JPH0861379A

JPH0861379A - 軸受固定装置

Info

Publication number: JPH0861379A
Application number: JP6222594A
Authority: JP
Inventors: Teruji Tsutsumi; 輝二堤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-08-23
Filing date: 1994-08-23
Publication date: 1996-03-08

Abstract

(57)【要約】【目的】自動化に適し、良好な固定状態が得られ、軸
への着脱操作が容易。【構成】ロールの軸に摺動可能に嵌合する内孔20を有
し外周にテーパ外周部21を有する比較的薄肉で大略円筒
状の内筒1 と、内筒のテーパ外周部に嵌合するテーパ内
孔部30を有する比較的厚肉の外筒2 と、テーパの嵌合面
を軸方向に流体密に区画するようにテーパの大径側と小
径側とにシール40、41を設けて双方のシール間に形成し
た中間領域3 と、中間領域に加圧流体を給排可能に前記
外筒に設けた流体通路4 と、中間領域に加圧流体を作用
させた内筒のテーパ外周部が縮径状態のとき外筒を内筒
に対して軸方向に移動させる移動手段5 、6 とからな
る。移動手段が、テーパの嵌合面の両端部に夫々環状の
圧力室60、61を設け、その圧力室へ別々に外部から加圧
流体を給排可能に外筒に流体通路62、63を設け、圧力室
のいずれか一方に加圧流体を作用さて軸方向移動力を得
る。保持体15を設けた。

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
細には着脱の際に流体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
前記軸端部側から当接するように前記軸に摺動可能に嵌
合する内孔を有し外周にテーパ外周部を有する比較的薄
肉で大略円筒状の内筒と、その内筒の前記テーパ外周部
に嵌合するテーパ内孔部を有する比較的厚肉の外筒と、
前記テーパの嵌合面を軸方向に流体密に区画するように
テーパの大径側と小径側とに弾力性を有するシールを設
けて双方の間に形成した中間領域と、その中間領域に外
部から加圧流体を給排可能に前記外筒に設けた流体通路
と、前記中間領域に加圧流体を作用させた前記内筒のテ
ーパ外周部が縮径状態のとき前記外筒を前記内筒に対し
て軸方向に移動させる移動手段とからなる。

【０００５】前記手段において、前記移動手段は、前記
テーパの嵌合面の両端部に夫々環状の圧力室を設けると
共にその圧力室へ別々に外部から加圧流体を給排可能に
前記外筒に流体通路を設け、前記圧力室のいずれか一方
に加圧流体を作用させることにより所望の方向の軸方向
移動力を得るように構成するのがよい。また、前記中間
領域及び前記双方の圧力室の各々に圧油を給排する構成
とし、前記外筒の前記軸端部側端面に前記外筒内の各々
の流体通路端を臨ませて夫々に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、前記外筒の外周面を小
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外筒及び内筒をチョ
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、外筒と内筒のテーパ部
の緩く嵌合した状態が緩め状態（アンクランプ状態）で
あり、この緩め状態で圧延ロールの軸に内筒の内孔を嵌
合させあるいは軸から取り外すことができる。軸の所定
位置に内筒の内孔を嵌合させた状態で、中間領域に加圧
流体を作用させると、比較的薄肉の内筒がテーパ部周面
を加圧されて内外径が共に縮小し、圧延ロールの軸を締
めつけるようになる。この締付状態においては、外筒と
内筒のテーパ嵌合面間に圧油による微小な隙間が生じて
いるが、シール部分から圧力流体が漏れるようなことは
ない。そして外筒が内筒に対しテーパの小径側へ向かう
軸方向の反力を生じているが、テーパを小さくすればそ
れほど大きな反力とはならない。この反力に抗して移動
手段により外筒を軸方向に移動させ、テーパ周面を当接
させ、次に加圧流体の作用状態を解除すると、内筒の縮
径状態が外筒によって保持され、前記締付状態がそのま
ま維持されクランプ状態となる。締付状態を解除するに
は、中間領域に加圧流体を作用させてから、移動手段に
より外筒を前記と逆の方向へ移動させ、そして加圧流体
の作用状態を解除すればよい。

