(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンが中空円筒のスリーブとなっているスリーブ型ピストンと、前記スリーブ内を貫通し一方の端に外歯歯車とその先端に突起を有した貫通軸と、前記スリーブに固定され前記貫通軸を回転自在にかつ軸方向にスリーブに固定するスラスト軸受と、前記外歯歯車と螺合する内歯歯車と前記突起周囲と嵌合し突起先端と当接する突起受孔を有し該突起を軸方向に押圧する押圧力を受けている継手ブロックと、を備えており、前記スリーブ型ピストンは、外部に固定されたシリンダと、中空円筒で中央部に前記シリンダと嵌合するピストンを有するピストンスリーブと、前記シリンダの内側と前記ピストンスリーブの間に設けられピストンを挟んで所定距離離れてシリンダに固定されたパッキングと、該各パッキングとピストン間のリング状空間に作動油の給排を行うシリンダに設けられた給排路と、を備えていることを特徴とする振動型回転伝達装置。
【請求項２】
前記外歯歯車と前記内歯歯車は自動調心継手となっていることを特徴とする請求項１記載の振動型回転伝達装置。
【請求項３】
前記ピストンスリーブと前記ピストンの一方に固定され、他方に設けられた貫通軸方向の開口に摺動可能に嵌合し、ピストンスリーブの回転を防止する回り止めピンを備えたことを特徴とする請求項１記載の振動型回転伝達装置。
【請求項４】
ハウジングで支持された軸箱により軸支されるロールに接して回転し表面に設けられたブラッシでロール表面を清掃するブラッシロールと、該ブラッシロールの両端を回転自在にかつ軸方向に摺動可能に軸支するブラッシロール軸受と、該ブラッシロール軸受を前記ロールに接離するよう揺動可能に前記軸箱から支持する揺動部と、該揺動部を圧下して前記ブラッシロールを前記ロールに押圧する前記ハウジングに支持された圧下シリンダと、前記ブラッシロールの軸の一端を自在継手で接続した第１軸と、該第１軸と自在継手で接続し前記軸箱に前記シリンダを固定され軸方向に振動する請求項１記載の振動型回転伝達装置と、該振動型回転伝達装置の継手ブロックと自在継手で接続した第２軸と、該第２軸と自在継手で接続し軸方向に伸縮しかつ回転トルクを伝達する伸縮トルク伝達装置と、該伸縮トルク伝達装置にトルクを伝達するトルク発生機と、を備えたことを特徴とするブラッシング装置。
【請求項５】
前記伸縮トルク伝達装置は、トルク発生機に接続された中空外筒軸と、該外筒軸の外周を回転可能に支持するハウジングと、外筒軸の内側と軸方向には摺動可能に嵌合し回転方向には固定された内筒軸と、外筒軸内に設けられ内筒軸を軸方向に押圧するばねと、を備えたことを特徴とする請求項４記載のブラッシング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は軸方向に振動するとともに回転を伝達する振動型回転伝達装置とこれを用いてロールを清掃するブラッシング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、非鉄圧延機（例えばアルミニウム用）のワークロールに付着したスケールを除去するために、ロールの外周に合成樹脂のブラッシを設けたブラッシロールをワークロールに接触させ回転させるブラッシロール装置が用いられている。
【０００３】
図７は従来のブラッシロール装置の一例を示す平面図である。ロール１は両端を軸箱２で軸支され軸箱２はハウジング３に取り付けられている。ブラッシロール５はロール１と平行にかつこれと接して回転するようになっており、両端をブラッシロール軸受６で軸支され、軸方向に振動（往復動）するとともに圧下シリンダ９によりロール１に常時押し付けられている。このように、ブラッシロール５は回転、軸方向への振動および軸と直角方向への移動という３つの動作が可能となっている。
【０００４】
ロール１の図示しない固定装置に取付けられたロール駆動用モータ４側を駆動側、この反対側を操作側と称し、ブラッシロール５を軸方向へ振動させる振動装置１７が操作側に設けられている。振動装置１７は軸箱２に取り付けられ第３自在継手１８を介してブラッシロール５に振動を伝達する。なお、第３自在継手１８を設けたので、ブラッシロール５は圧下シリンダ９により軸と直角方向にも移動可能である。ブラッシロール５の駆動側には第１自在継手１１を介して振動回転軸受装置１６が設けられ、貫通軸を回転可能にかつ軸方向に振動可能に支持している。ロール１の交換や補修をする場合は、振動回転軸受装置１６は軸系を分離できるようになっているので、ロール１とブラッシロール５を軸箱２と一体で操作側に抜き出しができる。振動回転軸受装置１６は第２自在継手１３を介して軸方向に伸縮して振動を吸収し、また、トルクを伝達する図示しない固定装置に取付けられた伸縮トルク伝達装置１４と接続している。伸縮トルク伝達装置１４はブラッシロール駆動用モータ１５と接続し回転トルクを伝達する。
