(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上，下ワークロール及びバックアップロールを板材の圧延中にクロスさせて板形状の制御を行う走間ペアクロス式の圧延機において、前記バックアップロールとハウジング間に介装されるライナー部に、走間クロス用平面軸受としての静圧軸受部と固体接触部を設け、前記ライナー部に作用する圧延荷重の一部を前記固体接触部で負担すると共に、前記静圧軸受部は、小径でかつ多数のシリンダ内を摺動自在なピストンに静圧支持ポケットを形成してなることを特徴とする圧延機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上，下ワークロール及びバックアップロールを板材の圧延中にクロスさせて板形状の制御を行う走間ペアクロス式の圧延機と、その走間クロス操作力低減方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、上，下ワークロール及びバックアップロールを同時に一体的にクロスさせて板形状の制御を行うペアクロス式の圧延機では、板材の圧延中にクロスさせる所謂走間クロスが必須となっている。
【０００３】
この際、従来は、図６に示すように、上，下ワークロール１００及びバックアップロール１０１がそれぞれチョック１０２，１０３を介して回転自在に支持されてなるハウジング１０４におけるトップ（パスラインより上方向）やボトム（パスラインより下方向）のライナー部に転がり軸受型のフラットベアリング１０５を介装することで、走間ペアクロス式圧延機を実現していた。
【０００４】
詳細には、図７及び図８に示すように、ボトムのライナー部では、ボトムビーム１０６とスレッドベース１０７との間に、多数の円筒ころ１０５ａが扇形に配列されてなるフラットベアリング１０５が補助部材１０８を介して組み立てられている。尚、図７中１０９はスレッド、１１０はプレッシャブロックである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述したような従来の走間ペアクロス式圧延機にあっては、フラットベアリング１０５をハウジング１０４におけるトップやボトムに新たに設けることから、その分のスペース確保のためにハウジング１０４の高さが増大することになり、圧延機の大型化を招来し、強いてはコストアップを招来するという問題点があった。
【０００６】
また、既設圧延機を走間ペアクロス式圧延機へ改造する際、前述した転がり軸受型のフラットベアリング１０５を使用しようとすると、そのままでは既設のハウジング１０４のウインド高さ内に納まらないため、ハウジング１０４の特にボトム側において追い込み加工が必要になる（図６のハッチング領域参照）。
【０００７】
この結果、ハウジング１０４の強度が低下するという問題と、改造工事期間が長くなりプラント停止による操業問題（生産性低下等）が発生するという不具合がある。
【０００８】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、その目的は、走間クロス用平面軸受のための新たなスペースを必要としない走間ペアクロス式の圧延機及びその走間クロス操作力低減方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成する本発明の圧延機は、上，下ワークロール及びバックアップロールを板材の圧延中にクロスさせて板形状の制御を行う走間ペアクロス式の圧延機において、前記バックアップロールとハウジング間に介装されるライナー部に、走間クロス用平面軸受としての静圧軸受部と固体接触部を設け、前記ライナー部に作用する圧延荷重の一部を前記固体接触部で負担すると共に、前記静圧軸受部は、小径でかつ多数のシリンダ内を摺動自在なピストンに静圧支持ポケットを形成してなることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る圧延機及びその走間クロス操作力低減方法を実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【００１５】
