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【発明の名称】 圧延ロール、圧延リング、圧延機及び圧延ロールの組み立て方法
【発明者】 【氏名】小倉 栄次

【氏名】由利 浩一

【氏名】福田 努

【氏名】高月 満広

【要約】 【課題】圧延リングの外周面に引張応力が作用することを防止してクラックの発生を抑制するとともに、超硬合金等の硬質材料で形成される圧延リングを小さくして使用コストを大幅に低減することができる圧延ロールを提供する。

【解決手段】一端が圧延機の出力軸に接続されて軸線回りに回転されるシャフト12を有し、シャフト12の他端側部分に筒状をなすスリーブ部材20が装着され、スリーブ部材20の外周に硬質材料で形成された圧延リング30が固定されて構成される圧延ロール11であって、スリーブ部材20の外周側に内周サポート部26が配置され、圧延リング30は、内周サポート部26を介してスリーブ部材20に支持されており、圧延リング30の他端側には押圧部材50と押圧機構60とが配置され、これら押圧部材50及び押圧機構60によって圧延リング30を一端側に向けて押圧して固定する構成とされていることを特徴とする。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
一端が圧延機の出力軸に接続されて軸線回りに回転されるシャフトを有し、該シャフトの他端側部分に筒状をなすスリーブ部材が装着され、該スリーブ部材の外周に硬質材料で形成された圧延リングが固定されて構成される圧延ロールであって、
前記スリーブ部材の外周側には、内周サポート部が配置されていて、前記圧延リングは、前記内周サポート部を介して前記スリーブ部材に支持されるとともに、
前記圧延リングの他端側には、前記圧延リングの他端側を向く側面を押圧する押圧部材と、この押圧部材を一端側に向けて付勢する押圧機構とが配置され、これら押圧部材及び押圧機構によって前記圧延リングを一端側に向けて押圧して固定する構成とされていることを特徴とする圧延ロール。
【請求項2】
前記スリーブ部材の外周側には、前記圧延リングの側面に当接される側面サポート部が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の圧延ロール。
【請求項3】
前記側面サポート部が前記内周サポート部と一体に形成されるとともに、前記内周サポート部の内周側には凹部が形成されていることを特徴とする請求項2に記載の圧延ロール。
【請求項4】
前記押圧部材の他端側に油圧ナットが配置されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の圧延ロール。
【請求項5】
前記押圧部材と前記油圧ナットとの間には、弾性部材が介装されていることを特徴とする請求項4に記載の圧延ロール。
【請求項6】
前記押圧部材は前記圧延リングの他端側において前記シャフトに螺着される押圧ナットとされるとともに、前記油圧ナットは着脱可能に配置されていることを特徴とする請求項4に記載の圧延ロール。
【請求項7】
前記内周サポート部は、前記スリーブ部材と一体に形成されていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の圧延ロール。
【請求項8】
前記内周サポート部は、前記スリーブ部材の外周から径方向外側に向けて突出した突出部であることを特徴とする請求項7に記載の圧延ロール。
【請求項9】
前記内周サポート部は、前記スリーブ部材と前記圧延リングとの間に介装されるスペーサであることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の圧延ロール。
【請求項10】
前記内周サポート部は、前記圧延リングの内周面に圧入によって固定されていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の圧延ロール。
【請求項11】
前記内周サポート部は、前記圧延リングに接着されていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の圧延ロール。
【請求項12】
請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の圧延ロールに使用される圧延リングであって、
側面に前記押圧部材に押圧される被押圧面が形成されるとともに、内径が、前記スリーブ部材の前記内周サポート部が配置されていない部分の外径よりも大きくされていることを特徴とする圧延リング。
【請求項13】
請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の圧延ロールを備え、前記押圧部材による押圧力を受ける受け面を有することを特徴とする圧延機。
【請求項14】
前記シャフトは一端側に向けて拡径する段差部を有し、前記受け面がこの段差部に形成されていることを特徴とする請求項13に記載の圧延機。
【請求項15】
一端が圧延機の出力軸に接続されて軸線回りに回転されるシャフトを有し、該シャフトの他端側部分に筒状をなすスリーブ部材が装着され、該スリーブ部材の外周に硬質材料で形成された圧延リングが固定されて構成される圧延ロールの組み立て方法であって、
前記スリーブ部材の外周側に内周サポート部を配置して、前記圧延リングを、前記内周サポート部を介して前記スリーブ部材に支持するとともに、
前記圧延リングの他端側に備えられた押圧部材と押圧機構とによって前記圧延リングを一端側に向けて押圧して固定することを特徴とする圧延ロールの組み立て方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、一端が圧延機の出力軸に接続されたシャフトの外周に、硬質材料で構成された圧延リングを固定して構成される、いわゆる片持ち式の圧延ロール、この圧延ロールを構成する圧延リング、前記圧延ロールを備えた圧延機及び前記圧延ロールの組み立て方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般に、金属等の棒材や線材を連続的に生産する場合には、外周面に成形溝が形成された圧延ロールによって金属素材を連続圧延加工することが広く行われている。このような圧延には、例えば特許文献1に示すように、一端が圧延機の出力軸に接続されたシャフトを有するいわゆる片持ち式の圧延ロールが使用されている。また、連続圧延加工の後段においては圧延後の製品(線材や棒材)の表面を滑らかに仕上げるために、超硬合金等の硬質材料で構成された圧延リングをシャフトの外周に着脱可能に組み付けて構成された圧延ロールが使用されている。
【0003】
図14に、従来の圧延ロールの一例を示す。この圧延ロール1は、例えば鋼材によって形成され、軸線Lに沿って延びる概略円柱状をなすシャフト2を有し、このシャフト2の一端(図14において左側)が圧延機の出力軸(図示なし)に接続された片持ち式の圧延ロール1である。シャフト2の他端側(図14において右側)には、他端側に向かうにしたがい漸次外径が小さくなるテーパ部3が形成され、テーパ部3のさらに他端側には、多段円柱状をなす小径部4が形成されている。
【0004】
このシャフト2には、前記テーパ部3に嵌合可能なテーパ孔6を有するスリーブ部材5がシャフト2の他端側から装着されている。このスリーブ部材5の外周面は軸線Lと平行な円筒面とされており、スリーブ部材5の肉厚は一端側に向かうにしたがい漸次薄くなるように構成されている。また、スリーブ部材5の他端側には、前記テーパ孔6と同軸状に延びる挿通孔7が穿設されていて、シャフト2の小径部4が挿入されている。
【0005】
