(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラガイドの芯間調整機構に用いられるエキセンローラピンにおいて、給脂のための給脂穴の給脂口の位置が、常に芯間調整範囲内で荷重がかかる方向側に向くように配置されていることを特徴とするエキセンローラピン。
【請求項２】
ローラガイドの芯間調整機構に用いられる対のエキセンローラピンにおいて、双方のエキセンローラピンに設けられている給脂のための給脂穴の給脂口の開口方向が、常に芯間調整範囲内では互いにガイドローラを通じて受ける荷重方向側である内側に向くように配置されていることを特徴とするエキセンローラピン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ローラガイドにおけるガイドローラの芯間調整機構に用いられるエキセンローラピンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧延鋼材のローラガイドにおけるガイドローラの芯間調整機構及びこの芯間調整機構に用いられるエキセンローラピンとして図９及び図１０に示すものが知られている。図示するローラガイドＧにおいて、ローラホルダ３１に設けてある一対のエキセンローラピン３２，３３にガイドローラ（図ではツイストローラ）３６を回転自在にかつ面間調整可能に軸支し、ガイドローラの芯間調整機構は、エキセンローラピン３２，３３に設けてあるギアホイール３７と、ギアホイールのねじ部３７ａに噛合し、互いに逆ねじ関係にある軸一体のピニオン３８とを備えている。ピニオン３８を回動することによって、ギアホイール３７を通じてガイドローラ３６の芯間を圧延鋼材の径に応じて縮小したり、または拡大したりして芯間調整が可能となる。エキセンローラピン３２，３３はギアホイール３７と一体にまたは分離可能に設けられており、図１０に示す例では相互に分離可能となっている。エキセンローラピン３２，３３の軸心部には、ベアリング３６ａへの給脂のための給脂穴３４，３５が開けられており、各給脂穴にはこれから分岐した給脂口３４ａ，３５ａが設けられている。給脂口３４ａ，３５ａはいずれも図１０左側に向いて、すなわち圧延鋼材の進行方向（図９矢印方向Ｄ）側に向けて配置されている。給脂口３４ａ，３５ａの数は、上記のように１つの場合、またエキセンローラピンをモデル化して示す図５乃至図７の他の従来例のように複数（図では２個）を設けている。
図５乃至図７に例示しているエキセンローラピン１２，１３において、それぞれの給脂穴１４，１５の上給脂口１４ａと下給脂口１４ｂ、上給脂口１５ａと下脂口１５ｂの向きに関しては、上述したようにいずれもが図５矢印方向Ｄに向いて配置されている。このように給脂口１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂが、図５に示すように通常の矢印方向Ｄに向いている中立の状態から、芯間が縮小調整される場合にはエキセンローラピン１２，１３は図５矢印方向Ｒとは反対方向に回転されるから、給脂口の向きは荷重を受ける方向Ｔ側（内側）となる。反対に、芯間が拡大調整される場合にはエキセンローラピン１２，１３は矢印方向Ｒに回転されるから、給脂口の向きは荷重を受ける方向Ｔ側と反対の外側となる。１７は、エキセンローラピン１２，１３に取付けているギアホイールである。ギアホイール１７のねじ部は、図面上省略している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
エキセンローラピン１２，１３の課題を主に図８を参照して説明する。
図８では、ガイドローラ１６の芯間で圧延鋼材を案内する過程において、ガイドローラを通じてかかる荷重によりエキセンローラピン１２，１３の上給脂口１４ａ，１５ａと下給脂口１４ｂ，１５ｂの周辺部にかかる応力と、中立時（ニュートラル）時、芯間縮小調整時、拡大調整時における各観察点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５での給脂口の向きとの関係を示すものである。
図８（後述する図４においても同様であるが）では、試験荷重は、１５，６２５ｋｇｆとし、各上給脂口１４ａ，１５ａの直径を４ｍｍ、各下給脂口１４ｂ，１５ｂの直径を５ｍｍにそれぞれ設定している。そしてＸ軸上に給脂口１４ａ，１４ｂ、１５ａ，１５ｂの向き角度θを取り、通常の中立時である観察点Ｐ１の向き角度θ＝０°を応力（荷重）に対応するＹ軸上に位置させ、＋方向（プラス方向）のＸ軸上に芯間縮小時における観察点Ｐ２，Ｐ３における給脂口の向き角度θを４５°の間隔で目盛を付し、−方向（マイナス方向）のＸ軸上に芯間拡大時における観察点Ｐ４，Ｐ５における給脂口の向きを−４５°の間隔で目盛を付してある。またＹ軸では、＋方向（プラス方向）が給脂口１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂの周辺部にかかる引張り応力を、−方向（マイナス方向）が圧縮応力をそれぞれ示している。
