JPS59229231A - 支持ロ−ル - Google Patents

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】 〔従来技術〕 ロール型直線化技術において、断面円形の金属材料２例
えば、鋼鉄ロッドあるいはパイプを直線化するために、
ロール組み合せを有する直線化装置（即ち矯正装置）を
使用することが知られている。このような直線化装置は
例えば５個のロール配列を備え、その配列の中には、第
１の支持ロール対が位置付けられている。第１の支持ロ
ール対は加工部品の上下に配置されると共に平行面内に
おいて互いに傾斜した軸を有している。これらの軸は支
持される加工部品の軸に対しても傾斜している。同様に
配置された第２の支持ロール対が加工部品の軸にそって
第１の支持ロール対から間隔を置いて配置されている。

単独の加圧ロールが２つの支持ロール対間に位置付けら
れている。この加圧ロールは加工部品と連動し、支持ロ
ールと関連して加工部品に曲げモーメントを与えるだめ
のものである。他の直線化装置は一対の対向した加圧ロ
ールが２つの支持ロール対間に配置されること以外、上
記した配列と同様な６０−ル形のロールに配列を有して
いる。

各支持ロール対の一方のロールが駆動ロールとして使用
され、他方がアイドラーとして使用されるのが普通であ
る。加工部品はロール本体の長さにそって各支持ロール
と線接触するのが望ましい。

これによって、駆動ロールが回転すると、加工部品は軸
方向に回転し直線化装置中を軸方向に進む。

上述及び他のロール形式の直線化装置は通常。

加工される材料を支持するために軸方向に間隔を置いて
対向して配置された支持ロール対を利用しておシ、支持
ロール対の適当なロール形状が長年の主な懸案である。

例えば、米国特許第１，６４９，２０４は上記した形式
の一般的な直線化装置用ロールのロール面の輪郭形状を
開示している。

加工部品に与えられる曲げモーメントは加工部品軸の垂
直面内以外の面内では、加工部品を曲げようとしないた
め、加工部品が横方向にずれるのを拘束、制限すること
が上記した直線化装置用の支持ロール対の機能として必
要になる。更に、支持ロール対によって横方向のずれが
制限されないと２曲げ運動によって、加工部品は適切な
移送経路からはずれた経路にそって進んでいくことにな
る。これによって、加工部品表面に不要な損傷が生じる
と共に直線化動作に必要なエネルギーが増大し、且つ、
ロールの摩耗も大きくなる。

必要な横方向制限を与えるために１種々の支持ロール形
状が用いられている。一般に、加工部品の上及び下に配
置されたロール対の適切な横方向拘束力は加工部品軸に
一般的に垂直な断面内で支持ロールによって与えられる
純拘束力の垂線に対する角度に換算して考えることがで
きる。横方向拘束力はロールと加工部品との間の接触線
にそって分布しておシ、その間の相互の接線、に対して
垂直方向に作用する。

純拘束力の垂線からの角度はロール径及びロールスロー
１−　（狭隘部）からの軸方向距離との関数横方向成分
を有していない。しかし、ロール狭隘部から加工部品と
の接触線にそって漸次距離が大きくなると、支持ロール
によって与えられる力の垂線に対する角度は増加し、ロ
ール端部近傍で最大になる。したがって、一定の支持力
の横方向成分はロール狭隘部における零からロール端部
における最大値まで増加する。

加工部品の横方向支持を適切に行なうために。

支持ロール対によって加工部品に与えられる支持方が横
方向偏移性向に抗する横方向ベクトル成分を与えるよう
に、各支持ロール対のロールは加工され互いに位置付け
られなければならない。

必要な横方向拘束力を与えるために２種々の形状ｏ支持
ロール対が提案されている。例えば、一つの方策として
、加工部品の支持及び必要な横方向拘束力を与えるため
に、異なる径と長さを有する一対のロールを配置するこ
とが提案されている。

この方策の欠点は各支持ロール対の設計のために。

少なくとも２つの異なるロールを製作する必要があるこ
とである。更に、各対のロールは互いに異なる長さを有
しているため、加工部品の軸方向範囲にそって互いに重
なシ合っている接触部分だけでしか、必要な横方向拘束
力は生じない。長いロールは短いロールの端部を越えて
突出しておシ。

