JPH06307459A - 軸受装置の自動クランパ及び軸受装置の着脱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軸受装置と軸の分離組付けの所要時間の短
縮、労力軽減、自動化。 【構成】 自動クランパは、軸受の内輪8 に軸端側から
当接し軸6 に脱着可能に嵌合する円筒状のクランパ本体
2 、本体内周面から突出して軸の環状溝9 に係合したク
ランプ位置と第１ばねによって押圧されて本体内に収ま
ったアンクランプ位置とに回動可能な複数個の係合部材
3 、本体内で軸端側へ向かって第２ばねで前進して係合
部材を第１ばねに抗してアンクランプ位置からクランプ
位置へ回動させるストッパーリング4 、本体端面のスト
ッパーリングに対向する操作孔とを有する。着脱装置
は、軸を固定支持する支持台と、軸受装置の保持部と、
その保持部に保持した軸受装置のクランパの操作孔に進
入可能なクランプ解放ロッドを進退駆動するように設け
たロッド装置と、ロッド装置及び保持装置を搭載され軸
の軸線に沿って進退移動するように設けた移動台とから
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軸受装置の回転側を軸
にクランプする自動クランパ及びその自動クランパを有
する軸受装置を軸に対して着脱する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、鋼材の圧延用に使用されている
ロールは、そのロール表面の修正やロールまたは軸受の
交換等において軸受装置に対する脱着が行われる。従来
のロール軸に設けられている軸受装置は、軸受の内輪が
嵌合している軸部のやや端部側に離れた外周に沿って環
状の溝を設け、その溝にバンド状の部材を着脱できるよ
うに設置して軸端部外周に突出した軸方向移動に対する
掛かり部とし、この掛かり部から反力を得て内輪を軸方
向外方から押圧するようになっている。その押圧作用力
は、外輪に直接当接するスリーブ若しくは前記掛かり部
を形成しているバンド状部材に螺合するナットの推力に
より生じるようにした構成が普通である。ナットの推力
で押される内輪は軸の段部に当接してその位置に締付固
定されることになる。このような軸受装置と軸との分離
及び組付けは、圧延ラインから軸を軸受装置と共に取り
外してライン外で行われており、その分離作業は人手に
よって行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記軸受装置と軸との
分離及び組付け作業は、軸径が大きいものになると多大
な労力と時間を要する点に問題がある。特に前記ナット
の脱着作業においては緩めるときや締めつけるときにハ
ンマーで叩くことが行われており危険を伴う問題があ
り、さらにナット締付トルクが一定しない問題等もあ
る。また、内輪固定をナットの締付によって行う構成で
は、稼働により緩みを生じることがあり、追い締めの必
要があることも問題である。本発明は、軸受装置と軸と
の分離及び組付け作業において、所要時間を短縮し、労
力を軽減し、さらには自動化するために適用できる軸受
装置の自動クランパ及びその自動クランパを有する軸受
装置を軸に対して着脱する装置を提供することを目的と
する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、軸受装置
の自動クランパであり、軸の所定位置に軸端部を余して
嵌合した軸受の内輪に対して軸端部側から当接し前記軸
に脱着可能に嵌合し軸に対する回り止め手段を有する大
略円筒状のクランパ本体を設け、その本体の内周面から
突出して前記軸の周方向に設けてある環状溝に係合した
クランプ位置と第１ばねによって押圧されて前記本体内
に収まったアンクランプ位置とに回動可能な複数個の係
合部材を本体に設け、前記本体内にその軸方向に移動可
能に設けてあり前記軸端側へ向かって第２ばねで付勢さ
れその第２ばねによる前進により前記係合部材を前記第
１ばねに抗して前記アンクランプ位置からクランプ位置
へ回動させてクランプ位置にロックするとともにクラン
プ方向に押圧するようにストッパーリングを設け、前記
本体の前記軸端部側端面に前記ストッパーリングに対向
する複数の操作孔を穿設したことを特徴とする。

