JP4410593B2 - ロール圧延機 - Google Patents

Description

この発明は、線材ないし棒鋼の圧延に使用される圧延機、より詳しくは、圧延ロールを備えるロール圧延機の構造に関するものである。

図３は、従来の３ロール式の圧延機の構造を示す断面図である。
同図が示すように、圧延機１は、３つのロール２〜４を備えており、それぞれがケーシング５内で互いに１２０°（ｄｅｇｒｅｅ）の角度で交差するように配置されている。各ロール２〜４の周面先端部には、圧延用の溝が設けられており、各ロール２〜４が所定位置（同図が示す位置）に配置されることによって、略円形の隙間６が形成される。各ロール２〜４は、所定の駆動装置によって回転駆動され、圧延されるべき線材等は、各ロール２〜４間の隙間６に送給される。これにより、線材等は、予め設計された外径寸法となるように圧延される。

したがって、線材の外径寸法が設計寸法通りに高精度に仕上げられるためには、上記隙間６の寸法、すなわち、各ロール２〜４の位置が正確に設定される必要がある。このことは、ロールの多少にかかわらず、２ロール式、４ロール式又は５ロール式の圧延機においても同様である。なお、従来から、かかるロール式の圧延機では、各ロールの位置決め精度を向上させるため及びその作業を簡単化するための手段は、種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、上記各ロール２〜４は、従来から次のような要領で位置決めされていた。まず、ロール３及びロール４は、所定の支持軸によって回転自在に支持され、ハウジング５に対して所定位置に位置決めされる。ロール２は、ハブ７に嵌め込まれて固定される。この固定手段としては、例えばオイルインジェクション法が採用される。ハブ７に固定されたロール２は、ハウジング５のロール収容部８に収容される。この状態で回転軸９が挿入される。この回転軸９は、駆動軸である。回転軸９は、ハウジング５の外側から上記ロール収容部８へ挿入され、ハブ７を貫通する。回転軸９は、例えばオイルインジェクション法によりハブ７に固着される。

ハウジング５には、タイロッド１０が設けられており、回転軸９がハウジング５に挿入されるときに、同時にタイロッド１０は、回転軸９に挿通される。この状態で、タイロッド１０は、予め軸方向に所定の引張力で引っ張られる。これにより、タイロッド１０は、所定長さだけ伸びる。タイロッド１０が引っ張られた状態で、固定ナット１１がタイロッド１０にねじ込まれる。そして、上記引張力が解除され、これによって、回転軸９は、ハウジング５に固定される。その結果、ロール２は、ハウジング５の所定位置に位置決め固定され、上記隙間６が形成される。

特開２０００−９４０１６号公報

ロール２は、前述の要領で位置決めされるが、ロール２のハウジング５に対する位置は、ロール２が直接操作されて決定されるものではない。つまり、ロール２の位置は、回転軸９に対するハブ７の取付位置及びハウジング５に対する回転軸９の取付位置が決定された結果、決定されるものである。

また、ロール２及び回転軸９の寸法（外形形状の大きさ）に比べて上記隙間６の寸法は非常に小さい。このため、ロール２及び回転軸９がハウジング５に組み込まれた状態では、上記隙間６の寸法が予め設計された寸法に正確に一致しないことがある。しかも、前述のように、ロール２の位置決めは、ロール２が直接操作されることによりなされるものではないことから、なおさら上記隙間６の寸法が回転軸９が予め設計された寸法に対して誤差を生じる傾向にある。

さらに、圧延機１が長期にわたって使用された場合に、ハブ７の摩耗等が原因となって、回転軸９に対するハブ７の位置が変化する場合もある。そのような場合にも、上記隙間６の寸法が回転軸９が予め設計された寸法に対して誤差を生じることになる。

上記隙間６の寸法が予め設計された寸法に正確に一致しない場合は、線材等が予め設計された外径寸法に圧延されないので、一旦組み立てられた圧延機１は、分解され、再び組み立て直される必要がある。このような作業は、非常に煩わしいものであるばかりか、線材等の圧延ラインの生産性を低下させるという問題があった。

