JPH06104258B2 - 多軸型テ−ブルミル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、多軸型テーブルミル、特に、素材の鍛造の間
に、その外径、肉厚などを自動的に測定することが可能
である多軸型テーブルミルに関するものである。

従来の技術 ここで、多軸型テーブルミルとは、金属のリング状の素
材を、垂直軸の回りを回転する主ロールと、この主ロー
ルの軸心に対して偏心して回転する水平テーブルの上
に、主ロールから間隔を置かれて配置された数個の中ロ
ールの内の１個との間において内外から圧延することに
より、リング状の製品に成形するための鍛造装置をいう
ものである。

今、ここで、従来のこの種のテーブルミルを図について
説明をすると、添付図面の第３図に平面図により示すよ
うに、ベッド１の上に、１個の垂直な主軸２が回転自在
に取り付けられており、この主軸２は、ベッド１の上に
設置された減速機又は減速歯車７に適宜に連結され、こ
の減速機７の入力軸を軸継手８を介して、同様に、ベッ
ド１の上に設置された電動機９に連結し、この電動機９
により回転駆動されるようになっている。また、この主
軸２には、リング状の主ロール３が、それと同軸心とな
るように固着されており、更に、この主ロール３の回り
には、これを間隔を置いて包囲するように、中心開口を
有する回転テーブル４が水平回転自在に配置されている
が、この回転テーブル４の回転軸心は、主軸２の回転軸
心に対して、偏心しているようになっている。更に、こ
の回転テーブル４の上には、少なくとも４個の中ロール
５と、４個の抱きロール６とが備えられており、中ロー
ル５と、主ロール３との間の間隔が、回転テーブル４
が、主軸２に対して偏心して配置されているために、回
転テーブル４が主軸２に対して相対的に回転する時に次
第に狭くなるので、両ロール3,5がそれらの間隔が比較
的に大きい第３図にＡにより示す相対的位置に来た時
に、リング状素材Ｗをその中心部にあけられた開口が中
ロール５を包囲するように回転テーブル４の上に搬入す
ると、回転テーブル４が主軸２に対して相対的に矢印Ｘ
の方向へ回転するにつれ、素材Ｗは、主ロール３と、中
ロール５との間において漸次圧延され、両ロール3,5の
間の間隔が最小となるＢの位置まで来た時に、仕上げら
れ、圧延製品W₀とるようにされる。しかしながら、この
場合、中ロール５及び抱きロール６を支持している回転
テーブル４は、主軸２の回りを回転するので、成形中に
おける素材Ｗの寸法の検出は極めて困難であり、そのた
めに、通常、成形中における素材Ｗの寸法の検出を行う
ことは無く、また、回転テーブル４の上における中ロー
ル５の取り付け位置は、変更することが不可能であるの
で、圧延製品の肉厚を、回転テーブル４の偏心量によっ
て決定される寸法となるように、加圧・圧延しているの
が現状である。しかしながら、このような圧延方法によ
ると、リング状素材Ｗ自身の間に重量や、寸法に相違が
あると、圧延製品の肉厚は同一とされるものとしても、
その外径寸法にはばらつきが生じ、高精度の寸法公差を
有する圧延製品を得ることはできないという欠点があ
る。

発明が解決しようとする問題点 そこで、本発明は、 ｉ）圧延製品の寸法精度が良好であること ii）自動運転が可能であること iii）機械的、油圧的、又は、電気的制御が可能である
こと などの各種の要求のすべてを満足させることが可能であ
る新規な多軸型テーブルミルを得ることを、その目的と
するものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、この目的を達成するために、添付図面の第１
図に示すように、ベッド１の上に垂直主軸２を回転自在
に取り付け、この主軸２には主ロール３を取り付け可能
とし、この主ロール３を間隔を置いて包囲する中心開口
を設けられた回転テーブル４を、主軸２の軸心に対して
偏心して回転自在に水平に配置し、回転テーブル４の上
には、同一円周の上に数個の中ロール５をほぼ等間隔に
回転自在に取り付け、また、回転テーブル４の外周の外
部には、これと間隔を置いて、それと共に主軸２の軸心
を中心として旋回自在に移動テーブル14を配置し、この
移動テーブル14の上には、内端部に垂直軸の回りに回転
自在に定寸ローラ20を取り付けられた測定棒15を、その
長手方向の中心線が、主軸２のほぼ放射方向に移動自在
に水平に取り付け、この測定棒15は、常時、主軸２に向
かって押圧される状態に置かれるようにした多軸型テー
ブルミルを特徴とするものである。

