JP2020006389A - ロックナットの弛緩締結機構および弛緩締結方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、既存のロール機にほとんど手を加えることなく安価に導入が可能であり、大型の装置を用いる必要がない、ロックナットの弛緩締結機構を提供することを目的とする。【解決手段】弛緩締結機構Ｍは、外周に歯部２３を有したリング状ギヤ２と、リング状ギヤ２の歯部２３と係合する伝動部材３と、リング状ギヤ２を回転させる駆動装置４と、リング状ギヤ２の外周近傍においてロール機１に固定される反力受け５とを備え、駆動装置４を駆動することにより、伝動部材３によってリング状ギヤ２を回転させ、リング状ギヤ２と固定されたロックナットＮを弛緩または締結させる。【選択図】図１

Description

本発明は、ロックナットの弛緩締結機構および弛緩締結方法に関する。

一般に、圧延ロール機において、ロールはチョックによって回転可能に支持され、チョックはハウジングやスタンドなどにより支持される。ロールなど、圧延ロール機の部材のメンテナンスのために、圧延ロール機の解体および組立が頻繁に行われている。

たとえば、圧延ロール機の解体は、ロールに対して締結されるロックナットを緩め、その後チョックをロール軸から取り外すことにより行われる。逆に圧延ロール機の組立は、ロール軸にチョックを取り付けた後、ロックナットを締めることによって行われる。

このような圧延ロール機の解体および組立のうちロックナットの弛緩および締結作業は現在も人力で行われている。具体的には、ロックナットの外周に設けられた穴に鋼製の棒を差し込み、その棒に作業者が力を加えてロックナットを回転させることによりロックナットの弛緩および締結作業が行われている。

また、ロックナットの弛緩および締結作業を人手によらずに行うロールチョックの着脱装置が特許文献１に開示されている。特許文献１の着脱装置は、ロールが載置される４か所の車輪と、車輪を回転させるモータとを有する大型の装置である。特許文献１の着脱装置を用いてロックナットの弛緩および締結作業を行う場合、固定用ワイヤによりロックナットを動かないように固定して、着脱装置の車輪を回転させる。これにより、ロックナットに対してロールを回転させ、このロールのロックナットに対する相対回転を利用して、ロックナットを弛緩および締結する。

特開平９−３１４２０９号公報

上述したように、人力でのロックナットの弛緩および締結作業は、非常に大きな力が必要であり作業者の負荷が大きく、かつ、時間がかかる作業である。また、特許文献１のような装置を用いる場合は、大型の装置やロックナットを固定するためのワイヤが必要となり、設置場所の制約に加え、導入コストが非常に大きくなってしまう。また、ロックナットを固定するためにワイヤを用いた場合、装置の駆動時にロックナットからワイヤが外れてしまった場合には、装置近傍の作業者が怪我をする可能性もあり、安全性の問題からも好ましくない。

そこで、本発明はかかる問題点に鑑みて、既存の圧延ロール機の構成部品にほとんど手を加えることなく安価に導入が可能であり、かつ、大型の装置を用いる必要がない、ロール機に着脱可能なロックナットの弛緩締結機構、およびロックナットの弛緩締結方法を提供することを目的とする。

本発明のロックナットの弛緩締結機構は、ロールを固定するためのロックナットに固定され、外周に歯部を有したリング状ギヤと、前記リング状ギヤが回転できるように、前記リング状ギヤの前記歯部と係合する噛合部を有する伝動部材と、前記伝動部材に接続され、前記伝動部材を駆動して前記リング状ギヤを回転させる駆動装置と、前記リング状ギヤの外周近傍において、前記ロールを回転可能に支持するロール機に固定され、前記伝動部材による前記リング状ギヤの回転時の反力を支持するように前記駆動装置を接続可能な反力受けとを備え、前記駆動装置を駆動することにより、前記伝動部材によって前記リング状ギヤを回転させ、前記リング状ギヤと固定された前記ロックナットを弛緩または締結させることを特徴とする。

また、上記弛緩締結機構は、前記伝動部材が歯車であり、前記駆動装置が、前記反力受けに接続される接続部と、前記伝動部材に連結され、前記接続部に対して回転する回転部とを有し、前記反力受けが、前記ロール機に固定される基部と、前記伝動部材による前記リング状ギヤの回転時の反力を受ける受け部とを有し、前記受け部は、前記接続部を挿通可能な、前記回転部の回転軸が延びる方向に貫通する貫通孔を有し、前記貫通孔の内面に、前記接続部の外周と前記回転軸回りに係合する係合部を有し、前記接続部は、前記ロックナットの弛緩または締結時の前記リング状ギヤの軸方向への移動に伴って、前記貫通孔に対して前記回転軸に沿って進退可能に前記受け部に接続されていることが好ましい。

また、上記弛緩締結機構は、前記受け部は、前記基部に対して、前記回転軸が延びる方向で位置調整可能に取り付けられていることが好ましい。

また、上記弛緩締結機構は、前記反力受けが前記ロール機のチョックの端面に取り付けられ、前記基部が、前記チョックの端面に沿って延び、前記チョックの端面に設けられたボルトを挿通可能なボルト孔を有する板状体と、前記板状体に対して略垂直に延び、前記受け部を位置調整可能に案内する案内部とを有していることが好ましい。

