JPH0718408Y2 - バーステディア - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、ピアサー本体の出側において、芯金とピアサ
ー本体から出てくるホローシェルとを保持するために使
用されるバーステディアに関する。

〔従来の技術〕

加熱中実丸ビレットを厚肉中空のホローシェルに穿孔圧
延する傾斜ロール型のピアサー本体の出側には、所定の
間隔を置いて複数基のバーステディアが設置される。バ
ーステディアを設置する目的は、芯金の保持して芯金先
端に装着されたプラグをピアサー本体内に位置されるこ
と、ピアサー本体から穿孔圧延されて出てくるホローシ
ェルを保持することの２点にある。

例えば実開昭63-145502号公報に開示されたバーステデ
ィアは、第３図に示すように、三角形の各頂点位置に配
設された３個のローラ１〜３を有し、ホローシェル４の
先端がバーステディアに到達するまでは３個のローラ１
〜３で芯金５をクランプする（同図（ａ）参照）。ホロ
ーシェル４の先端がバーステディアを通過するに際して
は、ローラ１〜３の内接円直径が正規のホローシェル４
の外径より大きな直径になるまで３個のローラ１〜３が
開いて、激しく揺れ廻りながら接近してくるホローシェ
ル４の先端部の通過を許容する（同図（ｂ）参照）。３
個のローラ１〜３の間をホローシェル４の先端部が通過
した後はローラ１〜３が閉じてホローシェル４をクラン
プする（同図（ｃ）参照）。そして、ピアサー本体から
ホローシェル４が完全に抜け出た後は、そのホローシェ
ル４をキックアウトするために３個のローラ１〜３は全
開する（同図（ｄ）参照）。

三角形の各頂点位置に配設された３個のローラ１〜３の
うち、２個の下側ローラ１および２は、リンク機構によ
りパスラインに対して同期接離動するようになってい
て、該リンク機構に接続された単動シリンダーによりロ
ーラ開放方向にのみ強制的に駆動される。上側ローラ３
は揺動レバーに装着され、該揺動レバーを復動シリンダ
ーで駆動することによりパスラインに対して強制的な接
離駆動される。そして、リンク機構と揺動レバーとは相
互に連結されて次の同期動作を行う。

上側ローラ３が復動シリンダーにて閉止方向に駆動され
る時、その駆動に連動して下側ローラ１および２が閉止
方向に駆動される。これにより第３図（ａ）に示す芯金
クランプおよび第３図（ｃ）に示すシェルクランプが行
われる。復動シリンダーの作動油圧はホローシェル４の
変形防止のために前者より後者の方を低くしている。ま
た、この状態で下側ローラ１および２が単動シリンダー
にて開放方向に強制駆動されると、復動シリンダーのロ
ーラ閉止力に抗して下側ローラ１および２が開きその動
作が上側ローラ３に伝達されて上側ローラ３も開く。そ
の結果、ローラ１〜３は第３図（ｂ）に示すホローシェ
ル４の先端通過許容状位置で開く。第３図（ｄ）に示す
ローラ全開の状態では、いずれのシリンダーもローラ開
放方向に作動する。

〔考案が解決しようとする課題〕

このようなバーステディアは、上記説明から明らかなよ
うに、シェル保持位置として、ローラ１〜３の内接円直
径がシェル外径より大きい第１保持位置（第３図（ｂ）
図示）と、ローラ１〜３がシェル外周面に圧接する第２
保持位置（第３図（ｃ）図示）とを有する。その結果、
ローラ１〜３の間をホローシェル４の先端部が通過した
後はローラ１〜３でホローシェル４が直径接触保持さ
れ、その振れ回り防止される。従って、例えば実開昭61
-127805号公報に開示された第１保持位置しか持たない
バーステディアで問題となるホローシェルの振れ回りに
起因する螺旋状偏肉の発生は防止される。

しかしながら、第２保持位置実現のために、上側ローラ
３を閉作動させる復動シリンダーで下側ローラ１および
３を同期的に閉作動させる連結構造を採用しているため
に、次のような問題のあることが判明した。

