JPH0616903B2 - ロ−ラレベラの矯正ロ−ル傾動方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はローラレベラにおける矯正ロール、具体的には
これを支持するトップキャリッジ及びトップフレーム等
の支持部材を傾動する方法に関するものである。

〔技術的背景〕 通常圧延された部材には不均一な伸び、或いは温度分布
等に起因する内部残留応力が形成されるが、これを軽減
し、また均一化するためにローラレベラ等の矯正機が用
いられる。ローラレベラは、矯正ロールを上，下に夫々
数本ずつ千鳥形に備え、この上，下の矯正ロール間を通
る板材に交互の繰返し曲げを付与するようになってい
る。ただ板材は一方において平坦度も要求されるから、
平坦度を決定する下側矯正ロールに対する上側矯正ロー
ルのオフセット量を、板材の入側から出側に向かって
上，下矯正ロール相互の重なり（インターメッシュ）を
漸滅するよう設定し、矯正ロール間を通過した板材をス
ピリングバックによって平坦ならしめるようにしてあ
る。

ところで、矯正ロールに対して上述の如き所定のインタ
ーメッシュを設定する場合、通常は下側矯正ロールは水
平に設定し、上側矯正ロールを傾斜させるのが一般的で
ある。このため上側矯正ロールを保持するキャリッジ
（トップキャリッジという）及びこのトップキャリッジ
を保持するトップフレーム等の支持部材をハウジングに
対して傾動する構成が採られている。

〔従来技術〕

このようなトップキャリッジ，トップフレームを傾動さ
せる方法として従来次のような方法が採られている。第
８図はトップキャリッジ、トッフプフレームが一体的構
造となっている支持部材の従来の傾動方法の実施状態を
示すローラレベラの模式的側面図であり、上部の矯正ロ
ールであるワークロール51uはバックアップロール52uと
共に両側下部に夫々かまぼこ形のライナ53f,53rを備え
た上部支持部材54uに、また下部矯正ロールであるワー
クロール51dはバックアップロール52dと共に下部支持部
材54dに夫々枢支され、下部支持部材54dはハウジング55
に直接固定され、一方上部支持部材54uはハウジング55
に設けた圧下スクリュ56f,56r及びバランスシリンダ57
f,57rにて昇，降、並びに傾動可能に支持されている。

圧下スクリュ56f,56rは板材Ｍの移動方向の前，後に位
置をずらしてハウジング55に設置されており、その上部
はハウジング55に設けたモータに連繋され、またその下
端部は上部支持部材54uに穿った孔54a,54aの底部に設け
てある凸面部54b,54bに当接せしめられ、ロータの駆動
によって凸面部54b,54bを介し上部支持部材54uに圧下力
を付与するようになっている。一方バランスシリンダ57
f,57rも板材Ｍの移動方向の前，後に位置をずらしてハ
ウジング55にトラニオン支持され、そのロッドを夫々上
部支持部材54u上部の前，後方向の端部寄りに枢支連結
させており、上部支持部材54uの凸面部54b,54bを圧下ス
クリュ56f,56rの下端面に圧接保持すべく、換言すれば
圧下スクリュ56f,56rの下端面と凸面部54b,54bとの間に
少なくとも間隙が形成されないように、上部支持部材54
uを引き上げ保持するようにしてある。なお、両バラン
スシリンダ57f,57rは同じ圧油供給系で作動され、その
作用力は略等しくなっている。

而していま上部支持部材54uを傾動せしめるときは、上
部支持部材54uを傾動すべき方向、例えば破線で示す如
く板材Ｍの移動方向の後側に傾動するときは、両圧下ス
クリュ56f,56rのうちその傾動方向側に位置する圧下ス
クリュ56rの下端を圧下スクリュ56fの下端よりも相対的
に低く設定すると同時に、これに追従させて両バランス
シリンダ57f,57rを作動し、上部支持部材54uの各凸面部
54bの上面を圧下スクリュ56f,56rの下端面に接触保持し
つつ、上部支持部材54uを引き上げる。これによって上
部支持部材54uはその両側下部に設けたライナ53f,53rが
ハウジング55のポスト内面に摺接しつつ上下に相対移動
し、傾斜した状態に保持されることとなる。

