JP2011131234A - リング状圧延ロール用スペーサ - Google Patents

Abstract

【課題】リング状圧延ロールを装着する片持式圧延機用ロールにおいて、リング状圧延ロールのフランジ部の幅を縮小可能とするためのスペーサであって、必要厚みの大きさに関わらず径方向の据え付け位置精度が良いスペーサを提供する。
【解決手段】油切２とリング状圧延ロール１との間に挿入される片持式圧延機用ロールのスペーサ４を、テーパスリーブ３の外径よりも大径の内周面を備えた環状に形成し、油切２とリング状圧延ロール１との間に位置する平板状部４ａと内周縁に周設された鍔状突起部４ｂを備え、鍔状突起部４ｂが、該スペーサ４のいずれの部分ともロール軸６及びテーパスリーブ３と非接触の状態となるように前記油切の内周縁に嵌合自在に形成する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ロール軸にテーパスリーブを介してリング状圧延ロールを圧入する構造を有する片持式圧延機用ロールにおいて使用する軸方向スペーサに関するものである。

近年、線材や棒鋼を熱間圧延により製造する際、仕上げ圧延機して、例えば特許文献１や特許文献２に開示されているブロック型圧延機が普及している。
このブロック型圧延機は、一般に、上記特許文献１，２に示されるように、捻じらない方法で一本のストランド製品を熱間圧延するため、パスラインに沿って連続して設置された互いに逆向きに傾いた圧延ロールの対を複数備えており、圧延ロールは、上記特許文献にも開示されているように、ロール駆動軸に片持ちで保持された片持式圧延機用ロールが採用されている。
この片持式圧延機用ロールは、一般に、特許文献３や特許文献４に開示されているように、テーパ部を有したロール軸にテーパスリーブを介してリング状圧延ロールを圧入する構造を有し、ロール軸端部のねじ部を介した圧入・固定手段により、スリーブ及びリング状圧延ロールを精度良く固定するものである。この場合、リング状圧延ロールの軸方向位置は、ロール軸の圧延機スタンド側に装着された油切（アバットメント、或いはフリンガーともいう。）の側面にリング状圧延ロールの一方の側面を当接させることによって位置決めされる。

特開平６−１９８３１７号公報 特開平７−２５６３１６号公報 特開平７−３２３３０８号公報 特開２００４−３４１５７号公報

上記の片持式圧延機用ロールにおいて、リング状圧延ロールのカリバ間及び両サイドに存在するフランジ部の幅を小さくして、リング状圧延ロールの重量を削減することにより省資源化を図ろうとすると次の問題がある。
リング状圧延ロールのフランジ部の幅を縮小する場合、カリバセンターとパスラインを一致させるために、通常の輪形平板状リング形状のスペーサを上記の油切とリング状圧延ロールの間に挿入することも考えられる。しかし、スペーサは、テーパスリーブの外周に位置するように配置する必要があるが、特にスペーサの厚みが小さい場合、組み立て時に、その配置が精度良く行なえず、スペーサがテーパスリーブの先端と油切との間に挟まれ、テーパスリーブを必要位置まで押し込むことができないなどの問題がある。

本発明は、スペーサの必要厚みに関係なく径方向の据え付け位置精度が良い、改良された形状を有するスペーサを提供するものであり、これによって、リング状圧延ロールのフランジ部の幅を小さくすることを可能とし、リング状圧延ロールの重量を削減することにより省資源化を図るものである。

本発明者らは、油切とリング状圧延ロールの間に挿入するスペーサにおいて、スペーサの必要厚みが小さい場合でも径方向の据え付け位置の精度を確保できる形状を鋭意検討し、ロール軸において油切装着部とテーパ部との間に、応力集中を避けるための凹状Ｒ部により形成される空間部が存在することに着目し、スペーサに、前記空間部分に位置する径方向位置合わせ部を有しめることにより上記課題を解決できることに想到し、本発明の完成に至った。
即ち、本発明の要旨は、次のとおりのものである。
（１）ロール軸にテーパスリーブを介してリング状圧延ロールを圧入する構造を有し、ロール軸の圧延機スタンド側に装着された環状の油切の側面を基準としてリング状圧延ロールの軸方向の位置決めを行なう片持式圧延機用ロールにおける、前記油切とリング状圧延ロールとの間に挿入されるスペーサであって、
該スペーサが、前記テーパスリーブの外径よりも大径の内周面を備えた環状に形成されていて、前記油切とリング状圧延ロールとの間に位置する平板状部と、内周縁に周設された鍔状突起部とを有し、前記鍔状突起部が、該スペーサのいずれの部分とも前記ロール軸及びテーパスリーブと非接触の状態となるように前記油切の内周縁に嵌合自在に形成されていることを特徴とするリング状圧延ロール用スペーサ。
（２）前記平板状部の油切側に、マグネットを埋設したことを特徴とする上記（１）記載のリング状圧延ロール用スペーサ。

