JPH0377006B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はピルガー圧延機を用いて管を製造する
ための冷間圧延方法及び管の冷間圧延装置に係
る。

この圧延機は周期的に前進する管素材の軸に沿
つて往復運動するロール担持用可動ハウジング上
に載置された溝付ロールを備えており、これらロ
ールが公知の手段によつて回転駆動をする。管素
材の軸にはマンドレルが配置されており、このマ
ンドレルと前記ロールとの間で該管素材が圧延さ
れる。

この種の近代的ピルガー圧延機は圧延ピツチが
速いため、ロールハウジングの行程終了時とロー
ルが素材を開放する時点とに極めて正確に合わせ
て比較的短時間の中に圧延すべき管素材を移動さ
せなければならない。

フランス特許第1602013号に記載のピルガー圧
延機は管素材にその軸に沿つた周期的前進運動を
伝える装置とこの軸を中心とした回転運動を伝え
る装置とを有しており、これはロールが往復行程
を終了し死点で素材を開放した時点で実施され
る。

この回転運動はロールハウジングの両側に配置
された管挟持部材によつて素材に伝えられ、周期
的断続的前進運動は素材後部を支持し且つ前記ハ
ウジング方向へ継続的に前進キヤリツジ上に載置
された連接プツシヤ（poursoir articule）によつ
て伝動される。

前記フランス特許第1602013号に記載の如くこ
のプツシヤはレバー状であつて軸の周囲に連接さ
れている。管素材の軸方向前進運動はロールハウ
ジングの往復運動と同期した周期的揺動運動を該
プツシヤに伝えるカムによつて制御されるが、こ
れはハウジングが往行程又は復行程のいずれか一
方の終点の死点近傍に達し且つロールが素材を開
放した時点で実施される。

説明を明瞭にすべく以後ロールハウジング内に
圧延材を導入する側を上流、ロール相互間での圧
延により断面を縮小した後で該ハウジングから管
を送り出す側を下流と称する。また、素材の軸に
沿つたハウジングとロールとの上流−下流運動を
往行程、下流−上流運動を復行程と称する。

前記フランス特許第1602013号に記載の技術に
よれば、通常圧延は往行程即ちロールの上流−下
流運動時にのみ実施され、ロールの溝は上流死点
近傍で短時間に圧延される素材が自由に通過し得
るように形成されている。

このような圧延機を用いれば金属はロールによ
つて効果的に圧延されハウジングの往行程でのみ
変形処理される。復行程ではロールは変形処理を
行わず既に圧延済の製品上を再び通過する。

しかし乍らフランス特許第2442674号には２つ
のロールが下流死点近傍に達して圧延材を開放し
た時点でのみこの圧延材を前進させ且つ回転させ
ると有利であることが開示されている。更にこの
特許では上流死点近傍で素材を前進させないにも
拘らず素材の変形がロールの往行程及び復行程の
間で分散して行なわれる。

フランス特許第2463646号はできるだけ高い効
率をあげるべくロール往復運動の上流・下流両死
点のいずれの近傍でも圧延材を前進させ且つ回転
させる方法を開示している。この場合上流での前
進は下流での前進とは異なる。この特許によれば
圧延材の最大前進は状況に応じ上流又は下流のい
ずれで実施してもよい。しかし乍らこの特許には
上流での先進と下流での前進とを規定するための
基準が明示されていない上に、これら前進運動を
実現する手段も、復行程の間に圧延を効果的に実
施せしめる手段も開示されていない。

一方、周期的に移動すべき種々の物体にはロー
ルハウジングのみならず素材と該素材用プツシヤ
も含まれ且つこれら物体の質量が大きいことか
ら、最小限の完成と大きな介入速度（rapidite
dintervention）と大きな正確度とを全て同時に
有する制御手段を具備することが肝要となる。こ
のような手段が無ければピルガー圧延機を使用し
た圧延材を二重前進させる冷間圧延法は開発され
ないであろう。

前進の如く、従来の圧延方法及び装置では生産
性をより向上させることは困難である。

本発明の目的は、効率的に生産性を向上し得る
管の冷間圧延方法及び装置を提供することにあ
る。

そこで本出願人は、最大限の効率を得るべく管
素材の変形加工をロールハウジングの往行程と復
行程との間で適切に分散し且つ好ましくはほぼ同
等に実施するような管冷間圧延をピルガー圧延機
を用いて行なう方法を研究した。本出願人はま
た、ロールハウジング往復運動の上流・下流各死
点近傍で周期的に素材を下流方向へ迅速且つ正確
に移動させ、ロールハウジング復行程における圧
延の間該素材を上流方向へ延伸せしめるような方
法をも追及し、更に、往行程における圧延の間に
復行程での圧延の場合とほぼ同一の変形仕事が得
られるよう、好ましくは上流・下流両死点近傍で
行なうと有利な２前進移動間の比も追究した。

