JPH01182655A

JPH01182655A - 圧延設備用駆動機

Info

Publication number: JPH01182655A
Application number: JP348088A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yamamoto; 憲二山本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-01-11
Filing date: 1988-01-11
Publication date: 1989-07-20
Anticipated expiration: 2014-02-24
Also published as: JP2859876B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は圧延設備用駆動機に係り、特に傾斜した状態で
使用する２本のスピンドルを介して圧延機の上下の水平
ロールを駆動する圧延設備の駆動系に好適な駆動機に関
する。

〔従来の技術〕

従来の圧延設備の駆動系は、第１４図ないし第１７図に
示すように、被圧延材を圧延するためにベアリング３，
４．５．６に支持された圧延機の上下ロール１，２、そ
の上下ロール１．２にトルクを伝達すべく嵌合された上
下ロール側外筒７゜８、上下ロール側外筒７，８のロー
ルとは反対側の位置で歯車機構の嵌合にて嵌合された上
下ロール側内筒９，１０、上下ロール側内筒９．１０と
上下駆動機側内筒１３，１４を連結し、スピンドルを構
成する上下中間軸１１，１２、上下駆動機側内筒１３．
１４と歯車機構の嵌合にて嵌合された上下駆動機側外筒
１５．１６を有し、上下駆動機側外筒１５．１６は駆動
機３３に連結される。

駆動機３３は、上下駆動機側外筒１５，１６にトルクを
伝達すべく嵌合され、かつ互いに噛合っている上下出力
歯車１７，１８、上下出力歯車１７．１８を支持するベ
アリング１９，２０，２１゜２２、正出力歯車１８と噛
合う入力歯車２３、入力歯車２３を支持するベアリング
２４，２５、上下出力歯車１７．１８及び入力歯車２３
をベアリング１９，２０，２１，２２．２４．２５を介
して支持するケーシング２６からなっている。

駆動機３３の入力歯車２３は、これにトルクを伝達すべ
く駆動機側内筒２７に嵌合され、駆動機側内筒２７は電
動機側内筒２９に、これらの間にトルクを伝達すべく歯
車機構の嵌合にて嵌合された外筒２８により連結され、
電動機側内筒２９は電動機３０にそのトルクを伝達すべ
く嵌合され、電動機３０はベアリング３１．３２により
支持されている。

一般的に、上下ロール１．２の軸心間距離ｊ１に比べ駆
動機３３の上下出力歯車１７．１８の軸心間距離Ｊ２は
かなり大きい、従って、スピンドルを構成する内筒９，
１０，１３．１４及び中間軸１１．１２はθ１だけ傾斜
した状態で使用される。即ち内筒９，１０及び１３．１
４間の長さをｊ３とすると、ｊ　２　＞ｊ　１次に、一般には内筒９．１０，１３．１４の許容伝達ト
ルクは下式で表わされる。（例えば、「機械の研究」第
３０巻第１号Ｐ１８１等参照）、　ここで、θ１　：傾
斜角Ｔ１　：傾斜角θ１での許容伝達トルクＴＯ＝傾斜角０°での許容伝達トルクＡ：正の定数即ち、傾斜角θ１が小さいほど、換言すれば上下出力歯
車１７．１８の軸心間距離ｊ２が短いほど、内筒９，１
０，１３．１４の許容伝達トルクＴ１が大きくなると言
える。

例えば、Ａ＝０．８５としてθ１とＴｌ　／Ｔ。

の関係を求めると、第１８図に示すようであり、θ１〉
３°でＴＩ　／Ｔｏ　＜１／４となり、現実の圧延設備
としては成り立ち難くなる。従ってθ１＝０°〜３°と
することが好ましく、本発明ではこの範囲を対象として
説明する。

また一般的に、スピンドルの内筒９，１０．１３．１４
は、電動＠３０から上下ロール１．２までの駆動系全体
の強度最弱部となっている。従って、所定のスペース内
でより大容量の駆動系を得るには、上下出力歯車１７．
１８のピッチ円直径即ちＰＣＤを小さくすることが必要
である。

