JP2667043B2 - 圧延機のロールスタンド - Google Patents

圧延機のロールスタンド

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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は円形あるいは角形断面の材料、特に棒線材を
圧延するロールスタンドに関するものである。
「従来の技術」 従来棒線材の仕上圧延装置には圧延すべき棒線材の通
過するパスラインを挟んで２個の孔型ロールを対向配置
した２ロールタイプのものと、例えば特公昭54−3469号
公報に示す如く、パスラインを中心としてその周りに円
周方向に120゜の間隔を置いて３個の孔型ロールを放射
状に設けた３ロールタイプのものと、例えば特開昭63−
93403号公報に示す如く、パスラインを中心としてその
周りに円周方向に90゜の間隔を置いて４個の孔型ロール
を放射状に設けた４ロールタイプのものとがある。
２ロールタイプの仕上圧延装置は構造が簡単であると
共にロール交換が容易である反面、仕上最終スタンドの
孔型形状が円形に近い専用孔型であるため仕上ロールを
多数保有しなければならず、又僅かの径差を同一孔型の
ロールの圧下量調整で補おうとしても孔型の逃し角度が
小さいため、３ロールタイプ、或いは４ロールタイプに
比べて圧延精度が低下する。
３ロールタイプの圧延装置はパスラインを中心とした
夫々のロールの半径方向の移動、即ちロール圧下調整
（以下「パーティング調整」と言う）機構とロールの全
数駆動機構が両立されていることから、単一のロール駆
動入力軸により全ロールを一斉に駆動しつつ、パーティ
ング調整が可能な構造となっている。
一方４ロールタイプのものは逃し角度の関係から３ロ
ールタイプのものより圧延精度が優れており、そして各
ロールのパーティング調整機構は設けられているがロー
ルは非駆動であり、前段の圧延機による押込圧延を前提
としている。このため材料先端の突掛りの問題があるた
め線速60m/s〜100m/sの高速圧延と細径線材（直径10mm
〜5mm）の圧延には不向きである。又減面率を確保しよ
うとすれば、材料先端の噛み込み角の関係からロール径
を大きくする必要があり、これがまた先端突掛りの問題
となるという悪循環を生ずる。
「発明が解決しようとする課題」 近年、棒線材圧延において、市場では高精度の製品が
要求されている。例えば、JISに定められている寸法精
度の1/4以下、即ち5.5mm〜20mmの径について±0.1mm以
下の精度が要求されている。本発明者等はこの要求に沿
い、高精度の製品を高線速で提供し得る圧延装置の基本
的手段として４ロール圧延機に着目した。しかし前述の
通り従来の４ロールタイプの圧延装置ではパーティング
調整機構が設けられているものの、ロールが全数非駆動
であるため、４ロール圧延機の特性を生かせないという
問題があった。
そこでパーティング調整機構とロール全数駆動機構を
併設した例えば特公昭54−3469号公報に示す従来の３ロ
ールタイプの圧延機を４ロールタイプに改造することを
試みたが、３ロールタイプをそのままロールの数を増や
して４ロールタイプに構成しようとしたのではロール駆
動機構を連動せしめるための駆動かさ歯車を設置するス
ペースを確保することができない。従来の構造のままこ
のスペースを確保するためにはロール径を大きくしてロ
ール心間を広くとるしか方法がなく、これは圧延反力の
増大を伴ないコンパクトなロールスタンドは望めない。
即ち従来の３ロールタイプにおける遊星歯車および太陽
歯車によるパーティング調整機構とかさ歯車によるロー
ル全数駆動機構とを両立させた構造はコンパクトな形で
４ロールタイプに適用することはできないという問題が
あった。
従って本発明は多数の孔型ロールを使用ししかもロー
ルパーティング調整機構とロール全数駆動機構を併設し
て高精度の棒線材を高速度で圧延することのできるコン
パクトな圧延機のロールスタンドを提供することを目的
とする。
「課題を解決するための手段」 上記課題を解決するために、本発明によれば、圧延さ
れる棒線材が通過するパスラインを中心としてその周り
に円周方向に実質的に等しい間隔を置き回転軸線が同一
平面内にあるように配設された複数個の孔型ロールと、
前記孔型ロールの各々を回転自在に支持する偏心軸と、
前記各偏心軸を連動回転せしめ前記パスラインから各孔
型ロールの回転軸線までの半径方向の距離を一斉に調整
