(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロールが取付けられたスリーブを主軸に装着し、固定する装置において、
前記主軸の先端の円周方向に複数形成された切欠き溝と、
前記主軸の先端部に軸芯を合わせて設けられた筒状部材保持軸と、
該筒状部材保持軸の外側にあって前記スリーブの内側に嵌入可能で、外周面に外フランジを備え、前記筒状部材保持軸との間の軸方向先側及び基側に形成された２つの液圧室にそれぞれ供給される作動流体の液圧によって軸方向に進退可能な筒状部材と、
前記筒状部材保持軸の基側の周方向に複数設けられ、前記切欠き溝の側面に案内されて半径方向外側に突出可能な突起部、及び該突起部の半径方向内側にあって、前記主軸の軸芯の基側に向かって傾斜し、前記筒状部材の基端部と軸方向に摺動する傾斜面をそれぞれ備え、前記外フランジに押圧されて前記スリーブを掛止するクランプ部材とを有することを特徴とするロール矯正機のロールクランプ装置。
【請求項２】
請求項１記載のロール矯正機のロールクランプ装置において、前記スリーブの先部には内フランジが設けられ、前記筒状部材の外フランジで前記スリーブの内フランジを先側に押圧し、前記スリーブを前記主軸から取外すことを特徴とするロール矯正機のロールクランプ装置。
【請求項３】
ロールを主軸に装着し、固定する装置において、
前記ロールの先側に該ロールと一体的に設けられ、その先部に内フランジを備えた外筒部と、
前記主軸の先端の円周方向に複数形成された切欠き溝と、
前記主軸の先端部に軸芯を合わせて設けられた筒状部材保持軸と、
該筒状部材保持軸の外側にあって前記外筒部の内側に嵌入可能で、外周面に外フランジを備え、前記筒状部材保持軸との間の軸方向先側及び基側に形成された２つの液圧室にそれぞれ供給される作動流体の液圧によって軸方向に進退可能な筒状部材と、
前記筒状部材保持軸の基側の周方向に複数設けられ、前記切欠き溝の側面に案内されて半径方向外側に突出可能な突起部、及び該突起部の半径方向内側にあって、前記主軸の軸芯の基側に向かって傾斜し、前記筒状部材の基端部と軸方向に摺動する傾斜面をそれぞれ備え、前記外フランジに押圧されて前記外筒部を掛止するクランプ部材とを有することを特徴とするロール矯正機のロールクランプ装置。
【請求項４】
請求項３記載のロール矯正機のロールクランプ装置において、前記筒状部材の外フランジで前記外筒部の内フランジを先側に押圧し、前記ロールを前記主軸から取外すことを特徴とするロール矯正機のロールクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロール矯正機のロール、又はロール付きスリーブを主軸に固定するクランプ装置に係り、詳しくは、人手による締結手段を省略して作業を省力化できるロール矯正機のロールクランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スリーブを軸に組込む構造の装置においては、ナットを使用するのが最も簡便であり、使用されることが多かった。
ロール矯正機においても、ナットが使用されることが多かったが、製品の大型化に伴う軸の大径化のため、取外したナットを搬送するためのクレーン等のアクチュエータを必要とし、さらに多軸のためにナット交換時間がロール組替え時間に占める割合が多くなり、組替え時間が大幅にアップしていた。また、クレーン作業を伴うことによる安全性の面でも問題があった。
この問題を解決すべく、ナットを主軸から取外すことなくロール組替えを行う装置が、実開昭５８−１８６１５号公報に開示されている。
【０００３】
図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、実開昭５８−１８６１５号公報に記載されているスリーブ締結装置７０は、スリーブ７１を主軸７２に嵌めて固定するための装置である。スリーブ締結装置７０は、主軸７２の先端に形成した同芯の穴７４に同芯のねじ軸８１を設け、主軸７２の先端の円周方向に穴７４に連通する切欠き溝８４を複数設け、ねじ軸８１に４つの締付け部材７３の基部を止め輪７６と保護板７９を介して配置し、さらにねじ軸８１の先側に軸方向に移動可能な締結ナット７５を設けている。
