JP6133696B2

JP6133696B2 - レベラフィーダ

Info

Publication number: JP6133696B2
Application number: JP2013123445A
Authority: JP
Inventors: 靖元荻原
Original assignee: Orii and Mec Corp
Current assignee: Amada Orii Co Ltd
Priority date: 2013-06-12
Filing date: 2013-06-12
Publication date: 2017-05-24
Anticipated expiration: 2033-06-12
Also published as: CN104226738A; JP2014240086A; CN104226738B

Description

本発明は、ロールの板材を挟持して曲がりを矯正する一対のワークロールをプレス順送加工でパイロットピンが位置決めを行う際、ワークロールを開閉させるためのエアシリンダーに使用される無駄なエアを削減してエアのコストダウンを計ったレベラフィーダを提供するものである。

特許文献１には、ロール状の板材を板材送り機構（フィードロール機構）によって千鳥状に配置された複数の上下ワークロールの間に通過させ、板材の曲がりを矯正するレベラフィーダが記載されている。特許文献１のレベラフィーダ１００においては、揺動フレーム（上ワークロールフレーム）１０９に設けられた複数の上ワークロール１０３と、固定された下ワークロールフレーム１１０に設けられた下ワークロール１０２とが上下に千鳥状に配置される。複数の上ワークロール１０３は、第１の偏心軸機構１１１と第２の偏心軸機構１０８により、揺動フレーム１０９と共に下ワークロール１０２に対して上下動する。また、複数の上ワークロール１０３は、エアシリンダー等によって偏心回転する第３の偏心軸機構１０６の偏心軸１０６ｃにより、揺動フレーム１０９と第２の偏心軸機構１０８の偏心軸１０８を中心として揺動し、板材を下ワークロール１０２との間に挟持するかまたはリリースする。上下ワークロール（１０３、１０２）間に挟持された板材は、板材送り機構（フィードロール機構）２０２に引っ張られることによって上下ワークロール（１０３、１０２）間を波打ち状に通過し、曲がりが矯正される。

ロール状の板材の曲がりの矯正は、板材の圧下量（上ワークロールを下ワークロールに近づけることによる板材の曲げ量）と板材の矯正力（上ワークロールを下ワークロール上の板材に押し付ける力）を調節することで行われる。例えば、板材の降伏点応力と板幅が同じ場合、板材の曲げ矯正は、板材が厚くなるほど大きな矯正力を必要とする反面、矯正に必要となる圧下量を小さくしても曲がりを矯正できる。また、板材の曲げ矯正は、板材が薄くなるほど、圧下量を大きくしなければならない反面、矯正力を小さくしても曲がりを矯正出来る。また、挟持した板材をリリースする際に必要な揺動フレーム１０９の揺動量（板材のリリース量）は、板材の圧下量が増加するほど大きくなる。

特許文献１のレベラフィーダにおいては、第３の偏心軸機構１０６の偏心軸１０６ｃの偏心回転位置によって、上ワークロール１０３から板材に負荷される矯正力が増加するほど、板材のリリース量が減少し、または矯正力が減少するほど板材のリリース量が増加することに着目し、偏心軸１０６ｃ偏心回転位置を調整することで、板厚に応じた板材への矯正力とリリース量を調節している。

特開２００８−５５４８１号

特許文献１の第３の偏心軸機構１０６を操作するサーボモーター１１３は、圧下量を調節する第１及び第２の偏心軸機構（１１１，１０８）を操作するギヤードモーター（１１４，１１２）と全自動で連動させることが出来るため、板材の圧下量と板材に負荷する矯正力の調節作業を同時に出来る利点がある反面、自動制御用のサーボ等の装置に高い調達コストを必要する点で問題がある。そのため、特許文献１のようなレベラフィーダにおいては、サーボモーター１１３の代わりにエアシリンダー機構で第３の偏心軸機構１０６を動作させることが考えられる。

しかし、エアシリンダーでのワークロール開閉機構を特許文献１のレベラフィーダに採用した場合、第１または第２の偏心軸機構（１１１，１０８）を動かして板材の圧下量の調節作業を行った後、第３の偏心軸機構１０６の偏心軸１０６ｃの偏心回転位置を変えて行う板材への矯正力の調節作業を別途行わなければならないため、各調節作業に時間と手間がかかる。

