JP2001314906A - 圧延用スリーブロールとその組立方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リング状のロールスリーブ、スペーサリン
グ、皿バネ等の予備加圧に締付けナツトとセットボルト
を併用して、圧延作業中の締付けナツトの押圧力を、シ
ャフト軸芯を中心に対称で且つ均等に付与する。又、予
備加圧に複雑な加圧流体供給機構を省略できる圧延用ス
リーブロールとその組立方法を提案する。 【解決手段】 一方にフランジ３を有するシャフト２の
外周にリング状のロールスリーブ７とスペーサリング６
ａ、６ｂと弾性部材５を嵌装し、他端から締付けナット
８によって挟持される圧延ロールにおいて、内周にネジ
が形成され胴部を貫通する複数のネジ穴８ａが度ぅ何時
円周上に等間隔に配置された締付けナット８をシャフト
２に螺着し、締付けナット８とスペーサリング６ａとの
間に、割りリング９を挿入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属部材を圧延し
て線材や棒材に加工する圧延用スリーブロールに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に鉄筋等の鋼棒は、圧延により製造
されている。この圧延は、回転する圧延ロール間に金属
素材を通して、圧延ロール上に形成された型に対応する
断面形状を有する線材や棒材に加工するものであって、
鍛造や鋳造に比べてその作業が連続的で速く、効率的で
あるため種々の長尺製品の生産に広く用いられている。

【０００３】圧延ロールのロール部には優れた耐摩耗性
と耐熱性が、シャフト部には強靭性が要求されるので、
ソリッドの圧延ロールよりも役割分担のできる組立式の
圧延ロールが適している。そしてロール部には、超硬合
金に代表される硬質材から成るリング状のロールスリー
ブが用いられ、シャフト部の外周に嵌装し固定される。
しかし、その固定手段にキーを用いるとキー溝のコーナ
ーに応力集中による亀裂が発生し易いので、リング状の
スペーサリングを介して側面を挟持し、摩擦力によって
固定されるのが一般的である。

【０００４】仮に、圧延作業中にロールスリーブがシャ
フトに対し相対回転すると、シャフトの回転トルクが正
しくロールスリーブに伝達されず、被圧延材の操転速度
が変動して製品の精度が保証できなくなる。従って、ロ
ールスリーブは充分な摩擦保持力を維持するように押圧
されると共に、ロールスリーブの経年使用に伴う損耗が
生じても容易に交換できる構造でなければならない。

【０００５】図１０に、代表的な周知のロールスリーブ
固定手段を示す。圧延用スリーブロール１００は、一方
にフランジ部１０１を有するシャフト１０２の外周にロ
ールスリーブ１０３及びスペーサリング１０４を嵌装
し、内周に雌ねじを有する締付けナット１０５を螺着し
て、ロールスリーブ１０３とスペーサリング１０４の当
接面の摩擦保持力によってロールスリーブ１０３が固定
されている。

【０００６】しかし、圧延時のトルク以上の摩擦力でロ
ールスリーブ１０３を固定するのには、ハンマー等の衝
撃力を利用して締付けナット１０５を回動する必要があ
り、締付けトルクの増大に伴いシャフト１０２の雄ねじ
と締付けナット１０５の雌ねじの摩擦力も増大する。こ
の摩擦力によって、締付けナット１０５の軸方向押圧力
が削減され、ロールスリーブ１０３の有効径の大きくな
るに従い、充分な摩擦力が維持できないと言う問題があ
った。

【０００７】また、図１１に示す特開平９−２９３１４
号公報では、締付けナットを改良した圧延用スリーブロ
ール２００の固定構造が開示されている（以下「甲」と
いう）。２０１は、一端にフランジ２０２を有し他端に
雄ねじ２０３の形成されたシャフトである。シャフト２
０１の外周には、フランジ２０２側から弾性部材２０
４、スペーサリング１０４、ロールスリーブ１０３が交
互に順に嵌装され、他端の雄ねじ２０３に対し締付けナ
ット２０７が螺着されている。締付けナット２０７に
は、胴部を貫通するネジ穴２０８が所定の間隔で複数個
シャフト軸線と平行に設けられ、そこにセットボルト２
０９が螺着されている。

