(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接近離間可能に設けられた主ロールおよびマンドレルが備えられ、回転駆動される前記主ロールの外周面と、回転自在な前記マンドレルの外周面との間にリング状体の周部をこのリング状体の径方向に挟んだ状態で、前記リング状体をその周方向に沿って回転させながら前記周部を前記径方向に圧延するリングローリングミルであって、
前記マンドレルの外周面及び前記主ロールの外周面間の隙間が、前記主ロールの回転軸線に沿った方向で見た場合に一方側と他方側とで異なるように、前記マンドレルを前記主ロールの回転軸線に対して傾斜支持するマンドレル傾斜支持機構を更に備える
ことを特徴とするリングローリングミル。
【請求項２】
請求項１に記載のリングローリングミルであって、
前記マンドレル傾斜支持機構が、
前記マンドレルの上端及び下端を支持する支持フレームと；
この支持フレームを傾動させるフレーム傾動機構と；
を備える。
【請求項３】
請求項１に記載のリングローリングミルであって、
前記マンドレル傾斜支持機構が、
前記マンドレルの一端を定位置に回転自在に支持する第１のマンドレル支持部と；
前記マンドレルの他端を回転自在に支持する第２のマンドレル支持部と；
前記第２のマンドレル支持部を前記主ロールに対して接近離間させる第１のマンドレル駆動部と；
を備える。
【請求項４】
請求項３に記載のリングローリングミルであって、
前記第１のマンドレル駆動部が、
定位置に固定された偏心軸と；
この偏心軸及び前記第１のマンドレル支持部間を連結する第１の連結フレームと；
前記偏心軸を回転させる回転駆動部と；
を備える。
【請求項５】
請求項３に記載のリングローリングミルであって、
前記第１のマンドレル駆動部が、
定位置に固定された基部と；
この基部及び前記第１のマンドレル支持部間を連結する第２の連結フレームと；
この第２の連結フレームを前記基部に対して相対移動させるスライド駆動部と；
を備える。
【請求項６】
請求項１に記載のリングローリングミルであって、
前記マンドレル傾斜支持機構が、
前記マンドレルの一端を回転自在に支持する第３のマンドレル支持部と；
前記マンドレルの他端を回転自在に支持する第４のマンドレル支持部と；
前記第３のマンドレル支持部及び前記第４のマンドレル支持部の双方をそれぞれ独立に、前記主ロールに対して接近離間させる第２のマンドレル駆動部と；
を備える。
【請求項７】
互いに接近離間可能に設けられた主ロールおよびマンドレルが備えられ、回転駆動される前記主ロールの外周面と、回転自在な前記マンドレルの外周面との間にリング状体の周部をこのリング状体の径方向に挟んだ状態で、前記リング状体をその周方向に沿って回転させながら前記周部を前記径方向に圧延するリングローリングミルであって、
前記マンドレルの外周面及び前記主ロールの外周面間の隙間が、前記マンドレルの回転軸線に沿った方向で見た場合に一方側と他方側とで異なるように、前記主ロールを前記マンドレルの回転軸線に対して傾斜支持する主ロール傾斜支持機構を更に備える
ことを特徴とするリングローリングミル。
【請求項８】
請求項７に記載のリングローリングミルであって、
前記主ロール傾斜支持機構が、
前記主ロールの一端を定位置に回転自在に支持する第１の主ロール支持部と；
前記主ロールの他端を回転自在に支持する第２の主ロール支持部と；
前記第２の主ロール支持部を前記マンドレルに対して接近離間させる第１の主ロール駆動部と；
を備える。
【請求項９】
請求項７に記載のリングローリングミルであって、
前記主ロール傾斜支持機構が、
前記主ロールの一端を回転自在に支持する第１の主ロール支持部と；
前記主ロールの他端を回転自在に支持する第２の主ロール支持部と；
前記第１の主ロール支持部及び前記第２の主ロール支持部の双方をそれぞれ独立に、前記マンドレルに対して接近離間させる第２の主ロール駆動部と；
を備える。
【請求項１０】
互いに接近離間可能に設けられた主ロールおよびマンドレル間にリング状体の周部をこのリング状体の径方向に挟んだ状態で、前記リング状体をその周方向に沿って回転させながら前記周部を前記径方向に圧延するリング圧延方法であって、
前記マンドレルの外周面と前記主ロールの外周面との間の隙間が、前記主ロールの回転軸線に沿った方向で見た場合に一方側と他方側とで異なるように、前記マンドレルを前記主ロールの回転軸線に対して傾斜支持する工程を含む
ことを特徴とするリング圧延方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載のリング圧延方法であって、
前記隙間の前記一方側が前記他方側よりも小さくなるように前記マンドレルを傾けて前記リング状体の前記周部を圧延する工程と、
前記隙間の前記他方側が前記一方側よりも小さくなるように前記マンドレルを傾けて前記リング状体の前記周部を圧延する工程と、
を含む。
【請求項１２】
互いに接近離間可能に設けられた主ロールおよびマンドレル間にリング状体の周部をこのリング状体の径方向に挟んだ状態で、前記リング状体をその周方向に沿って回転させながら前記周部を前記径方向に圧延するリング圧延方法であって、
前記マンドレルの外周面と前記主ロールの外周面との間の隙間が、前記主ロールの回転軸線に沿った方向で見た場合に一方側と他方側とで異なるように、前記主ロールを前記マンドレルの回転軸線に対して傾斜支持する工程を含む
ことを特徴とするリング圧延方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載のリング圧延方法であって、
前記隙間の前記一方側が前記他方側よりも小さくなるように前記主ロールを傾けて前記リング状体の前記周部を圧延する工程と、
前記隙間の前記他方側が前記一方側よりも小さくなるように前記主ロールを傾けて前記リング状体の前記周部を圧延する工程と、
を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リング状体の周部を径方向に圧延するリングローリングミルおよびリング圧延方法に関する。
本出願は、特願２００６−０８９７５０号を基礎出願とし、その内容を取り込むものとする。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１等に開示されている従来のリングローリングミルは、回転駆動される主ロールの外周面と、回転自在なマンドレルの外周面との間にリング状体の周部を径方向に挟んだ状態で、リング状体をその周方向に回転させつつ前記周部を径方向に圧延する。そして、従来のリングローリングミルでは、主ロールおよびマンドレルを、それぞれの回転軸線が互いに略平行をなしたまま相対的に接近離間させることにより、それぞれの外周面でリング状体の周部を径方向に圧延する。【０００３】
しかしながら、前記従来のリングローリングミルでは、主ロールおよびマンドレルを、それらの回転軸線が互いに略平行をなしたまま相対的に接近離間するように支持しているので、主ロールおよびマンドレルがリング状体の周部に作用させる押圧力を、この周部上の周方向位置ごとで異ならせることが可能であったものの、厚さ方向位置ごとでは異ならせることができなかった。つまり、前記押圧力を、リング状体の周部において局所的に異ならせることができなかった。
【特許文献１】特許第２８５９４４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、主ロールおよびマンドレルがリング状体の周部に作用させる押圧力を、リング状体の周部において局所的に異ならせることができるリングローリングミルおよびリング圧延方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用した。