実 施 例 以下、本発明を、その１実施例を示す添付図面の第１及
び２図に基づいて詳細に説明する。

第１及び２図に示すように、本発明による多軸型テーブ
ルミルは、ベッド１の上に主軸２が回転自在に垂直に取
り付けられており、この主軸２には、主ロール３が固着
自在とされており、また、この主ロール３を間隔を置い
て包囲する中心開口を有している回転テーブル４が、主
軸２の回転軸心に対して偏心して水平に配置されるよう
になっていると共に油圧シリンダ又は電動機（図示され
ていない）により回転自在とされてある。この回転テー
ブル４の上には、少なくとも、４個の中ロール５が、回
転テーブル４の軸心から放射方向に間隔を置かれると共
に円周方向に等間隔に回転自在に配置されている。この
場合、回転テーブル４の軸心は、主軸２の軸心に対して
水平方向に偏心して配置されると共にその中心開口は主
軸２に固着自在とされた主ロール３を間隔を置いて包囲
しているので（なお、第１図には、中心開口は図示を省
略されている）、主ロール３の外周面と中ロール５の外
周面との間の間隔は、回転テーブル４の回転位置により
相違するが、本実施例の場合には、回転テーブル４の軸
心が、それと主軸２の軸心とを連結する直線上の、第１
図で見て左方の位置Ａにあるものとしてあり、従って、
この位置Ａにおいて、中ロール５と主ロール３の外周面
の間の間隔が、最も大きいものとなっている。また、各
中ロール５と協同する各１個の抱きロール６が、回転テ
ーブル４の上に、各中ロール５に向かって弾性的に押圧
されるように、１端部を垂直軸の回りに旋回自在に取り
付けられた水平レバー6₁の他端部に、回転自在に取り付
けられている。主軸２は、ベッド１の上に設置された減
速機又は減速歯車７に連結されており、その入力軸は、
軸継手８を介して、同様に、ベッド１の上に設置された
電動機９に連結されており、このようにして、主軸２
は、この電動機９により減速機７を介して回転駆動され
るようになっている。なお、中ロール５は、他の動力源
から回転駆動されること無く、素材Ｗが、主ロール３に
より回転駆動される時に、この素材Ｗに伴われて回転運
動をするようになっている。更に、各中ロール５は、テ
ーブル４の下面に取り付けられた位置決め装置10によ
り、放射方向に水平に位置決め可能となっているが、こ
のために各中ロール５は、位置決め装置10に取り付けら
れた油圧又は空気圧シリンダ11により、回転テーブル４
の放射方向に、それぞれ、移動可能とされている（第２
図参照）。

ここで、このような構成を有している位置決め装置10
は、成形品ないしは圧延製品の所望の肉厚に応じて、圧
延終了位置（第１図の位置Ａと180゜反対側の位置）に
おける主ロール３と中ロール５の外周面の間の間隔を、
決定することが、その主な機能となっている。すなわ
ち、圧延製品には種々の寸法のものがあり、その肉厚も
それぞれ相違している。従って、同一外径の主ロール３
及び中ロール５を使用して種々の肉厚の圧延製品を圧延
する場合には、肉厚に応じて、これら２個のロール3,5
の外周面の間の間隔を変更しなければならない。この場
合に，位置決め装置10の油圧又は空気圧シリンダ11と、
それに付属されて調整されるストッパ（図示されていな
い）とによって、中ロール５を放射方向に移動させるこ
とにより、その主ロール３の外周面からの間隔の変更を
可能とするものである。なお、油圧又は空気圧シリンダ
11は、圧延作業中は、常に、加圧されており、中ロール
５が、圧延反力により、主ロール３との間の間隔が広が
ることを防止するようにする。

