(57)【要約】【課題】大圧下圧延を行うために高い圧延トルクを作業ロールに伝達可能とし、且つロール組み替えの際の作業性が良好な圧延装置を提供する。【解決手段】圧延装置Ｓは、一対の上作業ロール１及び下作業ロール２と、上作業ロール１に上連結部２２を介して連結された上駆動モータ２１と、下作業ロール２に下連結部３２及び減速機４０を介して連結された下駆動モータ３１とを備えており、上下連結部２２、３２のうち少なくともいずれか一方は駆動モータに対して作業ロールを接近・離間方向に移動可能とするスプライン機構を備えている。【選択図】        図１
2004314144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の上ロール及び下ロールを備えた圧延装置において、
前記上ロールに第１の連結部を介して連結された第１の駆動装置と、
前記下ロールに第２の連結部を介して連結された第２の駆動装置とを備え、
前記第１、第２の連結部のうち少なくともいずれか一方は、前記駆動装置に対して前記ロールを接近・離間方向に移動可能とする移動機構を備えることを特徴とする圧延装置。
【請求項２】
前記連結部は軸部を有し、前記移動機構は前記軸部を含むスプライン機構であり、前記スプライン機構により前記ロールは該軸部の軸方向に移動可能であることを特徴とする請求項１記載の圧延装置。
【請求項３】
前記スプライン機構は前記ロールの幅より広い可動範囲を有することを特徴とする請求項２記載の圧延装置。
【請求項４】
一対の上ロール及び下ロールを備えた圧延装置用のロール組替装置において、
前記下ロールと該下ロールを駆動する駆動装置とを連結する連結部には、前記駆動装置に対して前記下ロールを接近・離間方向に移動可能とする移動機構が設けられており、
前記上ロールを前記下ロールに載せる載置装置と、
前記上ロールを載せた前記下ロールを前記駆動装置側に移動する組替用移動装置とを備えることを特徴とするロール組替装置。
【請求項５】
一対の上ロール及び下ロールを備えた圧延装置のロール組替方法において、
前記下ロールと該下ロールを駆動する駆動装置とを連結する連結部には、前記駆動装置に対して前記下ロールを接近・離間方向に移動可能とする移動機構が設けられており、
前記上ロールを前記下ロールに載せる工程と、
前記上ロールを載せた前記下ロールを前記駆動装置側に移動する工程とを有することを特徴とするロール組替方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧延装置、圧延装置用のロール組替装置及び組替方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
圧延工程においては、１パス当たりの圧下量を大きくした大圧下圧延をすることで材料の結晶性が向上し、圧延材は高強度になる。この大圧下圧延は大きい圧延力及び圧延トルクを必要とする。下記特許文献１には、作業ロールの小径化を保ちながら大きな圧延トルクを作業ロールに伝達するために、作業ロール径より大きい径を有する継手部を設ける技術が開示されている。また、圧延装置の作業ロールは圧延することで摩耗し肌荒れするため、肌荒れした作業ロールはロール組替装置により新しい作業ロールと交換される。下記特許文献２には、圧延装置用ロール組替装置に関する技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３０１５０８号公報
【特許文献２】
特許第３３３０３７１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術には以下に述べる問題が存在する。
上記従来技術は、大きな圧延トルクを伝達可能とするために作業ロールより大径な継手部を設けた構成であり、上作業ロールの継手部と下作業ロールの継手部とが干渉しないように、上作業ロール用駆動モータ及び下作業ロール用駆動モータを上下作業ロールに対して左右のそれぞれに配置した構成である。この作業ロールを交換する際、駆動モータ及びスピンドルの存在により駆動モータとは反対側に作業ロールを引き抜く必要があり、例えば上作業ロールを右側に引き抜く場合、下作業ロールは左側に引き抜く必要がある。そのため、上下作業ロールを交換する装置（組替装置）が左右のそれぞれに必要となり、装置構成が複雑化する。また、左右両側に引き抜いた上下作業ロールのそれぞれのハンドリングを別個に行う必要があるため、作業性が低下する。