(57)【要約】【課題】冷却水の浸入によるロールシャフト本体の腐食を防ぐことができ、折損等を生じることなく長期に亙って安定した圧延加工を行うことが可能な圧延ロールのロールシャフトを提供する。【解決手段】軸線Ｏを中心とした円柱状の大径部２と、この大径部２の端面２Ａから軸線Ｏを中心として延びる大径部２よりも小径の軸部３とを備えたロールシャフト本体１を有し、この軸部３にはシールリング５が取り付けられて、このシールリング５と軸部３の根元部分であるロールネック部３Ｂとの間に間隔をあけたシール部６が形成されており、このシール部６には、疎水性充填剤Ｆが封入されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線を中心とした円柱状の大径部と、この大径部の端面から上記軸線を中心として延びる上記大径部よりも小径の軸部とを備えたロールシャフト本体を有し、
この軸部にはシールリングが取り付けられて、このシールリングと上記軸部の根元部分であるロールネック部との間に間隔をあけたシール部が形成されており、
このシール部には、疎水性充填剤が封入されていることを特徴とする圧延ロールのロールシャフト。
【請求項２】
上記疎水性充填剤は、ちょう度番号１号〜４号の耐水性グリースであることを特徴とする請求項１に記載の圧延ロールのロールシャフト。
【請求項３】
上記シールリングには上記シール部に連通する充填剤注入孔が形成されるとともに、上記大径部の端面に対向する上記シールリングの側面には、該シールリングの周方向において上記充填剤注入孔とは反対に、上記シール部から延びて上記シールリングの外周に開口する溝部が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧延ロールのロールシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円柱状の大径部と、この大径部の端面から延びる軸部とを備えたロールシャフト本体を有し、この軸部が回転可能に支持されて棒鋼材等の圧延加工を行う圧延ロールのロールシャフトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このようなロールシャフトを備えた圧延ロールとして、例えば特許文献１には、上記軸部が多列円筒ころ軸受けによって回転可能に支持される圧延ロールにおいて、軸部の根元部であるロールネック部と隙間をもちかつ外周を広げてインナーレースが上記根元部側に延長されており、この延長された部位の外周にフィレットリングが焼き嵌めされたものが記載されている。ここで、軸受けを支持するチョックの根元部側にはエンドプレートが取り付けられていて、エンドプレートとフィレットリングとの間にはシールが介装されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１０９１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような圧延ロールにおいて棒鋼材等を圧延加工するときには、圧延ロールを冷却するために多量の冷却水が供給される。上記特許文献１に記載された圧延ロールでは、この冷却水が軸受けに浸入するのを防ぐために上述のようにシールが取り付けられているが、このような冷却水はフィレットリングとロールネック部との間の上記隙間に入り込んで滞留することがある。
【０００５】
そして、このように冷却水がフィレットリングとロールネック部との間に浸入して滞留すると、通常は鋼材等により形成される圧延ロールのロールシャフトにおけるロールネック部が錆び付いて腐食してしまい、強度が失われて場合によってはロールネック部からロールシャフトが折損してしまうおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような背景の下になされたもので、上述したような冷却水の浸入によるロールシャフト本体の腐食を防ぐことができ、折損等を生じることなく長期に亙って安定した圧延加工を行うことが可能な圧延ロールのロールシャフトを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線を中心とした円柱状の大径部と、この大径部の端面から上記軸線を中心として延びる上記大径部よりも小径の軸部とを備えたロールシャフト本体を有し、この軸部にはシールリングが取り付けられて、このシールリングと上記軸部の根元部分であるロールネック部との間に間隔をあけたシール部が形成されており、このシール部には、疎水性充填剤が封入されていることを特徴とする。
【０００８】
このように構成された圧延ロールのロールシャフトでは、シールリングとロールシャフト本体のロールネック部との間のシール部に封入された疎水性充填剤により、このシール部に冷却水が浸入するのを防ぐことができる。このため、該シール部に冷却水が滞留するのも防ぐことができて、滞留した冷却水によりロールシャフト本体のロールネック部に腐食が生じるのを防止することができ、腐食によってロールシャフト本体が折損してしまうような事態を避けることができる。
【０００９】
