JP6562016B2 - ロール交換用治具およびロール交換方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱処理炉や加熱炉等の炉内に配列されるロールを交換するために使用される交換用治具および該治具を使用するロール交換方法に関するものである。

従来、焼鈍炉等の炉のロールの交換に使用されるロール交換装置として、図７に示すような装置が知られている（特許文献１参照）。
このロール交換装置１００は、天井クレーン（不図示）に吊り下げられて運搬される吊りビーム１２０、交換されるロール１１０のロール軸の端部を脱着可能に支持するロール軸チャック部１３０およびカウンターウエイト１４０を備えている。吊りビーム１２０には吊り部１５０が設けられており、これに天井クレーンのフックを掛合させて、ロール交換装置は炉体（不図示）の側壁近くに配置される。

ロール軸チャック部１３０は吊りビーム１２０の炉体側の端部に設けられ、カンターウエイト１４０は、吊りビーム１２０に吊り下げられて、吊りビーム１２０に沿って移動可能になっている。そして、カンターウエイト１４０は、吊りビーム１２０にロール１１０が保持されていない無負荷時には、吊り部１５０の下方位置辺りにあり、また、吊りビーム１２０にロール１１０を保持した負荷移動時には、吊りビーム１２０の炉体側とは反対の端部近くの下方位置にある。

このように、カウンターウエイト１４０により、ロール１１０の有無に応じて吊りビーム１２０のバランスを取るため、このロール交換装置１００は長尺、過大な重量を持つ装置とならざるを得ない。
また、ロール交換時には、この長尺、過大な重量を持つ装置を使用することで天井クレーンを長時間占有することになり、他の作業に使用することができない。

このような長尺、過大な重量を持つ装置を回避するために、天井クレーンのフックに掛ける吊りビームと、吊りビームに沿って走行する、ロール軸チャック装置が設けられた移動台車とを備え、そしてビームの炉体側を炉体の架構に固定する支持部がビームまたは炉体の架構に設けることにより、ロール交換時に移動台車がビームの炉体側に走行しても、ビームが転倒しないようにした、カウンターウエイトを使用しないロール交換装置が特許文献１に記載されている。
また、炉に並列に配列したロールのロール交換装置として、炉側壁に沿って走行する台車にロール抽出（入）装置を設けて、この装置にロール抜出し方向へ移動可能な機構と水平方向に旋回可能な機構を具備させるとともに、前記台車上には、ロール収容ペースを備えたものが特許文献２に記載されている。

特開２００３−３０１２１７号公報 特開平８−２２５８２７号公報

前者の従来技術では、カウンターウエイトを使用しないので、重量は軽減されるものの、ロール交換装置を置く広いスペースが必要であり、また、ロール交換時には天井クレーンを占有することになり、他の作業に天井クレーンを使用することができない。
後者のロール交換装置では、炉内のロール配置が並列であることを前提とし、また台車がロール配列方向に走行できるスペースが必要となるが、通常、ロール配置は並列とは限らず、また炉体の重量を支えるための架構が炉体の周辺に配置されているために、走行スペースの確保が困難である。
また、上記のいずれのロール交換装置でも、装置の構成が複雑であり、製造コストやメンテナンス費用の点でも高価なものとなる。

