(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に上成形ロールと下成形ロールを平行に軸支した、左右分割型の一対の成形ロールを有する成形ロールスタンドにおいて、上成形ロールまたは下成形ロールまたは両方を垂直方向に位置調整可能に構成すると共に、ロール駆動軸上の一方の成形ロールを、ロール駆動軸と一体的に連結し、更に該ロール駆動軸を回転自在に軸支する軸受箱と共に軸方向に移動可能とし、他方の成形ロールは、軸受箱と共に移動するが、ロール駆動軸に対しては摺動自在に配置し、前記ロール駆動軸を回転自在に支持する軸受箱の雄ネジ部と、成形ロールスタンドのロール成形枠の雌ネジ部を螺合して、軸受箱を軸方向に移動可能としたことを特徴とするロール幅拡縮機構を有する成形機スタンド。
【請求項２】
請求項１記載のロール幅拡縮機構を有する成形機スタンドにおいて、左右の軸受箱に筒状に構成した調整部材を設け、該調整部材の外周に歯部を形成し、該歯部は幅拡縮用の駆動軸の歯車から回転駆動され、更に前記調整部材の外周に雄ネジ部を形成し、前記ロール成形枠の内周面に雌ネジ部を形成し、左右の雄ネジ部及び雌ネジ部は互いに逆ネジとして、軸受箱は互いに反対方向へ摺動すべく構成したことを特徴とするロール幅拡縮機構を有する成形機スタンド。
【請求項３】
請求項１記載のロール幅拡縮機構を有する成形機スタンドにおいて、前記一方の成形ロールをロール駆動軸の駆動源に近い側に配置し、他方の成形ロールを駆動源より遠い側に配置したことを特徴とするロール幅拡縮機構を有する成形機スタンド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パイプミル等の各種のロール成形に用いる成形ロールスタンドの改良に係り、上下のロール駆動軸間距離を調整できる成形ロールスタンドにおける上下成形ロールの軸方向幅を自動的に拡縮できる成形ロールスタンドのロール幅拡縮装置を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日、ロール成形機の分野においても、製品の多様化に伴い、多品種少量生産を効率よく行うことが強く要請されている。ロール成形機で、種々の形状の断面を成形する場合、例えば、断面形状が相似形で断面積が異なる複数のオープンチャンネル材を、同一ラインの成形機でロール成形する場合、すなわち、成形ロールを共用化して使用すると、帯材幅寸法に応じて、ロールの幅位置を適当な間隔に調整する必要がある。
従来、成形機スタンドで、下ロール駆動軸あるいはさらに上ロール駆動軸の各成形ロール位置を変更する場合、軸端のねじをゆるめてスペーサリングを取り替えた後、ねじを締めて、スペーサーの間隔をなくしてロール位置を固定していた。そのために、スペーサーは所要の数量を予め用意する必要があり、取替え作業も手作業で煩雑であった。
【０００３】
一方、特開平２−１２７９２５号公報技術においては、分割型の一対の下成形ロールを有する成形機の下ロール駆動軸に平行するスライドべッドを、スタンドフレーム間の基台に配設し、下ロール駆動軸に軸支された一対の成形ロールを軸方向に移動自在となし、かつ各ロールの外方端面側にベッド面に当接して摺動可能となしたスライドヘッドを有するブラケットを固着し、前記ブラケットのスライドヘッドに雌ネジ部を設け、ベッドに内蔵させた送りねじに螺合させ、送りねじの回転により、一対の下ロールを相互に近接・離反可能となしたロール拡縮機構を有する成形機スタンドが提案されている。
【０００４】
