JPWO2019235607A1 - 動力伝達装置及び圧延機 - Google Patents
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Abstract
Description
この点、特許文献1には、上記のような問題を解決するための具体的な構成について何ら開示されていない。
モータの駆動力を一の被駆動軸に伝達するための第1動力伝達経路と、
前記一の被駆動軸に対向配置された他の被駆動軸に前記モータの駆動力を伝達するための第2動力伝達経路と、を備え、
前記第1動力伝達経路又は前記第2動力伝達経路の少なくとも一方は、
前記モータの出力軸に対して軸心位置が固定され前記モータの駆動力によって回転される第1中間回転体と、
前記第1中間回転体によって回転され該第1中間回転体の外周に沿って移動する第2中間回転体と、
前記第2中間回転体によって回転され前記一又は他の被駆動軸に駆動力を伝達する駆動軸と、を含み、
前記駆動軸は、前記第1中間回転体周りの前記第2中間回転体の移動に応じて、該駆動軸の軸心方向に垂直な方向に移動するように構成されている。
前記動力伝達装置は、前記第2中間回転体の軸心の移動軌跡が前記第1中間回転体の軸心を中心とする円の円弧状になるように構成されていてもよい。
前記第1動力伝達経路又は前記第2動力伝達経路の少なくとも一方は、
前記モータの前記出力軸を挟んで一方と他方とに配置された少なくとも一対の前記第1中間回転体と、
前記モータの前記出力軸を挟んで前記一方と前記他方とに配置された一対の前記第2中間回転体と、を含んでもよい。
前記第1中間回転体及び前記第2中間回転体は、前記駆動軸を挟んで対称に配置されてもよい。
前記駆動軸は、
前記第1動力伝達経路を構成するとともに、前記第1動力伝達経路の前記第1中間回転体周りの前記第2中間回転体の移動に応じて第1移動方向に移動する第1駆動軸と、
前記第2動力伝達経路を構成するとともに、前記第2動力伝達経路の前記第1中間回転体周りの前記第2中間回転体の移動に応じて前記第1移動方向と逆向きである第2移動方向に移動する第2駆動軸と、を含んでいてもよい。
前記第1駆動軸は、前記第1動力伝達経路において前記第2中間回転体が前記第1中間回転体の前記軸心を中心として、前記軸心方向視における時計回り又は反時計回りの何れか一方向に回転したときに前記第1移動方向に移動するように構成されており、
前記第2駆動軸は、前記第2動力伝達経路において前記第2中間回転体が前記第1中間回転体の前記軸心を中心として、前記軸心方向視における前記時計回り又は前記反時計回りの何れか他方向に回転したときに前記第2移動方向に移動するように構成されていてもよい。
前記第1駆動軸は、前記軸心方向において前記第2駆動軸とずれて配置され、平面視にて前記第2駆動軸とオーバーラップしないように配置されてもよい。
前記第1動力伝達経路及び前記第2動力伝達経路の双方が、
前記第1中間回転体、前記第2中間回転体及び前記駆動軸を含んでもよい。
前記第1中間回転体と当該第1中間回転体により回転される前記第2中間回転体との軸心間距離を一定に保持するリンクを備えていてもよい。
前記第1中間回転体の軸心を支点として前記第2中間回転体を作用点に保持する前記リンクの力点に接続され、前記第2中間回転体を前記第1中間回転体の円弧に沿って前記第2中間回転体の軸心の移動の軌跡が前記第1中間回転体の前記軸心を中心とする円の円弧状になるように移動させる揺動力を付与する第1駆動部を備えていてもよい。
前記駆動軸を前記軸心方向に垂直な方向に移動するための第2駆動部を備えていてもよい。
前記モータの前記出力軸、前記第1中間回転体、前記第2中間回転体又は前記駆動軸は、各々の外周にギヤを含み、前記ギヤを介して互いが噛み合うことで動力を伝達するように構成されていてもよい。
前記モータの前記出力軸、前記第1中間回転体、前記第2中間回転体又は前記駆動軸はローラを含んでもよい。
上記(1)〜(12)の何れか一つに記載の動力伝達装置と、
前記動力伝達装置の前記駆動軸により回転される前記一及び他の被駆動軸と、を備え、
前記一及び他の被駆動軸は、互いの軸間距離が可変な一対の圧延ロールを含む。
前記圧延機は、
前記一対の圧延ロールの前記軸間距離を変更する動力を付与する第3駆動部を備え、
少なくとも前記駆動軸を前記軸心方向に垂直な方向に移動するための前記駆動部及び前記第3駆動部が連動することで前記一対の圧延ロールと前記一対の駆動軸とがそれぞれ同一の軸間距離を維持するように構成されていてもよい。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
