胴幅可変式水平ロール装置
【課題】水平ロールに大きな荷重をかけることができセンターリング装置が不要でロール軸心方向寸法の短縮化が可能な胴幅可変式水平ロール装置を提供する。
【解決手段】一方に駆動源が連結され、両側を軸受箱１４、１４ａによって支持されたロール軸１２にスプライン結合によって装着された左右の中空軸１１、１１ａと、それに固着された左右対となる水平ロール１０、１０ａと、ロール軸１２に対して左右の中空軸１１、１１ａの取付け位置をそれぞれ決める位置決め手段２０、２１ａとを有する胴幅可変式水平ロール装置２１において、位置決め手段２０、２０ａは、外周側に雄ねじ２８が、内周側に螺旋方向の異なる雌ねじ２９が形成され、軸心方向に移動可能な中空ねじ駒１３の回転を防止する回転防止手段２５を有する。
【解決手段】一方に駆動源が連結され、両側を軸受箱１４、１４ａによって支持されたロール軸１２にスプライン結合によって装着された左右の中空軸１１、１１ａと、それに固着された左右対となる水平ロール１０、１０ａと、ロール軸１２に対して左右の中空軸１１、１１ａの取付け位置をそれぞれ決める位置決め手段２０、２１ａとを有する胴幅可変式水平ロール装置２１において、位置決め手段２０、２０ａは、外周側に雄ねじ２８が、内周側に螺旋方向の異なる雌ねじ２９が形成され、軸心方向に移動可能な中空ねじ駒１３の回転を防止する回転防止手段２５を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｈ形鋼用仕上げ圧延機に用いられる水平ロールの胴幅をオフラインで任意に調整可能な胴幅可変式水平ロール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｈ形鋼のユニバーサル圧延機において、ユニバーサルミルの水平ロール胴幅をオンラインで変更することにより、異なる寸法のＨ形鋼を圧延する手段が、例えば、特許文献１や特許文献２に記載されている。
特許文献１、２に開示された胴幅可変式水平ロール装置は、Ｈ形鋼のフランジ及びこれを連結するウェブを圧延する対となる水平ロールを有し、一方の水平ロールはミルモータによって駆動される駆動側（ドライブ側）のロール軸に固定され、他方の水平ロールはスプラインによって駆動側（ドライブ側）のロール軸に連結されている反駆動側（ワークサイド側）の中空軸に固定されている。
【０００３】
中空軸の内側には、ロール軸と軸心を一致させ、一部に雄ねじが形成されているスクリュー軸が設けられ、このスクリュー軸の雄ねじは中空軸の内部に形成されている雌ねじと螺合している。そして、中空軸の端部には、スクリュー軸の回転をロックするロック側と、スクリュー軸を中空軸と連結する側に切り換えるクラッチ機構が設けられている。
【０００４】
そして、クラッチ機構を操作してスクリュー軸を留めた状態で、ロール軸をミルモータによって駆動すると、固定された雄ねじに対して雌ねじが移動し、結果として、中空軸に設けられている左右の水平ロールの間隔が変わる。水平ロールの移動によって左右の中心位置も圧延ラインに対してずれるので、中空軸及びロール軸の全体を左右に動かすセンターリング装置を設け、左右の水平ロールで形成する胴幅の中心を調整するようにしている。
【０００５】
更に、従来例として、図５を参照しながら、反駆動側（ワークサイド側）に設けられている胴幅可変式水平ロール装置の詳細を説明する。なお、図５（Ａ）は圧延稼動時（ロール胴幅Ｗがｍｉｎ（ミニマム））の状態を、図５（Ｂ）はロール胴幅変更時（ロール胴幅をｍｉｎ（ミニマム）からｍａｘ（マックス）へ変更）の状態を示している。
図５において、６０は中空軸を、６１はスクリュー軸を、６２は中空軸６０に設けられた雌ねじを、６３は中空ねじ駒７０に取付けられた雄ねじを、６４は片側の水平ロールを、６５は軸受箱を、６６はスクリュー軸軸受を、６７は回転駆動源に連結されているロール軸を、６８はロール軸６７と中空軸６０を連結するスプラインを示す。
【０００６】
なお、ロール軸６７とスクリュー軸６１は分離しており、図５においては、クラッチ機構については省略している。前記した雄ねじ６３が形成される中空ねじ駒７０の外周部にはフランジ７１が設けられ、スクリュー軸６１に形成された雄ねじ７２に螺合するスラスト荷重受けナット７３が設けられている。
【０００７】
中空ねじ駒７０は、中空ねじ駒７０の外周にある雄ねじ６３に螺合する雌ねじ６２を有する中空軸６０と噛合っている。中空ねじ駒７０にはスクリュー軸６１が回転自在に挿入され、中空ねじ駒７０と連結したスラスト荷重受けナット７３はスクリュー軸６１に雄ねじ７２を介して螺合する。水平ロール６４にかかる水平反力は、スラスト荷重受けナット７３を経由してスクリュー軸軸受６６にて支持される。
このように、中空ねじ駒７０の内周にねじ機構がないので、スラスト荷重受けナット７３の機構が必要となる。
【０００８】
軸受箱６５の軸方向中心とスクリュー軸軸受６６の軸方向中心との距離Ｌ´は、以下の（１）式で表される。
Ｌ´＝Ｌａ＋Ｌｂ＋Ｌｃ＋Ｌｄ＋Ｓ ・・・（１）
Ｌａ：胴幅Ｗｍｉｎ時の軸受箱中心から中空軸端までの距離
Ｌｂ：中空ねじ駒のフランジ幅寸法
Ｌｃ：スラスト荷重受けナット端からスクリュー軸軸受中心までの距離
Ｌｄ：スラスト荷重受けナットの幅寸法
Ｓ：ロール移動量
軸受箱６５の中心とスクリュー軸軸受６６の中心との距離Ｌ´には、スラスト荷重受けナット７３の幅寸法が含まれている。
【０００９】
さらに、中空ねじ駒７０のねじ長さＰ´は、以下の（２）式で表される。
Ｐ´＝ｍ＋Ｓ ・・・（２）
ｍ：荷重Ｆｖ支持分寸法
Ｓ：ロール移動量
このように、ねじ長さＰ´は、中空ねじ駒７０の雄ねじ６２によって調整される水平ロール６４の移動量Ｓと荷重Ｆｖ支持分寸法の長さが必要となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭６２−１５６００７号公報
【特許文献２】特開平３−２１０９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、以上に示す胴幅可変式水平ロール装置は以下のような問題点があった。
（１）中空軸側に固定されている水平ロールに大きな水平方向の荷重がかかった場合に、その荷重は中空軸の雌ねじを経路してスクリュー軸にかかる。しかし、一般にスクリュー軸は径が小さいこともあって、大きな荷重を受けることができなかった。
（２）スクリュー軸の回転をロックする側とスクリュー軸を中空軸と連結する（ロック解除）側に切り換える複雑な構造のクラッチ機構が必要となる。
（３）また、左右の水平ロールの中心位置が圧延ラインに対してずれるので、装置全体をシフトするセンターリング装置が必要であり、装置全体が複雑化するという問題があった。
