KR100618432B1 - 롤 압연기 - Google Patents

Abstract

큰 부하용량을 가능하게 하고, 밀 스탠드를 얇고 컴팩트하게 할 수 있고, 구동감속기 주위도 컴팩트화 가능하여, 예비(스탠바이) 하우징의 설비코스트를 저감한 롤 압연기를 제공한다.

롤 유니트를 회전구동시키는 구동 유니트와, 상기 롤 유니트로 구성되고, 구동 유니트는, 그 외측 하우징(3) 내에 패스라인과 동심으로 배치된 대경의 링 형상의 구동용 베벨기어(4)와, 구동용 베벨기어(4)를 회전시키는 입력축 기구(5)와, 구동용 베벨기어(4)의 회전을 각 롤(1)에 전하는 전달기구(8)로 이루어지며, 전달기구(8)는, 2개의 구동용 베벨기어(4a, 4b)에 끼워진 상태로 맞물려 있는 소경의 전달용 베벨기어(10)와, 전달용 베벨기어(10)의 회전을 각 롤(1)에 전달하는 제1 전달축(11) 및 제2 전달축(12)으로 이루어진다. 롤 유니트(B)와, 구동 유니트(A)는, 연결 커플링(40)에 의해 착탈 가능하다. 롤 유니트(B)의 내측 하우징(13)은, 그 외주에 4개소의 위치결정부(15)가 형성되어 있고, 구동 유니트(A)의 외측 하우징(3)은, 대략 링 형상이고, 그 내주에 4개소의 위치결정부(14)가 형성되어 있어서, 내측 하우징(13)을 외측 하우징(3) 내에 넣으면, 위치결정부(14, 15)에 의해 패스라인 반경방향의 위치결정을 할 수 있고, 걸어맞춤 돌기(16)와 홀드다운(17)으로 체결하면 패스라인방향으로 위치결정하여, 구속할 수 있다.

Description

롤 압연기{Rolling Mill}

도 1은, 제1 발명의 하나의 실시형태에 관한 롤 압연기에 있어서의 표면측 하우징을 떼어낸 상태의 정면도이다.

도 2는, 도 1의 롤 압연기의 일부확대도이다.

도 3은, 도 1의 롤 압연기의 횡단면도이다.

도 4는, 본 발명의 다른 실시형태에 관한 롤 압연기에 있어서의 표면측 하우징을 떼어낸 상태의 정면도이다.

도 5는, 제2 발명의 하나의 실시형태에 관한 롤 압연기에 있어서의 구동 유니트(A)와 롤 유니트(B)의 정면도이다.

도 6은, 구동 유니트(A)의 표면측 하우징을 제외한 상태의 정면도이다.

도 7은, 롤 유니트(B)의 표면측 하우징을 제외한 상태의 정면도이다.

도 8은, 연결 커플링(40)의 평면도이다.

도 9는, 본 실시형태의 롤 압연기에 있어서의 조립상태의 정면도이다.

도 10은, 종래의 4롤 밀의 정면도이다.

도 11은, 종래의 다른 4롤 밀의 정면도이다.

본 발명은, 롤 압연기에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 봉강(棒鋼,bar steel)이나 선재(線材,wire rod), 파이프 등의 소재를 압연성형하는 롤 압연기에 관한 것이다. 여기서, 본 명세서에서 말하는, 「소재」라는 것은, 봉강, 선재, 파이프 등을 포함하는 개념이다.
소재의 압연은, 4롤 밀(roll mill)이나 3롤 밀로, 4방향 또는 3방향에서 압연하며, 이것을 다단으로 나열한 롤 밀군(群)에서 몇번이고 반복압연하여, 단면형상을 조금씩 감소시키면서, 원하는 형상과 치수로 완성해 간다.
상기와 같은 압연작업에 사용되는 압연기 중에, 4롤 밀의 대표적인 것은, 도 10 및 도 11에 나타낸 바와 같이 구성되어 있다.
즉, 1축이 입력축(101)이고, 이 입력축(101)에 의해 4축 구동(驅動)하도록 되어 있으며, 4개의 롤(102, 103, 104, 105) 각각의 측면에 베벨기어(102b, 103b, 104b, 105b)를 장착해서, 이 베벨기어(102b∼105b)를 통하여 순서대로 구동력을 전달해 가도록 구성되어 있다.

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그런데, 이 구성에서는, 베벨기어(102b∼105b)의 크기가 롤(102∼105)의 외경(外徑)보다 작아야 하기 때문에, 베벨기어(102b∼105b)의 크기에 제한이 있어서, 전달토크(torque)에 한계가 있어서, 대부하(大負荷)용량의 밀에는 적용할 수 없다는 문제가 있다.

또한, 도 11에 나타낸 바와 같이 마찬가지의 4롤 밀을 45°경사지게 해서 경사 밀을 구성한 경우는, 입력축(101)이 경사진 윗쪽으로 뻗으므로, 이 입력축(101)에 연결하는 감속기는 부피가 큰 대형으로 되어, 설비비가 비싸지거나 설치공간을 많이 차지한다는 문제가 있다.

한편, 일본국 특허공개 평4-71704호 공보에 기재된 4롤 밀은, 4개의 롤 축 각각에 베벨기어를 장착하고 있고, 이 베벨기어에 맞물려서, 동력을 전달하는 기어가 하우징의 이면측(裏側) 또는 표면측(表側)에 배치되어 있다.

그런데, 이 구조에 의하면, 밀의 폭이 두꺼워지므로, 스트레치 리듀서 (stretch reducer) 등과 같이 스탠드 간격을 최소화할 필요가 있는 압연기에는 적합하지 않다.

또한, 일본국 특허공개 평2-70305호 공보에 기재된 3롤 밀에서는, 하우징의 내경(內徑)보다 약간 작은 외경을 가진 대경(大徑) 하이포이드 기어(hypoid gear)를 하우징 내에 배치하고, 입력축의 입력용 하이포이드 기어를 맞물리게 해서, 상기 대경 하이포이드 기어를 회전시키고, 이 대경 하이포이드 기어에 3개의 롤 구동축의 종동측(從動側) 하이포이드 기어를 서로 맞물리게 해서, 3개의 롤을 구동하도록 하고 있다.