（１）  互いに接近離間可能に設けられた主ロールおよびマンドレルが備えられ、回転駆動される前記主ロールの外周面と、回転自在な前記マンドレルの外周面との間にリング状体の周部をこのリング状体の径方向に挟んだ状態で、前記リング状体をその周方向に沿って回転させながら前記周部を前記径方向に圧延するリングローリングミルであって、前記マンドレルの外周面及び前記主ロールの外周面間の隙間が、前記主ロールの回転軸線に沿った方向で見た場合に一方側と他方側とで異なるように、前記マンドレルを前記主ロールの回転軸線に対して傾斜支持するマンドレル傾斜支持機構を更に備えるリングローリングミル。
上記（１）のリングローリングミルによれば、マンドレル傾斜支持機構によってマンドレルが傾斜可能に支持されるので、リング状体の周部に作用させる主ロールおよびマンドレルによる押圧力を、この周部の周方向のみならず、厚さ方向でも異ならせることが可能になる。その結果、リング状体の周部において圧延する部分ごとで、つまり局所的に、前記押圧力を異ならせることができる。例えば、リング状体をその周方向に回転させつつ圧延する過程において、このリング状体がその周方向に一回転する間に、マンドレルの傾斜角度を複数回異ならせたり、一回転する間はマンドレルを同一の傾斜角度に維持させたりすることが可能になる。【０００６】
（２）  上記（１）のリングローリングミルにおいて、前記マンドレル傾斜支持機構が、前記マンドレルの上端及び下端を支持する支持フレームと；この支持フレームを傾動させるフレーム傾動機構と；を備えてもよい。【０００７】
（３）  上記（１）のリングローリングミルにおいて、前記マンドレル傾斜支持機構が、前記マンドレルの一端を定位置に回転自在に支持する第１のマンドレル支持部と；前記マンドレルの他端を回転自在に支持する第２のマンドレル支持部と；前記第２のマンドレル支持部を前記主ロールに対して接近離間させる第１のマンドレル駆動部と；を備えてもよい。【０００８】
（４）  上記（３）のリングローリングミルにおいて、前記第１のマンドレル駆動部が、定位置に固定された偏心軸と；この偏心軸及び前記第１のマンドレル支持部間を連結する第１の連結フレームと；前記偏心軸を回転させる回転駆動部と；
を備えてもよい。【０００９】
（５）  上記（３）のリングローリングミルにおいて、前記第１のマンドレル駆動部が、定位置に固定された基部と；この基部及び前記第１のマンドレル支持部間を連結する第２の連結フレームと；この第２の連結フレームを前記基部に対して相対移動させるスライド駆動部と；を備えてもよい。【００１０】
（６）  上記（１）のリングローリングミルにおいて、前記マンドレル傾斜支持機構が、前記マンドレルの一端を回転自在に支持する第３のマンドレル支持部と；前記マンドレルの他端を回転自在に支持する第４のマンドレル支持部と；前記第３のマンドレル支持部及び前記第４のマンドレル支持部の双方をそれぞれ独立に、前記主ロールに対して接近離間させる第２のマンドレル駆動部と；を備えてもよい。【００１１】
（７）  互いに接近離間可能に設けられた主ロールおよびマンドレルが備えられ、回転駆動される前記主ロールの外周面と、回転自在な前記マンドレルの外周面との間にリング状体の周部をこのリング状体の径方向に挟んだ状態で、前記リング状体をその周方向に沿って回転させながら前記周部を前記径方向に圧延するリングローリングミルであって、前記マンドレルの外周面及び前記主ロールの外周面間の隙間が、前記マンドレルの回転軸線に沿った方向で見た場合に一方側と他方側とで異なるように、前記主ロールを前記マンドレルの回転軸線に対して傾斜支持する主ロール傾斜支持機構を更に備えるリングローリングミル。
上記（７）のリングローリングミルによれば、主ロール傾斜支持機構によって主ロールが傾斜可能に支持されるので、リング状体の周部に作用させる主ロールおよびマンドレルによる押圧力を、この周部の周方向のみならず、厚さ方向でも異ならせることが可能になる。その結果、リング状体の周部において圧延する部分ごとで、つまり局所的に、前記押圧力を異ならせることができる。例えば、リング状体をその周方向に回転させつつ圧延する過程において、このリング状体がその周方向に一回転する間に、主ロールの傾斜角度を複数回異ならせたり、一回転する間は主ロールを同一の傾斜角度に維持させたりすることが可能になる。【００１２】
（８）  上記（７）のリングローリングミルにおいて、前記主ロール傾斜支持機構が、前記主ロールの一端を定位置に回転自在に支持する第１の主ロール支持部と；前記主ロールの他端を回転自在に支持する第２の主ロール支持部と；前記第２の主ロール支持部を前記マンドレルに対して接近離間させる第１の主ロール駆動部と；を備えてもよい。【００１３】
（９）  上記（７）のリングローリングミルにおいて、前記主ロール傾斜支持機構が、前記主ロールの一端を回転自在に支持する第１の主ロール支持部と；前記主ロールの他端を回転自在に支持する第２の主ロール支持部と；前記第１の主ロール支持部及び前記第２の主ロール支持部の双方をそれぞれ独立に、前記マンドレルに対して接近離間させる第２の主ロール駆動部と；を備えてもよい。【００１４】
（１０）  互いに接近離間可能に設けられた主ロールおよびマンドレル間にリング状体の周部をこのリング状体の径方向に挟んだ状態で、前記リング状体をその周方向に沿って回転させながら前記周部を前記径方向に圧延するリング圧延方法であって、前記マンドレルの外周面と前記主ロールの外周面との間の隙間が、前記主ロールの回転軸線に沿った方向で見た場合に一方側と他方側とで異なるように、前記マンドレルを前記主ロールの回転軸線に対して傾斜支持する工程を含む
ことを特徴とするリング圧延方法。
上記（１０）のリング圧延方法によれば、マンドレルを傾斜支持するので、リング状体の周部に作用させる主ロールおよびマンドレルによる押圧力を、この周部の周方向のみならず、厚さ方向でも異ならせることが可能になる。その結果、リング状体の周部において圧延する部分ごとで、つまり局所的に、前記押圧力を異ならせることができる。例えば、リング状体をその周方向に回転させつつ圧延する過程において、このリング状体がその周方向に一回転する間に、マンドレルの傾斜角度を複数回異ならせたり、一回転する間はマンドレルを同一の傾斜角度に維持させたりすることが可能になる。【００１５】
（１１）  上記（１０）のリング圧延方法において、前記隙間の前記一方側が前記他方側よりも小さくなるように前記マンドレルを傾けて前記リング状体の前記周部を圧延する工程と、前記隙間の前記他方側が前記一方側よりも小さくなるように前記マンドレルを傾けて前記リング状体の前記周部を圧延する工程と、を含んでもよい。
この場合、リング状体の周部の厚さ方向全域をその全周にわたって圧延加工する際に、この周部をその厚さ方向において半分ずつの２回に分けて、それぞれその全周にわたって圧延する。これにより、各圧延工程時におけるリング状体の周部とマンドレルとの間の接触面積を小さくして、このリング状体の周部に作用させる圧縮応力を高めることが可能になる。
したがって、主ロールおよびマンドレル間を接近させるための駆動力を現行機種と同等に維持した状態で、リング状体の周部を径方向に圧延するための加工量を大きくすることが可能になり、このリング圧延方法に用いるリングローリングミルのコンパクト化を図ることができる。さらに、このような圧延加工は、リング状体をリングローリングミルから取り外すことなく、周方向に回転させながら行うことができるので、加工高効率化を図ることができる。
