JPH0824917A - 軸受固定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好な締付状態、ロール軸への着脱操作が容
易なこと。 【構成】 ロールの軸の所定位置に軸端部を余して嵌合
した軸受10、11の内輪に対して軸端部側から押圧力を伝
達するように軸に摺動可能に嵌合した大略円筒状の本体
2 を設け、軸の周方向に設けてある環状溝12に係脱可能
な係合部材3 を本体に設け、本体内に同軸的に環状シリ
ンダ4 を形成して環状ピストン5 を収容し、環状シリン
ダに圧油を供給することにより環状ピストンが係合部材
を環状溝に係合させて押圧するように環状ピストンに係
合部材駆動部6 を設け、環状シリンダに圧油を供給した
状態に油圧源から切り離して保持することにより押圧を
維持する。本体を小間隙を隔てて包囲する筒状に形成さ
れ軸受が設けられているチョックの固定側に一端を固定
されていて軸からチョックを取り外した状態で本体をチ
ョック側に保持する保持体15を設けたこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧延用のロールの軸部
に軸受を容易に着脱可能に固定する装置に関し、より詳
細には油圧を用いる固定装置である。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の装置の殆どは、ロール軸
部の先端部に凹溝を設け、その凹溝に、外周に雄ねじを
有する分割したリングを嵌合させ、その雄ねじ部にナッ
トを螺合させ、ナットの推力を円筒体を介し軸受の内輪
に作用させ、内輪を軸の段部に押しつけて固定するよう
になっている。そのナットはロックナットや弛み止めボ
ルトで緩まないように固定される。また、前記ナットの
推力を内輪に伝達する軸部に嵌合した円筒体は、シール
リングを兼ねておりシールを介して軸受の固定側に当接
しており、軸部に対する回転止めのキーを設けてある。
このキーは、円筒体すなわちシールリングが軸との間に
滑りを生じて回転すると、シール性が不完全になること
や内輪端面との焼付きやロックナットの緩み等の不都合
を生じるから、必要なものである。なを、内輪は軸に対
する着脱のために軸に対して摺動及び回転可能であるか
ら、前記シールリングと当接する端面に側面キーを設け
て回転しないようにした構成のものもある。このような
軸受装置と軸との分離及び組付けは、圧延ラインからロ
ールと軸受装置とを共に取り外してライン外（オフライ
ン）で行われており、その分離及び組付け作業は幾人も
の作業者を必要とするものである。

【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
る。また、弛み止めボルトを用いる構成ではボルト先端
に当接する位置に凹所を設けることが行われるが軸が変
わればその都度位置も変わるために確実に軸方向に隙間
なく締めつけることが困難であり、このわずかな隙間は
ロールが圧延加工中に軸方向に移動する原因になるか
ら、製品精度に悪影響を与える問題がある。ロックナッ
トの締付によって行う構成では、ナット締付トルクが一
定しないため、稼働により緩みを生じることに対して追
い締めの必要が生じる問題がある。また、固定装置を有
する軸受装置を軸に対して装着する作業を自動機械で行
おうとすると、その軸受固定装置のキー位置と軸のキー
溝位置とを一致させる手段か必要であり、容易に自動化
できない問題もある。本発明は、良好な締付状態がえら
れロール軸への着脱操作が容易な軸受固定装置を提供す
ることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の手段は、ロール
の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押圧力を伝達するように前記軸に摺
動可能に嵌合した大略円筒状の本体を設け、前記軸の周
方向に設けてある環状溝に係脱可能な係合部材を前記本
体に設け、前記本体内に同軸的に環状シリンダを形成し
て環状ピストンを収容し、前記環状シリンダに圧油を供
給することにより前記環状ピストンが前記係合部材を前
記環状溝に係合させて押圧するように環状ピストンに係
合部材駆動部を設け、前記環状シリンダに圧油を供給し
た状態に油圧源から切り離して保持することにより前記
押圧を維持することを特徴とする。

【０００５】前記手段において、係合部材は本体の内周
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
個のものとするのがよい。また、環状ピストンを軸端側
から押圧している第２ばねを設け、環状シリンダに圧油
を供給することにより前記環状ピストンが第２ばねに抗
して前記軸端側へ向かって前進し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方向に押圧するように環状ピスト
ンに係合部材駆動部を設けた構成とするのがよい。前記
本体の前記軸端部側端面に前記シリンダに圧油を給排す
る本体内の圧油通路端を臨ませて油圧カプラーの一方を
設けるのがよい。