重なシ合わない領域における加工部品との接触では、加
工部品に横方向拘束力を与えない。この構成では加工部
品に望ましくない横方向偏移を生じさせてしまう。

他の方策として、各対の２つのロールの狭隘部が加工部
品軸にそって変位するように、ロールを互いにずらして
配置したロール対を使用することが提案されている。こ
の方策も上述した方策と同様に、横方向拘束力はロール
と加工部品との接触線が重なっている部分でだけ与えら
れる。したがって、各ロールの一部分では加工部品に適
当な横方向拘束力を加えることができず、横方向−＼の
ずれが生じてしまう。

従来、直線化装置の支持ロールは通過する材料に対して
ラウンド゛アッグ（ｒｏｕｎｄ　ｕｐ　）操作を行なう
のが好ましいと考えられている。これによって。

支持ロールの形状の性質を利用して、製品品質を向上さ
せることができる。この動作はロール狭隘部が互いに中
心にあるときだけ、従来のロール対町 では奪能である。従来の変位されたロール対は有効なラ
ウンドアップ操作が行なえないという欠点がある。

〔発明の構成〕

本発明は対をなす各ロールが同一形状である直線化装置
用支持ロールを考慮している。この場合。

各ロールは比較的大直径の軸方向端部と、比較的小直径
の軸方向他端部と、ロール軸と一致した回転軸を有する
凹形の回転面を含む中間円筒表面とを有している。凹形
回転面のスロートはロールの長さ方向中心点から軸方向
に変位しておシ、支持ロール対として使用される２つの
同一形状の口Ｌルは長さ方向に互いに洞じ領域内に位置
付けられてよい。

本発明のロールは実質的に各ロールの長さ方向全体にわ
たって加工部品に横方向拘束力を与えることができる。

更に、従来の２０−ル支持ではラウンドアップ操作及び
完全な横方向拘束力を与えることができない。従来、ロ
ールスロートの相対的位置に関連した設計上の基準に、
横方向拘束力等が依存していると考えられているからで
ある。

しかし２本発明のロールでは有効なラウンドアップ操作
が行なえる。

〔発明の目的〕

本発明の目的はロール型直線化装置用の改良されたロー
ルを提供することである。

本発明の他の目的はロールスロート（狭隘部）がロール
の長さ方向中心から軸方向に変位しているロールを提供
することである。

本発明の更に他の目的は同一で整列されたｏ　−ルを有
する改良された支持ロールを提供することである。

〔実施例の説明〕

第１図に１０で一般的に示すように１周知の石−ル形直
線化機は上部フレーム部１４及び下部フレーム部１Ｇと
を有するフレーム１２を備えておシ、上部及び下部フレ
ーム部１４及び１６は両者間に延びる複数のロッド１８
によって固定されている。下部フレーム部１６は横方向
に間隔を置いて配置された一対の加工部品支持ロール２
０及び２２を支持しておシ、上部フレーム部１４は上下
方向においてロール２０及び２２と協働可能に並置され
た支持ロール２４及び２６を有している。

支持ロール対２０及び２４；２２及び２６は細長い円筒
形加工部品（図示せず）の移送路にそって横方向に互い
に間隔を置いて配置されている。移送路では加工部品が
直線化機で処理されるＫつれて、軸方向の離隔した位置
で支持される。・離隔した支持ロール対２０及び２４と
２２及び２６との間には、上部フレーム部１４によって
支持された単独の加圧ロール２８が配列されている。

加工部品が直線化機に供給されると、加工部品に曲げモ
ーメントを与えるために、加圧ロール２８は横方向に間
隔を置いて配置されたロール対２゜及び２４：２２及び
２６と関連して動作する。ロール２８と対向する付随的
な加圧ロール（図示せず）が直線化機１０内に含まれて
いてもよい。