그런데, 이 구조에서는, 대경 하이포이드 기어의 중심과 구동측(驅動側) 및 종동측의 소경(小徑) 하이포이드 기어와의 옵셋 양이 치형(齒形)에 의해 결정되는데, 2개의 대경 하이포이드 기어로 소경 기어를 끼우는 배치는, 옵셋 양이 반대방향으로 되기 때문에, 불가능하다. 따라서, 대경 하이포이드 기어는 항상 1개 밖에 사용할 수가 없기 때문에, 큰 부하용량의 밀에는 적용할 수 없다는 문제가 있다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여, 큰 부하용량을 가능하게 하고, 밀 스탠드를 얇고 컴팩트하게 할 수 있어서, 구동감속기의 주변도 컴팩트화 할 수 있는 롤 압연기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

한편, 스트레치 리듀서와 같이, 20스탠드 이상의 밀 하우징으로 구성되는 탠덤(tandem) 압연기에서는, 본체에 붙어 있는 하우징 외에 제품크기에 따라 예비(스탠바이) 하우징을 준비할 필요가 있어서, 총 하우징 수는 100 이상에도 달한다.

이 때문에, 상기 종래 예와 같이, 하우징 전부가 기어구동기구를 포함하고 있게 되면, 총 설비코스트는 방대한 것이 된다.

본 발명은, 이러한 사정을 감안하여, 다수의 압연 스탠드로 구성되는 탠덤 압연기에 있어서, 하우징의 컴팩트화와 예비 하우징의 설비코스트 저감을 목적으로 하는 것이다.

청구항 1의 롤 압연기는, 소재를 압연할 수 있도록 배치된 복수의 롤을 가지는 롤 유니트와, 이 롤 유니트를 회전구동시키는 구동 유니트로 이루어지고, 상기 구동 유니트는, 서로 치면(齒面)을 마주보게 배치된 2개의 대경(大徑)의 링 형상의 구동용 베벨기어와, 이 구동용 베벨기어를 회전시키는 입력축 기구와, 상기 구동용 베벨기어의 회전을 각 롤에 전하는 전달기구로 이루어지고,
상기 전달기구가, 상기 2개의 구동용 베벨기어에 끼워진 상태로 서로 맞물려 있는 소경(小徑)의 전달용 베벨기어와, 이 전달용 베벨기어의 회전을 상기 각 롤에 전달하는 전달축 기구로 이루어진 것을 특징으로 한다.

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청구항 3의 롤 압연기는, 청구항 1 기재의 발명에 있어서, 상기의 전달축 기구가, 상기 전달용 베벨기어를 장착한 제1 전동(傳動)축과, 이 제1 전동축에 장착된 제1 원통기어와, 상기 롤의 롤 축에 연결되는 제2 전동축과, 이 제2 전동축에 장착되어, 상기 제1 원통기어에 맞물리는 제2 원통기어로 이루어진 것을 특징으로 한다.

청구항 4의 롤 압연기는, 청구항 1 기재의 발명에 있어서, 상기 입력축 기구가, 상기 하우징의 외부에서 내부로 연결된 1개의 입력축과, 이 입력축에 장착되어, 상기 구동용 베벨기어에 맞물린 소경의 입력용 베벨기어로 이루어진 것을 특징으로 한다.

청구항 5의 롤 압연기는, 청구항 4 기재의 발명에 있어서, 상기의 롤 유니트가, 한쌍의 수평롤과 한쌍의 수직롤의 4롤로 구성되어 있고, 상기 입력축 기구의 입력축이 수평으로 배치되어 있으며, 이 입력축의 입력용 베벨기어가 상기 전달축 기구의 전달용 베벨기어를 겸하고 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 6의 롤 압연기는, 청구항 4 기재의 발명에 있어서, 상기의 롤 유니트가, 한쌍의 경사롤과, 그에 대해 직교하는 다른 한쌍의 경사롤의 4롤로 이루어져 있고, 상기 입력축 기구의 입력축이 수평으로 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 7의 롤 압연기는, 청구항 4 기재의 발명에 있어서, 상기 롤 유니트가, 패스라인 주위에 120° 간격으로 배치된 3롤로 구성되어 있고, 상기 입력축 기구의 입력축이 수평으로 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 8의 롤 압연기는, 상기 롤 유니트를 지지하는 내측 하우징과, 상기 구동 유니트를 지지하는 외측 하우징을 구비하고 있으며, 상기 외측 하우징은, 거의 링 모양 형상이고, 상기 구동용 베벨기어는, 그 외경이 상기 외측 하우징의 외경보다 약간 작고, 그 내경이, 상기 복수의 롤의 외단(外端) 사이 거리보다 큰 것을 특징으로 한다.

청구항 9의 롤 압연기는, 상기 2개의 구동용 베벨기어를 지지하는 외측 하우징이, 분할(split)형(割型)으로 구성된 표면측 하우징과 이면측 하우징으로 이루어지고, 한쪽의 구동용 베벨기어가 베어링을 통해 상기 표면측 하우징에 회전 가능하게 장착되며, 다른쪽의 구동용 베벨기어가 베어링을 통해 상기 이면측 하우징에 회전 가능하게 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 10의 롤 압연기는, 소재를 압연할 수 있도록 배치된 복수의 롤을 내측 하우징으로 지지한 롤 유니트와, 이 롤 유니트를 회전구동시키는 구동수단을 외측 하우징으로 지지한 구동 유니트로 구성되고, 상기 롤 유니트의 롤축과 상기 구동 유니트의 전동축은 분리결합이 가능한 연결 커플링을 통해 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 11의 롤 압연기는, 청구항 10 기재의 발명에 있어서, 상기 롤 유니트의 내측 하우징은, 그 외주(外周)에 4개소의 위치결정부가 형성되어 있고, 상기 구동 유니트의 외측 하우징은, 대략 링 형상이고, 그 내주에 4개소의 위치결정부가 형성되어 있으며, 상기 내측 하우징의 위치결정부를 상기 외측 하우징의 위치결정부에 맞닿게 함으로써, 상기 롤 유니트를 상기 구동 유니트에 대해 위치결정하도록 한 것을 특징으로 한다.

