JP2659349B2 - 圧延ロールの角度調整装置および方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製鉄所などに設け
られる圧延設備に関連して、圧延ロールを取扱う際に圧
延ロールの軸端側に形成される小判の角度を一定に保つ
ための圧延ロールの角度調整装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、たとえば図１１に示すような
圧延設備が、製鉄所などの圧延ラインに設けられ、鋼帯
などの圧延工程に使用されている。圧延される鋼帯など
の金属帯は、上下のワークロール１，２間で押圧され、
板厚が減少する。ワークロール２の下方にはワークロー
ル１，２よりも大径のバックアップロール３が設けられ
る。ワークロール１の上方にも同様なバックアップロー
ルが設けられる。この圧延設備は、４つの圧延ロールを
上下に配列する４重圧延機４として動作する。バックア
ップロール３の胴部５は、ワークロール２の胴部に接触
し、小径のワークロール２を補強する。バックアップロ
ール３の胴部５の軸線方向の両端は、軸受としてのチョ
ック６によって支持される。バックアップロール３を回
転駆動する側の軸は、チョック６の端面からユニバーサ
ルジョイント７から減速機８およびカップリング９を介
してモータ１０に連結される。４重圧延機４は、上下の
ワークロール１，２間に金属帯が通過するパスラインを
一定に保った状態で、上下に間隔をあける状態に移行す
ることが可能である。ワークロール１，２を上下に間隔
をあける移動に伴って、バックアップロール３も下方に
移動する。４重圧延機４では、ワークロール１，２およ
びバックアップロール３などを開いた状態で、各圧延ロ
ールの交換や整備を行う。一般にワークロール１，２
は、直接金属帯の表面に接触するので研磨を行ったり圧
延する金属帯の仕様に合わせて交換する頻度が高くな
る。バックアップロール３も、たとえば１日１回程度は
交換し、使用されたバックアップロール３は、表面の研
削などを行って整備し、次に使用するまで保管してお
く。圧延ロールの整備や保管のための設備は、圧延設備
に付帯して設けられ、一般にロールショップと呼ばれ
る。

【０００３】圧延ロールの軸端部のユニバーサルジョイ
ントとの接続部は、ユニバーサルジョイント側から回転
トルクの伝達を受けるために小判形の断面に形成されて
いる。圧延機が停止するときには、圧延ロールの駆動側
軸端部の小判断面が、平坦面が鉛直となる方向で停止す
る。圧延ロールを圧延機から引出してロールショップに
搬送する際には、圧延ロールの小判部の平坦面の角度は
鉛直な状態を保つ。ロール研削盤などに装着されて圧延
ロール表面の研削が行われ、整備が終了した圧延ロール
はラックなどに保管される。各圧延ロールは、履歴が管
理され、繰返して使用される。ロールショップから再び
圧延ロールを圧延機に装着する際には、圧延ロールの整
備の際に小判部の向きが一般に鉛直方向から変わってし
まっているので、小判部の平坦面の向きを鉛直方向に揃
える必要がある。

【０００４】圧延機とロールショップとのレイアウトに
関連する先行技術は、たとえば実開昭６２−８２１０５
に開示されている。圧延ロールの駆動側軸端部と外部の
カップリングのワブラー部に関連する先行技術は、たと
えば実開昭５６−８９２８や実開昭６１−８２７０７
（実公平２−１４８０２）などに開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】圧延設備とロールショ
ップとの間で搬送する圧延ロールはかなりの重量があ
り、安全性や生産性の観点から取扱いの自動化が進めら
れている。ロール交換は圧延ラインを一時的に停止させ
た状態で行うので、できるだけ短時間で終了することが
望ましい。圧延設備とロールショップとの間では、搬送
台車や搬送クレーンなどによって圧延ロールの搬送が行
われる。圧延ロールの小判部の向きは、一般にロールの
研削盤や搬送台車などへの受渡し時に鉛直方向からずれ
ることが多い。前述の実開昭６２−８２１０５、実開昭
５６−８９２８あるいは実開昭６１−８２７０７などの
先行技術には、圧延ロールを圧延機に装着する際に小判
部の向きを揃えることについては開示されていない。特
開昭５５−６２６５１には、電子顕微鏡などの焦点合わ
せの際のイメージワブラー装置について開示されている
けれども、圧延ロールの軸端部の小判部と駆動側のワブ
ラー部との方向合わせには何ら関連がない。

【０００６】実際に圧延ラインなどで行われている方法
は、圧延ロールを圧延機に送る前に、手動で圧延ロール
を回転させ、目視で小判部の平坦面が鉛直な状態になっ
たときに停止させ、小判部の向きを揃える方法である。
このように作業者の介在を必要とするので、ロール交換
やロールショップ内の圧延ロールの取扱いを完全に自動
化することは不可能である。

