JP4475531B2 - Rotating shaft coupling mechanism - Google Patents

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Description

本発明は、動力装置により回転が与えられる駆動軸と従動軸とを連結する回転軸連結機構に関し、特に、圧延機のワークロール等、大きなトルクを伝達する必要のある機構に適した回転軸連結機構に関する。   The present invention relates to a rotary shaft coupling mechanism that couples a drive shaft and a driven shaft to which rotation is given by a power unit, and particularly, a rotary shaft coupling suitable for a mechanism that needs to transmit a large torque, such as a work roll of a rolling mill. Regarding the mechanism.

圧延機のワークロールは、一般に、駆動軸に対して中間軸（ミルスピンドル）を介して接続されるが、駆動軸と中間軸の間、および中間軸とワークロールとの間は、それぞれユニバーサルジョイントやギアカップリング、あるいはスリッパースピンドル等の継手を介して連結される。これらの継手とワークロールとの連結は、ワークロールの交換作業を容易化することを目的として、継手側に形成された小判孔に対し、軸端部が断面小判型に形成されたワークロールを挿入することによって行われる。   A work roll of a rolling mill is generally connected to a drive shaft via an intermediate shaft (mill spindle), and a universal joint is provided between the drive shaft and the intermediate shaft and between the intermediate shaft and the work roll. And a coupling such as a gear coupling or a slipper spindle. For the purpose of facilitating the work roll replacement work, these joints and work rolls are connected to a work roll whose shaft end is formed in a cross-sectional shape with respect to the small hole formed on the joint side. Done by inserting.

すなわち、継手側には、図３（Ａ）および（Ｂ）にそれぞれユニバーサルジョイントを用いた場合の要部部分断面正面図およびその右側面図を示すように、継手の一端部に設けられているカップリング３１の端面に、二面幅を有する小判孔３２を開口させる一方、ワークロール側には、図４にワークロール端部の斜視図を示すように、軸直交断面形状が同じく二面幅を有する小判型の軸端部４１を形成し、この小判型をしたワークロールの軸端部４１をカップリング３１の小判孔３２に挿入することによって、両者を相対回転不能に連結している（例えば特許文献１参照）。   That is, the joint side is provided at one end of the joint as shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B), respectively, as a partial cross-sectional front view and a right side view of the main part when a universal joint is used. On the end surface of the coupling 31, an oval hole 32 having a two-sided width is opened. On the work roll side, as shown in FIG. Is formed, and the shaft end 41 of the oval work roll is inserted into the oval hole 32 of the coupling 31 so that the two are coupled so as not to be relatively rotatable ( For example, see Patent Document 1).

カップリング３１に形成される小判孔３２は、その加工の都合上、図５に軸直交断面図を、図６にそのＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ断面図を示すように（図５は図６のＥ−Ｅ断面に相当）、カップリング３１に円筒孔３２１を形成し、その円筒孔３２１の内周面の互いに対向する位置に、この内周面の一部をそれぞれ削除することによって平坦化してなる一対のライナ溝３２２を設け、その各ライナ溝３２２に平板状のライナ３２３をそれぞれ挿入固定して形成される。つまり、小判孔３２は、図３に示すように、各ライナ３２３の表面３２３ａと、円筒孔３２１のライナ溝形成部以外の残余部３２１ａとによって形成される。   For the convenience of processing, the oval hole 32 formed in the coupling 31 is shown in FIG. 5 as an axial cross-sectional view and FIG. 6 as its A-B-C-D cross-sectional view (FIG. 5 shows FIG. 6). ), A cylindrical hole 321 is formed in the coupling 31, and the inner peripheral surface of the cylindrical hole 321 is flattened by deleting a part of the inner peripheral surface at mutually opposing positions. A pair of liner grooves 322 are provided, and flat liners 323 are inserted and fixed in the respective liner grooves 322. That is, as shown in FIG. 3, the oval hole 32 is formed by the surface 323 a of each liner 323 and the remaining part 321 a other than the liner groove forming part of the cylindrical hole 321.

ここで、円筒孔３２１は旋削加工で、また、ライナ溝３２２はスロッタ加工でそれぞれ形成される。そして３３は円筒孔３２１の底部のコーナー部分に形成された盗み部であって、この盗み部３３は、円筒孔３２１の旋削加工時並びにライナ溝３２３のスロッタ加工時に、それぞれの刃物が円筒孔３２１の底部に干渉することを回避するためのものであり、ライナ溝３２３の幅方向両端部の底部コーナー部分をカバーする大きさの一様な直径に旋削加工により形成される。   Here, the cylindrical hole 321 is formed by turning, and the liner groove 322 is formed by slotter processing. Reference numeral 33 denotes a stealing portion formed at a corner portion at the bottom of the cylindrical hole 321, and the stealing portion 33 is configured so that each of the blades has a cylindrical hole 321 when the cylindrical hole 321 is turned and when the liner groove 323 is slotted. In order to avoid interference with the bottom of the liner groove 323, it is formed by turning to a uniform diameter that covers the bottom corners at both ends of the liner groove 323 in the width direction.

