JP5087646B2 - ワークロールが上下２段に配設された圧延機 - Google Patents

Description

この発明は、例えば箔などの薄い板を高精度形状に圧延する用途に好適なワークロールが上下２段に配設された圧延機に関する。

従来、圧延機はロール間に圧延材を通すことによって圧延を行うが、圧延時に圧延材から受ける反力によってロールが撓み、圧延材の厚さが不均一になることがある。特に熱間圧延を行う場合には、ロールの軸線方向に生じる温度勾配によってロールの外径が軸線方向に微妙に変化することがある。このようなロールの変形は、箔のように薄い圧延材の場合に製品精度に重大な影響を及ぼすことになる。

このため、予め圧延時のロールの変形量を見込んだ形状のロールを用いることも行われているが、圧延材の仕様が変るたびにロールを交換しなければならないため、多品種の生産に対応することが難しい。多品種の生産に対応できるようにするには、ローラを交換することなく発生クラウンを臨機応変に制御することの可能なクラウンコントロールが必要である。

また、従来、箔などの薄い板を圧延するには一般に４段以上の多段圧延機が使われてきた。しかし箔の種類によっては、大径なロール（ワークロール）によって圧延することが望まれることがあり、ワークロールが上下２段に配設された圧延機の適用が検討されている従来の多段圧延機において、クラウンコントロールを行うには、例えばバックアップロールを支持するチョックの適宜位置に複数の油圧シリンダを収容し、制御すべきクラウン量に応じてこれら油圧シリンダを駆動することにより、チョックを介してロールを変形させている。

しかし圧延機に組込まれるチョックの幅（ロールの軸線方向に沿う寸法）には限界があるため、狭いチョック内にいくつもの油圧シリンダを組込むことに困難を伴う。

この改善として、２段式の圧延機の上チョックと下チョック間に、ロール間隔を規制可能でかつ圧下機構の荷重中心に対してロールの軸線方向に移動可能な支持部材を有する可動ライナー機構を設け、支持部材を荷重中心の外側に偏寄させて、圧下機構によって荷重を負荷して支持部材を支点としてロールを撓ませることにより、チョック内部に油圧シリンダを組込むことなく効果的にクラウンコントロールが行える２段圧延機が提供されている（特許文献１）。

特開２００２−８６２０２号公報

しかしながら、特許文献１の構造では、装置全体のクラウンコントロールは行えるものの、サーマルクラウンが多い時には上下ローラが過剰に曲がってしまい、圧延材の均一な圧延ができず、特に圧延材の端部のクラウンコントロールを十分に行うことができないという問題があった。また、圧延材の板圧が薄く、圧延荷重が大きい場合は、圧延材の中央部の圧延がサーマルクラウンの影響により所望するようにできないという問題があった。

本発明の目的は、上述の問題に鑑みて、上下ロールの曲げを制御し、箔などの圧延材を全体にわたって効果的にクラウンコントロールを行うことができ、高精度形状に圧延することができるワークロールが上下２段に配設された圧延機を提供する事にある。

本発明は、ワークロールが上下２段に配設された圧延機において、上ワークロールを上側から押圧する上ベンディング装置および下ワークロールを下側から押圧する下ベンディング装置が設けられ、各ベンディング装置が、上下ワークロールの上下中央断面上に配置された油圧押圧装置と、ロールチョックによって保持され、胴長が各ワークロールに比べて短小とされワークロール方向に配設されて、前記油圧押圧装置によって押圧力が負荷される小径サポートロールと、該小径サポートロールおよびワークロールの間に、胴長が各ワークロールと略同一の長さを有して、前記小径サポートロールおよび各ワークロールに接触するようにして配設されて、前記油圧押圧装置からの押圧力を前記小径サポートロールを介して受け、各ワークロールをそれらの中央部で各ワークロールにベンディング力を付与し、前記ワークロールよりも小径とされた小径中間ロールが設けられることで、前記小径サポートロールを介して受ける前記油圧押圧装置からの押圧力が、前記小径中間ロールが小径であることで、前記各ワークロールの中央部かつ上下中央断面上へベンディング力として付与されることを特徴とするワークロールが上下２段に配設された圧延機を提供する。

上記発明は、また、前記小径サポートロールは、一対の小径サポートロールから構成され、小径サポートロール径は前記ワークロールよりも小径とされたことを特徴とするワークロールが上下２段に配設された圧延機を提供する。

上記発明は、また、前記小径サポートロールは、前記小径中間ロール径よりも大径とされた１本のロールにより構成されたことを特徴とするワークロールが上下２段に配設された圧延機を提供する。

上記発明は、また、各ワークロールはワークロールチョックを備え、各ワークロールに使用するベンディングシリンダが設けられて該ベンディングシリンダによるワークロールベンディング力と前記ベンディング装置によるワークロールベンディング力の双方のベンディング力でワークロールに生じるクラウンをコントロールするようにしたことを特徴とするワークロールが上下２段に配設された圧延機を提供する。