加えて本出願人は、ピルガー圧延機と共に使用
し得る簡単な装置で、所定の比に適合し且つ正確
に再現し得る値をもつ夫々異なる前進移動を上流
及び下流両死点の近傍で実施せしめるような装置
の実現をも研究した。

本発明によれば前記目的は、周期的に往復運動
するロール担持ハウジングを備えたピルガー圧延
機を使用し、この運動の上流及び下流の各死点近
傍で管素材を前進させる管素材の冷間圧延方法で
あつて、ロール担持ハウジングの復行程中に行な
われる後退圧延作業の間に素材の上流部分を後退
せしめ、素材の延延係数をαとした場合、下流死
点での前進距離と上流死点での前進距離との比が
ほぼαに等しいことを特徴とする管の冷間圧延方
法、及び、 周期に往復運動するロール担持ハウジングを備
えたピルガー圧延機を使用する管素材の冷間圧延
方法を実施するための装置であつて、該装置は、
上流及び下流の各死点近傍で圧延されるべき素材
の前進を許容しており、この前進がロール担持ハ
ウジングの１往復運動中に１回転する少なくとも
一つのカムによつて規定され、前記カムは該カム
の回転に応じて下流方向に素材を移動させる伝動
手段を介して素材を前進させる厚さの異なる径方
向に対向した二つの突起を備えており、一方の突
起はロール担持ハウジングが上流死点近傍に達し
た時点で素材を下流方向に向かつて距離△ｌだけ
前進させるべく前記カムに設けられており、素材
の延伸係数をαとした場合、他方の突起はロール
担持ハウジングが下流死点近傍に達した時点で素
材を下流方向に向かつて距離α△ｌだけ前進させ
るべく前記カムに設けられており、管挟持装置が
ロール担持ハウジングの復行程中に素材の上流部
分の後退を距離（α−１）△ｌだけ許容すること
を特徴とする管の冷間圧延装置によつてそれぞれ
達成される。

本発明の方法においては、ロール担持ハウジン
グの復行程中に行なわれる後退圧延作業の間に素
材の上流部分を後退せしめ、下流死点での前進距
離と上流死点での前進距離との比がほぼ素材の延
伸係数αに等しいが故に、又本発明の装置におい
ては、カムに設けられた一方の突起はロール担持
ハウジングが上流死点近傍に達した時点で素材を
下流方向に向かつて距離△ｌだけ前進させ、素材
の延伸係数αとした場合、カムに設けられた他方
の突起はロール担持ハウジングが下流死点近傍に
達した時点で素材を下流方向に向かつて距離α△
ｌだけ前進させ、管挟持装置がロール担持ハウジ
ングの復行程中に素材の上流部分の後退を距離
（α−１）△ｌだけ許容するが故に、管を損傷す
ることなくほぼ均一に管を圧延し得るとともに効
率的に管の圧延作業を実施し得、生産性を向上し
得る。

上述の方法と装置とに関する幾つかの利点も本
発明の一部を成す。

以下本発明の方法の特徴とこの方法を実施する
ための装置の特徴とを詳細に説明し、次いで本発
明の特定実施例を説明する。

周知の如く、圧延を１パス実施する間に素材は
全体が圧延方法に延伸しその延伸度に比例して薄
くなる。ここで考察しているタイプのピルガー圧
延機ではロールハウジングの往行程に関する問題
はない。先ずハウジングの上流死点近傍で例えば
フランス特許第1602013号に記載の如きプツシヤ
もしくは公知タイプの他の任意のプツシヤが管素
材全体を最適距離△ｌだけ前進させ、次いでハウ
ジングの往行程中に該素材自体が長さ（α−１）
△ｌだけ延伸する。αは延伸係数であり、圧延後
の管の長さ対圧延前の素材の長さの比として規定
される。このようにして第１圧延段階、即ち上流
死点での素材の移動とこれに次ぐロールハウジン
グの往行程とを含む段階の間に素材後部が距離△
ｌ前進し、前部がα△ｌ前進する。素材前部は自
由であるため下流方向への移動に関して問題はな
い。

素材を下流死点で移動させ次いでロールハウジ
ングを復行程につかせる第２圧延段階では、圧延
機の効率を最適化するために第１段階とほぼ同一
の圧延仕事を行なうことが望ましいと判明した。
換言すれば素材はハウジングの復行程でも長さ
（α−１）△ｌとほぼ同じだけ延伸しなければな
らず且つ同一量の補足金属がロールの作用下に配
置されなければならないことになる。これは第２
段階における素材後部の同一実効前進（avance
effective）△ｌに該当する。しかるに、ハウジ
ングの復行程では素材が下流方向ではなく上流方
向に延伸する。従つて第２圧延段階における圧延
機の効率を最適化したい場合は次の２条件を満た
さなければならない。

