(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送ローラーを回転可能に支持する軸受チョックを締結ネジによって支持部材の軸受チョック締結部に締結する軸受チョックの締結構造であって、
前記軸受チョックは、上下方向に直角な下面と搬送物の搬送方向に直角な２つの側面とを有する本体部と、前記本体部の前記下面よりも上方において前記本体部から前記搬送方向に突出するフランジ部と、を有し、
前記軸受チョック締結部は、前記支持部材の上面よりも下方に位置し上下方向に直角な底面と、前記底面の前記搬送方向の両側に位置し前記搬送方向に直角な２つの内壁面と、を有し、
前記軸受チョックの前記本体部の前記下面から前記フランジ部の下面までの距離は、前記軸受チョック締結部の前記底面から前記支持部材の上面までの距離よりも大きく、
前記軸受チョックの前記本体部の前記２つの側面どうしの距離は、前記軸受チョック締結部の前記２つの内壁面どうしの距離よりも小さく、
前記軸受チョックの前記本体部が前記軸受チョック締結部に嵌め込まれ、前記軸受チョックの前記本体部の前記下面が前記軸受チョック締結部の前記底面に接触し、前記フランジ部の前記下面と前記支持部材の前記上面との間に隙間が存在し、前記軸受チョックの前記本体部の前記２つの側面のそれぞれと前記軸受チョック締結部の前記２つの内壁面のそれぞれとの間に隙間が存在する状態で、
前記軸受チョックと前記支持部材とが、前記軸受チョックの弾性変形に伴って曲げ変形する前記締結ネジによって、前記フランジ部の上面と前記支持部材の下面との間で締結されることを特徴とする軸受チョックの締結構造。
【請求項２】
前記軸受チョックの前記本体部の前記２つの側面の一方が前記軸受チョック締結部の前記２つの内壁面の一方に接触した状態において、前記締結ネジに掛かる曲げ荷重が前記締結ネジの頭部と前記フランジ部の前記上面との接触面の最大静止摩擦力よりも小さくなるように、前記軸受チョックの前記本体部の前記２つの側面のそれぞれと前記軸受チョック締結部の前記２つの内壁面のそれぞれとの隙間の寸法が規定されることを特徴とする請求項１に記載の軸受チョックの締結構造。
【請求項３】
前記隙間の寸法は、次の数式（１）で得られるδの値以下であることを特徴とする請求項２に記載の軸受チョックの締結構造。
δ  ＝  （Ｆｒ×Ｌ3）／（３×Ｅ×Ｉ）    数式（１）
Ｌ  ：前記フランジ部の前記上面と前記支持部材の前記下面との距離
Ｆｒ：前記フランジ部の前記上面と前記締結ネジの前記頭部との最大静止摩擦力、前記支持部材の前記下面と前記締結ネジの前記頭部との最大静止摩擦力
Ｅ  ：前記締結ネジのヤング率
Ｉ  ：前記締結ネジの断面二次モーメント
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送ローラーの軸受チョックの締結構造に関する。特には、圧延材などの搬送物を搬送するテーブルローラーにおいて、搬送ローラーを支持する軸受チョックと軸受チョックを支持する支持部材の締結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱延工場や厚板工場などにおいて、粗圧延機や仕上げ圧延機に圧延材を搬送する設備として、ローラーテーブルが用いられている。ローラーテーブルは、電動機などの動力によって回転する複数の搬送ローラーを有する。それぞれの搬送ローラーは、軸受（ベアリング）が収容された軸受チョックによって回転可能に支持され、さらにそれぞれの軸受チョックは、ローラーテーブルのテーブルフレーム（筺体）などといった、支持部材に締結ネジによって締結されている。
【０００３】
圧延材を搬送するローラーテーブルのそれぞれの搬送ローラーには、大きな材料荷重が掛かる。また、圧延によって圧延材の搬送方向の端部が下側に反るため、圧延材を搬送する際にこの下側に反った部分が搬送ローラーに衝突し、軸受チョックに大きな衝撃荷重が掛かる。そこで、軸受チョックの支持構造は、このような荷重に耐えられる構成でなければならない。
【０００４】
図５は、軸受チョック９１の締結構造の従来例を示す図である。図５に示すように、従来の軸受チョック９１は、ブロック状の本体部９１１と、本体部９１１から圧延材の搬送方向（図５中では左右方向）に突出するフランジ部９１２とを有する。一方、支持部材の例であるテーブルフレーム９２には、凹部状の軸受チョック締結部９２１が設けられる。そして、軸受チョック９１の本体部９１１がテーブルフレーム９２の軸受チョック締結部９２１に嵌め込まれ、軸受チョック９１のフランジ部９１２がテーブルフレーム９２の上面９２４に締結ネジ９３によって締結される。フランジ部９１２の下面９１５はテーブルフレーム９２の上面９２４に接触させてあり、軸受チョック９１に掛かる荷重は、フランジ部９１２の下面９１５を介してテーブルフレーム９２の上面９２４で受ける。このように、フランジ部９１２の下面９１５をテーブルフレーム９２の上面に接触させておくことにより、支点との距離を短くすることで回転モーメントを小さく抑え、搬送ローラーに圧延材が衝突して軸受チョック９１に回転方向（ピッチング方向）の荷重が掛かった場合における軸受チョック９１の回転を防止する。
【０００５】
