(57)【要約】【課題】レイングパイプ部の局部的な摩耗による線材のかき疵発生を防止できるとともに、通材速度の制限が不要となるレイングヘッドを提供する。【解決手段】基台に回転自在に支持される回転体にレイングパイプを取付けて成るレイングヘッドにおいて、　前記レイングパイプの曲管部を、複数個の短管３０を連続的に配置して形成するとともに、前記短管３０を、線材ガイド穴３１を有するライナ３２と、このライナ３２を軸受３４を介して該ライナの中心軸線３３のまわりに回転自在に支持する外筒３５とで構成し、この外筒３５部を前記回転体に着脱可能に取付けた。【選択図】　　　図４
2004042123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台に回転自在に支持される回転体にレイングパイプを取付けて成るレイングヘッドにおいて、前記レイングパイプの曲管部を、複数個の短管を連続的に配置して形成するとともに、前記短管を、線材ガイド穴を有するライナと、このライナを軸受を介して該ライナの中心軸線のまわりに回転自在に支持する外筒とで構成し、この外筒部を前記回転体に着脱可能に取付けたことを特徴とするレイングヘッド。
【請求項２】
前記ライナとして前記外筒より短尺のライナを用い、このライナの入口側端面を前記外筒の入口側端面よりも中心軸線方向に内側へずらせた位置に配置し、前記外筒に、該外筒の入口側端面部から前記ライナの線材ガイド穴の入口部に至るガイド穴を設けた請求項１記載のレイングヘッド。
【請求項３】
前記ライナの中心軸線に対して、前記外筒の中心軸線を所定角度傾斜させた請求項１または２記載のレイングヘッド。
【請求項４】
前記ライナの線材ガイド穴内周面部に、耐摩耗性を有する皮膜層を被着した請求項１または２または３記載のレイングヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、熱間仕上圧延機から送り出される線材を巻取りつつ連続したリング状に成形するレイングヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にレイングヘッドは、中心線のまわりに回転駆動される回転体に、らせん状に湾曲成形されたレイングパイプを取付け、上記中心線方向に回転体の端部から供給される線材を、上記レイングパイプ内を通過させることによりリング状に折曲成形するように構成されている。そして上記レイングパイプとしては、当初は連続した１本の金属管の湾曲成形品が用いられていたが、このパイプ内を高速で通過する線材との摩擦により、パイプ内面が局部的に溝状に摩耗してこの摩耗部の隅角部により線材にかき疵を発生させるとともに、摩耗進行時には湾曲成形に手間がかかるレイングパイプ全体を交換する必要があり、保守費のかさむものであった。
【０００３】
そこでたとえば特公平３−４２９６６号公報，実公昭５６−５３９２５号公報，特開２０００−４２６２９号公報などに開示されているように、レイングパイプの全長のうち線材の曲げ加工度の大きい曲管部を、多数個の短管を連続的に配置して形成した短管式のレイングパイプも用いられるようになった。この形式のレイングパイプは、摩耗時には一部の短管のみを交換すればよいので、前記一体式のレイングパイプより保守は容易であるが、短管は回転体に固定取付けされているので、短管の線材ガイド穴部の局部的な摩耗およびそれに伴う線材のかき疵発生は避けられないものであった。
【０００４】