（４）圧延するＨ形鋼のサイズの大小範囲が広い場合、軸受箱の中心からスクリュー軸軸受の中心までの距離には、ロール胴幅変更のための中空軸と中空ねじ駒との長いねじ噛み合いと、スラスト荷重受けナットの幅の長さが余分に必要となり、コンパクトにできないという問題があった。
【００１２】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、大きなロール荷重であっても使用でき、しかも、クラッチ機構やセンターリング装置が不要で、小型化が可能で且つ簡便な操作で胴幅を変更できる胴幅可変式水平ロール装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的に沿う本発明に係る胴幅可変式水平ロール装置は、一方に駆動源が連結され、両側を軸受箱によって支持されたロール軸と、該ロール軸にスプライン結合によって装着された左右の中空軸と、該左右の中空軸にそれぞれ固着された左右対となる水平ロールと、前記ロール軸に対して前記左右の中空軸の取付け位置をそれぞれ決める位置決め手段とを有する胴幅可変式水平ロール装置において、
前記位置決め手段は、１）前記ロール軸の一部に形成された第１の雄ねじと、２）前記中空軸の内側に形成された第１の雌ねじと、３）内側に前記第１の雄ねじに螺合する第２の雌ねじが形成されるとともに外側に前記第１の雌ねじに螺合する第２の雄ねじが形成された中空ねじ駒と、４）軸心方向に移動可能な前記中空ねじ駒の回転を防止する回転防止手段を有し、前記中空ねじ駒の前記第２の雌ねじと前記第２の雄ねじは螺旋方向が異なっている。
【００１４】
従って、本発明に係る胴幅可変式水平ロール装置においては、回転防止手段によって、中空ねじ駒の回転を止めた状態で、ロール軸を駆動源で回転させると、スプライン結合によってロール軸に係合した中空軸が回転して、第１の雌ねじとロール軸の一部に形成された第１の雄ねじとが同一方向に回転する。一方、中空ねじ駒の第２の雌ねじと第２の雄ねじは螺旋方向が異なるねじとなって、しかも、第１の雌ねじ及び第１の雄ねじは、中空ねじ駒の第２の雄ねじ及び第２の雌ねじにそれぞれ螺合しているので、中空ねじ駒が軸心方向に移動するとともに、中空軸も中空ねじ駒に対して、中空ねじ駒の移動方向と同一方向に移動することとなる。
【００１５】
本発明に係る胴幅可変式水平ロール装置において、前記回転防止手段は、前記中空ねじ駒の外周部に設けられた溝形の掛止部と、前記軸受箱の一部を貫通し、前記掛止部に先部が嵌入する取外し可能な前記掛止部材とを有するのが好ましい。これによって、確実に中空ねじ駒の回転防止ができ、中空ねじ駒は軸心方向にのみ移動可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１、２記載の胴幅可変式水平ロール装置においては、クラッチ機構が不要となり、その結果、ロール軸はその径を太くすることが可能になるので、水平ロールの荷重負荷を大きくすることができる。また、左右の位置決め手段を設けて、それぞれ水平ロールの位置を調整するので、センターリング装置が不要となる。そして、位置決め手段が小型化できるので、位置決め手段を既設の水平ロール装置に付加して胴幅可変式水平ロール装置に改造することが容易にできる。
【００１７】
特に、請求項２記載の胴幅可変式水平ロール装置において、回転防止手段は、中空ねじ駒の外周部に設けられた溝形の掛止部と、軸受箱の一部を貫通し、掛止部に先部が嵌入する取外し可能な掛止部材とを有するので、回転防止手段は簡単な構造で且つ取外しが容易となり、オフラインにて行うロール胴幅可変動作が迅速に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る胴幅可変式水平ロール装置を含むユニバーサル圧延機の断面図である。
【図２】同胴幅可変式水平ロール装置の位置決め手段を示す詳細図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同胴幅可変式水平ロール装置の圧延稼動時の説明図、ロール胴幅変更時の説明図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ位置決め手段に設けられるねじ止め手段の縦断面図、横断面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ従来例に係る胴幅可変式水平ロール装置の圧延稼動時の説明図、ロール胴幅変更時の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る胴幅可変式水平ロール装置２１、２１ａは、Ｈ形鋼圧延機、例えば、ユニバーサル圧延機に用いられ、オフラインで胴幅可変式水平ロール装置２１、２１ａのロール胴幅を変更するものである。この胴幅可変式水平ロール装置２１、２１ａは、それぞれ左右の水平ロール１０、１０ａ（胴幅可変式水平ロール装置２１ａの場合は水平ロール１０ｂ、１０ｃ）と左右の中空軸１１、１１ａと左右の位置決め手段２０、２０ａを有している。
【００２０】
図１は、胴幅可変式水平ロール装置２１、２１ａを含むユニバーサル圧延機を示している。
また、ユニバーサル圧延機は、上下方向において、上方にある胴幅可変式水平ロール装置２１と、下方にある胴幅可変式水平ロール装置２１ａを一対で回転してＨ形鋼３０を圧延する。さらに、左右方向では、堅ロール２２、２２ａが反駆動側と駆動側の左右方向からＨ形鋼３０を押し圧延する。
そして、Ｈ形鋼３０の寸法（ウェブ長さ）に応じて、胴幅可変式水平ロール装置２１の胴幅（即ち、左右の水平ロール１０、１０ａ間隔）、胴幅可変式水平ロール装置２１ａの胴幅（即ち、左右の水平ロール１０ｂ、１０ｃ間隔）をそれぞれ位置決め手段２０、２０ａによって設定し各種サイズのＨ形鋼圧延に対応するものである。
【００２１】
ここで、上下にある胴幅可変式水平ロール装置２１、２１ａはいずれも同構造となるので、以下の説明では上方にある胴幅可変式水平ロール装置２１について説明する。
胴幅可変式水平ロール装置２１のロール軸１２の一端部にはロール駆動カップリング１７に駆動源となるロール駆動用モータ（図示せず）が接続され水平ロール１０、１０ａを駆動する。また、他端部はロール軸固定軸受１６で、ロール軸１２が回動自在に固定されている。
【００２２】
また、胴幅可変式水平ロール装置２１は、ロール駆動用モータ（図示せず）で駆動される駆動側と、駆動力のない反駆動側に分けて構成され左右対称構造なので、以下、反駆動側の構成を中心に説明していく。
反駆動側において、ロール軸１２と中空軸１１とはスプライン１５（駆動側の水平ロール１０ａの場合は、中空軸１１ａとスプライン１５ａよって結合）にてスプライン結合している。これによりモータ駆動されたロール軸１２の駆動力は中空軸１１に伝えられる。その結果、ロール軸１２と中空軸１１は一体となって回転し、スプライン結合なので中空軸１１はロール軸１２の軸心方向に移動可能である。なお、中空軸１１には、水平ロール１０が固着されている。