なお、リング状体の周部を厚さ方向位置ごとに圧延加工することを例えば金型を用いて実施しようとすると、この加工位置を変えるたびに、キャビティからリング状体を取り出して、さらにこれを加熱する必要があるので、製造効率の大幅な低下を招く虞がある。【００１６】
（１２）  互いに接近離間可能に設けられた主ロールおよびマンドレル間にリング状体の周部をこのリング状体の径方向に挟んだ状態で、前記リング状体をその周方向に沿って回転させながら前記周部を前記径方向に圧延するリング圧延方法であって、前記マンドレルの外周面と前記主ロールの外周面との間の隙間が、前記主ロールの回転軸線に沿った方向で見た場合に一方側と他方側とで異なるように、前記主ロールを前記マンドレルの回転軸線に対して傾斜支持する工程を含むリング圧延方法。
上記（１２）のリング圧延方法によれば、主ロールを傾斜支持するので、リング状体の周部に作用させる主ロールおよびマンドレルによる押圧力を、この周部の周方向のみならず、厚さ方向でも異ならせることが可能になる。その結果、リング状体の周部において圧延する部分ごとで、つまり局所的に、前記押圧力を異ならせることができる。例えば、リング状体をその周方向に回転させつつ圧延する過程において、このリング状体がその周方向に一回転する間に、主ロールの傾斜角度を複数回異ならせたり、一回転する間は主ロールを同一の傾斜角度に維持させたりすることが可能になる。【００１７】
（１３）  上記（１２）のリング圧延方法において、前記隙間の前記一方側が前記他方側よりも小さくなるように前記主ロールを傾けて前記リング状体の前記周部を圧延する工程と、前記隙間の前記他方側が前記一方側よりも小さくなるように前記主ロールを傾けて前記リング状体の前記周部を圧延する工程と、を含んでもよい。
この場合、上記（１１）のリング圧延方法と同様の作用効果が得られる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、主ロールおよびマンドレルがリング状体の周部に作用させる押圧力を、リング状体の周部において局所的に異ならせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明のリングローリングミルの第１実施形態を示す側面図であって、一部が断面視されている。
【図２】図２は、同リングローリングミルにおいて、主ロールおよびマンドレルの各回転軸線が互いに平行となっているときの下側フレーム本体および第２嵌合凸部を示す斜視図である。
【図３】図３は、同リングローリングミルにおいて、主ロールおよびマンドレルの各回転軸線が互いに平行となっているときの下側フレーム本体および第１嵌合凸部を示す斜視図である。
【図４】図４は、図３に示す下側フレーム本体および第１嵌合凸部の断面図である。
【図５】図５は、図２に示す下側フレーム本体および第２嵌合凸部の断面図である。
【図６】図６は、同リングローリングミルにおいて、マンドレルの外周面のうち、鉛直方向上側の部分と主ロールの外周面との間の隙間が、鉛直方向下側の部分と主ロールの外周面との間の隙間よりも小さくなるように、マンドレルの回転軸線を傾けたときの側面図であって、一部が断面視されている。
【図７】図７は、図６の状態における、同リングローリングミルの下側フレーム本体および第２嵌合凸部を示す斜視図である。
【図８】図８は、同リングローリングミルにおいて、マンドレルの外周面のうち、鉛直方向上側の部分と主ロールの外周面との間の隙間が、鉛直方向下側の部分と主ロールの外周面との間の隙間よりも大きくなるように、マンドレルの回転軸線を傾けたときの図であって、下側フレーム本体および第２嵌合凸部の斜視図である。
【図９】図９は、同リングローリングミルの同状態における側面図であって、一部が断面視されている。
【図１０Ａ】図１０Ａは、リング状体の圧延時におけるテーパーの修正工程を説明するための断面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、同修正工程の続きを説明するための断面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、同修正工程の続きを説明するための断面図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明のリングローリングミルの第２実施形態を示す側面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図１１ＡのＡ部断面図である。
【図１２】図１２は、同リングローリングミルの動作を説明するための側面図である。
【図１３】図１３は、同リングローリングミルの動作を説明するための側面図である。
【図１４】図１４は、同リングローリングミルにおけるマンドレルの支持機構を説明するための断面図である。
【図１５】図１５は、同支持機構を示す図であって、図１４のＢ−Ｂ断面図である。
【図１６】図１６は、本発明のリングローリングミルの第３実施形態を示す側面図である。
【図１７】図１７は、同リングローリングミルの動作を説明するための側面図である。
【図１８】図１８は、同リングローリングミルの動作を説明するための側面図である。
【図１９】図１９は、本発明のリングローリングミルの第４実施形態を示す側面図である。
【図２０】図２０は、同リングローリングミルの動作を説明するための側面図である。
【図２１】図２１は、同リングローリングミルの動作を説明するための側面図である。
【図２２】図２２は、本発明のリングローリングミルの第５実施形態を示す側面図である。
【図２３】図２３は、同リングローリングミルの動作を説明するための側面図である。
【図２４】図２４は、同リングローリングミルの動作を説明するための側面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０，１１０，２１０，３１０，４１０  リングローリングミル
１１  主ロール
２１  マンドレル
２２  可動フレーム（マンドレル傾斜支持機構）
２３  上側フレーム（支持フレーム）
２４  下側フレーム（支持フレーム）
３１  第２嵌合凸部（フレーム傾動機構）
１２２  傾動フレーム（マンドレル傾斜支持機構）
１２３  上側フレーム（第１の連結フレーム）
１２４  下側フレーム（第１のマンドレル支持部）
１７０  駆動部（第１のマンドレル駆動部）
１７１  偏心軸
２２３ａ  基部
２２３ｂ  スライドフレーム（第２の連結フレーム）
２７０  スライド駆動部
３２０  球面軸受け（第１の主ロール支持部）
３３０  上部軸受け（第２の主ロール支持部）
３４０  主ロール駆動部（第１の主ロール駆動部）
４２０  支持ピン（第１の主ロール支持部）
４３０  球面軸受け（第２の主ロール支持部）
４４０  主ロール駆動部（第１の主ロール駆動部）
Ｗ  リング状体
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明のリングローリングミルおよびリング圧延方法の各実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。
［第１実施形態］
まず、図１〜図１０Ｃを参照しながら、本発明の第１実施形態を以下に説明する。本実施形態のリングローリングミル１０は、図１に示すように、互いに接近離間可能に設けられた主ロール１１およびマンドレル２１を備えている。そして、その軸線回りに回転駆動される主ロール１１の外周面と、その軸線回りに回転自在なマンドレル２１の外周面との間にリング状体Ｗの周部をその径方向に挟んだ状態で、リング状体Ｗをその周方向に回転させつつ前記周部を径方向に圧延する。
なお、リング状体Ｗは、溶解したインゴットを分塊鍛造し、その後、このインゴットに貫通孔を形成することにより形成される。【００２２】