本発明は、上記のような事情に鑑み、長尺、過重なロール交換装置あるいは広い置き場スペースを必要とするロール交換装置を使用することなく、また、天井クレーンを長時間占有することなく、炉に配列されるロールの交換を可能にするロール交換用治具およびロール交換方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために以下の手段を採用する。
［１］炉内に配置されるロールの交換に使用され、該ロールのロール駆動軸に装着するロール交換用治具であって、一端にフランジ状部が形成されたロール駆動軸チャック部材および両端にフランジ状部が形成された付属部材からなり、ロール駆動軸チャック部材のフランジ状部と付属部材の一方のフランジ状部とをボルト・ナットで締結することにより、ロール駆動軸チャック部材と付属部材とが接続されていることを特徴とするロール交換用治具。
［２］前記付属部材の他端に、さらに、１つ以上の両端にフランジ状部が形成された付属部材を、隣接する付属部材のフランジ状部同士をボルト・ナットで締結することにより、接続したことを特徴とする、［１］に記載のロール交換用治具。
［３］前記付属部材の長さを駆動モータのトルク伝達装置の長さより短くして、ロール交換時に、駆動モータを設置個所から取外すことなくロール交換を可能としたことを特徴とする［１］又は［２］に記載のロール交換用治具。
［４］前記ロール駆動軸チャック部材の本体がパイプ材であり、該パイプ材の一端にフランジ状部が形成されていることを特徴とする［１］〜［３］のいずれかに記載のロール交換用治具。
［５］前記付属部材は、本体がパイプ材であり、該パイプ材の両端に前記フランジ状部が形成されていることを特徴とする［１］〜［４］のいずれかに記載のロール交換用治具。
［６］ロールの駆動側のロール駆動軸に［１］〜［５］のいずれかに記載のロール交換用治具を装着し、炉の両側壁の外側に配置される吊りビームのそれぞれに、吊りビームに沿って移動できるチェーンブロックを少なくとも１基以上取り付けて、ロールの非駆動側のロール軸とロールの駆動側のロール交換用治具とをチェーンブロックで支持してロールを移動することを特徴とする、炉に配置されるロールを交換するロール交換方法。

本発明のロール交換用治具は、コンパクトで軽量なロール交換手段であるので、広い置き場スペースを必要とせず、また、長尺、過重なロール交換装置を使用することなくロール交換を可能とするものである。そして、この治具を使用するロール交換では、ロール交換が従来に比較して、より短時間で行え、天井クレーンを長時間占有することもない。

炉に配列されるロールを示す。 ロール交換用治具のロール駆動軸チャック部材の正面図（ａ）および側面図（ｂ）を示す。 ロール交換用治具の付属部材の正面図（ａ）および側面図（ｂ）を示す。 １つの付属部材を有するロール交換用治具を示す。 ２つの付属部材を有するロール交換用治具を示す。 ロール交換のステップ１〜３を模式的に示す。 ロール交換のステップ４〜７を模式的に示す。 カウンターウエイトを使用したロール交換装置（従来例）を示す。

図面を参照しつつ、本発明のロール交換用治具およびロール交換方法の具体的な実施の形態を説明する。
炉内に配列されるロール１は、図１に示すように、駆動側および非駆動側のそれぞれにロール軸２を有し、このロール軸２には、通常、該軸部よりも小径のロール駆動軸３が形成されている。そして、一方のロール駆動軸３にはトルク伝達装置５を介して駆動モータ４が連結され、ロール１は炉の稼働時に回転駆動し、炉内に搬入された搬送物を搬送するようになっている（図６−１参照）。なお、駆動モータ４は、炉の一方の側壁の外側近傍の床面に据え付けられている。

ロール１の交換は、通常、駆動側のロール駆動軸３と駆動モータ４との間に介在するトルク伝達装置５を取り外した後に行われる。
本発明では、トルク伝達装置５が取り外されたロールのロール駆動軸３にロール交換用治具６を装着して行う。
本発明のロール交換用治具６は、後述するように、ロール駆動軸チャック部材７と少なくとも１つ以上の付属部材１２とで構成される。
ロールのロール駆動軸３は、図１から分かるように、ロール軸２の端部に形成されているため、ロール駆動軸３をチャックする本発明のロール交換用治具６は、ロール軸２をチャックする場合にくらべて、長さを短くすることができる。したがって、より軽量にすることができる。

