(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形空洞とイニシャルクラウンの付いた外周面とを有する中空円筒状のスリーブと、スリーブより短くかつ円筒形空洞に締め代をもって挿入された円筒形中央部とその両端から軸方向外方に延び軸受で支持された一対のロール軸とを有するアーバと、スリーブの両端に水密に固定されロール軸を摺動可能かつ水密に囲みスリーブ両端部に１対の液室を形成する１対のエンドプレートとからなる圧延ロールを有し、
前記アーバは、ロール軸端部とアーバ中央部の外周面とを連通し高圧流体を流通させる高圧流路と、ロール軸の端部と前記一対の液室とをそれぞれ連通し低圧流体を流通させる１対の低圧流路とを有し、
更に、前記高圧流体と低圧流体の供給及び排出を行う液圧装置と、該液圧装置から回転するロール軸端部に高圧流体及び低圧流体を供給する回転継手と、を備え、
前記締め代は、アーバ中央部の外周面から高圧流体が排出されている状態で、スリーブとアーバとが一体化してアーバのトルクをスリーブに伝達でき、かつ、アーバ中央部の外周面に高圧流体が供給されている状態で、その締め代をなくすことができるようにように設定されており、
アーバ中央部の外周面に高圧流体を供給し、スリーブを膨らませてアーバとの締め代をなくした状態で、スリーブ両端部の液室に低圧流体を供給することにより、スリーブを軸方向にシフト可能に構成した、ことを特徴とする形状制御ロール装置。
【請求項２】
前記圧延ロールは、エンドプレートに取り付けられスリーブの位置を検出する位置検出器とを備え、
前記位置検出器の検出信号を外部に取り出すスリップリングと、前記検出信号により高圧流体及び低圧流体を制御する制御装置を更に備えた、ことを特徴とする請求項１に記載の形状制御ロール装置。
【請求項３】
アーバ中央部の外周面に周方向に延びた複数の液溝を有する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の形状制御ロール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、圧延において被圧延材の形状（板クラウン及び平坦度）を修正するために、イニシャルクラウンの付いたロール同士を軸方向にシフトする形状制御ロール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧延鋼板の幅方向精度、すなわち板クラウン制御のために、従来からロールシフト、ロールベンド、膨径ロール（ＶＣロール）等の種々の技術が開発され、既に用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、特公平６−６９５７８号の「圧延機」は、ワークロールを軸方向に移動させるロールシフトの例であるが、▲１▼ロールチョックをミルハウジングに対して動かすためロールチョックの軸受に大きなスラスト力をかけることになり、ワークロールを移動させるために多くの部品からなるロールシフト機構が必要であり、構造が複雑であり、▲２▼ロールシフトによりロール支持位置が左右アンバランスになりミル剛性が変化するため被圧延材が蛇行しやすく、目標板厚を得るためにシフトによる補正が必要になり、▲３▼ロールが摩耗した場合に、ロール全体を交換する必要がある、等の問題点がある。
【０００４】
また、特開昭５７−１５４３０３号の「圧延ロール」は、膨径ロールの一例であり、両端で支持されたアーバとこれを囲むスリーブとからなり、アーバとスリーブの間に圧油を供給してスリーブを膨径して変形させるようになっているが、▲４▼スリーブとアーバが別体であるため、ロール全体の剛性が低くなりやすく、▲５▼トルク伝達のためスリーブとアーバ間に回り止め（キー等）が不可欠であり、ロールの周方向の剛性が均一にならず、これにより被圧延材の長手方向の板厚精度が低下する、等の問題点があった。
【０００５】
これらの問題点を解決するために、特公平５−７３４８１号の「圧延ロール」が提案されている。この圧延ロールは、Ｓ字状曲線を付与されたスリーブロールが軸方向にスライド可能にロール軸に嵌装され、かつ回り止めにより周方向の回転を拘束されており、スリーブロールの基端ネジ（雄ネジ）とロール軸に支承された駆動ネジ（雌ネジ）とが螺合し、駆動ネジの回転によりスリーブロールを軸方向に移動するようになっている。
