(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周状の外周面の両側を軸心に沿う互いにほぼ平行な平面で削り取った形状の横断面小判形に形成された回転軸の軸端部の小判形連結部を、この小判形連結部よりも少し大きい横断面小判形に形成された被連結部材の筒状部の小判形内孔に挿入し、この被連結部材の筒状部の外周に外嵌された油圧拡張室付スリーブ内の油圧拡張室に油圧を加えて拡張させ、この油圧拡張室の内周側を覆うほぼ均等な薄い板厚の拡張板の内周径を全体に収縮させることにより、筒状部を圧迫して小判形内孔を回転軸の小判形連結部に圧接し固定する回転軸連結機構において、
被連結部材の筒状部の外周面を、小判形内孔の円周部よりも径の大きい同心であり、かつ、この小判形内孔の平面部とほぼ平行な平面部を備えた横断面小判形に形成すると共に、
油圧拡張室付スリーブの拡張板を、内周面が被連結部材の筒状部の外周面よりも少し大きい横断面小判形に形成し、この拡張板の両平面部における外周面と油圧拡張室内の円周状の外周面との間に、それぞれ外周側の面に円周面が形成された横断面弓形のスペーサを挿入したことを特徴とする回転軸連結機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧延機の圧延ロール等の回転軸を連結して駆動するための回転軸連結機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧延機の圧延ロールは、ユニバーサルジョイントを介してモータに接続され、このモータの駆動力によって回転するようになっている。ただし、この圧延ロールは、使用に伴いロール面が摩耗するので、適宜交換する必要がある。そこで、ユニバーサルジョイントの一端側には、図５及び図６に示すように、筒状のロールカップリング２が設けられ、圧延ロール１の軸端部に形成された横断面小判形の小判形連結部１ａを、このロールカップリング２に形成された横断面小判形の小判形内孔２ａに嵌合させるようにしている。ロールカップリング２の小判形内孔２ａは、圧延ロール１の小判形連結部１ａよりも少し大きく形成されているので、圧延ロール１の交換時には、この小判形連結部１ａを容易に着脱することができる。また、横断面小判形の小判形内孔２ａに小判形連結部１ａが嵌合するので、これらの平面部２ｂ，１ｂ同士が係合して、ロールカップリング２側からの回転トルクを圧延ロール１に確実に伝えることができる。
【０００３】
もっとも、ロールカップリング２の小判形内孔２ａと圧延ロール１の小判形連結部１ａとの間には、着脱のための隙間があるため、このまま圧延作業を行ったのでは、圧延ロール１の回転時にガタ付きによる振動が発生し圧延製品の表面にシワ等を生じさせるおそれがある。このため、従来から、ロールカップリング２には、筒状の外周に油圧拡張室付スリーブ３を外嵌し、この油圧拡張室付スリーブ３の圧迫によって小判形内孔２ａを収縮させて小判形連結部１ａに圧接し固定することにより、圧延ロール１のガタ付きをなくすようにしていた。
【０００４】
油圧拡張室付スリーブ３は、筒状の鋼材の内部の内周面に極めて近い部分に全周にわたって薄い筒状の空間からなる油圧拡張室３ａが形成されたものであり、外周面に開口した油圧口３ｂから高圧の油圧を加えることにより、この油圧拡張室３ａの内周側を覆う拡張板３ｃを油圧によって内側に撓ませて内周面の径を収縮させることができるようにしたものである。このような油圧拡張室付スリーブ３は、円筒形の本体の内周にわずかに径が小さく極めて薄い円筒体を隙間が等しくなるように挿入し、両端の開口部を溶接により封止することにより製造される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記油圧拡張室付スリーブ３は、図７に示すように、油圧拡張室３ａが拡張して拡張板３ｃの内周面の径が全体に収縮すると、ロールカップリング２の外周面を均等に圧迫することになる。しかしながら、筒状のロールカップリング２は、外周面は円周状であるが、内周面には横断面小判形の小判形内孔２ａが形成されているので、この小判形内孔２ａの両平面部２ｂでの肉厚が円周部に比べて特に厚くなる。従って、このように肉厚が不均一なロールカップリング２の外周を均等に圧迫すると、小判形内孔２ａは、図８に示すように、肉厚が厚く剛性の高い両平面部２ｂがそのままの形状を保って内側に平行移動するので、肉厚が薄く剛性の低い円周部は、逆に外側に膨らむように変形しようとする。