図1に非限定的に例示するように、本開示の少なくとも一実施形態に係る圧延機1は、本開示の何れかの実施形態に係る動力伝達装置10と、動力伝達装置10の駆動軸18により回転される一の被駆動軸及び他の被駆動軸としての一対の圧延ロール2(2A、2B)と、を備えている。また、圧延機1は、一対の圧延ロール2の軸間距離を変更する動力を付与する駆動部(例えば後述する第3駆動部23)を備えている。
一対の圧延ロール2は、例えば図1に示すように、間隔を隔てて互いが平行に配置されるとともに、互いの軸間距離g(例えば軸中心間距離又は外周間距離)が可変に構成されている。一対の圧延ロール2は、例えば両者の間に金属板9を挟み、各々の圧延ロール2が互いに逆向きに回転することにより金属板9を通過させて展伸・圧延を行い、板材に加工するようになっている。
かかる動力伝達装置10は、後述の通り、駆動軸18と被駆動軸(例えば圧延ロール2)との間のミスアライメントを抑制可能に構成されており、軸継手5の長軸化を抑制して接地面積を抑制しつつ、被駆動軸の軸間距離に追従して高効率にトルクを伝達し得る動力伝達装置10を備えた圧延機1を得ることができる。
図2は本開示の少なくとも一実施形態に係る動力伝達装置の一部を示す概略斜視図である。図3は一実施形態に係る動力伝達装置の構成例を示す概略斜視図である。図4は一実施形態に係る動力伝達装置の構成例を示す概略図である。
図1〜図4に例示するように、本開示の少なくとも一実施形態に係る動力伝達装置10は、モータ14の駆動力を一の被駆動軸2(例えば圧延ロール2A)に伝達するための第1動力伝達経路11と、上記一の被駆動軸に対向配置された他の被駆動軸2(例えば圧延ロール2B)に対して、上記一の被駆動軸2とは逆向きの回転力としてモータ14の駆動力を伝達するための第2動力伝達経路12と、を備えている。また、動力伝達装置10は、上記第1動力伝達経路11及び第2動力伝達経路12を収容するケーシング13を備えている。
かかる第1動力伝達経路11又は第2動力伝達経路12の少なくとも一方は、モータ14の出力軸15に対して軸心位置が固定されモータ14の駆動力によって回転される第1中間回転体16と、第1中間回転体16によって回転され該第1中間回転体16の外周に沿って移動する第2中間回転体17と、第2中間回転体17によって回転され一又は他の被駆動軸に駆動力を伝達する駆動軸18と、を含んで構成される。
例えば、図1〜図4は、動力伝達装置10が第1動力伝達経路11及び第2動力伝達経路12を備えた構成において、第1動力伝達経路11及び第2動力伝達経路12の各々が、第1中間回転体16、第2中間回転体17及び駆動軸18を含む構成例を示しており、このうち図1及び図2は、左側にのみ上記第1動力伝達経路11及び第2動力伝達経路12を備えた構成を示し、図3及び図4は、左右に上記第1動力伝達経路11及び第2動力伝達経路12を備えた構成を示している。
出力軸15、第1中間回転体16、第2中間回転体17及び駆動軸18は、各々の中心軸が軸受30を介してケーシング13内で回転するように支持されている。詳細には、第1中間回転体16の回転軸160LAと第2中間回転体17の回転軸170LA,回転軸160LBと回転軸170LB,回転軸160RAと170RA、及び回転軸160RBと170RBは、それぞれ軸受30を介して後述するリンク20により連結されている。また、駆動軸18は、回転軸180A(180B)及び軸受30を介して後述するフレーム19Aに支持されており、該フレーム19Aが、後述する第2駆動部22に駆動されることにより支持体19B(後述)に沿って上下に案内されるようになっている。
このように、モータ14の出力軸15、第1中間回転体16、第2中間回転体17及び駆動軸18の外周がギヤで構成された場合、駆動軸18又は被駆動軸2の上下動に伴う歯車位置の変化に対応して、第2中間回転体17の軸心の移動の軌跡が第1中間回転体16の軸心を中心とする円の円弧になるように第2中間回転体17が円弧運動するから、常に円滑な噛み合い状態を確保することができるとともに、モータ14の駆動力を被駆動軸2まで確実に伝達することができる。なお、「第2中間回転体17が、該第1中間回転体16の周方向に沿って円弧状に移動する」ことは、「第2中間回転体17が、該第1中間回転体16の軸心を中心とする円の円弧になるように移動する」ことを含む。