なお、図３ではユニバーサルジョイントを用いた例を示したが、ギアカップリングやスリッパースピンドルを用いる場合においても、ワークロールとの連結構造は同じである。
特開平２−２２９６０７号公報 In addition, although the example using a universal joint was shown in FIG. 3, also when using a gear coupling and a slipper spindle, the connection structure with a work roll is the same.
JP-A-2-229607

ところで、以上のような従来のカップリングの構造では、盗み部３３の形成位置においてカップリング３１が全周で薄肉となる場合があり、強度的に不利になるという問題がある。また、図５（Ｂ）に示すように、カップリング３１にユニバーサルジョイント本体部等に対する締結のための雌ねじ３４を形成する場合には、盗み部３３との干渉を避けるためにカップリング３１の全長を長くする必要があるという問題もある。   By the way, in the conventional coupling structure as described above, there is a problem that the coupling 31 may be thin on the entire circumference at the formation position of the stealing portion 33, which is disadvantageous in terms of strength. Further, as shown in FIG. 5B, when the female thread 34 for fastening to the universal joint main body or the like is formed on the coupling 31, the entire length of the coupling 31 is avoided in order to avoid interference with the stealing portion 33. There is also a problem that it is necessary to lengthen the length.

本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、従来に比して強度が高く、かつ、カップリングの全長を長くすることなく締結のための雌ねじを形成することができ、機構のコンパクト化を達成することのできる回転軸連結機構の提供をその課題としている。   The present invention has been made in view of such circumstances, and has a strength higher than that of the prior art, and can form a female screw for fastening without increasing the overall length of the coupling. An object of the present invention is to provide a rotating shaft coupling mechanism capable of achieving the above.

上記の課題を解決するため、本発明の回転軸連結機構は、互いに平行な一対の平坦面を有してなる断面小判型の軸端部を、カップリングの一端側に開口するように形成された小判孔に挿入して当該カップリングと軸とを連結するとともに、その小判孔は、上記カップリングに形成された円筒孔の内周面の互いに対向する位置に当該内周面の一部をそれぞれスロッタ加工によって削除することにより平坦化して形成された一対のライナ溝に、平板状のライナをそれぞれ挿入固定することによって形成されてなる回転軸機構において、上記円筒孔の底部のコーナー部分に全周にわたって形成された当該円筒孔よりも大径の円筒孔加工用盗み部と、各ライナ溝の幅方向両端部の底部コーナー部分合計４箇所に形成され、上記円筒孔加工用盗み部よりも上記円筒孔の直径方向に大径になる部分を備えるように円弧状に形成され、かつ、上記ライナ溝をカバーするよう当該ライナ溝よりも大きく形成されたライナ溝加工用盗み部とを備え、上記カップリングの上記小判孔の開口する面に雌ねじが形成され、上記雌ねじは上記円筒孔加工用盗み部より上記円筒孔の直径方向に外側であって上記ライナ溝加工用盗み部と周方向に重なるとともにライナ溝加工用盗み部とは異なる部位に形成されていることによって特徴づけられる（請求項１）。 In order to solve the above problems, the rotating shaft coupling mechanism of the present invention is formed so that a shaft end portion of a cross-sectional oval shape having a pair of flat surfaces parallel to each other is opened to one end side of the coupling. The coupling and the shaft are connected to each other by inserting into the oval hole, and the oval hole has a part of the inner peripheral surface at a position opposite to the inner peripheral surface of the cylindrical hole formed in the coupling. In a rotary shaft mechanism formed by inserting and fixing a flat liner into a pair of liner grooves formed by flattening by removing each by slotter processing , the entire corner portion at the bottom of the cylindrical hole is formed. A cylindrical hole machining stealing part having a diameter larger than that of the cylindrical hole formed over the circumference and four corners at the bottom corners at both ends in the width direction of each liner groove are formed from the cylindrical hole machining stealing part. A liner groove machining stealing portion that is formed in an arc shape so as to include a portion having a large diameter in the diameter direction of the cylindrical hole, and is formed larger than the liner groove so as to cover the liner groove, A female screw is formed on the surface of the coupling where the oblong hole opens, and the female screw is located outside the cylindrical hole machining stealing portion in the diameter direction of the cylindrical hole and circumferentially with the liner groove machining stealing portion. It is characterized by being overlapped and formed at a different site from the liner groove processing stealing portion (claim 1).