【０００６】
しかし、この圧延ロールは、▲６▼スリーブロールを所定位置に保持するために、圧延ロールの使用中或いは空転中に、駆動ネジを空回りさせる必要がある問題点があった。そのため、スリーブロールの位置を変更するためには、圧延ロールを一端完全に停止し、駆動ネジを外部に設置されたモータ等に連結してこれを回転させる必要があり、その停止、連結、駆動、及び再運転に手間と時間がかかる問題点があった。
【０００７】
更にこの圧延ロールは、▲７▼基端ネジと駆動ネジの螺合による反力を受けるために、スリーブロールとロール軸の間に回り止め（キー等）が不可欠であり、このため、ロールの周方向の剛性が均一にできず、被圧延材の長手方向の板厚精度が低下する、等の問題点があった。
【０００８】
本発明は上述した種々の問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、圧延ロールの使用中或いは空転中にロールシフトさせることができ、かつロールの周方向の剛性がほぼ均一である形状制御ロール装置を提供することにある。
また本発明の別の目的は、ロールシフトによりロール支持位置が変化せず、従来の中実ロールと同様に、ロールの剛性が高く、ロールそのものを一体部品として扱う（交換、研磨、駆動）ことができ、圧延機の構造やメンテナンスをロールシフト機構のない圧延機と同程度にシンプルにすることができる、形状制御ロール装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、円筒形空洞とイニシャルクラウンの付いた外周面とを有する中空円筒状のスリーブと、スリーブより短くかつ円筒形空洞に締め代をもって挿入された円筒形中央部とその両端から軸方向外方に延び軸受で支持された一対のロール軸とを有するアーバと、スリーブの両端に水密に固定されロール軸を摺動可能かつ水密に囲みスリーブ両端部に１対の液室を形成する１対のエンドプレートとからなる圧延ロールを有し、前記アーバは、ロール軸端部とアーバ中央部の外周面とを連通し高圧流体を流通させる高圧流路と、ロール軸の端部と前記一対の液室とをそれぞれ連通し低圧流体を流通させる１対の低圧流路とを有し、更に、前記高圧流体と低圧流体の供給及び排出を行う液圧装置と、該液圧装置から回転するロール軸端部に高圧流体及び低圧流体を供給する回転継手と、を備え、前記締め代は、アーバ中央部の外周面から高圧流体が排出されている状態で、スリーブとアーバとが一体化してアーバのトルクをスリーブに伝達でき、かつ、アーバ中央部の外周面に高圧流体が供給されている状態で、その締め代をなくすことができるように設定されており、アーバ中央部の外周面に高圧流体を供給し、スリーブを膨らませてアーバとの締め代をなくした状態で、スリーブ両端部の液室に低圧流体を供給することにより、スリーブを軸方向にシフト可能に構成した、ことを特徴とする形状制御ロール装置が提供される。
【００１０】
本発明の好ましい実施例によれば、前記圧延ロールは、エンドプレートに取り付けられスリーブの位置を検出する位置検出器とを備え、前記位置検出器の検出信号を外部に取り出すスリップリングと、前記検出信号により高圧流体及び低圧流体を制御する制御装置を更に備える。また、アーバ中央部の外周面に周方向に延びた複数の液溝を有する、ことが好ましい。
【００１１】
【作用】
上記本発明の構成によれば、アーバに、ロール軸端部とアーバ中央部の外周面とを連通し高圧流体を流通させる高圧流路と、ロール軸の端部とスリーブ両端部の一対の液室とをそれぞれ連通し低圧流体を流通させる１対の低圧流路とが設けられているので、回転継手を介してアーバ中央部の外周面に高圧流体を供給することにより、スリーブを膨らましてアーバとの締め代をなくしスリーブをアーバに対して軸移動可能にすることができ、この状態で、低圧流路を介してスリーブ両端部の液室のどちらかに低圧流体を供給することにより、一種の両軸シリンダのように圧延ロールの使用中或いは空転中にイニシャルクラウンの付いたスリーブを軸方向にシフトさせることができる。
【００１２】
また、圧延に寄与するロール胴部ではスリーブとアーバ間にはキー等の回り止めが不要なため、ロール全体を周方向にほぼ均一に構成することができ、ロールの周方向の剛性をほぼ均一にすることができる。
