(57)【要約】【課題】高価な軸受けを必要とせず、長寿命で交換作業が不要な絞りローラを提供すること。【解決手段】素材の外周に絞り加工を施す絞りローラを、ブラケット１４に回動自在に配設した主軸１３と、該主軸１３に固定した第１ローラ１１と、前記主軸１３に回動自在に配設した第２ローラ１２とから構成する。【選択図】図１
2006255752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素材の外周に絞り加工を施す絞りローラにおいて、ブラケットに回動自在に配設した主軸と、該主軸に固定した第１ローラと、前記主軸に回動自在に配設した第２ローラとからなることを特徴とする絞りローラ。
【請求項２】
素材の外周に絞り加工を施す絞りローラにおいて、ブラケットに固定した主軸と、該主軸に回動自在に配設した第１ローラと、該第１ローラに回動自在に配設した第２ローラとからなることを特徴とする絞りローラ。
【請求項３】
第２ローラを、複数個に分割してなることを特徴とする請求項１又は２記載の絞りローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒形素材の外周面に絞り加工を施す絞りローラに関し、特にテーパ鋼管の製造に際して用いる、ローラ寿命を向上させることのできる絞りローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の絞りローラを用いた装置のうち、長尺の鋼管（パイプ）をテーパ鋼管に製造するテーパ鋼管加工機の概略を図４に示す。
このテーパ鋼管の製造に用いるテーパ鋼管加工機１は、長尺のパイプ素材Ｗをテーパ鋼管に加熱雰囲気下で塑性加工するもので、架体４上に載置するテンション側回転機構台２と、架体５上に載置する駆動側回転機構台３と、両架体４、５間に配設する絞り加工装置Ｓと加熱装置Ｈとからなり、テンション側回転機構台２及び駆動側回転機構台３には、それぞれ駆動手段２ａ、３ａを配設し、架体４、５上を軸方向に移行可能に構成する。駆動手段２ａ、３ａの構成は、特に限定されるものではないが、サーボモータや油圧モータ等によって回転するピニオンを、両架体４、５上に敷設したラックに噛み合わせてテンション側回転機構台２、駆動側回転機構台３を移行させるように構成することが好ましい。
【０００３】
駆動側回転機構台３には、軸回転手段３ｂを配設し、パイプ素材Ｗを回転駆動させる。テンション側回転機構台２には、同期駆動制御機構（図示せず）によって回動手段を設けてもよいが、ベアリングなどによって回動自在に支持し、単に従動するように構成することが好ましい。
【０００４】
上記構成のテーパ鋼管加工機１を用いて行うテーパ鋼管の製造方法は、まず、パイプ素材Ｗのパイプ成形終端側を、ローダ機構（図示省略）や人手によって駆動側回転機構台３の把持装置７に取り付ける。そして、駆動手段３ａによって駆動側回転機構台３をテンション側回転機構台２に移動させ、テンション側回転機構台２側でパイプ素材Ｗのパイプ成形始端側を把持したとき、駆動側回転機構台３の駆動手段３ａを停止し、軸回転手段３ｂによって高速にパイプ素材Ｗを回転させるとともに、テンション側回転機構台２の駆動手段２ａによって図示左側に引張力を付与し、鋼管を順次移送しながら絞り加工装置Ｓの絞りローラＲをパイプ素材Ｗの周面に当接し縮管（絞り加工）を開始する。
【０００５】
テンション側回転機構台２を駆動手段２ａにより移行することによって、パイプ素材Ｗを順次移送する際に、絞りローラＲによって加工されるパイプ素材Ｗに対して引張力を付与することができる。本発明者らの実験によると、パイプ素材の両端に駆動手段２ａによるＡ方向（図４（ｂ）参照）の引張力を約２０ｔ、駆動手段３ａによる引止力（Ｂ方向の引張力（図４（ｂ）参照））を約５ｔ付加させて絞り加工を行うことによって長尺の鋼管（パイプ）をテーパ鋼管に加熱雰囲気下で塑性加工する際に、１回の操作で良好な塑性加工を行うことができる。
なお、引張力や引止力は、パイプサイズや肉厚等の変更に対応して付加力が変わることはいうまでもない。
【０００６】
駆動側回転機構台３の先端に配設した把持装置７が加熱装置Ｈを通過し、絞り加工装置ＳのローラＲによって、把持装置７に把持されたパイプ素材Ｗの把持装置７近傍まで絞り加工がなされたとき絞り加工は終了し（図４（ｂ）参照）、テーパ鋼管が製作される（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
しかし、このテーパ鋼管加工機１による絞り加工の際に用いる絞りローラＲは、素材に当接するローラ２０の当接部分が、図５に示すように両端を軸受け１５、１５によってブラケット１４に回動自在に取り付けた主軸１３に固定された一体物であり、素材の絞り加工が進むにつれａ部分（成形ローラ部分）とｂ部分（加圧ローラ部分）に周速差が生じ、ｂ部分がａ部分に比べ早く摩耗するといった問題があった。
【０００８】
また、成形ローラ部分と加圧ローラ部分を、主軸に対してそれぞれ別個の軸受けによって、回動自在に並列に取り付けるように構成する絞りローラも採用されている（例えば、特許文献２参照。）。
しかし、この並列に取り付ける場合には、それぞれのローラを独立に軸支する必要があり、大きな負荷に耐えうる軸受けを使う必要があるため、コストが嵩むとともに、ローラの設置スペースが大きくなるといった問題があった。
【特許文献１】特開２００２−２９２４３３号
