JPH0734933B2 - 固形物の保持方法並びに固形物の保持装置及び圧延鋼材の誘導案内装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、固形物の保持方法並
びに固形物の保持装置及び圧延鋼材の誘導案内装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、各種の金属材料の広範な製造過
程及び搬送ライン等では、金属材料を両側から保持する
操作は随所で実施されている。その中で、センター軸を
中心として対称に保持する方法及び保持装置は知られて
いる。具体的な例としては、各種製造あるいは搬送工程
におけるピンチロール装置あるいは鉄鋼材料の条鋼及び
形鋼圧延工程における圧延鋼材の誘導案内装置等が代表
的な用途例である。

【０００３】従来より、例えば圧延鋼材の誘導案内装置
において、要請される機能は、圧延鋼材を倒れやよじれ
ることなく、正常な姿勢で、次号スタンドの圧延機のロ
ールバイトに誘導案内することである。そして近年、高
速圧延、低温圧延（制御圧延、制御冷却を含む。）及び
特殊鋼圧延等が普及・実用化され、変形抵抗の増大から
誘導案内装置に加わる負荷荷重が増大するため、誘導案
内装置自体の高剛性化が要請されるようになった。さら
に、熱間圧延製品の断面形状・寸法精度の向上について
も、製品のユーザーから強く要請されるようになった。
そのために、誘導案内装置の保持間隔及び位置決め精度
についても厳しい要請が出されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】現在のところ、「高剛
性＋高位置決め精度（間隔精度も含む。）」を満足し、
「高温＋汚れ」の過酷な使用環境に絶え、かつ低廉な誘
導案内装置は実現されていないのが実情である。間隔調
整機構あるいは位置決め機構としては、各種の直線運動
用及び回転運動用アクチエーター、送り運動伝達用要素
及び送り機構があり、精密機械等に広く応用されている
が、これらを誘導案内装置に適用することも考えられ
る。例えば送り機構として、流体圧モータに接続された
ねじ溝付シャフトにねじ溝付ブラケットを連結し、この
ブラケットにサイドフレームを介してガイドローラを保
持する機構では、ガイドローラ間の剛性が非常に低いと
いう欠点がある。この欠点を補うために、ガイドローラ
を組み込んであるサイドフレームの壁面を、例えば油圧
シリンダで付加的に保持すると、ガイドローラ間の剛性
は向上する。しかし、一般に、誘導案内装置自体を組み
込むスペースは狭いので、油圧シリンダの可動範囲が小
さくなり、この結果、保持間隔あるいは位置決め制御幅
が小さい等の欠点がある。さらに、流体圧モータ用と油
圧シリンダ用の二系統の流体圧回路を必要とする等のコ
ストアップ要因が重複する。また、油圧シリンダのみで
ガイドローラを保持する機構とすると、位置決め（停止
位置）制御が困難であるという問題もある。 この発明
の目的は、高温・劣悪な使用環境に耐え、保持部間の剛
性を高めつつ、位置決め精度を良くすることにある。こ
の発明の他の目的、安価な装置を提供することにある。
さらに、この発明の他の目的は、狭い設置スペースでも
保持部の移動量の大きな間隔制御及び位置決めを可能に
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の保持方法は、
一対の保持部間で固形物を保持する方法であって、流体
圧回路の流体よる流体圧モータの回転に従動するシャフ
トの回転に伴なって保持部の間隔が調整されかつ位置決
めされると共に、上記保持部の移動量及び位置を検出装
置によって検出し、検出信号及び上記流体圧回路の流体
によって、上記流体圧モータの回転と同時に、上記流体
圧回路に通じている一対のテレスコープ型流体圧シリン
ダを上記流体圧モータの回転による移動量に相当する距
離だけ作動させて、上記流体圧シリンダの先端を上記保
持部に常に当接させるようにするものである。この発明
の保持装置は、一対の保持部と、保持部間隔を調整かつ
位置決め可能の送り機構と、上記保持部間の剛性を高め
るためのバックアップ機構と、上記保持部の移動量及び
位置を検出する検出装置と、流体圧回路とを具備してい
るものである。上記保持部は、対向間で固形物を保持す
るものである。上記送り機構は、一対の互いに逆方向回
転のねじ部を形成しているシャフトと、このシャフトを
回転させる流体圧モータと、一側で上記ねじ部とねじ結
合し他側で上記保持部と連結している一対の支持体とを
備えている。上記検出装置は、上記シャフトと連動して
いる。上記バックアップ機構は、一対の保持部に当接し
ている一対のテレスコープ型流体圧シリンダと、各流体
圧シリンダを保持する保持手段とからなる。上記流体圧
回路は、上記流体圧モータ及び流体圧シリンダとそれぞ
れ接続されており、流体圧回路を流通する流体が流体圧
モータの回転及流体圧シリンダの駆動に利用されるもの
である。保持部には、固定物を直接保持するためのガイ
ドローラ、ピンチローラ等の保持体が組込まれる。上記
流体圧モータ及び流体圧シリンダの駆動のために使用さ
れる流体は、作動油、圧縮空気などが含まれる。この発
明の圧延鋼材の誘導案内装置は、支持手段で支持されて
いる一対のガイドローラと、ガイドローラ間隔を調整か
つ位置決め可能の送り機構と、上記ガイドローラ間の剛
性を高めるためのバックアップ機構と、上記ガイドロー
ラの移動量及び位置を検出する検出装置と、流体圧回路
とを具備している。上記ガイドローラは、対向間で圧延
鋼材を保持するものである。上記送り機構は、一対の互
いに逆方向回転のねじ部を形成しているシャフトと、こ
のシャフトの一端に連結しシャフトを回転させる流体圧
モータと、一側で上記ねじ部とねじ結合し他側で上記ガ
イドローラと連結している一対の支持体とを備えてい
る。上記検出装置は、上記シャフトの他端に接続されて
いる。上記バックアップ機構は、上記各支持手段に当接
している一対のテレスコープ型流体圧シリンダと、各流
体圧シリンダを保持する保持手段とからなる。上記流体
圧回路は、上記流体圧モータ及び流体圧シリンダとそれ
ぞれ接続しており、流体圧回路を流通する流体が流体圧
モータの回転及流体圧シリンダの駆動に利用されるもの
である。