このスリーブ部材5の外周側には、超硬合金等の硬質材料で形成された概略円環状をなす圧延リング8が配置されている。この圧延リング8の外周面の軸線L方向中央部には、径方向内側に向けて凹んだ断面半円状をなす成形溝9が形成されており、圧延リング8の内周面は、軸線Lと平行な円筒面とされている。
【0006】
ここで、シャフト2に装着されたスリーブ部材5を一端側へと移動させることにより、テーパ部3によってスリーブ部材5が径方向外側に向けて広がるように変形させられることになる。すると、スリーブ部材5によって圧延リング8の内周面が径方向外側に向けて広がるように押圧されることになり、スリーブ部材5の外周面に圧延リング8が固定される。ここで、シャフト2とスリーブ部材5とがテーパ嵌合によって固定されているので、シャフト2、スリーブ部材5及び圧延リング8が一体となって圧延ロール1が構成されることになる。
【特許文献1】特許第3116040号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところで、このような圧延ロール1においては、超硬合金等の硬質材料で構成された圧延リング8の内周面を押し広げるように押圧して固定しているため、圧延リング8の外周面には円周方向への引張応力が作用することになる。ここで、超硬合金等の硬質材料は、一般に引張応力に対して脆いため、圧延リング8の外周面にクラックが発生することがあった。圧延リング8の外周面にクラックが発生した場合には、このクラック内に金属素材等が入りこんで圧延を良好に行うことができなくなるとともに、クラックが拡大して圧延リング8自体が破損してしまうおそれがある。このため、クラックが発生した場合には圧延リング8を早期に交換する必要があり、この圧延ロール1の使用コストが大幅に増大してしまうといった問題があった。
【0008】
このクラックの発生を抑制するために、従来は、圧延リング8の径方向の肉厚や軸線L方向の長さを大きくして剛性を確保しているが、この場合、圧延に使用される部分が圧延リング8全体に対して相対的に小さくなり、必要以上に超硬合金の使用量が多くなって圧延リング8の生産コストが大幅に増加してしまう。
さらに、圧延後の製品(線材や棒材)の表面を滑らかに仕上げるためには、圧延リング8をできるだけ高硬度の材料で形成することが望ましいが、高硬度の材料は引張応力に対してさらに脆くなる傾向にあってクラックが発生しやすくなるため、従来は、圧延リング8を高硬度の材料で形成して製品の表面状態の向上を図ることはできなかった。
【0009】
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、圧延リングの外周面に引張応力が作用することを防止してクラックの発生を抑制するとともに、超硬合金等の硬質材料で構成される圧延リングのサイズを小さくすることで、使用コストを大幅に低減することができる圧延ロール、この圧延ロールを構成する圧延リング、前記圧延ロールを備えた圧延機及び前記圧延ロールの組み立て方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前記目的を達成するために、本発明に係る圧延ロールは、一端が圧延機の出力軸に接続されて軸線回りに回転されるシャフトを有し、該シャフトの他端側部分に筒状をなすスリーブ部材が装着され、該スリーブ部材の外周に硬質材料で形成された圧延リングが固定されて構成される圧延ロールであって、前記スリーブ部材の外周側には、内周サポート部が配置されていて、前記圧延リングは、前記内周サポート部を介して前記スリーブ部材に支持されるとともに、前記圧延リングの他端側には、前記圧延リングの他端側を向く側面を押圧する押圧部材と、この押圧部材を一端側に向けて付勢する押圧機構とが配置され、これら押圧部材及び押圧機構によって前記圧延リングを一端側に向けて押圧して固定する構成とされていることを特徴としている。
【0011】
また、本発明に係る圧延ロールの組み立て方法は、一端が圧延機の出力軸に接続されて軸線回りに回転されるシャフトを有し、該シャフトの他端側部分に筒状をなすスリーブ部材が装着され、該スリーブ部材の外周に硬質材料で形成された圧延リングが固定されて構成される圧延ロールの組み立て方法であって、前記スリーブ部材の外周側に内周サポート部を配置して、前記圧延リングを、前記内周サポート部を介して前記スリーブ部材に支持するとともに、前記圧延リングの他端側に備えられた押圧部材と押圧機構とによって前記圧延リングを一端側に向けて押圧して固定することを特徴としている。
【0012】
本発明の圧延ロール及び圧延ロールの組み立て方法によれば、超硬合金等の硬質材料で構成された圧延リングを押圧部材を一端側に付勢することによって側方から押圧して固定しているので、圧延リングには軸線方向の圧縮応力が作用した状態で固定され、圧延リングを内周サポート部を介して支持する際に内周側から押圧して固定する必要がない。したがって、圧延リングの外周面に円周方向の引張応力が作用することがなく、圧延リングの外周面にクラックが発生することを抑制することができる。したがって、この圧延リングの寿命延長を図ることができ、圧延ロールの使用コストを大幅に低減することができる。
【0013】
また、前述のように圧延リングの外周面へのクラックの発生が抑制されており、圧延リングの剛性を必要以上に確保する必要がないので、前記スリーブ部材の外周側に内周サポート部を配置することで圧延リングの肉厚を薄くすることができる。したがって、超硬合金等の硬質材料の使用量を削減して圧延リングの生産コストを大幅に低減することができる。
【0014】
さらに、圧延リングが内周サポート部を介してスリーブ部材に支持されているので、圧延リングを、その軸線がスリーブ部材及びシャフトの軸線と一致するように配置することができ、圧延を良好に行うことができる。
また、圧延リングを軸線方向に押圧して固定しているので、軸線方向に隣接する各部材間の隙間が小さくなり、シャフトのシール性を向上させることができるとともに、シール構造を簡略化することができる。
【0015】
ここで、前記スリーブ部材の外周側に、前記圧延リングの側面に当接される側面サポート部を配置することにより、圧延リングの軸線方向の長さを短くすることができ、超硬合金等の硬質材料の使用量をさらに削減して圧延リングの生産コストをより一層低減することができる。さらに、この側面サポート部を前記内周サポート部と一体に形成するとともに、前記内周サポート部の内周側には凹部を形成することにより、前記押圧機構によって圧延リングが押圧された際には、凹部を設けたことによって内周サポータ部ごと側面サポータ部を圧延リングの前記側面側に撓ませるようにして、前記軸線方向により大きな圧縮応力を作用させることができる。
【0016】
また、前記押圧部材の他端側に油圧ナットを配置することにより、油圧を制御することで押圧部材の押圧力を周方向に均一に調整でき、圧延リングの着脱を容易に、かつ、確実に行うことができる。よって、圧延ロールの組み立て作業に掛かる時間と労力を大幅に低減することができる。ここで、この油圧ナットは、前記押圧機構として常にその油圧により押圧部材を介して圧延リングを付勢する構成とされていてもよいが、例えばこの押圧部材と前記油圧ナットとの間に、弾性部材を介装しておけば、この弾性部材が前記押圧機構として押圧部材を一端側に向けて付勢することにより圧延リングを押圧して固定することになるので、こうして圧延リングが固定された後は油圧ナットの油圧による押圧力を解除することができる。
【0017】
