(57)【要約】【課題】高速バルブを備えた油圧配管（作動油の動きに伴う慣性力で振動を起こす）に生じ易い配管溶接部等の疲労劣化を防止する。【解決手段】油圧シリンダ（１）と油圧ポンプ（２）とを結ぶ配管（４Ａ）（４Ｂ）の一部をたわみ管路（５）で形成する。たわみ管路（５）は、内側ホース（５１）とそれを包囲する外側ホース（５２）との二重構造を有し、ホース（５１）　（５２）間の空間（５３）は管路の作動油と同種の作動油が充填されている。継手金具（６）には、ホース空間（６３）に開口する圧力取出し孔（６７）を設けて圧力検出器（７）を取付けている。配管の振動はたわみ管（５）の柔軟性により吸収される。たわみ管の内側ホース（５１）に亀裂が生じても油漏れは外側ホース（５２）により防止され、かつホースの亀裂発生は圧力検出器（７）の検出信号が警報機（８）に出力され作業者に報知される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速度で動作する油圧弁（３）を備えた配管を介して油圧操作機（１）と油圧ポンプ（２）とが連結されている油圧装置において、
配管の一部がたわみ管路（５）からなり、たわみ管路（５）は、内側ホース（５１）と外側ホース（５２）とがホース両端の継手金具（６）に略同心円状に取付けられ、かつ内側ホースと外側ホースとの間の空間（５３）に、管路の作動油と同種の作動油が充填されている二重構造を有すると共に、一方の継手金具（６）には、その外側面と前記ホース間の空間とに開口する貫通孔である圧力取出し孔（６７）が形設され、その外側の開口部に圧力検出器（７）が取付けられており、たわみ管（５）のホースの損傷により生じる、前記ホース空間（５３）の作動油の圧力変化を圧力検出器（７）で検知し、検知信号を警報機（８）に出力するようにした二重構造たわみ管路を有する油圧装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速度で動作する油圧弁を備えた油圧回路、例えば鋼材圧延ロールのロールギャップを調節する油圧シリンダ等の操作機を駆動する油圧回路において、油圧弁の高速動作による振動衝撃とそれに付随する配管の疲労劣化を抑制防止すると共に、管路の油漏れの発生を確実に検出し得るようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼材圧延機の圧延ロールは、ロールギャップを調節ための操作機として油圧シリンダが連結されている。油圧シリンダは、高速度で動作する油圧弁を備えた油圧回路により、例えば１０−３秒オーダーの周期でピストンロッドの進退駆動を制御される。図４は、圧延ロール（１０）に連結された油圧シリンダ（１）とその油圧回路構成を示している。油圧シリンダ（１）は、高速動作する油圧弁（３）を備えた高圧配管（４Ａ）（４ｂ）を介して油圧ポンプ（２）に接続されている。配管（４Ａ）及び（４ｂ）はそれぞれ油圧シリンダ（１）のヘッド側及びキャップ側のそれぞれに連通している。油圧弁（３）の制御は、例えば圧延ロールにセットされたロードセル（１２）による圧延荷重の検出信号、あるいは圧延ロールの出側に配置された鋼板の板厚検出器（１３）の検出信号を制御信号としバルブ制御装置（１４）を介して行なわれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記圧延ロールの油圧シリンダを駆動制御する油圧回路のように、高速動作する油圧弁を備えた油圧配管は、バルブ制御に伴う作動油の動きによる慣性力の作用で振動を起こす。その振動は、配管の溶接部等の弱点部に機械疲労を与え、疲労劣化による配管の亀裂と油漏れを誘起する原因となる。
この配管の振動（機械疲労）を抑制防止する方法として、例えばアキュムレータで作動油の慣性エネルギーを緩和することが考えられるが、これをシリンダ等の操作機と油圧ポンプとの間に入れると、高速バルブによる高速応答性という本来の機能が維持できなくなるため採用することはできない。