一方、各歯車１７，１８．２３間の噛合部におけるトル
°り伝達率は第１７図に示す通りであり、入力歯車２３
から下出力歯′ｓ１８へは１００％のトルクが伝達され
、正出力歯車１８から上出力歯車１７へは５０％のトル
クが伝達される。また上下ロール１．２は同回転数で回
転する必要があるため、上下出力歯車は同−ＰＯＤとな
っている。

従って正出力歯車１８は、入力歯車２３との噛合部での
トルク伝達率１００％に耐えるだけの強度を持つなめ大
きなＰＣＤか必要であり、また上出力歯車１７はトルク
伝達率５０％にも拘らず正出力歯車１８と同じ大きなＰ
ＣＤとなり、上下出力歯車１７．１８の軸心間距Ｈ１２
も上下出力歯車１７．１８のＰＣＤと同じ長さだけ必要
となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、駆動系全体の許容伝達トルクを上げるには
、上下出力歯車１７．１８のＰＣＤを小さくして、上下
出力歯車１７．１８の軸心間距離ｊ２を小さくすること
が必要であるが、正出力歯車か１００％のトルクを伝達
し得る大きなＰＣＤとなっているため、ある程度以上に
は許容伝達トルクを上げることが出来ず、結局は上下ロ
ール１゜２の直径を大きくすることにより１１を大きく
して、傾斜角θ１を小さくすると共に、広いスペースを
確保して内筒９，１０を大径化することにより許容伝達
トルクを上げていた。従って、圧延設備及び駆動系が大
型化すると共に圧延効率が低下するという問題があった
。

本発明の目的は、歯車配列の工夫により、上下出力歯車
１７．１８の強度を確保しなからＰＣＤを小さくし、か
つ駆動系全体の許容伝達トルクを上げることができ、コ
ンパクトで強固な駆動系とすることのできる圧延設備用
駆動機を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、１本の入力歯車を２本の出力歯車の１本と
は直接噛み合わせ、他の１本とは１本の中間歯車を介し
て噛み合わせ、かつその２木の出力歯車を直接噛み合わ
せることなく上下に配置したことを特徴とする圧延設備
用駆動機によって達成される。

また、２本の出力歯車の１本を入力歯車と兼用させ、か
つこの出力歯車を２つの中間歯車を介して他の１本の出
力歯車に噛み合わせ、その２本の出力歯車を直接噛み合
わせることなく上下に配置したことを特徴とする圧延設
備用駆動機によって達成される。

〔作用〕

第１の発明においては、１本の入力歯車からこれと直接
噛み合う１本の出力歯車及び１本の中間歯車には、それ
ぞれ５０％のトルクが伝達される。

従ってその１本の出力歯車はトルク伝達率５０％に耐え
るだけの強度があればよく、ＰＣＤを小さくでき、これ
に伴って他の１本の出力歯車のＰＣＤら小さくなる。

第２の発明においても、入力歯車を兼ねる１本の出力歯
車からこれと直接噛み合う中間歯車へは５０％のトルク
が伝達されるだけなので、同様にその出力歯車及び他の
１本の出力歯車のＰＣＤを小さくできる。

従って、駆動系全体の許容伝達トルクを上げながら、コ
ンパクトで強固な駆動系が提供される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図ないし第８図は本発明の第１の実施例による圧延
設備用駆動機を示すもので、そのうち第２図ないし第４
図はその駆動機を含む駆動系全体の配列を示している。

第２図ないし第４図において、圧延設備の駆動系は、被
圧延材を圧延するためにベアリング５３゜５４．５５．
５６に支持された圧延機の上下ロール５１，５２、その
上下ロール５１．５２にトルクを伝達すべく嵌合された
上下ロール側外筒５７゜５８、上下ロール側外筒５７．
５８のロールとは反対側の位置で歯車機構の嵌合にて嵌
合された上下ロール側内筒５９，６０、上下ロール側内
筒５９．６０と上下駆動１ｙＡＩｌＩＩ内筒６３，６４
を連結し、スピンドルを構成する上下中間軸６１．６２
、上下駆動機側内筒６３．６４と歯車機構の嵌合にて嵌
合された上下駆動機側外筒６５．６６を有し、上下駆動
機側外筒６５．６６は本実施例による駆動機８６に連結
されている。