(a) ハウジングの復行程の間に素材を約（α−
１）△ｌ延伸せしめること。この場合素材後端
は上流方向への直接的または間接的移動を抑止
し得るプツシヤ又はその他の障害物に衝止して
はならない。

(b) 第２段階終了時に素材が第１段階終了時に比
べて約△ｌ実効移動していること。

圧延機の最大効率を得るためには上流及び下流
の死点近傍において素材を自由に前進させ且つ回
転させるための操作時間△θ₁及び△θ₂をほぼ同一
の時間△θにする。同様にハウジングの往行程及
び復行程の持続時間もほぼ同等にする。従つて下
流死点での操作時間△θ₂を含む第２圧延段階の合
計持続時間△t₂は上流死点での操作時間△θ₁を含
む合計持続時間△t₁に等しく、ここに△t₁＝△t₂
＝△ｔの関係が認められる。以上の理由から復行
程の圧延段階の効率を最適化するためには次の２
条件を満たさなければならない。

(a) 下流死点における操作時間△θ₂の間に素材を
公知の方法で例えば上流死点における操作時間
の場合と同一の角度だけ回転させ、且つ約α△
ｌの長さ即ち上流死点での前進に等しい長さ△
ｌに係数αを乗じた値だけ前進させること。

(b) ロールハウジングが復行程にある間素材を上
流方向へ約（α−１）△ｌ延伸させること。こ
のようにすれば第２段階終了時に素材後部が約
△ｌ残留長さ（longueur re′siduelle）だけ前
進した状態が得られる。この長さは第１圧延段
階での素材後部前進距離にほぼ等しい。

本発明は前述の方法を実施するための素材前進
移動制御装置にも係る。この装置は素材の周期的
前進移動を前述の法則に従い極めて有利な状態で
実施せしめる。該装置は揺れ腕（culbuteur）に
類似した揺動レバー状のプツシヤを備えているが
このプツシヤはフランス特許第1602013号に記載
の如きキヤリツジ上に載置すると有利である。該
キヤリツジは素材後部を支持し、ロールハウジン
グ方向へほぼ一定の速度で前進する。該プツシヤ
の揺動はロールハウジングが一往復する間に一回
転するカムによつて制御される。この本発明装置
の特徴はこのカムが互いに対向する位置にある２
つの突起を備えており、各突起がプツシヤ揺動運
動を、従つて素材の前進運動を制御することにあ
る。該カムはロールハウジングが上流及び下流の
各死点近傍に到達した時点で素材を前進させるよ
う構成されている。第１突起の厚みはプツシヤの
対応揺動によつてロールハウジングの往行程前に
上流死点近傍で最適前進運動△ｌが素材に伝動さ
れるよう選択する。この値△ｌは金属の品質、素
材の寸法、形成すべき管の寸法、ロールの孔型の
特徴、マンドレルの特徴、等々の如き種々のパラ
メータに応じ公知の方法で決定される。

カム上でこの第１突起と対向する第２突起は、
プツシヤによりα△ｌにほぼ等しい前進運動がロ
ールハウジングの復行程前に下流死点近傍で素材
に伝動されるように決定された厚みを有している
のが好ましい。キヤリツジの一定前進速度を
△ｌ／△ｔとしレバー状プツシヤの乗数係数をｋとす れば、第１突起の厚みe₁はkΔl（１−Δθ／Δt）にほ
ぼ 等しく、第２突起の厚みe₂はkΔl（α−Δθ／Δt）に
ほ ぼ等しい。

以下、添付図面に基づき非限的実施例を挙げて
本発明をより詳細に説明する。

第１図にはたとえばフランス特許第1602013号
に記載の圧延機と類似の構造をもつピルガー冷間
圧延機を示した。ロール担持ハウジング１は鎖線
で示してある。連接棒２，２′は素材３の軸
XX′に沿つた往復運動をこのハウジングに伝え
る。プツシヤ５を備えたキヤリツジ４は管素材３
後部を支持する。該キヤリツジ４はを第２図によ
り詳細に示した。

このキヤリツジは速度Δl／Δtでハウジングの
１方向へ即ち上流−下流方向を規定する矢印Ｆの
方向へ連続的且つ規則的に移動せしめるネジ６に
よつて駆動する。管挟持部材７，７′はハウジン
グ１の上流及び下流で素材３を保持する。先行技
術圧延機同様これら挟持部材７，７′はハウジン
グ１が往行程又は復行程のいずれかの死点に達し
た時に素材３を軸XX′中心に例えば60゜程度の角
度周期的に回転させる。素材３はプツシヤ５の作
用を受けるとこれら挟持部材７，７′内で滑動し
キヤリツジに対して前進する。