【０００８】この圧延用スリーブロール２００は、リン
グ状部材（２０４、１０３、１０４）を嵌装し、他端か
ら雄めじ２０３に締付けナット２０７を螺合させて、前
記リング状部材に接近させ、ネジ穴２０８に螺着してい
るセットボルト２０９を伸ばしてセットボルト２０９の
頭部をスペーサリング１０４に当接させる。スペーサリ
ング１０４への押圧力は、セットボルト２０９のトルク
管理によって均等化する。因みに、皿バネ等から成る弾
性部材２０４は、圧延作業中の発熱、停止中の冷却によ
る熱歪みを吸収して、スペーサリング２０５への押圧力
を均等化するものである。

【０００９】仮に締付けトルクが変動すると、シャフト
２０１の軸方向の歪みが非対称となり、シャフト２０１
が曲がるとか、一番押圧力の強いセットボルト２０９の
頭部が挫屈し易い等の不具合を招く。又、厳密にトルク
管理を実施したところで、セットボルト２０９毎の押圧
力の差異は避けられず、圧延作業中のロールスリーブ１
０３の発熱に起因する熱膨張や機械振動によってセット
ボルト２０９の弛みを回避することは困難である。

【００１０】これ等の問題を解消する手段として、図１
２に圧延用スリーブロール３００構造が開示されている
（以下「乙」という）。一方にフランジ３０１を有する
シャフト３０２の他端に雄ねじ３０３を形成し、そこに
締付けナット３０４を螺着する。締付けナット３０４内
にリング状のピストン３０５が配置され、内外周にＯ−
リング３０６及び３０７を装着して、液圧室３０８を液
密にする。液圧導入口３０９のプラグ３１０を外し、こ
こに別途用意する液圧発生源（図示なし）からの液圧を
導入する。そしてロールスリーブ３１１、スペーサリン
グ３１２、皿バネ３１３を予備加圧する。

【００１１】この操作によって生ずる締付けナット３０
４とスペーサリング３１２の隙間Ｓに、２個以上に分割
された固定リング３１４を矢印Ａ方向に移動して介在さ
せ、ピストン３０５の押圧力を解除すれば、均等な押圧
力にてロールスリーブ３１１を固定することができると
説明されている。しかし、この圧延用スリーブロール３
００の構造では、リング状のピストン３０５を含む加圧
流体供給機構が必要であって不経済である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】組立式の圧延スリーブ
ロールにおいては、硬質材から成るロールスリーブが摩
耗の進行等により使用限界に達したときに交換可能なる
構造であって、ロールスリーブを固定する過程でシャフ
トの軸方向に非対象の歪みを与えてはならない。しかも
シャフトの回転トルクが確実にロールスリーブに伝達さ
れることが必要である。本発明は、甲における複数のセ
ットボルト毎の不可避的な押圧力の変動を改善したもの
である。又、乙の複雑な加圧流体供給機構を省略して、
ロールスリーブを適確に挟持する圧延用スリーブロール
とその組立方法を提案する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】圧延スリーブロールに関
する第１発明は、一方にフランジを有するシャフトの外
周にリング状のロールスリーブとスペーサリングと弾性
部材を嵌装し、他端から締付けナットによって挟持され
る圧延ロールであって、内周にネジが形成され胴部を貫
通する複数のネジ穴が同一円周上に等間隔に配置された
締付けナットをシャフトに螺着し、締付けナットとスペ
ーサリングとの間に、２個以上の割りリングを挿入す
る。

【００１４】圧延スリーブロールに関する第２発明は、
一方にフランジを有するシャフトの外周にリング状のロ
ールスリーブとスペーサリングと弾性部材と締付けリン
グを嵌装し、他端から締付けナットによって挟持される
圧延ロールであって、フランジの胴部を貫通する複数の
ネジ穴を同一円周上に等間隔に配置し、フランジとスペ
ーサーリングとの間に、２個以上の割りリングを挿入す
る。

