(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯軸の軸方向数カ所に配設される転がり軸受それぞれの外輪の円周所要角度位置でのクラウンパターンを放物線状にし、芯軸がその一方軸端に設けられる回動操作部により回動操作されたときに、前記クラウンパターンが可変調整される圧延機用の分割バックアップロールであって、
芯軸の軸方向数カ所に、他方軸端側から回動操作部側へ向けて外径寸法が漸次大きく設定される軸受装着用円筒部が設けられ、
軸方向中央の軸受装着用円筒部よりも回動操作部側の軸受装着用円筒部について、その外周面における円周所要角度位置を軸方向中央の軸受装着用円筒部と面一に揃えるように、芯軸に対して偏心させて形成し、
軸方向中央の軸受装着用円筒部よりも他方軸端側の軸受装着用円筒部について、その外周面において前記回動操作部側の軸受装着用円筒部と軸方向中央の軸受装着用円筒部とが面一となる円周所要角度位置と１８０度対向する角度位置を軸方向中央の軸受装着用円筒部と面一に揃えるように、芯軸に対して偏心させて形成し、
これら各軸受装着用円筒部に対して、互いに同一外径でかつ内径寸法がそれぞれ各軸受装着用円筒部の外径寸法とほぼ同一に設定される同心ブッシュが外嵌装着され、
これら各同心ブッシュに対して、互いに外径寸法および内径寸法が同一の転がり軸受がそれぞれ外嵌装着されている、ことを特徴とする圧延機用の分割バックアップロール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧延機用の分割バックアップロールに関する。この分割バックアップロールは、例えば多段クラスタ圧延機に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、圧延対象となる板材に対するワークロールの圧延荷重がエッジ側において過大となるために、板材の幅方向中央側の板厚よりも幅方向両端側の板厚が薄くなることが知られている。
【０００３】
これに対して、多段クラスタ圧延機では、その分割バックアップロールについて円周所要角度位置でのクラウンパターンを調整できるようにしており、このクラウンパターンを調整することにより、前述した板厚ばらつきを抑制できるようになっている。
【０００４】
このクラウンパターン調整可能な分割バックアップロールの構成は、例えば特開平１−２３７０１１号公報に示すように、芯軸の外周の軸方向数カ所にそれぞれ偏心量の異なる偏心ブッシュを取り付け、これら各偏心ブッシュの外周に、複列ころ軸受をそれぞれ外嵌装着した構成になっており、芯軸の位相角度を変えることにより、複列ころ軸受それぞれの外輪によるクラウンパターンを可変調整するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようなクラウンパターン調整可能な分割バックアップロールでは、芯軸に対して偏心ブッシュを回り止めした状態で取り付ける必要があり、そのために、芯軸にキーを設けるとともに、偏心ブッシュにキー溝を設け、それらをキー結合するようにしている。
【０００６】
しかしながら、前述の偏心ブッシュのキー溝は、複列ころ軸受への潤滑油供給通路と連通していることがあるために、圧延水がキー溝から潤滑油供給通路を介して複列ころ軸受の内部に侵入することがあり、軸受寿命の低下をもたらすことがあった。
【０００７】
これに対し、本願出願人は、偏心ブッシュを廃止し、その代わりに芯軸の外周面に軸受装着用円筒部を偏心させて形成することを考えた。しかしながら、この形態については、芯軸に偏心させて形成した各軸受装着用円筒部に対する複列ころ軸受の組み込みが不可能になる。というのは、芯軸に対して複列ころ軸受を組み込むとき、芯軸の一方軸端側から複列ころ軸受を順次組み込む必要があるが、芯軸の一方軸端側から他方軸端側へかけて複数の偏心させた軸受装着用円筒部を設けているために、複列ころ軸受を各軸受装着用円筒部を通過させるときの芯軸と複数ころ軸受との相対位置を調整するときに芯軸あるいは複数ころ軸受のいずれかを上下左右に微妙に変位させる作業が必要になるのである。この変位作業がきわめて面倒なのである。
【０００８】
