ユニバーサル圧延機
【課題】多様な圧下バランスの変化に対応しながら、被圧延材の曲がりを臨機に初期の搬送方向に矯正することのできるユニバーサル圧延機を提供すること。
【解決手段】被圧延材Ｓの搬送路を挟んで左右の位置にある一対の第１、第２の竪ロールチョック１Ａ，１Ｂのそれぞれに回転自在に設けられた第１、第２の竪ロール２Ａ，２Ｂおよび第１、第２の矯正ロール３Ａ，３Ｂと、被圧延材Ｓの搬送路を挟んで上下の位置にある一対の第１、第２の水平ロール７Ａ，７Ｂと、を少なくとも備えたユニバーサル圧延機１０において、この圧延機１０は、第１、第２の矯正ロール３Ａ，３Ｂを搬送路に直交する方向にスライドさせる矯正ロールスライド機構をさらに備えている。
【解決手段】被圧延材Ｓの搬送路を挟んで左右の位置にある一対の第１、第２の竪ロールチョック１Ａ，１Ｂのそれぞれに回転自在に設けられた第１、第２の竪ロール２Ａ，２Ｂおよび第１、第２の矯正ロール３Ａ，３Ｂと、被圧延材Ｓの搬送路を挟んで上下の位置にある一対の第１、第２の水平ロール７Ａ，７Ｂと、を少なくとも備えたユニバーサル圧延機１０において、この圧延機１０は、第１、第２の矯正ロール３Ａ，３Ｂを搬送路に直交する方向にスライドさせる矯正ロールスライド機構をさらに備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被圧延材を圧延して各種形鋼を成形するユニバーサル圧延機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｈ形鋼やＩ形鋼などの各種形鋼は、ユニバーサル圧延機でユニバーサル圧延されることによって成形されている。このユニバーサル圧延機としては、たとえば特許文献１に開示されるように、上下一対の水平ロールと、左右一対の竪ロールと、一対の竪ロールを回動自在に軸支する一対の竪ロールチョックを有する形態が一般的である。そして、特許文献１で開示されるユニバーサル圧延機は、一対の竪ロールチョックにおける竪ロールよりも出側の位置に、竪ロールの回転方向と同じ方向に回転自在に軸支されて、圧延された被圧延材の左右方向の曲がりを矯正する矯正ロールを設けたことを特徴とするものである。
【０００３】
形鋼成形においてはその長手方向の真直性を保証することが重要であるが、これまでのユニバーサル圧延機では圧延した被圧延材に上下方向の反りや左右方向の曲がりが生じることが多く、これらの曲がりをプレス等によって修正する制御が困難であるという課題を有するものであった。この課題に鑑み、特許文献１で開示されるユニバーサル圧延機では、竪ロールチョックにおける竪ロールよりも出側の位置にある矯正ロールによって被圧延材の左右方向の曲がりを矯正するようにしたことで、竪ロールと矯正ロールとの距離を可及的に狭めながら、圧延された被圧延材の先端が曲がる前に矯正ロールで曲がりを確実に矯正することを可能としたものである。なお、このユニバーサル圧延機においては、竪ロールや矯正ロール、バックアップロールが共に竪ロールチョックに対して固定された位置で回転自在となっている。
【０００４】
ところで、形鋼等をユニバーサル圧延機で圧延するに当たり、形鋼等の左右の温度差等によって左右で圧下状態が異なり、左右の圧下状態の相異によって左右の圧下バランスが変化することにより、被圧延材は初期の搬送方向から曲がった方向に搬送されることになってしまう。
【０００５】
この圧下バランスの変化の程度は、形鋼の左右の温度差や竪ロール、矯正ロールの径などによって多様に変化することが本発明者等によって特定されている。したがって、特許文献１で開示されるように、竪ロールや矯正ロール、バックアップロールが竪ロールチョックに対して固定された位置で回転自在な構成では、多様な圧下バランスの変化に対応しながら被圧延材の曲がりを臨機に初期の搬送方向に矯正することは極めて難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１２４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、多様な圧下バランスの変化に対応しながら、被圧延材の曲がりを臨機に初期の搬送方向に矯正することのできるユニバーサル圧延機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成すべく、本発明によるユニバーサル圧延機は、被圧延材の搬送路を挟んで左右の位置にある一対の第１、第２の竪ロールチョックのそれぞれに回転自在に設けられた第１、第２の竪ロールおよび第１、第２の矯正ロールと、被圧延材の搬送路を挟んで上下の位置にある一対の第１、第２の水平ロールと、を備えたユニバーサル圧延機において、前記ユニバーサル圧延機は、前記第１、第２の矯正ロールを前記搬送路に直交する方向にスライドさせる矯正ロールスライド機構をさらに備えているものである。
【０００９】
本発明のユニバーサル圧延機は、竪ロールチョックに竪ロールと矯正ロールがともに回転自在に設けられ、その上下位置に水平ロールを備えたユニバーサル圧延機において、矯正ロールが矯正ロールスライド機構にて竪ロールチョックに対して相対的にスライドすることのできる圧延機である。
【００１０】
竪ロールチョックに対して矯正ロールが相対的にスライド自在であることから、一対の竪ロールおよび矯正ロールの間を搬送される被圧延材の左右の圧下バランスに応じて、左右いずれか一方の矯正ロールを被圧延材側にスライドさせたり、もしくは左右双方の矯正ロールをスライド量を異ならせながら被圧延材側にスライドさせる等の調整を図ることができる。
【００１１】
ここで、被圧延材としては、Ｈ形鋼やＩ形鋼、Ｃ形鋼などの形鋼のほか、レールの軌条などを挙げることができる。被圧延材としてたとえばＨ形鋼を取り上げると、ユニバーサル圧延機をＨ形鋼が通過する過程で、上下の水平ロールでウェブが圧延され、左右の竪ロールで左右のフランジが圧延されることになる。
【００１２】
圧延機による圧延時の被圧延材の左右の圧下バランスの変化は、被圧延材の左右の温度が異なること、左右の厚みが異なること、竪ロールのロール状態やその径などが異なること、といった複数の要因によって生じるものであり、したがって圧下バランスの変化の程度は一様でない。
【００１３】
そこで、たとえば、実際のユニバーサル圧延に先んじて、形鋼等の搬送時の曲がりの程度を確認するべく、２，３の形鋼等を仮に搬送させて圧延し、搬送の際の曲がりの程度や傾向を作業員が目視等で確認した後に、矯正ロールスライド機構にて左右双方の矯正ロールもしくはいずれか一方の矯正ロールのスライド量を調整した後に、実際のユニバーサル圧延工程に移行することができる。
【００１４】
本発明のユニバーサル圧延機によれば、竪ロールチョックに対して矯正ロールを相対的にスライド自在に構成したことで、多様な圧下バランスの変化に対応しながら、被圧延材の曲がりを臨機に初期の搬送方向に矯正することが可能となる。
【００１５】
ここで、上記する矯正ロールスライド機構としては、たとえば、第１、第２の竪ロールチョックのそれぞれに、第１、第２のバックアップロールが回転自在で、かつ少なくとも第１、第２の矯正ロールのそれぞれに接した姿勢で設けられた構成の圧延機において、矯正ロールスライド機構が、竪ロールチョックに設けられた凹溝内でスライド自在で矯正ロールを回転自在に軸支する入れ子と、入れ子をバックアップロール側に付勢する引張ばねと、第１、第２のバックアップロールをスライドさせるバックアップロールスライド機構と、から構成される形態を挙げることができる。
【００１６】
左右それぞれの竪ロールがともにバックアップロール（第１、第２のバックアップロール）に接していることで、圧延時に竪ロールに作用する圧延荷重を被圧延材と反対側に位置するバックアップロールで支持することができ、竪ロールやその回転軸等の破損を抑制することができる。
