JP6369836B2 - 圧延装置及び圧延方法 - Google Patents

Description

本発明は、コールドピルガーなど、圧延ロール等によって形成される圧延領域に向けて、金属製の管素材又は中実棒素材からなる金属素材を送り出し、圧延領域内において金属素材を圧延する圧延方法及びこれに用いられる圧延装置に関する。

近年、自動車分野、次世代エネルギー分野、及び既存エネルギー分野等では、燃料噴射管などの自動車の各装置、水素ステーション設備、及び石油及びガスプラント等の各種設備における燃料効率化のため、特殊鋼、ステンレス、ニッケル合金、チタン等の高機能材料を加工したシームレス管の需要が、耐圧、耐蝕、耐熱、及び高精度などの観点から高まっている。

このようなシームレス管は、金属製の管素材又は中実棒素材からなる金属素材を圧延することにより製造される。具体的に、シームレス管の製造としては、上下一対の圧延ロールを用いて圧延するコールドピルガーミルによる冷間圧延法などが知られている（例えば、特許文献１）。この特許文献１に開示された技術では、周面に孔型を形成された一対の孔型ロールを用い、孔型ロールの間には先端に向かって径が小さくなるテーパを有するマンドレルが設けられる。この孔型ロールは、その軸心に設けられた回転軸でロールスタンドに支持されている。そして、管素材に冷間圧延を行う際、ロールスタンドに支持された孔型ロールがマンドレルに沿って往復移動することによって、往復回転しながら被加工材である管素材を圧延する。

このような従来の圧延装置において、金属素材をロールスタンドに送り出す機構としては、図４（ａ）に示すように、ロールスタンドと係合する一対のシャフト部材９５ａ，９５ｂと、シャフト部材９５ａ，９５ｂに対して螺合されシャフト部材９５ａ，９５ｂに沿って移動可能な基台部９７とを有し、基台部９７ではチャック６５においてロールスタンド側に向けて管素材Ｓを把持している。また、基台部９７は、基台部９７を移動させる基台駆動機構９０ａと、管素材Ｓ及びマンドレル支持パイプ４１を回転駆動させる回転駆動機構９０ｂを備えている。

上述した従来の圧延装置において、基台駆動機構９０ａによる基台部９７の移動は、図４（ｂ）に示すように、動力発生装置９９からの動力を複数のギア９１〜９４を用いて伝達することで、その動力をその推力に変換させている。具体的に、動力発生装置９９の動力は、動力発生装置９９の回転軸９９ａに軸支されているギア９１を介して、一方のシャフト部材９５ａに連結されたギア９２に伝達され、シャフト部材９５ａを回転させる。さらに、その動力は、ギア９２に隣接するギア９３に伝達され、ギア９３に連結された金属素材の回転軸を回転させるとともに、そのギア９３にさらに隣接され、他方のシャフト部材９５ｂに連結されたギア９４へ伝達される。ギア９２及びギア９４が回転することで、シャフト部材９５ａ，９５ｂが回転し、シャフト部材９５ａ，９５ｂと螺合された基台部９７がロールスタンド側へと移動させる。

一方、管素材Ｓの回転は、搬送駆動部５でモータを回転させることによって、チャック６５に把持されている管素材Ｓ及びマンドレル支持パイプ４１を回転させている。

特開平成１１−１８８４０９号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたような従来の圧延装置は、図４（ａ）に示すように、基台部９７を駆動させる動力発生装置９９が、装置外部に配置され、その外部位置からシャフト部材９５ａ，９５ｂを回転させる機構であるため、金属素材の送り出しが進行するにつれ、基台部９７が前進される。このような装置において長尺の金属素材を圧延する場合には、動力発生装置９９から基台部９７までのシャフト部材９５ａ，９５ｂの長さが徐々に長くなってシャフト部材９５ａ，９５ｂに撓みが生じるため、動力発生装置９９に高い出力が要求される。

すなわち、シャフトの長尺化により、基台部９７がシャフト部材に螺合された箇所に生じるトルクや荷重が増大することとなり、そのため従来では、このようなトルクや荷重に耐えられるようにシャフト部材の径や強度を大きくする必要があった。このことから、それに伴い動力発生装置９９を大型化するとともに、高出力化しなければならず、延圧設備全体９０が大型化して設備の設置コストが増大してしまううえに、消費エネルギーも増大して運転コストも嵩むという問題があった。また、動力発生装置９９から基台部９７までのシャフト部材９５ａ，９５ｂの長さが長い場合には、たわみ、ねじれ等が生じてしまい、回転駆動部からの出力が適切に伝達されないため、圧延処理が低速となり生産効率が低下するとともに、長尺な金属素材を生産することができないという問題がある。

