JP2001140916A - 回転軸連結機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧拡張室付スリーブ３の内周面を横断面小
判形とすることにより、ロールカップリング２の小判形
内孔２ａを均等に収縮させて圧延ロール１の小判形連結
部１ａを確実に圧接することができる回転軸連結機構を
提供する。 【解決手段】 油圧拡張室付スリーブ３の拡張板３ｃを
横断面小判形に形成し、この拡張板３ｃの平面部と油圧
拡張室３ａ内の外周面との間に横断面弓形のスペーサ４
を挿入して、同じ横断面小判形の外周面を有するロール
カップリング２に外嵌する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧延機の圧延ロー
ル等の回転軸を連結して駆動するための回転軸連結機構
に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧延機の圧延ロールは、ユニバーサルジ
ョイントを介してモータに接続され、このモータの駆動
力によって回転するようになっている。ただし、この圧
延ロールは、使用に伴いロール面が摩耗するので、適宜
交換する必要がある。そこで、ユニバーサルジョイント
の一端側には、図５及び図６に示すように、筒状のロー
ルカップリング２が設けられ、圧延ロール１の軸端部に
形成された横断面小判形の小判形連結部１ａを、このロ
ールカップリング２に形成された横断面小判形の小判形
内孔２ａに嵌合させるようにしている。ロールカップリ
ング２の小判形内孔２ａは、圧延ロール１の小判形連結
部１ａよりも少し大きく形成されているので、圧延ロー
ル１の交換時には、この小判形連結部１ａを容易に着脱
することができる。また、横断面小判形の小判形内孔２
ａに小判形連結部１ａが嵌合するので、これらの平面部
２ｂ，１ｂ同士が係合して、ロールカップリング２側か
らの回転トルクを圧延ロール１に確実に伝えることがで
きる。

【０００３】もっとも、ロールカップリング２の小判形
内孔２ａと圧延ロール１の小判形連結部１ａとの間に
は、着脱のための隙間があるため、このまま圧延作業を
行ったのでは、圧延ロール１の回転時にガタ付きによる
振動が発生し圧延製品の表面にシワ等を生じさせるおそ
れがある。このため、従来から、ロールカップリング２
には、筒状の外周に油圧拡張室付スリーブ３を外嵌し、
この油圧拡張室付スリーブ３の圧迫によって小判形内孔
２ａを収縮させて小判形連結部１ａに圧接し固定するこ
とにより、圧延ロール１のガタ付きをなくすようにして
いた。

【０００４】油圧拡張室付スリーブ３は、筒状の鋼材の
内部の内周面に極めて近い部分に全周にわたって薄い筒
状の空間からなる油圧拡張室３ａが形成されたものであ
り、外周面に開口した油圧口３ｂから高圧の油圧を加え
ることにより、この油圧拡張室３ａの内周側を覆う拡張
板３ｃを油圧によって内側に撓ませて内周面の径を収縮
させることができるようにしたものである。このような
油圧拡張室付スリーブ３は、円筒形の本体の内周にわず
かに径が小さく極めて薄い円筒体を隙間が等しくなるよ
うに挿入し、両端の開口部を溶接により封止することに
より製造される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記油圧拡
張室付スリーブ３は、図７に示すように、油圧拡張室３
ａが拡張して拡張板３ｃの内周面の径が全体に収縮する
と、ロールカップリング２の外周面を均等に圧迫するこ
とになる。しかしながら、筒状のロールカップリング２
は、外周面は円周状であるが、内周面には横断面小判形
の小判形内孔２ａが形成されているので、この小判形内
孔２ａの両平面部２ｂでの肉厚が円周部に比べて特に厚
くなる。従って、このように肉厚が不均一なロールカッ
プリング２の外周を均等に圧迫すると、小判形内孔２ａ
は、図８に示すように、肉厚が厚く剛性の高い両平面部
２ｂがそのままの形状を保って内側に平行移動するの
で、肉厚が薄く剛性の低い円周部は、逆に外側に膨らむ
ように変形しようとする。

【０００６】このため、圧延ロール１の小判形連結部１
ａは、両平面部１ｂについては、ロールカップリング２
の小判形内孔２ａの両平面部２ｂの間で確実に挟持され
るが、この小判形連結部１ａの円周部は、小判形内孔２
ａの円周部に十分に挟持されず、場合によってはここに
隙間が生じて、圧延作業時に圧延ロール１が小判形連結
部１ａの円周部方向にガタ付くおそれがあるという問題
が発生していた。

