JP2688524B2 - Ｈ形鋼圧延用ロール - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はＨ形鋼の圧延に使用するロールに関するもの
であり，特にユニバーサルミルの水平ロール若しくはエ
ッジャーロールとして好適な幅調整型のＨ形鋼圧延用ロ
ールに関するものである。

〔従来の技術〕

従来Ｈ形鋼の圧延においてはユニバーサルミルの水平
ロールおよびエッジャーロールが使用されている。第４
図および第５図は各々従来の水平ロールおよびエッジャ
ーロールの例を示す一部断面正面図および正面図であ
る。

まず第４図において５はスリーブであり，耐摩耗材料
により中空円筒状に形成し，靱性を有する材料によって
形成したロール軸37に，例えば焼嵌めにより嵌着し，軸
受20,21を嵌着した軸受箱22,23によってロール軸37の両
端部を支持して使用する。25はＨ形鋼であり，スリーブ
５によりウエブ部25aおよびフランジ部25bが圧延され
る。

次に第５図においては，エッジャーロール44により，
主としてＨ形鋼25のフランジ部25bの先端部分の圧延若
しくは整形する状態を示している。この場合エッジャー
ロール44は全体を一体に形成した一体型とすることもで
きるが,H形鋼25と接触する部分のみを前記第４図に示す
ものと同様にスリーブとすることもできる。

上記のような水平ロールおよびエッジャーロールにお
いて，被圧延材料と接触する部分をスリーブとして形成
し，ロール軸に焼嵌めてなる組立式のロールの場合，ス
リーブは殆ど一体型に形成されているため，ロール軸を
含めて一体に形成したものと同様に次のような問題点が
ある。すなわち第４図に示すような水平ロールにおいて
は，スリーブ５の側壁5aの摩耗量は,H形鋼25の製品寸法
の許容公差内のある一定の範囲内に限定されること，粗
スタンド用のものにおいてはスリーブ５の側壁5aの勾配
が大であり，摩耗による変形若しくは肌荒れを修正する
ための１回当りの改削量が大であること，および仕上ス
タンド用のものにおいてはスリーブ５の側壁5aの勾配が
非常に小であるため１回の使用のみで他のサイズのＨ形
鋼用のサイズダウンしなければならないこと等に起因し
てロール原単位が高くなる宿命にあるという問題点があ
る。また製品シリーズ毎に例えば第４図に示すスリーブ
５の幅寸法の異なる水平ロール若しくはエッジャーロー
ルを準備する必要があるため，ロール保有数が膨大とな
るのみならず，夫々のスタンドにおけるロール組替えに
多大の時間と工数を要し，生産効率および生産性を低下
させるという問題点も併存している。

上記の問題点を解決するため，例えば実開昭51-86728
号公報に記載されるような組立式ロールが提案されてい
る。第６図は組立式ロールの例を示す一部断面正面図で
あり，同一部分は前記第４図および第５図と同一の参照
符号で示す。第６図において，ロール軸39の中間部にリ
ブ状突起部40およびその両側にスプライン41を設ける。
６はスリーブであり，中空円板状に形成すると共に，内
面には前記スプライン41と係合すべき凹凸部（図示せ
ず）を形成し，中空円板状に形成した分割スペーサ38を
介して，複数組のボルト42およびナット43により前記リ
ブ状突起部40に固着する。

以上の構成により，分割スペーサ38を交換することに
より，ロール幅すなわちスリーブ6,6の外側面間の幅寸
法を調整することができ，前記の問題点，すなわちロー
ル保有数の減少，生産性の向上等の効果が期待できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記改良提案により，従来の問題点の一部を解決する
ことができるが，なお下記のような問題点が残ってい
る。まず夫々の製品サイズに適合すべき多種類の厚さ寸
法の分割スペーサ38を準備しておく必要があると共に，
スリーブ６と共にリブ状突起部40への取付および取付後
の調整が煩雑であり，これらの作業に時間と工数を要
し，生産能率の低下を招来する。また圧延作業は熱間，
高荷重作業であるため，ロール構成部材に変形若しくは
歪が発生すると共に，同一の分割スペーサ38を使用した
場合においても寸法その他に若干の誤差を生じ，組立後
の調整が煩雑である。更にスリーブ６および分割スペー
サ38の交換作業は，ロールをスタンドに組込んだ状態で
実行することが不可能であり，従って夫々のスタンドに
おけるロール組替えのために要する時間と工数が未だ多
大であるという問題点がある。なお近年においてはＨ形
鋼に対する寸法精度向上の要求が一段と厳しくなってき
ており，高精度かつ高効率のＨ形鋼圧延用ロールの出現
が望まれている。

