JPH0673687B2 - 線材の圧延装置 - Google Patents

線材の圧延装置

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JPH0673687B2
JPH0673687B2 JP2274172A JP27417290A JPH0673687B2 JP H0673687 B2 JPH0673687 B2 JP H0673687B2 JP 2274172 A JP2274172 A JP 2274172A JP 27417290 A JP27417290 A JP 27417290A JP H0673687 B2 JPH0673687 B2 JP H0673687B2
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巖 磯崎
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プラントエンヂニアリングヨシダキネン有限会社
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    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B13/00Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/08Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with differently-directed roll axes, e.g. for the so-called "universal" rolling process
    • B21B13/10Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with differently-directed roll axes, e.g. for the so-called "universal" rolling process all axes being arranged in one plane
    • B21B13/103Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with differently-directed roll axes, e.g. for the so-called "universal" rolling process all axes being arranged in one plane for rolling bars, rods or wire
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    • B21B35/00Drives for metal-rolling mills, e.g. hydraulic drives
    • B21B35/10Driving arrangements for rolls which have only a low-power drive; Driving arrangements for rolls which receive power from the shaft of another roll
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    • B21B31/00Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属、プラスチック、セラミック等から成る線
材を圧延する装置に係り、とくに外周面上に溝を有する
複数の溝ロールを具備し、これらの溝ロールの外周面を
突合わせて複数の溝ロールの溝を互いに整合させて成る
空間に線材を挿通させ、複数の溝ロールを駆動すること
により線材を圧延するようにした線材の圧延装置に関す
る。
〔発明の概要〕
溝ロールから成る圧延ロールを複数の方向から組合わ
せ、それらの外周面を互いに突合わせて成る圧延装置に
おいて、駆動用バックアップロール溝ロールとを具備
し、駆動力はバックアップロールによって溝ロールに加
圧伝達するとともに、バックアップロールの中心に対し
て溝ロールの中心を線材を送出し方向にオフセットさせ
るようにしたものであって、装置の簡略化と段取り時間
の大幅な短縮とを可能にするとともに、溝ロールを線材
に強力に圧接させることができるようにしたものであ
る。
〔従来の技術〕
金属線材の直径を小さくする減径加工、すなわち細線加
工を行なう方法として、従来より固定ダイス伸線法と溝
ロール圧延法とが行なわれている。固定ダイスを用いる
方法は、その中心部の穴に金属線材を挿通させて強制的
に引張って延伸する方法である。これに対して溝ロール
圧延法は、複数の溝ロールの外周面を互いに突合わせ、
溝によって形成される空間の中を金属線材を挿通させ、
溝ロールを駆動することによって線材を圧延して減径を
行なうものである。
線材の材料として、耐熱性および耐錆性に富んだ特殊な
新素材が開発されるようになっており、このために滑り
摩擦加工である固定ダイス法に比べ、転がり摩擦加工で
ある溝ロール圧延法がその優位性を増している。とくに
加工硬化の鈍化による高減面率が得られるとともに、加
工エネルギが少なく、省力化および高速加工が容易であ
る等の理由による。
従来のこのような溝ロールから成る圧延装置は第6図に
示されるように、例えば3本の溝ロール1の外周面に形
成されている溝2によって円形の空間を形成し、この空
間内に金属線材3を挿通させながら3本のロール1を駆
動ユニット4および歯車5によって駆動することにより
圧延を行なうようにしたものである。第7図の装置は、
上下一対の溝ロール1を組合わせて成るものであって、
これらのロール1によって圧延を行なうようにしたもの
である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第6図に示す装置によれば、それぞれの溝ロール1には