一方、仮に、偏心軸１０６ｃにトルクを負荷するエアシリンダーのエア圧を矯正する板材の中で最も厚い板材、つまり最も強い矯正力を負荷する必要がある板材に合わせておいた場合、特許文献１のレベラフィーダにおいては、厚い板材から薄い板材まで、第３の偏心軸機構の偏心軸１０６ｃの偏心回転位置を変える調節作業をしなくても厚い板材から薄い板材まで矯正することが出来る。しかし、薄い板材に必要以上の大きな矯正力を負荷することは、矯正力の調節作業を省略させる利点がある反面、エアシリンダーのエアが無駄に消費される点で問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みて、板材の矯正力の調節作業を板材の圧下量調節作業と連動させることによって、エアシリンダーのエアの消費量を削減して省エネ化を計りつつ、板材の圧下量と、板材に負荷する矯正力つまりエア圧の調整を同時に行えるようにしたレベラフィーダを提供するものである。

請求項１のレベラフィーダは、固定部材に一列に取り付けられた複数の下ワークロールと、下ワークロールに対して千鳥状となるように揺動部材に一列に取り付けられた複数の上ワークロールと、エアシリンダーのエア圧によって前記揺動部材を固定部材に対して揺動させ、前記複数の上下ワークロール間に板材を挟持させることによって板材に矯正力を負荷し、または板材をリリースするエアシリンダー機構と、板材を挟持する際の複数の上ワークロールと複数の下ワークロールとの上下間隔を変化させて板材の曲げ量となる圧下量を調節する圧下量調節機構と、曲げを矯正された板材を挟持してあらかじめ設定された送り長さで搬送するフィードロール機構と、を有するレベラフィーダにおいて、前記圧下量調節機構によって調節される板材の圧下量の増減に連動して、前記エアシリンダーのエア圧を必要な矯正力に対応したエア圧に増減させるエア圧調節機構を前記エアシリンダー機構に設けた。

曲がりを矯正する板材の板幅及び降伏点応力が一定の場合、板材の曲がりを矯正するために必要な矯正力と、必要な板材の曲げ量である圧下量は、板材の板厚によって定まる。また、複数の上ワークロールに板材への矯正力を発生させるエアシリンダーのエア圧は、板材の板厚に基づく板材の圧下量によって定まる。

（作用）圧下量調節機構によって板材の圧下量を調節すると、エア圧調節機構が、圧下量に対応して板材の曲がりの矯正に必要なエア圧となるように、自動的にエアシリンダーのエア圧を増減させる。エアシリンダーには、矯正力の発生に必要なエア圧が発生する。

請求項２は、請求項１に記載のレベラフィーダであって、前記エア圧調節機構は、材料の仕様に基づいて矯正可能な最大の板幅を前提とし、板材が厚くなるほどより大きな矯正力を負荷し、かつ板材が薄くなるほどより大きな圧下量で板材を矯正するように、入力させた板材の板厚から板材に必要な矯正力を算出して前記矯正力に対応したエア圧を算出するエア圧算出手段と、前記エア圧算出手段に連動してエア圧を発生させる電空レギュレータと、を有するようにした。

（作用）圧下量調節機構によって板材の圧下量を調節すると、エア圧算出手段が、入力された板材の板厚から板材の矯正力に必要なエア圧を自動的に算出し、電空レギュレータが、前記算出結果に基づいて自動的に板材の矯正に必要なエア圧を発生させる。

請求項３は、請求項２に記載のレベラフィーダであって、前記エア圧算出手段は、板材の板厚に加え、更に入力された板材の板幅、降伏点応力から板材に必要な矯正力を発生させるエア圧を算出することとした。

（作用）圧下量調節機構によって板材の圧下量を調節すると、エア圧算出手段が、板材の板厚、板幅及び降伏点応力からから板材の矯正力に必要なエア圧を自動的に算出し、電空レギュレータが、前記算出結果に基づいて自動的に板材の矯正に必要なエア圧を発生させる。

請求項４は、請求項２または３に記載のレベラフィーダであって、板材の板厚を測定して前記エア圧算出手段に入力する板厚測定手段を有するようにした。

（作用）板厚測定手段が、エア圧の算出に必要な板材の板厚を検出する。

請求項５は、請求項４に記載のレベラフィーダであって、前記フィードロール機構は、板材を保持する下フィードロールと、下フィードロールに対して進退して下フィードロールとの間に板材を挟持する上フィードロールと、を有し、前記板厚測定手段は、板材を下フィードロールとの間に挟持するまでの上フィードロールの変位量を検出する変位センサーを有するようにした。

