(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一側に回転駆動源が連結され、両側を軸受箱によって支持されたアーバー軸と、該アーバー軸の中央部より他側に一側がスプライン結合されて装着されたスリーブと、前記アーバー軸の中央部より一側に固着され、圧延時に被圧延材の一側を押圧するドライブ側水平ロール及び前記スリーブの一側に固着され、圧延時に該被圧延材の他側を押圧するワークサイド側水平ロールと、前記アーバー軸に対して前記ドライブ側水平ロール及び前記ワークサイド側水平ロールの位置を調整するロール位置決め機構とを有する胴幅可変式水平ロール装置において、
前記ロール位置決め機構は、１）前記アーバー軸の他側の一部に形成された第１の雄ねじと、２）前記スリーブの他側に形成された第１の雌ねじと、３）内側に前記第１の雄ねじに螺合する第２の雌ねじが、外側に前記第１の雌ねじに螺合する第２の雄ねじがそれぞれ形成され、前記アーバー軸及び前記スリーブにそれぞれ螺合するねじ筒と、４）前記ドライブ側及びワークサイド側水平ロールの間隔調整時には、前記ねじ筒の回転を停止させ、圧延時には前記ねじ筒と前記アーバー軸の回転を一体化するねじ筒切替手段とを有し、
前記ねじ筒に形成された前記第２の雌ねじと前記第２の雄ねじは、同一の送りピッチで螺旋方向が異なることを特徴とする胴幅可変式水平ロール装置。
【請求項２】
請求項１記載の胴幅可変式水平ロール装置において、前記ねじ筒切替手段は、１）前記ねじ筒の他側に固定されたクラッチ受け座と、２）第２のスプライン結合を介して前記アーバー軸の他側に軸方向に移動可能に装着されると共に、他側移動時には前記クラッチ受け座と第３のスプライン結合によって前記アーバー軸と前記クラッチ受け座を介して前記ねじ筒を一体化するクラッチスリーブと、３）前記クラッチスリーブの所定位置に軸受を介して取り付けられ、前記クラッチスリーブが一側に移動時に前記クラッチ受け座に当接するクラッチ作動座を有するクラッチベースと、４）該クラッチベースを軸方向に移動させるアクチュエータとを備え、
該アクチュエータによって前記クラッチベースを一側に移動させて、前記ドライブ側及びワークサイド側水平ロールの間隔調整が可能となり、前記アクチュエータによって前記クラッチベースを他側に移動させて、前記第３のスプライン結合によって、前記アーバー軸と前記ねじ筒の一体化を行うことを特徴とする胴幅可変式水平ロール装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の胴幅可変式水平ロール装置において、前記スリーブの他側の内側には環状の突起が設けられ、前記アーバー軸及び前記スリーブに螺合した前記ねじ筒の先端と前記突起との間には、圧縮バネが配置されて、それぞれ螺合する前記アーバー軸、前記ねじ筒、及び前記スリーブのバックラッシュの軽減を図っていることを特徴とする胴幅可変式水平ロール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｈ形鋼用仕上げ圧延機に用いられる対となるドライブ側及びワークサイド側水平ロールのロール胴幅をオンラインで任意に調整可能な胴幅可変式水平ロール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｈ形鋼のユニバーサル圧延機において、ユニバーサルミルの水平ロール胴幅をオンラインで変更することにより、異なる寸法のＨ形鋼を圧延する胴幅可変式水平ロール装置が開示されている（例えば、特許文献１、２参照）。
この胴幅可変式水平ロール装置は、例えば、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、Ｈ形鋼のフランジ及びこれを連結するウェブを圧延する対となる水平ロールを有し、一方の水平ロール（図示せず）はミルモータによって駆動されるロール軸８８のドライブ側（駆動側）に固定され、他方の水平ロール８５はスプライン８９によってロール軸８８のワークサイド側（反駆動側）に連結する中空軸８０に固定されている。なお、図７（Ａ）は圧延稼動時（ロール胴幅Ｗがｍｉｎ（ミニマム））の状態を、図７（Ｂ）はロール胴幅変更時（ロール胴幅をｍｉｎ（ミニマム）からｍａｘ（マックス）へ変更）の状態を示している。
【０００３】
