JPH10202323A - 冷間ロール成形材料送り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多角形の角管を含む鋼管の冷間ロール成形に
おいて、素管材料をクランプしながら素管形状を矯正
し、かつ送り力を連続的に加える装置を提供する。 【解決手段】 冷間ロール成形材料送り装置において、
素管の送り方向で素管の外周をクランプする割り型クラ
ンプピースと、素管の送り方向と平行に配置された回転
軸に前記クランプピースとほぼ同位置に取り付けたカム
と、前記カム外周に設けたカム溝と、前記クランプピー
スとカムとを連結する連結棒で構成され、前記クランプ
ピースに固着した連結棒が前記カム外周に設けたカム溝
と係合して前記カムの回転力により割り型クランプピー
スの緊締、緩締を交互に繰り返えすことにより素管を送
給する冷間ロール成形材料送り装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼管（多角形の角
管を含む。以下総称して鋼管という。）の冷間ロール成
形において、素管材料をクランプしながら素管形状を矯
正し、かつ送り力を連続的に加える装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋼管の冷間ロール成形において、
金属管（素管）の加工成形される素管の成形或いは形状
矯正を行う場合には、図３に示すように素管或いは製品
の成形機或いは形状矯正機の直前に帯鋼ないし素管を送
給するために送りロールスタンドを複数段別個に設けて
いる。この形状矯正される素管を矯正機に送給する方法
としては、素管を矯正方向に送給する送り力を連続的に
付与するために種々の技術が採用されている。

【０００３】この従来法を類別すると、１）ロール型に
材料を押込みながら成形する油圧シリンダー方式（図
４）、２）材料形状を成形するロール自体を駆動させな
がら材料を送るロール駆動方式（図５（ａ））、および
３）材料の先端を潰してボールネジ等の引き抜き力によ
って材料を引き抜く方式（図５（ｂ））である。前記
１）の方式の例としては、特公昭６２−５４５６４号公
報に開示されているように金属管の冷間押出成形加工法
において、長尺の金属素材を成形ロールから押出すため
に油圧シリンダーを用い、この油圧シリンダーと金属素
材の間に金属素材の後端を適宜な位置に係止して金属素
材と共に移動可能とした装置を介在させた方法がある。
同様に、前記２）の方式の例としては、特開昭５９−１
９１５２３号公報に開示されているように、金属管の断
面形状を長さ方向に相似変形させる加工成形を行うに際
し、金属管を適宜の速さで引っ張り方向に移動させるた
めに、金属管の一端を駆動ロールを介して送り込みなが
ら他端を引っ張り用チャッキング装置で金属管の軸心方
向に適宜な力で引っ張る方法である。また、前記３）の
方式の例としては従来より金属板および金属管の冷間押
出成形加工分野において過去に一般的に採用されていた
方式である。

【０００４】しかしながら、上記１）の油圧シリンダー
方式においては、材料の末端からロール型に材料を送り
込もうとするために材料から成形された製品の真直度を
出すために成形機と油圧シリンダーの位置関係の設定が
困難で相当の熟練度が要求されること、材料の末端から
押し込むためにシリンダーストロークが長いこと、更に
材料を連続的に送ることが出来ない等の問題がある。次
に上記２）ロール駆動方式においては、材料変形は理論
上ロール軸直下の１断面のために１スタンド当たりの変
形量および送り力が大きくとれず、そのために１）の油
圧シリンダー方式よりもより多くの成形スタンド数が必
要になるという問題がある。更に、上記３）の材料の先
端を潰してボールネジ等の引き抜き力によって材料を引
き抜く方式に及んでは、材料先端を成形前に潰してチャ
ッキングする必要があるために製品歩留まりが悪くなり
現在は余り多用されていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上述し
た従来の問題点を解析した結果、以下のような事実が判
明した。すなわち、従来の成形ロールでは材料送りのた
めに材料の断面形状に合わせたロールを上下２組、或い
は上下左右４組の構成で複数段配置し、それらのロール
の幾つかを回転駆動させることで材料を送っていた。
ロール型が材料の型に丁度合う位置は、材料の送り方向
でみた場合、理論上ロール軸直下の１点でしかなく、し
かも送り力はその手前の断面も含めた材料変形を行って
いる断面から加えられる摩擦力でしかない。前記断面
上で形状も造り込まなければならないが断面積が余り大
きくとれないために加えられる成形力も大きくとれな
い。すなわち、成形力／断面積＝その断面上での材料に
加わる平均応力、であるから、この応力が或る一定値以
上になると塑性変形を起こすことになる。また、前記の
大きな応力が加わっている状態でロール周速度に差があ
ると材料の異常変形、すれ疵が発生し易くなる。ロー
ルを駆動させるスタンド数が多くなると、それだけ材料
送り力は増加するが、駆動モーター容量アップ、駆動力
伝達機構も増加するために複雑化し設備費用も大幅にア
ップするということが分かった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上述し
た各問題点を解決するものであり、以下の要旨からなる
ものである。 （１）冷間ロール成形材料送り装置において、素管の送
り方向で素管の外周をクランプする割り型クランプピー
スと、素管の送り方向と平行に配置された回転軸に前記
クランプピースとほぼ同位置に取り付けたカムと、前記
カム外周に設けたカム溝と、前記クランプピースとカム
とを連結する連結棒で構成され、前記クランプピースに
固着した連結棒が前記カム外周に設けたカム溝と係合し
て前記カムの回転力により割り型クランプピースのクラ
ンプ、アンクランプを交互に繰り返えすことにより素管
を送給することを特徴とする冷間ロール成形材料送り装
置である。

