JP2534759B2

JP2534759B2 - カムワルツ付減速装置

Info

Publication number: JP2534759B2
Application number: JP63245240A
Authority: JP
Inventors: 啓勝平井
Original assignee: UEDA HAGURUMA KK
Current assignee: UEDA HAGURUMA KK
Priority date: 1988-09-29
Filing date: 1988-09-29
Publication date: 1996-09-18
Anticipated expiration: 2011-09-18
Also published as: JPH0292410A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、回転する二つの圧延ロール間に素材を通
して板材、条材、形材などを成形する圧延機、特にその
圧延ロールを駆動するカムワルツ付減速装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

第６図、第７図は従来の線材ミル用のカムワルツ付減
速装置を示すものであり、１は図示省略してあるモータ
などの駆動手段にて駆動される駆動ギヤである。

上記駆動ギヤ１には大径の一段目のギヤ２が噛合す
る。この一段目のギヤ２にはそれより小径の二段目のギ
ヤ３が同芯に固定され、両ギヤ２、３は一体となって回
転する。４は最終段のギヤで、前記二段目のギヤ３と最
終段のギヤ４の間には大径ギヤ５と小径ギヤ６を同芯か
つ一体に結合した中間減速ギヤ７を介在させる。

また、上記ギヤ４と同芯かつ一体のカムワルツギヤ８
には同径のカムワルツギヤ９を噛合させ、この両ギヤ
８、９の軸をそれぞれ出力軸10、11とし、この出力軸1
0、11を第６図のケーシング12の前側から突出させ、こ
の出力軸10、11に接手、スピンドルなどを介し圧延ロー
ルを連結する。

また前記駆動ギヤ１と一体の入力軸13はケーシング12
の後部に突出させてモータのような駆動手段に連結す
る。

第８図の（ａ）〜（ｃ）は、１段の減速ギヤを備えた
基本的構造のものであり、14は駆動ギヤ、15は大径の最
終段のギヤで、このギヤ15に小径の一方のカムワルツギ
ヤ16を同芯に固定し、このギヤ16に同一の他方のカムワ
ルツギヤ16′を噛合させ、この両ギヤ16、16′に接手、
スピンドルなどを介して一対の圧延ロールを連結する。

これらの各ギヤ14、15、16、16′の軸は、それぞれ第
８図の（ｂ）に示すように軸受により支持されるが、カ
ムワルツギヤ16′の軸17は、平面視でギヤ15とカムワル
ツギヤ16（16′）との間に設けた軸受18により支持され
る。このような軸受18によりカムワルツギヤ16′の軸17
を支持するのは、もしその軸17をギヤ15、カムワルツギ
ヤ16の共通軸19と同じ長さに延長するとすると、その軸
がギヤ15を干渉するためであり、その干渉を避けるた
め、カムワルツギヤ16′の軸17は、他方の軸19より短く
して上記の軸受18により支持しなければならない。第８
図（ｃ）はケーシング20の平面図であり、22は入力軸を
示す。

なお、カムワルツギヤ16、16′の軸17、19間の距離Ｌ
は、圧延ローラの軸間距離と一致するように設定され
る。

次に、後述の本願発明との比較のために、第８図に示
したものについて、ギヤ総重量及びギャトレーンの面積
A₁×B₁の計算式を示すと次のとおりである。

但し、 T:入力トルク D₁:駆動ギヤ14の直径 d₁:カムワルツギヤ16、16′の直径 R:減速比 F:歯幅 A:材料、速度係数により定まる定数である。

また、通常の減速機におけると同様、ピニオン（駆動
ギヤ14）のPCDは歯幅Ｆに等しいと仮定し、速度係数及
び応力集中係数を１とし、同一材料とする。

歯車面圧強度の計算式（AGMA）により、駆動ギヤ14と
ギヤ15においては、であり、またカムワルツギヤ16又は16′の各１本の出力
トルクT₀は、である。これに（１）式を代入すると、カムワルツギヤ16、16′における出力トルクT₀は、Ｒ＝
１ゆえ（３）＝（４）とおいてd₁を求めると、となる。

また、各ギヤの重量を求めると、駆動ギヤ14の重量＝D₁ ³×Ｋギヤ15の重量＝R²×D₁ ³×Ｋ但し、D₁をmm単位とするとＫ＝6.17×10^-6 〔発明が解決しようとする課題〕上述のように、従来の場合は、減速機構の後にカムワ
ルツギヤを設け、そのカムワルツギヤによりトルクを２
分して圧延ローラに分配するようにしていたが減速機構
の最終段においてはトルクが最大になっているので、カ
ムワルツギヤが大形となり、また一方のカムワルツギヤ
軸受（第７図（ｂ）の軸受18参照）をケーシング20の内
部に設置せざるをえなかった。