中空軸８０の内側には、ロール軸８８と軸心を一致させ、一部に雄ねじ９１が形成されているスクリュー軸８１が設けられ、このスクリュー軸８１に雄ねじ８３が設けられた中空ねじ駒８２が螺合され、中空ねじ駒８２の雄ねじ８３は中空軸８０の内部に形成されている雌ねじ８４と螺合している。そして、中空軸８０の端部には、スクリュー軸８１の回転をロックするロック側と、スクリュー軸８１を中空軸８０と連結する側に切り換えるクラッチ機構が設けられている。そして、クラッチ機構を操作してスクリュー軸８１を止めた状態で、ロール軸８８をミルモータによって駆動すると、固定されたスクリュー軸８１の雄ねじ９１に対して中空軸８０の雌ねじ８４が移動し、結果として、中空軸８０に設けられている左右の水平ロールの間隔が変わる。水平ロールの移動によって左右の水平ロールの中心位置も圧延ラインに対してずれるので、中空軸８０及びロール軸８８の全体を左右に動かすセンターリング装置を設け、左右の水平ロールで形成する胴幅の中心が圧延ラインの中心に一致するように調整している。更に、雄ねじ８３が形成される中空ねじ駒８２の基部の外周側にはフランジ９０が設けられ、スクリュー軸８７に形成された雄ねじ９１にはスラスト荷重受けナット９２が螺合している。
【０００４】
このような構成とすることにより、中空ねじ駒８２の外側に形成した雄ねじ８３と中空軸８０の内側に形成した雌ねじ８４を螺合させることで、中空ねじ駒８２を中空軸８０に取り付けると共に、中空ねじ駒８２にスクリュー軸８１を回転自在に挿入することができる。そして、スラスト荷重受けナット９２をスクリュー軸８１の雄ねじ９１に螺合させて中空ねじ駒８２のフランジ９０に当接させることで、水平ロール８５の側面に作用する水平荷重Ｆｖ（ロール水平反力）をスラスト荷重受けナット９２を経由してスクリュー軸軸受８７にて支持することができる。
【０００５】
軸受箱８６の軸方向中心とスクリュー軸軸受８７の軸方向中心との距離Ｌ´は、（１）式で表される。
Ｌ´＝Ｌａ＋Ｌｂ＋Ｌｃ＋Ｌｄ＋Ｓ    ・・・  （１）
Ｌａ：胴幅Ｗｍｉｎ時の軸受箱８６の中心から中空軸８０の端面までの距離
Ｌｂ：中空ねじ駒８２のフランジ９０の幅寸法
Ｌｃ：スラスト荷重受けナット９２のフランジ９０側の端面からスクリュー軸軸受８７の中心までの距離
Ｌｄ：スラスト荷重受けナット８７の幅寸法
Ｓ：ロール移動量
なお、軸受箱８６の中心とスクリュー軸軸受８７の中心との距離Ｌ´には、スラスト荷重受けナット９２の幅寸法が含まれている。
【０００６】
更に、中空ねじ駒８２のねじ長さＰ´は、（２）式で表される。
Ｐ´＝ｍ＋Ｓ      ・・・（２）
ｍ：中空軸８０に設けられた雌ねじ８４の長さ（水平荷重Ｆｖを支持する部分の寸法）
Ｓ：水平ロール８５のロール移動量
このように、中空ねじ駒８２のねじ長さＰ´は、中空ねじ駒８２の雄ねじ８３によって調整される水平ロール８５のロール移動量Ｓと、中空軸８０の雌ねじ８４長さの総和となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６２−１５６００７号公報
【特許文献２】特開平３−２１０９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の胴幅可変式水平ロール装置は、以下のような問題点があった。
（１）中空軸側に固定されている水平ロールに大きな水平方向の荷重がかかった場合に、その荷重は中空軸の雌ねじを経路してスクリュー軸にかかる。しかし、一般にスクリュー軸は径が小さいこともあって、大きな荷重を受けることができなかった。
（２）スクリュー軸の回転をロックする側とスクリュー軸を中空軸と連結する（ロック解除）側に切り換える複雑な構造のクラッチ機構が必要となる。
（３）また、左右の水平ロールの胴幅を調整すると、左右の水平ロールの中心位置が圧延ラインの中心に対してずれるので、装置全体を移動させるセンターリング装置が必要であり、装置全体が複雑化するという問題があった。