このガイド部の局部摩耗によるかき疵発生を防止するものとして、特開昭５４−１３４２５７号公報や特開昭５８−３１８６４号公報に開示されているように、線材のパスラインに沿って多数個のローラーを線材を挟む形で配置したローラーガイド式のレイングヘッドがある。ところがこのローラーを用いるものでは、通材速度が７０ｍ／秒にも及ぶ高速の熱間線材圧延においては、高温下でローラーを回転支持する軸受が破損したり、一時的にロックしてローラー外周面に局部的な摩耗を生じ、この摩耗痕がローラー回転再開時に線材に転写されてプリント疵を発生させるなどの問題があり、このため通材速度を遅くして軸受の保護をはかる必要があり、圧延速度低下による圧延能率低下を余儀なくされていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記従来の問題点を解決しようとするもので、レイングパイプ部の局部的な摩耗による線材のかき疵発生を防止できるとともに、通材速度の制限が不要となるレイングヘッドを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載のレイングヘッドは、基台に回転自在に支持される回転体にレイングパイプを取付けて成るレイングヘッドにおいて、　前記レイングパイプの曲管部を、複数個の短管を連続的に配置して形成するとともに、前記短管を、線材ガイド穴を有するライナと、このライナを軸受を介して該ライナの中心軸線のまわりに回転自在に支持する外筒とで構成し、この外筒部を前記回転体に着脱可能に取付けたことを特徴とする。
【０００７】
請求項１の手段によれば、線材はレイングパイプの曲管部を構成する各短管部において、ライナの線材ガイド穴の内周面との摺接により、らせん状に折曲成形されるが、このとき線材と上記内周面との摺接部においては、線材はライナの中心軸線に対して小角度（たとえば１０度程度）の傾斜角をもって進行するので、上記摺接により上記内周面部に作用する摩擦力Ｆ（後述する図９参照）の上記中心軸線に対して垂直方向に向かう垂直分力ｆ（同じく図９参照）が生じる。ライナは外筒に中心軸線のまわりに回転自在に支持されているので、上記垂直分力ｆによりライナが中心軸線のまわりに回転駆動され、これによってライナの線材ガイド穴の局部的な摩耗が防止される。またローラーが線材の通材速度と同周速で回転する従来のローラーガイド式のレイングヘッドに比べて、上記ライナの回転速度は線材の通材速度より十分低く、高速回転による軸受の破損やロックを生じることもない。
【０００８】
この発明におけるライナと外筒との構成としては各種の構成を採用できるが、請求項２記載の発明のように、前記ライナとして前記外筒より短尺のライナを用い、このライナの入口側端面を前記外筒の入口側端面よりも中心軸線方向に内側へずらせた位置に配置し、前記外筒に、該外筒の入口側端面部から前記ライナの線材ガイド穴の入口部に至るガイド穴を設けた構成とすれば、長尺ライナの入口部に上記ガイド穴を設ける場合に比べて、ライナは小型軽量のもので済み、経済的であるうえ前記垂直分力が小さい場合でもライナを確実に回転駆動して局部的な摩耗を防止することができる。
【０００９】
またこの発明においては、ライナの中心軸線と外筒の中心軸線とは同軸としてもよいが、請求項３記載の発明のように、前記ライナの中心軸線に対して、前記外筒の中心軸線を所定角度傾斜させた構成としてもよい。なおこの外筒の中心軸線とは、回転体に取付けられる外筒の筒状部の中心軸線を指すものである。曲管部を構成する各短管のうちパスラインの湾曲度などにより、上記ライナと外筒の中心軸線が同軸の短管では線材の進行方向とライナの中心軸線との前記傾斜角が小さい場合には、この請求項３記載の短管を用いることにより前記傾斜角を増加させることができ、これによって所望の前記垂直分力を得てライナを中心軸線のまわりに確実に回転駆動することができる。
【００１０】
またこの発明においては、ライナの線材ガイド穴内周面は、ライナ構成材料の仕上加工面のままとしてもよいが、請求項４記載の発明のように、前記ライナの線材ガイド穴内周面部に、耐摩耗性を有する皮膜層を被着した構成とすれば、線材ガイド穴の耐摩耗性が向上して局部的な摩耗を一層確実に防止できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下図１〜図９に示す第１例により、この発明の実施の形態を説明する。図１はレイングヘッド全体の略示図で、レイングヘッド１は、基台２に軸受３，４により回転自在に支持された回転体１０に、レイングパイプ２０を取付けて成る。回転体１０は、中空軸状の回転軸１１を主体とし、図示しない回転駆動機によりベベルギヤ１２を介して中心線１３のまわりに回転駆動される。ピンチロール５によって供給される線材６は、図示しない導入口部から中心線１３に沿って回転軸１１内に供給される。