上記発明は、また、前記ワークロールが上下２段に配設された圧延機は、前記圧延機に設けられ、かつ前記上ワークロールを回転自在に支持する軸受を有する上ワークロールチョックと、前記圧延機に設けられ、かつ前記下ワークロールを回転自在に支持する軸受を有する下ワークロールチョックと、前記上チョックを前記下チョックに向けて加圧する圧下手段と、前記上チョックの前記圧下手段による荷重中心の外側に偏寄した位置に設ける上チョック側受け部材に、それぞれベンディング力を付与する第一のベンディング付与手段とから構成され、前記上チョックの前記荷重中心の内側に偏寄した位置に設ける上チョック側受け部材および前記下チョックの前記荷重中心の内側に偏寄した位置に設ける下チョック側受け部材に、それぞれベンディング力を付与する第二のベンディング付与手段とを備えて、前記圧下手段によって圧延荷重を負荷し、第一のベンディング付与手段および第二のベンディング付与手段にそれぞれベンディング力を付与し、前記ベンディング装置によるベンディング力付与と組合わせることによって前記上下ワークロールのクラウンコントロールをなすようにしたことを特徴とするワークロールが上下２段に配設された圧延機を提供する。

上述の構成によれば、本発明のワークロールが上下２段に配設された圧延機は、より効果的かつ精密にクラウンコントロールを行うことができ、圧延材を全体にわたって高精度形状に圧延することができる。

本発明の実施例であるワークロールが上下２段に配設された圧延機全体を示す概略断面図である。 図１のワークロールが上下２段に配設された圧延機のＣ−Ｃ視図である。 本発明の実施例のワークロールが上下２段に配設された圧延機の要部の概略構成図である。 本発明の実施例のワークロールが上下２段に配設された圧延機におけるベンディング装置の要部概略構成の正面断面図である。 図９の側面断面図である。 本発明の別の実施例のワークロールが上下２段に配設された圧延機におけるベンディング装置の要部概略構成の側面断面図である。 本発明の実施例におけるワークロールが上下２段に配設された圧延機のロール対の凸クラウン制御状態を示す図である。 本発明の実施例におけるワークロールが上下２段に配設された圧延機のロール対の凹クラウン制御状態を示す図である。 本発明の別の実施例におけるワークロールが上下２段に配設された圧延機のロール対の凸クラウン制御状態を示す図である。 本発明の別の実施例におけるワークロールが上下２段に配設された圧延機のロール対の凹クラウン制御状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態を、ワークロールが上下２段に配設された圧延機に適用した例について図面を参照して説明する。

はじめに、本発明の実施例における圧延機の概略構成について説明する。図１、図２に示すように、圧延機１０本体は、圧延スタンド１１と、上ワークロール１２および下ワークロール１３を含むワークロール対１４とを備えている。上ワークロール１２の両端部は、ベアリング（軸受）を内蔵した上ワークロールチョック１５、１６によって回転自在に支持されている。

また、下ワークロール１３の両端部は、ベアリングを内蔵した下ワークロールチョック１７、１８によって回転自在に支持されている。即ち、上ワークロールチョック１５、１６または下ワークロールチョック１７、１８は、それぞれ圧延機１０本体に設けられ、かつ上ワークロール１２または下ワークロール１３を回転自在に支持する軸受を有している。

圧延機１０の左側に位置する上ワークロールチョック１５と下ワークロールチョック１７は、圧延スタンド１１の一方の図２に示す側壁１１ａに形成された開口部２０に、上下方向に移動可能に収容されている。また、圧延機１０の右側に位置する上ワークロールチョック１６と下ワークロールチョック１８は、上記と同様に、圧延スタンド１１の図示しない他方の側壁に形成された開口部２１に、上下方向に移動可能に収容されている。

圧延スタンド１１の上壁１１ｃには、上ワークロールチョック１５、１６の上面に対向して圧下機構２５がそれぞれ設けられている。本実施例の場合、圧下機構２５の一例は油圧シリンダよりなるが、スクリュー方式の圧下機構で構成してもよい。

本実施例の圧延機１０は、圧下機構２５により、上ワークロールチョック１５、１６が下ワークロールチョック１７、１８に向けて所望の荷重で加圧するようになっている。なお、図１において、線分Ｌ１、Ｌ２は、それぞれ圧下機構２５による荷重中心線を示している。

この圧下機構２５は、上ワークロールチョック１５、１６の上面に対向して荷重伝達部材２６が設けられ、この部材２６の下側に突出して加圧部材２７、２８がそれぞれ設けられる。

また、これら加圧部材２７、２８は、それぞれ球状支持面３０を有する荷重伝達部材３１を介して、上ワークロールチョック１５、１６を加圧するようにしている。また、下ワークロールチョック１７、１８においても、上記と同様に、球状支持面を有する荷重伝達部材を介し、そして圧延スタンド１１の底壁１１ｄに支持されるようにしてもよい。

上ワークロール１２と下ワークロール１３の内部には、熱間圧延を行う際にこれらのワークロール１２、１３を所望温度に加熱する加熱機構３５、３６が設けられている。これら加熱機構３５、３６は電気ヒータでもよいし、あるいはワークロール１２、１３の内部に高温流体を循環させる熱媒循環系であってもよい。