【０００５】第２の発明は、第１の発明の軸受装置の自
動クランパを有する軸受装置を軸に対して着脱する装置
であり、前記自動クランパを有する軸受装置を装着する
軸を軸受装置装着部が突出するように固定支持する支持
台と、前記軸受装置を前記軸の軸線上に保持するように
設けた保持部と、その保持部に保持した軸受装置の自動
クランパの前記操作孔に先端が進入可能に設けられたク
ランプ解放ロッドを第１駆動部により進退駆動するよう
に設けたロッド装置と、そのロッド装置及び前記保持装
置を搭載され前記支持台に固定された軸の軸線に沿って
第２駆動部により進退移動するように設けた移動台とを
備えていることを特徴とする。

【０００６】

【作用】第１の発明の軸受装置の自動クランパは、軸受
のハウジングに軸受とともに装着して用い、操作孔から
適当なロッド端を装入してストッパーリングを押して第
２ばねに抗して後退させることにより、クランプ位置に
あった係合部材が第１ばねの作用力によりアンクランプ
位置に回動する。このアンクランプ状態で、軸に対する
着脱を行う。軸に装着するときはアンクランプ状態で軸
端から軸受とともに嵌合させ、そして前記ロッドによる
押圧を解除すると、自動的にストッパーリングが第２ば
ねにより軸端側へ前進して係合部材をクランプ位置へ回
動させ、そのクランプ位置にロックするとともにクラン
プ方向に押圧する。これによって係合部材は環状溝に係
合したクランプ状態となりそのクランプ状態を維持す
る。このクランプ状態では、係合部材が環状溝から反力
を受けてクランパ本体を軸受の内輪に押しつけるから、
内輪が軸の段部とのあいだに挟まれて軸方向に移動しな
いように固定され、また、クランパ本体は軸に対する回
り止め手段、例えばキーを備えているから、軸に対して
回転することはなく回転方向にも内輪を拘束し、確実な
クランプ状態となる。軸から軸受装置を取り外すときは
アンクランプ状態にしてからその状態を維持したまま軸
端側へ移動させればよい。

【０００７】第２の発明の軸受装置の着脱クランパ操作
装置により軸受装置を取り付けるときは、支持台に軸を
固定し、その軸端から外方へ離れた位置において保持部
に軸受装置を保持させ、クランプ解放ロッドを第１駆動
部により前進させて先端を操作孔に進入させ、これによ
りストッパーリングを後退させてクランパをアンクラン
プ状態とする。このアンクランプ状態で移動台を第２駆
動部により前進させて軸受装置を軸に嵌め込み、軸受の
内輪が軸の段部に当接するまで前進させ、クランプ解放
ロッドを後退させてクランプ状態とする。そして保持装
置による軸受装置の保持を釈放してから、移動台を後退
させて軸受装置の取り付けを終わる。また、軸から軸受
装置を取り外すときは、前記とは逆に、移動台を前進さ
せて軸受装置を保持装置に保持させ、クランプ解放ロッ
ドを前進させてアンクランプ状態としてから、移動台を
後退させると、軸受装置が軸から取り外される。

【０００８】

【実施例】本発明の一実施例を図１〜図６を用いて説明
する。この実施例の軸受装置の自動クランパ１は、本体
２、係合部材３、ストッパーリング４、操作孔５等で構
成されており、軸６の端部に装着されるベアリング７の
内輪８を軸端部の環状溝９を使用して軸端側から押圧固
定するようにしたものである。軸６は、内輪８が嵌合す
る外径の部分６ａとその軸方向の内方で内輪８の一方の
端面の直接または間接に当接する段をなして拡大した部
分（図示せず）と内輪８の他方の端面よりもやや内側位
置で段をなして小径となっている部分６ｂを有してい
る。図中、１０はベアリングの外輪、１１はハウジン
グ、１２は蓋、１３はオイルシール、１４はクランパ保
持部材であり、これらは前記内輪８等とともに軸受装置
１５を構成している。

