JPH03210904A

JPH03210904A - ロッカーミル

Info

Publication number: JPH03210904A
Application number: JP2320540A
Authority: JP
Inventors: Anthony A Duerring; アントニー　エー．ドュアリング
Original assignee: Sandvik Special Metals LLC
Current assignee: Alleima Special Metals LLC
Priority date: 1989-11-22
Filing date: 1990-11-22
Publication date: 1991-09-13
Anticipated expiration: 2013-11-11
Also published as: DE69000735T2; JP2823683B2; ATE84247T1; DE69000735D1; US4955220A; EP0432118A3; EP0432118A2; EP0432118B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、中空金属工作物材からチューブ（管）を製作
するタイプのロッカーミル或いはピルガ−ミルに関する
。

〔従来の技術〕

０７カーミル（Ｒｏｃｋｅｒ　ｍ１ｌｌ）　は例えばｔ
ｌｓＰ４．５６２．７１３と１９８９年１月１７日出願
の米国出願第０７／２９７．４３１に開示されている。

こ＼では、その開示を参照して説明される。この種ミル
の代表的なものは、中空工作物に沿って往復動する可動
ロールスタンドを有する。このロールスタンドは１対の
溝付きロールダイスを含み、この１対のダイスがニップ
を規定し、これを通じて工作物が通過する間に半径方向
に圧縮される。マンドレルが工作物の中に共軸的に延入
して工作物の内側を半径方向に支承する。

ロールダイスの溝は円周方向に進むに従って幅が挾まる
。従って、ロールスタンドの各往復動ストロークの間ロ
ールを回転させることで、工作物が増大して行く半径方
向の圧縮を被り、それによって工作物の半径の減少が進
行する。

各ストロークの終端で、次のストロークのために工作物
の再位置決めが必要になる。従って、工作物は選定され
た角度だけ回転する間に選定された直線距離だけ長手方
向に進行する。工作物の長手進行は長手可動フィードキ
ヤリッヂによって達成される。このキャリッヂは工作物
の外周を把持するチャックやクランプを有している。フ
ィードスクリューはミルの長手方向に延長し、キャリッ
ヂによって担持された固定ネジナツトの中を通過する。

モータはフィードスクリューの１端に設けられ、キャリ
ッヂの長手方向前進、従って工作物の前進のために、フ
ィードスクリューを回転させる。

工作物の回転はロールスタンドの前後に配設した複数の
モータ駆動回転クランプによって行われる。工作物はこ
れらのクランプによって把持され、クランプ自体が選定
角度だけ回転する。同様に、マンドレルに付着して後方
延長体を構成しているロッドは、このロッドを把持し且
つ前記選定角だけマンドレルを回転させるためにロッド
を回転させる別のクランプの中を通っている。

工作物とマンドレルの軸方向（長手方向）動と回転動の
ための上記機構は精巧なシステムを有しており、このシ
ステムはフィートスクリニーとこれを回転させ且つ種々
のクランプを起動させるギア搭載駆動トレインを含んで
構成されている。このシステムはその大きな全重量によ
る高慣性に特徴があり、従ってこのシステムはスタート
ラフ正時に要する加速、減速時間が長いので、工作物を
迅速且つ正確に再位置決めすることは難しい。

の結果、チューブの生産性と品質は低下する。

そ〔発明の目的〕本発明の目的は上記問題点を解消した改良ロッカーミル
を提供することにある。

〔発明の構成、作用効果〕

本発明は、ロールスタンドと再位置決め装置を含み、こ
の装置がロールスタンドを通じて延長した工作物を含む
長尺物品を再位置決めするようにしたロッカーミルに係
る。

この再位置決め装置は固定フィートスクリニーを含んで
構成され、キヤリングがロールスタンドへ向う長手方向
へ移動可能にガイド機素に装置されている。第１の中空
シャフト付き電動モータがキヤリングに装置されていて
、このモータは第１の中空の端部開口ロータを含んで成
る。固定フィードスクリューはこのロータ及びナツトネ
ジを貫通している。このナツトネジは第１中空シャフト
付きモータに連結され、このモータによりガイド機素に
沿ってキヤリングを長手方向に移動させるためにフィー
ドスクリューに対し相対的に回転するようになっている
。