また、上記弛緩締結機構は、前記伝動部材が、軸方向に離間して配置された複数のギヤ部材から構成され、前記複数のギヤ部材の軸方向の離間距離が、前記リング状ギヤの厚さよりも小さく、前記ロックナットが締結状態から弛緩状態まで移動した際に、前記リング状ギヤが、前記複数のギヤ部材と係合を維持するように構成されていることが好ましい。

また、本発明のロックナットの弛緩締結方法は、ロールを固定するためのロックナットに、外周に歯部を有したリング状ギヤを固定する工程と、前記リング状ギヤの外周近傍において、前記ロールを回転可能に支持するロール機に反力受けを固定する工程と、前記反力受けに、前記リング状ギヤの前記歯部と係合する噛合部を有する伝動部材、および、前記伝動部材が接続され、前記伝動部材を駆動して前記リング状ギヤを回転させる駆動装置を接続する工程と、前記駆動装置を駆動して、前記伝動部材によって前記リング状ギヤを回転させ、前記リング状ギヤと固定された前記ロックナットを弛緩または締結させる駆動工程とを含むことを特徴とする。

また、上記弛緩締結方法において、前記伝動部材が歯車であり、前記駆動装置が、前記反力受けに接続される接続部と、前記伝動部材に連結され、前記接続部に対して回転する回転部とを有し、前記反力受けが、前記ロール機に固定される基部と、前記伝動部材による前記リング状ギヤの回転時の反力を受ける受け部とを有し、前記受け部は、前記接続部を挿通可能な、前記回転部の回転軸が延びる方向に貫通する貫通孔を有し、前記貫通孔の内面に、前記接続部の外周と前記回転軸回りに係合する係合部を有し、前記接続部は、前記ロックナットの弛緩または締結時の前記リング状ギヤの軸方向への移動に伴って、前記貫通孔に対して前記回転軸に沿って進退可能に前記受け部に接続されていることが好ましい。

また、上記弛緩締結方法において、前記受け部は、前記基部に対して、前記回転軸が延びる方向で位置調整可能に取り付けられていることが好ましい。

また、上記弛緩締結方法において、前記反力受けが前記ロール機のチョックの端面に取り付けられ、前記基部が、前記チョックの端面に沿って延び、前記チョックの端面に設けられたボルトを挿通可能なボルト孔を有する板状体と、前記板状体に対して略垂直に延び、前記受け部を位置調整可能に案内する案内部とを有していることが好ましい。

また、上記弛緩締結方法において、前記伝動部材が、軸方向に離間して配置された複数のギヤ部材から構成され、前記複数のギヤ部材の軸方向の離間距離が、前記リング状ギヤの厚さよりも小さく、前記ロックナットが締結状態から弛緩状態まで移動した際に、前記リング状ギヤが、前記複数のギヤ部材と係合を維持するように構成されていることが好ましい。

本発明のロックナットの弛緩締結機構および弛緩締結方法によれば、既存の圧延ロール機の構成部品にほとんど手を加えることなく安価にロックナットの弛緩および締結が可能であり、かつ、大型の装置を用いる必要がない。

本発明の一実施形態の弛緩締結機構が適用されたロール機を示す概略図である。 図１に示される弛緩締結機構を、ロールの一方の端面側から見た図である。 図１に示される弛緩締結機構において、駆動装置が取り付けられる前の状態を示す斜視図である。 図３の状態から、駆動装置が取り付けられた状態を示す斜視図である。 図１に示される弛緩締結機構において、ロックナットが締結された状態および弛緩された状態を示す図である。 図１に示される弛緩締結機構の反力受けを示す斜視図である。 図６に示される反力受けの受け部が基部に固定された状態を示す上面図である。 図１に示される弛緩締結機構の伝動部材の変形例を示す概略図である。 図１に示される弛緩締結機構が取り付けられる前のロール機を示す概略図である。 図９に示される状態から、ロックナットにリング状ギヤが取り付けられた状態を示す概略図である。 図１０に示される状態から、ロール機に反力受けが取り付けられた状態を示す概略図である。 図１１に示される状態から、駆動装置が反力受けに取り付けられた状態を示す概略図である。 図１２に示される状態から、駆動装置を駆動してリング状ギヤが弛緩した状態を示す概略図である。

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態のロックナットの弛緩締結機構および弛緩締結方法を説明する。なお、以下の実施形態では圧延ロール機を例にあげて説明するが、以下の実施形態で示す圧延ロール機はあくまで一例であり、弛緩締結機構および弛緩締結方法の適用対象は圧延ロール機に限定されない。また、以下に示すロックナットの弛緩締結機構および弛緩締結方法は、以下の例に限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態の弛緩締結機構が適用された圧延ロール機を示す概略図である。圧延ロール機（以下、単にロール機と呼ぶ）１は、図１に示されるように、ロールＲを回転可能に支持し、ロールＲが回転自在に支持されるチョックＣと、ロールＲの端部のロール軸の外周に取り付けられるロックナットＮとを備えている。ロックナットＮは、ロールＲの軸方向（以下、単に軸方向という）の一方に向かって先細となる外周面を有した略筒状の部材であり、内周面には雌ネジ部ＦＳが形成されている。ロックナットＮの雌ネジ部ＦＳが、ロールＲのロール軸の外周に設けられた雄ネジ部ＭＳと螺合し、ロックナットＮが弛緩または締結されることにより、ロールＲおよびチョックＣに対して軸方向（図１における左右方向）に進退する。なお、ロールＲ、チョックＣ、およびロックナットＮの構造は特に限定されない。