【００２３】
また、位置決め手段２０を構成している中空ねじ駒１３は、ロール軸１２及び中空軸１１と螺合している。さらに、ロール軸１２は、回転自在なベアリングで構成された軸受箱１４で支えられ固定されている。
なお、駆動側について簡単に説明すると、位置決め手段２０ａを構成している中空ねじ駒１３ａは、同様にロール軸１２及び中空軸１１ａと螺合している。そして、軸受箱１４ａは、同様にロール軸１２を支え固定している。
そして、位置決め手段２０で中空軸１１の取付け位置、即ち水平ロール１０の位置を調節し、位置決め手段２０ａで中空軸１１ａの取付け位置、即ち水平ロール１０ａの位置を調節することで、互いに独立して位置調節を行うので、水平ロール１０と水平ロール１０ａで決定される胴幅の中心をＨ型鋼３０の中心と合わせるセンターリング装置が不要となる。
【００２４】
次に、胴幅可変式水平ロール装置２１にかかる圧延反力について説明する。例えば、Ｆｖ２＞Ｆｖ１の場合、水平ロール１０は、圧延反力（水平力）を支持し、且つ堅ロール２２の作用力Ｆｖ１と堅ロール２２ａの作用力Ｆｖ２の差分作用力（Ｆｖ２−Ｆｖ１）を中空軸１１及び中空ねじ駒１３を通してロール軸１２に伝えられる。そして、ロール軸１２は、ロール軸固定軸受１６にて位置保持し作用力Ｆｖ２を受けている。この場合、圧延反力（水平力）を別途新たな機構を要せず、中空軸１１及び中空ねじ駒１３のみでロール軸固定軸受１６に伝えることができ水平ロール１０の荷重負荷を大きくすることができる。なぜなら、水平ロール１０の荷重負荷のために別に設けられた小径のスクリュー軸を必要としないからである。
圧延反力（垂直力）Ｆｈ１も、反対方向に働く力（図示せず）の差分がかかる軸受箱１４にて位置保持している。これについては、本発明に関係しないので詳細説明は省略する。
【００２５】
図２に示すように、位置決め手段２０は、ロール軸１２の一部に形成された第１の雄ねじ２６と、中空軸１１の内側に形成された第１の雌ねじと２７と、内側に第１の雄ねじ２６に螺合する第２の雌ねじ２９が形成されるとともに外側に第１の雌ねじ２７に螺合する第２の雄ねじ２８が形成された中空ねじ駒１３と、軸心方向に移動可能な中空ねじ駒１３の回転を防止する回転防止手段２５を有し、中空ねじ駒１３の第２の雌ねじ２９と第２の雄ねじ２８は螺旋方向が異なっている。
【００２６】
すなわち、中空軸１１には貫通孔が設けられ、その端部の内周面に第１の雌ねじ２７が設けられている。そして、前記貫通孔をロール軸１２が貫通している。また、外周面に第２の雄ねじ２８及び内周面に第２の雌ねじ２９を形成した中空ねじ駒１３は、前記貫通孔に挿入される。そして、中空ねじ駒１３の第２の雄ねじ２８は、中空軸１１の第１の雌ねじ２７と螺合している。さらに、中空ねじ駒１３の第２の雌ねじ２９はロール軸１２の端部に設けられた第１の雄ねじ２６とも螺合している。
従って、水平ロール１０が固着された中空軸１１とロール軸１２とが、中空ねじ駒１３とねじ結合されている。なお、第２の雄ねじ２８と第２の雌ねじ２９の送りピッチは同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００２７】
回転防止手段２５は、掛止部材１８と切欠孔３１と掛止部１９とで構成される。
そして、軸受箱１４には、切欠孔３１が設けられている。掛止部材１８は、この切欠孔３１を貫通し、掛止部材１８の先部は、中空ねじ駒１３の端部に作り付けられ第２の雄ねじ２８より外径の大きいフランジ３３の外周に設けられた溝形の掛止部１９に差込まれて、中空ねじ駒１３は軸心方向に移動可能だが、回転不能となる。ここでは、掛止部１９は中空ねじ駒１３の軸心方向に設けられた溝で構成されている。このように、回転防止手段２５は簡単なピン状の掛止部材１８、切欠孔３１及び溝状の掛止部１９で構成され、ピンは取付け及び取外しが容易なので、オフラインにて行うロール胴幅可変動作が迅速に行える。
【００２８】
このようにして、中空ねじ駒１３は、軸受箱１４に周方向の位置が固定されるので確実に回転防止できる。また、径の大きいフランジ３３に掛止部１９が設けられているので小さな荷重を与えて、中空ねじ駒１３の回転を止めることができ、掛止部１９は小型で小さい強度のものを使用することも可能となる。
【００２９】
次に、本実施の形態に係る胴幅可変式水平ロール装置の動作を説明する。
オフラインでロール胴幅可変動作を行う場合、回転防止手段２５により、中空ねじ駒１３の回転を防止する。すなわち、軸受箱１４の切欠孔３１に、掛止部材１８が挿入され、中空ねじ駒１３のフランジ３３外周の一部に設けられた掛止部１９に差込まれて、中空ねじ駒１３は、回転が防止され軸心方向にのみ移動可能となる。
そして、ロール軸１２と中空軸１１が同じ方向に回転するので、中空ねじ駒１３に設けられた第２の雄ねじ２８と、第２の雄ねじ２８に対し螺旋方向の異なる第２の雌ねじ２９の働きにより、ロール軸１２に対する中空ねじ駒１３の移動方向と、中空ねじ駒１３に対する中空軸１１の移動方向は軸心方向に同一方向となる。
【００３０】
図３（Ａ）は圧延稼動時（ロール胴幅Ｗがｍｉｎ（ミニマム））の説明図を示す。
圧延稼動時の反駆動側の胴幅可変式水平ロール装置２１にかかる圧延反力について説明する。
堅ロール２２、２２ａにて、Ｈ形鋼３０が押し込まれるために、水平ロール１０には水平力Ｆｖがかかってくる。ここで、圧延稼動時の水平ロール１０の側面に作用する水平力Ｆｖは、中空軸１１と螺合している中空ねじ駒１３及びロール軸１２を経由してロール軸固定軸受１６へ伝わり圧縮反力で支持されている。
ここで、具体的に述べる（Ｆｖ２＞Ｆｖ１の場合）と、水平ロール１０、１０ａそれぞれにかかるＦｖ２及びＦｖ１に差が生じているので、水平力Ｆｖは、その差分Ｆｖ２−Ｆｖ１となり軸心方向中心からロール軸固定軸受１６へ向かってかかりロール軸固定軸受１６にて支持される。
【００３１】
つまり、中空ねじ駒１３の外周にある第２の雄ねじ２８及び内周にある螺旋方向の異なる第２の雌ねじ２９がそれぞれ中空軸１１とロール軸１２に噛合っているので、それぞれ軸心の内向き、外向きの両方向の作用力を直接支持することができる。その結果、左右の水平力Ｆｖ（Ｆｖ２−Ｆｖ１）の差を受けるために従来例で必要な別途必要とされていたスクリュー軸６１とスラスト荷重受けナット７３が不要となる（図５参照）。
【００３２】
また、スクリュー軸をロール軸と別個に設ける必要がなく、その結果、ロール軸１２のロールネック径は、従来例のスクリュー軸より径が太くなるので、水平ロールの荷重負荷を大きくすることができる。
