JPS605367B2 - ピストン変位検出装置 - Google Patents

ピストン変位検出装置

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JPS605367B2
JPS605367B2 JP7004979A JP7004979A JPS605367B2 JP S605367 B2 JPS605367 B2 JP S605367B2 JP 7004979 A JP7004979 A JP 7004979A JP 7004979 A JP7004979 A JP 7004979A JP S605367 B2 JPS605367 B2 JP S605367B2
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JP
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piston
rod
displacement
detection device
cylinder
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JP7004979A
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豊次 益田
朗 山内
智 有馬
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B38/00Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B21B38/10Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring roll-gap, e.g. pass indicators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B13/00Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/14Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories having counter-pressure devices acting on rolls to inhibit deflection of same under load; Back-up rolls
    • B21B13/147Cluster mills, e.g. Sendzimir mills, Rohn mills, i.e. each work roll being supported by two rolls only arranged symmetrically with respect to the plane passing through the working rolls
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B31/00Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/16Adjusting or positioning rolls
    • B21B31/20Adjusting or positioning rolls by moving rolls perpendicularly to roll axis
    • B21B31/32Adjusting or positioning rolls by moving rolls perpendicularly to roll axis by liquid pressure, e.g. hydromechanical adjusting

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はピストン変位検出装置に関し、特に、多段圧延
機のロール圧下シリンダのピストンまたはピストンロッ
ドのように精密な変位検出を要求される個所で使用する
のに通したピストン変位検出装置を提供するものである
先ず、第1図および第2図を参照して、従来のピストン
変位検出装置について説明する。
第1図は回転式のピストン変位検出装置を備えた多段圧
延機のロール位置制御系を示す図である。
第1図において、多段圧延機はミルハゥジング12内に
軸承された一対の作業ロール14,14および該作業ロ
ールをバックアップするよう多段に配列された複数個の
補強ロール16を備えている。
補強ロール16の背後にはこれに接するパッキングベア
リング18が配置されている。該パッキングベアリング
は、補強ロールの操作側(第1図の手前側)および駆動
側(第1図の向う側)に一対ずつ計4個設けられ、操作
側のものと駆動側のものとはそれぞれ同調軸20,2川
こよって一体回転するよう結合されている。操作側およ
び駆動側において、一対のパッキングベアリング18,
18の内側に歯型が形成され、その間を上下方向に延在
するセクタギャ22の両側に形成された歯型と噛合って
