(57)【要約】【課題】ロール隙調整が容易且つ調整範囲を広くすることを可能とすると共に、設備長が短く、設備費が安い垂直圧延機のロール駆動装置を提供する。【解決手段】垂直圧延機のロール駆動装置であって、ハウジング２３の上部に垂直に配置され且つ水平方向に移動自在な対向する一対のロール２６、２６’を有する垂直圧延機２５と、垂直圧延機の下方に、水平にロールの移動方向に沿って配置され、ハウジングに回転自在に支持された駆動軸４１と、駆動軸と垂直圧延機の少なくとも一方のロールの回転軸２７との間に、ロール２６の移動に応じて移動自在に配置され、駆動軸の駆動力をロールに伝達するベベルギヤボックス４２とを備えた構成としたものである。【選択図】      図１
2005000932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直圧延機のロール駆動装置であって、
ハウジングの上部に垂直に配置され且つ水平方向に移動自在な対向する一対のロールを有する垂直圧延機と、
前記垂直圧延機の下方に、水平に前記ロールの移動方向に沿って配置され、前記ハウジングに回転自在に支持された駆動軸と、
前記駆動軸と前記垂直圧延機の少なくとも一方のロールの回転軸との間に、前記ロールの移動に応じて移動自在に配置され、前記駆動軸の駆動力を前記ロールに伝達するベベルギヤボックスと
を備えたことを特徴とする垂直圧延機のロール駆動装置。
【請求項２】
前記垂直圧延機は、前記ハウジングに昇降可能に支持され、
前記ベベルギヤボックスは、前記駆動軸にスプライン結合された第１のベベルギヤと、前記ロールの回転軸にスプライン結合され且つ前記第１のベベルギヤと噛合する第２のベベルギヤと、これらのベベルギヤを収納するギヤボックスとから成ることを特徴とする請求項１記載の垂直圧延機のロール駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、垂直圧延機のロール駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
垂直圧延機は、駆動方式により上部駆動方式と下部駆動方式に分類される（例えば、非特許文献１参照。）。図３に示す下部駆動方式の圧延機１では、不図示のハウジングに垂直に配置され、水平方向に移動自在な対向する一対の垂直圧延ロール（以下単に「ロール」という）２、２’の回転軸３、３’は、その上下両端が軸受（図示せず）に軸支され、下方に延出する回転軸３、３’の下端は、スピンドルキャリア４を構成する自在継手５、５’を介して回転軸６、６’の上端に連結され、これらの回転軸６、６’の下端が自在継手７、７’を介して駆動装置８を構成する回転軸９、９’に連結されている。回転軸６、６’は、スプライン結合された第１軸と第２軸（図示せず）から成り軸方向に伸縮自在とされている。ピニオンギヤ１０、１０’は、回転軸９、９’に固定され互いに噛合している。一方の回転軸９’にはベベルギヤ１１が固定されており、駆動軸１２のベベルギヤ１３と噛合している。
【０００３】
駆動軸１２が駆動されるとベベルギヤ１３、１１を介して回転軸９’が回転すると共にピニオンギヤ１０、１０’を介して回転軸９が回転し、自在継手７、７’、回転軸６、６’、及び自在継手５、５’を介してロール２、２’が回転して圧延材Ｗを圧延する。ロール２、２’の間隔（以下「ロール隙」という）の調整は、回転軸３、３’と回転軸９、９’とを連結する自在継手５、５’、伸縮自在な回転軸６、６’、及び自在継手７、７’によりロール隙を吸収して行われる。このロール隙調整は、回転軸６、６’の強度を確保するためにこれらの回転軸６、６’の振り角の範囲内で行われる。
【０００４】
【非特許文献１】
鉄鋼技術の流れ  第２シリーズ
第１１巻「棒鋼・線材圧延」日本鉄鋼協会  Ｐ．４７、図２．２．１２、図２．２．１３
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記下部駆動方式の垂直圧延機においては、垂直圧延機１と駆動装置８とを連結するスピンドルキャリア４の長さが長いために設備長が長くなり、スピンドルキャリア４、駆動装置８等の地下設置が必要となり、フロアレベルからの深さが深く（掘削量大きく）なり、建設コストが高くなる。
【０００６】
また、ロール隙調整は、回転軸６、６’の強度を確保するためにこれらの回転軸６、６’の振り角の範囲内以下で行われる。このためロール隙の調整範囲を広くするには回転軸６、６’を長くすることが必要となり、その結果、設備長が長くなり、建設コストが更に高くなるばかりでなく、ロール隙の調整範囲を広くすることが困難である。また、設備長が長いために、垂直圧延機を増設する場合には工事期間が長期となり、その結果、圧延ラインの休転による生産性の低下を来す。