【０００８】移動手段が圧力室を設けた構成であるとき
は、その圧力室に加圧流体を供給することにより、前記
外筒の軸方向移動を行わせることができる。この圧力室
を設けた構成において、中間領域及び双方の圧力室の各
々に圧油を給排する構成とし、外筒の軸端部側端面に夫
々の油圧カプラーを設けた構成は、このカプラーを介し
て外部の適切な油圧源とタンクに切換接続することによ
り、前記締付と解除とを任意に行うことができる。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。前記保持体を設けた
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。

【０００９】

【実施例】本発明の１実施例を図１〜図５を用いて説明
する。この軸受固定装置は、内筒１、外筒２、中間領域
３、流体通路４、移動手段５、６等で構成されており、
圧延ロール（全体の図示は省略）の胴部の両側に内側か
ら外方へ略同様に設けられている軸部７、８、９、１
０、１１の所定の軸部９に夫々装着されるようになって
いる。そしてロールの両側の軸部８に夫々装着されるス
ラストベアリング１２の内輪７３、軸部７に夫々装着さ
れるラジアルベアリング１３の内輪に順次当接した状態
で軸９に締付固定されるようにしてある。軸部９の外方
は、軸部１０が環状溝の形で小径に形成され、さらにそ
の外方は軸部９よりもやや小径の軸部１１となってお
り、この軸部１０、１１の存在する構成は従来の軸受固
定のためのものである。この実施例は現在使用中のロー
ルに適用したものであるために、軸部１０、１１が存在
するが、ロールを新作する場合には、この軸部１０、１
１の部分に代えて軸部９を延長形成することになる。そ
してロールの片側（回転駆動部を連結されない側、以下
従動側と記す）の軸部は軸部１１で終端しているが、反
対側の駆動側の軸部は図５に見られるように軸部７７を
延長形成されている。軸部７７には回転力伝達のために
二面幅部７８が形成されている。この実施例において、
両側の軸受固定装置は寸法の相違はあるが殆ど同じ構成
となるので、従動側のものについて説明し、駆動側につ
いては図５に同等部分を同一図面符号で示して説明を省
略する。

【００１０】軸受固定装置の内筒１は、軸部９に摺動可
能に嵌合する内孔２０を有し外周にテーパ外周部２１を
有する比較的薄肉で大略円筒状のものである。テーパ外
周部２１の大径側にはテーパ最大外径よりも更に大きい
外径の大径ストレート部２２が形成され、その間の段差
部には環状の溝２６が形成され、大径ストレート部２２
には環状溝を形成してＯリング２５を設けてある。テー
パ外周部２１の小径側には端部材２３がねじ結合されて
いる。端部材２３は軸端側にフランジ状の凸縁を有し、
その反対側にはテーパ外周部２１の小径側端部にＯリン
グ２７を介して油密に嵌合した内孔と、その外側に外径
ストレート部２４とを有している。また、内孔２の大径
ストレート部２２の内側部分には切り欠き状の溝２７を
周方向に等間隔で８個設けてある。この溝２７は内筒１
が外周面に流体圧を受けたときに縮径が起こりやすいよ
うにしたものである。

【００１１】外筒２は、内筒１の前記テーパ外周部２１
に嵌合するテーパ内孔部３０を有する比較的厚肉の大略
円筒状のものである。テーパ内孔部３０の大径側には前
記大径ストレート部２２に摺動可能に嵌合するストレー
ト内孔３１が形成され、その間の段差部には前記溝２６
に対応して環状溝３３が形成され、ストレート内孔３１
の外側の外周が端部側が小径に形成されてシール面３５
とされている。ストレート内孔３１の小径側には前記外
径ストレート部２４に摺動可能に嵌合するストレート内
孔３２が形成され、その内孔３２に環状溝を形成してＯ
リング３６を設けてあり、ストレート内孔３２とテーパ
内孔３０との段差部には環状溝３４を形成してある。前
記シール面３５にはオイルシール７２が当接している。

