JP2902394B1 - ユニバーサル圧延機の竪ロール圧下装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 パス間のロール位置の調整を液圧シリンダで
行えること、ロール位置調整に要する時間の短縮を図る
こと、位置決め精度を向上することなどを実現できる竪
ロール圧下装置を提供する。 【解決手段】 先端が竪ロール３のチョック４に回動自
在に接続される圧下スクリュー１０を、両端を開口した
円筒形状のピストン８内の中心部に軸方向に摺動自在に
配設するとともに、固定ハウジング１内に固定され両端
を開口した円筒形状のシリンダ７内に、ピストン８を軸
方向に摺動自在に配設し、圧下スクリュー１０の本体外
周面のネジ部１０ｂに回動可能に螺合するナット９を、
ピストン８内に一体的に設け、圧下スクリュー１０の基
端側を軸方向に延設して該延設部１０ｄの周囲に軸方向
に摺動自在にかつ一体回転可能にギヤスリーブ１５を外
装し、ギヤスリーブ１５を延設部１０ｄの中心軸回りで
任意の方向に回転させる駆動装置１４を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、形鋼の圧延に用
いられるユニバーサル圧延機のうち、主に粗仕上げに使
用されるユニバーサル圧延機に好適な、竪ロール（Ｖロ
ールともいう）の圧下装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ユニバーサル圧延機においては竪
ロール圧下装置５０として、圧下スクリュー（ジャッ
キ）だけが使用されている。つまり、図４に示すよう
に、固定ハウジング５１の先端側の凹所５２内に竪ロー
ル５３のチョック５４が出入り自在に嵌挿され、この竪
ロールチョック５４にバランスシリンダ５５を挟んで一
対の圧下スクリュー５６・５６の先端がそれぞれ接続さ
れている。圧下スクリュー５６は本体５６ａのネジ部５
６ｂが固定ハウジング５１に固設されたナット５７に回
動自在に螺合されており、圧下スクリュー５６の基端側
には軸方向に摺動自在にかつ一体回転可能にスリーブ
（図示せず）が外装され、該スリーブ（図示せず）を任
意の方向に回転させる駆動装置（図示せず）の駆動用ウ
ォームギヤ５８が固設ハウジング５１に配設されてい
る。

【０００３】その他の先行技術として、例えば特公昭５
８−５１７６７号公報に記載の装置および特公昭６１−
２８７０５号公報に記載の装置がある。図示は省略する
が、両者ともに、圧下スクリューに螺合するナット（又
はムッター）を、圧下スクリューの軸方向に摺動自在に
固定ハウジングに配設し、圧下スクリューの周囲に同心
に形成した環状液圧シリンダを前記ナット（又はムッタ
ー）の後方に配置して固定ハウジングに配設し、前記環
状液圧シリンダから一部を突出させたピストンの先端を
前記ナット（又はムッター）に当接させた構造からな
る。いずれも、圧延中のロールの位置決めには液圧シリ
ンダが使用され、非圧延中にはストロークの大きい圧下
スクリューが使用される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の竪ロール圧下装置には、下記のような点で不都
合がある。すなわち、 図４に示す装置では、例えば、Ｈ形鋼などの形鋼を
粗仕上げする場合に、１つのユニバーサル圧延機で形鋼
を繰り返し圧延する必要があるが、１パス毎に形鋼の大
きさが変わってくるので、圧延中を含めてその都度、竪
ロールの位置を圧下装置５０により調整する必要があ
る。このため、圧下スクリュー５６を回転させる駆動装
置の電動モータには、高馬力（高出力）の比較的大型の
ものが使用されている。また、圧延中にも圧下スクリュ
ー５６を回転させなければならないことがあるが、この
場合にはネジ部５６ｂが非常に摩耗しやすい。さらに、
圧下スクリュー５６を回転させることによって圧下スク
リュー５６を軸方向に進退させるので、竪ロール５３の
位置の変更（調整）に時間がかかり、応答性が悪く、し
かも位置決め精度が低い（通常、±５０μｍ）。

