JP2009190084A - 軸受ユニット及びこれを備えた圧延機 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークより発生する残滓からロールネック部を保護し、安定して圧延加工を行うことができ、残滓がロールネック部に付着して磨耗することに起因して部材を交換する作業の頻度を低減することができる軸受ユニット及びこれを備えた圧延機を提供する。
【解決手段】圧延ロール３のロールネック部１３の外周面２３の一部を外部に開放した状態で回転可能に軸支する軸受ユニット４０であって、前記ロールネック部１３の外周面２３に摺接するとともに該ロールネック部１３を軸支する軸受体８，９，１０と、前記軸受体８，９，１０を支持する軸受体支持部材１６と、前記ロールネック部１３の基端近傍に配設され、圧延加工の行われる前記ロール本体３ａのワーク加工部Ｐと、前記ロールネック部１３とを区画する遮蔽部材１８と、を備え、前記遮蔽部材１８は、前記軸受体支持部材１６に着脱可能とされていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧延加工に用いる圧延ロールを軸支する軸受ユニット及びこれを備えた圧延機に関する。

一般に、金属を圧延加工する場合には、略円柱状に形成される圧延ロールのロール本体の外周面を用いて、被加工物である金属材料（ワーク）を連続的に圧延加工することが行われている。このような圧延ロールは、その両端に延び、ロール本体より小径のロールネック部を、軸受ユニットによって回転可能に軸支させている。また、ロールネック部の一端は圧延機の駆動源に接続されていて、圧延ロールが回転駆動されるようになっている。このような圧延機としては、例えば特許文献１，２に開示されるものが知られている。

ところで、前記軸受ユニットとして、その有する軸受体でロールネック部の外周面の全体を覆わずに、該外周面の一部を覆うようにして摺接し軸支するものが知られている。一般に、このような軸受ユニットは複数の軸受体を有しており、これら軸受体がロールネック部の外周面に互いに間隔を開けるようにして配置され、ロールネック部に摺接して軸支するようになっている。この構成によれば、ロールネック部の外周面の前記一部以外は、軸受体に覆われずに外部に開放された状態とされている。そして、冷却機構を設けずとも圧延加工を連続して行える利点を生かし種々様々な圧延に用いられている。
特開平６−２６９８１０号公報 特開平１０−１３７８２４号公報

しかしながら、前記軸受ユニットのように、圧延ロールのロールネック部の外周面を開放して軸支しているタイプでは、圧延加工時に、その圧延するワークから発生する金属粉や金属片等の残滓がワーク加工部から飛散するなどし、ロールネック部の外周面に付着することがある。このような残滓の付着が起こると、ロールネック部と軸受体との間にこれら残滓が入り込み、噛み込むなどして摺動の摩擦抵抗となり、圧延ロールの回転駆動を妨げるとともに、前記摩擦抵抗によってロールネック部及び軸受体が過度に発熱したり磨耗したりする。

このようにしてロールネック部及び軸受体が過度に発熱した場合には、これら部材を冷却するため圧延加工の１パス当たりの圧下量を低減させるか、或いは圧延加工を一時停止する必要があり、生産性を妨げていた。またロールネック部及び軸受体が磨耗した場合、精度の高い圧延加工が行えなくなるため、これら部材を定期的に再生したり新品のものに替えたりして交換する必要がある。しかしながら、その交換作業に係る労力・時間・費用が非常に嵩むため、いかにして交換作業の頻度を低減するかが課題とされていた。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、圧延加工時にワークより発生する残滓からロールネック部を保護し、安定して圧延加工を行うことができるとともに、前記残滓がロールネック部に付着して磨耗することに起因して部材を交換する作業の頻度を低減することができる軸受ユニット及びこれを備えた圧延機を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。すなわち本発明は、圧延加工を施すワークに接触するロール本体と、前記ロール本体の端部から延びるロールネック部とを備えた圧延ロールを、前記ロールネック部の外周面の一部を外部に開放した状態で回転可能に軸支する軸受ユニットであって、前記ロールネック部の外周面に摺接するとともに該ロールネック部を軸支する軸受体と、前記軸受体を支持する軸受体支持部材と、前記ロールネック部の基端近傍に配設され、圧延加工の行われる前記ロール本体のワーク加工部と、前記ロールネック部とを区画する遮蔽部材と、を備え、前記遮蔽部材は、前記軸受体支持部材に着脱可能とされていることを特徴とする。

