JP6408332B2 - 曲がり矯正装置 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、通材するH形鋼のフランジの内側に設けられた2つのロールと、外側に設けられた1つのロールと、圧延時の反力を受けるフレームとを備える矯正機により、H形鋼を冷間で通材および微圧延することで曲がりを矯正する方法が開示されている。特許文献1に記載の矯正装置および矯正設備列は、能率よく、簡単にH形鋼の長手方向の曲がりを矯正することができる。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、先端に上方向への反りがあるH形鋼を搬送することが可能な、曲がり矯正装置を提供することにある。
さらに、左右方向に対向して一対設けられ、少なくとも一方が左右方向へ移動することでH形鋼の左右方向の位置を調整する平行ガイドをさらに備え、ピンチロールは、一対の平行ガイドにそれぞれ設けられてもよい。このような曲がり矯正装置によれば、平行ガイドの移動動作によりピンチロールとフランジとの左右方向の位置を容易に合わせることができる。
さらに、H形鋼を上下方向に反転させる反転機をさらに備え、矯正部よりも搬送方向の下流側にさらにピンチロールを備え、往復搬送させることで左右のフランジの曲がりを矯正してもよい。このような曲がり矯正装置によれば、片側のフランジを矯正する矯正部においても、反転させて搬送させることで両側のフランジを矯正することができる。
[1.装置構成]
まず、図1〜5を参照して、本発明の一実施形態に係る曲がり矯正装置1の構成について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る曲がり矯正装置1を示す平面図である。図2は、図1のA−A線矢視図である。図3は、本実施形態に係る曲がり矯正装置1の矯正部30にH形鋼Sが搬送された状態を示す平面図である。図4は、図3のA−A線矢視図である。図5は、図3のB−B線矢視図である。
図3および図4に示すように、本実施形態に係る曲がり矯正装置1は、H姿勢でx軸方向に搬送されるH形鋼Sを通材することで、H形鋼Sの長手方向の曲がりを矯正する。H形鋼SのH姿勢とは、搬送方向に対して直交するz軸方向である左右方向にウェブS4が延在し、ウェブS4の左右端からy軸方向である上下方向に一対のフランジS2が延在した姿勢である。
ピンチロール10a,10bは、H形鋼SのフランジS2の上部を押圧するロールであり、それぞれ矯正部30のx軸の正方向側および負方向側の両側に、左右方向に対向して一対ずつ設けられる。ピンチロール10aは、矯正部30に負方向側に隣接するテーブルロール20aと上下方向に対向して設けられ、ピンチロール10bは、矯正部30の正方向側に隣接するテーブルロール20bと上下方向に対向して設けられる。また、ピンチロール10a,10bは、それぞれ後述する一対の平行ガイド40a,40bの上側に設けられ、油圧等により接続されたシリンダ12a,12bのシリンダロットが伸縮駆動することで、平行ガイド40a,40bに設けられたガイド14a,14bに沿って上下方向に昇降可能に構成される。ピンチロール10a,10bは、シリンダ12a,12bのシリンダロットが伸長することにより、通過するH形鋼SのフランジS2を上側から押圧する。
矯正部30は、外矯正ロール部32と、上下方向に対向して設けられる内矯正ロール部34とからなり、H形鋼Sの長手方向のフランジS2の曲がりを冷間で圧延することにより矯正する。
図5を参照すると、外矯正ロール部32は、外圧延ロール320と、動力伝達軸322と、外圧延ロール支持部324とを有し、通過するH形鋼SのフランジS2cの外側に設けられる。外圧延ロール320は、フランジS2cの外側の面に当接し、不図示のモータ等の回転動力源から動力伝達軸322を介して伝達される回転駆動力により回転する。外圧延ロール支持部324は、外圧延ロール320の回転軸が上下方向に延在するように外圧延ロール320を支持する。