更に、回転テーブル４の外周辺の外部には、第２図に示
すように、これから放射方向に間隔を置かれて、ある高
さを有している、主軸２の軸心を中心とする円弧状の支
持部材12がベッド１に固着されており、この支持部材12
の頂部には、放射方向にある幅を有している、同じく主
軸２の軸心を中心とする部分円弧状の平面輪郭を有して
いる案内板13が固着されており、この案内板13の上に移
動テーブル14が、案内板13に対して相対的に移動自在に
載置されている。なお、移動テーブル14は、図には詳細
に示されていないが、例えば、案内板13の内外の円弧状
側面を各１箇所，その上下面を各２箇所，合計６箇所に
おいて、移動テーブル14に取り付けられた回転可能であ
る支持ローラにより、案内板13に対して円滑に相対移動
自在に保持されている。また、案内板13は、第１図で見
て、主軸２及び回転テーブル４の軸心を連結する直線
の、位置Ａと反対方向に延びている直線と、この直線か
ら回転テーブル４の回転方向Ｘと反対方向に約45゜の角
度を包囲する主軸２の軸心を通る放射線との間を延びて
いる。また、この移動テーブル14の上面は、回転テーブ
ル４の上面とほぼ同一平面の水平面となっており、その
上には、主軸２の軸心を通る放射線の上に中心線を有す
るように、長い長さを有している測定棒15が配置されて
おり、この測定棒15は、移動テーブル14の上部におい
て、それに１端部をピン16₁,17₁により旋回自在に取り
付けられ且つ相互に平行にに間隔を置かれて配置された
１対のリンク（Ａ）16及びリンク（Ｂ）17の各他端部に
ピン16₂,17₂により、それぞれ、旋回自在に水平に取り
付けられており、この測定棒15の放射方向内端部には、
製品の外径を検出するための水平な定寸ローラ20が、垂
直軸の回りに回転自在に取り付けられている。なお、こ
れらのリンク（Ａ），（Ｂ）16,17と、測定棒15及び移
動テーブル14とにより、平行四辺形リンクが形成される
ようにしてある。また、これらのリンク（Ａ）16、リン
ク（Ｂ）17の内の主軸２に対して放射方向外方にあるリ
ンク（Ｂ）17は、内方にあるリンク（Ａ）16よりもより
長く、その他端部には、ピン21を介して、移動テーブル
14の上に設置された油圧又は空気圧シリンダ22のピスト
ン棒22₁の端部に、旋回自在に連結されている。このよ
うにして、測定棒15は、シリンダ22の作動により、測定
棒15,リンク（Ａ）16,リンク（Ｂ）17及び移動テーブル
14により形成される平行四辺形リンクを介して、主軸２
の放射方向に移動可能となっている。なお、この定寸ロ
ーラ20は、回転駆動されること無く、それが、圧延中の
素材Ｗないしは圧延製品に接触された時に、それに追随
して移動するようにされている。