ここで、上記疎水性充填剤としては、ＪＩＳ  Ｋ  ２２２０：２０１３において規定されるちょう度番号１号〜４号の耐水性グリースを用いるのが望ましい。ちょう度番号が５号以上であると、ちょう度が小さくなってグリースが硬くなりすぎ、上記シール部に十分に封入することができなくなる。また、ちょう度番号が０号以下であると、ちょう度が大きくなってグリースが柔らかくなりすぎ、封入した疎水性充填剤としての耐水性グリースを上記シール部に安定して保持することができなくなるおそれがある。
【００１０】
さらに、上記シールリングには上記シール部に連通する充填剤注入孔を形成するとともに、上記大径部の端面に対向する上記シールリングの側面には、該シールリングの周方向において上記充填剤注入孔とは反対に、上記シール部から延びて上記シールリングの外周に開口する溝部を形成することにより、充填材注入孔から注入した疎水性充填剤がシール部に十分に封入されて充填されると溝部から溢れ出てくるので、疎水性充填剤によって隙間が埋め尽くされたことを確認することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、圧延加工の際に供給される冷却水がロールシャフト本体のロールネック部とシールリングとの間のシール部に浸入するのを防いでロールネック部が腐食するのを防止することができ、腐食による強度低下によってロールシャフト本体が折損してしまうような事態を防止して長期に亙って安定した圧延加工を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態のロールシャフトを用いた圧延ロールのシールリング部分を破断した側面図である。
【図２】図１に示した実施形態のロールネック部の拡大側面図である。
【図３】図１に示した実施形態を軸線方向から見た拡大部分正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１ないし図３は、本発明の一実施形態のロールシャフトを用いた圧延ロールを示すものである。本実施形態においてロールシャフト本体１は、軸線Ｏを中心とした円柱状の大径部２と、この大径部２の軸線Ｏ方向を向く端面２Ａから軸線Ｏを中心として延びる大径部２よりも小径の軸部３とを備えており、これら大径部２と軸部３とが鋼材等によって一体に形成されて構成されている。
【００１４】
本実施形態では、軸部３は大径部２の両端面２Ａから延びており、これらの軸部３が図示されない軸受けによって支持されることにより、ロールシャフト本体１は軸線Ｏ回りに回転可能とされる。また、これらの軸部３のうち一方の軸部３（図１における右側の軸部３）の端部には、ロールシャフト本体１を回転駆動させる駆動装置に連結するための切欠面３Ａが形成されている。
【００１５】
ここで、大径部２の外周には、ロールシャフト本体１よりも硬度の高い超硬合金等の硬質材料によって形成された円筒状の圧延スリーブ４が、例えば図示されない押圧機構によって軸線Ｏ方向に押圧されることにより取り付けられ、これによって圧延ロールが構成される。さらに、この圧延スリーブ４の外周面には、圧延加工する棒鋼材等の断面形状に対応した断面の軸線Ｏを中心とした環状をなす加工溝４Ａが、軸線Ｏ方向に複数列並ぶように形成されている。
【００１６】
このような圧延ロールは、同径同大のものが２つ１組として、互いの軸線Ｏを平行とするとともに圧延スリーブ４の上記加工溝４Ａ同士を対向させるように配設され、軸線Ｏ回りに反対向きに回転させられて、これらの加工溝４Ａの間に回転方向に挿入された棒鋼材等を圧延加工する。圧延加工は、棒鋼材等を加熱した熱間圧延であり、加工時には圧延ロールの冷却のために多量の冷却水が供給される。
【００１７】
図２に示すように軸線Ｏに沿った断面において、大径部２の端面２Ａに連続する軸部３の根元部分であるロールネック部３Ｂの外周面は、軸部３の軸線Ｏを中心とした円柱状の円柱部３Ｃから端面２Ａ側に向かうに従い、軸線Ｏに対して一定の傾斜角で外周側に延びた後に、凹円弧等の凹曲線を描いて端面２Ａに達するように形成されている。ただし、こうして断面が凹曲線を描いて端面２Ａに達するロールネック部３Ｂの終端は、端面２Ａよりも極僅かに大径部２の軸線Ｏ方向内側に位置し、外側に向かう極幅狭の段差面を介して端面２Ａに連なっている。
【００１８】
また、軸部３の上記円柱部３Ｃには、シールリング５が取り付けられている。このシールリング５は、円柱部３Ｃに焼き嵌め等によって取り付けられる円筒部５Ａと、この円筒部５Ａの端面２Ａ側に配設される円筒部５Ａよりも大径のフランジ部５Ｂとが、鋼材等によって一体に形成されて環状をなしている。フランジ部５Ｂの端面２Ａとは反対側を向く面には断面方形の環状溝５Ｃが形成されており、上記軸受け側に配設される図示されない環状の凸部との間でラビリンスを形成する。
【００１９】
さらに、シールリング５の内周面は、円筒部５Ａの円柱部３Ｃに焼き嵌めされた部分からフランジ部５Ｂの端面２Ａと対向する側面５Ｄ側に向かうに従い、図２に示したように軸線Ｏに沿った断面において、ロールネック部３Ｂの端面２Ａとは反対側の部分が軸線Ｏに対してなす傾斜角と等しい一定の傾斜角で外周側に延びた後、ロールネック部３Ｂの端面２Ａ側の外周面の断面がなす上記凹円弧等の凹曲線と略等しい曲率半径の凸曲線を描いて外周側に延びている。ただし、その外周縁は側面５Ｄよりも極僅かに端面２Ａとは反対側に位置し、端面２Ａの上記段差面と等しい内径の極幅狭の段差面を介して側面５Ｄに連なっている。
