(57)【要約】【課題】  テンションレベラなどに用いられた場合でも、製品の鋼板などへの筋傷の発生を緩和させることができるバックアップロール装置を提供する。【解決手段】  このバックアップロール装置１１は、円筒状のロール１３を、軸１２の外周に転がり軸受１４，１５を介して回転自在に設置したものである。ロール１３の外径面１３ａの軸方向の中間部分を断面形状が略直線状の平坦部１３ａａに形成し、外径面１３ａの軸端部分を先細り形状の面だらし部１３ａｂとする。平坦部１３ａａ面だらし部１３ａｂとの間の繋ぎ目は、断面形状が凸曲線であって平坦部１３ａａと面だらし部１３ａｂとに滑らかに繋がる凸曲線部１３ａｃとする。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のロールを、軸の外周に転がり軸受を介して回転自在に設置したバックアッロール装置において、
前記ロールの外径面の軸方向の中間部分を断面形状が略直線状の平坦部に形成し、前記外径面の軸端部分を先細り形状の面だらし部とし、前記平坦部と前記面だらし部との間の繋ぎ目を、断面形状が凸曲線であって前記平坦部と面だらし部とに滑らかに繋がる凸曲線部としたことを特徴とするバックアップロール装置。
【請求項２】
請求項１において、前記凸曲線部が旋削加工されていることを特徴とするバックアップロール装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記ロールが焼入れされた鋼製であって、前記旋削加工が焼入れ鋼切削であるバックアップロール装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記繋ぎ目となる凸曲線部の軸方向長さを、２mm以上としたバックアップロール装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記繋ぎ目となる凸曲線部の軸方向に沿う断面の断面形状が、一つの真円の円弧状であるバックアップロール装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記繋ぎ目となる凸曲線部の軸方向に沿う断面の断面形状が、互いに曲率半径が異なる複数の円弧が滑らかに繋がった複合円弧形状であるバックアップロール装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記平坦部が、断面凸曲線のクラウニング形状であるバックアップロール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉄鋼材の圧延工程におけるテンションレベラ等に用いられるバックアップロール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼板等の圧延作業の最終工程では、圧延された鋼板等のレベリング材を矯正機であるテンションレベラに通すことで応力の除去が行なわれ、これによりレベリング材の精度が確保される。テンションレベラは、一般的にワークロール、中間ロール、およびバックアップロールを１つのユニットとして備え、そのユニットが、レベリング材をその進行方向の上下から挟み込むように配置される。このテンションレベラでは、前記ワークロールがレベリング材に直接的に接触して、レベリング材の矯正を行う。このワークロールを、前記中間ロールおよびバックアップロールで支持し、最終的には、バックアップロールがすべての荷重を支える。
【０００３】
図６は、鉄鋼材の圧延工程で用いられている一般的なテンションレベラにおけるバックアップロール装置の従来例の断面図を示す。このバックアップロール装置では、軸３２の両端側にそれぞれ各１個の玉軸受３５Ａ，３５Ｂが設けられ、各玉軸受３５Ａ，３５Ｂの軸方向内側位置にはそれぞれ各２個のニードル軸受３４が設けられている。これらの玉軸受３５Ａ，３５Ｂとニードル軸受３４とで、ロール３３が軸３２に回転自在に支持されている。前記２個の玉軸受３５Ａ，３５Ｂは、軸３２の軸方向両方向からのスラスト荷重を負荷するためのものであり、前記４個のニードル軸受３４はラジアル荷重を負荷するためのものである。
【０００４】
このような従来例のバックアップロール装置において、そのロール３３の外径面３３ａでは、軸方向の中間部分の断面形状が略直線状の平坦部３３ａａ（軸方向幅Ｌ１）に形成され、その外径面３３ａの軸端部分が先細り形状で例えば傾斜角度が２°の面だらし部３３ａｂ（軸方向幅Ｌ３）とされている。ロール外径面３３ａの軸端部分でのこのような形状処理は、例えば特許文献１にも開示されている。図６におけるロール３３の一端のＡ部を拡大して示す図７のように、ロール外径面３３ａの前記平坦部３３ａａと前記面だらし部３３ａｂの繋ぎ目はラップのみの加工により滑らかに丸められている。
【特許文献１】特許第３６７４７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記した従来例のように、ロール外径面３３ａの平坦部３３ａａと面だらし部３３ａｂの繋ぎ目をラップ加工のみにより丸めるのでは、その丸め形状にばらつきが生じてしまう。特許文献１のバックアップロール装置においても、ロール外径面３３ａでの平坦部３３ａａと面だらし部３３ａｂの繋ぎ目の管理に関する技術については開示されていない。その丸め形状が小さい場合には、テンションレベラにおいて前記ロール３３が接触する中間ロールとの間で、前記丸め形状部の面圧が局部的に高くなり、中間ロールに接触傷を発生させてしまう。すると、この傷はワークロールにも転写し、最終的には製品である鋼板に筋傷を発生させてしまうことになる。