第２の中空シャフト付き電動モータがキヤリングに装置
され、このモータは第２の中空の端部開口ロータを含ん
で成る。前記長尺物品はこの第２ロータを貫通するよう
になっている。クランプが設けられており、長尺物品が
このクランプを貫通するようになっている。クランプは
第２ロータにこれと共に回転するように連結された可動
クランプあごを含んで成る。クランプ起動機構はキヤリ
ングに装置され、且つクランプあごに連結され、それに
よってクランプあごを長尺物品と締結せし約で第２ロー
タから長尺物品にその回転力を伝達し、且つネジナツト
から長手方向運動（軸方自動）を伝達する。

〔発明の実施態様〕

第１図において、本発明のロッカーミルは固定ベース１
０と可動キヤリング１２を含んで成る。長尺物品１３は
キヤリング１２とミルの成形ゾーン１７に配設した可動
ロールスタンド１５の両者を貫通して水平長尺（水平軸
）方向に延長している。長尺物品１３は中空工作物１４
とマンドレル（図示省略）を含み、このマンドレルは工
作物の中に抜き差し可能に受容されている。ロッド１６
はマンドレルの後端に付設されて、マンドレルの外延体
を構成している。

次に、工作物を支承し、回転させ且つ前進させルキャリ
ッヂ機能を説明する。マンドレルはロールスタンド１５
に至るみ前の工作物の内径よりや５小さい外径を有して
いる。ロールスタンド１５は対向する１対の成形ロール
２２．２４を含んで成り、これらロールが往復動可能ハ
ウジング２６に回転可能に装置されている。このハウジ
ング２６は従来式クランクアーム装置２８によって駆動
されて、ロールスタンド１５をベース１０並びに長尺物
品に対し相対的に水平に往復動させるようになっている
。この運動の間に成形ロールによって形成（または規定
）されたニップが工作物の上を通過して、工作物の内径
をマンドレルの外径まで減少させる。

ロールスタンド１５の順次繰返されるストローク間で工
作物を再位置決めするために、キヤリング１２が工作物
を回転させ且つ長手方向へ前進させるようになっている
。このキヤリング１２はフィードスクリューの力で成形
ゾーン１７の方へ、即ち工作物１４に平行に長手方向へ
移動可能である。このキヤリング１２とフィードスクリ
ュー３２の両者は第１図にのみ示されているが、キヤリ
ング１２の詳細は第２図と第３図に示されている。

キヤリング１２はベース１０に固設された１対の長尺円
筒レール４２．４４に乗ったベースプレート４０を含む
。１対レール４２．４４はベースプレート４０の下側か
ら垂下している２対の長手方向に配列されたブツシュ４
６．４８の中を通っている。１対のブツシュ４８は第２
図に示されており、第４図には１対ブツシユ４８の１つ
ともう１組の１対ブツシユ４６０１つが夫々示されてい
る。スクリュー３２、レール４２゜４４及び工作物１４
はベースプレート１０の上方で平行配列されている。

本発明によれば、スクリュー３２が不動に配設されてお
り、低慣性機構がキャリッヂ１２に設けられていて、こ
れが工作物を回転させ且つ軸方向に前進させるようにな
っている。この機構は回転クランプ５０に連結された中
空シャフト付きモータ４９を含む。回転クランプ５０は
中空回転シャフト５２を含み、この中を工作物１４が共
軸的に通過する。長尺方向に延長したスロット５４が中
空シャフト５２の円周壁に間隙をとって配設されている
。クランプあご５６は夫々のスロット５４に半径方向に
移動可能に装置されている。各クランプあご５６は長手
方向に延長したクランプ内面５８と傾斜したクサビ外面
６０を有している。クランプあご５６の外周を円錐台形
内面６４を有する作動カラー６２が取囲んでいる。この
内面６４の傾斜はクランプあごのクサビ面６０の傾斜に
対応している。