このような事情に鑑み、本発明は、クラウンパターン調整可能な分割バックアップロールにおいて、組み立て作業を簡易化できるように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の発明にかかる圧延機用の分割バックアップロールは、芯軸の軸方向数カ所に配設される転がり軸受それぞれの外輪の円周所要角度位置でのクラウンパターンを放物線状にし、芯軸がその一方軸端に設けられる回動操作部により回動操作されたときに、前記クラウンパターンが可変調整されるもので、芯軸の軸方向数カ所に、他方軸端側から回動操作部側へ向けて外径寸法が漸次大きく設定される軸受装着用円筒部が設けられ、軸方向中央の軸受装着用円筒部よりも回動操作部側の軸受装着用円筒部について、その外周面における円周所要角度位置を軸方向中央の軸受装着用円筒部と面一に揃えるように、芯軸に対して偏心させて形成し、軸方向中央の軸受装着用円筒部よりも他方軸端側の軸受装着用円筒部について、その外周面において前記回動操作部側の軸受装着用円筒部と軸方向中央の軸受装着用円筒部とが面一となる円周所要角度位置と１８０度対向する角度位置を軸方向中央の軸受装着用円筒部と面一に揃えるように、芯軸に対して偏心させて形成し、これら各軸受装着用円筒部に対して、互いに同一外径でかつ内径寸法がそれぞれ各軸受装着用円筒部の外径寸法とほぼ同一に設定される同心ブッシュが外嵌装着され、これら各同心ブッシュに対して、互いに外径寸法および内径寸法が同一の転がり軸受がそれぞれ外嵌装着されている。
【００１０】
要するに、本発明では、従来例のような偏心ブッシュを廃止して、芯軸の軸方向数カ所に互いに外径寸法の異なる軸受装着用円筒部を偏心させて形成するようにしている。そして、芯軸に対して一方向から各転がり軸受を組み込む必要があることを考慮して、各軸受装着用円筒部の外径寸法を組み込み方向上流から下流へ向けて漸次大きく設定するとともに、このような各軸受装着用円筒部にそれの外径寸法に対応する内径寸法を有する複数の同心ブッシュを外嵌装着させるようにしている。
【００１１】
これだと、従来のように偏心ブッシュを回り止めさせるためのキー溝から圧延水が侵入するという不具合の発生を無くせる。
【００１２】
そして、芯軸に対して各同心ブッシュを装着するとき、芯軸の回動操作部側へ向けて外径寸法が徐々に大きくなる円筒部に対して、内径寸法の大きな同心ブッシュから順に装着できるようになるから、当該同心ブッシュを対応する軸受装着用円筒部に到達させるまでの挿通作業が簡単に行えるようになる。
【００１３】
しかも、芯軸においてその軸方向中央の軸受装着用円筒部よりも反回動操作部側の軸受装着用円筒部について、その円周所要角度位置を面一に揃えているから、転がり軸受の装着時において軸方向中央の軸受装着用円筒部の位置まで、転がり軸受の上下方向位置を変位させずに固定したままの姿勢にできるようになり、また、軸方向中央の軸受装着用円筒部を越えた後も、前記同様に、転がり軸受の上下方向位置を変位させずに固定したままの姿勢にできるようになる。このため、同心ブッシュを対応する軸受装着用円筒部に到達させるまでの送り作業が簡単になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１５】
図１ないし図９に本発明の一実施形態を示している。図１は、多段クラスタミルの概略構成を示す側面図、図２は、分割バックアップロールの斜視図、図３は、分割バックアップロールの縦断正面図、図４は、分割バックアップロールの芯軸の斜視図、図５は、図３の（Ｘ）−（Ｘ）線を断面にして矢印Ｙ方向から見た図、図６は、図３の（Ｘ）−（Ｘ）線を断面にして芯軸のみを矢印Ｙ方向から見た図、図７は、図３の（Ｘ）−（Ｘ）線を断面にして芯軸のみを矢印Ｚ方向から見た図、図８は、芯軸に対して第１エッジ軸受および同心ブッシュの組立体を装着するときの形態を示す説明図、図９は、芯軸に対して第１センタ軸受および同心ブッシュの組立体を装着するときの形態を示す説明図である。なお、これらの図面では、発明のポイントを強調するために、各部の寸法偏差を誇張して示している。
【００１６】