該圧延機後部に配置されたロツド挟持部材８は
内部マンドレル９を保持し且つ素材３の回転と同
期して周期的に回転させる。このマンドレルは軸
方向には一切移動しない。

第２図には細部がより良く見えるよう軸XX′を
通る垂直面で切断したキヤリツジ４の断面図を示
した。該キヤリツジ４はスリーブ１０と回転中空
管１１とを介して素材３後部を支持する。素材３
は中空管１１に固定された止めばね１２による推
力をこの後部に受ける。第２図から明らかなよう
にスリーブ１０は距離Ｐ−P′に亘り滑動しキヤリ
ツジに対して軸XX′沿いに移動し得る。コイルば
ね１３はこのスリーブ１０がキヤリツジに対し上
流方向へ移動すると圧縮される。プツシヤ５はキ
ヤリツジ４に固定された水平軸１５周囲に連接さ
れており、下方部が切断面に対し対称を成す２つ
の指状突出部１４に分かれている。これは素材３
の軸内の固定内部マンドレル（図示せず）を通過
させるためと、素材交換を行なうためである。

このように素材３はねじ６により一定速度
Δl／Δtで駆動するキヤリツジ４の連絡移動と軸
１５中心に揺動するプツシヤ５の突出部１４の周
期的推力との結合によつて押し動かされる。プツ
シヤ５はローラ付ロツド１６とスリーブ１０に拮
抗して作用するカム１７とによつて制御される。

本発明の実施例ではこのカム１７が第３図の如
く互いに対向する位置にある２つの突起１８，１
９を備えている。カムの最小半径ｒの外側で測定
した突起１８の厚みe₁はこの突起がローラ付ロツ
ド１６を介してプツシヤに作用するとハウジング
が上流死点近傍に達した時点で該プツシヤ５によ
りスリーブ１０と中空管１１とを介して素材３が
長さΔlだけ上流へ移動するよう決定されている。
同様にして、前記の半径ｒの外側で測定した突起
１９の厚みe₂はロールハウジングが下流死点近傍
に達した時に素材がプツシヤ５を介して該突起に
よりαΔlだけ前進するよう決定するのが好まし
い。

より正確には、上流及び下流のむだ時間内にお
けるキヤリツジ４自体の前進距離をΔlΔθ／Δtとし、 軸１５に対するプツシヤ５の上方アーム及び下方
アームの長さの比に等しい係数をｋとすれば、突
起１８の厚みe₁はほぼΔl（１−Δθ／Δt）、突起１９
の 厚みe₂はほぼkΔl（α−Δθ／Δt）となる。

カム１７のプロフイルは素材後部の変位Ｌを時
間Ｔの関係として示す第５図の段状曲線
OC₂C₃C₄C₅…のプロフイルにほぼ対応する。カム
１７の曲線は突起の厚みに対して曲線OC₂C₃C₄C₅
…の縦座標と軸XX′に沿つた一定速度Δl／Δtのキヤ リツジ４移動を表わす曲線OYの縦座座標との間
の差を与えることにより求め得る。機械的部材の
慣性を考慮し且つ変調を回避すべく、カム１７に
関しては曲線OC₂C₃C₄C₅…の析点が当然丸味を帯
ている。

本発明の方法の好ましい実施法をより良く説明
すべく、ハウジング１の往復運動に伴う１圧延サ
イクルを構成する２段階の各段階の前後において
素材３がとる対マンドレル９位置を簡略に且つ寸
法比を無視して断面図により第４ａ図から第４ｅ
図に示した。

当業者には公知の如く、マンドレル９は往行程
又は復行程の各圧延パス開始に先立ち死点での操
作時間Δθ内に軸XX′を中心として回転する。こ
れは素材３の回転と同時に行なわれるが、この時
マンドレルが軸XX′沿いに移動することは決して
ない。

先行技術のマンドレル同様、このマンドレル９
は筒状後部と圧延パスの間の素材３の変形により
良く適合するよう公知のプロフイルに従い次第に
細くなつている前部とを有している。