【０００６】
この発明の目的は、テンションレベラなどに用いられた場合でも、製品の鋼板などへの筋傷の発生を緩和させることができるバックアップロール装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のバックアップロール装置は、円筒状のロールを、軸の外周に転がり軸受を介して回転自在に設置したバックアッロール装置において、前記ロールの外径面の軸方向の中間部分を断面形状が略直線状の平坦部に形成し、前記外径面の軸端部分を先細り形状の面だらし部とし、前記平坦部と前記面だらし部との間の繋ぎ目を、断面形状が凸曲線であって前記平坦部と面だらし部とに滑らかに繋がる凸曲線部としたことを特徴とする。なお、上記の「滑らかに繋がる」とは、ロールの軸心を含む断面において、前記繋ぎ目の断面形状を成す凸曲線が、前記平坦部の断面形状を成す曲線および面だらし部の断面形状を成す曲線に対して、可微分曲線となるように繋がることを言う。
この構成によると、前記平坦部と前記面だらし部との間の繋ぎ目を、前記平坦部と面だらし部とに滑らかに繋がる凸曲線部としたため、テンションレベラなどに用いられた場合でも、ロールが接触する中間ロールとの間で、ロール外径面の凸曲線部に局部的に発生する面圧を緩和できる。
この構成において、前記凸曲線部に旋削加工を追加した場合は、ラップ加工等のみによる場合に比べて、精度良く所望の形状の凸曲線部とすることができて、前記の面圧の緩和効果が確実に得られる。その結果、中間ロールに発生する接触傷を緩和でき、さらにこの傷がワークロール転写しても、製品の鋼板などへの筋傷の発生を緩和させることができる。
【０００８】
この発明において、前記ロールが焼入れされた鋼製であって、前記旋削加工が焼入れ鋼切削であっても良い。この構成の場合、ロール外径面の前記凸曲線部の加工において形状にばらつきが生じるのを低減でき、製品の鋼板などへの筋傷の発生をより一層緩和させることができる。
【０００９】
この発明において、前記繋ぎ目となる凸曲線部の軸方向長さを、２mm以上としても良い。ロール外径面における前記面だらし部の傾斜角度を例えば２°とした場合に、凸曲線部の軸方向長さを２mm以上（例えば３．５mm）とすると、旋削加工される凸曲線部の形状をばらつきのない安定した形状にすることができ、製品の鋼板などへの筋傷の発生をより一層緩和させることができる。
【００１０】
この発明において、前記繋ぎ目となる凸曲線部の軸方向に沿う断面の断面形状が、一つの真円の円弧状であっても良い。
凸曲線部の軸方向に沿う断面の断面形状が、一つの真円の円弧状であると、旋削加工される凸曲線部の形状を、より一層ばらつきのない安定した形状にすることができ、製品の鋼板などへの筋傷の発生をより一層緩和させることができる。
【００１１】
この発明において、前記繋ぎ目となる凸曲線部の軸方向に沿う断面の断面形状が、互いに曲率半径が異なる複数の円弧が滑らかに繋がった複合円弧形状であっても良い。この構成の場合、凸曲線部の断面形状の設計自由度が増すことになる。
【００１２】
この発明において、前記平坦部が、断面凸曲線のクラウニング形状であっても良い。クラウニング形状であると、ロール軸心の撓み等が生じても、圧延される鋼板等の幅方向の全体に均一な押し付け力が得られる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明のバックアップロール装置は、円筒状のロールを、軸の外周に転がり軸受を介して回転自在に設置したバックアッロール装置において、前記ロールの外径面の軸方向の中間部分を断面形状が略直線状の平坦部に形成し、前記外径面の軸端部分を先細り形状の面だらし部とし、前記平坦部と前記面だらし部との間の繋ぎ目を、断面形状が凸曲線であって前記平坦部と面だらし部とに滑らかに繋がる凸曲線部としたため、テンションレベラなどに用いられた場合でも製品の鋼板などへの筋傷の発生を緩和させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明の一実施形態を図１ないし図５と共に説明する。図１は鋼板等の圧延作業の最終工程における圧延設備の概略図を示す。この工程では、上下に配置された駆動ロール１に挟まれて移送される鋼板等のレベリング材２の応力が、矯正機であるテンションレベラ３により除去され、これによりレベリング材２の精度が確保される。テンションレベラ３は、レベリング材２の移送路を挟んで上下に配置される複数のテンションレベラユニット４からなる。
【００１５】
図２および図３に、前記テンションレベラユニット４の側面図および正面図を示す。このテンションレベラユニット４は、ワークロール５、中間ロール６、およびこの発明のバックアップロール装置１１を備える。ワークロール５はレベリング材２に直接的に接触して、レベリング材２の矯正を行う。このワークロール５を、前記中間ロール６およびバックアップロール装置１１で支持し、最終的には、バックアップロール装置１１ですべての荷重を支える。
