JP2000210706A - 複合スリ―ブロ―ル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単純な形状のスリーブロールを用い、硬質材
から成るスリーブロール側には、トルク受け部に相当す
る係止部を設けずに、スリーブロールに摩擦結合される
周辺部材にて、圧延ロールとの機械的結合を達成する。 【解決手段】 圧延ロールのシャフト６に固定されるハ
ブ３の外周に、超硬合金、セラミックス、サーメット等
の硬質材から成るリング状のスリーブロール２を嵌装
し、前記スリーブロール２の軸方向側面に複数の貫通孔
２ｂを形成して、ハブフランジ部３ａ、前記スリーブロ
ール２及びハブリング４の三者を取付けボルト５にて一
体に結合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄鋼線材や棒材等
の圧延に用いられる複合スリーブロールに関する。

【０００２】

【従来の技術】組立式の圧延ロールは、耐摩耗性が要求
されるロール部と強靭性が要求される軸部やハブ部分を
個別に製作することができるから、一体式の圧延ロール
では達成できない硬質材を用いた耐摩耗性の優れたスリ
ーブロールを装備することが可能である。超硬合金に代
表される硬質材から成るスリーブロールを圧延ロールの
軸部に固定する手段にキーを用いると、キー溝の加工が
困難であるのに加えて、キー溝のコーナーに応力集中に
よる亀裂が発生し好ましくない。

【０００３】そこで、圧延作業中にスリーブロールがシ
ャフトに対し相対回転しないよう、シャフトに螺合して
いる締付けナットによってスリーブロールをシャフトフ
ランジ部の側面に押圧し、摩擦力によって固定する方法
も知られている。しかし、スリップ事故を防止するため
圧延時のトルク以上の摩擦力で固定するのには、締付け
ナットの回転にハンマー等の衝撃力を利用する場合もあ
るが、締付けトルクの増大に伴いシャフトのおねじと締
付けナットのめねじの摩擦力も増大し、この摩擦力によ
って締付けナットの押圧力が殺減されスリップ事故に至
ることがある。

【０００４】特開昭６０−２４２０９号公報に、スリー
ブロール部とシャフト部の材質を適宜に選んだ組立式圧
延ロールが提案されている。図９に、この組立式圧延ロ
ールの構成断面図を、図１０に、図９のＸ−Ｘにおける
断面図を示す。

【０００５】図９において１０１は、超硬合金から成る
カリバー１０１ａを有するスリーブロールであり、その
内側に超硬合金以外の軟質材から成る中間リング１０２
が配置されている。スリーブロール１０１の内周と中間
リング１０２の外周は、図１０に示すように、滑らかに
起伏する凹凸面にて係合し、中間リング１０２の内周と
シャフト１００の外周にキー１０３を介在させ、スリー
ブロール１０１とシャフト１００を一体に係合したもの
である。

【０００６】スリーブロール１０１の軸方向の移動は、
スリーブロール１０１の両側にスペーサ１０４を配置
し、シャフト１００のフランジ部１００ａの側面と締付
けナット１０５の側面によって拘束されている。この様
に構成したので、キー溝部からスリーブロール１０１が
割損することなく、圧延時のトルクによつてシャフト１
００に対するスリーブロール１０１の相対回転が確実に
防止できる。また、圧延ロール部を２重構造としている
から、圧延ロール部に用いる超硬合金の量を中間リング
１０２部の分だけ減らすことが可能となり、経済的な圧
延ロールが提供されると説明されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、スリーブロー
ルと中間リングとを滑らかに起伏する凹凸面で隙間なく
嵌合させることは、加工精度上大変困難である。本発明
は、出来るだけ単純な形状のスリーブロールを用い、硬
質材から成るスリーブロール側には、トルク受け部に相
当する係止部を設けずに、スリーブロールに摩擦結合さ
れる周辺部材にて、圧延ロールとの機械的結合を達成す
ることを図る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】ハブの外周に、超硬合
金、セラミックス、サーメット等の硬質材から成るリン
グ状のスリーブロールを嵌装した圧延ロールにおいて、
スリーブロールの軸方向側面に複数の貫通孔を形成し
て、ハブフランジ部、スリーブロール及びハブリングの
三者を取付けボルトにて一体に結合したユニットを、周
知慣用技術である締付けナット或いは油圧固定機構等に
て、圧延ロールのシャフトに摩擦力を利用して固定す
る。

