JP3053014B2 - 油圧軸継手装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は、圧油の供給を受
けて封入することで接続状態になり、封入された圧油が
排出されると開放状態になる油圧軸継手に対する圧油の
給排が自動的に行える油圧軸継手装置に関する。

【０００２】例えば、鉄やアルミの板材を連続的に圧延
する圧延機においては、板材の種類によってしばしば圧
延ロールを交換する必要が生じる。そのため、圧延ロー
ルの駆動軸と駆動装置に連結されたスピンドル軸とを軸
継手を介して接続し、圧延ロールだけの交換を容易にし
ている。

【０００３】このような軸継手として種々のタイプのも
のが知られているが、接続又は開放が簡単に行え、大容
量の伝達トルクを有する油圧軸継手を用いることが着目
されている。この油圧軸継手は、圧油の供給を受けて封
入することで接続状態になり、封入された圧油が排出さ
れると開放状態になるものである。

【０００４】この圧油の給排のために、油圧軸継手に、
例えばパイロット操作逆止弁の如き圧油給排装置を接続
することが考えられる。このパイロット操作逆止弁を通
じて高圧の圧油を油圧軸継手に供給すると共に封入し、
パイロットピストンを介して逆止弁を逆流方向に開き、
封入された圧油を排出する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このパ
イロット操作逆止弁は油圧軸継手に一体的に設けること
が普通であり、継手の接続又は開放に際しては、継手に
高圧の油圧源を接続する必要がある。この継手は必ずし
も人間がアクセスし易い場所に設けられているとは限ら
ず、油圧源の接続に手間取り、接続又は開放が簡単に行
えるという油圧軸継手の利点が生かされないことにな
る。

【０００６】本発明は、上述したような問題点に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、油圧軸
継手に対する圧油の給排が、所望の場所で自動的に行え
る油圧軸継手装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の油圧軸継手装置は、一対の軸間に設けられ、圧油の
供給を受けて封入することで一対の軸を接続状態にし、
封入された圧油が排出されると一対の軸を開放状態にす
る油圧軸継手と、一対の軸の一方に設けられ、前記油圧
軸継手に接続され、逆止弁機構を内蔵する給油口及び逆
止弁機構を開放する開放手段を有する圧油給排装置と、
この圧油給排装置に対して進退自在に設けられ、前記給
油口に接続可能な圧油供給装置及び前記開放手段を作動
させる圧油排出装置を有する自動操作装置とを備えてな
るものである。

【０００８】油圧軸継手で一対の軸を接続する場合に
は、一方の軸の適所に設けられた圧油給排装置に向けて
自動操作装置が進出し、圧油給排装置の給油口に自動操
作装置の圧油供給装置が接続し、圧油源からの圧油を圧
油供給装置と圧油給排装置とを経て油圧軸継手に供給
し、圧油給排装置の逆止弁機構で圧油が油圧軸継手に封
入され、一対の軸の接続状態が維持される。そして、自
動操作装置は軸と干渉しない位置まで退出して退避す
る。一対の軸を開放する場合には、同様に自動操作装置
が圧油給排装置に向けて進出し、圧油給排装置の開放手
段を自動操作装置が作動させ、油圧軸継手に封入された
圧油が圧油給排装置を経て排出され、一対の軸が開放さ
れる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しつつ説明する。図１は本発明の油圧軸継手装置に適
用される圧油供給装置の断面図である。そして、図２は
本発明の油圧軸継手装置の全体正面図であり、図３はそ
の全体側面図である。

【００１０】まず、図２及び図３により、本発明の油圧
軸継手装置の全体を説明する。図において、１，２は上
下スピンドル軸であり、図示されない減速装置から突出
している。３，４は上下駆動軸であり、図示されない圧
延ロールの軸端が示されている。５，６は油圧軸継手
５，６であり、上下スピンドル軸１，２の端にユニバー
サルジョイント７，８を介して取り付けられている。
９，１０は上下スピンドル軸１，２の途中に嵌入された
ホイール部であり、この中に圧油給排装置１１，１２が
埋設されている。１３，１４はホイール部９，１０に対
向する位置に設けられた自動操作装置である。図３に示
されるように、自動操作装置１３は架台１５に取り付け
られ、自動操作装置１４はフロアＦＬに掘られたピット
１６上に設置されている。

【００１１】図２の油圧軸継手５，６は、上下駆動軸
３，４が嵌まる中空円筒部１７，１８と、中空円筒部１
７，１８の更に外周に嵌められた油圧リング１９，２０
とを有している。油圧リング１９，２０は１０００ｋｇ
／ｃｍ² 程度の圧油が供給されると、内周が縮径するよ
うに膨張し、中空円筒部１７，１８も縮径させ、中に嵌
まった上下駆動軸３，４を圧接状態にして接続する。こ
の油圧リング１９，２０と圧油給排装置１１，１２とは
油圧配管２１，２２で接続されている。

