JP3415792B2 - ロール圧延機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロール圧延機に関
する。さらに詳しくは、棒鋼や線材、パイプ等を製品に
圧延成形するロール圧延機に関する。なお、本明細書に
いう、「製品」とは、棒鋼、線材、パイプを含む概念で
ある。

【０００２】

【従来の技術】素材の圧延は、４ロールミルや３ロール
ミルで、４方向あるいは３方向から圧延し、これを多段
に並べたロールミル群で何度も繰り返して圧延し、断面
形状を少しづつ減少させながら、所望の形状と寸法に仕
上げていく。

【０００３】上記のような圧延作業に用いられる圧延機
のうち、４ロールミルの代表的なものは、図５および図
６に示すように構成されている。すなわち、１軸が入力
軸101 であって、この入力軸101 により４軸駆動するよ
うになっており、４本のロール102 、103 、104 、105
のそれぞれの側面にベベルギヤ102b、103b、104b、105b
を取付けて、このベベルギヤ102b〜105bを介して順に駆
動力を伝達していくように構成されている。しかるに、
この構成では、ベベルギヤ102b〜105bの大きさがロール
102 〜105の外径より小さくなければならないので、ベ
ベルギヤ102b〜105bの大きさに制限があって、伝達トル
クに限界があり、大負荷容量のミルには適用できないと
いう問題がある。また、図６に示すように同様の４ロー
ルミルを４５°傾斜させて傾斜ミルを構成した場合は、
入力軸101 が斜め上方へ延びるので、この入力軸101 に
連結する減速機は嵩高い大形のものとなり、設備費が高
くなったり設置スペースを多く占有するという問題があ
る。

【０００４】一方、特開平４−７１７０４号公報に記載
の４ロールミルは、４本のロール軸のそれぞれに傘歯車
を取付けており、この傘歯車に噛み合って、動力を伝達
する歯車がハウジングの裏側あるいは表側に配置されて
いる。しかるに、この構造によると、ミル幅が厚くなる
ので、ストレッチレデューサ等のようにスタンド間隔を
最小化する必要のある圧延機には適さない。

【０００５】また、特開平２−７０３０５号公報記載の
３ロールミルでは、ハウジング内径より少し小さい外径
の大径ハイポイドギヤをハウジング内に配置し、入力軸
の入力用ハイポイドギヤを噛み合わせて、前記大径ハイ
ポイドギアを回転させ、この大径ハイポイドギヤに３本
のロール駆動軸の従動側ハイポイドギヤを噛み合わせ
て、３本のロールを駆動するようにしている。しかる
に、この構造では、大径ハイポイドギヤの中心と駆動側
および従動側の小径ハイポイドギヤとのオフセット量が
歯形により決定されるが、２枚の大径ハイポイドギヤで
小径ギヤを挟むような配置は、オフセット量が反対向き
になるため、不可能である。よって、大径ハイポイドギ
ヤは常に１枚しか用いることができないので、大負荷容
量のミルには適用できないという問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
み、大負荷容量を可能とし、ミルスタンドを薄くコンパ
クトにでき、駆動減速機まわりもコンパクト化できるロ
ール圧延機を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１のロール圧延機
は、素材を圧延できるように配置された複数のロールを
有するロールユニットと、該ロールユニットを回転駆動
させる駆動ユニットとからなり、前記駆動ユニットは、
互いに歯面を向き合わせて配置された２枚の大径のリン
グ状の駆動用ベベルギヤと、該駆動用ベベルギヤを回転
させる入力軸機構と、前記駆動用ベベルギヤの回転を各
ロールに伝える伝達機構とからなり、前記伝達機構が、
前記２枚の駆動用ベベルギヤに挟まれた状態で噛み合っ
ている小径の伝達用ベベルギヤと、該伝達用ベベルギヤ
の回転を前記各ロールに伝達する伝達軸機構とからなる
ことを特徴とする。請求項２のロール圧延機は、請求項
１記載の発明において、前記伝達軸機構が、前記伝達用
ベベルギヤを取付けた第１伝動軸と、該第１伝動軸に取
付けた第１円筒歯車と、前記ロールのロール軸に連結さ
れる第２伝動軸と、該第２伝動軸に取付けられ、前記第
１円筒歯車に噛み合う第２円筒歯車とからなることを特
徴とする。請求項３のロール圧延機は、請求項１記載の
発明において、前記入力軸機構が、前記ハウジングの外
部から内部へ通された１本の入力軸と、該入力軸に取付
けられ、前記駆動用ベベルギヤに噛み合わされた小径の
入力用ベベルギヤとからなることを特徴とする。請求項
４のロール圧延機は、請求項３記載の発明において、前
記ロールユニットが、一対の水平ロールと一対の垂直ロ
ールの４ロールから構成されており、前記入力軸機構の
入力軸が、水平に配置されており、前記伝達軸機構の第
１伝動軸の代りとして置かれ、第２伝動軸を駆動するこ
とを特徴とする。請求項５のロール圧延機は、請求項３
記載の発明において、前記ロールユニットが、一対の傾
斜ロールと、それに対し直交する他の一対の傾斜ロール
の４ロールから構成されており、前記入力軸機構の入力
軸が水平に配置されていることを特徴とする。請求項６
のロール圧延機は、請求項３記載の発明において、前記
ロールユニットが、パスラインまわりに120 ゜間隔で配
置された３ロールで構成されており、前記入力軸機構の
入力軸が水平に配置されていることを特徴とする。請求
項７のロール圧延機は、請求項１記載の発明において、
前記ロールユニットを保持する内側ハウジングと、前記
駆動ユニットを保持する外側ハウジングを備えており、
前記外側ハウジングは、概ねリング状の形状であり、前
記駆動用ベベルギヤは、その外径が前記外側ハウジング
の外壁の内径よりわずかに小さく、その内径が、前記複
数のロールの外端間距離より大きいことを特徴とする。
請求項８のロール圧延機は、請求項１記載の発明におい
て、前記２枚の駆動用べベルギヤを保持する外側ハウジ
ングが、割型に構成された表側セクションと裏側セクシ
ョンとからなり、一方の駆動用ベベルギヤがベアリング
を介して前記表側ハウジングに回転自在に取付けられ、
他方の駆動用べベルギヤがベアリングを介して前記裏側
ハウジングに回転自在に取付けられていることを特徴と
する。