また、実開平１−１６５１１１号公報技術においては、水平軸支され垂直方向に位置調整可能な成形ロールスタンドにおいて、下ロール駆動軸の両側に、各々回転駆動可能に同軸軸支した筒状の調整部材と、この調整部材に外螺合して軸方向に螺合進退可能に、かつ下ロール軸の軸受箱に回転不能かつ軸方向に移動自在に接続された筒状の拡縮部材と、軸方向に配設されたキー溝とこれに嵌合する突起により軸方向にのみ移動可能となした、下成形ロールとにて構成され、拡縮部材の先端を、下成形ロールの外向端面側に軸受を介して接続した成形ロールスタンドのロール幅拡縮装置が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記特開平２−１２７９２５号の装置は、下成形ロールとスライドヘッドが摺動するスライドベッドが常に必要十分な精度をもって平行度が保たれていることを両者間の間隔で一定でなければならないという制約がある。また、成形機においては生産量が進むにつれて成形ロールが摩耗することは必須であり、数千トンごとの生産単位で、成形ロールを再研磨することが行われているが、再研磨すると成形ロールの基準径は小さくなり、同一の製品サイズを成形するに際しては、ロール駆動軸の上下方向位置を、研磨した量の分だけ移動させるが、それに応じてスライドベッドの位置も移動させなければならず、この装置では、それが極めて困難であるという問題点がある。
【０００６】
また後者の実開平１−１６５１１１号の装置は、送りねじの回転により一対の下成形ロールを相互に近接離反動作させるようにしており、下ロール駆動軸の軸受箱に回転不能かつ軸方向に移動自在に接続された筒状の拡縮部材という機械要素と、拡縮部材の先端を下成形ロールの外向端面側に回転不能かつ軸方向の移動押し引き力を伝達可能とするための軸受ベアリングという機械要素とを介在させている。これらの機械要素には、各々の作動特性上から、ある一定量のクリアランスが必須であるために、このクリアランスの累積がバックラッシュとなり、送りねじの回転と下ロールの移動という関係において、ある一定量の誤差要素となり、近年のより寸法精度の高い製品を成形するという要請からは問題となっていた。
【０００７】
また、更に、下ロール駆動軸上で、下成形ロールを軸方向に移動させるに際し、軸方向に配設されたキー溝に沿って移動させる必要があるために、キーとキー溝の相互関係においても、ある一定量のクリアランスが必須である。しかし、このキーとキー溝の本来の目的は、下ロール軸の回転駆動トルクを下成形ロールに伝達する目的のものであり、成形機においては、この成形駆動トルクが極めて大きく、且つ駆動トルクの変動量が大きいために、このキーとキー溝間にクリアランスがあると、ロール駆動軸上で成形ロールが回転方向に微振動を繰り返し、いわゆるフレッティングコロージョン現象を発生してクリアランスが加速度的に大きくなって、成形製品にビビリマークという外観上の不具合を発生させる問題点があった。
本発明は、上記の問題点を解消して、成形ロールの再研磨にも容易に対応でき、またロール幅設定位置が高い精度で実現でき、さらに成形ロールの微振動発生の原因となるような機構上のクリアランスを極小さくした機構となる成形機スタンドを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明が解決しようとする課題は、以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。
請求項１においては、水平方向に上成形ロールと下成形ロールを平行に軸支した、左右分割型の一対の成形ロールを有する成形ロールスタンドにおいて、上成形ロールまたは下成形ロールまたは両方を垂直方向に位置調整可能に構成すると共に、ロール駆動軸上の一方の成形ロールを、ロール駆動軸と一体的に連結し、更に該ロール駆動軸を回転自在に軸支する軸受箱と共に軸方向に移動可能とし、他方の成形ロールは、軸受箱と共に移動するが、ロール駆動軸に対しては摺動自在に配置し、前記ロール駆動軸を回転自在に支持する軸受箱の雄ネジ部と、成形ロールスタンドのロール成形枠の雌ネジ部を螺合して、軸受箱を軸方向に移動可能としたものである。
