(57)【要約】      （修正有）【課題】  中間ロールに作用する曲げ応力を許容曲げ応力以下に簡単に調整することができるクラスタ型圧延機を提供する。【解決手段】  本発明のクラスタ型圧延機は、第１中間ロール３及び第２中間ロール４の両端部を共通に軸支する中間ロール軸箱８と、第１控えロール５及び第２控えロール６の両端部を共通に軸支する控えロール全体軸箱９と、控えロール全体軸箱９にこの軸箱に対する上下方向の相対的位置を調節可能に固定され中央控えロール７の両端部を軸支する中央控えロール軸箱１５と、中央控えロール軸箱１５に作用する荷重を検出する荷重検出器３８と、中央控えロール軸箱１５の相対的位置を調整する位置調整機構３０とを備えている。中央控えロール軸箱の前記相対的位置は、前記荷重検出器による検出値に基づき、前記第１中間ロール及び第２中間ロールに作用する曲げ応力が所定範囲内となるように調整されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下一対のワークロールと、該ワークロールの上下にそれぞれ密着する中間ロールと、該中間ロールの上下にそれぞれ密着する控えロールとを備え、前記中間ロールは、ワークロールに前方斜め方向から密着する第１中間ロールと、ワークロールに後方斜め方向から密着する第２中間ロールとからなり、前記控えロールは、第１中間ロールに前方斜め方向から密着する第１控えロールと、第２中間ロールに後方斜め方向から密着する第２控えロールと、第１中間ロール及び第２中間ロールの双方に密着する中央控えロールとからなるクラスタ型圧延機であって、
前記第１中間ロール及び第２中間ロールの両端部を共通に軸支する中間ロール軸箱と、前記第１控えロール及び第２控えロールの両端部を共通に軸支する控えロール全体軸箱と、前記控えロール全体軸箱にこの軸箱に対する上下方向の相対的位置を調節可能に固定され前記中央控えロールの両端部を軸支する中央控えロール軸箱と、中央控えロール軸箱に作用する荷重を検出する荷重検出器と、前記中央控えロール軸箱の前記相対的位置を調整する位置調整機構とを備え、
前記中央控えロール軸箱の前記相対的位置は、前記荷重検出器による検出値に基づき、前記第１中間ロール及び第２中間ロールに作用する曲げ応力が所定範囲内となるように調整されている、ことを特徴とするクラスタ型圧延機。
【請求項２】
前記位置調整機構は、両側の控えロール全体軸箱と中央控えロール軸箱との間にそれぞれ介装されパスラインに対して直角水平方向にスライドする一対の楔部材を備え、該一対の楔部材には、該楔部材がスライドすることにより中央控えロール軸箱を控えロール全体軸箱に対して上下方向に相対的に変位させるように傾斜したテーパ面が形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のクラスタ型圧延機。
【請求項３】
前記位置調整機構は、前記一対の楔部材の双方に貫通及び螺合する回転ロッドを有し、該一対の楔部材のテーパ面は互いに逆傾斜に形成されており、該回転ロッドの回転により該一対の楔部材を互いに近接又は離反させることにより、中央控えロール軸箱の前記相対的位置を変位させる、ことを特徴とする請求項２に記載のクラスタ型圧延機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄板を製造するクラスタ型圧延機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、０．１〜０．２ｍｍ程度の薄板に圧延する圧延装置には、１ｍｍ程度まで圧延する通常の圧延ロールを有する装置では過大な圧下力が必要になるため、小径のワークロールを用いた多段構造を持つクラスタ型圧延機が用いられている。例えば、下記特許文献１には、１２段のクラスタ型圧延機が開示されている。
【０００３】
図７は、特許文献１の「多段圧延機」の構成を示す図である。同図に示すように、この圧延機は、１対のワークロール５２と、このワークロール５２のそれぞれの背後に設けられた第１中間ロール５３及び第２中間ロール５４と、この第１中間ロール５３の背後に設けられた第１控えロール５５と、第２中間ロール５４の背後に設けられた第２控えロール５６と、第１中間ロール５３及び第２中間ロール５４の背後に設けられた中央控えロール５７と、第１中間ロール５３及び第２中間ロール５４を共通に軸支する中間ロール軸箱５８と、第１控えロール５５、第２控えロール５６及び中央控えロール５７を共通に軸支する控えロール軸箱５９とを備えている。また、控えロール軸箱５９の中央には四角形の開口５９ａが設けられ、この開口５９ａに中央控えロール軸箱６０が上下方向に摺動可能に嵌合し、この開口５９ａの上端に中央控えロール圧下シリンダ６１が設けられている。なお、符号６２は上側控えロール圧下シリンダであり、符号６３はロードセルである。