本発明は上記従来技術に存在する問題点を解決し，種
々の寸法に対応でき，かつ高精度，高効率圧延が可能で
あるＨ形鋼圧延用ロールを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため，まず第１の発明において
は，ロール軸に２個の中空円筒状のスリーブを同軸的か
つロール軸と一体回転可能に嵌着すると共に，少なくと
も一方のスリーブを軸方向移動可能に形成し，スリーブ
の中心部に横断面円環状に形成した凹部を相互に対向さ
せて設け，これらの凹部内に両スリーブに亘る軸方向長
さを有する椀状リングを嵌着し，かつこの椀状リング内
に他のリングを軸方向移動可能に嵌着すると共に，少な
くとも上記両リングにより横断面円環状の液圧室を形成
し，ロール軸に設けた流体通路を介して液圧源からの液
圧を前記液圧室に印加可能に形成する，という技術的手
段を採用した。

次に第２の発明においては，上記第１の発明の技術的
手段に，軸方向移動可能に形成したスリーブの外側に，
ロール軸に刻設したおねじと螺合するナットを設け，こ
のナットをスリーブの外側面に当接させて両スリーブの
外側面間距離を調整可能に形成する，という技術的手段
を付加した。

更に第３の発明においては，上記第２の発明の技術的
手段に，ナット外周に複数個の歯を刻設するか若しくは
円環状歯車を一体に固着して外周歯車を形成すると共に
ロール軸端部に軸端歯車を固着し，差動歯車機構および
回転反転機構を有し駆動源と連絡した連結軸に設けた相
手歯車と前記外周歯車および軸端歯車とをかみ合わせる
と共に，外周歯車および軸端歯車と各々相手歯車との歯
数比を同一に形成する，という技術的手段を付加した。

〔作用〕

上記の構成により，両スリーブの凹部内に嵌着した椀
状リングおよび他のリングによって形成される液圧室内
に，例えば油圧を印加すれば，スリーブに作用する圧延
荷重に対向することができ，所定のＨ形鋼圧延作業を遂
行できる。なお摺動可能に形成したスリーブの外側に，
ロール軸に刻設したおねじと螺合するナットを当接させ
たことにより，両スリーブの外側面間距離を調整可能と
なり，各種サイズのＨ形鋼の圧延に対応できる。更に上
記ナットの外周に歯車を一体に形成し，この外周歯車を
差動歯車機構および回転反転機構と連結し，上記ナット
を固定および回転させることにより，ロールをスタンド
に組込んだ状態で両スリーブの外側面間距離を確保およ
び変更若しくは調整することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例を示す一部断面正面図であ
り，同一部分は前記第４図ないし第６図と同一の参照符
号で示す。第１図において１は水平ロール,2は竪ロール
であり，ユニバーサルミルの特定のスタンドを構成し,H
形鋼25を圧延するものである。７はロール軸であり，例
えば鋳鋼若しくは鍛鋼のような靱性を有する材料によっ
て形成し，中間部に例えば合金鋳鉄等の耐摩耗材料によ
り中空円筒状に形成したスリーブ3,4を嵌着する。なお
右側のスリーブ４はロール軸７に例えば焼嵌手段によっ
て固着し，左側のスリーブ３はロール軸７と一体回転か
つ軸方向移動可能に嵌着する。８はナットであり，ロー
ル軸７の外周に設けたおねじ8aと螺合させ，前記スリー
ブ３の外側面に当接させる。スリーブ3,4間には後述す
る構成とした液圧室11を設ける。13,14は流体通路であ
り，ロール軸７の端部と液圧室11との間に穿設する。18
はロータリージョイントであり，ロール軸７の端部に設
け，液圧源19と流体通路14間を接続する。24はカップリ
ングであり，ロール軸７の他の端部に設け，駆動装置
（図示せず）と動力伝達可能に接続する。