【０００６】
このため、圧延ロール１の小判形連結部１ａは、両平面部１ｂについては、ロールカップリング２の小判形内孔２ａの両平面部２ｂの間で確実に挟持されるが、この小判形連結部１ａの円周部は、小判形内孔２ａの円周部に十分に挟持されず、場合によってはここに隙間が生じて、圧延作業時に圧延ロール１が小判形連結部１ａの円周部方向にガタ付くおそれがあるという問題が発生していた。
【０００７】
なお、ロールカップリング２の小判形内孔２ａにおける両平面部２ｂに、図１８に示すような溝２ｄを形成したり、スリット等を形成して、この部分の剛性を弱めることにより、圧延ロール１の小判形連結部１ａを確実に保持しようとする発明も従来からなされている（特許公報第２６９４６８３号公報）。しかしながら、このような構成であっても、小判形内孔２ａの両平面部２ｂの肉厚は、溝２ｄやスリット等がない部分ではまだ厚い状態であるため、全体としてはこれら両平面部２ｂが内側に平行移動する傾向がある程度残るので、円周部での圧迫力が弱くなるという問題は十分には解消できない。しかも、油圧拡張室付スリーブ３がロールカップリング２の外周面を圧迫した場合に、溝２ｄやスリットの縁部に応力が集中し易くなるので、これらのエッジ部分のみが小判形連結部１ａに食い込んで点接触や線接触による挟持となり、平面部２ｂの面接触による確実な挟持ができないという問題も生じる。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、油圧拡張室付スリーブの内周面を横断面小判形とすることにより、被連結部材の筒状部の小判形内孔を均等に収縮させて回転軸の小判形連結部を確実に圧接することができる回転軸連結機構を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、円周状の外周面の両側を軸心に沿う互いにほぼ平行な平面で削り取った形状の横断面小判形に形成された回転軸の軸端部の小判形連結部を、この小判形連結部よりも少し大きい横断面小判形に形成された被連結部材の筒状部の小判形内孔に挿入し、この被連結部材の筒状部の外周に外嵌された油圧拡張室付スリーブ内の油圧拡張室に油圧を加えて拡張させ、この油圧拡張室の内周側を覆うほぼ均等な薄い板厚の拡張板の内周径を全体に収縮させることにより、筒状部を圧迫して小判形内孔を回転軸の小判形連結部に圧接し固定する回転軸連結機構において、被連結部材の筒状部の外周面を、小判形内孔の円周部よりも径の大きい同心であり、かつ、この小判形内孔の平面部とほぼ平行な平面部を備えた横断面小判形に形成すると共に、油圧拡張室付スリーブの拡張板を、内周面が被連結部材の筒状部の外周面よりも少し大きい横断面小判形に形成し、この拡張板の両平面部における外周面と油圧拡張室内の円周状の外周面との間に、それぞれ外周側の面に円周面が形成された横断面弓形のスペーサを挿入したことを特徴とする。
【００１０】
請求項１の発明によれば、油圧拡張室付スリーブの油圧拡張室に油圧を加えると、この油圧に押されて拡張板が内周側に撓み内周面を収縮させる。ただし、油圧拡張室は外周面が円周状であるが、拡張板は横断面小判形であるため、この拡張板の平面部の外周側の油圧拡張室は空間が広くなり、そのままでは拡張板が内周側に不規則に撓むおそれがある。しかしながら、この油圧拡張室の広い空間にはスペーサが挿入されるので、このスペーサが油圧によって拡張板の平面部を均等に内周側に押圧することができる。また、スペーサの内周側に回り込んだ油が拡張板の平面部を直接押圧することもあるが、この場合であっても、スペーサの内周側の面によって拡張板が不規則に撓むのを防止できる。