特許 6044514 スラスト力測定装置及び圧延機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6044514

(24)【登録日】2016年11月25日

(45)【発行日】2016年12月14日

(54)【発明の名称】スラスト力測定装置及び圧延機

(51)【国際特許分類】

   B21C 51/00 20060101AFI20161206BHJP

   B21B 31/02 20060101ALI20161206BHJP

【ＦＩ】

   B21C51/00 C

   B21B31/02 B

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-233111(P2013-233111)

(22)【出願日】2013年11月11日

(65)【公開番号】特開2015-93294(P2015-93294A)

(43)【公開日】2015年5月18日

【審査請求日】2015年6月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001258

【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100066980

【弁理士】

【氏名又は名称】森 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(74)【代理人】

【識別番号】100105854

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 一

(74)【代理人】

【識別番号】100116012

【弁理士】

【氏名又は名称】宮坂 徹

(72)【発明者】

【氏名】森本 和浩

【審査官】 坂本 薫昭

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６１−２２６１０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−０４３７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１００６０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２２６６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３１６２０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２４３３９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５７９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０５２３９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｃ ５１／００

Ｂ２１Ｂ ３１／０２，３８／０６−３８／０８

Ｇ０１Ｌ ５／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジングにロールチョックが支持され、前記ロールチョックに支持されたワークロールで被圧延材を圧延する際に前記ワークロールに発生するスラスト力を測定するスラスト力測定装置であって、
前記ワークロールの軸方向の端面に回動自在に固定された中間部材と、
前記ワークロールの軸方向に発生するスラスト力を電気信号に変換するロードセルと、
前記ワークロールの軸方向の端面に向かって前記ロードセルを前記中間部材に押付けるロードセル押付け機構と、
を有していることを特徴とするスラスト力測定装置。

【請求項2】

前記中間部材は、前記ワークロールの軸方向の回転力が前記ロードセルに伝達されないように前記ワークロールの回転力の前記ロードセルへの伝達を遮断するスラストベアリングであることを特徴とする請求項１に記載のスラスト力測定装置。

【請求項3】

前記ロードセル押付け機構は、
頭部、雄ネジ部、挿入部がこの順番で配列された複数のボルトと、
前記ワークロールの軸方向において互いに反対側に位置する２つの面のうち前記ワークロール側の面に前記ロードセルが固定され、前記２つの面に亘って貫通する複数の貫通孔が配設された固定板と、
前記ワークロールの一端側の端面を覆うようにして前記ロールチョックにネジ止め固定され、前記ワークロールの軸方向の端面と向かい合う部分にその部分の内外に亘って貫通する複数の貫通雌ネジ部が配設されたカバー部材と、
を有し、
前記複数のボルトの各々の前記挿入部が前記カバー部材の内側に突出するように前記複数のボルトの各々の前記雄ネジ部が前記カバー部材の前記複数の貫通雌ネジ部に個別に嵌め合わされ、
前記複数のボルトの各々の前記挿入部が前記固定板の前記複数の貫通孔の各々に回動可能な状態で個別に挿入されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスラスト力測定装置。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のスラスト力測定装置を備えたことを特徴とする圧延機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スラスト力測定装置及び圧延機に関し、特に、ワークロールで被圧延材を圧延する際にワークロールに発生するスラスト力を測定するスラスト力測定装置及びそれを備えた圧延機に関する。

【背景技術】

【0002】

圧延機では、被圧延材の非対称性や被圧延材に対するワークロールの傾き、そしてワークロールの形状などにより、ワークロールにその回転軸方向の力、即ちスラスト力が発生する。このスラスト力は、ロールチョックや、ロールチョックとワークロールとの間に介在されるベアリングなどの設備寿命に影響するため、ワークロールに発生するスラスト力の測定・管理は非常に重要である。そこで、圧延機のワークロールに発生するスラスト力の測定に関する技術が下記の特許文献１及び特許文献２に開示されている。