このため、ギヤの総重量及びギヤの平面視面積を減少
させるについて一定の限度があった。

そこで、この発明はカムワルツ付減速装置において、
ギヤートレーンに改良を加え、従来のものと同一の能力
を有しながらギヤの総重量の軽減及び面積の減少を図る
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するために、この出願に係るカムワ
ルツ付減速装置は、第１図に示すように、互に噛合する
一対のカムワルツギヤ30、30と、各カムワルツギヤ30、
30とそれぞれ同軸一体の一対の減速小ギヤ31、31及び各
減速小ギヤ31、31とそれに噛合する一対の減速大ギヤ3
2、32とを有し、上記各減速大ギヤ32、32の軸間距離Ｌ
を一対の圧延ローラの軸間距離に一致させ、上記いずれ
か一方のカムワルツギヤ31に駆動力を入力し、各減速大
ギヤ32、32の軸33、33から出力を取出するようにした構
成としたものである。

また、上記の各減速小ギヤ31、31と各減速大ギヤ32、
32の間にそれぞれ適当段数の中間ギヤを介在させた構成
とすることもできる。

その他、第１図において、軸35、35のいずれか一方に
入力が加えられる。また36、37、38、39は軸受である。

なお、駆動入力を一方のカムワルツギヤ31に入力する
手段は、第１図のように、いずれか一方の軸35に入力し
てもよいが、第２図に示すように一方のカムワルツギヤ
31と噛み合った駆動ギヤ40を介して入力するようにして
もよい。第２図において、41、42は軸受であり、その他
は第１図の場合と同様である。

まず、第１図に示すものについて、従来技術の場合と
同様にギヤ総重量及びギャトレーンの面積A₁×B₁の計算
式を示すと次のとおりである。

但し D₂:カムワルツギヤ31、31の直径 d₂:減速小ギヤ30、30の直径その他の記号は従来の場合と同様である。各カムワルツ
ギヤ31、31は、入力トルク（前述の（１）式参照）の1/
2の大きさのトルクを伝達できればよい。従って、であるからとなる。

各減速小ギヤ30、30も、同じく1/2のトルクを伝達で
きればよい。従って、であるからとなる。

また、減速小ギヤ30、30の重量＝d₂ ³×Ｋ×２＝D₁ ³×Ｋ減速大ギヤ32、32の重量＝R²×D₂ ³×Ｋ×２＝R²D₁ ³×Ｋであるから、一方、第２図（ｂ）に示すA₂及びB₂の寸法は、であるから、面積＝A₂×B₂ ……（10）また、常に、L₁＞L₂＋L₃であるから面積の比較におい
てはL₁＝L₂＋L₃＝０として行う。

いま、Ｒ＝３、６、10、30、80について、従来の場合
と本願の場合とを、上記各計算式に基づいて算出した数
値を対比して示せば、表１のとおりである。

次に、第２図に示すものは、駆動ギヤ40の部分で減速
比をとれるため、カムワルツギヤ31、31以後の減速比が
小さくなる。従って、ギヤ総重量及び面積は、第１図の
ものに較べてわずかな増加ですむ。第１図の場合と同様
の計算を行うと、表２のとおりである。

但し、減速比３の場合は、駆動ギヤ40を用いることは
できない（この場合は、第１図の形式による）ので、６
以上について示した。

〔実施例〕第３図ないし第５図はこの発明装置の一実施例として
線材ミル用のカムワルツ付減速装置を示すものである。

第５図において、51は図示省略してある適宜の駆動手
段により駆動される駆動ギヤである。

52は上下一対のカムワルツのギヤで、この両ギヤは互
に噛合して相反する方向に同速回転し、一方カムワルツ
のギヤ52に前記駆動ギヤ51が噛合する。

また、上記各カムワルツ52にはそれより小径の減速小
ギヤ53が同芯かつ一体的に固定されている。

54は上下一対の減速大ギヤで、この各ギヤ54は互に噛
合していない。

55、56はそれぞれ上下一対の中間減速ギヤで、各中間
減速ギヤ55は小径ギヤ57と大径ギヤ58を同芯一体化した
もの、各中間減速ギヤ56は小径ギヤ59と大径ギヤ60を同
芯一体化したものである。

そして、上部の減速小ギヤ53は上部の中間減速ギヤ55
の大径ギヤ58に噛合し、小径ギヤ57は中間減速ギヤ56の
大径ギヤ60に噛合し、小径ギヤ59は上部の減速大ギヤ54
に噛合する。

また、下部の減速小ギヤ53は下段ギヤ58に噛合し、以
下上部のギヤトレーンと同様に、下部の最終段の減速大
ギヤ54に連動している。

第３図、第４図の62はケーシングである。このケーシ
ング62は正面から見て横長の矩形で、その前側の一端上
下には上下の最終段ギヤ54に固定された上下一対の出力
軸63が突出している。