【０００６】前記手段において、本体を小間隙を隔てて
包囲する筒状に形成され前記軸受が設けられているチョ
ックの固定側に一端を固定されていて前記軸からチョッ
クを取り外した状態で本体をチョック側に保持する保持
体を設けるのがよい。

【０００７】

【作用】本発明の手段によれば、軸受装置とともに軸に
嵌合させた固定装置の油圧シリンダに圧油を供給する
と、係合部が軸の環状溝に係合して環状溝からの反力で
本体が軸受の内輪を軸端側から押圧して固定状態とな
る。この固定状態は油圧によるものであるから、強制的
に押圧され隙間なく、十分に強力に固定できる。これに
よって固定装置本体と軸の間のキーを省略可能である。
油圧シリンダが軸を取り巻く環状シリンダであるから、
低圧の油圧力で使用可能である。第２ばねを設ける構成
は圧油を抜いたときピストンを後退させるものであるか
ら、シリンダは単動型であり、圧油給排口が１つでよ
い。ピストンが後退したとき係合部は第１ばねによって
アンクランプ位置に戻る。従って軸受の脱着において、
圧油給排口に圧油通路を接続して注圧又は排圧してクラ
ンプまたはアンクランプ状態とすることにより脱着でき
る。本体の軸端部側端面に本体内の圧油通路端を臨ませ
て油圧カプラーの一方を設ける構成は、固定装置の本体
外周部に圧油給排口を設けた場合は、回転時の重量バラ
ンスが悪く、特に高速回転での使用に問題がある。また
軸端側でカプラーの連結切り離しを行う構成となり、操
作性がよく、自動化に適切となる。保持体を設けた構成
は軸受装置とその固定装置を軸に装着する際の軸への嵌
合操作の際に、軸受装置を軸と同軸的に位置させて軸方
向に移動させると、軸受と固定装置の双方を一動作で嵌
合させることができる。

【０００８】

【実施例】本発明の１実施例を図１〜図６を用いて説明
する。この軸受固定装置１は、本体２、係合部材３、環
状シリンダ４、環状ピストン５、係合部材駆動部６、雄
カプラー７等で構成されており、ロール８の両側の軸９
に夫々装着されるスラストベアリング１０の内輪１０
ａ、ラジアルベアリング１１の内輪１１ａを夫々の軸端
部の環状溝１２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９は、図６に示すように、胴径部
８ａの両外側にラジアルベアリング１１を設ける部分９
ａ、その外方にスラストベアリング１０及び軸受固定装
置１を設ける部分９ｂ、さらにその外側の部分に環状溝
１２を有し、一方の端部（図６における右側）にはロー
ル使用時の回転駆動部として２面幅部１３を延長形成し
てある。図６において、仮想線で示す部分はチョック組
立体１４であり、ベアリング１０、１１を有し、軸受固
定装置１を組付けてある。

【０００９】軸受固定装置１の本体２は、大略円筒状に
内筒部２１、外筒部２２、端面リング２３等で構成され
ている。軸受固定状態を示す図１に見られるように、内
筒部２１は、軸９の部分９ｂに摺動自在に嵌合する内孔
２４を有し、軸方向の片側の部分２１ａの端部がスラス
トベアリング１０の内輪１０ａの内孔に嵌入して軸９の
部分９ａ側に伸延し軸の段部に当接しない状態で終端し
ており、途中の外周にフランジ状に突出した部分２１ｂ
を有し、軸方向他の片側の部分２１ｃの端部が環状溝１
２をわずかに越える位置に達している。部分２１ｂは内
輪１０ａの軸端側の端面に当接した当接面２５、シール
２６の当接する外周面２７を有し、後述する環状シリン
ダ４の端壁も形成している。前記部分２１ａは、これを
省略して内輪１０ａの内孔が軸９ｂを太くするなどして
その外周に直接嵌合するように構成し、内筒部２１の部
分で内輪１０ａに軸端側からの押圧力を伝達できるよう
にしてもよい。しかし、軸９からチョック組み立て体１
４を取り外した状態で、軸受の内輪１０ａと固定装置本
体２の軸線のずれが生じるから、軸に嵌合させる操作性
を重視すれば部分２１ａを設けるのがよい。外筒部２２
は、部分２１ｃの外周に間隙を隔てて配置され、一端を
部分２１ｂにボルト２８で固定されて部分２１ｃと内筒
の部分２１ｂ、２１ｃとによって環状シリンダ４を形成
しており、他端が軸９の端部に達している。前記内筒部
２１の部分２１ｂと２１ｃとは別々に形成することも考
えられるが、すなわち、環状シリンダ４の内筒とシリン
ダヘッドとに分けて形成することも考えられるが、別部
品に形成すると、夫々の部品の製作誤差が累積されて、
図にＬで示す寸法のばらつきが大きくなるから、係合部
材３と環状溝１２との係合状態に悪影響を及ぼすことが
あり、一体に形成するのがよい。端面リング２３は軸９
の端部に嵌合する内孔を有し、内筒部２１と外筒部２２
の軸端側に前記間隙を閉じるように双方に対してボルト
２９、３０（図１、図２参照）で固定されている。

