(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被圧延材の搬送方向に互いに連なって配置され、それぞれ該被圧延材を互いに異なる方向から圧縮する第一の対ロール及び第二の対ロールを備え、
それら第一及び第二の対ロールは、それぞれその圧延面に前記被圧延材の断面形状を規定する溝部を有し、その第一の対ロールを導入側、第二の対ロールを導出側として前記被圧延材を順次圧延するものとされ、かつ、
前記第一の対ロールに形成された前記溝部の幅が７ｍｍ以下とされ、
前記第二の対ロールに形成された前記溝部の幅が６ｍｍ以下とされ、
それら第一及び第二の対ロールの中心間距離が５０ｍｍ以下とされ、
さらに、それら第一及び第二の対ロールの少なくとも一方に対し、その対ロールに含まれる２つのロールをスラスト方向において相対的に移動させるとともに、その位置を保持するスラスト調整機構が設けられたことを特徴とする線材圧延装置。
【請求項２】
前記スラスト調整機構は、前記対ロールを構成する２つのロールの少なくとも一方に設けられるとともに、その回転軸を回転可能かつスラスト方向において移動可能に支持する位置固定の軸受けと、該回転軸の一方の端部に結合されて、該回転軸を前記軸受けに対しスラスト方向にスライドさせるスライド機構とを含む請求項１記載の線材圧延装置。
【請求項３】
前記スライド機構は、
前記回転軸の一方の端部が回転可能に結合されるとともに、該回転軸と一体的にそのスラスト方向に移動可能に設けられた軸ホルダと、
その軸ホルダに直接又は他部材を介して間接的に結合され、その回転操作に基づき該軸ホルダを前記スラスト方向に進退させる調整ねじ機構とを含む請求項２記載の線材圧延装置。
【請求項４】
前記軸受けは、前記回転軸の延伸方向において自身を貫通する軸受孔を有し、かつその軸受孔内に前記回転軸の前記一方の端部側が挿通されてこれを回転可能に支持する軸受本体部を備え、
前記軸ホルダは、前記軸受孔内において前記回転軸とともに前記スラスト方向に進退可能とされ、
かつ該軸ホルダは、前記軸受孔内において前記回転軸の延長方向に延び、その末端側が前記軸受孔の開口部から外側に突出する突出軸部を有し、
また、前記軸受孔の内周面の、前記開口部側における末端部には雌ねじ部が形成され、
さらに、その雌ねじ部に対応する位置において前記突出軸部の中間には、該雌ねじ部に螺合する雄ねじ部材が回転自在に配置されるとともに、
前記雄ねじ部材の、前記突出軸部に対する軸線方向の相対移動を阻止するストッパ部が、該突出軸部と一体的に設けられており、
前記調整ねじ機構は、前記雄ねじ部材を回転させることにより、前記軸ホルダと前記回転軸とを該雄ねじ部材とともに前記スラスト方向に進退させるものである請求項３記載の線材圧延装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は線材圧延装置に関し、特にその線径が５．５ｍｍ未満の細線を製造するための線材圧延装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属線材を製造する方法としては、伸線法と圧延法、及び両者を組み合わせた方法が知られている。このうち伸線法は、孔径が次第に縮小する複数の線引きダイスに被圧延素材を順次通すことにより線材を得る方法で、通常、細線を製造するのに使用されている。一方、圧延法は、回転軸線が例えばほぼ９０°の角度をなすように互いに隣接して配置された対ロールのスタンドを多段階に設け、それらの対ロールにより被圧延材に順次圧延を施して縮径する方法である。この圧延法は、伸線法に比べて生産性が高い利点を有する。
【０００３】
ここで上記圧延法においては、ロールの圧延面に被圧延材の断面形状を規定する溝部を形成して圧延を施すことも行われており、例えば上流側の対ロールに対しては、その圧延面が互いに組み合わされたときの上記溝部の断面形状（以下、ロール孔型あるいは単に孔型ともいう）が楕円状のものとなるようにしておき、下流側の対ロールの孔型を円状のものとなるように形成しておけば、１パス当りの線材の減面率を大きくでき、生産性をさらに向上させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上述の圧延法においては、上流側の対ロールから下流側の対ロールへ被圧延材が受け渡される際に、線材に捻転が生ずる場合がある。このような線材の捻転は、対ロールの孔型の形状が上流側と下流側で異なるものとされている場合、例えば上述のように楕円状−円状に設定されている場合に生じやすく、捻転が生じたまま圧延を続行すると線材の断面形状が乱れたり、線材がねじ切れたりするなどのトラブルにもつながる。
