(57)【要約】【課題】  圧延ローラのような加工装置に対する被加工物のアライメントを確実に行って、被加工物が加工装置に対して斜めに向いたまま投入されることを確実に回避できるようにする。【解決手段】  本発明に係るアライメント装置および圧延機ならびに圧延方法では、圧延ローラ２のような加工装置の前面または正則な投入方向に対して平行なストップ面９を備えており、ローラテーブル７上を搬送される被加工物１の搬送方向先端の一辺に対して前記ストップ面９または前記ストップエッジが当接する位置である第１の位置と、前記当接が解除される位置である第２の位置とで移動可能に設定してなる、ビーム６のような機械的ストップ機構を具備して、その機械的ストップ機構の備えているストップ面９によって被加工物の搬送を一旦ストップさせることにより、圧延ローラ２のような加工装置に対する被加工物１の搬送姿勢のアライメントを確実に行う。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送ローラを列設してなるローラテーブル上で、当該搬送ローラの回転によって、長方形の外形を有する被加工物を、加工装置まで搬送すると共に、当該被加工物における搬送方向先端の一辺が前記加工装置の前面に対して平行または被加工物の正則な投入方向に対して平行な方向に向くように、当該被加工物の搬送姿勢をアライメントする、長方形の外形を有する被加工物用のアライメント装置であって、
前記加工装置の前面に対して平行または正則な投入方向に対して平行なストップ面（またはストップエッジ；以下同様）を備えており、かつ前記ローラテーブル上を搬送される前記被加工物における搬送方向先端の一辺に対して前記ストップ面を当接させて前記被加工物の搬送をストップさせる位置である第１の位置と前記当接が解除される位置である第２の位置との間を移動可能に設定してなる機械的ストップ機構を備えた
ことを特徴とする、長方形の外形を有する被加工物用のアライメント装置。
【請求項２】
請求項１記載の、長方形の外形を有する被加工物用のアライメント装置において、
前記機械的ストップ機構が、前記ローラテーブルの上方に配置されたビームである
ことを特徴とする、長方形の外形を有する被加工物用のアライメント装置。
【請求項３】
請求項２記載の、長方形の外形を有する被加工物用のアライメント装置において、
前記ビームが、油圧シリンダによって機械的に操作されて、前記第１の位置と前記第２の位置の間を移動する
ことを特徴とする、長方形の外形を有する被加工物用のアライメント装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のうちいずれか１つの項に記載の、長方形の外形を有する被加工物用のアライメント装置を備えた圧延機であって、
前記加工装置として圧延ローラを有する圧延装置を備えており、
前記ローラテーブルは、定直径の搬送ローラを複数本列設してなる第１の領域と、直径がその軸方向の一端から他端に亘ってテーパ状または階段状に異なっている不等直径の搬送ローラを複数本列設してなる第２の領域とを備えており、
前記複数本の不等直径の搬送ローラは、隣り合うもの同士の前記一端と前記他端とが互いに逆向きになるように列設されており、
かつ前記第１の領域は、前記機械的ストップ機構の前記第１の位置よりも少なくともロールピッチ２つ分手前から前記搬送方向に沿って前記圧延ローラまで延びている
ことを特徴とする圧延機。
【請求項５】
長方形の外形を有する被加工物を、ローラテーブルによって圧延ローラまで搬送し、当該圧延ローラによって圧延加工する圧延方法であって、
アライメント基準となるストップ面を備えた機械的ストップ機構を、前記ローラテーブルに沿った前記圧延ローラまでの前記被加工物の搬送経路中に配置して、前記ストップ面に前記被加工物の搬送方向先端の一辺を当接させることにより、前記被加工物の搬送姿勢の前記圧延ローラに対するアライメントを行うステップと、
前記アライメントを行った後、前記機械的ストップ機構を上昇させて前記被加工物の搬送経路から取り払うことにより、前記被加工物を、前記機械的ストップ機構の前記ストップ面によって搬送をストップされた状態から解放して、前記アライメントされた搬送姿勢のまま、前記ローラテーブルによって前記圧延ローラまで搬送するステップと