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、大圧下圧延を行うために高い圧延トルクを作業ロールに伝達可能とし、且つロール組み替えの際の作業性が良好な圧延装置、圧延装置用のロール組替装置及び組替方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の圧延装置は、一対の上ロール及び下ロールを備えた圧延装置において、前記上ロールに第１の連結部を介して連結された第１の駆動装置と、前記下ロールに第２の連結部を介して連結された第２の駆動装置とを備え、前記第１、第２の連結部のうち少なくともいずれか一方は、前記駆動装置に対して前記ロールを接近・離間方向に移動可能とする移動機構を備えることを特徴とする。本発明によれば、ロールと駆動装置とを連結する連結部に、駆動装置に対してロールを接近・離間方向に移動可能とする移動機構を設けたので、ロール組み替えの際ロールを駆動装置側に移動することができる。したがって、上下ロールのそれぞれを同一方向に引き抜いたり、同一方向から圧延装置本体（ハウジング部など）に挿入することができ、作業性良くロール組み替えを行うことができる。
【０００７】
本発明の圧延装置において、前記連結部は軸部を有し、前記移動機構は前記軸部を含むスプライン機構であり、前記スプライン機構により前記ロールは該軸部の軸方向に移動可能であることを特徴とする。本発明によれば、移動機構としてスプライン機構を採用することにより、駆動装置の駆動力をロールに効率良く伝達することができる。
【０００８】
本発明の圧延装置において、前記スプライン機構は前記ロールの幅より広い可動範囲を有することを特徴とする。これにより、圧延装置本体に対するロールの引き抜きや挿入を円滑に行うことができる。
【０００９】
この場合において、前記駆動装置は変速機構を含み、前記連結部はその端部を前記変速機構に連結している構成とすることができる。連結部の一部を構成するスプライン軸を減速機等の変速機構のギア部の穴部に対してスライドすることで、駆動装置（変速機構）に対してロールを移動することができる。
【００１０】
本発明のロール組替装置は、一対の上ロール及び下ロールを備えた圧延装置用のロール組替装置において、前記下ロールと該下ロールを駆動する駆動装置とを連結する連結部には、前記駆動装置に対して前記下ロールを接近・離間方向に移動可能とする移動機構が設けられており、前記上ロールを前記下ロールに載せる載置装置と、前記上ロールを載せた前記下ロールを前記駆動装置側に移動する組替用移動装置とを備えることを特徴とする。本発明によれば、載置装置を用いて下ロールに上ロールを載せた後、組替用移動装置を用いて下ロールを上ロールとともに駆動装置側に移動することで、作業性良くロールを組み替えることができる。
【００１１】
本発明のロール組替方法は、一対の上ロール及び下ロールを備えた圧延装置のロール組替方法において、前記下ロールと該下ロールを駆動する駆動装置とを連結する連結部には、前記駆動装置に対して前記下ロールを接近・離間方向に移動可能とする移動機構が設けられており、前記上ロールを前記下ロールに載せる工程と、  前記上ロールを載せた前記下ロールを前記駆動装置側に移動する工程とを有することを特徴とする。本発明によれば、下ロールに上ロールを載せた後、下ロールを上ロールとともに駆動装置側に移動することで、作業性良くロールを組み替えることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の圧延装置及び圧延装置用のロール組替装置について図面を参照しながら説明する。図１は本発明のロール組替装置Ｋを備えた圧延装置Ｓの一実施形態を示す概略正面図である。
図１において、圧延装置Ｓは、圧延材Ｗを厚さ方向に圧延する水平圧延装置であって、一対の上作業ロール（上ロール）１及び下作業ロール（下ロール）２と、上作業ロール１の撓みを抑える上補強ロール３と、下作業ロール２の撓みを抑える下補強ロール４と、これら各ロールを収容するハウジング部５とを備えている。ハウジング部５は床部（ソールプレート）上に立設されている。圧延装置Ｓは圧延材Ｗを上下作業ロール１、２間に配置した状態で所定の圧延荷重（圧下量）で圧延する。
【００１３】
上作業ロール１は軸受を有する左右の軸受箱６、７により回転可能に支持されている。同様に、下作業ロール２は軸受を有する軸受箱８、９に回転可能に支持されている。また、上補強ロール３は軸受箱１１、１２に回転可能に支持されており、下補強ロール４は軸受箱１３、１４に回転可能に支持されている。そして、これら各軸受箱はハウジング部５に支持されている。
