JP6655333B2 - コンパクトミル用ローラーガイド - Google Patents

Description

本発明は、被圧延鋼材を誘導案内するコンパクトミル用ローラーガイドに関するものである。

被圧延鋼材を誘導するために用いられるローラーガイドは、ガイドボックスに支点ピンを介して開閉可能に取り付けると共に、上記被圧延鋼材の姿勢を保持するために、梁状の対のローラーホルダーを長手方向に設けている。そして、各ローラーホルダーの先端部にそれぞれ上記被圧延鋼材を保持するガイドローラーを、後端部側に調整スクリューと引っ張りばねからなる開度調整機構を有している。上記被圧延鋼材の保持は、ローラーホルダーの支点ピンとガイドローラーとの間における距離の撓みによる弾性力により行なう（例えば特開平６−１５３３４号公報など）。

特開平６−１５３３４号公報

一般的に、ローラーガイドのローラー隙は被圧延鋼材の寸法に対し、マイナス設定とし、上記被圧延鋼材の噛込み時におけるローラーホルダーの開きによる弾性力により被圧延鋼材を保持している。
しかしながら、スタンド間の短いコンパクトミル用ローラーガイドでは、上記各ローラーホルダーにおける支点ピンとガイドローラーとの間及び支点ピンと調整スクリューとの間の各距離が短いので、高剛性となる。各ローラーホルダーの撓み量のわずかな変化でこれらのローラーホルダーを撓ませる荷重が大きく変化してしまうため、適正な被圧延鋼材の保持力を確保するためのローラー隙の設定が難しい。換言すれば、ローラー隙が被圧延鋼材より広ければ上記保持力が得られず、被圧延鋼材が倒れ易くなり、反対に狭ければローラーホルダーを撓ませる荷重が過荷重となって、ガイドローラーへの上記被圧延鋼材の噛み込み時に抵抗により被圧延鋼材が座屈し、所謂ガイド詰りを起こす課題があった。
本発明の目的は、被圧延鋼材の倒れ、噛込み不良に伴うガイド詰りなどの発生を防止し、被圧延鋼材の品質向上を図り、構成が簡単であるコンパクトミル用ローラーガイドを提供することにある。