そこで、本発明の目的は、ロールの位置を所定位置に正確に位置決めすることができるロール圧延機を提供することである。

(1) 上記目的が達成されるため、本願に係るロール圧延機は、ケーシングと、外周面同士が互いに対向されるようにケーシング内に配置された複数の圧延ロールと、ケーシング内に配置され、複数の圧延ロールのうち一の圧延ロールが装着される駆動軸と、ケーシング内に配置され、他の圧延ロールが装着される従動軸と、一の圧延ロールに従動して他の圧延ロールを駆動する従動機構と、ケーシングに設けられ、駆動軸及び従動軸をそれぞれ軸方向に貫通して当該駆動軸及び従動軸をケーシングに対して位置決めするタイロッドと、タイロッドに対する上記駆動軸並びに従動軸の相対的位置をタイロッドの軸方向に沿ってそれぞれ変化させる位置調整部材が備えられていることを特徴とするものである。

この構成によれば、複数の圧延ロールのうち一の圧延ロールは、駆動軸に装着され、ケーシング内に配置される。また、他の圧延ロールは、従動軸に装着され、ケーシング内に配置される。他の圧延ロールが複数設けられている場合は、当該他の圧延ロールは、それぞれ別の従動軸に装着される。上記一の圧延ロール及び他の圧延ロールは、その外周面が互いに対向するように配置されるので、各圧延ロールの外周面によって、線材ないし棒鋼が圧延される圧延中心部が区画形成される。一の圧延ロールは、駆動軸が駆動されることによって駆動され、他の圧延ロールは、従動機構によって一の圧延ロールに従動して駆動される。これにより、上記線材等は、上記圧延中心部に送給されながら圧延される。

上記駆動軸の固定は、タイロッドにより行われる。すなわち、駆動軸がケーシングに挿入されたときに、タイロッドが駆動軸を軸方向に貫通する。タイロッドは、予め軸方向に引っ張られ、その状態でロックナット等がタイロッドにねじ込まれた後、当該引張力が解除される。これにより、タイロッドによって締め付けられた状態で、駆動軸がケーシングに固定される。また、上記従動軸の固定も駆動軸の固定と同様の要領で行われる。

このように駆動軸がケーシングに固定されたときに、一の圧延ロールのケーシングに対する位置も決定されるが、この一の圧延ロールの位置が予め設計された所定位置からずれる（圧延ロールの中心が上記圧延中心部からずれる）場合も考えられる。その場合には、位置調整部材により、タイロッドに対する駆動軸の相対的位置が変化され、一の圧延ロールは、予め設計された所定位置に精度良く位置決めされる。

また、上記従動軸に装着された圧延ロールについても、位置調整部材により、タイロッドに対する従動軸の相対的位置が変化される。したがって、上記従動軸に装着された圧延ロールは、予め設計された所定位置に精度良く位置決めされる。

上記位置調整部材は、上記駆動軸及び従動軸の端面に螺合され、当該各端面から当該駆動軸及び従動軸の内部にそれぞれ進退自在に設けられた円筒状ねじ軸から構成されるのが好ましい。この構成では、円筒状ねじ軸が駆動軸又は従動軸に螺合されるので、当該円筒状ねじ軸が軸方向まわりに回転されることによって、きわめて簡単且つ確実にタイロッドに対する駆動軸及び従動軸の相対的位置が変化される。

(2) 上記目的が達成されるため、本願に係る３ロール圧延機は、ケーシングと、外周面同士が互いに対向されるようにケーシング内に放射状に配置された３つの圧延ロールと、ケーシング内に配置され、一の圧延ロールが装着される駆動軸と、ケーシング内に配置され、他の圧延ロールがそれぞれ装着される２つの従動軸と、一の圧延ロールに従動して他の圧延ロールを駆動する従動機構と、ケーシングに設けられ、駆動軸及び各従動軸をそれぞれ軸方向に貫通して当該駆動軸及び各従動軸をケーシングに対して位置決めする３つのタイロッドと、各タイロッドに対する上記駆動軸並びに各従動軸の相対的位置を各タイロッドの軸方向に沿ってそれぞれ変化させる３つの位置調整部材が備えられていることを特徴とするものである。