また、例えばこの油圧ナットをシャフトの他端に螺着しておいて圧延リングを前記一端側に向けて押圧するとともに、押圧部材もこのシャフトに螺着される押圧ナットとしたり、あるいは油圧ナットと押圧部材との間にリテーナを介装したりして、この押圧状態での軸線方向の位置を押圧部材が保持するようにしておいてもよく、この場合にも、常に油圧ナットに油圧を作用させておかなくても、油圧ナットが圧延リングを押圧する際の引張応力によって伸張するように弾性変形したシャフトが、油圧ナットによる押圧力を解くとこの弾性によって軸線方向に収縮することにより、このシャフト自体が押圧部材を一端側に向けて付勢する押圧機構として機能するので、特に押圧部材を前記圧延リングの他端側においてシャフトに螺着される押圧ナットとした場合には、油圧ナットを着脱可能に配置しておいて、圧延時には取り外して使用することも可能となる。
【0018】
さらに、前記内周サポート部を前記スリーブ部材と一体に形成することにより、圧延ロールを構成する部品数が少なくなって圧延ロールの組み立て作業を簡略化することができる。特にこの場合には、前記内周サポート部を、前記スリーブ部材の外周から径方向外側に向けて突出した突出部とすることにより、この突出部が形成された大きさ分だけ圧延リングの肉厚を小さくして超硬合金等の硬質材料の使用量を確実に低減できる。
【0019】
一方、前記内周サポート部を、前記スリーブ部材と別体として前記圧延リングとの間に介装されるスペーサとすることにより、外径が一定とされた従来のスリーブ部材を流用して本発明の圧延ロールを構成することができる。したがって、従来の圧延機等に対して特別な改造等を行うことなく、本発明の圧延ロールを構成することができ、圧延ロールの使用コストの低減を図ることができる。
【0020】
さらに、前記内周サポート部を前記圧延リングの内周面に圧入によって固定したり、前記圧延リングに接着固定したりすることにより、超硬合金等の硬質材料で形成された圧延リング自体を小さくしても、従来の圧延リングと同等に取り扱うことができる。また、圧延リングと前記内周サポート部とが一体に形成されているので、圧延ロールを構成する部品数が少なくなって圧延ロールの組み立て作業を簡略化することができる。
【0021】
本発明に係る圧延リングは、前述した圧延ロールに使用される圧延リングであって、側面に前記押圧部材に押圧される被押圧面が形成されるとともに、内径が、前記スリーブ部材の前記内周サポート部が配置されていない部分の外径よりも大きくされていることを特徴としている。
この圧延リングは、従来の圧延リングよりも肉厚が薄くされているので、超硬合金等の硬質材料の使用量が少なくなり、低コストで生産することができる。
【0022】
本発明に係る圧延機は、前述した圧延ロールを備え、前記押圧部材による押圧力を受ける受け面を有することを特徴としている。この圧延機によれば、押圧部材とこの受け面とによって圧延リングを挟持して固定することができ、圧延リングの内周面を押し広げるように押圧して固定する必要がなく、圧延リングの外周面に引張応力が作用することを確実に防止してクラックの発生を抑制できる。なお、この圧延機において、前記シャフトが一端側に向けて拡径する段差部を有している場合には、前記受け面をこの段差部に形成することにより、圧延リングをより強固に挟持して固定することが可能となる。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、圧延リングの外周面に引張応力が作用することを防止してクラックの発生を抑制するとともに、超硬合金等の硬質材料で構成される圧延リングのサイズを小さくすることで、使用コストを大幅に低減することができる圧延ロール、この圧延ロールを構成する圧延リング、前記圧延ロールを備えた圧延機及び前記圧延ロールの組み立て方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
以下に、本発明の実施形態である圧延ロールについて添付した図面を参照にして説明する。図1に本発明の第1の実施形態である圧延ロール11を示す。
この圧延ロール11は、例えば鋼材等で形成された軸線Lに沿って延びる概略円柱状をなすシャフト12を有しており、シャフト12の一端側(図1において左側)部分に大径部13が形成され、この大径部13の一端が圧延機の出力軸(図示なし)に接続されて軸線L回りに回転される構成とされた、いわゆる片持ち式の圧延ロール11である。
【0025】
大径部13の他端側(図1において右側)には、大径部13よりも一段小径とされた中径部14が形成されており、この中径部14のさらに他端側には、他端側に向かうにしたがい漸次外径が小さくなるテーパ部15が形成されている。また、このテーパ部15よりもさらに他端側には、テーパ部15の他端部分よりも一段小径とされた小径部16が形成されており、小径部16のさらに他端側(シャフト12の他端)には、外周面に雄ネジが形成された雄ネジ部17が形成されている。つまり、シャフト12は、これら大径部13、中径部14、テーパ部15、小径部16、雄ネジ部17が同軸状に延びるように配置された多段円柱状をなしている。
【0026】
このシャフト12には、概略円筒状をなすスリーブ部材20が他端側から装着されている。スリーブ部材20には、スリーブ部材20の一端側に向けて開口するとともに他端側に向かうにしたがい漸次内径が小さくなるようなテーパ孔21が形成されており、このテーパ孔21のテーパ角とシャフト12のテーパ部15のテーパ角とが略同一に設定されていてテーパ部15とテーパ孔21とが嵌合可能に構成されている。このテーパ孔21の他端側には、テーパ孔21の他端部分よりも一段小径とされた挿通孔22が形成され、この挿通孔22のさらに他端側には、前記挿通孔22よりも大径とされた座ぐり孔23が形成されていてスリーブ部材20の他端面に開口されている。これら挿通孔22及び座ぐり孔23には、前記シャフト12の小径部16が挿通されている。
【0027】
一方、スリーブ部材20の外周面には、その他端部分に一段大径とされた鍔部24が形成されており、この鍔部24の一端側には外径が一定とされて外周面が軸線Lと平行な円筒面とされた定径部25が形成されている。そして、定径部25の一端側には、定径部25の外周面から径方向外側に向けて突出した突出部26が形成されている。この突出部26が、後述する圧延リング30の内周面を支持する内周サポート部とされており、突出部26の外周面は軸線Lを軸心とした円筒面とされている。つまり、本実施形態においては、内周サポート部がスリーブ部材20と一体に形成されているのである。
【0028】
この突出部26の外周側には、超硬合金で形成された概略円環状をなす圧延リング30が配置されており、この圧延リング30の他方側を向く側面は、後述する押圧部材50によって押圧される被押圧面31とされている。
圧延リング30の外周面の軸線L方向中央部には、径方向内側に向けて凹んだ断面半円状をなす成形溝32が形成されている。また、圧延リング30の内周面は、軸線Lを軸心とした円筒面とされ、その内径は前記スリーブ部材20の内周サポート部(突出部26)が形成されていない定径部25の外径よりも大きくされるとともに、前記突出部26部分の外径と略同一とされている。
【0029】
詳述すると、圧延リング30の内径は、スリーブ部材20の内周サポート部(突出部26)が形成された部分の外径よりも極僅かに大きくされていて、スリーブ部材20をテーパ部15に嵌合させた状態で圧延リング30の内周面が突出部26によって支持されて、該圧延リング30の軸心がシャフト12の軸線Lと一致させられ、かつ、この状態で圧延リング30は軸線L方向に摺動可能となるように、圧延リング30と突出部26との間に僅かなクリアランスが形成されているのである。
【0030】
なお、この圧延リング30は、圧延によって摩耗した外周面を再研磨しながら使用するために外径が徐々に小さくなっていくことになる。このため、圧延リング30には廃棄外径が設定されており、廃棄外径以下となった時点で圧延リング30の寿命とされる。なお、図1においては、圧延リング30の初期状態を鎖線で表示し、廃棄外径となった状態を実線で表示している。
【0031】
