JPH10286630A - ロール幅拡縮機構を有する成形機スタンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形ロールを再研磨すると、上下の成形ロー
ル間の隙間が大きくなり移動が大変面倒であった。ま
た、ロール駆動軸と成形ロールの間をキーとキーで動力
伝達すると、振動等が発生していた。 【解決手段】 水平方向に上成形ロール１３と下成形ロ
ール１４を平行に軸支した左右分割型の一対の成形ロー
ルを有する成形ロールスタンドにおいて、上成形ロール
または下成形ロールまたは両方を垂直方向に位置調整可
能に構成するとともに、ロール駆動軸２５の駆動源に近
い側の成形ロールを、ロール駆動軸と一体的に連結して
軸方向に移動可能とし、他方の駆動源に遠い側の成形ロ
ールをロール駆動軸上に摺動自在に配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パイプミル等の各
種のロール成形に用いる成形ロールスタンドの改良に係
り、上下のロール駆動軸間距離を調整できる成形ロール
スタンドにおける上下成形ロールの軸方向幅を自動的に
拡縮できる成形ロールスタンドのロール幅拡縮装置を提
供するものである。

【０００２】

【従来の技術】今日、ロール成形機の分野においても、
製品の多様化に伴い、多品種少量生産を効率よく行うこ
とが強く要請されている。ロール成形機で、種々の形状
の断面を成形する場合、例えば、断面形状が相似形で断
面積が異なる複数のオープンチャンネル材を、同一ライ
ンの成形機でロール成形する場合、すなわち、成形ロー
ルを共用化して使用すると、帯材幅寸法に応じて、ロー
ルの幅位置を適当な間隔に調整する必要がある。従来、
成形機スタンドで、下ロール駆動軸あるいはさらに上ロ
ール駆動軸の各成形ロール位置を変更する場合、軸端の
ねじをゆるめてスペーサリングを取り替えた後、ねじを
締めて、スペーサーの間隔をなくしてロール位置を固定
していた。そのために、スペーサーは所要の数量を予め
用意する必要があり、取替え作業も手作業で煩雑であっ
た。

【０００３】一方、特開平２−１２７９２５号公報技術
においては、分割型の一対の下成形ロールを有する成形
機の下ロール駆動軸に平行するスライドべッドを、スタ
ンドフレーム間の基台に配設し、下ロール駆動軸に軸支
された一対の成形ロールを軸方向に移動自在となし、か
つ各ロールの外方端面側にベッド面に当接して摺動可能
となしたスライドヘッドを有するブラケットを固着し、
前記ブラケットのスライドヘッドに雌ネジ部を設け、ベ
ッドに内蔵させた送りねじに螺合させ、送りねじの回転
により、一対の下ロールを相互に近接・離反可能となし
たロール拡縮機構を有する成形機スタンドが提案されて
いる。

【０００４】また、実開平１−１６５１１１号公報技術
においては、水平軸支され垂直方向に位置調整可能な成
形ロールスタンドにおいて、下ロール駆動軸の両側に、
各々回転駆動可能に同軸軸支した筒状の調整部材と、こ
の調整部材に外螺合して軸方向に螺合進退可能に、かつ
下ロール軸の軸受箱に回転不能かつ軸方向に移動自在に
接続された筒状の拡縮部材と、軸方向に配設されたキー
溝とこれに嵌合する突起により軸方向にのみ移動可能と
なした、下成形ロールとにて構成され、拡縮部材の先端
を、下成形ロールの外向端面側に軸受を介して接続した
成形ロールスタンドのロール幅拡縮装置が提案されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記特開平２
−１２７９２５号の装置は、下成形ロールとスライドヘ
ッドが摺動するスライドベッドが常に必要十分な精度を
もって平行度が保たれていることを両者間の間隔で一定
でなければならないという制約がある。また、成形機に
おいては生産量が進むにつれて成形ロールが摩耗するこ
とは必須であり、数千トンごとの生産単位で成形ロール
を再研磨することが行われているが、再研磨すると成形
ロールの基準径は小さくなり、同一の製品サイズを成形
するに際しては、ロール駆動軸の上下方向位置を、研磨
した量の分だけ移動させるが、それに応じてスライドベ
ッドの位置も移動させなければならず、この装置では、
それが極めて困難であるという問題点がある。

【０００６】また後者の実開平１−１６５１１１号の装
置は、送りねじの回転により一対の下成形ロールを相互
に近接離反動作させるようにしており、下ロール駆動軸
の軸受箱に回転不能かつ軸方向に移動自在に接続された
筒状の拡縮部材という機械要素と、拡縮部材の先端を下
成形ロールの外向端面側に回転不能かつ軸方向の移動押
し引き力を伝達可能とするための軸受ベアリングという
機械要素とを介在させている。これらの機械要素には、
各々の作動特性上から、ある一定量のクリアランスが必
須であるために、このクリアランスの累積がバックラッ
シュとなり、送りねじの回転と下ロールの移動という関
係において、ある一定量の誤差要素となり、近年のより
寸法精度の高い製品を成形するという要請からは問題と
なっていた。