청구항 12의 롤 압연기는, 청구항 11 기재의 발명에 있어서, 상기 롤 유니트의 상기 구동 유니트에 대한 장착수단이, 상기 외측 하우징의 패스라인방향 일측에 있어서, 이 외측 하우징의 내단(內端) 둘레에서 내주(內周)방향으로 돌출하도록 형성된 걸어맞춤 돌기와, 상기 외측 하우징의 패스라인방향 타측에 있어서, 이 외측 하우징의 내단 둘레와 상기 내측 하우징의 외단(外端) 둘레의 사이에 가로질러 걸린 홀드다운(hold-down)과, 이 홀드다운을 상기 외측 하우징 또는 내측 하우징에 체결(締結)하는 체결수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

청구항 13의 롤 압연기는, 청구항 10 기재의 발명에 있어서, 상기 내측 하우징이, 표면측 하우징과 이면측 하우징으로 이루어진 반할(半割)구조여서, 상기 표리(表裏) 양 하우징을 결합함으로써 상기 각 롤을 지지할 수 있고, 상기 양 하우징을 분리함으로써 상기 각 롤을 꺼낼 수 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 14의 롤 압연기는, 청구항 10 기재의 발명에 있어서, 상기 외측 하우징이, 표면측 하우징과 이면측 하우징으로 이루어지는 반할구조여서, 상기 표리 양 하우징을 결합함으로써 상기 구동수단을 지지할 수 있고, 상기 표리 양 하우징을 분리함으로써 상기 구동수단을 분리 및 꺼낼 수 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 15의 롤 압연기는, 상기 내측 하우징 4개소의 위치결정부, 및 상기 외측 하우징 4개소의 위치결정부가, 모두, 내측 하우징의 외측 하우징에 대한 상하좌우방향의 위치결정과, 패스라인 주위의 위치결정이 가능한 접촉면을 가지고 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 1의 발명에 의하면, 롤과 별개로 배치한 대경의 링 형상의 베벨기어에 의해 롤에 구동력을 부여할 수 있기 때문에, 롤 지름에 관계 없이 큰 토크의 전달이 가능하게 되어, 큰 부하용량의 압연기로 할 수 있으며, 또한, 구동용 베벨기어를 2개 사용하여 소경의 전달용 베벨기어를 끼고 있어서, 2개의 구동용 베벨기어에 의해 토크전달을 하므로, 큰 토크의 전달이 가능하게 되어, 압연기를 얇게 한 채로, 큰 부하용량으로 할 수 있다. 더욱이, 하우징의 표면측이나 이면측에 구동용 기어를 배치하지 않으므로, 압연기를 얇게 하여 스탠드 간격을 최소화할 수 있어, 스트레치 리듀서 등에 적합하다.

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청구항 3의 발명에 의하면, 구동용 베벨기어와 롤 간의 토크전달이, 원통기어를 사용해서 행해지므로, 구조가 심플함과 함께 전달토크를 크게 할 수 있다.

청구항 4의 발명에 의하면, 구동용 베벨기어를 회전시키는 입력축 기구가, 1개의 입력축과 소경의 입력용 베벨기어로 이루어지는 단순한 구조이므로, 압연기 전체를 컴팩트하게 할 수 있다.

청구항 5의 발명에 의하면, 입력축이 수평이므로, 구동용 감속기와의 연결부 부피가 커지지 않고, 또한 구동용 감속기 내에 전달용 베벨기어가 불필요하게 되므로, 컴팩트하게 된다.

청구항 6의 발명에 의하면, 경사롤로 구성한 것이면서도, 입력축은 수평으로 배치되어 있으므로, 구동용 감속기와의 연결부 부피가 커지지 않는다.

청구항 7의 발명에 의하면, 3롤 구조의 압연기에 있어서, 입력축이 수평으로 배치되어 있으므로, 구동용 감속기와의 연결부 부피가 커지지 않는다.

청구항 8의 발명에 의하면, 구동용 베벨기어를 복수개의 롤의 외측에 배치하여, 외측 하우징의 외경보다 약간 작은 정도까지 크게 할 수 있으므로, 상당히 대경의 링 형상 기어로 할 수 있어서, 큰 구동력을 전달할 수 있다.

청구항 9의 발명에 의하면, 2개의 구동용 베벨기어를 개별적으로 표면측 하우징과 이면측 하우징에 장착했기 때문에, 롤에 대한 토크 전달시의 반력(反力)을 상쇄시킬 수 있어서, 원활하게 롤을 회전시킬 수 있다.

청구항 10의 발명에 의하면, 롤 유니트와 구동 유니트를 조합지어 압연기 상에 배치할 수 있고, 커플링에서 잘라 분리하면 롤 유니트와 구동 유니트를 따로 따로 보관·관리할 수 있다.

그리고, 여러 사이즈 압연에 필요한 롤 유니트는, 구동기구를 갖지 않기 때문에, 거의 유지보수 불필요임과 함께, 다수(예를 들면, 100 이상) 유니트를 준비해도 코스트는 큰 폭으로 저감할 수 있다. 또, 구동 유니트는, 본체 압연기에 필요한 수(예를 들면, 20대)와 예비(스탠바이) 스탠드용(예를 들면, 20대)만 준비하면 되므로, 총 설비코스트를 큰 폭으로 저감할 수 있다.

또한, 구동 유니트는, 종래기술의 구동기구 내장 타입과 같이, 롤 교환시마다 구동부를 해체할 필요가 없기 때문에, 롤 교환이 극히 단시간에 행하여질 수 있음과 함께 구동부를 손상할 위험성이 전혀 없고, 구동부의 윤활도 완전한 패키지 유니트로 할 수 있으므로 롤 유니트의 교환시마다 바꿀 필요가 없다.