（作用）板厚測定手段は、板材を下フィードロールとの間に挟持するまでの上フィードロールの変位量を変位センサーで検出することによって板材の板厚を測定する。

また、請求項６は、請求項１に記載のレベラフィーダであって、前記圧下量調節機構は、中心軸線回りに揺動する回転軸と、前記回転軸の揺動方向及び揺動範囲に基づいて、前記揺動部材の複数の上ワークロールを固定部材の複数の下ワークロールに向けて進退させることによって板材への圧下量を板厚に基づいて調節する揺動機構と、を有し、前記エア圧調節機構は、板材が厚くなるほどより大きな矯正力を負荷し、かつ板材が薄くなるほどより大きな圧下量で板材を矯正するように、進退動作するレギュレータ圧調節軸によってエアシリンダーのエア圧を増減させる圧力レギュレータと、前記回転軸の揺動範囲に連動した位置にで前記レギュレータ圧調節軸を進退動作させるレギュレータ圧調節機構と、を有するようにした。
（作用）圧下量調節機構によって板材の圧下量を調節すると、エア圧調節機構のレギュレータ圧調節軸は、進退動作することで、圧下量に対応して板材の曲がりの矯正に必要なエア圧となるように、エアシリンダーのエア圧を自動的に増減させる。エアシリンダーには、矯正力の発生に必要なエア圧が発生する。

請求項７は、請求項１または６に記載のレベラフィーダであって、板厚測定手段を有し、前記圧下量調節機構が、前記板厚測定手段によって測定される板厚の測定値に基づいて板材の圧下量を自動的に調節する、圧下量自動調節手段を有するようにした。

（作用）板厚の測定結果に基づいて板材の圧下量調節と、圧下量調節に連動するエアシリンダーのエア圧調節が自動的に行われる。

請求項１のレベラフィーダによれば、エアシリンダーに必要以上のエア圧を発生させないため、エアのコストが削減される。また、板材への矯正力の調節作業、即ちエア圧の調節作業は、圧下量の調節作業と同時になされる。

請求項２のレベラフィーダによれば、曲がりの矯正を行う板材を板厚の異なる板材に変更する場合であっても、板材の板厚を入力して圧下量を調節すれば、矯正に必要なエア圧が算出されて、算出されたエア圧が自動的にエアシリンダーに発生するため、エアの消費量が削減されて省エネ効果が得られると共に材への矯正力と圧下量の調節を同時に行うことが出来る。

請求項３のレベラフィーダによれば、曲がりの矯正を行う板材を板厚のみならず、板幅及び降伏点応力の異なる板材に変更する場合であっても、板材の板厚、板幅及び降伏点応力を入力して圧下量を調節すれば、矯正に必要なエア圧が算出されて、算出されたエア圧が自動的にエアシリンダーに発生するため、エアの消費量が削減されて省エネ効果が得られると共に材への矯正力と圧下量の調節を同時に行うことが出来る。

請求項４及び５のレベラフィーダによれば、曲がりを矯正する板材の板厚が不明であっても、板厚が検出され、矯正に必要なエア圧が自動的にエアシリンダーに発生するため、エアの消費量が削減されて省エネ効果が得られると共に材への矯正力と圧下量の調節を同時に行うことが出来る。

請求項６のレベラフィーダによれば、エアシリンダーに必要以上のエア圧を発生させないため、エアの消費量が削減されて省エネ効果が得られると共に材への矯正力と圧下量の調節を同時に行うことが出来る。

請求項７のレベラフィーダによれば、板厚毎に圧下量を調節する手間が削減され、エアの消費量が更に削減されて更なる省エネ効果が得られる。

レベラフィーダの実施例を示す正面図である。曲がった板材の矯正に必要なエアシリンダー圧力の関係を示すグラフである。レベラフィーダのエア圧調節機構を示す図１のＩ−Ｉ拡大断面図である。エア圧調節機構の第１変形例を示す図１のＩ−Ｉ拡大断面図である。（ａ）エア圧調節機構の第２変形例を示す図１のＩ−Ｉ拡大断面図である。（ｂ）エア圧調節機構の第２変形例の正面図である。実施例のレベラフィーダによる板材の矯正作業を示すフローチャートである。図６のフローチャートの一部である。図６のフローチャートの一部である。（ａ）エア圧調節機構の第３変形例を示す図１のＩ−Ｉ拡大断面図である。（ｂ）エア圧調節機構の第３変形例の正面図である。（ａ）エア圧調節機構の第４変形例を示す図１のＩ−Ｉ拡大断面図である。（ｂ）エア圧調節機構の第４変形例の正面図である。

レベラフィーダの実施例を図１から図１０によって説明する。尚、図１から図１０の説明においては、フィードロールの設置方向を前方（Ｆ方向）、フィードロールに対する上下ワークロールの設置方向を後方（Ｌｏ方向）、上下ワークロールの設置方向をそれぞれ上方（Ｕｐ方向）及び下方（Ｌｏ方向）として説明する。