【０００４】
かかる構成により、上側控えロール圧下シリンダ６１を圧下することにより、各ロール５２、５３、５４、５５、５６に圧下力が加えられ、被圧延材５１をワークロール５２の間に挟み込んで圧延することができる。また、いわゆる分割サポートロールを使用せず、第１と第２の中間ロール５３、５４を共通の軸箱で軸支し、第１、第２及び中央控えロール５５、５６、５７を共通の軸箱で軸支する構成を採用しているため、操作と保守を容易にしている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２１０７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図８は、このようなクラスタ型圧延機の各ロールの配置状態を示す模式図である。各ロールは、図８（Ａ）に示すように各ロールの軸心が直線ａに乗るように配置されることが望ましいが、第１中間ロール５３及び第２中間ロール５４が、控えロール５５、５６、５７からの圧下力等により被圧延材５１側にずれるのを防止するために、図８（Ｂ）に示すように中間ロールの軸心を直線ａより中心線ｂ側になるように配置し、この位置を保持するよう中央控えロール５７により垂直方向に圧下している。
【０００７】
しかし、各ロールは使用に伴い定期的に研磨改削する必要があり、この改削に伴い各ロールが縮径し、図中の∠ＡＢＤ、∠ＡＣＥが変化すると、圧延時に第１中間ロール５３及び第２中間ロール５４に作用する図中のＢＦ方向、ＣＦ方向の荷重が大幅に変化する。このため、第１中間ロール５３及び第２中間ロール５４に許容曲げ応力以上の応力が作用する場合がある。かかる場合に、各ロールのロール径に基づき幾何学的に第１中間ロール５３及び第２中間ロール５４の適切な位置を算出し、これに基づき位置調整を行うことが考えられるが、このような幾何学的計算は面倒が多く実用性に欠ける。
【０００８】
本発明は、かかる問題点に鑑みて創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、中間ロールに作用する曲げ応力を許容曲げ応力以下に簡単に調整することができるクラスタ型圧延機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明のクラスタ型圧延機は、上下一対のワークロールと、該ワークロールの上下にそれぞれ密着する中間ロールと、該中間ロールの上下にそれぞれ密着する控えロールとを備え、前記中間ロールは、ワークロールに前方斜め方向から密着する第１中間ロールと、ワークロールに後方斜め方向から密着する第２中間ロールとからなり、前記控えロールは、第１中間ロールに前方斜め方向から密着する第１控えロールと、第２中間ロールに後方斜め方向から密着する第２控えロールと、第１中間ロール及び第２中間ロールの双方に密着する中央控えロールとからなるクラスタ型圧延機であって、前記第１中間ロール及び第２中間ロールの両端部を共通に軸支する中間ロール軸箱と、前記第１控えロール及び第２控えロールの両端部を共通に軸支する控えロール全体軸箱と、前記控えロール全体軸箱にこの軸箱に対する上下方向の相対的位置を調節可能に固定され前記中央控えロールの両端部を軸支する中央控えロール軸箱と、中央控えロール軸箱に作用する荷重を検出する荷重検出器と、前記中央控えロール軸箱の前記相対的位置を調整する位置調整機構とを備え、前記中央控えロール軸箱の前記相対的位置は、前記荷重検出器による検出値に基づき、前記第１中間ロール及び第２中間ロールに作用する曲げ応力が所定範囲内となるように調整されている、ことを特徴としている（請求項１）。
【００１０】
上記本発明によれば、中央控えロール軸箱に作用する荷重を荷重検出器により検出し、この検出値に基づき中間ロールに作用する曲げ応力を推定し、この曲げ応力が許容曲げ応力以下となるように、中央控えロール軸箱の控えロール全体軸箱に対する上下方向の相対的位置を位置調整機構により調整するので、複雑な幾何学的計算によらず簡単に、中間ロールに作用する曲げ応力を許容範囲内に調整することができる。
【００１１】