（４）圧延するＨ形鋼のサイズの大小範囲が広い場合、軸受箱の中心からスクリュー軸軸受の中心までの距離には、ロール胴幅変更のために必要な中空軸と中空ねじ駒との間のねじ噛み合い長さと、スラスト荷重受けナットの幅に相当する長さが余分に必要となり、コンパクトにできないという問題があった。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、小型で、大きなロール水平反力の作用に耐え、ドライブ側及びワークサイド側の水平ロールのロール胴幅中心を圧延ラインの中心線上に維持しながら簡便な操作でロール胴幅の調整が可能な胴幅可変式水平ロール装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的に沿う本発明に係る胴幅可変式水平ロール装置は、一側に回転駆動源が連結され、両側を軸受箱によって支持されたアーバー軸（ロール軸、主軸）と、該アーバー軸の中央部より他側に一側がスプライン結合されて装着されたスリーブと、前記アーバー軸の中央部より一側に固着され、圧延時に被圧延材の一側を押圧するドライブ側水平ロール及び前記スリーブの一側に固着され、圧延時に該被圧延材の他側を押圧するワークサイド側水平ロールと、前記アーバー軸に対して前記ドライブ側水平ロール及び前記ワークサイド側水平ロールの位置を調整するロール位置決め機構とを有する胴幅可変式水平ロール装置において、
前記ロール位置決め機構は、１）前記アーバー軸の他側の一部に形成された第１の雄ねじと、２）前記スリーブの他側に形成された第１の雌ねじと、３）内側に前記第１の雄ねじに螺合する第２の雌ねじが、外側に前記第１の雌ねじに螺合する第２の雄ねじがそれぞれ形成され、前記アーバー軸及び前記スリーブにそれぞれ螺合するねじ筒と、４）前記ドライブ側及びワークサイド側水平ロールの間隔調整時には、前記ねじ筒の回転を停止させ、圧延時には前記ねじ筒と前記アーバー軸の回転を一体化するねじ筒切替手段とを有し、
前記ねじ筒に形成された前記第２の雌ねじと前記第２の雄ねじは、同一の送りピッチで螺旋方向が異なっている。
【００１１】
本発明に係る胴幅可変式水平ロール装置において、前記ねじ筒切替手段は、１）前記ねじ筒の他側に固定されたクラッチ受け座と、２）第２のスプライン結合を介して前記アーバー軸の他側に軸方向に移動可能に装着されると共に、他側移動時には前記クラッチ受け座と第３のスプライン結合によって前記アーバー軸と前記クラッチ受け座を介して前記ねじ筒を一体化するクラッチスリーブと、３）前記クラッチスリーブの所定位置に軸受を介して取り付けられ、前記クラッチスリーブが一側に移動時に前記クラッチ受け座に当接するクラッチ作動座を有するクラッチベースと、４）該クラッチベースを軸方向に移動させるアクチュエータとを備え、該アクチュエータによって前記クラッチベースを一側に移動させて、前記ドライブ側及びワークサイド側水平ロールの間隔調整を可能とし、前記アクチュエータによって前記クラッチベースを他側に移動させて、前記第３のスプライン結合によって、前記アーバー軸と前記ねじ筒の一体化を行うのが好ましい。
【００１２】
本発明に係る胴幅可変式水平ロール装置において、前記スリーブの他側の内側には環状の突起が設けられ、前記アーバー軸及び前記スリーブに螺合した前記ねじ筒の先端と前記突起との間には、圧縮バネが配置されて、それぞれ螺合する前記アーバー軸、前記ねじ筒、及び前記スリーブのバックラッシュの軽減を図っていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る胴幅可変式水平ロール装置においては、ロール位置決め機構が、１）アーバー軸の他側の一部に形成された第１の雄ねじと、２）スリーブの他側に形成された第１の雌ねじと、３）内側に第１の雄ねじに螺合する第２の雌ねじが、外側に第１の雌ねじに螺合する第２の雄ねじがそれぞれ形成され、アーバー軸及びスリーブにそれぞれ螺合するねじ筒と、４）ドライブ側及びワークサイド側水平ロールの間隔調整時には、ねじ筒の回転を停止させ、圧延時にはねじ筒とアーバー軸の回転を一体化するねじ筒切替手段とを有するので、アーバー軸の直径をねじ筒と螺合可能なサイズまで太くすることができ、水平ロールの側部に作用する水平反力（水平荷重）を大きくすることができる。
【００１４】
また、ねじ筒の回転を停止させ、回転駆動源によりアーバー軸を回転させると、アーバー軸にスプライン結合したスリーブは、アーバー軸と同一回転動作となる。ここで、ねじ筒の第２の雌ねじと第２の雄ねじは、同一の送りピッチで螺旋方向が異なっているので、ねじ筒に対してそれぞれ螺合するアーバー軸及びスリーブは、逆方向に同一距離だけ移動する。このため、ドライブ側及びワークサイド側水平ロールのロール胴幅中心を圧延ラインの中心線上に維持しながらロール胴幅の調整ができるので、オンラインでのロール胴幅調整が容易になる。
【００１５】