【００１７】
バックアップロールがバックアップロールスライド機構によってスライドするとともに、引張ばねで常時バックアップロール側に付勢されている矯正ロールを軸支する入れ子は、バックアップロールのスライドにともなって同調して竪ロールチョックの凹溝内をスライドする。
【００１８】
ここで、バックアップロールを、その中心位置から偏心した位置にある偏心軸から構成し、偏心軸を中心に回動するようにしておくことで（すなわち、バックアップロールスライド機構を偏心軸から構成させる）、バックアップロールは自身がその偏心軸を中心に回動するのにともなって平面内でスライドすることができる。このバックアップロールの平面内におけるスライドにともない、引張ばねによってバックアップロール側に付勢されている入れ子の上に軸支された矯正ロールは、バックアップロールに接しながら同様に平面内でスライドすることになる。
【００１９】
また、前記竪ロールも、竪ロールチョックに設けられた凹溝内でスライド自在な入れ子に回転自在に軸支され、該入れ子がバックアップロール側に別途の引張ばねによって付勢されている実施の形態であってもよい。
【００２０】
すなわち、竪ロールと矯正ロールがともに固有の入れ子の上に軸支され、双方の入れ子が竪ロールチョックに設けられた凹溝内にスライド自在に収容された構成となっている。なお、その他にも、竪ロールチョックに大きめの凹溝を設けておき、この凹溝内に大きめの入れ子が収容され、この入れ子が引張ばねを介して竪ロールチョックに繋がれてバックアップロール側に付勢された構成とし、この大きめの入れ子に対して竪ロールは固定位置で回転自在に軸支され、矯正ロールは入れ子に設けられた凹溝内にある小さめの入れ子に回転自在に軸支され、この小さめの入れ子も引張ばねにてバックアップロール側に付勢された実施の形態などであってもよい。
【００２１】
また、前記第１、第２のバックアップロールはともに２つずつあり、第１、第２のバックアップロールともに、２つのバックアップロールが竪ロールに接した姿勢で回転自在となっており、かついずれか一方のバックアップロールが矯正ロールにも接した姿勢で回転自在となっており、２つのバックアップロールが逆方向に回動して竪ロールを被圧延材側にδ１スライドさせ、かつ、矯正ロールをδ２スライドさせる実施の形態であってもよい。
【００２２】
１つの竪ロールがこれに接する２つのバックアップロールで支持されることで、竪ロールからの圧延荷重を双方のバックアップロールに分担させることができ、バックアップロール自体の破損をも抑制することができる。
【００２３】
そして、同径の２つのバックアップロールが逆方向に同じ回動量だけ回動し、したがって平面内で同じスライド量だけスライドすることにより、竪ロールを被圧延材の搬送方向に直交する方向であって、被圧延材に近づく向きに、もしくは被圧延材から遠ざかる向きに平面内でスライドさせることができる。
【００２４】
また、第１、第２のバックアップロールの側面に設けられた側面歯（ウォームホイール）とそれぞれ噛み合いするギア歯であって双方のギア歯が逆むきとなっている第１、第２のギア（ウォームギア）を有する軸と、該軸を回転させるアクチュエータとからなる軸回転機構が第１、第２の竪ロールチョックのそれぞれに設けてあり、前記軸を回転させてそれぞれの側面歯を逆方向に回転させ、それぞれの側面歯が逆方向に回転することによって２つのバックアップロールを同時に逆方向に回動させ、もって該２つのバックアップロールを前記搬送路に直交する方向に同量スライドさせる実施の形態であってもよい。
【００２５】
２つのバックアップロールを相互に逆方向に回動させるための具体的な実施の形態であるが、ギア歯が逆向きの２つのギア（ウォームギア）を軸によって連結して一体にしておき、それぞれのギア歯を各バックアップロールの側面に設けられた側面歯（ウォームホイール）に噛み合わせておき、サーボモータ等のアクチュエータにて軸を回転させて２つのウォームホイールを逆方向に回転させることで、双方のバックアップロールを同期して逆回転で回動させることが可能となる。
【００２６】
また、前記ユニバーサル圧延機は、第１、第２の竪ロールチョックを前記搬送路に直交する方向にスライドさせる圧下装置をさらに備え、竪ロールが被圧延材側にδ１スライドしようとした際に、圧下装置が竪ロールチョックを被圧延材と反対側にδ１スライドさせて竪ロールのスライドを解消させるのが好ましい。
【００２７】
被圧延材を圧下する竪ロールは、竪ロールチョックの同じ位置で回転しながら被圧延材の圧下をおこなうのが好ましく、被圧延材の搬送方向に曲がりが生じた際に左右のいずれか一方もしくは双方の矯正ロールのみが所望にスライドして被圧延材の曲がりを矯正することにより、被圧延材を所望に圧下しながら、その長手方向の真直性を保証することができる。
【００２８】
その一方で、上記で挙げた実施の形態によれば、バックアップロールのスライドに応じて矯正ロールはδ２スライドするが、竪ロールもδ１スライドすることになる。
【００２９】
そこで、ユニバーサル圧延機を構成する圧下装置にて竪ロールチョックを竪ロールと同じδ１だけ被圧延材と反対側にスライドさせて竪ロールのスライドを解消するものである。
【００３０】
たとえば、矯正ロールのスライド量δ２を竪ロールのスライド量δ１よりも大きくなるように調整しておき、圧下装置にて竪ロールチョックを竪ロールのスライド方向と逆方向にδ１スライドさせて竪ロールのスライドを解消してもとの位置に留まらせた上で（したがって、被圧延材に対する竪ロールの位置は変化しない）、矯正ロールは被圧延材側にδ２−δ１だけスライドさせることができ、このスライド量によって被圧延材の曲がりを矯正することになる。
【００３１】
また、本発明によるユニバーサル圧延機の他の実施の形態は、搬送路を搬送する被圧延材の第１の竪ロール側領域と第２の竪ロール側領域の圧下状態の異同を検知するセンサと、前記センサからのセンシングデータを受信し、圧下状態が異なる場合に矯正ロールスライド手段に信号を送信して、第１、第２の矯正ロールのいずれか一方もしくは双方を搬送路に直交する方向にスライドさせて双方の領域の圧下状態を同じに調整する制御部と、をさらに備える実施の形態であってもよい。
【００３２】
前記センサとしては、被圧延材の第１の竪ロール側領域と第２の竪ロール側領域それぞれの温度を検知する温度センサ、もしくは、第１、第２の竪ロールに設けられた圧力センサ、もしくは、被圧延材の正規の搬送方向と実際の搬送方向の差分を検知する距離センサ、のうちのいずれか一種を挙げることができる。
【００３３】
被圧延材の左右の圧下状態の異同や圧下バランスの程度を、既述するように作業員による目視によることなくセンサによって自動的に測定し、センシングデータに基づいた矯正ロールの自動制御をおこなうことで、被圧延材の圧下の際の曲がりを精緻に調整しながら、所望する搬送方向に圧下後の被圧延材を完全自動化の下で搬送して長手方向の真直性を保証することができる。
【発明の効果】
【００３４】
以上の説明から理解できるように、本発明のユニバーサル圧延機によれば、搬送される被圧延材の左右の竪ロールチョックに回転自在に配された矯正ロールが当該竪ロールチョックに対して相対的にスライド自在に構成されていることで、被圧延材の左右の圧下バランスの程度に応じて左右いずれか一方もしくは双方の矯正ロールがスライドして、被圧延材の曲がりを所望に矯正することができ、被圧延材の長手方向の真直性を保証しながら圧下をおこなうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明のユニバーサル圧延機の一実施の形態の平面図である。
【図２】図１のII−II矢視図であって、ユニバーサル圧延機の縦断面図である。
【図３】矯正ロールおよび竪ロールのそれぞれをスライドさせるスライド機構の一実施の形態を説明した模式図である。