【０００７】
更に、圧延機１のシフト時（ロール隙調整時）にスピンドルキャリア４を含めて昇降させる必要があり、ロール隙調整に手間がかかるばかりでなく、天井クレーンを設置する等設備が大がかりになり、設備費の増加を来す等の問題がある。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、ロール隙調整が容易且つ調整範囲を広くすることを可能とすると共に、設備長が短く、設備費が安い垂直圧延機のロール駆動装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、垂直圧延機のロール駆動装置であって、ハウジングの上部に垂直に配置され且つ水平方向に移動自在な対向する一対のロールを有する垂直圧延機と、前記垂直圧延機の下方に、水平に前記ロールの移動方向に沿って配置され、前記ハウジングに回転自在に支持された駆動軸と、前記駆動軸と前記垂直圧延機の少なくとも一方のロールの回転軸との間に、前記ロールの移動に応じて移動自在に配置され、前記駆動軸の駆動力を前記ロールに伝達するベベルギヤボックスとを備えたことを特徴としている。
【０００９】
一対のロールの左右方向への移動に応じてロールの垂直な回転軸の下端と水平な駆動軸とを連結するベベルギヤボックスが前記駆動軸の軸方向に移動する。これにより、ロール隙を簡単に調整することが可能となり、且つ調整範囲を広くすることが可能となる。前記駆動軸の駆動力は、前記ベベルギヤボックスを介してロールに伝達され、ロールの間に供給された圧延材が圧下されてロール隙に応じた幅に圧延される。
【００１０】
請求項２の発明では、前記垂直圧延機は、前記ハウジングに昇降可能に支持され、前記ベベルギヤボックスは、前記駆動軸にスプライン結合された第１のベベルギヤと、前記ロールの回転軸にスプライン結合され且つ前記第１のベベルギヤと噛合する第２のベベルギヤと、これらのベベルギヤを収納するギヤボックスとから成ることを特徴としている。
【００１１】
ベベルギヤボックスは、第１のベベルギヤが駆動軸とスプライン結合されていることでロールの移動に応じて前記駆動軸に沿って移動し、第２のベベルギヤを介して駆動軸の駆動力を垂直に配置されているロールに常に同じ状態で伝達することができる。
ロールシフトを行う場合には垂直圧延機のみを吊り上げてハウジングの台座との間にスペーサを介在させる。ロールの回転軸の下端と第２のベベルギヤとはスプライン結合とされていることで、当該第２のベベルギヤが第１のベベルギヤとの噛合を維持した状態で垂直圧延機をシフトさせることができる。ロールシフト時には、垂直圧延機のみを昇降させればよく、昇降設備の小型化が図られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面により詳細に説明する。
図１は、本発明を適用した垂直圧延機のロール駆動装置の概略構成を示す一部断面正面図、図２は、図１の要部側面図である。図１及び図２に示すように接地面としての地面２０に設けた浅い凹部２０ａに基礎２１が設けられており、基礎２１に垂直圧延装置２２が設置されている。基礎２１の地面２０からの深さは、水平圧延装置の基礎と略同じ深さとされている。垂直圧延装置２２は、ハウジング２３（図２）の上部に垂直圧延機２５が配置されており、この垂直圧延機２５の下方にロール駆動装置４０が配置されている。
【００１３】
垂直圧延機２５の一対のロール２６、２６’は、垂直に対向して配置され、垂直な回転軸２７、２７’の上端が軸受２８、２８’に軸支され、下部が軸受２９、２９’に軸支され、且つ下端がこれらの軸受２９、２９’から下方に延出されており、外周面に軸方向に沿ってスプライン２７ａ、２７ａ’が刻設されている。
上側の軸受２８、２８’、及び下側の軸受２９、２９’は、夫々上下の軸受フレーム３１、３２（図２）に水平に左右方向にのみ摺動自在、且つ回転不能に支持されている。図中左側の上下の各軸受２８、２９の左側部、右側の上下の各軸受２８’、２９’の右側部は、夫々圧下装置３３、３３’に係止されており、圧延時に矢印Ａ、Ａ’で示す外側に移動する（押し広げられる）ことが防止されるようになっている。これらの圧下装置３３、３３’は、上下の軸受フレーム３１、３２に固定されている。
【００１４】
左右の圧下装置３３、３３’は、回転軸３４により連結されており、同時に駆動されて係止部３３ａと３３ｂ、３３ａ’と３３ｂ’が水平に左右方向に同時に進退して左右の軸受２８と２９、２８’と２９’とを左右方向に対称に同量移動可能としている。回転軸３４は、一端部３４ａにハンドルを取り付けて手動で回転駆動させるようになっている。