本実施形態の弛緩締結機構Ｍは、図１および図２に示されるように、リング状ギヤ２と、伝動部材３と、駆動装置４と、反力受け５とを備えている。

リング状ギヤ２は、ロックナットＮに着脱可能に固定され、リング状ギヤ２が回転したときにロックナットＮを同方向に一体的に回転させる。リング状ギヤ２は、ロールＲの端部から取り付けることができるように、図２に示されるように、内周面の径がロールＲの端部の外径よりも大きい環状に形成されている。

本実施形態では、リング状ギヤ２は、図１に示されるように、リング状ギヤ２の端面２１がロックナットＮの端面Ｎａに対向するように固定されている。リング状ギヤ２は、ロックナットＮに固定するためのギヤ固定部２２（図２参照）を有している。ギヤ固定部２２は、ボルトＢを挿通可能な溝または孔であり、ロックナットＮの端面Ｎａには、同様にボルトを挿通可能な孔（図示せず）が形成されている。リング状ギヤ２は、ギヤ固定部２２とロックナットＮに形成された孔とを位置合わせしてボルトＢを締結することによって固定される。本実施形態では、ギヤ固定部２２は、リング状ギヤ２の内周から内側に突出した一対の突部によって構成され、略Ｕ字状の溝が形成されている。ギヤ固定部２２は、リング状ギヤ２の内周において、周方向に所定の間隔で複数（本実施形態では４つ）設けられている。

なお、ギヤ固定部２２は、リング状ギヤ２をロックナットＮに固定することができれば、その固定方法や形状は特に限定されない。たとえば、リング状ギヤ２は、リング状ギヤ２の内周面とロックナットＮの外周面とが対向するように、ロックナットＮの外側に嵌め込まれて、ボルト等の公知の固定部材により固定されてもよい。

リング状ギヤ２は、ロックナットＮに着脱可能に固定される。これにより、リング状ギヤ２は同じ径を有するロックナットＮが設けられた他のロール機にも適用することができる。したがって、１つのリング状ギヤ２を用意すれば、同じ径を有するロックナットＮを有する複数のロール機１のロックナットＮに汎用的に取り付けることができる。

図１および図２に示されるように、リング状ギヤ２の外周には歯部２３が形成されている。歯部２３は後述する伝動部材３の噛合部３１と係合してロールＲの軸周りに回転するように構成されている。

駆動装置４は、伝動部材３に接続され、伝動部材３を駆動してリング状ギヤ２を回転させる。駆動装置４は、伝動部材３を駆動することができれば特にその種類は限定されない。駆動装置４としては、たとえば、動力式トルクレンチを用いることができる。動力式トルクレンチとしては、たとえば、電動トルクレンチ、エア式トルクレンチ、油圧式トルクレンチなどを用いることができる。駆動装置４は、駆動装置４に設けられた所定の操作部（図示せず）を操作することよって動作して、所定の回転軸周りに回転するように構成されている。

駆動装置４は、図１に示されるように、駆動装置本体４１と、反力受け５に接続される接続部４２と、伝動部材３に連結され、接続部４２に対して回転する回転部４３とを有している。駆動装置本体４１は、正逆回転可能なモータを備え、回転部４３を回転軸周りに正逆回転させる。以下において、回転部４３の回転軸の軸方向を単に軸方向と呼ぶ場合がある。なお、ロールＲの軸方向と回転部４３の回転軸の軸方向とは平行な方向であるが、必ずしも平行である必要はない。

接続部４２は、駆動装置本体４１に接続されている。接続部４２は、駆動装置本体４１に対して回転しないように構成されており、駆動装置４を駆動した際に、接続部４２は回転しない。接続部４２は、後述する反力受け５の受け部５２に接続されて、駆動装置４が反力受け５に接続される。接続部４２は、受け部５２に接続されたときに、駆動装置本体４１が反力で回転することを抑制する。接続部４２の形状は特に限定されないが、本実施形態では、接続部４２は、図３に示されるように、略筒状に形成されている。接続部４２には、図３〜図５に示されるように、接続部４２の外周において軸方向に延びる複数の突条が形成され、後述する受け部５２の係合部Ｅとスプライン嵌合するように構成されている。これにより、接続部４２は、受け部５２に対して接続部４２の軸周りには回転せず、かつ、受け部５２に対して軸方向に移動可能に接続される。なお、接続部４２と、受け部５２との間の接続は、スプライン嵌合に限定されない。

回転部４３は、図５に示されるように、伝動部材３に接続され、回転部４３が回転することにより伝動部材３を回転させる。回転部４３は駆動装置本体４１により正逆回転し、伝動部材３を回転軸周りに正逆回転させる。回転部４３は、伝動部材３に設けられた取付部３２（図３参照）に嵌合され、駆動装置４と伝動部材３とが接続される。また、回転部４３が伝動部材３に接続されたときに、駆動装置４を回転軸の軸方向に移動させると、駆動装置４とともに伝動部材３も軸方向に移動するように駆動装置４と伝動部材３とが接続される（図５の二点鎖線参照）。

伝動部材３は、駆動装置４の動力によって動作する。伝動部材３は、外周にリング状ギヤ２の歯部２３と係合する噛合部３１を有し、リング状ギヤ２と噛み合ってリング状ギヤ２を回転させる。伝動部材３は本実施形態では歯車であるが、リング状ギヤ２を回転させることができれば、伝動部材３は歯車に限定されない。また、伝動部材３が歯車である場合、歯車の形状は平歯車に限定されない。伝動部材３は、図３に示されるように、駆動装置４の回転部４３を着脱可能に接続する取付部３２を有している。取付部３２は、本実施形態では、断面矩形状の嵌合部位を有する回転部４３が嵌合する嵌合穴である。なお、取付部３２の形状は特に限定されず、駆動装置４の回転部４３の嵌合部位の形状に応じて適宜変更が可能である。

