JP3747225B2 - 矯正軸に対するスリーブロールの固定装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、形鋼矯正機に使用されるスリーブロールの固定装置に係り、特に矯正軸上に固定されたスリーブロールが形鋼矯正中に軸方向に移動しないようにするスリーブロールの固定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に形鋼の矯正のためには、スリーブロールをそれを支持する軸に嵌め込み固定した矯正ロールが使用されるが、その性質上スリーブロールを支持する軸（以下、矯正軸という）への固定は、確実に行われ、かつ急激な回転と停止を伴う厳しい条件で行われる矯正作業中にもスリーブロールの位置が変動することのないように行われなければならない。ところで、従来のスリーブロールの矯正軸への固定は、図５に示すようにスリーブロール固定手段を内蔵した矯正軸１に、リング状のロール本体２をスリーブ３に組み込み、ねじリング４等により一体に固定したスリーブロールを矯正軸１に挿入した後、スリーブロール固定手段を作用させることによって行うのが通例である。具体的には、矯正軸１を回転させ、スライド用ねじ部６を介してテーパ筒７を軸心方向に移動させ、テーパー筒７の溝部８にスライド自在に設けられたロッド９を軸半径方向の外側に移動させることによってロッド肩部１４をスリーブ凹部肩部１３に押し当て、これによりスリーブ３を図４において右方向に移動させ、矯正軸１の鍔部１０にスリーブ３の鍔部１１を押しつけることにより行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の従来手段によるときは以下に示すように矯正作業中にロッド９とスリーブ３の固定が緩み、その結果スリーブロールの矯正軸１への固定も緩み、遂にはスリーブロールが矯正軸軸方向に移動し、矯正作業を不可能にするという問題があった。この原因について本発明者らは種々の研究を行い以下のように解明した。
すなわち、前記のようにスライド用作動軸５の矯正軸１に対する相対移動によってロール付スリーブ３を矯正軸１に固定しても、ロール付スリーブ３を矯正軸１に挿入するときに矯正軸に塗布したグリース等が矯正軸鍔部１０とスリーブ鍔部１１の接触面に入り込み、これが矯正作業中に受ける熱等により徐々に減少し、その結果、ロール付スリーブ１が図４において若干ではあるが右方向に移動することになる。その結果、最初は締め付けられた状態にあったロッド９とスリーブ３の結合関係が解かれることになり、そのため、ロッド９とスリーブ３の内面の接触圧力により生じていたスライド用ねじ部６の摩擦力が消失する。
【０００４】
このような現象が生じると、矯正作業に伴う矯正軸の回転開始、回転停止、矯正材の噛み込みなどによって外部から掛かる力によって、以下のメカニズムによってロッド９が矯正軸１の半径方向内側に移動する可能性が生ずる。
まず、矯正ロールが回転を開始し、あるいは停止する際には矯正軸１に加速度が掛かるため、スライド用ねじ部６に慣性トルクが掛かる。上記スライド用ねじ部６に慣性トルクが掛かる機構をさらに詳しく説明すると以下のようになる。すなわち、矯正上軸が主機により矯正速度で回転する一方、矯正下軸は無駆動か、矯正速度より低回転である油圧モータにより回転しているために、矯正材が矯正下軸に噛込む際には、上流側の上ロール主機駆動力により矯正下軸が加速され、一方、尾端部が通過する際には、矯正下軸が減速されることになり、その結果、矯正材の噛込み、尾端抜けの際、スライド用ねじ部６に慣性トルクが掛かるのである。
【０００５】