図１に示す実施例のレベラフィーダ１は、固定フレーム２（請求項１の固定部材）、揺動フレーム３（請求項１の揺動部材）、複数の上ワークロール４、複数の下ワークロール５、圧下量調節機構６，エアシリンダー機構７及びフィードロール機構８を有する。

固定フレーム２には、複数の下ワークロール５が前後に等間隔に取り付けられる。揺動フレーム３には、下ワークロール５より一つ数の多い複数の上ワークロール４が前後に等間隔に取り付けられる。複数の上ワークロール４は、複数の下ワークロール５に対して千鳥状に位置するように、複数の下ワークロール５に対して対向するように配置される。固定フレーム２には、出口側偏心軸機構９と、入口側偏心軸機構１０がそれぞれ揺動可能に支持される。揺動フレーム３には、リリース偏心軸機構１２が揺動可能に支持される。

揺動フレーム３は、出口側偏心軸機構９によって固定フレーム２に支持される。第１リンクは、入口側偏心軸機構１０と、リリース側偏心軸機構１２を連結させる。揺動フレーム３は、リリース偏心軸機構１２、第１リンク１１及び入口側偏心軸機構１０を介して固定フレーム２に支持される。リリース偏心軸機構１２は、揺動フレーム３に固定されたエアシリンダー１４のシリンダーロッド１４ａに第２リンク１３を介して連結される。フィードロール機構８は、固定フレーム２に取り付けられた下フィードロール１５と、図示しないエアシリンダー等を利用した揺動機構によって上下に揺動する上フィードロール１６を有する。

複数の上ワークロール４を複数の下ワークロール５に向けて進退させるエアシリンダー機構７は、第１リンク１１，リリース偏心軸機構１２，第２リンク１３、エアシリンダー１４によって構成される。第２リンク１３は、シリンダーロッド１４ａの先端に回転可能に取り付けられる。リリース偏心軸機構１２の回転軸１２ａは、揺動フレーム３の図示しない円孔に摺動回転可能に保持され、回転軸１２ａに一体化された偏心軸１２ｂは、第１リンク１１の円孔１１ａに摺動回転可能に取り付けられ、かつ第２リンクの円孔１３ａに固定される。

シリンダーロッド１４ａが後方(Ｒ側）に伸びると、第２リンク１３は、連結部１８の中心Ｏ１周りに揺動し、リリース偏心軸機構１２の回転軸１２ａを偏心軸１２ｂの軸心Ｏ２を中心として時計周りＤ５方向に偏心揺動させる。その際、第２リンク１３と揺動フレーム３は、出口側偏心軸機構９の偏心軸９ｂの回転中心Ｏ５を中心として時計回りＤ３方向に揺動し、複数の上ワークロール４を板材１７に押し付ける。シリンダーロッド１４ａが前方(Ｆ側）に縮むと、揺動フレーム３と複数の上ワークロール４が、出口側偏心軸機構９の偏心軸９ｂの回転中心Ｏ５を中心として反時計回りＤ４方向に揺動し、上下ワークロール４，５間に挟持された板材が、リリースされる。

圧下量調節機構６は、出口側偏心軸機構９，入口側偏心軸機構１０を有する。出口側偏心軸機構９の回転軸９ａと、入口側偏心軸機構１０の回転軸１０ａは、共に固定フレーム２に回転可能に取り付けられ、図示しないサーボモーター等の駆動源によって回転する。回転軸９ａ，１０ａには、偏心軸９ｂ，１０ｂが一体に設けられ、回転軸９ａ，１０ａは、固定フレーム２の図示しない円孔と、円孔２ａ（図３，４，５，７，８を参照）にそれぞれ摺動回転可能に取り付けられる。偏心軸９ｂ，１０ｂは、揺動フレーム３の円孔３ａと、第１リンク１１の円孔１１ｂによってそれぞれ摺動回転可能に取り付けられる。駆動源によって、回転軸９ａ，１０ａをそれぞれ回転中心Ｏ３，Ｏ４を中心として時計回りＤ３方向及び反時計回りＤ２方向にそれぞれ回転させると、揺動フレーム３と複数の上ワークロール４は、固定フレーム２に対して下降し、板材の曲げ量である圧下量が増加する。また、回転軸９ａ，１０ａをそれぞれＤ４及びＤ１方向に逆回転させると、揺動フレーム３と複数の上ワークロール４は、上昇して前記板材の圧下量が減少する。板材の圧下量は、板材の上面(Ｕｐ)から下方(Ｌｏ)に上ワークロールを食い込ませる深さ（符号ｄ０を参照）によって表される。