更に、イニシャルクラウンの付いたスリーブを軸方向にシフトさせても、アーバは軸方向に移動せず同一位置で軸受により支持されているので、ロールシフトによりロール支持位置が変化しない。また、高圧流体を排出すれば、締め代によりスリーブとアーバは一体化するので、従来の中実ロールと同様に、ロールの剛性が高く、ロールそのものを一体部品として扱う（交換、研磨、駆動）ことができ、かつ、圧延機の構造やメンテナンスをロールシフト機構のない圧延機と同程度にシンプルにすることができる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付して使用する。
図１は、本発明による形状制御ロール装置の全体構成図である。この図において、１はスリーブ、２はアーバ、３はエンドプレート、４はシールパッキン、５は位置検出器、６は回転継手、７はスリップリング、８はロールチョック、９はロールネック軸受、１１，１２はソレノイド弁、１３は制御装置、１４は高圧液の液溝、１５は液室、１８はＯリングを示す。
【００１４】
本発明の形状制御ロール装置は、中空円筒状のスリーブ１、アーバ２、１対のエンドプレート３、及び位置検出器５からなる圧延ロール１０と、圧延ロール１０の端部に取付けられた回転継手６及びスリップリング７と、高圧流体ｐ１と低圧流体ｐ２，ｐ３を発生する液圧装置１６，１７と、これらを制御する制御装置１３とからなる。
【００１５】
スリーブ１は、円筒形空洞１ａとイニシャルクラウンの付いた外周面１ｂとを有する。アーバ２は、スリーブ１より短くかつ円筒形空洞１ａに締め代をもって挿入された円筒形中央部２ａと、その両端から軸方向外方に延び軸受９で支持された一対のロール軸２ｂとを有する。スリーブ１とアーバ２との締め代は、後述するようにアーバ中央部２ａの外周面から高圧流体ｐ１が排出されている状態で、スリーブ１とアーバ２とが一体化してアーバ２のトルクをスリーブ１に伝達でき、かつ、アーバ中央部２ａの外周面に高圧流体ｐ１が供給されている状態で、その締め代をなくすことができるように設定されている。また、アーバ中央部２ａの外周面に周方向に延びた複数の液溝１４を有する。
【００１６】
エンドプレート３は、スリーブ１の両端にＯリング１８により水密に固定され、かつロール軸２ｂをシールパッキン４により摺動可能かつ水密に囲み、これによりスリーブ両端部に１対の液室１５を形成している。
位置検出器５は、エンドプレート３に取付けられスリーブ１の位置を検出するようになっている。位置検出器５は、図示のように、接触式でもよく、或いは非接触式でもよい。例えば、マグネスケールとデテクタがこれに適している。
【００１７】
また、アーバ２は、ロール軸２ｂの少なくとも一方の端部とアーバ中央部２ａの外周面とを連通する高圧流路２ｃと、ロール軸２ｂの端部と前記一対の液室１５とをそれぞれ連通する１対の低圧流路２ｄとを有する。更に、回転継手６は、外部の液圧装置１６，１７から回転するロール軸２ｂの端部に高圧流体ｐ１及び低圧流体ｐ２，ｐ３を供給し、スリップリング７は、位置検出器５の検出信号ｓ１，ｓ２を外部に取り出すようになっている。
【００１８】
また、制御装置１３は、検出信号ｓ１，ｓ２により高圧流体ｐ１及び低圧流体ｐ２，ｐ３を制御するようになっている。この高圧流体ｐ１の圧力は、スリーブ１を膨らましてアーバ２（すなわち中央部２ａ）との締め代をなくすように設定されている。高圧流体ｐ１の圧力は、例えば５００〜１０００ｋｇ／ｃｍ2 であり、或いはこれ以上であってもよい。この構成により、高圧流体ｐ１の供給によりスリーブ１をアーバ２に対して軸移動可能に支持することができ、かつ、高圧流体ｐ１の排出によりスリーブ１とアーバ２を一体化することができる。
【００１９】
図１の形状制御ロール装置は、次のように使用する。まず高圧発生装置１６からソレノイド弁１１を経て高圧流体を液溝１４からスリーブ１とアーバ２の間に作用させスリーブ１を滑動可能とする。一方、低圧発生装置１７からソレノイド弁１２を経て、液室１５の一方に圧力を作用させてスリーブ１を軸方向に移動する。スリーブ１の移動量は位置検出器５によって検出され、左右の位置は信号Ｓ１，Ｓ２により得る。更にスリーブ１の基準信号を信号Ｓ３として与え、制御装置１３の演算機能によってソレノイド弁１１，１２を作動させ、所望の位置にスリーブ１を移動させて保持する。また、スリーブ１を移動しないときは、液圧ｐ１，ｐ２，ｐ３を除圧することにより、スリーブ１とアーバ２を一体化することができる。