【０００７】なお、ロールカップリング２の小判形内孔
２ａにおける両平面部２ｂに、図１８に示すような溝２
ｄを形成したり、スリット等を形成して、この部分の剛
性を弱めることにより、圧延ロール１の小判形連結部１
ａを確実に保持しようとする発明も従来からなされてい
る（特許公報第２６９４６８３号公報）。しかしなが
ら、このような構成であっても、小判形内孔２ａの両平
面部２ｂの肉厚は、溝２ｄやスリット等がない部分では
まだ厚い状態であるため、全体としてはこれら両平面部
２ｂが内側に平行移動する傾向がある程度残るので、円
周部での圧迫力が弱くなるという問題は十分には解消で
きない。しかも、油圧拡張室付スリーブ３がロールカッ
プリング２の外周面を圧迫した場合に、溝２ｄやスリッ
トの縁部に応力が集中し易くなるので、これらのエッジ
部分のみが小判形連結部１ａに食い込んで点接触や線接
触による挟持となり、平面部２ｂの面接触による確実な
挟持ができないという問題も生じる。

【０００８】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、油圧拡張室付スリーブの内周面を横断面小判
形とすることにより、被連結部材の筒状部の小判形内孔
を均等に収縮させて回転軸の小判形連結部を確実に圧接
することができる回転軸連結機構を提供することを目的
としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、円周
状の外周面の両側を軸心に沿う互いにほぼ平行な平面で
削り取った形状の横断面小判形に形成された回転軸の軸
端部の小判形連結部を、この小判形連結部よりも少し大
きい横断面小判形に形成された被連結部材の筒状部の小
判形内孔に挿入し、この被連結部材の筒状部の外周に外
嵌された油圧拡張室付スリーブ内の油圧拡張室に油圧を
加えて拡張させ、この油圧拡張室の内周側を覆うほぼ均
等な薄い板厚の拡張板の内周径を全体に収縮させること
により、筒状部を圧迫して小判形内孔を回転軸の小判形
連結部に圧接し固定する回転軸連結機構において、被連
結部材の筒状部の外周面を、小判形内孔の円周部よりも
径の大きい同心であり、かつ、この小判形内孔の平面部
とほぼ平行な平面部を備えた横断面小判形に形成すると
共に、油圧拡張室付スリーブの拡張板を、内周面が被連
結部材の筒状部の外周面よりも少し大きい横断面小判形
に形成し、この拡張板の両平面部における外周面と油圧
拡張室内の円周状の外周面との間に、それぞれ外周側の
面に円周面が形成された横断面弓形のスペーサを挿入し
たことを特徴とする。

【００１０】請求項１の発明によれば、油圧拡張室付ス
リーブの油圧拡張室に油圧を加えると、この油圧に押さ
れて拡張板が内周側に撓み内周面を収縮させる。ただ
し、油圧拡張室は外周面が円周状であるが、拡張板は横
断面小判形であるため、この拡張板の平面部の外周側の
油圧拡張室は空間が広くなり、そのままでは拡張板が内
周側に不規則に撓むおそれがある。しかしながら、この
油圧拡張室の広い空間にはスペーサが挿入されるので、
このスペーサが油圧によって拡張板の平面部を均等に内
周側に押圧することができる。また、スペーサの内周側
に回り込んだ油が拡張板の平面部を直接押圧することも
あるが、この場合であっても、スペーサの内周側の面に
よって拡張板が不規則に撓むのを防止できる。従って、
油圧拡張室付スリーブは、拡張板の横断面小判形の内周
面が同じ横断面小判形の筒状部の外周面を全体に均等に
圧迫するので、この筒状部は、外周面の円周部と平面部
にほぼ均等な圧迫力を受け、しかも、肉厚もほぼ等しく
することができることから、小判形内孔をほぼ均等に収
縮させて、回転軸の小判形連結部に均一に圧接すること
ができるようになる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００１２】図１〜図４は本発明の一実施形態を示すも
のであって、図１は圧延機の回転軸連結機構の構成を示
す横断面側面図、図２は圧延機の回転軸連結機構の構成
を示す縦断面正面図、図３はロールカップリングの構成
を示す斜視図、図４は油圧拡張室付スリーブの構成を示
す縦断面斜視図である。なお、図５〜図９に示した従来
例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記す
る。