いる。
操作側および駆動側のそれぞれに前記ミルハウジングに
適当なサポート(図示せず)を介して固定された油圧作
動のシリンダ。ピストン装置24が設けられ、そのピス
トン26から下方へ突出したピストンロッド28の下端
に前記セクタギャ22が連結されている。各パッキング
ベアリング18の周面には偏心カム面が形成されており
、シリンダ・ピストン装置24を作動してセクタギャ2
2を矢印の如く上方へ移動させるとき各パッキングベア
リング18を矢印の方向に回動させ、該橘Dカム面によ
って補強ロール16および作業ロール14を矢印方向に
圧下させるようになっている。
このロール圧下操作すなわちロール閉動作は、流量制御
弁30により、油圧源へ接続された配管32からの油圧
を配管34を通して両側のシリンダ。ピストン装置のピ
ストン26の下側へ供給するとともに、両側のピストン
・シリンダ装置のピストン上方の油室を配管36および
38を通してタンクへ蓮通させることによって行なわれ
る。配管34および36には開閉弁40が適宜設けられ
ている。前記流量制御弁30は流量設定器からの指令信
号×および回転式のピストン変位検出装置42からフィ
ードバックされるピストン変位検出信号Yによって作動
し、前記ピストン26の位置すなわち圧延ロールの圧下
位層を制御する。
すなわち、ピストン変位検出信号Yの値と指令信号Xの
値が等しくなったところで、流量制御弁30への入力が
なくなり、ピストン26を停止させるといういわゆる位
置サーボ系が構成されている。図示の例では、操作側の
シリンダ・ピストン装置24のみが位置サーボ系を構成
しているが、これは同調軸20,2川こより両側が同期
して動作するためである。しかして、従来の回転式のピ
ストン変位検出装置42は、ピストンロッド28に設け
た検出ラック44、該ラックに噛合う検出ピニオン46
、および該ピニオンの軸に連結されその回転変位を電気
的信号に変換する回転位置検出器48で構成されていた
なお、参照番号5川ま他側のピストンロッド‘こ連結さ
れたピストン位置表示器を示す。従来の回転式のピスト
ン変位検出装置42は、前述のような構造を有するもの
であったため、険出ラック44および検出ピニオン46
の噛合い部や回転伝達部等の遊びや榛みが位置検出を不
正確にし、検出誤差が大きいという欠点があった。また
、遊びや操みを取るための機構を設けると、ピストン2
6の長ストローク動作や高速動作に追従不可能になると
いう問題があった。さらに、外部負荷によりピストンロ
ッド28に曲がり等の変形が生じ、このための検出誤差
が大きいという欠点もあった。
第2図は従来の直勤式のピストン変位検出装置の構造を
示す図であり、この図も部分的ではあるが第1図と同様
の多段圧延機のロール位置制御に使用する場合を示して
いる。
第2図中の参照番号で第1図中のものと同一の番号はそ
れぞれ同一または対応部分を表示している。
第2図において、ミルハゥジング12に支持金具23を
介して流体圧作動(油圧作動)のシリンダ・ピストン装
置24が固定されている。
該シリンダ・ピストン装置は、シリンダ25と該シリン
ダの円筒状内腔に鉄合し上下に二つの油室25Aおよび
25Bを形成するピストン26を備え、該ピストンの一
側(図示の例では下側)にはピストンロッド28が一体
的に固定されている。該ピストンロッドは「シリンダの
下部に設けた密封構造の軸受52で横振れを支持され、
かつ外部へ突出延している。
ピストンロッド28の下端にはセクタギャ22が連結さ
れ、該セクタギャの両側に形成された歯形は一対のパッ
キングベアリング18,18の内側に形成された歯形と
噛合っている。したがって、第1図の場合と同様、ピス
トン下側の油室25Bに油圧を導入するとともに上側の
油室25Aの油圧を解放することにより「ピストン26
を上方へ変位させセクタギャ22を矢印方向(上向き)
に変位させると、各パッキングベアリング18,18は
図中の矢印方向へ回敷する。該パッキングベアリングの
周面には偏心カム面が形成されているので、その回動に
伴ない補強ロールおよび作業ロール(第1図参照)が圧
下される。しかして、従来のピストン変位検出装置にあ
っては、図示の如く、ピストン26の上面にシリンダ端
壁54の開□56を貫通するガイドロッド58を固定し
、該ガイドロッド先端に変位計可動部60を取付け、一
方、シリンダ25の端壁54に固定されたサポート62
に変位計固定部64を取付けてし、た。
変位計可動部60は変位計固定部を貫通して延在してお
り、ピストン変位に基づく変位計可動部の変位を電気的
に検出しうるようになっている。このような直動式変位
計は一般に差動トランスと呼ばれる型式のものである。
従来の直勤式のピストン変位検出装置は以上のような構
造を有していたため、図示の如く、ピストンロッド28
の曲がりによるピストン26の傾斜が生じ大きな検出誤
差が生じるという欠点があった。
さらに、ピストン・シリンダ装置の設置高さが高くなり
、圧延材噛み込み時の衝撃力等により変位検出部に横振
れが生じ大きな検出誤差が生じるという欠点、並びに検
出部の熱膨張による検出誤差が生じやすいという欠点も
