JP5993780B2

JP5993780B2 - バックアップロールの固定構造

Info

Publication number: JP5993780B2
Application number: JP2013077852A
Authority: JP
Inventors: 宗成小川; 健太郎新保
Original assignee: Nippon Steel and Sumikin Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Priority date: 2013-04-03
Filing date: 2013-04-03
Publication date: 2016-09-14
Anticipated expiration: 2033-04-03
Also published as: JP2014200810A

Description

板材に直接当接して板材の矯正又は圧延を行うワークロールを支持するバックアップロールの固定構造に関する。

従来のバックアップロールの固定構造は、例えば、図６に示すように、バックアップロール軸６０の軸端部６１の外周円筒面に嵌合する半円溝６２、６３が設けられた上下の支持部材６４、６５によって、バックアップロール６６を支持固定している（特許文献１参照）。そして、通常、バックアップロール６６はバックアップロール軸６０の軸方向に複数配列され、かつこのようなバックアップロール群が複数平行に配置されて、ワークロール６８を支持している（特許文献２の図２、図３参照）。図６において、７０、７１は締結ボルトを示す。

特許第４２２２０６９号公報特開２０１３−６１９９号公報

しかしながら、特許文献１、２記載のバックアップロールの固定構造においては、一列に配置されているバックアップロール６６の軸心が高精度に位置決めされていないと、また、複数のバックアップロール群の軸心が完全に平行でないと、バックアップロール６６にはワークロール６８に接触しているものと、接触していないものが出てくるので、負荷のアンバランス等によってワークロール６８に疵が生じ、鋼板等の製品の表面品質に悪影響を及ぼすことがある。

図６に示す従来技術では、軸方向に複数配列された一列のバックアップロール群の軸心を高精度に位置決めするために、複数の支持部材６４、６５の半円溝６２、６３を高精度に仕上げる必要があり、高度な加工技術が必要であった。
また、バックアップロール６６の軸端部６１を上下の支持部材６４、６５に組み込むため、軸端部６１の外周面と上下の支持部材６４、６５の半円溝６２、６３との間に僅かな隙間Ｓ１、Ｓ２が必用であり、この隙間Ｓ１、Ｓ２のために、複数列のバックアップロールを支持する軸の軸端部６１がライン入り側若しくはライン出側に、場合によっては上下方向に僅かにバラツクことがあるという問題があった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、バックアップロールの軸端部を上下の支持部材に容易に取付けることができ、かつ上下の支持部材に軸端部を締結することによって、バックアップロールの軸端部をライン方向に位置決めできることが可能なバックアップロールの固定構造を提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係るバックアップロールの固定構造は、板材の矯正又は圧延を行うワークロールに当接するバックアップロールの両側の軸端部に設けられ、前記軸端部が嵌入する第１の凹部を有する下支持部材と、前記軸端部の一部が嵌入する第２の凹部を有する上支持部材とを備え、ねじ機構によって前記下支持部材に前記上支持部材が締結されるバックアップロールの固定構造であって、
前記第１の凹部は角形溝であって、かつ前記下支持部材及び前記上支持部材の少なくともライン方向一側に、それぞれが当接して摺動可能な上傾斜面と下傾斜面を設け、前記ねじ機構の駆動によって、前記上支持部材と前記下支持部材を相対移動させて、前記軸端部を前記角形溝の一部に押し付けて、前記バックアップロールの位置決めを行う。

第２の発明に係るバックアップロールの固定構造は、第１の発明に係るバックアップロールの固定構造において、前記軸端部の一部に前記角形溝の一部に当接する平坦面からなる切欠きを設けた。

第３の発明に係るバックアップロールの固定構造は、第１、第２のバックアップロールの固定構造において、前記角形溝には前記軸端部の最大直径部が、僅少の隙間を有して嵌入する。

そして、第４の発明に係るバックアップロールの固定構造は、第１〜第３の発明に係るバックアップロールの固定構造において、前記バックアップロールは同一箇所に複数本あって、各該バックアップロールの両側の前記下支持部材はそれぞれ一体化している。