図１において、１は上下に１つずつ配設されるワークロール、２は上下に２つずつ配設される中間ロール、３は上下に１つずつ配設される小径の分割補強ロール、４は上下に２つずつ配設される分割バックアップロールである。上下のワークロール１の間を板材などのワークＷが通過させられる。
【００１７】
ところで、分割バックアップロール４は、中間ロール２の軸方向各部に対する接触圧を適宜可変調整できるように、中間ロール２に当接する角度位置でのクラウンパターンを変更可能な構造になっている。
【００１８】
詳しくは、分割バックアップロール４は、芯軸１０の軸方向６カ所に、それぞれ複列ころ軸受２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａ，３０Ｂ，４０Ａ，４０Ｂを同心ブッシュ５０〜５５を介して外嵌装着した構成である。
【００１９】
なお、軸方向中央の２つの複列ころ軸受２０Ａ，２０Ｂをセンタ軸受と呼び、その両側の２つの複列ころ軸受３０Ａ，３０Ｂをクォータ軸受と呼び、さらに軸方向両端の２つの複列ころ軸受４０Ａ，４０Ｂをエッジ軸受と呼ぶ。
【００２０】
このうち、２つのセンタ軸受２０Ａ，２０Ｂの回転中心は、芯軸１０の回転中心Ｏと合致されているが、残り４つの軸受３０Ａ，３０Ｂ，４０Ａ，４０Ｂの回転中心Ｐ1〜Ｐ4は、芯軸１０の回転中心Ｏに対してそれぞれ個別に偏心されている。なお、クォータ軸受３０Ａ，３０Ｂの偏心量をｈとすると、エッジ軸受４０Ａ，４０Ｂの偏心量は２ｈにと大きく設定されている。このような各軸受２０〜４０の偏心状態により、中間ロール２に対して当接する円周１カ所でのクラウンパターンが放物線状に形成されるようになっている。
【００２１】
また、芯軸１０の一方軸端には、図示しない回転駆動機構に噛合される回動操作ギヤ６０が設けられており、この回転駆動機構でもって芯軸１０を、図５の矢印で示すように時計方向や反時計方向に回転すれば、中間ロール２に対して当接する部位でのクラウンパターンを可変調整することができる。
【００２２】
以下においては、各軸受２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａ，３０Ｂ，４０Ａ，４０Ｂのうち、回動操作ギヤ６０側に位置するものを第１エッジ軸受４０Ａ、第１クォータ軸受３０Ａならびに第１センタ軸受２０Ａと呼び、反回動操作ギヤ６０側に位置するものを第２エッジ軸受４０Ｂ、第２クォータ軸受３０Ｂならびに第２センタ軸受２０Ｂと呼ぶものとする。
【００２３】
次に、本発明の特徴について説明する。つまり、上述したような分割バックアップロール４において、クォータ軸受３０Ａ，３０Ｂおよびエッジ軸受４０Ａ，４０Ｂを芯軸１０の回転中心Ｏに対して偏心させるために、図３および図４に示すように、芯軸１０においてクォータ軸受３０Ａ，３０Ｂおよびエッジ軸受４０Ａ，４０Ｂの取り付け対象領域に円筒部１１，１２，１５，１６を芯軸１０の回転中心Ｏに対して偏心させて形成し、そこに同心ブッシュ５０〜５５を介してクォータ軸受３０Ａ，３０Ｂおよびエッジ軸受４０Ａ，４０Ｂを外嵌装着させている。なお、芯軸１０において、センタ軸受２０Ａ，２０Ｂの装着部位には、円筒部１３，１４が芯軸１０の回転中心Ｏに対して同心状に形成されている。以下においては、前述の偏心させた円筒部１１，１２，１５，１６を偏心円筒部と称し、同心状の円筒部１３，１４を同心円筒部と称する。
【００２４】
このように、従来のような偏心ブッシュを用いずに、芯軸１０に４つの円筒部１１，１２，１５，１６を偏心させて一体に形成するようにしていれば、従来例のように圧延水がキー溝を伝って各軸受２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａ，３０Ｂ，４０Ａ，４０Ｂの内部に侵入するという不具合の発生を回避できる。
【００２５】
ところで、芯軸１０の一方軸端側には、回動操作ギヤ６０を装着してあるから、このような芯軸１０に対して同心ブッシュ５０〜５５および各軸受２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａ，３０Ｂ，４０Ａ，４０Ｂを装着するときに、その装着方向について芯軸１０において回動操作ギヤ６０の存在しない他方軸端側からにしなければならない。
【００２６】