また、突出部26の外周には、圧延リング30の一端側を向く側面に当接される側面サポート部として、例えば鋼材等で形成されたリング状のスペーサ41が配置されている。このスペーサ41の内径は前記圧延リング30の内径と略同一とされていて、前記圧延リング30と同様に軸線L方向に摺動可能とされるとともに、その外径は前記圧延リング30の廃棄外径と略同一とされている。
また、この側面サポート部の一端側には、後述する押圧部材50による押圧力を受ける受け面43を備えた受け部42が配置されており、本実施形態においては、シャフト12の中径部14の外周部分に嵌合するように前記受け部42が配置されている。
【0032】
圧延リング30の他端側には、圧延リング30を一端側に向けて押圧する押圧部材50が配置されている。この押圧部材50は、例えば鋼材等で形成され、軸線Lを軸心とした多段円筒状をなしており、一端側部分が、圧延リング30の被押圧面31に当接される押圧面51を備えた押圧部52とされ、他端側部分が、その外周にリング状のリテーナ55が螺着されるリテーナ取付部53とされている。
【0033】
押圧部52は、その外径が圧延リング30の廃棄外径と略同一とされるとともに内径がスリーブ部材20の突出部26部分の外径よりも僅かに大きくされている。また、リテーナ取付部53は、その外径がスリーブ部材20の定径部25と略同一とされるとともに内径がシャフト12の小径部16の外径と略同一とされていて、外周面に雄ネジが形成されている。これら押圧部52とリテーナ取付部53との間には、他端側に向かうにしたがい外径及び内径が漸次小さくなるように傾斜した連結部54が形成されている。
【0034】
また、押圧部材50の他端側には、この押圧部材50を一端側に向けて付勢するための押圧機構として、内周に雌ネジが形成された略円環状の油圧ナット60が配置されている。油圧ナット60の一端側を向く面には、一端側に向けて開口された断面コの字状をなす環状溝61が形成されており、この環状溝61には、押圧リング62が軸線L方向に進退可能に、かつ、オイルシールを介して液密に収容されていて、この押圧リング62の他端側の環状溝61内には作動油が充密させられている。
【0035】
また、油圧ナット60には、前記環状溝61の他端側の底面に連通し、前記環状溝61内の油圧を調整する油圧調整部63が備えられている。
このような油圧ナット60がシャフト12の雄ネジ部17に螺着され、前記押圧リング62は、押圧部材50の他端面に当接されるとともに前記リテーナ55とは非接触となるように配置されている。
【0036】
次に、この圧延ロール11の組み立て方法について説明する。前述のようにシャフト12に対してスリーブ部材20、圧延リング30、押圧部材50、油圧ナット60等が配置された状態で、油圧ナット60に備えられた油圧調整部63によって環状溝61内の油圧を上昇させる。すると、押圧リング62が一端側に向けて移動して押圧部材50が一端側に向けて付勢され、押圧部材50の押圧面51が圧延リング30の被押圧面31を一端側に向けて押圧する。これにより、圧延リング30及びスペーサ41とが、軸線L方向一端側に向けて摺動して、受け部42の受け面43と押圧面51とによって挟持されて固定されることになる。この際、スリーブ部材20は軸線L方向に向けて移動しないために、圧延リング30には、その内周面を押し広げるような押圧力は負荷されないことになる。
【0037】
このように油圧を上昇させた状態では、押圧部材50が一端側に向けて移動するとともに、この押圧部材50の外周に螺着されたリテーナ55も一端側へと移動しており、リテーナ55と油圧ナット60との間に空隙が生じている。ここで、前記リテーナ55を回動させてリテーナ55と油圧ナット60とを密着させた後に、油圧調整部63による油圧の上昇を解除すると、押圧部材50はリテーナ55と係合されているために他端側に戻ることができず、圧延リング30を押圧したままとなる。このようにして圧延リング30が固定され、圧延ロール11が構成されることになる。
【0038】
さらに、上述のように油圧ナット60により押圧部材50を介して圧延リング30及びスペーサ41を軸線L方向一端側に向けて押圧すると、シャフト12の特にテーパ部15や小径部16は軸線L方向他端側に向けて引っ張られて伸張するように極僅かながら弾性変形を生じることになる。そして、さらに上述したようにリテーナ55を油圧ナット60と密着させて圧延リング30の押圧状態における押圧部材50の位置を保持したまま、油圧ナット60の油圧調整部63による油圧の上昇を解除すると、シャフト12はその弾性により元の状態に戻ろうとして前記とは逆に軸線L方向に収縮するように変形することになり、したがって押圧部材50には油圧を作用させなくても、油圧ナット60及びリテーナ55を介して軸線L方向一端側に付勢された状態となる。すなわち、こうして油圧ナット60の油圧を解いた状態では、シャフト12自体が押圧部材50を一端側に向けて付勢する押圧機構となり、したがって常に油圧を作用させなくても、圧延時には圧延リング30一端側に向けて押圧して固定することができる。
【0039】
この構成の圧延ロール11においては、超硬合金で構成された圧延リング30を、押圧部材50によって一端側に向けて押圧して受け面43と押圧面51とで挟持して固定しており、圧延リング30には軸線L方向において圧縮応力が作用することになる。また、圧延リング30の内周を押し広げるような押圧力は負荷されていないので圧延リング30の外周面に引張応力が作用しない。したがって、圧延リング30の外周面にクラックが発生することを抑制でき、圧延リング30の寿命延長を図って圧延ロール11の使用コストを大幅に低減することができるとともに、この圧延ロール11による圧延を長期間にわたって良好に行うことができる。
【0040】
また、圧延リング30の内周側を支持する内周サポート部としてスリーブ部材20に突出部26が形成されているので、圧延リング30の内径を大きくして肉厚を薄くすることができる。また、圧延リング30の一端側を向く側面を支持する側面サポート部としてスペーサ41が配置されているので、圧延リング30の軸線L方向長さを短くすることができる。このように圧延リング30のサイズを小さくして超硬合金の使用量を削減することで、この圧延リング30の生産コストを大幅に低減することができる。
さらに、クラックの発生が抑制されているので、超硬合金のうちでもさらなる高硬度材料を使用することが可能となり、圧延リング30の耐摩耗性を向上させて圧延リング30の寿命向上を図ることができるとともに、圧延された製品(線材や棒材)の表面を滑らかに仕上げることができる。
【0041】
また、押圧部材50を一端側に向けて付勢する押圧機構として油圧ナット60を備えているので、一ヶ所の油圧調整部63により油圧ナット60の環状溝61内の油圧を制御することで押圧部材50による押圧力を調整して圧延リング30の固定を行うことができる。したがって、圧延リング30の着脱を容易に、かつ、確実に行うことができ、圧延ロール11の組み立て作業に掛かる時間と労力を大幅に低減することができる。また、押圧部材50と油圧ナット60との間にはリテーナ55が介装されていて、油圧調整部63による押圧力を解除しても、押圧部材50が圧延リング30を押圧した状態での位置が維持されるとともに、シャフト12が押圧機構としてこの押圧部材50を付勢することになるので、例えば圧延時には油圧調整部63の油圧を減じておくことにより、外気温の変動等によって必要以上の押圧力が圧延リング30に作用したりするのを防ぐことができる。
【0042】
さらに、圧延リング30の内周面を支持する内周サポート部としてスリーブ部材20に突出部26が形成されているので、圧延リング30を、その軸心がシャフト12の軸線Lと一致するように配置することができ、成形溝32に合わせた製品(線材や棒材)の圧延成形を良好に行うことができる。