この発明に係る軸受ユニットによれば、軸受体支持部材に着脱可能に設けられる遮蔽部材が、圧延加工時にワークより発生する金属粉や金属片等の残滓から圧延ロールのロールネック部を保護するようにして配設されている。すなわち、この遮蔽部材は、ロールネック部の基端近傍に配置されていて、圧延ロールのロール本体のワーク加工部とロールネック部とを区画しており、前記ワーク加工部より前記残滓がロールネック部の先端側に向け飛散等するのを防止するようになっている。

これにより、ロールネック部の外周面に残滓が付着することが防止されているので、ロールネック部の外周面とこの外周面に摺接する軸受体との間に前記残滓が入り込み、噛み込むなどして摩擦抵抗となり、圧延ロールの回転駆動を妨げたり、ロールネック部や軸受体を過度に発熱させたり磨耗させたりすることが防止される。

このようにして、圧延ロールのロールネック部や軸受体の過度の発熱を防止するので、圧延加工を連続かつ安定して行うことができ、生産性が向上する。また、ロールネック部や軸受体の磨耗が防止されるので、磨耗に起因するこれら部材の交換作業の頻度を低減することができ、作業に要する労力・時間・費用を大幅に低減することができる。また、交換作業に際しては、遮蔽部材が着脱可能とされているので、作業性に優れている。
また、圧延ロールを回転駆動するための駆動源への負荷が低減されるので、該駆動源の寿命が延びる。従って、長期に亘りより安定して圧延加工を行うことが可能となる。

また本発明の軸受ユニットにおいて、前記遮蔽部材は、前記ロールネック部の外周面近傍から該ロールネック部の軸線に直交する方向に延在し、前記ロール本体のワーク加工部を越える位置まで延設されている板状部材と、前記板状部材の前記ワーク加工部側と反対側に設けられるとともに、該板状部材に直交するようにして延びる側部と、前記軸受体支持部材に着脱するための取付部と、を有し、前記板状部材は、前記ロールネック部側の端部が該ロールネック部の外周面に沿うようにして円弧状に切り欠かれていることとしてもよい。

本発明によれば、遮蔽部材は、ロールネック部の外周面近傍から該ロールネック部の軸線に直交する方向に延在するようにして形成されている。また遮蔽部材の板状部材の形状は、そのロールネック部側の端部が、該ロールネック部の外周面の形状に沿うようにして円弧状に切り欠かれ、ロールネック部の外周面に近接して形成されている。また板状部材は、圧延加工が行われるワーク加工部側の端部が該ワーク加工部を越える位置まで延設されて形成されている。
従って、この遮蔽部材は、圧延加工時にワークから発生する前記残滓がワーク加工部からロールネック部の先端側へ向け飛散等しないように、これらワーク加工部とロールネック部とを分け隔てるようにして配設されている。

また、側部が、板状部材に直交するようにして、該板状部材のワーク加工部側と反対側に向け延設されているので、前記残滓が遮蔽部材の板状部材の外方側を通ってロールネック部の先端側へと回り込み、該ロールネック部の外周面に付着することを防止している。
また、この遮蔽部材を軸受体支持部材に着脱するための取付部を有しているので、該遮蔽部材の着脱作業をより簡便に行うことができる。

また本発明の圧延機は、少なくとも一対の圧延ロールを用いてワークを圧延加工する圧延機であって、少なくともいずれか一方の前記圧延ロールが、前述の軸受ユニットに軸支されていることとしてもよい。
また、一対の前記圧延ロールは上下に配置されており、少なくとも下側の前記圧延ロールが前記軸受ユニットに軸支されていることとしてもよい。

本発明によれば、軸受ユニットの遮蔽部材が、圧延機の圧延ロールのロールネック部及び軸受ユニットの軸受体を保護するので、長期に亘り安定して圧延加工を行うことができる。

本発明に係る軸受ユニット及びこれを備えた圧延機によれば、圧延加工時にワークより発生する残滓からロールネック部を保護し、安定して圧延加工を行うことができるとともに、前記残滓がロールネック部に付着して磨耗することに起因して部材を交換する作業の頻度を低減することができる。

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る軸受ユニットを備えた圧延機の概略構成を示す部分側面図、図２は本発明の一実施形態に係る軸受ユニットを備えた圧延機の概略構成を示す部分正面図、図３は本発明の一実施形態に係る軸受ユニットの遮蔽部材の概略形状を示す斜視図である。