【特許文献２】特公昭４６−１１５６８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記従来の絞りローラの有する問題点に鑑み、高価な軸受けを必要とせず、長寿命で交換作業が不要な絞りローラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の絞りローラは、素材の外周に絞り加工を施す絞りローラにおいて、ブラケットに回動自在に配設した主軸と、該主軸に固定した第１ローラと、前記主軸に回動自在に配設した第２ローラとからなることを特徴とする。
【００１１】
また、第２の発明は、素材の外周に絞り加工を施す絞りローラにおいて、ブラケットに固定した主軸と、該主軸に回動自在に配設した第１ローラと、該第１ローラに回動自在に配設した第２ローラとからなることを特徴とする。
【００１２】
この場合において、第２ローラを、複数個に分割して構成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の絞りローラによれば、ブラケットに回動自在に配設した主軸と、該主軸に固定した第１ローラと、前記主軸に回動自在に配設した第２ローラから構成するから、第１ローラと第２ローラを別個に回転させることができる。従って周速度の速くなる第２ローラ部分のみが先に摩耗することがなく、また、第２ローラを支持する軸受けは第１ローラとの周速度の差の回転速度に耐えうるものであればよく、安価な軸受けを使用できるとともに、第２ローラ部分のみの交換も可能な絞りローラを提供することができる。
【００１４】
また、ブラケットに固定した主軸と該主軸に回動自在に配設した第１ローラと、該第１ローラに回動自在に配設した第２ローラから構成するときも同様の効果を奏することができる。
【００１５】
また、第２ローラを、複数個に分割して構成するときは、周速度の細かな違いに対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の絞りローラの実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１に、従来例と同様のテーパ鋼管製造用のテーパ鋼管加工機に、本発明の絞りローラを用いた例を示す。
この絞りローラ１０は、ブラケット１４に回動自在に配設した主軸１３に固定した第１ローラ１１と、前記主軸１３に回動自在に取り付けた第２ローラ１２とから構成している。主軸１３は、中央部分の大径部１３ａと、加圧ローラとなる第２ローラ１２側端部の中径部分１３ｂと、成形ローラとなる第１ローラ側端部の小径部分１３ｃとからなり、中径部分１３ｂと、小径部分１３ｃとがそれぞれ軸受け１５ａ、１５ｂを介して回動自在にブラケット１４ａ、１４ｂに取り付けられる。なお、中径部分１３ｂと小径部分１３ｃの外径は、絞り加工時の荷重に耐えうるものであれば特に限定されるものではなく、同径であっても、また反対に第１ローラ１１側端部の方（１３ｃ）を反対側（１３ｂ）より大径に形成してもよい。
また、第１ローラ１１が固定されるのであれば、主軸１３は段付軸でなく、一定径のものであっても構わない。
【００１８】
第１ローラ１１は、図例の如くボルト等の固着部材で主軸１３の大径部分１３ａと小径部分１３ｃとの段差部分に固着するほか、切削加工などによって主軸１３と一体成形したものであってもよい。
また、第２ローラ１２は、第２ローラ用の軸受け１６を介して主軸１３の大径部分１３ａに回動自在に取り付けられる。第２ローラ１２は、素材Ｗに当接するローラ周部１２ａと、軸受け１６と嵌合するローラボス部１２ｂに分割形成し、ローラ周部１２ａをローラボス部１２ｂにボルトなどの固着手段で固着する。また、ローラ周部１２ａとローラボス部１２ｂを一体に構成しても構わない。なお、ローラ周部１２ａとローラボス部１２ｂとに分割して構成する場合は、ローラ周部１２ａのみの交換が可能となりメンテナンスの費用を更に抑えることができる。
両ローラ１１、１２の側面間には、微小隙間Ｍ（図１（ｂ）参照）があけられており、第１ローラ１１の周部と第２ローラ１２のローラ周部１２ａとは連続した凸状の周面を形成するようにしている。
そして、図１（ｂ）（図１（ａ）のＸ部拡大図）に示すように、両ローラ１１、１２の合わせ側角部は面取り（１１ｒ、１２ａｒ）し、しかも、第２ローラ１２のローラ周部１２ａを第１ローラ１１の周部よりわずかにＬ（約１ｍｍ程度）だけ突出させて両ローラ１１、１２間にスケールが噛み込むのを防止している。
【００１９】
そして、絞りローラ１０は、上記構成を有することによって、素材の絞り加工が進むにつれて、素材に当接するローラ面に周速度の違いが生じても、周速度の早くなる第２ローラ１２のローラ周部１２ａが第１ローラ１１と一体回転する主軸１３に、軸受け１６を介して回動自在に取り付けられていることによって、周速度の差分だけ第１ローラ１１よりも余分に回転することが可能であり、周速度差による早期摩耗を有効に防止することができる。
【実施例２】
【００２０】
次に、図２に示す本発明の絞りローラの第２実施例について説明する。この絞りローラ１０は、第２ローラ１２を輪切り状に複数個（図例は３個の第２ローラ１２ｃ、第２ローラ１２ｄ、第２ローラ１２ｅ）に分割して構成した例を示し、それぞれの第２ローラ１２ｃ、１２ｄ、１２ｅは、主軸１３に軸受け１６ａ、１６ｂ、１６ｃを介して回動自在に配設されている。
【００２１】
