JP5943471B2 - サイドロールスタンド - Google Patents

Description

本発明は、簡素かつコンパクトな構成でロール軸を駆動する機構を備えたサイドロールスタンドに関する。

ロール成形装置や長尺材の送り装置等に使用されるロールスタンドとしては、通常、例えば図１に見られるような、一対のロール軸が水平かつ上下方向に並んだ上下ロールスタンドや、図２に見られるような、一対のロール軸が垂直かつライン進行方向に対して直交する方向に並んだサイドロールスタンド、さらには２方式を組合せた４方ロールスタンド等が用いられている。
例えば特許文献１で提案されているＨ型鋼の製造方法に用いられている搬送装置は、サイドロールスタンドが複数段配設されているものである。

そして、材料に推進力を付与するためにはこれらのロールスタンドの一部についてロールを駆動する必要がある。ロールを駆動するにはロール軸にモータ等の駆動源を接続することが一般的である。前述の図１や２に見られるように、モータの駆動力をギアボックス、ユニバーサルジョイントを介してロールスタンドのロールに伝達している。
上下ロールスタンドでは、軸の高さが固定された下軸を駆動する方法が、構造として最も簡単である。さらに上側のロールも駆動する場合には、駆動された下軸よりギアあるいはチェーンを介して上軸に駆動力を伝達できる。

下軸の高さが変更可能な上下ロールスタンドを駆動する場合は、駆動源と軸端の間に適当な距離を設け、その間をユニバーサルジョイントで接続することで駆動力の伝達が可能となる。
一方、図２に示すように、サイドロールスタンドを駆動する場合、一般に２本の軸の間隔が拡縮可能な構造であるため、ロール軸下端と駆動源はユニバーサルジョイントで接続する必要があるため、駆動源はベッドの下側に配置する必要がある。さらにベッドの高さに限りがある場合は床面を掘り下げる必要がある。

ところで、本発明者らは、並行に配置した２枚のフランジ材の間に、１枚のウエブ材をフランジに垂直に配置し、２枚のフランジの外側からロールにより押圧しながら２箇所のフランジとウエブの突合せ部にレーザ光を照射して溶接する溶接形鋼の製造方法を提案している（特許文献２参照。）。
このような溶接形鋼の製造方法では、溶接作業を円滑に進める観点から、２枚のフランジ材の間に１枚のウエブ材をフランジに垂直に配置して組んだ組立体を、ウエブ材を水平にして２枚のフランジ材をサイドロールで挟んだ形態で搬送することが望ましい。

特開平２−１６９１７９号公報 特開２００９‐１１９４８５号公報

しかしながら、前記特許文献２で提案したような溶接形鋼の製造方法における搬送機構として前述の図２で示すようなユニバーサルジョイントを使用した駆動式サイドロールスタンドを用いようとすると、種々の問題点が浮かび上がってくる。
すなわち、ユニバーサルジョイントの長さを確保するために床面を掘り下げる、あるいはベッドを必要以上に高くする必要があり、設置工事費あるいは作業性の面で問題が多くなる。また、駆動機構はベッドに開いた穴を通して設置されるため、スタンドの取外し作業が非常に煩雑となるばかりでなく、スタンドの配置に制約が多くなる。

さらに、ロール成形装置等の潤滑と冷却のために大量のクーラントを使用する装置においては、本体装置の下部に設置されたモータ等の駆動源が、漏れ出たクーラントで濡らされる虞がある。
さらにまた、図１タイプの上下ロールスタンドと図２タイプのサイドロールスタンドをライン進行方向に相前後して設置している場合であっても、それらの駆動源の設置位置は上下ロールスタンドについてはベッド上面であり、サイドロールスタンドについてはベッド下面となり、駆動源が離れてしまうことから両タイプのロールスタンドで駆動源を共用することは困難である。

本発明は、このような問題点を解消するために案出されたものであり、長尺材の送り装置等に使用される、ベッド面に対してロール軸が垂直に配置された、いわゆるサイドロールスタンドとして、簡素かつコンパクトな構成でロール軸を駆動する機構を備えたサイドロールスタンドを提供することを目的とする。

本発明のロール軸がベッド面に対して垂直に配置されたサイドロールスタンドは、その目的を達成するため、２つのロールチョックにそれぞれ回転可能に取付けられた一対のロール軸がライン進行方向に対して直交する方向に配置され、２つのロールチョックがラインセンターに対して両側に互いに逆方向のネジが切られたロール拡縮用ねじ棒によって拡縮する構造のサイドロールスタンドであって、ロール軸のロール取り付け部分以外の場所にウォームホイールが取り付けられ、該ウォームホイールに噛合わされるウォームギアを備えるとともに、該ウォームギアはラインセンターに対して両側に互いに逆方向にネジが切られた二つのギア部分を備え、しかも前記ロール拡縮用ねじ棒と平行に、かつスタンドのハウジングに回転可能かつ軸方向に移動不可能に支持された駆動軸に回転不可能に取り付けられていることを特徴とする。