また、圧延リング30を軸線L方向一端側に押圧して固定しているので、軸線L方向に隣接して密着、当接する各部材間の隙間が小さくなり、シャフト12のシール性を向上させたり、シール構造を簡略化しても十分なシール性を確保したりすることができる。
また、本実施形態においては、スリーブ部材20と一体に形成された突出部26が内周サポート部とされているので、この圧延ロール11を構成する部品点数が少なくなって圧延ロール11の組み立て作業をさらに簡略化することができる。
【0043】
次に、本発明の第2の実施形態である圧延ロール11について説明する。図2に、本発明の第2の実施形態である圧延ロール11を示す。なお、第1の実施形態と同一の部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
この圧延ロール11においては、スリーブ部材20に突出部26は形成されておらず、スリーブ部材20の外周面は外径が一定とされた定径部25とこれより大径の鍔部24とで構成されている。スリーブ部材20(定径部25)の外周には、前記圧延リング30の内周面を支持する内周サポート部及び圧延リング30の一端側を向く側面に当接される側面サポート部として、図2に示すように、断面がL字状をなすL字型スペーサ44がスリーブ部材20と着脱可能に配置されている。
【0044】
このL字型スペーサ44の内径は前記スリーブ部材20の定径部25の外径と略同一とされ、圧延リング30の側面が当接される部分の外径は圧延リング30の廃棄外径と同一とされるとともに、圧延リング30の内周面が当接される部分の外径は圧延リング30の内径と略同一されている。詳述すると、L字型スペーサ44のうち圧延リング30の内周面を支持する部分の外径は、圧延リング30の内径よりも極僅かに小さくされていてクリアランスが形成されており、圧延リング30の軸心がシャフト12及びスリーブ部材20の軸線Lと一致させられるとともに、この圧延リング30が軸線L方向に摺動可能とされて、その内周面を押し広げるような押圧力が負荷されずにL字型スペーサ44に支持される構成とされている。
【0045】
なお、L字型スペーサ44の内径についても、スリーブ部材20の定径部25の外径と略同一とされているが、これらの間に僅かなクリアランスが形成されていてL字型スペーサ44が軸線L方向に摺動可能に構成されており、圧延リング30には、L字型スペーサ44を介してもその内周面を押し広げるような押圧力が負荷されない構成とされている。
また、L字型スペーサ44の一端側を向く面が前記受け面43に当接されており、このL字型スペーサ44及び圧延リング30は、受け面43と押圧部材50の押圧面51とで挟持されて固定されている。
【0046】
本実施形態である圧延ロール11によれば、肉厚が薄くされるとともに軸線L方向長さが短くされた圧延リング30を、L字型スペーサ44を使用することで鍔部24以外の外径が一定とされた従来のスリーブ部材20を用いて固定して圧延ロール11を構成することができ、スリーブ部材20を新規に製造する必要ない。また、L字型スペーサ44に圧延リング30を嵌め込んでいるので、圧延リング30の着座性が向上して圧延リング30をさらに確実に固定することができる。
【0047】
次に、本発明の第3の実施形態である圧延ロール11について説明する。図3に、本発明の第3の実施形態である圧延ロール11を示す。なお、第1、第2の実施形態と同一の部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
この圧延ロール11においても、第2の実施形態と同様に、スリーブ部材20に突出部26は形成されておらず、スリーブ部材20の外周面は外径が一定とされた定径部25とこれより大径の鍔部24とで構成されている。
【0048】
圧延リング30の内周面は、その一端側及び他端側部分が面取り加工されていて、内周側に向かうにしたがい漸次圧延リング30の幅方向中央に向けて後退する一対のテーパ面部33A、33Bとこれら一対のテーパ面部33A、33Bの間に位置して軸線Lと平行に配置された円筒面部34とを備えている。圧延リング30の内周側には、一端側のテーパ面部33Aと円筒面部34とに当接されたリング状の台金35が冷やし嵌め等の圧入によって固定されており、他端側のテーパ面部33B及び台金35の他端側を向く面に当接される押さえ部材36がクランプネジ37によって装着されている。
【0049】
本実施形態においては、この台金35が内周サポート部とされており、台金35の内径はスリーブ部材20の定径部25の外径よりも僅かに大きくされていてクリアランスが形成されており、圧延リング30が台金35を介してスリーブ部材20に支持されて、その軸心がシャフト12及びスリーブ部材20の軸線Lと一致させられるとともに、台金35及び圧延リング30が軸線L方向に摺動可能とされている。
【0050】
また、圧延リング30の一端側には、台金35及び圧延リング30の一端側を向く側面に当接される側面サポート部としてリング状のスペーサ45が配置されており、このスペーサ45の一端側を向く面が受け部42の受け面43に当接されている。これらスペーサ45及び圧延リング30が、受け面43と押圧部材50の押圧面51とで挟持されて固定され、圧延ロール11が構成される。
【0051】
本実施形態である圧延ロール11によれば、内周サポート部とされた台金35が圧延リング30の内周面に冷やし嵌め等の圧入によって固定されて一体とされているので、圧延ロール11の組み立て作業をより簡単に行うことができる。また、本実施形態では、一対のテーパ面部33A、33Bに台金35及び押さえ部材36が当接されているので、台金35が圧延リング30の内周面から外れてしまうことを防止できる。なお、内周サポート部(台金35)を圧延リング30の内周面に冷やし嵌め等の圧入によって固定する際に、さらに接着剤を併用して固定してもよい。
【0052】
次に、本発明の第4の実施形態である圧延ロール11について説明する。図4に、本発明の第4の実施形態である圧延ロール11を示す。なお、第1、第2、第3の実施形態と同一の部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
この圧延ロール11においても、第2、第3の実施形態と同様に、スリーブ部材20に突出部26は形成されておらず、スリーブ部材20の外周面は外径が一定とされた定径部25とこれより大径の鍔部24とで構成されている。
【0053】
スリーブ部材20(定径部25)の外周には、前記内周サポート部及び圧延リング30の一端側を向く側面に当接される側面サポート部として、図4に示すように断面がL字状をなすスチールホルダ38が配置されている。このスチールホルダ38は、圧延リング30に嵌合されて、圧延リング30の内周面及び一端側を向く側面と接着剤39によって接着されて固定されており、スチールホルダ38と圧延リング30とが一体に構成されている。
ここで、本実施形態においては、スチールホルダ38の内径はスリーブ部材20の定径部25の外径よりも僅かに大きくされていてクリアランスが形成されており、圧延リング30がスチールホルダ38を介してスリーブ部材20によって支持され、その軸心がシャフト12及びスリーブ部材20の軸線Lと一致させられるとともに、スチールホルダ38及び圧延リング30が軸線L方向に摺動可能とされている。
【0054】
このスチールホルダ38の軸線L方向長さは、前記圧延リング30の軸線L方向長さよりも長くされており、スチールホルダ38の外周側には、圧延リング30の他端側に隣接するようにリングスペーサ46が配置されていて、このリングスペーサ46の他端面が押圧部材50の押圧面51に当接されている。つまり、本実施形態においては、押圧部材50がリングスペーサ46を介して圧延リング30の被押圧面31を押圧している。