本実施形態の圧延機１は、例えば、Ｎｉ基耐熱合金やＣｏ基耐熱合金等の金属材料（ワーク）を、９００℃〜１１８０℃に熱して圧延加工するための熱間圧延機である。
図１、図２に示すように、本実施形態の圧延機１は、一対の圧延ロール２，３を有している。これら圧延ロール２，３は、略多段円柱状に形成されており、夫々のロール本体２ａ，３ａの外周面同士を互いに近接させるようにして上下（図１における上下方向）に対向配置されている。また、下側の圧延ロール３の端部には、減速機を備えた駆動モータからなる駆動源（不図示）が連結されている。そして圧延加工の際には、これらロール本体２ａ，３ａの近接する間隙部分のワーク加工部Ｐをワークが通過することによって、加工が行われるようになっている。

一対の圧延ロールのうち、上方に配置される圧延ロール２の軸線Ｃ２方向の両端部には、該圧延ロール２のロール本体２ａの外周面よりも一段縮径されたロールネック部１２が形成されている。また下方に配置される圧延ロール３の軸線Ｃ３方向の両端部には、該圧延ロール３のロール本体３ａの外周面よりも一段縮径されたロールネック部１３が形成されている。これらロールネック部１２，１３は、その夫々の外周面２２，２３が、各ロールネック部１２，１３の軸線Ｃ２，Ｃ３に同軸の円柱曲面状に形成されている。

また図１に示すように、ロールネック部１２は、その外周面２２を、例えば銅系合金からなる３つのメタル（軸受体）４，５，６に回転可能に軸支させている。これらメタル４，５，６は、夫々その内方を向く面がロールネック部１２の外周面２２の曲率半径と略同一の凹面状に形成されており、外周面２２は、その圧延加工の上流側（図１における左側）の部分をメタル４に摺接させ、圧延加工の下流側（図１における右側）の部分をメタル６に摺接させ、軸線Ｃ２の上方近傍をメタル５に摺接させて、支持されている。

また、ロールネック部１２の外周面２２とメタル４，５，６との摺接する部分には、潤滑用の固形グリースが供給されて介在している。また前記外周面２２は、これらメタル４，５，６に摺接させている部分以外の部分は、外部に開放されている。

また、メタル５の上方には、該メタル５を上下方向に調整可能なスクリューダウン７が設けられており、このスクリューダウン７を調整することにより１パス当たりのワークへの圧下量が調整されるとともに、圧延加工後の製品の厚みを調節可能としている。

またロールネック部１３は、その外周面２３を、例えば銅系合金からなる３つのメタル（軸受体）８，９，１０に回転可能に軸支させている。これらメタル８，９，１０は、夫々その内方を向く面がロールネック部１３の外周面２３の曲率半径と略同一の凹面状に形成されており、外周面２３は、その圧延加工の上流側の部分をメタル８に摺接させ、圧延加工の下流側の部分をメタル１０に摺接させ、軸線Ｃ３の下方近傍をメタル９に摺接させて、支持されている。またロールネック部１３の外周面２３とメタル８，９，１０との摺接する部分には、潤滑用の固形グリースが供給されて介在している。また前記外周面２３は、これらメタル８，９，１０に摺接させている部分以外の部分は、外部に開放されている。

また、ロールネック部１２を軸支する３つのメタル４，５，６は、下方に開口した断面略Ｕ字状若しくは断面略コ字状のメタル支持部材（軸受体支持部材）１４に支持されている。メタル支持部材１４の下方の両端面は夫々平面１５とされており、該平面１５よりも下方に、ロールネック部１２の外周面２２の下端部分がくるようにして配置されている。
そして、これらメタル４，５，６、メタル支持部材１４及びスクリューダウン７により、軸受ユニット３０が構成されている。

また、ロールネック部１３を軸支する３つのメタル８，９，１０は、上方に開口した断面略Ｕ字状若しくは断面略コ字状のメタル支持部材（軸受体支持部材）１６に支持されている。また、メタル支持部材１６の上方の両端面は夫々平面１７とされており、該平面１７よりも上方に、ロールネック部１３の外周面２３の上端部分がくるようにして配置されている。