【０００５】
この場合、線材の線径が比較的大きい場合には、例えば下流側の対ロールの入口部に補助ロール等で構成されたローラガイドを設け、そのローラガイドによりガイドしながら線材を対ロールへ供給するようにして捻転の発生を防止することも行われている。しかしながら、線径が小さくなるとローラガイドもそれに合わせて小さくしなければならず、線径が５．５ｍｍ未満になるとローラガイドの取付けが実質的にできなくなり、そのような細線を圧延法で高能率で製造することは困難とされていた。
【０００６】
そのような事情から上述のような細線は、一般的には５．５ｍｍ程度の線径までは圧延法で細線化し、ついでそれを前述の伸線法で所望の線径までさらに細線化するという方法で製造されている。しかしながら、この方法では伸線法を併用するために、圧延法の高生産性が減殺される難点がある。また、伸線法は冷間加工しかできないため、特に高速度工具鋼や高合金鋼のような難加工性の材料を線材化する場合には、ダイスを一定パス通す毎に歪み除去のための焼鈍工程を追加しなければならず製造効率は一層悪化する。
【０００７】
本発明の課題は、線径が５．５ｍｍ未満の細線を、伸線法を用いることなく高効率かつ高品質で製造できる線材圧延装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
上述の課題を解決するために、本発明の圧延装置は次のように構成されることを特徴とする。すなわち、被圧延材の圧延方向に互いに連なって配置され、それぞれ該被圧延材を互いに異なる方向から圧縮する第一の対ロール及び第二の対ロールを備え、それら第一及び第二の対ロールは、それぞれその圧延面に前記被圧延材の断面形状を規定する溝部を有し、その第一の対ロールを導入側、第二の対ロールを導出側として被圧延材を順次圧延する。ここで、第一の対ロールに形成された溝部の幅が７ｍｍ以下とされ、第二の対ロールに形成された溝部の幅が６ｍｍ以下とされ、かつ、それら第一及び第二の対ロールの中心間距離が５０ｍｍ以下とされる。そして、それら第一及び第二の対ロールの少なくとも一方に対し、その対ロールに含まれる２つのロールをスラスト方向において相対的に移動させるとともに、その位置を保持するスラスト調整機構が設けられる。
【０００９】
本発明者は鋭意検討の結果、以下のことを見い出したのである。すなわち、中心間距離が５０ｍｍ以下となるように第一及び第二の対ロールを互いに近接して配置することで、ローラガイドを使用しなくても被圧延材に前述の捻転が生じることを効果的に防止ないし抑制することができ、ひいては線径が５．５ｍｍ未満の細線を圧延法により製造することが可能となる。
【００１０】
一方、図１１（ｂ）に示すように、対ロールに含まれる２つロールのスラスト方向の位置ずれも、被圧延材に捻転が生ずる要因となる。この場合、図１１（ａ）に示すように、２つのロール（１０１ａ，１０１ｂ）が正確に位置決めされていれば、ロール孔型（１６１ｃ）の中心（Ｏ）を挟んだ２つのロールの溝部（１６１ａ，１６１ｂ）内面間の距離は、孔型断面の各中心角方向においてほぼ一様となり、被圧延材は対ロールによりほぼ均一に圧下力を受けることとなる。その結果、被圧延材に対して捩じり力が作用しにくくなり、前述の捻転も生じににくくなる。
【００１１】
そして、本発明の圧延装置は、上記２つのロールのスラスト方向の位置調整をスラスト調整機構により行うことができ、上述の位置ずれが生じた場合には該位置ずれが解消される方向にこれを調整することで、被圧延材に捻転が生ずることを効果的に防止ないし抑制することができる。また、ロール間に位置ずれが生じていると、溝部内面間の距離が不均一になる結果、圧延寸法精度の低下につながる問題がある。しかしながら、ロールのスラスト方向の位置調整を行うことで、このような不具合も同時に解消することができる。一方、ロール孔型内面の仕上げ寸法精度がそれほど高くない場合には、該スラスト調整により一定の圧延寸法精度を確保できる利点もある。