する装置と、前記各孔型ロールの回転軸に同心に固定さ
れ該孔型ロールと一体に回転する被動歯車と、前記各孔
型ロールの回転軸線が存在する平面からパスラインの延
在方向に離隔された一平面内に回転軸線が延在し前記各
被動歯車と噛み合う駆動歯車と、前記各駆動歯車を連動
回転せしめる駆動装置とから成ることを特徴とする圧延
機のロールスタンドが提供される。
「作用」 本発明によれば各孔型ロールと一体に回転する被動歯
車と噛み合う駆動歯車の回転軸線が存在する平面が各孔
型ロールの回転軸線が存在する平面からパスラインの延
在方向に離隔するように駆動歯車の回転軸を配設したた
め４ロールタイプに構成しても各駆動歯車を連動せしめ
るために駆動歯車の回転軸に取り付けるかさ歯車のスペ
ースを十分に確保することができスペースの確保のため
にロール径を大きくする必要もないのでコンパクトなロ
ールスタンドが得られる。
「実施例」 第１、２、３、４図は４ロールタイプの本発明の一実
施例を示す。本発明による圧延機のロールスタンドは第
１図に示す如く３つのハウジング1,2,3から成り、ハウ
ジング1,2の合せ面II−IIを中心にして存在する構成部
分は第２図に示され、ハウジング2,3の合せ面III−III
を中心にして存在する構成部分は第３図に示されてい
る。
先ず第２図を参照すると、ハウジング1,2の合せ面に
はパスラインＬを中心とする十字状の孔が形成され、こ
の十字状の孔内に前記合せ面内に延びて互に直交する回
転軸線をもった４つの孔型ロール４が配設される。孔型
ロール４は夫々４本の偏心軸８の周りに玉軸受７を介し
て回転自在に支持された中空軸５にキー締結され、又中
空軸５には同心にロール被動はすば歯車６がキー締結さ
れる。偏心軸８の両端のネック部は偏心軸より所定量だ
け偏心しブッシュ９および９′を介してハウジング1,2
に回転自在に軸支されている。偏心軸８の１つ（図で上
方のもの）のネック部の１つからネック部と同軸に調整
軸10が延びており、この調整軸10を微動回転せしめるこ
とにより第４図のａ点を中心とする円弧に沿って偏心軸
８の中心ｂ、従って孔型ロール４および被動はすば歯車
６の中心が偏心移動する。こうして孔型ロール４の中心
軸線がパスラインＬに対して半径方向に移動しパーティ
ング調整が行われる。
各偏心軸８のネック部の両軸端にはかさ歯車11および
11′がキー締結され、夫々直角方向に隣接する偏心軸の
かさ歯車11′,11と噛み合い、１つの偏心軸８（例えば
図で上方のもの）の微動回転は他の全ての偏心軸８を同
期的に微動回転せしめ全ての孔型ロール４がパスライン
Ｌに対して半径方向に一斉に微少量移動する。なお図に
おいて下方の偏心軸と右方の偏心軸は夫々左方の偏心軸
および上方の偏心軸とかさ歯車を介して連動関係にある
ため両者の間を結合するかさ歯車は存在しない。
次に第３図を参照すると、ハウジン２および３の合せ
面に延在し互に直交する回転軸線をもった４本のロール
駆動軸12が配設されている。各ロール駆動軸12は玉軸受
13,13′で回転自在に支持され、そのうち上部のロール
駆動軸12は図で右方に述びて更に玉軸受13″でも支持さ
れ、軸継手14を介して図示しない分配減速機あるいは増
速機の出力軸15に接続されている。各ロール駆動軸12に
は対応するロール被動はすば歯車６（第２図参照）と噛
み合うロール駆動はすば歯車16がキー締結される。更に
上方および右方のロール駆動軸12にはロール駆動はすば
歯車16の外側および玉軸受13′の外側に並んで１つづつ
２個のロール駆動かさ歯車17,17′がキー締結され、左
方のロール駆動軸12は玉軸受13の上に、下方のロール駆
動軸12はロール駆動はすば歯車16の右に１個のロール駆
動かさ歯車17′および17だけがキー締結される。各ロー
ル駆動軸12のかさ歯車17,17′は直角方向に隣接するロ
ール駆動軸のかさ歯車17′,17と噛み合い、従って１つ
のロール駆動軸12が回転するとかさ歯車17,17′を介し
て全てのロール駆動軸12が一斉に回転するようになって
いる。各ロール駆動軸12はロール駆動はすば歯車16およ
びロール被動はすば歯車６を介して孔型ロール４を駆動
するようになっているので上方のロール駆動軸12が出力
軸15より圧延動力を受けて回転すると全てのロール駆動
はすば歯車16が同期回転され、これと噛み合うロール被
動はすば歯車６を介して全ての孔型ロール４に圧延動力
が伝達される。
第４図はパーティング調整に伴なうロール駆動はすば