このような構成では、軸受チョック９１の本体部９１１を軸受チョック締結部９２１に嵌め込めるように、加工精度や熱変形を考慮し、軸受チョック９１の本体部９１１の寸法は、軸受チョック締結部９２１の寸法よりも小さい寸法に設定される。このため、フランジ部９１２の下面９１５をテーブルフレーム９２の上面に接触させた状態では、軸受チョック９１の本体部９１１の下面９１３が、軸受チョック締結部９２１の底面９２２から浮いた状態となる。同様に、軸受チョック９１の本体部９１１の側面９１４と軸受チョック締結部９２１の内壁面９２３との間には隙間が存在する。したがって、搬送ローラーに掛かる衝撃荷重などによって、フランジ部９１２の下面９１５とテーブルフレーム９２の上面９２４との間で、搬送方向にすべりが生じることがある。このようなすべりは、締結ネジ９３の弛緩の原因となる。さらに、デスケーリング水と圧延材の熱により、締結ネジ９３の座面の腐食が促進されるため、軸受チョック９１を締結する締結ネジ９３が弛緩しやすい。そして、締結ネジ９３が弛緩すると、軸受チョック９１にがたつきが生じ、軸受やカップリングのシールの寿命が短くなる。このため、軸受やカップリングの潤滑の管理が困難になる。つまり、締結ネジが弛緩すると、ローラーテーブルの駆動部品の劣化予測が困難になり、突発的な駆動部品の故障によって多大な生産損失を生じることがある。このように、締結ネジ９３が弛緩すると、ローラーテーブルの寿命が短くなる。
【０００６】
なお、特許文献１には、締結ネジを用いた締結構造として、検出器のケースに設けられるボルトフランジを、ボルトによってハウジングに接触させて固定する構成が開示されている。しかしながら、このような構成を軸受チョックの締結構造に適用すると、軸受チョックに大きな荷重が掛かった場合に、ボルトの座面とフランジとの間ですべりが生じ、締結ネジが弛緩する。また、特許文献２には、多変量解析によって搬送ローラーの交換時期を判断する構成が開示されている。しかしながら、特許文献２には、軸受チョックを締結する締結ネジの弛緩を防止し、軸受チョックの健全性を維持する構成は開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２８７４３６号公報
【特許文献２】特開平９−１９６６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、軸受チョックに大きな荷重が掛かった場合であっても、軸受チョックを締結する締結ネジの弛緩を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、搬送ローラーを回転可能に支持する軸受チョックを締結ネジによって支持部材の軸受チョック締結部に締結する軸受チョックの締結構造であって、前記軸受チョックは、上下方向に直角な下面と搬送物の搬送方向に直角な２つの側面とを有する本体部と、前記本体部の前記下面よりも上方において前記本体部から前記搬送方向に突出するフランジ部と、を有し、前記軸受チョック締結部は、前記支持部材の上面よりも下方に位置し上下方向に直角な底面と、前記底面の前記搬送方向の両側に位置し前記搬送方向に直角な２つの内壁面と、を有し、前記軸受チョックの前記本体部の前記下面から前記フランジ部の下面までの距離は、前記軸受チョック締結部の前記底面から前記支持部材の上面までの距離よりも大きく、前記軸受チョックの前記本体部の前記２つの側面どうしの距離は、前記軸受チョック締結部の前記２つの内壁面どうしの距離よりも小さく、前記軸受チョックの前記本体部が前記軸受チョック締結部に嵌め込まれ、前記軸受チョックの前記本体部の前記下面が前記軸受チョック締結部の前記底面に接触し、前記フランジ部の前記下面と前記支持部材の前記上面との間に隙間が存在し、前記軸受チョックの前記本体部の前記２つの側面のそれぞれと前記軸受チョック締結部の前記２つの内壁面のそれぞれとの間に隙間が存在する状態で、前記軸受チョックと前記支持部材とが、前記軸受チョックの弾性変形に伴って曲げ変形する前記締結ネジによって、前記フランジ部の上面と前記支持部材の下面との間で締結されることを特徴とする。
【００１０】
前記軸受チョックの前記本体部の前記２つの側面の一方が前記軸受チョック締結部の前記２つの内壁面の一方に接触した状態において、前記締結ネジに掛かる曲げ荷重が前記締結ネジの頭部と前記フランジ部の前記上面との接触面の最大静止摩擦力よりも小さくなるように、前記軸受チョックの前記本体部の前記２つの側面のそれぞれと前記軸受チョック締結部の前記２つの内壁面のそれぞれとの隙間の寸法が規定される構成が適用できる。
【００１１】
前記隙間の寸法は、次の数式（１）で得られるδの値以下である構成が適用できる。
δ  ＝  （Ｆｒ×Ｌ3）／（３×Ｅ×Ｉ）    数式（１）
Ｌ  ：前記フランジ部の前記上面と前記支持部材の前記下面との距離
Ｆｒ：前記フランジ部の前記上面と前記締結ネジの前記頭部との最大静止摩擦力、前記支持部材の前記下面と前記締結ネジの前記頭部との最大静止摩擦力
Ｅ  ：前記締結ネジのヤング率
Ｉ  ：前記締結ネジの断面二次モーメント
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、軸受チョックに搬送方向の荷重が掛かった場合には、軸受チョックが搬送方向に弾性変形してフレームの軸受チョック締結部の内壁面に接触し、軸受チョックに掛かった荷重をこの内壁面で受け止める。このため、軸受チョックを締結する締結ネジに掛かる荷重を規制できるから、締結ネジと軸受チョックとの間ですべりの発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、ローラーテーブルの構成例を模式的に示す斜視図である。
【図２Ａ】図２Ａは、軸受チョックの構成例を模式的に示す外観斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、軸受チョックの構成例を模式的に示す外観斜視図である。
【図３】図３は、軸受チョックの締結構造を模式的に示す図であり、軸線方向に直角な面で切断した図である。
【図４】図４は、本実施形態の締結構造において、軸受チョックに掛かる搬送方向の荷重と締結ネジに掛かる搬送方向の荷重との関係を模式的に示すグラフである。