【０００６】

【作用】保持部の間隔が狭まる場合には、流体圧回路を
作動させて流体圧を負荷すると、送り機構の流体圧モー
タが作動して、シャフトが回転し、このシャフトの回転
に伴なって支持体がセンター軸方向に送られて、支持体
に連結している保持部が同時に移動して、保持部間隔が
狭くなる。この送り操作と同時に、兼用している流体圧
回路を通じて流体圧モータの回転数に比例した流体の排
出量に追随して、テレスコープ型流体圧シリンダが逐次
作動し、保持部の壁面に当接しながら、この壁面を押
す。シャフトに連動する検出装置により、所定の保持部
間隔に到達すると同時に、流体圧モータが停止する。逆
に、保持部間隔を広げる時には、流体圧モータを逆回転
させれば良い。検出装置により、所定の位置で流体圧モ
ータの回転が停止される。

【０００７】

【実施例】まず、固形物の保持装置を説明した後、固形
物の保持方法を説明する。この発明に係る固形物の保持
装置の一実施例として、圧延鋼材の誘導案内装置につい
て図面を参照して説明する。図１に示す誘導案内装置
は、一対の保持体であるガイドローラ１と、ガイドロー
ラ間隔を調整かつ位置決め可能の送り機構２と、ガイド
ローラ間の剛性を高めるためのバックアップ機構３と、
上記ガイドローラの移動量及び位置を検出する検出装置
であるロータリーエンコーダ４と、流体圧回路５とを具
備しているものである。各ガイドローラ１は、正面溝形
の架台フレーム６の内部に配置されている一対のコ字形
のサイドフレーム７に回転自在に支持されている。ガイ
ドローラ１は、ローラ対向間で固形物である圧延鋼材Ｍ
を保持するものである。送り機構２は、シャフト８と、
このシャフトを回転させる流体圧モータ９と、一対の支
持体であるブラケット１０とを備えている。シャフト８
は、架台フレーム６の下方に水平状態に配置されてお
り、シャフト両端は架台フレームの底部から延びている
軸受１１に回転可能に軸支されている。シャフト８の両
端側には、一対の互いに逆方向回転のねじ溝からなるね
じ部８ａ，８ｂを形成してある。各ブラケット１０は、
ねじ溝付きであって、それぞれ一側（図下側）でねじ部
８ａ，８ｂとねじ結合され、他側で架台フレーム６の底
部を貫通してサイドフレーム７に連結されている。流体
圧モータ９は、油圧モータからなり、架台フレーム６の
底部に保持されている。流体圧モータ９は、シャフト８
の一端（図１右端）に自在継手１２を介して接続されて
いるシャフト回転駆動用のモータである。このために、
流体圧モータ９の作動によって、シャフト８が回転し、
この回転に伴なってねじ部８ａ，８ｂにねじ結合されて
いる各ブラケット１０は、センター軸（対称軸）Ｌを中
心として同一距離だけ接近したり離れたりし、ガイドロ
ーラ１も同様の動きをするので、ローラ間隔が狭くなっ
たり、広がったりし、そしてガイドローラのセット位置
が制御される。