本発明では、ガイドボックスに上下方向に配置してある支点ピンを回転中心としかつ前後方向に長い対のローラーホルダーを設け、上記各ローラーホルダーの先端部にローラーピンを中心として回転可能である対のガイドローラーを取り付け、上記ガイドボックスの後部側であって各ローラーホルダーの後部に当たる位置に、被圧延鋼材の倒れ防止機構を構成している対のプレッシャーピンと対の皿ばねとを組み込むことにより、被圧延鋼材が上記ガイドローラーを通材する時には上記各皿ばねの撓みと上記各ローラーホルダーの撓みとの双方を組み合わせて、従来のスタンド間の距離の長い場合に用いられている汎用ミル用ローラーガイドと同等の被圧延鋼材の抱合力を保有するようにしている。すなわち、被圧延鋼材の非定常部である先端部及び後端部では、これらが上記対のガイドローラー間を通過する際には上記ローラーホルダーにかかる荷重を、組み込んである上記各皿ばねと上記ローラーホルダーの双方の撓みで受けて、上記両ガイドローラーの面間を広げ、定常部である上記先端部及び後端部を除く被圧延鋼材の本体でも、上記ローラーホルダーの撓み及び上記皿ばねの撓みを介して正規の面間で被圧延鋼材を抱合することができるようにしている。つまり、本発明においては、被圧延鋼材を全長に渡って、皿ばねの撓み及び各ローラーホルダーの撓みの双方を通じて保持しながら誘導案内するものである。
上記中心振分機構は、上記ガイドボックスに互いに逆ねじでかつ対向して設けられている対のスクリュウスピンドルと、両スクリュウスピンドルの両端部でねじ結合しかつこれらの回転手段となる角バーとからなる。この角バーを回すことにより、上記各スクリュウスピンドルを介して上記被圧延鋼材の倒れ防止機構の上記対のプレッシャーピン及び角バーを通じて、上記各ローラーホルダーの先端部に位置している対のガイドローラーは中心振分で開閉可能にしている。
上記皿ばねは、複数枚積層して形成されたものであって、かつこれらの枚数を変更可能である。
上記角バー並びに上記のスクリュウスピンドル、プレッシャーピン及び皿ばねはいずれも上記各ローラーホルダーの長さ方向とは交差する方向に並設状態に組み合わされていると共に、上記のスクリュウスピンドル、プレッシャーピン及び皿ばねは上記角バーと同一軸心線上に位置している。
上記各スクリュウスピンドルは、上記各プレッシャーピンの当接部に接触されていると共に、上記各皿ばねのばね力が付勢されている。
上記各皿ばねの枚数を変更することにより各ローラーホルダーのばね定数を変更することができ、すなわちこのばね定数を選択可能であり、上記各ローラーホルダーのばね定数の範囲は２５ｋＮ／ｍｍ〜３００ｋＮ／ｍｍであるのが良い。
皿ばねの最大撓みは皿ばねの高さの８０％以下であるのが良い。
上記被圧延鋼材を全長に渡って各ローラーホルダーの撓み及び各皿ばねの撓みの双方の協働作用を通じて誘導案内可能であって、双方の撓みは上記ローラーホルダー及び上記皿ばねの各単独の撓みの変化と推移と、両者を組み合わせたものの撓みの変化と推移とをそれぞれ示す表における撓み線のうち、合成した線形である合成撓み線に基づくものである。
上記ローラーホルダー及び上記各皿ばねのそれぞれの撓みは、上記被圧延鋼材が上記ガイドローラー間を通過する過程での上記ローラーホルダー及び上記各皿ばねにかかる荷重によるものである。
上記表は横軸が撓みを、縦軸が荷重を示すグラフであり、このグラフに示されている合成撓み線は上記ローラーホルダーの撓み線及び上記各皿ばねの撓み線の両者の合成撓み線である。

本発明に係るコンパクトミル用ローラーガイドによれば、被圧延鋼材全長に渡って、皿ばねの撓み及び各ローラーホルダーの撓みの双方の組み合わせにより上記被圧延鋼材を保持しているので、汎用ミル用ローラーガイドと同等の被圧延鋼材の抱合力を保有することができ、被圧延鋼材の倒れ、噛込み不良などの発生を防止し、被圧延鋼材の品質向上を図ることができ、また、構成が簡単であるコンパクトミル用ローラーガイドを提供することができる。

本発明に係るコンパクトミル用ローラーガイドを示す平面図である。 本発明に係るコンパクトミル用ローラーガイドを示す正面図である。 本発明に係るコンパクトミル用ローラーガイドを示す側面図である。 本発明に係るコンパクトミル用ローラーガイドにおける中心振分機構及び被圧延鋼材の倒れ防止機構の組み込み状態を示す断面図である。 本発明に係るコンパクトミル用ローラーガイドにおけるガイドローラーが被圧延鋼材の抱合状態を拡大して示す側面図である。

本発明に係るコンパクトミル用ローラーガイドについて図面を参照して説明する。
図１〜図３に示すローラーガイドは、ガイドボックス１、このガイドボックスに支点ピン２を中心として開閉可能に取り付けられている対のローラーホルダー３Ａ，３Ｂ、各ローラーホルダーの先端部にローラーピン４を中心として回転可能に設けている対のガイドローラー５Ａ，５Ｂ、各ローラーホルダーの後部側に配置されている中心振分機構６及び被圧延鋼材の倒れ防止機構７を備えている。