次に、図1〜4、6を参照して、本実施形態に係る曲がり矯正装置1におけるH形鋼Sの搬送動作について説明する。本実施形態に係る曲がり矯正装置1において、H形鋼Sは、x軸の正方向および負方向に搬送される。ここで、H形鋼Sがx軸の正方向に搬送される搬送方向を往方向とし、H形鋼Sがx軸の負方向に搬送される搬送方向を復方向とする。図3および4は、H形鋼Sが往方向に搬送されている状態を示す。
次いで、H形鋼Sの先端がテーブルロール20aの位置まで搬送されると、搬送動作が停止し、シリンダ42aのシリンダロットの伸長動作によりz軸の負方向側の平行ガイド40aがz軸の正方向側に移動される。このとき、平行ガイド40aは、図3に示す状態まで移動される。この平行ガイド40aの移動動作により、搬送されたH形鋼Sがz軸に対して略平行となり、矯正部30に対するH形鋼Sのz軸方向の位置が調整されることで、矯正部30へのH形鋼Sの搬送がスムーズに行われる。
図6は、図3のC−C線矢視図である。図2、4および6に示すように、ピンチロール10aは、シリンダ12aのシリンダロットの伸長動作によりガイド14aに沿って降下し、H形鋼SのフランジS2の上部に当接される。本実施形態に係る曲がり矯正装置1は、ピンチロール10aが平行ガイド40aの上部に設けられ、平行ガイド40aの移動動作の後にピンチロール10aが降下することにより、両側のフランジS2に確実にピンチロール10aを当接させることができる。また、フランジS2の高さが異なる様々なサイズのH形鋼Sにも適用することができる。
ここで、例えばピンチロール10aを備えない構成の曲がり矯正装置では、H形鋼Sの先端に上方向への反りがある場合、矯正部30に対してH形鋼Sの先端の上下方向の位置にずれが生じてしまうため、H形鋼Sを矯正部30に搬送させることができない。一方、本実施形態では、ピンチロール10aによりフランジS2を押圧させることにより、H形鋼Sの先端の上下方向の位置を調整することができるため、H形鋼Sを矯正部30へ搬送させることができる。
H形鋼Sが矯正部30へ搬送された後、後述するH形鋼Sの曲がりを矯正する矯正動作が行われる。本実施形態に係る曲がり矯正装置1は、矯正動作時においても、ピンチロール10aによりフランジS2を押圧させながらH形鋼Sを搬送させてもよい。
往方向への搬送動作が行われる場合、H形鋼Sは、矯正部30を通材し、z軸の正方向側のフランジS2cが圧延されることで、z軸の正方向側のフランジS2cを内側としたH形鋼Sの曲がりが矯正される。一方、図1においてz軸の負方向側のフランジS2dを内側としたH形鋼Sの曲がりの矯正が行われる場合、H形鋼Sは、矯正装置1よりも下流側で上下方向に反転され、フランジS2dがz軸の正方向側に位置するようにした上で、復方向へ搬送されながら矯正部30を通材し、フランジS2dが圧延されることで曲がりが矯正される。
まず、図1に図示した矯正装置1において、H形鋼Sは、x軸の負方向側から搬送され、ピンチロール10a、矯正部30およびピンチロール10bを順に通過する。このとき、H形鋼SのフランジS2cを内側とした曲がりの矯正が必要でない場合には、矯正部30での圧延は行われず、矯正が必要な場合には、矯正部30での圧延が行われる。
さらに、反転されたH形鋼Sは、復方向に搬送され、x軸の負方向側の先端が矯正部30の手前側に設けられたテーブルロール20b上に位置するまで搬送される。
その後、H形鋼Sの先端がテーブルロール20bの位置まで搬送されると、搬送動作が停止し、シリンダ42bのシリンダロットの伸長動作によりz軸の負方向側の平行ガイド40bがz軸の正方向側に移動される。この平行ガイド40bの移動動作により、往方向への搬送時と同様に、搬送されたH形鋼Sがz軸に対して略平行となり、矯正部30に対するH形鋼Sのz軸方向の位置が調整されることで、矯正部30へのH形鋼Sの搬送がスムーズに行われる。
さらに、テーブルロール20が再度回転することにより、H形鋼Sは矯正部30に搬送される。このとき、ピンチロール10bがフランジS2を押圧した状態で、H形鋼Sは搬送される。これにより、本実施形態に係る曲がり矯正装置1は、x軸の負方向側の先端に上方向への反りがあるH形鋼Sを矯正部30へ搬送させることができる。