その結果、従来スクリュー軸を別個に設けていたため、ロール軸のロールネック径は、ロール軸の有効径の従来４０％程度しかとれなかったものが、一体化できたので８５％以上とれるようになった。その結果、圧延用水平ロールの堅ロール許容反力値を１００トンから２５０トンにアップすることができた。
【００３３】
図３（Ｂ）はロール胴幅変更時（ロール胴幅Ｗをｍｉｎ（ミニマム）からｍａｘ（マックス）へ変更）の説明図である。
基本的には、ロール胴幅変更時は、軸受箱１４の切欠孔３１に掛止部材１８が挿入され、中空ねじ駒１３のフランジ３３の外周の一部に設けられた掛止部１９に差込まれる。それにより、中空ねじ駒１３は掛止部材１８にて軸受箱１４に周方向の位置が固定されて、中空ねじ駒１３の回転が防止される。かかる状態で、ロール駆動用モータを駆動して、ロール軸１２及びスプライン結合された中空軸１１を回転させる。
【００３４】
例えば、図２で説明したように、ロール軸１２に右ねじが切られており、ロール軸１２が右回転すると螺合している中空ねじ駒１３はロール軸１２の軸心の内（中心）方向に動く。また、中空ねじ駒１３は外周に螺旋方向の異なる（左ねじ）が切られているので、これと螺合する中空軸１１が、ロール軸１２と同方向（右）に回転すると、同様に中空ねじ駒１３も軸心の内（中心）方向に動く。
【００３５】
図３（Ｂ）に示すように、軸受箱１４の中心とロール軸固定軸受１６の中心との距離Ｌは、以下の（３）式で表される。
Ｌ＝Ｌａ＋Ｌｂ＋Ｌｃ＋Ｓ ・・・（３）
Ｌａ：胴幅Ｗｍｉｎ時の軸受箱中心から中空軸端までの距離
Ｌｂ：中空ねじ駒のフランジ幅寸法
Ｌｃ：中空ねじ駒からロール軸固定軸受中心までの距離
Ｓ：ロール移動量
その結果、軸受箱１４の軸方向中心とロール軸固定軸受１６の軸方向中心との距離Ｌは、図５に示す従来例であるスラスト荷重受けナット７３が不要となりその分の長さが短縮可能となる。その結果、ロール軸心方向にコンパクトに設計できる。
【００３６】
さらに、中空ねじ駒１３のねじ長さＰは、以下の（４）式で表される。
Ｐ＝ｍ＋Ｓ／２ ・・・（４）
ｍ：荷重Ｆｖ支持分寸法
Ｓ：ロール移動量
すなわち、ねじ長さＰは、従来例の中空ねじ駒７０に比べて、中空ねじ駒１３に設けられた雄ねじと螺旋方向の異なる雌ねじの相乗螺進効果によりロール移動量Ｓを１／２分だけ短縮化でき、水平ロール１０の必要な移動量Ｓが大きい場合に有利である
その結果、位置決め手段２０を小型化できるので、既設の水平ロール装置に位置決め手段２０を付加して胴幅可変式水平ロール装置２１に改造することが容易になる。
【００３７】
そして、実際の実機を設計した結果、距離Ｌは、現状５２４５ｍｍであったが３９２０ｍｍに短縮された。その結果、位置決め手段２０がコンパクトになったので、既設の水平ロール装置にも適応可能となった。
また、その結果、反駆動側に位置決め手段２０を、駆動側にも位置決め手段２０ａを設置することができ、左右でそれぞれ独立して水平ロール１０、１０ａの位置が決められるので、センターリング装置が不要になった。
【００３８】
次に、図４（Ａ）、（Ｂ）を参照してねじ止め手段３５ついて説明する。
圧延稼働時において、中空ねじ駒１３とロール軸１２とは、ねじ結合で固定されていて掛止部材１８は外されている。そのため、中空ねじ駒１３とロール軸１２を固定するねじ止め手段３５が設けられている。ねじ止め手段３５は固定ねじ３６とねじ止め孔３２にて構成される。例えば、中空ねじ駒１３の掛止部１９の底面部にさらに、ねじ止め孔３２が設けられている。このねじ止め孔３２には、内面に雌ねじが切られており、これに固定ねじ３６の雄ねじを挿入してロール軸１２と中空ねじ駒１３を固定する。このようにして、ねじ止め手段３５を設けることで中空ねじ駒１３とロール軸１２とを確実に固定することができる。即ち操業時は、掛止部材１８を外すとともに、ねじ止め孔３２に設けられている固定ねじ３６を回してロール軸１２に中空ねじ駒１３を固定する。
【００３９】
ロール胴幅変更を手動で行う例を、図４（Ｂ）にて示す。
ここでは、固定ねじ３６は外した状態で、且つオフラインの作業でロール軸１２及び中空軸１１が停止している状態で行う。直接、中空ねじ駒１３のみを手動で回転させるため、回転防止手段２５で軸受箱１４に固定しないで行う。そのために、中空ねじ駒１３の外周にアーム２３を形成して、そのアーム２３にあけたアーム孔に、例えば突起状の治具（図示しない）を挿入して、その治具を手動で廻して中空ねじ駒１３を回転させる。このように、中空ねじ駒１３を回転させことにより、中空軸１１とロール軸１２とが互いに軸心方向の反対側に移動して水平ロール１０のロール胴幅可変の動作を行うことができる。
【００４０】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
【符号の説明】
【００４１】
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ：水平ロール、１１、１１ａ：中空軸、１２：ロール軸、１３、１３ａ：中空ねじ駒、１４、１４ａ：軸受箱、１５、１５ａ：スプライン、１６：ロール軸固定軸受、１７：ロール駆動カップリング、１８：掛止部材、１９：掛止部、２０、２０ａ：位置決め手段、２１、２１ａ：胴幅可変式水平ロール装置、２２、２２ａ：堅ロール、２３：アーム、２５：回転防止手段、２６：第１の雄ねじ、２７：第１の雌ねじ、２８：第２の雄ねじ、２９：第２の雌ねじ、３０：Ｈ形鋼、３１：切欠孔、３２：ねじ止め孔、３３：フランジ、３５：ねじ止め手段、３６：固定ねじ、６０：中空軸、６１：スクリュー軸、６２：雌ねじ、６３：雄ねじ、６４：ロール、６５：軸受箱、６６：スクリュー軸軸受、６７：ロール軸、６８：スプライン、７０：中空ねじ駒、７１：フランジ、７２：雄ねじ、７３：スラスト荷重受けナット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｈ形鋼用仕上げ圧延機に用いられる水平ロールの胴幅をオフラインで任意に調整可能な胴幅可変式水平ロール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｈ形鋼のユニバーサル圧延機において、ユニバーサルミルの水平ロール胴幅をオンラインで変更することにより、異なる寸法のＨ形鋼を圧延する手段が、例えば、特許文献１や特許文献２に記載されている。
特許文献１、２に開示された胴幅可変式水平ロール装置は、Ｈ形鋼のフランジ及びこれを連結するウェブを圧延する対となる水平ロールを有し、一方の水平ロールはミルモータによって駆動される駆動側（ドライブ側）のロール軸に固定され、他方の水平ロールはスプラインによって駆動側（ドライブ側）のロール軸に連結されている反駆動側（ワークサイド側）の中空軸に固定されている。
【０００３】