歯車5が取付けられるとともに、上側の溝ロール1には
さらに駆動ユニット4が連結されている。従ってこのよ
うな装置によると、ロール1の交換時には繁雑な段取り
とそのための時間を必要とする欠点がある。第7図の装
置においても、それぞれのロール1には駆動ユニット4
が連結されているために、同様の欠点がある。
一般にこの種の装置において高トルク高速加工を行なう
ためには相応の強度をもった構造が必要になり、このた
めにロール1の直径は必要以上に大きくなる。ところが
同一仕事量を行なう場合でも直径の小さなロールを使用
した場合にはそのエネルギが減少することが数値的にも
証明されている。また高速加工時に発生する溝ロール1
の被加工材との接触面の摩耗は被加工材の硬度等に比例
して大きく、製品寸法の一定化を図るためにはかなりの
頻度で溝ロール1の交換を行なわなければならない。こ
のような交換時間の短縮を図ることは、大幅な稼働率の
上昇につながる。一般に通常の化工機においては、溝ロ
ール1の交換は200時間に1度行なわれ、その交換時間
は装置全体で10時間を越えるものもある。また加工寸法
の変更によるものを考えれば、膨大な時間のロスとな
る。
このように従来の装置は、構造が複雑なばかりか、加工
寸法変更時のロールの交換を始めとする段取り時間が多
くかかる欠点があり、その一般化が遅れている。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであっ
て、段取り時間の大幅な短縮と、装置の構造の簡略化と
を図るようにした線材の圧延装置を提供することを目的
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、外周面上に溝を有する複数の溝ロールを具備
し、 前記複数の溝ロールの外周面を突合わせて前記複数の溝
ロールの溝を互いに整合させて成る空間に線材を挿通さ
せ、前記複数の溝ロールを駆動することにより線材を圧
延するようにした装置において、 前記複数の溝ロールを従動ロールとし、 前記溝ロールに対して前記線材挿通空間とはほゞ反対側
に配したバックアップロールを前記溝ロールに圧着して
駆動力を伝達するようにするとともに、 前記バックアップロールの中心に対して前記溝ロールの
中心を前記線材を送り出す方向にオフセットさせるよう
にしたものである。
なお、上記オフセット量は、溝ロールおよびバックアッ
プロールの材質(とくに、これらのロールの接触摩擦係
数およびヤング率)や、被圧延材料である線材の材質
(とくに、変形抵抗)によって異なるが、一般的に言っ
て、バックアップロールの直径の1〜10%であるのが好
ましく、3〜5%であるのがさらに好ましい。また、後
述の実施例に則して定量的に言えば、上記オフセット量
は、1〜10mmであるのが好ましく、3〜5mmであるのが
さらに好ましい。
〔作用〕
従ってバックアップロールを駆動ユニット等の駆動手段
によって駆動すると、バックアップロールの回転がこの
バックアップロールに圧着されている溝ロールに伝達さ
れるようになる。しかも溝ロールはバックアップロール
に対して線材を送出す方向にオフセットされているため
に、バックアップロールによる溝ロールに対する回転駆
動力として、ロール接触面の摩擦および弾性偏平による
2種類の伝達トルクが溝ロールに与えられるから、溝ロ
ールは、上記オフセットを減少させるようにバックアッ
プロールの中心側に引込まれる。このために、この溝ロ
ールの溝内を挿通されている線材に対して充分な加圧力
が自動的に加えられるから、上記線材が効果的に圧延加
工されてその直径または厚みを減少させることになる。
〔実施例〕
第3図は本発明の一実施例に係る金属線材の圧延装置の
全体の構成を示すものであって、この圧延装置は架台10
を備えている。そしてこの架台10上には3枚のベース11
が互いに所定の間隔を隔てて互いに平行に直立して配さ
れている。これらのベース11上にはそれぞれ圧延ユニッ
ト12が取付けられており、これらのユニット12によって
3段に金属線材を圧延し、その直径を次第に減少させる
ようにしている。
それぞれのベース11上に設けられているユニット12は第
4図に示すように3個のバックアップロール13を備えて
いる。これらのバックアップロール13は逆Y字状をなす
フレーム14に放射状に形成されている3個の開口15内に
それぞれ収納されるようになっている。開口15内には可
動ブロック16が半径方向に移動可能に取付けられるとと
もに、これらの可動ブロック16によって軸受17を介して
バックアップロール13が回転可能に支持されている。そ
してバックアップロール13は駆動軸18を介して減速機19
の出力端に連結されている。この減速機19はモータ20の
出力を減速するようになっている。
バックアップロール13を回転可能に支持する可動ブロッ
ク16を押圧するためにくさび23が第5図に示すように、
フレーム14の開口15と可動ブロック16との間に配されて
いる。そしてこのくさび23の侵入量は調整ボルト24によ
って調整されるようになっている。なおこれらのくさび
23から成るバックアップ力の調整機構は第4図に示すよ
うに、3つのバックアップロール13にそれぞれ同じよう
に設けられている。
フレーム14の中心部にはそれぞれのバックアップロール
13に対応して3つの溝ロール25が配されている。これら
3つの溝ロール25は第5図に示すように3つのブラケッ
ト26にピン27を介して回転可能に支持されている。そし
てこれら3つのブラケット26はスリーブ29にほぼ等角度
で設けられた3つのアーム30にピン28を介して回転可能
に取付けられている。そしてスリーブ29の外周面上には
雄ねじ31が形成されており、この雄ねじ31は調整ハンド
ル32の穴の内周面に形成されている雌ねじと螺合されて
いる。従ってこのハンドル32を回転操作することによ
り、雄ねじ31を介してスリーブ29が軸線方向に移動さ
れ、3つのバックアップロール13に対して3つの溝ロー
ル25がそれぞれ同時にオフセットされるようになってお
