JPH0718406Y2 - 冷間ピルガー圧延機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、圧延に支承なく材料装入を行い得る冷間ピル
ガー圧延機に関する。

〔従来の技術〕

複数本の材料を連続的に圧延していく冷間ピルガー圧延
機では、圧延の進行にともなって順次材料を機内に装入
する必要がある。この材料装入は、最先行の材料の圧延
が終了した時点、あるいは圧延の進行にともなって最後
尾の材料の後方に、次材料を装入し得る間隙が生じた時
点で実行され、いずれの場合も一部の圧延機を除けば圧
延を一時的に中断して行われる。

このような材料装入では、次材料の先端を装入済の最後
尾の材料の後端に密着させること、この密着にともなっ
て装入済の材料を移動させないことの２点が重要とされ
ている。次材料の先端が最後尾の材料の後端に密着して
いないと、圧延再開後に次材料をキャリッジで押した時
に、最先行の材料が移動せず、いわゆる空打ちが生じて
管断面形状の局部的な寸法変動を発生させる。また、次
材料の装入にともなって装入済の材料が移動した場合に
も、材料が圧延ロールに対して位置ずれをおこし、同様
に局部的な管断面形状の寸法変動が生じる。

従来の材料装入は、通常、プッシュロッドによる押し込
みで行われていたが、装入済の材料がガイドチューブ内
にあって目視できないため、装入済の材料の移動なしに
次材料の先端を最後尾の材料の後端に密着させるのは、
非常に困難な技術とされていた。この困難を解消するた
めに、プッシュロッドに対して精密な押し込み力制御を
行なう技術が特開昭61-229410号公報、特開昭62-144805
号公報に開示されている。また、特開昭63-203204号公
報には、プッシュロッドで次材料を途中まで押し込み、
その後、材料送り用のキャリッジで次材料を押込む技術
が開示されている。

〔考案が解決しようとする課題〕

これらの従来技術のうち、プッシュロッドによる精密押
込みでは、プッシュロッド駆動機構が複雑化し、またプ
ッシュロッド移動に時間がかかり能率低下を招く。空打
ちに対しては、キャリッジが材料を把持する把持式の冷
間圧延機の場合は有効であるが、キャリッジが材料を把
持せず単に材料の後端に接触するだけの接触式の冷間圧
延機の場合は、キャリッジの停止精度が不十分なことか
ら、キャリッジの後退位置によってはキャリッジ前面と
最後尾材料の後端との間に間隙を生じ、空打ちの危険性
が高い。

また、キャリッジで最終的な材料押込みを行う技術で
も、厳密な押込み力制御を行わない限りは、過度の押込
みによるガイドチューブ内での材料のたわみまでは防止
できない。ガイドチューブ内で第６図に示す如き材料の
たわみが生じたままで圧延が開始されると、その瞬間、
材料が圧延方向に移動し、未圧延部分が生じて管寸法を
局部的に変動させる。ガイドチューブ内のたわみは、小
径、薄肉、長尺の材料ほど生じやすい。

本考案は、これらの問題点を全て解決するもので、その
目的は、構造簡素で複雑な圧力制御を必要とせず、空打
ちおよび材料移動の両方にともなう管寸法変動を確実に
防止し得る冷間ピルガー圧延機を提供することを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

本考案の圧延機は、装入済の最後尾の材料の後方にプッ
シュロッドにより次材料をその先端が最後尾の材料の後
端に接触しないように装入し、装入後の次材料をキャリ
ッジにより押込む冷間ピルガー圧延機であって、上記キ
ャリッジが前後進用の電動機を備え、その制御部がキャ
リッジの前進による次材料の先端と最後尾の材料の尾端
との密着にともなう負荷電流上昇を検知する電流検知手
段、該電流検知手段が検知した負荷電流上昇を上記電動
機の停止指令として出力する電動機停止手段、および該
電動機停止手段が出力する停止指令を受けて上記電動機
に所定距離のキャリッジ後退指令を出力するキャリッジ
後退手段を備えていることを特徴としてなる。