中空軸の内側には、ロール軸と軸心を一致させ、一部に雄ねじが形成されているスクリュー軸が設けられ、このスクリュー軸の雄ねじは中空軸の内部に形成されている雌ねじと螺合している。そして、中空軸の端部には、スクリュー軸の回転をロックするロック側と、スクリュー軸を中空軸と連結する側に切り換えるクラッチ機構が設けられている。
【０００４】
そして、クラッチ機構を操作してスクリュー軸を留めた状態で、ロール軸をミルモータによって駆動すると、固定された雄ねじに対して雌ねじが移動し、結果として、中空軸に設けられている左右の水平ロールの間隔が変わる。水平ロールの移動によって左右の中心位置も圧延ラインに対してずれるので、中空軸及びロール軸の全体を左右に動かすセンターリング装置を設け、左右の水平ロールで形成する胴幅の中心を調整するようにしている。
【０００５】
更に、従来例として、図５を参照しながら、反駆動側（ワークサイド側）に設けられている胴幅可変式水平ロール装置の詳細を説明する。なお、図５（Ａ）は圧延稼動時（ロール胴幅Ｗがｍｉｎ（ミニマム））の状態を、図５（Ｂ）はロール胴幅変更時（ロール胴幅をｍｉｎ（ミニマム）からｍａｘ（マックス）へ変更）の状態を示している。
図５において、６０は中空軸を、６１はスクリュー軸を、６２は中空軸６０に設けられた雌ねじを、６３は中空ねじ駒７０に取付けられた雄ねじを、６４は片側の水平ロールを、６５は軸受箱を、６６はスクリュー軸軸受を、６７は回転駆動源に連結されているロール軸を、６８はロール軸６７と中空軸６０を連結するスプラインを示す。
【０００６】
なお、ロール軸６７とスクリュー軸６１は分離しており、図５においては、クラッチ機構については省略している。前記した雄ねじ６３が形成される中空ねじ駒７０の外周部にはフランジ７１が設けられ、スクリュー軸６１に形成された雄ねじ７２に螺合するスラスト荷重受けナット７３が設けられている。
【０００７】
中空ねじ駒７０は、中空ねじ駒７０の外周にある雄ねじ６３に螺合する雌ねじ６２を有する中空軸６０と噛合っている。中空ねじ駒７０にはスクリュー軸６１が回転自在に挿入され、中空ねじ駒７０と連結したスラスト荷重受けナット７３はスクリュー軸６１に雄ねじ７２を介して螺合する。水平ロール６４にかかる水平反力は、スラスト荷重受けナット７３を経由してスクリュー軸軸受６６にて支持される。
このように、中空ねじ駒７０の内周にねじ機構がないので、スラスト荷重受けナット７３の機構が必要となる。
【０００８】
軸受箱６５の軸方向中心とスクリュー軸軸受６６の軸方向中心との距離Ｌ´は、以下の（１）式で表される。
Ｌ´＝Ｌａ＋Ｌｂ＋Ｌｃ＋Ｌｄ＋Ｓ ・・・（１）
Ｌａ：胴幅Ｗｍｉｎ時の軸受箱中心から中空軸端までの距離
Ｌｂ：中空ねじ駒のフランジ幅寸法
Ｌｃ：スラスト荷重受けナット端からスクリュー軸軸受中心までの距離
Ｌｄ：スラスト荷重受けナットの幅寸法
Ｓ：ロール移動量
軸受箱６５の中心とスクリュー軸軸受６６の中心との距離Ｌ´には、スラスト荷重受けナット７３の幅寸法が含まれている。
【０００９】
さらに、中空ねじ駒７０のねじ長さＰ´は、以下の（２）式で表される。
Ｐ´＝ｍ＋Ｓ ・・・（２）
ｍ：荷重Ｆｖ支持分寸法
Ｓ：ロール移動量
このように、ねじ長さＰ´は、中空ねじ駒７０の雄ねじ６２によって調整される水平ロール６４の移動量Ｓと荷重Ｆｖ支持分寸法の長さが必要となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭６２−１５６００７号公報
【特許文献２】特開平３−２１０９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、以上に示す胴幅可変式水平ロール装置は以下のような問題点があった。
（１）中空軸側に固定されている水平ロールに大きな水平方向の荷重がかかった場合に、その荷重は中空軸の雌ねじを経路してスクリュー軸にかかる。しかし、一般にスクリュー軸は径が小さいこともあって、大きな荷重を受けることができなかった。
（２）スクリュー軸の回転をロックする側とスクリュー軸を中空軸と連結する（ロック解除）側に切り換える複雑な構造のクラッチ機構が必要となる。
（３）また、左右の水平ロールの中心位置が圧延ラインに対してずれるので、装置全体をシフトするセンターリング装置が必要であり、装置全体が複雑化するという問題があった。
（４）圧延するＨ形鋼のサイズの大小範囲が広い場合、軸受箱の中心からスクリュー軸軸受の中心までの距離には、ロール胴幅変更のための中空軸と中空ねじ駒との長いねじ噛み合いと、スラスト荷重受けナットの幅の長さが余分に必要となり、コンパクトにできないという問題があった。
【００１２】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、大きなロール荷重であっても使用でき、しかも、クラッチ機構やセンターリング装置が不要で、小型化が可能で且つ簡便な操作で胴幅を変更できる胴幅可変式水平ロール装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的に沿う本発明に係る胴幅可変式水平ロール装置は、一方に駆動源が連結され、両側を軸受箱によって支持されたロール軸と、該ロール軸にスプライン結合によって装着された左右の中空軸と、該左右の中空軸にそれぞれ固着された左右対となる水平ロールと、前記ロール軸に対して前記左右の中空軸の取付け位置をそれぞれ決める位置決め手段とを有する胴幅可変式水平ロール装置において、
前記位置決め手段は、１）前記ロール軸の一部に形成された第１の雄ねじと、２）前記中空軸の内側に形成された第１の雌ねじと、３）内側に前記第１の雄ねじに螺合する第２の雌ねじが形成されるとともに外側に前記第１の雌ねじに螺合する第２の雄ねじが形成された中空ねじ駒と、４）軸心方向に移動可能な前記中空ねじ駒の回転を防止する回転防止手段を有し、前記中空ねじ駒の前記第２の雌ねじと前記第２の雄ねじは螺旋方向が異なっている。
【００１４】
従って、本発明に係る胴幅可変式水平ロール装置においては、回転防止手段によって、中空ねじ駒の回転を止めた状態で、ロール軸を駆動源で回転させると、スプライン結合によってロール軸に係合した中空軸が回転して、第１の雌ねじとロール軸の一部に形成された第１の雄ねじとが同一方向に回転する。一方、中空ねじ駒の第２の雌ねじと第２の雄ねじは螺旋方向が異なるねじとなって、しかも、第１の雌ねじ及び第１の雄ねじは、中空ねじ駒の第２の雄ねじ及び第２の雌ねじにそれぞれ螺合しているので、中空ねじ駒が軸心方向に移動するとともに、中空軸も中空ねじ駒に対して、中空ねじ駒の移動方向と同一方向に移動することとなる。
【００１５】