【００１２】本発明の油圧軸継手装置に適用される圧油
供給装置６０は自動操作装置１３，１４に取り付けられ
ている。そして、自動操作装置１３，１４がホイール部
９，１０に向かって進出すると、圧油供給装置６０は圧
油給排装置１１，１２に対面する。

【００１３】つぎに、図１により圧油供給装置６０の詳
細構造を説明する。保持板６１の穴６２にシリンダ体６
３が嵌入固定されている。シリンダ体６３内にはピスト
ン体６４が摺動自在に内設され、ピストン体６４の両側
には大ロッド６５と小ロッド６６が突設されている。更
に、大ロッド６５の先端には弁シート部材６７がネジ込
まれ、弁シート部材６７の中心孔には絞り部材６８が嵌
入されている。絞り部材６８はロッド６５，６６を貫通
する油通路６９を経て送られる圧油が通る円弧状油通路
７０と絞り部７１と先端油通路７２とを有している。こ
の弁シート部材６７は保持板６１の穴７３を通って半球
３６に当接可能となっている。そして、穴７３の出口に
は、エアノズル７４が開口するリング７５が嵌入され、
エアノズル７４の方向は球面３６に向かっている。な
お、７６，７７はシリンダ体６３に対するポートであ
り、７８，７９はピストン体６４の摺動位置を決めるス
イッチである。

【００１４】上述した圧油供給装置６０において、ポー
ト７６に圧油が供給されると、ピストン体６４及び弁シ
ート部材６７は後退した図示の位置にある。ポート７７
に圧油が供給されると、ピストン体６４及び弁シート部
材６７は前進し、弁シート部材６７のシート６７ａが球
面３６に押圧される。この弁シート部材６７の前進に際
しては、エアノズル７４からのエアシャワーが球面３６
に吹き付け、球面３６の表面に付着しているコンタミを
吹き飛ばし、圧油内へのコンタミの侵入を阻止する。ま
た、図示のように弁シート部材６７が後退している時
は、油通路６９内の油は大気圧であり、弁シート部材６
７の先端からこぼれ落ち、油通路６９内に空気が侵入す
る恐れがある。しかし、絞り部材６８の絞り７１で油の
流れが阻止され、悪くても短い先端油通路７２内に空気
が侵入するだけで、圧油に混入する空気は圧油封入に支
障を生じさせない程度の最小限度に抑えられる。

【００１５】さらに、上述した圧油供給装置６０に対す
る圧油給排装置１１，１２を図４乃至図６により説明す
る。図４は圧油給排装置の断面図、図５は図４のＸ矢視
図、図６は図４のＹ−Ｙ断面図である。この圧油給排装
置１１，１２は図２の油圧リング１９，２０に圧油を給
排するものであり、一次ポート（給油口）に連なる逆止
弁機構と、逆止弁機構に対する機械的開放手段とを有し
ている。

【００１６】図４及び図５において、ホイール部９，１
０に貫通穴３０が形成され、この貫通穴３０に第１本体
３１と第２本体３２とが突き合わせ状態で挿入されてボ
ルト締めされ、第２本体３２に更に第３本体３３がねじ
込まれている。

【００１７】第２本体３２の中心孔３４には弁体３５が
シールを介して挿入され、第２本体３２と第３本体３３
との間で締めこまれて固定されている。弁体３５の先端
は半球３６となっており、後端は球面座の弁シート部３
７となっており、両者３６，３７の中心には第１ポート
３８に連なる貫通孔３９が穿孔されている。また、中心
孔３４には先端にボール４０を保持するポペット４１が
挿入され、スリーブ４２によってシールを介した摺動が
自在な状態で保持されている。このスリーブ４２とポペ
ット４１の段部４３の間には皿バネ４４が介装されてお
り、ボール４０を弁シート部３７へと押圧する。皿バネ
４４は押圧力はツル巻きバネに比較して大きく、その押
圧力の程度は、ボール４０を弁シート部３７の間に介在
する塵等のコンタミを押し潰す程度に大きく設定され
る。上述した弁シート部３７と、ボール４０と、皿バネ
４４とが逆止弁機構となっている。

【００１８】ポペット４１の軸部４５は第１本体３１ま
で延在し、上下テーパ部４６とピストン４７となって第
１本体３１内に摺動自在に収納されている。また、第２
本体３２の中心孔３４であって弁シート３７とボール４
０の位置する部分には縦孔４８が開口し、第１本体３１
の第２ポート４９まで連通している。ポペット４１のピ
ストン４７は第２ポート４９の背圧を受けるようになっ
ており、ピストン４７の受圧径ｄ１はボール４０を支え
る軸４５の受圧径ｄ２より大きくなっており、皿バネ４
４の付勢力に加えて、受圧面積の差に圧油の圧力を掛け
算した油圧押圧力が作用する構造となっている。

