JPH0428644Y2 - - Google Patents

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JPH0428644Y2
JPH0428644Y2 JP5038687U JP5038687U JPH0428644Y2 JP H0428644 Y2 JPH0428644 Y2 JP H0428644Y2 JP 5038687 U JP5038687 U JP 5038687U JP 5038687 U JP5038687 U JP 5038687U JP H0428644 Y2 JPH0428644 Y2 JP H0428644Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、鋼材ガイド部材の改良に関する。
〔従来の技術〕
熱間圧延ラインで圧延された鋼材を巻取る巻取
り装置の前部に位置する細物打ち込み装置には、
第6図に示すように、ガイドパイプ10とその先
端に取付けられたノズル形状を有する鋼材ガイド
部材20とからなるガイド装置が組み込まれてい
る。
圧延鋼材Sは、図の左方より、ガイドパイプ1
0内を通りガイド部材20のテーパ面21の前部
に衝突してテーパ面21に沿つて前進し、ついで
ノズル孔部22の表面に担持され、該表面に摺接
する略定常状態を保つてガイド部材20内を通過
し、右方の巻取り装置(図示せず)に導入され
る。
このガイド部材20は、耐摩耗性および耐衝撃
性等の点から、ダクタイル鋳鉄、または13Cr
鋼等が従来より使用されてきたが、熱間圧延され
た後の赤熱状態の鋼材Sがガイド部材20の内面
に強くこすりつけられて高速度で通過するため、
鋼材との接触面、特にノズル孔部22の表面に早
期に焼付が生じ、その部分が肌あれとなり易い。
この対策として、ガイド部材20の後部(鋼材
摺接面部分)にセラミツクを適用するのが効果的
である。第5図にその例を示す。30は金属材料
(例えば、ダクタイル鋳鉄、炭素鋼等)からなる
筒状部材であり、40はセラミツク(例えば窒化
けい素)焼結体からなる内筒部材である。金属筒
状部材30は後部内面に凹陥部Aを有し、該凹陥
部A内にセラミツク内筒部材40が嵌着固定され
ている。
上記ガイド部材は、鋼材摺接面がセラミツクを
以て形成されているので、焼付に対して高い抵抗
性を有し、また鋼材が衝突する部分は靱性材料で
ある金属を以て構成されているので、機械衝撃に
対してもすぐれた抵抗性を備えている。
〔考案が解決しようとする問題点〕
上記鋼材ガイド部材におけるセラミツク内筒部
材40は、金属筒状部材30の凹陥部Aに内嵌さ
れ凹陥部Aの前後の段差面a1,a2間に固定さ
れているので、その限りにおいてセラミツク内筒
部材40にガタツキやそれに因るトラブル(亀
裂・破損等)が生じることはない。しかし、セラ
ミツクと金属とは熱膨張係数が異なり、一般に金
属の熱膨張係数はセラミツクのそれに比し、数倍
大きい(例えば、窒化けい素セラミツクの熱膨張
係数は約3×10-6/℃であり、ダクタイル鋳鉄や
炭素鋼の熱膨張係数は約12×10-6/℃である)。
そのため、上記ガイド部材が、その内部を通過す
る赤熱鋼材により加熱されると、金属筒状部材3
0とセラミツク内筒部材40の熱膨張量の差によ
り、金属筒状部材30の凹陥部A内のセラミツク
内筒部材40に径方向および軸方向のガタツキが
生じる。例えば、ダクタイル鋳鉄筒状部材30と
窒化けい素セラミツク内筒部材40からなるガイ
ド部材において、該内筒部材40が、その平均部
位における胴長が80mm、胴径が100mmであつて、
使用時の各部材が約200℃に昇温する場合、凹陥
部A内の軸方向の隙間は約0.144mmとなり、径方
向の隙間は約0.18mmとなる。むろん使用温度が高
くなる程、その隙間はより大きくなる。このよう
な隙間によるガタツキが生じると、通過する鋼材
の衝撃により、セラミツク内筒部材に亀裂・破損
のトラブルが発生する。
この対策としては、接着剤を用いて、内筒部材
40を筒状部材の凹陥部A内に接着固定する方法