これら筒状後部と細くなつている前部との接合
部は軸XX′と直交する平面上にある。この面を符
号AA′で示した。

説明の便宜上該面AA′より後方の固定直交面を
符号BB′で示し、往行程復行程を問わず１圧延パ
スと次の圧延パスとの間に少しずつ前進する素材
３の後部を点Ｃで示した。この点Ｃは平面BB′に
対し位置C₁，C₂，C₃，C₄，C₅…を順次占めて行
く。これらの符号C₁，C₂，C₃，C₄，C₅…は第５
図のグラフ上の対応点と第３図のカム上の対応点
とを示すのにも使用した。第５図の曲線出発点Ｏ
は点C₁に対応する。符号Ｄはマンドレル９の先
端２０の真上にある素材の圧延済部分を示す。

ハウジング１の往復運動によつて１圧延サイク
ルが終了すると素材３は最後の復行程によつて第
４ａ図の如くマンドレル９に押し付けられた状態
になる。この時点C₁は面BB′上にある。

次の圧延サイクル、より特定的にはハウジング
１の次の往行程の圧延作業を行なうには、キヤリ
ツジ４とプツシヤ５とで素材３を距離Δlだけ前
進させるが、これはロールハウジング１の上流死
点でのむだ時間Δθ₁内に行なう。その結果点C₁は
第４ｂ図の如く面BB′から下流へ距離Δl移動して
C₂の位置に来る。素材３は第４ｂ図の面AA′近傍
に見られるようにマンドレル９から離れ、素材３
の前方端２０の真上にあつた圧延済部分の点D₁
は距離Δl前進して第４ｂ図の点D₂位置に配置さ
れる。

ハウジング１の往行程即ち矢印Ｆ方向の運動に
よつて素材は第４ｃ図の如く延伸し且つマンドレ
ル９に張り付けられて細くなる。点Ｃは面BB′か
らやはりΔlの距離をおいたC₃の位置に留まるが、
素材３の点D₂はマンドレル９の前方端２０から
距離αΔlおいた位置D₃まで前進している。

ハウジング１が下流死点に位置している間に素
材３はキヤリツジ４とプツシヤ５との作用を受け
て更に前進する。但この時の移動距離はΔlでは
なく第４ｄ図に示されているように約αΔlであ
る。第４ｄ図では点Ｃが先行位置C₃から下流へ
約αΔlおいて、即ち面BB′から約（１＋α）Δlお
いてC₄の位置に来ている。同時に点Ｄも先行位
置D₃から約αΔl下流へ前進している。従つてＤは
前述の先端２０から約2αΔlの距離をおいて点D₄
に位置することになる。ハウジング１の復行程に
よつて素材はマンドレル９に押し付けられる。こ
の時素材の前方端は点D₄と同一位置にある点D₅
で示されているように移動しないが、素材の金属
は後部方向へ圧延されるため点Ｃは第４ｅ図の如
く面BB′から下流へ距離2Δlおいた位置C₅に移動
する。このようにして、素材後部（点Ｃ）を新た
にΔl前進させることにより次の往復圧延サイク
ルを開始し得る。

ハウジング１の復行程における素材３後部の後
退はカム１７の突起１９の下降部C₄−C₅の厚さ
が減少するように形成されているので可能とな
る。該突起１９の下降部C₄−C₅の形状は素材後
端の推力によつてスリーブ１０と中空管１１を後
退させるプツシヤ５の突出部１４の後退に対応す
る。

カム１７の形状は第５図のグラフから容易に求
められる。このグラフの横座標OTは時間を、縦
座標OLは点Ｃで示された素材後部の前進を表わ
す。軸XX′に沿つたキヤリツジ４の連続的前進運
動は直線OYで示されている。この直線の勾配は
Δl／Δtである。

往行程又は復行程による各圧延段階を実施する
ための互に等しい時間感覚ｔは時間軸上に符号
t₁，t₂，t₃，t₄で示されている。各圧延段階中に
実施される素材後部（即ち点Ｃ）の実効前進運動
は曲線OC₂C₃C₄C₅の縦座標によつて示されてい
る。点C₁は原点０に合致する。この曲線は次々
と繰返される。時間軸上の間隔Δθ₁及びΔθ₂はハ
ウジング１の運動の上流死点と下流死点とにおけ
る操作時間の値に対応する。素材３はこのΔθ＝
Δθ₁＝Δθ₂で示される時間的間隔の間にロールか
ら開放され、且つキヤリツジ４とプツシヤ５突出
部１４との前進運動による作用を同時に受けて前
進し得るのである。

同様にして第６図は素材前部の移動Ｌを時間Ｔ
の関数として示している。目盛りの大きさは第５
図と同じである。点D₁は原点０に合致する。点
D₂，D₃，D₄，D₅は第５図の点C₂，C₃，C₄，C₅と
同一の瞬間に対応する。このグラフから明らかな
ように、１圧延サイクルの間に素材後部Ｃが2Δl
前進するのに対し前部Ｄは2αΔl前進する。