【００１５】また、第１及び第２発明のいずれであって
も、リング状の弾性部材は皿バネであることが好まし
い。又、固定リングの内周側にインサートリングを配置
してもよく、締付けナットまたはフランジの胴部を貫通
するネジ穴の口元にはプラグを螺着して、圧延冷却水の
浸入やスケールの付着によるネジ穴の腐蝕を防止するの
が好ましい。

【００１６】第１発明及び第２発明のいずれであって
も、割りリング内径側には組立時に付勢手段として使用
するセットボルトとの干渉をさけるため、割りリングを
セットボルトの入る部分だけくり抜いた逃げ部を設ける
ことにより、より大きな呼び径のセットボルトが適用で
き、大きなクランプ力を発生させることができる。ま
た、割りリングの接触面積が増大することにより、クラ
ンプ力を高く維持することができる。

【００１７】第１及び第２発明の圧延スリーブロールの
組立方法は、締付けナット又はフランジの胴部に形成さ
れたネジ穴にセットボルトをねじ込んでロールスリーブ
の側面を予備加圧し、次に、締付けナットとスペーサリ
ングの間又はフランジと締付けリングの間に、２個以上
の割りリングを挿入した後セットボルトを外すことによ
り、ロールスリーブの側面を均等に押圧し、シャフトの
軸方向に非対象の歪みを与えることを防止できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を具体化した実施
例を図面に基づいて詳細に説明する。 実施例１ 先ず、図１に実施例１の圧延用スリーブロール１の断面
図を示す。２は、一方にフランジ３を有し他端に雄ネジ
４を形成したシャフトである。シャフト２の外周には、
フランジ３側からリング状の弾性部材としての皿バネ
５、スペーサリング６ａ、６ｂ、ロールスリーブ７が交
互に嵌装される。他端の雄ネジ４には内周に雌ネジが形
成され胴部を貫通する複数のネジ穴８ａが同一円周上に
等間隔に配置された締付けナット８を螺着する。締付け
ナット８の一方の側面には、幅Ｌの小径部８ｂが形成さ
れていて、この小径部８ｂにスペーサリング６ａと対面
するように、幅Ｔの２個以上の割りリング９が挿入され
る。割りリング９が、２個以上の割りリングである必要
性については、後述する組立方法において説明する。

【００１９】リング状の弾性部材としての皿バネ５は、
圧延作業中の発熱、停止中の冷却による圧延ロール構成
部材の熱歪みを吸収して、ロールスリーブ７への押圧力
の均等化を図るとともに、セットボルトで押圧する際、
変位量が大きくなり割りリング９を挿入しやすくするこ
とを図っている。スペーサリング６ａ、６ｂは、合金鋼
であってもよく内径側にキー溝を設けてシャフト２に固
定すれば、シャフト２からロールスリーブ７へ伝達され
る回転トルクを維持するための押圧力を低減させること
もできる。ロールスリーブ７は、優れた耐摩耗性と耐熱
性が要求されるので、超硬合金、セラミックス、サーメ
ット等の硬質部材から成ることからキー溝を設けるとコ
ーナ部に応力集中にる亀裂を生じ易い。

【００２０】割りリング９を挿入するスペースは、スペ
ーサリング６ａと対面する締付けナット８の間に存在す
ればよく、図２に示すように、スペーサリング６ｃに小
径部６ｄを設け、この小径部６ｄにスペーサリング６ｃ
と対面するように、２個以上の割りリング９を挿入させ
てもよい。