図示されているように、ロール２４及び２６の回転軸は
ロール２０及び２２の回転軸に対して平行面内において
それぞれ傾斜している。更に、全てのロール２０，２２
，２４．２’６．及び２８の回転軸は公知の様に加工部
品の軸に対して傾斜している。したがって、加工部品は
支持ロール対２゜及び２４．２２及び２６と接触してお
シ、各支持ロール対の駆動ロールが回転すると、加工部
品は軸方向に回転し、直線化機を通して軸方向に進行す
る。ロール２０，２２，２４，２６．及び２８は支持ロ
ール対間の間隙及び加工部品に対する傾斜角を調整でき
るように構成しておくのが望ましｂｏこれによって、直
線化機は管状又は他の円形形状断面の材料を広い直径範
囲にわたって加工処理できるように調整できる。

上記した要素は全て公知のものであり、詳細な説明は不
要である。

第２図を参照すると１本発明の支持ロール・対、を有す
る第１図と同様なレイアウトの直線化ロール配列が示さ
れている。第２図のロールは左端対を有する支持ロール
３０及び３２を含み、各支持ロールは細長い円筒形状の
加工部品３４と接触している。支持ロール３０及び３２
から横方向に離隔した第２の支持ロール対３６及び３８
もまた加工部品３４と接触している。支持ロール対３０
及び３２；３６及び３８の間には、第１図に示された加
圧ロール２８と同様な単独の加圧ロール２８が設けられ
ている。単独の加圧ロール２８の代シに、加圧ロール対
が使用されてもよい。

第２図に示された支持ロール対３０及び３２；３６及び
３８の各ロール１、は−７，同、−の形状を・有してい
ることが好ましい。図示されたように、各ロールは軸方
向の一端に相対的に大きな直径及び軸方向の他端で相対
的に小さな直径、及び軸方向に延在する凹面形状を備え
た中間円筒面４４を有している。ロール面４４はロール
の回転軸と一致した回転軸を有する回転面である。ロー
ル面４４の凹面は４６で示された最大深さ即ち狭隘部（
スロート）を有し、この狭隘部はロール端４０間の中点
から長さ方向に変位していることがわかる。第２図に示
すように、各支持ロール対３ｏ及び３２；３６及び３８
の２つのロールは同一であるが、一方のロール（ロール
３６）は、その大きな直径を有する軸方向端部４０が他
方のロールの相対的に小さい直径を有する軸方向端部４
２を並ぶように。

他方のロールに対して反転して配置されている。

加工部品３４と各ロール３６及び３８との接触線はロー
ル３６及び３８の面４４の長さ方向全体にわたって延在
している。これによって、各ロール対の２つのロールは
実質的に表面４４の長さ方向全体にわたって加工部品３
４を支持するのに役立つ。ロール３６及び３８は上述し
たように、同一形状で且つ逆方向に向けられているため
、変位された狭隘部４６は並置されたロールの軸方向中
点から互いに逆方向に変位した位置にある。

加工されたロール３０，３２，３６．及び３８は回転し
ている未加工ロールを細長い円筒形状の回転グラインダ
ーにより研削することによって得られる。この場合、グ
ラインダーは未加工ロールと平行な面内で、未加工ロー
ルの回転軸に対して傾斜して、配置され１円筒グライン
ダーの直径を有する加工部品の軸に対する角度を２倍に
するように位置伺けられる。未加工ロールの平行面とグ
ラインダー軸に垂直な方向からみた場合、これらの軸の
交点は最終的なロール狭隘部の軸方向位置を与える。実
際に、上記したようにして製作されたロールはグライン
ダーの直径を含む範囲内の加工部品を支持するのに役立
つ。加工部品に対するロールの傾斜面を調瞥する産めに
、加工部品直径↓−支持ロール対３６及び３８による加
工部品の支持について説明する。設計のための指針とし
て。

ロール３６及び３８の例示的な寸法をも以下では説明す
るが、このような例示的な寸法は本発明を制限しない。

全ての例示的な寸法は直径３インチの加工部品を用い加
工部品軸とロール軸との傾斜角が３２１７２０の場合に
つい、てのものである。これらの条件に適合するために
、ロール３６及び３８は好ましくは１８．３’８０イン
チの大直径端部４０を有し、　１５．２１０インチの小
直径端部を有している。