【０００９】ハブの外周とハブリングの内周にキーを介
在させ、回転トルクをハブリングにも負担させ、好まし
くはキーと係合するキー溝は、ハブの外周及びハブリン
グの内周に設け、キー溝のいずれか一方もしくは両者が
袋状に形成されてキーの脱落を防止したユニットを、周
知慣用技術である締付けナット或いは油圧固定機構等に
て、圧延ロールのシャフトに摩擦力を利用して固定す
る。

【００１０】前記ユニットを構成するハブの内周と圧延
ロールのシャフトの外周にキーを介在させ回転トルクを
受け止めれば、前記ユニットの軸方向の移動は、周知慣
用技術である締付けナット或いは油圧固定機構等のいず
れで拘束してもよい。

【００１１】超硬合金、セラミックス、サーメット等の
硬質材から成るリング状のスリーブロールの軸方向側面
に複数の貫通孔を形成し、その両側にハブリングを配置
してスリーブロールを中心に双方のハブリングとの三者
を取付けボルトにて一体に結合したユニットを、周知慣
用技術である締付けナット或いは油圧固定機構等にて、
圧延ロールのシャフトに摩擦力を利用して固定する。

【００１２】少なくともハブリングの一方に、ハブリン
グの内周と圧延ロールのシャフトの外周又は、ハブリン
グの側面と圧延ロールのシャフトフランジ部の側面にキ
ーを介在させ回転トルクを受け止めれば、前記ユニット
の軸方向の移動は、周知慣用技術である締付けナット或
いは油圧固定機構等のいずれで拘束してもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を具体化した好適
の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。スリーブロ
ールのユニットを圧延ロールのシャフトに固定する手段
は、図９に示す周知慣用技術である締付けナットを用い
るよりも、図１に示す油圧固定機構を用いる方が確実で
作業性も優れている。

【００１４】図１に示す第１実施例のユニット１は、カ
リバー２ａを有する超硬合金、セラミックス、サーメッ
ト等の硬質材から成るリング状のスリーブロール２を、
合金鋼等から成るハブ３の外周にハブリング４と共に嵌
装し、スリーブロール２の軸方向側面の複数の貫通孔２
ｂに取付けボルト５を挿通して、ハブフランジ部３ａと
スリーブロール２及びハブリング４との三者を一体に摩
擦結合したものである。スリーブロール２の軸方向側面
に設ける複数の貫通孔２ｂは、取付けボルト５が通過す
るスペースさえあればよく、正確な円形でなくとも或い
は内周側に開放された切欠き穴であってもよい。そして
超硬合金から成るスリーブロール２の場合は、焼結前の
成形予備工程において貫通孔を加工しておけば、容易に
焼結後の貫通孔２ｂが得られる。又、カリバー２ａの数
や寸法は、圧延の工程順に適宜選択されるがハブ３とハ
ブリング４の厚さを調節して、ユニット１の幅がどれも
同一になるようにすればユニット１の部品管理が容易で
ある。

【００１５】このユニツト１は、圧延ロールのシャフト
６に整合させ、一方の側面をシャフトフランジ部６ａに
当接させ、他方の側面に油圧固定機構を用いて摩擦力を
発生させ固定する。油圧固定ユニット１０は、シャフト
６の外周にインナーシリンダ１２の内周を螺着し、その
外側にアウターシリンダ１３を重ねて油圧室１４を形成
する。油圧室１４の気密は、インナーシリンダ１２とア
ウターシリンダ１３のフランジ部に設ける液封シール１
５にて維持される。

【００１６】インナーシリンダ１２は、シャフト６のお
ねじ１１に螺合すると共に締付けナット１６と環状肩６
ｂにて位置決めして固定されている。アウターシリンダ
１３には、別途用意される油圧ポンプからの液圧を中継
するプラグ（図示せず）を取付ける導入孔１７が設けら
れている。この導入孔１７の先には、油圧室１４に至る
連絡孔１３ａが形成されている。そして、アウターシリ
ンダ１３とハブリング４の間に、バネ定数の大きい皿バ
ネ１８が挿入される。

【００１７】ユニット１のシャフト６への固定は、締付
けナット１６の側面をアウターシリンダ１３に当接させ
て、アウターシリンダ１３によって皿バネ１８を介して
ユニット１を仮締めした後、油圧室１４に別途用意する
油圧ポンプから流体を圧送し、アウターシリンダ１３を
ユニット１側に更に移動して皿バネ１８を介してユニッ
ト１をシャフトフランジ部６ａに押圧する。仮締めした
後に移動したアウターシリンダ１３と締付けナット１６
との隙間は、締付けナット１６を廻して左方に追従させ
消滅させる。その後、油圧固定ユニット１０の液圧を除
圧する。その結果、ユニット１はシャフト６に摩擦力に
よって強固に一体となって固定される。図１の油圧固定
ユニット１０は、この時点における状態を示したもので
ある。