反力受け５は、リング状ギヤ２の外周近傍においてロール機１に固定される。反力受け５は、伝動部材３によるリング状ギヤ２の回転時の反力を支持するように駆動装置４が接続される。反力受け５は、リング状ギヤ２の回転時の反力を支持することができるように、たとえば鉄などの高剛性の金属により形成されることが好ましい。ただし、反力受け５は、反力の支持が可能であれば、樹脂などの軽量な材質にて形成しても構わない。

反力受け５は、本実施形態では、図１〜図５に示されるように、ロール機１のチョックＣの端面Ｃａに固定されている。具体的には、反力受け５はチョックＣの端面Ｃａのうち下端部に、チョックＣの端面Ｃａに設けられたボルトＢ２を利用してチョックＣに固定されている。このように、予めチョックＣに備え付けられたボルトＢ２を用いて反力受け５を固定する場合、既存のロール機１の構造をほとんど変更することなく、反力受け５および弛緩締結機構Ｍを取り付けることができる。したがって、既存のロール機１への適用が容易となる。なお、反力受け５の固定位置は、チョックＣの端面Ｃａの下端部に限定されず、チョックＣの端面Ｃａの他の位置であってもよい。

図６および図７に示されるように、反力受け５は、ロール機１に固定される基部５１と、伝動部材３によるリング状ギヤ２の回転時の反力を受ける受け部５２とを有している。

基部５１は、ロール機１に固定される部位である。本実施形態では、基部５１は、チョックＣの端面Ｃａに沿って延び、チョックＣの端面Ｃａに設けられたボルトＢ２を挿通可能なボルト孔Ｈを有する板状体５１ａと、板状体５１ａに対して略垂直に延び、受け部５２を位置調整可能に案内する案内部５１ｂとを有している。

板状体５１ａは、様々な大きさのチョックＣのボルトＢ２を利用できるように、水平方向に長い長孔状のボルト孔Ｈを有している。水平方向に長い長孔状のボルト孔Ｈを有することにより、取付対象であるロール機１が変わり、反力受け５を取り付けるチョックＣの大きさやボルトＢ２同士の周方向での間隔が変わった場合であっても、チョックＣに設けられた既設のボルトＢ２の間隔の変化に応じて、長孔状のボルト孔Ｈ内でのボルトＢ２の取付位置を調整することができる。

また、本実施形態では、図６および図７に示されるように、基部５１は、受け部５２を案内する案内部５１ｂを有している。案内部５１ｂは、板状体５１ａに対して略垂直かつ水平方向に延びる板状の底部５１１と、底部５１１に対して略垂直に上方に向かって延びる一対の側壁５１２を有した断面略Ｃ字状に構成されている。底部５１１には、受け部５２を取り付けた後にボルト等の固定部材により固定するための長孔Ｈ２が形成されている。本実施形態では、底部５１１に長孔Ｈ２が形成され、受け部５２には円形の挿通孔Ｈ３が形成されている。これにより、後述するように、受け部５２の基部５１に対する取付位置（駆動装置４の回転軸が延びる方向での位置）を調整することが可能となる。

なお、受け部５２は基部５１に対して移動しないように固定されていてもよいし、基部５１と一体であってもよい。この場合、案内部５１ｂは単に受け部５２を支持する支持部として機能する。

また、基部５１は、本実施形態では、図６に示されるように、リング状ギヤ２の回転時の反力に耐え得る剛性を有するように、第１補強部材５１ｃおよび第２補強部材５１ｄを有している。第１補強部材５１ｃは、板状体５１ａに対して略垂直かつ水平方向に延びる板状の補強部材である。第１補強部材５１ｃは、板状体５１ａの上端部から一対延びている。また、第２補強部材５１ｄは、案内部５１ｂの側壁５１２から屈曲して上方に延びる補強部材である。第２補強部材５１ｄの上端側において、第２補強部材５１ｄは第１補強部材５１ｃの先端部と接合されている。第１補強部材５１ｃおよび第２補強部材５１ｄは、板状体５１ａ、案内部５１ｂおよび受け部５２と同様に、鉄などの高剛性の金属により構成されていることが好ましい。ただし、反力受け５の構成部材である、第１補強部材５１ｃ、第２補強部材５１ｄ、板状体５１ａ、案内部５１ｂおよび受け部５２などの各部材は、反力の支持が可能であれば、樹脂などの軽量な材質にて形成しても構わない。