【００２１】割りリング９を挟圧する締付けナット
（８、８ｃ）及びスペーサリング（６ａ、６ｃ）の対面
は、可能な限り平行面であるのが好ましく、小径部（８
ｂ、６ｄ）が存在するとロータリー式平面研磨盤での研
削作業に障害となる。従って、図３に示すように、これ
を別体のインサートリング１０に代替えすれば、この問
題は解消される。さらに、線材を圧延中のシャフト２の
外周面は、線材側で圧縮し反線材側で伸び歪みを交番し
て受けるから、また圧延作業中の機械振動により割りリ
ング９は、外周方向に外れ易い。割りリング９とインサ
ートリング１０を結合する止めネジ１１を設けること
で、この問題は解消される。そして、圧延冷却水の浸入
やスケールの付着によるネジ穴の腐蝕を防止するのに
は、ネジ穴８ａの口元にはプラグ１２を螺着するのが有
効である。

【００２２】図４に、実施例１の圧延ロール１の組立手
順を説明する断面図を示す。一方にフランジ３を有し他
端に雄ネジ４の形成されたシャフト２の外周に、フラン
ジ３側から順にリング状の弾性部材としての皿バネ５、
スペーサリング６ａ、ロールスリーブ７、スペーサリン
グ６ｂを図４のように嵌装し、他端の雄ネジ４に螺合す
る締付けナット８を螺着する。締付けナット８の端面
は、スペーサ６ａに軽く当接する位置にセットすればよ
い。

【００２３】締付けナット８には、胴部を貫通する複数
のネジ穴８ａが同一円周上に等間隔に穿設されているの
で、そこにセットボルト１３を螺合し、複数のセットボ
ルト１３のトルク管理をしながら予備加圧することによ
つて、リング状部材（５、６ａ、６ｂ、７）をさらにＳ
１だけ圧縮挟持する。なお、同一円周上に設けられるネ
ジ穴８ａは、シャフト２周りに等間隔に配置されていれ
ば、セットボルト１３のトルク管理が容易である。この
工程によって、図１２に示す従来技術の乙において説明
した精度の要求される流体液封部材や複雑な加圧流体供
給操作を必要とする加圧流体供給機構を省略することが
できる。又、乙の技術では、加圧流体供給部に複雑な加
工と大きな占有スペースが必要であるが、本願の構造で
あれば、セットボルト１３を螺着するネジ穴８ａを配置
するスペースがあればよく、設計上の自由度が高い。

【００２４】次の工程で、締付けナット８と対面するス
ペーサリング６ａとの隙間Ｓ２を埋めるように、図５に
示すように２個以上の割りリング９を挿入した後、セッ
トボルト１３を外すと図１の如き断面図となる。図４の
状態における隙間Ｓ２には、一体のリングは挿入できな
い。この工程によって、図１１の従来技術の甲では、厳
密にトルク管理を実施してもセットボルト２０９毎の押
圧力の差異は避けられず、セットボルト２０９の押圧力
がバラツクことによる一番押圧力の強いセットボルト２
０９の頭部が挫屈したり、また圧延作業中のロールスリ
ーブ１０３の発熱に起因する熱膨張や機械振動によって
セットボルト２０９が弛む等の問題があった。しかるに
本発明よれば、２個以上の割りリング９を挿入した後に
セットボルト１３を取り外すことで、割りリング９を皿
バネ５の押圧力によつて、締付けナット８と対面するス
ペーサリング６ａとの間に均等圧で挟圧でき、従来技術
の甲が内在していた前記の問題点を解消できる。

【００２５】実施例２ 図６に実施例２である圧延用スリーブロール５０の断面
図を示す。実施例２は、実施例１における締付けナット
８の機能をフランジ５１に移設したものである。５２
は、片方のフランジ５１の胴部を貫通する複数のネジ穴
５１ａを同一円周上に等間隔に配置し、他端に雄ネジ４
を形成したシャフトである。シャフト５２の外周には、
フランジ５１側からリング状のスペーサリング６ｃ、ロ
ールスリーブ７、スペーサリング６ｂ、６ａ、弾性部材
としての皿バネ５が図６のように嵌装され、他端の雄ネ
ジ４に締付けナット８ｄが、前記リング状部材を挟圧し
て螺着している。そして後述する組付方法によつて、ス
ペーサリング６ｃと対面するフランジ部５１の間に、２
個以上の割りリング９を挿入させる。