図８から理解できるように、給脂口の方向がエキセンローラピンの中立面から荷重方向Ｔ側に向いている場合（観察点Ｐ１からＰ３まで）は、給脂口の周辺部の応力は圧縮応力であり、破壊につながるおそれは少ない。このことは、観察点Ｐ１から観察点Ｐ２，Ｐ３までの過程（上下の給脂口の向き角度θ＝０°〜９０°の範囲）では上下の給脂口の周辺部にかかる応力を示すグラフが第４座標（右下）に位置していることから明確である。このとき、上下の給脂口の向きは荷重がかかる方向側（内側）となっている。
しかし、芯間拡大調整時で給脂口が非荷重側（外側）に向いた場合（観察点Ｐ１、Ｐ４、Ｐ５）は、給脂口の周辺部は引張の応力集中が生じ破壊につながりやすくなる。このことは、観察点Ｐ１から観察点Ｐ４，Ｐ５までの過程（上下の給脂口の向き角度θ＝０°〜−９０°の範囲）では、上下の給脂口の周辺部にかかる応力の変化を示すグラフが第２座標（左上）に位置していることから明らかである。
このように従来例では、エキセンローラピンの給脂口の方向が芯間調整の最大から最小の範囲内において、中立面から非荷重方向側を向く状態が生じるために、給脂口周辺に引張の応力集中が生じて、エキセンローラピンの破壊につながりやすく、その耐久性について改善が期待されていた。
本発明の目的は、エキセンローラピンの荷重に対する耐久力を高めると共に、部品の長寿命化を図ることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明では、従来のエキセンローラピンの給脂口の方向を９０°回転させ、芯間調整による回転をしても常に中立面から荷重方向側を向くようにし、最大芯間から最小芯間の調節範囲において、いかなる場合も給脂口の向きが中立面より荷重方向側で使用できるようにしている。
本発明は、ローラガイドの芯間調整機構に用いられるエキセンローラピンにおいて、給脂のための給脂穴の給脂口の位置が常に芯間調整範囲内では荷重がかかる方向側に向くように配置されているものである。
本発明は、ローラガイドの芯間調整機構に用いられる対のエキセンローラピンにおいて、双方のエキセンローラピンに設けられている給脂のための給脂穴の給脂口の開口方向が、常に芯間調整範囲内では互いにガイドローラを通じて受ける荷重方向側である内側に向くように配置され、非荷重方向側に向かないようになっているものである。
【０００５】
【作用】
ガイドローラの芯間調整に関して、最大芯間から最小芯間の調節範囲において、常にエキセンローラピンの給脂穴の給脂口の開口方向が、ガイドローラを介して受ける荷重方向側（内側）に向くように配置されており、応力の集中が回避される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３に示すようにローラホルダ１に設けてある一対のエキセンローラピン２，３には、その軸心部に給脂穴４，５が開けられており、各給脂穴にはベアリングへの給脂をするための複数の給脂口（図示の例では上給脂口４ａ，５ａ及び下給脂口４ｂ，５ｂ）が分岐して設けられている。ガイドローラであるツイストローラ６の芯間調整は、エキセンローラピン２，３に設けてあるギアホイール７のねじ部（図示せず。）に噛合している図示していないピニオンを回動することによって行われる。ツイストローラ６の芯間調整に関して、最大芯間から最小芯間の調節範囲において、いかなる場合も給脂穴４，５の上給脂口４ａ，５ａ及び下給脂口４ｂ，５ｂの開口方向が荷重方向（図１Ｔ方向）側に向くように配置されている。中立状態にある対のエキセンローラピン２，３は、その一方の上給脂口４ａと他方の上給脂口５ａとが、また他方の下給脂口４ｂと下給脂口５ｂとがそれぞれが互いに対向するように配置されている。
給脂穴４，５の給脂口４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂの向きとツイストローラ６の芯間調整との関係は、図４を参照して後に詳細に説明するが、この関係を概略説明すると、次のとおりである。
図４の下方に示すように、芯間調整により、エキセンローラピン２，３が回転し、中立状態を０度としてプラス９０度の範囲では、給脂穴４，５の給脂口４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂの向きは矢印方向とのなす角度がプラス９０度を越えない。また中立状態からマイナス９０度の範囲でも、給脂穴４，５の給脂口４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂの向きは荷重方向を示す矢印方向とのなす角度がマイナス９０度を越えない。
圧延材の案内時に、エキセンローラピン２，３にはツイストローラ６からの荷重による内部応力が圧縮力として、又は引張り応力としてかかり、当然その給脂口４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂの周辺部にもかかるが、上給脂口４ａ，５ａ及び下給脂口４ｂ，５ｂの向きがそれぞれ荷重方向Ｔ側に向くように配置されているために、引張りの応力集中による損傷を回避できる。この利点は、図４に示す試験結果によって明らかにされる。