本発明によれば、スペーサ全体をテーパスリーブの外径よりも大径の内周面を備えた環状とすると共に、内周縁に設けた鍔状突起部を、スペーサのいずれの部分とも前記ロール軸及びテーパスリーブと非接触である状態で油切の内周縁に嵌合させる構成であるため、スペーサの必要厚さの大小に関わらず、スペーサがテーパスリーブと油切との間に挟まれることが防止される上、油切の側面を基準とした径方向の据え付け位置の精度を向上させることができる。
また、スペーサとテーパスリーブとが接触しないことから、テーパスリーブをロール軸の必要位置に確実に押し込むことができ、これにより、使用可能なスペーサの厚みの選択範囲を拡大させることができるため、リング状圧延ロールの幅を小さくできる対象部分を拡大させることが可能となり、この結果、リング状圧延ロールの重量を削減することによる省資源化を図ることができる。

リング状圧延ロールをロール軸に装着した状態を示す縦断正面図である。ただし、上半部は通常のリング状圧延ロールを装着した状態を、下半部は軽量化したリング状圧延ロールを装着した状態を示す。 本発明とは異なるスペーサを油切とリング状圧延ロールとの間に挿入した状態を示す縦断正面図である。 本発明のスペーサを油切とリング状圧延ロールとの間に挿入した状態を示す、（ａ）縦断正面図、（ｂ）スペーサの側面図である。 図３（ａ）の要部拡大断面図である。 スペーサを装着する際の一部破断正面図である。 片持式圧延機用ロールの組み立て構造の一般的な例を示す縦断正面図である。

先ず、本発明に係るリング状圧延ロール用スペーサが組み込まれる対象となる片持式圧延機用ロールの組み立て構造の一般的な例について、図６を用いて説明する。ただし、図６に示すものは、本発明に係るスペーサを適用する前の構成をあらわしている。

即ち、図６において、１０は片持式圧延機スタンド、１’はリング状圧延ロール、２は油切、３はロール軸６とリング状圧延ロール１との間に介装されたテーパスリーブ、１１はテーパスリーブ３の着脱操作部１２を覆う保護カバー、１３はロール軸端に設けたねじ部１４に螺装されたロックナットである。
前記油切２は、ロール軸６が挿通される内周面を備えた環状に形成されていて、ロール軸６の基端側における状圧延ロール１’と圧延機スタンド１０との間に設けられた、後述する油切装着部６Ａの外周に装着されている。

前記ロール軸６は、圧延機スタンド１０に挿入された軸基部と、該軸基部の先端側に設けられて前記油切２が装着される油切装着部６Ａと、該油切装着部６Ａの先端側に設けられて前記リング状圧延ロール１’及びテーパスリーブ３が装着されるテーパ部６Ｂとを一体に備えている。
さらに、油切装着部６Ａにおけるテーパ部側の端部には、応力集中を避けるための凹状Ｒ部７が、ロール軸６の外周面の周方向に溝状に切設されている。このとき、油切装着部６Ａにおいて、実際に油切２の内周面が密着される部分の幅（軸線方向の長さ）、即ち凹状Ｒ部７以外の部分の幅は、前記油切２の内周面の幅（軸線方向の厚さ）よりも小さく形成されている。したがって、油切装着部６Ａに装着された油切２は、該油切２のリング状圧延ロール側の一部が凹状Ｒ部側にはみ出した状態となり、これにより、油切２の内周面におけるリング状圧延ロール側の一部が凹状Ｒ部７によって形成された空間に露出した状態となっている。

リング状圧延ロール１’は、上記テーパスリーブ３の外周面に嵌合する内周面を有し、外周面にカリバ８を備えた略円環状のものである。図６の場合、リング状圧延ロール１’はカリバを２本有し、これらカリバ８，８の間および両サイドにフランジ部９がそれぞれ形成された構成となっている。パスライン１本に対し、カリバが２本有るのは、パスライン上のカリバが摩耗したときに、リング状圧延ロールの左右を反転させて組むことにより、他方のカリバをパスライン上にして使用するためである。
リング状圧延ロール１’は、その内周面をテーパスリーブ３の外周面に嵌挿させると共に、該リング状圧延ロール１’の基端側（圧延機スタンド側）を前記油切２におけるリング状圧延ロール側の面に当接させて、該リング状圧延ロール１’のカリバセンター８ａをパスラインＬに一致させることにより位置決めを行った上で、後述するストッパ１６によりその位置に固定される構成となっている。

