(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークロールの両端を、インナーチョックとアウターチョックとにより支持し、上記ワークロールをその軸方向にシフトさせて、プロジェクトブロックを介して上記ワークロールにベンディング荷重を負荷するダブルチョック圧延機において、上記アウターチョックは、
軸受中央側が小径となる円すい状の一対の内輪軌道が形成された内輪と、
上記内輪と同心に配置され、上記内輪軌道に対向し且つ軸受中央側が小径となる円すい状の外輪軌道が形成された外輪と、
上記内輪軌道とこれに対向する上記外輪軌道との間にそれぞれ介在する複数個の円すいころとを備える複列円すいころ軸受装置を有しているとともに、
上記複列円すいころ軸受装置の転動体荷重の作用線を上記外輪の径方向外側にて交差させることにより、その作用点距離が上記ワークロールのシフト量以上でかつ上記インナーチョックに設けられた四列円すいころ軸受装置の作用点距離以上となるように拡大されていることを特徴とするダブルチョック圧延機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ロールベンディング機能を有するダブルチョック圧延機に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
圧延製品の平坦度を確保するために、ロールベンディング装置を備えたワークロールシフト圧延機が用いられている。このタイプの圧延機は、上下一対のワークロールを有し、この上下一対のワークロールをロール軸方向に互いに逆方向にスライドさせてロール撓みを変えることにより圧延板の平坦度を制御するものである。
図２は従来の圧延機の構成を示す水平横断面図であり、紙面に垂直な方向に一対のワークロールＡが並んで配置されている。なお、図２は、上半部に、互いに軸方向にずれるようにスライドした一対のワークロールＡの一方に関する水平横断面図を示し、下半部に、他方のワークロールＡに関する水平横断面を示したものである。したがって、圧延板材は、板面を紙面に平行にして供給され、ワークロールＡの中心軸に直交する方向に展伸される。
圧延機の構成は、図２に示すように、ロールハウジングＥと、一対のワークロールＡと、当該ワークロールＡの両端のロールネックＡ０を軸支するチョックＢと、チョックＢとハウジングＥとの間に介在し、ワークロールＡのシフトに同調してロールシフト方向にスライドしてベンディング荷重を負荷するプロジェクトブロックＣとから成る。また、上記チョックＢには、シングルチョックとダブルチョックとの二タイプが用いられており、以下に、ダブルチョックについて詳述する。
【０００３】
図３は従来のダブルチョックタイプ圧延機の軸受部の要部断面図を示している。ロールネックＡ０の小径ロール軸Ａ１に、複列円すいころ軸受装置３を組み込んだアウターチョックＢ３が嵌合され、大径ロール軸Ａ２に四列円すいころ軸受装置２を組み込んだインナーチョックＢ２が嵌合されている。
上記四列円すいころ軸受装置２は、中央部側が大径となる２列の円すい状の内輪軌道２１ａを有する一対の内輪２１と同心に、各内輪軌道２１ａに対向する４個の外輪軌道２２ａを有する外輪２２が、外輪間座２５と共に配置されている。内輪２１は全周が一体形成されているものであり、その内周は、ロール交換の便宜のために、大径ロール軸Ａ２の外周にルーズに嵌合されている。また、各内輪軌道２１ａと対向する外輪軌道２２ａとの間に、転動体としての円すいころ２３が介在している。
同様に、上記複列円すいころ軸受装置３は、小径ロール軸Ａ１に嵌合され、軸受中央側が大径となる円すい状の内輪軌道３１ａが２列設けられた内輪３１と、内輪軌道３１ａに対向する外輪軌道３２ａが設けられた一対の外輪３２と、一対の外輪３２間に介在させた外輪間座３５と、各内輪軌道３１ａと対向する外輪軌道３２ａとの間に転動自在に介在させた円すいころ３３とを備えたものである。
【０００４】
ところで、ワークロールＡをその軸方向にシフトさせると、チョックＢ及びプロジェクトブロックＣがライナー摺動部Ｄを介してスライドするため、ライナー摺動部Ｄが摩耗し、ガタツキが発生する。このガタツキによって、各チョックＢ及びワークロールＡが圧延板材の通板方向に対して垂直でなくなるため、圧延板材に絞りが発生したり、板破断が起こったりする。このため、比較的短い周期で整備が必要となり、操業率が低下するという問題がある。このライナー摺動部Ｄの摩耗の影響を軽減するには、プロジェクトブロックＣをワークロールＡのシフトに同調してスライドさせずに固定して、ライナー摺動部Ｄの使用数を削減することが有効である。
【０００５】