次に、図5を参照して、本実施形態に係る曲がり矯正装置1がH形鋼Sの曲がりを矯正する動作について説明する。矯正部30に搬送されたH形鋼Sは、矯正部30を通材する際にフランジを圧延されることで矯正される。
図5を参照して、H形鋼Sが往方向へ搬送される場合における矯正動作について説明する。図5に示すように、H形鋼Sは、前述の搬送動作により矯正部30に搬送され、フランジS2cの外側が矯正部30の外圧延ロール320に当接し、フランジS2cの内側が内圧延ロール340d,340eに当接する。
また、本実施形態に係る曲がり矯正装置1は、反転機で上下方向に反転されたH形鋼Sを反転機から復方向に搬送させ、矯正部30を通材させ、圧延させることにより、フランジS2d側への長手方向の曲がりを矯正することができる(図5においてフランジS2cとフランジS2dとが入れ替わった状態となる)。
一方、先端に下反りがあるH形鋼Sを矯正部30へと搬送する場合には、テーブルロール20を下反り量に応じて上昇させることで、下反りしているH形鋼Sの先端が上方へ移動し、ウェブS4が内圧延ロール340dと340eとの間に入るようになる。
以上説明した実施形態に対して、さらに、H形鋼の搬送方向でピンチロールと矯正部との間および矯正部の出側に、H形鋼のウェブの一方の面及び他方の面に対向して配置されウェブの厚さ方向の移動を拘束する、ウェブガイドロールが設けられることが好ましい。
図7〜図11は、図3、図4に示した曲がり矯正装置に対して、ウェブガイドロールを設けた実施形態を示す。
図7は、本発明の別の一実施形態に係る曲がり矯正装置1を示す平面図である。図8は、図7のD−D線矢視図である。また図9は、図7のE−E線矢視図であり、図10は、図7のF−F線矢視図である。図11は図7のG−G線矢視図である。
下部ウェブガイドロール部120は、図8に示すように回転軸が水平方向に延在するようにウェブガイドロール120a,120bをそれぞれ支持するガイドロール支持部120c,120fと、ガイドロール支持部120c,120fがそれぞれ先端に固定されているストローク部120d,120gと、ウェブガイド支持フレーム124に支持され、ウェブガイドロール120a,120bがH形鋼SのウェブS4の下面に接離するようにストローク部120d,120gに対して軸方向の駆動力を伝達する直動アクチュエータ120e,120hとを備えている。ここで、ウェブガイドロール120a,120bはそれぞれ、ウェブガイドロール117a,117bに上下に対向して位置するように、ガイドロール支持部120c,120fに支持されている。つまり、ウェブガイドロール120aは搬送方向で下部内圧延ロール340eの入側に、ウェブガイドロール120bは搬送方向で下部内圧延ロール340eの出側に、それぞれ下部内圧延ロール340eに近接した位置に設けられている。そして、ウェブガイドロール117aとウェブガイドロール120aとが上下方向(ウェブ厚さ方向)に対をなしており、ウェブガイドロール117bとウェブガイドロール120bとが上下方向(ウェブ厚さ方向)に対をなしており、これらウェブガイドロール対によりウェブS4を挟むことができる。
なお、以上説明したウェブガイドロールは、H姿勢で搬送されるH形鋼Sの上下方向の移動、すなわち、ウェブS4の厚さ方向の移動を拘束するものであるが、本実施形態においては、図1に示すように搬送方向の上流側および下流側に、H形鋼Sのウェブ高さ方向に案内するための平行ガイド40a,40bが設けられており、この平行ガイド40a,40bはフランジS2c、フランジS2dの両フランジ外面に対向するように、それぞれ設けられている。
図示は省略するが、ウェブガイド支持フレーム124の下部は、床に設置した滑り支承部に水平移動自在に載置されている。また、ウェブガイド支持フレーム124はH形鋼Sの搬送方向に直交する水平方向にフレーム移動機構(図示は省略)により移動可能とされている。