【００１２】
スラスト調整機構は、対ロールを構成する２つのロールの少なくとも一方に設けることができる。この場合、該スラスト調整機構は、その回転軸を回転可能かつスラスト方向において移動可能に支持する位置固定の軸受けと、該回転軸の一方の端部に結合されて、該回転軸を軸受けに対しスラスト方向にスライドさせるスライド機構とを含むように構成することができる。
【００１３】
また、上記スライド機構は、回転軸の一方の端部が回転可能に結合されるとともに、該回転軸と一体的にそのスラスト方向に移動可能に設けられた軸ホルダと、その軸ホルダに直接又は他部材を介して間接的に結合され、その回転操作に基づき該軸ホルダをスラスト方向に進退させる調整ねじ機構とを含むものとして構成することができる。これによれば、調整ねじ機構の操作により、ロールのスラスト方向に位置調整を容易に行うことができる。
【００１４】
この場合、さらに具体的には以下のように構成することができる。すなわち、軸受けは、回転軸の延伸方向に自身を貫通する軸受孔を有し、かつその軸受孔内に回転軸の一方の端部側が挿通されてこれを回転可能に支持する軸受本体部を備えたものとされる。軸ホルダは、軸受孔内において回転軸とともにスラスト方向に進退可能とされ、さらに軸受孔内において回転軸の延長方向に延び、その末端側が軸受孔の開口部から外側に突出する突出軸部を有するものとされる。一方、軸受孔の内周面の、上記開口部側における末端部には雌ねじ部が形成され、さらに、その雌ねじ部に対応する位置において突出軸部の中間には、該雌ねじ部に螺合する雄ねじ部材が回転自在に配置される。また、突出軸部には、雄ねじ部材の該突出軸部に対する軸線方向の相対移動を阻止するストッパ部が一体的に設けられる。そして、調整ねじ機構は、雄ねじ部材を回転させることにより、軸ホルダと回転軸とを該雄ねじ部材とともにスラスト方向に進退させるものとなる。これにより、調整ねじ機構をコンパクトに構成することがでできる。
【００１５】
次に、第一及び第二の対ロールの中心間距離Ｌは、第一及び第二の対ロールを両者が互いに干渉しない範囲内で、できるだけ近接させることが前述の線材の捻転を防止ないし抑制する上で望ましい。従って、中心間距離Ｌは対ロールを構成する各ロールの外径寸法に応じて適宜設定されることとなるが、例えば第一及び第二の対ロールがそれぞれ同一の外径ｄを有するロールで構成される場合、中心間距離Ｌとｄとの比Ｌ／ｄの値が１．２以下、望ましくは１．０以下となるように中心間距離Ｌを調整するのがよい。
【００１６】
次に、第一及び第二の対ロールは、それらの回転軸線が互いにほぼ９０°の角度をなすように配置することができる。この場合、第一の対ロールは、その圧縮方向における断面寸法Ｄ１がこれと直交する方向の断面寸法Ｄ２よりも小さくなるように被圧延材を圧延するものとし、第二の対ロールは、それら各断面寸法の比率Ｄ２／Ｄ１が縮小するように被圧延材を圧延するものとすることができる。このようにすれば、圧延１パス当りの減面率を大きくすることができ、製造効率をさらに高めることができる。
【００１７】
次に、各ロールの圧延面に形成される溝部は、対ロールを構成する２つのロールの圧延面を組み合わせたときの、その溝部の断面形状（以下、これをロール孔型又は単に孔型ともいう）を、第一及び第二の対ロールに対し異ならせることができる。これにより、線材の寸法精度や加工状態等を良好に維持しつつ、減面率を大きくすることができ、製造効率を高めることができる。そのロール孔型の形状は各種のものを採用することができ、例えば、第一の対ロールとして、そのロール孔型が楕円状の断面を形成するものを使用し、第二の対ロールとして、そのロール孔型が円状の断面を形成するものを使用すれば、円形断面を有する線材を精度よくかつ高能率で製造することができる。
【００１８】
また、上記第一及び第二の対ロールの組は、被圧延材の圧延方向に沿って複数組配置することができ、それら対ロールの組によって被圧延材に対し順次圧延を施すようにすることができる。こうすれば、被圧延材に対し段階的に圧延を施すことができ、断面寸法の大きい被圧延材からも細線を効率よく製造することができる。