また、上記本発明において、好ましくは、前記位置調整機構は、両側の控えロール全体軸箱と中央控えロール軸箱との間にそれぞれ介装されパスラインに対して直角水平方向にスライドする一対の楔部材を備え、該一対の楔部材には、該楔部材がスライドすることにより中央控えロール軸箱を控えロール全体軸箱に対して上下方向に相対的に変位させるように傾斜したテーパ面が形成されている（請求項２）。
【００１２】
かかる構成によれば、楔部材をスライドさせることにより中央控えロール軸箱を上下方向に変位させることができる。したがって、位置調整機構を簡単に構成することができる。つまり、例えば、油圧シリンダを控えロール全体軸箱と中央控えロール軸箱の間に内蔵して位置調整機構を構成する形式とした場合には、機器と配管が装置内で複雑に配置され、ロール交換時にロールを取り出し難くなり、また、ロールショップ（ロールを研磨する作業場）での取り扱いに極めて不便なことが多くなるという不都合が生じることが予想される。これに対し、本願発明は、楔機構により機械的に位置調整を行うこととしたので、油圧シリンダを採用した場合に比べ、ロール交換およびロールショップでの取り扱いが格段に容易かつ便利なものとなっている。
【００１３】
また、上記本発明において、好ましくは、前記位置調整機構は、前記一対の楔部材の双方に貫通及び螺合する回転ロッドを有し、該一対の楔部材のテーパ面は互いに逆傾斜に形成されており、該回転ロッドの回転により該一対の楔部材を互いに近接又は離反させることにより、中央控えロール軸箱の前記相対的位置を変位させる（請求項３）。
【００１４】
かかる構成によれば、回転ロッドを回転させることにより、一対の楔部材を同時に動作させることができ、これにより両側の中央控えロール軸箱の位置調整をバランス良く行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
上述したように、本発明のクラスタ型圧延機によれば、中間ロールに作用する曲げ応力を許容曲げ応力以下に簡単に調整することができる等の優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において、同一部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態によるクラスタ型圧延機の斜視図である。図２は図１のクラスタ型圧延機の縦断面図である。図１及び図２に示すように、このクラスタ型圧延機１０は、被圧延材１を挟んで配置された上下一対のワークロール２と、ワークロール２に前方斜め方向から密着する第１中間ロール３と、ワークロール２に後方斜め方向から密着する第２中間ロール４と、第１中間ロール３に前方斜め方向から密着する第１控えロール５と、第２中間ロール４に後方斜め方向から密着する第２控えロール６と、第１中間ロール３及び第２中間ロール４の双方に密着する中央控えロール７とからなる。
【００１８】
第１中間ロール３及び第２中間ロール４は両端部において共通の中間ロール軸箱８で軸支されており、第１控えロール５及び第２控えロール６も両端部において共通の控えロール全体軸箱９で軸支されている。この控えロール軸箱９の中央には四角形の開口９ａが設けられ、この開口９ａに、中央控えロール７を軸方向両側から軸支する中央控えロール軸箱１５が嵌合している。この中央控えロール軸箱１５は、控えロール全体軸箱９に対する上下方向の相対的位置を調節可能に固定され、位置調整機構３０により、この相対的位置を調整するようになっている。この位置調整機構３０は上側と下側の控えロール全体軸箱９にそれぞれ設けられている。上側及び下側の控えロール全体軸箱９は、フレーム１９内に収められており、上側の控えロール全体軸箱９は、フレーム１９に摺動可能に嵌合している。
【００１９】
上側と下側の控えロール全体軸箱９の間の前側及び後側には、上側の控えロール全体軸箱９を押し上げる軸箱押上用シリンダ１７が設けられている。また、上下の中間ロール軸箱８の間の前側と後側には、第１中間ロール及び第２中間ロールに曲げモーメントを付与するベンディングシリンダ１８が設けられている。
【００２０】
図２に示すように、上側の控えロール全体軸箱９の上には主ロードセル２１を挟んでロール圧下シリンダ２２が設けられており、これにより上側の控えロール全体軸箱９を圧下して各ロール２、３、４、５、６に圧下力が加えられる。
【００２１】