この構成によれば、一の圧延ロールは、駆動軸に装着され、ケーシング内に配置される。また、他の２つの圧延ロールは、それぞれ従動軸に装着され、ケーシング内に配置される。これら３つの圧延ロールは、その外周面が互いに対向するように放射状に配置されるので、各圧延ロールの外周面によって、線材ないし棒鋼が圧延される圧延中心部が区画形成される。一の圧延ロールは、駆動軸が駆動されることによって駆動され、他の圧延ロールは、従動機構によって一の圧延ロールに従動して駆動される。これにより、上記線材等は、上記圧延中心部に送給されながら圧延される。

上記駆動軸の固定は、タイロッドにより行われる。すなわち、駆動軸がケーシングに挿入されたときに、タイロッドが駆動軸を軸方向に貫通する。タイロッドは、予め軸方向に引っ張られ、その状態でロックナット等がタイロッドにねじ込まれた後、当該引張力が解除される。これにより、タイロッドによって締め付けられた状態で、駆動軸がケーシングに固定される。また、上記従動軸の固定も駆動軸の固定と同様の要領で行われる。

このように駆動軸がケーシングに固定されたときに、一の圧延ロールのケーシングに対する位置も決定されるが、この一の圧延ロールの位置が予め設計された所定位置からずれる（圧延ロールの中心が上記圧延中心部からずれる）場合も考えられる。その場合には、位置調整部材により、タイロッドに対する駆動軸の相対的位置が変化され、一の圧延ロールは、予め設計された所定位置に精度良く位置決めされる。

また、上記各従動軸に装着された圧延ロールについても、位置調整部材により、タイロッドに対する各従動軸の相対的位置が変化され、他の２つの圧延ロールは、予め設計された所定位置に精度良く位置決めされる。

上記位置調整部材は、上記駆動軸及び各従動軸の端面に螺合され、当該各端面から当該駆動軸及び各従動軸の内部にそれぞれ進退自在に設けられた円筒状ねじ軸から構成されるのが好ましい。この構成では、円筒状ねじ軸が駆動軸又は従動軸に螺合されるので、当該円筒状ねじ軸が軸方向まわりに回転されることによって、きわめて簡単且つ確実にタイロッドに対する駆動軸及び各従動軸の相対的位置が変化される。

以上のように本発明によれば、いわゆる組立誤差あるいは経年変化等が原因となって各圧延ロールが予め定められた所定位置から位置ずれを起こした場合であっても、位置調整部材によって各圧延ロールの位置が調整されるので、各圧延ロールは、常に予め定められた位置に配置される。しかも、従来のように、各圧延ロールの位置調整のために圧延機全体を分解する必要がなく、圧延ロールの位置調整のための作業が簡単且つ迅速に行われる。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１は、本発明の一実施形態に係る３ロール圧延機（以下、単に「圧延機」と称される。）の断面図である。

この圧延機２０は、ケーシング２１と、ケーシング２１内で位置決めされた状態で配置された３つの圧延ロール２２〜２４と、圧延ロール２２を支持し回転駆動する駆動軸２５と、圧延ロール２３、２４をそれぞれ支持する従動軸２６、２７と、駆動軸２５の回転に伴って従動軸２６、２７を回転させる従動機構２８と、上記駆動軸２５及び各従動軸２６、２７をケーシング２１に対して位置決めするタイロッド２９（各従動軸２６、２７用のタイロッドは、図示されていない。）と、タイロッド２９に対する上記駆動軸２５及び各従動軸２６、２７の位置を変化させるためのねじ軸（位置調整部材）３０とを備えている。

ケーシング２１は、例えば鋳鋼等により形成され、内部にロール保持部３１〜３３が形成されている。ロール保持部３１〜３３は、上記圧延ロール２２〜２４を収容するものであり、同図が示すように、ケーシング２１の内部で放射状に３方向に配置されている。すなわち、各ロール保持部３１〜３３は、互いに１２０°の角度で交差するように配置されている。

圧延ロール２２は、円盤状に形成されており、ロール本体３４とハブ３５とを備えている。

ハブ３５は、例えばＳＣＭ４４０等により構成されており、後述のようにその中心部に上記駆動軸２５が貫通されるようになっている。また、ロール本体３４は、例えばダクタイル等により構成されており、リング状に形成されている。