そこで、本発明は、上記のような問題を解決するものであり、コールドピルガーなど、金属製の管素材又は中実棒素材などの金属素材を圧延領域内に送り出して圧延するにあたり、装置の小型化を図るとともに、省エネルギー化を実現させ、設備の設置コスト及び運転コストを抑えることができるとともに、生産効率の向上、及び金属素材の長尺化を実現することができる圧延装置及び圧延方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、圧延ロールによって形成される圧延領域に向けて、金属製の管素材又は中実棒素材からなる金属素材を送り出し、圧延領域内において金属素材を圧延する圧延装置であって、金属素材の送り出し方向に沿って延設されるロッド状のシャフト部材と、シャフト部材に係合され、シャフト部材に沿って移動可能な基台部と、基台部から反力を得て金属素材を保持し、金属素材を圧延領域に臨ませるとともに、金属素材を軸回転させる素材端保持部と、素材端保持部に接続された回転軸を回転させて、素材端保持部を回転させ、金属素材を軸回転させる搬送駆動部と、基台部上に固定され、基台部から反力を得て回転駆動され、基台部をシャフト部材に沿って移動させるための回転駆動部と、シャフト部材に嵌合されることによりシャフト部材から反力を得て、回転駆動部による回転駆動を、基台部を移動させる推力に変換する動力変換部とを備え、シャフト部材は、搬送駆動部と圧延領域との間に延設され、基台部は搬送駆動部と圧延領域との間において移動することを特徴とする。

また、他の発明は、圧延ロールによって形成される圧延領域に向けて、金属製の管素材又は中実棒素材からなる金属素材を送り出し、圧延領域内において金属素材を圧延する圧延方法であって、
（１）金属素材の送り出し方向に沿ってロッド状のシャフト部材を延設するとともに、シャフト部材に、シャフト部材に沿って移動可能な基台部を係合させる工程と、
（２）基台部上に回転駆動部を固定し、基台部から反力を得て回転駆動させる工程と、
（３）回転駆動を、シャフト部から反力を得つつ基台部をシャフト部材に沿って移動させるための推力に変換する工程と、
（４）基台部から反力を得て金属素材を保持し、金属素材を圧延領域に臨ませつつ、素材端保持部を軸回転させる工程とを備えることを特徴とする。

これらの発明では、金属素材を圧延領域に対して送り出す際、基台部上に固定された回転駆動部の駆動力を、基台部を移動させる推力として用いる。このとき、回転駆動部が基台部上に固定されて基台部と一体的にシャフト部に沿って移動するとともに、駆動対象である動力変換部も基台部とともに移動することとなる。このことにより、本発明によれば、金属素材の送り出し作業が進行しても回転駆動部から駆動対象までの距離が変化することなく一定に保たれ、回転駆動部からの出力も一定の範囲に抑えることができる。この結果、回転駆動部のサイズや出力能力を抑えることができ、装置の小型化を図り、また省エネルギー化をも実現させることができる。さらには、回転駆動部からの出力を適切にシャフト部などの他の部材に伝達させることができるため、圧延処理を高速化して生産効率を向上させるとともに、長尺な金属素材を生産することができる。

以上述べたように、この発明によれば、金属素材の圧延処理において、金属素材の送り出し作業が進行しても回転駆動部から駆動対象までの距離が変化することなく一定に保たれ、回転駆動部からの出力も一定の範囲に抑えることができる。この結果、回転駆動部のサイズや出力能力を抑えることができ、装置の小型化を図り、また省エネルギー化をも実現させ、装置の設置コスト及び運転コストを抑えることができる。

実施形態に係る圧延装置全体を示す模式図であり、同図（ａ）は、圧延装置の上面図であり、同図（ｂ）は、圧延装置の側面図である。 （ａ）は、実施形態に係る搬送部の構造を上面より示す模式図であり、同図（ｂ）は、その動力伝達機構を示す側面図である。 実施形態に係るシャフト部、動力変換部及び基台部との螺合状態を示す一部拡大図である。 （ａ）は、従来例に係る圧延装置の一部を示す上面図であり、同図（ｂ）は、その動力伝達機構を示すＡ−Ａ’断面図である。

