JP2001081595A - コンダクタロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外周面に耐食性のライニング層を有する筒状
体部の両端部内周面に、ロール軸部を嵌合して構成され
るコンダクタロールにおいて、ロール軸部から耐食性の
ライニング層まで耐食性材料による肉盛溶接層を形成す
ることなく、ロール端部の耐食性を向上させると共に、
改削、研磨の際の撓みを抑制して重改削、重研磨を可能
とし、改削、研磨効率を向上できるコンダクタロールを
提供する。 【解決手段】 鋼管からなる筒状体部の両端とロール軸
の両端に、耐食性リングを配設し筒状体部と筒状体部側
の耐食性リングの外周面にＮｉ基合金からなるライニン
グ層を形成すると共に、ロール軸部の水切り部に、耐食
性鋼管または耐食性板巻き管を装着して研磨時の支持部
を形成したことを特徴とするコンダクタロール。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、家電用な
どの電気メッキ鋼板の製造ラインにおいて、鋼板表面に
電気メッキを施すために使用するコンダクタロールに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】電気メッキを施すために使用するコンダ
クタロールは、メッキ液中での電気腐食と、運搬される
鋼板との接触による摩耗の２つの主な損耗因子により消
耗する。従来、この消耗に対する対策の一つとして、コ
ンダクタロールにＣｒ、Ｍｏなどによって高合金化した
Ｎｉ基鋳造材を使用することが行われているが、この場
合は、高合金化に伴う偏析に起因する電気腐食、強度の
劣化、耐摩耗性の不足等の問題があり、十分に評価でき
るものではなかった。

【０００３】他の対策としては、Ｃｒ、Ｍｏ等によって
高合金化したＮｉ基合金粉末を熱間等方圧プレス（ＨＩ
Ｐ）して、コンダクタロールの表面にライニング層とし
て形成し、特に耐電気腐食性や耐摩耗性を向上させるよ
うにした、焼結製のコンダクタロールを使用することも
行われている。例えば特開平７−５１８５１号公報に
は、コンダクタロール表面のライニング層とロール端面
部での耐電気腐食性を向上させるようにした焼結製のコ
ンダクタロールが開示されている。

【０００４】このコンダクタロール１の主要部の構造
は、図７に示すように、軸部１ａの外周に嵌合された内
管２の外周に嵌合された外管３の両端面から所要長さ、
所要深さに下削りし、その下削り部３ａに低硬度耐食性
スリーブ４を外嵌し、かつ外管３の外表面に、熱管等方
圧加圧装置を用いた粉末焼結による高硬度耐食性のライ
ニング層５を形成し、さらにロール軸部１ａの端面から
内管２および外管３の端面を経て低硬度耐食性スリーブ
４の端面まで耐食性材料による肉盛溶接層６を形成した
構造である。

【０００５】このコンダクタロール１は、使用に伴い被
メッキ用鋼板７が通板するライニング層５が、使用中に
メッキ液による電気腐食および通板時の摩擦によりプロ
フィールを序々に変化し、そのままでは被メッキ用鋼板
鋼板のメッキ不良を生じるため、プロフィールが変化し
た都度、例えば１〜２週間に一度コンダクタロール１を
製造ラインから取り外し、オフラインでライニング層５
の表面を改削、研磨してプロフィールを修復の後、再度
製造ラインに組み込み使用している。