【０００７】また、更に、下ロール駆動軸上で、下成形
ロールを軸方向に移動させるに際し、軸方向に配設され
たキー溝に沿って移動させる必要があるために、キーと
キー溝の相互関係においても、ある一定量のクリアラン
スが必須である。しかし、このキーとキー溝の本来の目
的は、下ロール軸の回転駆動トルクを下成形ロールに伝
達する目的のものであり、成形機においては、この成形
駆動トルクが極めて大きく且つ駆動トルクの変動量が大
きいために、このキーとキー溝間にクリアランスがある
と、ロール駆動軸上で成形ロールが回転方向に微振動を
繰り返し、いわゆるフレッティングコロージョン現象を
発生してクリアランスが加速度的に大きくなって、成形
製品にビビリマークという外観上の不具合を発生させる
問題点があった。本発明は、上記の問題点を解消して、
成形ロールの再研磨にも容易に対応でき、またロール幅
設定位置が高い精度で実現でき、さらに成形ロールの微
振動発生の原因となるような機構上のクリアランスを極
小さくした機構となる成形機スタンドを提供することを
目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明が解決しようとす
る課題は、以上の如くであり、次に該課題を解決するた
めの手段を説明する。水平方向に上成形ロールと下成形
ロールを平行に軸支した左右分割型の一対の成形ロール
を有する成形ロールスタンドにおいて、上成形ロールま
たは下成形ロールまたは両方を垂直方向に位置調整可能
に構成するとともに、ロール駆動軸の駆動源に近い側の
成形ロールを、ロール駆動軸と一体的に連結して軸方向
に移動可能とし、他方の駆動源に遠い側の成形ロールを
ロール駆動軸上に摺動自在に配置した。また、前記ロー
ル駆動軸を回転自在に支持する軸受箱を、ロール成形枠
に螺合して軸方向に移動可能としたものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて詳述する。図１は成形ロールスタンドの正面断面
図、図２は同じく側面図、図３はロール幅拡縮の位置調
整部分の拡大図である。

【００１０】成形ロールスタンドは基台１・１上にそれ
ぞれ支持シャフト２・２が立設されている。該支持シャ
フト２・２に下ロール成形枠３と上ロール成形枠４が上
下摺動自在に嵌合され、支持シャフト２・２上部に上枠
５が横設されている。該左右の上枠５・５の前後中央部
には昇降用の駆動軸６が回転自在に横架され、該駆動軸
６の一端は一側の上枠５の側面に固定したサーボモータ
ーからなる昇降モーター７の駆動軸と連結されている。
該昇降モーター７には回転位置検出器が付設されてお
り、それぞれ制御回路と接続され、スイッチ等の操作で
昇降モーター７を駆動して自動的に設定した高さに合わ
せられるようにしている。

【００１１】前記上枠５・５内の駆動軸６上にはウォー
ムギヤ１０・１０が固設され、一方、軸心を上下方向と
したウォームホィール１１・１１が上枠５・５内に回転
自在に支持されて、前記ウォームギヤ１０・１０とそれ
ぞれ噛合されている。該ウォームホィール１１・１１の
軸心部分には雌ネジ１１ａ・１１ａが形成され、該雌ネ
ジ１１ａ・１１ａに昇降シャフト１２・１２の上部の雄
ネジ部分が螺装されている。該昇降シャフト１２・１２
の下部は前記上ロール成形枠４の中央上面に固定され、
上枠５・５に上ロール成形枠４が吊り下げ支持され、支
持シャフト２・２に昇降ガイドされる構成としている。

【００１２】従って、前記昇降モーター７を駆動するこ
とによって、駆動軸６上の左右のウォームギヤ１０・１
０が同時に回動され、この回動によってウォームホィー
ル１１・１１が回転され、該ウォームホィール１１・１
１に螺装した昇降シャフト１２・１２が昇降されて上ロ
ール成形枠４を昇降して、後述する分割型の一対の上成
形ロール１３・１３を昇降して下成形ロール１４・１４
との間隔を調整できるようにしている。このように垂直
方向に位置調整可能に構成して、成形ロールを再研磨し
たときに、ロール駆動軸の上下方向に研磨した量の分だ
け移動して、製品形状を容易に略同一に保つことができ
るようにしている。

【００１３】また、下ロール成形枠３の下面の前後中央
と基台１の間にはジャッキ１５を配置し、該ジャッキ１
５によって下ロール成形枠３の高さを上下調節できるよ
うにしている。但し、ジャッキ１５を用いる代わりに前
記上ロール成形枠４と同様にサーボモーターやウォーム
ギヤ、ウォームホィール等を用いて昇降する構成とする
こともできる。