（圧延装置の構成）
以下に添付図面を参照して、本発明に係る圧延装置１００の実施形態を詳細に説明する。図１は、実施形態に係る圧延装置１００全体を示す模式図であり、同図（ａ）は、圧延装置１００の上面図であり、同図（ｂ）は、圧延装置１００の側面図である。なお、本実施形態においては、筒状の管素材を圧延する場合を例にするが、本発明は、これに限定するものではなく、例えば、内部に空間を有さない金属製の中実棒素材にも適用することができる。

図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、圧延装置１００は、圧延ロール１，１によって形成される圧延領域に向けて、金属製の管素材Ｓを送り出し、圧延領域内において金属素材を圧延する圧延装置１００であって、上下一対の圧延ロール１、１が組み込まれたロールスタンド２と、このロールスタンド２を往復移動させる主駆動部３と、先端部が先細テーパのマンドレル４と、管素材Ｓを保持するとともに、管素材Ｓを間欠的に所定量ずつ送り出す搬送部６と、管素材Ｓを所定量回転させる搬送駆動部５と、圧延後の製品管Ｐを把持する出側把持部８を備えている。

ロールスタンド２に組み込まれた一対の圧延ロール１、１は、上下に配置されており、その上下に配置された圧延ロール１、１間が圧延領域となっている。また、一対の圧延ロール１、１は、いずれも図示は省略するが、その軸端に装着されたピニオンがスタンドフレームに固定配置されたラックに噛合されており、ロールスタンド２の往復移動に伴って正逆回転するようになっている。

圧延ロール１の外周面には、曲率半径が円周方向に順次小さくされた孔型（凹部）１ａで形成された圧延区間を有しており、この孔型１ａとマンドレル４の先細テーパ部とで、管素材Ｓの外径と肉厚を縮小圧延するようになっている。なお、孔型１ａには途中にアイドル区間を介在させている。アイドル区間は、搬送部６によって管素材Ｓを送り出し且つ回転させる区間である。

主駆動部３は、ロールスタンド２を往復移動させる駆動手段であって、主駆動部３の両側部に設けられ、図示しないモータによって中心軸を中心として回転する回転体３１，３１と、各回転体３１とロールスタンド２とに連結され、回転体３１の回転力をロールスタンド２に伝達させる推力ロッド３２とを備えている。この回転体３１，３１が回転すると、推力ロッドによって回転体３１，３１の回転力が推進力に変換されてロールスタンド２に伝達され、ロールスタンド２は矢印方向で往復運動するようになっている。

マンドレル４は、管素材Ｓの内部に挿通されるロッド状の部材であり、圧延ロール１、１の管素材Ｓに対する外部からの押圧に対して、管素材Ｓの内部から反力を与えるようになっている。マンドレル４は、マンドレル４を支持するマンドレル支持パイプ４１の先端に取り付けられており、マンドレル支持パイプ４１は、素材端保持部であるチャック６５において保持されている。搬送部６は、図示しないシリンダーによって開閉自在であり、常時はマンドレル支持パイプ４１を把持し、マンドレル４が軸長方向に位置移動しないように固定している。

搬送部６の後方には、管素材Ｓ及びマンドレル支持パイプ４１を回転駆動させる搬送駆動部５を備えている。搬送駆動部５で発生された回転力は、管素材Ｓ及びマンドレル支持パイプ４１に伝達され、管素材Ｓの外周を均一に縮小圧延するようになっている。

搬送駆動部５とロールスタンド２との間には、管素材Ｓの送り出し方向に沿って延設される一対のシャフト部材９，９が配置されている。シャフト部材９，９は、両端がシャフト保持部６９とロールスタンド２とに固定されたロッド状の部材であり、シャフト部材９，９の外周面には雄ネジが刻設されており、この雄ネジと螺合接続された搬送部６の基台部６２が圧延領域に向かって移動可能に連結されている。

搬送部６は、管素材Ｓの一端を保持して、内部に設置されている駆動源により所定のタイミングで管素材Ｓを一定の長さだけ送り出す駆動装置であり、シャフト保持部６９からロールスタンド２側へと前進移動が可能となっている。