【０００５】
図８は振動装置１７の構成を示す縦断面図である。シリンダ７０は図示しない締結体で軸箱２に固定されており、内径側のスリーブの中央部にはピストンを有するピストンスリーブ７１が嵌合されている。ピストンの両側にはシリンダ内面に固定されたパッキング７２が設けられている。シリンダ７０には作動油を給排する給排路７３が設けられ、ピストンとバッキング７２間のリング状空間部に作動油を給排しピストンスリーブ７１を軸方向に振動（往復動）させる。ピストンスリーブ７１内には貫通軸７４が設けられ、スラスト軸受７５により貫通軸７４とピストンスリーブ７１は、軸方向には一体となり、回転自在となっている。
【０００６】
図９は振動回転軸受装置１６を示す縦断面図である。内面がスプライン加工されたスリーブ８０は軸受８１を介してハウジング８２で支持され、ハウジング８２は図示しない締結体で軸箱２に固定されている。なお、外周をスプライン加工した貫通軸８３が設けられ、スリーブ８０とスプラインで嵌合している。貫通軸８３の駆動側には突起８４が設けられ、突起は図９のように平面部（二面取り）８５を有している。継手ブロック８６は突起受孔８７を有し、突起８４と嵌合している。図１０は図９のＺ−Ｚ断面で突起８４と継手ブロック８６の嵌合状態を示す。突起８４および突起受孔８７は平行線と円弧よりなる断面を有しており、トルクの伝達ができるような構造となっている。
【０００７】
継手ブロック８６は矢印Ａで示すような力を伸縮トルク伝達装置から受けており、突起８４を差し込むだけて回転を伝達でる。しかしこの力は軸方向の振動のストロークよりある程度長く突起８４を引き抜くと消滅するので、突起８４を継手ブロック８６から大きく引き離すことにより、両者を分離できる。ロール１とブラッシロール５を軸箱２と共に操作側に引き抜き取り外す場合は、この継手ブロック８６と突起８４間で分離できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ロール１の操作側は作業をしたり監視カメラが設置されているので、振動装置１７等があると作業の支障となることが多い。しかし、単に振動装置１７を駆動側に移しただけでは軸系が長くなり複雑になる。このため回転を伝達しながら軸方向への振動を発生させしかも軸を切り離すことのできる振動型回転伝達装置が望まれていた。また、取り外したロール１、軸箱２およびブラッシロール５とを再び取り付ける場合、継手ブロック８６と突起８４を嵌合する際に、図１０に示すように突起受孔８７の回転方向の位置と突起８４の回転方向の位置とを一致させた状態にして挿入するが、この位置合わせに作業時間を要していた。
【０００９】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、軸方向に振動しかつ回転を伝達する振動型回転伝達装置を提供することを目的とする。またこの振動型回転伝達装置を用いたロールを清掃するブラッシング装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明では、ピストンが中空円筒のスリーブとなっているスリーブ型ピストンと、前記スリーブ内を貫通し一方の端に外歯歯車とその先端に突起を有した貫通軸と、前記スリーブに固定され前記貫通軸を回転自在にかつ軸方向にスリーブに固定するスラスト軸受と、前記外歯歯車と螺合する内歯歯車と前記突起周囲と嵌合し突起先端と当接する突起受孔を有し該突起を軸方向に押圧する押圧力を受けている継手ブロックと、を備えており、
前記スリーブ型ピストンは、外部に固定されたシリンダと、中空円筒で中央部に前記シリンダと嵌合するピストンを有するピストンスリーブと、前記シリンダの内側と前記ピストンスリーブの間に設けられピストンを挟んで所定距離離れてシリンダに固定されたパッキングと、該各パッキングとピストン間のリング状空間に作動油の給排を行うシリンダに設けられた給排路と、を備えている。
【００１１】