ウォームギアが駆動軸に回転不可能かつ軸方向にのみ移動可能に取り付けられ、さらにウォームギアの軸方向への移動がそれぞれのロールチョックによって規制され、ロールチョックの移動に追従してウォームギアが軸方向に連動するように配置されていることが好ましい。
ウォームギアが駆動軸に回転不可能かつ軸方向に移動不可能に取り付けられ、ロールチョックの移動に伴って、ウォームホイールがウォームギア上を転がりながら移動するように配置されていてもよい。

本発明により提供されるサイドロールスタンドは、駆動力伝達機構がスタンドハウジング内に収まるため、ユニバーサルジョイント式に比べてコンパクトとなる。また、ハウジングの側方から駆動シャフトが出ているため、駆動源をベット上面に設置することができ、それにより上下ロールスタンドを併用した搬送装置と駆動源を共用することができる。しかも、駆動モータをスタンドハウジングに直付けすることが可能なため、ベッド面の任意の位置に配置することができる。
本発明により提供されるサイドロールスタンドを、並行に配置した２枚のフランジ材の間に、１枚のウエブ材をフランジに垂直に配置し、２枚のフランジの外側からロールにより押圧しながら２箇所のフランジとウエブの突合せ部にレーザ光を照射して溶接する溶接形鋼を製造の際に、素材組立体の搬送に用いると、ウエブを水平配置した状態で形鋼を搬送することが可能となることから、レーザ光の照射方向が下向きとなり、安全上好ましいだけでなく、レーザ光出射ヘッドも開口部が下向きとなることからレーザ光を集光するレンズ等の工学部品の汚れなどを防止できる。
また、本発明によるサイドロールスタンドは搬送装置ないし溶接形鋼製造装置への配置に制約が少ないことから、小間隔で複数台配置することで、切り板を素材として前記のレーザ溶接形鋼を製造する場合に短い長さのものまで製造することが可能となる。

従来の駆動機構を説明する図（上下ロールスタンド／水平軸スタンド） 従来の駆動機構を説明する図（サイドロールスタンド／垂直軸スタンド） 本発明の駆動機構を説明する図（その１） 本発明の駆動機構を説明する図（その２） ロールチョックの拡縮機構を説明する図

１：ハウジング ２，２’：ロールチョック
３，３’：ロール軸（キー付き／図示せず） ４：ロール拡縮用ねじ棒
５：駆動軸 ５ａ：キー溝
６，６’：ウォームホイール
７ａ，７ａ’：ウォームギア（駆動軸方向にスライド可能）
７ｂ，７ｂ’：ウォームギア（駆動軸方向にスライド不可）
８：軸受け ８ａ：ベアリング ８ｂ：ベアリングケース ８ｃ：カラー
９：駆動用ギアードモータ
１０：駆動軸支持部

前記したように、ユニバーサルジョイントを使用した駆動式サイドロールスタンドでは、ユニバーサルジョイントの長さを確保するために床面を掘り下げる、あるいはベッドを必要以上に高くする必要があり、設置工事費あるいは作業性の面で問題が多くなる。また、駆動機構はベッドに開いた穴を通して設置されるため、スタンドの取外し作業が非常に煩雑となるばかりでなく、スタンドの配置に制約が多くなる。さらに、駆動機構を本体機器の下側に配置するに伴って、種々の問題が発生する。
そこで、駆動機構をサイドロールスタンドの側方に配置し、駆動力をウォームギア−ウォームホイール方式で伝達する機構を取り込むことによりユニバーサルジョイントを用いない構成とし、本発明に到達した。

以下に、図を用いてその詳細を説明する。
まず図３に本発明の一形態を説明する。
ハウジング１内にロールチョック２，２’が配され、このロールチョック２，２’に一対のロール軸３，３’が回転可能に取付けられている。なお、一対のロール軸３，３’は、ライン進行方向に対して直交する方向に配置されている。２つのロールチョック２，２’はラインセンターに対して両側に互いに逆方向のネジが切られたロール拡縮用ねじ棒４によって拡縮する構造となっている。

また、ロール軸３，３’のロール取り付け部分以外の場所にウォームホイール６，６’が取り付けられ、このウォームホイール６，６’に噛合わされるウォームギア７ａ，７ａ’を備えている。ウォームギア７ａ，７ａ’は、前記ロール拡縮用ねじ棒４と平行に配置され、スタンドのハウジング１に回転可能かつ駆動軸の軸方向に移動不可能に取り付けられた駆動軸５に、キー／キー溝を介して当該駆動軸５に対して回転不可能、かつ軸方向にスライド可能に支持部に支持させて取り付けられ、ロールチョック２，２’と連動して軸方向に移動可能とされている。なお、駆動軸５に取り付けられたウォームギア７ａ，７ａ’は、ラインセンターに対して両側に互いに逆方向のネジが切られている。この場合ウォームギア７ａ，７ａ’と噛み合うウォームホイール６，６’にはウォームギア７ａ，７ａ’に対応した互いに反対方向となるギア歯が切られている。
そして、駆動軸５がギアードモータ９で駆動されるように配置されている。