【0003】

特許文献１には、ワークロールとバックアップロールとの間のスラスト力を、バックアップロールのチョック内部に設置したロードセルで測定することが開示されている。
特許文献２には、ミルハウジングのポストの内外側面に歪計を取り付け、上下ロールによる圧延中に発生するスラスト力を相殺した形で圧延荷重を得るようにした歪計式荷重測定装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４−２４３３９８号公報

【特許文献2】特開昭６１−２２６１０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、圧延機のワークロールに発生するスラスト力は、ワークロールを支持するロールチョックやこのロールチョックを支持するハウジングに伝達されるため、特許文献１のように、バックアップロールのチョック内部にロードセルを設置した場合や、特許文献２のように、ミルハウジングのポストの内外側面に歪計を取り付けた場合においてもワークロールに発生するスラスト力を測定することができる。

【0006】

しかしながら、チョック内部に設置したロードセルや、ミルハウジングのポストの内外側面に取り付けた歪計でワークロールに発生するスラスト力を測定する場合は、ロールチョックとハウジングとの間の摩擦の影響によりワークロールに発生する真のスラスト力よりも測定値が小さくなるので、ワークロールに発生するスラスト力の測定精度が低い。
そこで、本発明者は、ワークロールの軸方向の端面に着目し、本発明をなした。
本発明の目的は、ワークロールに発生するスラスト力を高精度で測定することが可能なスラスト力測定装置及びそれを備えた圧延機を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るスラスト力測定装置は、ハウジングにロールチョックが支持され、前記ロールチョックに支持されたワークロールで被圧延材を圧延する際に前記ワークロールに発生するスラスト力を測定するスラスト力測定装置であって、前記ワークロールの軸方向の端面に回動自在に固定された中間部材と、前記ワークロールの軸方向に発生するスラスト力を電気信号に変換するロードセルと、前記ワークロールの軸方向の端面に向かって前記ロードセルを前記中間部材に押付けるロードセル押付け機構とを有している。

【0008】

また、本発明の一態様に係るスラスト力測定装置において、前記中間部材は、前記ワークロールの軸方向の回転力が前記ロードセルに伝達されないように前記ワークロールの回転力の前記ロードセルへの伝達を遮断するスラストベアリングであることが好ましい。
また、本発明の一態様に係るスラスト力測定装置において、前記ロードセル押付け機構は、頭部、雄ネジ部、挿入部がこの順番で配列された複数のボルトと、前記ワークロールの軸方向において互いに反対側に位置する２つの面のうち前記ワークロール側の面に前記ロードセルが固定され、前記２つの面に亘って貫通する複数の貫通孔が配設された固定板と、前記ワークロールの一端側の端面を覆うように前記ロールチョックにネジ止め固定され、前記ワークロールの軸方向の端面と向かい合う部分にその部分の内外に亘って貫通する複数の貫通雌ネジ部が配設されたカバー部材とを有し、前記複数のボルトの各々の前記挿入部が前記カバー部材の内側に突出するように前記複数のボルトの各々の前記雄ネジ部が前記カバー部材の前記複数の貫通雌ネジ部に個別に嵌め合わされ、前記複数のボルトの各々の前記挿入孔が前記固定板の前記複数の貫通雌ネジ部の各々に回動可能な状態で個別に挿入された構成になっていることが好ましい。
また、本発明の一態様に係る圧延機は、前記スラスト力測定装置を備えている。

【発明の効果】

【0009】

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
本発明によれば、ワークロールに発生するスラスト力を高精度で測定することが可能なスラスト力測定装置及びそれを備えた圧延機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態に係るスラスト力測定装置を備えた圧延機の概略構成を示す正面図である。

【図2】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図3】図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

【図4】図３の一部を拡大した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を詳細に説明する。なお、発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
本実施形態では、本発明に係るスラスト力測定装置及びそれを備えた２段式圧延機について、図１乃至図４を用いて説明する。

