JP2000288608A

JP2000288608A - 圧延ロール

Info

Publication number: JP2000288608A
Application number: JP11095564A
Authority: JP
Inventors: Katsu Yamamoto; 克山本; Mitsuhiro Takatsuki; 満広高月; Tatsuyoshi Kawai; 立芳河合; Koichi Hasegawa; 光一長谷川; Akira Terajima; 明寺嶋
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp; Nippon Steel Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp; Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-04-01
Filing date: 1999-04-01
Publication date: 2000-10-17

Abstract

(57)【要約】【課題】ロール本体１１の外周に圧延リング１４が取
り付けられた圧延ロールにおいて、圧延リング１４の取
付強度の向上を図って圧延加工中のスリップを防止す
る。【解決手段】軸線Ｏ回りに回転されるロール本体１１
の外周に圧延リング１４が取り付けられてなる圧延ロー
ルにおいて、この圧延リング１４に、軸線Ｏ方向に側圧
Ｓを与えるとともに、例えば圧延リング１４を、ロール
本体１１の外周に取り付けられる円筒状のホルダ１８の
外周に焼きバメ、冷やしバメ、または圧入することによ
って固定したりして、軸線Ｏに対する径方向内周側から
内圧Ｐを与えることにより、圧延リング１４をロール本
体１１の外周に固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸線回りに回転さ
れるロール本体の外周に超硬合金等からなる圧延リング
が取り付けられて、被加工物の圧延加工を行う圧延ロー
ルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は、従来のこの種の圧延ロールの一
例を示すものである。この図８において符号１で示すの
は軸線Ｏ回りに回転可能に支持される多段円柱状のロー
ル本体であって、その一端側（図８において左側）には
雄ねじ部１Ａが形成されるとともに他端側（図８におい
て右側）にはフランジ部１Ｂが形成されており、これら
雄ねじ部１Ａとフランジ部１Ｂとの間には両者の中間の
外径の取付部１Ｃが形成されていて、この取付部１Ｃ
に、上記フランジ部１Ｂ側から順に皿バネ２、スペーサ
３、圧延リング４、およびスペーサ５が嵌挿されてい
る。さらに、上記雄ねじ部１Ａには油圧ナット６がねじ
込まれており、この油圧ナット６の油圧室６Ａに作動油
を供給してピストン６Ｂによりスペーサ３，５および圧
延リング４を介して皿バネ２を圧縮し、この状態でスペ
ーサ５と油圧ナット６との間に割りリング７を介装した
後、油圧ナット６の圧力を開放することにより、皿バネ
２の弾性力によって圧延リング４はその両側のスペーサ
３，５から軸線Ｏ方向に側圧Ｓを受けて取付部１Ｃの外
周に固定される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
圧延リング４が側圧Ｓによって固定されているだけの圧
延ロールでは、この側圧Ｓによる固定力以上の圧延トル
クが圧延リング４に作用すると、圧延加工中に圧延リン
グ４がロール本体１の周方向にずれ動いてスリップを起
こしてしまう。しかるに、圧延加工中にこのような圧延
リング４のスリップが惹起されると、圧延リング４とロ
ール本体１の取付部１Ｃとの嵌合面やスペーサ３，５と
の接触面に摩耗や損傷が生じてしまい、これにより圧延
リング４外周の圧延部（カリバー部）４Ａの振れ精度が
損なわれて加工精度の劣化を招くため、頻繁に圧延リン
グ４やスペーサ３，５等を交換しなければならなくな
る。また、例えば特殊型鋼やネジ鉄筋用異形棒鋼などの
圧延加工や、その他の高精度が要求される高級棒鋼や線
材の圧延加工においては、圧延リング４のスリップの発
生自体が許されない。

【０００４】本発明は、このような事情を鑑みてなされ
たもので、ロール本体の外周に圧延リングが取り付けら
れた圧延ロールにおいて、圧延リングの取付強度の向上
を図って圧延加工中のスリップを防止することが可能な
圧延ロールを提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して、こ
のような目的を達成するために、本発明は、軸線回りに
回転されるロール本体の外周に圧延リングが取り付けら
れてなる圧延ロールにおいて、上記圧延リングに、上記
軸線方向に側圧を与えるとともに、該軸線に対する径方
向内周側から内圧を与えることにより、該圧延リングを
上記ロール本体の外周に固定したことを特徴とする。従
って、このように構成された圧延ロールにおいては、従
来の圧延ロールの皿バネ等による側圧に加えて、ロール
本体の径方向内周側から与えられる内圧が圧延リングに
作用することにより、圧延リングの周方向へのずれ動き
に対する摩擦抵抗を増大させることができ、圧延加工時
における圧延リングの取付強度の向上を図ることができ
る。