しかしながら、プロジェクトブロックＣを固定すると、ワークロールＡをシフトした時、軸受装置２及び３の各々の軸受中心に対して、荷重中心がずれるため、軸受に偏荷重が負荷されることになり、特に荷重中心が図３にＺおよびＹで示している作用点距離の範囲よりも軸方向外側に来ると、軸受に反転荷重が発生して軸受寿命が大きく低下する。そのため、荷重中心を作用点距離ＺおよびＹよりも軸方向内側に来るようにして、軸受装置２及び３に反転荷重が発生しないようにする必要がある。なお、当該作用点距離は、軸受装置２及び３の転動体荷重の作用線がワークロールＡの中心軸と交差する２点間の距離で定義される。
しかしながら、ワークロールＡを距離Ｘだけ軸方向右側又は左側にシフトさせると、ベンディング荷重中心位置が距離Ｘ（＋Ｘ又は−Ｘ）だけ移動する。この結果、シフト量２Ｘが作用点距離より大きくなると、軸受装置２及び３に反転荷重が作用して軸受寿命が極端に短くなる。
したがって、上記ダブルチョック方式では、シフト量２ＸはＹ、Ｚ以下であることが求められる。このために、Ｙの値が小さいダブルチョック圧延機の場合、許容シフト量が非常に短く制限されることになり、形状制御可能な範囲が縮小される問題がある。
【０００６】
上記の問題を改善するために、以下の方法が提案されている。
（１） チョックにベンディング用シリンダを内蔵させて、ベンディング力が常時ワークロールの軸方向に均一に作用するようにする（特公昭５５−２５９２２号公報、特開昭５９−１５３５０４号公報）。
（２）プロジェクトブロックを固定して、 軸受に作用するベンディング力の合力が軸受の軸方向中心位置に常時作用するように、プロジェクトブロックに保持された複数のベンディング用シリンダの各圧力を調整可能にする（特公昭６３−５５３６９号公報）。
しかし、（１）は、チョックを改造するため、改造コストがかかり、（２） は、ダブルチョック圧延機に適用するのは困難であるという問題がある。
【０００７】
上記のような従来の問題点に鑑み、この発明は、偏荷重による軸受寿命の低下が少なく、かつ安価なダブルチョック圧延機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためのこの発明のダブルチョック圧延機は、ワークロールの両端を、インナーチョックとアウターチョックとにより支持し、上記ワークロールをその軸方向にシフトさせて、プロジェクトブロックを介して上記ワークロールにベンディング荷重を負荷するダブルチョック圧延機において、上記アウターチョックは、軸受中央側が小径となる円すい状の一対の内輪軌道が形成された内輪と、上記内輪と同心に配置され、上記内輪軌道に対向し且つ軸受中央側が小径となる円すい状の外輪軌道が形成された外輪と、上記内輪軌道とこれに対向する上記外輪軌道との間にそれぞれ介在する複数個の円すいころとを備える複列円すいころ軸受装置を有しているとともに、上記複列円すいころ軸受装置の転動体荷重の作用線を上記外輪の径方向外側にて交差させることにより、その作用点距離が上記ワークロールのシフト量以上でかつ上記インナーチョックに設けられた四列円すいころ軸受装置の作用点距離以上となるように拡大されていることを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
上記の構成のダブルチョック圧延機によれば、複列円すいころ軸受装置の作用線が軸受外輪の径方向外側で交差するように構成されているため、転動体荷重の作用点距離を十分に長くすることができる。このため、当該軸受装置に偏荷重が作用しても反転荷重が生じにくいので、シフト量が大きくても軸受寿命の低下が抑制される。
【００１０】
また、上記構成のダブルチョック圧延機によれば、複列円すいころ軸受装置の作用点距離が、上記ワークロールのシフト量以上でかつ上記インナーチョックに設けられた四列円すいころ軸受装置の作用点距離以上となるように拡大されているので、アウターチョックに複列円すいころ軸受装置を採用しているにも拘わらず、大きな許容シフト量が得られる。このため、ベンディング荷重の負荷位置が大きく変化しても軸受寿命の低下が抑制される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。図１はこの発明のダブルチョック圧延機の軸受装置を示す要部断面図である。なお、図１に示す以外の圧延機全体の構成は、図２に示す従来の圧延機と同様である。
図１において、このダブルチョック圧延機の軸受装置は、ワークロールＡのロールネックＡ０を支持するためのものであり、ロールネックＡ０とインナーチョックＢ２との間に設けられた四列円すいころ軸受装置２と、ロールネックＡ０とアウターチョックＢ１との間に設けられた複列円すいころ軸受装置１とから構成される。
【００１２】
上記複列円すいころ軸受装置１は、ロールネックＡ０の小径ロール軸Ａ１に嵌合され、軸受中央側が小径となる円すい状の一対の内輪軌道１１ａが設けられた内輪１１と、この内輪１１間の中央部に設けた内輪間座１４と、内輪１１と同心に配置され、内輪軌道１１ａに対向し、且つ軸受中央側が小径となる円すい状の一対の外輪軌道１２ａが設けられた外輪１２と、この外輪１２間の中央部に設けた外輪間座１５と、各内輪軌道１１ａと対向する外輪軌道１２ａとの間に介在させた複数個の円すいころ１３とを備えている。外輪１２には、アウターチョックＢ１が嵌合されている。