【図４】矯正ロールおよび竪ロールのそれぞれをスライドさせるスライド機構の他の実施の形態を説明した模式図である。
【図５】竪ロールのスライドに応じて竪ロールチョックが逆方向にスライドして竪ロールのスライドを解消している状況を説明した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、図面を参照して本発明のユニバーサル圧延機の実施の形態を説明する。なお、図示する圧延機では、竪ロールや水平ロール、矯正ロール、バックアップロールを回転もしくは回動させるアクチュエータの図示は省略している。また、図示する被圧延材はＨ形鋼であるが、圧延される被圧延材はこれ以外にも、Ｉ形鋼やＣ形鋼、レールの軌条などであってもよい。
【００３７】
図１は、本発明のユニバーサル圧延機の一実施の形態の平面図であり、図２は、図１のII−II矢視図であって、ユニバーサル圧延機の縦断面図であり、図３は、矯正ロールおよび竪ロールのそれぞれをスライドさせるスライド機構の一実施の形態を説明した模式図である。
【００３８】
図示するユニバーサル圧延機１０は、被圧延材Ｓの搬送路を挟んで左右の位置にある一対の第１、第２の竪ロールチョック１Ａ，１Ｂと、それぞれの竪ロールチョック１Ａ，１Ｂに回転自在に設けられた第１、第２の竪ロール２Ａ，２Ｂおよび第１、第２の矯正ロール３Ａ，３Ｂと、被圧延材Ｓの搬送路を挟んで上下の位置にある一対の第１、第２の水平ロール７Ａ，７Ｂと、から大略構成されている。被圧延材Ｓがユニバーサル圧延機１０に入ってくる（Ｙ方向）入側に竪ロール２Ａ，２Ｂが配され、被圧延材Ｓが出ていく（Ｙ方向）出側に矯正ロール３Ａ，３Ｂが配されており、Ｈ形鋼である被圧延材ＳのウェブＷを上下の水平ロール７Ａ，７Ｂが圧下し、左右のフランジＦ，Ｆを左右の竪ロール２Ａ，２Ｂが圧下し、搬送される被圧延材Ｓの搬送方向の曲がりを矯正ロール３Ａ，３Ｂのいずれか一方もしくは双方がスライドしながら（Ｘ２方向）調整するようになっている。
【００３９】
図１，２からも明らかなように、装置構成は被圧延材Ｓの左右で同一であるため、以下、各構成部材の説明を被圧延材Ｓの右側の領域を取り上げて説明する。すなわち、以下の説明はそのまま被圧延材Ｓの左側の装置構成にも妥当するものである。
【００４０】
竪ロール２Ａは被圧延材Ｓと反対側にある２つのバックアップロール４Ａ，４Ａの双方に接しており、矯正ロール３Ａは一方のバックアップロール４Ａにのみ接している。
【００４１】
図３で示すように、竪ロールチョック１Ａには、２つの凹溝１Ａａ，１Ａｂが設けてあり、凹溝１Ａａには入れ子２Ａｂが収容され、かつこの入れ子２Ａｂは引張ばね２Ａｃを介してバックアップロール４Ａ側に付勢されており（付勢力Ｐ）、入れ子２Ａｂに竪ロール２Ａが回転軸２Ａａを中心に回転自在に軸支されている。
【００４２】
また、他方の凹溝１Ａｂには別途の入れ子３Ａｂが収容され、かつこの入れ子３Ａｂは引張ばね３Ａｃを介してバックアップロール４Ａ側に付勢されており（付勢力Ｐ）、入れ子３Ａｂに矯正ロール３Ａが回転軸３Ａａを中心に回転自在に軸支されている。
【００４３】
図１で示すように、バックアップロール４Ａは、その中心から偏心位置に回動軸を有する偏心軸４Ａａと、その周囲のバックアップロール外筒４Ａｂとから構成されており、バックアップロール４Ａは自身がその偏心軸４Ａａを中心に回動する（図１中のＺ１方向）ことにともなって平面内でスライドすることができる。このバックアップロール４Ａの平面内におけるスライドにともない、引張ばね２Ａｃ，３Ａｃによってバックアップロール側に付勢されている入れ子２Ａｂ，３Ａｂの上に軸支された竪ロール２Ａ、矯正ロール３Ａはともに、バックアップロール４Ａに接しながら同様に平面内でスライドすることになる（Ｘ１方向、Ｘ２方向）。この偏心軸４Ａａを中心に回動しながらスライドするバックアップロール４Ａの該偏心軸４Ａａがバックアップロールをスライドさせるバックアップロールスライド機構であり、この偏心軸４Ａａと、入れ子３Ａｂと、引張ばね３Ａｃが矯正ロールスライド機構である。
【００４４】
なお、図３で示す竪ロール２Ａと矯正ロール３Ａの付勢機構の変形例として、図４で示すように、竪ロールチョック１Ａに大きめの凹溝１Ａｃを設けておき、この凹溝１Ａｃ内に大きめの入れ子８が収容されていて、入れ子８が引張ばね８ｂを介して竪ロールチョック１Ａに繋がれてバックアップロール側に付勢された（付勢力Ｐ）実施の形態であってもよい。この大きめの入れ子８に対して竪ロール２Ａは固定位置で回転自在に軸支され、矯正ロール３Ａは入れ子８に設けられた凹溝８ａ内にある小さめの入れ子３Ａｂに回転自在に軸支され、この小さめの入れ子３Ａｂも引張ばね３Ａｃにてバックアップロール側に付勢されている（付勢力Ｐ）。
【００４５】
次に、図５を参照して、２つのバックアップロール４Ａ，４Ａを回動させながらスライドさせる機構について説明する。なお、同図において、２点鎖線はバックアップロールや竪ロール、矯正ロールがスライドする前の状態を示しており、実線はスライド後の状態を示している。
【００４６】
２つのバックアップロール４Ａ、４Ａの側面にはいずれも、側面歯４Ａｃ，４Ａｃが装着されており、その側方には、それぞれの側面歯４Ａｃ，４Ａｃ（ウォームホイール）と噛み合いするギア歯を有するとともに双方のギア歯が逆向きとなっている第１、第２のギア６Ａｃ，６Ａｃ’と、第１、第２のギア６Ａｃ，６Ａｃ’ （ウォームギア）が一体となった軸６Ａｂと、この軸６Ａｂを回転させるサーボモータ６Ａａからなる軸回転機構が配設されている。なお、図２で示すように、バックアップロール４Ａや軸回転機構はケースＣ内に収容されており、偏心軸４Ａａはベアリングを介して回動自在にケースＣに取り付けられている。
【００４７】
軸６Ａｂを回転させて２つの側面歯４Ａｃ，４Ａｃを逆方向に回転させることにより（Ｚ３方向、Ｚ３’方向）、２つのバックアップロール４Ａ，４Ａを偏心軸４Ａａを中心に同時に逆方向に回動させ（Ｚ１方向、Ｚ１’方向）、偏心軸４Ａａを中心としたこの回動によって２つのバックアップロール４Ａ，４Ａを水平面内でそれぞれスライドさせる。
【００４８】
同径の２つのバックアップロール４Ａ，４Ａの中心位置Ｏ点と中心角θをなして双方に付勢されて接している竪ロール２Ａは、バックアップロール４Ａ，４Ａの同じスライド量によって被圧延材Ｓ側にδ１押出される。
【００４９】
また、一方のバックアップロール４Ａに付勢されて接している矯正ロール３Ａは、当該バックアップロール４Ａのスライドによって被圧延材Ｓ側にδ２押出される。
【００５０】
このように、図示するスライド機構を適用することで、竪ロール２Ａからの圧延荷重を２つのバックアップロール４Ａ，４Ａで安定的に支持でき、さらには、バックアップロール４Ａ，４Ａのスライドに応じて竪ロール２Ａと矯正ロール３Ａを同時にスライドさせることができる。
【００５１】
ここで、被圧延材Ｓを圧下する竪ロール２Ａは、竪ロールチョック１Ａの同じ位置で回転しながら被圧延材Ｓの圧下をおこなうのが好ましく、被圧延材Ｓの搬送方向に曲がりが生じた際に左右のいずれか一方もしくは双方の矯正ロール３Ａ，３Ｂのみが所望にスライドして被圧延材Ｓの曲がりを矯正することにより、被圧延材Ｓを所望に圧下しながら、その長手方向の真直性を保証することができる。
【００５２】
しかしながら、図示するスライド機構を適用した際には、バックアップロールのスライドに応じて矯正ロールはδ２スライドする（δ２＞δ１）が、竪ロールもδ１スライドすることになる。
【００５３】
そこで、図１で示すように、図示するユニバーサル圧延機１０は竪ロールチョック１Ａ、１Ｂの全体を平面内でスライドさせる（Ｘ３方向）圧下装置５Ａ，５Ｂをさらに備えており、たとえば竪ロールチョック１Ａを竪ロール２Ａと同じδ１だけ被圧延材Ｓと反対側にスライドさせることにより、竪ロール２Ａのスライドを解消して被圧延材Ｓに対する竪ロール２Ａの回転位置を変化させることなく、被圧延材Ｓの圧下をおこなうことを可能とするものである。