【０００６】ここで、このように圧延リングに径方向内
周側から内圧を作用させるには、一つに、上記圧延リン
グを、上記ロール本体の外周に取り付けられる円筒状の
ホルダの外周に焼きバメ、冷やしバメ、または圧入する
ことによって固定する手段を採ることができ、このよう
な手段を採った場合には、焼きバメや冷やしバメ、また
は圧入により生じる予応力によって圧延リングに内圧が
付与される。また、他の一つとして、上記圧延リング
を、上記ロール本体の外周にテーパ嵌合させることによ
り固定する手段を採ることができ、この場合には圧延リ
ングがテーパ嵌合によって拡径させられるように応力を
受けることにより、内圧が付与される。なお、この場合
には、ロール本体と圧延リングとの間にテーパスリーブ
を介装することにより、このテーパスリーブを介して圧
延リングに内圧を与えるようにしてもよい。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
を示すものである。本実施形態におけるロール本体１１
は鋼材により形成されていて、図８に示した従来の圧延
ロールと同様に一端側の雄ねじ部１１Ａから他端側のフ
ランジ部１１Ｂにかけてその外径が段階的に拡径する多
段円柱状に形成されており、これら雄ねじ部１１Ａおよ
びフランジ部１１Ｂよりそれぞれ外側の端部が支持され
て、その軸線Ｏ回りに回転可能とされている。そして、
このロール本体１１の雄ねじ部１１Ａとフランジ部１１
Ｂとの間の取付部１１Ｃの外周には、フランジ部１１Ｂ
側から皿バネ１２、スペーサ１３、圧延リング１４、お
よびスペーサ１５が取り付けられるとともに、雄ねじ部
１１Ａには油圧ナット１６が螺着され、さらにこの油圧
ナット１６とスペーサ１５との間には割りリング１７が
介装されている。

【０００８】ここで、スペーサ１３，１５は、ロール本
体１１と同様に鋼材によって形成されていて、取付部１
１Ｃに嵌挿可能な内径とフランジ部１１Ｂよりも大きな
外径とを有する断面略方形の円環状をなしている。一
方、圧延リング１４は超硬合金等の硬質耐摩耗材料によ
り形成されていて、その外径がスペーサ１３，１５と等
しくされるとともに内径は上記取付部１１Ｃの外径より
も一回り大きくされた断面略方形の円環状をなしてお
り、その外周面には被加工物を圧延成形するための圧延
部（カリバー部）１４Ａが形成されている。しかして、
本実施形態では、この圧延リング１４の内周面とロール
本体１１の上記取付部１１Ｃとの間に、略円筒状をなす
ホルダ１８が介装されており、またこのホルダ１８の一
端側の外周には、圧延リング１４の一端側を向く側面と
スペーサ１５との間に円環板状をなすプレート１９が介
装されている。

【０００９】これらホルダ１８およびプレート１９は、
スペーサ１３，１５と同様に鋼材により形成されたもの
で、ホルダ１８は、上記取付部１１Ｃに外嵌可能な内径
を有する円筒部１８Ａとこの円筒部１８Ａの他端側の外
周部から拡径する円環板状のフランジ部１８Ｂとが一体
形成されて断面Ｌ字状をなしており、このフランジ部１
８Ｂの外径はスペーサ１３，１５および圧延リング１４
の外径と等しくされている。また、プレート１９は、ホ
ルダ１８の上記円筒部１８Ａに外嵌可能な内径を有する
とともに、その外径はやはりスペーサ１３，１５および
圧延リング１４の外径と等しくされている。そして、上
記圧延リング１４は、ホルダ１８の上記円筒部１８Ａに
焼きバメ、冷やしバメ、または圧入されて締まりバメさ
れた状態で取り付けられており、これにより該圧延リン
グ１４には、上記軸線Ｏに対する径方向内周側から内圧
Ｐが付与されている。

【００１０】こうしてホルダ１８に取り付けられた圧延
リング１４は、さらにホルダ１８の円筒部１８Ａの一端
側に上記プレート１９が取り付けられた上で、これらホ
ルダ１８およびプレート１９ごと、上述のようにスペー
サ１３，１５の間に介装される。そして、上記油圧ナッ
ト１６の油圧室１６Ａに作動油を供給してピストン１６
Ｂを突出させることにより皿バネ１２を圧縮した状態で
上記割りリング１７を介装し、しかる後この圧力を開放
することにより、皿バネ１２の弾性力によって圧延リン
グ１４はホルダ１８の上記フランジ部１８Ｂと上記プレ
ート１９とから軸線Ｏ方向に側圧Ｓを受け、この側圧Ｓ
と上記内圧Ｐとによってロール本体１１の取付部１１Ｃ
に固定される。