ロール駆動軸チャック部材７は、一端にロール駆動軸のチャック部を備え、例えば、図２に示すように、本体がパイプ材８であり、該パイプ材の一端にフランジ状部９を設けることにより製造することができる。フランジ状部９は、パイプ材８に円形または矩形の板状体をパイプ材８の一方の端部に取り付けることにより形成することができる。この板状体によりパイプ材８の端部の開口は塞がれることになるが、中央部にパイプ材８の内径と同じ径を有する孔を穿設した板状体をパイプ材８の端部に取り付け、パイプ材８の端部を開口した状態にすることもできる。
また、パイプ材８端部の外周面とフランジ状部９の裏面と間に複数の補強材１０を取り付けてもよい。

ロール駆動軸チャック部材７のフランジ状部９が形成されていない側のパイプ材８の開口部からは、ロールの駆動軸３が嵌挿されてチャックされるようになっている。ロールの駆動軸３はロールにより異なる場合があるが、パイプ材８の径を変えることにより、種々の径を有するロール駆動軸に対応することができる。
また、フランジ状部９の周縁近傍には複数個のボルト挿通孔１１を形成する。
パイプ材８とフランジ状部９は鋼材で製造することが望ましい。この場合、溶接により、フランジ状部をパイプ材の端部に溶接して取り付けることができる。

付属部材１２は、両端にフランジ状部１４が形成されているが、図３に示すように、例えば、本体をパイプ材１３とし、該パイプ材の両端にフランジ状部１４を形成して、製造することができる。フランジ状部１４は、パイプ材１３に円形または矩形の板状体をパイプ材１３の両端に取り付けることにより形成することができる。この場合は板状体により、パイプ材１２の両端部の開口は塞がれることになるが、中央部にパイプ材１３の内径と同じ径を有する孔を穿設した板状体をパイプ材１３の端部に取り付け、パイプ材１３の端部を開口した状態にすることもできる。
パイプ材端部の外周面とフランジ状部１４の裏面と間に補強材１５を設けてもよい。
パイプ材１３とフランジ状部１４は鋼材で製造することが望ましい。この場合、溶接により、フランジ状部１４をパイプ材１３の端部に溶接して取り付けることができる。

付属部材１２のフランジ状部１４の周縁近傍には複数個のボルト挿通孔１６を形成する。フランジ状部１４をロール駆動軸チャック部材７のフランジ状部９と当接して、両フランジ状部のボルト挿通孔にボルトを挿通して、ボルト・ナットで締結して、ロール駆動軸チャック部材７と付属部材１２とを連結して接続できるようにする。
同様に、２つの付属部材１２のフランジ状部１４同士を当接して、両フランジ状部のボルト挿通孔１４にボルトを挿通して、ボルト・ナットで締結して、２つの付属部材を連結して接続できるようにする。

図４には、ロール駆動軸チャック部材７に１つの付属部材１２が接続されたロール交換用治具６を示した。図５には、図４に示されるロール交換用治具の付属部材１２にさらにもう１つの付属部材１２を接続したロール交換用治具６を示した。図５に示したロール交換用治具にさらに１つ以上の付属部材１２を接続して、ロール交換用治具をより長尺のものにすることができる。
なお、図４および図５では、ロール駆動軸チャック部材７のフランジ状部９と付属部材のフランジ状部１４とを締結するボルト、ナットおよびは付属部材のフランジ状部１４同士を締結するボルト、ナットは図示していない。

ロールの交換は、吊りビーム１７に取り付けられたチェーンブロック１８でロール１を吊り下げて行われる。吊りビーム１７は天井クレーン（不図示）により、炉の両側壁の外側のそれぞれに吊り下げた状態で配備される（図６−１、図６−２参照）。チェーンブロック１８は、吊りビーム１７に沿って手動で移動させることができる。そして、チェーンブロック本体の鎖車（不図示）から垂下するチェーン１９をロールの左右のロール軸２やロール駆動軸３に手動で掛けて支持することにより、ロール１を吊り下げることができる。