ここで、本発明の回転軸連結機構は、上記各ライナ溝加工用盗み部がＴ溝フライスカッターを用いたフライス加工により形成されている構成（請求項２）を採用することができる。 Here, the rotation shaft coupling mechanism of the present invention, it is possible to adopt a configuration in which the upper Symbol theft unit for processing the liner grooves are formed by milling with a T-slot milling cutter (claim 2).

また、本発明の回転軸連結機構は、圧延機の駆動軸とワークロールとを連結する回転軸連結機構とすること（請求項３）ができる。   Moreover, the rotating shaft coupling mechanism of this invention can be made into the rotating shaft coupling mechanism which connects the drive shaft of a rolling mill, and a work roll (Claim 3).

本発明は、ライナ溝の加工のための盗み部を最小限に留めることによって課題を解決しようとするものであり、ライナ溝の加工に必要な部位、つまりライナ溝の幅方向両端部近傍にのみ盗み部を形成する。これにより、カップリングの円筒孔の底部に従来のように一様な深さの盗み部を形成する場合のように全周で薄肉となることを防止することができ、同時に、雌ねじを形成する場合には盗み部の形成部位を避けることにより、カップリングの全長を長くすることを不要とすることができる。   The present invention seeks to solve the problem by minimizing the stealing portion for processing the liner groove, and only the portions necessary for processing the liner groove, that is, the vicinity of both ends in the width direction of the liner groove. Form a stealing part. As a result, it is possible to prevent the entire circumference from becoming thin as in the case where a stealing portion having a uniform depth is formed at the bottom of the cylindrical hole of the coupling, and at the same time, an internal thread is formed. In some cases, it is not necessary to lengthen the entire length of the coupling by avoiding the formation site of the stealing portion.

また、ライナ溝は従来と同様にスロッタ加工により形成することができるとともに、そのスロッタ加工のためにライナ溝の幅方向両端部近傍にのみ形成される盗み部については、請求項２に係る発明のようにフライス加工、より具体的にはＴ溝加工用のフライスカッターを用いた加工により形成することができる。   Further, the liner groove can be formed by slotting as in the prior art, and a stealing portion formed only in the vicinity of both ends in the width direction of the liner groove for the slotter processing is the invention according to claim 2. Thus, it can be formed by milling, more specifically, machining using a milling cutter for T-groove machining.

そして、このような本発明の構成は、伝達トルクが大きく、かつ、軸の交換頻度が比較的高い用途、特に請求項３に係る発明のように圧延機のワークロールの駆動機構に用いることにより、その作用効果を有効なものとすることができる。   Such a configuration of the present invention is used for a drive mechanism of a work roll of a rolling mill as in the invention according to claim 3 where the transmission torque is large and the shaft replacement frequency is relatively high. The effect can be made effective.

本発明によれば、カップリングのライナ溝加工のための盗み部が、ライナ溝の幅方向両端部近傍のみに限って形成されているため、従来のように全周にわたる薄肉部分がなくなり、強度が向上するとともに、雌ねじを形成する場合においては、盗み部を避けて形成することにより、従来のようにカップリングの全長を長くする必要がなくなり、コンパクトで高強度の回転軸連結機構が得られ、特に圧延機のワークロールの駆動機構に適用することによって、その効果を大きなものとすることができる。   According to the present invention, since the stealed portion for the liner groove processing of the coupling is formed only in the vicinity of both ends in the width direction of the liner groove, there is no thin portion over the entire circumference as in the prior art, and the strength In the case of forming an internal thread, it is not necessary to lengthen the entire length of the coupling as in the prior art, and a compact and high-strength rotating shaft coupling mechanism can be obtained. In particular, the effect can be increased by applying to a drive mechanism of a work roll of a rolling mill.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明をユニバーサルジョイントのカップリング（カップリングヨーク）に適用した実施の形態の軸直交断面図であり、図２はそのＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ断面図である。なお、図１は図２におけるＥ−Ｅ断面図に相当する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an axial cross-sectional view of an embodiment in which the present invention is applied to a universal joint coupling (coupling yoke), and FIG. 2 is an A-B-C-D cross-sectional view thereof. 1 corresponds to a cross-sectional view taken along line EE in FIG.