この慣性トルクはスライド用ねじ部６を矯正軸１に対して回転させ、それによって本来拘束されているべきスライド用作動軸５を矯正軸１に対して出入りさせる原因となる。すなわち、スライド用ねじ部６が回転しそれによってスライド用作動軸５が矯正軸に対して出入りし、テーパー筒７につながるロッド９が軸半径へ移動するのである。矯正ロールの回転の開始と停止、矯正材の噛込みと尾端抜けにおける加速度の方向はそれぞれ逆方向である。これらは矯正工程全体でバランスが保たれているのではなく、操業条件によって加速度の大きさのバランスが崩れ、スライド用作動軸５を図５において右側へ移動させるような場合が生ずる。この結果、ロッド９が軸半径方向内側へ移動する場合が必ず生じ、ロール本体２を一体に固定してなるスリーブ３が矯正軸１上を左右に移動する事態に至るのである。なお、上記による回転に抵抗する要素としてスライド用ねじ部６の摩擦力があるが、その大きさはスライド用ねじの自重に相当する程度であり、上記慣性トルクに比べ一般に小さく、到底上記慣性トルクに抗しえない。
【０００６】
本発明は上記従来技術の有する問題点を解決することを目的とするものであって、ロール付きスリーブ３が形鋼の矯正工程中にあって矯正軸１上を移動することのないスリーブロールの固定装置を提案するすることにある。それによって、形鋼の矯正を常に正確にセットされた矯正ロールを用いて行いうるようにするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記解析によって得た知見に基づきなされたものであって、従来のスリーブロールの固定装置において、ロール本体２を一体にセットしたスリーブ３が矯正工程中に矯正軸１上を移動する原因である矯正軸１と作動軸５とが慣性トルクにより相対回転するのを防止する手段を提供することによって本発明の課題の解決を図るものである。具体的には、矯正軸に対するスリーブロールの固定装置を、ロール本体２をセットしたスリーブ３を外嵌めして支持する矯正軸１と、矯正軸１内に回転・スライド可能に螺着してなるスライド用作動軸５と、スライド用作動軸５に回転可能に軸支されたテーパー筒７と、矯正軸１の半径方向に設けたロッドガイド１７を通ってスリーブ３に設けられた凹部１２と前記テーパー筒７に係合し、かつ前記テーパー筒７の移動に応じて半径方向に移動し、前記スリーブ３に設けられたスリーブ凹部肩部１３を介してスリーブ３を矯正軸１に対して固定するロッド９と、からなる矯正軸に対するスリーブロールの固定装置において、矯正軸１とスライド用作動軸５間に矯正軸１とスライド用作動軸５との係合・解除手段を配設することによって本発明の課題の解決を図るものである。
【０００８】
更に詳細には、前記矯正軸１とスライド用作動軸５間に配設する矯正軸１とスライド用作動軸５との係合・解除手段を、以下に示すような構造によって矯正軸内に設けた作動ピン２２を先端ナットに設けた係合溝に係合させ、或いは係合を解除させることによって本発明の課題の解決を図るものである。具体的には、作動ピン脚部２２ａと一体に構成され、該作動ピンを支持し矯正軸方向にスライド可能な作動ピン軸部２２ｂとからなる作動ピン２２と、矯正軸１の軸方向に設けられた作動ピン脚部ガイド２７と、スライド用作動軸５にキー１６を介して固定される先端ナット１５に設けられた作動ピン係合溝２５と、矯正軸１と先端ナット１５の回転・スライド面を含んで設けられた作動ピン回転空間２６と、作動ピン回転空間２６内において作動ピン２２を矯正軸１に対して支持するばね２４と、によって前記係合・解除手段を構成するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１に示すように、本発明は既に図５に示した従来の矯正軸に対するスリーブロールの固定装置に適用され、矯正軸１とスライド用作動軸との係合・解除手段２１が新たに設けられる。この係合・解除手段２１は形鋼の矯正作業時には矯正軸１とスライド用作動軸５とを固定し、ロールを交換する際にはこれらの係合関係を解除できる機構であればいずれの手段でもよく、例えば、矯正軸１とスライド用作動軸５とキー１６で固定された先端ナット１５とをピンの差し込み・取外しによって固定・固定解除するようなもの、あるいは矯正軸端部において矯正軸１と先端ナット１５を固定、回転自在にする手段であってもよいが、図２ないし図４に示す機構によるのが操作、安全性などの面からみて好ましい。
【００１０】