図１〜図３において、対のローラーホルダー３Ａ，３Ｂの回転中心となる各支点ピン２は、ガイドボックス１の図２の上部及び下部にそれぞれ挿入されている。ガイドボックス１に対してローラーホルダー３Ａ，３Ｂは各支点ピン２を介して平面視ではほぼ「ハ」の字型に開閉する。
また、対のローラーホルダー３Ａ，３Ｂの先端部に配置されている各ローラーピンは、ベアリング８によって対のガイドローラー５Ａ，５Ｂの回転を円滑にしている。

対のローラーホルダー３Ａ，３Ｂの後部側に配置されている中心振分機構６は、図１〜図４に示すように、ガイドボックス１に互いに逆ねじでかつ図１上下方向に対向して設けられている対のスクリュウスピンドル６１Ａ，６１Ｂと、これらのスクリュウスピンドルの回転手段である角バー６２とからなる。各スクリュウスピンドル６１Ａ，６１Ｂは、ガイドボックス１の後方上部に組込まれている。各スクリュウスピンドル６１Ａ，６１Ｂは、これらをガイドボックス１に回転可能に軸支するために、ブッシュ６３によりそれぞれ被覆されている。図４に示すように各ブッシュ６３は、ロックナット６４によりガイドボックス１の後端部の図３上部に固定されている。
また、図４に示すように、角バー６２の両端部には雄ねじ部が形成されており、各雄ねじ部がスクリュウスピンドル６１Ａ，６１Ｂの雌ねじ部に噛合されている。このように、左右のスクリュウスピンドル６１Ａ，６１Ｂは角バー６２でスライド連結され、この角バーを回転操作することで、左右の雄ねじ部の回動を通じてガイドローラー５Ａ，５Ｂは中心振分で開閉する。

図１、図２、図４に示すように、対のローラーホルダー３Ａ，３Ｂの後端側に配置されている被圧延鋼材の倒れ防止機構７は、対のプレッシャーピン７１Ａ，７１Ｂ及び皿ばね７２Ａ，７２Ｂを備えている。
各プレッシャーピン７１Ａ，７１Ｂは、ガイドボックス１の後端部の図４上部に嵌め込まれ固定されているばねケース７３Ａ，７３Ｂ内に配置されている。ばねケース７３Ａ，７３Ｂは各ローラーホルダー３Ａ，３Ｂ側が開口されており、各開口部が各ローラーホルダー３Ａ，３Ｂの後端部の各スクリュウスピンドル６１Ａ，６１Ｂにわずかな隙間を置いて対向している。各プレッシャーピン７１Ａ，７１Ｂは「きのこ」状に形成されており、傘に相当する各ピン先端の当接部７１Ａ１，７１Ｂ１は各スクリュウスピンドル６１Ａ，６１Ｂの対向端面に当接している。各プレッシャーピン７１Ａ，７１Ｂの基端部側はばねケース７３Ａ，７３Ｂにねじ込まれている。このため、各プレッシャーピン７１Ａ，７１Ｂをねじ操作することにより、各スクリュウスピンドル６１Ａ，６１Ｂに対してそれらの当接部７１Ａ１，７１Ｂ１を通じて押圧力を調整することができる。