【0012】

なお、本実施形態では、後述する被圧延材の進行方向に沿う方向をＸ方向と呼び、同一平面内においてＸ方向と直交する方向をＹ方向と呼び、Ｘ方向及びＹ方向に対して直交する方向をＺ方向と呼ぶこともある。
また、図面を見易くするため、図３及び図４においては断面を表すハッチングを一部省略している。

【0013】

図１及び図２において、本発明の一実施形態に係る２段式圧延機１は、ハウジング９と、ハウジング９内に上下方向（Ｚ方向）に配設された上側ワークロール２及び下側ワークロール３と、上側ワークロール２の両端側を個別に支持する軸受部としての一対の上側ワークロールチョック４ａ，４ｂと、下側ワークロール３の両端側を個別に支持する軸受部としての一対の下側ワークロールチョック５ａ，５ｂとを備えている。この２段式圧延機１は、被圧延材の圧延設備内に配備される調質圧延機である。

【0014】

また、２段式圧延機１は、ハウジング９の底板部９ａと一対の下側ワークロールチョック５ａ，５ｂとの間に、一対の下側ワークロールチョック５ａ，５ｂの各々に対応して個別に配設された一対の圧下シリンダ６を備えている。
また、２段式圧延機１は、ハウジング９の天板部９ｂと一対の上側ワークロールチョック４ａ，４ｂとの間に、一対の上側ワークロールチョック４ａ，４ｂの各々に対応して個別に配設された一対のプレッシャーブロック７を備えている。

【0015】

また、２段式圧延機１は、一対の上側ワークロールチョック４ａ，４ｂと一対の下側ワークロールチョック５ａ，５ｂとの各々の間に２つずつ配設された４つのワークロールバランス８を備えている。この４つのワークロールバランス８の各々は、例えばシリンダ機構で構成されている。
また、２段式圧延機１は、一方の下側ワークロールチョック５ａに対して２つのキーパプレート１１ａ，１１ｂを備え（図３参照）、さらに、他方の下側ワークロールチョック５ｂ及び一対の上側ワークロールチョック４ａ，４ｂの各々に対しても２つのキーパフレート１１ａ，１１ｂを備えている（図示せず）。

【0016】

一対の圧下シリンダ６において、一方の圧下シリンダ６は、シリンダチューブ６ｂがハウジング９の底板部９ａに取り付けられ、シリンダロッド６ａの上端部が一方の下側ワークロールチョック５ａの圧下シリンダ６側の面に当接して一方の下側ワークロールチョック５ａに圧下荷重を供給する。また、他方の圧下シリンダ６は、シリンダチューブ６ｂがハウジング９の底板部９ａに取り付けられ、シリンダロッド６ａの先端部が他方の下側ワークロールチョック５ｂの圧下シリンダ６側の面に当接して他方の下側ワークロールチョック５ｂに圧下荷重を供給する。

【0017】

一対のプレッシャーブロック７において、一方のプレッシャーブロック７は、上面に連結された圧下スクリュー（図示せず）を介してハウジング９の天板部９ｂに取り付けられ、下面が一方の上側ワークロールチョック４ａのプレッシャーブロック７側の面に当接して一方の上側ワークロールチョック４ａに圧下荷重の反力を付与する。また、他方のプレッシャーブロック７は、上面に連結された圧下スクリュー（図示せず）を介してハウジング９の天板部９ｂに取り付けられ、下面が他方の上側ワークロールチョック４ｂのプレッシャーブロック７側の面に当接して他方の上側ワークロールチョック４ａに圧下荷重の反力を付与する。