図３で示される態様のサイドロールスタンドでは、ギアードモータ９の駆動力が駆動軸５に伝えられ、駆動軸５の回転に伴って、駆動軸５に回転不可に取り付けられたウォームギア７ａ，７ａ’が回転される。そして、ウォームギア７ａ，７ａ’の回転がウォームホイール６，６’に伝えられてロール軸３，３’が回転される。この際、ウォームギア７ａ，７ａ’はラインセンターに対して両側に互いに逆方向のネジが切られているので、ウォームホイール６，６’に伝えられた回転の方向は互いに逆方向となる。ウォームホイール６，６’の回転、すなわちロール軸３，３’の回転により、図示されていない二つのロールが互いに逆方向に回転され、ロールに挟まれた被搬送物が搬送されることになる。

なお、被搬送物のサイズ変更に伴って、ロール軸３，３’の間隔を調整する必要があるが、この変更は、ラインセンターに対して両側に互いに逆方向のネジが切られたロール拡縮用ねじ棒４を回転させることにより行われる。
すなわち、図５に示すように、ロール拡縮用ねじ棒４の回転によってロールチョック２，２’間を拡張、又は縮小させることにより、ロールチョック２，２’に回転可能に取付けられているロール軸３，３’間が拡張、又は縮小し、これによって二つのロール軸３，３’の間隔が調整される。この際、ロールチョック２，２’に取り付けられたウォームホイール６，６’は、図３のｂ）に見られるように、駆動軸５に軸方向にスライド可能に取り付けられたウォームギア７ａ，７ａ’を移動させつつ、被搬送物の搬送方向に垂直な方向に移動することになる。

ベアリング８はラジアル荷重とスラスト荷重を負荷可能なもので、その外輪をベアリングケース８ａ、内輪をカラー８ｂで保持されることでチョック６に固定して取付けられ、駆動軸５を回転可能に支持（保持）する。ウォームギア７ａは駆動軸５上をスライド可能にかつキーおよびキー溝５ａにより駆動軸５に対して回転不可能に取付けられている。ウォームギア７ａはその両端をカラー８ｂとベアリング８、およびベアリングケース８ａによりロールチョック６に対して規制されていることから、ロールチョック６がロール拡縮用ねじ棒４によって幅方向に移動する際に、駆動軸５上をスライドしながらロールチョック６と共に移動する。

ところで、前記図３で示された態様は、ウォームギア７ａ，７ａ’が、スタンドのハウジング１に回転可能かつ軸方向に移動不可能に取り付けられた駆動軸５に、回転不可能、かつ軸方向にスライド可能に取り付けられているが、ウォームギア７ｂ，７ｂ’が駆動軸５に回転不可能かつ軸方向に移動不可能に取り付けられていてもよい。
この場合は、図４に示すように、ロールチョック２の移動に伴って、ウォームホイール６，６ｂ’はウォームギア７ｂ，７ｂ’上を転がりながら移動することになる。ウォームギア７ｂ，７ｂ’はウォームホイールの位置に関らず正常な噛み合わせが実現できる長さを有していることが必要である。なお、図４中、１０はハウジング１に固定された駆動軸５の支持部である。

Claims (3)

1. ２つのロールチョックにそれぞれ回転可能に取付けられた一対のロール軸がライン進行方向に対して直交する方向に配置され、２つのロールチョックがラインセンターに対して両側に互いに逆方向のネジが切られたロール拡縮用ねじ棒によって拡縮する構造のサイドロールスタンドであって、ロール軸のロール取り付け部分以外の場所にウォームホイールが取り付けられ、該ウォームホイールに噛合わされるウォームギアを備えるとともに、該ウォームギアはラインセンターに対して両側に互いに逆方向に切られた二つのギア部分を備え、しかも前記ロール拡縮用ねじ棒と平行に、かつスタンドのハウジングに回転可能かつ軸方向に移動不可能に支持された駆動軸に回転不可能に取り付けられていることを特徴とする、ロール軸がベッド面に対して垂直に配置されたサイドロールスタンド。
2. ウォームギアが駆動軸に回転不可能かつ軸方向にのみ移動可能に取り付けられ、さらにウォームギアの軸方向への移動がそれぞれのロールチョックによって規制され、ロールチョックの移動に追従してウォームギアが軸方向に連動するように配置されている請求項１に記載の、ロール軸がベッド面に対して垂直に配置されたサイドロールスタンド。
3. ウォームギアが駆動軸に回転不可能かつ軸方向に移動不可能に取り付けられ、ロールチョックの移動に追従してウォームホールがウォームギア上を転がりながら軸方向に連動するように配置されている請求項１に記載の、ロール軸がベッド面に対して垂直に配置されたサイドロールスタンド。

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