そして、第２ローラ１２を輪切り状に複数個に分割してなるから、テーパ鋼管の絞り加工のときのように、絞り加工が進むにつれて、第２ローラ１２と素材の接触面積が増え、第１ローラ１１との周速度差が徐々に拡大していく場合に、有効にその速度差を吸収することができる。
ＳＢはローラ側面間に形成された周溝に装入されたスラストボールベアリングである。
【実施例３】
【００２２】
次に、図３に示す本発明の絞りローラの第３実施例について説明する。この絞りローラ１０は、ブラケット（図示省略）に固定した主軸１３と、該主軸１３に軸受け１５を介して回動自在に配設した第１ローラ１１と、第１ローラ１１に軸受け１６を介して回動自在に配設した第２ローラ１２とからなる。
【００２３】
第２ローラ１２は、第２実施例と同様に図例では、輪切り状に３個の第２ローラ１２ｃ、第２ローラ１２ｄ、第２ローラ１２ｅに分割し、それぞれ、軸受け１６ａ、１６ｂ、１６ｃを介して第１ローラ１１に回動自在に配設した例を示すが、第１実施例と同様に非分割であっても構わない。
【００２４】
そして、素材の絞り加工が進むにつれて、素材に当接するローラ面に周速度の違いが生じても、周速度の早くなる第２ローラ１２の各々の部分は主軸１３に軸受け１５によって支持されて回転する第１ローラ１１に、軸受け１６を介して回動自在に取り付けられていることによって、周速度の差分だけ第１ローラ１１よりも余分に回転し、第１、２実施例と同様の作用効果を奏するとともに、ブラケットに主軸１３を固定するだけで済み、その構成を簡素化することができる。
【００２５】
また、第１ローラ１１と第２ローラ１２との合わせ側角部１１ｒ、１２ｒ、及び分割構成する際の第２ローラ１２同士の合わせ側角部に、図３（ｂ）に示すように、所定の半径ｒで面取りを形成することが好ましい。これによって加工中にスケールを噛み込んで素材に傷を付けるといった不具合を有効に防止することができる。
【００２６】
以上、本発明の絞りローラについて、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
以上、本発明の絞りローラは、絞りローラを第１ローラと第２ローラに分割して構成することによってローラ面の周速度差による異常摩耗を低減することができるという特性を有していることから、新規の設備でテーパ鋼管の製造に用いるスピニングマシンに用いることができるほか、例えば、既存のスピニングマシンにおいても絞りローラを取り替えることによって用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の絞りローラの第１実施例を示し、（ａ）は、一部断面の正面図を（ｂ）は、（ａ）のＸ部分の詳細図である。
【図２】本発明の絞りローラの第２実施例の一部断面の正面図である。
【図３】本発明の絞りローラの第３実施例を示し、（ａ）は、一部断面の正面図、（ｂ）は、合わせ側角部の詳細図である。
【図４】テーパ鋼管の製造方法の概略図である。
【図５】従来の絞りローラの一部断面の正面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０    絞りローラ
１１    第１ローラ
１２    第２ローラ
１２ａ  ローラ周部
１２ｂ  ローラボス部
１２ｃ  第２ローラ
１２ｄ  第２ローラ
１２ｅ  第２ローラ
１３    主軸
【図１】
2006255752.tif 000003
【図２】
2006255752.tif 000004
【図３】
2006255752.tif 000005
【図４】
2006255752.tif 000006
【図５】
2006255752.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成17年12月16日(2005.12.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状の素材の外周に絞り加工を施す絞りローラにおいて、ブラケットに回動自在に配設した主軸と、該主軸に固定した第１ローラと、前記主軸に回動自在に配設した第１ローラより周速度の速い第２ローラとからなることを特徴とする絞りローラ。
【請求項２】
円筒形状の素材の外周に絞り加工を施す絞りローラにおいて、ブラケットに固定した主軸と、該主軸に回動自在に配設した第１ローラと、該第１ローラに回動自在に配設した第１ローラより周速度の速い第２ローラとからなることを特徴とする絞りローラ。
【請求項３】
第２ローラを、複数個に分割してなることを特徴とする請求項１又は２記載の絞りローラ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒形状の素材の外周面に絞り加工を施す絞りローラに関し、特にテーパ鋼管の製造に際して用いる、ローラ寿命を向上させることのできる絞りローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の絞りローラを用いた装置のうち、長尺の鋼管（パイプ）をテーパ鋼管に製造するテーパ鋼管加工機の概略を図４に示す。
このテーパ鋼管の製造に用いるテーパ鋼管加工機１は、長尺のパイプ素材Ｗをテーパ鋼管に加熱雰囲気下で塑性加工するもので、架体４上に載置するテンション側回転機構台２と、架体５上に載置する駆動側回転機構台３と、両架体４、５間に配設する絞り加工装置Ｓと加熱装置Ｈとからなり、テンション側回転機構台２及び駆動側回転機構台３には、それぞれ駆動手段２ａ、３ａを配設し、架体４、５上を軸方向に移行可能に構成する。駆動手段２ａ、３ａの構成は、特に限定されるものではないが、サーボモータや油圧モータ等によって回転するピニオンを、両架体４、５上に敷設したラックに噛み合わせてテンション側回転機構台２、駆動側回転機構台３を移行させるように構成することが好ましい。
