JPH0562003B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の利用分野〕 本発明は、板用圧延機のロール駆動装置に関す
る。 〔発明の背景〕 従来、圧延機におけるロール駆動方式には、例
えば、特開昭59−30409号公報に示されているよ
うに、作業ロールを回転駆動させる方式が広く採
用されている。このような、作業ロールを駆動す
る圧延機の駆動装置は、一般に第１０図〜第１２
図に示した構造となつている。第１０図および第
１１図に示した駆動装置は、上作業ロールと下作
業ロールとをそれぞれ異なつた電動機により駆動
する、いわゆるツインドライブ方式といわれるも
のである。 第１０図および第１１図において、上作業ロー
ル１００の上方には、上中間ロール１０２、上補
強ロール１０４が配置してあり、下作業ロール２
００の下方には、下中間ロール２０２、下補強ロ
ール２０４が配置してある。上下作業ロール１０
０，２００は、それぞれロール側スピンドルカツ
プリング１０６，２０６を介してスピンドル１０
８，２０８の一端に接続されている。そして、ス
ピンドル１０８，２０８の他端は、駆動機側スピ
ンドルカツプリング１１０，２１０を介してピニ
オン１１２，２１２に接続してある。これらピニ
オン１１２，２１２は、歯車１１４，２１４に噛
み合つており、この歯車１１４，２１４が電動機
１１６，２１６の延長軸１１８，２１８に固定さ
れている。延長軸１１８と延長軸２１８とは、そ
れぞれシヤーピン型継手１２０，２２０により電
動機１１６，２１６の出力軸に結合されている。
なお、第１０図に示した駆動装置においては、ピ
ニオン１１２，２１２が連結歯車１２２，２２２
を介して相互に結合され、上作業ロール１００と
下作業ロール２００との回転速度の整合が行われ
ている。 第１２図は、いわゆるピニオンスタンド方式に
よる駆動装置である。第１２図において、電動機
２１６の出力軸には、シヤーピン型継手２２０を
介してピニオン２１２が接続され、このピニオン
２１２がピニオン１１２と噛み合い、電動機２１
６の動力をスピンドル１０８，２０８を介して上
作業ロール１００と下作業ロール２００とに伝達
できるようになつている。 シヤーピン継手は、一般に第１３図にシヤーピ
ン継手１２０を例にとつて示すごとくなつてい
る。すなわち、電動機１１６の出力軸１２４と、
入力軸である延長軸１１８との端部には、それぞ
れ内筒１２６，１２８が取り付けてあり、この内
筒１２６，１２８の外周面に歯車１３０，１３２
が形成してある。歯車１３０，１３２は、それぞ
れ出力軸側外筒１３４と入力軸側外筒１３６とに
設けた内歯歯車と噛み合つている。また、出力軸
側外筒１３４と入力軸側外筒１３６とは、複数本
のシヤーピン１３８により締結されている。この
シヤーピン１３８は、各外筒１３４，１３６の合
わせ面位置にノツチ加工が施こされており、設定
荷重より大きな負荷がかかると、ノツチ部が破断
するようになつている。なお、第１３図に示した
符号１４０，１４２は、それぞれ歯車１３０，１
３２の部分に封入した潤滑剤の漏出を防止するシ
ール部材である。 上記のごとく構成してあるシヤーピン継手１２
０においては、動力は出力軸１２４から内筒１２
６、歯車１３０を介して出力軸側外筒１３４に伝
達される。出力軸側外筒１３４が受けた動力は、
シヤーピン１３８を介して入力軸側外筒１３６に
伝達され、さらに歯車１３２、外筒１２８を介し
て入力軸である延長軸１１８に伝達される。 スピンドルカツプリングにかかる圧延材の破断
等に伴う事故時の最大トルクは、シヤーピンの設
定トルクによつて決つている。シヤーピンが一時
に大きな力を受けて破断するときの強度（一発強
度）は、実験によると疲労強度との間に第１４図
に示すような関係になつている。すなわち、シヤ
ーピンの一発強度は、疲労強度１に対して約2.5
〜3.5の間にある。したがつて、事故時における
スピンドルカツプリングの保護を考慮すると、シ
ヤーピンの一発強度を約４と考える必要があり、
電動機の出力トルク、シヤーピンの設定トルク、
スピンドルカツプリングのトルクとの関係は、第
１表に示す大きさ以上に設定する必要がある。

〔発明の目的〕

本発明は、スピンドルカツプリングを小型化で
き、小径作業ロールを採用することができる圧延
機用駆動装置を提供することを目的とする。 〔発明の概要〕 本発明は、駆動モータの出力軸とスピンドルカ