【０００８】バックアップ機構３は、一対のテレスコー
プ型流体圧シリンダ１３と、各流体圧シリンダを保持す
る保持手段である架台フレーム６の側板６ａとからな
る。流体圧シリンダ１３は、その後端部を架台フレーム
６の側板６ａの内面に取付けることにより側板に水平状
態に片持ち的に支持されている。流体圧シリンダ１３は
多段式油圧シリンダからなり、先端でサイドフレーム７
の壁面に当接している。流体圧シリンダ１３の伸縮は、
後述するように流体圧モータ９の作動に従動し、サイド
フレーム７の動きに追随するので、流体圧シリンダの先
端でサイドフレーム７の壁面に常に当接している。

【０００９】ロータリーエンコーダ４は、ガイドローラ
１の移動量及び位置を検出する検出装置の一部を構成し
ているものであって、架台フレーム６の底部に保持され
ている。ロータリーエンコーダ４は、シャフト８の他端
に自在継手１２ａを介して接続され、シャフトの回転数
及びガイドローラ１の移動量検出を行うものである。

【００１０】流体圧回路５は、この例では油圧回路で構
成されている。流体圧回路５は、送り機構の流体圧モー
タ９及びバックアップ機構の流体圧シリンダ１３にそれ
ぞれ接続され、両機構の駆動回路として兼用している一
系統の流体圧回路である。流体圧回路５において、１４
は方向制御弁、１５は同調用調整弁、１６は切替え弁、
１７は分流弁、１８は安全弁である。管路１９はタンク
Ｔに、管路１９ａはポンプＰにそれぞれ通じている。流
体圧モータ９は、管路１９ｂ，１９ｃを介して方向制御
弁１４に通じている。方向制御弁１４の制御によつて、
管路１９ｂ，１９ｃを通る作動油の方向が変って流体圧
モータ９の正転又は逆転が行われる。また流体圧シリン
ダ１３は、管路１９ｄ，１９ｅを介して分流弁１７に通
じている。切替え弁１６の切替えによって管路１９ｄ，
１９ｅを通る作動油の方向が変って流体圧シリンダ１３
の伸長又は収縮が行われる。

【００１１】次に、圧延鋼材の保持方法を説明する。ガ
イドローラ１の間隔が狭まる図２に示す場合を説明す
る。予め方向制御弁１４の一方の弁１４ａに切換えと共
に、切替え弁１６の一方の弁１６ａと分流弁１７とを連
通状態にしておく。そこで、流体圧回路を作動させて流
体圧を負荷すると、流体圧モータ９が作動して、シャフ
ト８が回転（例えば正転）する。このシャフトの回転に
伴なって一対のブラケット１０がセンター軸Ｌ方向に向
けて移動し、ブラケットに連結しているガイドローラ１
を組み込んだサイドフレーム７が同時に同一方向に移動
して、ローラ間隔が狭くなる。この送り操作と同時に、
流体圧モータ９の回転数に比例した流体の排出量に追随
して、一対のテレスコープ型流体圧シリンダ１３の先端
が逐次作動し、サイドフレーム７の壁面に当接しなが
ら、この壁面を押す。