【００５４】
圧下装置５Ａにて竪ロールチョック１Ａを竪ロール２Ａのスライド方向Ｘ１と逆方向にδ１スライドさせて竪ロール２Ａのスライドを解消してもとの位置に留まらせた上で、矯正ロール３Ａは被圧延材Ｓ側にδ２−δ１だけスライドさせることができ、このスライド量によって被圧延材Ｓの曲がりを矯正することになる。
【００５５】
ユニバーサル圧延機１０による圧延時の被圧延材Ｓの左右（左フランジＦ、右フランジＦ）の圧下バランスの変化は、被圧延材Ｓの左右の温度が異なること、左右の厚みが異なること、竪ロール２Ａ，２Ｂのロール状態やその径などが異なること、といった複数の要因によって生じるものであり、したがって圧下バランスの変化の程度は一様でない。そこで、実際にＨ形鋼からなる被圧延材Ｓのユニバーサル圧延をおこなう際には、実際のユニバーサル圧延に先んじて、被圧延材Ｓの搬送時の曲がりの程度を確認するべく、２，３の被圧延材Ｓを仮に搬送させて圧延し、搬送の際の曲がりの程度や傾向を作業員が目視等で確認した後に、矯正ロールスライド機構にて左右双方の矯正ロールもしくはいずれか一方の矯正ロール３Ａ，３Ｂのスライド量を調整した後に、実際のユニバーサル圧延工程に移行することになる。
【００５６】
図示するユニバーサル圧延機１０によれば、搬送される被圧延材Ｓの左右の竪ロールチョック１Ａ，１Ｂに回転自在に配された矯正ロール３Ａ，３Ｂが当該竪ロールチョック１Ａ，１Ｂに対して相対的にスライド自在に構成されていることで、被圧延材Ｓの左右の圧下バランスの程度に応じて左右いずれか一方もしくは双方の矯正ロール３Ａ，３Ｂがスライドして、被圧延材Ｓの曲がりを所望に矯正することができ、被圧延材Ｓの長手方向の真直性を保証しながら圧下をおこなうことができる。
【００５７】
また、図示を省略するが、搬送路を搬送する被圧延材の第１の竪ロール側領域と第２の竪ロール側領域の圧下状態の異同を検知するセンサと、センサからのセンシングデータを受信し、圧下状態が異なる場合に矯正ロールスライド手段に信号を送信して、第１、第２の矯正ロールのいずれか一方もしくは双方を搬送路に直交する方向にスライドさせて双方の領域の圧下状態を同じに調整する制御部と、をさらに備えたユニバーサル圧延機を適用することもできる。なお、ここでいうセンサとしては、被圧延材の第１の竪ロール側領域と第２の竪ロール側領域それぞれの温度を検知する温度センサや、第１、第２の竪ロールに設けられた圧力センサ、被圧延材の正規の搬送方向と実際の搬送方向の差分を検知する距離センサなどを挙げることができる。被圧延材の左右の圧下状態の異同や圧下バランスの程度を、既述するように作業員による目視によることなくセンサによって自動的に測定し、センシングデータに基づいた矯正ロールの自動制御をおこなうことで、被圧延材の圧下の際の曲がりを精緻に調整しながら、所望する搬送方向に圧下後の被圧延材を完全自動化の下で搬送して長手方向の真直性を保証することができる。
【００５８】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５９】
１Ａ…第１の竪ロールチョック、１Ｂ…第２の竪ロールチョック、２Ａ…第１の竪ロール、２Ｂ…第２の竪ロール、３Ａ…第１の矯正ロール、３Ｂ…第２の矯正ロール、４Ａ…第１のバックアップロール、４Ｂ…第２のバックアップロール、４Ａａ，４Ｂａ…偏心軸、４Ａｂ，４Ｂｂ…バックアップロール外筒、４Ａｃ，４Ｂｃ…側面歯（ウォームホイール）、５Ａ…第１の圧下装置、５Ｂ…第２の圧下装置、６Ａａ，６Ｂａ…サーボモータ、６Ａｂ，６Ｂｂ…軸、６Ａｃ，６Ｂｃ…第１のギア（ウォームギア）、６Ａｃ’,６Ｂｃ’…第２のギア（ウォームギア）、７Ａ…第１の水平ロール、７Ｂ…第２の水平ロール、１０…ユニバーサル圧延機、Ｓ…被圧延材、Ｗ…ウェブ、Ｆ…フランジ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被圧延材を圧延して各種形鋼を成形するユニバーサル圧延機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｈ形鋼やＩ形鋼などの各種形鋼は、ユニバーサル圧延機でユニバーサル圧延されることによって成形されている。このユニバーサル圧延機としては、たとえば特許文献１に開示されるように、上下一対の水平ロールと、左右一対の竪ロールと、一対の竪ロールを回動自在に軸支する一対の竪ロールチョックを有する形態が一般的である。そして、特許文献１で開示されるユニバーサル圧延機は、一対の竪ロールチョックにおける竪ロールよりも出側の位置に、竪ロールの回転方向と同じ方向に回転自在に軸支されて、圧延された被圧延材の左右方向の曲がりを矯正する矯正ロールを設けたことを特徴とするものである。
【０００３】
形鋼成形においてはその長手方向の真直性を保証することが重要であるが、これまでのユニバーサル圧延機では圧延した被圧延材に上下方向の反りや左右方向の曲がりが生じることが多く、これらの曲がりをプレス等によって修正する制御が困難であるという課題を有するものであった。この課題に鑑み、特許文献１で開示されるユニバーサル圧延機では、竪ロールチョックにおける竪ロールよりも出側の位置にある矯正ロールによって被圧延材の左右方向の曲がりを矯正するようにしたことで、竪ロールと矯正ロールとの距離を可及的に狭めながら、圧延された被圧延材の先端が曲がる前に矯正ロールで曲がりを確実に矯正することを可能としたものである。なお、このユニバーサル圧延機においては、竪ロールや矯正ロール、バックアップロールが共に竪ロールチョックに対して固定された位置で回転自在となっている。
【０００４】
ところで、形鋼等をユニバーサル圧延機で圧延するに当たり、形鋼等の左右の温度差等によって左右で圧下状態が異なり、左右の圧下状態の相異によって左右の圧下バランスが変化することにより、被圧延材は初期の搬送方向から曲がった方向に搬送されることになってしまう。
【０００５】
この圧下バランスの変化の程度は、形鋼の左右の温度差や竪ロール、矯正ロールの径などによって多様に変化することが本発明者等によって特定されている。したがって、特許文献１で開示されるように、竪ロールや矯正ロール、バックアップロールが竪ロールチョックに対して固定された位置で回転自在な構成では、多様な圧下バランスの変化に対応しながら被圧延材の曲がりを臨機に初期の搬送方向に矯正することは極めて難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１２４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、多様な圧下バランスの変化に対応しながら、被圧延材の曲がりを臨機に初期の搬送方向に矯正することのできるユニバーサル圧延機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成すべく、本発明によるユニバーサル圧延機は、被圧延材の搬送路を挟んで左右の位置にある一対の第１、第２の竪ロールチョックのそれぞれに回転自在に設けられた第１、第２の竪ロールおよび第１、第２の矯正ロールと、被圧延材の搬送路を挟んで上下の位置にある一対の第１、第２の水平ロールと、を備えたユニバーサル圧延機において、前記ユニバーサル圧延機は、前記第１、第２の矯正ロールを前記搬送路に直交する方向にスライドさせる矯正ロールスライド機構をさらに備えているものである。
【０００９】
本発明のユニバーサル圧延機は、竪ロールチョックに竪ロールと矯正ロールがともに回転自在に設けられ、その上下位置に水平ロールを備えたユニバーサル圧延機において、矯正ロールが矯正ロールスライド機構にて竪ロールチョックに対して相対的にスライドすることのできる圧延機である。