あった。本発明は、以上第1図および第2図について説
明したような従来のピストン変位検出装置の欠点を解消
し、検出精度、耐久性、信頼性の向上を図ったピストン
変位検出装置を提供することを目的とする。
本発明は、ピストンのピストンロッドとは反対側に中空
ロッドを固定して両ロッド形にし、該中空ロッドをもシ
リンダで鞠受して三点支持構造にして中空ロッド、ひい
てはピストンの曲りや傾斜を少なくし、さらに変位計固
定部はサポートへ、可動部は保持ロッドを介してピスト
ン側へそれぞれピボット支持するとともに、保持。
ッドの他端は、中空ロッドへ弾性体を介して支持するよ
うにして、ピストンが傾斜しても変位計は、ピストンの
軸万向に一致するようにすることにより、ピストンの変
位を正確に検出できるようにしたものである。以下、第
3図を参照して本発明の実施例を説明する。
第3図は、第2図と同様、第1図に示すような多段圧延
機のロール圧下位置を制御する位置サーボ系を形成する
油圧作動シリンダ・ピストン装置に使用する場合を例示
するものであり、第3図中の参照番号で第1図および第
2図中の番号と同じものはそれぞれ同一または対応部分
を表示している。
第3図において、圧延機のミルハゥジング12には、支
持金具23を介して、本発明のピストン変位検出装置を
備えた油圧作動形のシリンダ・ピストン装置24が設置
されている。
該シリンダ・ピストン装置はシリンダ25および該シリ
ンダの円筒状内腔に密封摺動可能に鉄合されたピストン
26を有し、該ピストンの一側(下側)には負荷に連結
されたピストンロッド28が一体的に固定されている。
この場合の負荷は、第1図および第2図の場合と同様、
セクタギヤ22およびパッキングベアリング18を介し
て圧下する多段延機の圧延ロールである。前記ピストン
ロッドはシリンダ25の下側端壁に設けた密封形の軸受
52によって支持されている。
しかして、本発明のピストン変位検出装置にあっては、
ピストン26の上側すなわちピストンロッド28とは反
対側に中空ロッド66が一対的に固定されている。
該中空ロッドは、図示の如く、内部に充分な空間を形成
する程度の外径を有するものであり、シリンダ25の上
側端壁68に設けた密封形の軸受701こよって支持さ
れている。すなわち、本発明では、ピストン26は上側
および下側にロッド28,66を有する両ロッドタイプ
のピストンになっており、シリンダ25に対しピストン
槽動面および上下の軸受52,70の三点で支持される
ようになっている。中空ロッド66内には、変位計可動
部72を保持するための中空状の保持ロッド74が支持
されている。
該保持ロッド74は、その下端を、ピストン26に対し
て頭斜および回転しうるピボット76で支持し、その上
端部を、中空ロッドの端面内方フランジ部78と保持ロ
ッドの外方フランジ部80との間に配置した圧縮コイル
ばね82により下方へ押圧することにより、中空ロッド
66内に保持されている。したがって、保持ロッド74
は、曲げの影響が全く作用しない方法で支持されている
。一方、シリンダ25の上側端壁68には上方へ突出し
前記中空ロッド66を囲む空間を形成するケース状のサ
ポート84が固定されている。
該サポートは上端壁部84Aを有し、該上端壁には下方
へ延在するガイドロッド86が取付けられ、該ガイドロ
ッド先端には変位計固定部88が固定されている。前記
ガイドロッド86は、上端に形成されたピポット90と
該ガイドロッドのフランジ部92および上端壁84Aの
係合部94間に配置した圧縮ばね96とにより、サポー
ト84に対し傾斜および回転可能に取付けられている。
前記ガイドロッド86は前記保持ロッド74内へ延在し
、該ガイドロッド先端の変位計固定部88は該保持ロッ
ド内に設けた前記変位計可動部72内を貫通して延在し
、いわゆる菱勤トランスを構成している。
図示の例では、ガイドロッド86は保持ロッド内に設け
た2個のスライドベアリング98,98によって横振れ
を規制され、保持ロッド74に対する直線度を確実に保
ち得るようになっている。また、保持ロッド74の下端
ピポット支持部76はできるだけピストン26に接近し
た位置に設けられ、該ピボットの位置はピストンストロ
ークの全範囲において前記上側軸受70と下側軸受52
との間にある。こうすることによりピストン26が傾斜
した場合でも保持ロッド74の横変位を最小にすること
ができる。本発明の実施例に係わるピストン変位検出装
置は、以上の構成を有するものであり、その作用は次の
とおりである。
流量制御弁(第1図中の流量制御弁30)の作動により
、下側の油室25Bに油圧を導入するとともに上側の油
室25Aをタンクに蓮通させると、ピストン26が上昇
する。
ピストンの上昇に伴ない、ピストンロッド28、中空ロ
ッド66、該中空ロッド内に支持された保持ロッド74
、並びに該保持ロッド内に設けられた変位計可動部72
が上昇する。第3図の如く、多段圧延機に使用する場合
は、ピストンロッド28の上昇と同時に、セグメントギ
ャ22が上昇し、これに噛合ったパッキングベアリング
20,20が矢印方向に回動する。該パッキングギャの
回動に伴ない、その周面に形成された偏心カム面により