【図５】図５は、軸受チョックとその支持構造の従来例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明者は、鋭意研究の結果、圧延材などの搬送物の接触により軸受チョックに掛かる荷重は、軸受チョックをピッチング方向に回転させるモーメントではなく、搬送方向に平行に弾性変形させる荷重であることと知見した。本発明者は、この知見に基づき、軸受チョックを締結する締結ネジの弛緩を防止する締結構造を発明したものである。
【００１５】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図においては、軸受チョックの三次元の各方向を、Ｘ，Ｙ，Ｚの矢印で示す。Ｘ方向は搬送ローラーの回転軸の軸線方向であり、Ｙ方向は搬送物の搬送方向であり、Ｚ方向は上下方向である。
【００１６】
（ローラーテーブルの構成）
まず、本発明の実施形態の軸受チョックの締結構造が適用されるローラーテーブル７の構成例について、図１を参照して簡単に説明する。図１は、ローラーテーブル７の構成例を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、ローラーテーブル７は、複数の搬送ローラー７１と、複数のエプロン７２と、複数の軸受チョック１と、２組のテーブルフレーム５とを有する。
【００１７】
複数の搬送ローラー７１は、圧延材などの搬送物の搬送方向に並べて配置される。それぞれのエプロン７２は、搬送ローラー７１どうしの間に配置される。なお、搬送ローラー７１とエプロン７２は、従来公知の構成が適用できる。軸受チョック１は、それぞれの搬送ローラー７１の軸線方向端部に設けられ、それぞれの搬送ローラー７１を、軸受７３（図２Ａ〜図３参照）を介して回転可能に支持する。２組のテーブルフレーム５は、軸受チョック１を支持する支持部材の例であり、基礎（地面）に固定されている。また、支持部材の例である２組のテーブルフレーム５は、それぞれ搬送方向に延伸するように設けられる棒状の部材であり、互いに所定の距離をおいて平行に設けられる。２組のテーブルフレーム５のそれぞれの上面５４の側には、複数の軸受チョック締結部５１が、搬送方向に所定の間隔で配列されるように設けられる。そして、それぞれの軸受チョック１は、２組のテーブルフレーム５のそれぞれの軸受チョック締結部５１に、締結ネジ４１によって締結されて固定される。なお、軸受チョック締結部５１の構成は後述する。
【００１８】
このほか、ローラーテーブル７は、モーターなどの回転動力源と、回転動力源が出力する回転動力をそれぞれの搬送ローラー７１に伝達する動力伝達機構とを有する。回転動力源と動力伝達機構は、従来公知の構成が適用できる。
【００１９】
（軸受チョックの構成）
次に、軸受チョック１の構成例について説明する。図２Ａと図２Ｂは、軸受チョック１の構成例を模式的に示す外観斜視図である。そして、図２Ａは斜め上方から見た図であり、図２Ｂは斜め下方から見た図である。なお、図２Ｂにおいては、締結のための上側ナット４２、下側ナット４３、締結ネジ４１を省略してある。
【００２０】
図２Ａと図２Ｂに示すように、軸受チョック１は、軸受７３（ベアリング）を収容する本体部２と、締結ネジ挿通穴３１が形成されるフランジ部３とを有する。なお、本体部２とフランジ部３とは一体に形成される。
【００２１】
本体部２は直方体形状に形成される。本体部２には、軸受７３（ベアリング）を収容する軸受収容部２１が形成される。本実施形態では、軸受収容部２１として、本体部２を軸線方向に貫通する貫通孔状の開口部を示す。ただし、軸受収容部２１は、軸受７３（ベアリング）を収容できる構成であればよく、具体的な構成は限定されない。
【００２２】
本体部２の下側の面は、後述するテーブルフレーム５の軸受チョック締結部５１の底面５１１に接触する面である。本実施形態では、この面を「本体部下面２２」と称する。本体部下面２２は、上下方向に直角（搬送方向に平行）な平面状に形成される。さらに、本体部下面２２には、テーブルフレーム５の軸受チョック締結部５１に係合する２組の係合リブ２２１が設けられる。２組の係合リブ２２１は、下側に向かって突出し、搬送方向に延伸する凸状の構成を有する。そして、２組の係合リブ２２１は、本体部下面２２の搬送方向に平行な外縁部のそれぞれに設けられる。
【００２３】
本体部２は、搬送方向に直角な２つの側面を有する。本実施形態では、これら２つの面を、「本体部側面２３」と称する。軸受チョック１が搬送方向に弾性変形して締結ネジ４１が曲げ変形した場合に、締結ネジ４１の曲げ変形を阻害しない径に設定される。このため、少なくとも、締結ネジ挿通穴３１の内径は、締結ネジ４１の外径よりも大きい径に設定される。なお、締結ネジ挿通穴３１の数は、締結ネジ４１の数に応じて設定される。また、本体部側面２３は、締結ネジ４１との干渉を防止する凹部２３１を除いては、搬送方向に直角な平面状に形成される。
【００２４】
フランジ部３は、本体部側面２３から搬送方向に突出するように設けられるブロック状の構成を有する。そして、フランジ部３には、締結ネジ４１を挿通する締結ネジ挿通穴３１が形成される。締結ネジ挿通穴３１は、フランジ部３を上下方向に貫通する貫通孔であり、その軸線は上下方向に平行である。図２Ａと図２Ｂでは、それぞれのフランジ部３に２カ所ずつの締結ネジ挿通穴３１が形成され、軸受チョック１の全体で４カ所の締結ネジ挿通穴３１が形成される構成を示す。ただし、締結ネジ挿通穴３１の数は、締結に用いられる締結ネジ４１の数に応じて設定されるものであり、２カ所ずつの合計４カ所に限定されない。例えば、それぞれのフランジ部３に１箇所ずつの締結ネジ挿通穴３１が形成され、軸受チョック１の全体で２カ所の締結ネジ挿通穴３１が形成される構成であってもよい。そして、フランジ部３の上面（以下、「フランジ部上面３４」と記す）の締結ネジ挿通穴３１の周囲が、締結ネジ４１に締結された上側ナット４２（後述）に接する座面となる。説明の便宜上、フランジ部上面３４に設けられる座面を、「上側座面３２」と称する。
【００２５】