また、メタル支持部材１６の平面１７に載置されるようにして、ガード板（遮蔽部材）１８が配設されている。このガード板１８は、圧延加工方向を長辺とする略矩形平板状の本体部（板状部材）１９と、この本体部１９の前記上流側及び前記下流側の両端部に設けられる夫々の側部２０と、本体部１９の前記両端部の下方近傍に設けられる夫々の取付部２１と、を有している。

ガード板１８の本体部１９は、ロールネック部１３の軸線Ｃ３に直交する方向に延設されており、その上端がワーク加工部Ｐを越えるようにして該ワーク加工部Ｐよりも上方に位置するとともに、ロールネック部１２の外周面２２の下端部分よりも下方に位置するようにして形成されている。また、本体部１９の下端は、その中央近傍がロールネック部１３の外周面２３の形状に沿うようにして円弧状若しくは滑らかな凹状に切り欠かれており、この部分が切欠部１９ａとされている。またこの切欠部１９ａとロールネック部１３の外周面２３との間には、僅かな間隙が設けられている。

また、本体部１９の長手方向の外形寸法は、メタル支持部材１６の幅寸法（図１における左右方向の幅寸法）と略同一とされている。またその両側端部分には、該本体部１９に直交するようにして延びる略矩形平板状の側部２０が夫々形成されている。また、本体部１９の両側端の下方近傍には、これら本体部１９及び側部２０に夫々直交するようにして形成される取付部２１が配設されている。また、図３に示すように、夫々の取付部２１には、螺着のための取付孔２１ａが設けられており、このガード板１８は、取付孔２１ａにボルト等を挿通し螺着することによって、メタル支持部材１６の平面１７に着脱可能とされている。

また、図２に示すように、このガード板１８は、その本体部１９の背面部分を圧延ロール２，３のロール本体２ａ，３ａの端面に近接して配置している。すなわち、前記背面部分が、ロールネック部１２，１３の基端（図２における左側）近傍に配設されており、この基端からロールネック部１２，１３の先端（図２における右側）方向に僅かに離間して配置されている。そしてガード板１８は、前述の側部２０及び取付部２１を、本体部１９から前記先端方向に向け延ばしている。
また、このように形成されるガード板１８によって、圧延加工が行われるワーク加工部Ｐと、ロールネック部１３とが分け隔てられるようにして区画されている。

そして、メタル８，９，１０、メタル支持部材１６及びガード板１８により、軸受ユニット４０が構成されている。
また、軸受ユニット３０，４０は、図示しないハウジングによって、その外方を囲まれるようにして支持されている。

以上説明したように、本実施形態の圧延機１によれば、メタル支持部材１６の平面１７に載置されるガード板１８の本体部１９は、ロールネック部１２，１３の基端近傍に配置されるとともに、その上端をワーク加工部Ｐを越えるようにして該ワーク加工部Ｐよりも上方に延ばし、下端をロールネック部１３の外周面２３に近接させるようにして円弧状に切り欠いて形成している。

すなわち、このガード板１８の本体部１９の形状は、圧延加工時にワーク加工部Ｐ近傍より発生する前記残滓が、該ワーク加工部Ｐからロールネック部１３の先端側へ向け飛散しないように、これらワーク加工部Ｐとロールネック部１３とを分け隔てるようにして区画しており、該ロールネック部１３を保護している。

またガード板１８は、その側部２０を本体部１９の側端近傍から該本体部１９に直交するようにして、ワーク加工部Ｐ側と反対側へ向け延ばしている。このようにして側部２０を本体部１９に設けることによって、前記残滓がガード板１８の本体部１９の側方を通ってロールネック部１３の先端側へと回り込み、該ロールネック部１３の外周面２３に付着することが防止されている。

このようにして、ロールネック部１３の外周面２３に残滓が付着することが効果的に防止されるので、ロールネック部１３の外周面２３とこの外周面２３に摺接するメタル８，９，１０との間に前記残滓が入り込み、噛み込むなどして摩擦抵抗となり、圧延ロール３の回転駆動を妨げたり、ロールネック部１３やメタル８，９，１０を過度に発熱させたり磨耗させたりすることが防止される。

圧延ロール３のロールネック部１３やメタル８，９，１０の過度の発熱が防止されるので、圧延加工を連続かつ安定して行うことができ、よって生産性が向上する。また、ロールネック部１３やメタル８，９，１０の磨耗が防止されるので、磨耗に起因するこれら部材の交換作業の頻度を低減することができ、交換作業に要する労力・時間・費用を大幅に低減することができる。
またこのガード板１８は、メタル支持部材１６に着脱するための取付部２１を有しているので、該ガード板１８の着脱作業がより簡便に行われ、前記交換の際の作業性に優れている。
また、圧延ロール３を回転駆動するための駆動源への負荷が低減されるので、該駆動源の寿命が延びる。従って、長期に亘りより安定して圧延加工を行うことが可能となる。

尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本実施形態では軸受ユニット４０のメタル支持部材１６の平面１７にガード板１８を載置し取り付けることとして説明したが、軸受ユニット３０のメタル支持部材１４の平面１５からガード板１８を垂設するようにして取り付けても構わない。

また、ガード板１８の本体部１９の上端は、ワーク加工部Ｐを越えるようにして該ワーク加工部Ｐよりも上方に配置されていればよく、その形状を限定するものではない。すなわち、例えばこの上端の位置をメタル支持部材１４の平面１５に近接させるようにして形成し、その中央近傍をロールネック部１２の外周面２２の形状に沿うようにして円弧状に切り欠いて形成しても構わない。

また、軸受ユニット３０，４０は、その有するメタル４，５，６，８，９，１０でロールネック部１２，１３の外周面２２，２３の一部を覆うようにして摺接し軸支するものとして説明したが、本実施形態の構成に限らず、ロールネック部１２，１３の外周面２２，２３の一部が外部に開放された構成のものであれば、本発明を適用することができる。

また、本実施形態では上下に対向配置された一対の圧延ロール２，３を有する圧延機１として説明したが、これに限らず、複数の対を有する圧延ロールを備えた圧延機であってもよく、又圧延ロールの対向配置される向きも上下に限られるものではない。

本発明の一実施形態に係る軸受ユニットを備えた圧延機の概略構成を示す部分側面図である。 本発明の一実施形態に係る軸受ユニットを備えた圧延機の概略構成を示す部分正面図である。 本発明の一実施形態に係る軸受ユニットの遮蔽部材の概略形状を示す斜視図である。

符号の説明

１ 圧延機
２，３ 圧延ロール
２ａ，３ａ ロール本体
４，５，６，８，９，１０ メタル（軸受体）
１２，１３ ロールネック部
１４，１６ メタル支持部材（軸受体支持部材）
１８ ガード板（遮蔽部材）
１９ 本体部（板状部材）
１９ａ 切欠部
２０ 側部
２１ 取付部
２２，２３ ロールネック部の外周面
３０，４０ 軸受ユニット
Ｃ２，Ｃ３ 圧延ロールの軸線
Ｐ ワーク加工部

Claims (4)

1. 圧延加工を施すワークに接触するロール本体と、前記ロール本体の端部から延びるロールネック部とを備えた圧延ロールを、前記ロールネック部の外周面の一部を外部に開放した状態で回転可能に軸支する軸受ユニットであって、
   前記ロールネック部の外周面に摺接するとともに該ロールネック部を軸支する軸受体と、
   前記軸受体を支持する軸受体支持部材と、
   前記ロールネック部の基端近傍に配設され、圧延加工の行われる前記ロール本体のワーク加工部と、前記ロールネック部とを区画する遮蔽部材と、を備え、
   前記遮蔽部材は、前記軸受体支持部材に着脱可能とされていることを特徴とする軸受ユニット。
2. 請求項１に記載の軸受ユニットであって、
   前記遮蔽部材は、前記ロールネック部の外周面近傍から該ロールネック部の軸線に直交する方向に延在し、前記ロール本体のワーク加工部を越える位置まで延設されている板状部材と、
   前記板状部材の前記ワーク加工部側と反対側に設けられるとともに、該板状部材に直交するようにして延びる側部と、
   前記軸受体支持部材に着脱するための取付部と、を有し、
   前記板状部材は、前記ロールネック部側の端部が該ロールネック部の外周面に沿うようにして円弧状に切り欠かれていることを特徴とする軸受ユニット。
3. 少なくとも一対の圧延ロールを用いてワークを圧延加工する圧延機であって、
   少なくともいずれか一方の前記圧延ロールが、請求項１又は請求項２に記載の軸受ユニットに軸支されていることを特徴とする圧延機。
4. 請求項３に記載の圧延機であって、
   一対の前記圧延ロールは上下に配置されており、少なくとも下側の前記圧延ロールが前記軸受ユニットに軸支されていることを特徴とする圧延機。

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