請求項２においては、請求項１記載のロール幅拡縮機構を有する成形機スタンドにおいて、左右の軸受箱に筒状に構成した調整部材を設け、該調整部材の外周に歯部を形成し、該歯部は幅拡縮用の駆動軸の歯車から回転駆動され、更に前記調整部材の外周に雄ネジ部を形成し、前記ロール成形枠の内周面に雌ネジ部を形成し、左右の雄ネジ部及び雌ネジ部は互いに逆ネジとして、軸受箱は互いに反対方向へ摺動すべく構成したものである。
請求項３においては、請求項１記載のロール幅拡縮機構を有する成形機スタンドにおいて、前記一方の成形ロールをロール駆動軸の駆動源に近い側に配置し、他方の成形ロールを駆動源より遠い側に配置したものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。
図１は成形ロールスタンドの正面断面図、図２は同じく側面図、図３はロール幅拡縮の位置調整部分の拡大図である。
【００１０】
成形ロールスタンドは基台１・１上に、それぞれ支持シャフト２・２が立設されている。該支持シャフト２・２に、下ロール成形枠３と上ロール成形枠４が上下摺動自在に嵌合され、支持シャフト２・２上部に上枠５が横設されている。該左右の上枠５・５の前後中央部には昇降用の駆動軸６が回転自在に横架され、該駆動軸６の一端は一側の上枠５の側面に固定したサーボモーターからなる昇降モーター７の駆動軸と連結されている。該昇降モーター７には回転位置検出器が付設されており、それぞれ制御回路と接続され、スイッチ等の操作で昇降モーター７を駆動して自動的に設定した高さに合わせられるようにしている。
【００１１】
前記上枠５・５内の駆動軸６上にはウォームギヤ１０・１０が固設され、一方、軸心を上下方向としたウォームホィール１１・１１が、上枠５・５内に回転自在に支持されて、前記ウォームギヤ１０・１０とそれぞれ噛合されている。該ウォームホィール１１・１１の軸心部分には雌ネジ１１ａ・１１ａが形成され、該雌ネジ１１ａ・１１ａに昇降シャフト１２・１２の上部の雄ネジ部分が螺装されている。該昇降シャフト１２・１２の下部は前記上ロール成形枠４の中央上面に固定され、上枠５・５に上ロール成形枠４が吊り下げ支持され、支持シャフト２・２に昇降ガイドされる構成としている。
【００１２】
従って、前記昇降モーター７を駆動することによって、駆動軸６上の左右のウォームギヤ１０・１０が同時に回動され、この回動によってウォームホィール１１・１１が回転され、該ウォームホィール１１・１１に螺装した昇降シャフト１２・１２が昇降されて上ロール成形枠４を昇降して、後述する分割型の一対の上成形ロール１３・１３を昇降して下成形ロール１４・１４との間隔を調整できるようにしている。このように垂直方向に位置調整可能に構成して、成形ロールを再研磨したときに、ロール駆動軸の上下方向に研磨した量の分だけ移動して、製品形状を容易に略同一に保つことができるようにしている。
【００１３】
また、下ロール成形枠３の下面の前後中央と基台１の間にはジャッキ１５を配置し、該ジャッキ１５によって下ロール成形枠３の高さを上下調節できるようにしている。但し、ジャッキ１５を用いる代わりに前記上ロール成形枠４と同様にサーボモーターやウォームギヤ、ウォームホィール等を用いて昇降する構成とすることもできる。
【００１４】