【００１４】
ここで、以下の説明において、上作業ロール１及び軸受箱６、７を合わせて「上作業ロールユニット」と適宜総称し、下作業ロール２及び軸受箱８、９を合わせて「下作業ロールユニット」と適宜総称する。同様に、上補強ロール３及び軸受箱１１、１２を合わせて「上補強ロールユニット」と総称し、下補強ロール４及び軸受箱１３、１４を合わせて「下補強ロールユニット」と総称する。
【００１５】
上作業ロール１は第１の駆動装置を構成する上駆動モータ２１により駆動され、上作業ロール１と上駆動モータ２１とは第１の連結部を構成する上連結部２２を介して連結されている。上駆動モータ２１は上作業ロール１の図中右側に配置され、上作業ロール１（上作業ロールユニット）の右端に上連結部２２を介して連結されている。上連結部２２は、軸部であるスピンドル部２５と、上作業ロール１の右端において軸受箱７より右側に突出する突出部１５を保持する上カップリング部２３と、上カップリング部２３とスピンドル部２５の一端部とを連結する自在継手部（ユニバーサルジョイント）２４と、スピンドル部２５の他端部と上駆動モータ２１とを連結する自在継手部２６とを有している。
【００１６】
下作業ロール２は第２の駆動装置を構成する減速機（変速機構）４０又はピニオンスタンド（等速）を含む下駆動モータ３１により駆動され、下作業ロール２と減速機４０とは第２の連結部を構成する下連結部３２を介して連結されている。下駆動モータ３１は下作業ロール２の図中左側に配置され、下作業ロール２（下作業ロールユニット）の左端に下連結部３２を介して連結されている。下連結部３２は、軸部であるスプライン軸３５と、下作業ロール２の左端において軸受箱８より左側に突出する突出部１６を保持する下カップリング部３３と、下カップリング部３３とスプライン軸３５の一端部とを連結する２つの自在継手部（ユニバーサルジョイント）３４、３６とを有している。ここで、減速機４０を構成するギア部中央には、スプライン軸３５の歯形突起部に対応する溝部を有する貫通穴部４１が設けられており、スプライン軸３５は減速機４０のギア部（穴部４１）に対してスプライン軸の軸方向に摺動可能となっている。すなわち、スプライン軸３５と減速機４０のギア部（穴部４１）とにより移動機構であるスプライン機構が構成されており、スプライン軸３５が軸方向に移動することによりこのスプライン軸３５に自在継手部３４、３６及びカップリング部３３を介して連結されている下作業ロール２もスプライン軸３５の軸方向（図中、左右方向）に移動可能となっている。これにより、下作業ロール２（下作業ロールユニット）は、第２の駆動装置を構成する下駆動モータ３１及び減速機４０に対して接近・離間方向に移動可能となっている。
【００１７】
図２は図１の下連結部３２を上方から見た図である。図２に示すように、減速機４０は下駆動モータ３１に対して水平方向に配置されており、スプライン軸３５の他端部３５Ａは減速機４０より突出している。したがって、スプライン軸３５は減速機４０（穴部４１）に対する摺動を妨げられずに水平方向（Ｘ方向）に大きく移動可能となっている。ここで、スプライン軸３５の可動範囲は、少なくとも上下作業ロール１、２（上下作業ロールユニット）の幅より広く設定されている。
【００１８】
図１に戻って、ハウジング部５の上部には、上補強ロール３を軸受箱１１、１２とともに保持して昇降可能な昇降装置５０が設けられている。昇降装置５０はシリンダ部及びシリンダ部に対して移動するピストン部を有するシリンダ装置を備えている。また、下作業ロール２の突出部１６を保持する下カップリング部３３の下方には、下カップリング部３３の下部を支持可能な下カップリングサポート部５２が設けられている。下カップリングサポート部５２はシリンダ部及びシリンダ部に対して移動するピストン部を有するシリンダ装置５２Ａと、このシリンダ装置５２Ａを水平方向に移動可能に支持する台車部５２Ｂとを備えており、シリンダ装置５２Ａのピストン部で下カップリング部３３を支持可能である。また、下カップリングサポート部５２（台車部５２Ｂ）には、この下カップリングサポート部５２を水平方向、具体的にはスプライン軸３５の軸方向に移動するロール組替装置Ｋの一部を構成する水平移動装置（組替用移動装置）５３が接続されている。水平移動装置５３は、シリンダ部５３Ａとシリンダ部５３Ａに対して移動するピストン部５３Ｂとを有しており、ピストン部５３Ｂの先端部が下カップリングサポート部５２（台車部５２Ｂ）に接続されている。