ところで、矯正反力が1500トン程度と比較的小さい場合
はその剛性は小さくく済むため上部支持部材54uは一体
構造に構成され、また上，下方向高さも低く設計される
結果、その傾動中心Ｏ、圧下スクリュ56f,56rによる圧
下点Af,Ar、バランスシリンダによる吊持点Bf,Br相互の
レベル差は小さく、従ってまたバランスシリンダ57f,57
rによる支持力は上部支持部材54uの自重の１．４〜１．
５程度と比較的小さくて済み、傾動制御自体には特別の
不都合を生じることはなかった。

しかし，近年にあってはローラレベラの高矯正力化に伴
って、第９図に示す如く上部支持部材をワークロール，
バックアップロールを保持するトップキャリッジ64と、
その剛性を強化するトップフレーム65とに分割し、また
全体の高さも大きく設計されるようになった。

第９図は高能力化したローラレベラの上部支持部材に従
来と同様の傾動方法を適用した場合の力線図である。

このようなローラレベラにあっては、矯正ロールたるワ
ークロール61，バックアップロールを支持するトップキ
ャリッジ64とトップフレーム65とを着脱可能に連結して
構成され、トップキャリッジ64，トップフレーム65とも
にその剛性を高めるために上，下方向の厚さを大きくし
てあり、第８図に示すローラレベラに比較してその傾動
中心Ｏと、圧下スクリュ66f,66rによる圧下点Af,Ar、バ
ランスシリンダ67f,67rによる吊持点Bf,Brとの離隔寸法
が大きくなっている。

ところで、このような高矯正力用のローラレベラにおい
てトップキャリッジ64，トップフレーム65を傾動させる
場合、前述した場合と同様に板材の移動方向の前，後寄
りに夫々配設された前，後の圧下スクリュ66f,66rのう
ち傾動方向（第９図では左側）に位置する後側の圧下ス
クリュ66rは低く、逆に傾動方向と反対側に位置する前
側の圧下スクリュ66fはこれよりも相対的に高く設定
し、これと同時に、バランスシリンダ67f,67rはトップ
フレーム65内の凹面図65b,65bが圧下スクリュ66f,66rの
下端面から離隔しないよう、換言すれば凹面部65b,65b
と圧下スクリュ66f,66rの下端面とを圧接状態に保持し
つつ、所定の作用力ＦA,ＦB にてトップフレーム65を引
き上げる。なお、前述の場合と同様に両バランスシリン
ダ67f,67rに対する圧油の供給源は同じであるから両作
用力ＦA,ＦB は略等しい値となっている（ＦA ≒ＦB
）。

これによってトップフレーム65は出側の凹面部65b,65b
と後側圧下スクリュ66rとの接合部である圧下点Ａｒを
支点とする如くに傾動し、傾動中心Ｏ回りに所要の角度
だけ傾斜せしめられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで上述した如き場合両バランスシリンダ67f,67r
にて作用力ＦA ，ＦB を作用させたとき、その水平方向
の分力であるＦAx，ＦBxはトップキャリッジ64，トップ
フレーム65を含む全体の回動中心であるＯに対してトッ
プフレーム65の傾動方向と逆方向に、即ち傾動を元に戻
そうとするモーメントとして作用し、しかもこの分力は
当該作用力ＦA ，ＦB の大きさに応じて大きくなるた
め、作用力ＦA,ＦB 自体はこの分力ＦAx，ＦBxを考慮し
て、より大きな作用力とする必要があり、バランスシリ
ンダ67f,67r自体の大型化が必要となる。

また、トップフレーム65等の傾動の際、圧下点Arが回動
支点となるため、この圧下点Arには両バランスシリンダ
67f,67rの作用力が加算された状態で付与される結果、
圧下点Arから圧下スクリュ66rの軸方向に作用する反力
Ｆprが極めて大きくなり、圧下スクリュ66rと凹面部65b
との摺動が円滑性を欠く等の問題が生ずる。

