転し、送りネジ４１が一方向に回転すると、前の上テーパウエッジ３９が後ろに移動し、後ろ側の上テーパウエッジ４０が前側に移動して、両方の上テーパウエッジ３９、４０同士が近づく。それによりスライダ３０と上ワークロールフレーム３２の間隔が広がる。それにより上ワークロール１４の圧下量が大きくなる。モータＭが逆方向に回転すると、上テーパウエッジ３９、４０同士が互いに遠ざかり、スライダ３０と上ワークロールフレーム３２の間隔が狭くなる。それにより圧下量が少なくなる。前記スプリング３４および吊りロッド３３を用いた吊り構造は常時上ワークロールフレーム３２を上向きに付勢し、スライダ３０と上ワークロールフレーム３２の間隔の変化に追従させる働きがある。それにより圧下量を変化させても、テーパウエッジ同士を隙間が生じないように追従することができる。
【００３０】
図３あるいは図５からわかるように、テーパウエッジ機構３６はワークの流れ方向における上流側と下流側にそれぞれ独立して設けられている。そのため、スライダ３０と上ワークロールフレーム３２の間隔は別個独立に調整することができ、ワークのレベリング作業が可能となる。このような上流側と下流側の圧下量が異なると、上ワークロールフレーム３２は傾斜した状態になる。たとえば通常は入り口側では上ワークロール１４の圧下量が大きく、出口側では圧下量が少ない。このような傾斜状態を許容するため、図３に示すように、上ワークロールフレーム３２の前板３２ａの左右端に設けられるガイド部分４７は、上ワークロールフレームの中央に位置するワークロールの中心を中心とする円弧状に形成されている。なお、ガイド部分４７の円弧の曲率半径は上流側と下流側の端部間の幅である。後ろ板（図４の符号３２ｂ）についても同様である。前述のガイドバー３１の内ガイド溝（図６符号３１ｂ）には、このガイド部分４７が嵌合する。
【００３１】
図４のテーパウエッジ機構３６の作用効果は、従来のレベラに用いられていた機構と実質的に同じである。ただし従来のレベラでは、スタンドの上端に固定された上板に上テーパウエッジ３９、４０を取り付け、上ワークロールフレーム３２を吊り下げているが、このクイックオープン装置では、実施形態では上テーパウエッジ３９、４０をスライダ３０に取り付け、上ワークロールフレーム３２を吊り下げている点で異なる。それにより、油圧シリンダ２８の昇降動作に応じてスライダ３０と上ワークロールフレーム３２が昇降するとき、上ワークロール１４の圧下量の調節状態を維持しながら昇降することができる。
【００３２】
さらに図２に示すように、それぞれの上ワークロール１４の後ろ側の端部は、ユニバーサルジョイント４８を介してギヤボックス４９の上側の出力軸５０に連結されている。同様にそれぞれの下ワークロール１５の後端は、ユニバーサルジョイント５１を介してギヤボックス４９の下側の出力軸５２に連結されている。このギヤボックス４９は、ベースフレーム１１内の駆動モータとベルトで連結される入力軸４９ａと、その入力軸と前記２本の出力軸５０、５２との間に介在されるギヤ列とを備えている。出力軸５０、５２同士は互いに逆向きに回転するように構成されている。
【００３３】
そして上側のユニバーサルジョイント４８は、テーパウエッジ機構３６による上ワークロールフレーム３２の圧下量の調整だけでなく、油圧シリンダ２８によるスライダ３０全体の昇降に対応させるため、かなり長くしている。下側のユニバーサルジョイント５１は、上側のユニバーサルジョイント４８に合わせている。
【００３４】
つぎに図５および図６を参照して、スライダ昇降時の同調機構を説明する。図５に示すように、この実施形態では、スライダ３０は前後の２カ所で油圧シリンダ２８で吊られており、前後左右の端部で昇降動作がガイドされる。また、前後の油圧シリンダ２８の伸縮速度が一致しないときや、スライダ３０の重量のアンバランス、昇降の抵抗のアンバランスなどにより、昇降時にスライダ３０の左右前後端でセリが生ずる可能性がある。このような同調機構５３はスライダ３０の前後左右の昇降速度を同調させて、そのようなセリが生ずることを防止するものである。
【００３５】
この同調機構５３は、図５に示すように、第１スタンド２０と第２スタンド２２の前側にそれぞれ設けた軸受け５４によって回転自在に支持される第１同調ロッド５５と、前後の第１スタンド２０同士の間に回転自在に設けられる第２同調ロッド５６と、前後の第２スタンド２２同士の間に回転自在に設けられる第３同調ロッド５７とを備えている。図６に示すように、第１同調ロッド５５の左右の軸受け５４から外側に突出している部位にはそれぞれベベルギヤ５８が固定され、第２同調ロッド５６および第２同調ロッド５７の前側（ワークの進行方向の左側）のスタンド２０、２２から突出している部位には、それらのベベルギヤ５８と噛み合うベベルギヤ５９が固定されている。そのため３本の同調ロッド５５、５６、５７はベベルギヤ５８、５９を介して同調して回転する。