を含むことを特徴とする圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長方形の外形を有する被加工物用のアライメント装置および圧延機ならびに圧延方法に関するものであり、特に高縦横比な長方形の外形を有する被加工物のアライメントに好適なアライメント装置およびそのアライメント装置を備えた圧延機ならびにその圧延機による圧延方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば板圧延機に投入されて加工される、短冊状または細長状の金属板やスラブのような、長方形の外形を有する薄板材料からなる被加工物は、ローラテーブルによって搬送されて板圧延機に投入される直前までに、その投入姿勢を板圧延機に対して正対した状態となるようにアライメントされることが必要である。もし仮に、そのような正対した状態にアライメントしないで、斜めの状態で板圧延機に投入したとすると、そのときの圧延加工によって得られる製品は、外形やその寸法に無視できない歪みや誤差が生じてしまう虞がある。特に、被加工物の外形がいわゆる細長状もしくは短冊状のような高縦横比の長方形である場合には、左様な歪みや誤差は、さらに顕著なものとなる。
【０００３】
すなわち、被加工物は、少数のテーブルローラに支持されているだけなので、板圧延機の圧延ローラに投入される際には、殆どの場合、その圧延ローラに対して精確に正対した状態にはなっておらず、その搬送方向最先端の一辺が、圧延区ローラの軸方向に対して斜めに向いた状態になっている。このため、被加工物の四隅の角（コーナー部）のうちの、最も先行して圧延ローラに到達する１つの角が、それよりも遅れて到達する他の１つの角よりも先に圧延される。そして、その圧延は引き続いて被加工物の全体に亘って、つまりその被加工物の四辺に対して斜めに進行することになるので、その圧延が完了して得られる製品の外形（その輪郭形状）やその寸法には、無視できない歪みや誤差が生じてしまうことになる。
【０００４】
このような問題を克服するべく、先行技術においても幾つかのアプローチが提案され、あるいはさらにその実施も試みられてきた（例えば特許文献１参照）。そのうちの本発明にとって特に着目すべき先行技術としては、図１（図１ａ、図１ｂ、図１ｃ、図１ｄ）に示したようなものがある。
【０００５】
その技術では、まず、図１ａに示したように、被加工物１は、搬送ローラ８ａを含むローラテーブル７によって、圧延ローラ２に向かって搬送されて行く。ここで、図１ａ、図１ｂ、図１ｃ、図１ｄにおける太線の矢印が、被加工物１の移動方向をそれぞれ示している。
【０００６】
そして、圧延ローラ２に投入される前に被加工物１のアライメントを行うために、被加工物１は、図１ｂに示したように、圧延ローラ２の前面に対して、一旦突き当てられる。これによって、被加工物１の搬送方向最先端に位置している一辺である前面４が、圧延ローラ２の前面に対して平行になるようにアライメントされる。続いて、被加工物１は、図１ｃに示したように、逆回転する搬送ローラ８ａによって、一旦後方へと逆行させられた後、図１ｄに示したように、再び搬送ローラ８ａが正回転することによって、前方へと送られて、圧延ローラ２の圧延ギャップ３へと送り込まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１６０００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような従来の問題解決のためのアプローチでは、被加工物１のアライメントが必ずしも完全に確保できるわけではなく、一貫性のない結果を生じる虞が大きいという不都合があった。また、圧延ローラの圧延ギャップ３の縮小と拡大とを、被加工物１の投入の際ごとに繰り返し行うことが必要であるため、そのような追加セットアップのための時間および煩雑な手間が不可避的に必要となることから、生産性の低下の要因になるという不都合もあった。また、圧延ローラ２の前面に被加工物１を押し当てる際に、その押圧力や衝撃などに起因して、圧延ローラ２の表面に損傷や劣化が生じる虞があるという不都合もあった。
【０００９】