すなわち、本発明においては矯正軸１と先端ナット１５の間に作動ピン２２が組み込まれる。先端ナット１５はスライド用作動軸５とキー１６を介して回転が拘束されているので結局、作動ピンは矯正軸の回転とスライド用作動軸の回転を拘束し、あるいは解放することになる。作動ピン２２は図２に示すように断面Ｌ字型をしており、先端ナットに切られた溝部に対して係合する脚部２２ａとその脚部を支持する軸部２２ｂからなる。一方、矯正軸１には前記作動ピン軸部２２ｂに対応し、作動ピン２２をスライド可能に支持する作動ピンガイド２７が穿設されている。また、先端ナット１５には作動ピン２２の脚部２２ａに係合する作動ピン係合溝２５が切り込まれており、作動ピン脚部２２ａが該溝状を軸方向にのみスライドできるようになっている。さらに、矯正軸内の作動ピン移動方向奥には矯正軸１と先端ナット１５の回転・スライド面を含んで矯正軸円周方向に広がる空間が作動ピン回転空間２６として設けられている。さらにまた、前記の作動ピンはばね２４に接続され、前記作動ピン回転空間を形成する矯正軸の内面に固定されている。
【００１１】
以下、本発明に係るスリーブロールの固定装置の作動について説明する。図１に示すように、まず、作動ピン２２を作動軸１の軸方向内部（奥側）に押し込む。これにより作動ピン脚部２２ａは、作動ピン係合溝２５を脱して、図２、図３に示すように作動ピン回転空間に移動する。その結果、図２に示す仮想線、及び図３（ｂ）に示すように作動ピンによる矯正軸１と先端ナット１５、ひいてはスライド用作動軸５との間の拘束は解かれることになる。この状態において、キー１６でスライド用作動軸５と接続されている先端ナット１５を回転させ、スライド用ねじ部６によりスライド用作動軸５を前後に出入りさせる。すると、作動軸５に軸方向の移動を拘束されているテーパー筒７が軸方向に移動する。テーパ筒６には図４に示すように溝８が設けられており、この溝８にロッド９が組み込まれている。ロッド９は矯正軸内に設けたロッドガイド１７により軸方向への移動を拘束されているため、上記のようにテーパ筒７が軸方向に移動すれば、ロッド９は矯正軸内を半径方向に移動する。かくして、ロッド９を半径方向外方に移動させ、スリーブ２の内面に設けられている凹部１２にロッド９を押し当てる。ロッド９とスリーブ３との係合は図４に示されているようにスリーブ内面に設けた肩部１３とロッドに設けた肩部１４の接触によってなされているから、ロッド９を矯正軸１内を外方へ移動させれば、スリーブ３は図４において右方に移動し、その鍔部１１が矯正軸鍔部１０に押しつけられ、かくして矯正軸１に対するロール付きスリーブ３の位置決めが完了する。
【００１２】
この状態において、作動ピン２２を以下に示すようにして作動状態におく。すなわち、先端ナット１５を回転させてその作動ピン係合溝２５の位置と作動ピン脚部２２ａの位置を一致させた後、作動ピンを押し込み状態から解放すれば、作動ピンに接続されているばね２４の力により作動ピン２２は図１，図２において左方に移動し、作動ピン脚部２２ａが作動ピン係合溝２５に移動する。その際、矯正軸１内には作動ピン係止部２８が設けられているので作動ピンは所定の位置に停止する。かくして、図２に示すように作動ピン２２により矯正軸１と先端ナット１５はその相対的回転が拘束されることになる。これにより、上述したように矯正軸鍔部１０とスリーブ鍔部の締め付け状態が緩み、その結果ロッド９とスリーブ３の間に隙間が生じても、慣性トルクによりスライド用ねじ部が矯正軸に対して相対回転し、それによりロッド９の移動、スリーブ３の矯正軸上の移動が生ずるという問題が解決されるのである。
【００１３】
なお、ロール交換に際しては、端部から作動ピン２２を押し込み、これによって矯正軸１と先端ナット１５、ひいてはスライド用作動軸５の連結状態を解き、従来の方法で古いロール付きスリーブ３を抜き取り、新しいロール付きスリーブを挿入、固定すればよい。
【００１４】
以上本発明を一実施例に基づいて説明したが、本発明の実施の形態はこれに限られるものではなく、矯正軸１とスライド用作動軸５との間の相対回転を阻止できる機構を具備していればいずれのものでもよいことはすでに述べたとおりである。また、本実施例で述べた作動ピン２２の形状、作動ピン２２と先端ナットとの係合手段についても、他の手段、たとえば作動ピン脚部を球面に構成し、これを先端ナット１５に穿った球面状凹部と係合させ、軸方向への移動の際には係合が解かれるように構成してもよい。なお、上記例では作動ピンは１本のみ設けられているが、これを複数設けてもよいことは当然である。
