JP2001252706A - ロール圧延機およびロール圧延機列 - Google Patents
ロール圧延機およびロール圧延機列Info
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Abstract
をコンパクト化でき、圧延後におけるパイプ内面の角張
りを防止できるロール圧延機を提供する。 【解決手段】 パスラインを中心として対称に配置され
た複数のロール1と、ロール1を回転駆動させる大径の
リング状の駆動用ベベルギヤ4と、駆動用ベベルギヤ4
を回転させる入力軸機構5と、駆動用ベベルギヤ4の周
方向において等間隔に配置した複数の伝達機構8と、そ
れらを保持するハウジング3とからなり、入力軸機構5
が、ハウジング3の外部から内部へ通された1本の入力
軸6と、入力軸6に取付けられ駆動用ベベルギヤ4に噛
み合わされた小径の入力用ベベルギヤ7とからなり、入
力軸機構5は周方向に隣接する一対の伝達機構8,8の
間に配置されている。入力軸6を水平に配置してもロー
ルの位相角を細かく変更できる。
Description
びロール圧延機列に関する。さらに詳しくは、棒鋼や線
材、パイプ等を製品に圧延成形するロール圧延機および
ロール圧延機列に関する。なお、本明細書にいう、「製
品」とは、棒鋼、線材、パイプを含む概念である。
ル圧延機で、4方向あるいは3方向から圧延し、これを
多段に並べたロール圧延機列で何度も繰り返して圧延
し、断面形状を少しづつ減少させながら、所望の形状と
寸法に仕上げていく。
のうち、4ロール圧延機の代表的なものは、図9〜10
に示すように構成されている。同図において、1本の軸
が入力軸101 であって、この入力軸101 により4本のロ
ールが駆動される。すなわち、1本のロール102 に前記
入力軸101 が直結されており、4本のロール102 、103
、104 、105 のそれぞれの側面にベベルギヤ102b、103
b、104b、105bが取付けられている。したがって、入力
軸の101 が1本のロール102 を回転させると、前記ベベ
ルギヤ102b〜105bを介して残るロール103、104 、105
に駆動力を伝達していくようになっている。そして、図
10に示すように同様の4ロールミルのロール位相角を
45°傾斜させて傾斜ミルを構成した場合は、入力軸10
1 が斜め上方へ延びるので、この入力軸101 に連結する
減速機は嵩高い大形のものとなり、設備費が高くなった
り設置スペースを多く占有するという問題がある。
るには、ロール位相角度を細かく変えてタンデム配置し
た多段圧延機列により圧延するのが効果的である。とく
に、パイプ用ストレッチジューサでは、パイプ内面に角
張りが発生し、パイプの内面形状が多角形断面に仕上が
る傾向があるが、ロール位相角を細かく変えていくと、
かなり抑制でき、内面形状も円形のパイプに仕上げるこ
とができる。
えると減速機が嵩張ったものになったり、また位相角配
置を変更するためにハウジング配置を変更できる構造と
すると減速機が複雑なものとなる等の欠点がある。
み、圧延機やこれに接続される駆動減速機まわりをコン
パクト化でき、圧延後におけるパイプ内面の角張りを防
止できるロール圧延機およびロール圧延機列を提供する
ことを目的とする。
は、パスラインを中心として対称に配置された複数のロ
ールを有するロールユニットと、前記ロールを回転駆動
させる駆動ユニットとを備え、該駆動ユニットは、大径
のリング状の駆動用ベベルギヤと、該駆動用ベベルギヤ
を回転させる入力軸機構と、前記駆動用ベベルギヤの回
転を各ロールに伝えるべく、前記駆動用ベベルギヤの周
方向において等間隔に配置した複数の伝達機構と、それ