【０００３】
駆動側回転機構台３には、軸回転手段３ｂを配設し、パイプ素材Ｗを回転駆動させる。テンション側回転機構台２には、同期駆動制御機構（図示せず）によって回動手段を設けてもよいが、ベアリングなどによって回動自在に支持し、単に従動するように構成することが好ましい。
【０００４】
上記構成のテーパ鋼管加工機１を用いて行うテーパ鋼管の製造方法は、まず、パイプ素材Ｗのパイプ成形終端側を、ローダ機構（図示省略）や人手によって駆動側回転機構台３の把持装置７に取り付ける。そして、駆動手段３ａによって駆動側回転機構台３をテンション側回転機構台２に移動させ、テンション側回転機構台２側でパイプ素材Ｗのパイプ成形始端側を把持したとき、駆動側回転機構台３の駆動手段３ａを停止し、軸回転手段３ｂによって高速にパイプ素材Ｗを回転させるとともに、テンション側回転機構台２の駆動手段２ａによって図示左側に引張力を付与し、鋼管を順次移送しながら絞り加工装置Ｓの絞りローラＲをパイプ素材Ｗの周面に当接し縮管（絞り加工）を開始する。
【０００５】
テンション側回転機構台２を駆動手段２ａにより移行することによって、パイプ素材Ｗを順次移送する際に、絞りローラＲによって加工されるパイプ素材Ｗに対して引張力を付与することができる。本発明者らの実験によると、パイプ素材の両端に駆動手段２ａによるＡ方向（図４（ｂ）参照）の引張力を約２０ｔ、駆動手段３ａによる引止力（Ｂ方向の引張力（図４（ｂ）参照））を約５ｔ付加させて絞り加工を行うことによって長尺の鋼管（パイプ）をテーパ鋼管に加熱雰囲気下で塑性加工する際に、１回の操作で良好な塑性加工を行うことができる。
なお、引張力や引止力は、パイプサイズや肉厚等の変更に対応して付加力が変わることはいうまでもない。
【０００６】
駆動側回転機構台３の先端に配設した把持装置７が加熱装置Ｈを通過し、絞り加工装置ＳのローラＲによって、把持装置７に把持されたパイプ素材Ｗの把持装置７近傍まで絞り加工がなされたとき絞り加工は終了し（図４（ｂ）参照）、テーパ鋼管が製作される（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
しかし、このテーパ鋼管加工機１による絞り加工の際に用いる絞りローラＲは、素材に当接するローラ２０の当接部分が、図５に示すように両端を軸受け１５、１５によってブラケット１４に回動自在に取り付けた主軸１３に固定された一体物であり、素材の絞り加工が進むにつれａ部分（成形ローラ部分）とｂ部分（加圧ローラ部分）に周速差が生じ、ｂ部分がａ部分に比べ早く摩耗するといった問題があった。
【０００８】
また、成形ローラ部分と加圧ローラ部分を、主軸に対してそれぞれ別個の軸受けによって、回動自在に並列に取り付けるように構成する絞りローラも採用されている（例えば、特許文献２参照。）。
しかし、この並列に取り付ける場合には、それぞれのローラを独立に軸支する必要があり、大きな負荷に耐えうる軸受けを使う必要があるため、コストが嵩むとともに、ローラの設置スペースが大きくなるといった問題があった。
【特許文献１】特開２００２−２９２４３３号
【特許文献２】特公昭４６−１１５６８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記従来の絞りローラの有する問題点に鑑み、高価な軸受けを必要とせず、長寿命で交換作業が不要な絞りローラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の絞りローラは、円筒形状の素材の外周に絞り加工を施す絞りローラにおいて、ブラケットに回動自在に配設した主軸と、該主軸に固定した第１ローラと、前記主軸に回動自在に配設した第１ローラより周速度の速い第２ローラとからなることを特徴とする。
【００１１】
また、第２の発明は、円筒形状の素材の外周に絞り加工を施す絞りローラにおいて、ブラケットに固定した主軸と、該主軸に回動自在に配設した第１ローラと、該第１ローラに回動自在に配設した第１ローラより周速度の速い第２ローラとからなることを特徴とする。
【００１２】
この場合において、第２ローラを、複数個に分割して構成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の絞りローラによれば、ブラケットに回動自在に配設した主軸と、該主軸に固定した第１ローラと、前記主軸に回動自在に配設した第１ローラより周速度の速い第２ローラから構成するから、第１ローラと第２ローラを別個に回転させることができる。従って周速度の速くなる第２ローラ部分のみが先に摩耗することがなく、また、第２ローラを支持する軸受けは第１ローラとの周速度の差の回転速度に耐えうるものであればよく、安価な軸受けを使用できるとともに、第２ローラ部分のみの交換も可能な絞りローラを提供することができる。
【００１４】
また、ブラケットに固定した主軸と該主軸に回動自在に配設した第１ローラと、該第１ローラに回動自在に配設した第１ローラより周速度の速い第２ローラから構成するときも同様の効果を奏することができる。
【００１５】