［第１実施例］
図１は本発明の第１実施例を示す、走間ペアクロス式圧延機の側面図、図２は同じく図１のＩＩ−ＩＩ  矢視図、図３は同じく図２のＩＩＩ−ＩＩＩ  矢視図、図４は同じく図３のＩＶ矢視図である。
【００１６】
図１に示すように、走間ペアクロス式圧延機のハウジング１内には、上，下ワークロール２及びバックアップロール３がそれぞれチョック４，５を介して回転自在に支持されている。
【００１７】
そして、前記ハウジング１におけるトップやボトムのライナー部を構成するスレッドベース６に、後述する走間クロス用平面軸受としての静圧軸受部が設けられる。
【００１８】
詳細には、図２〜図４に示すように、ボトム側のボトムビーム７と接するスレッドベース６の下面には、小径でかつ多数の静圧支持ポケット（面）８が形成され、これらの静圧支持ポケット８内には油通路９を介して所定の油圧が図示しない油圧供給源からそれぞれ供給されるようになっている。
【００１９】
前記静圧支持ポケット８は、例えば１０５０×６６０ｍｍ  のスレッドベース６に対して縦横に１０ｍｍ等間隔で、深さ１ｍｍ  でφ１２０ｍｍ  のものが４０個形成される。
【００２０】
そして、本実施例では、前記各静圧支持ポケット（面）８でライナー部に作用する圧延荷重の約９５％を負担し、残りの約５％をスレッドベース６下面とボトムビーム７との固体接触部Ｍが負担するようになっている。
【００２１】
また、前記各静圧支持ポケット８の内周部には、環状溝１０を介して、標準仕様で１００ＭＰａの耐圧性を有した高差圧用の接触シール１１が装着されている。この接触シール１１の材質としては、耐はみ出し性、耐摩耗性、自己潤滑性に優れた高密度ポリエチレン樹脂等が選択される。
【００２２】
また、以上は、ハウジング１のボトム側のスレッドベース６の構成であるが、トップ側のスレッドベース６も同様に構成される。
【００２３】
このように構成されるため、今、圧延荷重を２１００ｔｏｎｆ／ハウジングで考える。各静圧支持ポケット８による荷重支持を１９９５ｔｏｎｆ（９５％負担）とすると、残り１０５ｔｏｎｆ  （５％負担）が固体接触部Ｍでの支持荷重である。
【００２４】
各静圧支持ポケット８の摩擦抵抗を無視できるとすると、１０５ｔｏｎｆ  の固体接触部Ｍでの支持荷重に摩擦係数を掛けた値が走間クロス操作に必要な力となる。相対すべりを生じる面は油潤滑条件であるから摩擦係数を０．１  で考えると、走間クロス操作力は１０．５ｔｏｎｆとなる。
【００２５】
この値は、円筒ころタイプのフラットベアリングの場合と同等（転がり摩擦係数０．００５  ×荷重２１００ｔｏｎｆ＝１０．５ｔｏｎｆ）である。
【００２６】
また、必要油圧ｐ  は、各静圧支持ポケット８で油圧が及ぶ範囲（接触シール１１の油圧作用領域）をφ１１０ｍｍ  とすると、４０個全ての面積は３．８０１  ×１０５ｍｍ２であるからｐ  ＝１９９５×１０３  ÷３．８０１  ×１０５  ＝５．２４８ｋｇｆ／ｍｍ２になる。
【００２７】
一方、接触面圧ｐｃは、図２の破線で囲まれた領域で荷重負担すると（ただし静圧支持ポケット８を除く）、接触面積Ａ＝（７７０  ×３８０  ）−（π÷４  ×１２０２×１８）＝１．２１５  ×１０５ｍｍ２となるため、ｐｃ＝１０５  ×１０３  ÷１．２１５  ×１０５  ＝０．８６ｋｇｆ／ｍｍ２  になる。この値であれば、走間クロスのスピードは１  〜２ｍｍ／ｓｅｃ  程度であるから、固体接触部Ｍでの焼付き問題は生じない。
【００２８】
このように静圧半浮上方式のフラットベアリングを用いて走間クロスを行うようにしたので、その走間クロス操作力は、円筒ころタイプのフラットベアリングの場合と同様で、小さくて済む。
【００２９】
また、固体接触部Ｍでの荷重負担を残すことで、各静圧支持ポケット８での消費油量を小さくできると共に、位置決め精度を確保することができる。加えて、完全浮上のように板厚制御の外乱要因になることもない。
【００３０】