【0018】

一方の上側ワークロールチョック４ａと一方の下側ワークロールチョック５ａとの間に配設された２つのワークロールバランス８において、一方のワークロールバランス８はハウジング９の前柱部９ｃ側に配設され、他方のワークロールバランス８はハウジング９の後柱部９ｄ側に配設されている。この２つのワークロールバランス８の各々は、各々のシリンダチューブ８ｂがハウジング９の前柱部９ｃ及び後柱部９ｄに固定され、各々のシリンダロッド８ａの先端部が一方の上側ワークロールチョック４ａのワークロールバランス８側の面に当接している。

【0019】

他方の上側ワークロールチョック４ｂと他方の下側ワークロールチョック５ｂとの間に配設された２つのワークロールバランス８において、一方のワークロールバランス８はハウジング９の前柱部９ｃ側に配設され、他方のワークロールバランス８はハウジング９の後柱部９ｄ側に配設されている。この２つのワークロールバランス８の各々は、各々のシリンダチューブ８ｂがハウジング９の前柱部９ｃ及び後柱部９ｄに固定され、各々のシリンダロッド８ａの先端部が他方の上側ワークロールチョック４ｂのワークロールバランス８側の面に当接している。

【0020】

一対の上側ワークロールチョック４ａ，４ｂ及び一対の下側ワークロールチョック５ａ，５ｂは、ハウジング９の前柱部９ｃと後柱部９ｄとの間に配設され、前柱部９ｃの後柱部９ｄ側の面及び後柱部９ｄの前柱部９ｃ側の面を案内面として上下方向（Ｚ方向）に移動可能となっている。この一対の上側ワークロールチョック４ａ，４ｂ及び一対の下側ワークロールチョック５ａ，５ｂの移動は、圧下シリンダ６やワークロールバランス８によって行われる。

【0021】

一方の下側ワークロールチョック５ａは、図３に示すように、Ｘ方向において互いに反対側に位置する２つの外壁面の各々に凹部１２ａ，１２ｂが設けられている。この２つの凹部１２ａ，１２ｂのうち、一方の凹部１２ａにはハウジング９の前柱部９ｃの外壁面に支持されたキーパプレート１１ａが嵌合され、他方の凹部１２ｂにはハウジング９の後柱部９ｄの外壁面に支持されたキーパプレート１１ｂが嵌合されている。この２つの凹部１２ａ，１２ｂは、図示していないが、他方の下側ワークロールチョック５ｂ及び一対の上側ワークロールチョック４ａ，４ｂの各々においても設けられている。また、これらワークロールチョック（５ｂ，４ａ，４ｂ）の凹部１２ａ，１２ｂにおいても、ハウジング９の前柱部９ｃ及び後柱部９ｄの側面面に支持されたキーパプレート１１ａ，１１ｂが嵌合されている。

【0022】

図３及び図４に示すように、下側ワークロール３の一端側は、軸受としてのコロベアリング１３及びボールベアリング１４を介して一方の下側ワークロールチョック５ａに回動自在に支持されている。このコロベアリング１３及びボールベアリング１４は、下側ワークロール３の回転軸方向の一方の端面３ａの周縁部を覆うようにしてその端面３ａにネジ止め固定された位置決め部材１５によって下側ワークロール３の軸方向に沿う方向の位置決めがなされている。

【0023】

なお、図示していないが、下側ワークロール３の他端側及び上側ワークロール２の両端側においても、下側ワークロール３の一端側と同様に、軸受としてのコロベアリング及びボールベアリングを介して各々のワークロールチョック（５ｂ，４ａ，４ｂ）に回動自在に支持され、これらのベアリングにおいても各々のワークロールの端面の周縁部を覆うようにしてその端面にネジ止め固定された位置決め部材によってワークロールの軸方向に沿う方向の位置決めがなされている。

【0024】

このように構成された２段式圧延機１は、上側ワークロール２の両端を支持する一対のワークロールチョック４ａ，４ｂがハウジング９に支持され、下側ワークロール３の両端を支持する一対のワークロールチョック５ａ，５ｂがハウジング９に支持されている。また、このように構成された２段式圧延機１は、各ワークロールチョック４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂに支持された一対のワークロール２，３で被圧延材を圧延する。被圧延材は、一対のワークロール２，３の間を図２の矢印Ｌで示す方向に進行し、一対のワークロール２，３間を進行中に圧延される。