また、基部５１は、第１補強部材５１ｃおよび第２補強部材５１ｄに加え、リング状ギヤ２の歯部２３や伝動部材３の噛合部３１と接触して怪我をすることを防止するために、保護カバーＣＶを有している。保護カバーＣＶは、本実施形態では、第１補強部材５１ｃの上方および下方に設けられている。第１補強部材５１ｃの下方に設けられた一対の第１保護カバーＣＶ１は、第２補強部材５１ｄと同様に、案内部５１ｂの側壁５１２から互いの間隔が広くなるように傾斜した後、垂直方向に延び、第１補強部材５１ｃの下面に接続されている。また、第１補強部材５１ｃの上方に設けられた一対の第２保護カバーＣＶ２は、第１補強部材５１ｃの上面と、リング状ギヤ２の歯部２３の軌跡との間の隙間を埋めるように、第１補強部材５１ｃの上面から立設している。これにより、リング状ギヤ２の歯部２３と伝動部材３の噛合部３１との係合箇所への指等の挟み込みが防止される。保護カバーＣＶは、たとえば、アクリル板など、樹脂製の薄板により形成されることが好ましい。これにより作業者の怪我などを防止しながら、反力受け５全体を軽量化することができる。また、保護カバーＣＶは、透明な薄板であることが好ましい。保護カバーＣＶが透明であることにより、リング状ギヤ２と伝動部材３とが噛み合っているかどうかや、伝動部材３の軸方向での位置を容易に確認することができる。

受け部５２は、駆動装置４が取り付けられ、伝動部材３によるリング状ギヤ２の回転時の反力を支持する部位である。受け部５２は、本実施形態では、基部５１とは別体として構成されているが、受け部５２は基部５１と一体に形成されていてもよい。

本実施形態では、受け部５２は、図３〜図６に示されるように、駆動装置４の接続部４２を挿通可能な、回転部４３の回転軸が延びる方向に貫通する貫通孔５２ａを有している。貫通孔５２ａの内面には、接続部４２の外周と回転軸周りに係合する係合部Ｅを有している。接続部４２の外周と係合部Ｅとが回転軸周りで係合することにより、リング状ギヤ２の回転時の反力が支持され、駆動装置４の駆動時に駆動装置本体４１が反力によって回転することが防止される。

本実施形態では、図５に示されるように、接続部４２は、ロックナットＮの弛緩または締結時のリング状ギヤ２の軸方向への移動に伴って、貫通孔５２ａに対して回転軸に沿って進退可能に接続されている。接続部４２の外周と貫通孔５２ａに設けられた係合部Ｅの形状は、回転軸周りで係合するものであれば、特に限定されない。本実施形態では、係合部Ｅは、回転軸の軸方向に沿って設けられた複数の凹凸であり、接続部４２の突条とスプライン嵌合するように構成されている。接続部４２が貫通孔５２ａに対して進退可能であることにより、図５に二点鎖線で示すように、ロックナットＮの弛緩または締結に伴って、リング状ギヤ２が軸方向へ移動する際に、その移動に合わせて駆動装置４を軸方向に移動させることができる。したがって、歯車である伝動部材３の厚さを軽量化のために薄くして、伝動部材３の軸方向の厚さが、リング状ギヤ２およびロックナットＮが締結された状態から弛緩した状態（外れる状態）まで軸方向で移動するストロークよりも小さい場合であっても、ロックナットＮが緩みきるまで、または、完全に締結される状態まで、伝動部材３とリング状ギヤ２との間の係合を維持させることができる。したがって、伝動部材３の軸方向の厚さを薄くして軽量化することができ、比較的重くて大きな伝動部材３の着脱時の作業が容易になる。

本実施形態では、図５〜図７に示されるように、受け部５２は、基部５１に対して、回転軸が延びる方向で位置調整可能に取り付けられている。この場合、ロックナットＮおよびリング状ギヤ２の移動に応じて受け部５２の位置を調整することによって、軸方向での厚さが薄い伝動部材３を用いた場合であっても、ロックナットＮが緩みきるまで、または、完全に締結される状態まで、伝動部材３とリング状ギヤ２との間の係合を維持させることができる。また、たとえば接続部４２の軸方向の長さがロックナットＮの軸方向のストローク長さよりも短い場合などであっても、ロックナットＮを完全に緩めたり、締結させることが可能となる。このように、受け部５２を基部５１に対して位置調整可能に取り付けることによって、接続部４２を短くすることが可能になり、駆動装置４を軸方向に小型化することができる。

受け部５２は、図６に示されるように、略Ｌ字状に形成され、基部５１の案内部５１ｂに沿って案内される板状の固定板５２ｂと、接続部４２が接続され、固定板５２ｂに対して略垂直に延びる被接続板５２ｃとを有している。固定板５２ｂは、基部５１の一対の側壁５１２間の間隔よりわずかに小さい幅を有し、案内部５１ｂに対してスライド可能である。固定板５２ｂには、底部５１１の長孔Ｈ２と連通する位置に円形の挿通孔Ｈ３が形成され、固定板５２ｂを案内部５１ｂに対して所定の位置に移動させた後に、連通した長孔Ｈ２と挿通孔Ｈ３とにボルト等の固定部材を挿通して、受け部５２を基部５１に固定することができる。なお、本実施形態では、底部５１１に長孔Ｈ２が形成され、固定板５２ｂに円形の挿通孔Ｈ３が形成されているが、受け部５２を基部５１に対して固定することができれば、その固定方法は特に限定されない。たとえば、底部５１１の長孔Ｈ２に代えて、受け部５２の基部５１に対するスライド方向に沿って設けられた複数の孔を設けてもよいし、挿通孔Ｈ３に代えて、雌ネジが形成された貫通または非貫通の孔としてもよい。また、挿通孔Ｈ３の形状は円形に限定されず、長孔等、他の形状としてもよい。