청구항 11의 발명에 의하면, 내측 하우징의 위치결정부를 외측 하우징의 위치결정부에 맞닿게 하기만 하면, 롤 유니트를 구동 유니트에 대해 상하방향 및 좌우방향으로 정확하게 위치결정할 수 있고, 게다가 링 형상의 외측 하우징은 반경(半徑)방향의 외력(外力)에 대한 저항력이 강하기 때문에, 압연 정밀도가 향상된다.

청구항 12의 발명에 의하면, 홀드다운과 걸어맞춤 돌기에 의해 내측 하우징을 외측 하우징 안에 넣어 고정할 수 있으므로, 구동 유니트에 대한 롤 유니트의 구속력이 강하여, 패스라인방향에 있어서의 변위(變位)가 발생하지 않기 때문에, 압연 정밀도가 향상된다.

청구항 13의 발명에 의하면, 표리 양 하우징을 분리하기만 하면 각 롤을 꺼낼 수 있으므로, 롤 교환이 용이하게 행하여진다. 또, 롤 교환이 용이하기 때문에, 모든 압연사이즈에 대응하는 수의 롤 유니트를 준비하지 않아도, 그보다 적은 수의 롤 유니트를 가지고, 롤 만을 교환함으로써 모든 압연사이즈에 대응할 수 있으므로, 설비비를 저감할 수 있다.

청구항 14의 발명에 의하면, 표면측 하우징 또는 이면측 하우징을 분리하기만 하면, 구동수단을 분리하거나 조립할 수 있으므로, 보수점검을 극히 용이하게 행하여진다.

청구항 15의 발명에 의하면, 내측 하우징의 외측 하우징에 대한 위치결정이, 상하좌우방향 뿐만 아니라, 패스라인 주위의 회전방향으로도 위치결정 가능하므로, 구동 유니트와 롤 유니트를 연결하는 연결 커플링에 무리한 힘이 가해지지 않아, 원활하게 운전할 수 있다.
본 발명의 구성과 효과는, 첨부도면을 이용한 다음 설명에 의하여 보다 분명히 이해될 수 있다.

다음으로 제1 발명의 실시형태를 도면에 기하여 설명한다.

먼저, 도 1에 기하여 기본구조를 설명한다.

이 롤 압연기는, 4롤 밀이고, 한쌍의 수평롤(1, 1)과 한쌍의 수직롤(1, 1)로 이루어지는 압연기이다. 이 4개의 롤(1)은 패스라인 주위에 배치되어 있고, 각 롤(1)의 롤 홈으로 소재를 압연성형하도록 되어 있다. 또, 각 롤(1)의 중심에는 롤 축(2)이 고정되어 있다. 3은 후술하는 구동용 베벨기어(4)나 전달기구(8) 등을 지지하는 링 형상의 외측 하우징이며, 이 외측 하우징(3)은 분할(split)형으로 구성된 표면측 하우징(3a)(도 1에서는 도시 생략)과 이면측 하우징(3b)으로 구성되어 있다. 이 하우징(3)에 대해서는, 도 3에서 상술한다.

또한, 상기 4개의 롤(1)은, 도시하지 않은 내측 하우징으로 지지되어 있고, 이 내측 하우징은 상기 외측 하우징(3) 내에 수용되는 크기이다.

상기 외측 하우징(3)은 대략 링 형상의 외형 형상을 하고 있고, 그 내부에 대경의 링 형상의 구동용 베벨기어(4)가 배치되어 있다. 이 구동용 베벨기어(4)의 외경은, 외측 하우징(3)의 외경보다 약간 작은 정도이며, 패스라인과 동심으로 배치되어 있으므로, 상당히 대경의 링 형상 기어로 할 수가 있다. 또, 이 구동용 베벨기어(4)의 내경은 4개의 롤(1)의 외단(外端) 사이 거리보다 큰 치수이다.

5는 입력축 기구로서, 입력축(6)과 이 입력축(6)에 장착된 입력용 베벨기어(7)로 구성되어 있다. 이 입력축(6)을 구동용 모터와 감속기(모두 도시생략)에 의해 회전시키면, 상기 구동용 베벨기어(4)가 패스라인 주위로 회전된다.

8은 전달기구로서, 상기 구동용 베벨기어(4)에 맞물려 회전되는 전달용 베벨기어(10)와, 제1 전동(傳動)축(11), 제2 전동축(12) 등으로 구성되어 있다. 이 전달기구(8)에 의해, 각 롤(1)은 회전구동된다.

다음으로, 상기 롤 압연기의 상세사항을 설명한다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 외측 하우징(3)은 표면측 하우징(3a)과 이면측 하우징(3b)으로 구성되어 있다. 그리고, 표면측 하우징(3a)과 이면측 하우징(3b)의 각각에 베어링(31)을 통하여, 표면측 구동용 베벨기어(4a)와 이면측 구동용 베벨기어(4b)가 회전 가능하게 장착되어 있다. 여기서, 표면측과 이면측을 특히 구별하지 않는 경우는, 구동용 베벨기어(4)라고 한다.

상기 입력축(6)은, 그 중간 부분이 베어링(32)으로 지지되고, 그 내단(內端)이 베어링(33)으로 지지되어, 하우징(3)에 대하여 회전 가능하다. 그리고, 입력축(6)에 장착된, 입력용 베벨기어(7)는, 표리 2개의 구동용 베벨기어(4a, 4b)에 맞물려 있으며, 이를 서로 반대방향으로 회전시키도록 되어 있다.

도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 전달기구(8)의 상세사항은 다음과 같이 구성되어 있다.

제1 전동축(11)은 베어링(34, 35)으로 회전 가능하게 지지되어 있고, 이 제1 전동축(11)에 소경의 전동용 베벨기어(10)와 제1 원통기어(21)가 장착되어 있다. 이 베벨기어(10)는 이미 서술한 바와 같이 구동용 베벨기어(4)로 회전되므로, 제1 전동축(11)이 회전된다.