【００１３】
上記四列円すいころ軸受装置２は、ロールネックＡ０の大径ロール軸Ａ２に嵌合されている。この四列円すいころ軸受装置２は円すい状の内輪軌道２１ａが２列設けられ、その中央部側が大径となる一対の内輪２１と、この一対の内輪２１間に介在させた内輪間座２４と、内輪軌道２１ａに対向する４個の外輪軌道２２ａが設けられた外輪２２と、外輪２２の各外輪軌道２２ａの間に設けられた外輪間座２５と、各内輪軌道２１ａと対向する外輪軌道２２ａとの間に転動自在に介在させた円すいころ２３とを備えている。
【００１４】
上記四列円すいころ軸受装置２及び上記複列円すいころ軸受装置１において、上記内輪１１，２１の外周の両端部には、円すいころの大径側端面が摺接する大鍔部１ｂ，２ｂがそれぞれ設けられており、内輪軌道１１ａ，２１ａを挟んで大鍔部１ｂ、２ｂに対向する位置には、円すいころ１３、２３の小径側端面が当接する小鍔部１ｃ、２ｃがそれぞれ設けられている。上記内輪軌道１１ａ，２１ａは、それぞれ外輪間座１５，２５の幅寸法に対応させて互いに所定間隔離して形成されている。
【００１５】
上記構成において、上記内輪軌道１１ａ及び外輪軌道１２ａによって決定される上記複列円すいころ軸受装置１の転動体荷重の作用線ｙ１、ｙ２は、図１に示すように、外輪１２の径方向外側で交差する。
また、上記四列円すいころ軸受装置２では、一対の転動体荷重の作用線ｚ１、ｚ２は外輪２２の径方向内側で交差する逆ハの字形を形成している。同様に他の一対の作用線ｚ３、ｚ４も外輪２２の径方向内側で交差する逆ハの字形を形成している。
【００１６】
したがって、図１に示すように作用点距離Ｙ及びＺは、上記作用線ｙ１、ｙ２、ｚ１〜ｚ４とワークロール中心軸Ａ３とから決定される。すなわち、上記四列円すいころ軸受装置の軸受中央側の円すいころ２３の転動体荷重の作用点距離Ｚは、作用線ｚ２とｚ３とがワークロール中心軸と交差する２点間の距離であり、上記複列円すいころ軸受装置の円すいころ１３の転動体荷重の作用点距離Ｙは、作用線ｙ１とｙ２とがワークロール中心軸Ａ３と交差する２点間の距離である。
【００１７】
以上の構成であれば、四列円すいころ軸受装置及び複列円すいころ軸受装置を備えたダブルチョック圧延機において、複列円すいころ軸受装置１の作用点距離Ｙは、作用線ｙ１、ｙ２が外輪１２の径方向外側で交差するために十分に大きく設定できる。このため、容易にＹ＞２Ｘとすることができる。
したがって、このダブルチョック圧延機においては、許容シフト量Ｘが複列円すいころ軸受装置の作用点距離Ｙによって制限されずに、四列円すいころ軸受装置の作用点距離Ｚまで拡大されるので、ワークロールシフトの効果を十分に発揮することができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るダブルチョック圧延機によれば、アウターチョックの複列円錐ころ軸受装置においても反転荷重が発生することを防止できるので、偏荷重が作用しても軸受寿命の低下を抑制することができる。このため、複列円錐ころ軸受装置を４列円すいころ軸受のような容量の大きい軸受に変更することなく、大きな許容シフト量が実現できるので、圧延機の構造変更が不要であり、安価である。
【００１９】
また、本発明に係るダブルチョック圧延機によれば、アウターチョックの複列円錐ころ軸受装置の作用点距離が大きく、許容シフト量を制限されないので、プロジェクトブロックを固定した場合に発生する偏荷重に対しても軸受寿命の低下が抑制される。このためライナー摺動部に起因していた摩耗・ガタツキを排除でき、操業安定化、製造コストの低減化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のダブルチョック圧延機の軸受部の一つの実施形態を示す要部断面図である。
【図２】従来のダブルチョック圧延機の構成を示す水平横断面図であり、紙面に垂直な方向に一対のワークロールＡが並んで配置されている。なお、上半部に、互いに軸方向にずれるようにスライドした一対のワークロールＡの一方に関する横断面図を示し、下半部に、他方のワークロールＡに関する横断面を示している。
【図３】従来のダブルチョック圧延機の軸受部の要部断面図である。
【符号の説明】
１      複列円錐ころ軸受装置
１１    内輪
１１ａ  内輪軌道
１２    外輪
１２ａ  外輪軌道
１３    円すいころ
Ａ      ワークロール
Ｂ１    アウターチョック
Ｂ２    インナーチョック
Ｃ      プロジェクトブロック
Ｙ      作用点距離
Ｘ      シフト量
【図１】
0003690640.tif 000002
【図２】
0003690640.tif 000003
【図３】
0003690640.tif 000004