すなわち、この連結構造はバーステディアの構造簡素化
に寄与しているが、単位長さ当りの単重が大きいホロー
シェルをセンター位置に保持する場合には、上側ローラ
３を閉作動させる往復シリンダーに供給する油圧を高く
しなければならず、そうすると剛性の小さなホローシェ
ルは変形してしまうおそれのあることが明らかになっ
た。つまり、ホローシェルが比較的小径で厚肉の場合
は、ホローシェルの単位長さ当りの単重が小さく剛性も
大きいので何等問題はないが、大径薄肉のような剛性が
小さくかつ単重の大きなホローシェルを得るためのピア
サーに使用する場合には、ホローシェルの保持、形状の
いずれかが犠牲になるのである。

本考案は斯かる実情に鑑みなされたものであり、その目
的は構造簡素にして、しかも第２保持位置においてホロ
ーシェルを確実にセンター保持し、なおかつホローシェ
ルの変形を防止することができるバーステディアを提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案のバーステディアは、パスラインまわりの同心円
上に、第１シリンダーに連結されたリンク機構に装着さ
れて前記パスラインに対して同期接離動自在な２個の下
側ローラと、第２シリンダーに連結された揺動レバーに
装着されて前記パスラインに対して接離動自在な１個の
上側ローラとを配設し、該上側ローラがパスラインに接
近動作するとき２個の下側ローラを前記パスラインに同
期接近せしめるように前記リンク機構と揺動レバーとを
連結したバーステディアであって、前記第１シリンダー
および第２シリンダーの各作動油圧回路に各シリンダー
の反ピストンロッド側油室とピストンロッド側油室とを
直結して両油室に等しい油圧を付加する差圧回路形成用
切換弁をそれぞれ設けると共に、各シリンダーの反ピス
トンロッド側油室とピストンロッド側油室とを直結する
回路にサージ圧吸収用のリリーフ弁をそれぞれ設けたこ
とを特徴としてなる。

〔作用〕

差圧回路形成用切換弁をON状態にし、第１シリンダーお
よび第２シリンダーにおける反ピストンロッド側油室と
ピストンロッド側油室とを相互に連結して両油室に等し
い油圧を付加すると、それぞれのシリンダーは反ピスト
ンロッド側油室とピストンロッド側油室との断面積の差
に相当する低圧力で作動する（後者の断面積はピストン
ロッドの断面積の分だけ前者の断面積より小さい）。こ
の低圧力作動で第２保持位置を実現すれば、ホローシェ
ルは低圧力でソフトクランプされる。この状態でシリン
ダーに作動方向と逆の方向の外力が作用した場合、反ピ
ストンロッド側油室とピストンロッド側油室とは直結さ
れ、前者から排出される圧油は後者に完全に吸収されな
いので、上記外力に対してはシリンダーはロック状態を
示す。これにより、ローラはホローシェルをソフトクラ
ンプするにもかかわらず、クランプ方向とは反対方向の
外力に対しては高い抵抗力を示す。そして、ホローシェ
ルの振れ回りにより大きな開放方向の外力がローラに付
加された場合にのみ、両油室を直結する回路に設けられ
たリリーフ弁が開放してその外力を逆がす。従って、大
単重で低剛性のホローシェルも変形を生じることなく確
実に保持される。

〔実施例〕

以下に本考案をその実施例について説明する。

本考案のバーステディアは、第１図に示すように、ピア
サ本体下流側のパスライン内に配設された架台10を備え
ている。架台10は、パスラインＯの周囲３位置にパスラ
インＯに平行して支持された回動可能な支持軸11,12お
よび13を具備している。支持軸11,12および13はパスラ
インＯまわりの同心円上に後述するアームを介してロー
ラ21,22および23をそれぞれ支持している。ローラ21,22
および23はほぼ正三角形の各頂点に位置し、下側ローラ
21および22はリンク機構30により相互連結されると共
に、該リンク機構30を介して第１シリンダー40に連結さ
れている。また、上側ローラ23は揺動レバー50にて第２
シリンダー60に連結されている。