〔作用〕

キャリッジを駆動する電動機の負荷電流上昇により次材
料先端の最後尾材料後端への接触が正確に検知される。
この検知によりキャリッジが自動停止するので、材料を
必要以上に押込むおそれがなく、また材料が必要以上に
押されてたわんだとしても、停止後にキャリッジが所定
距離を自動的に後退するので、このたわみが解消され、
しかもキャリッジ後退後にキャリッジと次材料後端との
間に新たな間隙を生じさせるおそれがない。

すなわち、過度の押込みによる材料のたわみは、押込み
力、押込み停止タイミングが正確な場合は、材料の径、
肉厚、長さ等の材料仕様によって一義的に定まる。キャ
リッジが電動機で定トルク駆動され、かつ電動機の負荷
電流上昇により正確なタイミングでキャリッジが自動停
止される本考案の圧延機の場合は、キャリッジを所定距
離自動後退させるキャリッジ後退手段を設けることによ
り、キャリッジ後退後もキャリッジを材料後端に密着さ
せ続けることができる。したがって、圧延再開時の空打
ちが防止される。また、たわみによる材料移動もない。

〔実施例〕

以下に本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本考案の圧延機の全体構造を示す側面図であ
る。

該圧延機は、材料装入部１、材料送り部２、圧延部３を
備えている。

材料装入部１では、パスセンター側方に図示しないレー
ルが敷設されている。該レールは、プッシャーキャリッ
ジ11を移動可能に支持している。レールの下方には前後
一組のプーリ12,12′が設けられ、プーリ12,12′間に張
設されたワイヤロープ13に上記プッシュキャリッジ11が
接続されている。ワイヤロープ13は、ドラム14に巻回さ
れ、電動機15の動力がベルト16を介してドラム14に伝達
されることにより周回する。これによりプッシャーキャ
リッジ11が前後方向に駆動される。該プッシャーキャリ
ッジ11はパスセンター上に位置するプッシュロッド17を
支持しており、その後退限においてプッシュロッド17前
方に次材料41が装入され得る空隙が確保される。18は、
プッシャーキャリッジ11の前進限検知器で、材料装入部
１の前部上方に設けられている。

材料装入部１の前方に設けられた材料送り部２は、ギア
ボックス21を備えている。ギアボックス21は、次材料41
の挿通を許容し得るようになっており、内部にマンドレ
ルチャック22、および電動機23にて駆動されるギア24を
備えている。マンドレルチャック22は、マンドレル23が
パスセンター上に位置するようにその基部を支持してい
る。ギアボックス21の前方に前後方向に可動に配設され
たキャリッジ25は、内部をマンドレル23および次材料41
が挿入され得るようになっており、内部にナット部材27
を備えている。パスライン下方に配設された親ねじ26
は、キャリッジ25内に固着されたナット部材27に螺合す
るとともに、その後端がクラッチ28を介して、ギアボッ
クス21内のギア24と接続されている。したがって、親ね
じ26の先端側を開放した状態でクラッチ28をつなぎ、電
動機23を正逆回転させると、キャリッジ25は前後進す
る。キャリッジ25が後退限に位置した状態で、その前方
には所定本数の材料42,43…が装入され得る空隙が確保
される。また、キャリッジ25の後方にはキャリッジ25の
後退限検知器29が設けられている。

材料送り部２の前方に位置する圧延部３では、最先行の
材料44がロールスタンド31の前後でチャック32、32′に
より支持される。チャック32,32′は回転可能がガイド
筒33,33′とともに周方向に回転する。ロールスタンド3
1は圧延ロール34,34′を内蔵し、その間にマンドレル23
の先端テーパ部が挿入される。圧延中は、ロールスタン
ド31が前後進し、最先行の材料44が圧延ロール34,34′
とマンドレル23との間で圧延される。また、親ねじ26は
その尾端がクラッチ28にてギア24から切り離され、先端
が図示しないクラッチによりロールスタンド31の駆動機
構に接続される。これによりキャリッジ25は装入済の未
圧延材料42,43を介して圧延中の最先行の材料44にロー
ルスタンド31の前進後退に同期した間欠前進運動を与え
る。圧延の進行にともなって最後尾の材料42の後方に次
材料41を装入し得る余裕が生じると、圧延を停止してプ
ッシュロッド17およびキャリッジ25による材料装入を行
う。