補強ロールおよび作業ロ−ル(第1図参照)が所定位置
に圧下され、薄板や合金鋼等の圧延条件の制御操作が行
なわれる。一方、変位計固定部88は、ガイドロッド8
6を支持するサポ−ト84を介してシリング25側に設
置されているので、上記ピストンの上昇に伴ない、変位
計可動部72との間に相体変位が生じる。
この相対変位は変位計により電気的な位置信号として出
力され、ピストン変位の検出を行なつo第3図の実施例
では、中空ロッド66をピストン26に一体的に固定す
るとともに、該中空ロッドをシリング25の軸受70で
支持するようにしたので、ピストンは三点支持によりそ
の煩斜が防止される。
このため、変位計の可動部74および固定部88間の真
直度が確保され、ピストン変位の検出誤差を大中に減少
することができる。また、変位計の可動部および固定部
はピボット支持されているので、これによっても曲げ蓬
みの影響に基づくピストン変位の検出誤差をなくすこと
ができる。さらに、変位計の可動部および固定部を中空
ロッド66内に収納したので、スケール等を含む高温蒸
気から成る外部環境から測定部を保護するとともに、構
造をコンパクト化することができる。
また、ピストンから変位検出部まで(変位計可動部72
まで)の長さを小さくできるので、温度差による部材の
伸縮に基づく検出誤差を小さくすることができる。以上
、本発明の実施例を、圧延ロールの位置を精密に制御す
る必要がある圧延ロール圧下用のサーボ油圧シリンダ装
置に適用する場合を例示して説明したが、本発明はこれ
に限らず流体圧作動のピストン位置を検出し制御する装
置に対し広く適用することができる。
以上の説明から明らかな如く、本発明のピストン変位検
出装置によれば、ピストン変位と変位測定部の動き(距
離および方向)との間のずれを大中に減少させることに
より、検出誤差を大中に低減することができ、精密なピ
ストン位置の検出および制御を行なうことが可能となる
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の回転式のピストン変位検出装置を備えた
多段ロール式圧延機のロール圧下位贋制御系を示す説明
図、第2図は従来の直動式のピストン変位検出装置の要
部を示す縦断面図、第3図は本発明のピストン変位検出
装置の実施例の構造を示す縦断面図である。 24・・・・・・流体作動のシリンダ・ピストン装置、
25……シリング、26……ピストン、28……ピスト
ンロッド、30・・・・・・流量制御弁、52,70・
・・・・・軸受、66…・・・中空ロッド、72・・・
・・・変位計可動部、74・・・・・・保持ロッド、7
6・・・・.・ピボット、84……サポート、86……
ガイドロッド、88..・・・・変位計固定部、90・
・・・・・ピボット。 第1図2図 3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ピストンの一側にピストンロツドを備えた流体圧作
    動のシリンダ・ピストン装置のピストン変位検出装置に
    おいて、 前記ピストンロツドとは反対側でピストン軸
    方向にシリンダを越えて延在して前記ピストンに固定さ
    れ、かつ前記シリンダに軸受された中空ロツドと、 こ
    の中空ロツド内に配置され、一端が前記ピストン側へピ
    ボツト支持され、他端が弾性体を介して中空ロツドへ支
    持された保持ロツドと、 前記シリンダの前記中空ロツ
    ド側に設けられたサポートと、 前記保持ロツド内に配
    置された変位計可動部と、 前記サポートにピボツト支
    持された変位計固定部と、を有することを特徴とするピ
    ストン変位検出装置。
JP7004979A 1979-06-06 1979-06-06 ピストン変位検出装置 Expired JPS605367B2 (ja)

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JPS55161513A JPS55161513A (en) 1980-12-16
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3328327C2 (de) * 1983-08-05 1985-10-10 Index-Werke Kg Hahn & Tessky, 7300 Esslingen Vorrichtung zum spanabhebenden Bearbeiten eines Werkstücks sowie NC-gesteuerte Drehmaschine zur Druchführung eines solchen Verfahrens
USRE34155E (en) * 1983-08-05 1993-01-05 Index-Werke Gmbh & Co. Kg Hahn & Tessky Machining a workpiece in a turret lathe and an NC lathe therefor
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