従って、油圧拡張室付スリーブは、拡張板の横断面小判形の内周面が同じ横断面小判形の筒状部の外周面を全体に均等に圧迫するので、この筒状部は、外周面の円周部と平面部にほぼ均等な圧迫力を受け、しかも、肉厚もほぼ等しくすることができることから、小判形内孔をほぼ均等に収縮させて、回転軸の小判形連結部に均一に圧接することができるようになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１〜図４は本発明の一実施形態を示すものであって、図１は圧延機の回転軸連結機構の構成を示す横断面側面図、図２は圧延機の回転軸連結機構の構成を示す縦断面正面図、図３はロールカップリングの構成を示す斜視図、図４は油圧拡張室付スリーブの構成を示す縦断面斜視図である。なお、図５〜図９に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。
【００１３】
本実施形態は、図１及び図２に示すように、従来例と同様の圧延機の圧延ロール１をロールカップリング２に連結する回転軸連結機構について説明する。圧延ロール１の軸端部には、従来例と同様に、横断面小判形の小判形連結部１ａが形成されている。横断面小判形とは、軸体の円周状の外周面の両側を軸心に沿う互いにほぼ平行な平面で削り取った形状をいい、外周面のうちで平面により削り取られた部分がそれぞれ平面部となり、残りの部分が円周部となる。また、通常はこれらの平面部が軸心から等距離となり左右対称の形状をなす。ただし、横断面小判形の孔の場合には、この軸体の外周面が隙間なく嵌合するような孔形状をいう。
【００１４】
ロールカップリング２は、ユニバーサルジョイントの一端部に形成された、圧延ロール１を連結するための筒状部であり、図３に示すように、この筒状部の内周には、小判形内孔２ａが形成されている。小判形内孔２ａは、圧延ロール１の小判形連結部１ａよりも少し大きい横断面小判形に形成された孔、即ち小判形連結部１ａの外周面との間にほぼ均一なわずかずつの隙間が形成されるような横断面小判形の孔である。また、ロールカップリング２の外周面は、図１に示すように、小判形内孔２ａと同心状の横断面小判形に形成されている。従って、このロールカップリング２の外周面は、小判形内孔２ａの円周部と同心であり、これよりも径の大きい円周面の円周部と、この小判形内孔２ａの平面部２ｂと平行な平面部２ｃを備えている。また、このロールカップリング２の外周面の横断面小判形は、小判形内孔２ａとほぼ相似形に形成することにより、筒状の肉厚が等しくなるようにしている。
【００１５】
上記ロールカップリング２の外周には、図１及び図２に示すように、油圧拡張室付スリーブ３が外嵌される。油圧拡張室付スリーブ３は、従来例と同様に、内部に油圧拡張室３ａが形成されているが、内周面はロールカップリング２の外周面よりも少し大きい横断面小判形に形成されている。即ち、油圧拡張室３ａ内の外周面は円周面をなし、油圧口３ｂに通じる孔が開口している。しかし、この油圧拡張室３ａの内周側を覆う拡張板３ｃが横断面小判形に形成されている。拡張板３ｃは、板厚がほぼ等しい薄い鋼板を横断面小判形の筒状に形成したものであり、円筒形の油圧拡張室付スリーブ３の本体の内周に挿入し、両端の開口部を弓形の鋼板で塞ぐと共に、隙間を溶接により封止される。
【００１６】
上記油圧拡張室付スリーブ３は、図４に示すように、拡張板３ｃの平面部の外周側に、油圧拡張室３ａ内の円周状の外周面との間の広い空間がそれぞれ形成される。そして、これらの空間には、それぞれスペーサ４を挿入してから拡張板３ｃを封止する。スペーサ４は、外周側の面に油圧拡張室３ａ内の外周面に沿った円周面が形成された横断面弓形をなし、拡張板３ｃの平面部との間の空間にほと
んど隙間なく嵌まり込むようになっている。
【００１７】
上記構成の回転軸連結機構は、まず圧延ロール１の軸端部の小判形連結部１ａをロールカップリング２の小判形内孔２ａに挿入する。この場合、小判形内孔２ａは、小判形連結部１ａよりも少し大きく形成されているので、容易に挿入することができる。次に、油圧拡張室付スリーブ３の油圧口３ｂに高圧の油圧を加えて油圧拡張室３ａを拡張させ、拡張板３ｃを内周側に均等に撓ませることにより内周面を収縮させる。ここで、油圧拡張室３ａにスペーサ４が挿入されていなかったとすると、拡張板３ｃの平面部の外周側には、円周部の外周側よりも非常に広い空間が形成されることになる。そして、この油圧拡張室３ａに油を注入して高い圧力を加えると、薄い鋼板からなる拡張板３ｃは、特に広い空間のある平面部の油圧によって不規則に撓み、内周面が均等に収縮しないおそれがある。しかし、本実施形態のように、横断面弓形のスペーサ４が挿入されていれば、このスペーサ４の内周側の平面が油圧によって拡張板３ｃの平面部を均等に押圧し、また、この油圧が拡張板３ｃを直接押圧する場合にも、スペーサ４の内周側の平面に沿うことにより、不規則に撓むようなおそれが生じない。