【０００９】本体２は、図１、図２に示すように、ベア
リング当接部２０、内筒部２１、外筒部２２、端面リン
グ２３等で構成されている。ベアリング当接部２０は、
軸６の部分６ｂに摺動自在に嵌合する内孔を有し、外周
にオイルシール１３の内周が当接する周面を有し、ベア
リングの内輪８の軸方向外方の端面に当接するリング状
のものである。内筒部２１は、軸６の部分６ｂに摺動自
在に嵌合する内孔を有し一端にフランジ部２４を有し、
そのフランジ部２４の側に前記ベアリング当接部２０が
ボルト２５で取り付けてある。外筒部２２は、内筒部２
１の外側に間隙２６を隔てて位置し、フランジ部２４と
ボルト２７で結合されている。端面リング２３は、軸６
の部分６ｂと摺動自在に嵌合する内孔を有し、内筒部２
１及び外筒部２２の間の間隙２６を端部で閉じる大きさ
のものであり、ボルト２８、２９で内筒部２１及び外筒
部２２の端面に結合してある。従って、大略円筒状をな
す本体２内には前記間隙２６が円筒状の空間として存在
するものとなっている。この他に本体２は軸に対する回
り止め手段として、キー３０をベアリング当接部２０と
内筒部２１にまたがってボルト３１、３２で取り付けて
あり、このキーに対応して軸６の部分６ｂにキー３０の
摺動可能なキー溝３３を設けてある。図１にキー溝３３
の平面形状を仮想線で示してある。このクランパ本体２
は、図１に示すように、蓋１２にボルトで固定されたク
ランパ保持部材１４により保持されている。

【００１０】係合部材３は、図２に示すように、本体２
内に周方向に等間隔で６個設けられ、図１、図３、図４
に示すように端面リング２３に回動可能に支持されてい
る。その形状は、図２、図４から理解されるように、大
径部を軸が貫通した軸部３ａを有し、この大径部から伸
延するアーム３ｂに環状溝９に係合する爪３ｃを設けた
ものである。爪３ｃは環状溝９に対応して円弧状に形成
されている。軸部３ａは図示のように端面リング２３に
設けた凹所３４内に配置され回動可能に支持されてい
る。爪３ｃの回動範囲は内筒部２１に形成されている切
り欠き部３５によって環状溝９と間隙２６にまたがる範
囲であり、爪３ｃが環状溝９の軸端側側面９ａに係合し
た位置がクランプ位置であり、環状溝９から外れて本体
２内に収まった位置がアンクランプ位置である。この係
合部材３は後述するストッパーリング４が後退している
とき、アンクランプ位置に回動するように、図４に見ら
れるように、爪３ｃと端面リングとの間に第１ばね３６
を圧縮状態で介在させてある。図中、３７はばね力調整
ネジである。

【００１１】ストッパーリング４は、図１、図３、図
４、図５に示すように、本体２内の円筒状の間隙２６内
に軸方向に摺動自在に収容された短円筒状のものであ
り、ベアリング７側へ後退移動したときは係合部材３の
爪３ｃが外筒部２２の内周面に当接するまで回動可能な
ように、つまり爪と干渉しないようにその長さを決めて
ある。ストッパーリング４の係合部材３側には、斜面３
８、３８ａを設けてある。また、係合部材３の爪３ｃは
アンクランプ位置にあるときストッパーリング４側の面
が斜面３８で押されたとき第１ばね３６に抗して回動す
るような傾斜となる被駆動面３９に形成されている。そ
して、爪３ｃがストッパーリング４に押されてクランプ
位置へ回動したときストッパーリング４の内周面に近い
斜面３８ａが当接するロック係合部分４０を設けてあ
る。このストッパーリング４の斜面３８ａがロック係合
部分４０に当接した状態は、係合部材３がアンクランプ
位置の方向へ回動できないロック状態である。

【００１２】ストッパーリング４には、係合部材３の爪
３ｃに向かって前進するように付勢する第２ばね４１を
設けてある。第２ばね４１は、ストッパーリング４を周
方向に等間隔な６箇所で係合部材３側へ押圧するように
設けてあり、図２において係合部材３を設けてある部分
の間の位置であり、その１箇所を図５に示してある。第
２ばね４１は、コイルばねで、本体２の内筒部２１と外
筒部２２とに跨がって間隙２６をその部分で拡大するよ
うな円孔状部４２を設けて、ばね受け４３とともに収容
してある。ストッパーリング４にはその第２ばね４１を
設けた６箇所の部分にばね受け４３の当接する切り欠き
部４４を設けてある。