【０００７】本発明の目的は、ロール交換などが人手を
介さず全自動化することが可能となるように、圧延ロー
ルの駆動側軸端の小判部の向きを自動的に揃えることが
できる圧延ロールの角度調整装置および方法を提供する
ことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、駆動側の軸端
部に、軸線から等距離の一対の平坦面と、平坦面間を連
結する一対の円筒面とから成る小判部が形成される圧延
ロールを、所定の角度に調整するための装置であって、
圧延ロールを、その軸線まわりに回転可能に支持する支
持手段と、圧延ロールの小判部が所定の角度となる状態
で、２つの測長センサを使用して小判部の表面までの距
離を検出する第１および第２検出手段と、前記第１およ
び第２検出手段からの出力に応答して、検出される小判
部表面までの距離が同一もしくは予め定められた第１お
よび第２検出手段から検出される距離の差となるよう
に、圧延ロールを回転駆動する角度調整手段とを含むこ
とを特徴とする圧延ロールの角度調整装置である。 本発明に従えば、支持手段によって圧延ロールを、その
軸線まわりに回転可能に支持する状態で、圧延ロールの
駆動側の軸端部に形成される小判部の表面までの距離を
第１および第２検出手段によって検出しながら角度調整
手段によって回転させる。小判部は、圧延ロールの軸線
から等距離にある一対の平坦面と平坦面間を連結する一
対の円筒面とから成る。たとえば一方の円筒面の両端の
平坦面との境界から予め定める微小距離だけ円筒面側と
なる位置で、円筒面から半径方向に予め定められる距離
をおいて支持手段側に第１および第２検出手段がそれぞ
れ配設される。小判部の平坦面の向きが所定の角度であ
るときには、第１および第２検出手段が検出する距離
は、円筒面までの距離であるので両者は等しくなる。小
判部の平坦面の向きが傾斜して、たとえば一方の検出手
段が平坦面までの距離を検出するようになると、検出距
離が円筒面までの距離を検出する場合よりも大きくな
り、検出距離間に差が生じる。角度調整手段は、第１お
よび第２検出手段が検出する距離が同一となって差が生
じないように圧延ロールを回転駆動するので、駆動が停
止された状態になれば、圧延ロールの小判部の向きが所
定の向きに揃えられている。また、２つの測長センサの
うちの一方を平坦面、他方を円筒面に向けておけば、第
１および第２検出手段による検出距離の差に従って小判
部の平坦面の向きが所定の角度であるか否かを判定する
ことができる。

【０００９】また本発明の前記支持手段、前記第１およ
び第２検出手段ならびに前記角度調整手段は、圧延ロー
ルを装着する圧延設備と、圧延ロールを整備し保管する
ロールショップとの間で圧延ロールの搬送を行うロール
搬送手段に設けられることを特徴とする。 本発明に従えば、支持手段、第１および第２検出手段な
らびに角度調整手段は圧延ロールを整備し保管するロー
ルショップから圧延ロールを装着する圧延設備まで圧延
ロールを搬送する搬送手段に設けられるので、ロール搬
送手段がロール受渡し手段から圧延ロールを受取った後
で搬送中に圧延ロールの駆動側軸端部の小判部の平坦面
の向きを所定の方向に揃えることができる。これによっ
て、ロール搬送手段と圧延設備との間では自動的なロー
ル交換を容易に行うことができる。