駆動機８３は、上下駆動機側外筒６５，６６にトルクを
伝達すべく嵌合され、かつ互いに噛合っていない上下出
力歯車６７．６８、上下出力歯車６７．６８を支持する
ベアリング６９，７０．７１．７２、下圧力歯車６８と
噛合う入力歯車７６、入力歯車７６を支持するベアリン
グ７７．７８、入力歯車７６及び上出力歯車６７と噛み
合う中間歯車７３、中間歯車を支持するベアリング７４
゜７５、上下出力歯車６７．６８、入力歯車７６、中間
歯車７３をベアリング６９，７０．７１，７２．７４，
７５，７７．７８を介して支持するケーシング７９から
なっている。出力歯車６７．６８は回転方向は異なるが
、同一回転数とするため歯数は同じになっている。

駆動機８６の入力歯車７６は、これにトルクを伝達すべ
く駆動機側内筒８０に嵌合され、駆動機側内筒８０は電
動機側内筒８２に、これらの間に１〜ルクを伝達すべく
歯車機構の嵌合にて嵌合された外筒８１により連結され
、電動機側内筒８２は電動機８３にそのトルクを伝達す
べく嵌合され、電動１ａ８３はベアリング８４．８５に
より支持されている。

このように駆動機８６は、第１図からより明らかなよう
に、４個の歯車６７．６８．７３．７６を有し、入力歯
車７６は出力歯車６８とは直接噛み合わせ、他の出力歯
車６７とは１本の中間山車７３を介して噛み合わせ、し
かも出力歯車６７゜６８は上下ロール５１．５２と同じ
方向、即ち上下に配置され、かつ第５図に拡大して示す
ように互いに直接噛み合うことなく離れて配置されてい
る。出力歯車６７．６８が離れている状態は、第６図に
示すように、両者が噛み合わなければ一方の歯が他方の
歯の間に突入する程度まで近接させてもよい。

このように構成された駆動機８６においては、各歯車７
６．６８．７３．６７間のトルク伝達率は第７図に示す
通りであり、入力歯車７６と下圧力歯車６８、入力歯車
７６と中間歯車７３、中間歯車７３と上出力歯車６７の
いづれの噛合部もトルク伝達率は５０％であり、１００
％のトルク伝達率の噛合部はない。従って出力歯車６７
．６８はその５０％のトルク伝達率に耐える程度の噛合
部での強度かあればよく、トルク伝達率１００％の場合
に比鮫して歯車のピッチ円直径即ちＰＣＤを大幅に小さ
くできる。

このことを数式を用いてさらに説明すると、−般的に、
歯車のＰＣＤと許容伝達トルクとの間には次の関係かあ
る。

ＰＣＤ＝ＡＸＴ” ここで、Ｔ：許容伝達トルクＡ、Ｂ：正の定数従って、トルク伝達率が１００％から５０％に減少すれ
ば、歯車のＰＣＤはｆ２端に小さくなることか分かる。

従って、駆動機８６を大幅に小形化できる。

また、出力歯車６７．６８の軸心間の距離１４は、両歯
車のＰＣＤの小径化に件って小さくなり、スピンドルを
構成する内筒５９．６０，６３．６４及び中間軸６１．
６２の傾斜角をθ２とすると、この傾斜角θ２も小さく
なる。即ち、これを前述した数式で表わせば、 θ１）θ２従って、内筒５９，６０．６４．６４の許容伝達トルク
をＴ２とすると、この許容伝達トルクＴ２は大きくなる
。即ち、これを前述した数式で表わせば、Ｔ２＞＞ＴＩこのように本実施例によれは、各噛合部のトルク伝達率
を１００％から５０％に軽減し、２つの出力歯車６７．
６８のＰＣＤを縮小し、さらに縮小になった分だけ上下
出力歯車６７．６８の軸心間距離１４を縮小することに
より、駆動機８６を小形化することかできる。また上下
内筒５９，６０．６３．６４の傾斜角θ２を小さくし、
駆動系全体の許容伝達トルクを大きくすることができる
。