スリーブ型ピストンのスリーブ内を貫通する貫通軸はスリーブ内面に固定されたスラスト軸受により回転自在に軸支されるが軸方向にはスリーブと一体となり移動する。これによりスリーブが軸方向に振動すれば貫通軸は回転しながら軸方向に振動する。貫通軸の一端には突起と外歯歯車が設けられ、継手ブロックの突起受孔と突起周囲で嵌合し突起先端で当接しており、継手ブロックの内歯歯車と外歯歯車が螺合しているので、継手ブロックは貫通軸に回転を伝達し一体になって回転するとともに、継手ブロックは突起を軸方向に押圧する押圧力を受けているので、貫通軸が軸方向に振動するとこれに追従して振動する。なお、押圧力は振動の振幅を十分カバーできる範囲働くがそれを越えれば働かないようにしてあるので、継手ブロックに対して貫通軸を引き離すことにより両者を分離したり、結合したりすることが容易に可能となる。
【００１２】
スリーブ型ピストンは、ピストンを挟んでシリンダに固定されて設けられたパッキングとピストンとの間のリング状空間にそれぞれ設けられた給排路を通して作動油を交互に供給排出することにより振動する。この振動はスラスト軸受により貫通軸に伝達される。
【００１３】
請求項２の発明では、前記外歯歯車と前記内歯歯車は自動調心継手となっている。これにより両歯車のトルクの伝達が円滑におこなわれる。
【００１４】
請求項３の発明では、前記ピストンスリーブと前記ピストンの一方に固定され、他方に設けられた貫通軸方向の開口に摺動可能に嵌合し、ピストンスリーブの回転を防止する回り止めピンを備える。これによりピストンスリーブは貫通軸とともに回転することが防止され、パッキングが回転により損傷するのを防止できる。
【００１５】
請求項４の発明では、ハウジングで支持された軸箱により軸支されるロールに接して回転し表面に設けられたブラッシでロール表面を清掃するブラッシロールと、該ブラッシロールの両端を回転自在にかつ軸方向に摺動可能に軸支するブラッシロール軸受と、該ブラッシロール軸受を前記ロールに接離するよう揺動可能に前記軸箱から支持する揺動部と、該揺動部を圧下して前記ブラッシロールを前記ロールに押圧する前記ハウジングに支持された圧下シリンダと、前記ブラッシロールの軸の一端を自在継手で接続した第１軸と、該第１軸と自在継手で接続し前記軸箱に前記シリンダを固定され軸方向に振動する請求項１記載の振動型回転伝達装置と、該振動型回転伝達装置の継手ブロックと自在継手で接続した第２軸と、該第２軸と自在継手で接続し軸方向に伸縮しかつ回転トルクを伝達する伸縮トルク伝達装置と、該伸縮トルク伝達装置にトルクを伝達するトルク発生機と、を備える。
【００１６】
ロールの両端は軸箱により回転自在に軸支され、軸箱はハウジングによって支持されている。このロールに平行で回転しながら表面のブラッシでロール面を清掃するブラッシロールが設けられている。ブラッシロールの両端の軸受は摺動可能に回転支持するので、ブラッシロールは回転しながら軸方向に振動する。ブラッシロール軸受は揺動部により支持され圧下シリンダによりロールに押圧されているので、確実に清掃可能となる。第１軸はブラッシロール軸と振動型回転伝達装置を自在継手で接続しているのでブラッシロールの揺動を吸収して回転と振動を伝達する。
【００１７】
請求項５の発明では、前記伸縮トルク伝達装置は、トルク発生機に接続された中空外筒軸と、該外筒軸の外周を回転可能に支持するハウジングと、外筒軸の内側と軸方向には摺動可能に嵌合し回転方向には固定された内筒軸と、外筒軸内に設けられ内筒軸を軸方向に押圧するばねと、を備える。
【００１８】
外筒軸にはトルク発生機からトルクが伝達されハウジングにより回転自在に軸受により軸支されている。外筒軸の中空内には内筒軸が軸方向に摺動自在に嵌合しているが回転方向にはキーやスプラインにより外筒軸に拘束されている。また外筒軸中空部と内筒軸の間に軸方向に伸縮するばねが設けられているので、内筒軸は軸方向に伸縮可能でかつ回転トルクを伝達することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は第１実施の形態を示す振動型回転伝達装置の縦断面図である。本振動型回転伝達装置１２は貫通軸２４の回転を伝達するとともに貫通軸２４に軸方向の振動（往復動）を与え、かつ着脱容易な軸継手を構成している。なお矢印Ａで示す軸方向に所定のストロークの範囲を図示しないばねなどによる力を受けているものとする。
【００２０】
シリンダ２０は図示しない締結体で軸箱２に固定されている。ピストン部１９を中央に有する中空円筒のピストンスリーブ２１がシリンダ２０と摺動可能に嵌合し、ピストン部１９の両側にはシリンダ２０内周部に固定されたパッキング２２が設けられている。パッキング２２とピストン部１９との間に構成されるリング状の空間に作動油を供給し排出する給排路２３をシリンダ２０に設け、これに給排管２３ａを接続する。以上の部材１９〜２３ａによりスリーブ型ピストンシリンダが構成される。
【００２１】