また、スチールホルダ38の一端側を向く面が受け部42の受け面43に当接されており、これらスチールホルダ38、圧延リング30、リングスペーサ46が、受け部42の受け面43と押圧部材50の押圧面51とで挟持されて固定され、圧延ロール11が構成される。
【0055】
本実施形態である圧延ロール11によれば、スチールホルダ38と圧延リング30とが接着剤39によって接着固定されて一体化されているので、圧延ロール11の組み立て作業をより簡単に行うことができる。また、圧延リング30の一端側を向く側面のみでなく他端側を向く側面にもリングスペーサ46が配置されているので、押圧部材50の押圧部52の軸線L方向長さを短くすることができ、押圧部52の弾性変形を抑制して圧延リング30を軸線Lに平行な方向に向けて確実に押圧することができる。
【0056】
さらに、接着剤39によって圧延リング30を接着固定しているので、圧延リング30の内周を拡げるような押圧力が負荷されることがなく、この圧延リング30の外周面にクラックが発生することを確実に抑制することができる。
また、内周サポート部及び側面サポート部とされたスチールホルダ38が圧延リング30と接着固定されて一体に構成されているので、この圧延ロール11の組み立て作業をさらに簡略化することができる。
【0057】
次に、図5ないし図12は本発明の第5ないし第10の実施形態を示すものであり、図1ないし図4に示した第1ないし第4の実施形態と共通する部分には同一の符号を付して説明を簡略化する。これら第5ないし第10の実施形態においては共通して、まず、第1の実施形態と同様に内周サポート部がスリーブ部材20に一体に形成されており、すなわちこのスリーブ部材20においては、シャフト12のテーパ部15と嵌合可能なテーパ孔21と、圧延リング30の内径より極僅かに小さな一定外径の定径部である内周サポート部27とが同軸に形成されていて、スリーブ部材20をテーパ部15に嵌合させた状態で、圧延リング30の内周面がこの内周サポート部27によって支持されることにより、圧延リング30の軸心がシャフト12の軸線Lと一致させられ、かつ、この状態で圧延リング30は軸線L方向に摺動可能となるように、圧延リング30と内周サポート部27との間に僅かなクリアランスが形成される。なお、このうち図10に示す第8の実施形態では、このスリーブ部材20内周側のテーパ孔21部分に、その内周面に開口する断面「コ」字状の凹部21Aが軸線L回りに環状をなすように形成されている。
【0058】
また、これら第5ないし第8の実施形態では共通して、前記スリーブ部材20の外周に、圧延リング30の他端側を向く側面である被押圧面31または一端側を向く側面30Aに当接される側面サポート部28がスリーブ部材20と一体に形成されている。すなわち、図5ないし図7に示す第5の実施形態、図8に示す第6の実施形態、図10ないし図12にそれぞれ示す第8ないし第10の実施形態では、前記内周サポート部27の他端側に、前記被押圧面31に当接する側面サポート部28が断面方形の凸部として内周サポート部27に垂直に環状に形成されており、図9に示す第7の実施形態では内周サポート部27の一端側に、圧延リング30の前記側面30Aと当接する側面サポート部28が同様の環状凸部として形成されている。
【0059】
なお、これら第5ないし第10の実施形態では、スリーブ部材20に第1の実施形態のような鍔部24や外径が突出部(内周サポート部)より小さくなる定径部25は設けられておらず、該スリーブ部材20は断面L字状とされている。また、側面サポート部28の外径は、圧延リング30の廃棄外径と略同じか、図示のようにやや小さくされている。さらに、第5ないし第8の実施形態では、圧延リング30に複数(2つ)の成形溝32が軸線L方向に並んで形成されているのに対し、第9、第10の実施形態では第1ないし第4の実施形態と同様に成形溝32は1つである。
【0060】
また、この側面サポート部28がスリーブ部材20に一体に形成されていない側には、やはり第5ないし第10の実施形態に共通して、リング状のスペーサ47が他の側面サポート部として配置されている。このうち、第5、第6、第8の実施形態では、圧延リング30の軸線L方向の幅が、スリーブ部材20の一端から前記側面サポート部28までの内周サポート部27の軸線L方向の幅よりも僅かに大きくされていて、圧延リング30は前記被押圧面31を側面サポート部28に当接させた状態で、その一端がこのスリーブ部材20の一端からはみ出すようにされており、前記スペーサ47はこのはみ出した圧延リング30の一端側を向く側面30Aに当接させられるように配置されている。
【0061】
一方、第7、第9、第10の実施形態では、圧延リング30の軸線L方向の幅は内周サポート部27の幅よりも小さく、スペーサ47は、その内径が圧延リング30の内径と等しくされていて、それぞれ圧延リング30がスリーブ部材20の側面サポート部28に当接した状態で、残った内周サポート部27に圧延リング30と同様に軸線L方向に摺動可能に嵌合させられて該圧延リング30に当接させられている。なお、これら第7、第9、第10の実施形態のスペーサ47の軸線L方向の幅は、内周サポート部27と圧延リング30との幅の差よりも僅かに大きく、したがってこのスペーサ47の圧延リング30とは反対側の端面は、スリーブ部材20の前記側面サポート部28が形成された側とは反対側の端面からはみ出すことになる。
【0062】
また、これら第5ないし第10の実施形態において、シャフト12における大径部13の他端側を向く端面の外周部には、断面L字状をなす環状溝18が形成されていて、受け面43を備えた受け部42はこの環状溝18内に設けられているとともに、この環状溝18よりも内周側には、大径部13の他端部によって一端側に向けて一段拡径する段差部19が形成されることになり、この段差部19の他端側を向く面は軸線Lに垂直な円環面とされている。そして、第5、第8、第10の実施形態では、この段差部19の他端側を向く面が受け部42の前記受け面43と面一なシャフト12の受け面19Aとされており、圧延リング30の一端側に配置された前記スペーサ47は、これらの受け面43,19Aに当接させられ、すなわちその内周側はシャフト12に直接に当接させられて、押圧部材50からスリーブ部材20、圧延リング30、及びスペーサ47を介して伝えられた押圧力を受けるようにされている。
【0063】
さらに、図11に示す第9の実施形態では、受け面43,19Aは前記と同様に面一とされる一方、これらの受け面43,19Aとスリーブ部材20の一端面からはみ出したスペーサ47との間にはさらにスペーサ48が介装されていて、このスペーサ48が受け面43,19Aに当接することにより、前記押圧力がさらにこのスペーサ48を介して受け止められるようになされている。これらに対して、第6、第7の実施形態では、受け部42の受け面43がシャフト12の段差部19における受け面19Aよりも僅かに他端側に突出するようにされていて、第6の実施形態におけるスペーサ47と第7の実施形態におけるスリーブ部材20とのそれぞれ一端側を向く面は、この受け面43と当接させられている。
【0064】
なお、第5、第8、第9の実施形態では、第1ないし第4の実施形態と同様シャフト12に、前記大径部13から他端側に向けてこの大径部13よりも一段小径とされた一定外径の中径部14が形成されており、この中径部14のさらに他端側に、他端側に向かうにしたがい漸次外径が小さくなるテーパ部15が形成されているのに対し、第6、第7、第10の実施形態では中径部14が形成されずに、大径部13の前記受け面19Aから直ぐにテーパ部15が形成されている。これに合わせて、第5、第8の実施形態におけるスペーサ47及び第9の実施形態におけるスペーサ48は、その内径が中径部14に嵌合可能な一定内径とされて軸線L方向に摺動可能とされる一方、第6の実施形態のスペーサ47はその内径部が他端側に向かうにしたがい漸次内径が小さくなるテーパ孔とされ、ただし上述のように受け面43と当接させられた状態でテーパ部15との間に僅かなクリアランスが確保されるようになされている。