また、上下ワークロール１２、１３の一端側には、ジョイント部３７、３８が設けられている。これらジョイント部３７、３８を介して、図示しないワークロール回転用モータのトルクが上下ワークロール１２、１３に伝達される。なお、本実施例において、熱間圧延用のワークロール１２、１３以外に、冷間圧延用のワークロールにもワークロール回転用モータによるトルクの伝達を適用できることは言うまでもない。

本実施例では、また、圧延機１０の左側の上ワークロールチョック１５と下ワークロールチョック１７との間に対応する位置に、第一の可動ライナー機構４０が設けられている。また、圧延機１０の右側の上ワークロールチョック１６と下ワークロールチョック１８との間に対応する位置にも、第一のライナー機構４０が設けられている。

この可動ライナー機構４０は、互いに平行に配された一対の可動ライナーユニット４５、４６を備えている。また、圧延機１０の左側のライナー機構４０も、上記同様に互いに平行に配された図示しない一対の可動ライナーユニットを備えている。これらの可動ライナーユニットは、互いに同等の構成であるので、以下、可動ライナーユニット４５を代表して説明する。

この可動ライナーユニット４５は、上ワークロールチョック１５と下ワークロールチョック１７との間に設けられて上下ワークロール１２、１３間の隙間（圧延寸法）を規制する機能を有し、かつ、支持部材５０を備えている。

この支持部材５０は、圧下機構２５の荷重中心Ｌ１に対してワークロール１２、１３の軸線Ａ１に沿う方向に移動可能である。この支持部材５０は、圧延荷重に耐える剛性を有しており、その下面側に球状の荷重受け面５０ａを有している。

また、この可動ライナーユニット４５は、支持部材５０の他に、図示しない上テーパ部材と、下テーパ部材と、送りねじと、送りねじを回転させるギヤ等を備えている。そして、互いに対をなす可動ライナーユニット４５、４６のそれぞれの送りねじは、図示しないモータによって回転するウォームギヤ等の動力伝達系を介して、互いに同期して同一方向に同一量回転するように構成されている。

また、上述の送りねじの先端部は、下テーパ部材の雌ねじに螺合し、送りねじの回転方向と回転量に応じて、下テーパ部材が上テーパ部材に対して水平方向に移動し、その移動量に応じて上下のテーパ部材の組合せによる厚さ（上下方向の厚さ）を変化させることができるようになっている。上下テーパ部材の厚さが変化すると、上ワークロールチョック１５と下ワークロールチョック１７との間の距離（ロール間隔）が変化することにより、圧延寸法が変化することになる。

可動ライナーユニット４５全体は、ワークロール対１４の軸線Ａ１方向、即ち水平方向に移動可能である。この可動ライナーユニット４５は、図示しない吊り上げ機構あるいは後述するベンディングシリンダ６０によって、上ワークロールチョック１５が上昇させられた状態において、荷重中心Ｌ１を境に、荷重中心Ｌ１の外側あるいは内側に移動させることができるようになっている。

可動ライナーユニット４５全体が移動すると、支持部材５０も上下ワークロール１２、１３の軸線Ａ１方向に移動することになる。

次に、図１に示すように、上ワークロールチョック１５、１６には、荷重中心Ｌ１、Ｌ２の外側に偏寄した位置、すなわち上ワークロール１２の両端部の延長部分１２ａ、１２ｂを支持する位置に、上ワークロールチョック側受け部材５５、５６がそれぞれ設けられている。また、下ワークロールチョック１７、１８には、荷重中心Ｌ１、Ｌ２の外側に偏寄した位置、すなわち下ワークロール１３の両端部の延長部分１３ａ、１３ｂを支持する位置に、下ワークロールチョック側受け部材５７、５８がそれぞれ設けられている。

また、図１に示すように、一方の上ワークロールチョック側受け部材５５と下ワークロールチョック側受け部材５７の両側部５５ａ、５５ｂの間に、それぞれベンディング力を付与する第一のベンディング付与手段として、これら受け部材５５、５７間の距離を広げる方向に各受け部材５５、５７を押すことのできるベンディングシリンダ６０が設けられている。なお、ベンディング力とは、後述する曲げモーメントによる、上下ワークロール１２、１３を撓ませる力のことをいう。

このベンディングシリンダ６０の一例は、一種の押圧機構となる油圧シリンダである。ベンディングシリンダ６０は、支持部材５０の外側に偏寄した位置に設けられているため、各受け部材５５、５７間の距離を広げる方向に駆動したときに、支持部材５０を支点として曲げモーメントが生じ、上下ワークロール１２、１３の延長部分１２ａ、１３ａが上下方向に変位する。これにより、上下ワークロール１２、１３が撓んで、後述する凸クラウンが発生することになる。

他方の上ワークロールチョック側受け部材５６の両側部と下ワークロールチョック側受け部材５８の両側部の間にも、ベンディングシリンダ６０と同様のベンディングシリンダ６０が設けられている。このベンディングシリンダ６０も支持部材５０の外側に偏寄した位置にあるため、受け部材５６、５８間の距離を広げる方向に駆動したときに、支持部材５０を支点として曲げモーメントが生じ、上下ワークロール１２、１３の延長部分１２ｂ、１３ｂが上下方向に変位し、上下ワークロール１２、１３が撓んで後述する凸クラウンが発生することになる。