このとき、芯軸１０の偏心円筒部１１，１２，１５，１６および同心円筒部１３，１４のそれぞれを同一外径に設定すると、同心ブッシュ５０〜５５を装着しずらくなるので、下記（１）〜（４）のように規定している。
【００２７】
（１）  芯軸１０の偏心円筒部１１，１２，１５，１６および同心円筒部１３，１４の外径寸法ＳＲ１〜ＳＲ６を、ＳＲ１＞ＳＲ２＞ＳＲ３＝ＳＲ４＞ＳＲ５＞ＳＲ６の関係に設定する。
【００２８】
（２）  各同心ブッシュ５０〜５５について、その外径寸法をそれぞれ同一にし、内径寸法ＢＲ１〜ＢＲ６を、芯軸１０の各円筒部１１〜１６の外径寸法に応じて、ＢＲ１＞ＢＲ２＞ＢＲ３＝ＢＲ４＞ＢＲ５＞ＢＲ６の関係に設定する。
【００２９】
ここで、ＢＲ１は第１エッジ軸受４０Ａ用の同心ブッシュ５０の内径寸法、ＢＲ２は第１クォータ軸受３０Ａ用の同心ブッシュ５１の内径寸法、ＢＲ３，ＢＲ４はセンタ軸受２０Ａ，２０Ｂ用の同心ブッシュ５２，５３の内径寸法、ＢＲ５は第２クォータ軸受３０Ｂ用の同心ブッシュ５４の内径寸法、ＢＲ６は第２エッジ軸受４０Ｂ用の同心ブッシュ５５の内径寸法である。また、ＳＲ１は第１エッジ軸受４０Ａ用の偏心円筒部１１の外径寸法、ＳＲ２は第１クォータ軸受３０Ａ用の偏心円筒部１２の外径寸法、ＳＲ３，ＳＲ４は同心円筒部１３，１４の外径寸法、ＳＲ５は第２クォータ軸受３０Ｂ用の偏心円筒部１５の外径寸法、ＳＲ６は第２エッジ軸受４０Ｂ用の偏心円筒部１６の外径寸法である。
【００３０】
（３）  図３に示すように、回動操作ギヤ６０側の２つの偏心円筒部１１，１２については、それらの外周面における円周所要角度位置の一点を同心円筒部１３，１４の外周面に対して面一に揃え、また、反回動操作ギヤ６０側の２つの偏心円筒部１５，１６については、それらの外周面において前記偏心円筒部１１，１２と同心円筒部１３，１４とが面一となる円周所要角度位置と１８０度対向する角度位置の一点を同心円筒部１３，１４の外周面に対して面一に揃えるように設定する。
【００３１】
（４）  各軸受２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａ，３０Ｂ，４０Ａ，４０Ｂの内径寸法および外径寸法を、互いに同一とする。但し、第１、第２エッジ軸受４０Ａ，４０Ｂについては、他の軸受２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａ，３０Ｂよりも幅寸法を大きく設定している。
【００３２】
なお、上述したようにセンタ軸受２０Ａ，２０Ｂに対するクォータ軸受３０Ａ，３０Ｂの偏心量をｈに、また、センタ軸受２０Ａ，２０Ｂに対するエッジ軸受４０Ａ，４０Ｂの偏心量を２ｈとした場合だと、ＳＲ１＝ＳＲ３（ＳＲ４）＋４ｈ、ＳＲ２＝ＳＲ３（ＳＲ４）＋２ｈ、ＳＲ５＝ＳＲ３（ＳＲ４）−２ｈ、ＳＲ６＝ＳＲ３（ＳＲ４）−４ｈに設定すればよく、同様に、ＢＲ１＝ＢＲ３（ＢＲ４）＋４ｈ、ＢＲ２＝ＢＲ３（ＢＲ４）＋２ｈ、ＢＲ５＝ＢＲ３（ＢＲ４）−２ｈ、ＢＲ６＝ＢＲ３（ＢＲ４）−４ｈに設定すればよい。
【００３３】
また、各ブッシュ５０〜５５は、各円筒部１１〜１６に対してより装着しやすくするために、ルーズフィット状態で嵌合させるようにしてもよい。つまり、ＢＲ１＝ＳＲ１＋Δα、ＢＲ２＝ＳＲ２＋Δα、ＢＲ３＝ＳＲ３＋Δα、ＢＲ４＝ＳＲ４＋Δα、ＢＲ５＝ＳＲ５＋Δα、ＢＲ６＝ＳＲ６＋Δαの関係に設定する。このような嵌め合い形態であると、各ブッシュ５０〜５５がクリープする可能性があるが、仮にクリープしたとしてもクラウンパターンは変わらないので、何も支障ない。
【００３４】
このようにすれば、各複列ころ軸受２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａ，３０Ｂ，４０Ａ，４０Ｂによる円周所要角度位置でのクラウンパターンを放物線状にすることができて、しかも、各複列ころ軸受２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａ，３０Ｂ，４０Ａ，４０Ｂを外装した各同心ブッシュ５０〜５５を、芯軸１０の軸方向所要位置に対して反回動操作ギヤ６０側から順次装着するときに、スムーズに挿入することができるようになる。
【００３５】