【００１８】
上記のようにして、油圧拡張室付スリーブ３における拡張板３ｃの横断面小判形の内周面が均等に収縮すると、ロールカップリング２の横断面小判形の外周面が全体に均等に圧迫される。そして、このロールカップリング２の外周面の横断面小判形は、小判形内孔２ａとの間の肉厚が全周にわたってほぼ等しいので、小判形内孔２ａも均等に圧迫されることになる。このため、ロールカップリング２は、小判形内孔２ａを均等に収縮させて、圧延ロール１の小判形連結部１ａの外周面に均一に圧接し、これを確実に固定することができる。
【００１９】
以上説明したように、本実施形態によれば、油圧拡張室付スリーブ３の横断面小判形の内周面が、同じく横断面小判形で肉厚の等しいロールカップリング２を均等に圧迫するので、このロールカップリング２の小判形内孔２ａが圧延ロール１の小判形連結部１ａの外周面を均一に圧接し固定することができ、圧延作業時に圧延ロール１に半径方向の強い力が加わった場合にも、ロールカップリング２との間にガタ付きが生じないようにすることができる。
【００２０】
なお、上記実施形態では、圧延機の圧延ロール１をロールカップリング２に連結する回転軸連結機構について説明したが、その他の回転軸を連結する回転軸連結機構についても、同様に実施可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の回転軸連結機構によれば、油圧拡張室付スリーブにおける拡張板の横断面小判形の内周面がスペーサに補助されて均等に収縮するので、筒状部の横断面小判形の外周面を介して小判形内孔を回転軸の小判形連結部に確実に圧接して固定することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、圧延機の回転軸連結機構の構成を示す横断面側面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すものであって、圧延機の回転軸連結機構の構成を示す縦断面正面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すものであって、ロールカップリングの構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態を示すものであって、油圧拡張室付スリーブの構成を示す縦断面斜視図である。
【図５】従来例を示すものであって、圧延機の回転軸連結機構の構成を示す縦断面斜視図である。
【図６】従来例を示すものであって、圧延機の回転軸連結機構の構成を示す縦断面正面図である。
【図７】従来例を示すものであって、圧延機の回転軸連結機構の構成を示す横断面側面図である。
【図８】従来例を示すものであって、ロールカップリングの変形の様子を示す側面図である。
【図９】他の従来例を示すものであって、圧延機の回転軸連結機構の構成を示す横断面側面図である。
【符号の説明】
１    圧延ロール
１ａ  小判形連結部
１ｂ  平面部
２    ロールカップリング
２ａ  小判形内孔
２ｂ  平面部
２ｃ  平面部
３    油圧拡張室付スリーブ
３ａ  油圧拡張室
３ｃ  拡張板
４    スペーサ
【図１】
0003852046.tif 000002
【図２】
0003852046.tif 000003
【図３】
0003852046.tif 000004
【図４】
0003852046.tif 000005
【図５】
0003852046.tif 000006
【図６】
0003852046.tif 000007
【図７】
0003852046.tif 000008
【図８】
0003852046.tif 000009
【図９】
0003852046.tif 000010