【０００５】 上記公報に記載の装置では、構造上か
ら液圧シリンダによる竪ロール位置を調整可能なストロ
ークが非常に短い。つまり、圧延中の竪ロールの位置調
整にだけ液圧シリンダを使用する構造からなるため、上
記した粗仕上げにおいて圧延する場合に、パス間では圧
下スクリューを使用する必要があることから、迅速に竪
ロール位置を調整したり、高精度に竪ロールの位置決め
を行ったりすることができない。また、圧下スクリュー
を使用するので、竪ロール位置を迅速に調整するには高
馬力の大型の電動モータが必要になる。さらに、圧下ス
クリューの軸方向に沿ってナット（又はムッター）と液
圧シリンダとが並べて配置されているので、両駆動手段
の占めるスペースが広くなって、液圧シリンダによる竪
ロールの位置を調整可能なストロークが小さく制限され
る。

【０００６】この発明は上述の点に鑑みなされたもの
で、パス間のロール位置の調整を液圧シリンダで行える
こと、ロール位置調整に要する時間の短縮を図ること、
位置決め精度を向上することなどを実現できる竪ロール
圧下装置を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明に係る竪ロール圧下装置は、相対向して配置
される竪ロールをそれぞれ所定位置に位置決めするため
の圧延機の竪ロール圧下装置において、先端が竪ロール
のチョックに回動自在に接続される圧下スクリューを、
両端を開口した円筒形状のピストン内の中心部に軸方向
に摺動自在に配設するとともに、固定ハウジング内に固
定され両端を開口した円筒形状のシリンダ内に、前記ピ
ストンを軸方向に摺動自在に配設し、前記圧下スクリュ
ー本体の外周面に形成したネジ部に回動可能に螺合する
ナットを、前記ピストン内に一体的に設け、前記圧下ス
クリューの基端側を軸方向に延設して該延設部の周囲に
軸方向に摺動自在にかつ一体回転可能にスリーブを外装
し、該スリーブを前記延設部のの中心軸回りで任意の方
向に回転させる駆動装置を設けたことを特徴としてい
る。

【０００８】上記の構成を有する本発明の竪ロール圧下
装置によれば、圧延作業に際して駆動装置によりスリー
ブを介して圧下スクリューを所定の方向に回転させるこ
とにより、圧下スクリューの先端側が固定ハウジングお
よびシリンダから外方へ突出し、竪ロールがチョックと
ともに固定ハウジングに対し移動して竪ロールが所定位
置へ移動する。つまり、シリンダ内のピストンに対し圧
下スクリューの位置、いいかえれば竪ロールの位置が決
まる。この状態で、液圧ピストンの液圧室に圧液を流入
し、ピストンを所定方向（通常、圧下スクリューの先端
方向）に移動させることにより、ピストンとともに圧下
スクリューが移動し、竪ロールが所定位置へ移動して位
置決めされる。このとき、圧下スクリューの基端側（延
設部）は定位置に保持されたスリーブに対し軸方向に摺
動する。また圧下スクリューのネジ部に螺合するナット
は、ピストン内に一体的に組み込んで収容しているの
で、ピストンとナットを軸方向に並べて配置するのに比
べて軸方向寸法を短縮できるとともに、ピストンのスト
ロークを大きく延ばすことができる。したがって、被圧
延材のサイズに合わせてあらかじめピストンに対する圧
下スクリューの位置を調整しておけば、上記した竪ロー
ルの移動・位置決めを液圧シリンダによって迅速に行う
ことができ、しかも例えばリニアセンサーを用いて液圧
シリンダの位置を検出することによって竪ロールの位置
決め精度を圧下スクリューのそれよりも向上することが
できる。

【０００９】また圧延中には圧下スクリューによる竪ロ
ールの移動を行わなくて済むから、ネジ部の摩耗が防止
されるとともに、圧下スクリューの回転の高速化を特に
図る必要がないから、圧下スクリュー用駆動装置の馬力
アップが不要で駆動装置に小型・軽量のものが使用でき
る。これに加えて、ナットを液圧シリンダ内に組み込ん
だことから、竪ロール圧下装置全体がコンパクト化され
る。