第１シリンダー40は復動式の油圧シリンダーで、架台10
にピン41にてトラニオン軸支されている。第１シリンダ
ー40のピストンロッド42の先端部は、リンク機構30のレ
バー31の一端部にピン43にて枢着されており、レバー31
の他端部は支持軸11に固定されている。従って、ピスト
ンロッド42の伸縮により支持軸11が回転する。

支持軸11には更に２本のアーム32および33が固着されて
おり、支持軸12にも同様に２本のアーム34および35が固
着されている。そして、支持軸11に固着された２本のア
ーム32および33のうちの一方のアーム32の先端部には下
側ローラ21が軸支されており、支持軸12に固着された２
本のアーム34および35のうちの一方のアーム34の先端部
には下側ローラ22が軸支されている。また、他方のアー
ム33および35の各先端部はロッド36にて相互に連結され
ている。従って、支持軸11の回転により下側ローラ21が
パスラインＯに対して接離動すると、支持軸11の回転が
支持軸12に伝達されて下側ローラ22が下側ローラ21と同
期的にパスラインＯに対して接離動する。アーム32,33,
34,35および36はレバー31と共にリンク機構30を構成し
ている。

第２シリンダー60は第１シリンダー40と同様の復動油圧
シリンダーで、架台10にピン61にてトラニオン軸支され
ている。第２シリンダー60のピストンロッド62の先端部
は、支持軸13に固着されたアーム51の先端部にピン63に
て枢着されている。支持軸13にはアーム51の他に２本の
アーム52および53が固着されており、その一方のアーム
52の先端部には上側ローラ23が軸支されている。従っ
て、ピストンロッド62の伸縮により支持軸13が回転すれ
ば、これにより上側ローラ23がパスラインＯに対して接
離動する。アーム51および52は上側ローラ23と第２シリ
ンダー60とを連結する揺動レバー50を構成している。

支持軸13に固着された他方のアーム53の先端部は、リン
ク機構30のレバー31の中央部にロッド54にて連結されて
いる。ロッド54は、レバー31に対してはピン55にて枢着
されており、アーム53に対しては、アーム53の先端部に
ピン56にて軸支されたブロック57をロッド54が摺動自在
に貫通し、ナット58によりブロック57がロッド54に対し
て抜け止めされた構造になっている。従って、例えば下
側ローラ21および22がパスラインＯから離反する方向に
駆動された場合は、その回動力がレバー31よりロッド54
を介してアーム53に伝達され、これに従って上側ローラ
23がパスラインＯから離反する方向に同期駆動される。
また、上側ローラ23がパスラインＯに接近する方向に駆
動された場合は、その回動力がロッド54を介してレバー
31に伝達されることにより、下側ローラ21および22もパ
スラインＯに接近する方向に駆動される。しかし、上側
ローラ23がパスラインＯから離反する方向に駆動された
場合は、ブロック57がロッド54に対し滑動して上側ロー
ラ23のみが動作する。

第１シリンダー40および第２シリンダー60の作動油圧回
路は、第２図に示すように、共通の油圧ライン70に対し
て並列的に構成された第１シリンダー用油圧回路と第２
シリンダー用油圧回路とよりなり、第１シリンダー用油
圧回路は以下の如く構成されている。

油圧ライン70に供給される圧油はシリンダー動作切換電
磁弁71の弁，の切換えにより系統A,Bのいずれかに
送出される。圧油の送出されていない系統は開放され
る。系統Ａに送出された圧油は絞り付逆止弁72、逆止弁
付減圧弁73を介して第１シリンダー40の反ピストンロッ
ド側油室に供給される。逆止弁付減圧弁73のパイロット
圧は低圧切換電磁弁74の弁，の切換えにより２段階
に調節され、弁が回路に投入された状態では芯金保持
に必要な高圧が第１シリンダー40の反ピストンロッド側
油室に供給され、弁が回路に投入された状態では逆止
弁付減圧弁73のパイロット圧がリリーフ弁75にて設定さ
れた低圧に降下する。