出側把持部８は、上記の搬送駆動部５と同様に、図示しないシリンダーとによってそれぞれ開閉自在であり、常時は圧延中の管素材Ｓと製品管Ｐを、その軸長方向への摺動は許容するが、周方向へは摺動不能な状態に把持し、製品管Ｐと一体となって回転するようになっている。なお、出側把持部８のシリンダーには、管を変形させないために、管寸法（外径と肉厚）と材質に基づいて予め求められた把持力が得られる圧力の液体（油）が供給される。

上記のように構成された圧延装置１００では、ロールスタンド２が一往復する間に正逆回転する上下一対の圧延ロール１、１と、先細テーパのマンドレル４とで管素材Ｓに縮径減肉加工を施し、製品管Ｐに成形する。その際、管素材Ｓは、ロールスタンド２が所定の回数、往復する毎に、搬送部６によってロールスタンド２の側へ一定長ずつ送り出される。また、これと同時に、管素材Ｓとマンドレル４は、搬送駆動部５によってその軸心周りに所定の角度だけ回転させられる。上記の搬送部６による管素材Ｓの送り出しは、通常、圧延ロール１、１の孔型１ａ，１ａのアイドル区間に管素材Ｓが位置する時に行われる。

このような各装置の駆動は、ＣＰＵ等で構成される制御装置（図示せず）によって制御されており、例えば、管素材Ｓの送り出し量の調整は、この制御装置を用いて搬送部６内の駆動モータの回転数をクランク軸の回転に同期シーケンス制御することで行われる。ただし、搬送部６がクランク軸に歯車機構を用いて機械的に連結された圧延装置１００では、歯車機構の歯車比を変えるなどして行ってもよい。

次いで、搬送部６、及び搬送駆動部５の構成について詳述する。図２（ａ）は、本実施形態に係る圧延装置の搬送部６、及び搬送駆動部５の構造を上面より示す模式図であり、同図（ｂ）は、その動力伝達機構を示す側面図である。図３は、本実施形態に係るシャフト部材９，９、動力変換部６３，６３及び基台部６２との螺合状態を示す一部拡大図である。

本実施形態において、搬送駆動部５は、管素材Ｓを軸回転させる駆動モータ５１と、駆動モータ５１の回転軸上に取り付けれたギア５３と、ギア５３と噛合し、駆動モータ５１の回転力を管素材Ｓ及びマンドレル支持パイプ４１に伝達するギア５４及びギア５５とを備える。駆動モータ５１は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電動機であって、図示しない電源コード等を介して電力が供給されることで、駆動モータ５１に取り付けられたギア５３を回転させる。

搬送駆動部５による管素材Ｓの回転は、駆動モータ５１からの動力を複数のギア５３〜５５を用いて伝達することで、その動力を回転力に変換させている。具体的には、図２（ｃ）に示すように、搬送駆動部５には、駆動モータ５１の回転軸５１ａ上に取り付けられたギア５４と、ギア５４と噛合し、駆動モータ５１の回転力を管素材Ｓ及びマンドレル支持パイプ４１に伝達するギア５５及びギア５３とが設けられている。ギア５５には、その中心軸にチャック６５に接続された回転軸５２が結合されており、駆動モータ５１の回転力に応じて回転軸５２を回転させている。

回転軸５２は、駆動モータ５１が発生した回転エネルギーを外部に伝達させる部材であって、断面が六角形をなしたシャフトである。図２（ａ）に示すように、この回転軸５２の基台部９７側の先端部分には、上面視でチャック６５と重なる位置に、回転軸５２の外周を被覆するギア５２ａが設けられている。このような構成により、回転軸５２は、このギア５２ａを介してチャック６５を回転させることで、チャック６５に保持された管素材Ｓ及びマンドレル支持パイプ４１に回転力を伝達している。

一方、搬送部６は、図２（ａ）に示すように、基台部６２とシャフト保持部６９とから構成されている。シャフト保持部６９は、圧延装置１００の台等に固定されており、一対のシャフト部材９．９が軸回転しないように、一対のシャフト部材９．９の端部を固定して保持している。基台部６２は、シャフト部材９，９に係合され、シャフト部材９，９に沿って移動可能な部材であり、この基台部６２上には、回転駆動部６４と、チャック６５と、一対の動力変換部６３，６３とが固定されて設置されている。