次に、圧延機１０の作用について説明する。なお、上述の各可動ライナーユニットの作用は、互いに実質的に共通であるため、以下、可動ライナーユニット４５を代表して説明する。

可動ライナーユニット４５の支持部材５０のセンターを、それぞれ荷重中心Ｌ１、Ｌ２上に位置させた場合、圧下機構２５の圧延荷重は、上ワークロールチョック１５、１６から支持部材５０を介して下ワークロールチョック１７、１８に伝わる。この場合、上テーパ部材と下テーパ部材の組合せ厚さに応じて、上ワークロールチョック１５、１６と下ワークロールチョック１７、１８との間の距離、すなわち上下ワークロール１２、１３間の圧延寸法が規制される。

また、支持部材５０を荷重中心Ｌ１、Ｌ２の外側に偏寄させ、圧下機構２５によって圧延荷重を与える場合には、支持部材５０を支点として上下ワークロール１２、１３に曲げモーメントが作用し、上下ワークロール１２、１３が撓むことにより、ワークロール１２、１３にいわゆる凸クラウンを発生させることができる。

この場合、荷重中心Ｌ１、Ｌ２から支持部材５０のセンターまでの距離が大きいほど、発生クラウン量は大きくなる。つまり、支持部材５０の移動量に応じて発生クラウン量を調整することができる。

上述の圧延荷重を負荷すると同時に、ベンディングシリンダ６０によって上ワークロール１２の延長部分１２ａ、１２ｂと下ワークロール１３の延長部分１３ａ、１３ｂを上下方向に押す。これにより、支持部材５０を支点としてワークロール１２、１３にさらに大きな曲げモーメントを発生させることができ、より大きな凸クラウンが得られる。

一方、支持部材５０のセンターを荷重中心Ｌ１、Ｌ２の内側に偏寄させ、圧下機構２５によって圧延荷重を与えると、上下ワークロール１２、１３には上述の曲げモーメントとは逆向きの曲げモーメントが生じる。この場合、上下ワークロール１２、１３は支持部材５０を支点として上述とは逆側に撓むため、上下ワークロール１２、１３に凹クラウンを発生させることができる。

この場合も、荷重中心Ｌ１、Ｌ２から支持部材５０のセンターまでの距離が大きいほど発生クラウン量は大きくなる。つまり支持部材５０の移動量に応じて発生クラウン量を調整することができる。

なお、上述の上下ワークロール１２、１３の撓みに伴って上下ワークロールチョック１５、１６、１７、１８が僅かに傾く。この圧延機１０は、上述の球状支持面を有する荷重伝達部材と、球状の荷重受け面を有する支持部材５０を介して上下ワークロールチョック１５、１６、１７、１８をそれぞれ支持しているため、ワークロールチョック１５、１６、１７、１８の傾きが円滑に吸収され、クラウンコントロールが効果的になされる。

また、この圧延機１０は、ベンディングシリンダ６０を設けることなく、圧下機構２５と支持部材５０とによってクラウンコントロールを行うようにしてもよい。また、可動ライナー機構に関しては、テーパ部材を用いる代りに、圧延寸法に応じた複数種類の厚さのライナーを、必要に応じて組合せたり交換させたりするようにしてもよい。

つまり、上述の圧延機１０としては、荷重中心に対してワークロールの軸線方向に移動可能な支持部材を有する可動ライナー機構を備えていればよい。また、可動ライナー機構を設けることなく、ベンディングシリンダ６０のみによって凸クラウンまたは凹クラウンを生じさせるようにしてもよい。

また、この圧延機１０は、圧延スタンドを有しないスタンドレス形の圧延機であっても、可動ライナー機構を上述と同様の構成にし、圧延寸法に応じた複数種類の厚さのライナーを必要に応じて組合せたり交換させたりするようにすることで、同様にクラウンコントロールを達成できる。

本実施例の圧延機１０は、また、下ワークロールチョック１７と圧延機１０本体との間に介在されて圧下手段２５の荷重中心Ｌ１、Ｌ２に対して上下ワークロール１２、１３の軸線方向Ａ２に移動可能な支持部材１を有する第二の可動ライナー手段２をそれぞれ備えている。以下、詳述する。

図１に示すように、下ワークロールチョック１７と圧延機１０の左側の上ワークロールチョック１５との間に対応する位置に、第二の可動ライナー機構２が設けられている。また、圧延機１０の右側の下ワークロールチョック１８と圧延機１０本体との間に対応する位置にも、第二可動ライナー機構２が設けられている。

この圧延機１０の左側の第二の可動ライナー機構２は、上述の第一の可動ライナー機構と同様に構成されており、互いに平行に配された一対の可動ライナーユニット３、４を備えており、また、圧延機１０の左側のライナー機構２も、同様に互いに平行に配された図示しない一対の可動ライナーユニットを備えている。また、可動ライナー機構２はそれぞれ支持部材１を備えている。

