(57)【要約】【課題】遊星型傾斜ロール圧延機のなどのツースクラッチ型フェイスギアの歯部において、摩耗による歯部の寿命を延ばし、かつ、腐食を防止した歯部を提供する。【解決手段】遊星型傾斜ロール圧延機のツースクラッチ型フェイスギアのうち、ロールヘッド７側のフェイスギア１の歯部５の表面にセラッミク層６を溶射により形成したもので、従来の浸炭焼入れあるいは高周波焼入れしたロールヘッド７側のフェイスギア１の歯部５の硬度以上として、ロールヘッド７側のフェイスギア１の歯部５の耐摩耗性を向上させ、さらにセラッミク層６の溶射により該歯部５の耐食性も向上させている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転を伝達させるツースクラッチ型フェイスギアにおいて、フェイスギアの荷重負担を受け、かつ、水などのかかるフェイスギアの歯部の表面にセラッミク溶射層を形成したことを特徴とする耐摩耗性および耐食性に優れたツースクラッチ型フェイスギアの歯部。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転を伝達させるためのツースクラッチ型のフェイスギアの歯部に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転を伝達させるためのツースクラッチ型フェイスギアは、その荷重負担により歯部が摩耗する。また、フェイスギアに冷却水をかける必要がある場合はその水により歯部に腐食が発生し、摩耗が増長される。
【０００３】
例えば、遊星型傾斜ロール圧延機はツースクラッチの原理を利用してロールヘッドからロールに回転力を伝達する機構からなっている。ツースクラッチ型フェイスギアの場合、従動側のフェイスギアすなわちロールのフェイスギアを強固に駆動側すなわちロールヘッドにクランピングロッドで引き付けながら回転させるため、歯部の側面が摩耗し、最終的にはロール側の歯先がロールヘッド側フェイスギアの歯底に接触するようになり、このためにフェイスギアにガタ付きが生じて歯部が欠損する問題があった。そのことによりロールヘッドのフェイスギア交換を頻繁にする必要があり、その作業負担やコストの増大が問題であった。
【０００４】
さらに、遊星型傾斜ロール圧延機の場合、圧延ロールにはロール冷却水を散水しており、この水がロールヘッド側フェイスギアの歯部面に付着し、歯部に腐食が発生する。このことにより摩耗進行が増長されるが、この摩耗を防止するには、高周波焼入れ、浸炭、窒化などの処理を施すことが従来の施工方法である（特許文献１参照）が、これらの施工方法では耐食性に乏しく腐食による摩耗を防ぐことが困難で不十分であった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−４０３０号公報（第２頁、第１蘭、第１８〜２０行）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ツースクラッチ型フェイスギアの歯部において、摩耗による寿命を延ばし、かつ、腐食を防止した歯部を提供することである。例えば、遊星型傾斜ロール圧延機のロールヘッドからロールに回転力を伝達するロールヘッドに形成されたフェイスギアの歯部において、ロールヘッド側フェイスギアの歯部の摩耗が進行してその歯底にロール側フェイスギアの歯部の歯先が接触することによりフェイスギアにガタ付きが生じ、フェイスギアの歯部が欠損するに至るまで、寿命を延ばし、かつ、腐食摩耗を防止したフェイスギアの歯部を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の手段は、回転を伝達させるツースクラッチ型フェイスギアにおいて、フェイスギアの荷重負担を受け、かつ、水などのかかるフェイスギアの歯部の表面にセラッミク溶射層を形成したことを特徴とする耐摩耗性および耐食性に優れたツースクラッチ型フェイスギアの歯部である。
【０００８】
本発明の上記手段のセラミック溶射したツースクラッチ型フェイスギアの歯部の作用効果について説明すると、本来、衝撃荷重を受ける部分へのセラミック溶射は剥離を起こしやすく不向きであるとされており、歯車として使用されるギアには適用されなかった。しかし、ツースクラッチ型フェイスギアの場合にあっては、負荷する荷重は面圧荷重であって衝撃を受けないので、歯部表面に形成したセラミック溶射層はツースクラッチ型フェイスギアの歯部の寿命延長と耐食性とに極めて有効である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明を図面を参照して説明する。
図１は、遊星型傾斜ロール圧延機のロール側とロールヘッド側のフェイスギアの噛み合わせ状態の歯型を概略的に図示する説明図であり、図２は本発明を適用する遊星型傾斜ロール圧延機の概略断面図で、図３はロールヘッド及びロールのフェイスギアの歯部の拡大図を示す。
【００１０】
図２に示すように、遊星型傾斜ロール圧延機は、３本のロール２をそれぞれ自転させながら、ガイドチューブ８に通した非加工材の周囲を傾斜して回転する３本のロールヘッド７で非加工材の周りを回転させて公転させ、３本のロール２の自転と公転により非加工材を圧延するものである。この圧延の際には、ロール２は冷却水が散水され、ロール２の冷却が行なわれいる。
【００１１】
この遊星型傾斜ロール圧延機のロールヘッド７に対するロール２の固定方法は、図３に示すように、クランピングロッド９でロールヘッド７のフェイスギア１に強固に引き付けることによりクランプしている。