幾つかの実施形態では、例えば図1〜図4に示すように、第1動力伝達経路11及び第2動力伝達経路12は、各々の動力伝達経路11、12における第1中間回転体16として同一の第1中間回転体16を共有するように構成されていてもよい。このようにすれば、動力伝達装置10の小型化を図ることができる。
なお、上述した複数の第1中間回転体16のうち、トルク受領部16LA,16RA、及び第1トルク伝達部16LB,16RBが第1動力伝達経路11を構成し、トルク受領部16LA,16RA、第2トルク伝達部16LC,16RC、及び16LD,16RDが第2動力伝達経路12を構成する。すなわち、第1トルク伝達部16LB,16RBは、第1動力伝達経路11のみに寄与し、第2動力伝達経路12には寄与しない。
なお、例えば図1に示すように、上下に離隔して配置された一対の被駆動軸2にそれぞれ回転トルクを付与する動力伝達装置10の場合、図2に例示するように、軸心方向からみて左右いずれか一方(例えば図2では左側のみ)に第1動力伝達経路11(上側)及び第2動力伝達経路12(下側)を備えていてもよいし、図3及び図4に例示するように、軸心方向からみて左右両方に第1動力伝達経路11及び第2動力伝達経路12を備えていてもよい。
このように、モータ14の駆動力を一対すなわち複数の回転体(第1中間回転体16L,16R、又は第2中間回転体17L,17R)で伝達する構成により、例えば同一のトルクを一つの回転体で伝達する場合に比べて回転体を小径化することができる。よって、動力伝達装置10の小型化を図ることができる。
図3〜図8Bに非限定的に例示するように、幾つかの実施形態では、第1中間回転体16及び第2中間回転体17が、駆動軸18を挟んで対称に配置されてもよい。つまり、第1中間回転体16は、駆動軸18を挟んで該駆動軸18から同一の距離にそれぞれ配置されていてもよく、第2中間回転体17は、駆動軸18を挟んで該駆動軸18から同一の距離にそれぞれ配置されていてもよい。
このように、第1中間回転体16及び第2中間回転体17が駆動軸18を挟んで対称に配置されることにより、動力伝達の際の振動を抑制しつつ、小型化することができる動力伝達装置10を提供することができる。
このように、第1動力伝達経路11と第2動力伝達経路12の各駆動軸18が軸心方向にずれて干渉しない構成により、何れかの駆動軸18が被駆動軸に追従することによる両駆動軸18の干渉を回避することができる。よって、被駆動軸の軸間距離の変更に円滑に追従しつつ、確実にトルクを伝達する動力伝達装置10を提供することができる。
このように、第1動力伝達経路11及び第2動力伝達経路12の各々の駆動軸18が軸心方向に垂直な方向に移動する構成によれば、被駆動軸の軸間距離の変更の際、何れの被駆動軸の変位にも円滑に追従することができる。また、二つの被駆動軸2を一つのモータ14で駆動することができるから、動力伝達装置10の小型化を図ることができる。
また、動力伝達装置10は、例えば図5Aに示すように、第2中間回転体17と駆動軸18との軸心間距離を一定に維持するリンク20Bを備えていてもよい。この場合、リンク20Bは、例えば図5Aに示すように、軸方向における第2中間回転体17及び駆動軸18の両端に設けられてもよい。
かかる構成によれば、リンク20(20A)により第1中間回転体16と第2中間回転体17との軸心間距離が一定に維持される。従って、例えば図4、図6A及び図6Bに示すように、被駆動軸2の軸間距離の変更に追従する駆動軸18の移動に伴い、第1中間回転体16の円弧上を第2中間回転体17が移動しても、両中間回転体16,17の間で滑りや空回りが発生することなく、確実に動力を伝達することができる。また、リンク20(20B)により第2中間回転体17と駆動軸18との軸心間距離が一定に維持される。従って、被駆動軸2の軸間距離の変更に追従する駆動軸18の移動に伴い、第2中間回転体17の円弧上を駆動軸18が移動しても、両者の間で滑りや空回りが発生することなく、確実に動力を伝達することができる。
第1駆動部21は、例えば電磁ソレノイド、モータ又は油圧シリンダ等のアクチュエータにより構成され得る。この第1駆動部21は、被駆動軸2の移動に応じて、当該被駆動軸2及びこれに連結された駆動軸18の相対的な位置関係が維持されるようにして第2中間回転体17が第1中間回転体16の円弧上を移動するように制御され得る。