【０００７】（２）冷間ロール成形材料送り装置におい
て、素管の送り方向で素管の外周をクランプする割り型
チャックピースと、前記チャックピースの外周部に固着
され一部にスライド部を有する一対の割り型クランプピ
ースと、前記割り型クランプピース同士を連結するチャ
ックピーススライドリングと、前記クランプピースを前
後動させるためにクランプピース後端部と油圧シリンダ
ーとを連結するシリンダーロッドで構成され、油圧シリ
ンダーの前進、後退動作により前記クランプピースおよ
びチャックピースのクランプ、アンクランプをを交互に
繰り返えすことにより素管を送給することを特徴とする
冷間ロール成形材料送り装置である。

【０００８】更に、（３）前記割り型クランプピース
は、相対向するスライド部を介して一対の鉤型の台形状
のクランプピースで構成され、前記スライド部端部には
相互にストッパー部を設けて構成されていることを特徴
とする前記（２）記載の冷間ロール成形材料送り装置で
ある。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明は、上記のような構成をと
ることにより、成形素管をクランプするためのクランプ
ピースの接触面の全面の摩擦力で成形素管を送るため
に、クランプするクランプブロックの長さを長くとるこ
とで送り力を大きくとることが可能である。また、前記
クランプブロックの長さが長くなることで成形素管表面
に加わる応力を小さくしたまま、材料形状の矯正を行う
ことも可能となる。更に、従来のロール駆動方式におけ
るロール軸回転機構よりも設備的に簡便かつ安価である
という利点を有している。

【００１０】

【実施例】以下に図面に従って本発明の冷間ロール成形
材料送り装置の詳細について具体的に説明する。図１
は、本発明による冷間ロール成形材料送り装置の１例と
してのカム駆動送り装置の概略図であり、図１（ａ）
は、その正面図であり、図１（ｂ）はクランプピースの
拡大概略図である。

【００１１】図１（ａ）において、成形ないしは矯正さ
れる、或いは成形ないしは矯正された素管１は矢印の素
管送り方向に送られる。この素管１の外周には素管１を
上下または左右方向からクランプする少なくとも１セッ
ト以上の割り型クランプピース２，２′を配置する。こ
の割り型クランプピース２は図１（ｂ）に示すように上
下または左右で割り型となっているために外力により割
り型中心部で或る間隙をもって開閉自在に構成されてい
る。更に前記素管の送り方向と平行して長い回転軸３が
配置されている。この回転軸３には、前記クランプピー
ス２，２′とほぼ同位置に前記回転軸３に固着して回転
する少なくとも１セット以上の筒状のカム４，４′を長
軸方向に設けてある。このカムには、その外周部に螺旋
形のカム溝５，５′が切ってあり、このカム溝５，５′
に嵌合し、かつ前記割り型クランプピース２，２′とが
連結悍６，６′で連結されている。従って、回転軸に固
着したカム４，４′の回転に伴ってカム溝５，５′に嵌
合した連結悍６，６′の一端はカム溝５，５′内をスラ
イドして移動することとなる。そのために、前記回転軸
３の回転力でカム４，４′が１回転した場合、カム溝
５，５′の駆動距離は軸方向においてカム４，４′の断
面のカム溝の長さ部分に相当することとなる。