各ロール３６及び３８の狭隘部は小直径端部４２の面か
ら軸方向に５．６２５インチ離れ、且つ、大直径端部４
０の面から軸方向に１０．６２５インチ離れた位置にあ
る。したがって、ロール３６及び３８が上述したように
互いに反対向きに置かれ且つ互に並置されると、ロール
狭隘部中心は軸方向に変位Ａだけ離れておシ、上げられ
た例ではこの変位Ａは５インチである。

第４図乃至第７図を参照して、ロール３６及び３８が加
工部品３４と同じ範囲にある各面４４の長さ方向にわた
って加工部品３４の横方向への動きを制限できることを
説明する。ロール対３０及び３２は互いに同様な形式で
支持を行なう。第３図及び第４図乃至第７図において１
Ｍは加工ロ−ル２８に与えられる曲げモーメントを示し
ている。

第４図乃至第７図からも理解できるように、力えられた
断面内において曲げモーメントＭに応じてロール３６及
び３８によって加わる支持力はロールと加工部品との共
通接線に対して垂直な方向に作用する。このとき、共通
接線はロールと加工部品との接触線と交叉する。したが
って、全ての断面において横方向への動きを十分に制限
する支持を力えるために、各面内におけるロール３６及
び３８の純、拘束力は曲げモーメン）Ｍの加わっている
状態で、ロール表面上で横方向に変位させるような加工
部品３４の動きに抗する成分を含んでいなくてはならな
い。

例えば、第４図において、加工部品３４に働く曲げモー
メントＭはロール３８の面上を右へ下方向に加工部品３
４を変位させる傾向があることがわかる。ロール３８の
拘束力３８′だけは上方向左方へ向けられた力の成分を
有していない。しかし。

ロール３６の拘束力３６′と共に、上方同左へ作用する
適当な左方向拘束力成分が曲げモーメントＭが働いてい
る状態で加工部品３４の横方向への変位を禁止するだめ
にロール３６及び３８によって与えられている。面４−
４におけるロール３６及び３８が横方向への動きを拘束
できることは、加工部品３４の右下にあるロール５３６
及び３８間の間隙４８が加工部品直径よシ狭い幅になっ
ておシ。

これによって、加工部品３４を横方向に動かして狭い間
隙４８内に変位させようとする曲げモーメントのベクト
ルの力成分が力３８′及び３６′の成分と等しく且つ反
対方向へのベクトル力によって妨げられることからも理
解できる。

第５図において、断面５−５がロール３８の狭隘部と一
致しておシ拘束力３８′が直接垂直方向上方に向けられ
ている。成分３６′はしかしながら下方同左へ向けられ
、結果的に力３６′及び３８’が加工部品３４に対して
１曲げモーメントが加わっている状態で下方右方向へす
べらせるようなベクトル成分を与える。。

第６図における横断面６−６はロール３６の狭隘部と一
致しておシ、ベクトルカ３６′は垂直方向下方に向けら
れ、力３８′は上方同左へ向けられている。ロール３６
と３８とは互いに同一で且つ逆方向に向けられた状態で
並置されているから面６−６における拘束力は面５−５
内における力と同様である。同様に２面７−７内におけ
る拘束力・ぐり一ンは前述しだ面４−４内におけるパタ
ーンと同様である。ロール３６及び３８の長さ方向中点
では２曲げモーメン）Ｍが下方向から上方向へと変化し
ているので、ロール中点の一方の長さ方向側部に働く拘
束力は他方の長さ方向側部に働く力と逆向きの関係にあ
る。

ロール３６及び３８の互いに同じ範囲に広がる長さ方向
面部分４４の全ての横断面内において。

曲げモーメン）Ｍは加工部品３４を間隙４８内へ移動さ
せようとする。各横断面内におけるロール３６及び３８
の形状は加工部品３４の直径よシ狭い間隙４８を規定し
ているので、加工部品３４の横方向変位はロール表面と
の接触線上における接触によって妨げられる。その結果
として、加工部品３４はロール対３０及び３２；３６及
び３８を通して直線的な移送経路をたどる。このように
。