なお、本発明に係る一方のフランジがフランジS2cに対応し、本発明に係る内圧延ロールが上部内圧延ロール340dおよび下部内圧延ロール340eに対応し、本発明に係る、ピンチロールと矯正部との間に設けられたH形鋼のウェブの一方の面及び他方の面に対向して配置され前記ウェブの厚さ方向の移動を拘束するウェブガイドロールが、ウェブガイドロール117aとウェブガイドロール120aと、ウェブガイドロール118aとウェブガイドロール121aと、ウェブガイドロール119aとウェブガイドロール122aとに対応し、矯正部の出側に設けられたH形鋼のウェブの一方の面及び他方の面に対向して配置され前記ウェブの厚さ方向の移動を拘束するウェブガイドロールが、ウェブガイドロール117bとウェブガイドロール120bと、ウェブガイドロール118bとウェブガイドロール121bと、ウェブガイドロール119bとウェブガイドロール122bとに対応する。
先ず、図12(a)に示すように、フランジ厚さ(フランジS2c,S2dの厚さ)がm1、ウェブ高さ(フランジS2c,S2dの外面間の寸法)がh1、フランジ幅(フランジS2c,S2dの幅)がt1のH形鋼Sの左曲がりの矯正について説明する。ウェブ高さがh1の場合、h1が上部ウェブガイドロール部117と上部ウェブガイドロール部119との間隔、および、下部ウェブガイドロール部120と下部ウェブガイドロール部122との間隔よりも小さく、上部ウェブガイドロール部117〜119の全て、および、下部ウェブガイドロール部120〜122の全てのガイドロールを、ウェブS4を拘束できる程度にまでウェブS4に接近させることはできないものとする。
先ず、上部内圧延ロール340d及び下部内圧延ロール340eがH形鋼Sの左フランジS2cの内面に近接するように、上下位置調整機構の作動により上部内圧延ロール支持部342d及び下部内圧延ロール支持部342eの高さ調整を行なう。
ここで、ウェブガイドロール117a,117b,120a,120bのウェブ高さ方向の位置が、これらウェブガイドロールの側面が左フランジS2cの内面に接触しない範囲で、可能な限り左フランジS2cの内面に近づく位置となるようにする。上部ウェブガイドロール部117〜119および下部ウェブガイドロール部120〜122のウェブ高さ方向位置は、曲がり矯正を行うH形鋼Sのウェブ高さ、フランジ厚さ毎に設定されている。
さらに、平行ガイド40a,40bの位置を、曲がり矯正を行うH形鋼Sの左フランジS2cの外面が外圧延ロール320に接触するよう案内できる位置に調整する。この状態で、曲がり矯正装置1の初期設定が終了する。
この際、ウェブガイドロール117a,118a,120a,121aによりウェブS4が案内され、次に、ウェブガイドロール118h,121hによりウェブS4が案内され、ウェブS4の上下方向の位置が拘束される。そして、回転動力源(不図示)から動力伝達軸322を介して回転力が伝達される外圧延ロール320がH形鋼Sを搬送しつつ(図7のx軸正方向の搬送)、上部内圧延ロール340d及び下部内圧延ロール340eが左フランジS2cの内面に対して圧下を行い、外圧延ロール320との間で左フランジS2cの圧延を行うことにより、H形鋼Sの長手方向の左曲がりを矯正する。外圧延ロール320および内圧延ロール340d,340eの出側においては、ウェブガイドロール117b,118b,120b,121bがウェブS4の上下方向への移動を拘束する。
これにより、外圧延ロール320及び2台の上部及び下部内圧延ロール340d,340eにより曲がり矯正が行われているH形鋼Sは、ウェブガイド113によりウェブS4の厚さ方向の移動が拘束されているので矯正センター位置が一定とされ、2台の上部及び下部内圧延ロール340d,340eのフランジ圧下量に差が発生せず、ウェブS4が厚さ方向に湾曲するウェブ反りや、ウェブねじれの発生が防止される。