【００１３】操作孔５は、第２ばね４１の位置に対応し
て端面リング２３に２個穿設してある。この操作孔５の
位置は、図２に示すように、第２ばね４１を設けた６箇
所の部分のうちのクランパ本体２の中心軸線に対称な２
箇所である。ストッパーリング４には前記切り欠き部４
４の反対側に、２個の操作孔５の位置に対応して切り欠
き部４５を設けてあり、この切り欠き部４５に頭付きピ
ン形状の押し込み部材４６が頭を切り欠き部４５に当接
させてピン側を前記操作孔５に挿入してある。操作孔５
は押し込み部材４６の頭の直径よりも小さく、ピン側が
摺動可能に挿入されている。この押し込み部材４６がリ
ング操作孔５に挿入可能な例えばロッド部材５６の先端
を押し込まれることにより、第２ばね４１を圧縮してス
トッパーリング４を後退させる。

【００１４】このように構成された軸受装置の自動クラ
ンパ１は、軸受装置１５とともに軸６に装着して使用さ
れるが、その着脱装置として図６に示すような装置を使
用する。この着脱装置５０は、軸６が圧延用ロールの両
端の軸である場合のもので、軸６の支持台５１、軸受装
置１５の保持部５２、ロッド装置５３、移動台５４等で
構成されている。図６では、左側の軸６ａに対する着脱
装置５０ａの図示説明を省略してあるが、略同じものを
設けてあり、以下には図の右側の構成を説明する。支持
台５１は、軸全体、すなわちロール全体を両端の軸６が
夫々両側に突出するようにロール部で水平に支持するも
ので、その支持状態において軸６に軸受装置１５が着脱
できるようにロール部を固定支持する。

【００１５】保持部５２は、軸受装置１５のハウジング
１１を載置されるもので、移動台５４に搭載してあり、
載置された軸受装置１５の軸線と軸６の軸線とが一致す
るように設けてある。ロッド装置５３は、自動クランパ
１のクランプ状態を解放するための操作孔５に対応する
一対のクランプ解放ロッド５６を有し、移動台５４上に
搭載され、そのロッド５６を油圧シリンダで形成された
第１駆動部５７によって進退駆動するようになってい
る。クランプ解放ロッド５６は前進位置では保持部５２
に保持されている軸受装置１５のクランパ１の操作孔５
に進入してストッパーリング４を後退させる。後退した
位置では操作孔５から脱出して端面リング２３から離れ
た位置となる。なお、この一対のクランプ解放ロッド５
６は、軸径の異なるクランパすなわち操作孔５の間隔の
異なるクランパに対しても対応できるように、間隔を変
更する間隔変更手段を備えている。その詳細は図示して
いないが、中央に配置したピニオンと、これに上と下か
ら噛み合う一対のラックに前記クランプ解放ロッド５６
が夫々取り付けてあり、ピニオンを正逆回転駆動するこ
とにより解放ロッド５６の間隔が拡大縮小する。図中、
５８は間隔変更用駆動モータ、５９は全体を軸線の回り
に回転させるための回転位置調整用駆動モータである。

【００１６】移動台５４は、前記保持部５２およびロッ
ド装置５３を搭載され、車輪６０及びレール６１によっ
て支持台５１に支持したロールの軸６の軸線に沿って進
退移動可能に構成されている。図中、６２は油圧シリン
ダで構成した第２駆動部である。