更にバランスシリンダ67f,67rに対する圧油供給系には
減圧弁、リリーフ弁が用いられているが、減圧弁設定圧
力とリリーフ弁の圧力とには一定の圧力差が存在するの
が普通である。しかしこの圧力差は両バランスシリンダ
67f,67rの作用力ＦA,ＦB のうち上記した傾動を行う場
合ＦA ＞ＦB となって表れる結果、圧下点Arからの反力
Ｆprを一層増大させ、トップフレーム65の傾動の困難性
を助長するという問題も生ずる。

第10図は横軸に傾動量（ワークローラの前側と後側との
レベル差：mm）を、また圧下スクリュの軸方向反力（ト
ン）を縦軸にとって示してある。グラフ中破線Ｆprはト
ップフレーム65を第９図に示す如く板材の出側である後
側に傾動させる場合の圧下点Arからの軸方向反力を示
し、また破線Ｆqrは同方向に傾動させる場合の圧下点Ａ
ｆからの軸方向反力を夫々示している。一方実線Ｆqfは
トップフレーム65を第９図に示すのと反対側、即ち板材
の入側である前側に傾動させる場合の圧下点Ａf からの
反力を、また実線Ｆpfは同方向に傾動させる場合の圧下
点Ａｒらの軸方向反力を夫々示している。

このグラフから明らかなように、トップフレーム65を傾
動させる側の圧下点に作用する軸方向反力は、反対側の
圧下点に作用する軸方向反力に比較して著しく大きく、
また勾配も大きいことが解る。しかもグラフ中軸方向反
力を示す実線Ｆpfと破線Ｆprとの差及び実線Ｆqfと破線
Ｆqrとの差はバランスシリンダ67f,67rに対する圧油供
給系に設けられている減圧弁設定圧とこれより高いリリ
ーフ弁圧力との圧力差に依る、所謂バランスシリンダヒ
ステリシスであり、このヒステリシスによる圧力差はト
ップフレーム65等の傾動方向側のバランスシリンダ例え
ば第９図に示す場合においてはバランスシリンダ67rの
作用力を大きく、逆方向、即ち傾動方向と反対側のバラ
ンスシリンダ67fの作用力を小さくするから、結果的に
は前，後の圧下点Af,Arから作用する軸方向反力差を助
長する結果となることが解る。

なお、グラフ中下限値は、圧下スクリュの下端面と凹面
部との接合圧力が零の場合、また、上限値は圧下スクリ
ュのモータ出力限を夫々示している。

本発明にかかる事情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的とするところは矯正ロールを支持するトップキャ
リッジ，トップフレーム等の支持部材を傾動する際のバ
ランスシリンダの作用力を相対的に調節して、作用力に
無駄がなく、小さい作用力で効率的に傾動を行い得るよ
うにしたローラレベラの矯正ロール傾動方法を提供する
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明にあっては、矯正ロールの支持部材を圧下スクリ
ュに圧接する前，後のバランスシリンダの油圧を，傾動
方向のバランスシリンダを小さく、傾向方向と反対側の
バランスシリンダ油圧を相対的に大きく設定する。

〔作用〕

本発明にあってはこれによって支持部材の傾動方向側に
おける圧下点への反力集中を緩和すると共に、バランス
シリンダの作用力自体も低減出来、また、バランスシリ
ンダに対する圧油供給系のヒステリシスの影響も低減し
得ることとなる。

〔実施例〕

以下本発明を図面に基づき具体的に説明する。第１図は
本発明方法の実施状態を示す斜視図、第２図はバランス
シリンダの圧油供給系を示す油圧回路図であり、図中1
u,1dは上，下のワークロール、2u,2dは同じく上，下の
バックアップロール、3u,3dはトップ及びボトルキャリ
ッジ、４はトップフレーム、５はハウジング、Ｍは矯正
用の板材を示している。