板材の圧下量調節は、曲がりを矯正する板材の板厚が変わると、通常、出口側偏心軸機構９と入口側偏心軸機構１０双方により板材の圧下量を調節する。

複数の上ワークロール４及び下ワークロール５に挟持された板材は、更に前方のフィードロール機構８の下フィードロール１５と上フィードロール１６によって挟持され、前方に送られる。板材１７は、フィードロール機構８によって複数の上下ワークロール４，５間を波打ち状に進むことで曲がりを矯正される。尚、フィードロール機構８には、上フィードロール１６が初期位置から板材を挟持するまでに変位した量を変位量センサー等（図示せず）で検知して板厚を検出する板厚検出手段（後述する図６の符号５８を参照）を設けることが望ましい。

次に図２により、曲がりを矯正する板材の板厚と、矯正に必要なシリンダのエア圧について説明する。板材の矯正に必要な矯正力は、対象となる板材の板厚、板幅、降伏点応力によって決定され、エアシリンダーのエア圧は、発生させる矯正力が大きくなるほど大きくする必要がある。板材の降伏点応力と板幅が同じ場合、ロール状の板材に発生する曲がりは、板材が厚くなるほどエアシリンダーに大きなエア圧を発生させる必要がある反面、矯正に必要となる圧下量を小さくしても曲がりを矯正できる。また、板材の曲げ矯正は、板材が薄くなるほど、圧下量を大きくしなければならない反面、エアシリンダーのエア圧を小さくしても曲がりを矯正出来る。しかし、図２の「従来のシリンダ設定圧」のグラフを記載した通り、従来は、エアシリンダーのエア圧を最も厚い板厚の板材を矯正可能な最大圧力Ｂ１に設定して行っていた。

図２の「エア圧調節機構３７，６０，６５におけるエアシリンダーの設定圧力」のグラフに示すように、板厚がａ＜ｂ＜ｃ＜ｄの関係を有する板材を矯正する場合において、板厚がｃ未満の板材は、エア圧Ｂ１未満であっても矯正出来る。板厚の薄い板材の矯正は、シリンダストロークを長くして板材の圧下量を大きくする必要がある。エアシリンダーの仕事量は、エア圧×シリンダストロークとなるため、小さなエア圧でも矯正が可能で有るにも関わらず、エア圧を最大圧力に設定していると、仕事量の無駄、つまりエア消費量の無駄が多い。板厚がｂを越え、かつｃ未満の板材を矯正する場合、板厚の減少に基づいてエア圧を減少させてやれば、エアシリンダーに使用するエアの消費量が、領域「ＥＣＯ１」に対応する領域において削減される。

尚、板厚ａ以上ｂ以下の板材について、設定圧力を一定のＡ１にしているのは、エアシリンダーの作動に必要な圧力を下回るエア圧には設定できないことを想定しているためである。一方、板厚ｃ以上ｄ以下の板材について、設定圧力を一定のＢ１にしているのは、レベラフィーダの装置が発生させられる最大能力での矯正が必要で、エアシリンダーで発生可能なエア最大圧力が必要だからである。従って、板厚ｃ以上ｄ以下の板材については、エア圧Ｂ１でも矯正可能な材料幅に板材の板幅を選定する、つまり制限する必要がある。

一方、厳密に言うと、板材の矯正に必要なエア圧は、図２の「矯正に必要なエアシリンダーの理論上の設定圧力」のグラフによって表されるが、従来は、「矯正に必要なエアシリンダーの理論上の設定圧力」を少し越えると思われるエア圧を、つまり安全率をとって設定し、このグラフに沿うように機械的に可変するようにしていた。従って、板材の板幅及び降伏点応力が同じことを前提とした上で、板厚を測定可能にし、板材の圧下量を調節すれば、板厚の測定結果に基づいた正確な「矯正に必要なエアシリンダーの理論上の設定圧力」にエア圧を自動調節出来るため、機械構造で「ＥＣＯ１」グラフの通りに可変させずともよくなる。よって前記と同様にエアの消費量を削減できる。以降に図１のエアシリンダー１４のエア圧を調節するエア圧調節機構を説明する。