なお、図６の片持式圧延機用ロールの組み立て構造においては、前記ロール軸６のテーパ部６Ｂとねじ部１４の間に設けたストレート軸部６Ｃに、軸線と直交方向に貫通するストッパ挿通孔１５が設けられ、該ストッパ挿通孔１５に対応してテーパスリーブ３にもストッパ挿通孔３ａが設けられ、両挿通孔１５，３ａに両端がテーパスリーブ３から外方に突出する押圧部１６Ａを有するストッパ１６が挿通されている。また、ロール軸６の外端からストッパ挿通孔１５に通じるねじ孔１７に螺装されたストッパ押圧ねじ１８により、前記ストッパ１６をリング状圧延ロール側に押動し、リング状圧延ロールの側面を接当板１９を介してストッパ１６の押圧部１６Ａにより押圧固定するようになっている。

ところで、前記リング状圧延ロール１’を軽量化するには、ロール強度が許容する範囲において、前記のフランジ部９の幅をそれぞれ小さくすることにより達成できる。
ここで、図６のような片持式圧延機用ロールの組み立て構造において、通常の幅（軽量化しない場合の幅）を有するリング状圧延ロール１’を用いた場合、図１の上半（軸心線より上側の部分）に示すように、リング状圧延ロール１’の基端側（圧延機スタンド側）の側面を油切２の側面に当接させることにより位置決めしているため、これらリング状圧延ロール１’と油切２との間には隙間が生じない。

しかしながら、リング状圧延ロールを軽量化に際して、リング状圧延ロール１’の各フランジ部９の幅を小さくしてリング状圧延ロール全体の幅を小さく形成した場合（以下、このときのリング状圧延ロールに符号１を付す。なお、その他の構成・機能については前記リング状圧延ロール１’とほぼ同じである。）において、圧延に供するカリバのカリバセンター８ａをパスラインＬに一致させると、図１の下半（軸心線より下側の部分）に示すように、リング状圧延ロール１と油切２の間に隙間Ｃを生じることになる。
この場合においては、油切の側面を基準としたリング状圧延ロールの位置決めを行うため、この隙間Ｃを埋めるスペーサを挿入する必要があるが、図２に示すように、単に輪形の平板状スペーサ４’を挿入しても、スペーサの径方向の据え付け位置を精度良く確保できないため、スペーサ４’がロール軸６にぶら下がって油切２とテーパスリーブ３との間に挟まれる状態が生じる。この結果、テーパスリーブ３を必要位置まで圧入できず、リング状圧延ロール１を確実且つ精度よく所定の位置に固定することが困難となってくる。

この問題を解決すべく、本発明者らは、鋭意検討し、スペーサの径方向の据え付け位置を精度良く確保するため、該スペーサを、全体として前記テーパスリーブ３の外径よりも大径の内周面を備えた環状に形成し、前記油切２とリング状圧延ロール１との間に位置する平板状部を形成すると共に、内周面の内周縁に鍔状突起部を周設して、該鍔状突起部を、スペーサのいずれの部分とも前記ロール軸６及びテーパスリーブ３と接触しない状態となるように前記油切の内周縁に嵌合自在の構成とした。
以下、図３〜図５を用い、本発明に係るリング状圧延ロール用スペーサについて詳細に説明する。図３は、本発明のスペーサ４を油切２とリング状圧延ロール１との間に挿入した状態を示す図であり、（ａ）は縦断正面図、（ｂ）はスペーサ４の側面図である。図４は、図３（ａ）の要部拡大図である。また、図５はスペーサを装着する際の一部破断正面図である。

即ち、本発明に係るスペーサ４は、図３（ａ）及び図４に示すように、中心部に上記ロール軸６が挿通される前記テーパスリーブ３の外径よりも大径の内周径を有する挿通孔４ｃを備え、油切２のリング状圧延ロール側の面、及びリング状圧延ロールの油切側の面との間に位置する平板状部４ａと、前記挿通孔４ｃの内周面におけるスペーサの油切側の内周縁に周設した鍔状突起部４ｂとを有していて、油切２のリング状圧延ロール側の面に装着されている。