【００１１】従って、このように構成された圧延ロール
においては、従来と同様の皿バネ１２の弾性力による側
圧Ｓに加えて、該圧延リング１４がホルダ１８に焼きバ
メ、冷やしバメ、または圧入されることによる内圧Ｐが
作用することにより、圧延リング１４の周方向へのずれ
動きに対する摩擦抵抗を増大させることができ、これに
よって圧延リング１４をロール本体１１の取付部１１Ｃ
により強固に取り付けることが可能となって、圧延加工
時に過大な圧延トルクが作用しても圧延リング１４のス
リップを防止することができる。このため、上記構成の
圧延ロールによれば、このような圧延リング１４のスリ
ップによって該圧延リング１４の内周面や側面に摩耗や
損傷が生じたりするのを防ぐことができ、当該圧延リン
グ１４の寿命の延長を図ることができるのは勿論のこ
と、かかる摩耗や損傷によって圧延リングの圧延部１４
Ａの振れ精度が損なわれるような事態をも防止して、特
殊型鋼やネジ鉄筋用異形棒鋼、あるいはその他の高級棒
鋼や線材の圧延加工にも十分対応しうる高精度の圧延加
工を促すことが可能となる。

【００１２】また、本実施形態では、このように圧延リ
ング１４に内圧Ｐを与えるに際して、上述のように圧延
リング４をロール本体１１の取付部１１Ｃに取り付けら
れるホルダ１８の円筒部１８Ａの外周に焼きバメし、ま
たは冷やしバメし、または圧入するようにしており、こ
のような締まりバメによって生じる予応力によって内圧
Ｐが与えられるようになされている。従って、この第１
の実施形態においては、これら焼きバメや冷やしバメ、
あるいは圧入におけるハメ代を適当に設定することによ
り、圧延リング１４に作用させる内圧Ｐの大きさを調整
することが可能であり、例えば当該圧延ロールに設計上
の制約などがある場合に、これに応じて内圧Ｐと側圧Ｓ
との比率を９５：５〜５：９５の範囲で適当に設定した
りするようなことも可能となる。

【００１３】なお、このような圧延ロールは一般的に、
図２に示すように一対の圧延ロールがそのロール本体１
１，１１の軸線Ｏ，Ｏ同士を平行にして圧延リング１
４，１４の上記圧延部１４Ａ，１４Ａを対向させて配置
され、これらの圧延ロールを互いに逆方向に回転させる
ことにより圧延部１４Ａ，１４Ａの間に通された被加工
物を圧延加工するのに用いられるが、本発明の圧延ロー
ルは、このような一般的な配置の他に、例えば図３に示
すように３つの圧延ロールをその軸線Ｏ…が三角形をな
すように配置して互いの圧延リング１４…の圧延部１４
Ａ…を突き合わせ、これらの圧延部１４Ａ…の間に画成
される空間に被加工物を通して圧延加工を行うような場
合にも適用可能である。また、図４に示すように４つの
圧延ロールをその軸線Ｏ…が方形をなすように配置し
て、互いの突き合わされた圧延部１４Ａ…の間で圧延加
工を行うような場合にも適用可能である。

【００１４】一方、本実施形態では、ロール本体１１の
取付部に取り付けられた皿バネ１２の弾性力によって圧
延リング１４に側圧Ｓを作用させるようにしているが、
このような皿バネ１２等の弾性部材による弾性力によっ
て側圧Ｓを与える圧延ロール以外に、例えばロール本体
に締付ナットを締め付けることによって側圧を作用させ
るような圧延ロールや、あるいは油圧ナットの圧力によ
って側圧を作用させるような圧延ロールにも、上記構成
を適用することは可能である。そのような場合には、例
えば図５に示すようにホルダ１８の円筒部１８Ａの外周
に圧延リング１４が焼きバメ、冷やしバメ、または圧入
されて予め内圧Ｐが与えられた状態で取り付けられた圧
延リング体２０を用意しておき、この圧延リング体２０
を上述のような各種の圧延ロールのロール本体に取り付
けて側圧Ｓを与えるようにすればよい。