ピストンスリーブ２１内には貫通軸２４が設けられ、貫通軸２４とピストンスリーブ２１の間にスラスト軸受２８が設けられている。これによりピストンスリーブ２１は軸方向の振動を貫通軸２４に伝達するとともに貫通軸２４を回転自在に支持する。
【００２２】
貫通軸２４の一端には円筒状の突起２５が設けられこの突起２５の後方に拡径部２６があり、この拡径部２６の外周には外歯歯車２７が設けられている。シリンダ２０とピストンスリーブ２１を軸方向に貫通しいずれか一方に固定された回り止めピン２９を設けピストンスリーブ２１が回転するのを防止している。ピストンスリーブ２１の両端には貫通軸２４との間にシール３０が設け、スラスト軸受２８内にスケール等が進入するのを防止する。
【００２３】
継手ブロック３１は突起２５と嵌合する突起受孔３２と外歯歯車２７と噛み合う内歯歯車３３を有している。外歯歯車２７と内歯歯車３３とは自動調芯可能なテーパ形状となっている。また、外歯歯車２７と内歯歯車３３は歯幅の両端を丸くしておき外歯歯車２７を軸方向から内歯歯車３３に差し込むときに自動的に噛み合うようになっている。突起２５の先端は突起受孔３２の底面に当接しており、さらに矢印Ａで示す軸方向の力を受けているので、振動によって外歯歯車２７と内歯歯車３３の噛み合いが外れることはない。またこの軸方向の力は所定のストロークまでしか働かないので、それ以上引き離せば貫通軸２４と継手ブロック３１を分離することができる。また結合するときは突起２５を突起受孔３２に差し込んでゆけば外歯歯車２７と内歯歯車３３とは噛み合うので接合できる。貫通軸２４と継手ブロック３１の接合部はラビリンス３４とシールリング３５によりシールされているので、スケール等の進入から歯車等を保護している。
【００２４】
シリンダ２０に振幅センサ３６を取付け、一方貫通軸２４の外周に移動指示片３７を設け、ピストン部１９がパッキング２２の中心に有るとき移動指示片３７が振幅センサ３６の中心にくるように取付ける。ピストン部１９がストロークＳ分だけ移動したとき振幅センサ３６を外れるように設定する。振幅センサ３６が移動指示片３７の外れたことを検出する度に給排管２３への作動油の供給と排出を切り替えることにより振動動作を行うことができる。振幅センサ３６にはコネクタにより信号電線３８を接続または切り離しできるようになっており、ブラッシロール５を取り外すときはこのコネクタを切り離す。
【００２５】
次に第２実施の形態を説明する。本実施の形態は第１実施の形態振動型回転伝達装置を用いたブラッシング装置である。図２は第２実施の形態のブラッシング装置の一部断面を含む平面図を示す。非鉄金属のアルミニウムや銅を圧延するロール１は両端を軸箱２で軸支され、ロール用モータ４により回転される。ブラッシロール５は外周に合成樹脂のブラッシ等を設けたロールで、ロール１と平行に配置されロール１に接して回転するとともに軸方向に振動（往復動）し、さらに圧下シリンダ９でロール１に押し付けられている。
【００２６】
ブラッシロール５の両端はブラッシロール軸受６で回転および軸方向摺動可能に支持される。図３は図２のＸ−Ｘ矢視図である。ブラッシロール軸受６は揺動部７により支持され、揺動部７は軸箱２から支持された揺動中心ピン８を中心に揺動する。揺動部７はハウジング３に固定された圧下シリンダ９により水平方向に押圧されブラッシロール５はロール１に押し付けられて回転および振動する。圧下シリンダ９のロッドを引き込むと上側のブラッシロール５はばね１０によりロール１から離れ、下側のブラッシロールは自重によりロール１から離れる。
【００２７】
図２においてブラッシロール５の駆動側は第１自在継手１１を介して軸箱２に固定された振動型回転伝達装置１２に接続され回転と軸方向の振動を伝達される。振動型回転伝達装置１２は第２自在継手１３を介して伸縮トルク伝達装置１４に接続されている。伸縮トルク伝達装置１４はブラッシロール駆動用モータ１５からの回転トルクを伝達するとともに振動による軸方向の移動を吸収し振動型回転伝達装置１２に対してブラッシロール５方向に所定のストロークの範囲ばねによる押圧力を与える。
【００２８】
図４は伸縮トルク伝達装置１４の構成を示す縦断面図である。ブラッシロール駆動用モータ１５に接続された中空の外筒軸４０は軸受４２を介しハウジンク４１により回転自在に軸支される。外筒軸４０の中空部には内筒軸４３が軸方向摺動自在に嵌合し、回転方向には中空部に設けられたキー溝４４とこれに嵌合する内筒軸４３に設けられたキー４５により外筒軸４０の回転が内筒軸４３に伝達される。外筒軸４０の中空部には内筒軸４３との間に軸方向に伸縮するばね４６が設けられ、内筒軸４３に軸方向の押圧力を与える。内筒軸４３のストロークはキー溝４４とキー４５の軸方向の間隙Ｓできまる。