更に、移動テーブル14の下部には、ほぼＬ状形の平面輪
郭を有しているフック25が、その回転テーブル４の外周
辺に対する接線の方向に、ほぼ平行に延びている一方の
脚部材の１端部を、ピン25₁により移動テーブル14に旋
回自在に取り付けられており、また、このフック25は、
その折り曲げ部において、移動テーブル14の下部に取り
付けられた油圧又は空気圧シリンダ26のピストン棒26₁
の端部に、ピン27を介して旋回自在に取り付けられてお
り、その回転テーブル４に向かっている他方の脚部分
は、回転テーブル４の下部に、中ロール５の位置に対応
して円周方向に等間隔に突出するように固着された少な
くとも４個の固定フック30の最も近いものに、シリンダ
26が作動した時に係合可能とされている。なお、移動テ
ーブル14は、常時、第１図に実線により示す位置から、
約45゜時計方向に旋回された待機位置に静止しており、
また、この待機位置においては、移動フック25は、シリ
ンダ26の作動により、回転テーブル４の外周辺から突出
して設けられた固定フック30と係合しないような待機状
態にある。そして、シリンダ26は、回転テーブル４の回
転と同期して作動されるようにされており、回転テーブ
ル４が素材Ｗの投入位置Ａから順次矢印Ｘの方向に回転
して来て、その周辺から突出している固定フック30が、
可動フック25の位置まで来た時に、シリンダ26が作動
し、可動フック25が固定フック30の移動経路に突出し、
両方のフック25,30が相互に係合し、これにより、移動
テーブル14が回転テーブル４に伴われて矢印Ｘの方向に
同速度で回転するようにする。それと同時に、移動テー
ブル14の上に設置されたシリンダ22の作動により測定棒
15が、主軸２の軸心の方に押圧されるようにし、このよ
うにして、測定棒15の主軸２の軸心に向かう端部に回転
自在に取り付けられた定寸ローラ20が、回転テーブル４
の上において、主ロール３と中ロール５との間において
圧延・成形されつつある素材Ｗの外面に接触し、その外
径を測定するようにする。なお、この圧延状態は、回転
テーブル４が更に矢印Ｘの方向の回転を続け、主ロール
３と、中ロール５との間の間隔が最小となる第１図に圧
延製品W₀の位置を示す状態となった時が終了する。ま
た、この時における製品の外径が定寸ローラ20により正
確に測定されることとなる。

なお、各抱きロール６は、回転テーブル４の上に、一端
部を旋回自在に取り付けられた水平な各レバー6₁の他端
部に回転自在に取り付けられており、また、各抱きロー
ル６は、各中ロール５に対して１個づつ配置されてお
り、素材Ｗを主ロール３と、中ロール５との間において
圧延中に、素材Ｗをそれらのロール3,5の間に保持する
役目をするものであり、それ自体には回転駆動は無く、
素材Ｗに従動するものである。