【００１０】さらに本発明は、駆動側の軸端部に、軸線
から等距離の一対の平坦面と、平坦面間を連結する一対
の円筒面とから成る小判部が形成される圧延ロールを、
所定の角度に調整するための方法であって、圧延ロール
を、その軸線が予め定める位置を通るように支持し、小
判部の角度が所定の角度となるときに、一方の円筒面の
両端の各平坦面との境界付近を通る半径の外方への延長
上にそれぞれ検出位置を設定し、各検出位置から半径方
向内方に小判部の表面までの距離をそれぞれ検出しなが
ら、各検出位置で検出される小判部表面までの距離の変
化から、各検出位置で円筒面をそれぞれ検出するよう
に、圧延ロールを回転させることを特徴とする圧延ロー
ルの角度調整方法である。本発明に従えば、圧延ロール
の駆動側軸端に設けられる小判部を構成する平坦面が所
定の向きになる状態で、一方の円筒面とその両端の平坦
面との境界付近を通る半径の外方への延長上にそれぞれ
検出位置を設定する。各検出位置から半径方向内方に小
判部の表面までの距離をそれぞれ検出しながら圧延ロー
ルを回転駆動すると、各検出位置から円筒面までの距離
を検出している範囲では検出距離の変化がなく、平坦面
を検出する状態で距離の変化が大きくなる。したがって
両方の検出手段が検出する距離の変化がそれぞれない場
合には小判部の平坦面の向きが所定の方向であると判断
され、一方の検出距離の変化が大きくなるときには小判
部の平坦面側を検出して小判部への向きが所定範囲から
外れていることを容易に検知することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１および図２は、本発明の実施
の一形態による圧延ロールの角度調整方法の原理を示
す。圧延ロールの駆動側軸端の小判部２０は、図１
（１）に示すように、軸線Ｏから等距離の一対の平坦面
２０ａ，２０ｂと、平坦面間を連結する一対の円筒面２
０ｃ，２０ｄとから形成される。一方の円筒面２０ｃの
両側の平坦面２０ａ，２０ｂとの境界から予め定める微
小距離だけ円筒面２０ｃ側の位置をそれぞれ通る半径の
外方への延長上で、それぞれ等距離だけ離れて第１およ
び第２検出手段としての測長センサである測長器２１，
２２が配設される。したがって各測長器２１，２２が測
定する小判部２０の表面までの距離Ｌ１１，Ｌ１２は等
しい。図１（２）に示すように、小判部２０が図１
（１）の状態から反時計回り方向に傾斜した状態では、
測長器２１は平坦面２０ａまでの距離Ｌ２１を検出し、
測長器２２は円筒面２０ｃまでの距離Ｌ２２を検出する
ので、Ｌ２１＞Ｌ２２となる。図１（３）に示すように
小判部２０が図１（１）の状態から時計回り方向に傾斜
しているときには、測長器２１は円筒面２０ｃまでの距
離Ｌ３１を検出し、測長器２２は平坦面までの距離Ｌ３
２を検出する。このためＬ３１＜Ｌ３２となる。

【００１２】すなわち、図２に示すように、測長器２
１，２２をそれぞれ小判部２０の軸線の位置Ｏから等距
離の位置に設置するので、小判部２０の平坦面２０ａ，
２０ｂが鉛直方向に向いているときには、測長器２１，
２２が検出する距離Ｌ１１，Ｌ２２が等しくなる。小判
部２０が図１（２）のように傾斜するときには、測長器
２１から小判部２０の表面までの距離Ｌ２１と測長器２
２から小判部２０の表面までの距離Ｌ２２とは異なるよ
うになる。

【００１３】図３は、本発明の実施の他の形態として、
図１の発明の実施の形態による方法を自動的に実行する
圧延ロールの角度調整装置の構成を示す。図１および図
２に対応する部分には同一の参照符を付して説明を省略
する。小判部２０は、軸２３および胴部２４を有する圧
延ロール２５の駆動側軸端部に形成される。胴部２４の
外周は一対のローラ２６，２７によって回転可能に支持
される。ローラ２６，２７は、チェーン２８を介してモ
ータ２９によって回転駆動される。モータ２９の回転は
駆動回路３０からの電気的出力によって行われる。

【００１４】測長器２１，２２が小判部２０までの距離
として検出する距離Ｌ１，Ｌ２は、アナログ／デジタル
変換（以下「Ａ／Ｄ」と略称する）回路３１，３２によ
ってそれぞれデジタルデータに変換され、シーケンサ３
３に入力される。シーケンサ３３は、Ａ／Ｄ回路３１，
３２からの出力差がなくなるように、駆動回路３０を介
してモータ２９を回転駆動する。

【００１５】図４は、図３のシーケンサ３３の動作を示
す。ステップａ１から動作を開始し、ステップａ２で
は、測長器２１の検出距離Ｌ１が測長器２２の検出距離
Ｌ２よりも予め定める基準Ｌｄを超えて大きいか否かを
判断する。大きいと判断されるときには、圧延ロール２
５を時計回りの正転方向３４に回転駆動する。ステップ
ａ２で大きくないと判断されるときには、ステップａ４
でＬ２の方がＬ１よりも基準値Ｌｄを超えて大きいか否
かを判断する。大きいと判断されるときには、ステップ
ａ５に移り、圧延ロール２５を反時計回りの逆転方向３
５に回転駆動する。ステップａ３またはステップａ５が
終了すると、ステップａ２に戻る。ステップａ４で差が
基準値Ｌｄ以下であると判断されるときには、ステップ
ａ６で角度調整を終了する。小判部２０の角度の許容差
としてのＬｄは、たとえば数度〜十数度の角度の許容差
に対応して設定される。