このロール本体３４は、ハブ３５の外周面に嵌め込まれている。なお、ロール本体３４は、例えばオイルインジェクション法によってハブ３５に固着されている。このため、ハブ３５には、オイル導入路３６が形成されている。

また、ロール本体３４の外周面部は、同図が示すように径方向外方へ突出するように三角形状に形成されており、その頂部に溝３７が設けられている。この溝３７の内壁面形状は、円弧状に形成されている。

圧延ロール２３及び圧延ロール２４は、圧延ロール２２と同様の構成であるので、その説明は省略される。

駆動軸２５は、同図が示すように段付きの棒状に形成されており、図示されていない所要の駆動装置によって回転駆動されるようになっている。駆動軸２５は、ケーシング２１内に配置されるようになっている。すなわち、駆動軸２５は、図中ケーシング２１の左側から挿通され、ケーシング２１に形成された駆動軸支持部３８及び駆動軸支持部３９によって回転自在に支持されている。

駆動軸２５の中心には、軸方向に沿って貫通孔５５が設けられている。この貫通孔５５は、後述のように、タイロッド２９が挿通されるようになっている。また、駆動軸２５の左端面５６には、凹部５７が形成されている。この凹部５７は、後に詳述される締付ナット５８の座部を構成する。

駆動軸支持部３８は、軸受４０を備えており、駆動軸２５の左側部分は、この軸受４０によって支持されている。また、駆動軸支持部３９は、上記タイロッド２９と、エンドプレート４２とを備えている。タイロッド２９は、丸棒状の部材であって、その右端部４３は、平板状に形成されており、左端部５９には雄ねじが形成されている。この左端部５９に上記締付ナット５８が螺合されるようになっている。タイロッド２９の右端部４３は、ケーシング２１に固定され、タイロッド２９は、同図が示すように左側へ延びている。

エンドプレート４２は、略円筒状に形成されており、タイロッド２９に挿通されている。エンドプレート４２は、後に詳述されるが、駆動軸２５の右端面の位置を規定するものである。なお、このエンドプレート４２は、軸受４１によって回転自在に支持されている。

図２は、駆動軸２５の要部拡大断面図であり、駆動軸２５及び駆動軸支持部３９の構造を詳細に示している。

ねじ軸３０は、駆動軸２５の右端面に装着されている。ねじ軸３０は、例えばＳ４５Ｃ等により構成されており、円柱状に形成されている。ねじ軸３０の外周面には雄ねじ４４が形成されており、駆動軸２５の右端面４５には、雌ねじが形成されたねじ孔４６が設けられている。このねじ孔４６にねじ軸３０がねじ込まれることによって、ねじ軸３０が駆動軸２５に取り付けられる。したがって、ねじ軸３０が回転されることによって、当該ねじ軸３０は、駆動軸２５の右端面４５に対して進退することができるようになっている。同図では、ねじ軸３０は、駆動軸２５の右端面４５から距離ｄだけ突出している。

圧延ロール２３、２４は、上記圧延ロール２１と同様の構成であるので、その説明は省略される。また、圧延ロール２３、２４は、それぞれ上記従動軸２６及び従動軸２７によって支持され、上記ロール保持部３２、３３内に収容されている。これら従動軸２７は、図示されていない軸受によってケーシング２１に支持されており、これにより、圧延ロール２２、２３は、この従動軸２６、２７を中心として回転自在となっている。

各従動軸２６、２７は、上記従動機構２８によって駆動される。従動機構２８は、２対のベベルギア４７〜５０により構成されている。ベベルギア４７、４９は、ケーシング２１のロール保持部３１に軸受５１、５２を介して支持されており、上記駆動軸２５に固定されている。また、ベベルギア４８、５０は、それぞれロール保持部３２、３３に軸受を介して支持されている。ベベルギア４８は、従動軸２６に固定され、ベベルギア５０は、従動軸２７に固定されている。

ベベルギア４７は、ベベルギア４８とかみ合っており、ベベルギア４９は、ベベルギア５０とかみ合っている。したがって、駆動軸２５が回転されるとベベルギア４７、４９が回転され、同時にベベルギア４８、５０が回転する。これにより、駆動軸２５が回転することによって、各従動軸２６、２７が回転し、各圧延ロール２２〜２４が回転する。