第２図は材料装入時にキャリッジ25を駆動する電動機23
の制御部の回路図である。

電動機23はトルク制御の容易な周波数可変型電動機であ
り、その制御部は交流可変速装置231を備えている。交
流可変速装置231には、速度指令器232から速度指令が入
力される。その入力に基づいて交流可変速装置231は、
所定周波数の電力を電動機23に出力して電動機23を所定
速度で回転させる。交流可変速装置231から電動機23へ
の出力ラインにはCTからなる電流検知手段233が介設さ
れている。該電流検知手段233が検知する負荷電流は、
交流可変速装置231にフィードバック信号として入力さ
れると共に、比較器からなる電動機停止手段234に入力
される。電動機停止手段234は、電流検知手段233が出力
する負荷電流を設定値と比較し、負荷電流が設定値を超
えた時に電動機23の停止指令を出力する。電動機23の回
転数はエンコーダ235にて逐一検出され、その検出値は
交流可変速装置231にフィードバック信号として入力さ
れると共に、カウンタを有するキャリッジ後退手段236
に入力される。キャリッジ後退手段236は、キャリッジ2
5の目標後退距離が設定されており、エンコーダ235から
の信号に基づいてキャリッジ25が設定距離だけ後退した
時に電動機23の停止指令を出力する。

このような圧延機では、材料装入が次のようにして行わ
れる。

第３図は、材料装入動作のフローチャートである。圧延
中は、前述したように、親ねじ26の先端が図示しないク
ラッチによりロールスタンド31の駆動機構に接続され、
尾端がクラッチ28にてギアから切り離される。これによ
り、キャリッジ25は間欠的に前進し、装入済の未圧延材
料42,43を介して圧延中の最先行の材料44に送り動作を
与える。キャリッジ25の前進距離は逐一検出されてい
て、その前進距離が次材料の長さより大となった時点で
圧延が停止される。圧延が停止されると、親ねじ26の先
端がロールスタンド31の駆動機構から切り離れ、クラッ
チ28がつながって尾端がギア24に接続される。この状態
で電動機23がその制御部により駆動されて親ねじ26を逆
回転させ、キャリッジ25を後退限まで後退させる。この
時、電動機23は高速で動作する。

材料装入部１では圧延中にプッシャーキャリッジ11が後
退限まで後退し、プッシュロッド17の前方に次材料41が
装入された状態で待機している。圧延が停止してキャリ
ッジ25が後退限まで後退すると、電動機15が作動してプ
ッシャーキャリッジ11を前進させる。これにより次材料
41はプッシュロッド17に押され、キャリッジ25の前方ま
で装入される。プッシャーキャリッジ11は、次材料41の
先端が装入済の最後尾の材料42の尾端に接触する直前で
停止する。

プッシュロッド17による次材料41の装入が終了すると、
材料送り部２では、キャリッジ25が材料押圧態勢で電動
機23の動作により前進を開始する。この時、電動機23は
低速で動作する。キャリッジ25の低速前進により、その
前面が次材料41の尾端に接触し、次材料41がキャリッジ
25に押されて前進する。そして、次材料41の先端が最後
尾の材料42の尾端に当った時点で、電動機23の負荷が急
増し、負荷電流が上昇する。