【００２０】
このようなシールリング５は、後述する溝部を除いて側面５Ｄが大径部２の端面２Ａと密着するように取り付けられる。このとき、ロールネック部３Ｂの外周面とシールリング５の内周面との間には間隔をあけて、これらの内外周面が軸線Ｏに沿った断面においてなす形状に合わせた環状の隙間がシール部６として形成される。そして、このシール部６には、図２および図３に網掛け模様で示したように疎水性充填剤Ｆが封入されている。この疎水性充填剤Ｆは、例えばちょう度番号１号〜４号の耐水性グリースであり、具体的にはＬｉ石鹸系グリースやＡｌコンプレックス系グリースが用いられる。
【００２１】
ここで、シールリング５には、上記環状溝５Ｃの外周側を向く壁面と上記端面２Ａとは反対側を向く底面とが交差する隅角部の１箇所からシールリング５の上記内周面に貫通して上記シール部６に連通する充填剤注入孔５Ｅが形成されている。疎水性充填剤Ｆは、上述のようにシールリング５の側面５Ｄがロールシャフト本体１の大径部２の端面２Ａと密着するように取り付けられた状態で、この充填剤注入孔５Ｅからシール部６に注入されて充填される。具体的に、この充填剤注入孔５Ｅは内周に雌ネジ部が形成されたネジ孔であり、疎水性充填剤Ｆを注入する際には図２に示すようなグリースニップル７が取り付けられ、注入後に圧延加工を行うときにはグリースニップル７が取り外されて埋めネジにより封止される。
【００２２】
また、シールリング５の側面５Ｄには、シールリング５の周方向において上記充填剤注入孔５Ｅとは反対に、シールリング５内周面の上記シール部６から延びてシールリング５の外周に開口する溝部５Ｆが形成されている。この溝部５Ｆは、本実施形態では図２および図３に示すように軸線Ｏ方向に偏平した断面長方形状に形成されており、その軸線Ｏ方向の溝深さは、シールリング５の内周面の外周縁から側面５Ｄに連なる上記段差面の幅よりも小さくされている。
【００２３】
このような構成の圧延ロールのロールシャフトにおいては、シールリング５とロールシャフト本体１のロールネック部３Ｂとの間に形成されたシール部６に疎水性充填剤Ｆが封入されており、圧延加工時に圧延ロールの冷却のために多量の冷却水が供給されても、この冷却水がシール部６に浸入して滞留するのを防ぐことができる。このため、こうして滞留した冷却水によってロールシャフト本体１のロールネック部３Ｂが錆び付いて腐食し、これによって強度が損なわれてロールシャフト本体１に折損を生じるような事態を防止することが可能となる。
【００２４】
また、本実施形態では、上記疎水性充填剤Ｆとして、ＪＩＳ  Ｋ  ２２２０：２０１３において規定されるちょう度番号１号〜４号の耐水性グリースが用いられており、このような疎水性充填剤Ｆをシール部６に確実に封入して保持することができる。すなわち、この疎水性充填剤Ｆがちょう度番号５号以上のものであると疎水性充填剤Ｆが硬すぎてシール部６に十分に封入できず、隙間ができて冷却水の浸入を招くおそれがある。また、この疎水性充填剤Ｆのちょう度が０号以下であると、逆に疎水性充填剤Ｆが柔らかすぎてシール部６から漏れ易くなるおそれがある。
【００２５】
さらに、本実施形態では、上記シールリング５にシール部６と連通する充填剤注入孔５Ｅが形成されるとともに、ロールシャフト本体１の大径部２の端面２Ａに対向するシールリング５の側面５Ｄには、シールリング５の周方向においてこの充填剤注入孔５Ｅの反対に、シールリング５の内周のシール部６から延びて外周に開口する溝部５Ｆが形成されている。
【００２６】
従って、上述のようにグリースニップル７を取り付けて充填剤注入孔５Ｅから疎水性充填剤Ｆをシール部６に注入すると、疎水性充填剤Ｆは環状のシール部６に両側から回り込んで充填され、こうして疎水性充填剤Ｆがシール部６内に隙間なく封入されると、充填剤注入孔５Ｅとは反対側の溝部５Ｆからシールリング５の外部に溢れ出てくる。このため、シール部６が疎水性充填剤Ｆによって隙間なく埋め尽くされて満たされたことを容易に確認することができるので、しかる後にグリースニップル７を外して充填剤注入孔５Ｅを埋めネジによって封止することにより、冷却水の侵入を防ぎつつ圧延加工を行うことができる。
【００２７】
また、本実施形態では、上記溝部５Ｆが上述のようにロールシャフト本体１の軸線Ｏ方向に偏平した断面長方形状に形成されており、その軸線Ｏ方向の溝深さは、シールリング５の内周面の外周縁から側面５Ｄに連なる上記段差面の幅よりも小さくされている。このため、圧延加工中に溝部５Ｆから疎水性充填剤Ｆが溢れ出るのを抑制することができるとともに、この溝部５Ｆからシール部６内に冷却水が浸入するのも防止することが可能となる。
【符号の説明】
【００２８】
１  ロールシャフト本体
２  大径部
２Ａ  大径部２の端面
３  軸部
３Ｂ  ロールネック部
４  圧延スリーブ
４Ａ  加工溝
５  シールリング
５Ｅ  充填剤注入孔
５Ｆ  溝部
６  シール部
Ｆ  疎水性充填剤
Ｏ  ロールシャフト本体１の軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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