本発明は、このような先行技術における問題や不都合に鑑みて成されたもので、その目的は、被加工物が例えば板圧延機のような加工装置に投入される際に、その加工装置に対する被加工物の搬送姿勢（搬送角度）のアライメントを確実に行って、その加工装置に対して被加工物が斜めに投入されることを確実に回避することを可能とした、長方形の外形を有する被加工物用のアライメント装置および圧延機ならびに圧延方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の長方形の外形を有する被加工物用のアライメント装置は、搬送ローラを列設してなるローラテーブル上で、その搬送ローラの回転によって、長方形の外形を有する被加工物を、加工装置まで搬送すると共に、その被加工物における搬送方向先端の一辺が加工装置の前面または正則な投入方向に対して、その被加工物の搬送姿勢をアライメントする、長方形の外形を有する被加工物用のアライメント装置であって、前記加工装置の前面または正則な投入方向に則した向きを有するストップ面またはストップエッジを備えており、前記ローラテーブル上を搬送される被加工物の搬送方向先端の一辺に対して、前記ストップ面またはストップエッジが付き当たって接触して前記一辺が前記ストップ面またはストップエッジに対して平行にアライメントされる位置である第１の位置と、その被加工物の搬送方向先端の一辺とストップ面またはストップエッジとが突き当たって接触した状態を解除する位置である第２の位置とに移動可能に設定してなる機械的ストップ機構を備えたことを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の圧延機は、上記の長方形の外形を有する被加工物用のアライメント装置を備えた圧延機であって、上記加工装置として圧延ローラを有する圧延装置を備えており、上記ローラテーブルは、定直径の搬送ローラを複数本列設してなる第１の領域と、直径がその軸方向の一端から他端に亘ってテーパ状または階段状に異なるように形成されている不等直径の搬送ローラを複数本列設してなる第２の領域とを備えており、上記不等直径の複数の搬送ローラは、隣り合うもの同士の上記一端と上記他端とが互いに逆向きになるように列設されており、かつ上記第１の領域は、上記機械的ストップ機構の上記第１の位置よりも少なくともロールピッチ２つ分手前から上記搬送方向に沿って上記圧延ローラまで延びていることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の圧延方法は、長方形の外形を有する被加工物を、ローラテーブルによって圧延ローラまで搬送し、当該圧延ローラによって圧延加工する圧延方法であって、アライメント基準となるストップ面またはストップエッジを備えた機械的ストップ機構を、上記ローラテーブルに沿った上記圧延ローラまでの上記被加工物の搬送経路中に配置して、当該ストップ面またはストップエッジに上記被加工物の搬送方向先端の一辺を当接させることにより、上記被加工物の搬送姿勢の上記圧延ローラに対するアライメントを行うステップと、上記アライメントを行った後、上記機械的ストップ機構を上昇させて上記被加工物の搬送経路から取り払うことにより、上記被加工物を、上記機械的ストップ機構によって搬送がストップされた状態から解放して、上記アライメントされた搬送姿勢のまま、上記ローラテーブルによって上記圧延ローラまで搬送するステップと、を含むことを特徴としている。
【００１３】
ここで、本発明に係る機械的ストップ機構の望ましい一態様として、ローラテーブルの上方に配置されて上記の第１の位置と第２の位置との間を移動可能に設定されたビームとして実現することが可能である。また、そのビームは、例えば油圧シリンダによって第１の位置と第２の位置との間を機械的に移動させられるようにすることなども可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、最も基本的には、例えば圧延装置における圧延ローラのような加工装置の前面または正則な投入方向に則した向きを有するストップ面またはストップエッジを備えており、前記ローラテーブル上を搬送される被加工物の搬送方向先端の一辺に対して前記ストップ面またはストップエッジが付き当たって接触して、その被加工物の一辺が前記ストップ面またはストップエッジに対して平行にアライメントされる位置である第１の位置と、その被加工物の搬送方向先端の一辺とストップ面またはストップエッジとが突き当たって接触した状態を解除する位置である第２の位置とを移動可能に設定してなる機械的ストップ機構を備えるようにしたので、その機械的ストップ機構に突き当たって接触した状態でなおローラテーブルから加えられる搬送力によって、被加工物の搬送方向最先端の一辺は自ずとその機械的ストップ機構のストップ面またはストップエッジに対して平行となるようにアライメントされる。