【００１２】中間領域３は、外筒２のテーパ内孔部３０
の両端部近くに夫々環状溝を形成してＯリング４０、４
１を設置し、前記テーパ外周部２１とテーパ内孔部３０
の嵌合状態でそのＯリング４０、４１間のテーパ嵌合面
に形成されている。Ｏリング４０、４１は通常の油圧機
器に使用される弾力性を有するものであり、中間領域に
高い油圧を作用させたとき、テーパ嵌合面間に微小隙
間、例えば０．３ｍｍ程度の隙間が生じても油漏れが生
じないように環状溝の深さやＯリングの線径を決めてあ
る。図中４２は油圧誘導用の環状溝である。

【００１３】流体通路４は、図１に示すように、外筒２
の軸端側の端面に油圧カプラーの一方５０を設け、その
カプラー５０と前記環状溝４２とを接続するように外筒
２内に穿設されている。カプラー５０は端部材２３のフ
ランジ状部に形成された切り欠き部５１に位置してい
る。カプラー５０は一組のカプラーの片側で、例えば雄
側で、残圧抜き機構付きのものである。

【００１４】移動手段５は締付用のもの、移動手段６は
緩め用のものである。移動手段５は、図３（ａ）に最も
良く現れているように、内筒１と外筒２が嵌合した状態
で外筒２の環状溝３４とテーパ外周部２１の小径側端部
によって形成される圧力室６１と、外筒２の軸端側の端
面に設けた油圧カプラーの一方６４とを、外筒２内に穿
設した流体通路６３によって接続したものである。圧力
室６１はＯリング２７、３２、４１によってシールされ
ており、圧力室６１に圧力流体を供給すると、外筒２が
内筒１に対して軸方向の図における右へ向かって駆動さ
れる押圧力を受ける。

【００１５】移動手段６は、図３（ｂ）に最も良く現れ
ているように、内筒１と外筒２が嵌合した状態で外筒２
の環状溝３３と内筒１の環状溝２６によって形成される
圧力室６０と、外筒２の軸端側の端面に設けた油圧カプ
ラーの一方６５とを、外筒２内に穿設した流体通路６２
によって接続したものである。圧力室６０に圧力流体を
供給すると、外筒２が内筒１に対して軸方向の図におけ
る左へ向かって駆動される押圧力を受ける。なお、カプ
ラー６４、６５は、前記カプラー５０と同じものであ
り、その設けてある位置は、図２に見られるように、外
筒２の端面においてカプラー５０と同じ半径の位置で夫
々９０°位置を異ならせてあり、端部材２３のフランジ
状部に切り欠き部５１を設けてその位置に突出させてあ
り、外筒２の端面の同じ半径位置でもう一つの９０°異
なる位置にはストッパ６７を突設して端部材２３のフラ
ンジ状部に穿設した円孔６６に嵌入させてある。このス
トッパ６７は外筒２の回り止めである。

【００１６】図中１５は保持体であり、前記外筒２の外
周面を小間隙を隔てて包囲する筒状に形成され、ベアリ
ング１２、１３が設けられているチョック組立体１４の
固定側に一端をボルト７１で固定されていて、ロールの
軸部７、８、９、１０、１１からチョック組立体１４を
取り外した状態で、外筒２及び内筒１をチョック組立体
１４側に保持するようになっている。図中、７０はドレ
ン排出孔、７５、７６は保持体１５の内周面と外筒２の
外周面とに対応して設けられた抜け止め用の環状突起で
ある。