−これによりコンパクトで強固な駆動系を提供すること
ができる。

駆動機８６のケーシング７９は、第８図に示すように、
上ケーシング部分９０、中ケーシング部分９１及び下ケ
ーシング部分９２より成っており、これら上、中、下ケ
ーシング部分９０．９１．９２は上出力歯車６７の軸心
と中間歯車７３の軸心を結ぶ直線上に位置する合せ面８
７及び下出力歯車６８の軸心と入力歯車７６の軸心を結
ぶ直線上に位置する合せ面８８を有し、歯車噛合部の接
線力に対向するため、上下の平行な締め付け面８９゜９
９にて締め付けボルト９３．９４及びナツト９５．９６
，９７．９８により強固に締め付けられ、組み立てられ
ている。

上下出力歯車６７．６８は歯数が同じであるためＰＣＤ
は同一であるが、これらと入力歯車７６゜及び中間歯車
７３とは、入出力歯車間の速比、入力及び中間歯車の強
度その曲の理由により、ＰＣＤは必ずしも同一にはなら
ない。このため上出力歯車６７の軸心と中間歯車７３の
軸心を結ぶ直線は必ずしも上下の平行な締め付け面８９
．９９に平行にならす、図示のように傾いており、従っ
て上、中ケーシング部分９０．９１の合せ面８７も傾い
ている。

ところで、このように合せ面８７か傾いていると、くさ
び効果により締め１寸はボルト９３．９４の締め付け力
が、中ケーシング部分９１を図示右横へ押出す力を発生
し、上、中、下ケーシング部分９０，９１．９２の横方
向変位によりベアリング６９，７０，７１，７２．７４
．７５が焼損する危険性がある６そこで本実施例では、
上、中ケーシング部分９０．９１間に、くさび効果によ
る両者の相対変位に対向するひっかけ手段１２０を設け
、上、中、下ケーシング部分９０，９１．９２に横方向
変位が生じないようにしている。ひっかけ手段１２０は
、中ケーシング部分９１に上向突起１２１を設け、上ケ
ーシング部分９０の側面に係止面１２２を設け、上向突
起１２１を係止面１２２に係止させることにより構成さ
れている。

なお、上、中ケーシング部分の横方向変位を防止するひ
っかけ手段はこの構成に限られず、種々の形態を取るこ
とができる。例えば、第９図に示すように、上、中ケー
シング部分１１０，１１１の合せ面８７にキー１１２を
設けてもよい。また第１０図に示すように、上ケーシン
グ部分１１５に下向突起１２３を設け、中ケーシング部
分１１６の側面に係止面１２４を設け、下向突起１２３
を係止面１２４に係止させるようにしてもよい。

また上記実施例では、上ケーシング部分と中ケーシング
部分との合せ面８７を、上出力歯車６７の軸心と中間歯
車７３の軸心を結ぶ直線上に位置する傾斜面としたか、
第１１図に示すように、それら軸心は通るかその軸線を
結ぶ直線上には位置しない階段状の合せ面１２５とする
ことができ、この場合、合せ面１２５は、上下の締め付
け面８９．９９と平行な面とこれに直交する面とからな
っている。このようにすることによって、上、中ケーシ
ング部分１１３，１１４には、締め付けボルト９３．９
４の締め付け力によるくさび効果自体の発生を防止する
ことができる。

以上の実施例は、入出力歯車間の速比≠１の駆動機、即
ち減速機または増速機の実施例であるか、速比＝１の駆
動機とすることもでき、第１２図はこのような駆動機の
実施例を示す。

即ち第１２図において、駆動機１００は、出力歯車１０
１，１０２を有し、下出力歯車１０２を入力歯車と兼用
にし、この下出力歯車兼入力歯車１０２は２つの中間歯
車１０３，１０４を介して上出力歯車１０１と噛み合っ
ており、出力歯車兼入力歯車１０２と出力歯車１０１と
は互いに直接噛み合うことなく離れて配置されている。