한편, 제2 전동축(12)이 상기 제1 전동축(11)과 평행하게 설치되고, 베어링(36, 37)으로 회전 가능하게 지지되어 있다.

이 제2 전동축(12)에는, 제2 원통기어(22)가 장착되어 있고, 제2 원통기어(22)는 상기 제1 원통기어(21)와 맞물려 있다. 그리고, 제2 전동축(12)은, 착탈 커플링(40)으로 롤 축(2)에 연결되어 있다.

여기서, 상기 제1, 제2 원통기어(21, 22)는, 평 기어(spur gear)이어도 헬리컬 기어(helical gear)이어도 좋다.

4개의 롤(1) 중 3개의 롤(1)은 상기의 전달기구에 의해, 구동된다. 여기서, 입력축(6)에 가장 근접한 롤(1)에 대해서는, 제1 전동축(11)을 배치할 장소에 입력축(6)이 배치되어 있으므로, 제1 전동축을 설치하지 않고, 입력축(6)에 장착한 제1 원통기어(21)에서 제2 전동축(12)으로 회전구동을 전하도록 구성한 전달기구(8a)를 채용하고 있다.

상기의 구성에 의해, 2개의 구동용 베벨기어(4a, 4b)가 회전하면, 4개의 롤(1)이 회전하도록 되어 있다.

이상과 같이, 2개의 대경의 구동용 베벨기어(4a, 4b)를 사용해서 토크를 전달하므로, 대용량 압연기로 할 수가 있고, 게다가 하우징의 표면이나 이면에 구동용의 기어 등을 필요로 하지 않기 때문에, 압연기를 얇게 할 수 있어, 스탠드 간격을 최소화할 필요가 있는 스트레치 리듀서 등에 적합하다.

도 4는, 4개의 롤(1)을 경사지게 배치한 경사롤을 나타내고 있다. 이 롤 배치에서는, 전달기구(8)가 수평위치로 존재하지 않게 되므로, 모든 롤(1)이 제1 전동축(11)과 제2 전동축(12)을 통해서 구동되는 구성으로 되어 있다. 따라서, 입력축(6)에는 입력용 베벨기어(7)를 장착하고 있기만 하면, 제1 원통기어를 장착할 필요는 없다.

종래기술에서는, 이 경사롤의 구동축은 경사진 윗쪽으로 뻗기 때문에, 감속기와의 연결부 부피가 커졌었으나, 본 발명에서는 입력축(6)을 도시한 바와 같이 수평으로 배치할 수 있기 때문에, 연결부의 구성을 높이가 낮은 컴팩트한 것으로 할 수가 있다.

상기 실시형태는, 모두 4롤 밀에 관한 것이지만, 3롤 밀이더라도, 마찬가지의 전달기구(8)와 입력축 기구(5)를 사용하여 구성할 수 있다. 즉, 패스라인 주위에 120° 간격으로 배치한 3개의 롤에 대응시켜 3개의 전달기구(8)를 설치하여, 마찬가지의 구동용 베벨기어(4)를 사용해서 회전구동할 수 있다. 게다가, 이 경우, 수평위치로 입력축 기구의 입력축을 배치할 수 있으므로, 구동용 감속기와의 연결부 부피가 커지지 않게 된다.

다음으로, 제2 발명의 실시형태를 도면에 기하여 설명한다.

우선, 제2 발명의 실시형태를 수직수평롤에 적용한 4롤 압연기에 대해 설명한다.

도 5의 (A)도는 구동 유니트(A)를 나타내고 있고, (B)도는 롤 유니트(B)를 나타내고 있다. 상기 구동 유니트(A)는, 분할(split)형으로 구성된 표면측 하우징(3a) 및 이면측 하우징(3b)으로 이루어진 외측 하우징(3)과, 이것에 수용되어 지지되는 후술하는 구동수단으로 구성된다. 도 5에서는, 이면측 하우징(3b)은 보이지 않고, 표면측 하우징(3a)만 도시되어 있다.

이 외측 하우징(3)은 대략 링 형상이고, 그 내주의 상하좌우의 4개소에 평탄하게 형성된 위치결정부(14)가 구비되어 있다.

상기 롤 유니트(B)도, 분할(split)형으로 구성된 표면측 하우징(13a) 및 이면측 하우징(13b)으로 이루어지는 내측 하우징(13)과, 이것에 수용되어 지지되는 4개의 롤(1)로 구성되어 있다. 도 5에서는, 이면측 하우징(13b)은 보이지 않고, 표면측 하우징(13a)만 도시되어 있다.

이 내측 하우징(13)은 대략 사각형이고, 그 외주의 4개소의 모서리부에는, 평탄하게 형성된 위치결정부(15)가 구비되어 있다.

도 6은 구동 유니트(A)를 나타내고 있다. 대략 링 형상인 외측 하우징(3)(도면에는 이면측 하우징(3b)만 도시) 내에는, 대경의 링 형상의 구동용 베벨기어(4)가 배치되어 있다. 이 구동용 베벨기어(4)의 외경은, 외측 하우징(3)의 내경보다 약간 작은 정도이며, 패스라인과 동심으로 배치되어 있으므로, 상당히 대경의 링 형상 기어로 할 수 있다. 또, 이 구동용 베벨기어(4)의 내경은 4개의 롤(1)의 외단(外端) 사이 거리보다 큰 치수이다.

5는 입력축 기구로서, 입력축(6)과 이 입력축(6)에 장착된 입력용 베벨기어(7)로 구성되어 있다. 이 입력축(6)을 구동용 모터와 감속기(모두 도시생략)에 의해 회전시키면, 상기 구동용 베벨기어(4)가 패스라인 주위로 회전된다.

8은 전달기구로서, 상기 구동용 베벨기어(4)에 맞물려 회전되는 전달용 베벨기어(10)와, 제1 전동축(11), 제2 전동축(12) 등으로 구성되어 있다. 이 전달기구(8)에 의해, 각 롤(1)은 회전구동된다.