【０００８】請求項１の発明によれば、ロールと別に配
置した大径のリング状のベベルギヤによってロールに駆
動力を与えることができるので、ロール径に係りなく大
トルクの伝達が可能となり、大負荷容量の圧延機とする
ことができ、また、駆動用ベベルギヤを２枚用いて小径
の伝達用ベベルギヤを挟んでおり、２枚の駆動用ベベル
によってトルク伝達するので、大トルクの伝達が可能と
なり、圧延機を薄くしたままで、大負荷容量とすること
ができる。さらに、ハウジングの表側や裏側に駆動用ギ
ヤを配置しないので、圧延機を薄くできスタンド間隔を
最小化することができ、ストレッチレデューサ等に適し
ている。請求項２の発明によれば、駆動用ベベルギヤと
ロールの間のトルク伝達が、円筒歯車を用いて行われる
ので、構造がシンプルであると共に伝達トルクを大きく
することができる。請求項３の発明によれば、駆動用の
ベベルギヤを回転させる入力軸機構が、１本の入力軸と
小径の入力用ベベルギヤからなる単純な構造であるの
で、圧延機全体をコンパクトにすることができる。請求
項４の発明によれば、入力軸が水平であるので、駆動用
減速機との連結部が嵩高くならず、また駆動用減速機内
に伝達用ベベルギヤが不要となるので、コンパクトにな
る。請求項５の発明によれば、傾斜ロールに構成したも
のでありながら、入力軸は水平に配置されているので、
駆動用減速機との連結部が嵩高くならない。請求項６の
発明によれば、３ロール構造の圧延機において、入力軸
が水平に配置されているので、駆動用減速機との連結部
が嵩高くならない。請求項７の発明によれば、駆動用ベ
ベルギヤを複数本のロールの外側に配置し、外側ハウジ
ングの外壁の内径よりわずかに小さい程度まで大きくで
きるので、かなり大径のリング状ギヤとすることがで
き、大きな駆動力を伝達することができる。請求項８の
発明によれば、２枚の駆動用ベベルギヤを個別に表側セ
クションと裏側セクションに取付けたので、ロールに対
するトルク伝達時の反力を相殺でき、円滑にロールを回
転させることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施形態を図面
に基づき説明する。図１は本発明の一実施形態に係るロ
ール圧延機における表側セクションを外した状態の正面
図、図２は図１のロール圧延機の一部拡大図、図３は図
１のロール圧延機の横断面図、図４は本発明の他の実施
形態に係るロール圧延機における表側ハウジングを外し
た状態の正面図である。