【００１２】
レイングパイプ２０は、上記の回転軸１１の中心部へ供給された線材Ｗを、回転軸１１の外側へ誘導する金属管製の導入管部２１と、これに続くらせん状のパスライン２２を有する曲管部２３とから成り、この曲管部２３は、複数個の短管３０を小間隔をおいて連続的に配置し成る。なお図１において短管３０は、単純な筒体状に略示してあるが、その具体的形状は後述の通りである。
【００１３】
図２および図３は、回転体１０の先端側部分を示し、１４は回転軸１１の外周部に固設したらせん板状のオーガプレートで、短管３０は、このオーガプレート１４の外周部に形成した各取付部１５に、ホルダ５０を介して、個々に取付けられている。なお図２および図３において、短管３０およびホルダ５０および取付部１５は、全数のうちその一部のみを図示してある。また入口部２１ａ（図１参照）が回転軸１１の中心部に取付けられた導入管部２１の出口部２１ｂも、取付部１５に取付けられるが、その取付具の図示は省略してある。１９は回転軸１１の先端部に固着したデフレクタープレートで、曲管部２３を通過した線材Ｗは、このデフレクタープレート１９の図２における右側側面に沿う形でリング状体として右方へ排出され、図示しないコンベヤ上などに供給される。
【００１４】
短管３０は、図４および図５に示すように、線材ガイド穴３１を有するライナ３２を、このライナ３２の中心軸線３３と同心の軸受３４，３４を介して、外筒３５内に回転自在に支持して成る。外筒３５は組立・分解の便宜上、フランジ３６ａ，３７ａ付きの２個の短筒体３６，３７をボルト３８により締結して成り、各短筒体３６，３７の両端部寄りの外周部には、同じ二面巾Ｗを有する２組の平行な切欠部３９，３９が設けてある。
【００１５】
またこの例では、ライナ３２の長さＳは外筒３５の長さＬより短尺としてあり、ライナ３２の入口側端面３２ａは、外筒３５の入口側端面３５ａよりも中心軸線３３方向に内側へずらせた位置に配置してある。４０は外筒３５の中心部に設けたガイド穴で、入口側端面３５ａ部に大口径ｄで開口し、ライナ３２の線材ガイド穴３１の入口部３１ａに接近した位置で該入口部３１ａの直径にほぼ等しい口径を有するテーパ穴から成る。
【００１６】
上記短管３０の構成材料としては、先ず外筒３５は炭素鋼，ステンレス鋼など各種鋼材で構成すればよい。また線材が摺接するライナ３２は、たとえばねずみ鋳鉄，球状黒鉛鋳鉄，炭素鋼，ステンレス鋼などの耐摩耗性金属材料やカーボンあるいは、また、アルミナ，窒化珪素，ジルコニア等の耐摩耗性セラミックス材料などで構成することができるが、構成材自体の耐摩耗性が充分でない場合等は、線材ガイド穴３１の内周面部に酸化クロム，酸化チタンなどの耐摩耗性を有する皮膜層を、メッキや溶射などにより被着して耐摩耗性の向上をはかることができる。
【００１７】
上記短管３０の回転体１０への取付構造は、図６および図７に示す通りで、回転体１０に設けた前述の取付部１５は、オーガプレート１４の外周縁部に角板状の取付板１６を溶接取付し、リブ１７で補強して成る。この取付板１６部には、ホルダ５０の底板５１部がボルト１８により締結される。ホルダ５０は、底板５１に、２枚の側板５２，５２を、前記外筒３５の切欠部３９，３９間の寸法Ｈ（図５参照）より少量大きい巾寸法をを隔てて、溶接により固着して成る。これら各側板５２，５２には、外筒３５の筒状部３５ｂの外径Ｄより僅少量大きい直径の丸穴５３と、側板５２の一側面からこの丸穴５３に至る平行な切欠口５４を設けてあり、この切欠口５４の巾寸法は短管３０の切欠部３９の二面巾寸法Ｗより少量大きい寸法としてある。５５は止めねじ５６用のねじ穴である。
【００１８】
