(57)【要約】【課題】大きな形状制御能力を有すると共に軸受寿命が長く耐久性の高い多段圧延機を提供する。【解決手段】多段圧延機１は、被圧延材２の移動経路を挟む上下にワークロール１１，１１′を含む圧下ロール組１０，１０′が対称に配設されており、そのワークロール１１を圧下する中間ロール１２は、軸方向で径が変化する曲面状で且つその形状がバレルの幅方向（軸方向）の中心線に対して非対称に形成され、シフトシリンダ２４によってシフト操作されるように構成されている。【選択図】　　　　　　　図３
2004098073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被圧延材の圧延路を挟んで上下に配設されたワークロールが、それぞれ前後一対の中間ロールを介して圧下される多段圧延機において、
前記中間ロールをその軸方向に変位させるシフト機構を備えると共に、前記中間ロールはその周面形状がバレル中心を挟んで凹状，凸状又は凹凸状で左右非対称に形成されて構成されていることを特徴とする多段圧延機。
【請求項２】
上記一対の中間ロールの中央に中央控えロールが配設されて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の多段圧延機。
【請求項３】
上記中央控えロールは、その周面形状が上記中間ロールと略対応する逆形状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の多段圧延機。
【請求項４】
上記中間ロールは、軸方向には移動不能でベンディング機構によって操作される軸受部材によってその両端の軸部が軸方向に相対移動可能に支持されて設けられており、上記シフト機構の操作によって前記軸受部材とは独立して変位すると共に前記ベンディング機構によって前記軸受部材を介してベンディング操作されるように構成されていることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の多段圧延機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細径のワークロールを複数のロールによるローラー組を介して圧下して薄板を圧延する多段圧延機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、特に高硬度の金属素材を薄板に圧延する場合には、細径のワークロールを前後それぞれに斜めに配設された複数のロールによるローラー組を介して押圧する多段クラスタ型の圧延機が用いられている。
【０００３】
このような多段クラスタ型の圧延機は、高圧下が可能であると共に板形状の制御性に優れ、その板形状の制御構成としては、分割ロールによって行うものと、ロールベンディングによって行うものがある。
【０００４】
即ち、分割ロールによって行うものは、例えば特許文献１に開示のごとく軸方向に複数に分割されたバックアップロールによって中間ロールを介してワークロールを圧下すると共に、各分割ロールの位置調整を行うことでストリップの板形状を制御する。また、ロールベンディングによって行うものは、例えば特許文献２に開示のごとく、控えロールとワークロールの間に位置する中間ロールの軸受箱をシリンダによって押圧して中間ロールに圧延方向と直交する曲げ荷重を与えることで被圧延材の形状制御を行うものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平４−１２３８０３号公報
【特許文献２】
特開２０００−２１０７０５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のごとき従来の板形状制御構成において、板形状制御を分割ロールによって行うものでは、分割ロールの周縁部によるエッジマークが中間ロール及びワークロールを介して被圧延材に転写されてしまうという問題があった。
【０００７】
一方、板形状制御をロールベンディングによって行うものでは、それだけでは形状制御機能が不十分であり、このために中間ロールをその軸方向に移動させるロールシフトが併用されるが、これによっても十分な形状制御は困難であった。また、中間ロールをロールシフトするとその軸受に偏モーメントを生ずるために軸受寿命が短いという問題もあった。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、大きな形状制御能力を有すると共に軸受寿命が長く耐久性の高い多段圧延機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明に係る多段圧延機は、被圧延材の圧延路を挟んで上下に配設されたワークロールが、それぞれ前後一対の中間ロールを介して圧下される多段圧延機において、前記中間ロールをその軸方向に変位させるシフト機構を備えると共に、前記中間ロールはその周面形状がバレル中心を挟んで凹状，凸状又は凹凸状で左右非対称に形成されて構成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、上記一対の中間ロールの中央に中央控えロールが配設されて構成されていることを特徴とする。