リング状体Ｗの軸線を間に挟んで主ロール１１およびマンドレル２１とは反対側の位置には、リング状体Ｗをその厚さ方向に挟み込む一対のアキシャルロール４１が、それらの回転軸線回りに回転駆動可能に設けられている。これらアキシャルロール４１は、リング状体Ｗの径方向に沿って進退可能に支持されている。
主ロール１１は、その回転軸線が鉛直方向に沿った状態で、固定フレーム１２に、この回転軸線回りに回転駆動可能に支持されている。主ロール１１の外周面は、リング状体Ｗの外周面を支持している。【００２３】
マンドレル２１は、その回転軸線が主ロール１１の回転軸線と略平行をなした状態で、可動フレーム２２に対して、この回転軸線回りに回転自在に支持されている。マンドレル２１の外周面は、リング状体Ｗの内周面をその径方向外方に向けて押圧する。
可動フレーム２２は、マンドレル２１から主ロール１１に向かう方向に水平に延びる一対の上側フレーム２３と、これらの上側フレーム２３の鉛直方向下方に設けられ、各上側フレーム２３の延在方向と略平行に延出する一対の下側フレーム２４と、各上側フレーム２３および各下側フレーム２４間を連結する中側フレーム２５とを備えている。中側フレーム２５は、各上側フレーム２３および各下側フレーム２４それぞれの、マンドレル２１が配設されている側の前端部とは反対側の各後端部同士を連結している。【００２４】
各上側フレーム２３および各下側フレーム２４の各前端部には、一対の上側フレーム２３同士、および一対の下側フレーム２４同士をそれぞれ連結する図示されない架橋フレームがそれぞれ配設されている。マンドレル２１の回転軸線方向両端部は、これら架橋フレームによってその軸線回りに回転自在に支持されている。【００２５】
各上側フレーム２３は、中側フレーム２５に挿通されたピン２５ａを中心として鉛直上下方向に回動自在に支持されている。中側フレーム２５には、開閉シリンダ２６の基端部が取り付けられている。シリンダ２６のロッド先端部は、上側フレーム２３の下面側に取り付けられている。これにより、開閉シリンダ２６が進退駆動すると、各上側フレーム２３が、これら上側フレーム２３の前端部に設けられた前記架橋フレームおよびマンドレル２１とともに、ピン２５ａを中心として鉛直上下方向に回動する。【００２６】
中側フレーム２５には、進退駆動シリンダ２７が設けられている。そして、進退駆動シリンダ２７のロッド先端部が、主ロール１１を支持する固定フレーム１２に連結されている。よって、進退駆動シリンダ２７が進退駆動されると、中側フレーム２５に固定フレーム１２からの反力が作用して、中側フレーム２５、上側フレーム２３、下側フレーム２４、前記各架橋フレームを含む可動フレーム２２の全体がマンドレル２１とともに水平方向に移動する。【００２７】
各下側フレーム２４は、これらのフレーム２４の延在方向と略平行に延在する一対のレール部２８に支持されている。各下側フレーム２４は、マンドレル２１から主ロール１１に向かって水平方向に延びる一対の下側フレーム本体２９と、これら下側フレーム本体２９の外表面のうち、互いに対向する内側側面とは反対側にある外側側面２９ｃの長手方向両端部にそれぞれ設けられた第１、第２嵌合凸部３０、３１とを備えている。すなわち、外側側面２９ｃの長手方向両端部のうち、マンドレル２１が配設されている側の前端部に第１嵌合凸部３０が設けられ、この前端部と反対側の後端部に第２嵌合凸部３１が設けられている。【００２８】
図４および図５に示すように、これらの第１、第２嵌合凸部３０、３１のそれぞれが、一対のレール部２８において互いに対向する内側側面に形成された溝部２８ａ内に摺動可能に嵌め込まれることにより、下側フレーム２４がレール部２８に支持されている。
また、下側フレーム本体２９の外側側面２９ｃにおける長手方向両端部にそれぞれ突設された各ピン２９ａが、第１、第２嵌合凸部３０、３１のそれぞれに形成された孔に嵌合されることにより、第１、第２嵌合凸部３０、３１がピン２９ａを中心に回動自在に支持されている。【００２９】
第１嵌合凸部３０は、下側フレーム本体２９のピン２９ａが嵌合されている部分と、レール部２８の溝部２８ａに嵌め込まれている部分とが一体に形成されている。
図２および図５に示されるように、第２嵌合凸部３１は、下側フレーム本体２９のピン２９ａに回転自在に嵌合された上側嵌合凸部３１ａと、この上側嵌合凸部３１ａの下方に配置されて、レール部２８の溝部２８ａに摺動自在に嵌め込まれた下側嵌合凸部３１ｂとを備えている。【００３０】
下側嵌合凸部３１ｂの内部には、鉛直方向に進退可能な昇降シリンダ３２が設けられている。このシリンダ３２のロッド３２ａを介して、上側嵌合凸部３１ａと下側嵌合凸部３１ｂとが連結されている。昇降シリンダ３２のロッド３２ａが、その伸展端と収縮端との中間位置に位置しているとき、すなわち上側嵌合凸部３１ａの下面と下側嵌合凸部３１ｂの上面との間に隙間が形成されているときに、下側フレーム本体２９の延在方向とレール部２８の延在方向とが平行になるとともに、主ロール１１の回転軸線とマンドレル２１の回転軸線とが平行になる。【００３１】
この平行状態から、昇降シリンダ３２のロッド３２ａが収縮すると、図６および図７に示すように、上側嵌合凸部３１ａの下面と下側嵌合凸部３１ｂの上面とが接触する。すると、下側フレーム本体２９が、その外側側面２９ｃの前端部に設けられたピン２９ａを中心に、その後端部が鉛直下方に移動するように回動する。その結果、可動フレーム２２の前記各架橋フレーム間に取り付けられたマンドレル２１の回転軸線が、このマンドレル２１の外周面のうち、鉛直上側の部分と主ロール１１の外周面との間の隙間が、鉛直下側の部分と主ロール１１の外周面との間の隙間よりも小さくなるように傾く。【００３２】
逆に、前記平行状態から、各昇降シリンダ３２のロッド３２ａが伸展すると、図８に示すように、上側嵌合凸部３１ａの下面と下側嵌合凸部３１ｂの上面との距離が大きくなる。そして、図９に示すように、下側フレーム本体２９が、その外側側面２９ｃの前端部に設けられたピン２９ａを中心に、その後端部が鉛直上方に移動するように回動する。その結果、回動フレーム２２に取り付けられたマンドレル２１の回転軸線が、このマンドレル２１の外周面のうち、鉛直下側の部分と主ロール１１の外周面との間の隙間が、鉛直上側の部分と主ロール１１の外周面との間の隙間よりも小さくなるように傾く。
以上より、マンドレル２１は、その外周面と主ロール１１の外周面との間の隙間寸法が、この回転軸線方向の一方側と他方側とで異なるように、主ロール１１の回転軸線に対して傾斜可能に支持される。【００３３】
本実施形態のリングローリングミル１０を用いたリング圧延方法について以下に説明する。
まず、進退駆動シリンダ２７を後退させて、主ロール１１とマンドレル２１との間を離間させるとともに、各アキシャルロール４１をリング状体Ｗに対して後退させる。その状態で、開閉シリンダ２６を伸展させ、上側フレーム２３をマンドレル２１とともに、中側フレーム２５に挿通されたピン２５ａを中心に鉛直上方に向かって回動させた後に、リング状体Ｗを配置する。その後、開閉シリンダ２６を収縮させることにより、上側フレーム２３をマンドレル２１とともに、ピン２５ａを中心に鉛直下方に向けて回動させる。そして、主ロール１１の外周面とリング状体Ｗの外周面とを対向させるとともに、マンドレル２１の外周面とリング状体Ｗの内周面とを対向させる。【００３４】
この際、一対のアキシャルロール４１を、リング状体Ｗに向かって前進させ、これらアキシャルロール４１の外周面によりリング状体Ｗをその厚さ方向に挟み込むとともに、進退駆動シリンダ２７を伸展させることにより、マンドレル２１を主ロール１１に対して接近移動させ、その結果、これらマンドレル２１の外周面と主ロール１１の外周面との間に、リング状体Ｗの周部をその径方向に挟み込む。【００３５】