【０００４】
別法として、配管をホース等のたわみ管に置き換えることが考えられる。この方法によれば、上記（アキュムレータの使用）のような不具合はなく、ホースの柔軟性により作動油の慣性エネルギーを吸収し振動を効果的に抑制緩和することができる。しかし、配管と異なって、ホースの一部に劣化による油漏れが発生すると、管路内の作動油の高圧力で一気に破損し、ライン運転の即時停止という緊急事態を招くおそれがあり、またホースの使用過程における劣化の傾向もつかみ難く適切な保守の実施が困難であるなど、実機への適用には問題が多い。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、たわみ管を管路の構成部分として作動油の慣性エネルギーを効果的に吸収緩和すると共に、たわみ管の保守の困難を解消し、ライン運転の即時停止等の緊急事態を効果的に回避し得るようにした油圧装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、高速作動する油圧弁（３）を備えた配管を介して油圧シリンダ（１）と油圧ポンプ（２）とが連結されている油圧装置において、
配管の一部がたわみ管路（５）からなり、たわみ管路（５）は、内側ホース（５１）と外側ホース（５２）とがホース両端の継手金具（６）に略同心円状に取付けられ、かつ内側ホースと外側ホースとの間の空間（５３）に、管路の作動油と同種の作動油が充填されている二重構造を有すると共に、一方の継手金具（６）には、その外側面と前記ホース間の空間とに開口する貫通孔である圧力取出し孔（６７）が形設され、その外側の開口部に圧力検出器（７）が取付けられており、たわみ管（５）のホースの損傷により生じる、前記ホース空間（５３）の作動油の圧力変化を圧力検出器（７）で検出し、検出信号を警報機（８）に出力するように構成されている。
【０００６】
本発明の回路構成においては、油圧弁（３）の高速動作により作動油の慣性力の作用として振動・衝撃が生じても、その振動・衝撃は、管路に設けられているたわみ管（５）の柔軟性により吸収され、従って配管に対する振動・衝撃とそれに起因する配管の疲労劣化、特に溶接部等の弱点部に発生し易い亀裂（油漏れ事故となる）が効果的に回避ないし軽減緩和される。
【０００７】
また、たわみ管（５）は内側ホース（５１）とこれを包囲する外側ホース（５２）からなる二重構造を有しているので、内側ホース（５１）に亀裂が生じ、内側ホース（５１）の内部（作動油流路５１Ｐ）からホース空間（５３）へ作動油が漏れても外部（系外）に漏出することはなく、管路内の作動油を所定の使用圧力に維持することができる。このため、内側ホース（５１）に亀裂が生じてもライン運転の即時停止の事態を回避し、管路修復（たわみ管の取替え・部品交換等）のための時間的余裕を確保することができる。
【０００８】
しかも、内側ホース（５１）の亀裂でその外側（ホース間の空間５３）と連通状態となった場合は、その状態変化に伴ってホース空間（５３）内の作動油圧が変化し、その圧力変化は圧力スイッチ（７）の検出信号として警報機（８）に出力され作業者に報知される。従ってたわみ管（５）の異常発生を看過されることがなく、保守作業の適切な実施が確保される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について実施例を示す図面を参照して具体的に説明する。
図１は油圧回路の管路の一部を構成するたわみ管の構造を示している。たわみ管（５）は、内側ホース（５１）とこれを包囲する外側ホース（５２）とからなる二重構造のホースであり、その端部に継手金具（６）が取付けられている。継手金具（６）は、ニップル（６１）、内側ソケット（６４）と外側ソケット（６６）、及び内側スリーブ（６３）と外側スリーブ（６５）等からなる。
【００１０】