本発明装置は、上記のような構成を有しているが、その
作動は、次ぎのとおりである。

第１及び２図において、あらかじめ中心部に穴あけをさ
れた素材Ｗを、回転テーブル４の中心が、主軸２の軸心
から最も間隔を置かれている回転テーブル４の位置Ａに
おいて、その上に、それに取り付けられた中ロール５
に、中心部の穴が通るように投入する。この素材Ｗは、
回転テーブル４が矢印Ｘの方向に回転するに従い、中ロ
ール５は、それと主ロール３との間に形成されるすきま
が、回転テーブル４が主軸２に対して偏心して配置され
ていることにより次第に狭くなることにより、圧延され
ることとなる。すなわち、一層詳細には、回転テーブル
４の軸心が、主軸２の軸心に対して、第１図に示す素材
投入位置Ａの側に偏っているので、回転テーブル４が、
その軸心の回りを矢印Ｘの方向に回転するに従い、それ
に位置決め装置10を介して放射方向に移動可能に取り付
けられている中ロール５の外周面と、主軸２に取り付け
られた主ロール３の外周面との間の間隔は、素材投入位
置Ａと180゜反対側の位置において最小となる。このよ
うに、素材投入位置Ａにおいて中ロール５に投入された
素材Ｗにおいては、主ロール３の外周面と中ロール５の
外周面との間の間隔は、素材Ｗの肉厚、すなわち、（素
材外径−素材内径）/2よりも大きく、従って、素材Ｗ
は、この位置においては圧延されることがない。しかし
ながら、回転テーブル４が第１図に矢印Ｘにより示す方
向に連続的に回転するにつれ、主軸２の軸心に対する回
転テーブル４の軸心の偏心配置により、主ロール３の外
周面と中ロール５の外周面との間の間隔は漸次狭くなっ
て行く。このようにして、両方のロール3,5の外周面の
間の間隔が、素材Ｗの肉厚と等しくなった時に始めて、
素材Ｗの圧延が開始され、更に、回転テーブル４が回転
して行くと、素材Ｗは、主ロール３と中ロール５との２
個のロールの外周面からの受圧により、その肉厚は漸次
減少し、その圧下された体積は、素材Ｗの外径の拡大に
変換して行く。このようにして、回転テーブル４が素材
投入位置Ａから180゜回転した第１図に成形品あるいは
圧延製品W₀が示されている位置に到達した時には、両方
のロール3,5の外周面の間の間隔が最も狭くなるので、
この位置において圧延作業は終了し、圧延製品W₀が得ら
れる。また、圧延の途中において、回転テーブル４の外
部に配置された移動テーブル14を、回転テーブル４の外
辺に固着された固定フック30が、移動テーブル14に取り
付けられたシリンダ26の作動により、同じく移動テーブ
ル14に旋回自在に取り付けられたフック25の一つの脚部
材に係合することにより、矢印Ｘの方向に一緒に回転さ
せるようにする。また、これと同時に、定寸棒15の長手
方向の中心線は、主軸２の軸心を通る放射線と整列する
状態に置かれる。そして、この位置において成形品の外
径を、定寸ローラ20が、シリンダ22などの作動により成
形品に接触することにより、例えば、電気的に検出し、
設定器によりあらかじめ設定されている値に達すれば、
信号を発生し、中ロール５を油圧又は空気圧シリンダ22
の作動により圧延方向と逆方向に水平に移動させ、圧延
を停止し、外径を測定した定寸ローラ20は、油圧又は空
気圧シリンダ22の作動により、主軸２の軸心と逆方向に
移動され、また、これと同時に定寸ローラ20を支持して
いる移動テーブル14を、回転テーブル４と同期させてい
たフック25をシリンダ26の作動により回転テーブル４に
固着されている固定フック30との係合から外し、同時
に、移動テーブル14を油圧又は空気圧シリンダの作動に
より、待機位置へ戻す。その後、成形品を中ロール５か
ら取り出し、成形は終了する。なお、上の本発明の作動
の説明においては、リング状素材Ｗの圧延は、素材投入
位置Ａから180゜回転した時に終了するとしてあるが、
常にこの位置において圧延を終了させると、リング状素
材Ｗの元の寸法によっては、成形品W₀の外径にばらつき
が生じ、一定の外径寸法を有するリング状の成形品W₀が
得られないことがある。なぜならば、リング状素材Ｗの
成形段階において、一般的に、リング状素材Ｗの重量
（体積）は一定でないために（安全のために、大きな寸
法に作るのが普通である）、圧延の最終段階におけるリ
ング状素材Ｗの肉厚を一定となるように圧延を行うと、
リング状素材Ｗの体積差が外径及び内径の変化として現
れるからである。従って、圧延の途中において定寸ロー
ラ20によりリング状素材Ｗの外径を測定し、素材投入位
置Ａから180゜回転した最終圧延位置よりも前部の位置
においてリング状素材Ｗの外径が所定の寸法に達する
と、位置決め装置10の油圧又は空気圧シリンダ11の加圧
を停止し、逆方向に加圧し、中ロール５を主ロール３か
ら離すように作用させ、圧延がそれ以上行われないよう
にする。

なお、本実施例においては、中ロール５は、回転テーブ
ル４の上に円周方向に90゜の角度を有して等間隔に４組
設置してるので、回転テーブル４が90゜回転するごと
に、１個の製品の成形が完了することとなる。すなわ
ち、本実施例における典型的な作業のシーケンスを表示
すると、次ぎのようになる。

素材Ｗの回転テーブル４の上への搬入→回転テーブル４
の回転→素材Ｗの圧延開始→定寸ローラ20の接近→圧延
完了→中ロール５の待機位置への戻り→定寸ローラ20の
待機位置への戻り→圧延製品の取り出し である。

