JPH0313227A

JPH0313227A - 圧延設備用駆動機

Info

Publication number: JPH0313227A
Application number: JP14811289A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yamamoto; 憲二山本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-06-09
Filing date: 1989-06-09
Publication date: 1991-01-22
Anticipated expiration: 2013-01-21
Also published as: JP2702229B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は圧延設備用駆動機に係わり、特に傾斜した状態
で使用する２本のスピンドルを介して圧延機の上下の水
平ロールを駆動する圧延設備の駆動系に好適な駆動機に
関する。

〔従来の技術〕

従来の圧延設備の駆動系に用いる駆動機の代表例として
は、井上俊夫著「圧延設備の理論と実際」枝報堂発行の
第５８頁第８．８図に記載のものがある。この駆動機を
用いた従来の駆動系の構成を第１４図により説明する。

第１４図に示す駆動機は、当該文献に記載の駆動機に従
来公知の減速機を付加したものである。

第１４図において、従来の圧延設備の駆動系は、軸受６
２，６３，６４．６５に支持され被圧延材を圧延する圧
延機の上下ロール６０．６１にトルクを伝達すべく嵌合
された上下ロール側外Ｐ！Ｊ４８゜４つ、上下ロール６
０．６１とは反対側の位置で上下ロール側外筒４８．４
９に歯車ｖ１構にて嵌合された上下ロール側内筒４６．
４７、上下ロールｆｆ１ｌｌ内筒４６　、４７　ト上下
駆動ｆｉｆｆｌ内Ｆｊ４２，４３を連結しスピンドルを
構成する上下中間軸４４゜４５を有し、上下駆動機側内
筒４２．４３は駆動機１３５の上下駆動機側外筒４０．
４１に歯車機構にて嵌合されている。

駆動機１３５は、上下１１区動機側外筒４０，４１にト
ルクを伝達すべく嵌合されている上下出力軸９２．９３
、上下出力軸９２．９３と連結しかつ互いに歯車ｖ１梢
により噛合っている上下出力歯車８２．８３、上下用力
１に車８２．８３を支持する軸受８７，８８．８９，９
０、下出力歯車８３とトルクを伝達すべく連結されてい
る歯車８１、歯車８１を支持する軸受８５、歯車８１と
歯車ａ横により噛合っている入力１Ｍ車８０、入力歯車
８０を支持する軸受８４，８６、入力歯車８０とトルク
を伝達すべく連結されている入力軸９１、歯車８０．８
１，８２．８３を軸受８４，８５．８６゜８７．８８．
８９．９０を介して支持するケーシング９４より成って
いる。

駆動１１１１３５の入力軸９１はこれにトルクを伝達す
べく駆動機側内筒３０に連結され、駆動ａｆｆ］！Ｉ内
筒３０は電動機側内筒３１に、これらの間にトルクを伝
達すべく歯車機構にて嵌合された外１！１ｉ３２により
連結され、電動機側内ｆｒＪ３１は電動ｆ１１３４にそ
のトルクを伝達すべく連結され、電動機３４は軸受３５
．３６により支持されている。

このように構成した従来の駆動Ｒ１３５においては、上
下出力軸９２．９３の軸間距［ｊ４は上下ロール６０．
６１の軸間距離Ｊ１に較べかなり大きい、従って、スピ
ンドルを構成する内筒４２゜４３．４６．４７及び上下
中間軸４４．４５はθ１だけ傾斜した状態で使用される
。即ち、上下ロール側内筒４６．４７及び上下駆動機側
内筒４２４３間の長さをＪ３とすると、ｊ　　４　　＞Ｊ　　１の関係がある。

また、傾斜角θ１と内筒４２．４３，４６．４７の許容
伝達トルクＴ１は、後述するように、ここで、ＴＯ＝傾
斜角Ｏ°での許容伝達トルクＡ：正の定数の関係にある。即ち、トＲ斜角θ１が大きければ大きい
程、換言すれば上下出力軸９２．９３の軸間距ＭＪ１４
が長ければ長い程、許容伝達トルクＴ１が小さくなるところで、一般的にスピンドルの内筒４２．４３．４６
．４７は電動機３４から上下ロール６０゜６１までの駆
動系全体の強度最弱部となっている。