第１むだ時間Δθ₁の間に素材の後部Ｃと前部Ｄ
とは同時に距離Δl前進してC₁からC₂、D₁からD₂
へと移動する。この前進運動はキヤリツジ４全体
の前進による移動ΔlΔθ／Δtと、カム１７の突起１８ の上昇部C₁−C₂によつて作動するプツシヤ５突
出部１４の推力による移動Δl（１−Δθ／Δt）とに起 因する。

往行程での圧延の間点ＣはC₂の位置から殆ん
ど移動しない。何故ならプツシヤ５の突出部１４
がスリーブ１０に圧力を加えないからである。実
際キヤリツジ４の前進Δl（１−Δθ／Δt）は突起１８ の下降部C₂−C₃に対応する前記突出部１４の後
退によつて相殺される。この間点Ｄは距離（α−
１）Δl前進してD₂からD₃へと移動する。

第２むだ時間Δθ₂の間の素材３の前部と後部と
はいずれも約αΔl前進し、点Ｃ及びＤが夫々C₄及
びD₄の位置に来る。この前進移動はキヤリツジ
４がΔlΔθ／Δt前進し且つ突起１９の上昇部C₃−C₄に よつて作動する。突出部１４が約Δl（α−Δθ／Δt） 前進するために生じる。

突起１８，１９の上昇部はいずれも同一の角β
＝πΔθ／Δtに対応する。

復行程の間の素材前部ＤがD₅に留まるのに対
し後部は約（α−１）Δl後退して点ＣがC₄から
C₅へと移動する。

この素材３後部Ｃの後退はキヤリツジ４の前進
Δl（１−Δθ／Δt）に逆らつてカム１７の突起１９下 降部C₄−C₅により作動するプツシヤ５突出部１
４がより大きい距離Δl（α−Δθ／Δt）に亘り後退す るために生ずる。

実験の結果、使用する孔型とマンドレルとのタ
イプによつて往行程での圧延の間に素材後部から
少し後退し得ることが判明した。この後退は特に
孔型の深さに対する圧延ロールの中立半径
（rayon neutre）位置に依存する。中立半径とは
周速度をロールハウジングの並進速度に等しくし
且つ対抗させるような円の半径を意味する。管が
孔型の最深ゾーン即ち中立半径より小さい半径を
もつゾーン内に導入されるとロールは該金属をハ
ウジングの移動方向に誘導しようとする。何故な
ら溝底部の周速度はこの移動方向の並進速度より
小さいからである。

逆に孔型末端の深さが厚いゾーンでは溝底周速
度が前記並進速度より大きいためロールはハウジ
ング移動方向と逆の方向へ金属を誘導しようとす
る。

本発明の方法及び装置の極めて大きな利点は圧
延作業中のキヤリツジに対する素材後部の相対的
移動に適合した所望の形状をカムの突起に与え得
ることにある。

一般に下降部C₂−C₃におけるカムのプロフイ
ルは、突出部１４後退時に該突出部１４がキヤリ
ツジ４に対する上流方向への相対移動時に素材３
と連動するスリーブ１０の後部と接触しているよ
う決定する必要はない。換言すれば、突起１８の
頂点を越えたカムプロフイルの下降勾配は、所望
であれば、キヤリツジに対する素材３後部後退の
相対速度と常に等しい速度で突出部１４を後退せ
しめる最小の勾配より遥かに急であつてよい。

逆に、復行程での圧延の間は素材の後退が突起
１９の頂点を越えた下降部C₄−C₅のカムプロフ
イルによつて制御されるよう該プロフイルを決定
することが極めて重要である。実際、下流死点レ
ベルで素材がαΔl前進すると該素材がかなり長い
距離に亘つてマンドレルの細くなつている部分か
ら離れるためロールハウジングの復行程の間に素
材が部分的にロールの孔型から開放され上流へス
ライドする危険がある。従つてC₄−C₅部分のカ
ムプロフイルに関しては素材がキヤリツジに対し
スライドすることなく後退し得るよう考慮しなけ
ればならない。このように素材が復行程による圧
延中にスライドを伴わずに後退する時の速度は圧
延すべき金属の物理的特徴、素材断面、素材の延
伸係数α、マンドレルの圧延ゾーンの形状、該形
状に対応するロール孔型の形状、等々種々のフア
クタに依存する。

実践的には突出部１４の後退速度がスライドを
伴わない素材の後退速度にほぼ等しい値を常に有
するようC₄−C₅部分のカムプロフイルを決定す
る。

プツシヤ又はカムの破損の危険性を回避すべ
く、素材後部とカムとの間の適切な機械的伝動地
点に挿入し得る応力制御手段、例えば校正したば
ね等、を具備すると有利である。この手段はカム
担持キヤリツジの駆動手段レベルに配置してもよ
い。