入力歯車１０２と出力歯車１０１，１０２の歯数及びＰ
ＣＤは同一のなめ、速比＝１となる。

この実施ρノにおいても、各ｒ＆車のいずれの噛合部の
トルク伝達率も５０％ととなり、先の実施例と同様、コ
ンパクトで強固な駆動系を提供することができる。

なお以上の実施例は、いずれも圧延機の上下ロールの軸
心間距離ｊ１に比べ従来の駆動機の上下出力歯車の軸心
間距離１２か大きくなる駆動系に本発明を適用した実施
例であるが、上下ロールの軸心間距離ｐ１が比較的大き
く、この距離１１に比べ上下出力歯車の軸心間距離」２
か小さくなるような駆動系もあり、本発明はこのような
駆動系にも適用することができる。第１３図はこのよう
な実施例を示す。

即ち第１３図において、駆動機１３０は、互いに回転方
向か興なるが歯数か同一の２個の出力歯車１３１，１３
２と、１つの入力歯車１３３と、１つの中間歯車１３４
とを有し、入力歯車１３３は出力歯車１３２とは直接噛
み合わせ、曲の出力歯車１３１とは中間歯車１３４を介
して噛み合わせ、かつ出力歯車１３１，１３２は直接噛
み合うことなく上下に離れて位置している。この駆動機
１３０は、上下ロールの軸心間圧Ｈ」１の比較的大きい
圧延機を駆動するためのものであり、前述したスピンド
ルの傾斜角をＯ°〜３°の範囲内に保つため、上下ロー
ル出力歯車１３１，１３２の軸心間の距離ｊ５は前述し
た実施例の距離り４よりも大きく設定されている。

同様の圧延機を第１４図ないし第１７図に示す従来の駆
動機で駆動しようとした場合、２つの出力歯車１７．１
８は噛み合っているため、スピンドルの傾斜角を上記範
囲に保つためには大きな直径の出力歯車が必要であり、
出力歯車の直径が大きくなれば入力歯車の直径も大きく
なる。従って駆動機が大型化する。出力歯車の直径を小
さくし、駆動機を小形化しようとすれば、スピンドルの
傾斜角が上記範囲に保てなくなり、許容伝達トルクか大
幅に減少し、圧延設備として成り立たなくなる。

これに対して本実施例では、２つの出力歯車１３１．１
３２は噛み合っていないので、歯車の直径を小さくした
まま両者の軸心間距離を自由に設定することかでき、上
述のような最適の距離ｊ５を設定することができる。従
って、駆動［１３０を小形化することができる。