例えば、図８に示すように、芯軸１０において回動操作ギヤ６０側に最も近い偏心円筒部１１に対して、第１エッジ軸受４０Ａおよび同心ブッシュ５０の組立体を装着するときには、当該同心ブッシュ５０の内径寸法が、他の円筒部１２〜１６よりも大きいから、通過させることが容易になるのである。また、図９に示すように、芯軸１０の中央の同心円筒部１３に対して、第１センタ軸受２０Ａおよび同心ブッシュ５２の組立体を装着するときには、当該同心ブッシュ５２の内径寸法が、他の円筒部１４〜１６よりも大きいから、通過させることが容易になるのである。
【００３６】
要するに、まず、芯軸１０の回動操作ギヤ６０側へ向けて外径寸法が徐々に大きくなる円筒部１１〜１６に対して、内径寸法の大きな同心ブッシュから順に装着すればよいから、当該同心ブッシュを対応する円筒部に到達させるまでの挿通作業が簡単に行えるようになる。
【００３７】
しかも、芯軸１０においてそのセンタ軸受２０Ａ，２０Ｂ用の同心円筒部１３，１４と第２クォータ軸受３０Ｂ用の偏心円筒部１５と第２エッジ軸受４０Ｂ用の偏心円筒部１６とについて、その円周所要角度位置を面一に揃えているから、そこを各軸受と同心ブッシュの組立体を通過させるときに、それらの上下方向位置をほとんど変位させずに固定したままの姿勢にできるようになり、また、同心円筒部１３，１４を通過させた後も、前記同様に、上下方向位置を変位させずに固定したままの姿勢にできるようになる。そのため、各軸受２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａ，３０Ｂ，４０Ａ，４０Ｂと各同心ブッシュ５０〜５５の組立体を、対応する円筒部１１〜１６に到達させるまでの送り作業が簡単になるのである。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、クラウンパターン調整可能な分割バックアップロールを、転がり軸受内への圧延水の侵入を防止したうえで、組み立て作業を簡易化した構造とすることができるので、軸受寿命の向上と製作コストの低減とを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の多段クラスタミルの概略構成を示す側面図
【図２】図１中の分割バックアップロールの斜視図
【図３】図２の分割バックアップロールの縦断正面図
【図４】図２の分割バックアップロールの芯軸の斜視図
【図５】図３の（Ｘ）−（Ｘ）線を断面にして矢印Ｙ方向から見た図
【図６】図３の（Ｘ）−（Ｘ）線を断面にして芯軸のみを矢印Ｙ方向から見た図
【図７】図３の（Ｘ）−（Ｘ）線を断面にして芯軸のみを矢印Ｚ方向から見た図
【図８】芯軸に対して第１エッジ軸受および同心ブッシュの組立体を装着するときの形態を示す説明図
【図９】芯軸に対して第１センタ軸受および同心ブッシュの組立体を装着するときの形態を示す説明図
【符号の説明】
２      中間ロール
４      分割バックアップロール
Ｗ      ワーク
１０      分割バックアップロールの芯軸
１１      芯軸における第１エッジ軸受用の偏心円筒部
１２      芯軸における第１クォータ軸受用の偏心円筒部
１３      芯軸における第１センタ軸受用の同心円筒部
１４      芯軸における第２センタ軸受用の同心円筒部
１５      芯軸における第２クォータ軸受用の偏心円筒部
１６      芯軸における第２エッジ軸受用の偏心円筒部
２０Ａ    第１センタ軸受
２０Ｂ    第２センタ軸受
３０Ａ    第１クォータ軸受
３０Ｂ    第２クォータ軸受
４０Ａ    第１エッジ軸受
４０Ｂ    第２エッジ軸受
５０      第１エッジ軸受用の同心ブッシュ
５１      第１クォータ軸受用の同心ブッシュ
５２      第１センタ軸受用の同心ブッシュ
５３      第２センタ軸受用の同心ブッシュ
５４      第２クォータ軸受用の同心ブッシュ
５５      第２エッジ軸受用の同心ブッシュ
６０      回動操作ギヤ
【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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