第１〜第４の発明に係るバックアップロールの固定構造においては、上支持部材及び下支持部材の少なくともライン方向一側に、それぞれが当接して摺動可能な上傾斜面と下傾斜面を設け、ねじ機構の駆動によって、上支持部材と下支持部材を相対移動させて、軸端部を角形溝の一部に押し付けているので、バックアップロールの軸端部をライン方向に押してバックアップロールの位置決めが行える。

特に、第２の発明に係るバックアップロールの固定構造においては、軸端部の一部に角形溝の一部に当接する平坦面からなる切欠きを設けたので、ねじ機構を駆動すると、軸端部の平坦面が角形溝の底部に当接し、バックアップロールの上下方向の位置決めができる。更に、軸端部と角形溝の接触面積が大きくなることで面圧が下がり、軸端部の圧縮変形が防止できる。

第３の発明に係るバックアップロールの固定構造は、角形溝に軸端部の最大直径部が僅少の隙間を有して嵌入するので、バックアップロールの軸端部の取付けが容易となる。

第４の発明に係るバックアップロールの固定構造は、バックアップロールが同一箇所に複数本あって、各バックアップロールの両側の下支持部材はそれぞれ一体化しているので、角形溝の精度を向上でき、より正確に複数本のバックアップロールを平行に取付けることができる。

本発明の一実施の形態に係るバックアップロールの固定構造の側面図である。同バックアップロールの固定構造の施工状態を示す説明図である。同バックアップロールの固定構造の施工状態を示す説明図である。同バックアップロールの固定構造の動作説明図である。本発明の他の実施の形態に係るバックアップロールの固定構造の側面図である。従来例に係るバックアップロールの固定構造の説明図である。

続いて、添付した図面を参照しながら、本発明を具体化した実施の形態について説明する。なお、図１〜図４において、Ａをライン方向一側、Ｂをライン方向他側とする。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係るバックアップロールの固定構造１０は、板材１１の矯正（又は圧延）を行うワークロール１２に当接するバックアップロール１３の両側の軸端部１４に設けられ、軸端部１４の下半分が嵌入する角形溝１５からなる第１の凹部を有する下支持部材１６と、軸端部１４の上半分（一部）が嵌入する半円溝１７からなる第２の凹部を有する上支持部材１８とを備えている。

なお、この実施の形態においては、２本（複数本）のバックアップロール１３を有し、それぞれの軸端部１４を各側で支持する２つの下支持部材１６は一体的に連結されているが、それぞれ独立に分離することもできる。
そして、ねじ機構の一例であるボルト１９、２０によって下支持部材１６に上支持部材１８が締結され、バックアップロール１３を固定している。以下、これらについて詳しく説明する。

この実施の形態では、バックアップロール１３は２本あって、それぞれワークロール１２に接する長尺の円柱部２２とその両端にそれぞれ一体的に連結される軸端部１４とを有し、軸端部１４の下半分が下支持部材１６の角形溝１５に嵌入している。２つの下支持部材１６は平行配置される２本のバックアップロール１３の両側の軸端部１４をそれぞれ支持し、図１に示すように、下支持部材１６には２つのバックアップロール１３の片側の軸端部１４をそれぞれ支持する角形溝１５が個別に設けられている。なお、以下の説明においては、２つのバックアップロール１３を固定保持する構造については同一であるので、そのうちの１つのみを説明する（図２〜図４参照）。

図２に示すように、角形溝１５の幅は軸端部１４の直径（最大直径部）より僅少の隙間ｃ１、ｃ２（例えば、各々０．０１〜０．１ｍｍ）を有して横幅が広くなって、角形溝１５に軸端部１４が容易に嵌入する構造となっている。
そして、軸端部１４の一部（図２において下側位置）には、軸心ｋから距離ｈの位置に軸心ｋに平行な平坦面２３からなる切欠きが設けられ、角形溝１５の底平面２４に当接している。なお、当然のことながら角形溝１５の底平面２４も装着される軸端部１４及びバックアップロール１３の軸心ｋに対して平行となっている。従って、左右両側の軸端部１４の平坦面２３を左右の角形溝１５の底平面２４に当接させることによって、バックアップロール１３の軸心ｋが水平になるようになっている。