이 제2 전동축(12)의 단부(端部)에는, 후술하는 연결 커플링(40)의 반체(半體)가 장착되어 있다.

도 7은 롤 유니트(B)를 나타내고 있으며, 상기 내측 하우징(13)(도면에는 이면측 하우징(13b)만 도시) 내에, 한쌍의 수평롤(1, 1)과 한쌍의 수직롤(1, 1)이 조합지어져 있다. 즉, 이 롤 유니트(B)는 4롤 유니트이다. 이 4개의 롤(1)은 소재를 압연할 수 있도록 배치되어 있고, 각 롤(1)의 롤 홈에서 봉(棒) 선재나 파이프를 압연성형할 수 있다. 또, 각 롤(1)의 중심에는 롤 축(2)이 고정되고, 각 롤 축(2)은 표면측 하우징(13a)과 이면측 하우징(13b)으로 지지된 베어링으로 회전 가능하게 지지되어 있다.

이 롤 축(2)의 단부(端部)에는 후술하는 연결 커플링(40)의 반체(半體)가 장착되어 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 외측 하우징(3)은 표면측 하우징(3a)과 이면측 하우징(3b)으로 구성되어 있고, 이들을 결합함으로써, 후술하는 구동수단을 지지할 수 있도록 되어 있다.

또, 이 외측 하우징(3)에는 내측 하우징(13)을 고정하는 장착수단이 구비되어 있다. 즉, 상기 외측 하우징(3)의 패스라인방향 일측에 해당하는 이면측 하우징(3b)의 내단(內端) 둘레(예를 들면, 위치결정부(14))로부터는 내주방향으로 돌출하는 걸어맞춤 돌기(16)가 형성되어, 내측 하우징(13)을 외측 하우징(3)의 내부에 넣으면, 패스라인방향의 이동이 이 걸어맞춤 돌기(16)로 구속되도록 되어 있다. 한편, 외측 하우징(3)의 패스라인방향의 타측에 해당하는 표면측 하우징(3a)의 내외단(內外端) 둘레(예를 들면, 위치결정부(14))와 내측 하우징(13)의 외단(外端) 둘레(예를 들면, 위치결정부(15))의 사이에 가로 걸쳐지는 홀드다운(17)이 설치되어 있고, 이 홀드다운(17)은 체결수단인 볼트 등으로 외측 하우징(3) 또는 내측 하우징(13)에 고정되도록 되어 있다.

상기 구동수단은 주로, 구동용 베벨기어(4)와 전달기구(8)로 구성되어 있다.

상기 구동용 베벨기어(4)는, 표면측 구동용 베벨기어(4a)와 이면측 구동용 베벨기어(4b)의 2개의 베벨기어로 구성되어 있다. 그리고, 이들 양 구동용 베벨기어(4a, 4b)는, 표면측 하우징(3a)과 이면측 하우징(3b)의 각각에 베어링(31)을 통하여, 회전 가능하게 장착되어 있다.

상기 입력축(6)은, 그 중간 부분이 베어링(32)으로 지지되고, 그 내단(內端)이 베어링(33)으로 지지되어, 외측 하우징(3)에 대하여 회전 가능하다. 그리고, 입력축(6)에 장착된, 입력용 베벨기어(7)는, 표리 2개의 구동용 베벨기어(4a, 4b)에 맞물려 있어, 이를 서로 역방향으로 회전시키도록 되어 있다.

도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 전달기구(8)의 상세사항은 다음과 같이 구성되어 있다.

제1 전동축(11)은 베어링(34, 35)으로 회전 가능하게 지지되어 있고, 이 제1 전동축(11)에 소경의 전동용 베벨기어(10)와 제1 원통기어(21)가 장착되어 있다. 이 전동용 베벨기어(10)는 이미 서술한 바와 같이 구동용 베벨기어(4)로 회전되므로, 제1 전동축(11)이 회전된다.

한편, 제2 전동축(12)이 상기 제1 전동축(11)과 평행하게 설치되고, 베어링(36, 37)으로 회전 가능하게 지지되어 있다.

이 제2 전동축(12)에는, 제2 원통기어(22)가 장착되어 있고, 제2 원통기어(22)는 상기 제1 원통기어(21)와 맞물려 있다. 그리고, 제2 전동축(12)은, 착탈 커플링(40)으로 롤 축(2)에 연결되어 있다.

여기서, 상기 제1, 제2 원통기어(21, 22)는 평 기어이어도 헬리컬기어이어도 좋다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 4개의 롤(1) 중 3개의 롤(1)은 상기의 전달기구(8)에 의해 구동된다. 여기서, 입력축(6)에 가장 근접한 롤(1)에 대해서는, 제1 전동축(11)을 설치할 장소에 입력축(6)이 배치되어 있으므로, 제1 전동축을 설치하지 않고, 입력축에 장착한 제1 원통기어(21)에서 제2 전동축(12)으로 회전구동을 전하도록 구성한 전달기구(8a)를 채용하고 있다.

도 8은 연결 커플링(40)의 일예를 나타내고 있다.

제2 전동축(12)의 선단에 패스라인(41)을 형성하고 두고, 이에 커플링 반체(半體; 42)를 슬라이딩 가능하게 끼우고, 롤 축(2)에 상대부재가 되는 커플링 반체(43)를 고정하여 놓고, 커플링 반체(42, 43)끼리는 맞물림이(齒)나 도그(dog)로 결합시키도록 하고 있다. 44는 슬라이딩 측의 커플링 반체(42)의 세트볼트이다. 슬라이딩 측의 커플링 반체(42)를 끌어들이면, 양 커플링 반체(42, 43)는 분리되므로, 상기 롤 유니트(B)를 구동 유니트(A)에 대하여 연결하거나 연결을 끊거나 할 수 있다. 상기 롤 유니트(B)를 구동 유니트(A)에 연결한 상태에서는, 커플링 반체(42)를 밀어내서 상대쪽 커플링 반체(43)와 맞물리게 하여 두면, 구동 유니트(A)의 동력을 롤 유니트(B)에 전달할 수 있다. 여기서, 커플링(40)은, 상기의 예에 한하지 않고 착탈식이라면, 어떠한 타입을 사용해도 좋다.