【００１４】そして、前記左右の上ロール成形枠４・４
の前後中央上部に幅拡縮用の駆動軸１６が回転自在に支
持され、その下方に後述する軸受箱１９を介して上ロー
ル駆動軸２５が回転自在に支持されている。前記駆動軸
１６の一端は一側の上ロール成形枠４の側面に固定した
サーボモーターからなる幅拡縮駆動モーター１７の駆動
軸と連結されている。前記駆動軸１６両側上の上ロール
成形枠４・４内には図３に示すように、ギヤ２０・２０
が固設され、該歯車２０・２０は上ロール成形枠４・４
内に回転自在に支持した中間軸２１・２１上に固設した
ギヤ２２・２２と噛合し、該ギヤ２２・２２は筒状に構
成した調整部材２３Ｌ・２３Ｒの外周に形成した歯部２
３ａ・２３ａと噛合させている。前記軸受箱１９は調整
部材２３や軸受ベアリング３６（３７）やシール等から
なり、前記両側の調整部材２３Ｌ・２３Ｒの外周には更
に雄ネジ部２３ｂ・２３ｂが形成され、上ロール成形枠
４の内周面に形成した雌ネジ部２４に螺装し、左右の雄
ネジ部２３ｂ及び雌ネジ部２４は互いに逆ネジとして、
回転駆動すると調整部材２３Ｌ・２３Ｒは互いに反対方
向へ摺動するようにしている。

【００１５】そして、前記調整部材２３Ｌ・２３Ｒの内
面に軸受ベアリング３６・３７を介して、同軸上に上ロ
ール駆動軸２５の両側が回転自在に支持され、上ロール
成形枠４・４間に水平方向に支持されて、該上ロール駆
動軸２５の一端は図示しないモーター等の駆動源と連結
されている。この上ロール駆動軸２５上の駆動源に近い
側の調整部材２３Ｌは軸方向両側にボスを固定して上ロ
ール駆動軸２５上の軸受ベアリング３６を挟持支持して
おり、更に、上ロール成形枠４・４の間の上ロール駆動
軸２５の駆動源側にフランジ部２５ａが形成され、該フ
ランジ部２５ａに左側の上成形ロール１３Ｌを固定する
ブラケット２６がボルト３１で固定されている。従っ
て、上ロール駆動軸２５は上ロール成形枠４に対して回
転自在に支持されているが、駆動軸１６が駆動される
と、上ロール駆動軸２５は軸受箱１９（調整部材２３Ｌ
や軸受ベアリング３６等）と一体的に移動する構成とし
ている。

【００１６】また、上ロール駆動軸２５の駆動源から遠
い側の軸受箱１９を構成する調整部材２３Ｒには、軸受
ベアリング３７を介してその内径側に、軸受スリーブ２
７を挟持支持している。該軸受スリーブ２７は上ロール
駆動軸２５上に軸方向に摺動自在に外嵌され、該軸受ス
リーブ２７の端面に右側の上成形ロール１３Ｒがボルト
締結によって締結されている。

【００１７】そして、上ロール駆動軸２５端に設けたス
プラインと軸受スリーブ２７内面に設けたスプライン溝
との嵌合により、上ロール駆動軸２５からの回転駆動は
軸受スリーブ２７に回転トルクを伝達し、該軸受スリー
ブ２７にボルト締めにより一体化された上成形ロール１
３Ｒに伝達されるようにしている。

【００１８】そして、前記幅拡縮駆動モーター１７には
回転位置検出器が付設されており、幅拡縮駆動モーター
１７から伝達された回転駆動は、駆動軸１６よりギヤ２
０・２２・２３ａの歯車列を介して上記の調整部材２３
Ｌ・２３Ｒの回転運動となり、この調整部材２３Ｌ・２
３Ｒの外周に設けた雄ネジ部２３ｂ・２３ｂが、上ロー
ル成形枠４に固定された雌ネジ部２４・２４と螺合され
ているために、調整部材２３Ｌ・２３Ｒ（軸受箱１９）
は互いに逆方向の軸方向に移動し、該調整部材２３Ｌ・
２３Ｒに連結した上成形ロール１３Ｌ・１３Ｒも同時に
移動されて、上成形ロール１３Ｌ・１３Ｒの幅が調整さ
れる。その幅は回転位置検出器によってフィードバック
されている。