歯車16とロール被動はすば歯車６の噛み合い関係を説明
する拡大図である。ロール駆動はすば歯車16は常時一定
位置で回転するように保持されている。これに対しロー
ル被動はすば歯車６はパーティング調整のために偏心軸
８を回転することに伴ない点ａを中心とする円弧に沿っ
て軸心ｂが移動する。第４図は偏心軸８が偏心円弧の上
死点、即ちロール被動はすば歯車６がパーティング調整
量の中央値にある状態を示しており、この位置において
ロール駆動はすば歯車16とロール被動はすば歯車６は基
準ピッチ円同志が接触する正しい噛み合いを行うように
心間距離が保たれている。ここで偏心軸８の偏心位置を
第４図の上死点位置より上下いづれかの方向に移動させ
パーティング調整を行うと駆動はすば歯車16と被動はす
ば歯車６相互の心間距離は僅かに大きくなりはすば歯車
相互のバッククラッシュの増加を伴うが、はすば歯車の
噛み合い関係を実質的に損うに到ることはなく、高速回
転においてもパーティング調整を行いながら円滑な動力
伝達がなされる。なお図中αはパーティング調整量を示
す。
ハウジング1,2,3のパスラインＬに直角な方向の断面
は好ましくは第２図、第３図に示す如く、外周の輪郭が
八角形となるように形成される。こうすることにより４
ロールスタンドを複数台交互に45゜づつ位相を変え、ロ
ール孔型の非拘束部が重ならないように設置する場合、
４ロールスタンドを固定するベース断面形状を共通とす
ることができる。
以上本発明を４ロールスタンドの実施例について説明
したが、本発明は３ロールスタンド又は２ロールスタン
ドに適用することも可能である。
第５図および第６図は本発明を３ロールスタンドに適
用した実施例を示す。第５図は第２図に相当するパーテ
ィング調整機構を示す図であり、第６図は第３図に相当
するロール駆動機構を示す図である。本実施例は３個の
孔型ロール４がパスラインＬを中心にして円周方向に12
0゜の間隔で配置されている点が第２図および第３図の
４ロールタイプの実施例と異なるだけでその他の構造お
よび作動原理は４ロールタイプの実施例と全く同じであ
る。
第５図において３本の偏心軸18はかさ歯車21を介して
連動するようになっており、各偏心軸18の周りに玉軸受
27を介して回転自在に支持された中空軸25に孔型ロール
４とロール被動はすば歯車26がキー締結されている。偏
心軸18の１つには長手方向に延びる調整軸20が一体に形
成されており、この調整軸20を微動回転せしめることに
より全偏心軸18は一斉に偏心回転し各孔型ローラ４のパ
ーティング調整を行う。
次に第６図において、３本のロール駆動軸22はかさ歯
車27を介して連動するようになっており、又各ロール駆
動軸22には第５図のロール被動はすば歯車26と噛み合う
ロール駆動はすば歯車36がキー締結されている。ロール
駆動軸22の１つは軸継手14を介して出力軸15より圧延動
力を受け、各ロール駆動軸22を一斉に回転させてはすば
歯車36,26を介して中空軸25を回転せしめ孔型ロール４
に圧延動力を伝達する。本実施例からも分るように本発
明はパーティング調整機構と全ロール駆動機構を備えた
ロールスタンドを極めて簡単な構造によって得ることが
できる。
なお、図示の実施例はロール駆動軸から孔型ローラへ
の圧延動力の伝達にはすば歯車を使用したが、本発明は
はすば歯車に限らず一般の平歯車その他の歯車を使用し
ても実施できることは当業者にとって明らかであろう。
「発明の効果」 （１） 本発明はロールパーティング調整機構と、ロー
ル全数駆動機構を４ロールスタンドにも併せ具備せしめ
ることができるので高精度の線材を高速で製造すること
が可能となった。
（２） ロールパーティング調整機構とロール駆動機構
とをパスライン方向に離隔して配置したため構成部品の
レイアウトがし易くなり、全数駆動方式においてもロー
ルの数の制限が緩和され、しかも構造が簡単化された。
（３） ４ロールスタンドにも全数駆動方式を適用可能
な構成にもかかわらず、コンパクトな構造であるため、
高剛性のスタンド特性に加え、材料倒れが少ないという
効果と相まって、更に高精度の圧延が可能となり、４ロ
ールスタンドをサイジングスタンドとして有効に適用で
きる。
（４） 本発明を適用した４ロールスタンドのハウジン
グを八角形断面とした場合、Ｖ・Ｈスタンド専用のロー
ルスタンドを設けることなく１種類のロールスタンドを
複数台タンデムに配列することが可能となり、又ロール