従って、所定のスペース内でより大容量の駆動系を得る
には、上下出力軸９２．９３の上下軸間距離１４を小さ
くすることが必要である。

一方、上下出力歯車８２．８３は噛合部でのトルク伝達
に耐えるだけの強度を保つために所定のピッチ円直径が
必要であり、かつこの上下出力歯車８２．８３は互いに
噛合う必要があるために軸線方向には同一位置に並んで
配置されており、その上下出力歯車８２．８３の中心線
延長上に上下出力軸９２．９３が位置している。また上
下出力歯車用軸受８７，８８．８９．９０は上下出力歯
車８２．８３の噛合部に発生する歯車伝達力に耐えるに
充分な強度を保つために所定の寸法が必閑であり、かつ
軸線方向には同一位置に並んで配置されており、その上
下出力歯車用軸受８７．８８゜８９．９０の中心線延長
上に上下出力軸９２．９３が位置している。

この構造では上下軸間距Ｍｊ！４は上下出力歯車８２．
８３のピッチ円直径と同じ長さで、かつ上下出力歯車用
軸受８７，８８．８９．９０のうち互いに上下に隣接し
ている軸受組の各軸受外径の平均値、即ち、軸受８７，
８８の外径の平均値及び軸受８９．９０の外径の平均値
より大きい長さが必要となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように従来の駆動機では、駆動系全体の許容伝達ト
ルクを上げるには、上下出力歯車８２゜８３のピッチ円
直径を小さくし、また上下出力歯車用軸受８７．８８．
８９．９０の外径を小さくして、上下出力軸９２．９３
の軸間距離１４を小さくする事が必要であるが、上下出
力歯ｍ８２゜８３が所定のトルクを伝達し得るよう大き
なピッチ円直径となっており、また上下出力歯車用軸受
８７．８８，８９．９０が所定の噛合力に耐え得るよう
大きな外径となっているなめ、スピンドルの許容伝達ト
ルクをある一定値以上に上げることができず、結局は上
下ロール６０．６１の直径を大きくしてスピンドルの傾
斜角θ１を小さくすると共に、広いスペースを確（５ｉ
ｃして上下ロール側内筒４６．４７．上下ロール側外筒
４８．４９を大きくすることにより許容伝達トルクを上
げていた。

従って、圧延設備及び駆動系が大型化すると共に圧延効
率が低下するという問題があった。

本発明の目的は、歯車列や、軸受列の工夫により上下出
力歯車８２．８３の強度を確保し、かつ駆動系全体の許
容伝達トルクを上げることができ、コンパクトで強硬な
駆動系とすることのできる圧延設備用駆動機を提供する
ことである。

〔課仏を解決するための手段〕

本発明によれば、上記目的を達成するなめ、出力歯車と
下圧力歯車を軸線方向に同位置で、上玉下に直接噛み合
せるのではなく、上出力歯車と上歯車を軸線方向に位置
をずらして配置し、その間を他の歯車を介して間接的に
噛み合わせること、かつ／又は上出力歯車及びその出力
軸用軸受と下圧力歯車及びその出力軸用軸受のうち、上
下に隣接する少なくとも１組の軸受を軸線方向に同位置
に配置するのではなく、位置をずらして配置したことを
特徴とする圧延設備用駆動機が提供される。

〔作用〕

このように構成した本発明においては、上下出力歯車を
互いに軸線方向に位置をずらして配置することにより、
上下に隣接して干渉すべき歯車がなくなり、従来同様の
大きいピッチ円直径の歯車を使用しつつ、上下出力軸間
距離を小さくできる。

また、上下出力歯車及び出力軸用軸受を互いに軸線方向
に位置をずらして配置することにより、上下に隣接して
干渉すべき軸受がなくなり、従来同様の大きい外径の軸
受を使用しつつ、上下出力軸間距離を小さくできる。