なお、フランジ部３は、軸受チョック１の上側寄りの位置に設けられる。特に、フランジ部３の下面（以下、「フランジ部下面３５」と記す）は本体部下面２２よりも上側に位置する。
【００２６】
このほか、図２Ａに示すように、本体部側面２３には、摩耗や腐蝕による本体部２の搬送方向寸法の減少を抑制するため、肉盛部２３２が設けられる。同様に、図２Ａと図２Ｂに示すように、本体部下面２２とフランジ部上面３４の上側座面３２にも、摩耗や腐蝕による上下方向寸法（特に、上側座面３２と本体部下面２２との距離）の寸法の減少を抑制するため、肉盛部２２２，３３が設けられる。これらの肉盛部２２２，２３２，３３は、本体部２やフランジ部３よりも耐食性や耐摩耗性の高い材料により形成される。例えば、これらの肉盛部２２２，２３２，３３には、ＳＵＳ３０９のステンレス鋼が適用できる。
【００２７】
（軸受チョック締結部の構成）
次に、テーブルフレーム５の軸受チョック締結部５１の構成例について説明する。軸受チョック締結部５１は、２組のテーブルフレーム５のそれぞれの上面５４の側に設けられる凹状の部分であり、底面５１１とその搬送方向両側に設けられる２つの内壁面５１２とを有する。軸受チョック締結部５１の底面５１１は、上側を向く面であり、搬送方向に平行（上下方向に直角）な平面状に形成される。軸受チョック１の２つの内壁面５１２は、搬送方向を向く面であり、搬送方向に直角な平面状に形成され、底面５１１を挟んで互いに対向する。さらに、軸受チョック締結部５１には、締結ネジ４１を挿通する締結ネジ挿通穴５２が形成される。締結ネジ挿通穴５２は、テーブルフレーム５を上下方向に貫通する貫通孔であり、軸線が上下方向に平行である。テーブルフレーム５の下面５５の締結ネジ挿通穴５２の周囲は、下側ナット４３が接触するため、軸受チョック１のフランジ部３と同様な肉盛部５３１が設けられてもよい。また、軸受チョック１の肉盛部２２２，２３２が接触する軸受チョック締結部５１の底面５１１と内壁面５１２にも肉盛部５１４，５１５が設けられてもよい。軸受チョック締結部５１の底面５１１と内壁面５１２の肉盛部には、軸受チョック１の肉盛部２２２，２３２に適用するＳＵＳ３０９に比べて硬度が高い１３Ｃｒ−４Ｎｉ系のステンレス鋼を適用する。このような肉盛部５１４，５１５，５３１を設けることにより、テーブルフレーム５の腐食および摩耗を抑制できる。
【００２８】
（軸受チョックと軸受チョック締結部の各部の寸法の関係）
ここで、軸受チョック１の各部の寸法と、軸受チョック締結部５１の各部の寸法の関係について説明する。軸受チョック１の本体部２の搬送方向寸法Ｂ（２つの本体部側面２３どうしの距離）は、軸受チョック締結部５１の搬送方向寸法Ｇ（内壁面５１２どうしの距離）よりも小さい。軸受チョック１の本体部下面２２からフランジ部下面３５までの高さＨは、軸受チョック締結部５１の深さＫ（テーブルフレーム５の上面５４から軸受チョック締結部５１の底面５１１までの距離）よりも大きい。軸受チョック１の本体部下面２２の２組の係合リブ２２１どうしの距離Ｍ（特に、係合リブ２２１の対向する面どうしの距離）は、軸受チョック締結部５１の底面５１１の幅Ｎと略同じか、またはそれよりもわずかに大きい。
【００２９】
（軸受チョックの締結構造）
次に、軸受チョック１の締結構造について説明する。本実施形態では、締結ネジ４１としてタイロッド（頭部を有さず、ナット座面付近にネジが形成されるロッド）が適用され、タイロッドとナットによって軸受チョック１を軸受チョック締結部５１に締結する構成を示す。ただし、締結ネジ４１はタイロッドに限定されない。例えば、半ネジ六角ボルトなどといった、頭部を有するネジが適用されてもよい。
【００３０】
まず、軸受チョック１の本体部２を、軸受チョック締結部５１に嵌め込む。軸受チョック１の本体部２の搬送方向寸法Ｂは、軸受チョック締結部５１の内壁面５１２どうしの距離Ｇよりも小さい。このため、軸受チョック１の本体部２を軸受チョック締結部５１に嵌め込むことができる。なお、軸受チョック１の本体部２の搬送方向寸法Ｂと、軸受チョック締結部５１の内壁面５１２どうしの距離Ｇの寸法の差は、嵌め合いのための寸法公差も含むものとする。すなわち、軸受チョック１の本体部２を軸受チョック締結部５１に嵌め込めるようにするためには、加工精度や熱変形を考慮して、軸受チョック１の本体部２の搬送方向寸法Ｂは、軸受チョック締結部５１の内壁面５１２どうしの距離Ｇよりも小さくしなければならない。このため、嵌め込んだ状態で、軸受チョック１の本体部側面２３と軸受チョック締結部５１の内壁面５１２との間には、隙間が存在することになる。また、軸受チョック１の本体部下面２２からフランジ部下面３５までの高さＨは、軸受チョック締結部５１の深さＫよりも大きい。このため、軸受チョック１の本体部２を軸受チョック締結部５１に嵌め込むと、軸受チョック１の本体部下面２２が軸受チョック締結部５１の底面５１１に接触し、軸受チョック１のフランジ部下面３５はテーブルフレーム５の上面５４から浮いた状態となる。なお、軸受チョック１の本体部下面２２と軸受チョック締結部５１の底面５１１は、いずれも搬送方向に平行で上下方向に直角な平面状に形成される。このため、軸受チョック１の本体部２が軸受チョック締結部５１に嵌め込まれると、軸受チョック１の本体部下面２２と軸受チョック締結部５１の底面５１１とは面接触する。
【００３１】
