JPS60191611A - 傾斜圧延機の駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、傾斜圧延機の駆動装置に関する。

更に詳細には、本発明は、複数のユニバーサルジヨイン
トをｆｉｌｆｉえた傾斜圧延機の駆動装置であって、ユ
ニバーザルジヨイントに起因する速度変動が最小限にな
るように調整可能な駆動装？、ｌに関する。

従来技術 継目無鋼管製造用の傾斜ロール穿孔機或いはＩＺ管機に
は、傾斜圧延機が用いられている。これらの傾斜圧延機
では駆動源にユニバーザルジヨイントを介して複数のロ
ールが接続され、それらの傾斜角を圧延条件に応じて変
化させる。

このため、動力伝達が所謂クロスピン形ユニバーサルジ
ヨイントで行われると、駆動側が例え定速で回転しても
ロールに速度変動が現れ、′ｊ￥に近年採用され出した
交差型傾斜圧延の際にはその１す１向が強い。

この問題を添付の図面を参照して説明する。

タロスピン形ユニバーザルジヨイントの代表的な構造の
概略を第１図に示すが、図中にみる如く、駆動軸１及び
従動軸２の両端にそれぞれ略Ｙ字形のヨーク３及び４を
設置し、該ヨーク３及び４の先端が相補的な位置を占め
るように９０°回転して向かい合わせた上で、ヨーク３
．４のそれぞれの先端に位置する軸受けにかん合する互
いに直行する軸５．５′よりなる十字形接続部材（クロ
スピン）６により接続してユニバーザルジヨイントをｔ
ｆｆｉ　成している。このクロスピン形のユニバーサル
ジヨイントでは駆動軸１から従動軸２への速度やトルク
の伝達は一定でｌまない事はよく知られている。

駆動軸１及び従動軸２の回転角度及び角速度を、それぞ
れθ１、θ２、ω３、ω２、駆動軸１と従動軸２の回転
軸芯のなす角度をα（作動角）とすると、以下のような
式が成り立つ。

しａｎ　θ２　＝　ｔａｎ　θ　１　°　ｃｏｓ　αω
２　［；Ｏ８α ω＋１−ｓｉｎ２θ＋　’　５ｌｎ２α上記の式から明
らかなように、駆動軸１の回転が一定であったとしても
、従動軸２の回転角度や角速度は、駆動軸１の回転に対
応して変化する。

尚、その実際の変化は第２図において曲線ａ及びｂが示
す通りである。

換言すれば、このような回転角度や角速度の変動は、従
動軸２に伝達するトルクの変動としても現われ、これは
第２図の曲線Ｃにより示す通りである。

更に、第３図に示すように、従動軸２がそのもう一方の
端部にユニバーザルジヨイント１１を備え、第２の従動
軸１２に対して回転を伝達するような装置では、第２の
従動軸１２に発生ずる速度変動は、第４図に示すように
、曲線ｐにより示す第１の従動軸２に発生した変動と、
曲線ｑにより示す第２の従動軸の変動を合成したものと
なる。このとき、第１の変動と第２の変動が逆相であれ
ば、曲線ｐ′及びｑを合成した全体の変動は相殺される
が、同相であると全体の変動は相乗されて大きな値とな
る。

」二記のように、２組のユニバーザルジヨイントを備え
た動力伝達装置において、第１のユニバーザルジヨイン
トと第２のユニバーサルジヨイントの速度変動の位相を
、全体として変動が最小となるように調整することは、
上記のような装置の設計或いは設置において非常に重要
である。

ここでユニバーサルジヨイントの作動角が同一で（第３
図　α−β）、駆動軸、第１従動軸及び第２従動軸の中
心線が同一平面内にあり（第３図ψ−〇）かつ、第１従
動軸のヨーク（第１図４．７）が同一位相にあるという
３条件が満足されれば変動が完全に相殺され第２従動軸
は駆動軸と同一回転をする。そして多くの場合この３つ
の条件が７８１１足されて使用される。

′シかじ、継目無鋼管の製造用の傾斜穿孔機或いは磨管
機では、種々め圧延条件によりジヨイントの作動角が同
一でなくなったり（α≠β）駆動軸と第１従動軸で作る
平面と、第１と第２従動軸で作る平面とのなず位相角ψ
がＯでなくなったりする事が多い。特に交差型傾斜圧延
を行なう場合、その程度が大きくこの場合の速度変動は
無視し得ないものとなっている。

ここで傾斜型圧延機とは第８図（イ）、（ロ）にそれぞ
れ正面図、平面図で示すように圧延ロールが正面からみ
てパスラインより傾斜角Ｔ（可変）回動するような圧延
機をいい、交差型傾斜圧延機とはさらに圧延ロールが平
面からみてパスラインより交差角δ（要すれば可変）回
動するような圧延機をいう。