そして、アーバー軸とスリーブが逆方向に同一距離だけ移動するので、スリーブとねじ筒との間のねじ噛み合い長さを従来に比較して１／２にすることができ、ロール位置決め機構をコンパクトにすることができる。更に、ドライブ側及びワークサイド側水平ロールの間隔調整時及び圧延時において、ねじ筒の位置は常に一定位置になるので、ねじ筒に必要な支持部材の位置も一定位置に固定することができる。このため、ロール位置決め機構を既設の水平ロール装置に付加して胴幅可変式水平ロール装置に改造することが容易にできる。
【００１６】
本発明に係る胴幅可変式水平ロール装置において、ねじ筒切替手段が、１）ねじ筒の他側に固定されたクラッチ受け座と、２）第２のスプライン結合を介してアーバー軸の他側に軸方向に移動可能に装着されると共に、他側移動時にはクラッチ受け座と第３のスプライン結合によってアーバー軸とクラッチ受け座を介してねじ筒を一体化するクラッチスリーブと、３）クラッチスリーブの所定位置に軸受を介して取り付けられ、クラッチスリーブが一側に移動時にクラッチ受け座に当接するクラッチ作動座を有するクラッチベースと、４）クラッチベースを軸方向に移動させるアクチュエータとを備える場合、ねじ筒の回転停止（即ち、アーバー軸とねじ筒の連結解除）、アーバー軸とねじ筒の一体化（アーバー軸とねじ筒の連結）を一動作で行うことができ、オンラインでのロール胴幅調整が更に容易になる。
【００１７】
本発明に係る胴幅可変式水平ロール装置において、スリーブの他側の内側には環状の突起が設けられ、アーバー軸及びスリーブに螺合したねじ筒の先端と突起との間には、圧縮バネが配置されて、それぞれ螺合するアーバー軸、ねじ筒、及びスリーブのバックラッシュの軽減を図っている場合、アーバー軸を回転させた際、スリーブを応答性よく移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る胴幅可変式水平ロール装置を含むユニバーサル圧延機の断面図である。
【図２】同胴幅可変式水平ロール装置の断面図である。
【図３】（Ａ）は図２のＭ方向からみた一部省略矢視図、（Ｂ）は（Ａ）のＮ−Ｎ矢視方向から見た一部切り欠き図である。
【図４】同胴幅可変式水平ロール装置のロール胴幅変更動作の説明図である。
【図５】ロール胴幅変更時のロール位置決め機構の説明図である。
【図６】ロール胴幅変更後の次期圧延準備動作におけるロール位置決め機構の説明図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ従来例に係る胴幅可変式水平ロール装置の圧延稼動時の説明図、ロール胴幅変更時の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る胴幅可変式水平ロール装置１０、１０ａは、例えば、Ｈ形鋼１１（被圧延材の一例）を製造するユニバーサル圧延機１２に、上下対となって用いられ、一側にカップリングを介して回転駆動源（図示せず）が連結され、両側を軸受箱１３、１４、１３ａ、１４ａによって支持されたアーバー軸１５、１５ａと、アーバー軸１５、１５ａの他側にスプライン結合によって装着されたスリーブ１６、１６ａとを有している。ここで、軸受箱１３、１４、１３ａ、１４ａは、胴幅可変式水平ロール装置１０、１０ａの図示しないハウジングに設けられた取り付けベース１７、１７ａに固定されている。
【００２０】
更に、胴幅可変式水平ロール装置１０、１０ａは、アーバー軸１５、１５ａの中央部より一側に固着され、圧延時にＨ形鋼１１のウェブ１８の一側、即ちドライブ側（図１ではＤＳと記載）を押圧するドライブ側水平ロール１９、１９ａ及びスリーブ１６、１６ａの一側に固着され、圧延時にＨ形鋼１１のウェブ１８の他側、即ちワーク側（図１ではＷＳと記載）を押圧するワークサイド側水平ロール２０、２０ａと、アーバー軸１５、１５ａに対してドライブ側水平ロール１９、１９ａ及びワークサイド側水平ロール２０、２０ａの位置を調整するロール位置決め機構２１、２１ａとを有している。
なお、符号２２は、Ｈ形鋼１１の一側のフランジ２３を水平ロール１９、１９ａの側部と共に挟んで圧延する竪ロール、符号２４は、Ｈ形鋼１１の他側のフランジ２５を水平ロール２０、２０ａの側部と共に挟んで圧延する竪ロール、符号２６、２６ａはスプライン結合を行うスプラインである。
【００２１】
そして、胴幅可変式水平ロール装置１０、１０ａは、圧延するＨ形鋼１１のサイズが変更される際に、変更されるサイズのＨ形鋼圧延に対応するように、オンラインでドライブ側水平ロール１９、１９ａとワークサイド側水平ロール２０、２０ａ間のロール胴幅Ｗ１を変更するものである。ここで、上下にある胴幅可変式水平ロール装置１０、１０ａはいずれも同構造となるので、以下の説明では上方にある胴幅可変式水平ロール装置１０について説明する。