【００１７】このように構成した軸受固定装置は、図に
示したロールの軸部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、ロールをそ
の胴部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を載置してロールの軸線と
チョック組立体１４の軸線とを一致させ、予め内筒１の
テーパ外周部２１と外筒２のテーパ内孔部３０が緩く嵌
合した軸受固定装置緩め状態としておいて、チョック組
立体１４を軸線の方向に移動させて軸部７、８、９、１
０、１１に嵌合させる。そして、各カプラー５０、６
４、６５の夫々に対応し格別に圧油を給排できるように
油圧源に接続された雌カプラーを準備しておいて、各カ
プラー５０、６４（カプラー６５は固定する場合には使
用しないから）に接続し、カプラー５０を介して中間領
域３に高圧（１０００Kg/cm²程度）の圧油を供給し、カ
プラー６４を介して圧力室６１に高圧（２００Kg/cm²程
度）の圧油を供給する。中間領域３が高圧になると、外
筒２よりも内筒１の方が薄肉であるから、内筒１が縮径
して軸部９を締めつけると共にテーパ嵌合面間に圧油の
進入した微小な隙間が生じる。この状態で圧力室６１が
高圧になると、外筒２が軸方向に移動してテーパ嵌合面
が当接する。次に中間領域３の油圧を解除すると、内筒
１の前記縮径状態は微小な弾性変形であるから、元に戻
ろうとするが、移動した外筒２によって拘束されている
から、内筒１は縮径状態のままに保持される。そして圧
力室６１の油圧を解除する。この状態はテーパ嵌合面が
きつく嵌合した状態であり、軸受固定装置は締付固定状
態となる。

【００１８】軸受をロールの軸から取り外す場合、前記
と同じロール支持台上に載置し、前記と同じチョック支
持台によってチョック組立体１４を支え、対応する雌カ
プラーをカプラー５０、６５（取り外す場合にはカプラ
ー６４を使用しない）に接続し、カプラー５０を介して
中間領域３に高圧（１０００Kg/cm²程度）の圧油を供給
し、カプラー６５を介して圧力室６０に高圧（２００Kg
/cm²程度）の圧油を供給する。中間領域３が高圧になる
とテーパ嵌合状態が緩み、圧力室６０が高圧になると外
筒２が軸方向に前記と反対に移動してテーパー嵌合面間
の微小な間隙が増大する。次に中間領域３及び圧力室６
０の油圧を解除すると、内筒１の縮径していた状態が元
に戻り、テーパ嵌合部は緩い嵌合状態となり、軸受固定
装置の締付固定状態が解除される。従って、チョック支
持台を軸方向に移動させてチョック組立体１４を取り外
すことができる。

【００１９】軸受固定状態は、内筒１が油圧により縮径
して軸部９を締めつけた状態を外筒２が内筒１とのテー
パ嵌合により拘束しているものであるから、油圧が作用
していないが油圧か作用しているときと略同じ締付状態
であり、内筒が軸受の内輪に当接して軸部の所定の位置
に固定されていることによって内輪が固定されている状
態である。従って、内輪の回転を拘束する作用力は端面
の押圧接触に対応する摩擦力であるから、締付動作させ
る前に十分に押圧接触状態としてから締付状態とすれば
よい。実施例の使用例の場合はチョック支持台を前進さ
せた時にその押圧力を保持したまま締付動作させればよ
い。この軸受固定状態は、油圧を封入する構成ではない
から、油漏れによる緩みがない点で極めて信頼性が高い
ものである。

【００２０】チョック組立体１４を軸部から取り外した
軸受固定装置の状態は、内筒１と外筒２のテーパー部の
嵌合が緩い状態であり、軸受固定装置が保持体１５に保
持されている。そして、固定装置と軸受の内輪の軸線は
略一致しており、従ってチョック組み立て体１４を軸部
に嵌合させる操作は容易である。