【００１３】本実施形態は、図１及び図２に示すよう
に、従来例と同様の圧延機の圧延ロール１をロールカッ
プリング２に連結する回転軸連結機構について説明す
る。圧延ロール１の軸端部には、従来例と同様に、横断
面小判形の小判形連結部１ａが形成されている。横断面
小判形とは、軸体の円周状の外周面の両側を軸心に沿う
互いにほぼ平行な平面で削り取った形状をいい、外周面
のうちで平面により削り取られた部分がそれぞれ平面部
となり、残りの部分が円周部となる。また、通常はこれ
らの平面部が軸心から等距離となり左右対称の形状をな
す。ただし、横断面小判形の孔の場合には、この軸体の
外周面が隙間なく嵌合するような孔形状をいう。

【００１４】ロールカップリング２は、ユニバーサルジ
ョイントの一端部に形成された、圧延ロール１を連結す
るための筒状部であり、図３に示すように、この筒状部
の内周には、小判形内孔２ａが形成されている。小判形
内孔２ａは、圧延ロール１の小判形連結部１ａよりも少
し大きい横断面小判形に形成された孔、即ち小判形連結
部１ａの外周面との間にほぼ均一なわずかずつの隙間が
形成されるような横断面小判形の孔である。また、ロー
ルカップリング２の外周面は、図１に示すように、小判
形内孔２ａと同心状の横断面小判形に形成されている。
従って、このロールカップリング２の外周面は、小判形
内孔２ａの円周部と同心であり、これよりも径の大きい
円周面の円周部と、この小判形内孔２ａの平面部２ｂと
平行な平面部２ｃを備えている。また、このロールカッ
プリング２の外周面の横断面小判形は、小判形内孔２ａ
とほぼ相似形に形成することにより、筒状の肉厚が等し
くなるようにしている。

【００１５】上記ロールカップリング２の外周には、図
１及び図２に示すように、油圧拡張室付スリーブ３が外
嵌される。油圧拡張室付スリーブ３は、従来例と同様
に、内部に油圧拡張室３ａが形成されているが、内周面
はロールカップリング２の外周面よりも少し大きい横断
面小判形に形成されている。即ち、油圧拡張室３ａ内の
外周面は円周面をなし、油圧口３ｂに通じる孔が開口し
ている。しかし、この油圧拡張室３ａの内周側を覆う拡
張板３ｃが横断面小判形に形成されている。拡張板３ｃ
は、板厚がほぼ等しい薄い鋼板を横断面小判形の筒状に
形成したものであり、円筒形の油圧拡張室付スリーブ３
の本体の内周に挿入し、両端の開口部を弓形の鋼板で塞
ぐと共に、隙間を溶接により封止される。

【００１６】上記油圧拡張室付スリーブ３は、図４に示
すように、拡張板３ｃの平面部の外周側に、油圧拡張室
３ａ内の円周状の外周面との間の広い空間がそれぞれ形
成される。そして、これらの空間には、それぞれスペー
サ４を挿入してから拡張板３ｃを封止する。スペーサ４
は、外周側の面に油圧拡張室３ａ内の外周面に沿った円
周面が形成された横断面弓形をなし、拡張板３ｃの平面
部との間の空間にほとんど隙間なく嵌まり込むようにな
っている。

【００１７】上記構成の回転軸連結機構は、まず圧延ロ
ール１の軸端部の小判形連結部１ａをロールカップリン
グ２の小判形内孔２ａに挿入する。この場合、小判形内
孔２ａは、小判形連結部１ａよりも少し大きく形成され
ているので、容易に挿入することができる。次に、油圧
拡張室付スリーブ３の油圧口３ｂに高圧の油圧を加えて
油圧拡張室３ａを拡張させ、拡張板３ｃを内周側に均等
に撓ませることにより内周面を収縮させる。ここで、油
圧拡張室３ａにスペーサ４が挿入されていなかったとす
ると、拡張板３ｃの平面部の外周側には、円周部の外周
側よりも非常に広い空間が形成されることになる。そし
て、この油圧拡張室３ａに油を注入して高い圧力を加え
ると、薄い鋼板からなる拡張板３ｃは、特に広い空間の
ある平面部の油圧によって不規則に撓み、内周面が均等
に収縮しないおそれがある。しかし、本実施形態のよう
に、横断面弓形のスペーサ４が挿入されていれば、この
スペーサ４の内周側の平面が油圧によって拡張板３ｃの
平面部を均等に押圧し、また、この油圧が拡張板３ｃを
直接押圧する場合にも、スペーサ４の内周側の平面に沿
うことにより、不規則に撓むようなおそれが生じない。