また、ケーシング62の他端下部寄りの後側には前記駆
動ギヤ51と一体の入力軸64が突出している。

出力軸63と圧延ローラの関係および入力軸64の駆動手
段は従来通りである。

上記の実施例において、そのデータを示すと駆動手段
としてのモータは630KW、入力回転数550/1100rpm、減速
比1/35.05であり、ギヤの最大モジュール14、最大ベア
リングNo.23052、出力軸63と入力軸64の軸間距離Ｌは16
15mm、上下の出力軸63の軸間距離Ｈは480mmであり、出
力軸63の径250mm、入力軸64の径120mmである。

また、ケーシング62の全長Ｌ′は2330mm、高さは1450
mm、厚みＴは1150mm、出力軸63の外端から入力軸64の外
端までの距離Ｔ′が1800mmとなる。

また、ケーシング62の重量は5500kg、各ギヤの総重量
は5637kg、ベアリング関係の総重量は540kg、その他523
kgで合計重量は12100kg、据付面積は2.68m²となった。

これに対し、第６図、第７図の従来例の場合、出力軸
10、11の径が250mm、入力軸13の径120mmとし、モータや
減速比も実施例と同じ条件にした場合、ギヤの最大モジ
ュール18、最大ベアリングNo.23152、出力軸10と入力軸
13の軸間距離Ｌが1430mm、ケーシング12の全長は2520m
m、高さは1610mm、厚みＴは1580mm、出力軸10の外端か
ら入力軸13の外端までの距離Ｔ′が2340mmとなる。

また、ケーシング12の重量は7350kg、各ギヤの総重量
は6722kg、ベアリング関係の総重量は610kg、その他518
kgで合計重量は15200kg、据付面積は3.33m²となった。

なお、上記従来例と実施例は、圧延ロールが水平の場
合を示したが、圧延ロールが垂直の場合にも実施でき
る。

この場合は出力軸や中間減速ギヤの軸も垂直に設けら
れるが、入力軸を水平にすると、入力軸に固定した駆動
ギヤと一段目のギヤはベベルギヤとなる。

ただし、入力軸も垂直軸の場合はベベルギヤを用いる
必要はない。

〔効果〕この発明は、以上のように一対のカムワルツギヤを一
段目に設け、これによりトルクを２分して減速ギヤに伝
達するようにしているので、カムワルツギヤ及び減速ギ
ヤが小形になり、従来の同一能力のものに比較してギヤ
の総重量及び平面視の面積も小さくなる。また、最終段
のギヤも小形化されるので、出力軸を全てケーシング外
部の軸受により支持することができ、ケーシング内部に
軸受を設ける必要がない。従って、この発明によればカ
ムワルツ付き減速装置のコンパクト化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図の（ａ）図はこの発明の基本構成を示すギヤトレ
ーンの正面図、同（ｂ）図は同上の平面図、第２図の
（ａ）図はこの発明の他の基本構成を示すギヤトレーン
の正面図、同（ｂ）図は同上の平面図、第３図はこの発
明装置の実施例を示す正面図、第４図は同上の側面図、
第５図は同上のギヤトレーンの正面図、第６図は従来側
面図の具体例の正面図、第７図は同上のギヤトレーンの
正面図、第８図の（ａ）図は従来側面図の基本構成を示
す正面図、同（ｂ）図は同上の平面図、同（ｃ）図はケ
ーシングの平面図である。１……駆動ギヤ、２、３、４、５、６、７……ギヤ、８、９……カムワルツギヤ、 10、11……出力軸、12……ケーシング、 13……入力軸、14……駆動ギヤ、 15……ギヤ、 16、16′……カムワルツギヤ、 17……軸、18……軸受、 19……共通軸、20……ケーシング、 22……入力軸、30……カムワルツ、 31……減速小ギヤ、32……減速大ギヤ、 33、35……軸、36〜39……軸受、 40……駆動ギヤ、41、42……軸受、 51……駆動ギヤ、52……カムワルツギヤ、 53……減速小ギヤ、54……減速大ギヤ、 55〜60……ギヤ、62……ケーシング、 63……出力軸、64……入力軸。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】互に噛合する一対のカムワルツギヤと、各
カムワルツギヤとそれぞれ同軸一体の一対の減速小ギヤ
及び各減速小ギヤとそれぞれ噛合する一対の減速大ギヤ
とを有し、上記各減速大ギヤの軸間距離を一対の圧延ロ
ーラの軸間距離に一致させ、上記いずれか一方のカムワ
ルツギヤに駆動力を入力し、各減速大ギヤの軸から出力
を取出すようにしたことを特徴とするカムワルツ付減速
装置。
【請求項２】上記の各減速小ギヤと各減速大ギヤの間に
それぞれ適当段数の中間ギヤを介在させたことを特徴と
する請求項（１）に記載のカムワルツ付減速装置。