【００１５】
【発明の効果】
前記方法により、軸方向のロールの固定方法を作動軸とねじ部の摩擦力のみによるのではなく、スリーブ固定後の作動軸を機械的に拘束する機構を加えることにしたため、長時間におよぶ矯正作業においても確実にスリーブを矯正軸上に固定することが可能となった。その結果、矯正ロールの軸方向への移動を防ぐことが確実にできるようになり、矯正ロールの移動による製品不良の発生をほぼ完全に防止することができた。また本発明の装置の操作はきわめて簡単であり、ロール交換などにおいて従来方に比べて生産性を害することはない。矯正機は大量生産する製鉄所のオンライン装置であり、本発明の効果は、その経済的価値が極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る矯正軸に対するスリーブロールの固定装置の全体断面図である。
【図２】矯正軸−スライド用作動軸（先端ナット）の係合・解除状態をを示す本発明装置の要部の一部断面図である。
【図３】矯正軸−スライド用作動軸−作動ピンの係合・解除機構の説明図である。（ａ）は図１におけるａ−ａ断面図であり、（ｂ）は同じくｂ−ｂ断面図である。
【図４】矯正軸−スライド用作動軸−テーパー筒−ロッド−スリーブ間の係合・解除関係を示す一部切断断面図である。
【図５】従来の矯正軸に対するスリーブロールの固定装置の機構を示す全体断面図である。
【符号の説明】
１ 矯正軸
２ ロール本体
３ スリーブ
４ ねじリング
５ スライド用作動軸
６ スライド用ねじ部
７ テーパ筒
８ テーパー筒溝部
９ ロッド
１０ 矯正軸鍔部
１１ スリーブ鍔部
１２ スリーブ凹部
１３ スリーブ凹部肩部
１４ ロッド肩部
１５ 先端ナット
１６ キー
１７ ロッドガイド
２１ 矯正軸とスライド用作動軸との係合・解除手段
２２ 作動ピン
２２ａ 作動ピン脚部
２２ｂ 作動ピン軸部
２４ ばね
２５ 作動ピン係合溝
２６ 作動ピン回転空間
２７ 作動ピン軸部ガイド
２８ 作動ピン係止部

Claims (2)

1. ロール本体（２）をセットしたスリーブ（３）を外嵌めして支持する矯正軸（１）と、
   矯正軸（１）内に回転・スライド可能に螺着してなるスライド用作動軸（５）と、
   スライド用作動軸（５）に回転可能に軸支されたテーパー筒（７）と、
   矯正軸（１）の半径方向に設けたロッドガイド（１７）を通って、スリーブ（３）に設けられた凹部（１２）とテーパー筒（７）に係合し、かつテーパー筒（７）の移動に応じて半径方向に移動し、スリーブ（３）に設けられたスリーブ凹部肩部（１３）を介してスリーブ（３）を矯正軸（１）に対して固定するロッド（９）と、
   からなる矯正軸に対するスリーブロールの固定装置において、
   矯正軸（１）とスライド用作動軸（５）間に矯正軸（１）とスライド用作動軸（５）との係合・解除手段を配設してなる矯正軸に対するスリーブロールの固定装置。
2. 矯正軸（１）とスライド用作動軸（５）間に配設する矯正軸（１）とスライド用作動軸（５）との係合・解除手段は
   作動ピン脚部（２２ａ）と、該作動ピン脚部を支持し矯正軸軸方向にスライド可能な作動ピン軸部（２２ｂ）とからなる作動ピン（２２）と、
   矯正軸（１）軸方向に設けられた作動ピン軸部ガイド（２７）と、
   スライド用作動軸（５）にキー（１６）を介して固定される先端ナット（１５）に設けられた作動ピン係合溝（２５）と、
   矯正軸（１）と先端ナット（１５）の回転・スライド面を含んで設けられた作動ピン回転空間（２６）と、
   作動ピン（２２）を矯正軸（１）に対して支持するばね（２４）と、
   を有するものである請求項１記載の矯正軸に対するスリーブロールの固定装置。

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