各皿ばね７２Ａ，７２Ｂは衝撃緩和ばねとしての役割を担っている。図４に示すように、皿ばね７２Ａ，７２Ｂは、ばねケース７３Ａ，７３Ｂ内であって、各ばねケースの内底部と上記各プレッシャーピン７１Ａ，７１Ｂの当接部７１Ａ１，７１Ｂ１との間に各プレッシャーピンを囲むようにして複数枚が積層状態に組み込まれている。互いに対向している皿ばね７２Ａと皿ばね７２Ｂとは、対向方向に凸状に湾曲されかつ当接部７１Ａ１，７１Ｂ１にばね力を付与している。このため、皿ばね７２Ａ，７２Ｂは、各プレッシャーピン７１Ａ，７１Ｂの各当接部７１Ａ１，７１Ｂ１に対して、そのばね力により各スクリュウスピンドル６１Ａ，６１Ｂの対向端面に所定圧で接触している。
換言すれば、皿ばね７２Ａ，７２Ｂのばね力は、各プレッシャーピン７１Ａ，７１Ｂを通じて対のローラーホルダー３Ａ，３Ｂに対して、両先端部間を開く方向に向け、その反対側の両後端部間を閉じる方向に向けてばね力を付与している。このため、被圧延鋼材Ｓ（図５）がガイドローラー５Ａ，５Ｂを通過する際には、ガイドローラーの面間が、皿ばね７２Ａ，７２Ｂのばね力に抗し、皿ばねの撓みが大きくなって広げられる。この結果、被圧延鋼材Ｓ及びガイドローラー５Ａ，５Ｂは、皿ばね７２Ａ，７２Ｂにより衝撃が緩和される。被圧延鋼材Ｓの先端部がガイドローラー５Ａ，５Ｂを通過した後は、皿ばね７２Ａ，７２Ｂの撓みが通過前より小さくなるものの撓みによる保持作用は維持され、皿ばねの撓みとローラーホルダー３Ａ，３Ｂの撓みとの協働作用に基づいて、ガイドローラー５Ａ，５Ｂは、正規の面間で被圧延鋼材Ｓを抱合することができる。

ローラーホルダー３Ａ，３Ｂの剛性に関して、上記皿ばね７２Ａ，７２Ｂを重ね合わせ上記剛性を形成する。そして、皿ばね７２Ａ，７２Ｂの枚数を変更することにより、ローラーホルダー３Ａ，３Ｂのばね定数を可変とする。つまり、このばね定数を選定することが可能である。ローラーホルダー３Ａ，３Ｂのばね定数の範囲は２５ｋＮ／ｍｍ〜３００ｋＮ／ｍｍであることが望ましい。下限値である２５ｋＮ／ｍｍ未満ではローラーガイドの可動スペース面よりローラーガイドとして成立しない可能性がある。上限値である３００ｋＮ／ｍｍを越えると、被圧延鋼材がローラーガイドに進入する際に座屈を生じるおそれがある。
また、皿ばね７２Ａ，７２Ｂの使用範囲に関して、これらの使用範囲は安定した長期寿命（１年以上）を得るために皿ばねの最大撓みは皿ばねの高さの８０％以下とするのが良い。これは、皿ばねは最大撓み近くまで圧縮した使い方をすると、累積的に荷重が増加し、短寿命となるからである。

図２及び図３に示すように、ガイドボックス１内には被圧延鋼材Ｓを補助誘導するためのエントリーガイド９を設けてある。ガイドボックス１の図３上下のほぼ中間位置であって同図左右の両側から対の押ボルト１０が各ローラーホルダー３Ａ，３Ｂの厚み方向に開けてある孔を貫通して、ガイドボックスにねじ込まれ、先端部がエントリーガイド９の両側に当接されている。各押ボルト１０のねじ込み操作によってエントリーガイド９はガイドボックス１に固定される。ガイドボックス１には、対の押ボルト１０の真下に間隔を置いて対の保持ボルト１１が配置されている。各保持ボルト１１は各ローラーホルダー３Ａ，３Ｂの厚み方向に開けてある孔を貫通し、その先端部がガイドボックスにねじ込まれている。対の保持ボルト１１はガイドボックス１に対して各ローラーホルダー３Ａ，３Ｂの保持を補助する役割を負担している。
各ローラーホルダー３Ａ，３Ｂの内部に位置している各保持ボルト１１の頭部側にはスプリング１２が掛け回されている。各ローラーホルダー３Ａ，３Ｂの後端部側が、スプリング１２のばね力によってガイドボックス１の後部に当接するように押圧されている。