カム１７とプツシヤ５との間には該カム上を直
接走行するロールを備えたロツド１６に代えて、
突起１８及び１９により生じる移動運動を突出部
１４に伝達する際の伝動係数ｋを変化させるべく
振幅調整を行なう伝動手段を配置することもでき
る。一例として、フランス特許第2379326号に記
載の如き可調整アームを少なくとも１つ有するレ
バーにより構成したカム１７及びプツシヤ５間の
連結手段を用いてもよい。このようなデバイスを
具備すれば加工すべき金属又は合金の変形性に応
じて前進運動を変化させることができる。この場
合αは所定カムに関しては一定である。

また、カムとプツシヤとは可動キヤリツジ上で
はなく固定位置に配置してもよい。この場合プツ
シヤ５は直接的伝動によつて素材３を移動させ
る。

更に、単一カムに代えて一方が突起１８をもち
他方が突起１９をもつような２つの同期カムを使
用することもできる。これらのカムは、通常スリ
ーブを介して素材後部に当接する指状突出部を有
したプツシヤを直接的又は間接的に作動させ得
る。

実験の結果本発明の方法及び装置を使用すると
ピルガー冷間圧延機の生産性が著しく向上するこ
とが判明した。これはロールハウジングの作動ピ
ツチを変えずに、圧延作業を作動サイクル全体に
均等に分散して行なうからである。また、スタン
ドの移動速度が速いため第１図及び第２図に示さ
れている如き可動キヤリツジ上に前進駆動装置を
載置するのも極めて有利なことである。カムを代
えるか又は振幅調整を含む伝動を使用すれば前進
運動は容易に変化し得る。

このような配置にすると、カムシステムを固定
ポストに設置する場合に比較して運動する物体の
質量の大きさを減少し、機械的伝動の長さを短縮
し且つ素材の前進行程を短縮することができる。
いずれの場合も前進移動の変更はカムを変えるか
又は振幅調整を含む伝動を使用することにより容
易に実施し得る。

次に本発明の装置及び方法の非限定的具体例を
挙げる。

毎分120往復サイクルのピツチを作動する直径
500mmの作業ロールを備えたピルガー圧延機を用
いて外径70乃至140mmの素材を効果的に冷間圧延
する。ここでは外径80mm、厚み８mmの素管を使用
する。

この圧延機はロールハウジングが一往復する間
に一回転するカムによつて制御されるプツシヤで
構成された前進駆動システムを具備している。こ
のような圧延機と素材の金属との特徴を考慮し、
作動パラメータとしては素材前進距離Δlを10mm、
延伸係数αを４にする。

この圧延機を先ず従来の方法で使用する。この
場合はカムの突起が１つしかないため素材は各サ
イクル毎に上流死点でのみΔl前進する。従つて
素材は1.2ｍ／分前進しその結果4.8ｍ／分の割合
で管が圧延される。次に、この単一突起カムに代
えて突起を２つ備えた本発明の実施例のカムを使
用する。これら突起の厚み比とプロフイルとは素
材が上流死点でΔl前進し且つ下流死点でαΔl前進
するよう決定されている。この状態では同じく
120゜サイクル／分のピツチで作動した場合、素材
が2.4ｍ／分前進するため9.6ｍ／分の割合で管が
圧延される。即ち本発明の実施例を使用すればロ
ールハウジングの作動ピツチを変えずに生産性を
倍増することができるのである。