従って駆動系全体の許容伝達トルクを上げながら、コン
パクトで強固な駆動系が提供される。

〔実施例〕

以下、本発明の一実緒例を第１図〜第６図により説明す
る。

第１図において、本実施例の駆動機は符号２３Ａで示さ
れ、駆動［１３０は、軸受６２．６３゜６４．６５に支
持され被圧延材を圧延する圧延機の上下ロール６０．６
１を駆動するための駆動系に組み込まれている。

本実施例の駆動機１３０が組み込まれた駆動系は、圧延
機の上下ロール６０．６１にトルクを伝達すべく嵌合さ
れた上下ロール側外＠５４８，４９、上下ロール６０．
６１とは反対ｍ１の位置で上下ロール側外筒４８．４９
に歯車Ｉｉ構にて嵌合された上下ロール側内筒４６．４
７、上下ロール側内筒４６．４７と上下駆動ｆｉｌｌＦ
Ｊ内筒４２，４３を連結しスピンドルを構成する上下中
間軸４４．４５を有し、上下駆動機側内筒４２，４３は
、本実施例の駆動機１３０の上下駆動Ｉｆ！ＩｔＩＩＩ
外筒４０，４１と歯車機構にて嵌合されている。

本実施例の駆動機１３０の構成を更に第２図〜第５図を
参照して説明する。駆動機１３０は、前述の上下駆動ｆ
ｉ側郊外筒０．４１、この上下駆動ｖｌ側外筒４０．４
１にトルクを伝達すべく連結された駆動機上下出力軸１
０．８、下出力軸８に連結された下出力歯車３、下出力
歯車３及び下出力軸８を支持する軸受１５，１６．１７
、上出力軸１０と連結し、かつ下出力歯車３と軸線方向
に位置をずらして配置されている上出力歯車６、正出力
歯ｍ６を支持するなめ正出力歯車用軸受１６１７と軸線
方向に位置をずらして配置されている軸受２１，２２を
有している。

また、駆動機１３０は、上出力歯車６とほぼ同じ高さに
配置され、かつこれにトルクを伝達すべく噛合っている
歯車５、歯車５を支持する軸受１９．２０、歯車５の下
方に配置され、かつこれにトルクを伝達すべく噛合って
いる歯車４、歯車４を支持する軸受１４，１８、歯車４
と同一軸線上で、かつ下出力歯車３とほぼ同じ高さに配
置され、これと噛合っている歯車２、歯車４と歯車２を
連結する中間軸９、歯車２を支持する軸受１３、歯車２
とほぼ同じ高さに配置され、かつこれにトルクを伝達す
べく噛み合っている入力歯車１、入力歯車１を支持する
軸受１１．１２、入力歯車１にトルクを伝達すべく連結
されている入力軸７、歯車１，２．３，４，５．６を軸
受１１．１２，１３．１４．１５．１６，１７．１８．
１９．２０２１．２２を介して支持するゲージング２３
を有している。

駆動機１３０の入力軸７はこれにトルクを伝達すべく駆
動機側内筒３０に連結され、駆動機１１１１１内筒３０
は電動［ＦＪ内筒３１に、これらの間にトルクを伝達す
べく歯車機構にて嵌合されな外筒３２により連結され、
電動機側内ｆ！ｌ１３１は電動機３４にそのトルクを伝
達すべく連結され、電動ｔ１１３４は軸受３′５．３６
により支持されている。

ここで、歯車５は、上出力軸１０と下出力軸８の回転方
向を互いに逆にすることを目的として配置されており、
また入力歯車１は、入力回転数と異なった出力軸回転数
が必要な場合、この両軸間の速比を得るために配置され
ており、入力歯車１と歯車２の各歯数は得ようとする速
比に応じ選定される。