第４図は電動機23の負荷電流変化を示したグラフであ
る。電動機の負荷電流は起動時に上昇する他、次材料41
の先端が最後尾の材料42の尾端に密着した時点でも急増
する。電動機23の制御部では、比較器からなる電動機停
止手段234に入力される設定値が、この材料密着にとも
なう負荷電流上昇が検知され得るように設定されてお
り、これにより材料密着と略同時に電動機23が停止して
キャリッジ25の低速前進を中止する。キャリッジ25が低
速前進しているので、材料密着にともなう材料のたわみ
（第６図参照）は本質的に僅少である。しかし細径、薄
肉、長尺の材料ではこの材料密着によって無視できない
材料たわみが生じる。キャリッジ25による材料押出し速
度およびトルク、材料密着時のキャリッジ25停止タイミ
ングにばらつきがないという前提が成立すれば、材料た
わみは第５図に示すように材料仕様によって一義的に定
まる。キャリッジ25は電動機23で駆動され、負荷電流変
化により停止タイミングが決定されるので、この前提を
満足させる。したがって、ここでは材料のたわみが材料
仕様によって一義的に定まることになる。

電動機23の制御部では、経験的に求めた材料仕様と材料
のたわみとの関係から、材料仕様に応じたキャリッジ25
空走距離が、カウンターを有するキャリッジ後退手段23
6にキャリッジ後退距離として設定されている。電動機
停止手段234によりキャリッジ25の低速前進が中止され
ると、直ちに電動機23が逆回転してキャリッジ25を後退
させ、後退距離が上記空走距離に一致した時点でキャリ
ッジ25は、キャリッジ後退手段236の出力により後退を
停止する。その結果、材料のたわみは解消され、またキ
ャリッジ25が次材料41の尾端から離反することもない。

以上のようにして材料装入が終わると、親ねじ26がロー
ルスタンド31の駆動機構の側に接続され、圧延が再開さ
れる。キャリッジ25が次材料41の尾端に密着し、材料の
たわみも生じていないので、圧延再開に際して空打ちや
圧延ロール34,34′間での材料移動が生じない。したが
って、圧延後の材料は軸方向の全体で均一かつ良好な寸
法精度が保証される。

〔考案の効果〕 本考案の冷間ピルガー圧延機は、大まかな材料装入をプ
ッシュロッドで行い、次材料の最後尾材料への密着のみ
をキャリッジ利用で行なう。したがって、プッシャー機
構の複雑化が回避され、装入速度の低下も実質的にとも
なわない。更に、材料密着後、材料のたわみにともなう
キャリッジ空走距離だけキャリッジが自動後退し得るの
で、材料密着が保証されたままで材料のたわみが解消さ
れる。これにより管寸法を全長にわたって良好ならしめ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を実施した冷間ピルガー圧延機の全体構
造を模式的に示す側面図、第２図はキャリッジ駆動用電
動機の制御部の回路図、第３図はその動作を示すフロー
チャート、第４図は電動機の負荷電流変化を示すグラ
フ、第５図（ａ）〜（ｃ）は材料たわみと材料仕様との
関係を示すグラフ、第６図は材料たわみの説明図であ
る。図中、1:材料装入部、17:プッシュロッド、2:材料
送り部、23:電動機、25:キャリッジ、223:電流検知手
段、234:電動機停止手段、236:キャリッジ後退手段、3:
圧延部、41〜44:材料。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】装入済の最後尾の材料の後方にプッシュロ
   ッドにより次材料をその先端が最後尾の材料の後端に接
   触しないように装入し、装入後の次材料をキャリッジに
   より押込む冷間ピルガー圧延機であって、上記キャリッ
   ジが前後進用の電動機を備え、その制御部がキャリッジ
   の前進による次材料の先端と最後尾の材料の尾端との密
   着にともなう負荷電流上昇を検知する電流検知手段、該
   電流検知手段が検知した負荷電流上昇を上記電動機の停
   止指令として出力する電動機停止手段、および該電動機
   停止手段が出力する停止指令を受けて上記電動機に所定
   距離のキャリッジ後退指令を出力するキャリッジ後退手
   段を備えていることを特徴とする冷間ピルガー圧延機。