JPH0545323B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、圧延用ロール、特にシヤフトおよび
該シヤフトに外嵌一体化されるスリーブとから成
る組立ロールとして、スリーブとシヤフトの組立
および取外しの作業性を改善するとともに、スリ
ーブの割損事故を防止したものに関する。

（従来の技術） 圧延用ロールとして、ロール主体であるシヤフ
ト外周面上に、圧延作業を行なうスリーブを外嵌
させる型式は例示するまでもなく周知であり、圧
延に適した材質の選択が自由であること、スリー
ブの交換が可能であることにおいて、大きな利点
を持つものである。この種組立ロールにおいて最
も一般的な手段は、スリーブをシヤフトに対して
焼ばめする方式であり、第４図に１例を示すよう
に、スリーブ１をシヤフト２上に焼ばめ一体化す
るのである。その加工に当つては、スリーブ１の
内径とシヤフト２との外径に、予じめ伝達トルク
から計算して設定された焼ばめ代を付ける必要が
あり、特にそのスリーブ１の内径の加工精度が問
題である。またこの種ロールではスリーブ１が摩
耗して廃却径となれば、新しいスリーブと交換
し、シヤフト２を再利用するのが通常の使用法で
あるが、このさい一旦焼ばめしたスリーブ１の取
外しは、溶断あるいは切削手段を必要とし、かつ
スリーブの肉厚が薄いものや、長尺物の場合には
溶断が出来ない等の事情があり、また組立および
取外しの焼ばめ炉等の加熱装置も必要とする。従
つて組立ロールが廃却されると、通常ロールはメ
ーカーに返送され、メーカーにおいて古いスリー
ブを取外した後、シヤフトを再利用して新しいス
リーブを組立し、ユーザーに送るのが慣例であ
る。また焼ばめ方式に代る機械的な組立構造によ
るものもある。例えば特開昭52−133065号公報に
開示されたものであつて、その詳細構造は公報記
載に譲るが、スリーブが締付リングを介してシヤ
フト縦軸方向に、押圧力により締付けられ、かつ
スリーブと締付リングとの接合面を、シヤフト中
心に向つて、内開きまたは外開きに傾斜したテー
パ接合面としたものであり、スリーブ内周面とシ
ヤフト外周面との間には環状間隙を有し、かつス
リーブ素材を超硬合金材としたものである。

（発明が解決しようとする問題点） 従来技術における焼ばめ方式においては、スリ
ーブ取外しに当つて、溶断あるいは切削等の手段
が必要とされるのみならず、加熱装置も必要とさ
れるし、メーカーに返送して再処理加工を依頼す
る等、作業性やコストの点で不利である他、スリ
ーブ内面には鋳造時および熱処理時に発生する引
張りの残留応力があり、これに焼ばめ応力が加わ
るため、その稼働中に内面を起点とするスリーブ
割損事故を生じ易い事も、よく知られている欠点
である。また機械的な組立構造方式として例示し
た特開昭52−133065号公報に開示されたもので
は、スリーブの着脱は焼ばめ方式に比し有利であ
るが、次の点において問題点がある。即ち、同号
公報における添附図面第１，２，３図に示された
各実施例における（以下符号は各図付記に従う）、
スリーブ５とリング１７のテーパ接合面が内開き
型の場合、スリーブ５の外面、内面に圧縮応力が
発生するが、スリーブ５に接触しているリング１
７が押付力の反作用として、外面方向に拡がるこ
とは不可避であり、リング１７の内面とシヤフト
１の外面とが非接触状態になり、大きな圧延荷重
や圧延トルクが掛る形鋼圧延用等には用いること
が出来ず、その用途が節約されるのみならず、添
付第４図に示されたテーパ接合面が外開き型の場
合、スリーブ５とリング１７との接触部におい
て、圧延荷重および圧延トルクを支持する際、リ
ング１７側の締付力によつて、焼ばめの場合と同
様、スリーブ割損事故を生じる点に問題がある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記のような従来技術における問題
点を解消するために、かかるスリーブとシヤフト
とによる組立圧延ロールとして、スリーブ着脱を
容易とするため、機械的な組立構造を採用すると
ともに、組立による応力を低減し、スリーブ割損
事故を生じることなく、かつ簡単な構造が得られ
るようにしたものであり、具体的には、シヤフト
および該シヤフトに外嵌されるスリーブとからな
る組立ロールであつて、前記スリーブをシヤフト
に対しボルト並びに支持リングによつて固定する
に当り、スリーブの軸方向側面に、シヤフトの軸
方向中心線に対し垂直に立てた面に向つて傾斜
し、かつスリーブの半径方向において該スリーブ
の外周面および内周面よりも離れた位置で完結す
るテーパ面を有し、該テーパ面によつて圧延応力
を支持することにあり、更には前記スリーブ支持
リングの内面および該内面と嵌合するシヤフト外
周面がテーパ面とされることにあり、更には前記
両テーパ面にキーを介入することにあり、更には
シヤフトおよび支持リングにスリーブ取外し用雌
ネジ部を設けることにあり、更にはスリーブ側面
にトルク伝達用締付ボルトを設けることにある。