本実施例の圧延機１０は、また、図１に示すように、上ワークロールチョック１６の荷重中心Ｌ１、Ｌ２の内側に偏寄した位置に、上ワークロールチョック側受け部材５が設けられ、また、下ワークロールチョック１７の荷重中心Ｌ１、Ｌ２の内側に偏寄した位置に下ワークロールチョック側受け部材６が設けられている。

従って、本実施例の圧延機１０は、第一の可動ライナー機構４０と第二の可動ライナー機構２の各支持部材１、５０が、圧下手段２５の荷重中心Ｌ１、Ｌ２に対して容易に対称位置にしたり非対称位置にしたりすることができるように構成されている。

そして、一方の上ワークロールチョック側受け部材５と下ワークロールチョック側受け部材６の両側部５ａ、５ｂの間と６ａ、６ｂの間に、それぞれベンディング力を付与する第二のベンディング付与手段として第二のベンディングシリンダ７、８が設けられている。

また、他方の上ワークロールチョック側受け部材５６の両側部と下ワークロールチョック側受け部材５８の両側部の間にも、上記と同様のベンディングシリンダ７、８が設けられている。これら各ベンディングシリンダ７、８は、上述のベンディングシリンダ６０と同様に、一例として、一種の押圧機構となる油圧シリンダが用いられる。

これら第二の可動ライナー機構２および第二のベンディングシリンダ７、８により、本実施例の圧延機１０は、圧下機構２５による圧延荷重を負荷し、加えて第一のベンディングシリンダ６０および第二のベンディングシリンダ７、８にそれぞれベンディング力を付与して後述するワークロール対１４のクラウンコントロールをなすように構成されている。

本実施例の圧延機１０は、また、ベンディング装置９０、９１、上ワークロール１２、上ワークロールチョック１５、１６、下ワークロール１３、下ワークロールチョック１７、１８、上ワークロールチョック側受け部材５５、５６にそれぞれ第一のベンディングシリンダ６０、第二のベンディングシリンダ７、８とを備えて、ベンディング装置９０、９１、圧下機構２５、第一のベンディングシリンダ６０と第二のベンディングシリンダ７、８により圧延荷重とベンディング力を制御し、ワークロール対１４のクラウンコントロールをなすようにしてもよい。以下、詳述する。

図３は、図１の圧延機１０の第一の可動ライナー機構４０、第二の可動ライナー機構２を機能させないあるいは備えない状態の圧延機１０のワークロール１２、１３の要部の概略を示す図である。

また、第二のベンディングシリンダ７、８は、図２、図３に示すように、上ワークロールチョック側受け部材５および下ワークロールチョック側受け部材６に、それぞれ独立して油圧装置である対のピストン‐シリンダ機構７０、７１によって構成することができる。この構成によれば、各ベンディングシリンダ７、８を独立して制御することができるので、効果的なクラウンコントロールをすることができる。

また、第一のベンディングシリンダ６０と６１は、上ワークロールチョック側受け部材５５および下ワークロールチョック側受け部材５７との間で、双方の受け部材５５、５７に係合した図示しないピストン‐シリンダ機構となるような油圧装置から構成してもよい。

また、第二のベンディングシリンダ７と８が、上ワークロールチョック側受け部材５および下ワークロールチョック側受け部材６との間で、双方の受け部材５、６に係合した図示しないピストン‐シリンダ機構となるような油圧装置から構成してもよい。このような構成においても、効果的なクラウンコントロールをすることができる。

本実施例の圧延機１０は、図１〜図３に示すように、ワークロール１２、１３には、更に、ベンディング装置９０、９１が備えられている。図１は、上述の構成に加え、ベンディング装置９０、９１を備えた圧延機１０の正面断面図、図２は、その側面断面図、図３は、ベンディング装置９０、９１を備えた圧延機１０における、圧下力・ベンディング力を付与する要部の概略図を示している。

以下、ベンディング装置９０、９１について詳述する。図４は、本実施例の圧延機１０のベンディング装置９０、９１の要部構成の概略正面断面図を示し、図５は、その側面断面図を示している。図４、図５に示すように、各ワークロール１２、１３には、上ワークロール１２を上側から押圧する上ベンディング装置９０および下ワークロール１３を下側から押圧する下ベンディング装置９１がそれぞれ設けられている。

これら各ベンディング装置９０、９１は、各ワークロール１２、１３の上下中央断面上Ｄに配置された油圧装置９２、９３とロールチョック９４、９５によって保持される小径サポートロール９６、９７と、この小径サポートロール９６、９７とワークロール１２、１３の間に設けられる小径中間ロール９８、９９とを組み合わせたバックアップロール１００、１０１とからそれぞれ構成されている。

小径サポートロール９６、９７は、胴長が各ワークロール１２、１３に比べて短小とされて、ワークロール１２、１３の軸方向にそれぞれ配設される。そして、油圧押圧装置９２、９３によってそれぞれ押圧力が負荷されるようになっている。

小径中間ロール９８、９９は、胴長が各ワークロール１２、１３と略同一の長さを有して、小径サポートロール９６、９７および各ワークロール１２、１３に接触するようにしてそれぞれ配設されている。