締付け部材７３は、ねじ軸８１に外嵌した止め輪７６にそれぞれの基部を掛止し、基部の半径方向外側にキャップ８０を介して設けられたばね７８によって、その先部が主軸７２の軸線に近接する方向に付勢されている。また、締付け部材７３の先部の半径方向内側には、締結ナット７５と摺動する傾斜面８２がそれぞれ形成されている。さらに、締付け部材７３の先部の半径方向外側部分は、主軸７２に形成された切欠き溝８４の側面に案内される。
【０００４】
ねじ軸８１に螺合する締結ナット７５は、その基端部に形成した環状の突起部を締付け部材７３の傾斜面８２に当接させており、締結ナット７５を締結することによって、締付け部材７３の先部を半径方向外側に突出させることができる。
スリーブ７１を取付けるときには、図５（Ａ）に示すように、締結ナット７５を緩めた状態でスリーブ７１を主軸７２に嵌める。そして、図５（Ｂ）に示すように締結ナット７５を締結する方向に回転させることによって、締付け部材７３の先部を半径方向外側に突出させ、さらに締結ナット７５の押圧部８３によって締付け部材７３の先部を介してスリーブ７１の先側端部を押圧固定することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のスリーブ締結装置７０は、主軸７２とスリーブ７１が、ガタを無くし精度良い製品を得るためにテーパ加工されている場合には、スリーブ７１の搬送用のアクチュエータとは別にスリーブ７１を軸方向に引き抜くためのアクチュエータを用意する必要があり、設備の簡略化及び時間の短縮ができなかった。
また、締結ナット７５を締結、又は緩める作業を手作業で行う必要があったため、作業性が悪く、相当の時間がかかっていた。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、設備を簡略化でき、作業性を改善してロールの組替え時間を短縮することができるロール矯正機のロールクランプ装置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】
前記目的に沿う第１の発明に係るロール矯正機のロールクランプ装置は、ロールが取付けられたスリーブを主軸に装着し、固定する装置において、前記主軸の先端の円周方向に複数形成された切欠き溝と、前記主軸の先端部に軸芯を合わせて設けられた筒状部材保持軸と、該筒状部材保持軸の外側にあって前記スリーブの内側に嵌入可能で、外周面に外フランジを備え、前記筒状部材保持軸との間の軸方向先側及び基側に形成された２つの液圧室にそれぞれ供給される作動流体の液圧によって軸方向に進退可能な筒状部材と、前記筒状部材保持軸の基側の周方向に複数設けられ、前記切欠き溝の側面に案内されて半径方向外側に突出可能な突起部、及び該突起部の半径方向内側にあって、前記主軸の軸芯の基側に向かって傾斜し、前記筒状部材の基端部と軸方向に摺動する傾斜面をそれぞれ備え、前記外フランジに押圧されて前記スリーブを掛止するクランプ部材とを有する。
筒状部材を液圧によって軸方向に進退させ、スリーブを掛止するので、手作業によるナットの締結を省略し、スリーブの交換時間を短縮することができる。
ここで、前記スリーブの先部に内フランジを設け、前記筒状部材の外フランジで前記スリーブの内フランジを先側に押圧し、前記スリーブを前記主軸から取外すことも可能である。
例えば、固定用テーパ面で接続されているスリーブと主軸の結合を解除するためには、スリーブを軸方向に押圧、又は引張するアクチュエータが必要となるが、本発明ではスリーブに設けられた内フランジを、スリーブの内側に設けられ液圧で作動する筒状部材の外フランジで先側に押圧するので、外部にスリーブの面合解除用の別のアクチュエータを用意しなくても、スリーブを取外すことができる。