次に、主ロール１１および各アキシャルロール４１を、それぞれの回転軸線回りに回転駆動させることにより、リング状体Ｗをその周方向に回転させる。すると、マンドレル２１がその回転軸線回りに回転しながら、リング状体Ｗの周部を全周にわたってその径方向に圧延する。この圧延過程において、リング状体Ｗの周部の径方向における厚さが薄くなるに伴い、進退駆動シリンダ２７による固定フレーム１２への押圧力により、徐々にマンドレル２１が主ロール１１の外周面に向けて前進移動する。さらに、この圧延過程において、リング状体Ｗが拡径されるに伴い、徐々にアキシャルロール４１はリング状体Ｗの径方向外方に向けて後退移動する。【００３６】
この圧延過程において、必要に応じて、各昇降シリンダ３２を前記平行状態から伸展または収縮させることにより、マンドレル２１の回転軸線を、その外周面と主ロール１１の外周面との間の隙間が、この回転軸線方向の一方側と他方側とで異なるように、主ロール１１の回転軸線に対して傾斜させる。これにより、リング状体Ｗに作用させる押圧力をその軸線方向に沿って変えることができる。
なお、このリングローリングミル１０におけるマンドレル２１の揺動機構を利用して、リング状体Ｗのテーパーを取り除くこともできる。これについて図１０Ａ〜図１０Ｃを用いて説明する。図１０Ａに示すように、リング状体Ｗがその軸線に沿って厚み一定に正常圧延できている場合に対し、リング状体Ｗの素材形状にばらつきがあると、例えば図１０Ｂに示すようにリング状体Ｗにテーパーがついてしまう場合がある。このような場合、図１０Ｃに示すように、マンドレル２１を主ロール１１に対して適宜の角度で傾けながら圧延を行うことで、リング状体Ｗのテーパーを取り除くことができる。【００３７】
以上説明したように、本実施形態のリングローリングミル１０では、主ロール１１およびマンドレル２１が互いに接近離間可能に設けられるとともに、主ロール１１の外周面及びマンドレル２１の外周面間の隙間の寸法が、主ロール１１の回転軸線に沿った方向で見た場合に鉛直上方側（一方側）と鉛直下方側（他方側）とで異なるように、マンドレル２１を主ロール１１の回転軸線に対して傾斜支持する可動フレーム２２（マンドレル傾斜支持機構）を備えた構成を採用した。さらに、可動フレーム２２が、マンドレル２１の上端及び下端を支持する各上側フレーム２３および各下側フレーム２４（支持フレーム）と；これら上側フレーム２３および下側フレーム２４を傾動させる第２嵌合凸部３１（フレーム傾動機構）と；を備える構成を採用した。
この構成によれば、主ロール１１およびマンドレル２１によりリング状体Ｗの周部に作用させる押圧力を、この周部の周方向位置ごとのみならず、厚さ方向位置に沿って異ならせることが可能になる。その結果、リング状体Ｗの周部において圧延する部分ごとで、つまり局所的に、前記押圧力を異ならせることができる。【００３８】
例えば、リング状体Ｗをその周方向に回転させつつ圧延する過程において、このリング状体Ｗがその周方向に一回転する間に、マンドレルの傾斜角度を複数回異ならせたり、一回転する間はマンドレルを同一の傾斜の角度に維持させたりすることが可能になる。
また、マンドレル２１が傾斜可能に支持されていることから、リング状体Ｗの周部をその厚さ方向全域にわたって圧延加工する際に、このマンドレル２１を、その外周面と主ロール１１の外周面との間の隙間がこの回転軸線方向の一方側が他方側よりも小さくなるように傾けることにより、リング状体Ｗの周部において、マンドレル２１の外周面における前記回転軸線方向の一方側の部分に対向する部分をその全周にわたって圧延した後に、このマンドレル２１を、前記隙間が前記回転軸線方向の他方側が前記一方側よりも小さくなるように傾けて、リング状体Ｗの周部において、マンドレル２１の外周面における前記回転軸線方向の他方側の部分に対向する部分をその全周にわたって圧延することが可能になる。【００３９】
したがって、リング状体Ｗの周部の厚さ方向全域をその全周にわたって圧延加工する際に、この周部をその厚さ方向において半分ずつの２回に分けて、それぞれその全周にわたって圧延することによって、それぞれの圧延加工時におけるリング状体Ｗの周部とマンドレル２１との接触面積を小さくして、このリング状体Ｗの周部に作用させる圧縮応力を高めることが可能になる。これにより、主ロール１１およびマンドレル２１を互いに接近させる駆動力を現行機種と同等に維持した状態で、リング状体Ｗの周部を径方向に圧延する加工量を大きくすることが可能になる。よって、リングローリングミル１０の圧延加工量増大化とコンパクト化との双方を両立させることができる。さらに、リング状体Ｗをリングローリングミル１０から取り外すことなく、周方向に回転させながら圧延加工することができるので、加工の高効率化を図ることもできる。【００４０】
［第２実施形態］
続いて、図１１Ａ〜図１５を参照しながら、本発明の第２実施形態について以下に説明する。なお、以下の説明においては、上記第１実施形態との相違点を中心に説明し、その他については上記第１実施形態と同様であるとしてその説明を省略する。
上記第１実施形態では可動フレーム２２の全体を鉛直上下方向に回動させることによりマンドレル２１を傾けていたのに対し、本実施形態のリングローリングミル１１０では、上側フレーム２３に相当する部材（以下、上側フレーム１２３）のみを水平方向に平行移動させることにより、マンドレル２１を傾ける点が特に異なっている。【００４１】
図１１Ａに示すように、本実施形態のリングローリングミル１１０は、本発明のマンドレル傾斜支持機構として傾動フレーム１２２を備えている。
この傾動フレーム１２２は、マンドレル２１から主ロール１１に向かう方向に水平に延びる一対の上側フレーム１２３と、これらの上側フレーム１２３の鉛直方向下方に設けられ、各上側フレーム１２３の延在方向に略平行に延出する一対の下側フレーム１２４と、各上側フレーム１２３および各下側フレーム１２４間を連結する中側フレーム１２５とを備えている。中側フレーム１２５は、各上側フレーム１２３および各下側フレーム１２４それぞれの、マンドレル２１が配設されている前端部とは反対側の各後端部同士を連結している。
なお、図１１Ａ，図１２，図１３では、説明のために前記レール部２８の図示を省略している。後に続く第３〜第５実施形態も同様である。【００４２】
各上側フレーム１２３および各下側フレーム１２４の各前端部には、一対の上側フレーム１２３同士、および一対の下側フレーム１２４同士をそれぞれ連結する図示されない架橋フレームがそれぞれ配設されている。マンドレル２１の回転軸線方向両端部は、これら架橋フレームによって、鉛直軸線回りに回転自在に支持されている。
下側フレーム１２４間の架橋フレーム（第１のマンドレル支持部）は、マンドレル２１の下端（一端）を、定位置において、マンドレル２１の軸線と交差するとともに主ロール１１の回転軸線に対して捩れの位置にある水平軸線（すなわち、図１１Ａの紙面に垂直な軸線）回りに回転自在に支持している。また、各上側フレーム１２３間の架橋フレーム（第２のマンドレル支持部）は、マンドレル２１の上端（他端）を、マンドレル２１の回転軸線と交差するとともに主ロール１１の回転軸線に対して捩れの位置にある水平軸線（すなわち、図１１Ａの紙面に垂直な軸線）回りに回転自在に支持している。【００４３】
マンドレル２１の支持構造の詳細について、図１４及び図１５を参照しながら説明する。
各下側フレーム１２４間の前記架橋フレームには、この架橋フレームに対して一体に取り付けられた固定部１５０と、この固定部１５０に固定された水平軸１５１と、この水平軸１５１に対して水平軸線ＣＬ１回りに回動自在に取り付けられた回動部１５３と、が設けられている。【００４４】