らを保持するハウジングとからなり、前記入力軸機構
が、前記ハウジングの外部から内部へ通された1本の入
力軸と、該入力軸に取付けられ、前記駆動用ベベルギヤ
に噛み合わされた小径の入力用ベベルギヤとからなり、
該入力軸機構は前記複数の伝達機構のうち、周方向に隣
接する一対の伝達機構の間に配置されていることを特徴
とする。請求項2のロール圧延機は、請求項1記載の発
明において、前記各伝達機構が、前記駆動用ベベルギヤ
に噛み合っている小径の伝達用ベベルギヤを取付けた第
1伝動軸と、該第1伝動軸に取付けた第1円筒歯車と、
前記ロールのロール軸に連結される第2伝動軸と、該第
2伝動軸に取付けられ前記第1円筒歯車に噛み合う第2
円筒歯車とからなることを特徴とする。請求項3のロー
ル圧延機は、請求項2記載の発明において、前記入力軸
機構の入力軸を、前記複数の伝達機構のうちの一の伝達
機構の第1伝動軸に代えて、第2伝動軸と平行に配置
し、前記入力軸に第1円筒歯車を取付けて、前記第2伝
動軸の第2円筒歯車と噛み合わせたことを特徴とする。
請求項4のロール圧延機は、請求項3記載の発明におい
て、前記入力軸の第1円筒歯車に代えて第1かさ歯車を
取付け、前記第2伝動軸の第2円筒歯車に代えて第2か
さ歯車を取付けたことを特徴とする。請求項5のロール
圧延機列は、請求項1のロール圧延機を複数台用い、各
ロール圧延機の入力軸を水平に配置すると共に、各ロー
ルユニットのロール位相角をそれぞれ変えて配置したこ
とを特徴とする。請求項6のロール圧延機列は、請求項
4のロール圧延機を複数台用い、各ロール圧延機の入力
軸を水平に配置すると共に、各ロールユニットのロール
位相角をそれぞれ変えて配置したことを特徴とする。請
求項7のロール圧延機列は、入力軸を水平に配置した請
求項3のロール圧延機と、請求項5のロール圧延機列
と、請求項6のロール圧延機列をパスラインに沿ってタ
ンデム配置したことを特徴とする。
して外部駆動源のトルクを駆動用ベベルギヤに伝える
と、駆動用ベベルギヤが回転し、その回転が複数の伝達
機構を介して各ロールに伝えられ、各ロールが回転して
素材を圧延することができる。そして、入力軸機構は周
方向に配置された一対の伝達機構の間に配置されている
ので、互いに干渉しない限り、前記一対の伝達機構の間
で入力軸機構の取付け角度を自由に選択できる。換言す
れば、前記入力軸機構を水平に配置した状態でロールユ
ニットのロール位相角を自由に変更できる。このため、
本発明のロール圧延機をタンデムに配置すれば、ロール
位相角を細かく変えた圧延機列の構成が可能となる。請
求項2の発明によれば、駆動用ベベルギヤの回転トルク
が、第1伝動軸の第1円筒歯車と第2伝動軸の第2円筒
歯車の噛み合いによって各ロールに伝動されるので、伝
動ロスが少なく高効率に駆動力を利用できる。また、機
構がコンパクトであるので、入力軸機構と干渉しにく
く、入力軸機構を水平に配置した場合の伝達機構の位相
角、換言すればロールの位相角の変更幅を大きくとれ
る。請求項3の発明によれば、複数の伝達機構のうち一
の伝達機構は、第1伝動軸を用いず、入力軸から第2伝
動軸へ第1・第2円筒歯車の噛み合わせを介してトルク
伝達される。このように入力軸が第1伝動軸の機能を兼
ねたことから、入力軸を水平にして第2伝動軸と平行に
配置でき、入力軸を水平にすると共に、ロールを水平・
垂直に配置することができる。請求項4の発明によれ
ば、第1・第2かさ歯車を介して入力軸の回転トルクを
一のロールに対応付けた第2伝動軸にトルク伝達ができ
る。そして、前記第1・第2かさ歯車の直径を変えるこ
とにより、前記第2伝動軸に対する入力軸の傾斜角度を
自由に変更できる。換言すれば、入力軸を水平に配置し