そしてこのホルダ５０に短管３０を取付けるには、図６に鎖線で示すように、短管３０の外筒３５の切欠部３９，３９を各側板５２，５２の切欠口５４に通し、丸穴５３まで挿入したら短管３０を約９０度回転させることにより、短管３０は所定の位置に位置ぎめされるので、止めねじ５６の締付けにより固定すればよい。また短管３０の取外しは、上記と逆の手順で上記と同様に迅速におこなうことができる。
【００１９】
各短管３０を上記取付部１５に取付けたホルダ５０に、上記のようにして取付ければ、パスライン２２に沿って多数個の短管３０が連続的に配置された曲管部２３が形成されるので、回転体１０を回転駆動して線材の通材をおこなえばよい。線材の通材開始時においては、線材の先端部が、短管３０の入口部において外筒３５に形成した大口径で開口するガイド穴４０によってライナ３２の線材ガイド穴３１の入口部へとガイドされ、線材先端の外方への飛出しが防止される。
【００２０】
線材の通材中においては図８に示すように、線材６はライナ３２の線材ガイド穴３１の内周面との摺接により、らせん状のパスラインに沿って、曲げ半径および回転体１０の中心線１３（図１参照）に対する傾斜角が順次変化するように折曲成形されていくので、上記摺接部においては図９に示すように線材６はライナ３２の中心軸線３３に対して１０度程度の傾斜角θをもって進行する。このため、線材６との摺接により線材ガイド穴３１の内周面部に作用する摩擦力Ｆは、中心軸線３３に対して垂直方向に向う垂直分力ｆを生じ、この垂直分力ｆによってライナ３２は矢印Ｒで示すように中心軸線３３のまわりに回転駆動され、これによって線材６と線材ガイド穴３１の摺接位置は常に変化し、ライナ３２の（線材ガイド穴３１部の）局部的な摩耗が防止され、この摩耗による線材６のかき疵発生が防止されるのである。
【００２１】
また線材速度とローラー外周速度が一致するように高速回転する従来のローラーガイド式のレイングヘッドに比べて、上記のライナ３２の回転速度は十分低いので、軸受３４の破損やロックを生じることもなく、軸受３４の保護のために通材速度を遅くする必要はなくなるのである。
【００２２】
また上記の例では、ライナ３２は外筒３５よりも短尺であり、かつガイド穴４０は外筒３５の入口部に設けたため、このガイド穴をライナ３２に設ける場合（後述の第２例）よりもライナ３２の外径も小さく済むので、ライナ３２は小型軽量のもので済み、経済的であるうえ前記垂直分力ｆが小さい場合でもライナ３２を確実に回転駆動できるという長所を有するものである。
【００２３】
次に図１０に示す第２例により、この発明の実施の形態を説明する。この例の短管４１は、前記第１例に比べて、ライナ３２を外筒３５よりやや長尺とし、前記外筒３５の入口部のガイド穴４０のかわりにライナ３２の線材ガイド穴３１の入口部３１ａを大径に拡径して、線材先端部の飛出防止をはかるようにしたものであり、その他の構成は第１例と同じであるので、図１〜図９と同一または相当部分には同一符号を付して図示し、それらの部分の詳細な説明は省略するものとし、以下他の例においても同様とする。
【００２４】
この例においては、前記ガイド穴４０のない分だけ外筒３５の構造が簡潔ですみ、また通材開始時においては線材先端部は耐摩耗性材料から成るライナ３２の線材ガイド穴３１の上記入口部３１ａによってガイドされるので、該線材先端部による前記ガイド穴４０部の摩耗も回避できる。
【００２５】
次に図１１に示す第３例により、請求項３記載の発明の実施の形態を説明する。この例の短管４５は、前記第２例と同様にライナ３２を外筒３５よりも長尺とし、線材ガイド穴３１の入口部を拡径するとともに、外筒３５の中心軸線（詳しくは外筒３５の直径Ｄの筒状部３５ｂの中心軸線）４６に対して、ライナ３２の中心軸線３３を所定角度αだけ傾斜させ、この傾斜した中心軸線３３のまわりにライナ３２が回転するよう軸受３４，３４を傾斜配置したものである。
【００２６】
この中心軸線傾斜配置式の短管４５を用いると、たとえば図９における線材摺接状態において、ライナ３２の中心軸線３３と線材進行方向との傾斜角θが零に近く垂直分力ｆが殆ど得られない場合でも、図９における短管３０を本例の短管４５と交換してホルダ５０に取付けることにより、ライナ３２の中心軸線３３と線材進行方向との傾斜角は、本例の中心軸線３３，４６の傾斜角αに近い値となり、これによって所望の垂直分力ｆを得てライナ３２を中心軸線３３のまわりに回転駆動させることができる。