また、第２ローラを、複数個に分割して構成するときは、周速度の細かな違いに対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の絞りローラの実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１に、従来例と同様のテーパ鋼管製造用のテーパ鋼管加工機に、本発明の絞りローラを用いた例を示す。
この絞りローラ１０は、ブラケット１４に回動自在に配設した主軸１３に固定した第１ローラ１１と、前記主軸１３に回動自在に取り付けた第２ローラ１２とから構成している。主軸１３は、中央部分の大径部１３ａと、加圧ローラとなる第２ローラ１２側端部の中径部分１３ｂと、成形ローラとなる第１ローラ側端部の小径部分１３ｃとからなり、中径部分１３ｂと、小径部分１３ｃとがそれぞれ軸受け１５ａ、１５ｂを介して回動自在にブラケット１４ａ、１４ｂに取り付けられる。なお、中径部分１３ｂと小径部分１３ｃの外径は、絞り加工時の荷重に耐えうるものであれば特に限定されるものではなく、同径であっても、また反対に第１ローラ１１側端部の方（１３ｃ）を反対側（１３ｂ）より大径に形成してもよい。
また、第１ローラ１１が固定されるのであれば、主軸１３は段付軸でなく、一定径のものであっても構わない。
【００１８】
第１ローラ１１は、図例の如くボルト等の固着部材で主軸１３の大径部分１３ａと小径部分１３ｃとの段差部分に固着するほか、切削加工などによって主軸１３と一体成形したものであってもよい。
また、第２ローラ１２は、第２ローラ用の軸受け１６を介して主軸１３の大径部分１３ａに回動自在に取り付けられる。第２ローラ１２は、素材Ｗに当接するローラ周部１２ａと、軸受け１６と嵌合するローラボス部１２ｂに分割形成し、ローラ周部１２ａをローラボス部１２ｂにボルトなどの固着手段で固着する。また、ローラ周部１２ａとローラボス部１２ｂを一体に構成しても構わない。なお、ローラ周部１２ａとローラボス部１２ｂとに分割して構成する場合は、ローラ周部１２ａのみの交換が可能となりメンテナンスの費用を更に抑えることができる。
両ローラ１１、１２の側面間には、微小隙間Ｍ（図１（ｂ）参照）があけられており、第１ローラ１１の周部と第２ローラ１２のローラ周部１２ａとは連続した凸状の周面を形成するようにしている。
そして、図１（ｂ）（図１（ａ）のＸ部拡大図）に示すように、両ローラ１１、１２の合わせ側角部は面取り（１１ｒ、１２ａｒ）し、しかも、第２ローラ１２のローラ周部１２ａを第１ローラ１１の周部よりわずかにＬ（約１ｍｍ程度）だけ突出させて両ローラ１１、１２間にスケールが噛み込むのを防止している。
【００１９】
そして、絞りローラ１０は、上記構成を有することによって、素材の絞り加工が進むにつれて、素材に当接するローラ面に周速度の違いが生じても、周速度の早くなる第２ローラ１２のローラ周部１２ａが第１ローラ１１と一体回転する主軸１３に、軸受け１６を介して回動自在に取り付けられていることによって、周速度の差分だけ第１ローラ１１よりも余分に回転することが可能であり、周速度差による早期摩耗を有効に防止することができる。
【実施例２】
【００２０】
次に、図２に示す本発明の絞りローラの第２実施例について説明する。この絞りローラ１０は、第２ローラ１２を輪切り状に複数個（図例は３個の第２ローラ１２ｃ、第２ローラ１２ｄ、第２ローラ１２ｅ）に分割して構成した例を示し、それぞれの第２ローラ１２ｃ、１２ｄ、１２ｅは、主軸１３に軸受け１６ａ、１６ｂ、１６ｃを介して回動自在に配設されている。
【００２１】
そして、第２ローラ１２を輪切り状に複数個に分割してなるから、テーパ鋼管の絞り加工のときのように、絞り加工が進むにつれて、第２ローラ１２と素材の接触面積が増え、第１ローラ１１との周速度差が徐々に拡大していく場合に、有効にその速度差を吸収することができる。
ＳＢはローラ側面間に形成された周溝に装入されたスラストボールベアリングである。
【実施例３】
【００２２】
次に、図３に示す本発明の絞りローラの第３実施例について説明する。この絞りローラ１０は、ブラケット（図示省略）に固定した主軸１３と、該主軸１３に軸受け１５を介して回動自在に配設した第１ローラ１１と、第１ローラ１１に軸受け１６を介して回動自在に配設した第２ローラ１２とからなる。
【００２３】
第２ローラ１２は、第２実施例と同様に図例では、輪切り状に３個の第２ローラ１２ｃ、第２ローラ１２ｄ、第２ローラ１２ｅに分割し、それぞれ、軸受け１６ａ、１６ｂ、１６ｃを介して第１ローラ１１に回動自在に配設した例を示すが、第１実施例と同様に非分割であっても構わない。
【００２４】
そして、素材の絞り加工が進むにつれて、素材に当接するローラ面に周速度の違いが生じても、周速度の早くなる第２ローラ１２の各々の部分は主軸１３に軸受け１５によって支持されて回転する第１ローラ１１に、軸受け１６を介して回動自在に取り付けられていることによって、周速度の差分だけ第１ローラ１１よりも余分に回転し、第１、２実施例と同様の作用効果を奏するとともに、ブラケットに主軸１３を固定するだけで済み、その構成を簡素化することができる。
【００２５】
また、第１ローラ１１と第２ローラ１２との合わせ側角部１１ｒ、１２ｒ、及び分割構成する際の第２ローラ１２同士の合わせ側角部に、図３（ｂ）に示すように、所定の半径ｒで面取りを形成することが好ましい。これによって加工中にスケールを噛み込んで素材に傷を付けるといった不具合を有効に防止することができる。
【００２６】