このように本実施例の駆動機１３０の歯車列は、下出力
軸歯車列を構成する歯車２．３と上出力軸ｆｉ車列を構
成する歯車４．５．６の２つの歯車列に中間軸９により
分岐しており、まなこの中間軸９により、下出力軸歯車
列を構成する歯車２，３と上出力軸歯車列を構成する歯
車４，５．６の２つの歯車列が軸線方向に位置がずれて
配置されており、更に上出力歯車６及び上出力軸１０を
支持する軸受２１，２２と下出力歯車３及び下出力軸８
を支持する軸受１５，１６．１７は互いに軸線方向に位
置がずれて配置されている。

一般に、歯車列の歯車歯先円直径や軸受外径に較べ歯車
軸の直径はかなり細い、従って、以上のように構成され
た本実施例の駆動機１３０においては、従来の駆動機に
較べ上下出力軸１０，８の軸間距′Ｍ１２がかなり短く
なる。即ち、歯車歯先円直径をＤＧ、軸受が異径をＤＢ
、歯車軸の直径をＤＳとし、従来の駆動機における上下
出力軸の軸間距離を、！！４とすると、上下出力軸１０
．８の軸間距離の短縮量ｊ４１２は、概略ではあるが下
式で表わされる。

このように上下出力軸間距離１２が小さくなる結果、ス
ピンドルを構成する内筒４２，４３．４６．４７及び中
間軸４４．４５の傾斜角θ２も従来の駆動機の傾斜角θ
１に比べて小さくなる。即ち、上下ロールの軸間距離を
ｊｌｌ、上下ロール側内筒４６，４７及び上下駆動機側
内同４２．４３間の長さを特徴とする特許 θ１　）θ２次に、一般には上下ロール側内筒４６．４７及び上下駆
動機■１内＆５４２．４３の許容伝達トルクＴは下式で
表わされる。（例えば、「機械の研究」第３０巻第１号
Ｐ１８１等参照）ここで、θ二傾斜角Ｔ：傾斜角θでの許容伝達トルクＴＯ二傾斜角０°での許容伝達トルクＡ：正の定数即ち、傾斜角θが小さいほど、換言すれば上下出力歯車
３．６軸間距離Ｊ２が短いほど、内筒４６．４７，４２
．４３の許容伝達トルクＴが太きくなると言える。

例えば、Ａ＝Ｏ１８５としてθとＴ／Ｔｏ　の関係を求
めると第６図に示すようである。なお、第６図でθ〉３
″では、Ｔ／Ｔｏ＜１／４となり、現実の圧延設備とし
ては成り立ち難くなる。従って、θ＝Ｏ°〜３°とする
ことが必要であり、本実施例が係わる駆動機ではこの範
囲を対象としている。

従って、本実施例の内筒４２．４３，４６．４７の許容
伝達トルクをＴ２とすると、この許容伝達トルクＴ２は
従来の駆動機の許容伝達トルクＴ１に比べて大きくなる
。即ち、これを上述した数式で表せば、Ｔ２＞＞ＴＩこのように本実施例によれば、上下出力軸１０８の軸間
距Ｍｊ２を縮小することにより上下内筒４２．４３，４
６．４７の傾斜角θ２を小さくし、駆動系全体の許容伝
達トルクを大きくすることができる。これによりコンパ
クトで強固な駆動系を提供することができる。

本発明の他の実施例を第７図〜第１０図により説明する
。

以上の実施例は、上下出力歯車、上下出力歯車用軸受を
共に、互いに軸線方向に位置をずらして配置し、上下出
力軸間距離を短くするものであるが、上下出力歯車歯先
円直径や軸受外径と駆動系の必要強度の関係より、上下
出力歯車のみをずらしてもよいし、上下出力歯車用軸受
のみをずらしてもよい。