【００２７】
従って、曲管部２３を構成する各短管３０のうち通材によってライナ３２の局部的な摩耗の発生が見受けられる短管３０（あるいは第２例の場合は短管４１）については、この例の短管４５と交換することにより、ライナ３２を前記垂直分力ｆにより確実に回転駆動させて、ライナ３２の局部的な摩耗の発生を防止することができるのである。
【００２８】
この発明は上記各例に限定されるものではなく、たとえば短管３０，４１，４５や、ホルダ５０およびその回転体１０部への取付構造などの、具体的構造や形状などは、上記以外のものとしてもよい。また軸受３４としては、ボールベアリングやローラーベアリングなどの転がり軸受のほか、油膜軸受や含油軸受などのすべり軸受を用いてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、ライナの線材ガイド穴と線材の摺接部における摩擦力の垂直分力を利用して、格別の駆動機や駆動機構を用いることなく、ライナをその中心軸線のまわりに回転駆動するようにしたので、ライナの局部的な摩耗を防止でき、この摩耗による線材のかき疵発生を防止できるとともに、ライナの中心軸線まわりの回転は低いためライナを支持する軸受の破損やロックは生じにくく、軸受保護のための通材速度の制限は不要となる。
【００３０】
また上記の効果に加えて、請求項２記載の発明によれば、ライナは小型軽量のもので済み、ライナを確実に回転駆動して局部的な摩耗を防止することができる。
【００３１】
また上記の効果に加えて、請求項３記載の発明によれば、線材とライナの摺接部におけるライナの中心軸線と線材進行方向との傾斜角を増加させることにより、ライナを確実に回転駆動して局部的な摩耗を防止することができる。
【００３２】
また上記の効果に加えて、請求項４記載の発明によれば、線材ガイド穴の耐摩耗性の向上により、ライナの局部的な摩耗を一層確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態の第１例を示すレイングヘッドの略示側面図である。
【図２】図１のレイングヘッドの要部側面図である。
【図３】図２の矢視Ａ−Ａ側面図である。
【図４】図２における短管３０の縦断面図である。
【図５】図４の短管の斜視図である。
【図６】図２のＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【図７】図６のホルダ５０の斜視図である。
【図８】図２の矢印Ｃ方向に見た短管の通材状態を示す縦断面図である。
【図９】図８のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態の第２例を示す図４相当図である。
【図１１】この発明の実施の形態の第３例を示す図４相当図である。
【符号の説明】
１…レイングヘッド、２…基台、３…軸受、４…軸受、１０…回転体、１４…オーガプレート、１５…取付部、２０…レイングパイプ、２１…導入管部、２３…曲管部、３０…短管、３１…線材ガイド穴、３１ａ…入口部、３２…ライナ、３２ａ…入口側端面、３３…中心軸線、３４…軸受、３５…外筒、３５ａ…入口側端面、４０…ガイド穴、４１…短管、４５…短管、４６…中心軸線、５０…ホルダ。
【図１】
2004042123.tif 000003
【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】
2004042123.tif 000009
【図８】
2004042123.tif 000010
【図９】
2004042123.tif 000011
【図１０】
2004042123.tif 000012
【図１１】
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