上部のワークロール1u，バックアップロール2uはトップ
キャリッジ3uに、また下部のワークロール1d、バックア
ップロール2dはボトムキャリッジ3dに夫々枢支されてお
り、更にトップキャリッジ3uはトップフレーム４に、ま
たボトムキャリッジ3dは直接ハウジング５に夫々着脱可
能に一体的に連結されている。

そしてトップフレーム４は下方への押下力はハウジング
５から垂設され、四隅部に連繋させた圧下スクリュ7f,7
rにて、また支持力は同じくハウジング５から垂設され
圧下スクリュ7f,7rよりも若干中心部寄りに位置して四
隅部に連繋したバランスシリンダ8f,8rにて夫々付与さ
れるようになっている。

各圧下スクリュ7f,7rは夫々ハウジング５の上部におい
て上端部をウォームギヤを介してモータに連繋され、ま
た下端部はトップフレーム４に穿った孔4aを通してその
内奥に配した凹面部4b（第３図参照）に臨ませてあり、
モータの駆動によって昇降移動するが、下降移動時にの
み凹面部4bを介してトップフレーム４と連繋し、これを
押下するようになっている。一方各バランスシリンダ8
f,8rはそのシリンダ部をハウジング５間に渡した梁5aに
トラニオン支持され、そのロッドはトップフレーム４の
上部に枢支連繋されており、圧下スクリュ7f,7rの昇降
移動の如何にかかわらず凹面部4bを圧下スクリュ7f,7r
の下端面に圧接保持するようトップフレーム４、トップ
キャリッジ3u、ワークロール1u，バックアップロール2u
等をこれらの荷重よりも若干大きい作用力にて引上げ保
持するようになっている。

バランスシリンダ8f,8rは夫々独立した圧油供給系に連
結されており、バランスシリンダ8fについての圧油供給
系10を示すと第２図に示す如くである。なお、バランス
シリンダ8rの圧油供給系も構造上は実質的に同じであ
る。

第２図はバランスシリンダ8fの圧油供給系10の油圧回路
図であり、図中11,12はいずれも４ポート３位置切換弁
である。

油圧ポンプを作動し、切換弁11を第１の位置ａに設定す
ると、圧油は開閉弁13，切換弁11を経て絞り弁14,15、
減圧弁16、逆止弁を経て前側のバランスシリンダ8fに供
給され、バランスシリンダ8fの作動によってトップフレ
ーム４等を引き上げ保持する。バランスシリンダ8fの作
用力の設定は低圧、中圧，高圧の夫々に応じて減圧弁16
を所定の圧力に設定すると共にリリーフ弁17,18,19を切
換える。例えば低圧の場合は切換弁12をａ位置に設定
し、圧油を切換弁12を通してリリーフ弁17に導入し、設
定圧を越えると圧油をリリーフ弁17を通してタンクＴに
戻す。

また中圧の場合は切換弁12をｂ位置に設定し、圧油を中
圧用のリリーフ弁18に導入し、設定圧を越えると圧油を
リリーフ弁18を通してタンクＴに戻す。

更に高圧の場合は切換弁12をｎ位置に設定し、圧油を高
圧用のリリーフ弁19に導入し、設定圧を越える圧油をリ
リーフ弁19を通してタンクＴに戻すようになっている。

以下具体的に上記した圧油供給系を用いて前，後側バラ
ンスシリンダ8f,8rに対する作用力の制御内容を説明す
る。

(1) 制御例１ 前側，後側の圧下スクリュの軸方向反力の変動が比較的
小さい場合、即ち具体的にはトップキャリッジ3u及びト
ップフレーム４を水平状態から一側、例えば第１図に破
線で示す如く左側に傾動せしめるときには、傾動時に傾
動支点となる後側圧下スクリュ7rの圧下点Arに支持点が
より近く位置する後側バランスシリンダ8rの作用力ＦA
を低く、また前側に位置するバランスシリンダ8fの作用
力ＦB はこれよりも相対的に高く設定する。