固定部１５０は、底壁１５０ａと、この底壁１５０ａの両端から鉛直上方に向かって形成された一対の側壁１５０ｂとを備えている。各側壁１５０ｂには、水平軸１５１を挿通させるための貫通孔１５０ｂ１が水平方向に沿って形成されている。また、図１５に示すように、底壁１５０ａの上面は、水平軸線ＣＬ１に垂直な断面で見た場合に円弧面１５０ａ１をなしている。
回動部１５３は、前記各側壁１５０ｂ間に配置され、前記水平軸１５１が挿通される貫通孔１５１ａが水平方向に沿って形成された回動部本体１５３ａと、この回動部本体１５３ａの上端に形成された開口内部に設けられたスラスト軸受け１５３ｂ及びアキシャル軸受け１５３ｃとを備えている。スラスト軸受け１５３ｂはマンドレル２１によるスラスト荷重を支持し、アキシャル軸受け１５３ｃはマンドレル２１に作用する曲げ荷重を支持する。これらスラスト軸受け１５３ｂ及びアキシャル軸受け１５３ｃにより、マンドレル２１の下端は、その軸線回りに回動自在に支持されている。【００４５】
図１５に示すように、回動部本体１５３ａの下面は、水平軸線ＣＬ１に垂直な断面で見た場合に、前記円弧面１５０ａ１に対して一定の隙間を形成する円弧面１５３ａ１をなしており、回動部本体１５３ａの回動時に固定部１５０に対して干渉しないようになっている。したがって、マンドレル２１のスラスト荷重及び曲げ加重は、スラスト軸受け１５３ｂ及びアキシャル軸受け１５３ｃ、回動部本体１５３ａ、水平軸１５１、各側壁１５０ｂ、そして各下側フレーム１２４間の前記架橋フレームへと伝達される。【００４６】
また、各上側フレーム１２３間の前記架橋フレームには、この架橋フレームに対して一体に取り付けられた固定部１６０と、この固定部１６０に固定された水平軸１６１と、この水平軸１６１に対して水平軸線ＣＬ２回りに回動自在に取り付けられた回動部１６３と、が設けられている。【００４７】
固定部１６０は、上壁１６０ａと、この上壁１６０ａの両端から鉛直下方に向かって形成された一対の側壁１６０ｂとを備えている。各側壁１６０ｂには、水平軸１６１を挿通させるための貫通孔１６０ｂ１が水平方向に沿って形成されている。また、図１５に示すように、上壁１６０ａの下面は、水平軸線ＣＬに垂直な断面で見た場合に円弧面１６０ａ１をなしている。
回動部１６３は、前記各側壁１６０ｂ間に配置され、前記水平軸１６１が挿通される貫通孔１６１ａが水平方向に沿って形成された回動部本体１６３ａと、この回動部本体１６３ａの下端に形成された開口内部に設けられたアキシャル軸受け１６３ｃとを備えている。アキシャル軸受け１６３ｃは、マンドレル２１に作用する曲げ荷重を支持する。このアキシャル軸受け１６３ｃにより、マンドレル２１の上端はその軸線回りに回動自在に支持されている。【００４８】
図１５に示すように、回動部本体１６３ａの上面は、水平軸線ＣＬ２に垂直な断面で見た場合に、前記円弧面１６０ａ１に対して一定の隙間を形成する円弧面１６３ａ１をなしており、回動部本体１６３ａの回動時に固定部１６０に対して干渉しないようになっている。したがって、マンドレル２１への曲げ加重は、アキシャル軸受け１６３ｃ、回動部本体１６３ａ、水平軸１６１、各側壁１６０ｂ、そして各上側フレーム１２３間の前記架橋フレームへと伝達される。【００４９】
そして、マンドレル２１の下端を支持する前記固定部１５０は、前記各下側フレーム１２４間に配置された架橋フレームとともに定位置に固定され、一方、マンドレル２１の上端を支持する前記固定部１６０は、前記各上側フレーム１２３間に配置された架橋フレームとともに水平方向に移動するので、図１５の矢印に示すように、マンドレル２１はその軸線回りに回動自在な状態を維持しながらも、主ロール１１に対して接近離間するように揺動可能となっている。【００５０】
図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、本実施形態のリングローリングミル１１０には、上側フレーム１２３間の架橋フレーム（第２のマンドレル支持部）を前記主ロール１１に対して接近離間させる駆動部１７０（第１のマンドレル駆動部）を備えている。
この駆動部１７０は、各下側フレーム１２４上の定位置に固定された各中側フレーム１２５間に架設されてかつ前記水平軸線ＣＬ１，ＣＬ２と平行をなす水平軸線ＣＬ３を有する偏心軸１７１と；この偏心軸１７１と前記各上側フレーム１２３間の架橋フレームとの間を連結する各上側フレーム１２３（第１の連結フレーム）と；偏心軸１７１を水平軸線ＣＬ３回りに回転させる図示しない回転駆動部と；を備えている。
偏心軸１７１の両端には、水平軸線ＣＬ３に対して平行をなすとともに偏心量ｄ分だけ偏心した位置に突設されたピン１７２がそれぞれ設けられている。【００５１】
以上説明の構成を有する本実施形態のリングローリングミル１１０を用いたリング圧延方法について以下に説明する。
まず、リング状体Ｗの周部の下端側を上端側よりも強い押圧力で圧延する場合には、前記回転駆動部を起動させて偏心軸１７１を一方向に回転させる。すると、図１２に示すように、各上側フレーム１２３が紙面右側にスライドするため、これら上側フレーム１２３間に架設された架橋フレームも紙面右側に移動する。その結果、マンドレル２１の上端も紙面右側に移動する。このようにしてマンドレル２１を所望の角度に傾けた状態で前記回転駆動部を停止させることにより、図１２に示すように、マンドレル２１の外周面及び主ロール１１の外周面間の隙間が、主ロール１１の回転軸線に沿った方向で見た場合に上側（一方側）よりも下側（他方側）の方が狭くなるように、マンドレル２１を主ロール１１の回転軸線に対して傾斜支持することができる。【００５２】
また、リング状体Ｗの周部の上端側を下端側よりも強い押圧力で圧延する場合には、前記回転駆動部を起動させて偏心軸１７１を逆方向に回転させる。すると、図１３に示すように、各上側フレーム１２３が紙面左側にスライドするため、これら上側フレーム１２３間に架設された架橋フレームも紙面左側に移動する。その結果、マンドレル２１の上端も紙面左側に移動する。このようにしてマンドレル２１を所望の角度に傾けた状態で前記回転駆動部を停止させることにより、図１３に示すように、マンドレル２１の外周面及び主ロール１１の外周面間の隙間が、主ロール１１の回転軸線に沿った方向で見た場合に下側（一方側）よりも上側（他方側）の方が狭くなるように、マンドレル２１を主ロール１１の回転軸線に対して傾斜支持することができる。
なお、マンドレル２１の傾斜を固定させた状態での、主ロール１１へのマンドレル２１の接近離間動作は、前記進退駆動シリンダ２７を進退駆動させて傾動フレーム１２２全体を紙面左右側に水平移動させることで行える。【００５３】
以上説明のように、本実施形態のリングローリングミル１１０によれば、上記第１実施形態のリングローリングミル１０と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、本実施形態のリングローリングミル１１０によれば、主ロール１１およびマンドレル２１によりリング状体Ｗの周部に作用させる押圧力を、この周部の周方向位置ごとのみならず、厚さ方向位置に沿っても異ならせることが可能になる。【００５４】
［第３実施形態］
続いて、図１６〜図１８を参照しながら、本発明の第３実施形態について以下に説明する。なお、以下の説明においては、上記第２実施形態との相違点を中心に説明し、その他については上記第２実施形態と同様であるとしてその説明を省略する。
上記第２実施形態では、偏心軸１７１の回転によって各上側フレーム１２３をスライドさせていたのに対し、本実施形態のリングローリングミル２１０では、上側フレーム１２３に相当する部材（以下、上側フレーム２２３）を水平方向に伸縮させることにより、マンドレル２１を傾ける点が特に異なっている。【００５５】