【００１９】また、ホイール部９，１０と第１本体３１
に四角穴５０，５１が設けられ、四角穴５１に上下摺動
体５２がスプリング５３が介して図示の状態で付勢され
た状態で嵌め込まれている。図６に示されるように、こ
の上下摺動体５２は上下テーパ部４６と係合する二股テ
ーパ部５４（楔部材）を有しており、図４の状態では、
上下テーパ部４６と二股テーパ部５４は僅かの隙間を有
して非係合状態にある。しかし、上下摺動体５２が外力
によって下がると、ポペット４１の全体を皿バネ４４の
押圧力等に打ち勝って図面左方の反押圧方向に移動さ
せ、ボール４０を弁シート部３７の着座位置から強制的
に離すようになっている。この上下テーパ部４６と二股
テーパ部５４と上下摺動体５２とが逆止弁機構の開放手
段となっている。

【００２０】上述した圧油給排装置１１，１２において
は、弁体３５の半球３６に次に述べる圧油供給装置６０
が圧接され、圧油が第１ポート３８に供給される。この
時、上下摺動体５２は図示されないシリンダ装置で矢印
方向に下がっており、ポペット４１のボール４０は弁
体３５の弁シート部３７から離れている。圧油供給装置
６０からの圧油は第１ポート３８から縦孔４８等を経て
第２ポート４９に至り、油圧配管２１，２２を経て前述
した油圧軸継手の油圧シリンダに供給される。そして、
上下摺動体５２に対する図示されないシリンダ装置が引
っ込むと、スプリング５３の付勢力で上下摺動体５２が
矢印方向に上がり図示の位置となる。この状態では、
上下テーパ部４６と二股テーパ部５４は離れており、皿
バネ４４の付勢力とｄ１とｄ２の受圧径差に基づく油圧
付勢力で、ボール４０は弁シート部３７に高圧力で押圧
される。そして、半球３６に対する圧油供給装置６０が
方向に離れる。

【００２１】圧油給排装置１１，１２のボール４０と弁
シート部３７の押圧部はコンタミが挟まれ、油が漏れる
恐れがあるものの、ボール４０は皿バネ４４により弁シ
ート部３７に強く押圧されており、押圧部に挟まれたコ
ンタミは押し潰され、漏れが少なくなり、例えば２４時
間での圧油の圧力降下は１０％以内という厳しい条件を
クリアできる。

【００２２】そして、上述した圧油供給装置６０を保持
し、図４の圧油給排装置１１，１２に対する圧油排出手
段としての油圧シリンダ８５を保持する自動操作装置１
３，１４が図２及び図３のように設けられる。この圧油
供給装置６０と油圧シリンダ８５は図２の圧油給排装置
１１，１２に対して所定の位置にある必要がある。とこ
ろが、図３のスピンドル軸１，２の停止位置は図示のよ
うに、圧油給排装置１１，１２が真上又は真下に位置す
るように制御されているものの、その停止位置には±３
°以内の誤差がある。自動操作装置１１，１２はこの誤
差を吸収して、圧油給排装置１１，１２に対する所定位
置となる構造になっている。

【００２３】そのため、図３に示すように、圧油給排装
置１１，１２の両側のホイール部９，１０にピン８６，
８７が突設されており、自動操作装置１１，１２はこの
ピン８６，８７に対する倣い部８８，８９が設けられて
いる。また、圧油供給装置６０と油圧シリンダ８５の保
持部分はθ方向の回転とＸ方向の揺動が許容されてお
り、倣い部８８，８９がピン８６，８７に倣って所定姿
勢となる。

【００２４】このような、自動調芯機能を有する自動操
作装置１３，１４の詳細を図７及び図８により説明す
る。図７は図１の自動操作装置１３の側面から見た半断
面図である。６０が圧油供給装置、８５が圧油排出装置
としての油圧シリンダ、８８，８９が倣い部である。こ
れらは、保持部９０に取り付けられている。この保持部
９０には第１四角ケース９１が立設され、この第１四角
ケース９１は第２四角ケース９２内に位置している。

【００２５】図８に示されるように、第２四角ケース９
２には軸９３が横架されており、軸９３の中央に嵌入さ
れた球面軸受９４を介して第１四角ケース９１が支持さ
れている。また、第２四角ケース９４の４つの側面の各
々には左右上下４個の押し部材９５がスプリング９６で
付勢され押し当てられている。すなわち、第１四角ケー
ス９１はＡ点を中心とし、第２四角ケース９２と平行な
位置に落ち着いている。しかし、第１四角ケース９１に
外力が加わると、Ａ点を中心として回転又は揺動可能で
ある。そして、第２四角ケース９２の四隅には突出部９
７があり、突出部９７はスライドガイド９８に案内され
て上下摺動可能になっている。