この作用力ＦA ，ＦB 自体はトップキャリッジ3u、トッ
プフレーム４等の自重、ライナ3f,3rとハウジングポス
ト5f,5rとの摩擦力、傾動中心Ｏに対する両圧下スクリ
ュ7f,7rの圧下点Af,Ar、両バランスシリンダ8f,8rの吊
持点Bf,Br等の関係に基づき設定されるが、少なくとも
トップフレーム４の凹面部4b,4bを圧下スクリュ7f,7r下
端面に圧接状態に保持するに必要な作用力以上の値とす
る。表１はトップフレーム４等の傾動方向と前側，後側
のバランスシリンダ8f,8rに対する設定圧力の態様を示
したものである。

表１から明らかなように、例えば第３図に示す如くトッ
プフレーム４を左側に傾動（角度：１゜45′）させる場
合、傾動方向側に位置する圧下スクリュ7rを反対側に位
置する圧下スクリュ7fよりも所要寸法（34mm）低く設定
すると同時に、前側バランスシリンダ8fは中圧（減圧弁
設定値：130kg、リリーフ圧力：135kg）に、一方後側バ
ランスシリンダ8rは低圧（減圧弁設定値：83kg、リリー
フ圧力：88kg）に設定してトップフレーム４等を引上げ
る。これによって、両バランスシリンダ8f,8rの吊持点B
f,Brには夫々作用力ＦB,ＦA が作用し、傾動方向側に位
置する圧下点Ａr を支点にしてトップフレーム４等が傾
動せしめられるが、この傾動支点となる圧下点Ａr に近
く位置するバランスシリンダ8rの作用力ＦA はバランス
シリンダ8fの作用力ＦB よりも低く設定されている結
果、圧下点Ａｒからの軸方向反力Ｆprと圧下点Afからの
軸方向反力Ｆqfの各値及びその差が低減されることとな
る。なお、傾動操作の終了後、その傾動状態を保持する
ときは表１から明らかなように、後側バランスシリンダ
8rは中圧（減圧弁設定値：110kg，リリーフ圧力：115k
g）に、また前バランスシリンダ8fは高圧（減圧弁設定
値152kg，リリーフ圧：167kg）に設定する。

第４図は上記した操作を行った場合におけるトップフレ
ーム４の傾斜と凹面部4b,4bから圧下スクリュ7f,7rの圧
下点Af,Arに作用する軸方向反力Ｆpr，Ｆqf，Ｆqr，Ｆp
fとの関係を示すグラフであり、このグラフから明らか
なようにトップフレーム４等を傾動させた場合、その傾
動が大きく、傾動方向側に位置する圧下スクリュに作用
する軸方向反力Ｆpr，Ｆqfは共に大きく、また傾動方向
と反対側に位置する圧下スクリュに作用する軸方向反力
Ｆqr，Ｆpfは共に小さくなるが、その変化の勾配は第10
図に示す従来の場合は比較していずれも格段に小さくな
っていることが解る。

(2) 制御例２ 前側，後側圧下スクリュの軸方向反力の変動が大きいこ
とが予測される場合、具体的には第３図に示す如き傾斜
状態から、その傾動方向を逆向きとする場合等に用いら
れ、その内容を表２に示す。

先ず両バランスシリンダ8f,8r共に低圧に設定して前側
の圧下スクリュ7fは下降、後側の圧下スクリュ7rは上昇
させ、トップキャリッジ3u、トップブレーム４を共に水
平姿勢にまで戻すが、この過程では前，後側バランスシ
リンダ8f,8rを共に低圧に設定する。

次いで、トップフレーム４等を反対側に傾動させてゆく
が、このときは圧下スクリュ7fを反対側の圧下スクリュ
7rよりも相対的に低く設定すると同時に、前側バランス
シリンダ8fは低圧に、また後側バランスシリンダ8rは中
圧に設定してトップフレーム４を引上げる。傾動終了後
は、傾動方向側に位置する前側バランスシリンダ8fは中
圧に、また反対側のバランスシリンダ8rは高圧に設定維
持する。