図４に示す試験の設定条件は、図８で説明したものと同一である。すなわち、図４は、ツイストローラ６の芯間で圧延鋼材を案内する過程で、ツイストローラを通じてかかる荷重によりエキセンローラピン２，３の上給脂口４ａ，５ａと下給脂口４ｂ，５ｂとの周辺部に生じる応力と、中立時（ニュートラル）時、芯間縮小調整時、拡大調整時における各観察点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５での給脂口の向きとの関係を示すものである。そして試験荷重は、１５，６２５ｋｇｆとし、各上給脂口４ａ，５ａの直径を４ｍｍ、各下給脂口４ｂ，５ｂの直径を５ｍｍにそれぞれ設定している。そしてＸ軸に給脂口４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂの向き角度θをとってあり、通常の中立時である観察点Ｐ１の向き角度θ＝０°を応力（荷重）に対応するＹ軸上に位置させ、＋方向（プラス方向）のＸ軸上に芯間縮小調整時における観察点Ｐ２，Ｐ３における給脂口の向きを４５°の間隔で目盛を付し、−方向（マイナス方向）のＸ軸上に芯間拡大時における観察点Ｐ４，Ｐ５における給脂口の向きを−４５°の間隔で目盛を付してある。またＹ軸では、＋方向（プラス方向）が給脂口４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂの周辺部にかかる引張り応力を、−方向（マイナス方向）が圧縮応力をそれぞれ示している。
その結果、図示するように、給脂口４ａ，５ａの周辺部では芯間調整範囲において、芯間縮小調整時における観察点Ｐ２，Ｐ３（給脂口向き角度θ＝４５°，９０°）及び芯間拡大調整時における観察点Ｐ４，Ｐ５（給脂口向き角度θ＝−４５°，−９０°）では、換言すれば、給脂口向き角度θ＝−９０°〜９０°の範囲ではグラフに見られるように引張り応力はほぼ全域にわたってかからず、中立（ニュートラル）における観察点Ｐ１（給脂口向き角度θ＝０°）を最大とした圧縮応力がかかるのみとなった。これにより、図８に示す従来例に比べて同じエキセンローラピン径でも従来の数倍の荷重に耐えることができ、鋼材の形状不良などで予想外の荷重が生じた場合でも破損を防ぐことが可能となった。
【０００７】
本発明のエキセンローラピン２，３は図示するようなギアホイール７と相互に分離した分離タイプでも、また一体タイプでもいずれでも適用可能である。分離タイプの場合は、左右のエキセンローラピン２，３を逆に入れてしまわないようにエキセンローラピンの給脂口の方向のつば部に平行部を設け、ギアホイールの平行部に合わせて使用する。この場合左右のローラピンの共用が可能となる。  本発明は、ツイストローラガイドに限らず、入り側ローラガイドなどエキセンローラピンを用いたすべてのローラガイド装置に適用可能である。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、従来例と同じ径のエキセンローラピンであっても、従来例と比較して数倍の荷重に耐えることができ、鋼材の形状不良などで予想外の荷重が生じた場合でも破損を抑制することができ耐久力が高められ、また通常の使用の場合、引張の応力集中が生じないため疲労が起きずらく、部品の長寿命化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るエキセンローラピンを示す構成図である。
【図２】図１Ａ−Ａ線拡大断面図であって、ローラホルダを省略している図である。
【図３】この発明に係るエキセンローラピンを拡大して示す斜視図である。
【図４】この発明におけるエキセンローラピンの給脂口にかかる応力と給脂口の向きとの関係を示す図である。
【図５】従来のエキセンローラピンを示す構成図である。
【図６】図５Ｂ−Ｂ線拡大断面図であって、ローラホルダを省略している図である。
【図７】従来のエキセンローラピンを拡大して示す斜視図である。
【図８】従来のエキセンローラピンにかかる応力と給脂口の向きとの関係を示す図である。
【図９】従来の圧延鋼材のローラガイドの正面図である。
【図１０】従来のエキセンローラピンの取付け状態を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１        ローラホルダ
２        エキセンローラピン
３        エキセンローラピン
４        給脂穴
４ａ      上脂脂口（給脂口）
４ｂ      下給脂口（給脂口）
５        給脂穴
５ａ      上給脂口（給脂口）
５ｂ      下給脂口（給脂口）
６        ツイストローラ（ガイドローラ）
７        ギアホイール
Ｔ        荷重方向
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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