発明の効果 本発明は、上記のような構成及び作用を有しているの
で、次ぎのような効果を発揮することができるものであ
る。すなわち １）製品の外径を測定しながら圧延を行うので、高精度
の製品を安定して生産することができること ２）少なくとも４個の中ロールを有しており、穴あけ素
材の搬入・搬出の一連の作業を同時に行うことができ、
また、回転テーブルを同一方向に連続的に回転して作業
を行うことができるので、高い生産性を得ることができ
ること ３）作業を容易に自動化させることができることなどで
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による多軸型テーブルミルの１実施例を
示す平面図、第２図はその正面図、第３図は従来公知の
この種のミルの１例を示す平面図である。 １……テーブル、２……主軸、３……主ロール、４……
回転テーブル、５……中ロール、６……抱きロール、７
……減速機、８……継手、９……電動機、10……位置決
め装置、11……位置決めシリンダ、14……移動テーブ
ル、15……測定棒、16……リンク、20……定寸ローラ、
22……測定シリンダ、25……移動フック、26……移動シ
リンダ、30……固定フック。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベッドの上に主ロールが固着自在とされて
   いる垂直主軸を回転自在に取り付け、ベッドの上には、
   主ロールを間隔を置いて包囲する中心開口を有する回転
   テーブルが主軸に対して偏心して回転自在に水平に配置
   されており、また、回転テーブルの上には、回転テーブ
   ルの軸心から放射方向に間隔を置かれると共に同一円周
   上に円周方向にほぼ等間隔に数個の中ロールが回転自在
   に配置されており、更に、回転テーブルの上には各中ロ
   ールと共同する各１個の抱きロールが各中ロールに向か
   って弾性的に押圧されるように回転自在に配置されてい
   る多軸型テーブルミルにおいて、各中ロールが回転テー
   ブルに、それに対応して主軸の軸心の放射方向に移動自
   在に配置された各位置決め装置にそれぞれ取り付けられ
   ており、また、回転テーブルの外周には、それと一緒に
   主軸の中心を中心として旋回自在に移動テーブルが配置
   されており、この移動テーブルの上には、内端部に垂直
   軸の回りに回転自在に定寸ローラが水平に取り付けられ
   た測定棒が、その長手方向の中心線が主軸のほぼ放射方
   向に移動自在に水平に取り付けられており、この測定棒
   は、常時、主軸に向かって押圧される状態に置かれるよ
   うにしたことを特徴とする多軸型テーブルミル。
2. 【請求項２】回転テーブルが、ベッドの上に設置された
   原動機から減速機などを介して回転駆動されるようにな
   っている特許請求の範囲第１項記載の多軸型テーブルミ
   ル。
3. 【請求項３】位置決め装置が、中ロール移動用の油圧又
   は空気圧シリンダと、中ロールに連結されるようにされ
   たそのピストン棒とから成り立っており、ピストン棒が
   主軸の軸心に向かう方向に配置されている特許請求の範
   囲第１又は２項記載の多軸型テーブルミル。
4. 【請求項４】移動テーブルが、ベッドの上に回転テーブ
   ルを間隔を置いて包囲するように主軸の軸心を中心とす
   るように配置された、主軸の軸心を中心とする水平な円
   弧状の板部材から成る案内板に、回転テーブルの円周方
   向に移動自在に支持されている特許請求の範囲第1,2又
   は３項記載の多軸型テーブルミル。
5. 【請求項５】移動テーブルを回転テーブルと一緒に旋回
   自在とするために、回転テーブルの外周部に各中ロール
   の位置に対応して固定フックを突出するように固着し、
   移動テーブルには、この固着フックに係合可能に可動フ
   ックを設けた特許請求の範囲第１〜４項のいずれかに記
   載の多軸型テーブルミル。
6. 【請求項６】可動フックをほぼＬ字型の平面輪郭を有す
   るように形成し、その一つの脚部材を回転テーブルに固
   着された固定フックに係合自在とし、他の脚部材を、移
   動テーブルに設置された油圧又は空気圧シリンダのピス
   トン棒に連結して成る特許請求の範囲第５項記載の多軸
   型テーブルミル。
7. 【請求項７】移動テーブルの上に、その長手方向の中心
   線が主軸のほぼ放射方向に移動自在に水平に取り付けら
   れた測定棒が、移動テーブルの上に間隔を置いて平行に
   水平に、それぞれ、旋回自在に取り付けられた２個のリ
   ンクの自由端部に、それぞれ、旋回自在に連結され、測
   定棒、２個のリンク及び移動テーブルにより平行四辺形
   リンクを形成するようにし、リンクを移動テーブルに取
   り付けられた油圧又は空気圧シリンダのピストンを介し
   て移動可能とした特許請求の範囲第１〜６項のいずれか
   に記載の多軸型テーブルミル。