が考えられるが、接着剤の耐用温度からその適用
範囲や効果に限度があり、また、一定の耐用期間
経過後に、内筒部材40を取り替える際には、接
着面を剥離するための煩わしい作業を余儀なくさ
れる。
本考案は、上記セラミツク内筒部材と金属筒状
部材とからなるガイド部材のように、筒状部材内
に、それより小さい熱膨張係数を有する内筒部材
が嵌め込まれてなる鋼材ガイド部材における前記
問題点を解消することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段および作用〕
本考案の鋼材ガイド部材は、筒状部材の内面に
形設されている凹陥部内に、該筒状部材より小さ
い熱膨張係数を有する内筒部材が嵌め込まれてい
る鋼材ガイド部材において、 前記内筒部材の少なくとも一方の端面とこれに
当接する凹陥部の段差面が傾斜面であることを特
徴としている。
本考案の鋼材ガイド部材を図面により説明す
る。
第1図は本考案の実施例を示す軸方向断面図で
あり、図の例では、内筒部材40の前側端面41
と、これに当接する凹陥部Aの前側段差面a1が
傾斜角θの傾斜面をなし、他方の端面42とこれ
に当接する段差面a2は垂直面である場合を示し
ている。
第2図は、第1図のガイド部材20の分解説明
図である。筒状部材30は、凹陥部Aの前側段差
面a1を通る分割面を以て分割された前部筒体3
1と後部筒体32とからなり、後部筒体32の凹
陥部A内に内筒部材40を嵌め込んだうえ、後部
筒体32の端面嵌合部321と前部筒体31の端
面嵌合部311とを嵌合し、内筒部材40の前側
の傾斜端面41に、前部筒体31の端面(凹陥部
の前側段差面a1)を密着させることにより前記
第1図のガイド部材20が組立てられる。
第3図は本考案の鋼材ガイド部材の他の例を示
している。同図は、内筒部材40の前後の両端面
41,42およびそれらに当接する凹陥部Aの前
後の段差面a1,a2を傾斜面とした例を示して
いる。この場合の各構成部材の組立構造も前記第
2図に示したそれと同様のものとすることができ
る。
本考案における内筒部材40の端面および凹陥
部Aの段差面の傾斜角度θは、図示のように、軸
心に平行な内筒部材40の外面または凹陥部Aの
内面の母線と端面41,42または段差面a1,
a2のなす角度をいう。
前記第1図に示したように内筒部材40の一方
の端面41とこれに当接する凹陥部Aの一方の段
差面a1を傾斜面とし、他方の端面42および段
差面a2を垂直面とした場合におけるそれらの傾
斜面の傾斜角度θは最も好ましくは次式により与
えられる。
θ=tan-1Δα・d/2・T/Δα・l・T=d/2l
……(A) 但し、式中、Δαは筒状部材30の熱膨張係数
α1と内筒部材40の熱膨張係数(α2,α1>α2)と
の差(α1−α2)、Tは使用時における筒状部材3
0および内筒部材40の温度(℃)、lは内筒部
材40の使用前の胴長(mm)〔筒状部材の凹陥部
Aの使用前の軸方向長さに等しい〕、dは内筒部
材40の使用前の胴径(mm)である。
上記のように内筒部材40の前側端面41およ
び凹陥部Aの前側段差面a1を、前記A式で与え
られる傾斜角を有する傾斜面とした場合の熱膨張
に伴う変化を第4図により説明する。いま、その
傾斜面上の1点Aに注目すると、温度T(℃)へ
の昇温により、筒状部材の傾斜段差面上のA点は
軸方向にΔl1(α1・l・T)だけ変位し、径方向に
はΔr1(α1・d/2・T)だけ変位することによ
りA1点に移る。他方、内筒部材40の傾斜端面
上のA点は、軸方向にΔl2(α2・l・T)だけ、ま
た径方向にΔr2(α2・d/2・T)だけ変位して
A2点に移る。ここに、Δl1/Δr1=Δl2/Δr2
2l/dであるから、A1点およびA2点のいずれも、
傾斜角θ=tan-12l/dである元の傾斜面上に位
置していることは明らかである。すなわち、筒状
部材30の凹陥部Aの傾斜段差面と内筒部材30
の傾斜端面は、昇温過程においてその傾斜面にそ
つて、熱膨張量の差による面内ズレが生じながら
熱膨張するのであつて、その傾斜面間に隙間が生