도 9 및 도 1은 구동 유니트(A)와 롤 유니트(B)를 결합한 상태를 나타내고 있다. 이 연결상태는, 다음과 같이 하여 얻어진다. 즉, 도 9에 나타낸 바와 같이, 구동 유니트(A)의 링 형상의 외측 하우징(3) 내에 롤 유니트(B)의 내측 하우징(13)을 넣는다. 이 상태에서, 외측 하우징(3)의 4개소의 위치결정부(14)에 내측 하우징(13)의 4개소의 위치결정부(15)가 맞닿게 되어, 상하방향과 좌우방향으로 확실하게 위치결정되고, 동시에 도 3에 나타낸 바와 같이, 내측 하우징(13)이 외측 하우징(3)(이면측 하우징(3b))의 걸어맞춤 돌기(16)로 멈춰지게 된다. 이어서, 외측 하우징(3)의 위치결정부(14)와 내측 하우징(13)의 위치결정부(15)의 사이, 즉 맞닿게 한 4개소에 홀드다운(17)을 가로 걸쳐서, 이 홀드다운(17)을 볼트 등의 체결구로 외측 하우징(3) 또는 내측 하우징(13)에 단단하게 체결한다. 이에 의해, 롤 유니트(B)는 구동 유니트(A)에 대하여, 패스라인방향의 위치결정이 되고, 또한 이동 불가능하게 구속된다. 그리고, 연결 커플링(40)을 서로 연결함으로써, 양 유니트(A, B)가 가동(稼動)상태로 연결된다.

도 1에 나타낸 상기의 상태에서는, 이미 서술한 바와 같이, 구동용 베벨기어(4)를 회전시킴으로써 각 롤(1)을 회전시킬 수 있다. 그리고, 내측 하우징(13)은 외측 하우징(3)에 대하여, 패스라인의 반경방향(상하방향과 좌우방향)으로도, 패스라인방향으로도, 이동 불가능하게 구속되어 있으므로, 압연정밀도를 향상시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 실시형태의 롤 압연기에서는, 롤 유니트(B)와 구동 유니트(A)를 장착하여 압연기 상에 배치할 수 있어, 연결 커플링(40)으로 분리하면 롤 유니트(B)와 구동 유니트(A)를 따로 보관·관리할 수 있다.

그리고, 여러 사이즈 압연에 필요한 롤 유니트(B)는, 구동기구를 가지지 않기 때문에, 거의 유지보수 불필요임과 함께, 다수(예를 들면, 100 이상) 유니트를 준비해도 코스트는 큰 폭으로 저감할 수 있다. 또, 구동 유니트(A)는, 본체 압연기에 필요한 수(예를 들면, 20대)와 예비(스탠바이) 스탠드용(예를 들면, 20대)만 준비하면 되므로, 총 설비코스트를 큰 폭으로 저감할 수 있다. 더욱이, 구동 유니트(A)는, 종래기술의 구동기구 내장 타입과 같이, 롤 교환시마다 구동부를 해체할 필요가 없기 때문에, 롤 교환이 극히 단시간에 행하여짐과 함께 구동부를 손상할 위험성이 전혀 없고, 구동부의 윤활도 완전한 펙키지 유니트로 할 수 있으므로 롤 유니트의 교환시마다 바꿀 필요가 없다.

또, 내측 하우징(13)의 표리 양 하우징(13a, 13b)을 분리하기만 하면 각 롤(1)을 꺼낼 수 있으므로, 롤 교환이 용이하게 행하여진다. 또, 롤 교환이 용이하기 때문에, 모든 압연사이즈에 대응한 수의 롤 유니트(B)를 준비하지 않아도, 그보다 적은 수의 롤 유니트(B)를 이용하여, 롤(1)만을 교환함으로써 모든 압연사이즈에 대응할 수 있으므로, 설비비를 저감할 수 있다.

더욱이, 외측 하우징(3)의 표면측 하우징(3a) 또는 이면측 하우징(3b)을 분리하기만 하면, 구동수단을 분리하거나 조립할 수 있으므로, 보수점검이 극히 용이하게 행하여진다.

도 4는, 4개의 롤(1)을 경사지게 배치한 경사롤을 나타내고 있다. 이 롤 배치에서는, 전달기구(8)가 수평위치로 존재하지 않게 되기 때문에, 모든 롤(1)이 제1 전동축(11)과 제2 전동축(12)을 통하여 구동되는 구성으로 되어 있다. 따라서, 입력축(6)에는 입력용 베벨기어(7)를 장착하고 있기만 하면, 제1 원통기어를 장착할 필요는 없다.

종래기술에서는, 이 경사롤의 구동축은 경사진 윗쪽으로 뻗으므로, 감속기와의 연결부 부피가 크게 되어 있었으나, 본 발명에서는 입력축(6)을 도시한 바와 같이 수평으로 배치할 수 있으므로, 연결부의 구성을 높이가 낮은 컴팩트한 것으로 할 수 있다.

상기 실시형태에서는, 모두 4롤 밀에 관한 것이나, 3롤 밀이더라도, 마찬가지 전달기구(8)와 입력축 기구(5)를 사용하여 구성할 수 있다. 즉, 패스라인 주위에 120°간격으로 배치한 3개의 롤에 대응시켜서 3개의 전달기구(8)를 설치하고, 마찬가지의 구동용 베벨기어(4)를 사용하여 회전구동할 수 있다. 게다가, 이 경우, 수평위치로 입력축 기구의 입력축을 배치할 수 있으므로, 구동용 감속기와의 연결부 부피가 커지지 않는다.