【０００６】このコンダクタロール１のライニング層５
を改削、研磨する場合、軸部１ａの肉盛溶接層６部で支
持してロールの撓みを押さえれば、砥石１０による押圧
力を大きくすることができ、その分、改削、研磨効率が
高くなるが、肉盛溶接層６は真円に形成することが困難
であるため、肉盛溶接層６を支持しての改削、研磨が困
難である。そのため従来は、図８に示すように、軸部１
ａの両端部に配設した軸受箱８を支持した状態で、駆動
装置９で回転する砥石１０をライニング層５の表面に押
し付け、コンダクタロール１を回転させて、砥石１０で
ライニング層５の表面を（改削）研磨し、コンダクタロ
ール１の長手方向でのプロフィールを修復することが行
われている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図８のようにしてコン
ダクタロール１のライニング層５を改削、研磨する場合
には、コンダクタロール１の両端を軸受箱８で支持して
いるため、支持スパンＬＬが長く、このコンダクタロー
ル１には自重による撓みを生じ、砥石１０の押圧力を大
きくすると、特に中央部の改削、研磨において撓みがさ
らに大きくなり、長手方向でのプロフィールを均一に修
復することが難しいことから、砥石１０の押圧力を小さ
くして改削、研磨を行っている。そのため改削、研磨の
効率が十分ではなく、薄板メッキ鋼板の製造ラインでの
メッキ操業を円滑に行うために、コンダクタロール１を
多く在庫しておく必要があることから、ロールコスト負
担が大きくなるという問題がある。

【０００８】本発明は、外周面に耐食性のライニング層
を有する筒状体部の両端部内周面にロール軸部を嵌合し
て構成されるコンダクタロールにおいて、ロール軸部か
ら耐食性のライニング層まで耐食性材料による肉盛溶接
層を形成することなく、ロール端部の耐食性を向上させ
るとともに、改削、研磨の際の撓みを抑制して重改削、
重研磨を可能にし、改削、研磨の効率を低コストで向上
可能なコンダクタロールを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の要旨は、外周面に耐食性のライニング層を有
する鋼管からなる筒状体部の両端部内周面に、ロール軸
部を嵌合して構成されるコンダクタロールにおいて、筒
状体部の両端面に外リングを配設し、筒状体部と外リン
グの外周面にＮｉ基合金からなるライニング層を形成す
るとともに、ロール軸部の水切り部に、耐食性鋼管また
は耐食性材料からなる板巻き鋼管を装着し、かつ、該鋼
管と外リングの間に内リングを固定せしめ、それぞれを
一体的に形成してなることを特徴とするコンダクタロー
ルである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明のコンダクタロールは、主
として鋼板のメッキラインで用いられる、外周面に耐食
性のライニング層を有する鋼管からなる筒状体部の両端
部内周面に、ロール軸部を嵌合して構成されるコンダク
タロールにおいて適用されるもので、外周面にＮｉ基合
金からなるライニング層を形成して当該部の耐蝕性を確
保するとともに、筒状体の両端面に耐食性リングを配し
て、端部での耐蝕性も確保するとともに、ロール軸部の
水切り部に、改削・研磨時に支持部となる真円の耐食性
の鋼管または耐食性の板巻き管を装着したものである。

【００１１】本発明のコンダクタロールでは、端部での
耐蝕性を、広範な肉盛溶接層によることなく容易にかつ
強固に確保し、真円の耐食性の鋼管または耐食性の板巻
き管の装着部を、改削・研磨時に支持部とすることによ
り、改削・研磨時の支持スパンを極力短くして、改削・
研磨時の砥石の押し付けに対する応力（耐撓み性）を高
め、重改削・研磨を可能にして、改削・研磨効率を向上
させることができる。

【００１２】本発明のコンダクタロールは、例えば以下
のようにして製作することができる。 （１）鋼管の外周部にＮｉ基合金からなるライニング層
を、例えば熱間等方圧加圧方法により形成して筒状体と
する際に、鋼管の両端面に耐食性材料からなる外リング
を嵌め込んで熱間等方圧加圧方法を実施して鋼管と外リ
ングを拡散接合し、ライニング層と鋼管と外リングを一
体化した筒状体を形成後、該筒状体の内面を機械加工に
より外リングの内面が露出された状態の筒状体を形成す
る。 （２）鋼製のロール軸部に形成した水切り部に、耐食性
材料からなる真円の鋼管または板巻き管を装着し、該鋼
管または板巻き管の端部外周部に耐食性材料からなる内
リングを焼き嵌めして、ロール軸部と鋼管または板巻き
管と内リングを一体化する。 （３）筒状体の内周部とロール軸部の外周部とを焼き嵌
めして一体化したコンダクタロールとする。