【００１０】
竪ロールチョックに対して矯正ロールが相対的にスライド自在であることから、一対の竪ロールおよび矯正ロールの間を搬送される被圧延材の左右の圧下バランスに応じて、左右いずれか一方の矯正ロールを被圧延材側にスライドさせたり、もしくは左右双方の矯正ロールをスライド量を異ならせながら被圧延材側にスライドさせる等の調整を図ることができる。
【００１１】
ここで、被圧延材としては、Ｈ形鋼やＩ形鋼、Ｃ形鋼などの形鋼のほか、レールの軌条などを挙げることができる。被圧延材としてたとえばＨ形鋼を取り上げると、ユニバーサル圧延機をＨ形鋼が通過する過程で、上下の水平ロールでウェブが圧延され、左右の竪ロールで左右のフランジが圧延されることになる。
【００１２】
圧延機による圧延時の被圧延材の左右の圧下バランスの変化は、被圧延材の左右の温度が異なること、左右の厚みが異なること、竪ロールのロール状態やその径などが異なること、といった複数の要因によって生じるものであり、したがって圧下バランスの変化の程度は一様でない。
【００１３】
そこで、たとえば、実際のユニバーサル圧延に先んじて、形鋼等の搬送時の曲がりの程度を確認するべく、２，３の形鋼等を仮に搬送させて圧延し、搬送の際の曲がりの程度や傾向を作業員が目視等で確認した後に、矯正ロールスライド機構にて左右双方の矯正ロールもしくはいずれか一方の矯正ロールのスライド量を調整した後に、実際のユニバーサル圧延工程に移行することができる。
【００１４】
本発明のユニバーサル圧延機によれば、竪ロールチョックに対して矯正ロールを相対的にスライド自在に構成したことで、多様な圧下バランスの変化に対応しながら、被圧延材の曲がりを臨機に初期の搬送方向に矯正することが可能となる。
【００１５】
ここで、上記する矯正ロールスライド機構としては、たとえば、第１、第２の竪ロールチョックのそれぞれに、第１、第２のバックアップロールが回転自在で、かつ少なくとも第１、第２の矯正ロールのそれぞれに接した姿勢で設けられた構成の圧延機において、矯正ロールスライド機構が、竪ロールチョックに設けられた凹溝内でスライド自在で矯正ロールを回転自在に軸支する入れ子と、入れ子をバックアップロール側に付勢する引張ばねと、第１、第２のバックアップロールをスライドさせるバックアップロールスライド機構と、から構成される形態を挙げることができる。
【００１６】
左右それぞれの竪ロールがともにバックアップロール（第１、第２のバックアップロール）に接していることで、圧延時に竪ロールに作用する圧延荷重を被圧延材と反対側に位置するバックアップロールで支持することができ、竪ロールやその回転軸等の破損を抑制することができる。
【００１７】
バックアップロールがバックアップロールスライド機構によってスライドするとともに、引張ばねで常時バックアップロール側に付勢されている矯正ロールを軸支する入れ子は、バックアップロールのスライドにともなって同調して竪ロールチョックの凹溝内をスライドする。
【００１８】
ここで、バックアップロールを、その中心位置から偏心した位置にある偏心軸から構成し、偏心軸を中心に回動するようにしておくことで（すなわち、バックアップロールスライド機構を偏心軸から構成させる）、バックアップロールは自身がその偏心軸を中心に回動するのにともなって平面内でスライドすることができる。このバックアップロールの平面内におけるスライドにともない、引張ばねによってバックアップロール側に付勢されている入れ子の上に軸支された矯正ロールは、バックアップロールに接しながら同様に平面内でスライドすることになる。
【００１９】
また、前記竪ロールも、竪ロールチョックに設けられた凹溝内でスライド自在な入れ子に回転自在に軸支され、該入れ子がバックアップロール側に別途の引張ばねによって付勢されている実施の形態であってもよい。
【００２０】
すなわち、竪ロールと矯正ロールがともに固有の入れ子の上に軸支され、双方の入れ子が竪ロールチョックに設けられた凹溝内にスライド自在に収容された構成となっている。なお、その他にも、竪ロールチョックに大きめの凹溝を設けておき、この凹溝内に大きめの入れ子が収容され、この入れ子が引張ばねを介して竪ロールチョックに繋がれてバックアップロール側に付勢された構成とし、この大きめの入れ子に対して竪ロールは固定位置で回転自在に軸支され、矯正ロールは入れ子に設けられた凹溝内にある小さめの入れ子に回転自在に軸支され、この小さめの入れ子も引張ばねにてバックアップロール側に付勢された実施の形態などであってもよい。
【００２１】
また、前記第１、第２のバックアップロールはともに２つずつあり、第１、第２のバックアップロールともに、２つのバックアップロールが竪ロールに接した姿勢で回転自在となっており、かついずれか一方のバックアップロールが矯正ロールにも接した姿勢で回転自在となっており、２つのバックアップロールが逆方向に回動して竪ロールを被圧延材側にδ１スライドさせ、かつ、矯正ロールをδ２スライドさせる実施の形態であってもよい。
【００２２】
１つの竪ロールがこれに接する２つのバックアップロールで支持されることで、竪ロールからの圧延荷重を双方のバックアップロールに分担させることができ、バックアップロール自体の破損をも抑制することができる。
【００２３】
そして、同径の２つのバックアップロールが逆方向に同じ回動量だけ回動し、したがって平面内で同じスライド量だけスライドすることにより、竪ロールを被圧延材の搬送方向に直交する方向であって、被圧延材に近づく向きに、もしくは被圧延材から遠ざかる向きに平面内でスライドさせることができる。
【００２４】
また、第１、第２のバックアップロールの側面に設けられた側面歯（ウォームホイール）とそれぞれ噛み合いするギア歯であって双方のギア歯が逆むきとなっている第１、第２のギア（ウォームギア）を有する軸と、該軸を回転させるアクチュエータとからなる軸回転機構が第１、第２の竪ロールチョックのそれぞれに設けてあり、前記軸を回転させてそれぞれの側面歯を逆方向に回転させ、それぞれの側面歯が逆方向に回転することによって２つのバックアップロールを同時に逆方向に回動させ、もって該２つのバックアップロールを前記搬送路に直交する方向に同量スライドさせる実施の形態であってもよい。
【００２５】
２つのバックアップロールを相互に逆方向に回動させるための具体的な実施の形態であるが、ギア歯が逆向きの２つのギア（ウォームギア）を軸によって連結して一体にしておき、それぞれのギア歯を各バックアップロールの側面に設けられた側面歯（ウォームホイール）に噛み合わせておき、サーボモータ等のアクチュエータにて軸を回転させて２つのウォームホイールを逆方向に回転させることで、双方のバックアップロールを同期して逆回転で回動させることが可能となる。
【００２６】
また、前記ユニバーサル圧延機は、第１、第２の竪ロールチョックを前記搬送路に直交する方向にスライドさせる圧下装置をさらに備え、竪ロールが被圧延材側にδ１スライドしようとした際に、圧下装置が竪ロールチョックを被圧延材と反対側にδ１スライドさせて竪ロールのスライドを解消させるのが好ましい。
【００２７】
被圧延材を圧下する竪ロールは、竪ロールチョックの同じ位置で回転しながら被圧延材の圧下をおこなうのが好ましく、被圧延材の搬送方向に曲がりが生じた際に左右のいずれか一方もしくは双方の矯正ロールのみが所望にスライドして被圧延材の曲がりを矯正することにより、被圧延材を所望に圧下しながら、その長手方向の真直性を保証することができる。
【００２８】
その一方で、上記で挙げた実施の形態によれば、バックアップロールのスライドに応じて矯正ロールはδ２スライドするが、竪ロールもδ１スライドすることになる。
【００２９】
そこで、ユニバーサル圧延機を構成する圧下装置にて竪ロールチョックを竪ロールと同じδ１だけ被圧延材と反対側にスライドさせて竪ロールのスライドを解消するものである。