【００１８】圧延作業中の温度変化よつてユニット１へ
のクランプ力は変化するが、皿バネ１８の弾性力によっ
て吸収される。ユニット１を外す時は、油圧固定ユニッ
ト１０に液圧を作用させて、締付けナット１６に作用し
ている皿バネ１８の弾性力を解除した後、締付けナット
１６を右方に弛め油圧室１４を縮小することで皿バネ１
８の反撥力を解く。その後、締付けナット１６、油圧固
定ユニット１０、皿バネ１８の順に外せば、ユニット１
は取外せる。

【００１９】第１実施例のユニット１の他の目的が、ス
リーブロール２の硬質材の容積縮小にあるとすれば、図
２に示す比較例の方が有効である。しかし比較例では構
造上、取付けボルト５の張力の一部がハブ２３とハブリ
ング２４を圧縮するのに用いられるためスリーブロール
２２を挟み付ける力が小さくなり、油圧固定機構を用い
て側面からユニット１をシャフト６に固定する際も油圧
固定機構による力が最大限に生かされず、スリーブロー
ル２２を期待通り押圧できないという問題がある。

【００２０】図２においてユニット２０は、スリーブロ
ール２２がハブ２３の外周にハブリング２４と共に嵌装
されている点では、ユニット１と同様であるが、取付け
ボルト５はハブ２３とハブリング２４の二者を結合し、
スリーブロール２２を間接的に摩擦結合している。スリ
ーブロール２２の幅Ｌ１とハブ２３の嵌合幅Ｌ２は、Ｌ
１＞Ｌ２に設定する必要があり、ハブリング２４の撓み
を防ぐため設けられるリング状の突起２４ａの高さを△
Ｌとすれば、Ｌ１＜△Ｌ＋Ｌ２の場合は、ハブリング２
４の変形がＬ１＝△Ｌ＋Ｌ２となるまでは、取付けボル
ト５の張力はスリーブロール２２のクランプ力に寄与し
ない。 Ｌ１＞△Ｌ＋Ｌ２の場合は、ハブリング２４が
傘状に撓むので正確にスリーブロール２２をクランプす
ることができない。

【００２１】次に、油圧固定機構による外部圧縮力が追
加された時のスリーブロール２へのクランプ力の変動に
つき、図８によって第１実施例と比較例を対比し説明す
る。図８において縦軸にクランプ力を、横軸に関連部材
の軸方向変形量を、それぞれの関連部材の弾性係数を傾
斜αとβにて模式的に表して示したたものである。

【００２２】第１実施例について考察すれば、関連部材
の取付けボルト５は伸びて、スリーブロール２＋ハブ３
＋ハブリング４は縮んで、取付けボルト５によるユニッ
ト１単体におけるスリーブロール２のクランプ力はＦｆ
となる。そして、油圧固定ユニット１０による外部圧縮
力Ｗａが追加され、Ｆｔ分は、スリーブロール２＋ハブ
３＋ハブリング４を更に圧縮するために消費され、Ｆａ
分は、取付けボルト５のクランプ力を削減するが、スリ
ーブロール２への総合クランプ力は、Ｆｃ１＝Ｆｆ＋Ｆ
ｔに増加する。

【００２３】ところが比較例においては、リング状の突
起２４ａの高さ△Ｌの寸法によっては、外部圧縮力Ｗａ
の何割かがハブ２３＋ハブリング２４を圧縮するために
消費されるので、クランプ力に寄与する実際の外部圧縮
力Ｗａは、第１実施例よりも小さくなる。

【００２４】図３に、第２実施例のユニット３０を示
す。該ユニット３０は、カリバー２ａを有する超硬合
金、セラミックス、サーメット等の硬質材から成るリン
グ状のスリーブロール２は第１実施例と同一形態であ
り、その両側面に合金鋼等から成るハブリング４を配置
し、スリーブロール２の軸方向側面に形成される複数の
貫通孔２ｂに取付けボルト５を挿通して、双方のハブリ
ング４とスリーブロール２の三者を一体に摩擦結合した
ものである。スリーブロール２の軸方向側面に設ける複
数の貫通孔２ｂは、取付けボルト５が通過するスペース
さえあればよく、正確な円形でなくとも或いは内周側に
開放された切欠き穴であってもよい。