【００１０】請求項２に記載のように、前記ピストン本
体の軸方向のほぼ中間位置の周囲にピストンリングを突
設し、前記シリンダ内に該ピストンリングが軸方向に摺
動自在に収納される液圧室を設け、前記ピストン本体の
両端部を、前記シリンダから突出可能に構成し、前記シ
リンダの基端側と前記固定ハウジングとの間にロードセ
ルを介設することができる。

【００１１】この構成により、前記シリンダ内の軸方向
におけるナット部分を除く範囲が液圧室に構成でき、ピ
ストンのストロークをシリンダの軸方向長さに応じて最
大限に延長できるとともに、圧延作業時に例えば一対の
竪ロール間に被圧延材が噛み込んだ状態でピストンを介
してシリンダが固定ハウジング側に押圧されることによ
り、固定ハウジングとシリンダ間のロードセルに負荷荷
ー重が作用し、検知される。

【００１２】なお、前記スリーブにギヤを一体回転可能
に設け、該ギヤに噛合する駆動ギヤを備えた前記駆動装
置を前記固定ハウジングに配備することができる。前記
スリーブ側のギヤが例えばベベルギヤあるいはウォーム
ホイールであると、駆動ギヤはベベルギヤあるいはウォ
ームギヤになる。この構成によれば、駆動装置としての
例えば電動モータにより駆動ギヤが回転すると、駆動ギ
ヤに噛合するギヤを介してスリーブが圧下スクリューの
延設部の回りで回転し、スリーブとともに圧下スクリュ
ーが回転するから、シリンダと一体のナットに対してこ
れと螺合する圧下スクリューが前進又は後退する。一
方、液圧シリンダによりピストンを介して圧下スクリュ
ーが前進又は後退するときには、駆動装置が停止してお
り非回転状態のスリーブに対し圧下スクリューがスプラ
インやキー係合等によるスライド手段を介して軸方向に
摺動する。

【００１３】また、前記固定ハウジングの先端側凹所に
前記竪ロールチョックを出入り自在に嵌挿し、その幅方
向の中心に前記固定ハウジングに配設されたバランスシ
リンダのロッド先端部を接続し、該バランスシリンダを
中心に両側に配設した一対の前記竪ロール圧下装置の圧
下スクリューの先端部を前記竪ロールチョックに回動自
在に接続するとよい。この構成により、竪ロールチョッ
クは一対の圧下スクリューの回転による進退あるいは液
圧シリンダのピストンの進退による一対の圧下スクリュ
ーの進退により、それらの進退方向と逆方向にそれより
やや小さい力で付勢力を発生する中央のバランスシリン
ダの付勢力を受けて円滑に移動し、所定位置に位置決め
される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係るユニバーサ
ル圧延機の竪ロール圧下装置の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００１５】図１はユニバーサル圧延機の竪ロール圧下
装置の実施例を示すもので、竪ロール圧下装置の一部を
切り欠いて断面で表した平面図、図２は図１のII−II線
拡大断面図、図３は図１の圧下スクリューの回転駆動装
置の一例を概略的に示す部分平面図である。

【００１６】固定ハウジング１の先端部に凹所２が設け
られ、この凹所２内に竪ロール（Ｖロール）３を回動自
在に装着したＶロールチョック４が、前後方向に出入り
自在に嵌合されている。詳しくは、Ｖロールチョック４
の両側に前後方向に沿って凹状溝が形成され、この凹状
溝内に嵌入し前後方向に摺動自在に支持する突起条が凹
所２内の両側面に形成されている。固定ハウジング１の
基端側に固設される固定ハウジング（ヨークともいう）
１’の幅方向の中間位置に、バランスシリンダ装置５が
配設され、シリンダロッド５ａがヨーク１’および固定
ハウジング１を前後方向に貫通して先端部が凹所２内に
突出し、Ｖロールチョック４に接続されている。固定ハ
ウジング１・１’にはバランスシリンダ装置５を中心に
して、その両側に一対の圧下装置６を備えている。