また、軸受チョック１の本体部２が軸受チョック締結部５１に嵌め込まれると、２組の係合リブ２２１が、軸受チョック締結部５１の底面５１１を挟むようにして、軸受チョック締結部５１に係合する。前述のように、２組の係合リブ２２１は搬送方向に延伸する。また、軸受チョック１の本体部側面２３と軸受チョック締結部５１の内壁面５１２との間には隙間が存在する。このため、軸受チョック１は、締結されていない状態では、本体部下面２２が軸受チョック締結部５１の底面５１１に面接触した状態を維持しつつ、摺動する態様で搬送方向に弾性変形できる。なお、軸受チョック１の本体部側面２３と軸受チョック締結部５１の内壁面５１２は、締結ネジ４１との干渉を防止する凹部２３１，５１３を除いては、いずれも搬送方向に直角な平面状に形成される。このため、軸受チョック１が軸受チョック締結部５１に嵌め込まれた状態で搬送方向に弾性変形すると、軸受チョック１の本体部側面２３は、軸受チョック締結部５１の内壁面５１２に面接触する。なお、２組の係合リブ２２１は、軸受チョック締結部５１の底面５１１を挟むように軸受チョック締結部５１に係合する。このため、軸受チョック１は、テーブルフレーム５に対して軸線方向には移動できない。
【００３２】
そして、締結ネジ４１（タイロッド）を軸受チョック１および軸受チョック締結部５１に形成される締結ネジ挿通穴３１，５２に挿通し、その上端部および下端部にナットを締結する。本実施形態では、上端部に締結されるナットを「上側ナット４２」と称し、下端部に締結されるナットを「下側ナット４３」と称する。上側ナット４２は、軸受チョック１のフランジ部上面３４の上側座面３２に接触し、軸受チョック１に下向きの軸力を掛ける。下側ナット４３は、テーブルフレーム５の下面５５の座面（この座面を、「下側座面５３」と称する）に接触して、テーブルフレーム５に上向きの軸力を掛ける。これにより、軸受チョック１が軸受チョック締結部５１に締結される。上側ナット４２と下側ナット４３とが締結されると、軸受チョック１の本体部下面２２と軸受チョック締結部５１の底面５１１とが、締結ネジ４１の軸力によって所定の圧力で面接触する。なお、締結ネジ４１の軸力は、上側ナット４２と下側ナット４３の締結力（締結トルク）を規定することにより、所定の値に規定できる。これらの上側ナット４２および下側ナット４３による軸力については後述する。このように、本実施形態では、軸受チョック１が軸受チョック締結部５１に締結された状態で、軸受チョック１の本体部下面２２と軸受チョック締結部５１の底面５１１とを所定の圧力で面接触する状態に維持する。
【００３３】
なお、軸受チョック１の本体部下面２２からフランジ部下面３５までの高さＨは、テーブルフレーム５の上面５４から軸受チョック締結部５１の底面５１１までの距離（深さＫ）よりも大きい。このため、軸受チョック１が軸受チョック締結部５１に締結された状態では、軸受チョック１のフランジ部下面３５とテーブルフレーム５の上面５４とは接触せず、これらの間に隙間が存在する。このような構成とすることにより、軸受チョック１の本体部下面２２と軸受チョック締結部５１の底面５１１とを強固に密着させることができるから、軸受チョック１に掛かる荷重を、軸受チョック締結部５１の底面５１１で受け止めることができる。
【００３４】
前述のとおり、従来は、搬送ローラー７１に搬送物が衝突した際には、軸受チョック１にモーメント荷重が掛かると考えられていた。そこで、軸受チョック１の回転を防止するため、従来は、図５に示すように、フランジ部９１２の下面９１５をテーブルフレーム９２（支持部材）の上面９２４に接触させた状態で、軸受チョック１をテーブルフレーム９２に締結していた。この際、加工精度や熱変形を考慮して、軸受チョック９１の本体部９１１の下面９１３と軸受チョック締結部９２１の底面９２２との間に隙間が存在するようにしていた。しかしながら本発明者は、軸受チョック１には、モーメント荷重が掛かるのではなく、搬送方向に平行に弾性変形させる荷重が掛かることを知見した。そこで、軸受チョック１のフランジ部下面３５とテーブルフレーム５の上面５４との間に隙間を存在させ、軸受チョック１に掛かる荷重を軸受チョック締結部５１の底面５１１で受け止める構成とした。
【００３５】
さらに、フランジ部上面３４の上側座面３２（上側ナット４２との接触面）は、軸受チョック１の本体部下面２２と軸受チョック締結部５１の底面５１１よりも上側に位置する。そして、締結ネジ４１の上側座面３２と下側座面５３との間の部分が固定されていない。このため、締結ネジ４１の上側座面３２と下側座面５３との間の部分は、搬送方向に曲げ変形可能である。
【００３６】
なお、軸受チョック１には、このほか、軸受収容部２１を覆う蓋部材や、シールのためのＯリングなどが組み付けられる。これら軸受チョック１に軸受７３を組み付ける構成は限定されるものではなく、従来公知の構成が適用できる。したがって、図示および説明を省略する。
【００３７】
（締結ネジの弛緩防止のメカニズム）
粗圧延機や仕上げ圧延機で圧延材を圧延すると、圧延材（搬送物）の搬送方向の端部が下側に向かって反ることがある。そして、下側に反った部分が搬送ローラー７１に衝突し、軸受チョック１には衝撃的な荷重が掛かる。そして、軸受チョック１に掛かった搬送方向の荷重は、軸受チョック１の本体部下面２２から軸受チョック締結部５１の底面５１１に伝わるほか、上側座面３２と締結ネジ４１と下側座面５３とを介してテーブルフレーム５に伝わる。発明者は、鋭意研究の結果、軸受チョック１に掛かるこの荷重は、軸受チョック１をピッチング方向に回転させるモーメント荷重ではなく、軸受チョック１を搬送方向に平行弾性変形させる荷重（搬送方向の荷重）であるという知見を得た。
【００３８】
そして、軸受チョック１に搬送方向の荷重が掛かると、上側ナット４２および上側座面３２との間、および、下側ナット４３および下側座面５３との間には、すべりを生じさせるような荷重が掛かることになる。この場合、上側座面３２に掛かる搬送方向の荷重が、上側座面３２における最大静止摩擦力よりも大きいと、フランジ部上面３４の上側座面３２において、フランジ部３と上側ナット４２との間ですべりが生じる。同様に、下側座面５３に掛かる搬送方向の荷重が下側座面５３における最大静止摩擦力よりも大きいと、下側座面５３において、テーブルフレーム５と下側ナット４３との間ですべりが生じる。その結果、上側座面３２と下側座面５３において各部材に摩耗が生じるなどして、締結ネジ４１が弛緩しやすくなる。そこで、本実施形態では、これらの上側座面３２と下側座面５３に掛かる搬送方向の荷重（すべりを生じさせる方向の荷重）を規制することにより、これらの上側座面３２と下側座面５３におけるすべりの発生を防止し、締結ネジ４１の弛緩を防止する。これにより、締結ネジ４１の弛緩に起因して発生するローラーテーブル７の健全性の喪失を防止し、ローラーテーブル７の長寿命化を図ることができる。