【００１６】
図４は、この発明のバックアップロール装置１１の一実施形態を断面図で示す。このバックアップロール装置１１は、軸１２に外嵌したロール１３を、ラジアル荷重負荷用の４個のころ軸受１４とスラスト荷重負荷用の２個の玉軸受１５とで、軸１２に対して回転自在に支持している。ころ軸受１４は軸１２の軸方向両端側に２個あて配置される。玉軸受１５は深溝玉軸受からなり、２個ずつ配置されるころ軸受１４の設置位置の軸方向外側に配置される。玉軸受１５としては、このほか４点接触型玉軸受を用いてもよい。
【００１７】
玉軸受１５はラジアル荷重を負荷しないので、その外輪１５ｂがロール１３の内径面に圧入され、内輪１５ａの内径面と軸１２の外径面との間には隙間が設けられている。この玉軸受１５は、軸方向の両方向（矢印Ａ，Ｂで示す）のスラスト荷重の支持が可能なものであって、前記ロール１３および軸１２に対して軸方向の両方向に固定されている。
【００１８】
このバックアップロール装置１１において、そのロール１３の外径面１３ａでは、軸方向の中間部分の断面形状が略直線状の平坦部１３ａａ（軸方向幅Ｌ２）に形成され、その外径面１３ａの軸端部分が先細り形状で例えば傾斜角度が２°の面だらし部１３ａｂ（軸方向幅Ｌ４）とされている。図４におけるロール１３の一端のＢ部を拡大して示す図５のように、ロール外径面１３ａの前記平坦部１３ａａと前記面だらし部１３ａｂの繋ぎ目は、断面形状が凸曲線であって前記平坦部１３ａａと面だらし部１３ａｂとに滑らかに繋がる凸曲線部１３ａｃとされている。ここで、前記凸曲線部１３ａｃの形状表現で言う「滑らかに繋がる」とは、ロール１３の軸心を含む断面の断面形状を成す曲線が可微分曲線となるように繋がることを言う。
【００１９】
ロール１３は焼入れされた鋼製であり、前記繋ぎ目となる凸曲線部１３ａｃの軸方向長さは２mm以上とされていて、その軸方向に沿う断面の断面形状は一つの真円の円弧状（Ｒ１００〜１５０）とされている。ロール外径面１３ａの平坦部１３ａａは、断面凸曲線のクラウニング形状とされている。
【００２０】
このように、このバックアップロール装置１１では、ロール外径面１３ａにおける平坦部１３ａａと面だらし部１３ａｂとの間の繋ぎ目を、断面形状が凸曲線であって平坦部１３ａａと面だらし部１３ａｂとに滑らかに繋がる凸曲線部１３ａｃとしたため、テンションレベラなどに用いられた場合でも、ロール１３が接触する中間ロールとの間で、ロール外径面１３ａの前記凸曲線部１３ａｃに局部的に発生する面圧を緩和できる。その結果、中間ロールに発生する接触傷を緩和でき、さらにこの傷がワークロール転写しても、製品の鋼板などへの筋傷の発生を緩和させることができる。
【００２１】
また、この実施形態では、ロール１３が焼入れされた鋼製とされて、前記凸曲線部１３ａｃの旋削加工が焼入れ鋼切削とされているので、凸曲線部１３ａｃの加工において形状にばらつきが生じるのを低減でき、製品の鋼板などへの筋傷の発生をより一層緩和させることができる。
【００２２】
また、ロール外径面１３ａにおける前記面だらし部１３ａｂの傾斜角度を２°としたこの実施形態において、前記凸曲線部１３ａｃの軸方向長さを２mm以上（例えば３．５mm）としているので、凸曲線部１３ａｃの形状をばらつきのない安定した形状にすることができ、より一層安定させることができ、製品の鋼板などへの筋傷の発生をより一層緩和させることができる。
【００２３】
また、この実施形態では、ロール外径面１３ａにおける平坦部１３ａａと面だらし部１３ａｂとの間の繋ぎ目となる凸曲線部１３ａｃの軸方向に沿う断面の断面形状を、一つの真円の円弧状としているので、加工が容易であり、この点でも旋削加工される凸曲線部１３ａｃの形状をばらつきのない安定した形状にすることができ、製品の鋼板などへの筋傷の発生をより一層緩和させることができる。
なお、凸曲線部１３ａｃの軸方向に沿う断面の断面形状は、上記したように一つの真円の円弧状とする場合のほか、互いに曲率半径が異なる複数の円弧が滑らかに繋がった複合円弧形状としても良い。この場合、凸曲線部１３ａｃの断面形状の設計自由度が増すことになる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】鋼板等の圧延作業の最終工程の設備を示す概略図である。
【図２】テンションレベラユニットの側面図である。
【図３】テンションレベラユニットの正面図である。
【図４】この発明の一実施形態にかかるバックアップロール装置の断面図である。
【図５】図４におけるＢ部の拡大断面図である。
【図６】従来例の断面図である。
【図７】図６におけるＡ部の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１１…バックアップロール装置
１２…軸
１３…ロール
１３ａ…ロール外径面
１３ａａ…平坦部
１３ａｂ…面だらし部
１３ａｃ…凸曲線部
１４…ころ軸受
１５…玉軸受
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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