【００１０】まず、図１に基づき基本構造を説明する。
このロール圧延機は、４ロールミルであって、一対の水
平ロール１、１と一対の垂直ロール１、１からなる圧延
機である。この４個のロール１はパスラインまわりに配
置されており、各ロール１のロール溝で素材を圧延成形
するようになっている。また、各ロール１の中心にはロ
ール軸２が固定されている。３は後述する駆動用ベベル
ギヤ４や伝達機構８などを保持するリング状の外側ハウ
ジングであり、この外側ハウジング３は割り型に構成さ
れた表側セクション３ａ（図１では図示省略）と裏側セ
クション３ｂとから構成されている。このハウジング３
については、図３において詳述する。なお、前記４本の
ロール１は、図示しない内側ハウジングで保持されてお
り、この内側ハウジングは前記外側ハウジング３内に収
容される大きさである。

【００１１】前記外側ハウジング３は概ねリング状の外
形形状を有しており、その内部に大径のリング状の駆動
用ベベルギヤ４が配置されている。この駆動用ベベルギ
ヤ４の外径は、外側ハウジング３の外壁の内径よりわず
かに小さい程度であり、パスラインと同心に配置されて
いるので、かなり大径のリング状ギヤとすることができ
る。また、この駆動用ベベルギヤ４の内径は４個のロー
ル１の外端間距離より大きい寸法である。

【００１２】５は入力軸機構で、入力軸６とこの入力軸
６に取付けられた入力用ベベルキヤ７から構成されてい
る。この入力軸６を駆動用モータと減速機（いずれも図
示省略）によって回転させると、前記駆動用ベベルギヤ
４がパスラインまわりに回転させられる。８は伝達機構
で、前記駆動用ベベルギヤ４に噛み合って回転される伝
達用ベベルギヤ１０と、第１伝動軸１１および第２伝動
軸１２などからなる伝達軸機構より構成されている。こ
の伝達機構８によって、各ロール１は回転駆動される。

【００１３】つぎに、上記ロール圧延機の詳細を説明す
る。図３に示すように、外側ハウジング３は表側セクシ
ョン３ａと裏側セクション３ｂとから構成されている。
そして、表側セクション３ａと裏側セクション３ｂのそ
れぞれにベアリング３１を介して、表側駆動用ベベルギ
ヤ４ａと裏側駆動用ベベルギヤ４ｂとが回転自在に取付
けられている。なお、表側と裏側をとくに区別しない場
合は、駆動用ベベルギヤ４という。前記入力軸６は、そ
の途中がベアリング３２で支持され、その内端がベアリ
ング３３で支持され、ハウジング３に対し回転自在であ
る。そして、入力軸６に取付けた、入力用ベベルギヤ７
は、表裏２枚の駆動用ベベルギヤ４ａ、４ｂに噛み合っ
ており、これを互いに逆向きに回転させるようになって
いる。

【００１４】図２および図３に示すように、伝達機構８
を構成する伝達用ベベルギヤ１０と伝達軸機構の詳細は
つぎのように構成されている。第１伝動軸１１はベアリ
ング３４、３５で回転自在に支えられており、この第１
伝動軸１１に小径の伝達用ベベルギヤ１０と第１円筒歯
車２１が取付けられている。この伝達用ベベルギヤ１０
は既述のごとく駆動用ベベルギヤ４で回転されるので、
第１伝動軸１１が回転される。一方、第２伝動軸１２が
前記第１伝動軸１１と平行に設けられ、ベアリング３
６、３７で回転自在に支持されている。この第２伝動軸
１２には、第２円筒歯車２２が取付けられており、第２
円筒歯車２２は前記第１円筒歯車２１と噛み合ってい
る。そして、第２伝動軸１２は、着脱カップリング４０
でロール軸２に連結されている。なお、前記第１、第２
円筒歯車２１、２２は、平歯車であってもはすば歯車で
あってもよい。