【００２２】
図２に示すように、ロール位置決め機構２１は、アーバー軸１５の他側の一部に形成された第１の雄ねじ２７と、スリーブ１６の他側に形成された第１の雌ねじ２８と、内側に第１の雄ねじ２７に螺合する第２の雌ねじ２９が、外側に第１の雌ねじ２８に螺合する第２の雄ねじ３０がそれぞれ形成され、アーバー軸１５及びスリーブ１６にそれぞれ螺合するねじ筒３１と、ドライブ側水平ロール１９及びワークサイド側水平ロール２０の間隔調整時には、ねじ筒３１の回転を停止させ、圧延時にはねじ筒３１とアーバー軸１５の回転を一体化するねじ筒切替手段３２とを有している。ここで、ねじ筒３１の第２の雌ねじ２９と第２の雄ねじ３０は、同一の送りピッチで螺旋方向が異なっている。
【００２３】
ねじ筒切替手段３２は、図２、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ねじ筒３１の他側に固定されたクラッチ受け座４０と、第２のスプライン結合３６を介してアーバー軸１５の他側に軸方向に移動可能に装着されると共に、他側移動時にはクラッチ受け座４０と第３のスプライン結合４１によってアーバー軸１５とクラッチ受け座４０を介してねじ筒３１を一体化するクラッチスリーブ３７と、クラッチスリーブ３７の所定位置（図２ではクラッチスリーブ３７の他側）に軸受３５を介して取り付けられ、クラッチスリーブ３７が一側に移動時にクラッチ受け座４０に当接するクラッチ作動座３３を有する環状のクラッチベース３４と、クラッチベース３４を軸方向に移動させるアクチュエータの一例であるシリンダ５０（図３参照）を有する移動駆動部３９を備えている。ここで、移動駆動部３９は、アーバー軸１５の他側を支持する軸受箱１４を固定する取り付けベース１７に支持された筒状の連結部材３８の側部に取り付けられている。
【００２４】
また、第３のスプライン結合４１は、クラッチ受け座４０の内周側に形成されたスプライン４３と、クラッチスリーブ３７の外周部の一側、即ちクラッチ作動座３３とクラッチ受け座４０を接続した際に、クラッチ受け座４０のスプライン４３からねじ筒３１内に突出した領域の先部側）に形成されたスプライン４４とを有している。なお、符号４２は、軸受３５を固定する押え部材である。
【００２５】
ここで、移動駆動部３９は、連結部材３８に固定されたシリンダベース４９を介して保持されるシリンダ５０と、基側がシリンダ５０のピストンロッド５１と連結し、中間部がシリンダベース４９に摺動自在に保持され、先部がクラッチスリーブ３７をアーバー軸１５の他側に装着した際に、環状のクラッチベース３４の半径方向外側に向けて対向して配置された対となる掛止部５２にそれぞれ取り付けリング５３を介して固定される連結ピン５４とを有している。そして、ピストンロッド５１のストロークは、ピストンロッド５１のシリンダ５０からの突出量を最小にした際に、クラッチ作動座３３がクラッチ受け座４０に接続し、ピストンロッド５１のシリンダ５０からの突出量を最大にした際に、クラッチ作動座３３がクラッチ受け座４０から離脱しクラッチ受け座４０のスプライン４３とクラッチスリーブ３７のスプライン４４間に第３のスプライン結合４１が形成されるように調整されている。
その結果、シリンダ５０によってクラッチベース３４を一側に移動させて、ドライブ側水平ロール１９及びワークサイド側水平ロール２０の間隔調整が可能となり、シリンダ５０によってクラッチベース３４を他側に移動させて、第３のスプライン結合４１によって、アーバー軸１５とねじ筒３１の一体化が行われる。
【００２６】
ロール位置決め機構２１には、更に、ねじ筒３１を軸心方向に移動させるねじ筒移動手段５５が設けられている。そして、ねじ筒移動手段５５は、連結部材３８の側部にあって、シリンダベース４９が固定されていない領域に取り付けられたギア駆動部５６と、ギア駆動部５６と歯車結合し、ねじ筒３１の外周部の他側に軸受５７を介して回転自在に取り付けられた軸受箱５８と、軸受箱５８の外周部に形成された雄ねじ５９及び雄ねじ５９と螺合し、連結部材３８の内側に設けられた雌ねじ６０からなるねじ送り部６１とを有している。ここで、ギア駆動部５６は、回転駆動源６２（例えば、油圧モータ）と、回転駆動源６２の回転軸に取り付けられた小歯車６３と、小歯車６３に噛み合い、一部が連結部材３８の側部を貫通する大歯車６４と、大小歯車６４、６３及び回転駆動源６２を連結部材３８の側部に取り付ける保持部材６５とを有している。また、軸受箱５８の外周部の一側には、大歯車６４と螺合し、軸受箱５８を回転させる駆動用歯車６６が設けられている。なお、符号４５は、軸受箱５８の固定部材である。