前述のように、各圧延ロール２２〜２４には、溝３７が設けられているから、各圧延ロール２２〜２４が同図に示すように対向配置された状態では、各圧延ロール２２〜２４の各溝３７は、それぞれ３方向から放射状に対向する。そして、各溝３７が対向されることによって、圧延中心５３が構成される。各溝３７の内壁面形状は円弧状に形成されているから、略円形の圧延中心５３が構成される。

材料となる線材等は、この圧延中心に送給される。各圧延ロール２２〜２４が回転されることによって、所定の外径寸法の棒材が圧延される。

次に、各圧延ロール２２〜２４がケーシング２１に組み付けられる要領について説明される。

圧延ロール２２のロール本体３４は、予めハブ３５に前述の要領で取り付けられる。この圧延ロール２２は、ロール収容部３１に挿入され、この状態で駆動軸２５がケーシング２１に挿入される。これにより、駆動軸２５は、圧延ロール２２を貫通する。なお、圧延ロール２２は、例えばオイルインジェクション法によって駆動軸２５に固着される。このため、ハブ３５には、オイル導入路５４が形成されている。

ケーシング２１には上記タイロッド２９が設けられているから、前述のように駆動軸２５がケーシング２１に挿入されると、タイロッド２９が駆動軸２５の貫通孔５５に貫通挿入される。これにより、タイロッド２９の右端は、エンドプレート４２に当接すると共に、タイロッド２９の左端部５９は、駆動軸２５の左端面５６から突出する。このとき、タイロッド２９の右端面４５から上記ねじ軸４４が距離ｄだけ突出しているから、このねじ軸４４がエンドプレート４２に当接する。

さらに、タイロッド２９は、所要の引張力によって図中左側へ引っ張られ、所定寸法だけ伸ばされる。なお、タイロッド２９を引っ張るためには、油圧装置等、既知の装置が採用される。この状態で、上記締付ナット５８がタイロッド２９に螺合され、締付ナット５８が上記凹部５７内で締め付けられる。締付ナット５８が所定の締付トルクで締め付けられたときに、上記引張力が解除される。これにより、タイロッド２９が軸方向に縮もうとするため、駆動軸２５は、強固にケーシング２１に位置決め固定されることになる。なお、圧延ロール２３、２４も、圧延ロール２２と同様にしてケーシング２１内に位置決め固定される。

ところで、各圧延ロール２２〜２４が前述の要領で位置決めされた場合に、各圧延ロール２２〜２４が予め設計された位置に配置されない場合がある。すなわち、各圧延ロール２２〜２４が位置決めされ、各圧延ロール２２〜２４の溝３７が対向配置されたときに、圧延中心５３が正確に円形を呈しない場合があり、その結果、予め設計された棒材が高精度に圧延されなくなる。

本実施形態では、図２が示すように、駆動軸２５及び従動軸２６、２７にねじ軸３０が設けられているから、これが回転されることによって駆動軸２５及び従動軸２６、２７の端面（すなわちねじ軸３０の右端面）の位置が変化する。したがって、各圧延ロール２２〜２４が予め設計された位置からずれている場合であっても、このねじ軸３０が適当に回転されることによって、駆動軸２５及び従動軸２６、２７の位置が変化し、その結果、各圧延ロール２２〜２４が予め設計された位置に正確に配置される。具体的には、一旦締付ナット５８が緩められ、ねじ軸３０が回転されることによって、簡単に各圧延ロール２２〜２４の位置が変更される。

このように本実施形態では、上記ねじ軸３０が設けられていることにより、タイロッド２９に対する駆動軸２５及び従動軸２６、２７の位置が変化され、その結果、各圧延ロール２２〜２４が予め設計された位置に正確に配置されるので、従来のように、各圧延ロール２２〜２４の位置合わせのために一旦駆動軸２５、従動軸２６及び圧延ロール２２〜２４が分解される必要はなく、簡単且つ迅速な作業が実現される。

特に、本実施形態では、駆動軸２５及び従動軸２６、２７の位置を調整するためにねじ軸３０が採用されており、駆動軸２５等の位置を調整するための部材がきわめて簡単な構造である。したがって、圧延機２０全体としての製造コストが大幅に上昇することはないという利点がある。