たわみ管（５）の内側ホース（５１）及び外側ホース（５２）の材種・構造等は、油圧回路の使用条件に応じて選択使用される。鋼材圧延ロールのロールギャップ調節用油圧シリンダを駆動制御する油圧回路では、例えば繊維強化樹脂ホース（もしくはゴムホース）、鋼線補強樹脂ホース（もしくはゴムホース）等の積層構造を有するホースが使用される。図１は、内側ホース（５１）及び外側ホース（５２）として、内層（ＬＩ）（例えば樹脂もしくはゴム層）と外層（ＬＯ）（例えば鋼線補強層）とが積層された耐圧ホースを用いて、ホース空間（５３）を有する二重構造のたわみ管（５）を構成した例を示している。
【００１１】
次に、上記二重構造のたわみ管（５）の継手金具（６）及びホース（５１）（５２）の組付け要領について説明する。
継手金具（６）のニップル（６１）は、筒状突起（６１１）を有し、その外周面に内側ホース（５１）の開口端が嵌め合わされる。内側ソケット（６４）は、ニップル（６１）に螺着されて内側ホース（５１）の外周面に密着し、内側ホース（５１）を押圧固定すると共に、その筒状突出部（６４１）の外周面に外側ホース（５２）の開口端が嵌め合わされる。また内側ソケット（６４）には、ホース空間（５３）に開口する貫通孔（６７）（ホース空間５３に充填される作動油の圧力取出し孔）が設けられており、その外側の開口部に圧力検出器（７）が取付けられる。
【００１２】
外側ソケット（６６）は、上記内側ソケット（６４）の外周面に螺着されて外側ホース（５２）の外周面に密着し、外側ホース（５２）を押圧固定する。なお、内側ホース（５１）の端部（ニップルの筒状突出部６１１と内側ソケットの筒状突出部６４１との間に挟み付けられる）の内層（ＬＩ）と外層（ＬＯ）の間に、内側スリーブ（６３）を介装しているのは、該ホース端部の締付け固定状態を強固にしてその離脱を防止するためである。外側ホース（５２）の端部（内側ソケットの筒状突出部６４１と外側ソケット６６の間に挟み付けられる）についても同じ理由により、そのホース端部の内層（ＬＩ）と外層（ＬＯ）の間に外側スリーブ（６５）が介装される。
【００１３】
上記継手金具（６）に内側ホース（５１）及び外側ホース（５２）を取付ける手順として、まず内側ホース（５１）の端部（内層ＬＩと外層ＬＯとの間に内側スリーブ６４１を予め介装している）を、ニップル（６１）の筒状突出部（６１１）に嵌め込み、ついで内側ソケット（６４）をニップル（６１）に螺着することにより、内側ホース（５１）を締付け固定する。次に内側ソケット（６４）の筒状突出部（６４１）に、外側ホース（５２）の端部（内層ＬＩと外層ＬＯとの間に外側スリーブ６４２が予め介装されている）を嵌め込んだうえ、外側ソケット（６６）を内側ソケット（６４）の外周面に螺着して外側ホース（５２）を締付け固定する。これにより、ホース空間（５３）を有する二重構造のたわみ管（５）が形成される。
【００１４】
継手金具（６）に内側ホース（５１）及び外側ホース（５２）を取付けた後、ホース空間（５３）に作動油を充填する。作動油として管路内の作動油と同種のものを使用すると共に、残留気泡のない充填状態を形成しておけば、実機使用において内側ホース（５１）に亀裂が生じ作動油流路（５１Ｐ）とホース空間（５３）とが連通した状態となっても、外側ホース（５２）により作動油の外部漏出がが防止されている限り、そのまま油圧制御を支障なく続行することができる。なお、ホース空間（５３）への作動油の充填は、例えば、たわみ管の他端側の継手金具（図示省略）に注油孔を形成しておき、その注油孔を介して行なうことができる。ホース空間（５３）に作動油を充填した後、圧力取出し孔（貫通孔）（６７）の開口部に圧力検出器（７）を取付ける。
【００１５】
図２は、前記図４の油圧回路（圧延ロールのロールギャップ調節を行なう油圧シリンダ駆動制御回路）に本発明を適用した例を示している。図４における構成部材と同一の部材には同じ符号を付している。たわみ管（５）は、油圧シリンダ（１）と油圧弁（３）とを結ぶヘッド側の管路（４Ａ）及びキャップ側の管路（４Ｂ）のそれぞれに、継手金具（６）を介して組み込まれている。