本発明の方法及び装置は様々に変形し得これら
変形例もその範囲内に含まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の実施例を実施するため
のピルガー冷間圧延機の斜視図、第２図は素材後
部を支持し且つ本発明の実施例の素材前進移動制
御装置を備えたキヤリツジの垂直対称面に沿つた
断面図、第３図はプツシヤの揺動を制御する本発
明の実施例のカムの前述の面に沿つた詳細断面
図、第４ａ図、第４ｂ図、第４ｃ図、第４ｄ図、
第４ｅ図は本発明の方法の実施例のロールハウジ
ング−往復圧延サイクルに対応する往行程及び復
行程での連続的２圧延段階の各の出発点と最終点
とにおける素材を夫々軸方向半断面図で示した簡
略説明図、第５図は第４ａ図から第４ｃ図までの
サイクルにおける素材後部の連続的変位を時間の
関数として縦座標に示したグラフ、第６図は第４
ａ図から第４ｃ図までのサイクルにおける素材前
部の連続的変位を時間の関数として第５図と同じ
目盛りの縦座標に示したグラフである。 １……ロール担持ハウジング、２，２′……連
接棒、３……管素材、４……キヤリツジ、５……
プツシヤ、６……ネジ、７……管挟持部材、８…
…ロツド挟持部材、９……マンドレル、１０……
スリーブ、１１……中空管、１２……止めばね、
１３……コイルばね、１６……ローラ付きロツ
ド、１７……カム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 周期的に往復運動するロール担持ハウジング
   を備えたピルガー圧延機を使用し、この運動の上
   流及び下流の各死点近傍で管素材を前進させる管
   素材の冷間圧延方法であつて、ロール担持ハウジ
   ングの復行程中に行なわれる後退圧延作業の間に
   素材の上流部分を後退せしめ、素材の延伸係数を
   αとした場合、下流死点での前進距離と上流死点
   での前進距離との比がほぼαに等しいことを特徴
   とする管の冷間圧延方法。 ２ 固定された一つの基準点に関して、素材後部
   の後退距離が上流死点での前進距離に（α−１）
   を乗じた値にほぼ等しいことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 素材後部の後退運動の速度が、調整可能であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載
   の方法。 ４ 素材後部が、後退圧延の全期間中に素材のス
   ライドを伴わない上流方向への後退を許容するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項
   のいずれか一項に記載の方法。 ５ 周期的に往復運動するロール担持ハウジング
   を備えたピルガー圧延機を使用する管素材の冷間
   圧延方法を実施するための装置であつて、該装置
   は、上流及び下流の各死点近傍で圧延されるべき
   素材の前進を許容しており、この前進がロール担
   持ハウジングの１往復運動中に１回転する少なく
   とも一つのカムによつて規定され、前記カムは該
   カムの回転に応じて下流方向に素材を移動させる
   伝動手段を介して素材を前進させる厚さの異なる
   径方向に対向した二つの突起を備えており、一方
   の突起はロール担持ハウジングが上流死点近傍に
   達した時点で素材を下流方向に向かつて距離△ｌ
   だけ前進させるべく前記カムに設けられており、
   素材の延伸係数をαとした場合、他方の突起はロ
   ール担持ハウジングが下流死点近傍に達した時点
   で素材を下流方向に向かつて距離α△ｌだけ前進
   させるべく前記カムに設けられており、管挟持装
   置がロール担持ハウジングの復行程中に素材の上
   流部分の後退を距離（α−１）△ｌだけ許容する
   ことを特徴とする管の冷間圧延装置。 ６ 前記伝動手段は管の後部に作用するピンを備
   えたプツシヤを含み、前記他の突起の頂点を越え
   たカム形状の下降の傾斜は前記プツシヤの前記ピ
   ンの後退運動の速度を上流方向へのスライドを伴
   うことなく素材後部の後退運動の速度に常にほぼ
   等しくすべく決定されることを特徴とする特許請
   求の範囲第５項に記載の装置。 ７ 薄い厚さを有する前記一つの突起はロール担
   持ハウジングの上流死点の近傍で素材を前進させ
   るべく設定されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第５項又は第６項に記載の装置。 ８ 前記カムは、前記装置に設けられており圧延
   中に下流方向に一定速度で移動するキヤリツジに
   固定されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第５項から第７項のいずれか一項に記載の装置。 ９ 前記カムは、前記プツシヤを介して素材を前
   進させることを特徴とする特許請求の範囲第６項
   に記載の装置。 １０ 前記伝動手段は前記カムと前記プツシヤと
   の間に配設されたロツド部材を含むことを特徴と
   する特許請求の範囲第６項又は第９項に記載の装
   置。 １１ 前記プツシヤ及び前記ロツド部材のいずれ
   か一方は素材の前進距離が可変となるように構成
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   ０項に記載の装置。 １２ 前記他方の突起の厚さと前記一方の突起の
   厚さとの比はほぼαに等しいことを特徴とする特
   許請求の範囲第５項から第１１項のいずれか一項
   に記載の装置。 １３ 前記プツシヤの乗数係数をｋ、素材を自由
   に前進後退させるために上流・下流各死点におい
   て利用できる操作時間を△θ、△θを含む一つの
   圧延段階での持続時間を△ｔとすれば、前記一方
   の突起の厚さがｋ△ｌ（１−△θ／△ｔ）にほぼ
   等しく、前記他方の突起の厚さはｋ△ｌ（α−△
   θ／△ｔ）にほぼ等しいことを特徴とする特許請
   求の範囲第６項及び第９項から第１１項のいずれ
   か一項に記載の装置。 １４ 素材の後部と前記カムとの間の機械的伝動
   手段の領域及び前記キヤリツジを駆動する手段の
   領域のいずれか一方に応力制限手段が配置されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第８項に記
   載の装置。 １５ 前記応力制御手段は校正ばねであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１４項に記載の装
   置。