【００１９】
また、上作業ロール１の突出部１５を保持する上カップリング部２３の下方には、カップリング部２３の下部を支持可能な上カップリングサポート部５４が設けられている。上カップリングサポート部５４はシリンダ部及びシリンダ部に対して移動するピストン部を有するシリンダ装置を備えている。
【００２０】
下作業ロール２の図中右側には、ロール組替装置Ｋの一部を構成する作業ロール交換用シリンダ装置（組替用移動装置）６０が設けられている。作業ロール交換用シリンダ装置６０はシリンダ部６０Ａとこのシリンダ部６０Ａに対して移動可能であるピストン部６０Ｂとを備えており、ピストン部６０Ｂはスプライン軸３５の軸方向に移動可能である。同様に、下補強ロール４の図中右側にも、ロール組替装置Ｋの一部を構成する補強ロール交換用シリンダ装置６２が設けられている。この補強ロール交換用シリンダ装置６２もシリンダ部６２Ａとこのシリンダ部６２Ａに対して移動可能であるピストン部６２Ｂとを備えており、ピストン部６２Ｂはスプライン軸３５の軸方向に移動可能である。
【００２１】
次に、図３〜図５を参照しながら本発明のロール組替方法について説明する。図３（ａ）に示すように、圧延装置Ｓは、上駆動モータ２１及び下駆動モータ３１のそれぞれを駆動し、上連結部２２及び下連結部３２を介して駆動力を上下作業ロール１、２のそれぞれに伝達する。ここで、各連結部２２、３２には自在継手部が設けられているため、上下作業ロール１、２の揺動は妨げられない。
【００２２】
上下作業ロール１、２を交換（組替）する際、図３（ｂ）に示すように、まず、昇降装置５０が上補強ロール３及び軸受箱１１、１２（上補強ロールユニット）保持して上昇する（吊り下げる）。これにより、上作業ロールユニットと上補強ロールユニットとが離れる。同時に、下作業ロール２の軸受箱８、９の下方にあるレール部材を備えたガイド部７０がリンクして、上昇される。ここで、下作業ロール２の軸受箱８、９にはコロ部材７１が取り付けられているため、下作業ロール２及び軸受箱８、９（下作業ロールユニット）はガイド部７０に沿って移動可能である。次に、上カップリングサポート部５４のピストン部が上方に伸びて上カップリング部２３を支持するとともに、下カップリングサポート部５２のピストン部が上方に伸びて下カップリング部３３を支持する。更に、上作業ロール支持シリンダが下がり、下作業ロールユニットの上に上作業ロールユニットが載せられる。なお、軸受箱６、７、８、９は作業ロール１、２より小径であって、軸受箱８、９の上部には突起部７２が設けられているため、上作業ロールユニットを下作業ロールユニットに載せたとき、作業ロール１、２どうしが当たらないようになっている。したがって、下作業ロールユニットに上作業ロールユニットが安定して載置されるようになっている。
【００２３】
次に、図４（ａ）に示すように、作業ロール交換用シリンダ装置６０のピストン部６０Ｂが図中、左方向に伸びて下作業ロールユニットを左方向に押すとともに、このピストン部６０Ｂの駆動に連動して水平移動装置５３が下カップリングサポート部５２を左方向に移動する。これにより、上作業ロール１の突出部１５と上カップリングサポート部５４に支持されている上カップリング部２３との係合が解除され、下作業ロールユニットは上作業ロールユニットとともにガイド部７０に沿って左方向に移動し、圧延装置本体（ハウジング部５）より引き抜かれる。このとき、下連結部３２のスプライン軸３５は減速機４０に対して軸方向（水平方向）に移動可能であるため、下作業ロールユニット及び上作業ロールユニットの移動は妨げられない。なお、下作業ロールユニットが交換用シリンダ装置６０のピストン部６０Ｂに押されているため、下作業ロール２の突出部１６と下カップリング部３３との係合は解除されない。そして、スプライン機構の可動範囲は少なくとも上下作業ロールユニットの幅より大きく設定されているので、上下作業ロールユニットはハウジング部５より確実に引き抜かれる。このように、作業ロール交換用シリンダ装置６０及び下カップリングサポート部５２を移動する水平移動装置５３により、上作業ロールユニットを載せた下作業ロールユニットを下駆動モータ３１（減速機４０）側に移動する組替用移動装置の一部が構成されている。
【００２４】