そして、前記左右の上ロール成形枠４・４の、前後中央上部に幅拡縮用の駆動軸１６が回転自在に支持され、その下方に後述する軸受箱１９を介して上ロール駆動軸２５が回転自在に支持されている。前記駆動軸１６の一端は一側の上ロール成形枠４の側面に固定したサーボモーターからなる幅拡縮駆動モーター１７の駆動軸と連結されている。前記駆動軸１６両側上の上ロール成形枠４・４内には図３に示すように、ギヤ２０・２０が固設され、該歯車２０・２０は上ロール成形枠４・４内に回転自在に支持した中間軸２１・２１上に固設したギヤ２２・２２と噛合し、該ギヤ２２・２２は筒状に構成した調整部材２３Ｌ・２３Ｒの外周に形成した歯部２３ａ・２３ａと噛合させている。前記軸受箱１９は調整部材２３や軸受ベアリング３６（３７）やシール等からなり、前記両側の調整部材２３Ｌ・２３Ｒの外周には更に雄ネジ部２３ｂ・２３ｂが形成され、上ロール成形枠４の内周面に形成した雌ネジ部２４に螺装し、左右の雄ネジ部２３ｂ及び雌ネジ部２４は互いに逆ネジとして、回転駆動すると調整部材２３Ｌ・２３Ｒは互いに反対方向へ摺動するようにしている。
【００１５】
そして、前記調整部材２３Ｌ・２３Ｒの内面に軸受ベアリング３６・３７を介して、同軸上に上ロール駆動軸２５の両側が回転自在に支持され、上ロール成形枠４・４間に水平方向に支持されて、該上ロール駆動軸２５の一端は図示しないモーター等の駆動源と連結されている。この上ロール駆動軸２５上の駆動源に近い側の調整部材２３Ｌは軸方向両側にボスを固定して上ロール駆動軸２５上の軸受ベアリング３６を挟持支持しており、更に、上ロール成形枠４・４の間の上ロール駆動軸２５の駆動源側にフランジ部２５ａが形成され、該フランジ部２５ａに左側の上成形ロール１３Ｌを固定するブラケット２６がボルト３１で固定されている。従って、上ロール駆動軸２５は上ロール成形枠４に対して回転自在に支持されているが、駆動軸１６が駆動されると、上ロール駆動軸２５は軸受箱１９（調整部材２３Ｌや軸受ベアリング３６等）と一体的に移動する構成としている。
【００１６】
また、上ロール駆動軸２５の駆動源から遠い側の軸受箱１９を構成する調整部材２３Ｒには、軸受ベアリング３７を介してその内径側に、軸受スリーブ２７を挟持支持している。該軸受スリーブ２７は上ロール駆動軸２５上に軸方向に摺動自在に外嵌され、該軸受スリーブ２７の端面に右側の上成形ロール１３Ｒがボルト締結によって締結されている。
【００１７】
そして、上ロール駆動軸２５端に設けたスプラインと軸受スリーブ２７内面に設けたスプライン溝との嵌合により、上ロール駆動軸２５からの回転駆動は軸受スリーブ２７に回転トルクを伝達し、該軸受スリーブ２７にボルト締めにより一体化された上成形ロール１３Ｒに伝達されるようにしている。
【００１８】
そして、前記幅拡縮駆動モーター１７には回転位置検出器が付設されており、幅拡縮駆動モーター１７から伝達された回転駆動は、駆動軸１６よりギヤ２０・２２・２３ａの歯車列を介して上記の調整部材２３Ｌ・２３Ｒの回転運動となり、この調整部材２３Ｌ・２３Ｒの外周に設けた雄ネジ部２３ｂ・２３ｂが、上ロール成形枠４に固定された雌ネジ部２４・２４と螺合されているために、調整部材２３Ｌ・２３Ｒ（軸受箱１９）は互いに逆方向の軸方向に移動し、該調整部材２３Ｌ・２３Ｒに連結した上成形ロール１３Ｌ・１３Ｒも同時に移動されて、上成形ロール１３Ｌ・１３Ｒの幅が調整される。その幅は回転位置検出器によってフィードバックされている。
【００１９】
このように、調整部材２３Ｌ・２３Ｒの軸方向の移動が、従来技術のように中間に余分な機械要素の介在なしに、直接に、上成形ロール１３Ｌ・１３Ｒの軸方向の移動となるように直結されているので、バックラッシュの発生がない。つまり、上ロール駆動軸２５から上成形ロール１３Ｌ・１３Ｒへの回転駆動伝達構成は従来技術のようなキー溝及びキーではなく、本構成では、ロール駆動源に近い側の上成形ロール１３Ｌは、上ロール駆動軸２５に嵌合して、フランジ部２５ａにボルト締めで一体化することにより、ロール駆動軸２５の回転トルクがボルト締結部を介して上成形ロール１３Ｌに伝達されている。従って、ロール軸２５と上成形ロール１３Ｌ間には全く相対移動する要素はない。また、上ロール駆動軸２５の駆動源から遠い側の上成形ロール１３Ｒは、上ロール駆動軸２５上に軸方向に摺動自在に外嵌された軸受スリーブ２７にボルト締結によって締結されて、該軸受スリーブ２７とロール駆動軸２５の間にはスプライン嵌合としているのである。