本発明に係るコンパクトミル用ローラーガイドは上記の構成であるから、図１〜図４に示すように、予め、中心振分機構６における角バー６２を適宜回して、互いに逆ねじ関係にある対のスクリュウスピンドル６１Ａ，６１Ｂを互いに離反又は接近する方向に移動させる。各スクリュウスピンドル６１Ａ，６１Ｂの移動に伴い、各ローラーホルダー３Ａ，３Ｂの後端部側が開閉し、先端部側に設けてあるガイドローラー５Ａ，５Ｂの間隔の中心振分が調整される。
被圧延鋼材Ｓの案内時におけるガイドローラー５Ａ，５Ｂ間を被圧延鋼材が通過する過程では、各ローラーホルダー３Ａ，３Ｂの各先端側が撓んで広がると同時に、ローラーホルダーは支点ピン２を中心として回転し、その後端側が狭くなるため、皿ばね７２Ａ，７２Ｂが撓みでさらに各ガイドローラーの面間は広げられ、広がる（開く）ことにより、上述のようにガイドローラー５Ａ，５Ｂなどの衝撃が緩和される。そして、被圧延鋼材Ｓの先端部がガイドローラー５Ａ，５Ｂ間を通過した後、皿ばね７２Ａ，７２Ｂの撓みによる弾性力が徐々に弱るため、ローラーホルダー３Ａ，３Ｂの後端側は互いに離反する方向に支点ピン２を中心として回転し、元の位置に戻りながら、各ローラーホルダーの撓み及び皿ばね７２Ａ，７２Ｂの撓みにより適切な保持力を通じて被圧延鋼材がガイドローラー５Ａ，５Ｂの正規の面間で抱合されることになる。
いずれにしても、本発明に係るコンパクトミル用ローラーガイドにあっては、被圧延鋼材Ｓの全長に渡って誘導案内する過程において、皿ばね７２Ａ，７２Ｂの撓みと各ローラーホルダー３Ａ，３Ｂの撓みとの双方を組み合わせることにより、被圧延鋼材に対する適切な保持力を確保する事ができる。

因みに、ローラーホルダー３Ａ，３Ｂ及び皿ばね７２Ａ，７２Ｂの各単独の撓みの変化の推移と、両者を組み合せたものの撓みの変化の推移とをそれぞれ下記の表１で示すと次のようになる。
グラフの横軸は撓みを、縦軸は荷重（応力）をそれぞれ示している。
ローラーホルダー３Ａ，３Ｂについて、細線で示すローラーホルダーの撓み線αは荷重がかかっても撓み量はあまり大きくなく、その傾斜角度は小さいことを理解することができる。
皿ばね７２Ａ，７２Ｂについて、点線で示す皿ばねの撓み線βは、荷重がかかるにつれてローラーホルダー３Ａ，３Ｂの撓み線の傾斜角度と比較して徐々に撓み量が増すので、傾斜角度が幾分大きくなる直線を描くが、やがて皿ばね最大荷重を示す２点鎖線δ１と、そして皿ばね最大撓みを示す２点鎖線δ２とが交わる位置に至ると、それ以降荷重や撓みにはその量の変化がないことを理解することができる。
ローラーホルダー３Ａ，３Ｂや皿ばね７２Ａ，７２Ｂの両者の合成撓み線γは、ローラーホルダーの撓み線αや皿ばねの撓み線βより次第に大きく右側に傾き、皿ばねが最大荷重に達すると、合成撓み線の傾斜角度が小さくなることを理解することができる。
皿ばね７２Ａ，７２Ｂの最大荷重は、ローラーホルダー３Ａ，３Ｂ及び皿ばね７２Ａ，７２Ｂの両方で受けて、被圧延鋼材Ｓの抱合力を保有するようにしている。上述したように、被圧延鋼材Ｓの非定常部である先後の各端部がガイドローラー５Ａ，５Ｂ間を通過する際にはローラーホルダー３Ａ，３Ｂと皿ばね７２Ａ，７２Ｂの双方の撓みを利用してガイドローラー５Ａ，５Ｂの面間を広げ、先後の各端部を除く本体部である定常部でもローラーホルダーの撓みはもちろん皿ばねの撓みも利用して適切な保持力によって正規の面間で被圧延鋼材を抱合することができる。