【００３９】
ここでは、本実施形態の軸受チョック１の締結構造による締結ネジ４１の弛緩防止のメカニズムについて、図３を参照して説明する。図３は、軸受チョック１の締結構造を模式的に示す図であり、軸線方向に直角な面で切断した図である。なお、図３においては、模式化のため、軸受チョック１の本体部側面２３と軸受チョック締結部５１の内壁面５１２との隙間の大きさを強調してある。
【００４０】
軸受チョック１に掛かった搬送方向の荷重が、軸受チョック１の本体部下面２２と軸受チョック締結部５１の底面５１１との間の最大静止摩擦力以下である場合には、軸受チョック１は搬送方向に弾性変形しない。このため、軸受チョック１の本体部側面２３と軸受チョック締結部５１の内壁面５１２との間に隙間が存在する状態に維持される。この状態では、軸受チョック１に掛かった搬送方向の荷重は、軸受チョック締結部５１の底面５１１によって受け止められることになる。
【００４１】
この荷重が、軸受チョック１の本体部下面２２と軸受チョック締結部５１の底面５１１との間の最大静止摩擦力を超えた場合には、軸受チョック１はこの荷重によって搬送方向に弾性変形する。そして、軸受チョック１の本体部側面２３が軸受チョック締結部５１の内壁面５１２に接触する。この状態となると、軸受チョック１は、それ以上は搬送方向に弾性変形できなくなる。なお、軸受チョック１の本体部側面２３と軸受チョック締結部５１の内壁面５１２は、いずれも、締結ネジ４１との干渉を防止する凹部２３１，５１３を除いては、搬送方向に直角な平面状に形成される。このため、軸受チョック１の本体部側面２３と軸受チョック締結部５１の内壁面５１２とは面接触する。このように、軸受チョック１に掛かった搬送方向の荷重は、仮に上側ナット４２と上側座面３２との間ですべりが生じたとすると、軸受チョック締結部５１の底面５１１と内壁面５１２とに分配されて受け止められることになる。
【００４２】
軸受チョック１の本体部側面２３が軸受チョック締結部５１の内壁面５１２に接触していない状態では、軸受チョック１に掛かる荷重が大きくなると、上側座面３２と下側座面５３のそれぞれに掛かる荷重も大きくなる。しかしながら、軸受チョック１の本体部側面２３が軸受チョック締結部５１の内壁面５１２に接触すると、上側座面３２と下側座面５３のそれぞれに掛かる荷重は頭打ちとなり、ある所定の値を超えて大きくなることはない。この所定の値（最大荷重）は、軸受チョック１の本体部側面２３と軸受チョック締結部５１の内壁面５１２との隙間、すなわち、軸受チョック１の搬送方向の許容最大変位量に応じて決まる。具体的には、この隙間が大きくなると、上側座面３２と下側座面５３のそれぞれに掛かる荷重も大きくなる。そこで、本実施形態では、上側座面３２と下側座面５３のそれぞれに掛かる最大荷重が、上側座面３２と下側座面５３のそれぞれの最大静止摩擦力以下となるように、前述の隙間の寸法を規定して管理する。これにより、上側座面３２と下側座面５３のそれぞれにおいてすべりの発生を防止し、締結ネジ４１の弛緩を防止する。
【００４３】
この隙間の具体的な規定方法は、次のとおりである。本実施形態では、締結ネジ４１を材料力学における片持ち支持梁でモデル化する。ここでは、締結ネジ４１における下側座面５３の位置を片持ち支持梁の固定端とし、上側座面３２の位置を自由端とする。このモデルにおいては、下側座面５３と上側座面３２との距離が、片持ち支持梁の長さとなる。そして、締結ネジ４１の上側座面３２の位置（片持ち支持梁の自由端）に、搬送方向の荷重が曲げ荷重として掛るものとする。
【００４４】
このようにモデル化された締結ネジ４１の上側座面３２の位置における搬送方向の変位量（曲げ変形量）は、次の数式（１）で表される。なお、数式（１）において、Ｆｒは搬送方向の荷重であり、Ｌは締結ネジ４１の長さ（下側座面５３から上側座面３２の距離）であり、Ｅは締結ネジ４１のヤング率であり、Ｉは締結ネジ４１の断面二次モーメントである。
δ  ＝  （Ｆｒ×Ｌ3）／（３×Ｅ×Ｉ）    数式（１）
【００４５】
この数式（１）から明らかなように、締結ネジ４１に掛かる荷重Ｆｒと搬送方向の変位量δとは、線形の関係を有する。また、締結ネジ４１の上側座面３２の位置における変位量は、最大で、軸受チョック１の許容最大変位量（軸受チョック１の本体部側面２３と軸受チョック締結部５１の内壁面５１２との隙間の寸法）に等しい。このため、この数式（１）のＦｒに、上側座面３２と下側座面５３のそれぞれの最大静止摩擦力（＝締結ネジ４１の軸力×上側座面３２と下側座面５３のそれぞれの摩擦係数）を代入することにより、すべりを生じさせない隙間の寸法の最大値が得られる。すなわち、前述の隙間の寸法を、数式（１）のＦｒに最大静止摩擦力を代入して算出される変位量δの値以下に規定すればよい。なお、ここでは、上側座面３２が自由端である場合を示したが、下側座面５３が自由端である場合も同様である。
【００４６】
このような構成によれば、軸受チョック１に搬送方向の荷重が掛かった場合であっても、上側座面３２と下側座面５３のそれぞれには、最大静止摩擦力を超える荷重は掛からない。したがって、上側座面３２と下側座面５３のそれぞれにおいて、すべりの発生を防止し、締結ネジ４１の弛緩を防止できる。
【００４７】