【００１９】
本発明の圧延装置においては、第一及び第二の対ロールに対し、その対ロールを構成する２本のロールを被圧延材の圧縮方向において相対的に接近・離間させるロール間隔調整機構を設けることができる。そのロール間隔調整機構は、２本のロールの回転軸をそれぞれ回転可能に支持する軸受部と、それら軸受部を上記ロールとは偏心した軸線周りで互いに逆方向に回転させることにより、該２本のロールを相対的に接近・離間させる軸受回転機構とを備えたものとして構成することができる。上述のようなロール間隔調整機構を設けることで、種々の断面寸法を有する線材を所望の圧下率で圧延することが可能となる。
【００２０】
次に、上記軸受回転機構は、第一の対ロールに対しては該第一の対ロールよりも上流側に、第二の対ロールに対しては該第二の対ロールよりも下流側に設けることができる。このようにすることで、第一の対ロールと第二の対ロールとの間には、ロール間隔調整のための軸受回転機構が配置されなくなり、また、第二の対ロールの入口側には、従来の圧延装置のようにローラガイドを設ける必要がないことから、第一の対ロールと第二の対ロールとを、その中心間距離Ｌが前述の範囲内のものとなるように近接して配置するのに好都合である。
【００２１】
上記軸受回転機構は、より具体的には、２本のロールの各軸受部の外周面に形成された軸受側歯車部と、それら両軸受側歯車部とそれぞれかみ合う駆動側歯車部と、それら駆動側歯車部を互いに逆方向に同期して回転させる同期回転部とを備えたものとして構成することができる。
【００２２】
また、その駆動側歯車部を、互いに逆方向に形成された螺旋状の歯部を有するウォームとし、同期回転部を、前記２本のロールの回転軸線と交差する方向に延び、両ウォームを連結してこれを一体的に回転させるウォーム回転軸とすることができる。これにより、軸受回転機構を簡略かつコンパクトに構成することができる。この場合、さらに具体的には下記のように構成することができる。すなわち軸受部を、各ロールの回転軸の両端部に対応して、それぞれその回転軸の軸方向に軸受収容孔が形成された軸受収容部と、その軸受収容孔内に回転可能に収容された軸受本体部とを備えたものとして構成する。そして、その軸受本体部にそれぞれ、自身の回転軸線から偏心した軸受孔を形成し、回転軸の両端部をそれら軸受孔内で回転可能に支持させる。さらに、軸受本体部の外周部に軸受側歯車部を形成し、その軸受側歯車部とかみ合う上記ウォームにより、軸受本体部をロールの回転軸とは偏心した軸線周りに回転させる。
【００２３】
上記構成においては、第一の対ロールの軸受本体部に、上記軸受孔を自身の回転軸線よりも下流側に偏心して形成し、第二の対ロールの軸受本体部に、上記軸受孔を自身の回転軸線よりも上流側に偏心して形成することができる。また、これに対応して、前述のウォーム回転軸を、第一の対ロールに対しては該第一の対ロールよりも上流側に、第二の対ロールに対しては該第二の対ロールよりも下流側に設けることができる。こうすれば、第一の対ロールと第二の対ロールとを互いに近接して配置するのに好都合となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の圧延装置の要部を模式的に示している。この圧延装置１には、被圧延材Ａ１の導入側に、回転軸線が設置面（図示せず）に対しほぼ垂直方向を向くように配置された第一の対ロール１０１ａ，１０１ｂを備えた第一スタンド１２（水平スタンド）が、そしてその後段に、回転軸線がほぼ水平方向を向くように配置された第二の対ロール１０２ａ，１０２ｂを備えた第二スタンド１４（垂直スタンド）がそれぞれ配設されており、それらスタンド１２及び１４が対スタンドＳ１を形成している。そして、両対ロール１０１ａ，１０１ｂ及び１０２ａ，１０２ｂの各回転軸線は、互いにほぼ９０°の角度をなすものとされている。
【００２５】