た状態で、ロールの位相角を自由に変更することができ
る。このため、本発明のロール圧延機をタンデムに配置
すれば、ロール位相角を細かく変えた圧延機列の構成が
可能となる。請求項5の発明によれば、複数台のロール
圧延機のロール位相角をそれぞれ変えているので、素材
を円周上の多くの角度から圧下でき、圧延後の寸法精度
が高くなり、とくにパイプの内面の角張りを防止でき
る。そして全てのロール圧延機の入力軸が水平であるの
で、駆動用減速機との連結部が嵩高くならず、また駆動
用減速機内に伝達用ベベルギヤが不要となるので、コン
パクトになる。請求項6の発明によれば、複数台のロー
ル圧延機のロール位相角をそれぞれ変えているので、素
材を円周上の多くの角度から圧下でき、圧延後の寸法精
度が高くなり、とくにパイプの内面の角張りを防止でき
る。そして、ロール圧延機を傾斜ロールに構成したもの
でありながら、入力軸は水平に配置されているので、駆
動用減速機との連結部が嵩高くならない。請求項7の発
明によれば、ロールを水平・垂直に配置したロール圧延
機と、ロール位相角を少しずつ変えた複数台のロール圧
延機をタンデムに配置したので、圧延後の寸法精度を高
くし、パイプの内面の角張りを防止する効果が高い。そ
して、全てのロール圧延機の入力軸が水平に配置されて
いるので、駆動用減速機との連結部が嵩高くならない。
に基づき説明する。図1は請求項1、2の発明の一実施
形態に係るロール圧延機Aにおける表側セクションを外
した状態の正面図、図2は図1のロール圧延機の一部拡
大図、図3は図1のロール圧延機の横断面図である。
基本構造を説明する。このロール圧延機Aは、4ロール
ミルであって、一対の傾斜ロール1、1と、これに対し
て直交する他の一対の傾斜ロール1、1を有している。
この4個のロール1はパスラインまわりに90°間隔で
配置されており、各ロール1のロール溝で素材を圧延成
形するようになっている。また、各ロール1の中心には
ロール軸2が固定されている。3は後述する駆動用ベベ
ルギヤ4や伝達機構8などを保持するリング状の外側ハ
ウジングであり、この外側ハウジング3は割り型に構成
された表側セクション3a(図1では図示省略)と裏側
セクション3bとから構成されている。このハウジング
3については、図3において詳述する。なお、前記4本
のロール1は、内側ハウジング13で保持されており、
その内側ハウジング13は前記外側ハウジング3内に収
容されている。
形形状を有しており、その内部に大径のリング状の駆動
用ベベルギヤ4が配置されている。この駆動用ベベルギ
ヤ4の外径は、外側ハウジング3の外壁の内径よりわず
かに小さい程度であり、パスラインと同心に配置されて
いるので、かなり大径のリング状ギヤとすることができ
る。また、この駆動用ベベルギヤ4の内径は4個のロー
ル1の外端間距離より大きい寸法である。
6に取付けられた入力用ベベルキヤ7から構成されてい
る。この入力軸6を駆動用モータと減速機(いずれも図
示省略)によって回転させると、前記駆動用ベベルギヤ
4がパスラインまわりに回転させられる。8は伝達機構
で、前記駆動用ベベルギヤ4に噛み合って回転される伝
達用ベベルギヤ10と、第1伝動軸11および第2伝動
軸12などから構成されている。この伝達機構8は4本
のロール1のそれぞれに1組づつ、計4組設けられてお
り、前記入力軸機構5によって駆動用ベベルギヤ4が回
転されると、その回転トルクが伝達機構8によって伝え
られ、各ロール1が回転駆動される。
する。図2〜3に示すように、外側ハウジング3は表側
セクション3aと裏側セクション3bとから構成されて
いる。そして、表側セクション3aと裏側セクション3
bのそれぞれにベアリング31を介して、表側の駆動用