第７図及び第８図は上下出力歯車用軸受のみをずらした
実施例である。即ち、本実施例の駆動機１３１は、上下
駆動ａ側外筒４０，４１にトルクを伝達すべく連結され
ている上下出力軸９２．９３、上下出力軸９２．９３と
連結しかつ互いに歯車Ｉ！構により噛合っている上下出
力歯車１００゜１０１、上下出力歯車１００．１０１を
支持する軸受８９．９０，１０２，１０３、下田力歯車
１０１とトルクを伝達すべく連結されている歯車８１、
歯車８１を支持する軸受８５、歯ｍ８１とほぼ同じ高さ
に配置され（第８図参照）、これと歯ｉ機構により噛合
っている入力歯車８０、入力歯２１Ｌ８０を支持スル軸
受８４，８６、入力歯車８゜とトルクを伝達すべく連結
されている入力軸９１、歯車８０，８１，１００．１０
１を軸受８４，８５．８６，８９．９０，１０２，１０
３を介して支持するケーシング１０４よりなり、上下出
力歯車用軸受８９．９０，１０２，１０３のうち電動ｖ
１１Ｉ１１１ノ軸受１０２　、１０３ハ軸線方向ニーＪ
’ラシテ配置されている。

本実施例におけるスピンドルを構成する内筒４２．４３
，４６．４７及び中間軸４４．４５の傾斜角θ５及び許
容伝達トルクＴ５は、上下ロールの軸間距離をＪ！５と
すると、次式となる。

Ｊｌｊ本実施例においても、θ１）θ５なので７５＞＞Ｔ１と
なり、第１の実施例とほぼ同様の効果を得ることができ
る。

なお、本実施例では電動ａｉｍの軸受１０２，１０３を
軸線方向にずらして配置しているが、圧延ａｆｆ！！Ｉ
の軸受８９，９０を軸線方向にずらしてもよいし、その
両方を軸線方向にずらしてもよい。

第９図及び第１０図は上下出力歯車のみを軸線方向にず
らした実施例である。即ち、本実施例の駆動機１３２は
、上下駆動機側外筒４０．４１にトルクを伝達すべく連
結された駆動機上下出力軸１１１．１１２、正出力軸１
１２に連結された下出力歯車３、下出力歯車３及び正出
力軸１１２を支持する軸受１５．１１４，１１６、正出
力軸１１１と連結し、かつ下出力歯車３と軸線方向に位
置をずらして配置されている上出力歯車１１０、上出力
歯車１１０を支持するため下出力歯車用軸受１１３．１
１５を有している。ｆｌ！！の構成は第１の実施例と同
じである。

このように、上下出力ｔｉＩ車３，１１０のみを軸線方
向にずらして配置した本実施例におけるスピンドルを構
成する内ｆ！Ｊ４２，４３，４６．４７及び中間軸４４
．４５の傾斜角θ６及び許容伝達トルクＴ６は、上下ロ
ールの軸間距離をＪ６とすると、次式となる。

本実施例においても、θ１）θ６なのでＴ６＞＞Ｔ１と
なり、第１の実施例とほぼ同様の効果を得ることができ
る。

本発明の更に他の実施例を第１１図及び第１２図により
説明する。

以上の実施例は入出力歯車間の速比が速比≠１゜０の駆
動機、即ち減速機又は増速機の実施例であるが速比＝１
．０の駆動機とすることもでき、第１１図及び第１２図
はこのような駆動機の実施例を示す、即ち、本実施例の
駆動機１３３は入力軸１２０が連結された入力歯車１２
１を有し、入力歯車１２１と下出力歯車３は同一歯数の
歯車で下出力軸歯車列を形成し、歯車４と歯車６は同一
歯数の歯車で歯車５と共に上出力軸歯車列を形成してい
る。また、下出力軸歯車列に対し軸線方向に位置をずら
して上出力軸歯車列を配置せしめかつ両歯車列間にトル
クを伝達するために、入力歯車１２１と歯車４は中間軸
９にて連結されている。

また、正出力軸８の回転方向に対し正出力軸１０の回転
方向を逆方向とするために上出力軸歯車列に歯車５が配
置されている。

本実施例における傾斜角及び許容伝達トルクは前述した
第１図の実施例における傾斜角θ２及び許容伝達トルク
Ｔ２と同じであり、第１の実施例と同様の効果を得るこ
とができる。