第１シリンダー40に対しては更に差圧回路形成用切換電
磁弁76が設けられている。差圧回路形成用切換電磁弁76
はその弁が回路に投入された状態でON状態になり、ON
状態では第１シリンダー40の反ピストンロッド側油室と
ピストンロッド側室とが系統Ｃを介して相互に連通し、
これにより両油室には逆止弁付減圧弁73にて設定された
油圧が均等に付加される。逆止弁付減圧弁73の出側に
は、前記低圧切換電磁弁74の切換によってそのパイロッ
ト圧が高圧、低圧の２段階に調整されるリリーフ弁77が
設けられている。該リリーフ弁77は、そのパイロット圧
が低圧の時に、上記両油室を連通させる回路の油圧をコ
ントロールする。差圧回路形成用切換電磁弁76の弁が
回路に投入された状態では、第１シリンダー40のピスト
ンロッド側油室は系統Ｃから切り離され、系統Ｂに接続
される。従って、シリンダー動作切換電磁弁71の切換に
より系統Ｂが開放されている場合は、弁の投入により
第１シリンダー40のピストンロッド側油室は開放され
る。なお、系統Ｂには系統Ａと同様に絞り付逆止弁78が
介設されている。

第２シリンダー用油圧回路については、第１シリンダー
用油圧回路と実質的に同じ機構であるので、同一機器に
番号71〜78に対応する番号81〜88を符して説明を省略す
る。ただし、逆止弁付減圧弁83の低圧側パイロット圧を
設定するリリーフ弁85は、遠隔操作によって設定圧力を
調節できる構造になっている。

第１図および第２図に示したバーステディアの動作は以
下のとおりである。各電磁弁の動作モードを第１表に整
理して示す。

芯金クランプの場合（第３図（ａ）参照）は、第１シリ
ンダー用油圧回路ではシリンダー動作切換弁電磁71の弁
、低圧切換電磁弁74の弁、差圧回路形成用切換電磁
弁76の弁がそれぞれ回路に投入される。弁の投入に
より逆止弁付減圧弁73に圧油が供給され、弁の投入に
より逆止弁付減圧弁73およびリリーフ弁77の各パイロッ
ト圧は高圧側に設定される。従って、第１シリンダー40
の反ピストンロッド側油室に高圧が付加され、通常はそ
の高圧によってもリリーフ弁77は開かない。また、弁
の投入により第１シリンダー40のピストンロッド側油室
が開放される。その結果、第１シリンダー40のピストン
ロッド42は芯金クランプに必要な高圧で伸出する。

第２シリンダー用油圧回路でも同様にシリンダー動作切
換弁81の弁、低圧切換電磁弁84の弁、差圧回路形成
用切換電磁弁86の弁がそれぞれ回路に投入されること
により、第２シリンダー60のピストンドッド62が高圧で
伸出する。

第１シリンダー40のピストンロッド42が伸出することに
より、２個の下側ローラ21および22はパスラインＯに対
して同期的に接近する。第２シリンダー60のピストンロ
ッド62が伸出することにより上側ローラ23もパスライン
Ｏに対して接近する。これによりパスラインＯに位置す
る芯金は３個のローラ21〜23により高圧でクランプされ
る。

ピアサー本体から送り出されるホローシェルの先端がバ
ーステディアに接近すると、第１シリンダー用油圧回路
では、低圧切換電磁弁74の弁および差圧回路形成用切
換電磁弁76の弁が回路に投入されたまで、シリンダー
動作切換電磁弁71のみが作動してその弁が回路に投入
される。これにより第１シリンダー40のピストンロッド
側油室に高圧が付加される。

第２シリンダー用油圧回路ではシリンダー動作切換電磁
弁81の弁が回路に投入されたままで、低圧切換電磁弁
84および差圧回路形成用切換電磁弁86が作動して弁お
よびが回路に投入される。弁の投入により逆止弁付
減圧弁83およびリリーフ弁87の各パイロット圧が高圧か
ら低圧に切り換わる。また、弁の投入により逆止弁付
減圧弁83の出力圧、すなわち低圧が第１シリンダー60の
反ピストンロッド側油室とピストンロッド側油室とに等
しく付加される。その結果、第２シリンダー60では両油
室の断面積の差に相当する推進力を得てピストンロッド
62が伸出しようとする。