なお、受け部５２を案内部５１ｂに対して移動させる方法は、上述した方法に限定されない。たとえば、受け部５２と基部５１との間に送りネジを用いたアジャスタ機構（図示せず）を設けて、受け部５２を基部５１に対して移動させても構わない。たとえば、受け部５２を移動させる方向（回転軸に平行な方向）に沿って、雌ネジが切られた受け部５２に送りネジを挿通して基部５１に回転可能に取り付ける。送りネジの一端には送りネジを軸周りに回転させるための操作部を設け、操作部を回転させることによって送りネジをその場で回転させる。雌ネジが切られた受け部５２は、送りネジの回転によって送りネジの軸方向に進退させることが可能となる。

上述した実施形態では、伝動部材３を反力受け５に対して軸方向に移動させるものを例に挙げて説明したが、ロックナットＮの締結状態から弛緩状態まで伝動部材３を軸方向に移動させることなく、伝動部材３とリング状ギヤ２とが係合を継続するように構成しても構わない。たとえば、伝動部材３の軸方向の厚さをロックナットＮの締結状態（図５に実線で示される状態）から弛緩状態（図５に二点鎖線で示される状態）までにリング状ギヤ２が軸方向で移動するストロークよりも大きくなるように構成すればよい。この場合、駆動装置４および伝動部材３を軸方向に移動させる必要がないため、ロックナットＮの弛緩締結作業がより楽になる。

また、伝動部材３が、たとえば、図８に示されるように、軸方向に離間して配置された複数のギヤ部材３０から構成されていてもよい。この場合、複数のギヤ部材３０の軸方向の離間距離Ｔ２がリング状ギヤ２の厚さＴ１よりも小さくなるように構成されている。伝動部材３をこのように構成することにより、伝動部材３を軸方向に移動させずにその場で回転させたとしても、ロックナットＮが締結状態から弛緩状態まで移動した際に、リング状ギヤ２が複数のギヤ部材３０のいずれかと係合を維持する。そのため、駆動装置４および伝動部材３を軸方向に移動させる必要がなく、さらに、（図８における右端のギヤ部材３０と左端のギヤ部材３０までの間に隙間が形成されていないものと比較して）伝動部材３を軽量化することができる。したがって、ロックナットＮの弛緩締結作業がより楽になることに加え、伝動部材３の着脱作業が容易になる。図８に示される変形例では、軸方向（回転軸が延びる方向）で一端側（右側）に設けられた一端側ギヤ部材３０から、他端側（左側）に設けられた他端側ギヤ部材３０までの距離が、ロックナットＮの締結状態からロックナットＮが外れる状態である弛緩状態までの軸方向のストロークよりも大きくなるように構成されている。

上述したように、本実施形態のロックナットＮの弛緩締結機構Ｍは、ロックナットＮに着脱可能に固定されるリング状ギヤ２と、リング状ギヤ２を回転させる伝動部材３と、伝動部材３を駆動してリング状ギヤ２を回転させる駆動装置４と、駆動装置が接続される反力受け５を有している。この構成により、駆動装置４を駆動することにより、伝動部材３によってリング状ギヤ２を回転させ、リング状ギヤ２と固定されたロックナットＮを弛緩または締結させる。これにより、既存のロール機１の構成部品にほとんど手を加えることなく安価にロックナットＮの弛緩および締結が可能であり、かつ、ロックナットＮの弛緩および締結に大型の装置を用いる必要がない。

つぎに、図９から図１３を用いて、ロックナットＮの弛緩締結機構Ｍおよび弛緩締結方法をより詳細に説明する。なお、以下の説明はあくまで一例であり、本発明のロックナットＮの弛緩締結機構Ｍおよび弛緩締結方法は、以下の構造や以下の方法に限定されるものではない。

図９は、本実施形態の弛緩締結機構Ｍが取り付けられる前のロール機１を示す概略図である。図９においては、ロックナットＮは締結状態である。まず、この状態からロックナットＮを弛緩する方法について説明する。

図９の状態から、図１０に示されるように、ロール機１にロールＲを固定するためのロックナットＮに、外周に歯部２３を有した着脱可能なリング状ギヤ２を固定する（リング状ギヤ２を固定する工程）。具体的には、リング状ギヤ２を作業者が持ち、ロールＲの端部にロール軸の端部よりも内径が大きいリング状ギヤ２を通す。リング状ギヤ２は環状かつ薄板状であるため、作業者は１人でもリング状ギヤ２を持ち上げてロールＲの端部に取り付けることが可能である。その後リング状ギヤ２をロックナットＮの端面Ｎａに当接させ、ロックナットＮの端面Ｎａに形成された孔と、リング状ギヤ２のギヤ固定部２２（図２参照）とを位置合わせする。その状態でギヤ固定部２２とロックナットＮの孔とにボルトＢを差し込み締結する。これにより、ロックナットＮとリング状ギヤ２とが一体化する。

つぎに、図１０の状態から図１１に示されるように、リング状ギヤ２の外周近傍においてロール機１に反力受け５を固定する（反力受け５を固定する工程）。本実施形態では、反力受け５は、チョックＣの端面Ｃａに取り付けられる。反力受け５は、チョックＣの端面Ｃａに等間隔で設けられた複数のボルトＢ２のうち、２つのボルトＢ２によってチョックＣに固定される（図２参照）。具体的には、たとえばチョックＣの端面Ｃａの下端部など、反力受け５を取り付ける位置を決定した後、チョックＣの端面Ｃａに締結されている既存のボルトＢ２を取り外す。そのボルトＢ２が取り外されたボルト孔の位置と、反力受け５の基部５１に設けられた長孔状のボルト孔Ｈの位置とを合わせて、反力受け５の位置合わせを行う。反力受け５の位置合わせが完了すると、ボルトＢ２を基部５１のボルト孔ＨおよびチョックＣの端面Ｃａのボルト孔に差し込み、ボルトＢ２を締結する。これにより、反力受け５がロール機１に固定される（図３に示される状態）。このとき、反力受け５において、受け部５２は基部５１の案内部５１ｂに固定されている。