次に、図４（ｂ）に示すように、作業ロール交換用シリンダ装置６０のピストン部６０Ｂの駆動を停止した状態で、下カップリングサポート部５２の水平移動装置５３による移動のみを行うことにより、下作業ロール２の突出部１６と下カップリング部３３との係合が解除される。そして、使用済みの上下作業ロールユニットは下作業ロールユニット（軸受箱８、９）に取り付けられた吊下治具８１を介してクレーン装置８０で吊り下げられ、搬出される。なお、新たな上下作業ロールユニットを圧延装置本体に取り付ける際には、上述した手順と逆の手順で新たな上下作業ロールユニットを圧延装置本体に取り付ければよい。
【００２５】
図５は上下補強ロール３、４を取り外す際の手順を示す図である。図３及び図４を参照して説明した手順で上下作業ロールユニットを取り外した後、図５（ａ）に示すように、上補強ロール３及び軸受箱１１、１２（上補強ロールユニット）と下補強ロール４及び軸受箱１３、１４（下補強ロールユニット）との間に交換治具９０が挿入される。そして、昇降装置５０による上補強ロールユニットの保持が解除され、上補強ロールユニットが交換治具９０に載置される。そして、上補強ロールユニット、交換治具９０、及び下補強ロールユニットのそれぞれが連結される。
【００２６】
そして、図５（ｂ）に示すように、補強ロール交換用シリンダ装置６２のピストン部６２Ｂが駆動し、上補強ロールユニット、交換治具９０、及び下補強ロールユニットが、下補強ロールユニット用支持台８１とともにハウジング部５の外部に搬出される。上下補強ロールユニットは上補強ロールユニット（軸受箱１１、１２）に取り付けられた吊下治具８２を介してクレーン装置８０で吊り下げられ、搬出される。
【００２７】
以上説明したように、下作業ロール２（下作業ロールユニット）と減速機４０とを連結する下連結部３２に、下作業ロールユニットを移動可能とするスプライン機構を設けたので、ロール組み替えの際、上作業ロールユニットを載せた下作業ロールユニットを減速機４０（駆動モータ３１）側に移動することができる。したがって、上下ロールのそれぞれを同一方向に引き抜いたり、同一方向からハウジング部５に挿入することができ、作業性良くロール組み替えを行うことができる。
【００２８】
なお、本実施形態では、下作業ロールユニットに上作業ロールユニットを載せた状態でハウジング部５より引き抜く構成であるが、上作業ロールユニットと下作業ロールユニットとを所定の連結部材で連結し、上作業ロールユニットに下作業ロールユニットを吊り下げた状態で引き抜くようにしてもよい。この場合、移動機構は上作業ロールユニットに連結される上連結部に設けられることになる。
【００２９】
また、本実施形態では、移動機構としてスプライン機構を採用しているが、例えば軸部を複数の分割軸部により構成し、ロール組替時には複数の分割軸部のうち所定の分割軸部を外すことにより、作業ロールをハウジング部５より駆動装置側に引き抜くことができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、大圧下圧延を行うために高い圧延トルクを作業ロールに伝達でき、しかもロール組み替えの際に良好な作業性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のロール組替装置を備えた圧延装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１の下連結部近傍を上方から見た図である。
【図３】本発明のロール組替方法を説明するための図である。
【図４】本発明のロール組替方法を説明するための図である。
【図５】本発明のロール組替方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１…上作業ロール（上ロール）、２…下作業ロール（下ロール）、２１…上駆動モータ（第１の駆動装置）、２２…上連結部（第１の連結部）、３１…下駆動モータ（第２の駆動装置）、３２…下連結部（第２の連結部）、４０…減速機（変速機構）、３５…スプライン軸（軸部、移動機構）、５０…昇降装置（載置装置）、５２…下カップリングサポート部（組替用移動装置）、５３…水平移動装置（組替用移動装置）、６０…作業ロール交換用シリンダ装置（組替用移動装置）７０…ガイド部（載置装置）、Ｋ…ロール組替装置、Ｓ…圧延装置
【図１】
2004314144.tif 000003
【図２】
2004314144.tif 000004
【図３】
2004314144.tif 000005
【図４】
2004314144.tif 000006
【図５】
2004314144.tif 000007