この例におけるカップリング１は、一端側にワークロール等の回転軸の軸端部挿入するための孔１０が開口しており、この孔１０は、前記した図５，図６に示したものと同様に、円筒孔１１の内周面の互いに対向する位置に一対のライナ溝と１２を形成したものであって、組込み状態においては各ライナ溝１２に平板状のライナ（図示せず）をそれぞれ挿入固定することによって二面幅を持つ小判孔とされ、そこに断面小判型の軸端部を有するワークロール等の回転軸が挿入されて相互に連結される。   In the coupling 1 in this example, a hole 10 for inserting a shaft end portion of a rotating shaft such as a work roll is opened on one end side, and the hole 10 is the same as that shown in FIGS. 5 and 6 described above. Similarly, a pair of liner grooves and 12 are formed at positions facing each other on the inner peripheral surface of the cylindrical hole 11, and a flat liner (not shown) is provided in each liner groove 12 in the assembled state. By inserting and fixing, an oval hole having a two-sided width is formed, and a rotary shaft such as a work roll having a shaft end portion having an oval cross-sectional shape is inserted therein and connected to each other.

この例の特徴は、各ライナ溝１２をスロッタ加工するための盗み部１３が、当該各ライナ溝１３の幅方向両端部近傍にのみ形成されている点である。なお、円筒孔１１の底部のコーナー部分に全周にわたって形成されている盗み部１４は、円筒孔１１を旋削加工するためのものであって、この盗み部１４の直径は、円筒孔１１の直径よりも僅かに大径であればよい。   A feature of this example is that a stealing portion 13 for slotting each liner groove 12 is formed only in the vicinity of both end portions in the width direction of each liner groove 13. In addition, the stealing part 14 formed in the corner part of the bottom part of the cylindrical hole 11 over the perimeter is for turning the cylindrical hole 11, and the diameter of this stealing part 14 is the diameter of the cylindrical hole 11. The diameter may be slightly larger than that.

各ライナ溝１２をスロッタ加工するための盗み部１３は、各ライナ溝１２の幅方向両端部の底部コーナー部分、合計４箇所をそれぞれわずかな余裕を以てカバーする略円弧状をしており、この各盗み部１３は、例えばＴ溝フライスカッターを用いたフライス加工により形成することができる。   The stealing portion 13 for slotting each liner groove 12 has a substantially arc shape that covers a total of four corners with a slight margin at the bottom corners at both ends in the width direction of each liner groove 12. The stealing portion 13 can be formed by milling using, for example, a T-groove milling cutter.

以上の本発明の実施の形態によると、カップリング１のライナ溝１２の加工のための盗み部１３が、ライナ溝１２の幅方向両端部近傍のみの必要最小限となっているため、全周にわたる盗み部を形成する従来のものに比して、薄肉部分が全周にわたることがないことからその強度を向上させることができる。   According to the above-described embodiment of the present invention, the stealing portion 13 for processing the liner groove 12 of the coupling 1 is the minimum necessary only in the vicinity of both ends of the liner groove 12 in the width direction. Compared with the conventional one that forms a burglar portion, the strength can be improved because the thin portion does not extend all around.

また、盗み部１３がライナ溝１２の幅方向両端部近傍のみに形成されていることから、図２に示すように、カップリング１に締結のための雌ねじ１５を形成する場合には、４箇所の盗み部１２以外の部位に雌ねじ１５を形成することによって、従来のようにカップリング１の全長を長くする必要がなく、これにより、コンパクトで高強度のカップリングが得られる。特に、圧延機のワークロールとの連結部分に適用することによって、ワークロールの軸端部との着脱は従来通り容易でありながら、小型化と高強度化を達成することができる。   Further, since the stealing portion 13 is formed only in the vicinity of both end portions in the width direction of the liner groove 12, when the female screw 15 for fastening is formed on the coupling 1, as shown in FIG. By forming the female screw 15 at a portion other than the stealing portion 12, it is not necessary to lengthen the entire length of the coupling 1 as in the prior art, and thereby a compact and high-strength coupling can be obtained. In particular, by applying it to the connecting portion of the rolling mill with the work roll, it is possible to achieve miniaturization and high strength while being easy to attach and detach with the shaft end of the work roll as before.

なお、以上の実施の形態は、ユニバーサルジョイントのカップリング（カップリングヨーク）に本発明を適用した例を示したが、ギアカップリングやスリッパースピンドルの回転軸との連結のためのカップリングにも本発明を等しく適用するできることは勿論である。   In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a universal joint coupling (coupling yoke) has been described. However, the present invention is not limited to a gear coupling or a coupling for coupling with a rotating shaft of a slipper spindle. Of course, the present invention is equally applicable.