図２に示すように、対ロール１０１ａ，１０１ｂ及び対ロール１０２ａ，１０２ｂは、それぞれその外周面が圧延面１５１ａ，１５１ｂ及び１５２ａ，１５２ｂとされ、それら圧延面には被圧延材Ａ１の断面形状及び寸法を規定する溝部１６１ａ，１６１ｂ及び１６２ａ，１６２ｂが形成されている。これら、溝部１６１ａ，１６１ｂ及び１６２ａ，１６２ｂの幅Ｗ１，Ｗ２は、前者が７ｍｍ以下、後者が６ｍｍ以下とされている。ここで、図２（ａ）に示すように、第一の対ロール１０１ａ，１０１ｂは、互いの圧延面１５１ａ，１５１ｂを組み合わせたときに、断面形状が楕円状のロール孔型１６１ｃが形成されるようになっている。また、第二の対ロール１０２ａ，１０２ｂは、互いの圧延面１５２ａ，１５２ｂを組み合わせたときに、断面形状が円状のロール孔型１６２ｃが形成されるようになっている。
【００２６】
次に、図３に示すように第一スタンド１２と第二スタンド１４との中心間の距離Ｌは５０ｍｍ以下に設定されている。また、対ロール１０１ａ，１０１ｂのロール外径ｄと上記中心間距離Ｌとの間にはＬ＜１．２ｄの関係が成り立つように、上記外径ｄが設定されている。
【００２７】
図４は、第一スタンド１２と第二スタンド１４の側面断面図である。なお、第一スタンド１２及び第二スタンド１４の構成は、互いに隣接して配置された対ロールの回転軸線が交互に９０°異なるだけで、その他の構成はほぼ同一であるので、第一スタンド１２の構成についてのみ説明し、第二スタンド１４の同一部材には同一の符号を付して詳細説明は省略する。
【００２８】
すなわち、第一スタンド１２においては、被圧延材Ａ１の搬送路（パスライン）ＰＬを挟んでその上下に一対の軸受収容部材２４が配設されている。それら軸受収容部材２４には、それぞれ軸受収容孔２４ａがパスラインＰＬと交差する方向に穿設されている。各軸受収容孔２４ａには、軸受本体部２６が回転自在に内装され、その軸受本体部２６には軸受孔２６ａが軸受収容孔２４ａに対し偏心して形成されている。そしてそれら軸受孔２６ａに、ロール回転軸２８の両端部がベアリング３０を介して回転自在に挿通・支持されている。また回転軸２８には、その中間部にロール１０１ａ（又は１０１ｂ、以下１０１ａで代表させる）が一体的に装着されている。ロール回転軸２８は、図５（ａ）に示すように、その軸線Ｃ１が軸受本体部２６の軸線Ｃ２に対して所定量だけ偏心して位置し、両軸受本体部２６を後述する機構により正逆方向に回転させることにより、ロール回転軸２８の軸線Ｃ１が変位することとなる。
【００２９】
次に、ロール回転軸２８の上流側には、該ロール回転軸２８と交差する方向に延びる一対のウォーム回転軸３２が設けられている。ウォーム回転軸３２は、図７に示すように、第一の対ロール１０１ａ，１０１ｂを挟んでその両側に各１ずつ配置され、その上下の軸受本体部２６に対応する位置にウォーム３４が形成されており、図６に示すように、対応する軸受本体部２６の外周に形成された歯部２６ｆとかみ合うようになっている。なお各ウォーム回転軸３２に配設された２個のウォーム３４には、それぞれ逆方向に切られた螺旋状の歯部が形成されている。また、同じロール回転軸２８においては、２つの軸受本体部２６に対応するウォーム３４の歯部の形成方向が互いに同じとされている。
【００３０】
また、図７及び図８に示すように、両ウォーム回転軸３２の互いに対応する一方の端部側には、歯車３６がそれぞれ一体回転可能に配設されている。これら歯車３６は、軸受収容部２４に対し回転自在に取り付けられた調整歯車３８とかみ合っており、その調整歯車３８を図示しないモータ等の駆動手段により回転させることにより、一対のウォーム回転軸３２が同一方向に回転する。これにより、図５（ｂ）に示すように、各ウォーム３４を介して軸受本体部２６が軸線Ｃ２の周りで回転し、上下のロール回転軸２８同士が接近ないし離間して、第一の対ロール１０１ａ，１０１ｂの軸線間距離（間隔）が調整される。
【００３１】
ここで、図４に示すように第一スタンド１２は、軸受収容部２４の下流側（ロール回転軸２８が偏って配設される側）において、軸受回転機構としてのウォーム軸３２が設けられていないことから、その厚み寸法が小さくなっている。同様に第二スタンド１４では、軸受収容部２４の上流側の厚み寸法が小さくなっている。そして、第一スタンド１２と第二スタンド１４とを、厚み寸法が薄く設定された側において互いに対向するように隣接配置することにより、第一及び第二の対ロール１０１ａ，１０１ｂ及び１０２ａ，１０２ｂの軸線間距離Ｌを小さくすることができる。
【００３２】