【００１７】各圧下装置６は、前後両端が開口した円筒
状液圧（本例では油圧）シリンダ７と、この液圧シリン
ダ７内に所定のストローク内で前後方向（後述の圧下ス
クリュー１０の軸方向）に摺動自在に嵌挿された円筒状
ピストン８と、この円筒状ピストン８内に固設されたナ
ット９と、ナット９に回動自在に螺合するとともに、ピ
ストン８の後部（基端側）円筒体８ａに対し前後方向に
摺動自在に嵌挿された圧下スクリュー１０とを備えてい
る。また、圧下装置６は、図２に示すように前端が開口
した収納室１１内に配備されている。収納室１１は前端
（先端）から基端にかけて大口径部１１ａ、中口径部１
１ｂ、小口径部１１ｃの三段に形成されている。液圧シ
リンダ７は大口径部１１ａの底端との間に環状のロード
セル１８を介在させて、大口径部１１ａ内に嵌挿されて
いる。液圧シリンダ７は内向きのフランジ７ｃを備えた
円筒部７ａと、外向きのフランジ７ｄを備えた円筒部７
ｂとからなり、先端側円筒部７ｂはヨーク１’の前端開
口部に固定されている。また基端側円筒部７ａは、先端
側円筒部７ｂに結合されている。

【００１８】ピストン８は先端側が大口径円筒部８ａで
基端側がや口径の小さい円筒部８ｂからなり、前後方向
のほぼ中間位置にピストンリング８ｃが半径方向外方に
突設されている。このピストンリング８ｃが液圧シリン
ダ７の基端側円筒部７ａの内周壁に沿って摺動自在に嵌
挿され、基端側円筒部７ａの内周壁と大口径円筒部８ａ
の外周壁とで閉じられた空間が液圧室１２に形成されて
いる。この液圧室１２内は、ピストンリング８ｃを介し
て先端側（ピストン側液圧室ともいう）１２ａと基端側
（シリンダ側液圧室ともいう）１２ｂとに分離されてい
る。またピストン８の小口径円筒部８ｂは、液圧シリン
ダ７の基端側開口７ｅより中口径部１１ｂ内に突出して
いる。さらにピストン８の大口径円筒部８ａ内には、円
筒形のナット９が外ネジ１３ａを備えた固定用ナット１
３を介して一体的に固定されている。

【００１９】圧下スクリュー１０は円柱状本体１０ａの
外周面にネジ部１０ｂがほぼ全長にわたり形成され、こ
のネジ部１０ｂがナット９の内ネジ９ａに回動自在に螺
合している。圧下スクリュー１０の先端部１０ｃは固定
ハウジング１・１’より外方に突出し、その先端の接続
手段１０ｄを介してＶロールチョック４に接続されてい
る。接続手段１０ｄはベアリング１０ｆを内蔵し、先端
にコの字形のプレッシャブロック１０ｇを備えており、
Ｖロールチョック４に接続した状態での圧下スクリュー
１０の回転を許容する。圧下スクリュー１０の基端側は
円錐状に形成され、その基端から後方に向け小径の円柱
部１０ｅが延設されている。円柱部（延設部とも言う）
１０ｅは小口径部１１ｃを貫通してヨーク１’の基端側
へ突出し、ヨーク１’に一体に取り付けられた駆動装置
１４に接続されている。

【００２０】詳しくは、図３に示すように円柱部１０ｅ
は複数のスプライン溝１０ｈが前後方向（軸方向）に形
成され、この円柱部１０ｅの周囲にギヤスリーブ１５が
前後方向（軸方向）に摺動自在にかつ一体回転可能に外
装されている。つまり、ギヤスリーブ１５の内周面の軸
方向にスプライン１５ａが形成され、スプライン溝１０
ｈに係合している。またギヤスリーブ１５には外周面に
一体にベベルギヤ１５ｂが形設され、このベベルギヤ１
５ｂに駆動用ベベルギヤ１６が噛合している。ベベルギ
ヤ１６の駆動軸１６ａの一端には、図示を省略した駆動
モーターが接続されている。そして、駆動モーターを含
め駆動用ベベルギヤ１６は、ヨーク１’内に組み込まれ
ている。なお、図２中の符号１７はリニアセンサーで、
このリニアセンサー１７により固定ハウジング１・１’
に対する圧下スクリュー１０の変位が高精度（本例では
±１０μｍ）にて検知される。