【0065】
また、これら第5ないし第10の実施形態においては、シャフト12の小径部16は第1ないし第4の実施形態よりも短くされる一方、雄ネジ部17は逆に長くされ、この雄ネジ部17に、押圧部材として押圧ナット70が螺着されるとともに、油圧ナット60はこの雄ネジ部17に着脱可能に配置されて圧延時には取り外し可能とされている。すなわち、これら第5ないし第10の実施形態に係わる本発明の圧延ロールの組立方法の実施形態について、第5の実施形態を用いて説明すると、まず図5に示すようにシャフト12に他端側からスペーサ47、圧延リング30、及びスリーブ部材20を挿入して、これらをそれぞれ中径部14、内周サポート部27、及びテーパ部15に嵌合させる。
【0066】
次いで、雄ネジ部17に押圧ナット70を螺着して、その一端面を第5、第6、第8ないし第10の実施形態ではスリーブ部材20に、また第7の実施形態では内周サポート部27から他端側にはみ出たスペーサ47に当接させるとともに、その外周に押圧リング71を緩挿して配置し、さらに他端側から油圧ナット60を雄ネジ部17に螺着する。ここで、押圧ナット71は、その外径がスリーブ部材20の内周サポート部27における外径よりも大きく、かつスリーブ部材20に一体形成された前記側面サポート部28の外径や第7の実施形態におけるスペーサ47の外径よりは小さくされたされた断面方形のリング状をなし、内径部に雄ネジ部17と螺合する雌ネジ部70Aが形成されるとともに、その外周面には、内周に向けて軸線Lに垂直に延びる断面円形の止まり孔状の係合孔70Bが、必要に応じて1または複数形成されている。
【0067】
また、押圧リング71は、その内径がこの押圧ナット70の外径よりも大きく、かつやはり前記側面サポート部28の外径や第7の実施形態におけるスペーサ47の外径よりは小さくされた断面方形のリング状をなしており、ただしその軸線L方向の幅は押圧ナット70の軸線L方向の幅よりも僅かに大きくされていて、図5に示すようにこの押圧リング71の他端側を向く端面に、油圧ナット60の押圧リング62が当接するようになされている。なお、これらの押圧リング62.70は一体に形成されていてもよい。また、押圧リング71には、図7に示すように周方向に延びる長円状の窓部71Aが、この押圧リング71を径方向に貫通するように形成されている。
【0068】
そして、この窓部71Aから図5及び図7に示すように押圧ナット70の係合孔70Bが臨めるように押圧リング71を配置して、油圧ナット60の押圧リング62をこの押圧リング71に当接させた上で、この油圧ナット60の油圧調整部63によって押圧リング62を一端側に向けて移動させると、この押圧リング62に当接した押圧リング71及び第5、第6、第8ないし第10の実施形態におけるスリーブ部材20の側面サポート部28、または第7の実施形態におけるスペーサ47を介して、圧延リング30は一端側に向けて押圧させられる。
【0069】
ここで、こうして油圧ナット60によって圧延リング30を一端側に押圧すると、押圧ナット70と第5、第6、第8ないし第10の実施形態におけるスリーブ部材20との間、または第7の実施形態におけるスペーサ47との間には隙間があくことになる一方、シャフト12の前記大径部13よりも他端側は、概ねこの隙間の大きさだけ油圧ナット60によって引き延ばされて伸張するように弾性変形することになる。そこで、この状態から、前記窓部71Aを通して丸棒やレンチ等の作業用工具を押圧ナット70の係合孔70Bに係合させて前記隙間がなくなるようにねじ込み、再びその一端面をスリーブ部材20やスペーサ47に当接させてさらに押圧する。
【0070】
なお、こうして油圧ナット60や押圧リング71、押圧ナット70によってスリーブ部材20を一端側に押圧すると、シャフト12のテーパ部15とテーパ孔21が嵌合したスリーブ部材20も外周側に拡径するように僅かに弾性変形させられることになるが、このスリーブ部材20の前記内周サポート部27と圧延リング30とのクリアランスは、このような弾性変形による拡径によっても圧延リング30に円周方向への引張応力が作用しない程度の大きさとされている。
【0071】
このように油圧ナット60によって圧延リング30を一端側に押圧し、さらにスリーブ部材20やスペーサ47との間にあいた隙間をなくすように押圧ナット70をねじ込んだ上で、油圧ナット60の油圧調整部63による押圧を解除して油圧ナット60を雄ネジ部17から取り外し、さらに押圧リング71もシャフト12から取り外すと、この油圧ナット60の押圧力によって伸張するように弾性変形していたシャフト12の大径部13よりも他端側の部分は、その弾性により元の状態に戻ろうとして逆に一端側に収縮することになり、これに伴い押圧ナット70はスリーブ部材20の側面サポート部28やスペーサ47を介して圧延リング30を一端側に付勢するように押圧して固定することになる。すなわち、これら第5ないし第10の実施形態でも、こうして油圧ナット60を取り外した後はシャフト12自体が押圧機構として機能して圧延リング30を一端側に付勢することになる。
【0072】
したがって、このように構成された第5ないし第10の実施形態においても、第1ないし第4の実施形態と同様に、圧延リング30には円周方向の引張応力が作用することがなく、クラックが発生することを抑制することができるので、その肉厚を小さくしても寿命延長を図ることができてコストを大幅に低減できる一方、スリーブ部材20の内周サポート部27によって圧延リング30の軸心を確実にシャフト12の軸線Lと一致させることができるので、高精度の圧延を行うことが可能となる。また、シャフト12のシール性の向上やシール構造の簡略化も同様に可能である。
【0073】
さらに、これら第5ないし第10の実施形態では、スリーブ部材20に内周サポート部27が一体に形成されている上に、側面サポート部28も同じスリーブ部材20に一体形成されているので、第1ないし第4の実施形態に比べてさらに部品数を削減することができて、その管理の簡略化やコストの一層の低減を図ることができる。また、これらの実施形態では油圧ナット60をシャフト12に着脱可能として圧延時には取り外しても、上述のようにシャフト12自体が押圧機構として圧延リング30を一端側に付勢することにより押圧固定した状態を維持できるので、この圧延時においてシャフト12の他端側の質量を低減することができ、特に片持ち支持されたシャフト12に振れが生じたりするのを防いで一層高精度の圧延を行うことが可能となる。
【0074】
一方、このうち第5及び第8ないし第10の実施形態では、シャフト12の大径部13に形成された段差部19の受け面19Aにスペーサ47、48が直接当接して圧延リング30を押圧する押圧力を受け止めるようにされているので、圧延リング30の取付剛性を高めて圧延精度の一層の向上を図ることができる。また、この受け面19Aにスペーサ47やスリーブ部材20の側面サポート部28が直接当接することのない第6、第7の実施形態でも、前記押圧力は受け部42を介して大径部13に形成された環状溝18の他端側を向く壁面18Aにより受け止められるので、同様に圧延リング30を高い取付剛性で固定することができる。
【0075】