なお、本実施例は速比＝１，０の駆動機に適用するのが
通例であるが、第１３図に示すように、入力歯車１２２
及び歯車１２３をそれぞれ出力歯車３．６より小径とし
、歯車１２２．３間の速比と歯車１２３．６間の速比を
速比≠１．０で同一とできる場合は、本実施例を速比≠
１．０の駆動機即ち減速機又は増速機として適用するこ
ともできる。

〔発明の効果〕

以上明らかなように、本発明によれば、駆動系全体の許
容伝達トルクを上げながら、コンパクトで強固な圧延設
備の駆動系を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実綿例による圧延設備用駆動機のを
含む駆動系の概略図であり、第２図はその駆動機の歯車
列図であり、第３図は同駆動機の歯車１，２．３の軸心
を含む断面及びｔｋ車５．６の軸心を含む断面の合成図
であり、第４図は同駆動機の歯車１．２．３．４の軸心
を含む断面の断面図であり、第５図は同駆動機の歯車２
．４の軸心を含む断面及び歯車４．５の軸心を含む断面
の合成図であり、第６図は圧延機の内筒の許容伝達トル
クを示す図であり、第７図は本発明の池の実施例による
圧延設備用部＃機を含む駆動系の概略図であり、駆動機
の水平に配列された歯車８０゜８１を出力歯車１００．
１０１と同じ垂直方向に展開して示しており、第８図は
その駆動機の歯車列図であり、第９図は本発明の更に他
の実施例による圧延設備用駆動機を含む駆動系の概略図
であり、第１０図はその駆動機の歯車列図であり、第１
１図は本発明の更に曲の実施例による圧延設備用駆動機
を含む駆動系の該略図であり、第１２図はその駆動機の
歯車列図であり、第１３図は変形実施例による駆動機の
歯車列図であり、第１４図は従来の圧延設備用駆動機を
含む駆動系の概略図である。符号の説明７：９１；１２０・・・入力歯車３．６；１００．１０１：３．ｔｔｏ・・・出力歯車４
４．４５・・・スピンドル８　１０；９２．９３：１１１．１１２・・・出力軸６
０．６１・・・圧延機の上下ロール（水平ロール）１５
．１６．１７．２１．２２；８９０２．１０３；１１３〜１１６・・・軸受９０゜

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも１本の入力歯車と、互いに回転方向が
異なるが同一回転数の上下の２本の出力歯車を有する歯
車列からなり、その上下の２本の出力歯車を、傾斜した
状態で使用する２本のスピンドルにそれぞれの出力軸を
介して連結し、このスピンドルを介して圧延機の上下の
水平ロールを駆動する圧延設備用駆動機において、前記上下の２本の出力歯車を互いに軸線方向に位置をず
らせて配置したことを特徴とする圧延設備用駆動機。
（２）少なくとも１本の入力歯車と、互いに回転方向が
異なるが同一回転数の上下の２本の出力歯車を有する歯
車列からなり、その上下の２本の出力歯車を、傾斜した
状態で使用する２本のスピンドルにそれぞれの出力軸を
介して連結し、このスピンドルを介して圧延機の上下の
水平ロールを駆動する圧延設備用駆動機において、前記上下の２本の出力歯車及びそれらの出力軸を支持す
る軸受のうち、上下に隣接する少なくとも１組の軸受を
互いに軸線方向に位置をずらして配置したことを特徴と
する圧延設備用駆動機。
（３）少なくとも１本の入力歯車と、互いに回転方向が
異なるが同一回転数の上下の２本の出力歯車を有する歯
車列からなり、その上下の２本の出力歯車を、傾斜した
状態で使用する２本のスピンドルにそれぞれの出力軸を
介して連結し、このスピンドルを介して圧延機の上下の
水平ロールを駆動する圧延設備用駆動機において、前記上下の２本の出力歯車を互いに軸線方向に位置をず
らせて配置すると共に、当該上下の２本の出力歯車及び
それらの出力軸を支持する軸受のうち、上下に隣接する
少なくとも１組の軸受を互いに軸線方向に位置をずらし
て配置したことを特徴とする圧延設備用駆動機。