次に、各対ロールにおいて、これを構成する２つのロールには、それぞれそのスラスト方向の位置調整を行うためのスラスト調整機構が設けられている。これを、図４のロール１０１ａで代表させて説明する。スラスト調整機構１５０は、回転軸２８を回転可能かつスラスト方向において移動可能に支持する位置固定のベアリング３０と、該回転軸２８の一方の端部に結合されて、該回転軸２８をベアリング３０に対しスラスト方向にスライドさせるスライド機構１５１とを含んで構成されている。
【００３３】
スライド機構１５１は、回転軸２８の端部が回転可能に結合されるとともに、該回転軸２８と一体的にそのスラスト方向に移動可能に設けられた軸ホルダ１５２と、その軸ホルダ１５２に連結され、その回転操作に基づき該軸ホルダ１５２を上記スラスト方向に進退させる調整ねじ機構１５３とを有している。軸ホルダ１５２は、ベアリング１５４、スリーブ１５５及びホルダ本体１５６等を含んで構成されている。ベアリング１５４は、回転軸２８の末端部外周面に形成された円環状の溝部２８ａにはめ込まれており、スリーブ１５５はそのベアリング１５４を外側から保持するとともに、軸受孔２６ａの内面に沿ってその軸線方向にスライド可能とされている。また、ベアリング１５４の、ロール１０１ａ側の端面外縁部には、スリーブ１５５の対応する末端部に内向きに突出して形成されたリブ１５５ａが係合している。
【００３４】
また、スリーブ１５５の、ベアリング１５４に関してリブ１５５ａとは反対側の内周面には雌ねじ部１５５ｂが形成されており、これにホルダ本体１５６がその外周面に形成された雄ねじ部１５６ａにおいて螺合している。ベアリング１５４は、スリーブ１５５のリブ１５５ａとホルダ本体１５６との間で挟み付けられることにより、そのスラスト方向のがたつきが阻止されるとともに、回転軸２８は、該ベアリング１５４により回転が許容された状態で、それら各部材１５４〜１５６で構成された軸ホルダ１５２と一体的にスラスト方向に移動できるようになっている。
【００３５】
次に、ホルダ本体１５６の回転軸２８と反対側の端面には、軸受孔２６ａ内において回転軸２８の延長方向に延び、その末端側が軸受孔２６ａの開口部２６ｂから外側に突出する突出軸部１５７が一体的に形成されている。一方、軸受孔２６ａの内周面の、開口部２６ｂ側の端部には雌ねじ部２６ｃが形成され、その雌ねじ部２６ｃに対応する位置において突出軸部１５７の中間には、該雌ねじ部２６ｃに螺合する雄ねじ部材１５８が配置されている。雄ねじ部材１５８は、その貫通孔１５８ａに突出軸部１５７が通されることで、その突出軸部１５７の周りで回転自在とされている。これら雌ねじ部２６ｃ及び雄ねじ部材１５８が前述の調整ねじ機構１５３を構成する。
【００３６】
雄ねじ部材１５８は軸受孔２６ａの内側に面する端面が、ホルダ本体１５６の対応する端面外縁部と当接している。一方、雄ねじ部材１５８の反対側の端面は、突出軸部１５７の外周面に形成された雄ねじ部１５７ａに螺合するナット部材１５９と当接している。そして、これらホルダ本体１５６及びナット部材１５９は、雄ねじ部材１５８の突出軸部１５７に対する軸線方向の相対移動を阻止するストッパ部として機能している。なお図面において符号１６０は、雄ねじ部材１５８に螺合して軸受本体部２６側に締め込まれることにより、該雄ねじ部材１５８の回転をロックするロックナットである。また、ナット部材１５９も、常時は雄ねじ部材１５８側に締め込まれてその回転を阻止するロックナットとしての役割を果たしている。
【００３７】
以下、圧延装置１の作動について説明する。
図１に示す対スタンドＳ１に対し、断面が円状で外径寸法がＤ０（図３）である被圧延材Ａ１を第一スタンド１２側より導入すると、図２（ａ）に示すように、被圧延材Ａ１は、その孔型１６１ｃにおいて断面が楕円状となるように圧延される。次いで同図（ｂ）に示すように、第二スタンド１４の孔型１６２ｃにおいて断面が円状となるように圧延されて、図３に示すように、線径Ｄ（＜Ｄ０）の線材Ａ２となって導出される。すなわち、被圧延材の断面形状は図２（ｃ）に示すように円状−楕円状−円状と変化しつつ、その断面積を縮小してゆくこととなる。ここで、第一スタンド１２において被圧延材Ａ１は、その圧縮方向における断面寸法Ｄ１（すなわち楕円の短軸に相当）が、これと直交する方向の断面寸法Ｄ２（すなわち楕円の長軸に相当）よりも小さくなるように圧延されることとなる。次いで第二スタンド１４では、被圧延材Ａ１に対する圧縮方向がほぼ９０°変化することから、上記断面寸法の比Ｄ２／Ｄ１が縮小するように圧延される。すなわち図２（ｂ）において、圧延後の上記各寸法をＤ１’及びＤ２’とすれば、（Ｄ２／Ｄ１）＞（Ｄ２’／Ｄ１’）となる。