【００１１】
更に、上記中央控えロールは、その周面形状が上記中間ロールと略対応する逆形状に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、上記中間ロールは、軸方向には移動不能でベンディング機構によって操作される軸受部材によってその両端の軸部が軸方向に相対移動可能に支持されて設けられており、上記シフト機構の操作によって前記軸受部材とは独立して変位すると共に前記ベンディング機構によって前記軸受部材を介してベンディング操作されるように構成されていることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１は本発明の一構成例を適用した多段圧延機の構成を概念的に示す斜視図，図２はその縦断面図である。
【００１５】
図示多段圧延機１は、被圧延材２の移動経路を挟む上下にワークロール１１，１１′を含む圧下ロール組１０，１０′が対称に配設されて構成されている。以下、移動経路の上側のロール組１０について説明するが、下側のロール組１０′は基本的に被圧延材２の移動経路を挟んで上側のロール組１０と上下対称に構成されており、特に必要のない限り符号に「′（ダッシュ）」を付して説明を省略する。
【００１６】
ロール組１０は、ワークロール１１の上側（反圧延材側）に、図中矢印で示す圧延方向の前方斜めから圧下する前方中間ロール１２Ａと、後方斜めから圧下する後方中間ロール１２Ｂと、前方中間ロール１２Ａを前方斜めから圧下する前方控えロール１３Ａと、後方中間ロール１２Ｂを後方斜めから圧下する後方控えロール１３Ｂと、両中間ロール１２Ａ，１２Ｂを上下方向から圧下する中央控えロール１４とを備えて構成されている。
【００１７】
両中間ロール１２Ａ，１２Ｂは共通の中間ロール軸箱１５で軸支されており、両控えロール１３Ａ，１３Ｂも共通の控えロール軸箱１６で軸支されている。この控えロール軸箱１６の中央には四角形の開口１６Ａが設けられ、この開口１６Ａに中央控えロール軸箱１７が上下方向に摺動可能に嵌合し、この開口１６Ａの上端に中央控えロール圧下シリンダ２３が設けられている。
【００１８】
中間ロール軸箱１５の両側上下方向には当該中間ロール軸箱１５に上下方向の力を与える第１ベンディング用シリンダ２１が設けられており、シリンダ本体は中間ロール軸箱１５内に配置されてピストンロッドのみが突出している。更に、中間ロール軸箱１５の側方外側には当該中間ロール軸箱１５をロール軸方向に移動するシフト機構としてのシフトシリンダ２４が設けられている。中間ロール軸箱１５及び控えロール軸箱１６は図２に示すようにフレーム３０内に上下方向に摺動可能に嵌合している。上下の中間ロール軸箱１５の間の両側にはそれぞれ上下方向に伸縮する第２ベンディングシリンダ２２が設けられている。
【００１９】
上側の中間ロール軸箱１５と下側の中間ロール軸箱１５′の間の中央にはワークロール軸箱１８，１８′が設けられている。
【００２０】
上側の控えロール軸箱１６の上面とフレーム３０の間には控えロール圧下シリンダ２５が設けられ、控えロール軸箱１６を圧下する。下側の控えロール軸箱１６′とフレーム３０の間には昇降シリンダ２６が設けられ、ワークロール１０，１０′を径の異なるもと交換する場合に、被圧延材２の上下方向の位置が変化しないよう下側控えロール軸箱１６′の位置の調整を行う。なお架台３１とライナ３２とを設け、調整後の下側控えロール軸箱１６′を支持する。
【００２１】
控えロール圧下シリンダ２５と控えロール軸箱１６の間には図示しないがロードセルが設けられており、この検出データに基づいて図示しない制御装置が上側および下側の中央控えロール圧下シリンダ２３，２３′の圧下力を制御するようになっている。また、制御装置は被圧延材２の形状を検知する図示しない形状検知装置からの検知情報に基づいてシフトシリンダ２４を制御駆動して中間ロール軸箱１５（即ち中間ロール１２Ａ，１２Ｂ）をその軸方向に移動駆動する。
【００２２】