ツプリングとの間に滑りクラツチ継手を設けると
ともに、負荷検出器により駆動モータの負荷状態
を検出し、駆動モータに異常な負荷がかかつたと
きに、滑りクラツチ継手により駆動モータの出力
軸とスピドルカツプリングとの結合を即座に解除
し、スピンドルカツプリングに大きな負荷がかか
らないようにし、小型のスピンドルカツプリング
の採用を可能にして、作業ロールの小型化が図れ
るように構成したものである。 〔発明の実施例〕 本発明に係る圧延機用駆動装置の好ましい実施
例を、添付図面に従つて詳説する。なお、前記従
来技術において説明した部分に対応する部分につ
いては、同一の符号を付し、その説明を省略す
る。 第１図は、本発明に係る圧延機用駆動装置の一
実施例を示す説明図である。 第１図において、電動機１１６の出力軸１２４
は、摩擦クラツチ１４４を介して歯車１４６に結
合できるようになつている。また、電動機２１６
も電動機１１６と同様に、出力軸２２４が摩擦ク
ラツチ２４４を介して歯車２４６と結合できるよ
うになつている。歯車１４６，２４６は、それぞ
れピニオン１１２，２１２と噛み合つている。ピ
ニオン１１２の軸は、一端が電動機側スピンドル
カツプリング１１０に結合しており、他端側に歯
車１４８が固定してある。この歯車１４８は、ピ
ニオン２１２の軸に設けた摩擦クラツチ２５０を
介して、ピニオン２１２の軸に結合される歯車２
４８に噛合している。 上記のピニオン１１２，２１２と歯車１４６，
１４８，２４６，２４８は、第２図に示すように
ケーシング３００内に組み込まれており、このケ
ーシング３００に摩擦クラツチ１４４，２４４，
２５０が設けられ、滑りクラツチ継手を形成して
いる。歯車２４６は、軸が出力軸２２４の周囲に
スリーブ状に形成され、軸受２５２，２５４を介
してハウジング３００に回転自在に支持されてい
る。また、ピニオン２１２が形成されたピニオン
軸２５６は、軸受２５８，２６０によりハウジン
グ３００に回転自在に支持されている。なお、上
作業ロール１００に電動機１１６の動力を導くピ
ニオン１１２側もピニオン２１２側と同様の構成
になつている。 歯車１４８は、第３図に示すように、ピニオン
１１２が形成してあるピニオン軸１５６の端部に
固定されている。そして、歯車１４８と噛合して
いる歯車２４８は、ピニオン２１２のピニオン軸
２５６の周囲にスリーブ状に形成され、軸受２６
２，２６４により、ピニオン軸２５６に回転自在
であるとともに、ケーシング３００に回転自在に
支持されている。 摩擦クラツチ２５０は、第４図に示すように、
クラツチケース２６６内に複数のフリクシヨンデ
イスク２６８が設けられている。フリクシヨンデ
イスク２６８は、ピニオン軸２５６の端部に設け
たボス部２７０に取り付けたセンタープレート２
７２と交互に配置されている。これらフイリクシ
ヨンデイスク２６８とセンタープレート２７２と
は、プツシヤープレート２７４の押圧力を受け、
軸方向に移動できるようになつている。クラツチ
ケース２６６の開口部を覆つているカバー２７６
とプツシヤープレート２７４との間には、合成ゴ
ム等からなるエアチユーブ２７８が配設してあ
る。そしてカバー２７６の外面には、継手２８０
が設けてあり、この継手２８０がエアホース２８
２を介してロートカツプリング２８４と連通して
おり、エアチユーブ２７８に圧縮空気を導くこと
ができるようになつている。ロートカツプリング
２８４は、第５図に示すように制御弁３０２と減
圧弁３０４とを介し圧縮空気源に連通している。
制御弁３０２は、制御装置３０６によつて制御さ
れる。そして、制御装置３０６は、スピンドル２
０８設けたトルク検出器３０８からの検出信号が
入力されるようになつている。なお、第５図に示
した符号３１０は、圧縮空気の圧力を検出する圧
力計である。また、他の摩擦クラツチ１４４，２
４４も摩擦クラツチ２５０と同様の構造となつて
いる。 上記のごとく構成した実施例の作用は、次のと
おりである。 上作業ロール１００と下作業ロール２００とに
圧延動力を与える場合、電動機１１６と電動機２
１６とが駆動されるとともに、制御弁３０２が開
かれ、圧縮空気が各摩擦クラツチのロートカツプ
リング２８４、エアホース２８２、継手２８０を
介してエアチユーブ２７８に供給される。このた
め、プツシヤープレート２７４が第４図の左方向
に移動し、フリクシヨンデイスク２６８とセンタ