作動カラー６２はネジナツト６８を螺結するネジ端部６
６を有している。ネジナツト６８はワッシャ７０に当接
し、ワッシャ７０はカラー６２と軸受保持部材７２に当
接している。軸受保持部材７２はボールベアリング装置
７４を担持している。この軸受装置７４はカラーが保持
部材７２に対し相対的に回転出来るようにする。

カラー６２と保持部材７２は、ユニットを構成し、この
ユニットがクランプあご５６に対し相対的に長手方向に
移動することが出来、具体的には第５図上の左方へ移動
することによりクランプあご５６を半径内方へ移動せし
めて工作物１４に対しクランプ結合（締結）させる。こ
のユニッ）　（６２，７２）の動作はフレーム体７７に
工作物回転体上方において装置された流体シリンダー７
６（第２図）の形式のモータによって起動される。この
シリンダのロッド７８はピン８０を担持し、このピンの
端部がヨーク８４の直立脚８２に受承されている。脚８
２はシャフト８６に付着され、このシャフト８６がピン
８９によって固定ブラケット８８で枢軸受されている。

ピン９１を担持した二つのアーム９０がシャフト８６か
ら垂下しており、これらのピン９１は軸受保持部材７２
の凹所で枢軸受されている。

シリンダ７６のロッド７８を延長させることにより、ヨ
ーク８４がシャフト８６の軸に関して回転させられ、そ
の結果アーム９０がユニッ）　（６２，７２）を長手方
向に（即ち、第２図に示すように右方へそして第５図に
示すように左方へ）移動させる。従って、カラー６２は
クランプあご５６に対し相対的に長手方向に、工作物１
４を把持するために半径内方にクランプあご５６を移動
させるように、移動させられる。

その結果、工作物１４と中空シャフト５２はシリンダ７
６に対し相対的に一体回転させるために一緒にロックさ
れる。中空シャフト５２は外ネジ端９２を含み、これが
中空シャフト付き電動モータ４９の内ネジの出力シャフ
ト９４に螺結されている。中空シャフト付きモータ４９
自体（ＵＳＰ　３．１６７、６７１参照）は公知である
が、これをモータの出力ロータが工作物を選択的に把持
して回転させ得るように解除可能クランプと組合せ、こ
のモータ／クランプ組合体をロールスタンドを通じて工
作物を前進させるキャリッヂに取付けて成るシステム自
体は、本発明の低慣性送り系を構成している。即ち、本
発明は重いフィートスクリ５−３２と重いギア搭載駆動
トレインの回転の必要性を回避する。

モータ４９はハウジング９３を含み、この中で中空出力
シャフト９４が駆動させられる（第７図）。出力シャフ
ト９４はシャフト９６に付設したマグネット９８を含む
中空ロータ装置（アッセンブリ）の１部を構成している
。ロータ位置フィードバック装置１０６（これは従来型
式のものである力りロータ装置の角位置を表す信号を発
し、それによってモータ電源を切るためにロータ装置の
回転進行を検知する。

工作物１４はクランプの中空シャフト５２の中並びにロ
ータ装置の中空出力シャフト９４の中に共軸的に延長し
ていて、クランプあご５６によって半径方向に把持され
て工作物とシャツ）５２．９４を共通回転するように連
結している。この回転は、この機構（メカニズム）の全
体の質量、即ち全体の慣性が比較的小さいので、比較的
正確に実行される。