発明の目的 本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決するだめ
の、２組のユニバーサルジヨイントを１１１打えた傾斜
圧延機の駆動装置であって、第１従動輔のヨークの位相
を相対的にずらし両ユニバーザルジヨイントで発生ずる
速度変動を互いに相殺する様な角度に調整することによ
り従動軸に発生ずる速度変動を最小限に押さえた運転が
可能となる駆動装置を提供することにある。

発明の構成 上記の目的を達成するため、本発明により、クロスピン
形ユニバーツルジヨイントを介して駆動軸と連結された
第１従動軸と、該第１従動軸ともう１つのクロスピン形
ユニバーサルジヨイントを介して連結され且つロールを
支持する第２従動軸とをｌ１ｌｆｉえる傾斜圧延機の駆
動装置であって、該第１従動軸は２つの部分に分離可能
であり、該分離される部分の端面がフェイスギアにより
構成され、該駆動軸に対する該第２従動軸の回転位相を
変更しもって第２従動軸に発生ずる速度変動の最小化を
可能にしたことを特（８１する傾斜圧延機の駆動装置が
提供される。

以下、実施例により本発明を説明するが、これらの実施
例は本発明の範囲を何等制限するものでないことは勿論
である。

実施例 第５図は、本発明に従う駆動装置の概略を示す図である
。

動力源３０の出力軸：３２はユニバーサルジヨイント３
４を介して従動軸３Ｇに回転を伝達する。従動軸３６は
、その上流側に伸縮機構３８を備えていると同時に、従
動軸３６のこの伸縮機構３８以下の伸縮部分４゜を支持
するホルダ４２を中点付近に備えている。またこのホル
ダ４２は、アーム４４を介して油圧装置４６によって従
動軸の伸縮部分４ｏを軸方向に伸縮するように構成され
ている。尚、該ホルダ４２は、従動軸３６の伸縮を可能
上すると共に、従動軸３６全体の重量の支持を行う。

伸縮機構３８は、従動軸３Ｇの上流側の下方端部の内周
に回転軸と平行に切られた歯と、伸縮部分４゜の上流側
端部の外周面に切られた同じく従動軸３６の回転軸に平
行な歯を噛合（スプライン結合）させること等により移
動可能かつ動力伝達を可能にしている。

更に、従動軸３６の伸縮部分４ｏの下流側先端は、分割
され、伸縮部分４（）と一体の部分と第２のユニバーザ
ルジヨイントのヨーク部を構成する部分５０とからなる
。伸縮部分４０と一体の部分の端面にはフェイスギア４
８が備えられ、第２のユニバーツルジヨイントと連結す
る長さの短い部分５０の端面にはフェイスギア４８と噛
み合うフェイスギア４９が（＋ｉｉｉえられ、これらの
噛合により従動軸３６を介して伝達された回転は、第２
のユニバーザルジヨイント５２に伝わる。かくして、第
２のユニバーサルジヨイント５２が回転軸の向きを変え
つつ図示していない被駆動設備に動力を伝達する。

第６図は、本発明に従う装置の第２のユニバーザルジヨ
イント５２近傍の構成を拡大して示した図である。

図中５４は圧延ロールであり、この図には示されていな
い動力源からの出力は、第１の従動軸３６と第２のユニ
バーザルジヨイント５２とを介して圧延ロール５４に伝
わる。

ユニバーサルジヨイント５２の下方にはユニバーツルジ
ヨイント５２及びフェイスギア４８．４９を支持するに
足る７１゛法を有するプラットフォーム６ｏを備えた支
持装置６２が備えられている。この支持装置６２は油圧
シリンダ−６４によって前記プラットフォーム６（］を
必要に応じて昇降する。この支持装置６２は、プラット
フォーム６ｏを上昇して、前記フェイスギア４８．４９
の外周全周に渡って備えられた溝６６及び６７に嵌る突
起６８．６９を備えたライナ７０．７１を介し”Ｃユニ
バーザルシミインド５２及びフェイスギア４８．４９を
支持する。ライナ７０，７１は別体となっている。

上述のような動力伝達装置において、ロールの交換及び
本発明の目的である２つのユニバーザルジヨイントの位
相合わせを行う手順を第６図及び第７図を参照しながら
説明する。

まず、電源を切り動力を停止した後、油圧手段６４を作
動させて支持装置６２のプラットフォームＧ。

を上昇し、第２のユニバーサルシミインド５２及び噛み
合っているフェイスギア４８．４９を支持ずろ。

こノトキフェイスギア４８．４９及びユニバーサルシミ
インド５２とプラットフォーム６ｏの間にはライナ７０
．７１がはさまれており、これらの部材がプラットフォ
ーム６０と接触することにより傷伺くことはない。この
状態で、−切の負荷から解放されたフェイスギア４８．
４９を、その中心軸上で結合している取り付けボルト７
２を外ず。