【００１９】このように、調整部材２３Ｌ・２３Ｒの軸
方向の移動が、従来技術のように中間に余分な機械要素
の介在なしに、直接に、上成形ロール１３Ｌ・１３Ｒの
軸方向の移動となるように直結されているので、バック
ラッシュの発生がない。つまり、上ロール駆動軸２５か
ら上成形ロール１３Ｌ・１３Ｒへの回転駆動伝達構成は
従来技術のようなキー溝及びキーではなく。本構成で
は、ロール駆動源に近い側の上成形ロール１３Ｌは、上
ロール駆動軸２５に嵌合して、フランジ部２５ａにボル
ト締めで一体化することにより、ロール駆動軸２５の回
転トルクがボルト締結部を介して上成形ロール１３Ｌに
伝達されている。従って、ロール軸２５と上成形ロール
１３Ｌ間には全く相対移動する要素はない。また、上ロ
ール駆動軸２５の駆動源から遠い側の上成形ロール１３
Ｒは、上ロール駆動軸２５上に軸方向に摺動自在に外嵌
された軸受スリーブ２７にボルト締結によって締結され
て、該軸受スリーブ２７とロール駆動軸２５の間にはス
プライン嵌合としているのである。

【００２０】そして、下ロール成形枠３・３に軸受を介
して下ロール駆動軸３０が上ロール駆動軸２５と平行に
回転自在に支持され、該下ロール駆動軸３０の一端は駆
動源に連結され、該下ロール駆動軸３０上に左右分割し
た下成形ロール１４Ｌ・１４Ｒが固設され、該下成形ロ
ール１４Ｌ・１４Ｒは前記上成形ロール１３Ｌ・１３Ｒ
に対向して配置されている。但し本実施例では、ドライ
ブ側（駆動源に近い側）の成形ロールをロール駆動軸に
固定し、反ドライブ側をスライド可能に構成している
が、逆に、反ドライブ側の成形ロールをロール駆動軸に
固定する構成とすることもできる。また、幅拡縮機構を
上成形ロール１３Ｌ・１３Ｒだけに適用しているが、下
成形ロール１４Ｌ・１４Ｒにも上成形ロール１３Ｌ・１
３Ｒと同様の幅拡縮機構を構成することもできる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するのである。即ち、ロール駆動軸上の
一方の成形ロールを、ロール駆動軸と一体的に連結して
軸方向に移動可能とし、他方の成形ロールをロール駆動
軸上に摺動自在に配置したので、製品寸法の変化に対応
して、ロール共用化を図るに際して一対の成形ロールの
幅方向の位置を、例えばＡＣサーボモーターの駆動によ
り簡単にかつ精度よく制御できるようになり、更に、中
間にバックラッシュを発生させる複雑な機構が介在しな
いために、実際の成形ロールの位置精度として、従来技
術より一桁精度の良い１／１０００ｍｍ単位の制御が可
能となり、近年の高精度高品質の成形製品の生産に寄与
することが可能となった。また、ロール駆動軸の駆動源
に近い側の成形ロールを、ロール駆動軸と一体的に連結
して軸方向に移動可能とし、他方の駆動源に遠い側の成
形ロールをロール駆動軸上に摺動自在に配置したので、
ロール駆動軸は駆動源の重量が重くなり、捩じれや振動
等が生じ難くなり、精度高く成形できる。また、軸受箱
ごと軸方向に摺動する構成としたので、軸受箱と摺動駆
動アームとを別々に設ける必要がなくなり、部品点数を
削減して装置全体をコンパクトに構成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】成形ロールスタンドの正面断面図である。

【図２】同じく側面図である。

【図３】ロール幅拡縮の位置調整部分の拡大図である。

【符号の説明】

１３ 上成形ロール １４ 下成形ロール １９ 軸受箱 ２３ 調整部材 ２５ 上ロール駆動軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大村 和夫 神戸市西区室谷２丁目11番２ 日下部電機 株式会社内 (72)発明者 豊岡 高明 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 橋本 裕二 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平方向に上成形ロールと下成形ロール
   を平行に軸支した左右分割型の一対の成形ロールを有す
   る成形ロールスタンドにおいて、上成形ロールまたは下
   成形ロールまたは両方を垂直方向に位置調整可能に構成
   するとともに、ロール駆動軸上の一方の成形ロールを、
   ロール駆動軸と一体的に連結して軸方向に移動可能と
   し、他方の成形ロールをロール駆動軸上に摺動自在に配
   置したことを特徴とするロール幅拡縮機構を有する成形
   機スタンド。
2. 【請求項２】 前記一方の成形ロールをロール駆動軸の
   駆動源に近い側に配置し、他方の成形ロールを駆動源よ
   り遠い側に配置したことを特徴とする請求項１記載のロ
   ール幅拡縮機構を有する成形機スタンド。
3. 【請求項３】 前記ロール駆動軸を回転自在に支持する
   軸受箱を、ロール成形枠に螺合して軸方向に移動可能と
   したことを特徴とする請求項１記載のロール幅拡縮機構
   を有する成形機スタンド。