【００１２】このような構成を採ることにより、連結悍
６，６′の一端がカム溝５，５′とクランプピース２，
２′と最も遠い距離（素管送り方向とは逆の方向に戻る
動きとなる。）にある場合には、割り型が前記筒状カム
の直径だけ離間して素間１をアンクランプする。一方、
これらのクランプ機構がアンクランプしている間に本送
り機構と同一の機構を有するもう１セットの送り機構が
作動する。すなわち、一方の送り機構で素間１をアンク
ランプした場合には、他方のもう１セットの送り機構で
素間１をクランプするように構成されているため、連結
悍６′の一端がカム溝５′とクランプピース２′と最も
近接する距離にあり割り型が前記筒状カムの直径だけ移
動して素間１をクランプしてウオーキングして素間１を
送り方向に移動させることになる。従って、前記クラン
プピースに固着した連結棒が筒状カム外周に設けたカム
溝と係合して前記カムの回転力により割り型クランプピ
ースのクランプ、アンクランプを交互に繰り返えすこと
により素管を送給することが可能となる。

【００１３】このように、本発明にかかる冷間ロール成
形材料送り装置は非常に簡便な構成を採用しているのも
かかわらず極めて確実に素管を送り方向に送給しうるも
のである。しかしながら、この例においては、送り速度
は高くとれるが、反面送り力はそれ程強くない機構であ
る。図２は、本発明による冷間ロール成形材料送り装置
の他の例としての油圧駆動送り装置の概略図であり、図
２（ａ）は、その正面図であり、図２（ｂ）はチャック
ピースとクランプピースとの一体構造物による把持部の
拡大概略図である。

【００１４】図２（ａ）において、成形ないしは矯正さ
れる、或いは成形ないしは矯正された素管１は図１
（ａ）と同様に矢印の方向に送られる。この素管１の外
周には図２（ｂ）に示すように素管１を上下または左右
方向からクランプする少なくとも１セット以上のチャッ
クピース８とクランプピース９、１０との一体構造物に
よる割り型の把持体７を設ける。直接素管外周部に接す
るチャックピース８の把持部は図１（ｂ）の割り型クラ
ンプピースと同一形状を有しているが、この把持部の外
側は一対の楔状スライド部１０−１、１０−２とストッ
パー部１０−３、１０−４を有する鉤型の台形状クラン
プピース９および１０から構成されている。前記この鉤
型の台形状のクランプピース９は前記チャックピース８
に固着され一体化している。また、鉤型の台形状のクラ
ンプピース９，１０の長辺側の一端には切り欠き部を設
け、前記切り欠き部端部はストッパー部となる。一方、
前記鉤型の台形状クランプピース９に対向する鉤型の台
形状クランプピース１０のスライド部１０−１の大部分
は切り欠き部であり、この切り欠き部端部はストッパー
部１０−４を設けてある。

【００１５】従って、前記スライド部１０−１を介して
相対向する鉤型の台形状クランプピース１０を外力を付
与して前後動させるとスライド部１０−１間を介して鉤
型の台形状のクランプピース９上をスライドし、ストッ
パー部１０−３および１０−４同士が衝突し前後動が終
了する。すなわち、外側の鉤型台形状クランプピース１
０のスライド距離は、内側に位置する鉤型台形状クラン
プピース９上に設けた切り欠き部の距離だけ前後動する
ことになる。

【００１６】これら鉤型台形状クランプピース９および
１０同士は、図２（ａ）に示すように鉤型台形状クラン
プピース９側に設けたスプリング機構１２を介して相互
にチャックピーススライドリング１１で伸縮自在に前後
動しうるように連結されている。更に、前記鉤型台形状
クランプピース１０の外側にはスライドピン１３を設
け、このスライドピン１３を介して素管１と平行に配置
したスライド軸１４を配置し、前記鉤型台形状クランプ
ピース１０が外力によって自由に前後動可能に構成され
ている。また、前記鉤型台形状クランプピース１０端部
には油圧シリンダー１６から伸びるシリンダーロッド１
６が連結されており、油圧シリンダー１５の圧力で前記
シリンダーロッド１６を介して鉤型台形状クランプピー
ス１０が必要距離だけ前後動することになる。

【００１７】このような構成を採ることにより、油圧シ
リンダー１５に圧力を付与してシリンダーロッド１６を
伸長すると、鉤型台形状クランプピース１０はスライド
ピン１３を介してスライド軸１４上をスライドして引っ
張られることにより、チャックピーススライドリング１
１を介して鉤型台形状クランプピース９およびチャック
ピース８は素管外周部から離間して素間１をアンクラン
プする状態になる。一方、油圧シリンダー１５に圧力を
吸引してシリンダーロッド１６を伸縮すると、鉤型台形
状クランプピース１０はスライドピン１３を介してスラ
イド軸１４上をスライドして引っ張られることにより、
チャックピーススライドリング１１を介して鉤型台形状
クランプピース９およびチャックピース８は素管外周部
に近接して完全に素間１をクランプする状態になる。こ
の状態で鉤型台形状クランプピース９およびチャックピ
ース８をスライドピン１３を介してスライド軸１４上を
移動させれば必要送り距離が実現できることになる。