Ｓ 被圧延鋼材
１ ガイドボックス
２ 支点ピン
３Ａ，３Ｂ ローラーホルダー
４ ローラーピン
５Ａ，５Ｂ ガイドローラー
６ 中心振分機構
６１Ａ，６１Ｂ スクリュウスピンドル
６２ 角バー（回転手段）
７ 被圧延鋼材の倒れ防止機構
７１Ａ，７１Ｂ プレッシャーピン
７１Ａ１，７１Ｂ１ プレッシャーピンの当接部
７２Ａ，７２Ｂ 皿ばね
９ エントリーガイド

Claims (3)

1. ガイドボックスと、このガイドボックスに上下方向に配置してある支点ピンを介して回転可能に取り付けてあってかつ前後方向に長い対のローラーホルダーと、各ローラーホルダーの先端部にローラーピンを中心として回転可能に設けている対のガイドローラーと、各ローラーホルダーの後部側に配置されている中心振分機構並びに対のプレッシャーピン及び対の皿ばねからなる被圧延鋼材の倒れ防止機構を備えており、
   上記中心振分機構は、上記ガイドボックスに互いに逆ねじでかつ対向して設けられている対のスクリュウスピンドルと、両スクリュウスピンドルと両端部でねじ結合しかつこれらの回転手段となる角バーとからなり、
   上記各スクリュウスピンドルは上記ガイドボックスの後部上部に回転可能に組込まれており、
   上記各プレッシャーピンは上記ガイドボックスの後部内に互いに対向状態に配置されていると共に、先端側が当接部となっており、
   上記各皿ばねは上記各ローラーホルダーの後端部内に互いに対向状態に配置され、上記各プレッシャーピンを囲むように設けられ、複数枚積層して形成されたものであって、かつこれらの枚数を変更可能であり、
   上記角バー並びに上記のスクリュウスピンドル、プレッシャーピン及び皿ばねはいずれも上記各ローラーホルダーの長さ方向とは交差する方向に並設状態に組み合わされていると共に、上記のスクリュウスピンドル、プレッシャーピン及び皿ばねは上記角バーと同一軸心線上に位置しており、
   上記各スクリュウスピンドルは、上記各プレッシャーピンの当接部に接触されていると共に、上記各皿ばねのばね力が付勢されており、
   上記各皿ばねの枚数を変更することにより各ローラーホルダーのばね定数を変更することが可能であり、
   上記角バーの回転操作により、各スクリュウスピンドル及び各プレッシャーピン並びに各ローラーホルダーを通じて上記ガイドローラーを中心振分可能であり、
   上記被圧延鋼材を全長に渡って各ローラーホルダーの撓み及び各皿ばねの撓みの双方の協働作用を通じて誘導案内可能であって、双方の撓みは上記ローラーホルダー及び上記皿ばねの各単独の撓みの変化と推移と、両者を組み合わせたものの撓みの変化と推移とをそれぞれ示す表における撓み線のうち、合成した線形である合成撓み線に基づくものであり、
   上記ローラーホルダー及び上記各皿ばねのそれぞれの撓みは、上記被圧延鋼材が上記ガイドローラー間を通過する過程での上記ローラーホルダー及び上記各皿ばねにかかる荷重によるものであり、
   上記表は横軸が撓みを、縦軸が荷重を示すグラフであり、このグラフに示されている合成撓み線は上記ローラーホルダーの撓み線及び上記各皿ばねの撓み線の両者の合成撓み線である
   ことを特徴とする被圧延鋼材のコンパクトミル用ローラーガイド。
2. 各ローラーホルダーのばね定数の範囲は、２５ｋＮ／ｍｍ〜３００ｋＮ／ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の被圧延鋼材のコンパクトミル用ローラーガイド。
3. 皿ばねの最大撓みは皿ばねの高さの８０％以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の被圧延鋼材のコンパクトミル用ローラーガイド。

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