【００３６】
さらに第１同調ロッド５５の軸受け５４よりも内側の部位には、ピニオン６０が固定されている。それらのピニオン６０は、スライダ３０の前側のガイドバー３１の前面に固定したラック６１と噛み合う。また、第２同調ロッド５６および第２同調ロッド５７の後側のスタンド２０、２２から突出している部位には、それぞれピニオン６２が固定されており、それらのピニオンはスライダ３０の後ろ側のガイドバー３１の側面に固定したラック６３と噛み合っている。これにより、スライダ３０の昇降動作に応じていずれかのラック６１、６３が噛み合っているピニオン６０、６２が回転駆動され、その回転は同調ロッド５５、５６、５７を介して他のピニオンを回転させる。そしてそのピニオンと噛み合っているラックを同調して昇降駆動することにより、その部位でスライダ３０を上昇あるいは下降方向に付勢する。すなわちこれらの同調ロッド５５、５６、５７はいずれも駆動されておらず、油圧シリンダ２８の伸縮によるスライダ３０の昇降に応じて同調して回転する。このような同調駆動により、スライダ３０は水平状態を維持しながら昇降するので、セリを防止することができる。
【００３７】
上記のように構成されるクイックオープン装置では、図１のように油圧シリンダ２８が伸びている状態が運転状態であり、この状態でピンチロール部Ａの上下のピンチロール１２、１３間にワークが挟まれ、ワークロール部Ｂに送られる。ワークロール部Ｂでは、一連の上下のワークロール１４、１５の間にワークが通され、モータで駆動されるワークロール１４、１５がワークの巻き癖などを矯正しながら下流側に送る。上ワークロール１４に加わる加圧力の反力は、上ワークロールフレーム３２およびテーパウエッジ機構３６の上下のテーパウエッジを経由してスライダ３０に伝えられる。そして前後の油圧シリンダ２８によって支えられ、上部フレーム２７を介してコラム２６の張力で支持される。なお、油圧シリンダ２８の加圧力が充分であれば、ワークの矯正時に加圧力が変動しても、油圧シリンダ２８のピストン位置に変動は生じない。また、矯正運転中は上記のように上下のテーパウエッジ間には加圧力が加わるだけであるので、図２の吊りロッド３３やスプリング３４には影響しない。
【００３８】
ワークの圧下量の調整は、上流側および下流側のテーパウエッジ機構３６のモータ（図２の符号）Ｍを回転させ、上流側および下流側のワークロールを適切な圧下量に調節する。
【００３９】
ワークロール１４、１５のメンテナンスの時は、図３および図４の右側に示すように、油圧シリンダ２８を作動させてスライダ３０を上昇させる。それによりテーパウエッジ機構３６および上ワークロールフレーム３２を一体で上昇させることができる。したがってテーパウエッジ機構３６による調節状態はそのまま維持される。また、同調機構（図６の符号５３）により、スライダ３０の上昇時にセリが発生せず、スムーズに上昇させることができる。そして上ワークロール１４と下ワークロール１５の間隔が大きく開くので、上ワークロール１４および下ワークロール１５のメンテナンスを容易に行うことができる。また、この状態で上ワークロール１４の分解・交換も可能である。さらに前記実施の形態では、下ワークロールフレーム２１を前後の第１スタンド２０および第２スタンド２２から分離しているので、下ワークフレーム２１をベースフレーム１１から取り外すことができ、下ワークロール１５の交換や大がかりなメンテナンスも容易である。
【００４０】
ワークロール１４、１５のメンテナンスが終了した後は、油圧シリンダ２８のピストンロッド２８ａを伸ばし、スライダ３０を下降させる。このときもスライダ３０と上ワークロールフレーム３２を一体に下降させることができ、また、スライダ３０にセリが生じない。そして油圧シリンダ２８を最大限伸ばした状態で、元の運転状態および圧下量の調整状態が再現される。したがって再調節が不要で、そのまま運転を再開することができる。
【００４１】