り、このオフセット量の調整がハンドル32によって行な
われるようになっている。
以上のような構成において、それぞれのベース11上の圧
延ユニット12の3個のモータ20をそれぞれ回転駆動する
と、これらのモータ20の回転は減速機19によって減速さ
れ、バックアップロール13に伝達される。従ってバック
アップロール13が所定の回転速度で回転することにな
る。バックアップロール13はくさび23によって調整され
たバックアップ力で溝ロール25に圧着されるようになっ
ているために、溝ロール25が回転駆動される。するとこ
の溝ロール25の外周面に形成されている溝34によって形
成される空間を挿通される金属線材35が第5図に示すよ
うに圧延されていることになり、スリーブ29の中心孔を
通して引出されることになる。
第1図および第2図はこのような圧延装置の各圧延ユニ
ットの動作を原理的に示したものであって、バックアッ
プロール13は減速機19およびモータ20から成る駆動装置
に直結され、溝ロール25に圧着して金属線材35を圧延加
工するようになっており、溝ロール25が従動型のワーク
ロールから構成されている。
従動型の溝ロール25はバックアップロール13によって弾
性偏平を伴った摩擦トルクで回転を伝達される。また金
属線材35に与える圧力Pは回転方向により適当な量e
(第1図参照)オフセットされたロール位置変更により
発生する接触力Fの分力として自動的にバックアップロ
ール13から溝ロール25に、そして金属線材35に伝達され
る。
従来の溝ロールを用いた圧延装置と比較した特徴は、金
属線材35と接触する溝ロール25が従動ロールから構成さ
れているために、構造が簡潔になり、しかもロール25自
体の直径も小さくすることができる。このためロール25
の交換に要する時間を従来に比べて10分の1以下とする
ことができる。またロール25の直径を小径にすることに
よって、加工に要するエネルギを10〜20%減少させるこ
とが可能になる。また溝ロール25自体が小径でかつ簡素
であり、軸部に駆動力伝達のためのねじりトルク等が作
用しないために、従来の合金鋼に代えて、超硬質セラミ
ックロール等に材質を変更することが可能になる。この
ことによって、溝ロール25の摩耗を少なくするととも
に、塑性加工上の最小加工径を小さくすることが可能に
なる。
また、溝ロール25は、バックアップロール13の中心に対
してその中心をその送出し方向にオフセットされている
から、バックアップロール13からこの溝ロール25に伝達
される回転駆動トルク(接触力F)の分力により金属線
材35に強力に圧接する。すなわち、第1図において、溝
ロール25は、バックアップロール13により金属線材25の
送出し方向(上側の溝ロール25は第1図の時計方向で、
下側の溝ロール25は第1図の反時計方向)に回転駆動さ
れるので、バックアップロール13によりこのバックアッ
プロール13の金属線材35との間に喰い込む方向に力(回
転駆動トルクF)を与えられる。そしてこの力Fは、2
個のバックアップロール13の中心間を結ぶ線上に2個の
溝ロール25の中心が移動して来ない限り、与え続けられ
る。
〔発明の効果〕
以上のように本発明は、溝ロールを従動ロールとし、溝
ロールに対して線材挿通空間とはほゞ反対側に配したバ
ックアップロールを溝ロールに圧着して駆動力を伝達す
るようにするとともに、バックアップロールの中心に対
して溝ロールの中心を線材を送出す方向にオフセットす
るようにしたものである。従って、溝ロールはバックア
ップロールを介して駆動力を伝達されるから、この溝ロ
ールを駆動源と連結する必要がなくなり、このために、
溝ロールの交換のための段取り時間を大幅に短縮するこ
とが可能になるとともに、圧延装置の簡略化を図ること
ができる。また、溝ロールはこれに圧着して回転駆動ト
ルクを伝達するバックアップロールにより線材に対する
圧接力を与えられ、この際、バックアップロールの中心
に対して溝ロールの中心が線材の送出し方向にオフセッ
トしているから、バックアップロールから溝ロールに伝
達される回転駆動トルクの分力により溝ロールを線材に
強力に圧接させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第5図は本発明の一実施例に係る金属線材の圧
延装置を示すものであって、第1図は圧延装置の要部を
原理的に示す側面図、第2図は同正面図、第3図は装置
の全体の構成を示す外観斜視図、第4図は圧延ユニット
の正面図、第5図は同要部縦断面図、第6図は従来の圧
延装置の正面図、第7図は従来の別の圧延装置の正面図
である。 また図面に用いた符号において、 13……バックアップロール 14……フレーム 15……開口 16……可動ブロック 19……減速機 20……モータ 23……くさび 24……調整ボルト 25……溝ロール 26……ブラケット 29……スリーブ 31……雄ねじ 32……調整ハンドル 34……溝 35……金属線材 である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外周面上に溝を有する複数の溝ロールを具
    備し、 前記複数の溝ロールの外周面を突合わせて前記複数の溝
    ロールの溝を互いに整合させて成る空間に線材を挿通さ
    せ、 前記複数の溝ロールを駆動することにより線材を圧延す
    るようにした装置において、 前記複数の溝ロールを従動ロールとし、 前記溝ロールに対して前記線材挿通空間とはほゞ反対側
    に配したバックアップロールを前記溝ロールに圧着して
    駆動力を伝達するようにするとともに、 前記バックアップロールの中心に対して前記溝ロールの
    中心を前記線材を送り出す方向にオフセットさせるよう
    にしたことを特徴とする線材の圧延装置。
JP2274172A 1990-10-12 1990-10-12 線材の圧延装置 Expired - Fee Related JPH0673687B2 (ja)

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