ところが、第１シリンダー40のピストンロッド側油室に
は高圧が付加されているので、第１シリンダー40のピス
トンロッド42の縮退力がピストンロッド62の伸出力より
優り、ピストンロッド42が縮退する。これによりアーム
53がロッド54により引かれ、第２シリンダー60のピスト
ンロッド62は逆に縮退する。その結果、ローラ21〜23は
その内接円直径が正規のシェル直径より大きい第１保持
位置（第３図（ｂ）参照）まで開き、ホローシェル先端
部の通過が許容される。

なお、この時の第２シリンダー用油圧回路における圧油
の流れは、後述する第２保持位置で上側ローラ23が強制
的に開放される場合の圧油の流れと同じである。

ホローシェルの先端部がローラ21〜23の間を通過する
と、第２シリンダー用油圧回路はそのままで、第１シリ
ンダー用油圧回路でシリンダー動作切換電磁弁71、低圧
切換電磁弁74および差圧回路形成用切換弁76が全て動作
する。その結果、第１シリンダー用油圧回路および第２
シリンダー用油圧回路の両方で弁，およびが回路
に投入されることになる。そうなると、第１シリンダー
40および第２シリンダー60の両方でその反ピストンロッ
ド側油室とピストンロッド側油室とに低圧が等しく付加
される。その結果、ピストンロッド42および62は上記低
圧の更に両油室の断面積の差に相当する僅かの差圧で前
方に押し出される。従って、ホローシェルはローラ21〜
23により第２保持位置（第３図（ｃ）参照）において上
記差圧でソフトクランプされる。

シェルクランプ圧はリリーフ弁75および85により逆止弁
付減圧弁73および83の低圧側パイロット圧変更により任
意に調整され、ホローシェルの材質、寸法等に応じて適
宜決定される。

第２保持位置において逆止弁付減圧弁73,83を低圧側に
切換えるのは、高圧のままでシェルクランプを行うと、
ピストンロッド42,62を差圧で押し出してもホローシェ
ルに変形の生じるおそれがあるからである。すなわち、
逆止弁付減圧弁73,83の高圧側はバークランプに必要な
設定圧力とされており、この圧力はシェルクランプに必
要な圧力よりも格段に大きい。そのために、高圧のまま
でシェルクランプを行うと、一応は差圧によってソフト
クランプになるものの、ホローシェルの剛性によっては
変形のおそれが生じる。従って、どのようなホローシェ
ルも変形のおそれなくセンター保持しようとすると、低
圧の差圧によるクランプが好都合になる。

なお、リリーフ弁77,87についても弁の投入によりそ
の設定圧力は低圧側とされている。

上記第２保持位置において、ホローシェルがローラ21〜
23によりソフトクランプされた状態でそのホローシェル
に振動が発生し、例えば下側ローラ21および22に開放方
向の力が作用した場合には、第１シリンダー40の反ピス
トンロッド側油室で油圧が上昇するが、その油圧がリリ
ーフ弁77の低圧側の設定圧力に達するまではピストンロ
ッド42は移動しない。なぜなら、第１シリンダー40の反
ピストンロッド側油室とピストンロッド側油室とが連通
しているので、ピストンロッド42が縮退したときに反ピ
ストンロッド側油室から排出される圧油はピストンロッ
ド側油室だけでは完全に吸収できず、系外に圧油が排出
されない限りピストンロッド42の移動はあり得ないから
である。従って、下側ローラ21および22はホローシェル
をフソトクランプするにもかかわらず、その開放方向の
外力に対しては強固な抵抗力を示す。そして、第１シリ
ンダー40の反ピストンロッド側油室の圧力がリリーフ弁
77の低圧側の設定圧力を超えた時にのみピストンロッド
42が縮退し、下側ローラ21および22が開く。ピストンロ
ッド42の縮退に伴って反ピストンロッド側油室から排出
される圧油は、逆止弁付減圧弁73を経て供給される圧油
と押し合いながら一部が弁を経てピストンロッド側油
室に流入し、残りはリリーフ弁77より系外に排出され
る。