図１６に示すように、本実施形態のリングローリングミル２１０は、各下側フレーム１２４上の定位置にそれぞれ固定された基部をなす一対の中側フレーム２２５と；これら中側フレーム２２５間に架設されて前記水平軸線ＣＬ１，ＣＬ２と平行な軸線ＣＬ５を有する軸体２７１と；この軸体２７１に対して回動自在に連結され、マンドレル２１から主ロール１１に向かう方向に水平に延びる一対の上側フレーム２２３と；を備えている。【００５６】
各上側フレーム２２３は、それぞれ、軸体２７１に対して回転自在に取り付けられた固定側フレーム２２３ａと；この固定側フレーム２２３ａの先端に対して水平方向にスライド移動可能に取り付けられたスライド側フレーム２２３ｂと；このスライド側フレーム２２３ｂを固定側フレーム２２３ａに対して水平方向に沿って接近離間させるスライド駆動部２７０と；を備えている。
各スライド側フレーム２２３ｂの前端部間には、これらの間を連結する図示されない架橋フレームが配設されている。マンドレル２１の回転軸線方向上端部は、この架橋フレームによって、鉛直軸線回りに回転自在に支持されている。
なお、本実施形態では、各固定側フレーム２２３ａが本発明の基部を構成し、スライドフレーム２２３ｂが本発明の第２の連結フレームを構成している。【００５７】
以上説明の構成を有する本実施形態のリングローリングミル２１０を用いたリング圧延方法について以下に説明する。
まず、リング状体Ｗの周部の下端側を上端側よりも強い押圧力で圧延する場合には、スライド駆動部２７０を伸展させて各スライド側フレーム２２３ｂを紙面右側にスライドさせる。すると、これらスライド側フレーム２２３ｂ間に架設された架橋フレームも紙面右側に移動する。その結果、マンドレル２１の上端も紙面右側に移動する。このようにしてマンドレル２１を所望の角度に傾けた状態でスライド駆動部２７０を停止させることにより、図１７に示すように、マンドレル２１の外周面及び主ロール１１の外周面間の隙間が、主ロール１１の回転軸線に沿った方向で見た場合に上側（一方側）よりも下側（他方側）の方が狭くなるように、マンドレル２１を主ロール１１の回転軸線に対して傾斜支持することができる。【００５８】
また、リング状体Ｗの周部の上端側を下端側よりも強い押圧力で圧延する場合には、スライド駆動部２７０を収縮させて各スライド側フレーム２２３ｂを紙面左側にスライドさせる。すると、これらスライド側フレーム２２３ｂ間に架設された架橋フレームも紙面左側に移動する。その結果、マンドレル２１の上端も紙面左側に移動する。このようにしてマンドレル２１を所望の角度に傾けた状態でスライド駆動部２７０を停止させることにより、図１８に示すように、マンドレル２１の外周面及び主ロール１１の外周面間の隙間が、主ロール１１の回転軸線に沿った方向で見た場合に下側（一方側）よりも上側（他方側）の方が狭くなるように、マンドレル２１を主ロール１１の回転軸線に対して傾斜支持することができる。
なお、マンドレル２１の傾斜を固定させた状態での、主ロール１１へのマンドレル２１の接近離間動作は、前記進退駆動シリンダ２７を進退駆動させて傾動フレーム１２２全体を紙面左右側に水平移動させることで行える。【００５９】
以上説明のように、本実施形態のリングローリングミル２１０によれば、上記第２実施形態のリングローリングミル１１０と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、本実施形態のリングローリングミル２１０によれば、主ロール１１およびマンドレル２１によりリング状体Ｗの周部に作用させる押圧力を、この周部の周方向位置ごとのみならず、厚さ方向位置に沿っても異ならせることが可能になる。【００６０】
［第４実施形態］
続いて、図１９〜図２１を参照しながら、本発明の第４実施形態について以下に説明する。なお、以下の説明においては、上記第２実施形態との相違点を中心に説明し、その他については上記第２実施形態と同様であるとしてその説明を省略する。
上記第２実施形態では、マンドレル２１側を揺動させていたのに対し、本実施形態のリングローリングミル３１０では、主ロール１１側を揺動させる点が特に異なっている。【００６１】
図１９に示すように、本実施形態のリングローリングミル３１０は、マンドレル２１の外周面及び主ロール１１の外周面間の隙間の寸法が、マンドレル２１の回転軸線に沿った方向で見た場合に鉛直方向上側（一方側）と鉛直方向下側（他方側）とで異なるように、主ロール１１をマンドレル２１の回転軸線に対して傾斜支持する主ロール傾斜支持機構を備えている。
この主ロール傾斜支持機構は、主ロール１１の下端（一端）を定位置に回転自在に支持する球面軸受け３２０（第１の主ロール支持部）と、主ロール１１の上端（他端）を回転自在に支持する上部軸受け３３０（第２の主ロール支持部）と、上部軸受け３３０をマンドレル２１に対して接近離間させる主ロール駆動部３４０（第１の主ロール駆動部）とを備えている。【００６２】
また、本実施形態のリングローリングミル３１０は、主ロール１１を回転させる駆動力を発生させる主ロール駆動源３５０と、この主ロール駆動源３５０からの回転駆動力を主ロール１１に伝達する伝達部３６０と、これら主ロール駆動源３５０及び伝達部３６０が据え付けられる基台３７０と、をさらに備えている。
伝達部３６０内には、主ロール駆動源３５０からの回転駆動力を伝達するための歯車機構３６１と、主ロール１１がマンドレル２１に対して接近離間する方向に揺動可能なように主ロール１１の下端を支持する前記球面軸受け３２０とが設けられている。歯車機構３６１と主ロール１１の下端との間は、傘歯車３６２，３６３を介して連結されており、主ロール駆動源３５０からの回転駆動力が、歯車機構３６１、傘歯車３６２，３６３、そして主ロール１１へと伝達される。この回転駆動力伝達時に主ロール１１が揺動しても傘歯車３６２，３６３間の噛み合いが適切に保たれるように、前記歯車機構３６１には、図示されない撓み継ぎ手が設けられている。【００６３】
前記主ロール駆動部３４０は、前記固定フレーム１２と前記上部軸受け３３０との間に設けられた油圧シリンダであり、自らが伸縮動作を行うことによって固定フレーム１２に対して主ロール１１を接近離間させるようになっている。前述のように、主ロール１１の下端は球面軸受け３２０上に揺動自在に支持されているため、主ロール駆動部３４０を駆動させることにより、定位置に固定されたマンドレル２１に対して接近離間するように、主ロール１１を、紙面に垂直な水平軸線ＣＬ６回りに傾動させることが可能となっている。水平軸線ＣＬ６は、主ロール１１の軸線と交差してかつマンドレル２１の軸線と捻れの位置にある。【００６４】
以上説明の構成を有する本実施形態のリングローリングミル３１０を用いたリング圧延方法について以下に説明する。
まず、リング状体Ｗの周部の上端側を下端側よりも強い押圧力で圧延する場合には、主ロール駆動部３４０を駆動してこれを伸展させることで、主ロール１１を水平軸線ＣＬ６回りに紙面右側に傾動させる。このようにして主ロール１１を所望の角度に傾けた状態で主ロール駆動部３４０を停止させることにより、図２０に示すように、マンドレル２１の外周面及び主ロール１１の外周面間の隙間が、主ロール１１の回転軸線に沿った方向で見た場合に下側（一方側）よりも上側（他方側）の方が狭くなるように、マンドレル２１を主ロール１１の回転軸線に対して傾斜支持することができる。【００６５】