【００１５】４個のロール１のうち３個のロール１は上
記の伝達機構８により、駆動される。なお、入力軸６に
最も近接したロール１については、第１伝動軸１１を配
置すべき場所に入力軸６が配置されているので、第１伝
動軸を設けることなく、入力軸６に取付けた第１円筒歯
車２１から第２伝動軸１２に回転駆動を伝えるよう構成
した伝動機構８ａを採用している。上記の構成により、
２個の駆動用ベベルギヤ４ａ、４ｂが回転すると、４個
のロール１が回転するようになっている。

【００１６】以上のように、２枚の大径の駆動用ベベル
ギヤ４ａ、４ｂを用いてトルクを伝達するので、大容量
の圧延機にすることができ、しかもハウジングの表や裏
に駆動用のギヤ等を必要としないので、圧延機を薄くで
き、スタンド間隔を最小化する必要のあるストレッチレ
デューサ等に適している。

【００１７】図４は、４個のロール１を傾斜して配置し
た傾斜ロールを示している。このロール配置では、伝達
機構８が水平位置に存在しなくなるので、全てのロール
１が第１伝動軸１１と第２伝動軸１２を介して駆動され
る構成となっている。よって、入力軸６には入力用ベベ
ルギヤ７を取付けているだけで、第１円筒歯車を取付け
る必要はない。従来技術では、この傾斜ロールの駆動軸
は斜め上方に延びるので、減速機との連結部が嵩高くな
っていたが、本発明では入力軸６を図示のごとく水平に
配置できるので、連結部の構成を高さの低いコンパクト
なものにすることができる。

【００１８】上記実施形態は、いずれも４ロールミルに
関するものであるが、３ロールミルであっても、同様の
伝達機構８と入力軸機構５を用いて構成することができ
る。すなわち、パスラインまわりに120 ゜間隔で配置し
た３個のロールに対応付けて３個の伝達機構８を設け、
同様の駆動用ベベルギヤ４を用いて回転駆動することが
できる。しかも、この場合、水平位置に入力軸機構の入
力軸を配置できるので、駆動用減速機との連結部が嵩高
くならない。

【００１９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、ロール径に係
りなく大トルクの伝達が可能となるので、大負荷容量の
圧延機とすることができ、２枚の駆動用ベベルによって
トルク伝達するので、大トルクの伝達が可能となり、大
負荷容量とすることができ、ハウジングの表側や裏側に
駆動用ギヤを配置しないので、圧延機を薄くできる。請
求項２の発明によれば、トルク伝達が平歯車を用いて行
われるので、構造がシンプルであると共に伝達トルクを
大きくすることができる。請求項３の発明によれば、入
力軸機構が１本の入力軸と小径の入力用ベベルギヤから
なる単純な構造であるので、圧延機全体をコンパクトに
することができる。請求項４の発明によれば、駆動用減
速機との連結部が嵩高くならず、また伝達用ベベルギヤ
が不要であるのでコンパクトになる。請求項５の発明に
よれば、入力軸は水平に配置されているので、駆動用減
速機との連結部が嵩高くならない。請求項６の発明によ
れば、３ロール圧延機において、入力軸が水平に配置さ
れているので、駆動用減速機との連結部が嵩高くならな
い。請求項７の発明によれば、駆動用ベベルギヤを複数
本のロールの外側に配置し、外側ハウジングの外壁の内
径よりわずかに小さい程度まで大きくできるので、かな
り大径のリング状ギヤとすることができ、大きな駆動力
を伝達することができる。請求項８の発明によれば、２
枚の駆動用ベベルギヤを個別に表側セクションと裏側セ
クションに取付けたので、ロールに対するトルク伝達時
の反力を相殺でき、円滑にロールを回転させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るロール圧延機におけ
る表側ハウジングを外した状態の正面図である。

【図２】図１のロール圧延機の一部拡大図である。

【図３】図１のロール圧延機の横断面図である。

【図４】本発明の他の実施形態に係るロール圧延機にお
ける表側ハウジングを外した状態の正面図である。

【図５】従来の４ロールミルの正面図である。

【図６】従来の他の４ロールミルの正面図である。

【符号の説明】

１ ロール ２ ロール軸 ３ ハウジング ４ａ、４ｂ 駆動用ベベルギヤ ５ 入力軸機構 ６ 入力軸 ７ 入力用ベベルギヤ ８ 伝達機構 １０ 伝達用ベベルギヤ １１ 第１伝動軸 １２ 第２伝動軸 ２１ 第１円筒歯車 ２２ 第２円筒歯車