本発明に係る胴幅可変式水平ロール装置において、前記回転防止手段は、前記中空ねじ駒の外周部に設けられた溝形の掛止部と、前記軸受箱の一部を貫通し、前記掛止部に先部が嵌入する取外し可能な前記掛止部材とを有するのが好ましい。これによって、確実に中空ねじ駒の回転防止ができ、中空ねじ駒は軸心方向にのみ移動可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１、２記載の胴幅可変式水平ロール装置においては、クラッチ機構が不要となり、その結果、ロール軸はその径を太くすることが可能になるので、水平ロールの荷重負荷を大きくすることができる。また、左右の位置決め手段を設けて、それぞれ水平ロールの位置を調整するので、センターリング装置が不要となる。そして、位置決め手段が小型化できるので、位置決め手段を既設の水平ロール装置に付加して胴幅可変式水平ロール装置に改造することが容易にできる。
【００１７】
特に、請求項２記載の胴幅可変式水平ロール装置において、回転防止手段は、中空ねじ駒の外周部に設けられた溝形の掛止部と、軸受箱の一部を貫通し、掛止部に先部が嵌入する取外し可能な掛止部材とを有するので、回転防止手段は簡単な構造で且つ取外しが容易となり、オフラインにて行うロール胴幅可変動作が迅速に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る胴幅可変式水平ロール装置を含むユニバーサル圧延機の断面図である。
【図２】同胴幅可変式水平ロール装置の位置決め手段を示す詳細図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同胴幅可変式水平ロール装置の圧延稼動時の説明図、ロール胴幅変更時の説明図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ位置決め手段に設けられるねじ止め手段の縦断面図、横断面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ従来例に係る胴幅可変式水平ロール装置の圧延稼動時の説明図、ロール胴幅変更時の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る胴幅可変式水平ロール装置２１、２１ａは、Ｈ形鋼圧延機、例えば、ユニバーサル圧延機に用いられ、オフラインで胴幅可変式水平ロール装置２１、２１ａのロール胴幅を変更するものである。この胴幅可変式水平ロール装置２１、２１ａは、それぞれ左右の水平ロール１０、１０ａ（胴幅可変式水平ロール装置２１ａの場合は水平ロール１０ｂ、１０ｃ）と左右の中空軸１１、１１ａと左右の位置決め手段２０、２０ａを有している。
【００２０】
図１は、胴幅可変式水平ロール装置２１、２１ａを含むユニバーサル圧延機を示している。
また、ユニバーサル圧延機は、上下方向において、上方にある胴幅可変式水平ロール装置２１と、下方にある胴幅可変式水平ロール装置２１ａを一対で回転してＨ形鋼３０を圧延する。さらに、左右方向では、堅ロール２２、２２ａが反駆動側と駆動側の左右方向からＨ形鋼３０を押し圧延する。
そして、Ｈ形鋼３０の寸法（ウェブ長さ）に応じて、胴幅可変式水平ロール装置２１の胴幅（即ち、左右の水平ロール１０、１０ａ間隔）、胴幅可変式水平ロール装置２１ａの胴幅（即ち、左右の水平ロール１０ｂ、１０ｃ間隔）をそれぞれ位置決め手段２０、２０ａによって設定し各種サイズのＨ形鋼圧延に対応するものである。
【００２１】
ここで、上下にある胴幅可変式水平ロール装置２１、２１ａはいずれも同構造となるので、以下の説明では上方にある胴幅可変式水平ロール装置２１について説明する。
胴幅可変式水平ロール装置２１のロール軸１２の一端部にはロール駆動カップリング１７に駆動源となるロール駆動用モータ（図示せず）が接続され水平ロール１０、１０ａを駆動する。また、他端部はロール軸固定軸受１６で、ロール軸１２が回動自在に固定されている。
【００２２】
また、胴幅可変式水平ロール装置２１は、ロール駆動用モータ（図示せず）で駆動される駆動側と、駆動力のない反駆動側に分けて構成され左右対称構造なので、以下、反駆動側の構成を中心に説明していく。
反駆動側において、ロール軸１２と中空軸１１とはスプライン１５（駆動側の水平ロール１０ａの場合は、中空軸１１ａとスプライン１５ａよって結合）にてスプライン結合している。これによりモータ駆動されたロール軸１２の駆動力は中空軸１１に伝えられる。その結果、ロール軸１２と中空軸１１は一体となって回転し、スプライン結合なので中空軸１１はロール軸１２の軸心方向に移動可能である。なお、中空軸１１には、水平ロール１０が固着されている。
【００２３】
また、位置決め手段２０を構成している中空ねじ駒１３は、ロール軸１２及び中空軸１１と螺合している。さらに、ロール軸１２は、回転自在なベアリングで構成された軸受箱１４で支えられ固定されている。
なお、駆動側について簡単に説明すると、位置決め手段２０ａを構成している中空ねじ駒１３ａは、同様にロール軸１２及び中空軸１１ａと螺合している。そして、軸受箱１４ａは、同様にロール軸１２を支え固定している。
そして、位置決め手段２０で中空軸１１の取付け位置、即ち水平ロール１０の位置を調節し、位置決め手段２０ａで中空軸１１ａの取付け位置、即ち水平ロール１０ａの位置を調節することで、互いに独立して位置調節を行うので、水平ロール１０と水平ロール１０ａで決定される胴幅の中心をＨ型鋼３０の中心と合わせるセンターリング装置が不要となる。
【００２４】
次に、胴幅可変式水平ロール装置２１にかかる圧延反力について説明する。例えば、Ｆｖ２＞Ｆｖ１の場合、水平ロール１０は、圧延反力（水平力）を支持し、且つ堅ロール２２の作用力Ｆｖ１と堅ロール２２ａの作用力Ｆｖ２の差分作用力（Ｆｖ２−Ｆｖ１）を中空軸１１及び中空ねじ駒１３を通してロール軸１２に伝えられる。そして、ロール軸１２は、ロール軸固定軸受１６にて位置保持し作用力Ｆｖ２を受けている。この場合、圧延反力（水平力）を別途新たな機構を要せず、中空軸１１及び中空ねじ駒１３のみでロール軸固定軸受１６に伝えることができ水平ロール１０の荷重負荷を大きくすることができる。なぜなら、水平ロール１０の荷重負荷のために別に設けられた小径のスクリュー軸を必要としないからである。
圧延反力（垂直力）Ｆｈ１も、反対方向に働く力（図示せず）の差分がかかる軸受箱１４にて位置保持している。これについては、本発明に関係しないので詳細説明は省略する。
【００２５】
図２に示すように、位置決め手段２０は、ロール軸１２の一部に形成された第１の雄ねじ２６と、中空軸１１の内側に形成された第１の雌ねじと２７と、内側に第１の雄ねじ２６に螺合する第２の雌ねじ２９が形成されるとともに外側に第１の雌ねじ２７に螺合する第２の雄ねじ２８が形成された中空ねじ駒１３と、軸心方向に移動可能な中空ねじ駒１３の回転を防止する回転防止手段２５を有し、中空ねじ駒１３の第２の雌ねじ２９と第２の雄ねじ２８は螺旋方向が異なっている。