【００２７】
以上の構成とすることにより、回転駆動源６２を停止状態において、シリンダ５０の操作により、クラッチ作動座３３をクラッチ受け座４０に入れる（クラッチ作動座３３とクラッチ受け座４０を接続する）と、ねじ筒３１を連結部材３８に連結すると共に、クラッチ受け座４０のスプライン４３とクラッチスリーブ３７のスプライン４４間の第３のスプライン結合４１が解除される。その結果、ねじ筒３１は、クラッチスリーブ３７を介したアーバー軸１５との連結状態が解除され取り付けベース１７に固定状態となって、ねじ筒３１を回転しないようにすることができる。
【００２８】
ここで、アーバー軸１５とスリーブ１６はスプライン結合しているため、回転駆動源によりアーバー軸１５を微速回転させると、アーバー軸１５とスリーブ１６は同一回転動作を行う（同一方向に同一回転数で回転する）。そして、ねじ筒３１の第２の雌ねじ２９と第２の雄ねじ３０は、同一の送りピッチで螺旋方向が異なっているので、アーバー軸１５とスリーブ１６が同一回転動作を行うと、ねじ筒３１に対して、アーバー軸１５とスリーブ１６はそれぞれ軸心方向に沿って互いに逆方向に、同一距離だけ移動することになる。
【００２９】
また、シリンダ５０の操作により、クラッチ作動座３３をクラッチ受け座４０から離脱させると、ねじ筒３１と連結部材３８との連結が解除されると共に、クラッチ受け座４０のスプライン４３とクラッチスリーブ３７のスプライン４４との間に第３のスプライン結合４１が形成される。その結果、ねじ筒３１は、取り付けベース１７から解放されて回転可能な状態となり、クラッチスリーブ３７を介してアーバー軸１５と連結状態となる。このため、アーバー軸１５を回転すると、ねじ筒３１をアーバー軸１５と一体で回転させることができる。また、アーバー軸１５とスリーブ１６はスプライン結合しているため、アーバー軸１５とスリーブ１６は同一回転動作となる。これにより、ねじ筒３１とスリーブ１６も同一回転動作となって、アーバー軸１５の回転により、水平ロール１９、２０を同一回転動作で回転させることができる。
【００３０】
更に、回転駆動源６２を回転させると、小歯車６３及び大小歯車６４を介して駆動用歯車６６を回転させることができ、駆動用歯車６６に伴って軸受箱５８を回転させることができる。ここで、軸受箱５８は、軸受箱５８の外周部に形成された雄ねじ５９を連結部材３８の雌ねじ６０に螺合させながら回転するので、軸受箱５８は連結部材３８（アーバー軸１５の他側を支持する軸受箱１４を固定する取り付けベース１７）に対して、軸受箱５８の軸心方向に沿って移動する。したがって、クラッチ作動座３３をクラッチ受け座４０に入れてねじ筒３１を回転しない状態として、回転駆動源６２を回転させて軸受箱５８を回転させると、軸受箱５８の移動に伴ってねじ筒３１が軸心方向に移動する。
【００３１】
その結果、アーバー軸１５及びスリーブ１６もそれぞれ軸心方向（ねじ筒３１の移動方向と同じ）に移動するので、胴幅可変式水平ロール装置１０をアーバー軸１５の軸心方向に沿って移動させることができる。このため、胴幅可変式水平ロール装置１０の水平ロール１９、２０の間の中心位置と、胴幅可変式水平ロール装置１０ａの水平ロール１９ａ、２０ａの間の中心位置が一致しない場合、胴幅可変式水平ロール装置１０と胴幅可変式水平ロール装置１０ａのいずれか一方又は双方をアーバー軸１５、１５ａの軸心方向に沿って移動させて、水平ロール１９、２０の間の中心位置と水平ロール１９ａ、２０ａの間の中心位置を一致させることができる。
【００３２】
図２に示すように、スリーブ１６の他側の内側には環状の突起４６が設けられ、アーバー軸１５及びスリーブ１６に螺合したねじ筒３１の先端と突起４６との間には、圧縮バネ４７が配置されている。これによって、それぞれ螺合するアーバー軸１５、ねじ筒３１、及びスリーブ１６のバックラッシュの軽減を図ることができる。
【００３３】
続いて、本発明の一実施の形態に係る胴幅可変式水平ロール装置１０を用いて、図４に示すようにオンラインで、水平ロール１９、２０間のロール胴幅をＷ１からＷ２に拡大する場合について説明する。