もっとも、駆動軸２５等の位置を調整するための部材としては、ねじ軸３０に限定されるものではなく、他の種々のスペーサーや、駆動軸２５等を直接伸縮させる機構が採用されてもよい。

本実施形態は、本発明が圧延ロール２２〜２４を備えた３ロール圧延機に適用された実施形態を開示するものである。しかし、本発明は、かかる３ロール圧延機にのみ適用されるものではなく、２ロール圧延機のほか４ロール圧延機、さらには多ロール圧延機にも同様に適用され得ることは勿論である。

その場合においても、各圧延ロールは、本実施形態に係る圧延ロール２２〜２４と同様にケーシング内に配置され、複数の圧延ロールのうち一の圧延ロールが駆動軸によって支持され、他の圧延ロールが従動軸によって支持される。そして、従動軸は上記従動機構２８と同様の機構によって駆動され、駆動軸及び従動軸は、上記ねじ軸３０によってその位置が調整され得る。

この発明は、圧延ロールを備えたロール圧延機に適用され得る。

図１は、本発明の一実施形態に係る３ロール圧延機の断面図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る３ロール圧延機の駆動軸の要部拡大断面図である。 図３は、従来の３ロール式の圧延機の構造を示す断面図である。

符号の説明

２０・・・圧延機
２１・・・ケーシング
２２・・・圧延ロール
２３・・・圧延ロール
２４・・・圧延ロール
２５・・・駆動軸
２６・・・従動軸
２７・・・従動軸
２８・・・従動機構
２９・・・タイロッド
３０・・・ねじ軸
３４・・・ロール本体
３５・・・ハブ
３７・・・溝
４２・・・エンドプレート
４３・・・右端部
４５・・・右端面
４８・・・ベベルギア
４７・・・ベベルギア
４９・・・ベベルギア
５０・・・ベベルギア
５３・・・圧延中心
５５・・・貫通孔
５６・・・左端面
５７・・・凹部
５８・・・締付ナット
５９・・・左端部

Claims (4)

1. ケーシングと、
   外周面同士が互いに対向されるようにケーシング内に配置された複数の圧延ロールと、
   ケーシング内に配置され、複数の圧延ロールのうち一の圧延ロールが装着される駆動軸と、
   ケーシング内に配置され、他の圧延ロールが装着される従動軸と、
   一の圧延ロールに従動して他の圧延ロールを駆動する従動機構と、
   ケーシングに設けられ、駆動軸及び従動軸をそれぞれ軸方向に貫通して当該駆動軸及び従動軸をケーシングに対して位置決めするタイロッドと、
   タイロッドに対する上記駆動軸並びに従動軸の相対的位置をタイロッドの軸方向に沿ってそれぞれ変化させる位置調整部材が備えられているロール圧延機。
2. ケーシングと、
   外周面同士が互いに対向されるようにケーシング内に放射状に配置された３つの圧延ロールと、
   ケーシング内に配置され、一の圧延ロールが装着される駆動軸と、
   ケーシング内に配置され、他の圧延ロールがそれぞれ装着される２つの従動軸と、
   一の圧延ロールに従動して他の圧延ロールを駆動する従動機構と、
   ケーシングに設けられ、駆動軸及び各従動軸をそれぞれ軸方向に貫通して当該駆動軸及び各従動軸をケーシングに対して位置決めする３つのタイロッドと、
   各タイロッドに対する上記駆動軸並びに各従動軸の相対的位置を各タイロッドの軸方向に沿ってそれぞれ変化させる３つの位置調整部材が備えられている３ロール圧延機。
3. 上記位置調整部材は、
   上記駆動軸及び従動軸の端面に螺合され、当該各端面から当該駆動軸及び従動軸の内部にそれぞれ進退自在に設けられた円筒状ねじ軸からなる請求項１に記載のロール圧延機。
4. 上記位置調整部材は、
   上記駆動軸及び各従動軸の端面に螺合され、当該各端面から当該駆動軸及び各従動軸の内部にそれぞれ進退自在に設けられた円筒状ねじ軸からなる請求項２に記載の３ロール圧延機。
   

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