前記目的に沿う第２の発明に係るロール矯正機のロールクランプ装置は、ロールを主軸に装着し、固定する装置において、前記ロールの先側に該ロールと一体的に設けられ、その先部に内フランジを備えた外筒部と、前記主軸の先端の円周方向に複数形成された切欠き溝と、前記主軸の先端部に軸芯を合わせて設けられた筒状部材保持軸と、該筒状部材保持軸の外側にあって前記外筒部の内側に嵌入可能で、外周面に外フランジを備え、前記筒状部材保持軸との間の軸方向先側及び基側に形成された２つの液圧室にそれぞれ供給される作動流体の液圧によって軸方向に進退可能な筒状部材と、前記筒状部材保持軸の基側の周方向に複数設けられ、前記切欠き溝の側面に案内されて半径方向外側に突出可能な突起部、及び該突起部の半径方向内側にあって、前記主軸の軸芯の基側に向かって傾斜し、前記筒状部材の基端部と軸方向に摺動する傾斜面をそれぞれ備え、前記外フランジに押圧されて前記外筒部を掛止するクランプ部材とを有する。
ロールの先側に内フランジを備えた外筒部を設けたので、スリーブを省略して構成部材を減らすことができる。
また、筒状部材を液圧によって軸方向に進退させ、ロールを掛止するので、手作業によるナットの締結を省略し、ロールの交換時間を短縮することができる。
ここで、前記筒状部材の外フランジで前記外筒部の内フランジを先側に押圧し、前記ロールを前記主軸から取外すことも可能である。
外筒部に設けられた内フランジを、ロールの内側に設けられ液圧で作動する筒状部材の外フランジで先側に押圧するので、外部にロールの面合解除用の別のアクチュエータを用意しなくても、ロールを取外すことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。
図１〜図３に示すように、本発明の第１の実施の形態に係るロール矯正機（ローラ矯正機ともいう。）のロールクランプ装置１０は、ロール１１が取付けられたスリーブ１２を主軸１３に装着し、固定する装置である。以下、詳しく説明する。
主軸１３の先端には、主軸１３に軸芯を合わせて形成された取付け穴２３が形成されている。
ロールクランプ装置１０は、主軸１３の先端の円周方向の、例えば４箇所に均等に形成され、取付け穴２３に連通した切欠き溝２４と、主軸１３の取付け穴２３の底部に主軸１３と軸芯を合わせて設けられた筒状部材保持軸１４と、筒状部材保持軸１４の基側の周囲の周方向、例えば４箇所に均等配置されたクランプ部材１６と、筒状部材保持軸１４の外周に嵌められスリーブ１２の内側に嵌入可能な筒状部材１５とを有している。
【０００８】
筒状部材保持軸１４は、主軸１３の径より小さく形成され、その中央には拡径シール部１９が設けられている。
一方、筒状部材１５は、その内周部に形成した断面矩形の環状溝部２０の溝底部を筒状部材保持軸１４の拡径シール部１９の外周に軸方向に摺動可能に当接させて筒状部材保持軸１４の外側に嵌められている。そして、拡径シール部１９で分離された環状溝部２０内の軸方向先側及び基側にそれぞれ液圧室の一例である油室１７、１８を形成している。
筒状部材保持軸１４の内部には、油室１７、１８に連通する複数の配管２５、２６が設けられており、筒状部材保持軸１４の先端から作動油（作動流体）を供給、回収することができる。
【０００９】
筒状部材１５の内周の先側、基側、及び筒状部材保持軸１４の拡径シール部１９には、図示しないシールリングが設けられ、油室１７、１８からの作動油の漏れを防止している。このように構成することによって、筒状部材１５は、配管２５、２６を介して油室１７、１８にそれぞれ供給される作動油の油圧（液圧）によって軸方向に進退可能となっている。
筒状部材１５の外周面の中央には、主軸１３の先端より外径が少し小さい外フランジ２１が設けられており、筒状部材１５は、スリーブ１２の内側に嵌入可能となっている。また、筒状部材１５の外フランジ２１より基側は、軸芯方向基側に向けて徐々に縮径する円錐台形状となり、そのテーパ面中央付近（すなわち、筒状部材１５の基端部）には、後述するクランプ部材１６の傾斜面３４に当接し、摺動抵抗を減少させるリング状突起部２２が形成されている。
【００１０】
各クランプ部材１６は、その先側の半径方向外側に切欠き溝２４の側面に案内されて半径方向外側に突出可能な突起部３７をそれぞれ有している。また、突起部３７の半径方向内側には、主軸１３の軸芯の基側に向かって傾斜し、筒状部材１５の基端部に形成されたリング状突起部２２と軸方向に摺動する傾斜面３４がそれぞれ設けられている。