第2駆動部22は、例えば電磁ソレノイド、モータ又は油圧シリンダ等のアクチュエータにより構成され得る。この第2駆動部22は、被駆動軸2の移動に応じて、当該被駆動軸2及びこれに連結された駆動軸18の相対的な位置関係が維持されるように制御され得る。
具体的に、例えば第1動力伝達経路11における駆動軸18を該駆動軸18の軸心方向と垂直な方向(例えば上下方向)に移動させる第2駆動部22は、例えば図8Aに示すように配置される。図8Aでは、第2駆動部22が、駆動軸18の軸受30を保持するフレーム19Aを案内する支持体19Bの下部に出力軸を上方に向けて接続されており、第2駆動部22の出力軸が上下方向に向けて移動することにより、駆動軸18が上下方向に沿って移動するようになっている。
一方、第2動力伝達経路12における駆動軸18を該駆動軸18の軸心方向と垂直な方向(例えば上下方向)に移動させる第2駆動部22は、例えば図8Bに示すように配置される。図8Bでは、第2駆動部22が、駆動軸18の軸受30を保持するフレーム19Aをガイドする支持体19Bの上部に出力軸を下方に向けて接続されており、第2駆動部22の出力軸が上下方向に向けて移動することにより、駆動軸18が上下方向に沿って移動するようになっている。
このように第2駆動部22により駆動軸18が軸心方向に垂直な方向に移動される構成により、例えば、被駆動軸の軸間距離の変更と第2駆動部22による第1駆動軸18の移動を同期させた場合は、被駆動軸の軸間距離の変更に伴う駆動軸18への負荷を低減することができる。
このように、少なくとも駆動軸18を軸心方向に垂直な方向に移動する第2駆動部22と、一対の圧延ロール2の軸間距離を変更する動力を付与する第3駆動部23とが連動する構成により、軸間距離の変更に伴う一対の圧延ロール2と一対の駆動軸18との負荷を抑制しつつ、各々の軸間距離を同一に維持することができるから、装置寿命の延長を図ることができる。
モータ14の出力軸15、第1中間回転体16、第2中間回転体17又は駆動軸18は、例えば図9に非限定的に例示するように、ローラを含んで構成されてもよい。つまり、出力軸15、第1中間回転体16、第2中間回転体17及び駆動軸18は、各々の周面の摩擦力により、回転トルクを伝達するように構成されていてもよい。
このように、モータ14の出力軸15、第1中間回転体16、第2中間回転体17又は駆動軸18がローラを含む構成によれば、動作時における振動や動作音の低減を図ることができる。また、上述した出力軸15、第1中間回転体16、第2中間回転体17及び駆動軸18がギヤを含む構成に比べてバックラッシを低減することができるため、動力の伝達ロスを低減することができる。また、ギヤの歯を加工する必要がないため、製造にかかる工数及びコストを低減することができる。
また、他の実施形態では、第1動力伝達経路11及び第2動力伝達経路12の何れか一方が、第1中間回転体16、第2中間回転体17及び駆動軸18を含んでもよい。例えば上側に配置された第1動力伝達経路11のみが第1中間回転体16、第2中間回転体17及び駆動軸18を含み、上側の駆動軸18が上下に移動するように構成されていてもよい。また、下側に配置された第2動力伝達経路12のみが第1中間回転体16、第2中間回転体17及び駆動軸18を含む構成とすることもでき、この場合は下側の駆動軸18のみが上下動するように構成される。
2 圧延ロール(被駆動軸)
5 軸継手
5A カップリング
9 金属板
10 動力伝達装置(圧延ロール駆動機構)
11 第1動力伝達経路
12 第2動力伝達経路
13 ケーシング
14 モータ
15 モータ出力軸(入力軸)
16 中間ギヤ(第1中間回転体)
17 補助ギヤ(第2中間回転体)
18 駆動ギヤ(出力軸/駆動軸)
20 リンク
21 第1駆動部
22 第2駆動部
23 第3駆動部
g 軸間距離
Claims (15)
- モータの駆動力を一の被駆動軸に伝達するための第1動力伝達経路と、
前記一の被駆動軸に対向配置された他の被駆動軸に前記モータの駆動力を伝達するための第2動力伝達経路と、を備え、
前記第1動力伝達経路又は前記第2動力伝達経路の少なくとも一方は、
前記モータの出力軸に対して軸心位置が固定され前記モータの駆動力によって回転される第1中間回転体と、
前記第1中間回転体によって回転され該第1中間回転体の外周に沿って移動する第2中間回転体と、
前記第2中間回転体によって回転され前記一又は他の被駆動軸に駆動力を伝達する駆動軸と、を含み、
前記駆動軸は、前記第1中間回転体周りの前記第2中間回転体の移動に応じて、該駆動軸の軸心方向に垂直な方向に移動するように構成されている