下側ローラ21および22に対する開放方向の外力が解除さ
れると、下側ローラ21および22は低圧の差圧によりホロ
ーシェルを再びソフトクランプする。

上側ローラ23に開放方向の外力が作用した場合も同様に
第２シリンダー60の反ピストンロッド側油室の油圧がリ
リーフ弁87の低圧側の設定圧力を超えるまではホローシ
ェルに対するソフトクランプを続ける。

従って、ホローシェルが大径薄肉で単重が大きく剛性が
小さい場合にも、ホローシェルを確実に保持し、しかも
ホローシェルに過度の加圧保持による変形を発生させる
おそれがない。

なお、下側ローラ21および22が開放する場合は、その開
放動作がロッド54を介して上側ローラ23に伝達されて上
側ローラ23を従動的に開放させるので、下側ローラ21お
よび22を開放させるのに必要な外力は、下側ローラ21お
よび22自体の抵抗力に上側ローラ23の抵抗力が相乗され
たものになる。

リリーフ弁77および87の低圧側の設定圧力はホローシェ
ルに変形を発生させない範囲内でその材質、寸法等に基
づき適宜決定される。

ピアサー本体からホローシェルが完全に抜け出ると、第
１シリンダー用油圧回路では低圧切換電磁弁74および差
圧回路形成切換電磁弁76が作動して弁およびが回路
に投入され、次いでシリンダー動作切換電磁弁71が動作
してその弁が回路に投入される。これにより第１シリ
ンダー40のピストンロッド42が縮退し、下側ローラ21お
よび22が同期的に開放される。第２シリンダー用油圧回
路でも同様に弁およびが回路に投入された後、弁
が回路に投入されて第２シリンダー60のピストンロッド
62が縮退する。これにより上側ローラ23が開放する。こ
の時、ブロック57がロッド54に対して滑動するので、上
側ローラ23は下側ローラ21および22の動作に制約される
ことなくホローシェルのキックアウトに支障のない位置
まで開く（第３図（ｄ）参照）。

〔考案の効果〕

以上の説明から明らかなように、本考案のバーステディ
アは、ホローシェルを差圧で保持してホローシェルに対
するローラ接触圧を軽減し、しかもローラ開放方向の外
力に対して大きな抵抗力を示す。従って、ホローシェル
が大単重で低剛性の場合にあっても、そのホローシェル
を第２保持位置においてその断面中心をスパイラルＯ上
に確実に保持し、なおかつホローシェルに変形を発生さ
せるおそれがなく、穿孔圧延製品の品質向上に大きな効
果を発揮する。また、ローラを連動させるようになって
おり、更に差圧形成のための回路も簡単であるので、構
造が簡素である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を実施したバーステディアの一例につい
てのその機械構造部分を示す正面図、第２図はその油圧
回路図、第３図（ａ）〜（ｄ）はバーステディアの動作
を示す模式図である。 図中、10:架台、11,12,13:支持軸、21,22:下側ローラ、
23:上側ローラ、30:リンク機構、40:第１シリンダー、5
0:揺動レバー、60:第２シリンダー、76,86:差圧回路形
成用切換弁、77,87:リリーフ弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】パスラインまわりの同心円上に、第１シリ
   ンダーに連結されたリンク機構に装着されて前記パスラ
   インに対して同期接離動自在な２個の下側ローラと、第
   ２シリンダーに連結された揺動レバーに装着されて前記
   パスラインに対して接離動自在な１個の上側ローラとを
   配設し、該上側ローラがパスラインに接近動作するとき
   ２個の下側ローラを前記パスラインに同期接近せしめる
   ように前記リンク機構と揺動レバーとを連結したバース
   テディアであって、前記第１シリンダーおよび第２シリ
   ンダーの各作動油圧回路に各シリンダーの反ピストンロ
   ッド側油室とピストンロッド側油室とを直結して両油室
   に等しい油圧を付加する差圧回路形成用切換弁をそれぞ
   れ設けると共に、各シリンダーの反ピストンロッド側油
   室とピストンロッド側油室とを直結する各直結回路にサ
   ージ圧吸収用のリリーフ弁をそれぞれ設けたことを特徴
   とするバーステディア。