【００２１】なお、図示は省略するが、相対向して左右
に配置される竪ロール３・３の上下には水平ロールや各
水平ロールの圧下装置が配置されている。

【００２２】上記のようにして本発明の実施例に係るＶ
ロール圧下装置６が構成されるが、このＶロール圧下装
置６の使用態様について図１・図２に基づき説明する。

【００２３】 例えばＨ形鋼の粗仕上げ圧延作業に際
し、あらかじめ圧延する被圧延材の幅に合わせてそれぞ
れ駆動装置１４により左右の圧下スクリュー１０を回転
させ、ヨーク１’内の液圧シリンダ７に対するＶロール
チョック４の位置を調節する。つまり、駆動装置１４の
モーターの回転によりギヤスリーブ１５が回転すると同
時に、圧下スクリュー１０が回転することによってナッ
ト９との螺合回転によりギヤスリーブ１５に対して左右
の圧下スクリュー１０が前進（又は後退）する。このと
き、中央のバランスシリンダ装置５が圧下スクリュー１
０の進退方向と逆向きに付勢力を作用させ、バランスを
図る。

【００２４】 被圧延材が左右の竪ロール３・３間に
噛み込んだ状態で、これをロードセル１８が検知する。
そして、被圧延材を一方向に通過（１パス）させて圧延
する途中で、あるいは１パスが終了したのちに逆方向に
パスさせる前に、左右の竪ロール３・３の間隙を調整す
る必要が生じれば、圧下スクリュー１０の回転を停止し
た状態で、液圧室（通常はシリンダ側）１２ｂに圧油を
流入させて、ピストン８をヨーク１’およびヨーク１’
内の液圧シリンダ７に対し前進させる。ピストン８の前
進に伴って、左右の竪ロールチョック４が相接近する方
向に相互に移動し、竪ロール３・３間の間隙が狭まり、
所定位置に位置決めされる。このとき、圧下スクリュー
１０はピストン８・ナット９とともに前進すると同時
に、定位置に固定されているギヤスリーブ１５に対し円
柱部１０ｅが前方へ移動する。

【００２５】 上記のようにして圧延作業が開始され
た状態では、液圧シリンダ７によってのみ圧下スクリュ
ー１０を進退させて竪ロール３・３の間隙が調整される
が、ピストン８のストロークが十分に大きいので、調整
作業に制約を受けることがない。また、圧下スクリュー
１０の変位をリニアセンサー１７により検出するので、
竪ロール３の位置決めが高精度に行われる。なお、圧下
スクリュー１０を回転させることによる竪ロール３の移
動は、被圧延材が同一サイズの場合には通常は行う必要
がないので、液圧シリンダ７だけで行えばよい。

【００２６】上記に本発明の竪ロール圧下装置の一実施
例について説明したが、下記のように実施することがで
きる。

【００２７】(ａ) 竪ロール圧下装置６は、竪ロール３
に対し一つずつ設けて構造を簡素化することができる。

【００２８】(ｂ) 液圧シリンダ７の外向きのフランジ
７ｄを備えた基端側円筒部７ｂの長さを短くし、液圧室
１２を前後方向に延長することにより、ピストン８のス
トロークをさらに大きくすることができる。

【００２９】(ｃ) 圧下スクリュー１０を回転させるた
めの駆動装置１４は、円柱部１０ｅとギヤスリーブ１５
とのスプライン係合をキー係合に変更したり、ベベルギ
ヤに代えてウォームギヤとウォームホイールを組み合わ
せて用いてもよい。

【００３０】(ｄ) 粗仕上げ用のユニバーサル圧延機に
限らず仕上げ用の圧延機に使用できることは言うまでも
ない。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明に係る圧延機の竪ロール圧下装置には、次のよう
な優れた効果がある。