【００１２】図２中に示した、シャフト８の軸端に取り
付けている位置計測用ロータリーエンコーダー４を検出
端とする計測・制御システム（図示せず。）により、所
定のローラ間隔に到達すると同時に、流体圧モータ９が
停止する。この一連の操作の過程における作動油の経路
は次のようになる。すなわち、管路１９ａ，１９ｆ，１
９ｂを矢印方向に圧送される作動油は、流体圧モータ９
を作動させた後、ここから排出されて管路１９ｃを矢印
方向に流れ、管路１９ｇから切替え弁１６の一方の弁１
６ｂを経て分流弁１７で分流されて管路１９ｄ，１９ｅ
を流れて各流体圧シリンダ１３に供給され、これらの流
体圧シリンダを伸長させる。逆に、図３に示すようにロ
ーラ間隔を広げる場合には、予め方向制御弁１４の他方
の弁１４ｂに切換えと共に、切替え弁１６の他方の弁１
６ｂと分流弁１７とを連通状態にしておいてから、流体
圧モータ９を逆回転させれば良い。ロータリーエンコー
ダー４を利用する位置計測・制御システムにより、所定
の位置で流体圧モータの回転が停止される。この操作の
過程で作動する作動油の経路は、次のとおりである。す
なわち、図３に示す管路１９ａ，管路１９ｇの同調用調
整弁１５，管路１９ｃを矢印方向に圧送される作動油
は、流体圧モータ９を作動させた後、ここから排出され
て管路１９ｂを矢印方向に流れ、管路１９ｆから管路１
９に戻る。また両流体圧シリンダ１３の収縮に伴なって
シリンダから排出される作動油は、管路１９ｄ，１９ｅ
から分流弁１７で合流して、切替え弁１６の他方の弁１
６ａを経て管路１９ｆを流れてタンクＴに通じる管路１
９を流れる。

【００１３】図１に示す例によれば、３段のテレスコー
プ型油圧シリンダ１３を利用したために、従来の１段の
油圧シリンダの場合と比較して、ガイドローラ間隔の幅
可変範囲が約３〜４倍に拡張可能になった。このため、
広範な平鋼サイズに対応するための誘導案内装置の総保
有台数の削減が可能になった。そして位置検出用として
ロータリーエンコーダーを用いているので、位置決め操
作の精度も高い。そして油圧モータ９及びテレスコープ
型油圧シリンダ１３の駆動用油圧回路は、共用できるか
ら、各々専用の油圧回路を設置する必要がなく、製造コ
ストの低廉価に大きく寄与する。さらに、テレスコープ
型油圧シリンダは、縮小した時、占有する空間が狭くな
るから、全体としてストロークが大きくなり、間隔制御
幅が大きくなる。また、作業中ガイドローラ１に加わる
負荷荷重が変動しても、油圧回路が密閉されているの
で、テレスコープ型油圧シリンダ１３内の油圧が上昇
し、負荷荷重に瞬時に追随可能であるから、ガイドロー
ラ間の剛性も非常に高くなる。そのために、ガイドロー
ラ間隙の変動も抑えられる。したがって、条鋼や形鋼の
圧延機用の鋼材誘導案内装置やピンチロール装置として
利用するのに適していると言える。このように図１に示
した機構を備えたこの発明では、圧延機用誘導案内装置
に要請される圧延鋼材の高い寸法精度、装置の剛性、操
作性及び低廉性を満足する性能を発揮している。

【００１４】この発明の利用分野は、金属材料の製造過
程及び搬送ライン等に限定する必要はなく、固形物が保
持対象であれば適用可能である。上例では、流体圧モー
タとして油圧モータを、流体圧シリンダとしてテレスコ
ープ型シリンダをそれぞれ適用し、モータ及びシリンダ
の駆動用流体としては、油圧を利用したが、駆動用流体
はこの例に限られず、圧縮空気その他の流体を利用でき
る。

【００１５】

【発明の効果】この発明の保持方法によれば、テレスコ
ープ型シリンダを保持部の間隔制御と位置決めを行う送
り機構と同調させて常に保持部に当接しているので、保
持部間の剛性を高めることができると共に、流体圧シリ
ンダと流体圧モータの同時作動により操作性が良くな
る。この発明の保持装置によれば、流体圧シリンダは流
体圧モータの追随する構成であって、保持部に対して常
時に当接するバックアップ機構を備えているので、ロー
ラ間の剛性が向上し、このために固形物として例えば圧
延鋼材では圧延製品の寸法精度が向上する効果が生じ
る。そして流体圧モータを備えた送り機構と、とテレス
コープ型流体圧シリンダを主とするバックアップ機構の
操作及び制御用流体圧回路を兼用したために、設備費の
低廉化と連動機能が向上した。さらに、テレスコープ型
流体圧シリンダを利用しているために、一定の広さの空
間内で、保持部間隔の幅可変範囲が拡張し、狭い設置ス
ペースでも保持部の移動量の大きな制御や位置決めが可
能となる。この発明の誘導案内装置によれば、装置の高
剛性が可能となり、送り機構とバックアップ機構により
ガイドローラ間の間隔保持及び位置決め精度が向上し、
流体圧回路を兼用にすることにより安価に装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明に係る固形物の保持装置の基
本構成図であって、ガイドローラの位置をセンター軸を
挾んで左側のものはセンター軸に接近し、右側のものを
離反した状態を示している図である。