そして本実施例では、前記静圧半浮上方式のフラットベアリングをライナー部を構成するスレッドベース６に内蔵したので、新たに設置スペースを必要としない。即ち、新設の圧延機であれば、従前からあるスレッドベース６の設計（構造）変更だけで済み、圧延機ハウジングの大型化は未然に回避できる。
【００３１】
一方、既設圧延機を走間ペアクロス式圧延機へ改造する際は、前述した構造の即ち、静圧半浮上方式のフラットベアリング内蔵のスレッドベース６を入れ換えれば良く、ハウジングの追い込み加工が不要となり、ハウジング強度の維持や工事期間の短縮が図れる。
【００３２】
また、本実施例では、小径の静圧支持ポケット８を多数設けているため、接触シール１１が環状溝１０からはみ出し、所定の静圧を保持できなくなることが回避できる。つまり、静圧支持面をマルチ化することで、静圧支持面内の変形差を小さくし、シールの追随性が良好に機能するようにしたのである。
【００３３】
因みに、スレッドベース６及びその相手面であるボトムビーム７等が圧延荷重並びに静圧で弾性変形するため、大径寸法の静圧支持面では、スレッドベース６とボトムビーム７間のすきまが大きくなり、接触シール１１のはみ出しなどの問題が生じやすい。
【００３４】
また、本実施例では、高差圧用の接触シール１１を用いているため、ライナー部等における不均一変形（うねりを含む）に対する追随性も十分確保でき、油リークを回避して静圧支持能力を良好に維持することができる。尚、バックアップリングを設けて接触シール１１に３００ＭＰａの耐圧性を持たせても良い。
【００３５】
尚、上記実施例では、各静圧支持ポケット８の静圧支持面を円形に形成したが、円周溝，らせん溝，十字溝，平行溝等に形成して静圧支持面内の一部を固体接触させて接触面圧を軽減するようにしても良い。
【００３６】
［第２実施例］
図５は本発明の第２実施例を示す、走間ペアクロス式圧延機の要部側面図である。
【００３７】
図５に示すように、この実施例は、第１実施例におけるスレッドベース６の下面部に、第１実施例の静圧支持ポケット８と同様に、小径でかつ多数の段付きシリンダ２０を形成すると共に、これら各シリンダ２０内にオイルシール２２を介して同シリンダ２０と相似形の段付きピストン（軸受）２１を上下方向に摺動自在に収装し、同ピストン２１の上方に油圧室２０ａを画成する一方、同ピストン２１の下面部に静圧支持ポケット２１ａを形成するようにした例である。
【００３８】
また、前記油圧室２０ａにはスレッドベース６に形成した油通路９を介して図示しない油圧供給源から所定の油圧が供給されると共に、前記静圧支持ポケット２１ａ内には油通路２３を介して前記油通路９からの油圧が油圧室２０ａを経由して供給されるようになっている。
【００３９】
そして、前記油圧室２０ａからのピストン２１押下げ力が、前記静圧支持ポケット２１ａにおける油膜圧力反力より大きくなるように、各部材の寸法条件が設定されている。
【００４０】
尚、図中１２はスレッドで、１３はプレッシャブロックである。また、以上は、ハウジング１のボトム側のスレッドベース６の構成であるが、トップ側のスレッドベース６も同様に構成される。
【００４１】
この実施例によるも、各静圧支持ポケット２１ａと固体接触部Ｍとの荷重分担による静圧半浮上方式のフラットベアリングを、スレッドベース６内蔵型で実現でき、第１実施例と同様の作用・効果が得られる。
【００４２】
そして、本実施例によれば、例えば相手面であるボトムビーム７が変形で逃げても、油圧室２０ａの力でピストン２１が押し出され、軸受隙間が大きく口開きしない構造になっているため、油リークを回避して静圧支持能力を良好に維持することができる。
【００４３】
尚、本発明は上記各実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能であることはいうまでもない。例えば、固体接触部と静圧軸受部をボトムビーム等の他のライナー部に内蔵させるとか、第１実施例と第２実施例とを組み合わせた構造にするとか、又は静圧軸受部を油圧等の流体圧に代えて磁気を利用したものに変更するとかしても良い。