チャック６５は、基台部６２から反力を得て管素材Ｓを保持し、管素材Ｓを圧延領域に臨ませるとともに、管素材Ｓを軸回転させる素材端保持部であり、ロールスタンド２と対向する側に配置されている。このチャック６５は、例えば、ロールスタンド２の側面の中心部に孔部が形成され、その孔部にマンドレル支持パイプ４１に挿通された管素材Ｓを挿通させて、図２（ｂ）に示すように、チャック６５によって把持することで管素材Ｓを保持している。このチャック６５の外周は、動力伝達機能としてのギア６５ｂが設けられている。ギア６５ｂは、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、回転軸５２に取り付けられたギア５２ａと噛合して、回転軸５２の回転動力をチャック６５全体に伝達する。この回転動力がチャック６５に伝達されると、チャック６５は、把持した管素材Ｓを中心として回転させるようになっている。

回転駆動部６４は、基台部６２上に固定され、基台部６２から反力を得て回転駆動し、基台部６２全体をシャフト部材９，９に沿って移動させる部材であり、動力発生装置である駆動モータ６４ａと、駆動モータ６４ａから突出した回転軸６４ｂと、回転軸６４ｂに軸支されるギア６７と、伝達ギア６８，６８とを備えている。

駆動モータ６４ａは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電動機であって、図示しない電源コード等を介して電力が供給されることで、駆動モータ６４ａに取り付けられた回転軸６４ｂを回転させる。回転軸６４ｂは、駆動モータ６４ａが発生した回転エネルギーを外部に伝達させる部材であり、ギア６７の中心軸に挿通されており、ギア６７を軸支している。

ギア６７は、図２（ｂ）に示すように、回転軸６４ｂの回転動力を外部に伝達する回転体であり、回転軸６４ｂを中心軸として回転可能となっており、ギア６７の外周に歯が刻設されている。一対の伝達ギア６８，６８は、ギア６７の回転動力を動力変換部６３，６３に伝達する回転体であり、ギア６７の外周部分に配置され、その外周面には、ギア６７と噛合する歯車が一体的に形成されている。

動力変換部６３，６３は、回転駆動部６４による回転駆動によって、シャフト部材９，９から反力を得つつ基台部６２をシャフト部材９，９に沿って移動させる推力に変換する筒状の回転体である。具体的に、動力変換部６３，６３は、図３に示すように、一対の伝達ギア６８，６８の外周部分に配置され、その外周面にはギア６８と噛合する歯車６３ａが一体的に形成されている。

この動力変換部６３には、シャフト部材９が挿通されており、シャフト部材９の中心軸と動力変換部６３の中心軸とは同軸となっている。なお、図３では、動力変換部６３のみ断面で表し、シャフト部材９が挿通されている状態を示している。さらに、動力変換部６３の内部中空部分の内周面にも、ネジ部６３ｂが刻設され、シャフト部材９の外周面に刻設されたネジ部９ａと螺合接続されるようになっている。

一方、基台部６２側には、動力変換部６３の内部にシャフト部材９が螺合された形状に合致した断面円形の溝部６２ａ，６２ａが形成されており、この溝部６２ａ，６２ａに、動力変換部６３の内部にシャフト部材９が螺合された状態で嵌合され、この溝部６２ａ，６２ａ内で動力変換部６３が軸回転可能となっている。この状態で、ギア６７が回転されると、ギア６７に噛合されたギア６８が回転し、ギア６８に噛合された歯車６３ａが回転し、歯車６３ａとともに動力変換部６３も溝部６２ａ内で回転し、この回転により、基台部６２がシャフト部材９に沿って移動される。

（圧延方法）
次いで、本発明に係る圧延方法について説明する。本実施形態に係る圧延方法では、圧延ロール１，１によって形成される圧延領域に向けて、金属素材である管素材Ｓを送り出し、圧延領域内において管素材Ｓを圧延する。