【００２５】又、カリバー２ａの数や寸法は、圧延の工
程順に適宜選択されるがハブリング４の厚さを調節して
ユニット３０の幅がどれも同一になるようにすれば、ユ
ニット３０の部品管理が容易である。この第２実施例に
おいても、油圧固定ユニット１０による外部圧縮力Ｗａ
が追加された場合、スリーブロール２へのクランプ力は
増大する。

【００２６】次に、第１乃至２実施例をベースに油圧固
定機構を用いなくても、他の周知慣用技術でユニット１
又は３０の軸方向への移動を拘束すれば、シャフト６へ
の一体化が確実に達成される手段について説明する。

【００２７】図４に、第１実施例を利用したユニット４
０を示す。該ユニット４０は、カリバー２ａを有する超
硬合金、セラミックス、サーメット等の硬質材から成る
第１実施例と同一形態のリング状のスリーブロール２
を、合金鋼等から成るハブ４３の外周にハブリング４２
と共に嵌装し、スリーブロール２の軸方向側面の複数の
貫通孔２ｂに、取付けボルト５を挿通して、ハブフラン
ジ部４３ａとスリーブロール２及びハブリング４２との
三者を一体に摩擦結合したものである。

【００２８】そして、矢印イに示すようにハブ４３の外
周とハブリング４２の内周にキー４１を介在させ、且
つ、ハブ４３側のキー溝を袋状にしたものである。或い
は、矢印ロに示すようにハブリング４２側のキー溝を袋
状にしたものである。この様に構成することにより、ス
リーブロール２の回転トルクはハブフランジ部４３ａで
受けると共に、ハブリング４２にも分担して受ける。ハ
ブ４３及びハブリング４２は合金鋼等から形成されてい
るから、キー溝を用いた係合手段を採用してもよい。
又、ハブ４３やハブリング４２のキー溝が袋状であれ
ば、キー４１の脱落を防ぐことができる。

【００２９】図５に、第１実施例を利用したユニット５
０をシャフト６に周知慣用技術である締付ナット５２を
用いて固定した圧延ロールを示す。該ユニット５０は、
カリバー２ａを有する超硬合金、セラミックス、サーメ
ット等の硬質材から成る第１実施例と同一形態のリング
状のスリーブロール２を、合金鋼等から成るハブ５３の
外周にハブリング４と共に嵌装し、スリーブロール２の
軸方向側面の複数の貫通孔２ｂに取付けボルト５を挿通
して、ハブフランジ部５３ａとスリーブロール２及びハ
ブリング４との三者を一体に摩擦結合したものである。

【００３０】そして、ハブ５３の内周とシャフト６の外
周にキーを５１を介在させ、シャフト６とユニツト５０
を一体に固定する。ハブ５３及びシャフト６は合金鋼等
から形成されているから、キー溝を用いた係合手段を採
用してもよい。

【００３１】図６に、第２実施例を利用したユニット６
０をシャフト６に周知慣用技術である締付ナット５２を
用いて、固定した圧延ロールを示す。該ユニット６０
は、カリバー２ａを有する超硬合金、セラミックス、サ
ーメット等の硬質材から成るリング状のスリーブロール
２は第１実施例と同一形態であり、その両側面に合金鋼
等から成るハブリング６４を配置し、スリーブロール２
の軸方向側面の複数の貫通孔２ｂに取付けボルト５を挿
通して、双方のハブリング６４とスリーブロール２の三
者を一体に摩擦結合したものである。

【００３２】そして、少なくとも一方のハブリング６４
の内周とシャフト６の外周にキー６１を介在させ、ユニ
ット６０をシャフト６に一体に固定する。ハブリング６
４及びシャフト６は合金鋼等から形成されているから、
キー溝を用いた係合手段を採用してもよい。

【００３３】図７に、第２実施例を利用したユニット７
０をシャフト６に周知慣用技術である締付ナット５２を
用いて、固定した圧延ロールを示す。該ユニット７０
は、カリバー２ａを有する超硬合金、セラミックス、サ
ーメット等の硬質材から成るリング状のスリーブロール
２は第１実施例と同一形態であり、その両側面に合金鋼
等から成るハブリング７４を配置し、スリーブロール２
の軸方向側面の複数の貫通孔２ｂに取付けボルト５を挿
通して、双方のハブリング７４とスリーブロール２の三
者を一体に摩擦結合したものである。