【００１０】係合部材３は、図１、図２、図５に示すよ
うに、本体２内に周方向に等間隔で４個設けられ、端面
リング２３に回動可能に支持されている。その形状は、
図から理解されるように、大径部を軸が貫通した軸部３
ａを有し、この大径部から伸延するアーム３ｂに環状溝
１２に係合する爪３ｃを設けたものである。爪３ｃは環
状溝１２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３１内に回
転可能に配置され、アーム３ｂ及び爪３ｃは内筒部２１
と外筒部２２の間隙部分、内筒部２１に形成されている
切り欠き部３２、環状溝１２にまたがる範囲を回動可能
である。これによって係合部材３は、図１に示すよう
に、爪３ｃが内筒部２１の内孔２４に突出して環状溝１
２の軸端側の側面１２ａに係合したクランプ位置と、図
５に示すように、内孔２４に突出しないで全体が本体２
内に収まったアンクランプ位置とに回動可能である。こ
の係合部材３は後述する環状ピストン５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５に見ら
れるように、爪３ｃと端面リングとの間に第１ばね３３
を圧縮状態で介在させてある。図中、３４はばねの挿入
及び固定用ねじである。

【００１１】環状シリンダ４は、既に述べたように、本
体２内に内筒部２１の部分２１ｂ、２１ｃ、外筒部２２
によって形成されている。環状ピストン５は、図１、図
３、図５に示すように、本体２の内筒部２１と外筒部２
２の円筒状の間隙内に、すなわち環状シリンダ４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、ス
ラストベアリング１０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３ｃと干渉しないようにその長さ
を決めてある。環状ピストン５の係合部材３側には、係
合部材３の容易な回転を得るため、係合部材駆動部６の
先端を図示のように軸方向断面が凸円弧をなす丸面３５
に形成し、内径部には斜面３６を設けてある。また、係
合部材３の爪３ｃには被駆動面３７、ロック係合部３８
を設けてある。係合部材３がアンクランプ位置にある状
態で環状ピストン５が前進すると、丸面３５が係合部材
３の被駆動面３７を押して係合部材３を下方向に回動さ
せ、さらにピストン５が前進すると、斜面３６がロック
係合部３８に接触するようになり、クランプ位置へ回動
した状態となる。この環状ピストン５の斜面３６がロッ
ク係合部３８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】環状ピストン５の後側は圧力室３９とさ
れ、圧油を供給されることにより環状ピストン５が係合
部材３の爪３ｃに向かって前進するようになっている。
また、環状ピストン５の前縁には前記４個の係合部材３
の夫々の間の位置に、図１、図２に示すように、３箇所
にばね当接部４０を切り欠き形成され、残りの１箇所に
後述するブロック４６との干渉を避ける凹所４０ａを切
り欠き形成され、当接部４０の夫々に対向する位置の端
面リング２３にばね支持凹所４１を形成されていて、コ
イルばねからなる４個の第２ばね４２を圧縮状態で設け
てある。図中、４３はばね受けである。このばね受け４
３は環状ピストン５の進退運動時の回転止め用としての
役目もするものである。圧力室３９に対する圧油の給排
のために、図３、図４に示すように、通路４４を内筒部
２１の部分２１ｃに設け、その通路４４の一端を環状シ
リンダ４の後部に連通させ、他端を雄カプラー７を取り
付けたブロック４６の内孔４７に接続してあり、雄カプ
ラー７が軸端外方に向かって端面リング２３に穿設した
操作孔４８内に位置している。操作孔４８及びブロック
４６の位置は図２、図４に示すように、前記凹所４０ａ
に対向する位置である。この雄カプラー７に接続される
雌カプラーは、図示していないが、適当な油圧源とタン
クとに切換弁によって切換接続される圧油給排通路に接
続していて、所定の進退駆動部を用いて操作孔４８内に
雌カプラーを押し込むことで接続状態となる。ここで使
用したカプラーは残圧抜き機構付のものである。