【００３２】(1) 請求項１の発明では、被圧延材のサイ
ズに合わせてあらかじめピストンに対する圧下スクリュ
ーの位置を調整しておけば、竪ロールの移動・位置決め
を液圧シリンダによって迅速に行うことができ、しかも
例えばリニアセンサーを用いて液圧シリンダの位置を検
出することによって竪ロールの位置決め精度を圧下スク
リューのそれよりも向上することができ、竪ロールの位
置決め精度も高まる。

【００３３】また圧延中には圧下スクリューによる竪ロ
ールの移動を行わなくて済むから、ネジ部の摩耗が軽減
されるとともに、圧下スクリューの回転の高速化を特に
図る必要がないから、駆動装置の小型・軽量化が図られ
る。

【００３４】さらに、ナットを液圧シリンダ内に組み込
んだことから、竪ロール圧下装置全体がコンパクト化さ
れるとともに、ピストンストロークが十分に取れるので
液圧シリンダによる竪ロールの位置決めを広範囲に行え
る。

【００３５】(2) 請求項２の発明では、シリンダ内の軸
方向におけるナット部分を除く範囲を液圧室に構成でき
るので、ピストンのストロークをシリンダの軸方向長さ
に応じて最大限に延長できるとともに、圧延作業時に一
対の竪ロール間に被圧延材が噛み込んだ状態を固定ハウ
ジングとシリンダ間に介設したロードセルによって検知
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明ののユニバーサル圧延機の竪ロール圧下
装置の実施例を示すもので、竪ロール圧下装置の一部を
切り欠いて断面で表した平面図である。

【図２】図１のII−II線拡大断面図である。

【図３】圧下スクリューの回転駆動装置の一例を概略的
に示す部分平面図である。

【図４】従来の一般的な竪ロール圧下装置を示す、図１
に対応する平面図である。

【符号の説明】

１ 固定ハウジング １' 固定ハウジング（ヨーク） ２ 凹所 ３ 竪ロール（Ｖロール） ４ Ｖロールチョック ５ バランスシリンダ装置 ６ 竪ロール圧下装置 ７ 液圧シリンダ（油圧シリンダ） ８ ピストン ９ ナット １０ 圧下スクリュー １１ 圧下装置収納室 １２ 液圧室 １４ 駆動装置 １５ ギヤスリーブ １６ 駆動用ベベルギヤ １７ リニアセンサー １８ ロードセル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B21B 31/32 B21B 13/10 B21B 31/24

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対向して配置される竪ロールをそれぞ
   れ所定位置に位置決めするためのユニバーサル圧延機の
   竪ロール圧下装置において、 先端が竪ロールのチョックに回動自在に接続される圧下
   スクリューを、両端を開口した円筒形状のピストン内に
   軸方向に摺動自在に配設するとともに、固定ハウジング
   内に固定され両端を開口した円筒形状のシリンダ内に、
   前記ピストンを軸方向に摺動自在に配設し、 前記圧下スクリュー本体の外周面に形成したネジ部に回
   動可能に螺合するナットを、前記ピストン内に一体的に
   設け、 前記圧下スクリューの基端側を軸方向に延設して該延設
   部の周囲に軸方向に摺動自在にかつ一体回転可能にスリ
   ーブを外装し、該スリーブを前記延設部の中心軸回りで
   任意の方向に回転させる駆動装置を設けたことを特徴と
   するユニバーサル圧延機の竪ロール圧下装置。
2. 【請求項２】 前記ピストン本体の軸方向のほぼ中間位
   置の周囲にピストンリングを突設し、前記シリンダ内に
   該ピストンリングが軸方向に摺動自在に収納される液圧
   室を設け、 前記ピストン本体の両端部を、前記シリンダから突出可
   能に構成し、前記シリンダの基端側と前記固定ハウジン
   グとの間にロードセルを介設した請求項１記載のユニバ
   ーサル圧延機の竪ロール圧下装置。