【００２１】この軸受固定装置は、チョック組み立て体
１４を軸部に嵌合させた後、カプラー５０、６４を接続
し、圧油を供給して排出し、カプラー５０、６４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
を軸部に嵌合させる際に、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、この軸受固定装置は、軸受固定状態において
軸受の内輪を内筒が軸方向に押しつけた状態で軸部を締
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。

【００２２】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、固定状
態は油圧が作用したものではなく、テーパの強力な嵌合
によりものであるから、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、テーパ嵌合した薄肉内筒と圧肉外筒が軸
部を取り巻く構成であるから、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、軸受固定
装置に設けた圧力室に油圧を作用させることにより内筒
に対して外筒を軸方向に移動させる構成であるから、単
純な構成であり、小型に形成できる効果を奏する。請求
項３に記載の発明によれば、外筒の軸端部側端面に夫々
の油圧カプラーを設けた構成は、このカプラーを介して
外部の適切な油圧源とタンクに切換接続することによ
り、前記締付と解除とを任意に行うことができるから、
また、軸端側でカプラーの連結切り離しを行う構成とな
るから、操作性がよく、自動化に適切となる効果を奏す
る。請求項４に記載の発明は、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から、より自動化に適
切となる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の、ロールの従動側の軸部に
軸受装置を固定した状態の主要部を示す図２のＡ−Ａ断
面図である。

【図２】図１の左（軸端部側から見た）側面図である。

【図３】同実施例を示し、（ａ）は図２のＢ−Ｂ断面拡
大図、（ｂ）は図２のＣ−Ｃ断面拡大図である。

【図４】同実施例の内筒を示し、（ａ）は拡大縦断面
図、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。

【図５】同実施例の、ロールの駆動側の軸部に軸受装置
を固定した状態の主要部を示す図１に相当する断面図で
ある。

【符号の説明】

１内筒２外筒３中間領域４流体通路５移動手段６移動手段９軸部１２スラストベアリング１３ラジアルベアリング１４チョック組立体１５保持体２０内孔２１テーパ外周部２３端部材３０テーパ内孔部４０Ｏリング４１Ｏリング５０カプラー６０圧力室６１圧力室６２流体通路６３流体通路６４カプラー６５カプラー

Claims

【特許請求の範囲】

【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前記軸端部側から当接するように
前記軸に摺動可能に嵌合する内孔を有し外周にテーパ外
周部を有する比較的薄肉で大略円筒状の内筒と、その内
筒の前記テーパ外周部に嵌合するテーパ内孔部を有する
比較的厚肉の外筒と、前記テーパの嵌合面を軸方向に流
体密に区画するようにテーパの大径側と小径側とに弾力
性を有するシールを設けて双方のシール間に形成した中
間領域と、その中間領域に外部から加圧流体を給排可能
に前記外筒に設けた流体通路と、前記中間領域に加圧流
体を作用させた前記内筒のテーパ外周部が縮径状態のと
き前記外筒を前記内筒に対して軸方向に移動させる移動
手段とからなる軸受固定装置。
【請求項２】請求項１に記載の軸受固定装置におい
て、前記移動手段が、前記テーパの嵌合面の両端部に夫
々環状の圧力室を設けると共にその圧力室へ別々に外部
から加圧流体を給排可能に前記外筒に流体通路を設け、
前記圧力室のいずれか一方に加圧流体を作用させること
により所望の方向の軸方向移動力を得るように構成した
軸受固定装置。
【請求項３】請求項２に記載の軸受固定装置におい
て、前記中間領域及び前記双方の圧力室の各々に圧油を
給排する構成とし、前記外筒の前記軸端部側端面に前記
外筒内の各々の流体通路端を臨ませて夫々に油圧カプラ
ーの一方を設けた軸受固定装置。
【請求項４】請求項１、請求項２、又は請求項３に記
載の軸受固定装置において、前記外筒の外周面を小間隙
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外筒及び内筒をチョック
側に保持する保持体を設けた軸受固定装置。