前記鍔状突起部４ｂは、図４に示すように、前記内周面の内周縁から、油切方向に向かって斜め（スペーサ４の中心軸線方向）に立ち上がるように突設されている。さらに具体的に、この鍔状突起部４ｂは、全体としてスペーサ４の中心軸線側に凸となる湾曲状に形成されていて、先端側に行くに従って、内周面及び外周面がスペーサ４の中心軸線とほぼ平行となる形状となっている。
この実施の形態においては、上述のようにロール軸６の油切装着部６Ａのテーパ部側の端部に、応力集中を避けるための凹状Ｒ部７が形成され、それに伴う空間部が存在し、しかも、油切２の内周面の一部がこの空間部に露出していることから、前記鍔状突起部４ｂは、該空間部内を利用しながら、ロール軸６及びテーパスリーブ３に接触しない状態で油切２の内周面内に嵌入されている。これにより、この鍔状突起部４ｂの外周面が油切２の露出した内周面とほとんど当接した状態で嵌合され、この結果、スペーサ４全体の径方向の据え付け位置を精度良く且つ容易に確保することが可能となる。

上記平板状部４ａは、幅が小さくなったリング状圧延ロール１を適正な位置、即ち、圧延に供するカリバ８のカリバセンター８ａをパスラインＬに一致させる位置に位置決めさせるに必要な厚さを有している。
また、この平板状部４ａには、スペーサ４の油切２への取り付けに供するマグネット５が埋設されており、その磁力を利用してスペーサ４を容易に油切２の側面に取り付けることができるようになっている。この実施の形態においては、図３（ｂ）に示すように、平板状部４ａの４箇所に９０度間隔でマグネット５を埋設している。なお、これらのマグネット５は、油切側端面は露出している方が好ましい。

スペーサ４の油切への取り付けに際しては、図５に示すように、スペーサ４を、ロール軸６にテーパスリーブ３およびリング状圧延ロール１を嵌装する前に配置しておく必要があるが、このとき、スペーサ４は油切２に接着剤等で接着しておくのが好ましい。この実施の形態においては、平板状部４ａに前述のマグネット５が設けられていることから、スペーサ４を所定の位置に容易に接着可能となっている。

上記構成を有するリング状圧延ロール用スペーサ４は、テーパスリーブ３の外径よりも大径の内周径を有する環状に形成され、しかも、鍔状突起部４ｂによって該スペーサのいずれの部分もロール軸及びテーパスリーブに一切接触しない状態での径方向の据え付けができるため、テーパスリーブ３を、挿入孔１ｃ内（内周面）の空間を通してロール軸６のテーパ部６Ｂの所定位置にまで確実に押し込むことができる。
したがって、スペーサの必要厚さの大小に関わらず、該スペーサがテーパスリーブと油切との間に挟まれることが防止される上、スペーサの径方向の据え付け位置の精度を向上させることができる。これにより、使用可能なスペーサの厚みの選択範囲を拡大させることができるため、リング状圧延ロールのフランジ部の幅を小さくできる対象部分を拡大させることができ、リング状圧延ロールの重量を削減することによる一層の省資源化を図ることができる。

なお、リング状圧延ロールのフランジ部の幅を小さくした場合に、上記の片持式圧延機用ロールの組み立て構造例において図６で説明したストッパ押圧ねじ１８のねじ込み可能量が不足する場合は、接当板１９の厚みを増加するのがよい。

１，１’：リング状圧延ロール
２ ：油切
３ ：テーパスリーブ
４，４’：スペーサ
５ ：マグネット
６ ：ロール軸
６Ａ ：油切装着部
６Ｂ ：テーパ部

Claims (2)

1. ロール軸にテーパスリーブを介してリング状圧延ロールを圧入する構造を有し、ロール軸の圧延機スタンド側に装着された環状の油切の側面を基準としてリング状圧延ロールの軸方向の位置決めを行なう片持式圧延機用ロールにおける、前記油切とリング状圧延ロールとの間に挿入されるスペーサであって、
   該スペーサが、前記テーパスリーブの外径よりも大径の内周面を備えた環状に形成されていて、前記油切とリング状圧延ロールとの間に位置する平板状部と、内周縁に周設された鍔状突起部とを有し、前記鍔状突起部が、該スペーサのいずれの部分とも前記ロール軸及びテーパスリーブと非接触の状態となるように前記油切の内周縁に嵌合自在に形成されていることを特徴とするリング状圧延ロール用スペーサ。
2. 前記平板状部に、マグネットを埋設したことを特徴とする請求項１記載のリング状圧延ロール用スペーサ。
   

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