以上、本発明の絞りローラについて、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
以上、本発明の絞りローラは、絞りローラを第１ローラと第２ローラに分割して構成することによってローラ面の周速度差による異常摩耗を低減することができるという特性を有していることから、新規の設備でテーパ鋼管の製造に用いるスピニングマシンに用いることができるほか、例えば、既存のスピニングマシンにおいても絞りローラを取り替えることによって用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の絞りローラの第１実施例を示し、（ａ）は、一部断面の正面図を（ｂ）は、（ａ）のＸ部分の詳細図である。
【図２】本発明の絞りローラの第２実施例の一部断面の正面図である。
【図３】本発明の絞りローラの第３実施例を示し、（ａ）は、一部断面の正面図、（ｂ）は、合わせ側角部の詳細図である。
【図４】テーパ鋼管の製造方法の概略図である。
【図５】従来の絞りローラの一部断面の正面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０    絞りローラ
１１    第１ローラ
１２    第２ローラ
１２ａ  ローラ周部
１２ｂ  ローラボス部
１２ｃ  第２ローラ
１２ｄ  第２ローラ
１２ｅ  第２ローラ
１３    主軸
【手続補正書】
【提出日】平成18年3月23日(2006.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状の素材の外周に絞り加工を施す絞りローラにおいて、ブラケットに回動自在に配設した主軸と、該主軸に固定した後加工工程側に位置する第１ローラと、前記主軸に回動自在に配設した第１ローラより周速度の速い前加工工程側に位置する第２ローラとからなり、前記第１ローラ及び第２ローラは連続した凸状の周面を形成してなることを特徴とする絞りローラ。
【請求項２】
円筒形状の素材の外周に絞り加工を施す絞りローラにおいて、ブラケットに固定した主軸と、該主軸に回動自在に配設した後加工工程側に位置する第１ローラと、該第１ローラに回動自在に配設した第１ローラより周速度の速い前加工工程側に位置する第２ローラとからなり、前記第１ローラ及び第２ローラは連続した凸状の周面を形成してなることを特徴とする絞りローラ。
【請求項３】
第２ローラを、複数個に分割してなることを特徴とする請求項１又は２記載の絞りローラ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒形状の素材の外周面に絞り加工を施す絞りローラに関し、特にテーパ鋼管の製造に際して用いる、ローラ寿命を向上させることのできる絞りローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の絞りローラを用いた装置のうち、長尺の鋼管（パイプ）をテーパ鋼管に製造するテーパ鋼管加工機の概略を図４に示す。
このテーパ鋼管の製造に用いるテーパ鋼管加工機１は、長尺のパイプ素材Ｗをテーパ鋼管に加熱雰囲気下で塑性加工するもので、架体４上に載置するテンション側回転機構台２と、架体５上に載置する駆動側回転機構台３と、両架体４、５間に配設する絞り加工装置Ｓと加熱装置Ｈとからなり、テンション側回転機構台２及び駆動側回転機構台３には、それぞれ駆動手段２ａ、３ａを配設し、架体４、５上を軸方向に移行可能に構成する。駆動手段２ａ、３ａの構成は、特に限定されるものではないが、サーボモータや油圧モータ等によって回転するピニオンを、両架体４、５上に敷設したラックに噛み合わせてテンション側回転機構台２、駆動側回転機構台３を移行させるように構成することが好ましい。
【０００３】
駆動側回転機構台３には、軸回転手段３ｂを配設し、パイプ素材Ｗを回転駆動させる。テンション側回転機構台２には、同期駆動制御機構（図示せず）によって回動手段を設けてもよいが、ベアリングなどによって回動自在に支持し、単に従動するように構成することが好ましい。
【０００４】
上記構成のテーパ鋼管加工機１を用いて行うテーパ鋼管の製造方法は、まず、パイプ素材Ｗのパイプ成形終端側を、ローダ機構（図示省略）や人手によって駆動側回転機構台３の把持装置７に取り付ける。そして、駆動手段３ａによって駆動側回転機構台３をテンション側回転機構台２に移動させ、テンション側回転機構台２側でパイプ素材Ｗのパイプ成形始端側を把持したとき、駆動側回転機構台３の駆動手段３ａを停止し、軸回転手段３ｂによって高速にパイプ素材Ｗを回転させるとともに、テンション側回転機構台２の駆動手段２ａによって図示左側に引張力を付与し、鋼管を順次移送しながら絞り加工装置Ｓの絞りローラＲをパイプ素材Ｗの周面に当接し縮管（絞り加工）を開始する。
【０００５】
テンション側回転機構台２を駆動手段２ａにより移行することによって、パイプ素材Ｗを順次移送する際に、絞りローラＲによって加工されるパイプ素材Ｗに対して引張力を付与することができる。本発明者らの実験によると、パイプ素材の両端に駆動手段２ａによるＡ方向（図４（ｂ）参照）の引張力を約２０ｔ、駆動手段３ａによる引止力（Ｂ方向の引張力（図４（ｂ）参照））を約５ｔ付加させて絞り加工を行うことによって長尺の鋼管（パイプ）をテーパ鋼管に加熱雰囲気下で塑性加工する際に、１回の操作で良好な塑性加工を行うことができる。