【００３０】
たとえば、矯正ロールのスライド量δ２を竪ロールのスライド量δ１よりも大きくなるように調整しておき、圧下装置にて竪ロールチョックを竪ロールのスライド方向と逆方向にδ１スライドさせて竪ロールのスライドを解消してもとの位置に留まらせた上で（したがって、被圧延材に対する竪ロールの位置は変化しない）、矯正ロールは被圧延材側にδ２−δ１だけスライドさせることができ、このスライド量によって被圧延材の曲がりを矯正することになる。
【００３１】
また、本発明によるユニバーサル圧延機の他の実施の形態は、搬送路を搬送する被圧延材の第１の竪ロール側領域と第２の竪ロール側領域の圧下状態の異同を検知するセンサと、前記センサからのセンシングデータを受信し、圧下状態が異なる場合に矯正ロールスライド手段に信号を送信して、第１、第２の矯正ロールのいずれか一方もしくは双方を搬送路に直交する方向にスライドさせて双方の領域の圧下状態を同じに調整する制御部と、をさらに備える実施の形態であってもよい。
【００３２】
前記センサとしては、被圧延材の第１の竪ロール側領域と第２の竪ロール側領域それぞれの温度を検知する温度センサ、もしくは、第１、第２の竪ロールに設けられた圧力センサ、もしくは、被圧延材の正規の搬送方向と実際の搬送方向の差分を検知する距離センサ、のうちのいずれか一種を挙げることができる。
【００３３】
被圧延材の左右の圧下状態の異同や圧下バランスの程度を、既述するように作業員による目視によることなくセンサによって自動的に測定し、センシングデータに基づいた矯正ロールの自動制御をおこなうことで、被圧延材の圧下の際の曲がりを精緻に調整しながら、所望する搬送方向に圧下後の被圧延材を完全自動化の下で搬送して長手方向の真直性を保証することができる。
【発明の効果】
【００３４】
以上の説明から理解できるように、本発明のユニバーサル圧延機によれば、搬送される被圧延材の左右の竪ロールチョックに回転自在に配された矯正ロールが当該竪ロールチョックに対して相対的にスライド自在に構成されていることで、被圧延材の左右の圧下バランスの程度に応じて左右いずれか一方もしくは双方の矯正ロールがスライドして、被圧延材の曲がりを所望に矯正することができ、被圧延材の長手方向の真直性を保証しながら圧下をおこなうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明のユニバーサル圧延機の一実施の形態の平面図である。
【図２】図１のII−II矢視図であって、ユニバーサル圧延機の縦断面図である。
【図３】矯正ロールおよび竪ロールのそれぞれをスライドさせるスライド機構の一実施の形態を説明した模式図である。
【図４】矯正ロールおよび竪ロールのそれぞれをスライドさせるスライド機構の他の実施の形態を説明した模式図である。
【図５】竪ロールのスライドに応じて竪ロールチョックが逆方向にスライドして竪ロールのスライドを解消している状況を説明した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、図面を参照して本発明のユニバーサル圧延機の実施の形態を説明する。なお、図示する圧延機では、竪ロールや水平ロール、矯正ロール、バックアップロールを回転もしくは回動させるアクチュエータの図示は省略している。また、図示する被圧延材はＨ形鋼であるが、圧延される被圧延材はこれ以外にも、Ｉ形鋼やＣ形鋼、レールの軌条などであってもよい。
【００３７】
図１は、本発明のユニバーサル圧延機の一実施の形態の平面図であり、図２は、図１のII−II矢視図であって、ユニバーサル圧延機の縦断面図であり、図３は、矯正ロールおよび竪ロールのそれぞれをスライドさせるスライド機構の一実施の形態を説明した模式図である。
【００３８】
図示するユニバーサル圧延機１０は、被圧延材Ｓの搬送路を挟んで左右の位置にある一対の第１、第２の竪ロールチョック１Ａ，１Ｂと、それぞれの竪ロールチョック１Ａ，１Ｂに回転自在に設けられた第１、第２の竪ロール２Ａ，２Ｂおよび第１、第２の矯正ロール３Ａ，３Ｂと、被圧延材Ｓの搬送路を挟んで上下の位置にある一対の第１、第２の水平ロール７Ａ，７Ｂと、から大略構成されている。被圧延材Ｓがユニバーサル圧延機１０に入ってくる（Ｙ方向）入側に竪ロール２Ａ，２Ｂが配され、被圧延材Ｓが出ていく（Ｙ方向）出側に矯正ロール３Ａ，３Ｂが配されており、Ｈ形鋼である被圧延材ＳのウェブＷを上下の水平ロール７Ａ，７Ｂが圧下し、左右のフランジＦ，Ｆを左右の竪ロール２Ａ，２Ｂが圧下し、搬送される被圧延材Ｓの搬送方向の曲がりを矯正ロール３Ａ，３Ｂのいずれか一方もしくは双方がスライドしながら（Ｘ２方向）調整するようになっている。
【００３９】
図１，２からも明らかなように、装置構成は被圧延材Ｓの左右で同一であるため、以下、各構成部材の説明を被圧延材Ｓの右側の領域を取り上げて説明する。すなわち、以下の説明はそのまま被圧延材Ｓの左側の装置構成にも妥当するものである。
【００４０】
竪ロール２Ａは被圧延材Ｓと反対側にある２つのバックアップロール４Ａ，４Ａの双方に接しており、矯正ロール３Ａは一方のバックアップロール４Ａにのみ接している。
【００４１】
図３で示すように、竪ロールチョック１Ａには、２つの凹溝１Ａａ，１Ａｂが設けてあり、凹溝１Ａａには入れ子２Ａｂが収容され、かつこの入れ子２Ａｂは引張ばね２Ａｃを介してバックアップロール４Ａ側に付勢されており（付勢力Ｐ）、入れ子２Ａｂに竪ロール２Ａが回転軸２Ａａを中心に回転自在に軸支されている。
【００４２】
また、他方の凹溝１Ａｂには別途の入れ子３Ａｂが収容され、かつこの入れ子３Ａｂは引張ばね３Ａｃを介してバックアップロール４Ａ側に付勢されており（付勢力Ｐ）、入れ子３Ａｂに矯正ロール３Ａが回転軸３Ａａを中心に回転自在に軸支されている。
【００４３】
図１で示すように、バックアップロール４Ａは、その中心から偏心位置に回動軸を有する偏心軸４Ａａと、その周囲のバックアップロール外筒４Ａｂとから構成されており、バックアップロール４Ａは自身がその偏心軸４Ａａを中心に回動する（図１中のＺ１方向）ことにともなって平面内でスライドすることができる。このバックアップロール４Ａの平面内におけるスライドにともない、引張ばね２Ａｃ，３Ａｃによってバックアップロール側に付勢されている入れ子２Ａｂ，３Ａｂの上に軸支された竪ロール２Ａ、矯正ロール３Ａはともに、バックアップロール４Ａに接しながら同様に平面内でスライドすることになる（Ｘ１方向、Ｘ２方向）。この偏心軸４Ａａを中心に回動しながらスライドするバックアップロール４Ａの該偏心軸４Ａａがバックアップロールをスライドさせるバックアップロールスライド機構であり、この偏心軸４Ａａと、入れ子３Ａｂと、引張ばね３Ａｃが矯正ロールスライド機構である。
【００４４】
なお、図３で示す竪ロール２Ａと矯正ロール３Ａの付勢機構の変形例として、図４で示すように、竪ロールチョック１Ａに大きめの凹溝１Ａｃを設けておき、この凹溝１Ａｃ内に大きめの入れ子８が収容されていて、入れ子８が引張ばね８ｂを介して竪ロールチョック１Ａに繋がれてバックアップロール側に付勢された（付勢力Ｐ）実施の形態であってもよい。この大きめの入れ子８に対して竪ロール２Ａは固定位置で回転自在に軸支され、矯正ロール３Ａは入れ子８に設けられた凹溝８ａ内にある小さめの入れ子３Ａｂに回転自在に軸支され、この小さめの入れ子３Ａｂも引張ばね３Ａｃにてバックアップロール側に付勢されている（付勢力Ｐ）。
【００４５】
次に、図５を参照して、２つのバックアップロール４Ａ，４Ａを回動させながらスライドさせる機構について説明する。なお、同図において、２点鎖線はバックアップロールや竪ロール、矯正ロールがスライドする前の状態を示しており、実線はスライド後の状態を示している。
【００４６】