次いで、油圧装置１４６を作動させ、従動軸３Ｇの伸線
部分４０を軸方向に沿って動力源側に移動しく第７図に
鎖線で示す位置まで）、フェイスギア４８．４９の噛合
を完全に解く。このとき、前述のようにライナ７０及び
７１は別体であるので伸縮部分４０の移動とともにライ
ナ７０もプラットフォーム６０上を滑動し、依然として
フェイスギア４８の保護機能を果たすことができる。

このように切り離した状態では、ロール５４、その付帯
装置（図示していない〉、第２のユニバーサルジヨイン
ト５２及びフェイスギア４９は完全に解放される。

本発明に従い、この状態で第２のユニバーサルジヨイン
ト５２及び第１のユニバーザルジヨイント３４に起因す
る動力伝達時の速度変動を減するための位相調整を行な
う。

位相調整は、動力源を始動し、従動軸３６を微速にて回
転することで簡単に行うことができる。

位相調整の精度は、フェイスギヤの歯数に比例してよく
なるが、おのずから機械的制約の範囲内となる。

上述のように、本発明により、第１のユニバーサルジヨ
イントと第２のユニバーサルジヨイントとの位相調整を
任意に設定できるようになる。

従って交差型傾斜圧延機であっても容易に位相調整を行
うことが可能である。

このように設定された後、前述の操作と逆の操作を行い
従動軸３６と第２のユニバーサルジヨイント５２を接続
すれば、その動力伝達装置の有する最も変動の少ないモ
ードで操業することが可能である。

また、本発明による装置は位相の調整手段としてのみな
らずロールの交換の装置としても利用できるので、設備
費用も節約できる。

ロール交換の場合は、フェイスギヤ部４８．４１）ハ切
離されず、合せ面７３にて、ユニバーサルジヨイント側
とロール側とが切離される。このとき第２のユニバーサ
ルジヨイント部５２が従動軸３Ｇと共に移動し、またラ
イナ７０．７１も共に移動すること以外、プラットホー
ム６０や油圧装置４６の動き、操作方法等全く位相調整
の場合と同様である。

発明の効果 以上詳述の如く、本発明の装置により操業前にユニバー
サルジヨイントに起因する従動軸の速度変動の位相を調
整することにより、２組のユニバーザルジヨイントを備
えた回転伝達装置において第２の従動軸で発生ずる速度
変動を最小にすることが可能となる。

尚、こうした従動軸の速度変動の位相の調整は、噛合う
フェイスギアを介して従動軸を分割する以外は既設の設
備を用いればよく、設（ｄｉｇ費の負担も小さい。

【図面の簡単な説明】

第１図はクロスピン形ユニバーサルジヨイントの概略図
である。 第２図はクロスピン形ユニバーサルジヨイントの従動軸
の回転角度、角速度及びトルク変動を示ず。 第３　図Ｉｔ、　２つのクロスピン形ユニバーザルジヨ
イントを備えた伝動機構の模式図である。 第４図は、２つのクロスピン形ユニノ１−ザルジヨイン
トを備えた伝動機構における第１の従動軸及び第２の従
動軸の角速度の変動、およびそれらの合成された出力側
の角速度の変動を示すクラブである。 第５図は本発明に従う装置の概略を示す図である。 第６図は本発明に従う装置の第２のユニバーサルジヨイ
ント近傍の構成の拡大図である。 第７図は第６図のフェイスギアの部分の詳細図である。 第８図は交差型傾斜圧延機のモデル図で、（イ）は正面
図、（ロ）は平面図をそれぞれ示す。 （主な参照番号） ■・・・駆動軸、　２・・・従動軸、 ３及び４・・・ヨーク、１１・・・ユニバーサルジヨイ
ント、　１２・・・第２の従動軸、３０・・・動力源、
　３２・・・出力軸、３４・・・ユニバーサルジヨイン
ト、 ３６・・・従動軸、　３８・・・伸縮機構、４２・・・
ホルダ、　４６・・・油圧装置、４８．４９・・・フェ
イスギア、５２・・・第２のユニバーサルジョイン）、
５４・・・圧延ロール、６０、・、プラットフォーム、
６２・・・支持装置６４・・・油圧シリンダー、　６６
及び６７・・・溝、６Ｂ、６９・・・突起、　７０．７
１・・・ライナ、７２・・・取り付はボルト、 特許出願人　住友金属工業株式会社 住友重機械工業株式会社 代理人　弁理士　新居止音 第４図 第３図 １ 第６図 」 を 第８図（イ） 第８図（ロ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）クロスピン形ユニバーザルジヨイントを介して駆
   動軸と連結された第１従動軸と、該第１従動輔ともう１
   つのクロスピン形ユニバーサルジヨイントを介して連結
   され且つロールを支持する第２従動輔とを備える傾斜圧
   延機の駆動装置であって、該第１従動軸は２つの部分に
   分離可能であり、該分離される部分の端面がフェイスギ
   アにより構成され、該駆動軸に対する該第２従動軸の回
   転位相を変更可能にしたことを特徴とする傾斜圧延機の
   駆動装置。