【００３８】
ここで、第一スタンド１２と第二スタンド１４とは、第一及び第二の対ロール１０１ａ，１０１ｂ及び１０２ａ，１０２ｂの軸線間距離Ｌが５０ｍｍ以下に設定されているので、従来のようにローラガイド等の案内手段を設けなくとも被圧延材Ａ１に捻転が生ずることなく、第二スタンド１４の孔型１６２ｃ（図２）にこれを正確に供給することができる。なお、最終的に得られる線材の線径を５．４〜１．３ｍｍとすれば、得られる線材Ａ２の寸法精度が良好で欠陥等の不良の発生も少なく、伸線法と比較した場合の製造効率上の優位性も特に大きくなるので望ましいが、そのためには溝部１６１ａ，１６１ｂの各幅は７．０ｍｍ以下とし、溝部１６２ａ，１６２ｂの各幅を６．０ｍｍ以下とすることがより望ましいといえる。
【００３９】
次に、圧延装置１における各対ロールの間隔調整の方法を、第一スタンド１２の場合を例にとって説明する。例えば、図１２に示すように、被圧延材Ａ１の圧延から、それよりも断面寸法の大きい被圧延材Ａ１’の圧延に切り換える場合、対ロール１０１ａ，１０１ｂも、溝部１６１ａ，１６１ｂ（図２参照）の幅及びロール径がいずれも大きい対ロール１０１ａ’，１０１ｂ’に交換する必要が生ずる。それに伴い、ロールの軸線間距離もＧ１からＧ２へと変化するが、その変化に必要な調整を、本発明の圧延装置においては以下のように簡単に行うことができる。すなわち、図７に示すように、両ウォーム回転軸３２を、歯車３６及び調整歯車３８を介して図示しないモータ等の駆動手段により正方向又は逆方向において互いに同一方向に回転させる。これにより、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、各ウォーム３４を介して軸受本体部２６が軸線Ｃ２の周りで回転し、上下のロール回転軸２８同士が軸受本体部２６の回転方向に応じて接近ないし離間して、ロールの軸線間距離（間隔）が調整される。ここで、各スタンドの対ロールは、それぞれ独立した駆動モータにより駆動させるようにしてもよい。
【００４０】
次に、各対ロールのスラスト方向の位置調整は次のようにして行う。すなわち、図９（ａ）に示すように、位置調整の必要なロール（同図ではロール１０１ａ）で代表させる）に対し、まずロックナット１６０を緩め、さらに軸方向の大きながたつきが生じない程度にナット部材１５９を緩める。そして、ロール１０１ａを、調整ねじ機構１５３側に近づく方向（図面右方向）に移動させる場合には、同図（ｂ）に示すように雄ねじ部材１５８が図面に右方向に移動するようにこれを回転させる。雄ねじ部材１５８は、ナット部材１５９を介して軸ホルダ１５２及び回転軸２８を一体的に図面右方向に移動させる。そして、ロール１０１ａが所望の位置に位置決めされたら、ロックナット１６０を締め込み、次いでナット部材１５９を締め込んで調整が完了する。一方、ロール１０１ａをこれとは逆方向に移動させたい場合には、図１０（ａ）に示すようにロックナット１６０とナット部材１５９を緩め、次いで（ｂ）に示すように、雄ねじ部材１５８を上記とは逆方向に回転させる。この場合、雄ねじ部材１５８は、ホルダ本体１５６を介して軸ホルダ１５２及び回転軸２８を一体的に図面左方向に移動させる。位置決めが終了したら、（ｃ）に示すように同様にロックナット１６０及びナット部材１５９を締め込む。
【００４１】
被圧延材として高速度工具鋼、ステンレス鋼あるいはその他の高合金鋼など難加工性の鉄系材料、あるいはＮｉ−Ｔｉ系形状記憶合金等を使用する場合には、圧延前に被圧延材を加熱して変形抵抗を低下させることが、圧延効率ひいては線材の製造効率向上の点で有利である。そこで被圧延材が第一スタンド１２に導入される直前に、これを加熱処理することができる。被圧延材の加熱方法としては、被圧延材への直接通電による通電加熱方式を好適に採用することができる。例えば、図３に示すように、被圧延材Ａ１の搬送を許容した状態でこれと接触する電極７１ａ，７１ｂを配置し、これら電極７１ａ，７１ｂを介して電源７２により被圧延材Ａ１に対し通電することにより、これを加熱することができる。なお、加熱の方法は、圧延前に被圧延材をほぼ均一に加熱できる方法であれば上述のものに限定される必要はなく、例えば、第一スタンド１２の直前の部分に誘導加熱炉等の加熱炉を設置し、被圧延材がその炉内を通過してから第一スタンド１２に導入されるようにしてもよい。