【００１２】
本実施の形態では、図２に示す、ロールヘッド７のフェイスギア１についてのものである。その詳細を図１により説明する。図１において、４はロール２のフェイスギア３の歯部で、５はロールヘッド７側のフェイスギア１の歯部である。図１の（ａ）は従来の手段のもので、従って、５はフェイスギア１の従来の歯部を示す。一方、図１の（ｂ）は本発明の手段におけるもので、６は歯部５の表面に形成した溶射層を示す。従来の手段では、通常、ロールヘッド７側のフェイスギア１の歯部５の表面には摩耗防止対策として浸炭焼入れが施されており、歯部５の母材よりも硬度が高くなっている。
【００１３】
本発明の実施の形態では、従来の硬度をもつロールヘッド７側のフェイスギア１の歯部５の表面にセラッミク層６を溶射により形成したもので、従来の浸炭焼入れしたロールヘッド７側のフェイスギア１の歯部５の硬度以上として耐摩耗性を向上させ、さらにセラッミク層６の溶射により耐食性も向上させている。
【００１４】
本発明の手段のロールヘッド７側フェイスギア１の歯部５では溶射層６により摩耗の進行が極端に遅延されるため、ロール２のフェイスギア３の歯部４の歯先１０がロールヘッド７側のフェイスギア１の歯部５の歯底１１に達するまでの期間は大幅に延長される。
【００１５】
以上のように、上記の実施の形態では、ツースクラッチ型フェイスギアにおいて、連結している駆動側であるロールヘッド７側フェイスギア１の歯部５のみ溶射層６を形成した。  他の実施例としては、従動側であるロール２側のフェイスギア３の歯部４および駆動側のロールヘッド７側フェイスギア１の歯部５の両者の表面に溶射層６をそれぞれ形成することも有効である。
【００１６】
また、本発明の手段は、摩耗または腐食のどちらか一方が問題となる場合においても有効である。
【００１７】
【実施例】
遊星型傾斜ロール圧延機においては、ツースクラッチ型フェイスギアの歯部の歯数は７２枚からなり、歯部の硬度がＨＶ＝５７７〜６５３で、径６００ｍｍのフェイスギアからなる。図１に示すように、全てのロールヘッド７側のフェイスギア１の歯数７２枚からなる歯部５において、前処理としてショトブラストなどにより歯部５の表面を粗加工し、溶射の密着強度を向上させた後に、硬度がＨＶ＝１０００〜１１００のタングステンカーバイトからなるセラッミクを１００μｍの膜厚で溶射して溶射層６とした。
【００１８】
この溶射層６を形成した歯部５を有するロールヘッド７側の新型のフェイスギア１からなる遊星型傾斜ロール圧延機と、従来の歯部５を有するフェイスギア１からなる遊星型傾斜ロール圧延機とにおいて、鋼種として軸受鋼、ＳＵＳ鋼、ＳＣｒ鋼、炭素鋼、その他で、母材サイズφ１９０〜φ１７２ｍｍの母材を圧延サイズφ８５〜１９０ｍｍの棒鋼材に圧鍛し、圧鍛後のロールヘッド７側のフェイスギア１の各歯部５の摩耗を比較して表１に示す。
【００１９】
なお、摩耗量については、本発明のロールヘッド７側のフェイスギア１の歯部５は、溶射皮膜厚測定器にて溶射膜の摩耗量を測定した数値であり、従来のフェイスギア１の歯部５の摩耗量は、ロール２側のフェイスギア３の歯部４の歯先１０がロールヘッド７側のフェイスギア１の歯部５の歯底１１に至るまでの図面上の摩耗寸法を示す。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
以上のとおり、本発明のロールヘッド７側のフェイスギア１の歯部５の摩耗量は皆無であり、溶射層６が全部摩耗した場合においても、ロール２側のフェイスギア３の歯先１０がロールヘッド７側のフェイスギア１の歯部５の歯底１１に到達するまでの圧鍛量は従来と同じ圧鍛量となるため、ロールヘッド７側のフェイスギア１の全寿命は溶射層６が全部摩耗するまでの日数と従来のフェイスギア１が摩耗する日数との和の日数となる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の溶射層を形成した歯部を有するツースクラッチ型フェイスギアはその寿命が約２倍以上延びることは明白であり、極めて優れた効果を有し、例えば、遊星型傾斜ロール圧延機の場合、ロールヘッド側フェイスギアの取替えを頻繁にする必要がなくなり、交換のための作業負担およびコストが大幅に削減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】遊星型傾斜ロール圧延機のロール側とロールヘッド側のフェイスギアの噛み合わせ状態の歯部を概略的に示す図で、（ａ）は従来のフェイスギアの噛み合わせ状態の歯部を示し、（ｂ）は本発明のフェイスギアの噛み合わせ状態の歯部を示す図である。
【図２】本発明を適用する遊星型傾斜ロール圧延機の概略断面図である。
【図３】ロールヘッド及びロールのフェイスギア部の拡大図である。
【符号の説明】
１  フェイスギア
２  ロール
３  フェイスギア
４  歯部
５  歯部
６  溶射層
７  ロールヘッド
８  ガイドチューブ
９  クランピングロッド
１０  歯先
１１  歯底
【図１】
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【図２】
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【図３】
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