ここで、中間ロール１２Ａ，１２Ｂ（以下１２と記す）は、図２のＡ−Ａ矢視に相当する図である図３（Ａ）及び（Ｃ）に示すように、軸方向で径が変化する曲面状で且つその形状がバレルの幅方向（軸方向）の中心線（Ｃ．Ｌ．）に対して非対称に形成されている。即ち、その周面に径が軸方向に漸減した後漸増する糸巻き状の所定凹状曲面のくびれ部１２ａがバレルの幅方向（軸方向）の中心線（Ｃ．Ｌ．）から一方端側（図は右側）に偏心して形成されているものである。
【００２３】
また、中央控えロール１４は、図３（Ｂ）に示すようにその周面が中間ロール１２と略対応するように軸方向に偏心した樽形状の凸状曲面部１４ａを備えて形成されている。
【００２４】
尚、下側のロール組１０′の中間ロール１２Ａ′，１２Ｂ′は、上側のロール組１０の中間ロール１２Ａ，１２Ｂに対して左右対称に形成されている。また、ワークロール１１，１１′は図３（Ｃ）に示すように径変化のない円柱状である。
【００２５】
上記のごとく構成された多段圧延機１は、圧延時は図２に示すように下側の控えロール軸箱１６′は架台３１とその間に挿入されたライナ３２により支持され、控えロール圧下シリンダ２５により控えロール軸箱１６を圧下することにより各ロール１３，１２，１１に圧下力が加えられる。さらに、中央控えロール１４には中央控えロール圧下シリンダ２３より圧下力が加えられるが、この圧下力は制御装置により控えロール１３Ａ，１３Ｂに加えられる圧下力に対し所定の比率の力となるように制御される。
【００２６】
圧延中、第１ベンディングシリンダ２１を作動することにより、上側左右の中間ロール軸箱１５（即ち中間ロール１２Ａ，１２Ｂの両端）を押し下げ、下側左右の中間ロール軸箱１５′（即ち中間ロール１２Ａ′，１２Ｂ′の両端）を押し上げるようなベンディングを与える。また第２ベンディングシリンダ２２を作動することにより、上側の中間ロール１２Ａ，１２Ｂの両端を押し上げ、下側の中間ロール１２Ａ′，１２Ｂ′の両端を押し下げるようなベンディングを与える。
【００２７】
これにより、ワークロール１１，１１′は、図３（Ａ）に示すように中間ロール１２の周面形状に沿って弾性変形し、その形状で被圧延材２を圧延する。このため、圧延時においてシフトシリンダ１２によって中間ロール軸箱１５をロール軸方向に変位（シフト）させることで、圧延形状を制御することができる。
【００２８】
即ち、図４（Ａ）に図３（Ａ）と対応するロール組図を示すように中間ロール１２をそのくびれ凹部１２ａの中心が圧延中心寄りとなるようににシフトすることにより、被圧延材２を図４（Ｂ）に示すように中央の板厚が厚く側端が延びた凸状クラウンに圧延することができ、一方、図５（Ａ）にロール列図を示すように中間ロール１２をそのくびれ凹部１２ａの開始端部が圧延中心寄りとなるようにシフトすることにより、被圧延材２を図５（Ｂ）に示すように中央の板厚が薄いた凹状クラウンに圧延することができるものである。上側の中間ロール１２と下側の中間ロール１２′を異なったシフト量とすることで、左右非対称の微妙な形状制御も可能である。
【００２９】
つまり、左右非対称の中間ロール１２をシフトすることによって被圧延材２の形状を広い範囲で任意に制御することができるものである。尚、中間ロール１２のシフトによって中央控えロール１４との形状の対応関係にズレを生ずるために図中重合状態に示されているが、この部位な弾性潰れによって馴染むものである。
【００３０】
また、中間ロール１２の形状は上記構成例に限るものではなく、その周面形状がバレルの幅方向の中心線に対して非対称であれば良いものである。例えば、図６（Ａ）に示すようにその周面に径が軸方向に漸増した後漸減する所定の凸状曲面の樽状部１２ｂがバレルの幅方向の中心線（Ｃ．Ｌ．）から一方端側に偏心して形成したり、（Ｂ）に示すように凹部１２ａと凸部１２ｂの連続する形状とするなど適宜変更可能なものである。
【００３１】
更に、中央控えロール１４は必ずしも必要なものではなく省略しても良いが、設けることで圧延力による中間ロール１２の逃げを防ぐことができ、これによってより安定した正確な形状制御を行うことができる。この中間控えロール１３の形状は必ずしも中間ロール１２と対応する形状でなくても良いが、対応する形状とすることによって圧力分布を均一化することができ、安定した形状制御を行うことができる。
【００３２】
図７は、上記構成例とは中間ロール１２のシフト機構が異なる構成例の概念斜視図である。尚、図中上記構成例と同機能の部位には同符号を付して説明を省略する。
【００３３】