【００１６】図５、図６および図７は、本発明の実施の
さらに他の形態として、ロール搬送手段であるロール搬
送用の台車４０に角度調整装置を組込む例を示す。図５
は簡略化した正面図、図６は部分的な側面図、図７は測
長器２２の取付け部分を拡大した正面図を示す。台車４
０は、車輪４１によってレール４２上を走行し、圧延ロ
ール２５を軸線方向にロールショップから圧延装置まで
搬送する。圧延ロール２５の駆動側軸端の小判部２０に
対応する位置には、測長器２１，２２が設置される。測
長器２１，２２は、たとえばレーザ式変位計によって実
現され、ホルダ４３に設けられる長孔４４をボルト４５
でフレーム４６に取付ける際に等距離となるように調整
する。レーザ式変位計である測長器２１，２２からは、
小判部２０に向けてレーザビーム４７が照射され一定角
度で反射される反射光４８の受光位置から小判部２０の
表面までの距離を検出することができる。あるレーザ変
位計では、測定距離が３００ｍｍを中心として±１００
ｍｍの範囲で、−５Ｖから＋５Ｖの範囲で直線的に変化
する出力電圧が得られる。

【００１７】図８および図９は、本発明の実施のさらに
他の形態のロール搬送手段として、圧延ロールをロール
ショップからロール搬送台車に受渡す受渡し装置に関連
する構成を示す。図８は正面図、図９は受渡し装置およ
びロールショップの簡略化した平面図をそれぞれ示す。
これまで説明した各発明の実施の形態に対応する部分に
は同一の参照符を付して説明を省略する。本発明の実施
のこの形態では受渡し部分に受台５０が設けられ、昇降
機構５１によって昇降変位可能である。圧延ロールの保
管はスタッカクレーン５２を備えるラック５３によって
立体自動倉庫形式で行われ、昇降装置５１によって上昇
した状態の受台５０にスタッカクレーン５２から搬出す
べき圧延ロールが載置される。受台５０の部分には、レ
ール４２を走行する台車５４が移動し、受台５０を昇降
装置５１によって下降させれば、圧延ロール２５を台車
５４に受渡すことができる。受台５０では、スタッカク
レーン５２によって圧延ロール２５を受取ってから台車
５４に受渡す間に、ローラ２６，２７を回転駆動して圧
延ロール２５の小判部の向きを所定の角度に揃える。本
発明の実施のこの形態の台車５４は、圧延ロール２５の
軸線の向きに垂直に走行する。本発明の実施のこの形態
によれば、台車５４とスタッカクレーン５２とを独立に
走行させることができ、圧延ロール２５が受台５０上で
待機している間に小判部の向きの調整を行うことができ
る。

【００１８】以上の各発明の実施の形態では、台車４
０，５４によって圧延ロールを搬送しているけれども、
クレーンによって圧延ロールを吊り下げて搬送すること
もできる。また、ロールショップと圧延機との間で圧延
ロールを搬送する際に圧延ロール２５の小判部２０の向
きを調整しているけれども、ロールショップに保管され
ていた圧延ロール２５を改めて研削したり新たな圧延ロ
ールを研削したりする際に、小判部２０の向きをロール
研削盤の必要に応じて揃えることもできる。

【００１９】また、本発明の実施のさらに他の形態とし
て、図１１に示すように２つの測長器を配置して、検出
距離の差から小判部２０の向きを判断することもでき
る。すなわち、図１１（１）では、２つの測長器６１，
６２を鉛直方向に間隔をあけて配置し、水平方向に距離
を検出する。測長器６１は平坦面２０ａまでの距離を検
出するので、小判部２０の向きによって検出距離が変化
する。測長器６２は円筒面２０ｃまでの距離を検出する
ので、ある程度の範囲で、検出距離は一定である。した
がって、所定の向きを、検出距離の差によって判定する
ことができる。図１１（２）では、水平に対向させた２
つの測長器７１，７２によって、所定の向きで平坦面２
０ａ，２０ｂまでの距離を検出させる。所定の向きで検
出距離が等しくなるように配置しておけば、検出距離の
差から小判部２０の傾きを判断することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、圧延ロー
ルを支持手段で支持した状態で、第１および第２検出手
段が検出する検出距離が等しくなるように角度調整手段
が圧延ロールを回転駆動することによって、圧延ロール
の駆動側軸端の小判部の平坦面の向きを所定の角度に揃
えることができる。小判部の平坦面の向きが所定角度に
揃えられているので、小判部を介して回転トルクを伝達
する圧延機やロール研削盤などに対して、圧延ロールを
自動的に装着することができる。