経路が横方向にずれないだめ、高い信頼性で且つ予測可
能な直線化動作を行なうことができる。

上述した支持ロール対の付随的な効果は一方のロールの
直径が他方の直径よシかなシ大きな加工部品との接触領
域において、ロールが一様な回転速度（ｒ−ｐ−ｍ　）
で回転している間、大直径ロールの接線方向速度が小直
径ロールの接線方向速度よで り速いととｌある。このよシ速い接線方向速度は狭隘化
している間隙４８から離れる方向に向けられ、この高速
化接線方向速度ロールと加工部品との接触によシ、加工
部品は間隙４８から離れる方向に付勢される。例えば、
第４図において、ロール３６は右回りに回転しており、
この面内ではロール３６は大直径ロールである。したが
って、ロール３６と３８とでは、ロール３６が大きな接
線方向速度を持ち、このロール３６が加工部品３４を間
隙４８から離そうとする。

〔発明の効果〕

上述した本発明によれば、改良されたロール形状を有す
る直線化装置が得られる。この形状をもつロールが支持
ロール対として使用されると、支持される加工部品の横
方向ずれを効果的に制限することができる。改良された
ロール形状は各支持ロール対の全ロールとして同一形状
のロールにすることを可能とし、この同一形状の各対の
ロールは加工部品との接触線が互いに軸方向に同じ範囲
にあるように、ロールが整列されるのを可能にするＯ 上記゛した実施例以外にも２本発明は種々の変形が可能
である。例えば、ロールの寸法は設計仕様に応じて変更
されてよい。ロール狭隘部の長さ方向に対する変位は全
体のロール長に関連して比例的に変更されてよい。加工
部品とロール対との接触線は軸方向に重なった領域にお
いて横方向の動上記した同一形状ロール構成は加工部品
との接触線が互いに同じ範囲に延びていないときでも利
用できる。例えば、第３図において、ロール対３６及び
３８との重なった範囲内でロール対３６゜３８によって
与えられる横方向拘束力に悪影響を与えない範囲で、ロ
ール３６をロール３８に対して左方向に偏移させること
によって１寸法Ａを縮小することができる。ロールの表
面４４の軸方向範囲はロールの全長と必ずしも一致して
いなくてもよく２例えば、ロール全長よシ短くてもよい
。