図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。同図に示すように、位置調整機構３０は、一対の楔部材３１と、回転ロッド３２を有している。楔部材３１は、上下及び両側の控えロール全体軸箱９と中央控えロール軸箱１５との間にそれぞれ配置されており、パスライン（紙面に対して垂直方向）に対して直角水平方向にスライドするようになっている。楔部材３１には、楔部材３１がスライドすることにより中央控えロール軸箱１５を控えロール全体軸箱９に対して上下方向に相対的に変位させるように傾斜したテーパ面３１ａが形成されている。またこの図に示すように、一対の楔部材３１のテーパ面３１ａは互いに逆傾斜になっている。
【００２２】
回転ロッド３２は、一対のロッド３３、３３が連結着脱カップリング３９により連結されてなり、一対の楔部材３１の双方に貫通及び螺合し、それぞれの楔部材３１と螺合する一方のネジ部は、他方のネジ部とは逆ネジになっている。また、回転ロッド３２は、拘束金具３５によって軸方向の移動を拘束されている。これにより、回転ロッド３２を回転させることにより各楔部材３１を近接又は離反させることができる。
【００２３】
回転ロッド３２の一端（図で左端）は、控えロール全体軸箱９に貫通して回転可能に設けられたハンドル３６に連結され、このハンドル３６を操作することにより回転ロッド３２を回転させることができる。なお、連結着脱カップリング３９は、一対のロッド３３、３３を互いに回転しないように連結し、かつ、ロッド同士の連結位置を微調整することができるようになっている。これにより、連結着脱カップリング３９を外した状態で、左右のロッドを回転させて左右の中央控えロール軸箱１５の荷重バランスを調整し、その位置で左右のロッド同士を連結することができるので、左右の中央控えロール軸箱１５の荷重バランスの調整が簡単かつ的確に行うことができる。
【００２４】
楔部材３１と中央控えロール軸箱１５との間には、楔部材３１のテーパ面３１ａに対応するテーパ面を有する円柱形のテーパ付ブロック３７が配置されており、楔部材３１がスライドすることにより上下に変位するようになっている。さらに、テーパ付ブロック３７と中央控えロール軸箱１５との間には、荷重検出器として副ロードセル３８が配置されている。副ロードセル３８は、中央控えロール軸箱１５に作用する荷重を検出し、その検出値が図示しない表示部にて表示されるようになっている。
【００２５】
図４は、図３のＢ−Ｂ断面図である。同図に示すように、中央控えロール軸箱１５は、軸箱固定機構４０によって控えロール全体軸箱９に固定されている。この軸箱固定機構４０は、一端が中央控えロール軸箱１５に連結され控えロール全体軸箱９を上下方向に貫通する細長い２本のボルト４２と、控えロール全体軸箱９の外側に形成された溝部９ｂでこのボルト４２に螺合するナット４３ａ及び補助ナット４３ｂとで構成されている。これにより、後述する中央控えロール軸箱１５の位置調整を行うときには、ナット４３ａ及び補助ナット４３ｂを弛めて中央控えロールを上下方向に移動可能な状態とし、位置調整を行わないときには、ナット４３ａ及び補助ナット４３ｂを締めてその位置をしっかりと固定するようになっている。なお、補助ナット４３ｂは、ナット４３ａの回り止め防止用のナットとして機能する。
【００２６】
図５は、軸箱固定機構４０の別の実施形態を示す断面図である。図５の軸箱固定機構４０が図４の軸箱固定機構４０と異なる点は、ナット４３ａを溝部９ｂに直接締結せず、スプリング４４を介して締結している点である。なお、符号４５はスプリング４４とナット４３ａの間に介装された受座である。このような構成とすれば、一定の付勢力でもって中央控えロール軸箱１５を控えロール全体軸箱９に固定することができるため、部材間のガタをなくすことができる。また、後述する中央控えロール軸箱１５の位置調整を行うときは、スプリングの伸縮によって固定位置の調整が行われるため、図４の軸箱固定機構４０のようにナット４３ａや補助ナット４３ｂを弛めたり締めたりする必要がない。
【００２７】
図６は、楔部材３１のスライドによる中央控えロール軸箱１５の位置変位について説明する図である。この図は、上側の位置調整機構３０と中央控えロール軸箱１５との関係を示している。図６（Ａ）に示すように、ハンドル３６を操作し、回転ロッド３２を回転させて一対の楔部材３１が互いに近接する方向にスライドすると、テーパ付ブロック３７を下方に移動させ、中央控えロール軸箱１５を下方に移動させることができる。反対に、図６（Ｂ）に示すように、ハンドル３６を操作し、回転ロッド３２を回転させて一対の楔部材３１が互いに離反する方向にスライドすると、テーパ付ブロック３７を上方に移動させ、中央控えロール軸箱１５を上方に移動させることができる。
【００２８】