【００２６】次に、第２実施例の圧延用スリーブロール
５０の組立手順につき説明する。シャフト５２の外周に
前記各リング状部材を締付けナット８ｄにて挟圧したと
ころに、フランジ５１の胴部に同一円周上に等間隔に穿
設された複数のネジ穴５１ａにセットボルト１３を螺合
する。複数のセットボルト１３を増し締めすることによ
つて、リング状部材をさらにＳ１だけ圧縮挟持する。そ
して次の工程で、フランジ５１と対面するスペーサリン
グ６ｃとの隙間Ｓ２に、図５に示すように２個以上の割
りリング９を挿入させ、最後にフランジ５１からセット
ボルト１３を取り外して、図６の断面図の如く構成す
る。

【００２７】この様な組立手順によって実施例２は、図
１１の従来技術で指摘したセットボルト２０９の問題点
を解消し、図１２の従来技術で指摘した不経済な加圧流
体供給機構を省略することができる。

【００２８】実施例３ 図７にセットボルトとの干渉をさけるための逃げ部９'
ａを有する２分割された割りリング９'の例を示す。割
りリング９'は、第１発明の場合、締め付けナット８と
スペーサーリング６ａとの間に挿入され、また、第２発
明の場合、スペーサーリング６ｃとフランジ５１との間
に挿入される。また、図８には、４分割された割りリン
グ９″の例を示す。

【００２９】図９に実施例１を適用したロールの組立途
中の説明図を示す。シャフト２の外周に皿バネ５とスペ
ーサーリング６ａおよびロールスリーブ７を嵌装し、さ
らに締め付けナット８をシャフト２の外周にねじ結合す
る。締め付けナット８にはロール軸方向にねじ穴複数個
あけられており、ここにセットボルト１３を締結する。
セットボルトを締結することにより、ロールスリーブ
７、スペーサーリング６ａおよび皿バネ５を押圧する。
その結果、締め付けナット８とそれに隣接するスペーサ
ーリング６ａとの間隔が割りリング９'の厚さより大き
くなる。その状態で割りリング９'を挿入する。その
後、割りリング９を固定ボルト（図示せず）で、締め付
けナット８に固定してもよい。締め付けナット８にねじ
込まれたセットボルト１３をすべて取り除くとロールス
リーブ７がシャフト２に固定される。

【００３０】

【発明の効果】一方にフランジを有するシャフトの外周
にリング状のロールスリーブとスペーサリングと弾性部
材を嵌装し、他端から締付けナットによって挟持する組
立式の圧延ロールにおいて、複数のセットボルトを用い
てリング状部材を機械的に予備加圧し、スペーサリング
と締付けナットまたはフランジと締付けリングとの間に
隙間を設け、この隙間に２個以上の割りリングを挿入さ
せた後、複数のセットボルトを外してロールスリーブを
挟圧したから、ロールスリーブはシャフト中心に対して
均等に押圧力を受け、圧延作業中の従来技術甲のような
セットボルトの弛む心配は全くない。さらに、予備加圧
操作に従来技術乙のような加圧流体供給機構は不用であ
るから、設計上の省スペースと経済性が達成される。

【００３１】又、締付けナットまたはスペーサリングの
小径部の代りに、別体のインサートリングを設けた場合
は、締付けナットまたはスペーサリングの研削作業が容
易になると共に割りリングとインサートリングを止めネ
ジで結合したから、圧延作業中に割りリングの脱落する
心配は全くない。