【0025】

２段式圧延機１は、図３及び図４に示すように、スラスト力測定装置２０を備えている。本実施形態において、スラスト力測定装置２０は、これに限定されないが、下側ワークロール３の一端側に配設されている。
スラスト力測定装置２０は、下側ワークロール３の回転軸方向の一方の端面３ａに回動自在に支持された中間部材としてのスラストベアリング２１と、下側ワークロール３の回転軸方向に発生するスラスト力ＳＰを電気信号に変換するロードセル２２と、スラストベアリング２１にロードセル２２を押付けるロードセル押付け機構２３とを有している。

【0026】

スラストベアリング２１は、複数のボール若しくはコロが環状に配設された保持器２１ｂを２つの軌道盤２１ａ，２１ｃで挟んだ構成になっている。２つの軌道盤２１ａ，２１ｃの各々は、保持器２１ｂを挟む面側に保持器２１ｂのボール若しくはコロが回動する環状の溝を有している。即ち、スラストベアリング２１は、２つの軌道盤２１ａ，２１ｃが互い反対方向に回動可能となるように構成されている。

【0027】

２つの軌道盤２１ａ，２１ｃにおいて、一方の軌道盤２１ａは、スラストベアリング２１の回転軸と下側ワークロール３の回転軸とが同一直線上に位置するように下側ワークロール３の端面３ａに例えば接着材を介して固定されている。他方の軌道盤２１ｃは、この軌道盤２１ｃにロードセル２２が押付けられる押圧力により、保持器２１ｂを介して一方の軌道盤２１ａに回動自在に支持される。すなわち、スラストベアリング２１は、下側ワークロール３の回転力がロードセル２２に伝達されないように下側ワークロール３の回転力のロードセル２２への伝達を遮断することができる。

【0028】

ロードセル２２としては、これに限定されないが、例えば引張圧縮型のロードセルを用いている。この引張圧縮型のロードセルは、主に、力に比例して変形する起歪体と、この起歪体の変形量（ひずみ）を測定する歪ゲージとを筐体内に収納した構成になっている。歪ゲージは起歪体に貼り付けられている。筐体の外側には起歪体と連結されたロードボタンが配設されており、このロードボタンに力が加わることで起歪体が変形するようになっている。この引張圧縮型のロードセルは、起歪体の変形量に比例して歪ゲージの電気抵抗が変化することで、起歪体の変形量に比例した電気信号を出力する。したがって、ロードセル２２は、ロードボタンに下側ワークロール３の軸方向のスラスト力ＳＰが伝達されることで、スラスト力ＳＰに比例した電気信号を出力する。

【0029】

ロードセル押付け機構２３は、複数のボルト２４と、ロードセル２２が固定された固定板２５と、下側ワークロール３の回転軸方向の一端側の端面３ａを覆うようにして一方の下側ワークロールチョック５ａに例えばボルト１６によってネジ止め固定されたカバー部材２６とを有している。
複数のボルト２４の各々は、頭部２４ａ、雄ネジ部２４ｂ、挿入部２４ｃがこの順番で配列された構成になっている。頭部２４ａは、雄ネジ部２４ｂを回転させるための工具によって形状が異なり、例えば外形形状が６角、若しくは円柱の中央部に六角穴が設けられた形状からなる。挿入部２４ｃは、雄ネジ部２４ｂよりも外形サイズが小さくなっており、挿入部２４ｃと雄ネジ部２４ｂとの間に段差部が形成されている。挿入部２４ｃは、例えば外形が円形の円柱若しくは円筒で形成されている。