【００１６】
たわみ管（５）の管長さは、油圧弁（３）の高速動作に伴う振動・衝撃を十分に吸収緩和することができるように設定される。そのための適正な管長さは、油圧装置の具体的な回路構成及び使用条件により異なるので一概に規定することはできないが、例えば２０〜５０ｃｍ程度の比較的短いサイズであってよい。短尺サイズにすることは、実機使用におけるたわみ管（５）の経時劣化に伴う亀裂発生の危険をできるだけ少なくするという点で有利である。
【００１７】
各たわみ管（５）に取付けられる圧力検出器（７）は、例えば圧力スイッチを適用することができる。圧力スイッチ（７）は、たわみ管のホース空間（５３）に充填された作動油の充填圧力と内側ホース（５１）内を流れる作動油圧の中間値に設定すればよい。油圧回路の動作過程において、たわみ管（５）の内側ホース（５１）（図１）に経時劣化などによる亀裂が生じ、ホース空間（５３）に連通した状態になると、内側ホース（５１）内からホース空間（５３）に作動油が浸入しホース空間（５３）の作動油圧が上昇する。その異常圧力上昇に伴って圧力スイッチ（７）の接点がＯＮの状態に切り替ると共に、その検出信号は警報機（８）に出力される。
【００１８】
図３は警報機（８）の回路構成の例を示している。この回路は警報ランプ（８１）、電源（８２）および回路開閉スイッチ（８３）で構成されている。ホース空間（５３）内の作動油圧の異常上昇に伴う圧力スイッチ（７）の接点出力により、警報ランプ（８１）が点灯し、たわみ管（５）の異常（内側ホース５１の亀裂発生）が作業者に報知される。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、高速動作する油圧弁を備えた油圧配管において油圧弁の動作により生じる振動・衝撃をたわみ管で吸収緩和し、配管の損傷、特に溶接部等の弱点部における機械疲労が効果的に回避ないし軽減緩和することができる。たわみ管は内側ホースと外側ホースとの二重構造であるので、内側ホースに亀裂・油漏れが発生しても、油圧回路の駆動制御をそのまま維持することができ、緊急停止とそれに伴う不具合を回避することができる。また、ホースの経時劣化等による亀裂の発生とそれに付随する油漏れは、たわみ管のホース空間に生じる圧力変化により検出・報知されるので、たわみ管の保守を適切に実施することができ、過剰保守の無駄も解消される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の油圧装置の管路構成部材であるたわみ管の組付け構造の例を示す管軸方向半裁断面図である。
【図２】たわみ管を有する本発明の油圧装置の回路構成の例を示す図である。
【図３】圧力スイッチに接続される警報機の回路構成の例を示す図である。
【図４】従来の油圧回路構成を示す図である。
【符号の説明】
１：油圧シリンダ
２：油圧ポンプ
３：油圧弁
４Ａ，４Ｂ：管路
５：たわみ管
５１：内側ホース
５１Ｐ：作動油流路
５２：外側ホース
５３：ホース間の空間（ホース空間）
６：継手金具
６１：ニップル
６１１：筒状突出部
６３：内側スリーブ
６４：内側ソケット
６４１：筒状突出部
６５：外側スリーブ
６６：外側ソケット
６７：圧力取出し孔
７：圧力検出器（圧力スイッチ）
８：警報機
８１：警報ランプ
８２：電源
８３：回路開閉スイッチ
１０：圧延ロール
１１：被圧延鋼板
１２：ロードセル
１３：鋼板板厚検出器
１４：バルブ制御装置
ＬＩ：ホースの内層
ＬＯ：ホースの外層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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