フロントページの続き (72)発明者 乾 章 東京都品川区北品川５丁目９番11号 住 友重機械工業株式会社内 (72)発明者 豊岡 高明 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎 製鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 板谷 元晶 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎 製鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 依藤 章 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎 製鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 大西 寿雄 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎 製鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 菅野 康二 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎 製鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 小高 幹雄 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎 製鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 田中 伸樹 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎 製鉄株式会社知多製造所内 (56)参考文献 特開 平２−70305（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−9011（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−71704（ＪＰ，Ａ) 特開 平12−140916（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 35/14 B21B 13/00 B21B 13/12 B21B 31/02

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】素材を圧延できるように配置された複数の
   ロールを有するロールユニットと、該ロールユニットを
   回転駆動させる駆動ユニットとからなり、 前記駆動ユニットは、互いに歯面を向き合わせて配置さ
   れた２枚の大径のリング状の駆動用ベベルギヤと、該駆
   動用ベベルギヤを回転させる入力軸機構と、前記駆動用
   ベベルギヤの回転を各ロールに伝える伝達機構とからな
   り、 前記伝達機構が、前記２枚の駆動用ベベルギヤに挟まれ
   た状態で噛み合っている小径の伝達用ベベルギヤと、該
   伝達用ベベルギヤの回転を前記各ロールに伝達する伝達
   軸機構とからなる ことを特徴とするロール圧延機。
2. 【請求項２】前記伝達軸機構が、前記伝達用ベベルギヤ
   を取付けた第１伝動軸と、該第１伝動軸に取付けた第１
   円筒歯車と、前記ロールのロール軸に連結される第２伝
   動軸と、該第２伝動軸に取付けられ、前記第１円筒歯車
   に噛み合う第２円筒歯車とからなることを特徴とする請
   求項１記載のロール圧延機。
3. 【請求項３】前記入力軸機構が、前記ハウジングの外部
   から内部へ通された１本の入力軸と、該入力軸に取付け
   られ、前記駆動用ベベルギヤに噛み合わされた小径の入
   力用ベベルギヤとからなることを特徴とする請求項１記
   載のロール圧延機。
4. 【請求項４】前記ロールユニットが、一対の水平ロール
   と一対の垂直ロールの４ロールから構成されており、 前記入力軸機構の入力軸が、水平に配置されており、前
   記伝達軸機構の第１伝動軸の代りとして置かれ、第２伝
   動軸を駆動することを特徴とする請求項３記載のロール
   圧延機。
5. 【請求項５】前記ロールユニットが、一対の傾斜ロール
   と、それに対し直交する他の一対の傾斜ロールの４ロー
   ルから構成されており、 前記入力軸機構の入力軸が水平に配置されていることを
   特徴とする請求項３記載のロール圧延機。
6. 【請求項６】前記ロールユニットが、パスラインまわり
   に120 ゜間隔で配置された３ロールで構成されており、 前記入力軸機構の入力軸が水平に配置されていることを
   特徴とする請求項３記載のロール圧延機。
7. 【請求項７】前記ロールユニットを保持する内側ハウジ
   ングと、前記駆動ユニットを保持する外側ハウジングを
   備えており、 前記外側ハウジングは、概ねリング状の形状であり、 前記駆動用ベベルギヤは、その外径が前記外側ハウジン
   グの外壁の内径よりわずかに小さく、その内径が、前記
   複数のロールの外端間距離より大きいことを特徴とする
   請求項１記載のロール圧延機。
8. 【請求項８】前記２枚の駆動用ベベルギヤを保持する外
   側ハウジングが、割型に構成された表側セクションと裏
   側セクションとからなり、一方の駆動用ベベルギヤがベ
   アリングを介して前記表側ハウジングに回転自在に取付
   けられ、 他方の駆動用ベベルギヤがベアリングを介して前記裏側
   ハウジングに回転自在に取付けられていることを特徴と
   する請求項１記載のロール圧延機。