（作用） 本発明の技術的手段によれば、第１図に示すよ
うに、シヤフト２におけるスリーブ１の取付用外
周面２ａの長手方向一側に、外周面２ａに続くテ
ーパ面４、該テーパ面４に続く雄ネジ部９を一連
に形成するとともに、外周面２ａの長手方向他側
には、支持用リング３と対応してスリーブ１と接
合するリング状壁２ｂを立設し、スリーブ１を前
記取付用外周面２ａ上に外嵌させ、テーパ面４と
適合するテーパ面３ｂを内面とした支持リング３
を、該テーパ面４上に嵌合させ、このさい前記し
たリング状壁２ｂ、スリーブ１および支持リング
３の各々に、それぞれ円周方向等配位置において
列設した各複数の取付孔２ｄ，１ｂ，３ｃを一致
させ、これら取付孔２ｄ，１ｂ，３ｃに亘つて、
リング状壁２ｂ側から締付ボルト５を貫挿させ、
支持リング３側において締着ナツト１１により締
着して、軸方向に押圧一体化し、雄ネジ部９に締
付ナツト８を螺合固定し、リング状壁２ｂおよび
支持リング３の各円周方向等配位置に、スリーブ
取外し用雌ネジ部７，７の各複数個を列設すると
ともに、前記スリーブ１の軸方向両側面に、シヤ
フト２の軸方向中心線に対して垂直に立てた面Ａ
に向つて、外開き状に傾斜し、かつスリーブ１の
半径方向において、該スリーブ１における外周面
１ｃおよび内周面１ａの何れからも離れた位置に
おいて完結することによつて、部分的に止まるテ
ーパ面６，６を形成し、これと対応するリング状
壁２ｂおよび支持リング３の各側面に、同勾配の
テーパ面２ｃ，３ａを形成して接合させることに
より、次のような作用を生じるのである。即ち、
この構成によれば、第１図の組立状態からスリー
ブ１を取外すに当つては、先ず締付ナツト８を取
外し、締着ナツト１１を締付ボルト５から外して
ボルト５を抜取り、支持リング３の雌ネジ部７に
ボルトを適宜螺じ込んで、これを引張部材として
支持リング３をテーパ面４より雄ネジ部９を経て
取外し、更にリング状壁２ｂの雌ネジ部７に螺じ
込んだボルトを前進させ、押出部材としてスリー
ブ１を外周面２ａ上よりテーパ面４、雄ネジ部９
側に移動させて、シヤフト２から引抜き取外し出
来るのであり、スリーブ１のシヤフト２に対する
取付、取外しは格別の工具を用いたり、切断等の
必要なく、無傷の状態できわめて迅速かつ容易に
行なうことができ、操作、作業性を改善でき、ユ
ーザーにおいてスリーブ１の交換を行なえる。更
に本発明のスリーブ１においては、その軸方向両
側面に側面の外径と内径との間に一部を利用し、
ここに外周面１ｃおよび内周面１ａと離隔したテ
ーパ面６，６を形成し、このテーパ面６，６にお
いてのみ、シヤフト２に加えられるロール回転ト
ルクおよびロール表面からの圧延荷重（スラスト
力を含む）の全てを伝達するようにしてあるの
で、特にスリーブ１の内周面１ａからテーパ面６
が離れていることにより、スリーブ１の割損の起
点となるスリーブ内面の組立応力を低下させるこ
とができ、これによつてスリーブ割損率を低くし
て、スリーブの耐用性を向上させることが出来る
のである。

（実施例） 本発明による組立ロールの実施例を、第１図、
第２図について説示する。

第１図において、シヤフト２における取付用外
周面２ａは、シヤフト２の基準外径面よりは大径
とされ、テーパ面４および雄ネジ部９もこれに準
じる。スリーブ１の両側面は、先に述べたテーパ
面６を除く部分は面Ａと平行する垂直な面とさ
れ、リング状壁２ｂおよび支持リング３において
も、テーパ面６と対応するテーパ面２ｃ、テーパ
面３ａを除く部分はスリーブ１側の垂直な面と平
行する垂直な面とされ、実施例では、取付用外周
面２ａとスリーブ１の内周面との間には間隙を存
してしるが、この間隙量は自由であり、テーパ面
６を除く垂直な面と面との間も間隙を存してい
る。

テーパ面６の傾斜角度θは1°以上89°範囲で自
由に選択でき、またテーパ面６の面積、更に締付
ボルト５における締付力はロールの使用目的、条
件によつて適宜決定される。