各クランプ部材１６の基部は、取付け穴２３に嵌入し、その半径方向内側部分は筒状部材保持軸１４の基側にリング状の保護板２７及び止め輪２８を介して抜け落ちないように取付けられ、クランプ部材１６を、その基部を中心に回動させて突起部３７を半径方向外側に突出可能としている。また、各クランプ部材１６の基部の半径方向外側には、主軸１３をキャップ２９を介して押圧する圧縮コイルばね３０が設けられている。
このように構成することによって、筒状部材１５が図１に示すように先側に位置しているときには、クランプ部材１６の先部は主軸１３の軸線側に付勢され、その傾斜面３４は筒状部材１５のリング状突起部２２に当接している。
【００１１】
また、筒状部材１５が図２に示すように基側に移動すると、クランプ部材１６の傾斜面３４が筒状部材１５のリング状突起部２２によって基側に押圧され、クランプ部材１６の突起部３７が半径方向外側に突出する。そして、筒状部材１５をさらに移動させると、突起部３７は、外フランジ２１と接触し、傾斜面３４とリング状突起部２２との接触がなくなる。そして、突起部３７は、外フランジ２１によってさらに基側に押圧されてスリーブ１２を掛止する。
スリーブ１２の掛止を解除するときには、筒状部材１５を先側に移動すると、クランプ部材１６が圧縮コイルばね３０に付勢されて半径方向内側に移動する。
このようにして、スリーブ１２の掛止及び掛止解除を行うことができる。
次に、主軸１３とスリーブ１２の面合の解除について説明する。
主軸１３の外周と、その外側に嵌められたスリーブ１２の内周には、互いに面合する固定用テーパ面３５、３６がそれぞれ設けられているので、クランプ部材１６によるスリーブ１２の掛止状態を解除した後に、さらにスリーブ１２を軸方向先側に押圧して面合を解除する必要がある。
スリーブ１２の先端には、筒状部材１５の外フランジ２１と軸方向に重合する内フランジ３１が設けられている。また、スリーブ１２の内周の内フランジ３１より少し基側位置には、各クランプ部材１６の先部が嵌入して掛止可能な掛合溝部３２が、各クランプ部材１６の突出位置に合わせて形成されている。
このように構成することによって、筒状部材１５の外フランジ２１で主軸１３に取付けられたスリーブ１２の内フランジ３１を先側に押圧し、主軸１３に固定用テーパ面３５、３６を介して強固に面合しているスリーブ１２を主軸１３から簡単に取外すことができる。
【００１２】
次に、図１、図２を参照して、スリーブ１２の交換作業手順について説明する。ロール１１を固定したスリーブ１２は、図２に示すように基側に位置する筒状部材１５及び半径方向外側に突出したクランプ部材１６によって、基側に押圧固定されている。まず、配管２５を介して油室１７に作動油を送り、図１に示すように筒状部材１５の外フランジ２１がスリーブ１２の内フランジ部３１に当接するまで筒状部材１５を先側に移動させる。筒状部材１５の移動に伴って、クランプ部材１６の先部は主軸１３の軸芯側に移動して、スリーブ１２の掛合溝部３２から外れる。このときの筒状部材１５のストロークは、例えば３０〜５０ｍｍに設定している。
続いて油室１７にさらに作動油を送り、筒状部材１５の外フランジ２１でスリーブ１２の内フランジ３１を先側に押圧し、スリーブ１２の固定用テーパ面３６を主軸１３の固定用テーパ面３５から離反させ、先側に移動させる。このときの筒状部材１５のストロークは、例えば１０〜２０ｍｍに設定している。そして、スリーブ１２を図示しないクレーン等の搬送手段で搬出する。
【００１３】
次に、新設するスリーブ３３をクレーン等で移動させ、スリーブ３３内に主軸１３を挿入して仮載置する。このときの筒状部材１５の位置は、スリーブ１２を取外したときと同じ位置にしている。
次いで、配管２６を介して油室１８に作動油を送り、筒状部材１５を基側に移動させる。筒状部材１５の移動に伴って、クランプ部材１６の傾斜面３４がリング状突起部２２に押され、クランプ部材１６の先部が半径方向外側に突出し、その先部がスリーブ３３の掛合溝部３２に当接する。
続いて、油室１８にさらに作動油を送り、筒状部材１５を基側に移動させ、クランプ部材１６の先部を筒状部材１５の外フランジ２１で基側に押圧してスリーブ３３の掛合溝部３２に確実に掛止させる。
このようにして、スリーブの交換を迅速に行うことができる。
次に、図４を参照して、本発明の第２の実施の形態に係るロールクランプ装置３８について説明する。