これにより、油圧押圧装置９２、９３からの押圧力は、小径サポートロール９６、９７、小径中間ロール９８、９９を順次介して各ワークロール１２、１３の中央部、かつ上下中央断面上Ｄで各ワークロール１２、１３にそれぞれベンディング力が付与される。

これは、各ワークロール１２、１３は、それぞれ両端が上述のワークロールチョック１５、１６、１７、１８によってそれぞれ支持されているため、各ワークロール１２、１３の中央部に押圧力が負荷されると、ワークロールチョック１５、１６、１７、１８の支持部を支点として、それぞれ凸クラウンとなるようなベンディング力が各ワークロール１２、１３に付与されるためである。

従って、小径サポートロール９６、９７は、油圧押圧装置９２、９３からの押圧力により、小径中間ロール９８、９９を介して各ワークロール１２、１３のクラウンコントロールをすることができ、圧延材の形状制御が可能となる。

この際、小径中間ロール９８、９９が小径とされているのは、ワークロール１２、１３の中央部に効率良くベンディング力を伝えるためである。小径サポートロールから伝達するベンディング力は、中間ロール径が大径となると、正確にワークロール１２、１３の中央部に伝達することができなくなってしまうが、小径中間ロール９８、９９を小径とすると、正確にワークロール１２、１３の中央部に伝達することができる。

また、同様の理由で、小径サポートロール９６、９７も小径とされる。従って、バックアップロール１００、１０１を構成する小径サポートロール９６、９７および小径中間ロール９８、９９は、ワークロール１２、１３の中央部に効率的にベンディング力を伝えるため、各ワークロール１２、１３に比べて小径にされる構成となる。

また、小径中間ロール９８、９９がワークロール１２、１３−小径サポートロール９６、９７間に設けられることで、小径サポートロール９６、９８からの押圧力をワークロール１２、１３に間接的に伝達するので、押圧力による小径サポートロール９７、９８の端部に基因する圧痕が、各ワークロール１２、１３に直接生成されることを防ぐことができる。このように、小径中間ロール９８、９９の胴長を各ワークロール１２、１３と胴長を等しくすることにより、小径ロール９６、９７からワークロール１２、１３へベンディング力を直接伝達すると共に、圧痕が高価なワークロールに生成されることを防ぐことができる。

従って、本実施例の圧延機１０は、バックアップロール１００、１０１、即ち小径サポートロール９６、９７と小径中間ロール９８、９９の組み合わせにより、ワークロール１２、１３の中央部へ所望のベンディング力を効率的に付与することができ、かつ押圧力によるサポートロール９６、９７の端部に基因した圧痕が、ワークロール１２、１３に生成されることを防ぐことができる。

また、小径サポートロール９６、９７を、図５に示すように、上側を９６Ａ、９６Ｂおよび下側を９７Ａ、９７Ｂというように対として構成してもよい。この場合、小径中間ロール９８、９９は、各小径サポートロール９６Ａ、９６Ｂ、９７Ａ、９７Ｂによって狭持されるようになるので、小径中間ロール９８、９９が押圧力によりワークロールの軸線から左右にずれず、小径サポートロール９６、９７からの荷重は、小径中間ロール９８、９９を介してワークロール１２、１３の上下中央断面上Ｄに伝わるので、効果的にワークロール１２、１３にベンディング力を付与することができる。

また、本実施例の圧延機１０は、図６に示すように、ベンディング装置９０´、９１´を油圧押圧装置９２´、９３´と、ロールチョック９４´、９５´と、小径中間ロール径９８、９９よりも大径とされた１本の小径サポートロール９６´、９７´により構成してもよい。この構成であっても、ベンディング装置９０´、９１´は、上述のように効果的にワークロール１２、１３にベンディング力を付与することができる。

以下、本実施例の圧延機１０について、ベンディング装置９０、９１と、圧下機構２５、第一のベンディングシリンダ、第二のベンディングシリンダ、第一の可動ライナー機構４０、第二の可動ライナー機構２それぞれの作用について説明する。

図７、図８は、第一の可動ライナー機構４０、第二の可動ライナー機構２を機能させないあるいは備えない構成の圧延機１０の凸クラウン制御または凹クラウン制御の状態をそれぞれ示す。

図７に示す凸クラウン制御は、まず、ベンディング装置９０による押圧力の負荷によって、各ワークロール１２、１３の中央部にベンディング力を付与し、各ワークロール１２、１３の中央部のクラウン状態を制御する。次に、圧下機構２５により荷重量を制御し、第一のベンディングシリンダ６０により、より細かいベンディング力の制御をする。

この際、第一のベンディングシリンダ６０は、荷重中心Ｌ１、Ｌ２の外側に位置するため、ベンディングシリンダ６０のベンディング力は図５に示すように各ワークロール１２、１３が凸クラウンとなるように働く。また、第二のベンディングシリンダ７、８によるベンディング力の制御を組み合わせることにより、より精密に凸クラウンを制御することができる。

図８に示す凹クラウン制御は、まず、ベンディング装置９０による押圧力の負荷によって、各ワークロール１２、１３の中央部にベンディング力を付与し、各ワークロール１２、１３の中央部のクラウン状態を制御する。次に、圧下機構２５により荷重量を制御し、第二のベンディングシリンダ７、８により細かいベンディング力の制御をする。