前記実施の形態では、同調機構としてラック・ピニオン機構を採用しているが、ケーブルとプーリを用いた公知の同調機構や、位置センサと駆動モータを用いたアクティブな同調機構を採用することもできる。また、前記実施の形態では、上ワークロールの圧下量の調節をテーパウエッジ機構を用いて行っているが、ウォームギヤとスクリューを用いた機構によって行うこともできる。さらに前記実施の形態では、油圧シリンダの加圧力でワークロールの矯正の反力を受けているが、油圧シリンダの下降端を維持する他のストッパ機構を設け、そのストッパ機構で反力を受けるようにしてもよい。その場合は油圧シリンダ２８への圧油の供給を止めたり、加圧力を低下させることができる。それにより省エネルギが可能である。また、油圧シリンダでスライダを昇降させることに代えて、モータとラックピニオン機構を用いたり、ボールネジを用いた昇降機構など、他の昇降駆動機構を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のクイックオープン装置を備えたレベラの一実施形態を示す正面図である。
【図２】 図１のII-II線断面図である。
【図３】 そのレベラのクイックオープン装置の正面図である。
【図４】 そのクイックオープン装置の側面図である。
【図５】 そのクイックオープン装置の要部分解斜視図である。
【図６】 本発明に関わる同調機構の一実施形態を示す平面図である。
【符号の説明】
Ａ ピンチロール部
Ｂ ワークロール部
Ｃ クランプロール部
１０ レベラ
１１ ベースフレーム
１２ 上ピンチロール
１３ 下ピンチロール
１４ 上ワークロール
１５ 下ワークロール
１６ 上クランプロール
１７ 下クランプロール
１８ スタンド
１９ 材料サイドガイド
２０ 第１スタンド
２０ａ 立ち上がり部
２１ 下ワークロールフレーム
２２ 第２スタンド
２２ａ 立ち上がり部
２３ 上ピンチロールフレーム
２４ シリンダ
２６ コラム
２７ 上部フレーム
２８ 油圧シリンダ
２８ａ ピストンロッド
２８ｂ ピンジョイント
３０ スライダ
３０ａ 前板
３０ｂ 後ろ板
３０ｃ 上板
３０ｄ ビーム部材
３１ ガイドバー
３１ａ 外ガイド溝
３１ｂ 内ガイド溝
３２ 上ワークロールフレーム
３２ａ 前板
３２ｂ 後ろ板
３２ｃ 上板
３３ 吊りロッド
３３ａ、３３ｂ 止め部材
３４ スプリング
３６ テーパウエッジ機構
３７、３８ 下テーパウエッジ
３９、４０ 上テーパウエッジ
４１ 送りネジ
４２ カップリング
４３ 軸受け
４４ カップリング
４５ ブラケット
Ｍ モータ
４７ ガイド部分
４８、５１ ユニバーサルジョイント
４９ ギヤボックス
４９ａ 入力軸
５０、５２ 出力軸
５３ 同調機構
５４ 軸受け
５５、５６、５７ 同調ロッド
５８、５９ ベベルギヤ
６０ （前側の）ピニオン
６１ （前側の）ラック
６２ （後ろ側の）ピニオン
６３ （後ろ側の）ラック
Claims (3)
- ベースフレーム上に設けられる下ワークロールフレームと、その下ワークロールフレームの上側に、ワークの流れの上流側と下流側とで個別に高さ調整自在に取り付けられる上ワークロールフレームとを備えたレベラにおけるワークロールのクイックオープン装置であって、
前記ベースフレームに立設されるスタンドと、
そのスタンドに対し、上下に摺動自在に設けられるスライダと、
そのスライダを昇降駆動する駆動手段とを備え、
前記スライダの下部に、前記上ワークロールフレームが、上流側と下流側とで個別に高さ調整自在に取り付けられており、
前記スライダにガイドバーが上下方向に設けられており、そのガイドバーの一面がスタンドと摺接しており、他面が上ワークロールフレームに、上ワークロールフレームの左右の傾きを許すように摺接しているワークロールのクイックオープン装置。 - ベースフレーム上に設けられる下ワークロールフレームと、その下ワークロールフレームの上側に、ワークの流れの上流側と下流側とで個別に高さ調整自在に取り付けられる上ワークロールフレームとを備えたレベラにおけるワークロールのクイックオープン装置であって、
前記ベースフレームに立設されるスタンドと、
そのスタンドに対し、上下に摺動自在に設けられるスライダと、
そのスライダを昇降駆動する駆動手段とを備え、
前記スライダの下部に、前記上ワークロールフレームが、上流側と下流側とで個別に高さ調整自在に取り付けられており、
前記スタンドが上ワークロールフレームの４隅に対応する位置にそれぞれ設けられており、前記駆動手段がスライダをその中心近辺で昇降駆動するシリンダを有し、かつ、スライダの４隅の昇降を同調させる同調機構を備えており、
前記同調機構が、各スタンドに対し同調して回転するように設けられるピニオンと、それぞれ対応するピニオンと噛み合うように前記スライダに設けられるラックとからなるワークロールのクイックオープン装置。 - 前記下ワークロールフレームがスタンドから独立してベースフレームに取り付けられている請求項１または２記載のクイックオープン装置。
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