【0030】

固定板２５は、下側ワークロール３の回転軸方向において互いに反対側に位置する２つの面のうちの下側ワークロール３側の面にロードセル２２が固定されている。ロードセル２２は、そのロードボタンの中心軸と下側ワークロール３の回転軸とが同一直線上に位置するように固定板２５に固定されている。
また、固定板２５は、下側ワークロール３の回転軸方向において互いに反対側に位置する２つの面に亘って貫通する複数の貫通孔２５ａを有している。複数の貫通孔２５ａは、固定板２５に固定されたロードセル２２を囲むようにして固定板２５のロードセル２２の固定位置の周囲に配設されている。複数の貫通孔２５ａの各々の内形サイズは、ボルト２４の挿入部２４ｃの外形サイズよりも大きく、かつボルト２４の雄ネジ部２４ｂの外径サイズよりも小さくなっている。この複数の貫通孔２５ａには、ボルト２４の挿入部２４ｃが回動可能に挿入されるため、ボルト２４の挿入部２４ｃと同じ形状、例えば円形の形状が好ましい。

【0031】

カバー部材２６は、下側ワークロール３の一端側の端面３ａと向かい合う部分２６ａに、その部分２６ａの内外に亘って、即ち下側ワークロール３の回転軸方向において互いに反対側に位置する２つの面に亘って貫通する複数の貫通雌ネジ部２６ｂを有している。この複数の貫通雌ネジ部２６ｂは、平面的にカバー部材２６と固定板２５とを重ね合わせたとき、各々が固定板２５の複数の貫通孔２５ａと個別に重なる位置に配設されている。

【0032】

固定板２５の貫通孔２５ａ及びカバー部材２６の貫通雌ネジ部２６ｂの数は、ボルトの本数に対応している。
複数のボルト２４は、各々の頭部２４ａがカバー部材２６の外側に位置し、各々の挿入部２４ｃがカバー部材２６からその内側に突出するように、各々の雄ネジ部２４ｂがカバー部材２６の複数の貫通雌ネジ部２６ｂに個別に嵌め合わされている。そして、複数のボルト２４は、各々の挿入部２４ｃが固定板２５の複数の貫通孔２５ａの各々に回動可能な状態で個別に挿入されている。固定板２５は、複数の貫通孔２５ａの各々に複数のボルト２４の各々の挿入部２４ｃが挿入されることにより、複数のボルト２４を介してカバー部材２６に支持される。このとき、固定板２５は、固定板２５の貫通孔２５ａの内形サイズがボルト２４の挿入部２４ｃの外径サイズよりも大きく、かつボルト２４の雄ネジ部２４ｂの外径サイズよりも小さくなっているので、ボルト２４の雄ネジ部２４ｂと挿入部２４ｃとの間の段差部に保持される。

【0033】

このように構成されたロードセル押付け機構２３は、複数のボルト２４を回して複数のボルト２４がカバー部材２６の内側に突出する突出量を調整することにより、固定板２５を下側ワークロール３の回転軸方向に移動させることができるので、固定板２５に固定されたロードセル２２をスラストベアリング２１に押付けることができると共に、スラストベアリング２１への押圧力を調整することができる。

【0034】

なお、ボルト２４の本数は２本でもよいが、固定板２５を安定して保持するためには３本以上のボルト２４を用いることが好ましい。
次に、本実施形態のスラスト力測定装置２０の作用効果について説明する。
２段式圧延機１では、両端が一対のワークロールチョック４ａ，４ｂに支持された上側ワークロール２と、両端が一対のワークロールチョック５ａ，５ｂに支持された下側ワークロール３とで被圧延材を圧延する際、被圧延材の非対称性や被圧延材に対するワークロールの傾き、そしてワークロール自身の形状などにより、例えば図３及び図４に示す方向のスラスト力ＳＰが下側ワークロール３に発生する。