作用力ＦA,ＦB の設定については前述した場合と同じで
ある。

第５図は上述した制御例２による傾動制御を行ったとき
の傾斜（mm）と、圧下スクリュの圧下点Af,Arから作用
する軸方向の圧力Ｆpr，Ｆqr，Ｆpf，Ｆqfとの関係を示
すグラフである。このグラフから明らかなようにトップ
フレーム４が左側に傾動した状態から水平位置に戻った
時点で両バランスシリンダ8f,8rに対する油圧の絶対値
を切り下げる結果、反力及びその変化の勾配は、前記制
御例１の場合と同様に小さく抑制することができる。

第６図は本発明に用いる両バランスシリンダ8f,8r用の
別の圧油供給系20を示す油圧回路図であり、図中21は電
磁式の４ポート３位置切換弁である。切換弁21をａ位置
に設定して圧油を供給すれば開閉弁22、減圧弁23、切換
弁21を経、ここから更に逆止弁24，絞り弁25,26を経て
バランスシリンダ8fに圧油が供給される。そして圧下ス
クリュ7f,7rの下端に当接する凹面部4b,4bに設けたアン
ジャミングシリンダ30f,30r（第３図参照）の油圧を圧
力センサにて検出し、この検出値が夫々トップフレーム
４等の傾斜方向、及び位置の如何にかかわらず常時一定
となるよう、換言すれば圧下スクリュ7f,7rに作用する
その軸方向反力が常時適正な所定値となるよう、電磁弁
２７を制御するようになっている。

第７図は上記制御を行ってトップフレーム４を傾動させ
た場合の傾斜（mm）の圧下スクリュ7f,7rの軸方向反力
との関係を示すグラフである。このグラフから明らかな
ように、トップフレーム４の傾斜方向、及び傾動位置の
如何にかかわらず一定であり、しかも傾動方向側に位置
する圧下スクリュに対する反力が傾動方向と反対側に設
置する圧下スクリュに対する反力よりも常に一定値だけ
高く維持される。これによってトップフレームに対する
傾動操作はより円滑に行い得ることとなる。

〔効果〕

以上の如く本発明方向にあっては矯正ロールの支持部材
の前，後側に連繋したバランスシリンダの圧力を相互に
異ならせることとしたから、バランスシリンダの作用力
に無駄がなく、小さい作用力で容易に支持部材の傾動が
可能となり、使用設備の小型化が出来て設備コストの大
幅な低減を図れるなど本発明は優れた効果を奏するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施状態を示す斜視図、第２図は
前，後側のバランスシリンダの圧油供給系を示す圧油回
路図、第３図は本発明方法を適用した場合の矯正ロール
支持部材における力線図、第４，５図は本発明方法を適
用した場合の支持部材の傾動量と圧下スクリュ軸方向反
力との関係を示すグラフ、第６図は本発明方法に用いる
バランスシリンダの圧油供給系を示す油圧回路図、第７
図は本発明方法の他の油圧制御系を適用した場合の支持
部材の傾動量と圧下スクリュの軸方向反力との関係を示
すグラフ、第８図は従来方法の実施状態を示す模式的側
面図、第９図は従来方法を高矯正用ローラレベラに適用
した場合の力線図、第10図は第９図に示した場合におけ
る支持部材の傾動と圧下スクリュに作用する軸方向圧力
との関係を示すグラフである。 1u,1d……ワークロール、2u,2d……バックアップロー
ル、3u,3d……キャリッジ、４……トップフレーム、５
……ハウジング、7f,7r……圧下スクリュ、8f,8r……バ
ランスシリンダ、10,20……圧油供給系

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】矯正ロールの支持部材の前，後側夫々に連
   繋され、支持部材を押下する圧下スクリュ及び、支持部
   材を圧下スクリュに圧接保持するバランスシリンダの操
   作により、前記支持部材をその前，後に傾動し、且つ保
   持する方法において、前記支持部材の傾動方向側に位置
   するバランスシリンダの油圧を、傾動方向と反対側に位
   置するバランスシリンダの油圧よりも小さくすることを
   特徴とするローラレベラの矯正ロール傾動方法。