ベベルギヤ4aと裏側の駆動用ベベルギヤ4bとが回転
自在に取付けられている。図では、表側と裏側の2枚の
駆動用ベベルギヤを用いたが、伝達トルクを十分に負担
できるならば、表側または裏側いずれか1枚の駆動用ベ
ベルギヤ4のみを用いてもよい。なお図6は、1枚の駆
動用ベベルギヤ4のみの例を示している。前記入力軸6
は、その途中がベアリング32で支持され、その内端が
ベアリング33で支持され、ハウジング3に対し回転自
在である。そして、入力軸6に取付けた、入力用ベベル
ギヤ7は、2枚または1枚の駆動用ベベルギヤ4a、4
bに噛み合っており、これを回転させるようになってい
る。
ぎのように構成されている。第1伝動軸11はベアリン
グ34、35で回転自在に支えられており、この第1伝
動軸11に小径の伝達用ベベルギヤ10と第1円筒歯車
21が取付けられている。この伝達用ベベルギヤ10は
既述のごとく駆動用ベベルギヤ4で回転されるので、駆
動用ベベルギヤ4が回転すると第1伝動軸11が回転さ
せられる。一方、第2伝動軸12が前記第1伝動軸11
と平行に設けられ、ベアリング36、37で回転自在に
支持されている。この第2伝動軸12には、第2円筒歯
車22が取付けられており、第2円筒歯車22は前記第
1円筒歯車21と噛み合っている。そして、第2伝動軸
12は、着脱カップリング40でロール軸2に連結され
ている。なお、前記第1、第2円筒歯車21、22は、
平歯車であってもはすば歯車であってもよい。また、ベ
アリング34〜37は外側ハウジング3で保持されてい
る。
示しないモータの回転力を減速機を介して入力軸6に伝
えると、駆動用ベベルギヤ4が回転し、その回転が4個
の伝達機構8を介して、4本のロール1に伝えられ、全
てのロール1が回転することになる。
周方向に隣接する2ヵ所の伝達機構8,8の間であれ
ば、各伝達機構8の軸方向(第1・第2伝動軸11,1
2の軸方向)に対する交差角を自由に選定して、外側ハ
ウジング3に取り付けることができる。なお、その取付
角度の選定範囲は、入力軸機構5と伝達機構8の干渉を
避けるため20〜70°前後である。図7の(2) 、(3) およ
び図8の(5) は、入力軸6とロール1との交差角を45
°、67.5°、56.25 °に設定した例を示す図であり、図
7の(4) および図8の(6)は前記(3) 、(5) を天地反転
させ入力軸6とロール1交差角を22.5°、33.75 °に設
定した例を示す図である。本実施形態によると、このよ
うに、ロール位相角を細かに変化させうるので、圧延後
の材料の寸法精度を高くでき、またパイプを圧延する際
の内面の角張りを抑制する効果が大きい。さらに、入力
軸6はどの例も水平に配置できるので、減速機との連結
部が嵩高くならず、圧延設備の構成を高さの低いコンパ
クトなものにすることができる。
説明する。図4は請求項3の発明の一実施形態に係るロ
ール圧延機Bにおける表側ハウジングを外した状態の正
面図である。このロール圧延機Bでは、4本のロール1
が水平・垂直に配置されている。この結果、3本のロー
ル1に対応付けられた伝達機構8は前記実施形態Aと同
一構成でよいが、1本の水平ロール1に対応付けられた
伝達機構8aは、第2伝達軸12を配置できても、第1
伝動軸は入力軸6と干渉するので配置できない。このた
め、第1伝動軸を設けることなく、入力軸6に入力用ベ
ベルギヤ7と第1円筒歯車21を取付け、その第1円筒
歯車21から第2伝動軸12に回転駆動力を伝えるよう
構成した伝動機構8aを採用している。上記の構成によ
り、駆動用ベベルギヤ4が回転すると、4個のロール1
が回転するようになっている。
置すると、4個のロール1を水平と垂直に配置できる。
この配置例を図7の(1) に示す。このように、ロール圧