【００２０】
すなわち、上述した本発明の形状制御ロール装置により、回転継手６を介してアーバ中央部２ａの外周面に高圧流体ｐ１を供給することにより、スリーブ１を膨らましてアーバ２との締め代をなくしスリーブ１をアーバ２に対して軸移動可能にすることができ、この状態で、低圧流路を介してスリーブ両端部の液室１５のどちらかに低圧流体ｐ２，ｐ３を供給することにより、一種の両軸シリンダのように圧延ロール１０の使用中或いは空転中にイニシャルクラウンの付いたスリーブ１を二点鎖線で示すように軸方向にシフトさせることができる。
【００２１】
また、スリーブ１とアーバ２の間にはキー等の回り止めが不要なため、ロール全体を周方向にほぼ均一に構成することができ、ロールの周方向の剛性をほぼ均一にすることができる。更に、イニシャルクラウンの付いたスリーブ１を軸方向にシフトさせても、アーバ２は軸方向に移動せず同一位置で軸受９により支持されているので、ロールシフトによりロール支持位置が変化しない。また、高圧流体ｐ１を排出すれば、締め代によりスリーブ１とアーバ２は一体化するので、従来の中実ロールと同様に、ロールの剛性が高く、ロールそのものを一体部品として扱う（交換、研磨、駆動）ことができ、かつ、圧延機の構造やメンテナンスをロールシフト機構のない圧延機と同程度にシンプルにすることができる。
【００２２】
なお、この圧延ロール１０はいかなる形式の圧延機にも適用可能であり、作業ロール、控ロール又は中間ロールに用いることができる。
【００２３】
図２は、本発明の使用例を示す図である。この図において、２１は上ロール、２２は下ロール、２３は被圧延材であり、上ロール２１及び下ロール２２は、上述した本発明の形状制御ロール装置であり、スリーブだけを軸方向にシフトできるようになっている。
図２において、（Ａ）はフラットな板形状クラウン、（Ｂ）は中伸びな板形状クラウン、（Ｃ）は耳伸びな板形状クラウン、（Ｄ）は下ロール２２のみを一方向に移動した場合であり、片伸びとなる。これらの板クラウンは、予め付与するロールイニシャルクラウンと移動量によって板のクラウンは定め得る。
【００２４】
なお、本発明は上述した実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更できることは勿論である。
【００２５】
【発明の効果】
上述したように、本発明の形状制御ロール装置は、１．ロールそのものがシフト機構をもつので圧延機の構造が簡単であり、２．ロール交換は従来通りの容易さで行え、３．ロールシフトによるミル剛性変化はほとんどないため、目標板厚を得るためシフトによる補正は必要なく、４．ロールが摩耗した場合、スリーブのみを新たに製作すればよく、経済的効果が大であり、５．圧延時スリーブとアーバーは除圧され締め代をもつのでトルクを伝達でき、６．ロール研磨はスリーブを中立位置に戻してから除圧するので従来と同じ手法で実施でき、７．高圧流体回路ｐ１は他の液圧ｐ２，ｐ３と同一の作動油を使用するので、油室内で混合されてもよく、８．ミルは左右対象であるため被圧延材は蛇行しない、等の特徴を有する。
【００２６】
すなわち、本発明の形状制御ロール装置は、圧延ロールの使用中或いは空転中にロールシフトさせることができ、かつロールの周方向の剛性がほぼ均一であり、更にロールシフトによりロール支持位置が変化せず、従来の中実ロールと同様に、ロールの剛性が高く、ロールそのものを一体部品として扱う（交換、研磨、駆動）ことができ、圧延機の構造やメンテナンスをロールシフト機構のない圧延機と同程度にシンプルにすることができる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による形状制御ロール装置の全体構成図である。
【図２】本発明の使用例を示す図である。
【符号の説明】
１  スリーブ
２  アーバ
３  エンドプレート
４  シールパッキン
５  位置検出器
６  回転継手
７  スリップリング
８  ロールチョック
９  ロールネック軸受
１１，１２  ソレノイド弁
１３  制御装置
１４  液溝
１５  液室
１６  高圧発生装置
１７  低圧発生装置
１８  Ｏリング
２１  上ロール
２２  下ロール
２３  被圧延材
【図１】
0003644072.tif 000002
【図２】
0003644072.tif 000003