【００２６】
すなわち、中空軸１１には貫通孔が設けられ、その端部の内周面に第１の雌ねじ２７が設けられている。そして、前記貫通孔をロール軸１２が貫通している。また、外周面に第２の雄ねじ２８及び内周面に第２の雌ねじ２９を形成した中空ねじ駒１３は、前記貫通孔に挿入される。そして、中空ねじ駒１３の第２の雄ねじ２８は、中空軸１１の第１の雌ねじ２７と螺合している。さらに、中空ねじ駒１３の第２の雌ねじ２９はロール軸１２の端部に設けられた第１の雄ねじ２６とも螺合している。
従って、水平ロール１０が固着された中空軸１１とロール軸１２とが、中空ねじ駒１３とねじ結合されている。なお、第２の雄ねじ２８と第２の雌ねじ２９の送りピッチは同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００２７】
回転防止手段２５は、掛止部材１８と切欠孔３１と掛止部１９とで構成される。
そして、軸受箱１４には、切欠孔３１が設けられている。掛止部材１８は、この切欠孔３１を貫通し、掛止部材１８の先部は、中空ねじ駒１３の端部に作り付けられ第２の雄ねじ２８より外径の大きいフランジ３３の外周に設けられた溝形の掛止部１９に差込まれて、中空ねじ駒１３は軸心方向に移動可能だが、回転不能となる。ここでは、掛止部１９は中空ねじ駒１３の軸心方向に設けられた溝で構成されている。このように、回転防止手段２５は簡単なピン状の掛止部材１８、切欠孔３１及び溝状の掛止部１９で構成され、ピンは取付け及び取外しが容易なので、オフラインにて行うロール胴幅可変動作が迅速に行える。
【００２８】
このようにして、中空ねじ駒１３は、軸受箱１４に周方向の位置が固定されるので確実に回転防止できる。また、径の大きいフランジ３３に掛止部１９が設けられているので小さな荷重を与えて、中空ねじ駒１３の回転を止めることができ、掛止部１９は小型で小さい強度のものを使用することも可能となる。
【００２９】
次に、本実施の形態に係る胴幅可変式水平ロール装置の動作を説明する。
オフラインでロール胴幅可変動作を行う場合、回転防止手段２５により、中空ねじ駒１３の回転を防止する。すなわち、軸受箱１４の切欠孔３１に、掛止部材１８が挿入され、中空ねじ駒１３のフランジ３３外周の一部に設けられた掛止部１９に差込まれて、中空ねじ駒１３は、回転が防止され軸心方向にのみ移動可能となる。
そして、ロール軸１２と中空軸１１が同じ方向に回転するので、中空ねじ駒１３に設けられた第２の雄ねじ２８と、第２の雄ねじ２８に対し螺旋方向の異なる第２の雌ねじ２９の働きにより、ロール軸１２に対する中空ねじ駒１３の移動方向と、中空ねじ駒１３に対する中空軸１１の移動方向は軸心方向に同一方向となる。
【００３０】
図３（Ａ）は圧延稼動時（ロール胴幅Ｗがｍｉｎ（ミニマム））の説明図を示す。
圧延稼動時の反駆動側の胴幅可変式水平ロール装置２１にかかる圧延反力について説明する。
堅ロール２２、２２ａにて、Ｈ形鋼３０が押し込まれるために、水平ロール１０には水平力Ｆｖがかかってくる。ここで、圧延稼動時の水平ロール１０の側面に作用する水平力Ｆｖは、中空軸１１と螺合している中空ねじ駒１３及びロール軸１２を経由してロール軸固定軸受１６へ伝わり圧縮反力で支持されている。
ここで、具体的に述べる（Ｆｖ２＞Ｆｖ１の場合）と、水平ロール１０、１０ａそれぞれにかかるＦｖ２及びＦｖ１に差が生じているので、水平力Ｆｖは、その差分Ｆｖ２−Ｆｖ１となり軸心方向中心からロール軸固定軸受１６へ向かってかかりロール軸固定軸受１６にて支持される。
【００３１】
つまり、中空ねじ駒１３の外周にある第２の雄ねじ２８及び内周にある螺旋方向の異なる第２の雌ねじ２９がそれぞれ中空軸１１とロール軸１２に噛合っているので、それぞれ軸心の内向き、外向きの両方向の作用力を直接支持することができる。その結果、左右の水平力Ｆｖ（Ｆｖ２−Ｆｖ１）の差を受けるために従来例で必要な別途必要とされていたスクリュー軸６１とスラスト荷重受けナット７３が不要となる（図５参照）。
【００３２】
また、スクリュー軸をロール軸と別個に設ける必要がなく、その結果、ロール軸１２のロールネック径は、従来例のスクリュー軸より径が太くなるので、水平ロールの荷重負荷を大きくすることができる。
その結果、従来スクリュー軸を別個に設けていたため、ロール軸のロールネック径は、ロール軸の有効径の従来４０％程度しかとれなかったものが、一体化できたので８５％以上とれるようになった。その結果、圧延用水平ロールの堅ロール許容反力値を１００トンから２５０トンにアップすることができた。
【００３３】
図３（Ｂ）はロール胴幅変更時（ロール胴幅Ｗをｍｉｎ（ミニマム）からｍａｘ（マックス）へ変更）の説明図である。
基本的には、ロール胴幅変更時は、軸受箱１４の切欠孔３１に掛止部材１８が挿入され、中空ねじ駒１３のフランジ３３の外周の一部に設けられた掛止部１９に差込まれる。それにより、中空ねじ駒１３は掛止部材１８にて軸受箱１４に周方向の位置が固定されて、中空ねじ駒１３の回転が防止される。かかる状態で、ロール駆動用モータを駆動して、ロール軸１２及びスプライン結合された中空軸１１を回転させる。
【００３４】
例えば、図２で説明したように、ロール軸１２に右ねじが切られており、ロール軸１２が右回転すると螺合している中空ねじ駒１３はロール軸１２の軸心の内（中心）方向に動く。また、中空ねじ駒１３は外周に螺旋方向の異なる（左ねじ）が切られているので、これと螺合する中空軸１１が、ロール軸１２と同方向（右）に回転すると、同様に中空ねじ駒１３も軸心の内（中心）方向に動く。
【００３５】
図３（Ｂ）に示すように、軸受箱１４の中心とロール軸固定軸受１６の中心との距離Ｌは、以下の（３）式で表される。
Ｌ＝Ｌａ＋Ｌｂ＋Ｌｃ＋Ｓ ・・・（３）
Ｌａ：胴幅Ｗｍｉｎ時の軸受箱中心から中空軸端までの距離
Ｌｂ：中空ねじ駒のフランジ幅寸法
Ｌｃ：中空ねじ駒からロール軸固定軸受中心までの距離
Ｓ：ロール移動量
その結果、軸受箱１４の軸方向中心とロール軸固定軸受１６の軸方向中心との距離Ｌは、図５に示す従来例であるスラスト荷重受けナット７３が不要となりその分の長さが短縮可能となる。その結果、ロール軸心方向にコンパクトに設計できる。
【００３６】
さらに、中空ねじ駒１３のねじ長さＰは、以下の（４）式で表される。
Ｐ＝ｍ＋Ｓ／２ ・・・（４）
ｍ：荷重Ｆｖ支持分寸法
Ｓ：ロール移動量
すなわち、ねじ長さＰは、従来例の中空ねじ駒７０に比べて、中空ねじ駒１３に設けられた雄ねじと螺旋方向の異なる雌ねじの相乗螺進効果によりロール移動量Ｓを１／２分だけ短縮化でき、水平ロール１０の必要な移動量Ｓが大きい場合に有利である
その結果、位置決め手段２０を小型化できるので、既設の水平ロール装置に位置決め手段２０を付加して胴幅可変式水平ロール装置２１に改造することが容易になる。