この際、第二のベンディングシリンダ７、８は、荷重中心Ｌ１、Ｌ２の内側に位置するため、ベンディングシリンダ６０のベンディング力は各ワークロール１２、１３が凸クラウンとなるように働く。また、第一のベンディングシリンダ６０によるベンディング力の制御を組み合わせることにより、より精密に凹クラウンを制御することができる。

上述の構成である圧延機１０は、効果的かつ精密にクラウンコントロールができる。尚、この場合は、第一の可動ライナー機構４０、第二の可動ライナー機構２を機能させないあるいは備えないために圧延機１０の装置構成をより簡便にできるので、経済的な圧延機を提供することができる。

図９、図１０は、第一の可動ライナー機構４０、第二の可動ライナー機構２を機能させるあるいは備える構成の圧延機１０の凸クラウン制御または凹クラウン制御の状態をそれぞれ示す。

図９は、上下ワークロール１２、１３の凸クラウンの制御状態を示し、図１０は、上下ワークロール１２、１３の凹クラウンの制御状態を示す。なお、はじめにベンディング装置９０、９１による中央部にベンディング付与し、中央部のクラウン状態を制御することは、上述の図７、図８と同様である。

図９の状態の場合は、上述したように、第一の可動ライナー機構４０を、圧下機構２５による荷重の各荷重中心Ｌ１、Ｌ２よりも外側に位置させることにより可能となり、図１０の状態の場合は、一の可動ライナー機構４０を、圧下機構２５による荷重の各荷重中心Ｌ１、Ｌ２よりも内側に位置させることにより可能となる。

この際、各第二の可動ライナー機構２は、第一の可動ライナー４０の位置を境に、上下ワークロール１２、１３の曲げモーメントをより細やかに調整する事ができる。例えば、この第二の可動ライナー機構は、各クラウン状態の曲げモーメントを加算するようにすることができる。

より詳細には、第二の可動ライナー２の位置を第一の可動ライナー４０よりも内側とした場合は、上下ワークロール１２、１３が凸クラウンとなるように第二の可動ライナー２のベンディング力が働き、第二の可動ライナー２の位置を第一の可動ライナー４０よりも外側とした場合は、下ワークロール１２、１３が凹クラウンとなるように第二の可動ライナー２のベンディング力が働く。

従って、本実施例の圧延機１０のワークロール対１４を、効果的に凸クラウン状態にしたい場合は、第一の可動ライナー機構４０を荷重中心Ｌ１、Ｌ２よりも外側かつ遠方に配置し、第二の可動ライナー機構２をこれら第一の可動ライナー４０よりも内側かつ遠方に配置することによって実現できる。

また、本実施例の圧延機１０のワークロール対１４を、効果的に凹クラウン状態にしたい場合は、第一の可動ライナー機構４０を荷重中心Ｌ１、Ｌ２よりも内側かつ遠方に配置し、第二の可動ライナー機構２をこれら第一の可動ライナー４０よりも外側かつ遠方に配置することによって実現できる。

第２のベンディングシリンダ７、８については、荷重中心Ｌ１、Ｌ２および第一の可動ライナー機構４０よりも内側に位置するので、図９、図１０のどちらの状態においても、ベンディングシリンダ７、８のベンディング力による上下ワークロール１２、１３の曲げモーメントは、凸クラウン状態となるように働く。

本実施例の圧延機１０は、このベンディングシリンダ７、８を備えることによって、上下ワークロール１２、１３の曲げモーメントを細やかに調整する事ができる。

各ベンディングシリンダ７、８は、更に、上述のようにそれぞれが独立のピストン−シリンダ機構７０、７１によって構成されているので、各ベンディングシリンダ７、８を別個に適宜調整する事が出来るので、より上下ワークロール１２、１３の撓み具合の細やかな調整を可能としている。

なお、上述した各機構２、７、８の制御の他にも、ベンディング装置９０、９１、圧下機構２５の荷重量や第一のベンディングシリンダ６０のベンディング力も、機械制御する事により組み合わせて、上下ワークロール１２、１３の撓み具合をより精密に制御する事ができる。

従って、本実施例の圧延機１０のベンディング装置９０、９１、圧下機構２５および第一のベンディングシリンダ６０においても、上下ワークロール１２、１３の撓み具合をより精密に制御することに寄与しており、これらも本実施例の圧延機１０の一の特徴構成となっている。

これは、ベンディング装置９０、９１、圧下機構２５は、圧延荷重が負荷されると、この圧延荷重によるクラウンコントロールがベンディング力付与によるクラウンコントロールに加算されることとなるためである。

従って、本実施例の圧延機１０の各ワークロール１２、１３は、ワークロールチョック１５、１６、１７、１８を備えており、また各ワークロール１２、１３に使用するベンディングシリンダ７、８、５５、５６、５７、５８が設けられている。そして、これらによるワークロールベンディング力と上述のベンディング装置９０、９１によるワークロールベンディング力の双方のベンディング力でワークロール１２、１３に生じるクラウンをコントロールすることで、より効果的に圧延材のクラウンコントロールをすることができる。