次に、各ロールの研磨改削により各ロールが縮径するのに伴い、第１中間ロール３及び第２中間ロール４に作用する曲げ応力が許容曲げ応力以下となるように位置調整を行う必要が生じた場合について説明する。中央控えロール軸箱１５に作用する荷重を副ロードセル３８により検出すると、その検出値が図示しない表示部に表示される。この荷重は中央控えロール７が第１中間ロール３と第２中間ロール４とから受ける荷重であるため、これに基づいて第１中間ロール３と第２中間ロール４に作用する曲げ応力を推定することができる。したがって、この検出値を見ながら、第１中間ロール３及び第２中間ロール４に作用する曲げ応力が許容曲げ応力以下となるように、上述した位置調整機構３０により、第１中間ロール３及び第２中間ロール４を圧下する中央控えロール７の位置を調整すれば良い。
【００２９】
このように本発明によれば、中央控えロール軸箱１５に作用する荷重を荷重検出器（副ロードセル３８）により検出し、この検出値に基づき、中央控えロール軸箱１５の控えロール全体軸箱９に対する上下方向の相対的位置を位置調整機構３０により調整するので、複雑な幾何学的計算によらず簡単に、第１中間ロール３及び第２中間ロール４に作用する曲げ応力を許容範囲内に調整することができるという効果が得られる。
【００３０】
また。楔部材３１をスライドさせることにより中央控えロール軸箱１５を上下方向に変位させ、これにより中央控えロール７の位置調整を行うことができるので、位置調整機構３０を簡単に構成することができる。つまり、本発明は、楔機構により機械的に位置調整を行うこととしたので、油圧シリンダを採用した場合に比べ、ロール交換およびロールショップでの取り扱いが格段に容易かつ便利なものとなっている。しかも、回転ロッド３２を回転させることにより、一対の楔部材３１を同時に動作させることができるので、両側の中央控えロール軸箱１５の位置調整をバランス良く行うことができる。つまり、第１中間ロール３及び第２中間ロール４に作用する曲げ応力を許容曲げ応力以下に簡単に調整することができる。
【００３１】
なお、上述した本発明の実施形態では、一対の楔部材３は、そのテーパ面３１ａが互いに内側を向く配置となっていたが、反対に、テーパ面３１ａが互いに外側を向く配置としても良い。また、テーパ面３１ａは互いに逆傾斜となっていたが、同じ方向に傾斜させても良く、この場合は、回転ロッド３２の両端のネジ部を同じ向きのネジにして、回転ロッド３２の回転により一対の楔部材３を同じ方向に動作させるようにする。
【００３２】
また、上述した実施形態では、回転ロッド３２にハンドル３６を連結し、手動で回転させる構成としたが、他の実施形態として、回転ロッド３２を駆動モータにより駆動させる構成としても良い。また、この場合、副ロードセル３８の検出値に基づいて、第１及び第２中間ロールに作用する曲げ応力が許容曲げ応力以下となるように、駆動モータを制御する制御部を備える構成としても良い。
【００３３】
その他、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態を示す断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図であり、軸箱固定機構の構成を示す図である。
【図５】軸箱固定機構の別の実施形態を示す図である。
【図６】位置調整機構の動作を説明する図である。
【図７】特許文献１の「多段圧延機」の断面図である。
【図８】図７の圧延機の各ロールの配置を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  被圧延材
２  ワークロール
３  第１中間ロール
４  第２中間ロール
５  第１控えロール
６  第２控えロール
７  中央控えロール
８  中間ロール軸箱
９  控えロール全体軸箱
９ａ  開口
９ｂ  溝部
１０  クラスタ型圧延機
１５  中央控えロール軸箱
１７  軸箱押上シリンダ
１８  ベンディングシリンダ
１９  フレーム
２１  主ロードセル
２２  ロール圧下シリンダ
３０  位置調整機構
３１  楔部材
３１ａ  テーパ面
３２  回転ロッド
３３  ロッド
３５  拘束金具
３６  ハンドル
３７  テーパ付ブロック
３８  荷重検出器（副ロードセル）
３９  連結着脱カップリング
４０  軸箱固定機構
４２  ボルト
４３ａ  ナット
４３ｂ  補助ナット
４４  スプリング
４５  受座
【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】
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