なお、引張力や引止力は、パイプサイズや肉厚等の変更に対応して付加力が変わることはいうまでもない。
【０００６】
駆動側回転機構台３の先端に配設した把持装置７が加熱装置Ｈを通過し、絞り加工装置ＳのローラＲによって、把持装置７に把持されたパイプ素材Ｗの把持装置７近傍まで絞り加工がなされたとき絞り加工は終了し（図４（ｂ）参照）、テーパ鋼管が製作される（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
しかし、このテーパ鋼管加工機１による絞り加工の際に用いる絞りローラＲは、素材に当接するローラ２０の当接部分が、図５に示すように両端を軸受け１５、１５によってブラケット１４に回動自在に取り付けた主軸１３に固定された一体物であり、素材の絞り加工が進むにつれａ部分（成形ローラ部分）とｂ部分（加圧ローラ部分）に周速差が生じ、ｂ部分がａ部分に比べ早く摩耗するといった問題があった。
【０００８】
また、成形ローラ部分と加圧ローラ部分を、主軸に対してそれぞれ別個の軸受けによって、回動自在に並列に取り付けるように構成する絞りローラも採用されている（例えば、特許文献２参照。）。
しかし、この並列に取り付ける場合には、それぞれのローラを独立に軸支する必要があり、大きな負荷に耐えうる軸受けを使う必要があるため、コストが嵩むとともに、ローラの設置スペースが大きくなるといった問題があった。
【特許文献１】特開２００２−２９２４３３号
【特許文献２】特公昭４６−１１５６８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記従来の絞りローラの有する問題点に鑑み、高価な軸受けを必要とせず、長寿命で交換作業が不要な絞りローラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本第１発明の絞りローラは、円筒形状の素材の外周に絞り加工を施す絞りローラにおいて、ブラケットに回動自在に配設した主軸と、該主軸に固定した後加工工程側に位置する第１ローラと、前記主軸に回動自在に配設した第１ローラより周速度の速い前加工工程側に位置する第２ローラとからなり、前記第１ローラ及び第２ローラは連続した凸状の周面を形成してなることを特徴とする。
【００１１】
また、本第２の発明は、円筒形状の素材の外周に絞り加工を施す絞りローラにおいて、ブラケットに固定した主軸と、該主軸に回動自在に配設した後加工工程側に位置する第１ローラと、該第１ローラに回動自在に配設した第１ローラより周速度の速い前加工工程側に位置する第２ローラとからなり、前記第１ローラ及び第２ローラは連続した凸状の周面を形成してなることを特徴とする。
【００１２】
この場合において、第２ローラを、複数個に分割して構成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本第１発明の絞りローラによれば、ブラケットに回動自在に配設した主軸と、該主軸に固定した後加工工程側に位置する第１ローラと、前記主軸に回動自在に配設した第１ローラより周速度の速い前加工工程側に位置する第２ローラとからなり、前記第１ローラ及び第２ローラは連続した凸状の周面を形成してなることから、第１ローラと第２ローラを別個に回転させることができる。従って周速度の速くなる第２ローラ部分のみが先に摩耗することがなく、また、第２ローラを支持する軸受けは第１ローラとの周速度の差の回転速度に耐えうるものであればよく、安価な軸受けを使用できるとともに、第２ローラ部分のみの交換も可能な絞りローラを提供することができる。
【００１４】
また、本第２発明の絞りローラのように、ブラケットに固定した主軸と該主軸に回動自在に配設した後加工工程側に位置する第１ローラと、該第１ローラに回動自在に配設した第１ローラより周速度の速い前加工工程側に位置する第２ローラとからなり、前記第１ローラ及び第２ローラは連続した凸状の周面を形成してなるときも同様の効果を奏することができる。
【００１５】
また、第２ローラを、複数個に分割して構成するときは、周速度の細かな違いに対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の絞りローラの実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１に、従来例と同様のテーパ鋼管製造用のテーパ鋼管加工機に、本発明の絞りローラを用いた例を示す。
この絞りローラ１０は、ブラケット１４に回動自在に配設した主軸１３に固定した第１ローラ１１と、前記主軸１３に回動自在に取り付けた第２ローラ１２とから構成している。主軸１３は、中央部分の大径部１３ａと、加圧ローラとなる第２ローラ１２側端部の中径部分１３ｂと、成形ローラとなる第１ローラ側端部の小径部分１３ｃとからなり、中径部分１３ｂと、小径部分１３ｃとがそれぞれ軸受け１５ａ、１５ｂを介して回動自在にブラケット１４ａ、１４ｂに取り付けられる。なお、中径部分１３ｂと小径部分１３ｃの外径は、絞り加工時の荷重に耐えうるものであれば特に限定されるものではなく、同径であっても、また反対に第１ローラ１１側端部の方（１３ｃ）を反対側（１３ｂ）より大径に形成してもよい。
また、第１ローラ１１が固定されるのであれば、主軸１３は段付軸でなく、一定径のものであっても構わない。
【００１８】
第１ローラ１１は、図例の如くボルト等の固着部材で主軸１３の大径部分１３ａと小径部分１３ｃとの段差部分に固着するほか、切削加工などによって主軸１３と一体成形したものであってもよい。