先ず、図５に示すように、回転駆動源６２を停止状態において、ねじ筒切替手段３２のシリンダ５０を操作してクラッチスリーブ３７をねじ筒３１側に移動させてクラッチ作動座３３をクラッチ受け座４０に接続する。これによって、クラッチスリーブ３７とねじ筒３１との間の第３のスプライン結合４１の解除により、ねじ筒３１とアーバー軸１５との連結が解除され、ねじ筒３１は連結部材３８を介して取り付けベース１７に固定され、ねじ筒３１が回転止めの状態なる。
【００３４】
次いで、アーバー軸１５を微速回転する。アーバー軸１５が回転すると、アーバー軸１５とスリーブ１６はスプライン結合しているため、アーバー軸１５とスリーブ１６は同一回転動作を行う。ここで、ねじ筒３１の第２の雌ねじ２９と第２の雄ねじ３０は、同一の送りピッチで螺旋方向が異なっているので、ねじ筒３１に対して、アーバー軸１５は軸心方向に沿って一側に向けて移動し、スリーブ１６は軸心方向に沿って他側に向けて、アーバー軸１５と同一距離だけ移動する。このため、ドライブ側水平ロール１９とワークサイド側水平ロール２０のロール胴幅中心を圧延ラインの中心線上に維持しながらロール胴幅の調整ができるので、オンラインでのロール胴幅調整が容易になる。
【００３５】
そして、ドライブ側水平ロール１９とワークサイド側水平ロール２０のロール胴幅中心を圧延ラインの中心線上に維持しながらロール胴幅の調整ができるので、ロール胴幅の調整後にドライブ側水平ロール１９とワークサイド側水平ロール２０のロール胴幅中心を圧延ラインの中心に一致させるために従来必要であったセンターリング装置が不要になる。
また、ロール胴幅の調整時、ねじ筒３１の位置は常に一定位置になるので、ねじ筒３１に必要な支持部材の位置も一定位置に固定することができる。このため、ロール位置決め機構２１を既設の水平ロール装置に付加して胴幅可変式水平ロール装置１０に改造することが容易にできる。
【００３６】
更に、図４に示すように、ロール胴幅をＷ１からＷ２に拡大する際のドライブ側水平ロール１９とワークサイド側水平ロール２０のスライド代ΔＳは、ドライブ側水平ロール１９とワークサイド側水平ロール２０が逆方向に同一距離移動するため、ΔＳ＝（Ｗ２−Ｗ１）／２となって、ロール胴幅の変化代（Ｗ２−Ｗ１）の１／２となる。このため、圧延するＨ形鋼１１のサイズの大小範囲が大きくても、ドライブ側水平ロール１９とワークサイド側水平ロール２０のロール胴幅の変化代を小さくでき、ロール位置決め機構２１がコンパクトになる。
なお、ドライブ側水平ロール１９とワークサイド側水平ロール２０との間のロール胴幅を縮小する場合は、微速回転するアーバー軸１５を逆回転させればよい。
【００３７】
スリーブ１６の他側の内側には環状の突起４６が設けられ、アーバー軸１５及びスリーブ１６に螺合したねじ筒３１の先端と突起４６との間には圧縮バネ４７が配置されているので、それぞれ螺合するアーバー軸１５、ねじ筒３１、及びスリーブ１６のバックラッシュの軽減が図れ、アーバー軸１５を回転させた際に、スリーブ１６を応答性よく移動させることができる。
【００３８】
ドライブ側水平ロール１９とワークサイド側水平ロール２０のロール胴幅がＷ２に到達すると、アーバー軸１５の微速回転を停止する。そして、図６に示すように、ねじ筒切替手段３２のシリンダ５０を操作してクラッチスリーブ３７をアーバー軸１５の他端側に移動させて、クラッチ作動座３３をクラッチ受け座４０から離脱させる。これによって、ねじ筒３１と連結部材３８との連結が解除されると共に、クラッチ受け座４０のスプライン４３とクラッチスリーブ３７のスプライン４４との間に第３のスプライン結合４１が形成される。その結果、ねじ筒３１は、取り付けベース１７から解放されて回転可能な状態となって、クラッチスリーブ３７を介してアーバー軸１５と連結状態となる（次期圧延、即ちサイズが異なったＨ形鋼の圧延の準備状態となる）。
【００３９】
図１に示すように、Ｈ形鋼１１の圧延を行う場合、先ず、胴幅可変式水平ロール装置１０、１０ａのアーバー軸１５、１５ａを圧延条件に基づいてそれぞれ回転する。なお、圧延時の胴幅可変式水平ロール装置１０、１０ａの状態は同一なので、胴幅可変式水平ロール装置１０について説明する。
【００４０】
アーバー軸１５を回転すると、ねじ筒３１とアーバー軸１５は一体で回転する。そして、アーバー軸１５とスリーブ１６はスプライン結合しているため、アーバー軸１５とスリーブ１６は同一回転動作となる。これにより、ねじ筒３１とスリーブ１６が同一回転動作となって、アーバー軸１５の回転により、アーバー軸１５に取り付けられたドライブ側水平ロール１９とスリーブ１６に取り付けられたワークサイド側水平ロール２０は同一回転動作で回転する。そして、竪ロール２２、２４を圧延条件に基づいてそれぞれ回転することにより、圧延待機状態となる。