ープレート２７２とを密着させる。したがつて、
電動機１１６，２１６の動力は、出力軸１２４，
２２４から摩擦クラツチ１４４，２４４を介して
歯車１４６，２４６に伝達される。歯車１４６，
２４６は、噛み合つているピニオン１１２，２１
２を回転させる。ピニオン１１２，２１２の回転
は、スピンドル軸１５６，２５６の一端に結合し
た駆動機側スピンドルカツプリング１１０，２１
０、スピンドル１０８，２０８、ロール側スピン
ドルカツプリング１０６，２０６を介して上作業
ロール１００と下作業ロール２００とに伝達さ
れ、これらの作業ロールを回転させる。 スピンドル１１２の回転は、スピンドル軸１５
６の他端に固定した歯車１４８を回転させる。一
方、ピニオン２１２の回転力は、ピニオン軸２５
６の他端に設けた摩擦クラツチ２５０を介して歯
車２４８に伝達され、この歯車２４８が歯車１４
８と噛み合い、ピニオン１１２とピニオン２１２
との回転の整合、同調が図られる。 摩擦クラツチ１４４，２４４，２５０における
圧縮空気の圧力と、伝達トルクとの関係は、第６
図に一例を示すごとく、直線関係となつている。
したがつて、各摩擦クラツチへの供給圧力を調整
することにより、圧延動力として必要な設定トル
クに応じて任意の伝達トルクを得ることができ
る。また、摩擦クラツチにおける静的伝達トルク
と動的伝達トルクとの関係は、第７図のごとくな
つている。静的伝達トルクに対する変動幅は、設
定値に対して約±10％であり、動的伝達トルクも
同様の変動幅を有している。このような摩擦クラ
ツチを過負荷安全装置として使用する場合には、
静的伝達トルクが設定負荷であり、設定した所定
の静的伝達トルクより大きなトルクがかかると、
摩擦クラツチはフリクシヨンデイスクとセンター
プレートとの間にすべりが生じ、動的伝達トルク
に移行する。この動的伝達トルクは、第７図に示
したように静的伝達トルクよりも小さいため、過
負荷安全装置として使用する場合には、静的伝達
トルクを基準にし、その変動範囲を考慮すればよ
く、変動範囲が前記したように約±10％であると
ころから、必要伝達トルクの1.2倍の大きさを設
定トルクとすればよい。 上下の作業ロール１００，２００が被圧延材を
圧延することによつて電動機１１６，２１６に与
える負荷は、スピンドル２０８に設けたトルク検
出器３０８により検出され、制御装置３０６に入
力される。そして、圧延作業中における異常現
象、例えば被圧延材の破断等により、スピンドル
カツプリングに過大な負荷がかかつた場合には、
摩擦クラツチがすべり、スピンドルカツプリング
に生ずる過大な負荷を低減させる。また、制御装
置３０６は、トルク検出器３０８を介してこの過
大な負荷を検出し、制御弁３０２を切り換えて摩
擦クラツチへの圧縮空気の供給を停止するととも
に、エアチユーブ２７８内の圧縮空気を外部に放
出する。このため、電動機１１６，２１６の動力
はスピンドルカツプリングに伝達されなくなり、
スピンドルカツプリングに発生したトルクが零と
なる。 このように、圧延作業中の板破断等の事故が発
生し、電動機１１６，２１６の出力や電動機を含
む駆動系の慣性により、過大なトルクがスピンド
ルカツプリングに負荷される場合には、摩擦クラ
ツチの設定トルク以上とはならないため、スピン
ドルカツプリングの損傷を防止でき、小型化を図
ることができる。この結果、スピンドルカツプリ
ングの大きさにより制限を受けていた作業ロール
の小径化を図ることができる。しかも、異常負荷
を生じたときにも損傷する部分がなく、設備の復
旧時間が短縮できるばかりでなく、予備部品等の
準備をせずに済み、経済的な圧延機を提供するこ
とができる。さらに、摩擦クラツチを使用するこ
とにより、安全装置のキヤリブレーシヨンを行う
ことができる。例えば、第１図に示した駆動装置
においては、いずれか一方の電動機を停止させ、
他方の電動機を駆動することにより、設定トルク
どおりの能力を発揮できるか否かを容易に確認す
ることができる。 第８図および第９図は、本発明に係る圧延機用
駆動装置の他の実施例を示したものである。第８
図に示した実施例は、ツインドライブ方式の他の
例を示したもので、上作業ロール１００と下作業
ロール２００とがそれぞれ独立に制御される方式
である。また、第９図に示した実施例は、ピニオ
ンスタンド方式の実施例であつて、電動機２１６
の動力が摩擦クラツチ２８６を介してピニオン２
１２に導かれる。ピニオン２１２はスピンドル２