また、第２ローラ１２は、第２ローラ用の軸受け１６を介して主軸１３の大径部分１３ａに回動自在に取り付けられる。第２ローラ１２は、素材Ｗに当接するローラ周部１２ａと、軸受け１６と嵌合するローラボス部１２ｂに分割形成し、ローラ周部１２ａをローラボス部１２ｂにボルトなどの固着手段で固着する。また、ローラ周部１２ａとローラボス部１２ｂを一体に構成しても構わない。なお、ローラ周部１２ａとローラボス部１２ｂとに分割して構成する場合は、ローラ周部１２ａのみの交換が可能となりメンテナンスの費用を更に抑えることができる。
両ローラ１１、１２の側面間には、微小隙間Ｍ（図１（ｂ）参照）があけられており、第１ローラ１１の周部と第２ローラ１２のローラ周部１２ａとは連続した凸状の周面を形成するようにしている。
そして、図１（ｂ）（図１（ａ）のＸ部拡大図）に示すように、両ローラ１１、１２の合わせ側角部は面取り（１１ｒ、１２ａｒ）し、しかも、第２ローラ１２のローラ周部１２ａを第１ローラ１１の周部よりわずかにＬ（約１ｍｍ程度）だけ突出させて両ローラ１１、１２間にスケールが噛み込むのを防止している。
【００１９】
そして、絞りローラ１０は、上記構成を有することによって、素材の絞り加工が進むにつれて、素材に当接するローラ面に周速度の違いが生じても、周速度の早くなる第２ローラ１２のローラ周部１２ａが第１ローラ１１と一体回転する主軸１３に、軸受け１６を介して回動自在に取り付けられていることによって、周速度の差分だけ第１ローラ１１よりも余分に回転することが可能であり、周速度差による早期摩耗を有効に防止することができる。
【実施例２】
【００２０】
次に、図２に示す本発明の絞りローラの第２実施例について説明する。この絞りローラ１０は、第２ローラ１２を輪切り状に複数個（図例は３個の第２ローラ１２ｃ、第２ローラ１２ｄ、第２ローラ１２ｅ）に分割して構成した例を示し、それぞれの第２ローラ１２ｃ、１２ｄ、１２ｅは、主軸１３に軸受け１６ａ、１６ｂ、１６ｃを介して回動自在に配設されている。
【００２１】
そして、第２ローラ１２を輪切り状に複数個に分割してなるから、テーパ鋼管の絞り加工のときのように、絞り加工が進むにつれて、第２ローラ１２と素材の接触面積が増え、第１ローラ１１との周速度差が徐々に拡大していく場合に、有効にその速度差を吸収することができる。
ＳＢはローラ側面間に形成された周溝に装入されたスラストボールベアリングである。
【実施例３】
【００２２】
次に、図３に示す本発明の絞りローラの第３実施例について説明する。この絞りローラ１０は、ブラケット（図示省略）に固定した主軸１３と、該主軸１３に軸受け１５を介して回動自在に配設した第１ローラ１１と、第１ローラ１１に軸受け１６を介して回動自在に配設した第２ローラ１２とからなる。
【００２３】
第２ローラ１２は、第２実施例と同様に図例では、輪切り状に３個の第２ローラ１２ｃ、第２ローラ１２ｄ、第２ローラ１２ｅに分割し、それぞれ、軸受け１６ａ、１６ｂ、１６ｃを介して第１ローラ１１に回動自在に配設した例を示すが、第１実施例と同様に非分割であっても構わない。
【００２４】
そして、素材の絞り加工が進むにつれて、素材に当接するローラ面に周速度の違いが生じても、周速度の早くなる第２ローラ１２の各々の部分は主軸１３に軸受け１５によって支持されて回転する第１ローラ１１に、軸受け１６を介して回動自在に取り付けられていることによって、周速度の差分だけ第１ローラ１１よりも余分に回転し、第１、２実施例と同様の作用効果を奏するとともに、ブラケットに主軸１３を固定するだけで済み、その構成を簡素化することができる。
【００２５】
また、第１ローラ１１と第２ローラ１２との合わせ側角部１１ｒ、１２ｒ、及び分割構成する際の第２ローラ１２同士の合わせ側角部に、図３（ｂ）に示すように、所定の半径ｒで面取りを形成することが好ましい。これによって加工中にスケールを噛み込んで素材に傷を付けるといった不具合を有効に防止することができる。
【００２６】
以上、本発明の絞りローラについて、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
以上、本発明の絞りローラは、絞りローラを第１ローラと第２ローラに分割して構成することによってローラ面の周速度差による異常摩耗を低減することができるという特性を有していることから、新規の設備でテーパ鋼管の製造に用いるスピニングマシンに用いることができるほか、例えば、既存のスピニングマシンにおいても絞りローラを取り替えることによって用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の絞りローラの第１実施例を示し、（ａ）は、一部断面の正面図を（ｂ）は、（ａ）のＸ部分の詳細図である。
【図２】本発明の絞りローラの第２実施例の一部断面の正面図である。
【図３】本発明の絞りローラの第３実施例を示し、（ａ）は、一部断面の正面図、（ｂ）は、合わせ側角部の詳細図である。
【図４】テーパ鋼管の製造方法の概略図である。
【図５】従来の絞りローラの一部断面の正面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０    絞りローラ
１１    第１ローラ
１２    第２ローラ
１２ａ  ローラ周部
１２ｂ  ローラボス部
１２ｃ  第２ローラ
１２ｄ  第２ローラ
１２ｅ  第２ローラ
１３    主軸