ことを特徴とする動力伝達装置。 - 前記第2中間回転体の軸心の移動軌跡が前記第1中間回転体の軸心を中心とする円の円弧状になるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の動力伝達装置。
- 前記第1動力伝達経路又は前記第2動力伝達経路の少なくとも一方は、
前記モータの前記出力軸を挟んで一方と他方とに配置された少なくとも一対の前記第1中間回転体と、
前記モータの前記出力軸を挟んで前記一方と前記他方とに配置された一対の前記第2中間回転体と、を含む
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の動力伝達装置。 - 前記一対の第1中間回転体及び前記一対の第2中間回転体は、それぞれ前記駆動軸を挟んで対称に配置されている
ことを特徴とする請求項3に記載の動力伝達装置。 - 前記駆動軸は、
前記第1動力伝達経路を構成するとともに、前記第1動力伝達経路の前記第1中間回転体周りの前記第2中間回転体の移動に応じて第1移動方向に移動する第1駆動軸と、
前記第2動力伝達経路を構成するとともに、前記第2動力伝達経路の前記第1中間回転体周りの前記第2中間回転体の移動に応じて前記第1移動方向と逆向きである第2移動方向に移動する第2駆動軸と、を含む
ことを特徴とする請求項4に記載の動力伝達装置。 - 前記第1駆動軸は、前記第1動力伝達経路において前記第2中間回転体が前記第1中間回転体の前記軸心を中心として、前記軸心方向視における時計回り又は反時計回りの何れか一方向に回転したときに前記第1移動方向に移動するように構成されており、
前記第2駆動軸は、前記第2動力伝達経路において前記第2中間回転体が前記第1中間回転体の前記軸心を中心として、前記軸心方向視における前記時計回り又は前記反時計回りの何れか他方向に回転したときに前記第2移動方向に移動するように構成されている
ことを特徴とする請求項5に記載の動力伝達装置。 - 前記第1駆動軸は、前記軸心方向において前記第2駆動軸とずれて配置され、平面視にて前記第2駆動軸とオーバーラップしないように配置されている
ことを特徴とする請求項5又は6に記載の動力伝達装置。 - 前記第1動力伝達経路及び前記第2動力伝達経路の双方が、
前記第1中間回転体、前記第2中間回転体及び前記駆動軸を含む
ことを特徴とする請求項1〜7の何れか一項に記載の動力伝達装置。 - 前記第1中間回転体と当該第1中間回転体により回転される前記第2中間回転体との軸心間距離を一定に保持するリンクを備えている
ことを特徴とする請求項1〜8の何れか一項に記載の動力伝達装置。 - 前記第1中間回転体の軸心を支点として前記第2中間回転体を作用点に保持する前記リンクの力点に接続され、前記第2中間回転体を前記第1中間回転体の外周に沿って前記第2中間回転体の軸心の移動の軌跡が前記第1中間回転体の前記軸心を中心とする円の円弧状になるように移動させる揺動力を付与する第1駆動部を備えている
ことを特徴とする請求項9に記載の動力伝達装置。 - 前記駆動軸を前記軸心方向に垂直な方向に移動するための第2駆動部を備えている
ことを特徴とする請求項1〜10の何れか一項に記載の動力伝達装置。 - 前記モータの前記出力軸、前記第1中間回転体、前記第2中間回転体及び前記駆動軸は、各々の外周にギヤを含み、前記ギヤを介して互いが噛み合うことで動力を伝達するように構成されている
ことを特徴とする請求項1〜11の何れか一項に記載の動力伝達装置。 - 前記モータの前記出力軸、前記第1中間回転体、前記第2中間回転体又は前記駆動軸はローラを含むことを特徴とする請求項1〜11の何れか一項に記載の動力伝達装置。
- 請求項1〜12の何れか一項に記載の動力伝達装置と、
前記動力伝達装置の前記駆動軸により回転される前記一及び他の被駆動軸と、を備え、
前記一及び他の被駆動軸は、互いの軸間距離が可変な一対の圧延ロールを含む
ことを特徴とする圧延機。 - 前記一対の圧延ロールの前記軸間距離を変更する動力を付与する第3駆動部を備え、
少なくとも前記駆動軸を前記軸心方向に垂直な方向に移動するための前記駆動部及び前記第3駆動部が連動することで前記一対の圧延ロールと前記一対の駆動軸とがそれぞれ同一の軸間距離を維持するように構成されている
ことを特徴とする請求項14に記載の圧延機。
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