角形溝１５の深さｂは、軸心ｋから平坦面２３の距離ｈより大きく、軸端部１４の軸心ｋが角形溝１５内に嵌入している。これによって、軸端部１４の側面が角形溝１５内の片側（図２〜図４において右側、ライン方向他側）の側面２６に押圧されて、軸端部１４の横方向位置決めが可能となっている。

下支持部材１６には、角形溝１５の両側が上向き平面部２８、２９となって、上向き平面部２８の一側（即ち、ライン方向一側、図２〜図４において左側）には上傾斜面３０を有している。
そして、図３に示すように、下支持部材１６に被さる上支持部材１８の中央には、軸端部１４の上側を覆う半円溝１７が設けられ、半円溝１７のライン方向両側には、下向き平面部３１、３２を備え、下向き平面部３１のライン方向一側には、下傾斜面３３が設けられている。

上傾斜面３０と下傾斜面３３の水平面に対する角度θは同一となって、上傾斜面３０に対する下傾斜面３３の摩擦係数をμとした場合、ｔａｎθ＞μとなって、上傾斜面３０に下傾斜面３３は当接摺動可能となっている。これによって、上傾斜面３０を押圧すると、上支持部材１８が下支持部材１６に対して水平方向に相対移動する構造となっている。
なお、この実施の形態においては、上下の傾斜面は、ライン方向一側に設けたが他側でもよいし、ライン方向両側に設けてもよい。

図４に示すように、下支持部材１６には角形溝１５を中心にして左右対象位置に所定深さの雌ねじ３５、３６が設けられ、上支持部材１８には、下支持部材１６の雌ねじ３５、３６に対応するボルト孔３７、３８が形成されている。雌ねじ３５、３６は上向き平面部２８、２９に形成され、雌ねじ３５、３６と対となるボルト孔３７、３８の中心は下向き平面部３１、３２に形成されている。ボルト孔３７、３８は雌ねじ３５、３６に螺合するボルト１９、２０の直径より大きくなって、ボルト１９、２０を締め付けた場合、上支持部材１８がライン方向他側に移動可能となっている。なお、ボルト孔３７、３８はライン方向に長孔となっていてもよい。

上支持部材１８に形成されている断面半円状（正確には部分円状）の半円溝１７の深さｄは、軸端部１４の半径をｒとした場合、ｄ＝ｒ−ａ−ｅとなっている。ここで、ａは角形溝１５に軸端部１４の軸心ｋが入り込む深さを示し、ｅ（例えば、１〜３ｍｍ）は上向き平面部２８、２９と下向き平面部３１、３２の隙間をいう（ａ＞０、ｅ＞０）。半円溝１７の曲率半径と軸端部１４の半径は同一となっているので、半円溝１７は断面円形の軸端部１４の上側領域を覆うことになる。
以上の実施の形態において、バックアップロール１３の一側のみについて説明したが、他側についても同一の構成となっている。

続いて、バックアップロールの固定構造１０の使用方法及びその動作（作用）について説明する。
上支持部材１８を取り外した状態で、バックアップロール１３の両軸端部１４をラインの板幅方向両側に配置された下支持部材１６の角形溝１５に嵌入させる。この場合、軸端部１４に形成されている平坦面２３を下向きにし、平坦面２３が角形溝１５の底平面２４に当接するようにする。ここで、軸端部１４の直径（２ｒ）より、角形溝１５の横幅の方がｃ１＋ｃ２（＞０）大きいので、軸端部１４は角形溝１５に遊嵌することになる。

次に、上支持部材１８を軸端部１４に被せ、軸端部１４の上側を半円溝１７に嵌入させる。そして、ボルト孔３７、３８に所定のボルト１９、２０を入れて、ボルト１９、２０を雌ねじ３５、３６に螺合させる。これによって、上支持部材１８の下傾斜面３３が下支持部材１６の上傾斜面３０に当接し、斜面の原理で、上支持部材１８がライン他方向に移動し、軸端部１４が角形溝１５のライン方向他側の側面２６に押し付けられて（隙間が０となって）、軸端部１４の位置が決定される。この場合、下支持部材１６の上向き平面部２８、２９と上支持部材１８の下向き平面部３１、３２の隙間ｅは依然存在するので、ボルト１９、２０は十分な締め付け代を有する。