【図２】図２は、ローラ間隔を縮小した状態を示してい
るこの発明に係る固形物の保持装置の基本構成図であ
る。

【図３】図３は、ローラ間隔を拡張した状態を示してい
るこの発明に係る固形物の保持装置の基本構成図であ
る。

【符号の説明】

１ ガイドローラ ２ 送り機構 ３ バックアップ機構 ４ 検出装置（ロータリーエンコーダ） ５ 流体圧回路 ６ 保持手段（架台フレームの側板） ７ 支持手段（サイドフレーム） ８ シャフト ８ａ ねじ部 ８ｂ ねじ部 ９ 流体圧モータ １０ ブラケット １３ テレスコープ型流体圧シリンダ １４ 方向制御弁 １５ 同調用調整弁 １６ 切替え弁 １７ 分流弁 １９ 管路 １９ａ 管路 １９ｂ 管路 １９ｃ 管路 １９ｄ 管路 １９ｅ 管路 １９ｆ 管路 １９ｇ 管路 Ｌ センター軸 Ｍ 固形物（圧延鋼材）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の保持部間で固形物を保持する方法
   であって、流体圧回路の流体よる流体圧モータの回転に
   従動するシャフトの回転に伴なって保持部の間隔が調整
   されかつ位置決めされると共に、上記保持部の移動量及
   び位置を検出装置によって検出し、検出信号及び上記流
   体圧回路の流体によって、上記流体圧モータの回転と同
   時に、上記流体圧回路に通じている一対のテレスコープ
   型流体圧シリンダを上記流体圧モータの回転による移動
   量に相当する距離だけ作動させて、上記流体圧シリンダ
   の先端を上記保持部に常に当接させるようにすることを
   特徴とする固形物の保持方法。
2. 【請求項２】 一対の保持部と、保持部間隔を調整かつ
   位置決め可能の送り機構と、上記保持部間の剛性を高め
   るためのバックアップ機構と、上記保持部の移動量及び
   位置を検出する検出装置と、流体圧回路とを具備してお
   り、 上記保持部は、対向間で固形物を保持するものであり、 上記送り機構は、一対の互いに逆方向回転のねじ部を形
   成しているシャフトと、このシャフトを回転させる流体
   圧モータと、一側で上記ねじ部とねじ結合し他側で上記
   保持部と連結している一対の支持体とを備えており、 上記検出装置は、上記シャフトと連動しており、 上記バックアップ機構は、一対の保持部に当接している
   一対のテレスコープ型流体圧シリンダと、各流体圧シリ
   ンダを保持する保持手段とからなり、 上記流体圧回路は、上記流体圧モータ及び流体圧シリン
   ダとそれぞれ接続されており、流体圧回路を流通する流
   体が流体圧モータの回転及流体圧シリンダの駆動に利用
   されるものであることを特徴とする固形物の保持装置。
3. 【請求項３】 支持手段により支持されている一対のガ
   イドローラと、ガイドローラ間隔を調整かつ位置決め可
   能の送り機構と、上記ガイドローラ間の剛性を高めるた
   めのバックアップ機構と、上記ガイドローラの移動量及
   び位置を検出する検出装置と、流体圧回路とを具備して
   おり、 上記ガイドローラは、対向間で圧延鋼材を保持するもの
   であり、 上記送り機構は、一対の互いに逆方向回転のねじ部を形
   成しているシャフトと、このシャフトの一端に連結しシ
   ャフトを回転させる流体圧モータと、一側で上記ねじ部
   とねじ結合し他側で上記ガイドローラと連結している一
   対の支持体とを備えており、 上記検出装置は、上記シャフトの他端に接続されてお
   り、 上記バックアップ機構は、上記各支持手段に当接してい
   る一対のテレスコープ型流体圧シリンダと、各流体圧シ
   リンダを保持する保持手段とからなり、 上記流体圧回路は、上記流体圧モータ及び流体圧シリン
   ダとそれぞれ接続しており、流体圧回路を流通する流体
   が流体圧モータの回転及流体圧シリンダの駆動に利用さ
   れるものであることを特徴とする圧延鋼材の誘導案内装
   置。