図３のエア圧調節機構２５は、駆動源２６と、減速機２７と、電空レギュレータ２８によって構成される。駆動源２６は、サーボモーターまたはエンコーダ付のモーターによって構成される。駆動源２６は、減速機を２７を介して図１の固定フレーム２の裏面側から入口側偏心軸機構１０の回転軸１０ａに取り付けられ、回転軸１０ａを回転させる。駆動源２６の回転位相に関する信号は、電空レギュレータ２８に送られる。駆動源２６によって図１の紙面表側から見て、回転軸１０ａが反時計回り、つまりＤ２方向に回転すると、揺動フレーム３は、偏心軸９ｂを支点にして下降し、板材への圧下量が増加する。反対に回転軸１０ａが時計回りＤ１方向に回転すると、板材への圧下量が減少する。板材への圧下量は、回転軸１０ａの揺動開始位置と揺動範囲によって定まり、回転軸１０ａの揺動開始位置と揺動範囲は、減速機２７によって減速される駆動源２６の回転位相によって求められる。電空レギュレータ２８は、板材の圧下量が増加すると、駆動源２６の回転位相情報の変化から図１のエアシリンダー１４のエア圧を自動的に減少させ、板材の圧下量が減少すると、エア圧を自動的に増加させる。

また、図４のエア圧調節機構３０は、エア圧調節機構２５の変形例であって、ギヤ３１，３２及びポテンショメータ３３、電空レギュレータ２８及び図示しない回転軸１０ａの駆動源によって構成される。回転軸１０ａ及びこれに同軸に取り付けられたギヤ３１は、図示しないモーター等の駆動源によって回転する。ギヤ３１に噛み合うギヤ３２の回転位相は、ポテンショメータ３３によって検出される。板材の圧下量を増減させることで、ギヤ３２の回転位相が変化すると、電空レギュレータ２８は、ポテンショメータ３３によるギヤ３２の回転位相情報に基づき、板材の圧下量の増加に伴って減圧させ、または板材の圧下量の減少に伴って圧力を増加するように図１のエアシリンダー１４のエア圧を自動的に調節する。

また、図５（ａ）（ｂ）のエア圧調節機構３７は、電空レギュレータを用いないエア圧調節機構の一例であって、カム３８，レギュレータ圧調節軸３９ａを有する圧力レギュレータ３９，レギュレータ圧調節機構であるローラー機構４０及び図示しない回転軸１０ａの駆動源によって構成される。カム３８は、時計回りＤ１方向に回転するにつれて半径が徐々に増加する形状を有し、回転軸１０ａに同軸に取り付けられる。圧力レギュレータ３９は、レギュレータ圧調節軸３９ａの進退方向に基づいて図１のエアシリンダー１４の圧力を増減させる。ローラー機構４０は、基端部４０ａ、基端部に取り付けられたローラーアーム４０ｂ、４０ｃ及び、ローラーアーム４０ｂ，４０ｃの先端に回転可能に支持されたローラー４０ｄを有する。レギュレータ圧調節軸３９ａの先端には、ローラー機構４０の基端部４０ａが一体に取り付けられる。レギュレータ圧調節軸３９ａとローラー４０ｄは、共に図示しないばね部材によって後方のカム３８に付勢される。

図示しないモーター、エアシリンダー、及び人力による手回しハンドル等の駆動源によって図５（ｂ）のカム３８が反時計回りＤ２方向に回転すると、図１の板材１７への圧下量が増加し、ローラー４０ｄが増径するカム３８の外周に沿って回転する。同時にレギュレータ圧調節軸３９ａは、ばね部材（図示せず）の付勢力によって後方（Ｒ方向）に伸びて、図１のエアシリンダー１４によって発生するエア圧を自動的に減少させる。一方、カム３８が時計回りＤ１方向に回転すると、板材１７の圧下量が減少し、レギュレータ圧調節軸３９ａは、カム３８の外周に沿って回転するローラー４０ｄによって、前方（Ｆ方向）に縮み、図１のエアシリンダー１４によって発生するエア圧を自動的に増加させる。

次に図６、図６Ａ、図６Ｂのフローチャートにより、本実施例のレベラフィーダにおける板材の矯正作業と圧力調整について説明する。図６Ａに示すように板材の圧下量調節が手動（符号を４５，４６を参照）または図６Ｂに示すように手動以外のモーター等の駆動源（符号４７，４８を参照。４８はエア圧調節機構に電空レギュレータを採用したものを除く）で行われる場合、即ち、図１と、図５，後述する図７，図８に示される入口側偏心軸機構１０の回転軸１０ａの駆動源が、人力による手回しハンドル等または、モーター等（電空レギュレータを採用しない場合）である場合、作業者は、ハンドルを回し（符号４９を参照）、または操作盤を操作すること（符号４８ｃを参照）によって、揺動フレーム３の複数の上ワークロール４を所定の圧下量になる位置まで下降させる。同時に図５，７，８のレギュレータ圧調節軸３９ａ，３９ａ’，３９ａ’’は、圧力レギュレータ３９、３９’ ，３９ａ’’のエア圧の設定を矯正に必要な数値に減少させ（符号５１，５１’を参照）、図１のエアシリンダー１４のエア圧の調節が終了する（符号５３を参照）。尚、入口側偏心軸機構１０の回転軸１０ａの駆動源が、モーター等（電空レギュレータを採用しない場合）である場合において、レベラフィーダが板厚測定手段（符号を４８ａを参照）を有する場合、板材の矯正に必要な圧下量は、レベラフィーダに通板された板材の板厚の測定結果に基づいて算出される。その際、圧下量調節機構は、算出された圧下量に基づいて圧下量を自動的に調節する（請求項７の圧下量自動調節手段。符号４８ｂを参照）ため、作業者は、板材の板厚が変わっても圧下量を調節する必要が無い。その結果、図１のエアシリンダーは、板材に矯正に必要なエアで複数の上ワークロール４を板材に押し付けるため、使用するエア消費量が節約される。