【００２９】
図５はブラッシロール軸受６の構成を示す断面図である。ブラッシロール軸５０はスリーブ５１と軸方向摺動自在に嵌合する。スリーブ５１に設けられたキー溝５２とブラッシロール軸５０に設けられたキー５３が嵌合しスリーブ５１はブラッシロール軸５０とともに回転する。ハウジング５４とスリーブ５１との間に設けられた軸受５５によりスリーブ５１は回転自在にハウジング５４に軸支される。ハウジング５４の下端は揺動中心ピン８で支持されこれを中心に揺動する。振動の片幅のストロークは図に示すＳ以内となる。
【００３０】
図６は図２のＹ−Ｙ断面図である。振動型回転伝達装置１２は貫通軸２４と継手ブロック３１で分離でき、貫通軸側はブラッシロール５、ロール１および軸箱２と一体で操作側に引き抜かれ、継手ブロック３１は継手ブロックレスト６０により支持される。継手ブロックレスト６０は中間で回動可能にピン支持されたレストアーム６１と、このレストアーム６１を回動するレスト用シリンダ６２よりなる。レストアーム６１は実線の位置で切り離された継手ブロック３１を受け、また、接合時はこの位置で継手ブロック３１に貫通軸２４が挿入される。ブラッシロール５運転中は破線で示す位置に退避する。なお、振動型回転伝達装置１２を分離するときは、図１に示す給排路２３へ接続する配管２３ａや振幅センサ３６に接続する信号電線３８も分離されるので、これらをレストアーム６１に載せられるようになっている。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明は、軸方向に振動を行うとともに回転を伝達しかつ着脱可能な継手を有する振動型回転伝達装置を実現する。また、この装置をブラッシロールに用いることにより、ブラッシロールの駆動側にのみ装置をまとめることができるので、操作側からの作業性や監視が容易になる。またこの振動型回転伝達装置を用いることにより継手ブロックでの結合を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態を示す振動型回転伝達装置の縦断面図である。
【図２】本発明の第２実施の形態を示すブラッシング装置の一部断面を含む平面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ矢視図である。
【図４】伸縮トルク伝達装置の縦断面図である。
【図５】ブラッシロール軸受の縦断面図である。
【図６】図２のＹ−Ｙ断面で継手ブロックレストを示す図である。
【図７】従来のブラッシング装置の一部断面を含む平面図である。
【図８】振動機の縦断面図である。
【図９】振動回転軸受装置の縦断面図である。
【図１０】図９のＺ−Ｚ断面図である。
【符号の説明】
１  ロール
２  軸箱
３  ハウジング
４  ロール用モータ
５  ブラッシロール
６  ブラッシロール軸受
７  揺動部
８  揺動中心ピン
９  圧下シリンダ
１０  ばね
１１  第１自在継手
１２  振動型回転伝達装置
１３  第３自在継手
１４  伸縮トルク伝達装置
１５  ブラッシロール駆動用モータ（トルク発生機）
１７  振動装置
１９  ピストン部
２０  シリンダ
２１  ピストンスリーブ
２２  パッキング
２３  給排路
２３ａ  配管
２４  貫通軸
２５  突起
２６  拡径部
２７  外歯歯車
２８  スラスト軸受
２９  回り止めピン
３０  シール
３１  継手ブロック
３２  突起受孔
３３  内歯歯車
３４  ラビリンス
３５  シールリング
３６  振幅センサ
３７  移動指示片
３８  信号電線
４０  外筒軸
４１  ハウジング
４２  軸受
４３  内筒軸
４４  キー溝
４５  キー
４６  ばね
４７  シール
５０  ブラッシロール軸
５１  スリーブ
５２  キー溝
５３  キー
５４  ハウジング
５５  軸受
６０  継手ブロックレスト
６１  レストアーム
６２  レスト用シリンダ
【図１】
0003608593.tif 000002
【図２】
0003608593.tif 000003
【図３】
0003608593.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0003608593.tif 000007
【図７】
0003608593.tif 000008
【図８】
0003608593.tif 000009
【図９】
0003608593.tif 000010
【図１０】
0003608593.tif 000011