このように本実施形態では、軸受チョック１に掛かる搬送方向の荷重が小さい場合には、この荷重を軸受チョック締結部５１の底面５１１で受け止める。この荷重が大きい場合には、この荷重を軸受チョック締結部５１の底面５１１と内壁面５１２とで分配して受け止める。そして、軸受チョック１の本体部側面２３と軸受チョック締結部５１の内壁面５１２との隙間の寸法を規定し、上側座面３２と下側座面５３のそれぞれに掛かる最大荷重を規制する。これにより、上側座面３２と下側座面５３のそれぞれにおいてすべりの発生を防止する。
【００４８】
なお、軸受チョック１の本体部側面２３と軸受チョック締結部５１の内壁面５１２に設けられる凹部２３１，５１３の内径（特に、搬送方向の深さ）は、軸受チョック１が搬送方向に弾性変形した場合に、締結ネジ４１の弾性変形を阻害しない径（深さ）に設定される。凹部２３１，５１３の具体的な内径は、軸受チョック１の本体部側面２３と軸受チョック締結部５１の内壁面５１２との隙間の寸法に応じて設定される。例えば、軸受チョック１の本体部側面２３が軸受チョック締結部５１の内壁面５１２に接触した状態において、締結ネジ４１の外周面（ねじ山の頂部）が凹部２３１，５１３の内周面に接触しない径（深さ）に設定される。
【００４９】
図４は、本実施形態の締結構造において、軸受チョック１に掛かる搬送方向の荷重と上側座面３２と下側座面のそれぞれに掛かる搬送方向の荷重との関係を模式的に示すグラフである。軸受チョック１に掛かる搬送方向の荷重が大きくなるにしたがって、上側座面３２と下側座面５３のそれぞれに掛かる搬送方向の荷重（すなわち、締結ネジ４１の曲げ荷重）も大きくなっていく。軸受チョック１に掛かる荷重が軸受チョック１の本体部下面２２と軸受チョック締結部５１の底面５１１との最大静止摩擦力を超えない範囲で、軸受チョック１が搬送方向に弾性変形し、軸受チョック１の本体部側面２３が軸受チョック締結部５１の内壁面５１２に接触する。この状態となると、上側座面３２と下側座面５３のそれぞれに掛かる搬送方向の荷重は頭打ちとなり、それ以上大きくならない。
【００５０】
そして、本実施形態では、軸受チョック１の本体部側面２３と軸受チョック締結部５１の内壁面５１２との隙間の寸法が、数式（１）に上側座面３２と下側座面５３のそれぞれの最大静止摩擦力を代入して算出されるδの値未満に規定される。このため、図４に示すように、上側座面３２と下側座面５３のそれぞれに掛かる搬送方向の荷重は、上側座面３２と下側座面５３のそれぞれの最大静止摩擦力未満の大きさで頭打ちとなる。このため、軸受チョック１に掛かる搬送方向の荷重が大きくなっても、上側座面３２と下側座面５３のそれぞれに掛かる荷重が、上側座面３２と下側座面５３のそれぞれの最大静止摩擦力を超えることがない。
【００５１】
なお、本実施形態では、前述の隙間の規定に用いる締結ネジ４１の軸力を、締結ネジ４１の本数に応じて異ならせる構成が適用できる。具体的には、４本の締結ネジ４１で軸受チョック１を締結する構成では、軸受チョック１の軸受収容部２１に収容された軸受７３（ベアリング）が変形しない程度の軸力とする。この軸力は、軸受チョック１の剛性や、軸受７３として用いられるベアリングの剛性などに応じて設定される。一方、２本の締結ネジ４１を用いて軸受チョック１を締結する構成では、ＪＩＳ規格に従い、締結ネジ４１の降伏応力の７０％の軸力を用いる。
【００５２】
なお、上側座面３２と下側座面５３のそれぞれでのすべりを防止する作用は、次のようにも説明できる。軸受チョック１が荷重によって搬送方向に弾性変形すると、軸受チョック１の弾性変形に伴って締結ネジ４１が曲げ変形する。そして、上側座面３２と下側座面５３のそれぞれには、締結ネジ４１が元の形状（直線の棒状）に戻ろうとする復元力が掛かる。この復元力が上側座面３２と下側座面５３のそれぞれの最大静止摩擦力以下である場合には、上側座面３２と下側座面５３のそれぞれにおいてすべりは生じない。この復元力が上側座面３２と下側座面５３のそれぞれの最大静止摩擦力を超えると、上側座面３２と下側座面５３のそれぞれにおいてすべりが生じる。
【００５３】
この復元力は、前述の数式（１）から明らかなように、締結ネジ４１の曲げ変形の変形量（搬送方向の変位量δ）に応じて決まる。すなわち、ある変形量δを生じさせる曲げ荷重Ｆｒと、ある変形量δが生じた場合の復元力とは、同じ大きさである。そして、締結ネジ４１の最大曲げ変形量（搬送方向の変位量δ）は、軸受チョック１の許容最大変位量である軸受チョック１の本体部側面２３と軸受チョック締結部５１の内壁面５１２との隙間の寸法と同じである。したがって、この隙間の寸法を規定することにより、上側座面３２と下側座面５３のそれぞれの最大静止摩擦力を超える復元力が生じないように、締結ネジ４１の曲げ変形量を規制する。これにより、上側座面３２と下側座面５３のそれぞれでのすべりを防止できる。
【００５４】
さらに、次のようにも説明できる。軸受チョック１に搬送方向の荷重が掛かると、上側座面３２と下側座面５３にも搬送方向の荷重（すなわち、すべりを生じさせるような荷重）がかかる。ただし、締結ネジ４１の上側座面３２と下側座面５３との間は固定されておらず、この間の部分は曲げ変形可能である。このため、締結ネジ４１の弾性曲げ変形によって、上側座面３２と下側座面５３とに掛かる荷重は緩和される。そして、締結ネジ４１の曲げ変形により緩和された荷重が上側座面３２と下側座面５３のそれぞれにおける最大静止摩擦力を超えるよりも前に、軸受チョック１の本体部側面２３が軸受チョック締結部５１の内壁面５１２に接触するように、これらの間の隙間の寸法を規定する。これにより、上側座面３２と下側座面５３のそれぞれでのすべりを防止できる。
【００５５】
前述のとおり、軸受チョック１の本体部２を軸受チョック締結部５１に嵌め込むことができるように、加工精度や熱変形を考慮して、軸受チョック１の本体部２の搬送方向寸法Ｂを、軸受チョック締結部５１の内壁面５１２どうしの距離Ｇよりも小さくしなければならない。このような構成では、軸受チョック１の本体部２を軸受チョック締結部５１に嵌め込むと、軸受チョック１の本体部側面２３と軸受チョック締結部５１の内壁面５１２の間には隙間が存在することになる。このため、軸受チョック１は、軸受チョック締結部５１に嵌め込まれた状態で、搬送方向に移動可能である。