【００３２】さらに、割りリング９'、９″を用いるこ
とにより、図５に示す通常の割りリング９に比較して、
ロールスリーブ７のクランプ力をより高く維持すること
が可能となる。すなわち、割りリングをセットボルトの
入る部分だけくり抜いたので、この結果、同一のセット
ボルト本数でもより大きな呼び径のセットボルトを適用
できるので大きな軸力を得ることができる。また、割り
リングのセットボルト周囲に接触面積を大きくとれるた
め同一の圧縮を受ける場合でも圧縮歪みを小さく抑える
ことができる。さらに、割りリングを締め付けナットな
どにボルト固定するためのねじスペースも確保すること
が可能となるので割りリングの径方向位置決めのために
隣接する部品に段付き部を加工したり、インサートリン
グを配置する必要がなくなり、構造が簡略化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の圧延用スリーブロールの断面図であ
る。

【図２】実施例１においてスペーサリング側に割りリン
グを配置した断面図である。

【図３】実施例１においてインサートリングを配置した
断面図である。

【図４】実施例１の組立方法を説明する断面図である。

【図５】本発明の割りリングの正面図である。

【図６】実施例２の圧延用スリーブロールの断面図であ
る。

【図７】実施例３の割りリング形状である。

【図８】実施例３の別の割りリング形状である。

【図９】実施例３の割りリングを用いた組立方法を説明
する断面図である。

【図１０】従来技術のスリーブロールの断面図である。

【図１１】従来技術甲のスリーブロールの断面図であ
る。

【図１２】従来技術乙のスリーブロールの断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 実施例１の圧延用スリーブロール ２、５２ シャフト ３、５１ フランジ ４ 雄ネジ ５ 皿バネ ６ｂ、６ａ スペーサリング ７ ロールスリーブ ８、８ｃ、８ｄ 締付けナット ８ａ、５１ａ ネジ穴 ８ｂ 小径部 ９、９'、９″ 割りリング ９'ａ、９″ａ 割りリング逃げ部 １０ インサートリング １１ 止めネジ １２ プラグセットボルト １３ セットボルト ５０ 実施例２の圧延用スリーブロール

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一方にフランジを有するシャフトの外周に
   リング状のロールスリーブとスペーサリングと弾性部材
   を嵌装し、他端から締付けナットによって挟持される圧
   延ロールにおいて、内周にネジが形成され胴部を貫通す
   る複数のネジ穴が同一円周上に等間隔に配置された前記
   締付けナットをシャフトに螺着し、前記締付けナットと
   前記スペーサリングとの間に、２個以上の割りリングを
   挿入したことを特徴とする圧延用スリーブロール。
2. 【請求項２】一方にフランジを有するシャフトの外周に
   リング状のロールスリーブとスペーサリングと弾性部材
   と締付けリングを嵌装し、他端から締付けナットによっ
   て挟持される圧延ロールにおいて、前記フランジの胴部
   を貫通する複数のネジ穴を同一円周上に等間隔に配置
   し、前記フランジとスペーサーリングとの間に、２個以
   上の割りリングを挿入したことを特徴とする圧延用スリ
   ーブロール。
3. 【請求項３】リング状の前記弾性部材が皿バネであるこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載の圧延用スリー
   ブロール。
4. 【請求項４】前記割りリング内径側にセットボルトを貫
   通させる逃げ部を設けたことを特徴とする請求項１乃至
   ３記載の圧延用スリーブロール。
5. 【請求項５】前記割りリングの内周側に、インサートリ
   ングを配置したことを特徴とする請求項１乃至３のいず
   れかに記載の圧延用スリーブロール。
6. 【請求項６】前記締付けナットまたは前記フランジの胴
   部を貫通するネジ穴の口元に、プラグを螺着したことを
   特徴とする請求項１または２に記載の圧延用スリーブロ
   ール。
7. 【請求項７】請求項１又は２の圧延用スリーブロールに
   おいて、締付けナット又はフランジの胴部に形成された
   ネジ穴にセットボルトをねじ込んでロールスリーブの側
   面を予備加圧し、次に、前記締付けナットとスペーサリ
   ングの間又は前記フランジと締付けリングの間に、割り
   リングを介在させた後、前記セットボルトを外すことを
   特徴とする圧延用スリーブロールの組立方法。