その結果、信頼性の高いアライメントを被加工物に対して確実に行って、圧延ローラのような加工装置に対して被加工物が斜めに向いたまま投入されることを確実に回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】先行技術による圧延機において被加工物のアライメントを行う方法の一例を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る長方形の外形を有する被加工物用のアライメント装置を備えた圧延機およびそれによるアライメント方法を含んだ圧延方法を示す図である。
【図３】図２に示した構成とは別の、本発明の一実施の形態に係る第１のバリエーションとしての、長方形の外形を有する被加工物用のアライメント装置を備えた圧延機およびそれによるアライメント方法を含んだ圧延方法を示す図である。
【図４】図２、図３に示した構成とはさらに別の、本発明の一実施の形態に係る第２のバリエーションとしての、長方形の外形を有する被加工物用のアライメント装置を備えた圧延機およびそれによるアライメント方法を含んだ圧延方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態に係る長方形の外形を有する被加工物用のアライメント装置および圧延機ならびに圧延方法について、図面を参照して説明する。
【００１７】
本発明の実施の形態に係る被加工物用のアライメント装置を備えた圧延機の主要な構成は、図２（図２ａ、図２ｂ、図２ｃ、図２ｄ）に示したようなものとなっている。圧延加工プロセスの主要な機能を担う圧延ローラ２の手前の所定位置には、圧延機スタンドハウジング５が設けられている。その圧延機スタンドハウジング５の手前には、機械的ストップ機構の望ましい一態様として、ビーム６が取り付けられている。
【００１８】
ビーム６は、ローラテーブル７の上方に、そのローラテーブル７によって搬送される被加工物１の進行を横切るように配置されている。かつ、そのビーム６のストップ面９（またはストップエッジ；以下同様）は、被加工物１が圧延ローラ２の前面に対して、斜めになることなく正対して投入されることができるようにするための面、つまり圧延ローラ２に対する被加工物１の姿勢をアライメントするための基準面として、圧延ローラ２の軸方向に対して平行となるように設定されている。ここで、上記の圧延ローラ２の前面とは、被加工物１が圧延ローラ２に投入されるべき正則な投入面であり、それに平行な方向とは、この場合、圧延ローラ２の軸方向に対して直交する方向である。
【００１９】
このビーム６は、例えば油圧シリンダのようなアクチュエータ（図示省略）によって機械的に操作されることにより、図２ａ、図２ｂ、図２ｃに示したように所定位置まで降下させられて、その位置でストップ面９に被加工物１が押し当てられるようにすることができ、かつ図２ｄに示したように所定位置まで上昇させられて、その位置の下を被加工物１が通過可能となるように設定されている。
【００２０】
すなわち、被加工物１が圧延ローラ２の圧延ギャップ３に侵入する前までに、被加工物１のアライメントを行わなければならないが、そのためには、図２ａに示したように、ビーム６を所定位置に下げることで、そこに搬送されて来た被加工物１が、図２ｂ、図２ｃに示したように、ビーム６のストップ面９に押し付けられて、自ずとそのストップ面９に対して被加工物１の姿勢が平行となるようにアライメントされる。このようにストップ面９に対して被加工物１が平行になったということは、ストップ面９は圧延ローラ２の軸方向に対して平行に設定されているのだから、結局のところ、被加工物１の姿勢は圧延ローラ２に対して平行にアライメントされたということである。
【００２１】
このようにして被加工物１のアライメントが行われた後、ビーム６が押し上げられて、被加工物１の前から取り払われる。そしてそのビーム６による機械的なストップから解放された被加工物１は、図２ｄに示したように、ローラテーブル７によって搬送されて前方へと進行して行き、圧延ローラ２の圧延ギャップ３へと投入される。