更に、図６により、板材の圧下量調節が手動以外のモーター等の駆動源によって行われ、かつエア圧調節機構に図３，図４のような電空レギュレータ２８を採用する場合について説明する。

矯正を行う板材の板厚、板幅、降伏点応力の各入力値から板材に負荷すべき矯正力に対応するエア圧を演算するエア圧算出手段が図３，図４のレベラフィーダに搭載されていない場合（符号５４，５５を参照）、作業者は、予め、矯正する板材の仕様に対する圧下量の変化に伴って電空レギュレータ２８の圧力設定が変化するようにレベラフィーダを設定する（符号５５を参照）。例えば、板材の板幅及び降伏点応力が同じことを前提とした上で、板材の矯正に必要な圧下量が１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍである場合に、それぞれ電空レギュレータ２８の対応するエア圧の設定値が０．４ＭＰａ、０．３ＭＰａ、０．２ＭＰａに変化するようにレベラフィーダを設定する。その場合、作業者が、操作盤を操作（符号５０’を参照）することで、上ワークロール４を降下させ、板材の圧下量が１ｍｍから３ｍｍに変化されると、電空レギュレータ２８は、図１のエアシリンダー１４のエア圧を０．４ＭＰａから０．２ＭＰａに減圧させて（符号５２を参照）、エアシリンダー１４の圧力変更を完了する（符号５３を参照）。その結果、エアシリンダー１４に使用されるエアの消費量が削減される。

一方、矯正を行う板材の板厚、板幅、降伏点応力の各入力値から板材に負荷すべき矯正力に対応するエア圧を演算するエア圧算出手段（符号５９ａを参照。請求項３のエア圧算出手段）が図３，図４のレベラフィーダに搭載されている場合（符号５４ａを参照）、作業者は、予め、矯正する板材の板幅及び降伏点応力を前記エア圧算出手段に入力する（符号５６を参照）。図１のフィードロール機構８に設けられる板厚検出手段（符号５７を参照）を備えている場合には、作業者が板厚を入力しなくても、レベラフィーダに板材をセットすることによって板厚が自動的に検出されて前記エア圧算出手段（符号５９ａを参照）に入力される。一方、エア圧調節機構が板厚検出手段を備えていない場合、矯正する板材の板厚を作業者が予めエア圧算出手段に入力する（符号５８を参照）。

矯正する板材の板厚、板幅及び降伏点応力がエア圧算出手段（符号５９ａを参照）に入力されると、エア圧算出手段が、板材の矯正に必要なエアシリンダー１４のエア圧を算出し、かつエア圧に対応した圧下量を算出する圧下量算出手段によって、エア圧に対応した圧下量が算出される。圧下量調節機構が圧下量算出手段に連動する場合、圧下量は、自動的に調節される（符号５９ｂを参照）。電空レギュレータ２８は、圧下量が調節されると、圧下量に基づいて、図１のエアシリンダー１４のエア圧を増減させ（符号５２，５９ｂを参照）、エア圧の設定を終了する（符号５３を参照）。その結果、図１のエアシリンダーは、板材に矯正に必要のエアで複数の上ワークロール４を板材１７に押し付けるため、使用されるエアの消費量が削減される。

図７（ａ）（ｂ）のエア圧調節機構６０は、電空レギュレータを用いないエア圧調節機構の一例であって、ピニオンギヤ６１ラック６３，レギュレータ圧調節軸３９ａ’を有する圧力レギュレータ３９’，及び図示しない駆動源によって回転する回転軸１０ａで構成される。ピニオンギヤ６１及びラック６３は、レギュレータ圧調節機構６４を構成する。ピニオンギヤ６１は、回転軸１０ａに同軸に取り付けられ、ラック６３は、レギュレータ圧調節軸３９ａ’の先端に取り付けられる。ピニオンギヤ６１とラック６３は、共にピニオンギヤ６２に噛み合う。