本発明の低慣性系はもう１つの面から云えば、カー）　
ＩＪッヂを長手方向へ進行させるための低慣性機構を含
んでいる。この機構は第２の中空シャフト付き電動モー
タ１２０を含み、このモータ１２０は前記モータ４９と
同等のもので、モータ１２０の出力シャフト１２２を構
成する開放端を有するロータを含んで成る（第６図）。

モータ１２０はモータ４９に平行に且つそれに沿ってキ
ャリッヂ１２に取付けられている。モータ１２０の出力
シャフト１２２には従来式のネジナツト１２４が螺結さ
れており、このネジナツトの中を不動フィードスクリュ
ー３２が貫通している。このネジナツト１２４はフィー
ドスクリューと噛み合っていて、モータ１２０の回転に
よりネジナツト自体を、従ってキャリッヂ１２をガイド
レール４２．４４に沿って推進させる。このネジナツト
１２４は、好ましくは、従来式ボールスクリューを含ん
で成る（このボールスクリューは例えばイリノイ、ロッ
クフォードのロックフォードボールスクリューカンパニ
イ製を用いることが出来る）このボールスクリューのネ
ジは可動ボールによって形成される。これらのボールは
固定（不動）フィードスクリュー３２のスクリュー外ネ
ジに係合して、ナツト１２４０回転がキャリッヂの軸方
向移動を生み出すようになっている。ナツト１２４がボ
ールスクリュー式である必要はないが、ボールスクリュ
ーであれば、最小限の摩擦しか生み出さないので、本発
明の低慣性系に充分適しているといえる。

従ってクランプ５０が工作物をモータ４９に連結すよう
に作動すると、モータ１２０の作動によりキャリッヂと
工作物が長手方向に前進する。２種のモータの同期制御
により他方のモータ４９の同時作動により工作物が長手
方向に前進するときに工作物が回転させられる。

固定マンドレルモードと称し得る１つの操作モード（態
様）においては、マンドレルは圧延（ローリング）作業
の間固定されている。この操作モードの間モータ４９，
１２０及びクランプ５０との組合せにおいて出口ターナ
１３０とロッドターナ１３２（第１図）が利用される。

出口ターナ１３０はロールスタンド１５の下流に配置さ
れていて、好ましくは既述のモーク／クランプ機構４９
．５０と同等の中空シャフト付き電動モータ／クランプ
機構を含んで成る。出口ターナのクランプ／モータはモ
ータ／クランプ機構４９　、５０と同期して工作物１４
を把持し、回転させる。しかし、工作物はネジナツト１
２４の回転に応じて同時に前進させられるので、出口タ
ーナ１３０のクランプはクランプ５０より工作物に対す
るクランプ力が小さくなるように設計し、それにより工
作物と出口ターナ１３０のクランプ間に長手方向の相対
的から滑りが生じ得るようにすることが必要である。

ロッドターナ１３２　も、好ましくはモータ／クランプ
機構４９　、５０と同等の中空シャフト付き電動モータ
／クランプを含んで成る。ロッドターナのクランプはロ
ッド１６と直接係合して工作物の回転と同期してロッド
とマンドレルを回転させる。

既述のように、出口ターナ１３０　とロッドターナ１３
２　は固定マンドレル操作モードにおいて使用される。

しかし、もう１つのモード、即ち移動マンドレル操作モ
ードにおいては、出口ターナとロッドターナは廃止され
る。この場合、クランプあご５６は工作物１４の背後に
おいてその最後端に当接してロッド１６を直接締結（ク
ランプ）するように配設している。クランプ５０はマン
ドレノペロッド及び工作物の回転を生み出す。工作物は
、その前端がマンドレルと固く接触するように変形され
ているため、マンドレル並びにロッドと一体に回転する
。それと同時にネジナツト１２４の回転に応じてロッド
、マンドレル及び工作物の長手方向の前進を生み出す。

マンドレルの後端にクランプあごが当接することにより
、クランプあごは工作物を長手方向に必要に応じて押出
し且つ工作物がロールスタンド１５の工作ストローク期
間に後方へ押出されるのを阻止する。