【００２６】図７に示されるように、スライドガイド９
８はベース９９に立設されている。そして、ベース９９
に固設された油圧シリンダ１００のロッド先端１０１が
第２四角ケース９２の受け入れ部１０２に係合し、油圧
シリンダ１００の伸長又は短縮で第２四角ケース９２が
昇降する。また、受け入れ部１０２は横穴１０３が設け
られ、油圧シリンダ１０４のストッパー１０５が横穴１
０３に挿入され、第２四角ケース９２の上限位置が固定
される。

【００２７】つぎに、上述した自動操作装置１３，１４
の作動を図７により説明する。運転中はスピンドル軸
１，２は回転しており、油圧シリンダ１０４の伸長によ
ってストッパー１０５が横穴１０３内に挿入され、第２
四角ケース９２は図示の位置でベース９９に対して固定
される。したがって、油圧シリンダ１００の油圧系統の
故障等で、保持部９０が下がり、ピン８６，８７等に当
たって破損するという事故の発生が防止される。

【００２８】油圧軸継手を開放する場合には、スピンド
ル１，２は所定位置で停止するが、図示の角度αの誤差
範囲内で停止する。また、スピンドル１，２の軸心が角
度θ方向にずれることもある。まず、油圧シリンダ１０
４が短縮し、ストッパー１０５が図示のように外れる。
そして、油圧シリンダ１００が伸長し、第２四角ケース
９２がスライドガイド９８に沿って下降する。そして、
倣い部８８，８９がピン８６，８７に当たり、ピン８
６，８７に倣うように、第１四角ケース９１が押し部材
９５の付勢力に抗しつつＡ点を中心にして回転及び揺動
し、角度αや角度θの停止誤差を吸収する。その結果、
圧油給排装置１１，１２に対する圧油供給装置６０の軸
芯が完全に一致する。そして、上述した順番で、圧油の
給排が行われる。なお、図２の下側に位置する自動操作
装置１４は上下の動作が逆になるだけで、同様に作動す
る。

【００２９】

【発明の効果】本発明の油圧軸継手装置は、一方の軸の
適所に設けられた圧油給排装置に対する自動操作装置
で、圧油給排装置への圧油の給排を自動的に行うもので
あり、油圧軸継手の接続又は開放を人手を介することな
く自動的に行うことができる。また、油圧軸継手が接続
する一方の軸に圧油給排装置を設けて、両者を油圧的に
接続するものであるので、自動操作装置が設けられるス
ペースを有する場所を選んで圧油給排装置を設けること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の油圧軸継手装置に適用される圧油供給
装置の断面図である。

【図２】本発明の油圧軸継手装置の全体正面図である。

【図３】本発明の油圧軸継手装置の全体側面図である。

【図４】圧油給排装置の断面図である。

【図５】図４のＸ矢視図である。

【図６】図４のＹ−Ｙ断面図である。

【図７】自動操作装置の半断面による側面図である。

【図８】図７のＺ−Ｚ断面図である。

【符号の説明】

１，２ スピンドル軸 ３，４ 駆動軸 ５，６ 油圧軸継手 １１，１２ 圧油給排装置 １３，１４ 自動操作装置 ３７ 弁シート部（逆止弁機構） ３８ 第１ポート（給油口） ４０ ボール（逆止弁機構） ４６ 上下テーパ部（開放手段） ５２ 上下摺動体（開放手段） ５４ 二股テーパ部（開放手段） ６０ 圧油供給装置 ８５ 油圧シリンダ（油圧排出装置）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 昌昭 兵庫県小野市中谷町1358番地 (56)参考文献 特開 平４−344811（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−81758（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−3814（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−14221（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−47738（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−16623（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−175802（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−117922（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−39207（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−40418（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−51565（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 35/14 F16D 1/06 F16D 25/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の軸間に設けられ、圧油の供給を受
   けて封入することで一対の軸を接続状態にし、封入され
   た圧油が排出されると一対の軸を開放状態にする油圧軸
   継手と、 一対の軸の一方に設けられ、前記油圧軸継手に接続さ
   れ、逆止弁機構を内蔵する給油口及び逆止弁機構を開放
   する開放手段を有する圧油給排装置と、 この圧油給排装置に対して進退自在に設けられ、前記給
   油口に接続可能な圧油供給装置及び前記開放手段を作動
   させる圧油排出装置を有する自動操作装置とを備えてな
   る油圧軸継手装置。