なお、軸端部１４の下端には平坦面２３を設けているので、ボルト１９、２０を締め付けても軸端部１４が変形することがない。側面２６には断面円弧状の軸端部１４が当接するが、ボルト１９、２０を締め付けても受ける力が小さく変形する虞れはない。

このような状態で、例えば、図１においては、２本のバックアップロール１３の位置決めが行われるので、２本のバックアップロール１３を水平方向及び垂直方向に平行にすることができる。

続いて、図５を参照しながら、本発明の他の実施の形態に係るバックアップロールの固定構造４０について説明するが、図１〜図４に示す本発明の一実施の形態に係るバックアップロールの固定構造１０と同一の構成要素と同一の番号を付して詳しい説明を省略する。

図１に示すバックアップロールの固定構造１０においては、板材１１に当接するワークロールが一つであったが、このバックアップロールの固定構造４０においては、同一直径の３つのワークロール４１〜４３が使用されている。そして、バックアップロール４４〜４６は３個平行して設けられている。このバックアップロール４４〜４６は、それぞれ上述したバックアップロールの固定構造１０と同一構造の下支持部材１６と上支持部材１８によって固定されている。

そして、下段のワークロール４１は中央のバックアップロール４５とライン方向一側にあるバックアップロール４４によって支持され、ワークロール４２は中央のバックアップロール４５とライン方向他側にあるバックアップロール４６によって支持され、かつ下段のワークロール４１、４２の上にワークロール４３が載って、ワークロール４３が受ける荷重をワークロール４１、４２で分散している。
この場合は、３つのバックアップロール４４〜４６の位置を調整してワークロール４３の位置制御を行うことになる。

本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で、その構成及び形状の変更は可能である。また、前記実施の形態においては、ワークロールが板材の矯正に用いられていたが、板材を圧延する場合にも適用できる。
また、複数本のバックアップロールを支持する複数の下支持部材は一体構造であったが、独立させることもできる。

１０：バックアップロールの固定構造、１１：板材、１２：ワークロール、１３：バックアップロール、１４：軸端部、１５：角形溝（第１の凹部）、１６：下支持部材、１７：半円溝（第２の凹部）、１８：上支持部材、１９、２０：ボルト、２２：円柱部、２３：平坦面、２４：底平面、２６：側面、２８、２９：上向き平面部、３０：上傾斜面、３１、３２：下向き平面部、３３：下傾斜面、３５、３６：雌ねじ、３７、３８：ボルト孔
４０：バックアップロールの固定構造、４１〜４３：ワークローク、４４〜４６：バックアップロール

Claims

板材の矯正又は圧延を行うワークロールに当接するバックアップロールの両側の軸端部に設けられ、前記軸端部が嵌入する第１の凹部を有する下支持部材と、前記軸端部の一部が嵌入する第２の凹部を有する上支持部材とを備え、ねじ機構によって前記下支持部材に前記上支持部材が締結されるバックアップロールの固定構造であって、
前記第１の凹部は角形溝であって、かつ前記下支持部材及び前記上支持部材の少なくともライン方向一側に、それぞれが当接して摺動可能な上傾斜面と下傾斜面を設け、前記ねじ機構の駆動によって、前記上支持部材と前記下支持部材を相対移動させて、前記軸端部を前記角形溝の一部に押し付けて、前記バックアップロールの位置決めを行うことを特徴とするバックアップロールの固定構造。
請求項１記載のバックアップロールの固定構造において、前記軸端部の一部に前記角形溝の一部に当接する平坦面からなる切欠きを設けたことを特徴とするバックアップロールの固定構造。
請求項１又は２記載のバックアップロールの固定構造において、前記角形溝には前記軸端部の最大直径部が僅少の隙間を有して嵌入することを特徴とするバックアップロールの固定構造。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のバックアップロールの固定構造において、前記バックアップロールは同一箇所に複数本あって、各該バックアップロールの両側の前記下支持部材はそれぞれ一体化していることを特徴とするバックアップロールの固定構造。