図６−１、図６−２に本発明のロール交換方法のステップ（手順）を模式的に示した。
ここで、２０は交換されるロール１が配列された焼鈍炉などの炉である。炉の側壁には、ロール支架用開口部２１が形成されている。なお、図６−１、図６−２では、炉２０は両側壁の断面が示されているが、天井壁および炉床壁は省略されている。
ロール１は、トルク伝達装置５を介して、炉の側壁の外側の床面に設置されている駆動モータ４により回転駆動される。

本発明のロール交換方法の手順は、以下のステップ１〜７からなる。
（ステップ１）
図６−１の（ａ）に示すように、吊りビーム１７に取り付けられたチェーンブロック１８のチェーン１９を手動でロールの両側のロール軸２に掛け、ロール１を水平に維持して吊り下げた状態で、駆動側のロール駆動軸３および駆動モータ４からトルク伝達装置５を取り外す。
なお、チェーンブロックのチェーン１９は、ロールの左側（非駆動側）では、ロール軸２の端部のロール駆動軸３に掛けているが、より大径のロール軸２に掛けてもよい。ロールの右側（駆動側）では、トルク伝達装置が装着されているため、ロール軸２の部位に掛けている。

（ステップ２）
図６−１の（ｂ）に示すように、ロール１がチェーンブロック１８で吊り下げられた状態で、トルク伝達装置５が取り外されたロール１と駆動モータ４との間に、ロール駆動軸チャック部材７と１つの付属部材１２が連結されたロール交換用治具６を挿入して、該治具のチャック部材７のチャック部をロール駆動軸に装着する。
ここで、付属部材１２の長さを、トルク伝達装置５の長さ〔図６−１の（ａ）での回転軸方向の長さ〕よりも短くすると、駆動モータ４を床上から取り外すことなく、ロール交換用治具６をすみやかにロール駆動軸３に装着することができる。

（ステップ３）
図６−１の（ｃ）に示すように、右側（駆動側）のチェーンブロックのチェーン１９をロール軸２の部位からロール交換用治具６の付属部材１２に手動で移動させるとともに、左側（非駆動側）のチェーンブロック１８を付属部品の長さ分だけ左側に吊りビーム１７に沿って手動で移動させる。この時、右側のチェーンブロック１８は吊りビーム１７に沿って移動はしない。
ステップ３が完了したときには、ロール１本体の一部が左側の炉側壁から外側に露出した状態になる。

（ステップ４）
ステップ３でのロール交換用治具６にさらに１つの付属部材１２を接続する。連結はそれぞれの付属部材１２のフランジ状部１４を当接してボルト・ナットで連結することができる。ここでも、新たに接続する付属部材１２の長さを、トルク伝達装置５の長さ〔図６−１の（ａ）での回転軸方向の長さ〕よりも短くすると、駆動モータ４を床上から取り外すことなく、ロール交換用治具６をすみやかにロール駆動軸３に装着することができる。以下においても同様である。
次いで、図６−２の（ｄ）に示すように、右側（駆動側）のチェーンブロック１８のチェーン１９をロール軸部から新たに連結した付属部材１２に手動で移動させるとともに、左側（非駆動側）のチェーンブロック１８を付属部品の長さ分だけ左側に吊りビームに沿って手動で移動させる。この時、右側のチェーンブロック１８は吊りビーム１７に沿って移動しない。
ステップ４が完了したときには、ロール本体がさらに左側の炉側壁から露出した状態になる。

（ステップ５）
ステップ４でのロール交換用治具６にさらに１つの付属部材１２を連結する。ロールがロール軸部も含めて、炉左側の外側壁の外側の位置に移動するまで、ステップ４と同様の操作を繰り返す。図６−２の（ｅ）には、４つの付属部材１２を有するロール交換用治具６をロール１の駆動軸に装着することにより、ロール１が炉外に搬出された状態が示されている。