支持ロール対及び加圧ロールから選択されたものだけが
配列されてもよい。第２図のロールに配列において、ロ
ール対を加工部品の軸のまわシに１８０°回転させるこ
とによってロール３６及び３８の位置を交替させると、
望ましい横方向支持は達成できない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の支持ロール組を含む５０一ル形矯正機を
示す正面図、第２図は本発明の好ましい実施例に係る支
持ロール組を示す概略正面図、第３図は第２図の２つの
支持ロールセットを示す部分正面図、及び第４．５，６
．及び第７図は第３図の線４−４’、５−５．６−６、
及び７−７に沿う部分断面図である。 記号の説明 １０：直線化機、３０，３２：支持ロール対。 ３６．４０：支持ロール対、２８：加圧ロール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ロール型直線化装置において直線化動作中円筒形Ａ
   ＝）、　ＩＩを支持する軸方向に回転可能な並列支持ロ
   ール／′対の１つとして使用される支持ロールにおいて
   、細長い円筒形状の本体を有し、該本体はその長さ方向
   に延びる回転凹面を備え、この凹面は円筒形の加工部品
   と該回転面の実質的に全長にわノこって接触できるよう
   に構成されており、且つ、該回転凹面は回転面の長さ方
   向中点から軸方向にずれた位置に狭隘部を有しているこ
   とを特徴とする支持ロール。 ２、特許請求の範囲第１項において、一方の軸方向端部
   に隣接し／ζ回転面の直径は他方の軸方向☆１１．１部
   に隣接した回転面の直径より大きいことを特徴とする支
   持ロール。 ３、特許請求の範囲第２項において、前記狭隘部が回転
   面の長さ方向中点から前記他方の軸方向端部に軸方向に
   変位していることを特徴とする支持ロール。 ４、特許請求の範囲第３項において、前記一方及び他方
   の軸方向端部は前記本体の長さ方向中点から軸方向に等
   距離にあることを特徴とすする支持ロール。 ５、特許請求の範囲第４項において、前記狭隘部の直径
   は前記一方及び他方の端部の直径より小さいことを特徴
   とする支持ロール。 ６、細長い円筒形状の加工部品を直線化するロール型直
   線化装置において、加工部品を支持するために使用され
   る支持ロール対において、最小径の狭隘部を含み前記加
   工部品と線接触するような回転凹面を有する第１のロー
   ルと、最小径の狭隘部を含み前記加工部品と線接触する
   回転面を有する第２のロールとを備え、前記加工部品と
   第１及び第２のロールとの接触線が加工部品の互いに同
   じ軸方向範囲に延びており、第１及び第２のロールの最
   小径狭隘部は加工部品の軸方向に互いに変位しでいるこ
   とを特徴とする支持ロール対。 ７　特許請求の範囲第６項において、第１及び第２のロ
   ールは回転面の長さ方向全長にわたって加工部品と実質
   的に線接触することを特徴とする支持ロール対。 ８　特許請求の範囲第７項において、第１及び第２のロ
   ールの各回転面は実質的に各ロールの軸方向範囲の全体
   にわたっていることを特徴とする支持ロール対。 ９　特許請求の範囲第８項において、第１及び第２のロ
   ールの各最小径は各ロールの長さ方向中点から軸方向に
   変位していることを特徴とする支持ロール対。 】０．特許請求の範囲第９項において、第１及び第２の
   ロールは最小径狭隘部の面に対して非対称であることを
   特徴とする支持ロール対。 ｌ】、特許請求の範囲第１０項において、第１及び第２
   のロールは実質的に同一形状であることを特徴とする支
   持ロール対。 １２、円筒形状の材料を直線化するのに使用され。 −加圧手段によって与えられる曲げモーメントの存在の
   もとで、前記円筒形状の材料を横方向にずれないように
   支持する少なくとも一つの支持ロール対を備えたロール
   型直線化装置において、前記支持ロール対を形成するロ
   ールは前記円筒形状材料と線接触できるようなロール面
   形状を有し、前記ヒ ロールメ前記円筒形状の材料との接触線が前記円筒形状
   材料の互いに同じ軸方向範囲にあるとき。 ロールの最小径狭隘部が前記円筒形状材料の軸方向範囲
   にそって互いに変位するように、各ロールが配置されて
   いることを特徴とする直線化装置。 １３、ロール型直線化装置において円筒形状材料を支持
   する一対の支持ロールの一つとして使用されるロールに
   おいて、細長い本体と、該本体の長さ方向に延びる加工
   された表面部分とを有し、前記表面部分は凹形の回転面
   を備え、該回転面は回転面と長さ方向において同じ範囲
   にある接触線にそって円筒形状の材料と接触できるよう
   に構成されておシ、前記回転面はその軸方向端部の中間
   に。 最小径狭隘部を有し、該狭隘部は回転面の長さ方向中点
   から軸方向に変位していることを特徴とするロール。 １４　　円筒形状材料を直線化するロール型直線化装置
   において、剛体フレームと、前記円筒形状材料を加工し
   ている間、該円筒形状材料を支持する横方向に間隔を置
   いて配置された少なくとも一対の駆動支持ロール手段と
   、前記円筒形状材料に曲げモーメントを与えるために、
   前記支持ロール手段の横方向中間に置かれた加圧手段と
   を有し、前記一対の支持ロール手段のうちの少なくとも
   一方は一対の並置された支持ロールを備え、前記各支持
   ロールは軸方向に延びる凹形の回転面を有する円筒体を
   有し、この面によって、支持ロールは回転面の全長にわ
   たって円筒形状材料と線接触でき。 前記各支持ロールは回転面の軸方向中点から軸方向に変
   位した最小径狭隘部を備えると共に、前記円筒形状材料
   との接触線が円筒形状材料の軸方向範囲にそって互いに
   同じ範囲にあり、前記最小径狭隘部が円筒形状材料の軸
   方向範囲にそって互いに変位するように、一対の支持ロ
   ールが位置付けられていることを特徴とする直線化装置
   。 １５、特許請求の範囲第１４項において、少なくとも１
   対の支持ロール手段はともに前記支持ロールを有してい
   ることを特徴とする直線化装置。