具体的には、
（１）管素材Ｓの送り出し方向に沿ってロッド状のシャフト部材９，９を延設するとともに、このシャフト部材９，９に沿って移動可能な基台部６２を、シャフト部材９，９に係合させる工程１と、
（２）基台部６２上に回転駆動部６４の駆動モータ６４ａを固定し、基台部６２から反力を得て駆動モータ６４ａを回転駆動させる工程２と、
（３）駆動モータ６４ａの回転駆動を、シャフト部材９，９から反力を得つつ基台部６２をシャフト部材９，９に沿って移動させるための推力に変換する工程３と、
（４）基台部６２から反力を得て管素材Ｓを保持し、管素材Ｓを圧延領域に臨ませつつ、駆動モータ５１の回転駆動により素材端保持部を軸回転させる工程４と
を含む。

そして、上述した圧延装置１００を動作させることによって、本発明の圧延方法を実施することができる。以下に、圧延装置１００の動作、及び圧延方法の実施について詳述する。

先ず、マンドレル４をマンドレル支持パイプ４１に取り付けるとともに、マンドレル支持パイプ４１を搬送駆動部５に固定保持する。さらに、マンドレル４及びマンドレル支持パイプ４１を圧延前の管素材Ｓに挿通させる。その後、管素材Ｓをチャック６５で保持するとともに、管素材Ｓの先端部分を圧延ロール１，１によって形成される圧延領域に向けて配置させる。このチャック６５は基台部６２に連結され、基台部６２から反力を得るようになっている。また、管素材Ｓの送り出し方向に沿ってロッド状のシャフト部材９，９が延設されているとともに、このシャフト部材９，９に基台部６２が係合されており、シャフト部材９，９に沿って基台部６２が前後に移動可能となっている（工程１）。

また、基台部６２上には、回転駆動部６４の駆動モータ６４ａが固定されており、この状態において、駆動モータ６４ａを駆動させると、基台部６２から反力を得ながら回転軸６４ｂが回転を始める（工程２）。この際、回転軸６４ｂに連結されたギア６７は回転軸６４ｂを中心として回転する。ギア６７が回転すると、ギア６７と噛合状態である伝達ギア６８，６８に動力が伝達され、伝達ギア６８，６８は中心軸を中心として回転する。さらに、伝達ギア６８，６８と噛合状態であるネジ部６３ｂを有する動力変換部６３，６３に動力が伝達され、動力変換部６３，６３は中心軸を中心として回転する。

動力変換部６３，６３が回転すると、動力変換部６３，６３に挿通され、動力変換部６３のネジ部６３ｂと螺合状態であるネジ部９ａを有する一対のシャフト部材９，９に動力が伝達される。ここで、一対のシャフト部材９，９は、ロールスタンド２側とシャフト保持部６９側とで固定され回転できないようになっているため、動力変換部６３，６３は、駆動モータ６４ａによる回転駆動力を、シャフト部材９，９から反力を得つつ基台部６２をシャフト部材９，９に沿って移動させる推力に変換することができ、基台部６２を管素材Ｓの送り出し方向に移動させる（工程３）。

この基台部６２が管素材Ｓの送り出し方向に移動すると、チャック６５は、基台部６２から反力を得て管素材Ｓを保持するとともに、管素材Ｓを圧延領域に臨ませる。この際、基台部６２の移動と同期させて、駆動モータ５１を回転させることで、駆動モータ５１に軸支されたギア５３を介して、ギア５５を回転させる。そして、ギア５４に回転動力を伝達させることで、ギア５４の中心軸に把持されたマンドレル支持パイプ４１を回転させる。さらに、ギア５５に回転動力を伝達させることで、ギア５５の回転軸５２に設けられたギア５２ａを介して、チャック６５を回転させ、チャック６５に保持された管素材Ｓについても軸回転させる（工程４）。

このように、管素材Ｓ及びマンドレル支持パイプ４１を軸回転させつつ、圧延領域に臨ませると、管素材Ｓはマンドレル４を管内に通しつつ進行する。管素材Ｓの先端部分が圧延ロール１，１によって形成される圧延領域に配置されると、マンドレル４を芯にして、上下２個のテーパー溝つきの圧延ロール１，１が水平方向に前転後転を繰り返すことで管素材Ｓは圧延されて、目的の径及び肉厚となった製品管Ｐが製造される。

なお、搬送部６における管素材Ｓに対す送り出しや軸回転は、圧延ロール１，１の往復駆動サイクルと制御部の制御によって同期化されており、圧延ロール１，１が戻る間に管素材Ｓを少しづつ間欠的に送るようにしてある。