【００２２】
図３は、図２に示した構成とは別の、本発明の一実施の形態に係る第１のバリエーションとして、長方形の外形を有する被加工物用のアライメント装置を備えた圧延機およびそれによるアライメント方法を含んだ圧延方法を示す図である。図３を参照しながらこの第１のバリエーションについて説明すると、被加工物１は、ローラテーブル７における第２の領域として設けられているターンテーブル領域７ｂによって搬送されて行くが、その際に、被加工物１はその搬送方向に対する向き（姿勢）を変えられる。
【００２３】
すなわち、ターンテーブル領域７ｂには、軸方向に沿ってその一端から他端に向かって直径が大から小へと変化する、いわゆるテーパ形状のシリンダ体からなる、複数本の不等直径ローラ８ｂが、隣り合うもの同士でそのテーパの向きが互いに逆向きになるように配置されている。つまり、被加工物１の搬送方向で第１、第３、第５…の不等直径ローラ８ｂは、その最大直径部分がターンテーブル領域７ｂの一方の側縁側に位置するように配置され、第２、第４、第６…の不等直径ローラ８ｂは、その最大直径部分がターンテーブル領域７ｂの他方の（もう一方の）側縁側にくるように配置されている。なお、このターンテーブル領域７ｂに配置される不等直径ローラ８ｂとしては、テーパ状のもの以外にも、例えばその軸方向に直径が階段状に変化するように設けられたものなども用いることが可能である。
【００２４】
このターンテーブル領域７ｂの構成においては、全ての不等直径ローラ８ｂを同方向に回転させると、被加工物１は、不等直径ローラ８ｂの配列方向に沿って、直線的に移動することとなる。そして被加工物１は、その搬送方向（つまり不等直径ローラ８ｂの配列方向）に対する姿勢（向き）が、やがてその搬送方向に対して平行になるように揃えられることとなる。あるいはまた、隣り合う不等直径ローラ８ｂ同士を互いに逆方向に回転させると、被加工物１はその姿勢を一方向に回転させられる。例えば、その姿勢が９０°変更させられて、それまで被加工物１における搬送方向の最先端に位置していた辺が長辺だった場合には、その被加工物１が９０°回転させられたことで、その搬送方向の最先端には、新たに短辺が位置することとなる。
【００２５】
ローラテーブル７には一般に、第１の領域として、定直径ローラ８ａを複数本並列配置してなる直線領域７ａが、少なくとも圧延ローラ２の直前部分に設けられている。被加工物１は、少なくとも圧延ローラ２の圧延ギャップ３に投入される直前には、その直線領域７ａの上を通過することとなる。
【００２６】
図４は、図２、図３に示した構成とはさらに別の、本発明の一実施の形態に係るさらに他の、第２のバリエーションとしての、長方形の外形を有する被加工物用のアライメント装置を備えた圧延機およびそれによるアライメント方法を含んだ圧延方法を示す図である。図４を参照しながらこの第２のバリエーションについて説明すると、被加工物１は、ターンテーブル領域７ｂ上に配置された段階では、ミスアライメントの影響を受けやすく、またそのターンテーブル領域７ｂの長さがある程度は長くないと、上述したような姿勢を揃える作用や所望の角度に回転させる作用、つまりアライメントを確実に達成することができなくなる虞が大きくなる傾向にある。そしてその傾向は、その先の直線領域７ａが短すぎると、さらに強いものとなる。従って、本発明の一実施の形態における、より望ましい態様の１つとしては、図４にその典型的な一例を示したように、そのような必要十分なターンテーブル領域７ｂの長さを確保すると共に直線領域７ａを第１のバリエーションの場合ようもさらに延長して設けて、ビーム６に対する被加工物１のアライメントを確実に取ることができ、かつそのアライメントをビーム６のような機械的ストップ機構および圧延ギャップ３まで、さらに確実に維持することができるようにすることが有効である。
【００２７】
本発明の実施の形態に係る長方形の外形を有する被加工物用のアライメント装置を備えた圧延機およびそれによるアライメント方法を含んだ圧延方法は、特に、その幅がその長さを上回るような外形の被加工物１、つまり外形寸法の縦横比が高い被加工物１に対して、特に好適に用いられることができる。また、取り扱うことが可能な最短の被加工物１の長さは一般に、ローラピッチ約２つ分である。従って、この観点からすれば、図４に示した第２のバリエーション的な構成においては、圧延ローラ２の軸方向に対して直交方向（つまり搬送方向に対して平行な方向）における直線領域７ａの長さ（太矢印に沿った方向の長さ）を、ビーム６の少なくともローラピッチ２つ分前から圧延ローラ２まで延びる長さとすることが、より望ましい。