このようにこの実施例においては、駆動機１３０自体を
小形化することにより、コンパクトで強固な駆動系を提
供することができる。

〔発明の効果〕

以上明らかなように本発明によれば、駆動系全体の許容
伝達トルクを上げながら、コンパクトで強固な圧延設備
の駆動系を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による圧延設備用駆動機の歯
車列の構成を示す側面図であり、第２図はその駆動機を
第１図の■−■線矢視図で示す圧延機の駆動系全体の概
略図であり、第３図は同駆動機を第１図の■−■線矢視
図で示す圧延機の駆動系全体の概略図であり、第４図は
同駆動機を第１図のＩＶ　−ＩＶ線矢視図で示す圧延機
の駆動系全体の概略図であり、第５図は第１図のＶ部分
の拡大図であり、第６図はそのＶ部分の変形例の拡大図
であり、第７図は同駆動機の歯車列の１〜ルク伝達率を
示す説明図であり、第８図は同駆動機のケーシングも含
む全体の側面図であり、第９図はケーシングの変型を示
す第８図と同様な駆動機の側面図であり、第１０図はケ
ーシングの他の変型を示す第８図と同様な駆動機の側面
図であり、第１１図はケーシングのさらに他の変型を示
す第８図と同様な駆動機の側面図であり、第１２図は本
発明の他の実施例による駆動機の歯車列を示す側面図で
あり、第１３図は本発明のさらに他の実施例による駆動
機の歯車列の側面図であり、第１４図は従来の駆動機を
含む圧延機の駆動系全体を示す概略図であり、その駆動
機を第１６図のＸ　ＩＶ　−Ｘ　ＩＶ線矢視図で示すも
のであり、第１５図はその従来の駆動機を第１６図のｘ
ｖ−ｘｖ線矢視図で示す同じ圧延機の駆動系全体の概略
図であり、第１６図は従来の駆動機の歯車列を示す側面
図であり、第１７図は同駆動機の歯車列の１〜ルク伝達
率を示す説明図であり、第１８図は圧延機の駆動系の内
筒の許容伝達トルクを示す図である。符号の説明５１．５２・・・上下ロール（水平ロール）５９．６０
，６３．６４・・・内筒６１．６２・・・中間軸　　５９〜６４・・・スピンド
ル８６・・・駆動機　　　　　６７．６８・・・出力歯
車７３・・・中間歯車　　　　７６・・・入力歯車１０
０・・・駆動機　　　　１０１・・・出力歯車１０２・
・・入力歯車兼出力歯車１０３．１０４・・・中間歯車１３０・・・駆動機１３１．１３２・・・出力歯車１３３・・・入力歯車　　　１３４・・・中間歯車出願
人　　株式会社　日立製作所第３図第４図５１．５２−一−−上下ロール（水平ロール）５９．６
０．６３．６４−−−一内筒６１．６２−一一一中間軸５９〜６４−一一一スピンドル８６−−−−駆動機６７．６８−一一一出力歯車７３−−−一中間歯車７６−−−−人力歯車１００−一一一駆動機１０１−−−一出力歯車１０２−一一一人力歯車兼出力歯車１０３．１０４−−−一中間歯車１３０−一一一駆動機１３１．１３２−−−一出力歯車１３３−−−一人力歯車１３４−−−一中間歯車田ん第１２図第１４図第１５図第１６図　　　　第１７図第１８図イ【員Ｈｌ’　θ＋（＆）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも、１本の入力歯車と、互いに回転方向
が異なるが同一歯数の２本の出力歯車を有する歯車列か
らなり、その２本の出力歯車を傾斜した状態で使用する
２本のスピンドルに連結し、このスピンドルを介して圧
延機の上下の水平ロールを駆動する圧延設備用駆動機に
おいて、前記１本の入力歯車を前記２本の出力歯車の１本とは直
接噛み合わせ、他の１本とは１本の中間歯車を介して噛
み合わせ、かつその２本の出力歯車を直接噛み合わせる
ことなく上下に配置したことを特徴とする圧延設備用駆
動機。
（２）少なくとも、１本の入力歯車と、互いに回転方向
が異なるが同一歯数の２本の出力歯車を有する歯車列か
らなり、その２本の出力歯車を傾斜した状態で使用する
２本のスピンドルに連結し、このスピンドルを介して圧
延機の上下の水平ロールを駆動する圧延設備用駆動機に
おいて、前記２本の出力歯車の１本を前記入力歯車と兼用させ、
かつこの出力歯車を２つの中間歯車を介して他の１本の
出力歯車に噛み合わせ、その２本の出力歯車を直接噛み
合わせることなく上下に配置したことを特徴とする圧延
設備用駆動機。
（３）前記４つの歯車を上下の平行な締め付け面を有す
るケーシングで支持し、このケーシングを、４つの歯車
のうち上側に位置する２つの歯車の軸心を結ぶ直線上に
位置する合せ面と、下側に位置する２つの歯車の軸心を
結ぶ直線上に位置する合せ面とを有する上、中、下の３
つのケーシング部分で構成し、前記軸心を結ぶ直線の少
なくとも１つが前記締め付け面に平行でなく、従ってそ
の直線上に位置する合せ面も締め付け面に平行でなく、
かつこの合せ面を有する２つのケーシング部分の間に、
両者の相対変位を阻止するひっかけ手段を設けたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の圧延
設備用駆動機。
（４）前記４つの歯車を上下の平行な締め付け面を有す
るケーシングで支持し、このケーシングを、４つの歯車
のうち上側に位置する２つの歯車の軸心を通る合せ面と
、下側に位置する２つの歯車の軸心を通る合せ面とを有
する上、中、下の３つのケーシング部分で構成し、前記
上側に位置する２つの歯車の軸心を結ぶ直線と、下側に
位置する２つの歯車の軸心を結ぶ直線との少なくとも１
つが前記締め付け面と平行でなく、かつこの平行でない
直線に係わる歯車の軸心を通る合せ面を階段状に構成し
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記
載の圧延設備用駆動機。