【００１７】前記クランパ１を設けた軸受装置１５を、
着脱装置５０によって着脱する動作を次ぎに説明する。
なお、図示説明していないが、各移動部の移動位置等が
検出され、適当な制御部によって順動作するようになっ
ている。まず、図６に示すように、軸６を有するロール
をクレーンで支持台５１上に載置して固定するとともに
後退位置（図６に示す状態）にある保持部５２に自動ク
ランパ１を設けた軸受装置１５を保持させておく。この
保持状態は軸６の軸線とベアリング７の軸線とが一致す
る状態である。ロッド装置５３はクランプ解放ロッド５
６の間隔及び回転位置を操作孔５の間隔及び回転位置と
一致するように自動調整されてから第１駆動部５７によ
り所定位置まで前進する。これによってクランプ解放ロ
ッド５６の先端が操作孔５に進入し、図５に仮想線で示
すように、押し込み部材４６を第２ばね４１の作用力に
抗して押してストッパーリング４を後退させる。従っ
て、係合部材３はストッパーリング４による拘束を解放
されて、第１ばね３６の作用力で軸部３ａを中心にクラ
ンプ位置からアンクランプ位置に回動する。この時、ス
トッパーリング４および係合部材３は、図４（ａ）に示
す状態から図４（ｂ）に示す状態になる。但し、軸６は
未だ嵌合していない。

【００１８】次に、第２駆動部６２が動作して移動台５
４が支持第５０側へ前進し、これによって軸受装置１５
はその内輪８の内孔およびクランパ１の内孔が軸６に嵌
合するようになる。移動台５４が所定の位置に達すると
その位置に停止する。そして、クランプ解放ロッド５６
が第１駆動部の動作により後退して操作孔５から抜け出
す。これによってストッパーリング４は第２ばね４１の
作用により前進して係合部材３を第１ばねの作用力に抗
してクランプ位置へ回動させる。このストッパーリング
４の前進は、まず先端が面３９に当たりこれを押して係
合部材３をクランプ位置側へ回動させていくと面３９と
斜面３８が当接するようになり、さらに前進してストッ
パーリング４の斜面３８ａが係合部材３のロック係合部
４０に係合するようになり、そして爪３ｃが環状溝９の
軸端側側面９ａに押圧係合するまで前進する。この状態
でクランパ１はベアリング７の内輪を軸６に対してクラ
ンプした状態となっている。保持部５２の保持力を解放
し、移動台５４が元の位置に後退すると、軸受装置１５
の取り付けが終了する。なお、反対側の軸６ａに対して
も同様に軸受装置を取り付けることができる。軸６ａと
軸６の形状が異なるのは軸６ａが使用時に端部に回転駆
動部を結合されるようになっているからであり、その端
部は軸受装置を取り付けた状態で軸受装置よりも突出し
ている。このため、図示していないが、クランプ解放ロ
ッドはその分長く形成されている。

【００１９】軸受装置１５の取り外しは、取付けの場合
と略逆に、軸受装置１５の取り付けられている軸６を支
持台５１上に載置固定してから、移動台５４を前進さ
せ、保持部５２に軸受装置１５を支持させ、クランプ解
放ロッド５６を前進させてクランプを解放させ、移動台
５４を後退させてから、クランプ解放ロッド５６を後退
させればよい。

【００２０】上述したように、この自動クランパー１
は、軸受装置１５に設けてあって、軸受装置１５を軸６
に着脱するときに、単にクランプ解放ロッド５６を操作
孔５に押し込む操作でクランプ解放状態になり、またそ
の押し込みを解除すると自動的にクランプ状態となるか
ら、操作性が非常に良く、極めて短時間でクランプ状態
とアンクランプ状態とに変更できる。実施例のように軸
に対する軸受の着脱を機械的に行う着脱装置５０とした
ときは、軸受のクランプ操作及びアンクランプ操作を含
めて軸受装置の自動着脱が可能となる。着脱装置５０
を、従来の人手による軸に対する軸受装置の着脱に比べ
ると、従来の人手による場合には３〜５人の作業者で２
５〜３０分程度を要したのに対し、着脱装置５０による
場合には所要時間は３〜６分でよく作業者は運転者とし
て１人で十分である。この理由は、従来の軸受の内輪を
押しているナットを緩めまた締めつける作業に労力と時
間を要していたからであり、上記実施例の装置ではその
時間がほとんど無くなる。