【００４４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の請求項１に係る圧延機は、上，下ワークロール及びバックアップロールを板材の圧延中にクロスさせて板形状の制御を行う走間ペアクロス式の圧延機において、前記バックアップロールとハウジング間に介装されるライナー部に、走間クロス用平面軸受としての静圧軸受部を設けたことを特徴とするので、新たに設置スペースを必要としないで走間クロス用平面軸受を実現でき、新設の圧延機であれば、大型化を未然に回避できる一方、既設圧延機を走間ペアクロス式圧延機へ改造する際は、ハウジングの追い込み加工が不要となり、ハウジング強度の維持や工事期間の短縮が図れる。
【００４５】
本発明の請求項２に係る圧延機は、前記静圧軸受部と共に固体接触部を設け、前記ライナー部に作用する圧延荷重の一部を前記固体接触部で負担することを特徴とするので、請求項１と同様の作用・効果に加えて、静圧軸受部での流体圧等の消費量を小さくできると共に、位置決め精度を確保することができる。加えて、完全浮上のように板厚制御の外乱要因になることもないという利点がある。
【００４６】
本発明の請求項３に係る圧延機は、前記静圧軸受部は、小径でかつ多数の静圧支持ポケットを有し、該静圧支持ポケットは高差圧用の接触シールで密封されていることを特徴とするので、請求項１と同様の作用・効果に加えて、ライナー部等における不均一変形（うねりを含む）に対する追随性も十分確保でき、油リークを回避して静圧支持能力を良好に維持することができるという利点がある。
【００４７】
本発明の請求項４に係る圧延機は、前記静圧軸受部は、小径でかつ多数のシリンダ内を摺動自在なピストンに静圧支持ポケットを形成してなることを特徴とするので、請求項１と同様の作用・効果に加えて、ライナー部等における不均一変形で相手面が逃げても、シリンダ内油圧室の力でピストンが押し出されて軸受隙間が大きく口開きせず、油リークを回避して静圧支持能力を良好に維持することができるという利点がある。
【００４８】
本発明の請求項５に係る圧延機の走間クロス操作力低減方法は、上，下ワークロール及びバックアップロールを板材の圧延中にクロスさせて板形状の制御を行う走間ペアクロス式の圧延機において、前記バックアップロールとハウジング間に介装されるライナー部に作用する圧延荷重を、静圧軸受部と固体接触部とで分担して走間クロスすることを特徴とするので、請求項１及び請求項２と同様の作用・効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す、走間ペアクロス式圧延機の側面図である。
【図２】同じく図１のＩＩ−ＩＩ  矢視図である。
【図３】同じく図２のＩＩＩ−ＩＩＩ  矢視図である。
【図４】同じく図３のＩＶ矢視図である。
【図５】本発明の第２実施例を示す、走間ペアクロス式圧延機の要部側面図である。
【図６】従来例の走間ペアクロス式圧延機の側面図である。
【図７】同じく要部拡大図である。
【図８】同じく図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ  矢視図である。
【符号の説明】
１  ハウジング
２  ワークロール
３  バックアップロール
４  ワークロールチョック
５  バックアップロールチョック
６  スレッドベース
７  ボトムビーム
８  静圧支持ポケット
９  油通路
１０  環状溝
１１  接触シール
１２  スレッド
１３  プレッシャブロック
２０  段付きシリンダ
２０ａ  油圧室
２１  段付きピストン
２１ａ  静圧支持ポケット
２２  オイルシール
２３  油通路
Ｍ  固体接触部
【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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【図８】
0003553450.tif 000009