【００２１】また本発明によれば、ロール搬送手段がロ
ールショップから圧延ロールを受取った後で、ロールを
搬送しながら圧延ロール駆動側軸端の小判部の平坦面の
向きを一定の角度に自動的に調整することができる。

【００２２】さらに本発明によれば、圧延ロールの駆動
側軸端の小判部の表面を、小判部の平坦面の向きが所定
の方向となる状態で一方の円筒面と両平坦面との境界付
近を通るような半径の外方への延長上にそれぞれ検出位
置を設定し、圧延ロールを回転させながら検出位置から
小判部表面までの距離を検出する。各検出位置から検出
する距離に変化がなければ円筒面を検出している状態と
なり両方の検出位置で円筒面を検出していれば所定の向
きの状態が得られる。小判部の平坦面の向きが傾斜して
いるときには、一方の検出位置では平坦面までの距離を
検出することになり、円筒面までの距離を検出している
場合と検出距離の変化が大きくなるので、容易に判別す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態による圧延ロールの角度
調整方法の原理を示す簡略化した端面図である。

【図２】図１の部分的な端面図である。

【図３】本発明の実施の他の形態による圧延ロールの角
度調整装置の電気的構成を示すブロック図である。

【図４】図３のシーケンサ３３の動作を示すフローチャ
ートである。

【図５】本発明の実施のさらに他の形態による圧延ロー
ルの角度調整装置を装備する台車４０の正面図である。

【図６】図５の台車４０の部分的な側面図である。

【図７】図５の発明の実施の形態の測長器２２の取付け
部の詳細を示す部分的な正面図である。

【図８】本発明の実施のさらに他の形態による圧延ロー
ルの角度調整装置を含む受台５０の正面図である。

【図９】図８の発明の実施の形態の受台５０を含むロー
ルショップのレイアウトを示す簡略化した平面図であ
る。

【図１０】本発明の実施のさらに他の形態による圧延ロ
ールの角度調整方法の原理を示す簡略化した端面図であ
る。

【図１１】従来からの圧延設備の主要構成部分を示す簡
略化した側面図である。

【符号の説明】

２０ 小判部 ２１，２２，６１，６２，７１，７２ 測長器 ２３ 軸 ２４ 胴部 ２５ 圧延ロール ２６，２７ ローラ ２９ モータ ３０ 駆動回路 ３３ シーケンサ ４０，５４ 台車 ４７ レーザビーム ４８ 反射光 ５０ 受台 ５１ 長孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三木 隆司 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (72)発明者 筒井 泰造 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (72)発明者 徳田 勉 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (72)発明者 坂本 学 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (56)参考文献 特開 昭62−59804（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−70904（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−77505（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動側の軸端部に、軸線から等距離の一
   対の平坦面と、平坦面間を連結する一対の円筒面とから
   成る小判部が形成される圧延ロールを、所定の角度に調
   整するための装置であって、 圧延ロールを、その軸線まわりに回転可能に支持する支
   持手段と、 圧延ロールの小判部が所定の角度となる状態で、２つの
   測長センサを使用して小判部の表面までの距離を検出す
   る第１および第２検出手段と、 前記第１および第２検出手段からの出力に応答して、検
   出される小判部表面までの距離が同一もしくは予め定め
   られた第１および第２検出手段から検出される距離の差
   となるように、圧延ロールを回転駆動する角度調整手段
   とを含むことを特徴とする圧延ロールの角度調整装置。
2. 【請求項２】 前記支持手段、前記第１および第２検出
   手段ならびに前記角度調整手段は、圧延ロールを装着す
   る圧延設備と、圧延ロールを整備し保管するロールショ
   ップとの間で圧延ロールの搬送を行うロール搬送手段に
   設けられることを特徴とする請求項１記載の圧延ロール
   の角度調整装置。
3. 【請求項３】 駆動側の軸端部に、軸線から等距離の一
   対の平坦面と、平坦面間を連結する一対の円筒面とから
   成る小判部が形成される圧延ロールを、所定の角度に調
   整するための方法であって、 圧延ロールを、その軸線が予め定める位置を通るように
   支持し、 小判部の角度が所定の角度となるときに、一方の円筒面
   の両端の各平坦面との境界付近を通る半径の外方への延
   長上にそれぞれ検出位置を設定し、 各検出位置から半径方向内方に小判部の表面までの距離
   をそれぞれ検出しながら、 各検出位置で検出される小判部表面までの距離の変化か
   ら、各検出位置で円筒面をそれぞれ検出するように、 圧延ロールを回転させることを特徴とする圧延ロールの
   角度調整方法。