駆動入力軸は単一であるためスタンド交換が迅速に行え
る効果を有する。
（５） パーティング調整軸は単一であり、オンライン
圧下が可能な構造であるため、ロールの自動位置制御
（オート・ポジション・コントロール）、自動隙間制御
（オート・ギャップ・コントロール）化も容易に行え
る。
（６） 本発明を４ロールスタンドに適用した場合、高
精度圧延特性と、同一孔型ロールの材料径差に対する圧
下量調整による補正範囲が広いという特性とを生かし、
接目無鋼管製造設備のストレッチレジューサ等にも使用
できる。
（７） ４ロールスタンドにおいては以上の外、パーテ
ィング調整機構のうち、直角方向に隣接する偏心軸の間
の連動機構を解き、相対する２組のロール間でのみパー
ティング調整を行うように構成すれば、長方形断面の材
料あるいは形鋼等の圧延設備にも使用することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を４ロールスタンドに適用した実施例の
外観正面図、第２図は第１図のII−II線に沿って切断し
矢視方向にみた断面図、第３図は第１図のIII−III線に
沿って切断し矢視方向にみた断面図、第４図はパーティ
ング調整に伴なう偏心軸の偏心移動と、ロール駆動はす
ば歯車とロール被動はすば歯車の噛み合い関係を説明す
る拡大図、第５図および第６図は本発明を３ロールスタ
ンドに適用した実施例の夫々異なる平面における断面図
で、第５図はパーティング調整機構を第６図はロール駆
動機構を示す。 1,2,3……ハウジング、４……孔型ロール、 ６……ロール被動はすば歯車、８……偏心軸、 10……調整軸、11,11′……かさ歯車、 12……ロール駆動軸、15……出力軸、 16……ロール駆動はすば歯車、 17,17′……かさ歯車、18……偏心軸、 20……調整軸、21……かさ歯車、 22……ロール駆動軸、 26……ロール被動はすば歯車、27……かさ歯車、 36……ロール駆動はすば歯車。

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】圧延される棒線材が通過するパスラインを
    中心としてその周りに円周方向に実質的に等しい間隔を
    置き回転軸線が同一平面内にあるように配設された複数
    個の孔型ロールと、前記孔型ロールの各々を回転自在に
    支持する偏心軸と、前記各偏心軸を連動回転せしめ前記
    パスラインから各孔型ロールの回転軸線までの半径方向
    の距離を一斉に調整する装置と、前記各孔型ロールの回
    転軸に同心に固定され該孔型ロールと一体に回転する被
    動歯車と、前記各孔型ロールの回転軸線が存在する平面
    からパスラインの延在方向に離隔された一平面内に回転
    軸線が延在し前記各被動歯車と噛み合う駆動歯車と、前
    記各駆動歯車を連動回転せしめる駆動装置とから成るこ
    とを特徴とする圧延機のロールスタンド。
  2. 【請求項２】前記各偏心軸はその軸端に設けた支軸によ
    って偏心回転可能に支持されると共に該支軸に固定され
    たかさ歯車を介して隣接する偏心軸と連動し、前記偏心
    軸の支軸の１つが長手方向に延長されて該偏心軸を回転
    せしめる調整軸を構成していることを特徴とする請求項
    （１）に記載のロールスタンド。
  3. 【請求項３】前記各駆動歯車はロール駆動軸に取り付け
    られ、前記各ロール駆動軸の軸端にかさ歯車が取り付け
    られ、前記各ロール駆動軸は隣接するロール駆動軸と夫
    々の軸端に取り付けたかさ歯車が互に噛み合うことによ
    って連動し、前記ロール駆動軸の１つを圧延動力源に接
    続したことを特徴とする請求項（１）又は（２）に記載
    のロールスタンド。
  4. 【請求項４】前記被動歯車と駆動歯車ははすば歯車で構
    成されることを特徴とする請求項（１）、（２）又は
    （３）に記載のロールスタンド。
  5. 【請求項５】４個の前記孔型ロールが円周方向に90゜の
    間隔を置いて配設された請求項（１）から（４）のいづ
    れか１項に記載のロールスタンド。
  6. 【請求項６】３個の前記孔型ロールが円周方向に120゜
    の間隔を置いて配設された請求項（１）から（４）のい
    づれか１項に記載のロールスタンド。
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