【００１５】
また、対向する上下左右の軸受２８と２８’、２９と２９’との間にはロール隙を調整するためのロール隙調整手段３５、３６が介在されている。ロール隙調整手段３５は、軸受２８、２８’内に対向して油圧シリンダ（ロールバランスシリンダ）３７、３７’が収納されており、各ロッドの先端がスペーサ３８に連結されている。これは、軸受２８、２８’のスペースが狭いために収納する油圧シリンダ３７、３７’のストロークを長く取ることができず、より大きなロール隙に対処し得るようにするために、油圧シリンダ３７、３７’の対向するロッド間にスペーサ３８を介在させて当該スペーサ３８の長さ分だけ最大ロール隙を大きくするようにしたものである。従って、ロール隙が油圧シリンダ３７、３７’のストロークで十分な場合にはスペーサ３８は必要ない。ロール隙調整手段３６もロール隙調整手段３５と同様に構成されている。
【００１６】
これらのロール隙調整手段３５、３６の各油圧シリンダ３７、３７’は、常時所定の圧力が付与されて軸受２８、２８’、及び２９、２９’を左右方向（矢印Ａ、Ａ’方向）に押し広げるように作用しており、左右の圧下装置３３、３３’の係止部３３ａと３３ｂ、３３ａ’と３３ｂ’を移動させることでロール隙を調整可能としている。これら左右一対のロール２６、２６’、軸受２８、２９、２８’、２９’、軸受フレーム３１、３２、圧下装置３３、３３’、ロール隙調整手段３５、３６等により垂直圧延機２５が構成されている。
【００１７】
ロール駆動装置４０は、駆動軸４１、可動ベベルギヤボックス４２、４２’から成る。駆動軸４１は、ロール２６、２６’の回転軸２７、２７’の下方にロール２６、２６’の移動方向（左右方向）に沿って水平に配置され、両端がハウジング２３の基盤２４上に設置された軸受４３、４３に軸支されている。この駆動軸４１は、回転軸２７、２７’の下端のスプライン２７ａ、２７ａ’と対応した位置にスプライン４１ａ、４１ａ’が刻設されている。第１のベベルギヤ４５、４５’の回転軸は円筒状をなし、内周面にスプライン４１ａ、４１ａ’と噛合するスプライン４５ａ、４５ａ’が刻設されており、駆動軸４１とスプライン結合されて相対回転不能且つ軸方向に摺動自在とされている。これらのベベルギヤ４５と４５’は、夫々ギヤが内側を向けて互いに向き合うように対称に配置されて駆動軸４１にスプライン結合されている。
【００１８】
第２のベベルギヤ４６、４６’の回転軸は円筒状をなし、内周面に回転軸２７、２７’のスプライン２７ａ、２７ａ’と噛合するスプライン４６ａ、４６ａ’が刻設されている。これらのベベルギヤ４６、４６’は、回転軸２７、２７’のスプライン２７ａ、２７ａ’とスプライン結合されて相対回転不能且つ軸方向に移動自在とされている。これらのベベルギヤ４６、４６’は、夫々ベベルギヤ４５、４５’と噛合する。この場合、ベベルギヤ４６、４６’は、内側を向いて対向するベベルギヤ４５と４５’との間に配置されてこれらのベベルギヤ４５、４５’と噛合するように配置される。これにより、駆動軸４１の回転によりベベルギヤ４６と４６’とが互いに反対方向に回転可能となる。これらのベベルギヤ４５と４６、ベベルギヤ４５’と４６’は、夫々ギヤボックス４７、４７’に収納されて回転自在に軸支され、駆動軸４１に対して軸方向に一体に移動可能とされて可動ベベルギヤボックス４２、４２’を構成している。駆動軸４１は、減速機を介して駆動モータ（共に図示せず）に連結されて駆動される。
【００１９】
尚、ベベルギヤ４５と４５’とを夫々ギヤを外側に向けて背中合わせに対称に配置し、ベベルギヤ４６、４６’をこれらのベベルギヤ４５、４５’の外側に配置して噛合させるようにしてもよい。
このように駆動軸４１を水平に配置し、これと、垂直に配置されたロール２６、２６’の回転軸２７、２７’の下端とを、可動ベベルギヤボックス４２、４２’により連結することで、駆動軸４１とロール２６、２６’の回転軸２７、２７’との距離を短くすることが可能となる。即ち、設備長を短くすることが可能となる。これにより、設置する場合に地面２０からの掘削量が小さくなり、工事費や設備費を低減することが可能となる。
【００２０】
また、ロール駆動軸４１が水平に配置されているので、水平圧延機用の駆動軸による垂直圧延機２５の駆動が可能となり、水平圧延機と垂直圧延機とのコンビネーション（以下「ＨＶコンビネーション」という）化が容易となる。ロール２６、２６’を中心位置から左右に対称に同量移動させる（両側に開く）ことができるので、ＨＶコンビネーションとしたときに水平圧延機のセンタと垂直圧延機のセンタとを一致させることが可能となり、ＨＶコンビネーション化が容易となる。更に、垂直圧延機２５を駆動するための専用の駆動系が不要となり、設備費の低減が図られる。