【００４１】
図１に示すように、Ｈ形鋼１１の圧延が開始されると、竪ロール２２、２４にて、Ｈ形鋼１１が押し込まれるために、ドライブ側水平ロール１９とワークサイド側水平ロール２０には水平力Ｆｖ／２がそれぞれ作用する。ここで、圧延稼動時のドライブ側水平ロール１９の側面に作用する水平力Ｆｖ／２は、ドライブ側水平ロール１９が取り付けられたアーバー軸１５へ伝わる。また、ワークサイド側水平ロール２０の側面に作用する水平力Ｆｖ／２は、ワークサイド側水平ロール２０が取り付けられたスリーブ１６に伝達され、スリーブ１６に螺合するねじ筒３１を介してねじ筒３１に螺合するアーバー軸１５へ伝わる。ここで、アーバー軸１５の一側は、アーバー軸１５に設けられた軸受箱１３の押え部材４８により、回転自在に取り付けベース１７に固定され、アーバー軸１５の他側は、螺合するねじ筒３１、ねじ筒３１に取り付けられた軸受箱５８、軸受箱５８に螺合する連結部材３８を介して取り付けベース１７に固定されている。
【００４２】
したがって、アーバー軸１５に伝達された水平力Ｆｖは、取り付けベース１７へ伝わり圧縮反力で支持される。なお、ドライブ側水平ロール１９とワークサイド側水平ロール２０の側面にそれぞれ作用する水平力Ｆｖ／２が異なっている場合、水平力Ｆｖ／２の差分が、取り付けベース１７で支持される。
一方、Ｈ形鋼１１の圧延にドライブ側水平ロール１９に作用する垂直力Ｆｈ／２は、アーバー軸１５を支持する軸受箱１３を介して取り付けベース１７で支持され、ワークサイド側水平ロール２０に作用する垂直力Ｆｈ／２は、スリーブ１６を支持する軸受箱１４を介して取り付けベース１７で支持される。
【００４３】
以上のように、胴幅可変式水平ロール装置１０では、従来必要であったスクリュー軸、スラスト荷重受けナット、及びスクリュー軸受箱が不要になるため、胴幅可変式水平ロール装置１０をコンパクトにすることができる。
更に、アーバー軸１５に伝達された水平力Ｆｖを、アーバー軸１５の一側では直接アーバー軸１５を介して、アーバー軸１５の他側ではアーバー軸１５より径が大きなねじ筒３１、ねじ筒３１より径の大きな連結部材３８を介してそれぞれ取り付けベース１７で支持するので、従来のスクリュー軸を用いる場合と比較して、ドライブ側水平ロール１９とワークサイド側水平ロール２０の荷重負荷を大きくすることができる。
【００４４】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
更に、本実施の形態とその他の実施の形態や変形例にそれぞれ含まれる構成要素を組合わせたものも、本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００４５】
１０、１０ａ：胴幅可変式水平ロール装置、１１：Ｈ形鋼、１２：ユニバーサル圧延機、１３、１３ａ、１４、１４ａ：軸受箱、１５、１５ａ：アーバー軸、１６、１６ａ：スリーブ、１７、１７ａ：取り付けベース、１８：ウェブ、１９、１９ａ：ドライブ側水平ロール、２０、２０ａ：ワークサイド側水平ロール、２１、２１ａ：ロール位置決め機構、２２：竪ロール、２３：フランジ、２４：竪ロール、２５：フランジ、２６、２６ａ：スプライン、２７：第１の雄ねじ、２８：第１の雌ねじ、２９：第２の雌ねじ、３０：第２の雄ねじ、３１：ねじ筒、３２：ねじ筒切替手段、３３：クラッチ作動座、３４：クラッチベース、３５：軸受、３６：第２のスプライン結合、３７：クラッチスリーブ、３８：連結部材、３９：移動駆動源、４０：クラッチ受け座、４１：第３のスプライン結合、４２：押え部材、４３、４４：スプライン、４５：固定部材、４６：突起、４７：圧縮バネ、４８：押え部材、４９：シリンダベース、５０：シリンダ、５１：ピストンロッド、５２：掛止部、５３：取り付けリング、５４：連結ピン、５５：ねじ筒移動手段、５６：ギア駆動部、５７：軸受、５８：軸受箱、５９：雄ねじ、６０：雌ねじ、６１：ねじ送り部、６２：回転駆動源、６３：小歯車、６４：大歯車、６５：保持部材、６６：駆動用歯車
【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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