ロールクランプ装置３８は、第１の実施の形態に係るロールクランプ装置１０のロール１１とスリーブ１２を一体的に形成したものであり、その他の部分の構成は、同じにしているので、同一部材には、同一番号を付し、説明は省略する。
ロール３９は、主軸１３に外嵌する本体部４０を備え、先側には外筒部４１が一体的に設けられている。本体部４０の内側には、固定用テーパ面４２が形成され、外筒部４１の先端には、内フランジ４３が設けられている。また、外筒部４１の中央付近の内周には、掛合溝部４４が形成されている。
クランプ部材１６を掛合溝部４４に掛止させてロール３９の固定を行うことができ、また、筒状部材１５の外フランジ２１で内フランジ４３を先側に押圧して、ロール３９を主軸１３から取外すことができる。
このように構成することによって、部材を少なくして、取付け時の隙間を小さくすることができる。
【００１４】
以上、本発明に係る実施の形態について説明してきたが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、主軸及びスリーブに形成した固定用テーパ面を省略して、ストレートに形成することも可能である。このように構成することによって、スリーブの取外しに必要なストロークを小さくすることもできる。また、配管２５、２６を、主軸１３の基側から導く形態にしても、本発明と本質は同じである。
さらに、前記実施の形態においては、液圧として油圧を使用したが、水圧を用いることも可能である。
【００１５】
【発明の効果】
請求項１及び２記載のロール矯正機のロールクランプ装置においては、筒状部材を作動流体の液圧によって軸方向に進退させ、スリーブを掛止するので、手作業によるナットの締結を省略し、スリーブの組込み、脱着の作業性を大幅に向上させることができる。また、組替え時間を短縮し、組替え要員を削減することができる。
特に請求項２記載のロール矯正機のロールクランプ装置においては、スリーブの内フランジを筒状部材の外フランジで先側に押圧するので、別のアクチュエータを使用しないで、スリーブを取外すことができ、作業性をよくすることができる。
請求項３及び４記載のロール矯正機のロールクランプ装置においては、ロールの先側に内フランジを備えた外筒部を設けたので、スリーブを省略して構成部材を減らすことができ、取付け精度を向上させることができる。
そして、請求項４記載のロール矯正機のロールクランプ装置においては、ロールの外筒部に設けられた内フランジを、筒状部材の外フランジで先側に押圧するので、外部に別のアクチュエータを用意しなくても、ロールを取外すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るロール矯正機のロールクランプ装置の側断面図である。
【図２】同ロール矯正機のロールクランプ装置の側断面図である。
【図３】同ロール矯正機のロールクランプ装置の正断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るロール矯正機のロールクランプ装置の側断面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、従来例に係るロール矯正機のロールクランプ装置の側断面図である。
【符号の説明】
１０：ロールクランプ装置、１１：ロール、１２：スリーブ、１３：主軸、１４：筒状部材保持軸、１５：筒状部材、１６：クランプ部材、１７、１８：油室（液圧室）、１９：拡径シール部、２０：環状溝部、２１：外フランジ、２２：リング状突起部、２３：取付け穴、２４：切欠き溝、２５、２６：配管、２７：保護板、２８：止め輪、２９：キャップ、３０：圧縮コイルばね、３１：内フランジ、３２：掛合溝部、３３：スリーブ、３４：傾斜面、３５、３６：固定用テーパ面、３７：突起部、３８：ロールクランプ装置、３９：ロール、４０：本体部、４１：外筒部、４２：固定用テーパ面、４３：内フランジ、４４：掛合溝部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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