上述の構成であるので、本実施例の圧延機は、ワークロールの中央部へ所望のベンディング力を効率的に付与することでワークロールの中央部のクラウンコントロールを効果的にすることができ、かつ押圧力によるサポートロールの端部に基因した圧痕をワークロールに付着することを防ぐことができる。

本実施例の圧延機は、また、箔などの圧延材を全体にわたって精密にクラウンコントロールを行うことができるので、より効果的かつ精密にクラウンコントロールを行うことができ、圧延材を全体にわたって高精度形状に圧延することができる。

なお、本発明を実施するに当たって、ロール対の形態をはじめとして、チョック、可動ライナー機構、圧下機構、支持部材、押圧機構などの本発明の構成要素を適宜に変形して実施できることは言うまでもない。

本発明は、また、箔以外のクラウンコントロールを必要とする圧延材にも適用することができる。

本発明は、また、更に、熱間圧延用ロールを備えた圧延機に限らず、たとえば冷間あるいは温間圧延用ロールを備えた圧延機にも同様に適用可能である。

Ｌ１、Ｌ２…荷重中心、Ａ１、Ａ２…ロール軸、１、５０…支持部材、２…第二の可動ライナー機構、５、５５、５６…上チョック側受け部材、６、５７、５８…下チョック側受け部材、７、８…第二の押圧機構１０…圧延機、１２…上ロール、１３…下ロール、１４…ロール対、１５、１６…上チョック、１７、１８…下チョック、２５…圧下機構、４０…第一の可動ライナー機構、６０…第一の押圧機構、７０、７１、８０…ピストン−シリンダ機構、９０、９１…ベンディング装置、９２、９３…油圧押圧装置、９４、９５…ロールチョック、９６、９７…小径サポートロール、９８、９９…小径中間サポートロール、１００、１０１…バックアップロール。

Claims (5)

1. ワークロールが上下２段に配設された圧延機において、
   上ワークロールを上側から押圧する上ベンディング装置および下ワークロールを下側から押圧する下ベンディング装置が設けられ、
   各ベンディング装置が、上下ワークロールの上下中央断面上に配置された油圧押圧装置と、ロールチョックによって保持され、胴長が各ワークロールに比べて短小とされワークロール方向に配設されて、前記油圧押圧装置によって押圧力が負荷される小径サポートロールと、該小径サポートロールおよびワークロールの間に、胴長が各ワークロールと略同一の長さを有して、前記小径サポートロールおよび各ワークロールに接触するようにして配設されて、前記油圧押圧装置からの押圧力を前記小径サポートロールを介して受け、各ワークロールをそれらの中央部で各ワークロールにベンディング力を付与し、前記ワークロールよりも小径とされた小径中間ロールが設けられることで、前記小径サポートロールを介して受ける前記油圧押圧装置からの押圧力が、前記小径中間ロールが小径であることで、前記各ワークロールの中央部かつ上下中央断面上へベンディング力として付与されること
   を特徴とするワークロールが上下２段に配設された圧延機。
2. 請求項１において、前記小径サポートロールは、一対の小径サポートロールから構成され、小径サポートロール径は前記ワークロールよりも小径とされたことを特徴とするワークロールが上下２段に配設された圧延機。
3. 請求項１において、前記小径サポートロールは、前記小径中間ロール径よりも大径とされた１本のロールにより構成されたことを特徴とするワークロールが上下２段に配設された圧延機。
4. 請求項１から３のいずれかにおいて、各ワークロールはワークロールチョックを備え、各ワークロールに使用するベンディングシリンダが設けられて該ベンディングシリンダによるワークロールベンディング力と前記ベンディング装置によるワークロールベンディング力の双方のベンディング力でワークロールに生じるクラウンをコントロールするようにしたことを特徴とするワークロールが上下２段に配設された圧延機。
5. 請求項１から４のいずれかにおいて、前記ワークロールが上下２段に配設された圧延機は、
   前記圧延機に設けられ、かつ前記上ワークロールを回転自在に支持する軸受を有する上ワークロールチョックと、
   前記圧延機に設けられ、かつ前記下ワークロールを回転自在に支持する軸受を有する下ワークロールチョックと、
   前記上チョックを前記下チョックに向けて加圧する圧下手段と、
   前記上チョックの前記圧下手段による荷重中心の外側に偏寄した位置に設ける上チョック側受け部材に、それぞれベンディング力を付与する第一のベンディング付与手段と、
   から構成され、
   前記上チョックの前記荷重中心の内側に偏寄した位置に設ける上チョック側受け部材および前記下チョックの前記荷重中心の内側に偏寄した位置に設ける下チョック側受け部材に、それぞれベンディング力を付与する第二のベンディング付与手段と、
   を備えて、前記圧下手段によって圧延荷重を負荷し、第一のベンディング付与手段および第二のベンディング付与手段にそれぞれベンディング力を付与し、前記ベンディング装置によるベンディング力付与と組合わせることによって前記上下ワークロールのクラウンコントロールをなすようにしたこと
   を特徴とするワークロールが上下２段に配設された圧延機。

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