（ステップ６）
左側（非駆動側）の吊りビーム１７の炉外側壁寄りの位置にチェーンブロック２基を新たに取り付け、その内の１基によりロールの駆動側のロール軸を支え、他の１基でロール交換用治具のロール駆動軸チャック部を支える。
このようにして、４基のチェーンブロック１８により、炉の左側の側壁の外側にロール１が水平に維持される。
次いで、ロール１を支持している２基のチェーンブロックを左側に移動させて、駆動側のロール駆動軸３をロール駆動軸チャック部材７から抜き出し、ロールを炉内からの抜き出しを完了させる。
炉から抜き出したロールは、台車等に下ろし、ロール置き場に搬送する。

（ステップ７）
ロールが抜き取られたロール交換用治具が吊りビームに掛けられたチェーンブロックにより支持されているので、ステップ１〜ステップ６の逆手順をたどることにより、新しいロールを炉内に設置して、ロールを交換する。

以上のとおり、本発明では、ロール交換をロール軸チャック部材と少なくとも１つ以上の付属部材とからなる軽量なロール交換用治具を使用して、チェーンブロックを使用して行うため、比較的短時間で炉に配列されるロールを交換することができるから、天井クレーンを長時間占有することがない。
そして、ロール交換用治具は長尺、過重な大掛かりなものでなく、また構造が複雑でないから、製造コストやメンテナンス費用を低く抑えることができる。

１：ロール
２：ロール軸
３：ロール駆動軸
４：駆動モータ
５：トルク伝達装置
６：ロール交換用治具
７：ロール駆動軸チャック部材
８：ロール駆動軸チャック部材のパイプ材
９：ロール駆動軸チャック部材のフランジ状部
１０：ロール駆動軸チャック部材の補強材
１１：ロール駆動軸チャック部材のボルト挿通孔
１２：付属部材
１３：付属部材のパイプ材
１４：付属部材のフランジ状部
１５：付属部材の補強材
１６：付属部材のボルト挿通孔
１７：吊りビーム
１８：チェーンブロック
１９：チェーンブロックのチェーン
２０：炉
２１：炉のロール支架用開口部
１００：ロール交換装置
１１０：ロール
１２０：吊りビーム
１３０：ロール軸チャック部
１４０：カウンターウエイト
１５０：吊り部

Claims (6)

1. 炉内に配置されるロールの交換に使用され、該ロールのロール駆動軸に装着するロール交換用治具であって、
   一端にフランジ状部が形成されたロール駆動軸チャック部材および両端にフランジ状部が形成された付属部材からなり、ロール駆動軸チャック部材のフランジ状部と付属部材の一方のフランジ状部とをボルト・ナットで締結することにより、ロール駆動軸チャック部材と付属部材とが接続されていることを特徴とするロール交換用治具。
2. 前記付属部材の他端に、さらに、１つ以上の両端にフランジ状部が形成された付属部材を、隣接する付属部材のフランジ状部同士をボルト・ナットで締結することにより、接続したことを特徴とする、請求項１に記載のロール交換用治具。
3. 前記付属部材の長さを駆動モータのトルク伝達装置の長さより短くして、ロール交換時に、駆動モータを設置個所から取外すことなくロール交換を可能としたことを特徴とする請求項１又は２に記載のロール交換用治具。
4. 前記ロール駆動軸チャック部材の本体がパイプ材であり、該パイプ材の一端にフランジ状部が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のロール交換用治具。
5. 前記付属部材は、本体がパイプ材であり、該パイプ材の両端に前記フランジ状部が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のロール交換用治具。
6. ロールの駆動側のロール駆動軸に請求項１〜５のいずれか一項に記載のロール交換用治具を装着し、炉の両側壁の外側に配置される吊りビームのそれぞれに、吊りビームに沿って移動できるチェーンブロックを少なくとも１基以上取り付けて、ロールの非駆動側のロール軸とロールの駆動側のロール交換用治具とをチェーンブロックで支持してロールを移動することを特徴とする、炉に配置されるロールを交換するロール交換方法。
   
   
   
   

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