【００１５】次に、図６は本発明の第２の実施形態を示
すものであり、図１に示した第１の実施形態と共通する
部分には同一の符号を配して説明を省略する。すなわ
ち、この第２の実施形態においては、ロール本体１１の
取付部１１Ｃの一端側（雄ねじ部１１Ａ側）に、この一
端側に向かうに従い漸次縮径するテーパ部１１Ｄが形成
される一方、このテーパ部１１Ｄにおいて取付部１１Ｃ
に取り付けられるスペーサ１３，１５および圧延リング
１４の内周部は、該テーパ部１１Ｄと等しいテーパで一
端側に向かうに従い漸次縮径するテーパ状に形成されて
いて、この圧延リング１４が、ロール本体１１の外周に
テーパ嵌合させられることにより、該ロール本体１１の
軸線Ｏに対する径方向内周側から内圧Ｐが与えられて固
定されていることを特徴としている。

【００１６】しかるに、このように構成された第２の実
施形態の圧延ロールでは、油圧ナット１６によってスペ
ーサ１３，１５および圧延リング１４を他端側に押圧し
て皿バネ１２を圧縮する際に、圧延リング１４がロール
本体１１のテーパ部１１Ｄによって拡径させられるよう
に応力を受け、この状態で割りリング１７が介装されて
圧延リング１４が固定されるため、残留した上記応力に
よって圧延リング１４に上述のように内圧Ｐが与えられ
ることになる。従って、このような第２の実施形態の圧
延ロールにおいても、上記第１の実施形態と同様に皿バ
ネ１２による側圧Ｓに加えて上記内圧Ｐによっても圧延
リング１４をロール本体１１に強固に固定することが可
能となり、圧延加工中の圧延リング１４のスリップの防
止を図ることができる。

【００１７】また、このように圧延リング１４がロール
本体１１の取付部１１Ｃのテーパ部１１Ｄにテーパ嵌合
させられた圧延ロールにおいては、互いに密着する圧延
リング１４の内周面と上記テーパ部１１Ｄの外周面とが
傾斜していることにより、例えば図８に示した従来の圧
延ロールなどに比べてその接触面積を僅かながらでも大
きく確保することができる。従って、この第２の実施形
態の圧延ロールによれば、このように圧延リング１４の
内周面とロール本体１１との接触面積が増大することに
よっても、圧延リング１４の周方向への摩擦抵抗を増大
させることができ、圧延加工中のスリップをさらに確実
に防止することが可能となるという利点も得られる。

【００１８】なお、この第２の実施形態では、超硬合金
等からなる圧延リング１４の内周面自体をテーパ面状に
形成して、この圧延リング１４の内周面がロール本体１
１の取付部１１Ｃに形成されたテーパ部１１Ｄの外周に
直接接触するようにしているが、例えばこれを図７に示
す本発明の第３の実施形態のように、圧延リング１４は
第１の実施形態と同様に取付部１１Ｃよりも一回り大き
な内径を有する断面略方形の環状に形成するとともに、
この圧延リング１４とロール本体１１のテーパ部１１Ｄ
との間に、圧延リング１４の内周に嵌挿可能な外径とロ
ール本体１１のテーパ部１１Ｄに密着可能なテーパ面状
の内周面とを有するテーパスリーブ２１を介装し、この
テーパスリーブ２１をロール本体１１にテーパ嵌合させ
て圧延リング１４を固定するようにしてもよい。

【００１９】ここで、本実施形態では、このテーパスリ
ーブ２１は、スペーサ１３，１５と同じ鋼材によって形
成されたものであって、その軸線Ｏ方向の長さは圧延リ
ング１４よりも若干大きくされており、その一端側の外
周部には外周側に拡径するフランジ部２１Ａが形成され
ている。また、本実施形態における一端側のスペーサ１
５には、その他端側の内周部に、このテーパスリーブ２
１のフランジ部２１Ａを嵌挿して収容可能な凹部１５Ａ
が形成されている。ただし、この凹部１５Ａにフランジ
部２１Ａを収容してスペーサ１５をロール本体１１の取
付部１１Ｃに取り付け、さらに油圧ナット１６との間に
割りリング１７を介装して皿バネ１２の弾性力により圧
延リング１４を固定した状態で、このスペーサ１５は、
上記テーパスリーブ２１のフランジ部２１Ａに干渉され
ることなく、第１、第２の実施形態と同様にその他端側
を向く側面が圧延リング１４に直接接触して側圧Ｓを与
えるようになされている。

【００２０】しかるに、このように構成された第３の実
施形態の圧延ロールにおいては、テーパスリーブ２１が
ロール本体１１の取付部１１Ｃに形成されたテーパ部１
１Ｄにテーパ嵌合することにより、このテーパスリーブ
２１が外周側に拡径させられ、これによって圧延リング
１４が軸線Ｏに対する径方向内周側から押圧されて内圧
Ｐが与えられるので、上記第１、第２の実施形態と同様
の効果を得ることができる。また、この第３の実施形態
では、超硬合金等の硬質材料よりなる圧延リング１４に
テーパ面を形成することなく、鋼材よりなるテーパスリ
ーブ２１の内周をテーパ面状に形成すればよいので、そ
の加工が容易であるという利点を得ることもできる。