本発明をユニバーサルジョイントのカップリング（カップリングヨーク）に適用した実施の形態の軸直交断面図である。It is an axial orthogonal sectional view of an embodiment in which the present invention is applied to a universal joint coupling (coupling yoke). 図１の図２はそのＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ断面図である。FIG. 2 of FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the line ABCD. 圧延機のワークロールに連結されるユニバーサルジョイントの要部正面図である。It is a principal part front view of the universal joint connected with the work roll of a rolling mill. ユニバーサルジョイントに連結される圧延機のワークロールの軸端部の斜視図である。It is a perspective view of the axial end part of the work roll of the rolling mill connected with a universal joint. 従来のユニバーサルジョイントのカップリング３１の構成例を示す軸直交断面図である。It is an axial orthogonal cross section which shows the structural example of the coupling 31 of the conventional universal joint. 図５のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line ABCD in FIG. 5.

符号の説明Explanation of symbols

１ カップリング
１０ 孔
１１ 円筒孔
１２ ライナ溝
１３ 盗み部（ライナ溝加工用）
１４ 盗み部（円筒孔加工用）
１５ 雌ねじ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coupling 10 Hole 11 Cylindrical hole 12 Liner groove 13 Stealing part (liner groove processing)
14 Stealing part (for cylindrical hole machining)
15 Female thread

Claims (3)

互いに平行な一対の平坦面を有してなる断面小判型の軸端部を、カップリングの一端側に開口するように形成された小判孔に挿入して当該カップリングと軸とを連結するとともに、その小判孔は、上記カップリングに形成された円筒孔の内周面の互いに対向する位置に当該内周面の一部をそれぞれスロッタ加工によって削除することにより平坦化して形成された一対のライナ溝に、平板状のライナをそれぞれ挿入固定することによって形成されてなる回転軸機構において、
上記円筒孔の底部のコーナー部分に全周にわたって形成された当該円筒孔よりも大径の円筒孔加工用盗み部と、
各ライナ溝の幅方向両端部の底部コーナー部分の合計４箇所に形成され、上記円筒孔加工用盗み部よりも上記円筒孔の直径方向に大径になる部分を備えるように円弧状に形成され、かつ、上記ライナ溝をカバーするよう当該ライナ溝よりも大きく形成されたライナ溝加工用盗み部と、
を備え、
上記カップリングの上記小判孔の開口する面に雌ねじが形成され、
その雌ねじは上記円筒孔加工用盗み部より上記円筒孔の直径方向に外側であって上記ライナ溝加工用盗み部と周方向に重なるとともにライナ溝加工用盗み部とは異なる部位に形成されている
ことを特徴とする回転軸連結機構。 The shaft end portion of the cross-sectional oval type having a pair of flat surfaces parallel to each other is inserted into an oval hole formed so as to open to one end side of the coupling to connect the coupling and the shaft. The oval holes are a pair of liners formed by flattening the inner circumferential surfaces of the cylindrical holes formed in the coupling by mutually removing portions of the inner circumferential surfaces by slotting. In the rotary shaft mechanism formed by inserting and fixing the flat liners in the grooves,
A stealing portion for machining a cylindrical hole having a diameter larger than that of the cylindrical hole formed on the entire corner of the corner of the cylindrical hole;
Each liner groove is formed in a total of four locations at the bottom corner portions at both ends in the width direction, and is formed in an arc shape so as to have a portion having a diameter larger in the diameter direction of the cylindrical hole than the stealing portion for cylindrical hole processing. And a liner groove machining stealing portion formed larger than the liner groove to cover the liner groove;
With
An internal thread is formed on the surface of the coupling where the oval hole opens,
The female screw is formed outside the cylindrical hole machining stealing portion in the diameter direction of the cylindrical hole, overlaps with the liner groove machining stealing portion in the circumferential direction, and is formed in a portion different from the liner groove machining stealing portion. A rotating shaft coupling mechanism. 上記各ライナ溝加工用盗み部がＴ溝フライスカッターを用いたフライス加工により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転軸連結機構。 Rotary shaft coupling mechanism according to claim 1 in which the upper Symbol theft unit for processing the liner groove, characterized in that it is formed by milling with a T-slot milling cutter. 当該回転軸連結機構が、圧延機の駆動軸とワークロールとを連結する回転軸連結機構であることを特徴とする請求項１または２に記載の回転軸連結機構。   The rotating shaft connecting mechanism according to claim 1 or 2, wherein the rotating shaft connecting mechanism is a rotating shaft connecting mechanism that connects a drive shaft of a rolling mill and a work roll.
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