また、リング状体Ｗの周部の下端側を上端側よりも強い押圧力で圧延する場合には、主ロール駆動部３４０を駆動してこれを収縮させることで、主ロール１１を水平軸線ＣＬ６回りに紙面左側に傾動させる。このようにして主ロール１１を所望の角度に傾けた状態で主ロール駆動部３４０を停止させることにより、図２１に示すように、マンドレル２１の外周面及び主ロール１１の外周面間の隙間が、主ロール１１の回転軸線に沿った方向で見た場合に上側（一方側）よりも下側（他方側）の方が狭くなるように、マンドレル２１を主ロール１１の回転軸線に対して傾斜支持することができる。
なお、主ロール１１の傾斜を固定させた状態での、主ロール１１へのマンドレル２１の接近離間動作は、前記進退駆動シリンダ２７を進退駆動させてマンドレル２１の支持構造全体を紙面左右側に水平移動させることで行える。【００６６】
以上説明のように、本実施形態のリングローリングミル３１０によれば、上記第２実施形態のリングローリングミル１１０と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、本実施形態のリングローリングミル３１０によれば、主ロール１１およびマンドレル２１によりリング状体Ｗの周部に作用させる押圧力を、この周部の周方向位置ごとのみならず、厚さ方向位置ごとでも異ならせることが可能になる。【００６７】
［第５実施形態］
続いて、図２２〜図２４を参照しながら、本発明の第５実施形態について以下に説明する。なお、以下の説明においては、上記第４実施形態との相違点を中心に説明し、その他については上記第４実施形態と同様であるとしてその説明を省略する。
上記第４実施形態では、主ロール１１の上端側を揺動させていたのに対し、本実施形態のリングローリングミル４１０では、主ロール１１の下端側を揺動させる点が特に異なっている。【００６８】
図２２に示すように、本実施形態のリングローリングミル４１０は、マンドレル２１の外周面及び主ロール１１の外周面間の隙間の寸法が、マンドレル２１の回転軸線に沿った方向で見た場合に鉛直方向上側（一方側）と鉛直方向下側（他方側）とで異なるように、主ロール１１をマンドレル２１の回転軸線に対して傾斜支持する主ロール傾斜支持機構を備えている。
この主ロール傾斜支持機構は、主ロール１１の上端（一端）を定位置に回転自在に支持する支持ピン４２０（第１の主ロール支持部）と、主ロール１１の下端（他端）を回転自在に支持する球面軸受け４３０（第２の主ロール支持部）と、球面軸受け４３０をマンドレル２１に対して接近離間させる主ロール駆動部４４０（第１の主ロール駆動部）とを備えている。【００６９】
支持ピン４２０は、主ロール１１の軸線と交差してかつマンドレル２１の軸線と捻れの位置にある水平軸線ＣＬ７（図２２の紙面に垂直な軸線）回りに傾動可能なように、主ロール１１の上端を支持している。
本実施形態の基台３７０には、この基台３７０を一方向に沿って走行可能に支持する車輪３７１が設けられている。したがって、前記主ロール駆動源３５０及び前記伝達部３６０は、基台３７０と共に一体になって図２２の紙面左右方向に移動する。【００７０】
主ロール駆動部４４０は、定位置に据え付けられたアンカー４４１と、このアンカー４４１及び主ロール駆動源３５０間に設けられた油圧シリンダ４４２とを備えており、油圧シリンダ４４２が伸縮動作を行うことによって主ロール駆動源３５０と伝達部３６０と基台３７０とを、図２２の紙面左右方向に移動させる。前述のように、主ロール１１の上端は支持ピン４２０によって揺動自在に支持されているため、主ロール駆動部４４０を駆動させることにより、定位置に固定されたマンドレル２１に対して接近離間するように、主ロール１１を、水平軸線ＣＬ７回りに傾動させることが可能となっている。【００７１】
以上説明の構成を有する本実施形態のリングローリングミル４１０を用いたリング圧延方法について以下に説明する。
まず、リング状体Ｗの周部の下端側を上端側よりも強い押圧力で圧延する場合には、主ロール駆動部４４０を駆動して油圧シリンダ４４２を伸展させることで、主ロール１１を水平軸線ＣＬ７回りに紙面右側に傾動させる。このようにして主ロール１１を所望の角度に傾けた状態で主ロール駆動部４４０を停止させることにより、図２３に示すように、マンドレル２１の外周面及び主ロール１１の外周面間の隙間が、主ロール１１の回転軸線に沿った方向で見た場合に上側（一方側）よりも下側（他方側）の方が狭くなるように、マンドレル２１を主ロール１１の回転軸線に対して傾斜支持することができる。【００７２】
また、リング状体Ｗの周部の上端側を下端側よりも強い押圧力で圧延する場合には、主ロール駆動部４４０を駆動して油圧シリンダ４４２を収縮させることで、主ロール１１を水平軸線ＣＬ７回りに紙面左側に傾動させる。このようにして主ロール１１を所望の角度に傾けた状態で主ロール駆動部４４０を停止させることにより、図２４に示すように、マンドレル２１の外周面及び主ロール１１の外周面間の隙間が、主ロール１１の回転軸線に沿った方向で見た場合に下側（一方側）よりも上側（他方側）の方が狭くなるように、マンドレル２１を主ロール１１の回転軸線に対して傾斜支持することができる。
なお、主ロール１１の傾斜を固定させた状態での、主ロール１１へのマンドレル２１の接近離間動作は、前記進退駆動シリンダ２７を進退駆動させてマンドレル２１の支持構造全体を紙面左右側に水平移動させることで行える。【００７３】
以上説明のように、本実施形態のリングローリングミル４１０によれば、上記第４実施形態のリングローリングミル３１０と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、本実施形態のリングローリングミル４１０によれば、主ロール１１およびマンドレル２１によりリング状体Ｗの周部に作用させる押圧力を、この周部の周方向位置ごとのみならず、厚さ方向位置ごとでも異ならせることが可能になる。【００７４】
なお、以上説明の各実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求に基づき種々変更可能である。
例えば、上記第１実施形態では、アキシャルロール４１をその回転軸線回りに回転駆動可能に支持した構成を示したが、これに代えて、アキシャルロール４１を回転自在に支持し、リング状体Ｗが主ロール１１およびマンドレル２１によりその周方向に回転されるのに従って回転するようにしてもよい。
また、上記第１〜第５の実施形態では、マンドレル２１又は主ロール１１の何れか一方のみを他方に対して傾動させるものとしたが、これに限らず、マンドレル２１又は主ロール１１の双方を傾動させるようにしてもよい。【００７５】
また、上記第２，第３実施形態では、マンドレル２１の上端支持部のみを揺動させたが、これに限らず、マンドレル２１の上端支持部（第３のマンドレル支持部）及び下端支持部（第４のマンドレル支持部）の双方をそれぞれ独立に、主ロール１１に対して接近離間させる駆動機構（第２のマンドレル駆動部）を採用してもよい。
また、上記第４，第５実施形態では、主ロール１１の上端支持部または下端支持部の何れか一方のみを揺動させたが、これに限らず、主ロール１１の上端支持部（第１の主ロール支持部）及び下端支持部（第２の主ロール支持部）の双方をそれぞれ独立に、マンドレル２１に対して接近離間させる駆動機構（第２の主ロール駆動部）を採用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
主ロールおよびマンドレルがリング状体の周部に作用させる押圧力を、リング状体の周部において局所的に異ならせることができる。
【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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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