工作物端部に対するキャリッヂの相対位置をミルローデ
ィング操作の間に検知出来るようにするために、従来式
の近接応答スイッチ１４０．１４２をキャリッヂの前端
と後端に装置する。

固定マンドレル操作モードにおいては、工作物１４とロ
ッド１６はロールスタンド１５を貫通して延長していて
、このロールスタンド１５が往復動して工作物の直径減
少化作業を実行する。各往復サイクルの終りで、モータ
１２０を起動させて、成形ゾーン１７へ向けて水平長手
方向へキヤリングを前進させるために、予め選定した角
度だけ乏−夕１２２とナツト１２４を回転させる。クラ
ンプ５０によって工作物１４を把持すると、工作物はキ
ヤリングと共に長手方向に前進させられる。同時に、ロ
ータ４９が起動され、予定角度だけロータ９４を回転さ
せ、それによりクランプ５０を介して工作物に回転動が
伝達される。このようにして、工作物は同時に長手方向
に前進し、且つロールスタンドの各ストローク端で回転
させられる。

モータ４９　、１２０の回転と同期して、出口ターナ１
３０とロッドターナ１３２の夫々のモータがこれらモー
タの同期制御によって回転させられる。

固定マンドレルモードよりむしろ移動マンドレルモード
で以って機構が操作される場合には、出口ターナ１３０
　とロッドターナ１３２　は使用されない。

むしろ、クランプ５０のあご５６で以って前述のように
工作物の後端の直後の位置においてロッド１６を把持す
るようにする。

工作物の長手方向動並びに回転動を生み出すために移動
させるに必要な構成要素としては、モータ４９，１２０
のロータ９４・１２２、ネジナツト１２４及びクランプ
５００回転部品５２，５６．６２のみを挙げ得る。これ
らの要素の総重量は、先行技術におけるこの種運動を実
行するときに回転させられるべき構成要素、即ちスクリ
、−３２及びモータをこのスクリュー並びにキャリング
上の工作物回転装置と内部的に接続させたギア搭載駆動
トレインに較べ明らかに無視出来る程に小さい。その結
果、本発明は運動のスタートとストップを瞬間的に実行
させることが出来ることから、高度の正確度を以って運
動を実行させることが出来る。更に、本発明装置全体く
システム）は、製作費と維持費が安価になり、しかも駆
動トレインを要しないことから占有スペースが小さくて
すむという利点がある。

以上本発明はその好ましい態様との関連で記述されたが
、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が為し得るこ
とは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るロッカーミルの側面説明図、第２
図はこのロッカーミルのキャリング部の側面図、第３図
は第２図のキヤリングの平面図、第４図は第２図のキヤ
リングの背面図、第５図は本発明ロッカーミルのクラン
プ機構の部分断面図、第６図はキヤリングに設けたナツ
トネジの断面図、及び第７図は本発明に係る中空シャフ
ト付きモータの断面図である。図において、１０・・・固定ベース、１３・・・長尺物品、１５・・・ロールスタンド、１７・・・成形ゾーン、２６・・・ハウジング、２８・・・クランクアーム装置、３２・・・フィードスクリュー４９・・・中空シャフト付きモータ、５０・・・回転クランプ、　　５２・・・中空シャフト
、５４・・・スロット、　　　　５６・・・クランプあ
ご、１２・・・可動キヤリング、１４・・・工作物、１６・・・ロッド、２２、２４・・・成形ロール、６０・・・クサビ外面、６２・・・カラー、６４・・・
円錐台形内面、　　６６・・・ネジ端部、６８・・・ネ
ジナツト、７０・・・ワッシャ、７２・・・保持部材、
　　　　７４・・・軸受装置、７６・・・流体シリンダ
、　　７８・・・ロッド、８０・・・ピン、　　　　　
　８２・・・直立脚、８４・・・ヨーク、８６・・・シ
ャフト、８８・・・固定ブラケット、８９・・・ピン、
９０・・・アーム、　　　　　　９１・・・ピン、９２
・・・外ネジ端、　　　　９４・・・内ネジシャフト、
１２０・・・中空シャフト付きモータ、１２２・・・出
力シャフト、１２４・・・ネジナツト、１３０・・・出
口ターナ、１３２・・・ロッドターナ、１４０、　１４
２・・・スイッチ。