（作用・効果）
このような本実施形態によれば、管素材Ｓを圧延領域に対して送り出す際、基台部６２上に固定された駆動モータ６４ａの駆動力を、基台部６２を移動させる推力とに用いる。このとき、駆動モータ６４ａが基台部６２上に固定されて基台部６２と一体的にシャフト部材９，９に沿って移動するとともに、駆動対象であるチャック６５及び動力変換部６３も基台部６２と共に移動することとなる。

このことにより、本実施形態によれば、管素材Ｓの送り出し作業が進行しても回転駆動部６４から駆動対象までの距離が変化することなく一定に保たれ、回転駆動部からの出力も一定の範囲に抑えることができる。この結果、回転駆動部６４のサイズや出力能力を抑えることができ、装置の小型化を図り、また省エネルギーをも実現させることができる。さらには、駆動モータ６４ａからの出力を適切にシャフト部などの他の部材に伝達させることができるため、圧延処理を高速化して生産効率を向上させるとともに、長尺な金属素材を生産することができる。

Ｐ…製品管
Ｓ…管素材
１，１…圧延ロール
１ａ，１ａ…孔型
２…ロールスタンド
３…主駆動部
４…マンドレル
５…搬送駆動部
６…搬送部
８…出側把持部
９，９…シャフト部材
９ａ…ネジ部
３１，３１…回転体
３２…推力ロッド
４１…マンドレル支持パイプ
５１…駆動モータ
５１ａ…回転軸
５２…回転軸
５２ａ…ギア
５３〜５５…ギア
６２…基台部
６２ａ，６２ａ…溝部
６３，６３…動力変換部
６３ａ…歯車
６３ｂ…ネジ部
６４…回転駆動部
６４ａ…駆動モータ
６４ｂ…回転軸
６５…チャック
６５ｂ…ギア
６８，６８…伝達ギア
６９…シャフト保持部
９０…延圧設備全体
９０ａ…基台駆動機構
９０ｂ…回転駆動機構
９１〜９４…ギア
９５ａ，９５ｂ…シャフト部材
９７…基台部
９９…動力発生装置
９９ａ…回転軸
１００…圧延装置

Claims (2)

1. 圧延ロールによって形成される圧延領域に向けて、金属製の管素材又は中実棒素材からなる金属素材を送り出し、前記圧延領域内において前記金属素材を圧延する圧延装置であって、
   前記金属素材の送り出し方向に沿って延設されるロッド状のシャフト部材と、
   前記シャフト部材に係合され、前記シャフト部材に沿って移動可能な基台部と、
   前記基台部から反力を得て前記金属素材を保持し、前記金属素材を前記圧延領域に臨ませるとともに、前記金属素材を軸回転させる素材端保持部と、
   前記素材端保持部に接続された回転軸を回転させて、前記素材端保持部を回転させ、前記金属素材を軸回転させる搬送駆動部と、
   前記基台部上に固定され、前記基台部から反力を得て回転駆動され、前記基台部を前記シャフト部材に沿って移動させるための回転駆動部と、
   前記シャフト部材に嵌合されることにより前記シャフト部材から反力を得て、回転駆動部による回転駆動を、前記基台部を移動させる推力に変換する動力変換部と
   を備え、
   前記シャフト部材は、前記搬送駆動部と前記圧延領域との間に延設され、前記基台部は前記搬送駆動部と前記圧延領域との間において移動する
   ことを特徴とする圧延装置。
2. 圧延ロールによって形成される圧延領域に向けて、金属製の管素材又は中実棒素材からなる金属素材を送り出し、前記圧延領域内において前記金属素材を圧延する圧延方法であって、
   前記金属素材の送り出し方向に沿ってロッド状のシャフト部材を延設するとともに、前記シャフト部材に、前記シャフト部材に沿って移動可能な基台部を係合させる工程と、
   前記基台部上に回転駆動部を固定し、前記基台部から反力を得て回転駆動させる工程と、
   前記回転駆動を、前記シャフト部から反力を得つつ前記基台部を前記シャフト部材に沿って移動させるための推力に変換する工程と、
   前記基台部から反力を得て前記金属素材を保持し、前記金属素材を前記圧延領域に臨ませつつ、前記素材端保持部を軸回転させる工程と
   を備えることを特徴とする圧延方法。