【００２１】
以下に作用を説明する。
回転軸３４の端部３４ａにハンドルが取り付られて一側に回転されると、左右の圧下装置３３、３３’の係止部材３３ａ、３３ｂ、３３ａ’、３３ｂ’が対称に同距離移動例えば、後退し、これに伴いロール隙調整手段３５、３６の各油圧シリンダ３７、３７’が伸長して軸受２８と２９、２８’と２９’を左右に押して左右のロール２６と２６’とを離反させて間隔を拡げる。また、前記ハンドルが他側に回転されると、左右の圧下装置３３、３３’の係止部材３３ａ、３３ｂ、３３ａ’、３３ｂ’が上述と反対に対称に同距離前進し、これに伴いロール隙調整手段３５、３６の油圧シリンダ３７、３７’が短縮して左右の軸受２８と２９、２８’と２９’が中央側に対称に移動して左右のロール２６と２６’とを近接させて間隔（ロール隙）を狭くする。
【００２２】
ロール２６、２６’の左右方向への移動に応じて可動ベベルギヤボックス４２、４２’が駆動軸４１の軸方向に沿って左右方向に移動する。また、駆動軸４１と左右のロール２６、２６’の垂直な回転軸２７、２７’とはベベルギヤ４５と４６、４５’と４６’とにより常に直交した状態を維持される。これにより、ロール隙を簡単に調整することが可能となり、且つ調整範囲を広くすることが可能となる。
【００２３】
駆動軸４１が駆動されるとその駆動力がベベルギヤ４５、４６を介して回転軸２７に伝達され、ベベルギヤ４５’、４６’を介して回転軸２７’に伝達され、且つこれらの回転軸２７と２７’とが互いに反対方向に回転駆動される。これにより、ロール２６と２６’との間に供給された圧延材Ｗが両側圧下されてロール隙に応じた幅に圧延される。
【００２４】
ロールシフトを行う場合には図２に示すように垂直圧延機２５のみを吊り上げてハウジング２３の台座２３ａと下側の軸受フレーム３２の台座５０との間に所定高さのスペーサ５１を介在させる。ロール２６、２６’の回転軸２７、２７’の下端とベベルギヤ４６、４６’とはスプライン結合されていることで、ベベルギヤ４６、４６’がベベルギヤ４５、４５’との噛合を維持した状態でシフトさせることができる。このように垂直圧延機２５のみを昇降させればよく昇降設備の小型化が図られる。
【００２５】
尚、上記実施形態においては２つのロール２６、２６’の回転軸２７、２７’を駆動する両軸駆動としたが、何れか一方のロールのみを駆動し他方のロールを従動させるようにしてもよい。この場合、従動側のロールの可動ベベルギヤボックスは不要であり、構成が簡単となると共にコストの低減が図られる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、駆動軸を水平に配置し、垂直なロールの回転軸の下端と駆動軸とを駆動軸に沿って左右に移動可能なベベルギヤボックスによって連結することで、ロール隙調整が容易となり且つ調整範囲を広くすることが可能となると共に、設備長を短くすることが可能となり、設置面からの掘削量が小さくなり、工事費や設備費を安価にすることが可能となる。また、設置時の工事期間の短縮を図ることが可能となる。更に水平圧延機の駆動軸から垂直圧延機の駆動軸への変換が可能となり、水平圧延機と垂直圧延機とのコンビネーション（ＨＶコンビネーション）化が容易となる。
【００２７】
請求項２では、ロールシフト時には垂直圧延機のみを昇降すればよく、作業性の向上、及び設備費の低減が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る垂直圧延機のロール駆動装置の概略構成を示す一部断面正面図である。
【図２】図１に示すロール駆動装置の要部側面図である。
【図３】従来の垂直圧延機のロール駆動装置の概略構成図である。
【符号の説明】
２２  垂直圧延装置
２３  ハウジング
２５  垂直圧延機
２６、２６’    ロール（垂直圧延ロール）
２７、２７’    回転軸
２８、２８’、２９、２９’    軸受
３１、３２  軸受フレーム
３３、３３’    圧下装置
３５、３６  ロール隙調整手段
３７、３７’    油圧シリンダ
３８  スペーサ
４０  ロール駆動装置
４１  駆動軸
４２、４２’    可動ベベルギヤボックス
４５、４５’、４６、４６’    ベベルギヤ
４７、４７’    ギヤボックス
５０  台座
５１  スペーサ
【図１】
2005000932.tif 000003
【図２】
2005000932.tif 000004
【図３】
2005000932.tif 000005