２４を介して下作業ロール２００を回転させると
ともに、ピニオン１１２に動力を伝達し、スピン
ドル１２４を介して上作業ロール１００を駆動す
る。この第９図に示した実施例における安全装置
のキヤリブレーシヨンは、作業ロールをロツクす
ることにより容易に行うことができる。

〔発明の効果〕

以上に説明したごとく、本発明によれば、スピ
ンドルカツプリングの小型化を図ることができ、
小径作業ロールの採用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る圧延機駆動装置の一実施
例の説明図、第２図は前記駆動装置に適用する滑
りクラツチ継手の一例を示す一部を断面にした説
明図、第３図は第１図に示した実施例に適用する
滑りクラツチ継手の縦断面図、第４図は摩擦クラ
ツチの一例を示す断面図、第５図は摩擦クラツチ
の制御系統図、第６図は摩擦クラツチの圧縮空気
圧と伝達トルクとの関係を示す特性図、第７図は
摩擦クラツチにおける静的伝達トルクを動的伝達
トルクとの変動範囲を示す特性図、第８図および
第９図は本発明に係る圧延機用駆動装置の他の実
施例を示す概略構成図、第１０図〜第１２図は従
来のシヤーピン型継手を有する圧延機用駆動装置
の概略構成図、第１３図は従来のシヤーピン型継
手の一例を示す断面図、第１４図はシヤーピンの
疲労強度と一発強度との関係を示す特性図であ
る。 １００……上作業ロール、１０６，２０６……
ロール側スピンドルカツプリング、１０８，２０
８……スピンドル、１１０，２１０……駆動機側
スピンドルカツプリング、１１２，２１２……ピ
ニオン、１１６，２１６……電動機、１２４，２
２４……出力軸、１１４，２４４，２５０，２８
６……摩擦クラツチ、１４６，１４８，２４６，
２４８……歯車、２００……下作業ロール、３０
２……制御弁、３０６……制御装置、３０８……
トルク検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 駆動モータと、この駆動モータの動力をロー
   ルに伝達するスピンドルと、このスピンドルと前
   記駆動モータの出力軸とを連結するスピンドルカ
   ツプリングとを有する圧延機用駆動装置におい
   て、前記駆動モータの出力軸と前記スピンドルカ
   ツプリングとの間に設けた滑りクラツチ継手と、
   前記駆動モータの負荷状態を検出する負荷検出器
   と、この負荷検出器の検出信号に基づき、前記駆
   動モータの出力を制御する制御回路とを設けたこ
   とを特徴とする圧延機用駆動装置。 ２ 前記負荷検出器は、前記スピンドルに生ずる
   トルクを検出するトルク検出器であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の圧延機用駆
   動装置。 ３ 前記負荷検出器は、前記ロールが圧延する被
   圧延材の張力を検出する張力検出器であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の圧延機
   用駆動装置。 ４ 前記駆動モータは、上側ロールを駆動する上
   ロール駆動モータと、下側ロールを駆動する下ロ
   ール駆動モータとからなつており、 前記滑りクラツチ継手は、前記上ロール駆動モ
   ータの出力軸に設けた第１の摩擦クラツチを介し
   て駆動される第１の歯車と、この第１の歯車と噛
   合している第１のピニオンを有し、一端が前記上
   側ロールの前記スピンドルカツプリングに連結し
   ている第１のピニオン軸と、前記下ロール駆動モ
   ータに設けた第２の摩擦クラツチを介して駆動さ
   れる第２の歯車と、この第２の歯車と噛合する第
   ２のピニオンを有し、一端が前記下側ロールの前
   記スピンドルカツプリングに連結している第２の
   ピニオン軸と、この第２のピニオン軸と前記第１
   のピニオン軸とのいずれか一方の他端部に固定し
   た第３の歯車と、他方のピニオン軸の他端部に回
   転自在に設けられ、前記第３の歯車と噛合してい
   る第４の歯車と、この第４の歯車と前記他方のピ
   ニオン軸とを接続する第３の摩擦クラツチとから
   なることを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
   し第３項のいずれか１項に記載の圧延機用駆動装
   置。