【００２８】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る被加工物用のアライメント装置および圧延機ならびに圧延方法によれば、被加工物１が加工装置の一典型例である板圧延機の圧延ローラ２に投入される前に、信頼性の高いアライメントを被加工物１に対して確実に施して、その被加工物１が圧延ローラ２の軸方向に対して斜めの姿勢となることを確実に回避することが可能となる。
【００２９】
また、本発明の実施の形態に係る被加工物用のアライメント装置および圧延機ならびに圧延方法によれば、被加工物の外形寸法や縦横比が異なる複数種類の被加工物であっても、同一のビーム６およびローラテーブル７の設定で、確実に信頼性の高いアライメントを行うことが可能となる。つまり、外形寸法や縦横比の異なる被加工物ごとで一々それらに対応してビーム６やローラテーブル７の設定を変更しなくとも済む。よって、本発明の実施の形態に係る被加工物用のアライメント装置および圧延機ならびに圧延方法は、被加工物のいわゆる多品種少量化にも簡便に対応可能な技術であるという技術的意義を備えている。しかも、ビーム６のような機械的ストップ機構は、そのストップ面９に被加工物１が突き当たった際に、その衝撃に起因して、損傷や破損を生じたとしても、それらは圧延機における最も重要な加工装置である圧延ローラ２とは全く独立して取替えや修理等が可能なものであるから、従来技術に係るアライメント方法の場合のような、圧延ローラ２の前面に被加工物１を突き当たらせるようにした場合に生じる虞のあった圧延ローラ２の損傷や破損を、根本的に完全に回避することができるというメリットも、本発明の実施の形態に係る被加工物用のアライメント装置および圧延機ならびに圧延方法は備えている。
【００３０】
なお、上記の実施の形態では、機械的ストップ機構の一例として、四角柱を横に倒して配置したような形状のビーム６を用いた場合について説明したが、機械的ストップ機構の具体的な形状等の態様としては、これのみには限定されないことは勿論である。この他にも、図示は省略するが、例えば薄板状のものを、その主面がストップ面９と同様の機能を備えたストップエッジとなるように用いることや、線状のものを一本または複数本、被加工物１の搬送方向に対して直交する方向に（つまり圧延ローラ２の軸方向と平行に）配置して、ストップエッジのように機能させることなども可能である。あるいは、複数の柱状体を、被加工物１の搬送方向に対して直交する方向に並べて配置しておき、その柱状体の列に被加工物１が押し当てられて圧延ローラ２の軸方向と平行にアライメントが成された後に、その柱状体の列によるストップを解除することなども可能である。
【００３１】
また、加工装置としては、上記のような圧延ローラ２を備えた圧延装置以外にも、例えば加工方向に沿った正確なアライメントが要求される、切断加工装置、切削加工装置パターン転写装置、塗装装置などについても、本発明は適用可能である。
【００３２】
また、圧延ローラ２の正則な投入面である前面つまりその軸方向に対する、被加工物１の姿勢（角度）を、平行ではなく（角度＝０ではなく）敢えて所望の角度を持たせるようにすることも可能である。そのようなさらなるバリエーション的な態様は、例えば、ビーム６のような機械的ストップ機構のストップ面９が圧延ローラ２に対して所望の角度を成すように設定することなどによって、実現することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１    被加工物
２    圧延ローラ
３    圧延ギャップ
５    圧延機スタンドハウジング
６    ビーム
７    ローラテーブル
７ａ  直線領域
７ｂ  ターンテーブル領域
８ａ  定直径ローラ
８ｂ  不等直径ローラ
９    ストップ面
【図１】
2011083824.tif 000003
【図２】
2011083824.tif 000004
【図３】
2011083824.tif 000005
【図４】
2011083824.tif 000006