２つのバックアップロール４Ａ、４Ａの側面にはいずれも、側面歯４Ａｃ，４Ａｃが装着されており、その側方には、それぞれの側面歯４Ａｃ，４Ａｃ（ウォームホイール）と噛み合いするギア歯を有するとともに双方のギア歯が逆向きとなっている第１、第２のギア６Ａｃ，６Ａｃ’と、第１、第２のギア６Ａｃ，６Ａｃ’ （ウォームギア）が一体となった軸６Ａｂと、この軸６Ａｂを回転させるサーボモータ６Ａａからなる軸回転機構が配設されている。なお、図２で示すように、バックアップロール４Ａや軸回転機構はケースＣ内に収容されており、偏心軸４Ａａはベアリングを介して回動自在にケースＣに取り付けられている。
【００４７】
軸６Ａｂを回転させて２つの側面歯４Ａｃ，４Ａｃを逆方向に回転させることにより（Ｚ３方向、Ｚ３’方向）、２つのバックアップロール４Ａ，４Ａを偏心軸４Ａａを中心に同時に逆方向に回動させ（Ｚ１方向、Ｚ１’方向）、偏心軸４Ａａを中心としたこの回動によって２つのバックアップロール４Ａ，４Ａを水平面内でそれぞれスライドさせる。
【００４８】
同径の２つのバックアップロール４Ａ，４Ａの中心位置Ｏ点と中心角θをなして双方に付勢されて接している竪ロール２Ａは、バックアップロール４Ａ，４Ａの同じスライド量によって被圧延材Ｓ側にδ１押出される。
【００４９】
また、一方のバックアップロール４Ａに付勢されて接している矯正ロール３Ａは、当該バックアップロール４Ａのスライドによって被圧延材Ｓ側にδ２押出される。
【００５０】
このように、図示するスライド機構を適用することで、竪ロール２Ａからの圧延荷重を２つのバックアップロール４Ａ，４Ａで安定的に支持でき、さらには、バックアップロール４Ａ，４Ａのスライドに応じて竪ロール２Ａと矯正ロール３Ａを同時にスライドさせることができる。
【００５１】
ここで、被圧延材Ｓを圧下する竪ロール２Ａは、竪ロールチョック１Ａの同じ位置で回転しながら被圧延材Ｓの圧下をおこなうのが好ましく、被圧延材Ｓの搬送方向に曲がりが生じた際に左右のいずれか一方もしくは双方の矯正ロール３Ａ，３Ｂのみが所望にスライドして被圧延材Ｓの曲がりを矯正することにより、被圧延材Ｓを所望に圧下しながら、その長手方向の真直性を保証することができる。
【００５２】
しかしながら、図示するスライド機構を適用した際には、バックアップロールのスライドに応じて矯正ロールはδ２スライドする（δ２＞δ１）が、竪ロールもδ１スライドすることになる。
【００５３】
そこで、図１で示すように、図示するユニバーサル圧延機１０は竪ロールチョック１Ａ、１Ｂの全体を平面内でスライドさせる（Ｘ３方向）圧下装置５Ａ，５Ｂをさらに備えており、たとえば竪ロールチョック１Ａを竪ロール２Ａと同じδ１だけ被圧延材Ｓと反対側にスライドさせることにより、竪ロール２Ａのスライドを解消して被圧延材Ｓに対する竪ロール２Ａの回転位置を変化させることなく、被圧延材Ｓの圧下をおこなうことを可能とするものである。
【００５４】
圧下装置５Ａにて竪ロールチョック１Ａを竪ロール２Ａのスライド方向Ｘ１と逆方向にδ１スライドさせて竪ロール２Ａのスライドを解消してもとの位置に留まらせた上で、矯正ロール３Ａは被圧延材Ｓ側にδ２−δ１だけスライドさせることができ、このスライド量によって被圧延材Ｓの曲がりを矯正することになる。
【００５５】
ユニバーサル圧延機１０による圧延時の被圧延材Ｓの左右（左フランジＦ、右フランジＦ）の圧下バランスの変化は、被圧延材Ｓの左右の温度が異なること、左右の厚みが異なること、竪ロール２Ａ，２Ｂのロール状態やその径などが異なること、といった複数の要因によって生じるものであり、したがって圧下バランスの変化の程度は一様でない。そこで、実際にＨ形鋼からなる被圧延材Ｓのユニバーサル圧延をおこなう際には、実際のユニバーサル圧延に先んじて、被圧延材Ｓの搬送時の曲がりの程度を確認するべく、２，３の被圧延材Ｓを仮に搬送させて圧延し、搬送の際の曲がりの程度や傾向を作業員が目視等で確認した後に、矯正ロールスライド機構にて左右双方の矯正ロールもしくはいずれか一方の矯正ロール３Ａ，３Ｂのスライド量を調整した後に、実際のユニバーサル圧延工程に移行することになる。
【００５６】
図示するユニバーサル圧延機１０によれば、搬送される被圧延材Ｓの左右の竪ロールチョック１Ａ，１Ｂに回転自在に配された矯正ロール３Ａ，３Ｂが当該竪ロールチョック１Ａ，１Ｂに対して相対的にスライド自在に構成されていることで、被圧延材Ｓの左右の圧下バランスの程度に応じて左右いずれか一方もしくは双方の矯正ロール３Ａ，３Ｂがスライドして、被圧延材Ｓの曲がりを所望に矯正することができ、被圧延材Ｓの長手方向の真直性を保証しながら圧下をおこなうことができる。
【００５７】
また、図示を省略するが、搬送路を搬送する被圧延材の第１の竪ロール側領域と第２の竪ロール側領域の圧下状態の異同を検知するセンサと、センサからのセンシングデータを受信し、圧下状態が異なる場合に矯正ロールスライド手段に信号を送信して、第１、第２の矯正ロールのいずれか一方もしくは双方を搬送路に直交する方向にスライドさせて双方の領域の圧下状態を同じに調整する制御部と、をさらに備えたユニバーサル圧延機を適用することもできる。なお、ここでいうセンサとしては、被圧延材の第１の竪ロール側領域と第２の竪ロール側領域それぞれの温度を検知する温度センサや、第１、第２の竪ロールに設けられた圧力センサ、被圧延材の正規の搬送方向と実際の搬送方向の差分を検知する距離センサなどを挙げることができる。被圧延材の左右の圧下状態の異同や圧下バランスの程度を、既述するように作業員による目視によることなくセンサによって自動的に測定し、センシングデータに基づいた矯正ロールの自動制御をおこなうことで、被圧延材の圧下の際の曲がりを精緻に調整しながら、所望する搬送方向に圧下後の被圧延材を完全自動化の下で搬送して長手方向の真直性を保証することができる。
【００５８】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５９】
１Ａ…第１の竪ロールチョック、１Ｂ…第２の竪ロールチョック、２Ａ…第１の竪ロール、２Ｂ…第２の竪ロール、３Ａ…第１の矯正ロール、３Ｂ…第２の矯正ロール、４Ａ…第１のバックアップロール、４Ｂ…第２のバックアップロール、４Ａａ，４Ｂａ…偏心軸、４Ａｂ，４Ｂｂ…バックアップロール外筒、４Ａｃ，４Ｂｃ…側面歯（ウォームホイール）、５Ａ…第１の圧下装置、５Ｂ…第２の圧下装置、６Ａａ，６Ｂａ…サーボモータ、６Ａｂ，６Ｂｂ…軸、６Ａｃ，６Ｂｃ…第１のギア（ウォームギア）、６Ａｃ’,６Ｂｃ’…第２のギア（ウォームギア）、７Ａ…第１の水平ロール、７Ｂ…第２の水平ロール、１０…ユニバーサル圧延機、Ｓ…被圧延材、Ｗ…ウェブ、Ｆ…フランジ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被圧延材の搬送路を挟んで左右の位置にある一対の第１、第２の竪ロールチョックのそれぞれに回転自在に設けられた第１、第２の竪ロールおよび第１、第２の矯正ロールと、
被圧延材の搬送路を挟んで上下の位置にある一対の第１、第２の水平ロールと、を備えたユニバーサル圧延機において、
前記ユニバーサル圧延機は、前記第１、第２の矯正ロールを前記搬送路に直交する方向にスライドさせる矯正ロールスライド機構をさらに備えているユニバーサル圧延機。
【請求項２】
前記第１、第２の竪ロールチョックのそれぞれに、第１、第２のバックアップロールが回転自在で、かつ少なくとも第１、第２の矯正ロールのそれぞれに接した姿勢で設けられ、
前記矯正ロールスライド機構は、竪ロールチョックに設けられた凹溝内でスライド自在で矯正ロールを回転自在に軸支する入れ子と、入れ子をバックアップロール側に付勢する引張ばねと、第１、第２のバックアップロールをスライドさせるバックアップロールスライド機構と、から構成されている請求項１に記載のユニバーサル圧延機。
【請求項３】