Claims

【特許請求の範囲】１、ロールスタンド及びこのロールスタンドを通って延
長している工作物を含む長尺物品を再位置決めするため
の位置決め装置を含んで成るロッカーミルにおいて、長手方向に指向した固定フィードスクリュー；長手方向
に指向したガイド手段；該ロールスタンドに向け長手方向に移動可能な該ガイド
手段に装置したキャリッヂ；該キャリッヂに装置された該固定フィードスクリューの
貫通している開口端を有する第１の中空ロータを含む第
１の中空シャフト付き電動モータ；該固定フィードスク
リューの貫通している中空ネジナットであって、該第１
中空シャフト付きモータに連結することにより該固定フ
ィードスクリューに対し相対的に回転させられるように
なっていて、それにより該ガイド手段に沿って長手方向
へ該キャリッヂを移動させるようにした斯かるナット；該キャリッヂに装置され、該長尺物品の貫通している開
口端を有する第２の中空ロータを含む第２の中空シャフ
ト付き電動モータ；該長尺物品の貫通しているクランプであって、該第２ロ
ータに回転可能に連結された変位可能クランプあごを含
む斯かるクランプ；及び該キャリッヂに装置され、該ク
ランプあごに作用可能に連結されているクランプ作動手
段であって、該クランプあごを移動させて該長尺物品と
クランプ結合し、それによって該第２ロータから回転運
動を該長尺物品に伝達し且つ該ネジナットから長手方向
の運動を該長尺物品に伝達するようにした、斯かるクラ
ンプ作動手段を含んで構成されることを特徴とするロッ
カーミル。２、該クランプ起動手段は、クランプ作動モータ；該モ
ータに連結してそれにより移動可能となる第１の力伝達
部材；該第１力伝達部材に連結してそれにより移動可能
となり、且つ該クランプあごに連結してそれにより該ク
ランプあごを半径方向に付勢して該長尺物品と係合させ
る第２の力伝達手段；及び該第２ロータの回転軸と一致
した軸に関して該第２力伝達手段を該第１力伝達手段に
対し相対的に回転可能にする軸受手段を含んで構成され
ている、特許請求の範囲第１項に記載のロッカーミル。３、該クランプあごは該軸に関し環状に間隔を以って配
置された複数のクサビ形状あごを含んで成り、該第２力
伝達部材は該クランプあごを取り囲み該第１力伝達部材
によって長手方向へ移動可能な環状カラーを含んで成る
特許請求の範囲第２項に記載のロッカーミル。４、該クランプ作動モータが流体シリンダを含む特許請
求の範囲第３項に記載のロッカーミル。５、該クランプが該長尺物品の貫通する中空シャフトを
含み、該シャフトが該クランプあごの貫通する間隔を以
って環状配置された凹所を有し且つ該シャフトの１端に
螺旋ネジを有し、該螺旋ネジが該第２ロータが有するそ
の１端の螺旋ネジに螺結している、特許請求の範囲第４
項に記載のロッカーミル。６、第３の中空シャフト付きモータと該長尺物品を受承
するために該ロールスタンドの背後に配設されたクラン
プを含んで成る出口ターナを含む、特許請求の範囲第１
項に記載のロッカーミル。７、該長尺物品が中空工作物と該工作物に抜き差し自在
に受容されたマンドレルを含む、特許請求の範囲第１項
に記載のロッカーミル。