ここで、内圧延ロール位置における、ウェブS4の上部内圧延ロール340d,340eのいずれか一方側への片寄りを防止するためには、内圧延ロールの入側および出側のなるべく内圧延ロールに近い位置に、ウェブガイドロール117a,117b,120a,120bを設けることが望ましいが、そのためには、ウェブガイドロール117a,117bは小径のものとする必要が生じる。図7におけるx軸正方向にH形鋼Sを搬送する場合においてはウェブガイドロール117a,120aの間にH形鋼Sの先端のウェブS4を挿入する必要があるが、ウェブガイドロール117a,120aが小径であると、H形鋼Sに反りがある場合にウェブガイドロール117a,120aの間へのH形鋼S先端のウェブS4を挿入が困難となる。本発明では、ピンチロール10aがフランジS2を押圧した状態で搬送動作が行われることで、H形鋼Sの先端の上下方向の位置が調整されている。よって、ウェブガイドロール117a,120aや、その他のガイドロールが小径とした場合でも、H形鋼Sの先端のウェブS4を上下のウェブガイドロール間で挿入することが可能となる。
また、ウェブガイド113の下部ウェブガイドロール部120,121のウェブガイドロール120a,120b,121a,121b,121hとともに、下部ウェブガイドロール部122のウェブガイドロール122a,122b,122hを上方に移動し、H形鋼SのウェブS4の下面側からウェブS4の下方向の移動を拘束する。
本実施形態のH形鋼Sは、図12(a)のH形鋼と比較して、フランジ厚さ寸法が増大し(m1からm2に変化)、左フランジS2cの内面の位置が外圧延ロール320から遠ざかる方向に変化しているので、ウェブガイド113の上部ウェブガイドロール部117〜118及び下部ウェブガイドロール部120〜121がウェブS4に対面し、かつ、ウェブガイドロール117a,117b,120a,120bが左フランジS2cの内面に接触しない範囲でなるべく左フランジS2cに接近するように、フレーム移動機構の動作により、H形鋼Sの搬送方向(往方向)に直交する水平方向(ウェブ高さ方向)にウェブガイド支持フレーム124を移動させる。
以上の、上部ウェブガイドロール部117〜119、および、下部ウェブガイドロール部120〜122以外の設定や動作については、図12(a)を用いて示した、フランジ暑さがm1、ウェブ高さがh1、フランジ幅がt1のH形鋼Sの曲がりを矯正する場合と同様であるので、説明を省略する。
次に、上記したウェブガイドロールを有する本発明の実施形態の曲がり矯正装置1の作用効果について説明する。
そして、ウェブガイドロールは、ウェブS4の高さ方向に複数に分割された構成とされ、分割されたウェブガイドロールは、それぞれ独自にH形鋼SのウェブS4の上面及び下面に対して接離自在なストローク部及び直動アクチュエータを備えているので、ウェブ高さが異なる複数種類のH形鋼Sの曲がり矯正を、本実施形態の曲がり矯正装置1で行なうことができる。
ここで、先端に上方向への反りがあるH形鋼Sを矯正部30へ搬送する際に、ピンチロール10aの代わりにウェブガイドロール117a,118a,119aのうちウェブS4に当接させるウェブガイドロールを用いてH形鋼Sの先端の上下方向の位置を調整することが考えられる。この場合、H形鋼Sの大きさによっては、フランジS2d側のウェブS4がウェブガイドロール117a,118a,119aによって押圧されず、H形鋼Sのウェブ方向が傾いた姿勢で矯正部30へと搬送されてしまう。H形鋼Sのウェブ方向が傾いた姿勢で矯正が行われると、正しく矯正が行われないばかりか、新たに曲がりが生じてしまう場合もある。これに対して、本実施形態では、一対のピンチロール10aが両側のフランジS2をそれぞれ押圧することで、H形鋼Sのウェブ方向の傾きがない状態でH形鋼Sを矯正部30へ搬送することができる。
以上、本実施形態に係る曲がり矯正装置1について説明した。本実施形態に係る曲がり矯正装置1は、矯正部30よりも搬送方向の上流側に設けられた昇降可能なピンチロール10aあるいは10bによりH形鋼Sの上側から押圧することを特徴とする。これにより、H形鋼Sの先端の上下方向の位置を調整することができ、先端に上方向への反りがあるH形鋼Sを矯正部30に搬送することができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