図示多段圧延機１′では、図８に概念断面図を示すように、中間ロール１２の軸部としてのロール軸１２ｓが当該中間ロール１２を支持する軸受部材としての中間ロール軸箱１５の軸受１５Ａの内輪に摺動可能に嵌合して外側に突出し、軸端で操作軸箱１９に軸受１９Ａを介して支持されている。
【００３４】
中間ロール軸箱１５には、上記構成例と同様に当該中間ロール軸箱１５に上下方向の力を与えるベンディング機構としての第１ベンディング用シリンダ２１が設けられている。また、ベンディング機構としての第２ベンディングシリンダ２２が上下の中間ロール軸箱１５，１５′の間に配設されている。
【００３５】
操作軸箱１９には、シフトシリンダ２７がそのロッド先端で連結されており、このシフトシリンダ２７によって操作軸箱１９を中間ロール１２の軸方向に移動操作して中間ロール１２をシフト駆動することができるようになっている。この中間ロール１２のシフトは、中間ロール軸箱１５は移動することなく、ロール軸１２ｓが中間ロール軸箱１５の軸受１５Ａ内を摺動することで行われる。
【００３６】
この構成では、中間ロール１２のシフトに拘わらずベンディング力は第１ベンディング用シリンダ２１及び第２ベンディングシリンダ２２によって中間ロール軸箱１５に作用する。このため、中間ロール１２をシフトした場合でも中間ロール軸箱１５内の軸受１５Ａに偏モーメントを生ずることがなく、軸受寿命の長い耐久性の高いものと成し得るものである。
【００３７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明による多段圧延機によれば、被圧延材の圧延路を挟んで上下に配設されたワークロールが、それぞれ前後一対の中間ロールを介して圧下される多段圧延機において、中間ロールをその軸方向に変位させるシフト機構を備えると共に、中間ロールはその周面形状がバレル中心を挟んで凹状，凸状又は凹凸状で左右非対称に形成されて構成されていることにより、中間ロールをロール軸方向にシフトさせることで、圧延形状を広い範囲で任意に制御することができる。
【００３８】
また、上記一対の中間ロールの中央に中央控えロールが配設されて構成されていることにより、中央控えロールが圧延力による中間ロールの逃げを防ぎ、これによってより安定した正確な形状制御を行うことができる。
【００３９】
更に、上記中央控えロールは、その周面形状が上記中間ロールと略対応する逆形状に形成されていることにより、圧力分布を均一化することができ、安定した形状制御を行うことができる。
【００４０】
また、上記中間ロールは、軸方向には移動不能でベンディング機構によって操作される軸受部材によってその両端の軸部が軸方向に相対移動可能に支持されて設けられており、上記シフト機構の操作によって軸受部材とは独立して変位すると共にベンディング機構によって軸受部材を介してベンディング操作されるように構成されていることにより、中間ロールをシフトした場合でも軸受部に偏モーメントを生ずることがなく、軸受寿命の長い耐久性の高いものと成し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一構成例を適用した多段圧延機の構成を示す概念斜視図である。
【図２】その縦断面図である。
【図３】（Ａ）は図２のＡ−Ａ矢視相当図，（Ｂ）は中央控えロールの外形図，（Ｃ）は中間ロールの外形図，（Ｄ）はワークロールの外形図である。
【図４】中間ロールのシフトによる形状制御の説明図である。
【図５】中間ロールのシフトによる形状制御の説明図である。
【図６】異なる形状の中間ロールの外形図である。
【図７】中間ロールのシフト機構が異なる構成例の概念斜視図である。
【図８】シフト機構を含む中間ロール部の概念断面図である。
【符号の説明】
１，１′　多段圧延機
２　被圧延材
１０，１０′　圧下ロール組
１１，１１′　ワーククロール
１２（１２Ａ，１２Ｂ），１２′（１２Ａ′，１２Ｂ′）　中間ロール
１２ｓ　ロール軸（軸部）
１４，１４′　中央控えロール
１５　中間ロール軸箱（軸受部材）
２１　第１ベンディング用シリンダ（ベンディング機構）
２２　第２ベンディングシリンダ（ベンディング機構）
Ｃ．Ｌ．　バレル中心
【図１】
2004098073.tif 000003
【図２】
2004098073.tif 000004
【図３】
2004098073.tif 000005
【図４】
2004098073.tif 000006
【図５】
2004098073.tif 000007
【図６】
2004098073.tif 000008
【図７】
2004098073.tif 000009
【図８】
2004098073.tif 000010