延機Aの数台とロール圧延機Bを組み合わせると、入力
軸6を水平に配置したままで、6種類のロール位相角を
有する圧延機列を構成できる。
明する。図5は請求項4の発明の一実施形態であるロー
ル圧延機Cの表側ハウジングを外した状態の正面図、図
6は図5のロール圧延機Cの横断面図である。図5〜6
において、4本のロール1、駆動用ベベルギヤ4、3本
のロール1に対応付けられた伝達機構8は図4のロール
圧延機Bと同一である。なお、図6に示すように駆動用
ベベルギヤ4は1枚で構成されている。本実施形態にお
いて、1本の水平ロールに対応付けられた伝達機構8b
は、入力軸6に入力用ベベルギヤ7と伝達用の第1かさ
歯車50を取付け、第2伝動軸12に第2かさ歯車51
を取付け、前記第1かさ歯車50と前記第2かさ歯車5
1を介してトルク伝達する機構8bを採用している。入
力軸6は入力用ベベルギヤ7と第1かさ歯車50の外側
でベアリング32,33により2点支持されている点で
前記ロール圧延機A,Bと同じであるが、入力用ベベル
ギヤ7と第1かさ歯車50の間が第3のベアリング32A
で支持されて全体として3点支持されている点で相違す
る。ただし、必要に応じて2点支持と3点支持のいずれ
の構造でも採用可能である。このロール圧延機Cによる
と、第1、第2かさ歯車50,51の直径を適宜に選択
することにより、入力軸6と第2伝動軸(ひいては1本
のロール1)との交差角を任意に設定することができ
る。すなわち、図5において、入力軸6に対する第2伝
動軸12の傾斜角は11.25 °であるが、第1、第2かさ
歯車50,51の直径を大きくすれば前記傾斜角をもっ
と大きくすることができ、逆に小さくすれば前記傾斜角
も小さくすることができる。
力軸6を水平に配置し、ロール位相角を78.75 °とした
例を示す図であり、図(8) はそれを天地上下に入れ替
え、ロール位相角を11.25 °とした例を示す図である。
圧延機A,B,Cを全て組み合わせて、タンデムに配置
すると、ロール位相を細かく変えたロール圧延機列を実
現することができる。
関するものであるが、3ロールミルであっても、同様の
伝達機構8と入力軸機構5を用いて構成することができ
る。すなわち、パスラインまわりに120 ゜間隔で配置し
た3個のロールに対応付けて3個の伝達機構8を設け、
同様の駆動用ベベルギヤ4を用いて回転駆動することが
できる。しかも、この場合、水平位置に入力軸機構の入
力軸を配置できるので、駆動用減速機との連結部が嵩高
くならないという利点がある。
周方向に配置された一対の伝達機構の間に配置されてい
るので、互いに干渉しない限り、前記一対の伝達機構の
間で入力軸機構の取付け角度を自由に選択できるから、
前記入力軸機構を水平に配置した状態でロールユニット
のロール位相角を自由に変更できる。このため、本発明
のロール圧延機をタンデムに配置すれば、ロール位相角
を細かく変えた圧延機列の構成が可能となる。請求項2
の発明によれば、伝動ロスが少なく高効率に駆動力を利
用でき、入力軸機構と干渉しにくく、入力軸機構を水平
に配置した場合の伝達機構の位相角、換言すればロール
の位相角の変更幅を大きくとれる。請求項3の発明によ
れば、入力軸が第1伝動軸の機能を兼ねているので、入
力軸を水平にして第2伝動軸と平行に配置でき、入力軸
を水平にすると共に、ロールを水平・垂直に配置するこ
とができる。請求項4の発明によれば、前記第1・第2
かさ歯車の直径を変えることにより、前記第2伝動軸に
対する入力軸の傾斜角度を自由に変更できるから、入力
軸を水平に配置した状態で、ロールの位相角を自由に変
更することができる。このため、本発明のロール圧延機