次に第２図は第１図における要部拡大断面図であり，
同一部分は第１図と同一の参照符号で示す。第２図にお
いて16は内スリーブであり，中空円筒状に形成すると共
に，中空円筒状に形成した外スリーブ16aを例えば焼嵌
めによって固着し，スリーブ３を形成する。内スリーブ
16の内周面にはキー15を突設し，ロール軸７の外周面に
設けたキー溝15aと軸方向摺動可能に係合させる。次に3
a,4aは各々凹部であり，スリーブ3,4の中心部に横断面
円環状に形成し，かつ各々対向させて設ける。10は椀状
リングであり，凹部3a,4aに亘る軸方向長さに形成して
嵌着する。９はリングであり，中空円筒状に形成すると
共に，椀状リング10内およびロール軸７の外周に嵌着
し，かつ両者と軸方向移動可能に形成する。12はシール
部材であり，夫々スリーブ3,4と椀状リング10との間，
椀状リング10とリング９との間およびロール軸７と椀状
リング10およびリング９との間に介装させる。17は空気
抜穴であり，椀状リング10,リング９およびロール軸７
によって形成される横断面円環状の液圧室11と連通し，
通常はプラグ等によって閉塞しておく。

以上の構成により，次に作用について記述する。まず
第１図および第２図においてスリーブ3,4の外側面間の
距離を，圧延すべきＨ形鋼の寸法と対応するように定め
てナット８をスリーブ３の外側面に当接させて固定す
る。次に液圧源19からの液圧をロータリージョイント1
8,流体通路14,13を介して液圧室11に印加すると，リン
グ９はスリーブ３を強固に圧接した状態となる。この状
態においてカップリング24を介してロール軸７を回転さ
せるとロール軸７と一体にスリーブ3,4も回転する。な
お対を形成する他の水平ロール１および堅ロール2,2も
同時に回転させる。上記作動状態により,H形鋼25を圧延
することができる。この場合スリーブ3,4には圧延荷重
が作用するが，液圧室11内の液圧が前記圧延荷重と対向
して作用するから，スリーブ3,4が変形，若しくは倒伏
することなく，円滑に圧延作業を遂行することができ
る。

次に圧延すべきＨ形鋼のサイズを変更する場合には，
スリーブ3,4の外側面間距離を変更する必要があるが，
まず液圧室11内の液圧印加を解除し，ナット８を回転す
ることにより，スリーブ３を軸方向に移動すればよい。
所定位置にスリーブ３およびナット８を固定した後，再
び液圧室11に液圧を印加すれば次の圧延作業を継続する
ことができる。なお上記スリーブ３の移動作業若しくは
作業間における微調整作業は，水平ロール１をスタンド
に組込んだ状態で実施することができ，スタンドから取
外す必要はない。

第３図は本発明の他の実施例を示す要部断面図であ
り，同一部分は前記第１図および第２図と同一の参照符
号で示す。第３図において8bは外周歯車であり，ナット
８の外周に等間隔に複数個の歯を刻設して形成する。な
お円環状の歯車を別個に作成してナット８の外周に一体
に固着して外周歯車8bを形成してもよい。次に27は軸端
歯車であり，ロール軸７の軸端部に一体回転可能に固着
する。次に33は連結軸であり，軸受箱22の下部に軸受3
1,32を介して回転自在に介装する。連結軸33の右端部に
は歯車26を固着して外周歯車8bとかみ合わせると共に，
左端部は回転反転機構30および差動歯車機構29と連結す
る。なお差動歯車機構29の左端部には歯車28を固着して
軸端歯車27とかみ合わせる。この場合において外周歯車
8bと歯車26との歯数比と，軸端歯車27と歯車28との歯数
比とを同一に形成する必要がある。35は駆動モータであ
り，歯車34を介して差動歯車機構29と動力伝達可能に接
続する。

上記の構成により，スリーブ3,4の外側面間の距離を
圧延すべきＨ形鋼の寸法と対応するように定めて，駆動
モータ35を停止させた状態で，ロール軸７を回転させれ
ば，前記第１図および第２図に示すものと同様にＨ形鋼
の圧延を行うことができる。この場合外周歯車8bと歯車
26,および軸端歯車27と歯車28は各々かみ合った状態で
回転するが，各々歯数比を同一に形成してあるため，外
周歯車8bと軸端歯車27,および歯車26と歯車28は各々同
一方向に同一回転数で回転する。従って外周歯車8bと一
体に形成してあるナット８とロール軸７との間には相対
回転は発生せず，ナット８の回り止めの作用が期待でき
る。