【００５６】
従来は、軸受チョックに回転方向（ピッチング方向）の荷重が掛かると考えられていた。そこで従来は、図５に示すように、軸受チョック９１のフランジ部９１２の下面９１５を支持部材の例であるテーブルフレーム９２の上面９２４に接触させることにより、支点との距離を短くすることで回転モーメントを小さく抑えて軸受チョック９１の回転を防止しようとしていた。このような構成では、軸受チョックが搬送方向に弾性変形すると、フランジ部９１２の下面９１５とテーブルフレーム９２の上面９２４との間にすべりが生じる。そして、このすべりによって、締結ネジ９３に螺合されるナットなどのネジ頭部とフランジ部９１２との間ですべりが生じやすく、締結ネジ９３が弛緩しやすい。なお、軸受チョック９１のフランジ部９１２の下面９１５をテーブルフレーム９２の上面９２４に接触させるためには、加工精度や熱変形を考慮すると、本体部９１１の下面９１３を軸受チョック締結部９２１の底面９２２から離れさせなければならなかった。
【００５７】
これに対して、本実施形態は、「軸受チョックにはモーメント荷重ではなく、搬送方向に平行な荷重が掛かる」という知見に基づき、軸受チョック１のフランジ部下面３５とテーブルフレーム５の上面５４との間に隙間を存在させ、本体部下面２２を軸受チョック締結部５１の底面５１１に接触させる構成とした。そして、軸受チョック１に掛かる荷重を、フランジ部下面３５を介してテーブルフレーム５の上面５４で受けるのではなく、本体部下面２２を介して底面５１１で受ける構成とした。このような構成によれば、軸受チョック１が搬送方向に弾性変形しても、締結ネジ４１が曲げ変形することにより、上側座面３２と上側ナット４２との間にすべりが生じないようにしやすい。そして、上側座面３２と上側ナット４２との間にすべりが生じるよりも前に、軸受チョック１の本体部側面２３が軸受チョック締結部５１の内壁面５１２に接触し、それ以上の変位ができない。このため、締結ネジ４１の弛緩を防止できる。その結果、締結構造の長寿命化を図ることができる。
【００５８】
すなわち、図５に示す従来構成例では、締結ネジ９３のネジ頭部の座面とフランジ部９１２の上面との間ですべりが生じてから、本体部９１１の側面９１４と軸受チョック締結部９２１の内壁面９２３とが接触する。これに対して、本実施形態では、上側ナット４２と上側座面３２との間にすべりが生じるよりも前に、本体部側面２３と軸受チョック締結部５１の内壁面５１２とが接触し、すべりの発生を防止する。この結果、締結ネジ９３の弛緩を防止してローラーテーブル７の健全性が喪失されないようにし、長寿命化を図ることができる。
【００５９】
また、軸受チョック１の本体部側面２３と軸受チョック締結部５１の内壁面５１２との隙間の大きさは、軸受チョック１に掛かる荷重に応じて決めてもよい。すなわち、軸受チョック１に掛かる荷重が大きくなるほど、この隙間の大きさを小さくするという構成が適用できる。
【００６０】
以上、本発明の実施形態および実施例について詳細に説明したが、前記実施形態および実施例は、本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎない。本発明は、前記実施形態や実施例によって技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明は、その技術思想またはその主要な特徴から逸脱することなく、さまざまな形で実施することができる。
【００６１】
たとえば、前述の実施形態では、搬送ローラーを有するローラーテーブルとして、粗圧延機や仕上げ圧延機に圧延材を搬送するローラーテーブルを示したが、本発明は、このようなローラーテーブルに限定されるものではない。さらに、本発明は、軸受チョックにより回転可能に支持される搬送ローラーを有する設備であれば、設備の種類を問わずに適用できる。また、前記実施形態では、支持部材の例としてテーブルフレームを示したが、支持部材はテーブルフレームに限定されない。支持部材は、軸受チョックを支持して荷重を受ける部材であればよい。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、搬送ローラーの軸受チョックの締結構造に関する。そして、本発明によれば、軸受チョックを締結する締結ネジの弛緩を防止できる。
【符号の説明】
【００６３】
１：軸受チョック
２：本体部
２１：軸受収容部
２２：本体部下面
２２１：係合リブ
２２２：肉盛部
２３：本体部側面
２３１：凹部
２３２：肉盛部
３：フランジ部
３１：締結ネジ挿通穴
３２：上側座面
３３：肉盛部
３４：フランジ部上面
３５：フランジ部下面
４１：締結ネジ（タイロッド）
４２：上側ナット
４３：下側ナット
５：テーブルフレーム（支持部材の例）
５１：軸受チョック締結部
５１１：底面
５１２：内壁面
５１３：凹部
５２：締結ネジ挿通穴
５３：下側座面
５４：テーブルフレームの上面
５５：テーブルフレームの下面
５３１：肉盛部
７：ローラーテーブル
７１：搬送ローラー
７２：エプロン
７３：軸受（ベアリング）
９１：従来の軸受チョック
９１１：従来の軸受チョックの本体部
９１２：従来の軸受チョックのフランジ部
９１３：本体部の下面
９１４：本体部の側面
９１５：フランジ部の下面
９２：テーブルフレーム（支持部材の例）
９２１：軸受チョック締結部
９２２：軸受チョック締結部の底面
９２３：軸受チョック締結部の内壁面
９２４：支持部材の上面
９３：締結ネジ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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