つぎに、図１１の状態から図１２に示されるように、反力受け５に、リング状ギヤ２の歯部２３と係合する噛合部３１を有する伝動部材３、および、伝動部材３が接続され、伝動部材３を駆動してリング状ギヤ２を回転させる駆動装置４を接続する（駆動装置を接続する工程）。具体的には、まず、伝動部材３を作業者が持ち、反力受け５に仮置きする。つぎに、駆動装置４の接続部４２を、反力受け５の受け部５２に設けられた貫通孔５２ａに挿通する（図３および図４参照）。接続部４２と貫通孔５２ａは上述したようにスプライン嵌合し、接続部４２の貫通孔５２ａへの軸方向の移動は可能であり、軸周り方向での回転は阻止する。接続部４２が貫通孔５２ａに挿通されると、駆動装置４の回転部４３を伝動部材３の取付部３２に取り付ける。これによって、弛緩締結機構Ｍのロール機１への取り付けが完了する。

つぎに、図１２の状態から、駆動装置４を駆動して、伝動部材３によってリング状ギヤ２を回転させ、リング状ギヤ２と固定されたロックナットＮを弛緩または締結させる（駆動工程）。駆動装置４の操作部を操作すると、駆動装置本体４１のモータが一方向に回転し、それにより駆動装置４の回転部４３が回転する。回転部４３が回転すると、回転部４３に接続された伝動部材３が回転部４３の回転軸周りに一方向に回転する。伝動部材３が一方向に回転すると、伝動部材３と噛み合うリング状ギヤ２が伝動部材３とは逆方向に回転する。リング状ギヤ２が回転すると、リング状ギヤ２が固定されたロックナットＮも回転して、図１３に示されるように、ロックナットＮが弛緩する。その後、駆動装置４および反力受け５をチョックＣから取り外し、リングギヤ２をロックナットＮから取り外すことにより、作業が完了する。なお、ロックナットＮを締結する際は、同様に、弛緩締結機構Ｍをロール機１に取り付け、図１３に示される状態から、駆動装置４をロックナットＮの弛緩時とは逆方向に回転駆動させて、ロックナットＮを締結した後、駆動装置４および反力受け５をチョックＣから外し、その後リング状ギヤ２をロックナットＮから取り外せばよい。

このように、ロックナットＮを弛緩締結させる際に、大型の装置は一切不要である。また、ロックナットＮを弛緩締結させる際の作業者の作業としては、それぞれが軽量なリング状ギヤ２、反力受け５、伝動部材３、駆動装置４を取り付けて、駆動装置４を駆動させるだけである。そのため、作業者の作業負荷は非常に軽減され、ロックナットＮを弛緩締結させる際の時間も大幅に短縮する。また、ロックナットＮの弛緩締結に大型の装置が不要であるため導入コストが低く、かつ、既存のロール機１をほぼそのまま使用することができる。さらに、弛緩締結機構Ｍはロール機１に固定されて駆動装置４によって容易にロックナットＮを弛緩締結することができ、チョックＣをワイヤで固定したり、ロックナットＮの弛緩締結にワイヤを使う必要がない。そのため、作業場においてワイヤを操作するクレーンを用いる必要がなく、他の作業者がクレーンを使用している場合など、ワイヤを操作するクレーンを待つことによる時間の浪費も防ぐことができる。また、ワイヤを用いることによるワイヤの切断時やワイヤの固定部の離脱時などの事故の心配がなく安全である。

また、本実施形態では、リング状ギヤ２がロックナットＮとは別体で着脱可能であり、かつ、既存のロール機１をほぼそのまま用いることができる。そのため、たとえば、トルクレンチなどの駆動装置４が壊れてしまった場合であっても、リング状ギヤ２をロックナットＮから取り外せば、従来の手作業でのロックナットＮの弛緩締結作業が可能である。したがって、上述した弛緩締結機構Ｍを用いた方法と、従来の方法とで、ロックナットＮの弛緩締結作業の選択性が担保されているため、万が一の事態が発生しても柔軟な対応が可能となる。

１ 圧延ロール機
２ リング状ギヤ
２１ リング状ギヤの端面
２２ ギヤ固定部
２３ 歯部
３ 伝動部材
３０ ギヤ部材
３１ 噛合部
３２ 取付部
４ 駆動装置
４１ 駆動装置本体
４２ 接続部
４３ 回転部
５ 反力受け
５１ 基部
５１ａ 板状体
５１ｂ 案内部
５１ｃ 第１補強部材
５１ｄ 第２補強部材
５１１ 底部
５１２ 側壁
５２ 受け部
５２ａ 貫通孔
５２ｂ 固定板
５２ｃ 被接続板
Ｂ ボルト
Ｂ２ ボルト
Ｃ チョック
Ｃａ チョックの端面
ＣＶ 保護カバー
ＣＶ１ 第１保護カバー
ＣＶ２ 第２保護カバー
Ｅ 係合部
ＦＳ 雌ネジ部
Ｈ ボルト孔
Ｈ２ 長孔
Ｈ３ 挿通孔
Ｍ 弛緩締結機構
ＭＳ 雄ネジ部
Ｎ ロックナット
Ｎａ ロックナットの端面
Ｒ ロール
Ｔ１ リング状ギヤの厚さ
Ｔ２ ギヤ部材の軸方向の離間距離