【００２０】
そして、下ロール成形枠３・３に軸受を介して下ロール駆動軸３０が上ロール駆動軸２５と平行に回転自在に支持され、該下ロール駆動軸３０の一端は駆動源に連結され、該下ロール駆動軸３０上に左右分割した下成形ロール１４Ｌ・１４Ｒが固設され、該下成形ロール１４Ｌ・１４Ｒは前記上成形ロール１３Ｌ・１３Ｒに対向して配置されている。但し本実施例では、ドライブ側（駆動源に近い側）の成形ロールをロール駆動軸に固定し、反ドライブ側をスライド可能に構成しているが、逆に、反ドライブ側の成形ロールをロール駆動軸に固定する構成とすることもできる。また、幅拡縮機構を上成形ロール１３Ｌ・１３Ｒだけに適用しているが、下成形ロール１４Ｌ・１４Ｒにも上成形ロール１３Ｌ・１３Ｒと同様の幅拡縮機構を構成することもできる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。
請求項１の如く、水平方向に上成形ロールと下成形ロールを平行に軸支した、左右分割型の一対の成形ロールを有する成形ロールスタンドにおいて、上成形ロールまたは下成形ロールまたは両方を垂直方向に位置調整可能に構成すると共に、ロール駆動軸上の一方の成形ロールを、ロール駆動軸と一体的に連結し、更に該ロール駆動軸を回転自在に軸支する軸受箱と共に軸方向に移動可能とし、他方の成形ロールは、軸受箱と共に移動するが、ロール駆動軸に対しては摺動自在に配置し、前記ロール駆動軸を回転自在に支持する軸受箱の雄ネジ部と、成形ロールスタンドのロール成形枠の雌ネジ部を螺合して、軸受箱を軸方向に移動可能としたので、製品寸法の変化に対応して、ロール共用化を図るに際して一対の成形ロールの幅方向の位置を、例えばＡＣサーボモーターの駆動により簡単にかつ精度よく制御できるようになり、更に、中間にバックラッシュを発生させる複雑な機構が介在しないために、実際の成形ロールの位置精度として、従来技術より一桁精度の良い１／１０００ｍｍ単位の制御が可能となり、近年の高精度高品質の成形製品の生産に寄与することが可能となった。
また請求項２の如く、左右の軸受箱に筒状に構成した調整部材を設け、該調整部材の外周に歯部を形成し、該歯部は幅拡縮用の駆動軸の歯車から回転駆動され、更に前記調整部材の外周に雄ネジ部を形成し、前記ロール成形枠の内周面に雌ネジ部を形成し、左右の雄ネジ部及び雌ネジ部は互いに逆ネジとして、軸受箱は互いに反対方向へ摺動すべく構成したので、軸受箱と摺動駆動アームとを別々に設ける必要がなくなり、部品点数を削減して装置全体をコンパクトに構成することができる。
請求項３の如く、前記一方の成形ロールをロール駆動軸の駆動源に近い側に配置し、他方の成形ロールを駆動源より遠い側に配置したので、ロール駆動軸は駆動源の重量が重くなり、捩じれや振動等が生じ難くなり、精度高く成形できる。
ものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  成形ロールスタンドの正面断面図である。
【図２】  同じく側面図である。
【図３】  ロール幅拡縮の位置調整部分の拡大図である。
【符号の説明】
１３  上成形ロール
１４  下成形ロール
１９  軸受箱
２３  調整部材
２５  上ロール駆動軸
【図１】
0003803892.tif 000002
【図２】
0003803892.tif 000003
【図３】
0003803892.tif 000004