【0035】

このスラスト力ＳＰは、下側ワークロール３を支持する下側ワークロールチョック５ａや、この下側ワークロールチョック５ａを支持するハウジング９に伝達されるため、従来のように、ワークロールチョックの内部にロードセルを設置した場合や、ハウジングに歪計若しくはロードセルを設置した場合においても下側ワークロール３に発生するスラスト力ＳＰを測定することができる。

【0036】

しかしながら、ワークロールチョックの内部に設置したロードセルや、ハウジングに設置した歪計若しくはロードセルで下側ワークロール３に発生するスラスト力を測定する場合は、ワークロールチョックとハウジングとの摩擦の影響により下側ワークロール３に発生する真のスラスト力ＳＰよりも測定値が小さくなるので、下側ワークロール３に発生するスラスト力ＳＰの測定精度が低い。

【0037】

これに対して、本実施形態のスラスト力測定装置２０は、下側ワークロール３の一端側に配設されている。このスラスト力測定装置２０は、前述したように、下側ワークロール３の一端側の端面３ａに回動自在に固定されたスラストベアリング２１と、下側ワークロール３の回転軸方向に発生するスラスト力ＳＰを電気的に変換するロードセル２２と、下側ワークロール３の一端側の端面３ａに向かってロードセル２２をスラストベアリング２１に押付けるロードセル押付け機構２３とを有している。

【0038】

したがって、本実施形態のスラスト力測定装置２０によれば、上側ワークロール２と下側ワークロール３とで被圧延材を圧延する際に下側ワークロール３に発生するスラスト力ＳＰは、下側ワークロール３の一方の端面３ａからスラストベアリング２１を介してロードセル２２に直線的に伝達されるので、下側ワークロールチョック５ａとハウジング９との摩擦の影響を受けることなく、下側ワークロール３に発生するスラスト力ＳＰを測定することができる。この結果、従来のように、ワークロールチョックの内部にロードセルを設置した場合やハウジングに歪み計を設置した場合と比較して、下側ワークロール３に発生するスラスト力ＳＰを高精度で測定することができる。

【0039】

また、本実施形態のスラスト力測定装置２０によれば、下側ワークロール３に発生するスラスト力ＳＰを高精度で測定することができるので、下側ワークロール３の一端側と下側ワークロールチョック５ａとの間に介在されるベアリング（１３，１４）の設備寿命を高精度で予測することができる。
ここで、上側ワークロール２と下側ワークロール３とで被圧延材を圧延する際に下側ワークロール３に発生するスラスト力ＳＰを、本実施形態のスラスト力測定装置２０で測定した結果、スラスト力ＳＰは３７６Kgf であった。これに対し、同じ条件で、キーパプレート１１ａ付近に設置したロードセルで測定した結果、スラスト力ＳＰは６１Kgf であった。この実測値の差分３１５Kgf は、下側ワークロールチョック５ａとハウジング９との間の摩擦力吸収分と推測する。

【0040】

本実施形態のスラスト力測定装置２０は、下側ワークロール３の一端側の端面３ａにスラストベアリング２１が固定され、このスラストベアリング２１にロードセル２２が下側ワークロール３の一端側の端面３ａに向かって押付けられている。
したがって、本実施形態のスラスト力測定装置２０によれば、下側ワークロール３の回転力のロードセル２２への伝達を遮断することができるので、下側ワークロール３の一端側の端面３ａから伝達されるスラスト力ＳＰをロードセル２２で測定することができる。

【0041】

本実施形態のスラスト力測定装置２０は、ロードセル２２が固定板２５及びボルト２４を介してカバー部材２６に支持され、カバー部材２６が下側ワークロールチョック５ａにネジ止め固定されている。
したがって、本実施形態のスラスト力測定装置２０によれば、カバー部材２６を取り外すことにより、下側ワークロール３を組み込んだ状態でロードセル２２の設置及び取り外しが可能である。従来のようにロードセルをワークロールチョックの内部に配設した場合は、ワークロールを組み込んだ状態でのロードセルの設置・取り外しは困難である。