【００１３】圧力室３９に圧油が供給された状態では、
環状ピストン５が第２ばね４２に抗して前進し更に第１
ばね３３に抗して係合部材３をクランプ位置へ回動させ
ており、圧油が排出された状態では、第２ばね４２の押
圧力で環状ピストン５が後退し第１ばね３３の押圧力で
係合部材３がアンクランプ位置へ回動している。図１に
おいて、１５は保持体で、軸受固定装置１の本体２の外
周を小間隙を隔てて包囲した状態にチョック組立体１４
のスラストベアリング１０の外輪１０ｂの押さえ５０に
固定された円筒状のものである。また、内周面の適所に
環状の凸部５１が突設され、その凸部５１は部分２１ｂ
の軸端側端面に小間隙を隔てて対向している。この保持
体５０は、チョック組立体１４を軸から取り外した状態
では、軸受固定装置１がその本体の部分２１ａをスラス
トベアリング１０の内輪１０ａに支持されている状態で
あるから、また、部分２１ａを省略した構成のものでは
シール２６の部分で当接するのみで確実な支持状態とは
ならないから、その支持を補助し、抜け止め作用するも
のである。また、この保持体５０は軸受固定装置１のカ
バーとしても作用する。

【００１４】このように構成した軸受固定装置１は、図
６に示したロール８に対して例えば次のようにして使用
する。先ず、軸受を装着して固定する場合、ロール８を
胴径部８ａに当接して軸線が水平となるように支持する
ロール支持台上に載置し、別にロール８の両端部にそれ
ぞれ対応してロール軸の方向に進退可能なチョック組立
体１４を支持するチョック支持台を準備し、そのチョッ
ク支持台にチョック組み立て体１４を載置してロール８
の軸線とチョック組立体１４の軸線とを一致させ、予め
圧力室３９を減圧した、つまり圧油を排出したアンクラ
ンプ状態としておいて、チョック組立体１４を軸線の方
向に移動させて軸９に嵌合させる。そして、雌カプラー
を前進させて操作孔４８に押し込んで雄カプラー７と接
続し、圧力室３９に圧油を供給して増圧する。圧力室３
９が増圧されると、前述のように環状ピストン５が前進
して、係合部材３を回動させ、その爪３ｃが環状溝１２
の軸端側の側面１２ａに係合してロックされ、軸受固定
状態となる。カプラーの接続を切り離すと、内蔵してい
る逆止弁が閉じて圧力室３９内は供給した圧油の圧力に
保持される。ロール８からチョック組立体１４を取り外
すときは、前記と大略逆の手順で行えばよい。

【００１５】軸受固定状態は、環状シリンダ４と環状ピ
ストン５からなる油圧シリンダの伸長作用により、環状
溝１２に係合した係合部材３からの反力が部分２１ｂの
当接面２５からスラストベアリング１０の内輪１０ａに
伝達され、更にカラー５２を介して軸の部分９ｂの段部
に達してこの段部で受けられるから、軸方向に強力に固
定される。この軸方向作用力は、油圧を作用させて得ら
れるもので相当に大きくすることが可能であり、大きけ
れば大きいほど各当接面において回転力に対する摩擦抵
抗を増大させるから、環状ピストン５の有効受圧面積と
使用油圧を適当に選択することにより、十分に強力な回
転止め手段となる。すなわち、軸受固定装置１及びベア
リングの内輪を軸９に対して回転しないようにすること
ができる。チョック組立体１４を軸９から取り外した軸
受固定装置１の状態は、環状ピストン５が後退し、係合
部材３が本体２の内孔２４から内側へ突出しておらず、
軸受固定装置１が保持体１５に保持されている。そし
て、固定装置１と軸受の内輪１０ａの軸線は部分２１ａ
があるから一致しており、従ってチョック組み立て体１
４を軸９に嵌合させる操作は容易である。