【００１８】上記のようにして、油圧拡張室付スリーブ
３における拡張板３ｃの横断面小判形の内周面が均等に
収縮すると、ロールカップリング２の横断面小判形の外
周面が全体に均等に圧迫される。そして、このロールカ
ップリング２の外周面の横断面小判形は、小判形内孔２
ａとの間の肉厚が全周にわたってほぼ等しいので、小判
形内孔２ａも均等に圧迫されることになる。このため、
ロールカップリング２は、小判形内孔２ａを均等に収縮
させて、圧延ロール１の小判形連結部１ａの外周面に均
一に圧接し、これを確実に固定することができる。

【００１９】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、油圧拡張室付スリーブ３の横断面小判形の内周面
が、同じく横断面小判形で肉厚の等しいロールカップリ
ング２を均等に圧迫するので、このロールカップリング
２の小判形内孔２ａが圧延ロール１の小判形連結部１ａ
の外周面を均一に圧接し固定することができ、圧延作業
時に圧延ロール１に半径方向の強い力が加わった場合に
も、ロールカップリング２との間にガタ付きが生じない
ようにすることができる。

【００２０】なお、上記実施形態では、圧延機の圧延ロ
ール１をロールカップリング２に連結する回転軸連結機
構について説明したが、その他の回転軸を連結する回転
軸連結機構についても、同様に実施可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の回転軸連結機構によれば、油圧拡張室付スリーブにお
ける拡張板の横断面小判形の内周面がスペーサに補助さ
れて均等に収縮するので、筒状部の横断面小判形の外周
面を介して小判形内孔を回転軸の小判形連結部に確実に
圧接して固定することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、圧延
機の回転軸連結機構の構成を示す横断面側面図である。

【図２】本発明の一実施形態を示すものであって、圧延
機の回転軸連結機構の構成を示す縦断面正面図である。

【図３】本発明の一実施形態を示すものであって、ロー
ルカップリングの構成を示す斜視図である。

【図４】本発明の一実施形態を示すものであって、油圧
拡張室付スリーブの構成を示す縦断面斜視図である。

【図５】従来例を示すものであって、圧延機の回転軸連
結機構の構成を示す縦断面斜視図である。

【図６】従来例を示すものであって、圧延機の回転軸連
結機構の構成を示す縦断面正面図である。

【図７】従来例を示すものであって、圧延機の回転軸連
結機構の構成を示す横断面側面図である。

【図８】従来例を示すものであって、ロールカップリン
グの変形の様子を示す側面図である。

【図９】他の従来例を示すものであって、圧延機の回転
軸連結機構の構成を示す横断面側面図である。

【符号の説明】

１ 圧延ロール １ａ 小判形連結部 １ｂ 平面部 ２ ロールカップリング ２ａ 小判形内孔 ２ｂ 平面部 ２ｃ 平面部 ３ 油圧拡張室付スリーブ ３ａ 油圧拡張室 ３ｃ 拡張板 ４ スペーサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円周状の外周面の両側を軸心に沿う互い
   にほぼ平行な平面で削り取った形状の横断面小判形に形
   成された回転軸の軸端部の小判形連結部を、この小判形
   連結部よりも少し大きい横断面小判形に形成された被連
   結部材の筒状部の小判形内孔に挿入し、この被連結部材
   の筒状部の外周に外嵌された油圧拡張室付スリーブ内の
   油圧拡張室に油圧を加えて拡張させ、この油圧拡張室の
   内周側を覆うほぼ均等な薄い板厚の拡張板の内周径を全
   体に収縮させることにより、筒状部を圧迫して小判形内
   孔を回転軸の小判形連結部に圧接し固定する回転軸連結
   機構において、 被連結部材の筒状部の外周面を、小判形内孔の円周部よ
   りも径の大きい同心であり、かつ、この小判形内孔の平
   面部とほぼ平行な平面部を備えた横断面小判形に形成す
   ると共に、 油圧拡張室付スリーブの拡張板を、内周面が被連結部材
   の筒状部の外周面よりも少し大きい横断面小判形に形成
   し、この拡張板の両平面部における外周面と油圧拡張室
   内の円周状の外周面との間に、それぞれ外周側の面に円
   周面が形成された横断面弓形のスペーサを挿入したこと
   を特徴とする回転軸連結機構。