前記バックアップロールスライド機構は、バックアップロールの中心から偏心位置にあってその回動中心となる偏心軸からなり、
前記偏心軸を中心にバックアップロールを回動させることによってバックアップロールをスライドさせ、バックアップロールのスライドに応じて入れ子と矯正ロールがスライドする請求項２に記載のユニバーサル圧延機。
【請求項４】
前記竪ロールも、竪ロールチョックに設けられた凹溝内でスライド自在な入れ子に回転自在に軸支され、該入れ子がバックアップロール側に別途の引張ばねによって付勢されている請求項２または３に記載のユニバーサル圧延機。
【請求項５】
前記第１、第２のバックアップロールはともに２つずつあり、
第１、第２のバックアップロールともに、２つのバックアップロールが竪ロールに接した姿勢で回転自在となっており、かついずれか一方のバックアップロールが矯正ロールにも接した姿勢で回転自在となっており、
２つのバックアップロールが逆方向に回動して竪ロールを被圧延材側にδ１スライドさせ、かつ、矯正ロールをδ２スライドさせる請求項２〜４のいずれかに記載のユニバーサル圧延機。
【請求項６】
第１、第２のバックアップロールの側面に設けられた側面歯とそれぞれ噛み合いするギア歯であって双方のギア歯が逆むきとなっている第１、第２のギアを有する軸と、該軸を回転させるアクチュエータとからなる軸回転機構が第１、第２の竪ロールチョックのそれぞれに設けてあり、
前記軸を回転させて２つのバックアップロールを同時に逆方向に回動させ、もって該２つのバックアップロールを前記搬送路に直交する方向に同量スライドさせる請求項５に記載のユニバーサル圧延機。
【請求項７】
前記ユニバーサル圧延機は、第１、第２の竪ロールチョックを前記搬送路に直交する方向にスライドさせる圧下装置をさらに備え、
竪ロールが被圧延材側にδ１スライドしようとした際に圧下装置が竪ロールチョックを被圧延材と反対側にδ１スライドさせて竪ロールのスライドを解消させる請求項５または６に記載のユニバーサル圧延機。
【請求項８】
前記ユニバーサル圧延機は、
搬送路を搬送する被圧延材の第１の竪ロール側領域と第２の竪ロール側領域の圧下状態の異同を検知するセンサと、
前記センサからのセンシングデータを受信し、圧下状態が異なる場合に矯正ロールスライド手段に信号を送信して、第１、第２の矯正ロールのいずれか一方もしくは双方を搬送路に直交する方向にスライドさせて双方の領域の圧下状態を同じに調整する制御部と、をさらに備える請求項１〜７のいずれかに記載のユニバーサル圧延機。
【請求項９】
前記センサが、被圧延材の第１の竪ロール側領域と第２の竪ロール側領域それぞれの温度を検知する温度センサ、もしくは、第１、第２の竪ロールに設けられた圧力センサ、もしくは、被圧延材の正規の搬送方向と実際の搬送方向の差分を検知する距離センサ、のうちのいずれか一種からなる請求項８に記載のユニバーサル圧延機。
【請求項１】
被圧延材の搬送路を挟んで左右の位置にある一対の第１、第２の竪ロールチョックのそれぞれに回転自在に設けられた第１、第２の竪ロールおよび第１、第２の矯正ロールと、
被圧延材の搬送路を挟んで上下の位置にある一対の第１、第２の水平ロールと、を備えたユニバーサル圧延機において、
前記ユニバーサル圧延機は、前記第１、第２の矯正ロールを前記搬送路に直交する方向にスライドさせる矯正ロールスライド機構をさらに備えているユニバーサル圧延機。
【請求項２】
前記第１、第２の竪ロールチョックのそれぞれに、第１、第２のバックアップロールが回転自在で、かつ少なくとも第１、第２の矯正ロールのそれぞれに接した姿勢で設けられ、
前記矯正ロールスライド機構は、竪ロールチョックに設けられた凹溝内でスライド自在で矯正ロールを回転自在に軸支する入れ子と、入れ子をバックアップロール側に付勢する引張ばねと、第１、第２のバックアップロールをスライドさせるバックアップロールスライド機構と、から構成されている請求項１に記載のユニバーサル圧延機。
【請求項３】
前記バックアップロールスライド機構は、バックアップロールの中心から偏心位置にあってその回動中心となる偏心軸からなり、
前記偏心軸を中心にバックアップロールを回動させることによってバックアップロールをスライドさせ、バックアップロールのスライドに応じて入れ子と矯正ロールがスライドする請求項２に記載のユニバーサル圧延機。
【請求項４】
前記竪ロールも、竪ロールチョックに設けられた凹溝内でスライド自在な入れ子に回転自在に軸支され、該入れ子がバックアップロール側に別途の引張ばねによって付勢されている請求項２または３に記載のユニバーサル圧延機。
【請求項５】
前記第１、第２のバックアップロールはともに２つずつあり、
第１、第２のバックアップロールともに、２つのバックアップロールが竪ロールに接した姿勢で回転自在となっており、かついずれか一方のバックアップロールが矯正ロールにも接した姿勢で回転自在となっており、
２つのバックアップロールが逆方向に回動して竪ロールを被圧延材側にδ１スライドさせ、かつ、矯正ロールをδ２スライドさせる請求項２〜４のいずれかに記載のユニバーサル圧延機。
【請求項６】
第１、第２のバックアップロールの側面に設けられた側面歯とそれぞれ噛み合いするギア歯であって双方のギア歯が逆むきとなっている第１、第２のギアを有する軸と、該軸を回転させるアクチュエータとからなる軸回転機構が第１、第２の竪ロールチョックのそれぞれに設けてあり、
前記軸を回転させて２つのバックアップロールを同時に逆方向に回動させ、もって該２つのバックアップロールを前記搬送路に直交する方向に同量スライドさせる請求項５に記載のユニバーサル圧延機。
【請求項７】
前記ユニバーサル圧延機は、第１、第２の竪ロールチョックを前記搬送路に直交する方向にスライドさせる圧下装置をさらに備え、
竪ロールが被圧延材側にδ１スライドしようとした際に圧下装置が竪ロールチョックを被圧延材と反対側にδ１スライドさせて竪ロールのスライドを解消させる請求項５または６に記載のユニバーサル圧延機。
【請求項８】
前記ユニバーサル圧延機は、
搬送路を搬送する被圧延材の第１の竪ロール側領域と第２の竪ロール側領域の圧下状態の異同を検知するセンサと、
前記センサからのセンシングデータを受信し、圧下状態が異なる場合に矯正ロールスライド手段に信号を送信して、第１、第２の矯正ロールのいずれか一方もしくは双方を搬送路に直交する方向にスライドさせて双方の領域の圧下状態を同じに調整する制御部と、をさらに備える請求項１〜７のいずれかに記載のユニバーサル圧延機。
【請求項９】
前記センサが、被圧延材の第１の竪ロール側領域と第２の竪ロール側領域それぞれの温度を検知する温度センサ、もしくは、第１、第２の竪ロールに設けられた圧力センサ、もしくは、被圧延材の正規の搬送方向と実際の搬送方向の差分を検知する距離センサ、のうちのいずれか一種からなる請求項８に記載のユニバーサル圧延機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２２８７２５（Ｐ２０１２−２２８７２５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９９６８０（Ｐ２０１１−９９６８０）
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【出願人】（３９００２２８７３）日鐵プラント設計株式会社 (275)
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【出願人】（３９００２２８７３）日鐵プラント設計株式会社 (275)
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
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