【００１８】従って、前記クランプピースに固着したシ
リンダーロッドを自在に伸縮させることにより割り型ク
ランプピース９および１０およびチャックピース８のク
ランプ、アンクランプを交互に繰り返えすことにより素
管を送給することが可能となる。なお、前述したチャッ
クピース８は、素管サイズ毎に交換することも可能であ
る。

【００１９】このように、本発明にかかる冷間ロール成
形材料送り装置は非常に簡便な構成を採用しているのも
かかわらず極めて確実に素管を送り方向に送給しうるも
のである。しかしながら、この例においては、送り速度
は低いものの、反面送り力を非常に高くとれるという利
点を有する機構である。

【００２０】

【発明の効果】上述したように、本発明は従来の冷間ロ
ール成形材料送り装置に比較して素管となる材料を成形
機或いは矯正機に押し込む場合においても、本発明によ
る送り装置を前記成形機或いは矯正機の直前に設置する
ことで、素管の真直度が悪くとも材料を一定速度で送る
ことが可能である。また、金型で材料を送るため成形と
同時に矯正も併せて行うことができる。更に、ロール駆
動方式を採用していないために材料の連続送りが可能に
なり作業性が極めて高くなるという利点に加え、シリン
ダーストロークが小さいために従来の設備費に比較して
遙に安価な設備費で済むという大きなメリットがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による冷間ロール成形材料送り装置の１
例としてのカム駆動送り装置の概略図であり、図１
（ａ）は、その正面図であり、図１（ｂ）はクランプピ
ースの拡大概略図である。

【図２】本発明による冷間ロール成形材料送り装置の他
の例としての油圧駆動送り装置の概略図であり、図２
（ａ）は、その正面図であり、図２（ｂ）はクランプピ
ースとチャックピースの拡大概略図である。

【図３】従来の冷間ロール成形材料送り装置全体を示す
概略正面図である。

【図４】従来の二次加工ラインにおける材料押し込み型
の送り装置の概略図を示す。

【図５】図５（ａ）は、従来の送りロールスタンドにお
ける材料変形および送り状態の模式図であり、図５
（ｂ）はクランプピースでの材料変形状態の模式図であ
る。

【符号の説明】

１…素管 ２，２′…割り型クランプピース ３…回転軸 ４，４′…カム ５，５′…カム溝 ６，６′…連結悍 ７…割り型把持体 ８…チャックピース ９，１０…台形状のクランプピース １０−１，１０−２…楔状スライド部 １０−３，１０−４…ストッパー部 １１…チャックピーススライドリング １２…スプリング機構 １３…スライドピン １４…スライド軸 １５…油圧シリンダー １６…シリンダーロッド

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷間ロール成形材料送り装置において、
   素管の送り方向で素管の外周をクランプする割り型クラ
   ンプピースと、素管の送り方向と平行に配置された回転
   軸に前記クランプピースとほぼ同位置に取り付けたカム
   と、前記カム外周に設けたカム溝と、前記クランプピー
   スとカムとを連結する連結棒で構成され、前記クランプ
   ピースに固着した連結棒が前記カム外周に設けたカム溝
   と係合して前記カムの回転力により割り型クランプピー
   スのクランプ、アンクランプを交互に繰り返えすことに
   より素管を送給することを特徴とする冷間ロール成形材
   料送り装置。
2. 【請求項２】 冷間ロール成形材料送り装置において、
   素管の送り方向で素管の外周をクランプする割り型チャ
   ックピースと、前記チャックピースの外周部に固着され
   一部にスライド部を有する一対の割り型クランプピース
   と、前記割り型クランプピース同士を連結するチャック
   ピーススライドリングと、前記クランプピースを前後動
   させるためにクランプピース後端部と油圧シリンダーと
   を連結するシリンダーロッドで構成され、油圧シリンダ
   ーの前進、後退動作により前記クランプピースおよびチ
   ャックピースのクランプ、アンクランプをを交互に繰り
   返えすことにより素管を送給することを特徴とする冷間
   ロール成形材料送り装置。
3. 【請求項３】 前記割り型クランプピースは、相対向す
   るスライド部を介して一対の鉤型の台形状のクランプピ
   ースで構成され、前記スライド部端部には相互にストッ
   パー部を設けて構成されていることを特徴とする請求項
   ２記載の冷間ロール成形材料送り装置。