次に圧延すべきＨ形鋼のサイズを変更する場合，すな
わちスリーブ3,4の外側面間距離を変更する場合には，
液圧室11内の液圧印加を解除し，駆動モータ35を作動さ
せ，歯車34,差動歯車機構29,回転反転機構30,連結軸33
および歯車26を経由して外周歯車8bを回転させ、ナット
８を軸方向に移動すればよい。なおスリーブ3,4の外側
面間距離を拡張する場合には，液圧室11に液圧印加の状
態で行ってもよい。また上記ナット８の軸方向移動はロ
ール軸７の回転中においても行うことができ，この場合
には歯車26と歯車28との回転数に差が発生するが，この
回転数の差は差動歯車機構29の本来の機能により完全に
吸収することができ，ロール軸７の回転には全く支障が
ないのみならず，ナット８の軸方向移動を円滑かつ確実
に行い得る。従って圧延作業中においてスリーブ3,4の
外側面間距離の検出を行いながら，この距離を調整する
ことも当然に行い得る。この場合ナット８の軸方向移動
距離と歯車34の回転数との関係は予め判明しているか
ら，所定の移動距離を得るために，駆動モータ35を例え
ばパルスモータ等によって形成し，回転数を制御するこ
とも当然に可能である。

本実施例においてはスリーブの一方のみをロール軸の
軸方向に移動可能に形成した例について記述したが，両
スリーブ共ロール軸の軸方向に移動可能に形成しても作
用は同様である。また液圧室を形成する椀状リングおよ
び／またはリングをスリーブと一体に形成してもよい。
更にロール軸の軸方向移動可能に形成したスリーブとロ
ール軸との一体回転手段としては，本実施例に示すキー
に限定せず，スプライン型式その他の公知の手段を使用
することができる。

〔発明の効果〕

本発明は以上記述のような構成および作用であるか
ら，高精度かつ外法寸法一定のＨ形鋼を容易に圧延する
ことが可能であると共に，製品シリーズ毎に膨大な数量
のロールを保有する必要がないため，ロール原単位を大
幅に低減させることができる。またロールをスタンドか
ら取外すことなくスリーブ外側面間距離の変更および調
整が可能であるため，組替えに要する時間と工数とを大
幅に低減させることができ，生産効率および生産性を大
幅に向上させ得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す一部断面正面図，第２図
は第１図における要部拡大断面図，第３図は本発明の他
の実施例を示す要部断面図，第４図および第５図は各々
従来の水平ロールおよびエッジャーロールの例を示す一
部断面正面図および正面図，第６図は従来の組立式ロー
ルの例を示す一部断面正面図である。 3,4:スリーブ,7:ロール軸,8:ナット,8b:外周歯車,9:リ
ング,10:椀状リング,11:液圧室,29:差動歯車機構,30:回
転反転機構,33:連結軸。

フロントページの続き (72)発明者 佐野 義一 福岡県北九州市若松区北浜１丁目９番１ 号 日立金属株式会社若松工場内 (72)発明者 槙ノ原 操 広島県福山市鋼管町１番地 日本鋼管株 式会社福山製鉄所内 (72)発明者 有泉 孝 広島県福山市鋼管町１番地 日本鋼管株 式会社福山製鉄所内 (72)発明者 古川 遒 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日本鋼管株式会社内

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロール軸に２個の中空円筒状のスリーブを
   同軸的かつロール軸と一体回転可能に嵌着すると共に，
   少なくとも一方のスリーブを軸方向移動可能に形成し，
   スリーブの中心部に横断面円環状に形成した凹部を相互
   に対向させて設け，これらの凹部内に両スリーブに亘る
   軸方向長さを有する椀状リングを嵌着し，かつこの椀状
   リング内に他のリングを軸方向移動可能に嵌着すると共
   に，少なくとも上記両リングにより横断面円環状の液圧
   室を形成し，ロール軸に設けた流体通路を介して液圧源
   からの液圧を前記液圧室に印加可能に形成したことを特
   徴とするＨ形鋼圧延用ロール。
2. 【請求項２】軸方向移動可能に形成したスリーブの外側
   に，ロール軸に刻設したおねじと螺合するナットを設
   け，このナットをスリーブの外側面に当接させて両スリ
   ーブの外側面間距離を調整可能に形成した請求項（１）
   記載のＨ形鋼圧延用ロール。
3. 【請求項３】ナット外周に複数個の歯を刻設するか若し
   くは円環状歯車を一体に固着して外周歯車を形成すると
   共にロール軸端部に軸端歯車を固着し，差動歯車機構お
   よび回転反転機構を有し駆動源と連結した連結軸に設け
   た相手歯車と前記外周歯車および軸端歯車とをかみ合わ
   せると共に，外周歯車および軸端歯車と各々相手歯車と
   の歯数比を同一に形成した請求項（２）記載のＨ形鋼圧
   延用ロール。