じることがなく、温度T(℃)に昇温したのちに
も、当初と同じように密着状態を保つている。も
つとも、筒状部材の凹陥部Aの内側周面a3と内
筒部材40の外側周面43との間には、両者の径
方向の熱膨張量の差により、熱膨張後の内筒部材
の外周面43’と凹陥部の内周面a3’との間
に、隙間g〔g=Δα・D/2・T、但し、Dは凹
陥部Aのもとの内径と一致する内筒部材40のも
との外径〕が生じるけれども、内筒部材40は、
その端面の全周にわたつて凹陥部Aの段差面a
1,a2により両側から拘束されているので、隙
間gの存在に拘らずガタツキを生じることはな
い。第1図の例では、筒状部材40の前側の端面
41と凹陥部Aの前側の段差面a1を傾斜面と
し、後側の端面42および段差面a2を垂直面と
しているが、その逆に前側を垂直面とし、後側を
傾斜面とした場合も全く同様である。
第3図のように内筒部材40の両側の端面4
1,42および凹陥部Aの両側の段差面a1,a
2が傾斜面である場合、それぞれの傾斜面の傾斜
角度θは θ=tan-1d/2/l/2=d/l ……(B) とすればよいことは容易に理解される。
〔考案の効果〕
本考案によれば、筒状部材に、それより熱膨張
係数の小さい内筒部材が内嵌されたガイド部材に
おいて、両者の熱膨張係数の差が大きく、かつ使
用温度が高い場合でも、両部材間に熱膨張量の差
によるガタツキを生じさせないで、筒状部材内に
内筒部材が安定に固定された状態を保つことがで
き、従つてガタツキによるトラブル(亀裂、破損
等)が未然に防止され、部材の耐用寿命が向上す
ることにより長期にわたる安定した操業を保障す
ることができる。また、接着剤を用いて筒状部材
と内筒部材を接着固定する場合のような使用温度
の制限もなく、更に一定期間使用した後に、筒状
部材内の内筒部材を廃棄し、取替を行う場合に
も、接着剤で筒状部材と内筒部材が接着されてい
る場合のような取りはずしの際の困難がなく、そ
の取替作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案ガイド部材の実施例を示す軸方
向断面図、第2図は、第1図のガイド部材の分解
説明図、第3図は本考案ガイド部材の他の実施例
を示す軸方向断面図、第4図は本考案ガイド部材
における構成部材の熱膨張説明図、第5図Iは従
来例の軸方向断面図、はI−I断面図、第6図
Iは他の従来例の軸方向断面図、は−断面
図である。 30……筒状部材、31……前部筒体、32…
…後部筒体、40……内筒部材、41,42……
内筒部材の端面、A……凹陥部、a1,a2……
凹陥部の段差面、θ……傾斜角度。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 外筒部材の内面に形設された凹陥部内に、該
    外筒部材より小さい熱膨張係数を有する内筒部
    材を嵌装してなる鋼材ガイド部材において、 前記内筒部材の少なくとも一方の端面とこれ
    に当接する凹陥部の段差面が傾斜面であること
    を特徴とする鋼材ガイド部材。 (2) 内筒部材の一方の端面とこれに当接する凹陥
    部の段差面が傾斜面であつて、内筒部材の他方
    の端面およびそれに当接する凹陥部の段差面が
    垂直面であり、前記傾斜面の傾斜角度θが、 θ=tan-1d/2l 〔但し、dは内筒部材の胴径、lは内筒部材
    の胴長を表わす〕 であることを特徴とする上記第1項に記載の鋼
    材ガイド部材。 (3) 内筒部材の前後両端面およびその各端面に当
    接する凹陥部の段差面が傾斜面であり、それぞ
    れの傾斜面の傾斜角度θが θ=tan-1d/l 〔但し、dは内筒部材の胴径、lは内筒部材
    の胴長を表わす〕 であることを特徴とする上記第1項に記載の鋼
    材ガイド部材。
JP5038687U 1987-04-02 1987-04-02 Expired JPH0428644Y2 (ja)

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