【００４２】
次に、第一及び第二の対ロール１０１ａ，１０１ｂ及び１０２ａ，１０２ｂに形成されるロール孔型１６１ｃ，１６２ｃの形状は、楕円状−円状の組合せに限らず各種のものが使用できる。以下にその例を示す。図１３においては、ロール孔型１６１ｃ，１６２ｃがそれぞれ縦長菱形状及び正方形状に形成されており、この場合、線材Ａ２は正方形状の断面となって導出される。また、各ロール孔型１６１ｃ，１６２ｃの形状を選択することにより、被圧延材Ａ１から線材Ａ２に至る断面形状の変化が、図１４に示すように正方形状−楕円状−円状となるようにするなど、各種採用することができる。
【００４３】
次に、対スタンドＳ１で圧延することにより得られた線材Ａ２をさらに細径の線材Ａ３に加工する場合、図１５に示すように、対スタンドＳ１の後段に、対スタンドＳ１と同様な構成で、対スタンドＳ１よりも対ロールの孔型のサイズが小さいスタンド２１２及びスタンド２１４からなる対スタンドＳ２を設置すれば、被圧延材Ａ１を多段階に圧延することができる。なお、対スタンドは３段以上設置することもできる。そして、それら複数の対スタンドにより構成される圧延装置においては、各対ロールは、その軸線方向が例えば交互に９０°ずれるように配置することができる。
【００４４】
また、被圧延材に対し複数の対スタンドを使用して多段階に圧延を施す場合は、各対スタンドにおけるロール孔型の形状は、同一の組合せのみを使用して圧延を施してもよいが、２種以上の組合せを複合させて圧延を施すようにしてもよい。図１６は、２つの対スタンドＳ１及びＳ２を使用して圧延を行う場合の例を示しており、同図（ａ）、（ｂ）は楕円状−円状あるいは縦長菱形状−菱形状等、同一のロール孔型の組合せのみを使用して圧延する場合を、（ｃ）は互いに異なる組合せを複合させた例を示している。すなわち、（ｃ）においては、前段側の対スタンドＳ１では横長方形状−正方形状の組合せが、後段側の対スタンドＳ２では楕円状−円状のロール孔型の組合せが採用されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧延装置の一実施例の要部を示す斜視図。
【図２】第一及び第二の対ロールのロール孔型の断面形状の一例を示す模式図。
【図３】本発明の圧延装置の要部を示す平面図。
【図４】本発明の圧延装置の一実施例の側面断面図。
【図５】軸受回転機構の要部をその作用とともに示す平面模式図。
【図６】第一スタンドの側面断面図。
【図７】軸受本体部に対するウォーム回転軸の配置関係を示す正面図。
【図８】同じくその側面模式図。
【図９】スラスト調整機構の作用説明図。
【図１０】同じく別の作用説明図。
【図１１】ロールにスラスト方向の位置ずれが生じた場合の被圧延材への影響を説明する模式図。
【図１２】断面寸法の異なる被圧延材料を圧延する場合の第一の対ロールの状態を示す平面模式図。
【図１３】ロール孔型の断面形状の変形例を示す模式図。
【図１４】圧延に伴う線材の断面形状変化の別の例を示す模式図。
【図１５】複数の対スタンドを有する圧延装置を概念的に示す平面図。
【図１６】複数の対スタンドにより段階的に圧延を施した場合の、線材の断面形状変化の例を示す模式図。
【符号の説明】
１    圧延装置
１２    第一スタンド
１４    第二スタンド
２６    軸受本体部
２６ａ  軸受孔
２６ｂ  開口部
２６ｃ  雌ねじ部
２８    ロール回転軸
１５０  スラスト調整機構
１５１  スライド機構
１５２  軸ホルダ
１５３  調整ねじ機構
１５６  ホルダ本体（ストッパ部）
１５７  突出軸部
１５８  雄ねじ部材
１５９  ナット部材（ストッパ部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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