さらにまた、第8の実施形態においては、そのスリーブ部材20内周側のテーパ孔21に凹部21Aが形成されており、このような凹部21Aが形成されたスリーブ部材20に一端側に向けて押圧力を付与して、その側面サポート部28を介して圧延リング30を一端側に押圧すると、スリーブ部材20はこの凹部21Aが押し広げられて側面サポート部28が圧延リング30側に倒れ込むように極僅かに弾性変形し、これに伴い図10に矢線Fで示すように圧延リング30に前記押圧力に加えてより大きな圧縮応力を与えることが可能となる。したがって、このような第8の実施形態によれば、圧延リング30にクラックが発生するのをより確実に防止することができ、これにより圧延リング30の寿命をさらに延長することができて、一層の低コスト化を図ることが可能となる。
【0076】
最後に、図13は本発明の第11の実施形態を示すものであって、この第11の実施形態は図2に示した第2の実施形態と基本的構成を同じくし、押圧部材50と油圧ナット60との間に弾性部材として皿バネ64が介装されていることを特徴としている。なお、この図13に示す第11の実施形態では、第1、第2の実施形態と共通する部分に同一の符号を配してあるが、この第11の実施形態における押圧部材50は、その他端側部分が、一端側部分がなす軸線Lを中心とした円筒に垂直な軸線Lを中心とした円環板状に形成されてシャフト12の小径部16に嵌挿されていて、これら第1、第2の実施形態のようなリテーナ取付部53や他端側に向かうにしたがい外径及び内径が漸次小さくなるように傾斜した連結部54を備えてはいない。
【0077】
また、リテーナ55は油圧ナット60よりも径の大きな円筒状とされて、この油圧ナット60の外周に螺着されており、さらにこれら油圧ナット60及びリテーナ55の一端側には円環板状のワッシャ65がシャフト12の小径部16に嵌挿されている。なお、この第11の実施形態では、これらリテーナ55、ワッシャ65、及び押圧部材50はその外径がL字型スペーサ44の外径と等しくされている。そして、上記皿バネ64は、このワッシャ65の一端側を向く端面と押圧部材50の他端部側の端面とに当接させられて、リテーナ55及びワッシャ65を介して押圧部材50と油圧ナット60との間に介装されている。
【0078】
このような第11の実施形態の圧延ロール11では、油圧ナット60の油圧調整部63により押圧リング62を一端側に移動させると、ワッシャ65を介して皿バネ64が圧縮されるとともに押圧部材50が一端側に押し付けられて圧延リング30が押圧されるので、この状態でリテーナ55を一端側にねじ回してワッシャ65の他端面に当接させ、その軸線L方向の位置を固定することにより、圧延リング30が固定される。したがって、この状態で油圧ナット60の油圧調整部63による圧力を解除しても、圧延リング30を固定したまま保持することができる。
【0079】
そして、本第11の実施形態では、この油圧ナット60と押圧部材50との間に弾性部材として皿バネ64が介装されており、上述のように圧延リング30を固定した状態で、この皿バネ64が押圧機構として機能して圧延リング30を一端側に付勢することができるので、油圧ナット60による押圧を解除しても確実かつ強固に圧延リング30を固定して、安定した圧延加工を図ることができる。しかも、このような弾性部材としての皿バネ64をその弾性係数の異なるものと交換したり、介装する皿バネ64の数を変えたりすることにより、この弾性部材が圧延リング30を付勢する力を調整することができるので、圧延加工時に圧延リング30に作用する負荷等に応じて適正な付勢力で圧延リング30を付勢して固定することが可能となる。
【0080】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、圧延リングを超硬合金で形成されたものとして説明したが、これに限定されることはなく、他の硬質材料で形成されたものであってもよい。例えば、超微粒合金等の高硬度材料で形成することで、圧延リングの耐摩耗性を向上させることができるので、好ましい。
【0081】
また、押圧部材を一端側に付勢する押圧機構として油圧ナットを備えたものとして説明したが、これに限定されることはなく、例えばナットをねじ込んで押圧するように他の押圧機構を用いても良い。ただし、本実施形態のように油圧ナットを備えることにより、押圧部材の付勢を簡単に行うことができ、圧延ロールの組み立て作業に掛かる時間と労力を大幅に低減できるので、油圧ナットを使用することが好ましい。
【0082】
さらに、圧延リングの側面を支持する側面サポート部を配置したものとして説明したが、この側面サポート部を備えていないものであっても良い。ただし、本実施形態のように側面サポート部を配置することにより、圧延リングの軸線L方向長さを短くすることができるので好ましい。
また、圧延リングの外周面に、径方向内側に向けて凹んだ断面半円状をなす成形溝が形成されたものとして説明したが、この圧延リングの外周面の形状に限定はなく、圧延して成形する製品の形状、材質等を考慮して適宜設計することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【0083】
【図1】本発明の第1の実施形態である圧延ロールの側面断面図である。
【図2】本発明の第2の実施形態である圧延ロールの側面断面図である。
【図3】本発明の第3の実施形態である圧延ロールの側面断面図である。
【図4】本発明の第4の実施形態である圧延ロールの側面断面図である。
【図5】本発明の第5の実施形態である圧延ロールの、油圧ナット60及び押圧リング71を取り付けた状態を示す側面断面図である。
【図6】本発明の第5の実施形態である圧延ロールの、油圧ナット60及び押圧リング71を取り外した状態を示す側面断面図である。
【図7】図5における油圧ナット60及び雄ネジ部17を略した圧延ロールの他端側の平面図である。
【図8】本発明の第6の実施形態である圧延ロールの側面断面図である。
【図9】本発明の第7の実施形態である圧延ロールの側面断面図である。
【図10】本発明の第8の実施形態である圧延ロールの側面断面図である。
【図11】本発明の第9の実施形態である圧延ロールの側面断面図である。
【図12】本発明の第10の実施形態である圧延ロールの側面断面図である。
【図13】本発明の第11の実施形態である圧延ロールの側面断面図である。
【図14】従来の圧延ロールの側面断面図である。
【符号の説明】
【0084】
11 圧延ロール
12 シャフト
19 段差部
19A 段差部19の受け面
20 スリーブ部材
21A 凹部
26 突出部(内周サポート部)
27 内周サポート部
28 側面サポート部
30 圧延リング
35 台金(内周サポート部)
38 スチールホルダ(内周サポート部及び側面サポート部)
41,45,47,48 スペーサ(側面サポート部)
44 L字型スペーサ(内周サポート部及び側面サポート部)
50 押圧部材
60 油圧ナット(押圧機構)
71 押圧ナット(押圧部材)
L シャフト12の軸線
【出願人】 【識別番号】000006264
【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社
【出願日】 平成19年3月27日(2007.3.27)
【代理人】 【識別番号】100064908
【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武

【識別番号】100108578
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 詔男

【識別番号】100101465
【弁理士】
【氏名又は名称】青山 正和

【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦

【識別番号】100106057
【弁理士】
【氏名又は名称】柳井 則子


【公開番号】 特開2008−100281(P2008−100281A)
【公開日】 平成20年5月1日(2008.5.1)
【出願番号】 特願2007−82040(P2007−82040)