図示しないモーター、エアシリンダー、及び人力による手回しハンドル等の駆動源によって図７（ｂ）のピニオンギヤ６１及び図１の回転軸１０ａが反時計回りＤ２方向に回転すると、図１の板材１７への圧下量が増加し、同時にレギュレータ圧調節軸３９ａ’は、後方（Ｒ方向）に伸びて、図１のエアシリンダー１４によって発生するエア圧を自動的に減少させる。ピニオンギヤ６１及び図１の回転軸１０ａが時計回りＤ１方向に回転すると、板材１７の圧下量が減少し、レギュレータ圧調節軸３９ａ’は、前方（Ｆ方向）に縮み、エアシリンダー１４のエア圧を自動的に増加させる。

図８（ａ）（ｂ）のエア圧調節機構６５は、電空レギュレータを用いないエア圧調節機構の一例であって、レギュレータ圧調節機構であるリンク６６，レギュレータ圧調節軸３９ａ’’を有する圧力レギュレータ３９’’，及び図示しない回転軸１０ａの駆動源によって構成される。リンク６６の一端は、回転軸１０ａの回転中心Ｏ４から偏心した位置にピン６７ａによって回転可能に取り付けられ、中心Ｏ６周りに回転する。また、リンク６６の他端は、ピン６７ｂによってレギュレータ圧調節軸３９ａの先端に回転可能に取り付けられる。図示しないモーター、エアシリンダー、及び人力による手回しハンドル等の駆動源によって図１及び図８（ｂ）の回転軸１０ａが反時計回りＤ２方向に回転すると、図１の板材１７への圧下量が増加し、同時にレギュレータ圧調節軸３９ａ’’は、リンク６６の動作によって後方（Ｒ方向）に伸びて、図１のエアシリンダー１４によって発生するエア圧を自動的に減少させる。回転軸１０ａが時計回りＤ１方向に回転すると、板材１７の圧下量が減少し、レギュレータ圧調節軸３９ａは、リンク６６の動作によって前方（Ｆ方向）に縮み、エアシリンダー１４のエア圧を自動的に増加させる。

１レベラフィーダ
２固定フレーム（固定部材）
３揺動フレーム（揺動部材）
４複数の上ワークロール
５複数の下ワークロール
６圧下量調節機構
７エアシリンダー機構
８フィードロール機構
９ａ，１０ａ，１２ａ回転軸
１０入口側偏心軸機構（請求項６の揺動機構）
１４エアシリンダー
２５，３０，３７，６０，６５エア圧調節機構
２８電空レギュレータ
３９，３９’，３９’’ 圧力レギュレータ
３９ａ，３９ａ’，３９ａ’’ レギュレータ圧調節軸
４０ローラー機構（レギュレータ圧調節機構）
５８板厚測定手段
４６ｂ，４６ｂ’，５９ａエア圧算出手段
６４レギュレータ圧調節機構
６６リンク（レギュレータ圧調節機構）

Claims

固定部材に一列に取り付けられた複数の下ワークロールと、下ワークロールに対して千鳥状となるように揺動部材に一列に取り付けられた複数の上ワークロールと、エアシリンダーのエア圧によって前記揺動部材を固定部材に対して揺動させ、前記複数の上下ワークロール間に板材を挟持させることによって板材に矯正力を負荷し、または板材をリリースするエアシリンダー機構と、板材を挟持する際の複数の上ワークロールと複数の下ワークロールとの上下間隔を変化させて板材の曲げ量となる圧下量を調節する圧下量調節機構と、曲げを矯正された板材を挟持してあらかじめ設定された送り長さで搬送するフィードロール機構と、を有するレベラフィーダにおいて、
前記圧下量調節機構によって調節される板材の圧下量の増減に連動して、前記エアシリンダーのエア圧を必要な矯正力に対応したエア圧に増減させるエア圧調節機構を前記エアシリンダー機構に設け、
前記圧下量調節機構は、中心軸線回りに揺動する回転軸と、前記回転軸の揺動方向及び揺動範囲に基づいて、前記揺動部材の複数の上ワークロールを固定部材の複数の下ワークロールに向けて進退させることによって板材への圧下量を板厚に基づいて調節する揺動機構と、を有し、
前記エア圧調節機構は、板材が厚くなるほどより大きな矯正力を負荷し、かつ板材が薄くなるほどより大きな圧下量で板材を矯正するように、進退動作するレギュレータ圧調節軸によってエアシリンダーのエア圧を増減させる圧力レギュレータと、前記回転軸の揺動範囲に連動した位置に前記レギュレータ圧調節軸を進退動作させるレギュレータ圧調節機構と、を有することを特徴とするレベラフィーダ。