【００３７】
そして、実際の実機を設計した結果、距離Ｌは、現状５２４５ｍｍであったが３９２０ｍｍに短縮された。その結果、位置決め手段２０がコンパクトになったので、既設の水平ロール装置にも適応可能となった。
また、その結果、反駆動側に位置決め手段２０を、駆動側にも位置決め手段２０ａを設置することができ、左右でそれぞれ独立して水平ロール１０、１０ａの位置が決められるので、センターリング装置が不要になった。
【００３８】
次に、図４（Ａ）、（Ｂ）を参照してねじ止め手段３５ついて説明する。
圧延稼働時において、中空ねじ駒１３とロール軸１２とは、ねじ結合で固定されていて掛止部材１８は外されている。そのため、中空ねじ駒１３とロール軸１２を固定するねじ止め手段３５が設けられている。ねじ止め手段３５は固定ねじ３６とねじ止め孔３２にて構成される。例えば、中空ねじ駒１３の掛止部１９の底面部にさらに、ねじ止め孔３２が設けられている。このねじ止め孔３２には、内面に雌ねじが切られており、これに固定ねじ３６の雄ねじを挿入してロール軸１２と中空ねじ駒１３を固定する。このようにして、ねじ止め手段３５を設けることで中空ねじ駒１３とロール軸１２とを確実に固定することができる。即ち操業時は、掛止部材１８を外すとともに、ねじ止め孔３２に設けられている固定ねじ３６を回してロール軸１２に中空ねじ駒１３を固定する。
【００３９】
ロール胴幅変更を手動で行う例を、図４（Ｂ）にて示す。
ここでは、固定ねじ３６は外した状態で、且つオフラインの作業でロール軸１２及び中空軸１１が停止している状態で行う。直接、中空ねじ駒１３のみを手動で回転させるため、回転防止手段２５で軸受箱１４に固定しないで行う。そのために、中空ねじ駒１３の外周にアーム２３を形成して、そのアーム２３にあけたアーム孔に、例えば突起状の治具（図示しない）を挿入して、その治具を手動で廻して中空ねじ駒１３を回転させる。このように、中空ねじ駒１３を回転させことにより、中空軸１１とロール軸１２とが互いに軸心方向の反対側に移動して水平ロール１０のロール胴幅可変の動作を行うことができる。
【００４０】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
【符号の説明】
【００４１】
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ：水平ロール、１１、１１ａ：中空軸、１２：ロール軸、１３、１３ａ：中空ねじ駒、１４、１４ａ：軸受箱、１５、１５ａ：スプライン、１６：ロール軸固定軸受、１７：ロール駆動カップリング、１８：掛止部材、１９：掛止部、２０、２０ａ：位置決め手段、２１、２１ａ：胴幅可変式水平ロール装置、２２、２２ａ：堅ロール、２３：アーム、２５：回転防止手段、２６：第１の雄ねじ、２７：第１の雌ねじ、２８：第２の雄ねじ、２９：第２の雌ねじ、３０：Ｈ形鋼、３１：切欠孔、３２：ねじ止め孔、３３：フランジ、３５：ねじ止め手段、３６：固定ねじ、６０：中空軸、６１：スクリュー軸、６２：雌ねじ、６３：雄ねじ、６４：ロール、６５：軸受箱、６６：スクリュー軸軸受、６７：ロール軸、６８：スプライン、７０：中空ねじ駒、７１：フランジ、７２：雄ねじ、７３：スラスト荷重受けナット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方に駆動源が連結され、両側を軸受箱によって支持されたロール軸と、該ロール軸にスプライン結合によって装着された左右の中空軸と、該左右の中空軸にそれぞれ固着された左右対となる水平ロールと、前記ロール軸に対して前記左右の中空軸の取付け位置をそれぞれ決める位置決め手段とを有する胴幅可変式水平ロール装置において、
前記位置決め手段は、１）前記ロール軸の一部に形成された第１の雄ねじと、２）前記中空軸の内側に形成された第１の雌ねじと、３）内側に前記第１の雄ねじに螺合する第２の雌ねじが形成されるとともに外側に前記第１の雌ねじに螺合する第２の雄ねじが形成された中空ねじ駒と、４）軸心方向に移動可能な前記中空ねじ駒の回転を防止する回転防止手段を有し、前記中空ねじ駒の前記第２の雌ねじと前記第２の雄ねじは螺旋方向が異なっていることを特徴とする胴幅可変式水平ロール装置。
【請求項２】
請求項１記載の胴幅可変式水平ロール装置において、前記回転防止手段は、前記中空ねじ駒の外周部に設けられた溝形の掛止部と、前記軸受箱の一部を貫通し、前記掛止部に先部が嵌入する取外し可能な掛止部材とを有することを特徴とする胴幅可変式水平ロール装置。
【請求項１】
一方に駆動源が連結され、両側を軸受箱によって支持されたロール軸と、該ロール軸にスプライン結合によって装着された左右の中空軸と、該左右の中空軸にそれぞれ固着された左右対となる水平ロールと、前記ロール軸に対して前記左右の中空軸の取付け位置をそれぞれ決める位置決め手段とを有する胴幅可変式水平ロール装置において、
前記位置決め手段は、１）前記ロール軸の一部に形成された第１の雄ねじと、２）前記中空軸の内側に形成された第１の雌ねじと、３）内側に前記第１の雄ねじに螺合する第２の雌ねじが形成されるとともに外側に前記第１の雌ねじに螺合する第２の雄ねじが形成された中空ねじ駒と、４）軸心方向に移動可能な前記中空ねじ駒の回転を防止する回転防止手段を有し、前記中空ねじ駒の前記第２の雌ねじと前記第２の雄ねじは螺旋方向が異なっていることを特徴とする胴幅可変式水平ロール装置。
【請求項２】
請求項１記載の胴幅可変式水平ロール装置において、前記回転防止手段は、前記中空ねじ駒の外周部に設けられた溝形の掛止部と、前記軸受箱の一部を貫通し、前記掛止部に先部が嵌入する取外し可能な掛止部材とを有することを特徴とする胴幅可変式水平ロール装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２１８０３２（Ｐ２０１２−２１８０３２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８６５４７（Ｐ２０１１−８６５４７）
【出願日】平成２３年４月８日（２０１１．４．８）
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【出願人】（３９００２２８７３）日鐵プラント設計株式会社 (275)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月８日（２０１１．４．８）
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【出願人】（３９００２２８７３）日鐵プラント設計株式会社 (275)
【Ｆターム（参考）】
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