【００３４】そして、一方のハブリング７４の側面とシ
ャフトフランジ部６ａの側面にキー７１を介在させ、ユ
ニット７０をシャフト６に一体に固定する。ハブリング
７４及びシャフトフランジ６ａは合金鋼等から形成され
ているから、キー溝を用いた係合手段を採用してもよ
い。又、ユニット４０、５０、６０、７０が、油圧固定
機構等を用いてシャフト６に一体に固定可能であること
は言うまでもない。

【００３５】

【発明の効果】組立式の圧延ロールにおいて、耐摩耗性
が要求されるてロール部に超硬合金に代表される硬質材
から成るリング状のスリーブロール用い、強靭性が要求
される軸部やハブ及びハブリングに合金鋼を用いて、圧
延ロールの回転トルクを機械的に受けるキー等の固定手
段は、スリーブロールの軸方向側面を貫通する複数の取
付けボルトにて一体に結合されているハブやハブリング
と軸部との間に介在させ、スリーブロールを摩擦接合に
て固定したから、回転トルクに起因する応力集中でスリ
ーブロールが欠損することはない。

【００３６】そして、スリーブロール部は目的別の部材
を用いたユニット式にしたから、スリーブロール部全体
を耐摩耗性が要求される硬質材にて形成するものより、
経済的な圧延ロールが提供できる。又、ユニット化され
たスリーブロールを軸方向に押圧する力は全て、直接ス
リーブロールに作用するので、押圧力は最大限に活かさ
れスリーブロールは強固に固定される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスーブロールユニット１の断面図であ
る。

【図２】比較例のスリーブロールユニット２０の断面図
である。

【図３】本発明のスリーブロールユニット３０の断面図
である。

【図４】本発明のスリーブロールユニット４０の断面図
である。

【図５】本発明のスリーブロールユニット５０の断面図
である。

【図６】本発明のスリーブロールユニット６０の断面図
である。

【図７】本発明のスリーブロールユニット７０の断面図
である。

【図８】外部圧縮力が負荷されたときのスリーブロール
へのクランプ力の変動に関する説明図である。

【図９】従来技術の組立式圧延ロールの断面図である。

【図１０】図９のＸ−Ｘ断面における断面図である。

【符号の説明】

１、２０、３０、４０、５０、６０、７０：スリーブロ
ールユニット ２、２２：スリーブロール ３、２３、４３、５３：ハブ ３ａ、２３ａ、４３ａ、５３ａ：ハブフランジ部 ４、２４、６４、７４：ハブリング ５：取付けボルト ６：シャフト ６ａ：シャフトフランジ部 ４１、５１、６１、７１：キー

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハブの外周に、超硬合金、セラミック
   ス、サーメット等の硬質材から成るリング状のスリーブ
   ロールを嵌装した圧延ロールにおいて、前記スリーブロ
   ールの軸方向側面に複数の貫通孔を形成して、前記ハブ
   のハブフランジ部、前記スリーブロール及び前記ハブリ
   ングの三者を取付けボルトにて一体に結合したことを特
   徴とする複合スリーブロール。
2. 【請求項２】 前記ハブの外周と前記ハブリングの内周
   にキーを介在させたことを特徴とする請求項１に記載の
   複合スリーブロール。
3. 【請求項３】 前記キーと係合するキー溝は、前記ハブ
   の外周及び前記ハブリングの内周に設けられ、前記キー
   溝のいずれか一方もしくは両者が袋状になっていること
   を特徴とする請求項２に記載の複合スリーブロール。
4. 【請求項４】 前記ハブの内周と圧延ロールのシャフト
   の外周にキーを介在させたことを特徴とする請求項１乃
   至３のいずれかに記載の複合スリーブロール。
5. 【請求項５】 超硬合金、セラミックス、サーメット等
   の硬質材から成るリング状のスリーブロールの軸方向側
   面に複数の貫通孔を形成し、その両側にハブリングを配
   置して前記スリーブロールを中心に双方の前記ハブリン
   グとの三者を取付けボルトにて一体に結合したことを特
   徴とする複合スリーブロール。
6. 【請求項６】 少なくとも前記ハブリングの一方に、前
   記ハブリングの内周と圧延ロールのシャフトの外周又
   は、前記ハブリングの側面と圧延ロールのシャフトフラ
   ンジ部の側面にキーを介在させたことを特徴とする請求
   項５に記載の複合スリーブロール。