【００２１】なお、この第３の実施形態ではテーパスリ
ーブ２１は圧延リング１４の内周に嵌挿されているだけ
であるが、例えばこの圧延リング１４を第１の実施形態
の場合と同様にテーパスリーブ２１の外周に焼きバメ、
冷やしバメ、または圧入することによって取り付けるよ
うにすれば、一層大きな内圧Ｐを圧延リング１４に与え
ることが可能となり、さらに強固に圧延リング１４を固
定することができて圧延加工中のスリップをより確実に
防止することが可能となる。また、このテーパスリーブ
２１の外周面を内周面とは逆にロール本体１１の他端側
に向かうに従い漸次縮径するテーパ面状に形成するとと
もに、圧延リング１４の内周面をこのテーパスリーブ２
１の外周面に密着可能なテーパ面状に形成し、テーパス
リーブ２１が圧延リング１４ともテーパ嵌合するように
構成してもよい。さらに、この第３の実施形態や上記第
２の実施形態、あるいは図５に示した圧延リング体２０
についても、図２に示す２ロールでの使用はもとより、
図３に示す３ロールでの使用や図４に示す４ロールでの
使用に適用することも勿論可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ロール本体の軸線方向に作用する側圧に加えて、該軸線
に対する径方向内周側からの内圧によっても圧延リング
がロール本体の外周に固定されるため、圧延リングの周
方向へのずれ動きに対する摩擦抵抗を増大させてその取
付強度を向上させ、圧加工中のスリップの発生を防止す
ることができる。従って、かかるスリップによる圧延リ
ングの摩耗や損傷を防止してその寿命の延長を図ること
ができるとともに、その圧延部の振れ精度の向上を促す
ことができて、高い精度を要求される圧延加工にも十分
対応しうる圧延ロールを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す側断面図であ
る。

【図２】図１に示す第１の実施形態を２ロールで使用
する場合を示す図である。

【図３】図１に示す第１の実施形態を３ロールで使用
する場合を示す図である。

【図４】図１に示す第１の実施形態を４ロールで使用
する場合を示す図である。

【図５】図１に示す第１の実施形態に係わる圧延リン
グ体２０の側断面図である。

【図６】本発明の第２の実施形態を示す側断面図であ
る。

【図７】本発明の第３の実施形態を示す側断面図であ
る。

【図８】従来の圧延ロールの一例を示す側断面図であ
る。

【符号の説明】

１１ロール本体１１Ｃ取付部１１Ｄテーパ部１２皿バネ１３，１５スペーサ１４圧延リング１６油圧ナット１７割リング１８ホルダ１９プレート２０圧延リング体２１テーパスリーブＯロール本体１１の軸線Ｓ側圧Ｐ内圧

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高月満広岐阜県安八郡神戸町大字横井字中新田1528 番地三菱マテリアル株式会社岐阜製作所内 (72)発明者河合立芳北海道室蘭市仲町12番地新日本製鐵株式会社室蘭製鐵所内 (72)発明者長谷川光一北海道室蘭市仲町12番地新日本製鐵株式会社室蘭製鐵所内 (72)発明者寺嶋明北海道室蘭市仲町12番地新日本製鐵株式会社室蘭製鐵所内Ｆターム(参考） 4E016 AA04 AA05 AA06 AA09 BA07 BA10 DA03 DA06 DA15 FA06 FA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸線回りに回転されるロール本体の外周
に圧延リングが取り付けられてなる圧延ロールであっ
て、上記圧延リングは、上記軸線方向に側圧が与えられ
るとともに、該軸線に対する径方向内周側から内圧が与
えられることにより、上記ロール本体の外周に固定され
ることを特徴とする圧延ロール。
【請求項２】上記圧延リングは、上記ロール本体の外
周に取り付けられる円筒状のホルダの外周に焼きバメ、
冷やしバメ、または圧入されることにより、内圧が与え
られて固定されることを特徴とする請求項１に記載の圧
延ロール。
【請求項３】上記圧延リングは、上記ロール本体の外
周にテーパ嵌合させられることにより、内圧が与えられ
て固定されることを特徴とする請求項１に記載の圧延ロ
ール。
【請求項４】上記ロール本体と圧延リングとの間には
テーパスリーブが介装されていることを特徴とする請求
項３に記載の圧延ロール。