第２図に示した実施例においては、第１図実施
例に示したリング状壁２ｂ、スリーブ１および支
持リング３を貫通する締付ボルト５を用いる代り
に、締付ナツト８に螺挿した締付ボルト５によつ
て支持リング３を押圧し、これによりスリーブ１
に締付力（軸方向）を与えるようにしたものであ
り、またテーパ面４，３ｂの接合面に、円周方向
において１本以上のキー１２を介入させ、回り止
めと一体化の強化を図つており、またリング状壁
２ｂ側に押込ボルト１０を、雌ネジ部７を利用し
て螺挿し、スリーブ１の垂直な側面部分に押圧さ
せ、もしくは螺じ込んでトルク伝達を強化したも
のを示している。

また図示省略してあるが、第２図に示した締付
ナツト８における締付ボルト５による締着方式を
用い、リング状壁２ｂの代りに支持リング３，３
をスリーブ１の両側に配設することもでき、この
さいに外周面２ａの両側にテーパ面４、雄ネジ部
９を形成することになる。

第１図と第４図とにおいては、理解を容易とす
るため、両方式のスリーブ１，１を同サイズのも
のとして示しているが、第１図示の本発明による
ロールと、第４図示の従来の焼ばめ方式によるロ
ールの実体サイズのものにおける発生応力につい
て計算した処、次の結果を得られた。

Γ組立ロール緒元 スリーブ外径；620φ、スリーブ内径；350φ、
スリーブ長さ；400l Γ組立法 第４図……焼ばめ、焼ばめ代0.25mm 第１図……ボルト締付、テーパ面６の角度θ＝
45° Γ圧延条件 圧延荷重；350ton カリバ寸法；，深さ50mm、幅270mm Γ計算結果 第３図ａおよび第３図ｂに示す通りで、第３図
ａは第４図方式（従来）によるもの、第３図ｂは
第１図方式（本発明）によるものを示し、応力は
スリーブ長手方向中央のスリーブ接線方向を示
し、また残留応力については、同サイズスリーブ
のゲージ法による実測値を用いた。

第３図ａ，ｂの対比で明らかなように、本発明
によるロールでは、従来の焼ばめロールに比べ、
その組立応力が、スリーブ内面において４Kg／cm²
低下し、この結果、合計応力の値においては約20
％低下するのであり、スリーブ内面からの割損事
故に対する安全率は著しく向上させることがで
き、また先に述べた特開昭52−133065号公報に開
始された添付図面第４図実施例のものと対比して
も、略同等の結果が得られたものである。

（発明の効果） 本発明によれば、従来の焼ばめ方式、軸方向の
両側面全面をテーパ面としたスリーブと締付リン
グによる機械的組立方式のものに比し、次の点で
優れた利点を発揮できる。焼ばめ方式に対して
は、そのスリーブの組立、取外し操作と作業性に
おいて、きわめて簡単にスリーブの交換がユーザ
ー自身で行なう事を可能とし、これによつてスリ
ーブと同数のシヤフトを保有するものに比べ、シ
ヤフトの保有本数を大幅に減少でき、ロールコス
ト、特にランニングコストを著しく経済的なもの
とすることができ、また特開昭52−133065号公報
を代表例とする方式のものに対しては、特殊な弾
性構造等を用いる必要なく、所要構造が簡単化で
きるのであり、また大きな圧延荷重、圧延トルク
の掛る形鋼圧延等に使用できない制約を解消し、
また両方式において不可避であつたスリーブ内面
における組立応力の結果生じるスリーブの割損事
故を、そのテーパ面の特定構造によつて解消でき
るのであり、新しい圧延用組立ロールとして、実
用価値を著しく向上できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は何れも本発明ロール各実施例の半
部縦断正面図、第３図は本発明ロールと焼ばめロ
ールとにおける応力計算結果の実測比較グラフ
図、第４図は焼ばめ方式組立ロール側の半部縦断
正面図である。 １……スリーブ、２……シヤフト、３……支持
リング、４……テーパ面、５……締付ボルト、６
……テーパ面、７……雌ネジ部、８……締付ナツ
ト、９……雄ネジ部、１０……押込ボルト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シヤフトおよび該シヤフトに外嵌されるスリ
   ーブとからなる組立ロールであつて、前記スリー
   ブをシヤフトに対しボルト並びに支持リングによ
   つて固定するに当り、スリーブの軸方向側面に、
   シヤフトの軸方向中心線に対し垂直に立てた面に
   向つて傾斜し、かつスリーブの半径方向において
   該スリーブの外周面および内周面よりも離れた位
   置で完結するテーパ面を有し、該テーパ面によつ
   て圧延応力を支持することを特徴とする圧延用組
   立ロール。 ２ スリーブ支持リングの内面および該内面と嵌
   合するシヤフトに外周面がテーパ面とされること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の圧延用
   組立ロール。 ３ スリーブ支持リングの内面および該内面と嵌
   合するシヤフト外周面がテーパ面とされるととも
   に、該テーパ面にキーが介入されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の圧延用組立ロー
   ル。 ４ シヤフトおよび支持リングにスリーブ取外し
   用雌ネジ部を設けることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の圧延用組立ロール。 ５ スリーブ側面にトルク伝達用締付ボルトを設
   けることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の圧延用組立ロール。