【００１６】この軸受固定装置１は、チョック組み立て
体１４を軸に嵌合させた後、カプラーを接続し、圧油を
供給し、カプラーを切り離す操作で装着が完了する。従
って、ねじで締めつける操作を必要としないから、ハン
マー作業がなく、危険が少なく、労力も削減できる。ま
た、チョック組立体１４を軸９に嵌合させる際に、キー
とキー溝のない構成であるから、その位置合わせの必要
がなく、その分作業性が良くなり、機械化する場合にお
いても単純に構成できる。また、この軸受固定装置１
は、軸受固定状態において軸受の内輪を軸方向の油圧に
よる押圧力で締付固定しており、ねじで締めつけていな
いから、ねじ独特の緩みがなく、ロール使用途中の追い
締めの必要がない。そして、隙間が生じないから使用時
におけるロールの軸方向移動がなく、圧延製品の精度の
向上を図ることができる。

【００１７】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、固定状
態は油圧によるものであるから、従来のねじ構造のよう
に隙間の生じることがなく、十分に強力に固定できて、
固定装置本体と軸の間のキーを省略できるから、着脱操
作を簡略化でき、ナットのようなねじによらないから、
追い締めの必要がなく、油圧シリンダが軸を取り巻く環
状シリンダであるから、嵩張らないで小型に形成でき、
更にチョックの着脱装置の自動化を推進できる効果を奏
する。請求項２に記載の発明によれば、シリンダが単動
型であるから、圧油給排口が一つでよく、固定装置の外
周に圧油給排口を設けないで本体内に設けたことによ
り、回転時のバランスもよく、高速用にも応用可能で、
しかも軸端側でカプラーの連結切り離しを行うから、操
作性がよく、チョック着脱装置の自動化に適切となる効
果を奏する。請求項３に記載の発明は、保持体の存在に
より、軸受装置とその固定装置を同軸的に位置させるこ
とができて、軸受装置を固定装置と共に一動作で軸に嵌
合させることができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の、軸に軸受装置を固定した
状態の主要部を示す図２のＡ−Ｏ−Ｂ断面図である。

【図２】同実施例の、軸に軸受装置を固定した状態の軸
端部側から見た側面図である。

【図３】図２のＯ−Ｃ断面図である。

【図４】図３のＤ−Ｄ断面図である。

【図５】図２のＯ−Ｅ断面で、係合部がアンクランプ状
態の断面図である。

【図６】同実施例を適用する軸を備えたロールを示す正
面図である。

【符号の説明】

１ 軸受固定装置 ２ 本体 ３ 係合部材 ３ａ 軸部 ３ｂ アーム ３ｃ 爪 ４ 環状シリンダ ５ 環状ピストン ６ 係合部材駆動部 ７ 雄カプラー ８ ロール ９ 軸 １０ スラストベアリング １０ａ 内輪 １１ ラジアルベアリング １１ａ 内輪 １２ 環状溝 １４ チョック組み立て体 １５ 保持体 ２５ 当接面 ２６ シール ３３ 第１ばね ３９ 圧力室 ４２ 第２ばね ４４ 通路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロールの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押圧力を伝達
   するように前記軸に摺動可能に嵌合した大略円筒状の本
   体を設け、前記軸の周方向に設けてある環状溝に係脱可
   能な係合部材を前記本体に設け、前記本体内に同軸的に
   環状シリンダを形成して環状ピストンを収容し、前記環
   状シリンダに圧油を供給することにより前記環状ピスト
   ンが前記係合部材を前記環状溝に係合させて押圧するよ
   うに環状ピストンに係合部材駆動部を設け、前記環状シ
   リンダに圧油を供給した状態に油圧源から切り離して保
   持することにより前記押圧を維持することを特徴とする
   軸受固定装置。
2. 【請求項２】 ロールの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押圧力を伝達
   するように前記軸に脱着可能に嵌合した大略円筒状の本
   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、
   その本体内に同軸的に環状シリンダを形成して環状ピス
   トンを収容し、その環状ピストンを前記軸端側から押圧
   している第２ばねを設け、前記環状シリンダに圧油を供
   給することにより前記環状ピストンが第２ばねに抗して
   前記軸端側へ向かって前進し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
   動させてクランプ方向に押圧するように環状ピストンに
   係合部材駆動部を設け、前記本体の前記軸端部側の端面
   に前記シリンダに圧油を給排する本体内の圧油通路端を
   臨ませて油圧カプラーの一方を設けたことを特徴とする
   軸受固定装置。
3. 【請求項３】 請求項１、または請求項２に記載の軸受
   固定装置において、前記本体を小間隙を隔てて包囲する
   筒状に形成され前記軸受が設けられているチョックの固
   定側に一端を固定されていて前記軸からチョックを取り
   外した状態で本体をチョック側に保持する保持体を設け
   たことを特徴とする軸受固定装置。