Claims (10)

1. ロールを固定するためのロックナットに着脱可能に固定され、外周に歯部を有したリング状ギヤと、
   前記リング状ギヤが回転できるように、前記リング状ギヤの前記歯部と係合する噛合部を有する伝動部材と、
   前記伝動部材に接続され、前記伝動部材を駆動して前記リング状ギヤを回転させる駆動装置と、
   前記リング状ギヤの外周近傍において、前記ロールを回転可能に支持するロール機に固定され、前記伝動部材による前記リング状ギヤの回転時の反力を支持するように前記駆動装置を接続可能な反力受けと
   を備え、
   前記駆動装置を駆動することにより、前記伝動部材によって前記リング状ギヤを回転させ、前記リング状ギヤと固定された前記ロックナットを弛緩または締結させる、ロックナットの弛緩締結機構。
2. 前記伝動部材が歯車であり、前記駆動装置が、前記反力受けに接続される接続部と、前記伝動部材に連結され、前記接続部に対して回転する回転部とを有し、
   前記反力受けが、前記ロール機に固定される基部と、前記伝動部材による前記リング状ギヤの回転時の反力を受ける受け部とを有し、
   前記受け部は、前記接続部を挿通可能な、前記回転部の回転軸が延びる方向に貫通する貫通孔を有し、前記貫通孔の内面に、前記接続部の外周と前記回転軸回りに係合する係合部を有し、
   前記接続部は、前記ロックナットの弛緩または締結時の前記リング状ギヤの軸方向への移動に伴って、前記貫通孔に対して前記回転軸に沿って進退可能に前記受け部に接続されている、請求項１記載の弛緩締結機構。
3. 前記受け部は、前記基部に対して、前記回転軸が延びる方向で位置調整可能に取り付けられている、請求項２記載の弛緩締結機構。
4. 前記反力受けが前記ロール機のチョックの端面に取り付けられ、
   前記基部が、
   前記チョックの端面に沿って延び、前記チョックの端面に設けられたボルトを挿通可能なボルト孔を有する板状体と、
   前記板状体に対して略垂直に延び、前記受け部を位置調整可能に案内する案内部と
   を有している、請求項３記載の弛緩締結機構。
5. 前記伝動部材が、軸方向に離間して配置された複数のギヤ部材から構成され、前記複数のギヤ部材の軸方向の離間距離が、前記リング状ギヤの厚さよりも小さく、
   前記ロックナットが締結状態から弛緩状態まで移動した際に、前記リング状ギヤが、前記複数のギヤ部材と係合を維持するように構成されている、請求項２〜４のいずれか１項に記載の弛緩締結機構。
6. ロールを固定するためのロックナットに、外周に歯部を有した着脱可能なリング状ギヤを固定する工程と、
   前記リング状ギヤの外周近傍において、前記ロールを回転可能に支持するロール機に反力受けを固定する工程と、
   前記反力受けに、前記リング状ギヤの前記歯部と係合する噛合部を有する伝動部材、および、前記伝動部材が接続され、前記伝動部材を駆動して前記リング状ギヤを回転させる駆動装置を接続する工程と、
   前記駆動装置を駆動して、前記伝動部材によって前記リング状ギヤを回転させ、前記リング状ギヤと固定された前記ロックナットを弛緩または締結させる駆動工程とを含む、ロックナットの弛緩締結方法。
7. 前記伝動部材が歯車であり、前記駆動装置が、前記反力受けに接続される接続部と、前記伝動部材に連結され、前記接続部に対して回転する回転部とを有し、
   前記反力受けが、前記ロール機に固定される基部と、前記伝動部材による前記リング状ギヤの回転時の反力を受ける受け部とを有し、
   前記受け部は、前記接続部を挿通可能な、前記回転部の回転軸が延びる方向に貫通する貫通孔を有し、前記貫通孔の内面に、前記接続部の外周と前記回転軸回りに係合する係合部を有し、
   前記接続部は、前記ロックナットの弛緩または締結時の前記リング状ギヤの軸方向への移動に伴って、前記貫通孔に対して前記回転軸に沿って進退可能に前記受け部に接続されている、請求項６記載の弛緩締結方法。
8. 前記受け部は、前記基部に対して、前記回転軸が延びる方向で位置調整可能に取り付けられている、請求項７記載の弛緩締結方法。
9. 前記反力受けが前記ロール機のチョックの端面に取り付けられ、
   前記基部が、
   前記チョックの端面に沿って延び、前記チョックの端面に設けられたボルトを挿通可能なボルト孔を有する板状体と、
   前記板状体に対して略垂直に延び、前記受け部を位置調整可能に案内する案内部と
   を有している、請求項８記載の弛緩締結方法。
10. 前記伝動部材が、軸方向に離間して配置された複数のギヤ部材から構成され、前記複数のギヤ部材の軸方向の離間距離が、前記リング状ギヤの厚さよりも小さく、
    前記ロックナットが締結状態から弛緩状態まで移動した際に、前記リング状ギヤが、前記複数のギヤ部材と係合を維持するように構成されている、請求項７〜９のいずれか１項に記載の弛緩締結方法。

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