【００２１】上記実施例は圧延ロールの軸受装置の着脱
であるが、この他の軸受装置の着脱に適用しても別段差
し支えはない。

【００２２】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、操作孔か
ら適当なロッド端を装入してストッパーリングを後退さ
せることにより、クランプ位置にあった係合部材がアン
クランプ位置に回動してアンクランプ状態となり、軸に
嵌合させた状態で前記ロッドによる押圧を解除すると、
自動的にストッパーリングが第２ばねにより軸端側へ前
進して係合部材をクランプ位置へ回動させ、係合部材が
環状溝に係合したクランプ状態となるものであるから、
クランプ操作及びアンクランプ操作を極めて簡単に、短
時間で行うことができる。従って、軸受装置と軸との分
離及び組付け作業において、所要時間を短縮し、労力を
軽減し、自動化することが可能となる顕著な効果を奏す
る。請求項２記載の発明によれば、請求項１記載のクラ
ンパを装着した軸受装置の軸に対する嵌合または取り外
しを、クランプ解放ロッドの先端を操作孔に進入させて
アンクランプ状態として行い、その嵌合または取り外し
後にクランプ解放ロッドを後退させるだけでクランプ状
態となるから、軸に対する軸受のクランプを含む軸受装
置の着脱を、極めて短時間で自動的に行うことができ
る。従って、特に圧延ラインの多数のロールの交換の際
に適用して、労力を大幅に削減でき圧延ラインの停止時
間を従来よりも大幅に短縮できる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のクランパによるクランプ状態
を示す縦断側面図（図２のＡ−Ａ断面図）である。

【図２】同実施例の正面図である。

【図３】同実施例の縦断側面部分拡大図である。

【図４】（ａ）、（ｂ）は互いに異なる状態を示す図２
のＢ−Ｂ断面図である。

【図５】図２のＣ−Ｃ断面図である。

【図６】本発明の実施例のベアリング装置着脱装置の正
面図である。

【符号の説明】

１ クランパ ２ クランパ本体 ３ 係合部材 ３ｃ 爪 ４ ストッパーリング ５ 保持孔 ６ 軸 ８ 内輪 ９ 環状溝 １５ 軸受装置 ３０ 回り止め手段 ３６ 第１ばね ４０ ロック係合部分 ４１ 第２ばね ５０ 着脱装置 ５１ 支持台 ５２ 保持部 ５３ ロッド装置 ５４ 移動台 ５６ クランプ解放ロッド ５７ 第１駆動部 ６２ 第２駆動部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸の所定位置に軸端部を余して嵌合した
   軸受の内輪に対して軸端部側から当接し前記軸に脱着可
   能に嵌合し軸に対する回り止め手段を有する大略円筒状
   のクランパ本体を設け、その本体の内周面から突出して
   前記軸の周方向に設けてある環状溝に係合したクランプ
   位置と第１ばねによって押圧されて前記本体内に収まっ
   たアンクランプ位置とに回動可能な複数個の係合部材を
   本体に設け、前記本体内にその軸方向に移動可能に設け
   てあり前記軸端側へ向かって第２ばねで付勢されその第
   ２ばねによる前進により前記係合部材を前記第１ばねに
   抗して前記アンクランプ位置からクランプ位置へ回動さ
   せてクランプ位置にロックするとともにクランプ方向に
   押圧するようにストッパーリングを設け、前記本体の前
   記軸端部側端面に前記ストッパーリングに対向する複数
   の操作孔を穿設したことを特徴とする軸受装置の自動ク
   ランパ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の自動クランパを有する軸
   受装置を装着する軸を軸受装置装着部が突出するように
   固定支持する支持台と、前記軸受装置を前記軸の軸線上
   に保持するように設けた保持部と、その保持部に保持し
   た軸受装置の自動クランパの前記操作孔に先端が進入可
   能に設けられたクランプ解放ロッドを第１駆動部により
   進退駆動するように設けたロッド装置と、そのロッド装
   置及び前記保持装置を搭載され前記支持台に固定された
   軸の軸線に沿って第２駆動部により進退移動するように
   設けた移動台とを備えていることを特徴とする軸受装置
   の着脱装置。