また、上記実施形態では、ピンチロール10a,10bは、H形鋼SのフランジS2に対応して平行ガイド40a,40bの上部に一対設けられたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、少なくともH形鋼SのフランジS2間の長さよりも長くz軸方向に延在し、上下に昇降可能なロールであってもよい。また、このような構成において、ピンチロールは、平行ガイドに設けられなくてもよい。
10a,10b ピンチロール
12a,12b シリンダ
14a,14b 昇降ガイド
20 テーブルロール
22 モータ
30 圧延部
32 外矯正ロール部
113 ウェブガイド
117 上部ウェブガイドロール部
117a,117b ウェブガイドロール
117c,117f ガイドロール支持部
117d,117g ストローク部
117e,117h 直動アクチュエータ
118 上部ウェブガイドロール部
118a,118b ウェブガイドロール
118c ガイドロール支持部
118d,118e ストローク部
118f,118g 直動アクチュエータ
118h ウェブガイドロール(第2のウェブガイドロール)
119 上部ウェブガイドロール部
119a,119b ウェブガイドロール
119d,119e ストローク部
119f,119g 直動アクチュエータ
119h ウェブガイドロール(第2のウェブガイドロール)
120 下部ウェブガイドロール部
120a,120b ウェブガイドロール
120d,120g ストローク部
120e,120h 直動アクチュエータ
121 下部ウェブガイドロール部
121a,121b ウェブガイドロール
121d,121e ストローク部
121f,121g 直動アクチュエータ
121h ウェブガイドロール(第2のウェブガイドロール)
122 下部ウェブガイドロール部
122a,122b ウェブガイドロール
122d,122e ストローク部
122f,122g 直動アクチュエータ
122h ウェブガイドロール(第2のウェブガイドロール)
124 ウェブガイド支持フレーム
320 外圧延ロール
322 動力伝達軸
324 外圧延ロール支持部
34d,34e 内矯正ロール部
340d,340e 内圧延ロール
342342e,342e 内圧延ロール支持部
344d,344e 内圧延ロール圧下機構
40a,40b 平行ガイド
42 シリンダ
S 形鋼
S2 フランジ
S4 ウェブ
Claims (4)
- 搬送方向に対して直交する左右方向にウェブが延在し、該ウェブの左右端から上下方向に一対のフランジが延在するH形鋼の長手方向の曲がりを矯正する装置であって、
いずれか一方の前記フランジを、該フランジの外側に設けられた外圧延ロールと該フランジの内側に設けられた内圧延ロールとにより圧延することで、ウェブ高さ方向となる左右方向への曲がりを矯正する矯正部と、
前記矯正部よりも搬送方向の上流側に設けられ、上下方向に昇降可能なピンチロールと、
左右方向に対向して一対設けられ、少なくとも一方が左右方向へ移動することで前記H形鋼の左右方向の位置を調整する平行ガイドと、
を備え、
前記ピンチロールは、前記H形鋼を上側から押圧し、一対の前記平行ガイドにそれぞれ設けられることを特徴とする、曲がり矯正装置。 - 回転駆動することにより前記H形鋼を搬送し、前記矯正部の搬送方向の上流側に設けられるテーブルロールをさらに備え、
前記ピンチロールと前記テーブルロールとは、上下方向に対向して設けられることを特徴とする、請求項1に記載の曲がり矯正装置。 - 前記H形鋼の搬送方向で前記ピンチロールと前記矯正部との間および前記矯正部の出側に、前記H形鋼のウェブの一方の面及び他方の面に対向して配置され前記ウェブの厚さ方向の移動を拘束する、ウェブガイドロールが設けられることを特徴とする請求項1または2に記載の曲がり矯正装置。
- 前記H形鋼を上下方向に反転させる反転機をさらに備え、
前記矯正部よりも搬送方向の下流側にさらに前記ピンチロールを備え、
往復搬送させることで左右の前記フランジの曲がりを矯正することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の曲がり矯正装置。
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