をタンデムに配置すれば、ロール位相角を細かく変えた
圧延機列の構成が可能となる。請求項5の発明によれ
ば、素材を円周上の多くの角度から圧下でき、圧延後の
寸法精度が高くなり、とくにパイプの内面の角張りを防
止できる。そして、駆動用減速機との連結部が嵩高くな
らず、また駆動用減速機内に伝達用ベベルギヤが不要と
なるので、コンパクトになる。請求項6の発明によれ
ば、素材を円周上の多くの角度から圧下でき、圧延後の
寸法精度が高くなり、とくにパイプの内面の角張りを防
止できる。そして、ロール圧延機を傾斜ロールに構成し
たものでありながら、入力軸は水平に配置されているの
で、駆動用減速機との連結部が嵩高くならない。請求項
7の発明によれば、圧延後の寸法精度を高くし、パイプ
の内面の角張りを防止する効果が高く、全てのロール圧
延機の入力軸が水平に配置されているので、駆動用減速
機との連結部が嵩高くならない。
圧延機Aにおける表側セクションを外した状態の正面図
である。
機Bにおける表側ハウジングを外した状態の正面図であ
る。
機Cの表側ハウジングを外した状態の正面図、図6は図
5のロール圧延機Cの横断面図である。
置例の説明図である。
置例の説明図である。
正面図である。
図である。
Claims (7)
- 【請求項1】パスラインを中心として対称に配置された
複数のロールを有するロールユニットと、前記ロールを
回転駆動させる駆動ユニットとを備え、該駆動ユニット
は、大径のリング状の駆動用ベベルギヤと、該駆動用ベ
ベルギヤを回転させる入力軸機構と、前記駆動用ベベル
ギヤの回転を各ロールに伝えるべく、前記駆動用ベベル
ギヤの周方向において等間隔に配置した複数の伝達機構
と、それらを保持するハウジングとからなり、前記入力
軸機構が、前記ハウジングの外部から内部へ通された1
本の入力軸と、該入力軸に取付けられ、前記駆動用ベベ
ルギヤに噛み合わされた小径の入力用ベベルギヤとから
なり、該入力軸機構は前記複数の伝達機構のうち、周方
向に隣接する一対の伝達機構の間に配置されていること
を特徴とするロール圧延機。 - 【請求項2】前記各伝達機構が、前記駆動用ベベルギヤ
に噛み合っている小径の伝達用ベベルギヤを取付けた第
1伝動軸と、該第1伝動軸に取付けた第1円筒歯車と、
前記ロールのロール軸に連結される第2伝動軸と、該第
2伝動軸に取付けられ前記第1円筒歯車に噛み合う第2
円筒歯車とからなることを特徴とする請求項1記載のロ
ール圧延機。 - 【請求項3】前記入力軸機構の入力軸を、前記複数の伝
達機構のうちの一の伝達機構の第1伝動軸に代えて、第
2伝動軸と平行に配置し、前記入力軸に第1円筒歯車を
取付けて、前記第2伝動軸の第2円筒歯車と噛み合わせ
たことを特徴とする請求項2記載のロール圧延機。 - 【請求項4】前記入力軸の第1円筒歯車に代えて第1か
さ歯車を取付け、前記第2伝動軸の第2円筒歯車に代え
て第2かさ歯車を取付けたことを特徴とする請求項3記
載のロール圧延機。 - 【請求項5】請求項1のロール圧延機を複数台用い、各
ロール圧延機の入力軸を水平に配置すると共に、各ロー
ルユニットのロール位相角をそれぞれ変えて配置したこ
とを特徴とするロール圧延機列。 - 【請求項6】請求項4のロール圧延機を複数台用い、各
ロール圧延機の入力軸を水平に配置すると共に、各ロー
ルユニットのロール位相角をそれぞれ変えて配置したこ
とを特徴とするロール圧延機列。 - 【請求項7】入力軸を水平に配置した請求項3のロール
圧延機と、請求項5のロール圧延機列と、請求項6のロ
ール圧延機列を、パスラインに沿ってタンデム配置した
ことを特徴とするロール圧延機列。
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