【0042】

本実施形態のスラスト力測定装置２０において、ロードセル押付け機構２３は、複数のボルト２４の各々の挿入部２４ｃがカバー部材２６の内側に突出するように複数のボルト２４の各々の雄ネジ部２４ｂがカバー部材２６の複数の貫通雌ネジ部２６ｂに個別に嵌め合わされ、複数のボルト２４の各々の挿入部２４ｃが固定板２５の複数の貫通孔２５ａの各々に回動可能な状態で個別に挿入された構成になっている。

【0043】

したがって、複数のボルト２４を回して複数のボルト２４がカバー部材２６の内側に突出する突出量を調整することにより、固定板２５を下側ワークロール３の回転軸方向に移動させることができるので、固定板２５に固定されたロードセル２２をスラストベアリング２１に押付けることができると共に、スラストベアリング２１への押圧力を調整することができる。

【0044】

なお、前述の実施形態では、下側ワークロール３の一端側にスラスト力測定装置を配設した場合について説明した。しかしながら、スラスト力測定装置２０は、下側ワークロール３の他端側に配設してもよい。即ち、スラスト力測定装置２０は、下側ワークロール３の両端のうちの少なくとも何れか一方に配設すればよいが、下側ワークロール３の両端側に配設することが好ましい。

【0045】

また、前述の実施形態では、下側ワークロール３にスラスト力測定装置２０を配設した場合について説明した。しかしながら、スラスト力測定装置２０は、上側ワークロール２に配設してもよい。即ち、スラスト力測定装置２０は、下側ワークロール３及び上側ワークロール２のうちの少なくとも何れか一方に設置すればよいが、下側ワークロール３及び上側ワークロール２の両方に配設してもよい。

【0046】

ただし、スラスト力測定装置２０の配設は、ワークロールの駆動方式を考慮する必要がある。
また、前述の実施形態では、２段式圧延機１に本発明に係るスラスト力測定装置２０を組み込んだ場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、４段式若しくはそれ以上の段数の圧延機に適用することができる。この場合、ワークロールにスラスト力測定装置を配設するのは勿論であるが、バックアップロールにスラスト力測定装置を配設してもよい。即ち、本発明のスラスト力測定装置は、バックアップロール、ワークロールに限定することなく、被圧延材の圧延に寄与するロールを対象とすることができる。

【0047】

以上説明したように、本発明に係るスラスト力測定装置及び圧延機は、ワークロールに発生するスラスト力を高精度で測定するという効果を有し、被圧延材の圧延設備内に配備される圧延機及びそれに搭載されるスラスト力測定装置に有用である。

【符号の説明】

【0048】

１…２段式圧延機、２…上側ワークロール、３…下側ワークロール、３ａ…端面、４ａ，４ｂ…上側ワークロールチョック、５ａ，５ｂ…下側ワークロールチョック
６…圧下シリンダ、６ａ…シリンダロッド、６ｂ…シリンダチューブ、７…プレッシャーブロック
８…ワークロールバランス、８ａ…シリンダロッド、８ｂ…シリンダチューブ
９…ハウジング、９ａ…底板部、９ｂ…天板部、９ｃ…前柱部、９ｄ…後柱部
１１ａ，１１ｂ…キーパプレート、１２ａ，１２ｂ…凹部
１３…コロベアリング、１４…ボールベアリング、１５…位置決め部材、１６…ボルト
２０…スラスト測定装置、２１…スラストベアリング、２２…ロードセル、２３…ロードセル押付け機構
２４…ボルト、２４ａ…頭部、２４ｂ…雄ネジ部、２４ｃ…挿入部
２５…固定板、２５ａ…貫通孔、２６…カバー部材、２６ａ…部分、２６ｂ…貫通雌ネジ部、ＳＰ…スラスト力

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】