Claims (15)

1. 소재를 압연할 수 있도록 배치된 복수의 롤을 가지는 롤 유니트와, 이 롤 유니트를 회전구동시키는 구동 유니트로 이루어지고,

   상기 구동 유니트는, 서로 치면(齒面)을 마주보게 배치된 2개의 대경의 링 형상의 구동용 베벨기어와, 이 구동용 베벨기어를 회전시키는 입력축 기구와, 상기 구동용 베벨기어의 회전을 각 롤에 전하는 전달기구로 이루어지고,

   상기 전달기구가, 상기 2개의 구동용 베벨기어에 끼워진 상태로 서로 맞물려 있는 소경의 전달용 베벨기어와, 이 전달용 베벨기어의 회전을 상기 각 롤에 전달하는 전달축 기구로 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤 압연기.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 전달축 기구가, 상기 전달용 베벨기어를 장착한 제1 전동축과, 이 제1 전동축에 장착한 제1 원통기어와, 상기 롤의 롤 축에 연결되는 제2 전동축과, 이 제2 전동축에 장착되고, 상기 제1 원통기어에 맞물리는 제2 원통기어로 이루어진 것을 특징으로 하는 롤 압연기.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기의 입력축 기구가, 상기 하우징의 외부에서 내부로 연결된 1개의 입력축과, 이 입력축에 장착되고, 상기 구동용 베벨기어에 맞물린 소경의 입력용 베벨기어로 이루어진 것을 특징으로 하는 롤 압연기.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기의 롤 유니트가, 한쌍의 수평롤과 한쌍의 수직롤의 4롤로 구성되어 있고,

   상기 입력축 기구의 입력축이, 수평으로 배치되어 있으며,

   이 입력축의 입력용 베벨기어가 상기 전달축 기구의 전달용 베벨기어를 겸하고 있는 것을 특징으로 하는 롤 압연기.
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 롤 유니트가, 한쌍의 경사롤과, 그에 대해 직교하는 다른 한쌍의 경사롤의 4롤로 구성되어 있고,

   상기 입력축 기구의 입력축이 수평으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 롤 압연기.
7. 청구항 4에 있어서,

   상기의 롤 유니트가, 패스라인 주위에 120° 간격으로 배치된 3롤로 구성되어 있고,

   상기 입력축 기구의 입력축이 수평으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 롤 압연기.
8. 청구항 1에 있어서,

   상기 롤 유니트를 지지하는 내측 하우징과, 상기 구동 유니트를 지지하는 외측 하우징을 구비하고 있으며,

   상기 외측 하우징은, 대략 링 모양 형상이고,

   상기 구동용 베벨기어는, 그 외경이 상기 외측 하우징의 외경보다 약간 작고, 그 내경이, 상기 복수 롤의 외단(外端) 사이 거리보다 큰 것을 특징으로 하는 롤 압연기.
9. 청구항 1에 있어서,

   상기 2개의 구동용 베벨기어를 지지하는 외측 하우징이, 분할(split)형(割型)으로 구성된 표면측 하우징과 이면측 하우징으로 이루어지고,

   한쪽의 구동용 베벨기어가 베어링을 통해 상기 표면측 하우징에 회전 가능하게 장착되고,

   다른쪽의 구동용 베벨기어가 베어링을 통해 상기 이면측 하우징에 회전 가능하게 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 롤 압연기.
10. 소재를 압연할 수 있도록 배치된 복수의 롤을 내측 하우징으로 지지한 롤 유니트와,

    이 롤 유니트를 회전구동시키는 구동수단을 외측 하우징으로 지지한 구동 유니트로 이루어지고,

    상기 롤 유니트의 롤 축과 상기 구동 유니트의 전동축은 분리결합 가능한 연결 커플링을 통해 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 롤 압연기.
11. 청구항 10에 있어서,

    상기 롤 유니트의 내측 하우징은, 그 외주에 4개소의 위치결정부가 형성되어 있고,

    상기 구동 유니트의 외측 하우징은, 대략 링 형상이고, 그 내주에 4개소의 위치결정부가 형성되어 있으며,

    상기 내측 하우징의 위치결정부를 상기 외측 하우징의 위치결정부에 맞닿게 함으로써, 상기 롤 유니트를 상기 구동 유니트에 대해 위치를 결정하도록 한 것을 특징으로 하는 롤 압연기.
12. 청구항 11에 있어서,

    상기 롤 유니트의 상기 구동 유니트에 대한 장착수단이,

    상기 외측 하우징의 패스라인방향 일측에 있어서, 이 외측 하우징의 내단(內端) 둘레에서 내주방향으로 돌출하도록 형성된 걸어맞춤 돌기와,

    상기 외측 하우징의 패스라인방향 타측에 있어서, 이 외측 하우징의 내단(內端) 둘레와 상기 내측 하우징의 외단(外端) 둘레의 사이에 가로 걸쳐진 홀드다운(hold-down)과,

    이 홀드다운을 상기 외측 하우징 또는 내측 하우징에 체결하는 체결수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 롤 압연기.
13. 청구항 10에 있어서,

    상기 내측 하우징이, 표면측 하우징과 이면측 하우징으로 이루어진 반할(半割)구조여서, 상기 표리 양 하우징을 결합함으로써 상기 각 롤을 지지할 수 있고, 상기 양 하우징을 분리함으로써 상기 각 롤을 꺼낼 수 있는 것을 특징으로 하는 롤 압연기.
14. 청구항 10에 있어서,

    상기 외측 하우징이, 표면측 하우징과 이면측 하우징으로 이루어지는 반할구조여서, 상기 표리 양 하우징을 결합함으로써 상기 구동수단을 지지할 수 있고, 상기 표리 양 하우징을 분리함으로써 상기 구동수단을 분리 및 꺼낼 수 있는 것을 특징으로 하는 롤 압연기.
15. 청구항 11에 있어서,

    상기 내측 하우징의 4개소의 위치결정부, 및 상기 외측 하우징의 4개소의 위치결정부가, 모두, 내측 하우징의 외측 하우징에 대한 상하좌우방향의 위치결정과, 패스라인 주위의 위치결정이 가능한 접촉면을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 롤 압연기.

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