【００１３】本発明のコンダクタロールは、適度の強度
と加工性（溶接性を含む）の良好な炭素鋼管或いはステ
ンレス鋼管等の鋼管と、炭素鋼或いはステンレス鋼等の
鋼製のロール軸を基材とし、その鋼管外周部に、電気腐
食性、耐摩耗性に優れた、例えばＮｉ基合金などの合金
材料を、また端部には耐電気腐食性に優れた、例えばス
テンレス鋼等の耐蝕性材料を組み合わせたものであり、
強度、耐電気腐食性、耐摩耗性に優れたものである。

【００１４】また、本発明のコンダクタロールはロール
プロフィール修復のため、外周部に形成した耐食性材か
らなるライニング層を、砥石を用いて改削・研磨するこ
とを前提とし、改削・研磨の際の支持スパンを短くし
て、砥石の押し付けによって容易に撓まないようにし、
しかも、このとき支持されるコンダクタロールの水切り
部を真円にして改・削研磨精度を安定確保できるように
するものである。

【００１５】

【実施例】本発明のコンダクタロールの実施例を図１〜
図６に基づいて説明する。図１は、実施例１のコンダク
タロールの構造例を示したものである。このコンダクタ
ロールの軸方向両端部の構造は、基本的には同じである
ので、ここでは一方の端部構造のみを示す。図１におい
て、１２はコンダクタロールで、基本的には、鋼管１３
と、この鋼管の端部に接合された耐食性の材料からなる
外リング１４と、鋼管１３及び外リング１４の外周に形
成されたＮｉ基合金からなるライニング層１５からなる
筒状体部１６と、この筒状体部１６との嵌合部１７ａと
水切り部１７ｂを有し水切り部１７ｂに鋼管１８を嵌合
・固定し、その外周に内リング１９を嵌合してなるロー
ル軸部１７とを焼き嵌めし、外リング１４と内リング１
９を接合し一体化して形成されるものである。ここで、
水切り部１７ｂと鋼管１８の固定、鋼管１８と内リング
１９との固定には焼き嵌めおよび溶接ｗ₁ が、外リング
１４と内リング１９の接合には溶接ｗ₂ が用いられてい
る。この実施例の構造例では、このコンダクタロール１
２のプロフィールを修復するための改削・研磨に際して
は、ロール軸部１７の水切り部１７ｂに嵌合・固定した
鋼管１８を支持部としている。

【００１６】この実施例に用いたコンダクタロールは、
稼働面の外径をφ３６０ｍｍ、長さを１９００ｍｍと
し、筒状体部１６を形成する鋼管１３としては炭素鋼管
ＳＴＫＭ１３Ａを用い、外リング１４としては、耐食性
材料であるオーステナイト系のステンレス鋼管ＳＵＳ３
１６Ｌを輪切りにしたものを用いた。ロール軸部１７を
形成する、筒状体部１６との嵌合部１７ａと水切り部１
７ｂからなるロール軸の材質はＳ３５Ｃを用い、外リン
グ１４と内リング１９としては、耐食性材料であるオー
ステナイト系のステンレス鋼管ＳＵＳ３１６Ｌを輪切り
したものを用いた。また鋼管１８としては、耐食性材料
であるオーステナイト系のステンレス鋼管ＳＵＳ３１６
Ｌを用いた。

【００１７】筒状体部１６の形成に際しては、図２
（ａ）に示すように、鋼管１３の両端部の外周部側にリ
ング状の凹部１３ａを形成し、この凹部に外リング１４
を嵌め込み、この外リングの外側の端面に、ＳＳ４００
からなるリング状のカプセル蓋２１を配設し、このカプ
セル蓋の外周にＳＴＰＧ３７０からなるカプセル外筒２
２を、その内周面と外リング１４および鋼管１３の外周
面との間にライニング層１５を形成するに十分な隙間が
できるように配設する。この隙間に、Ｎｉ基合金からな
る金属粉末１５ｐが充填される。

【００１８】鋼管１３とカプセル蓋２１、カプセル外筒
２２とを溶接棒を使用して全周溶接し、カプセル内部を
充分真空脱気した後、これを熱間等方圧加圧することに
より、鋼管１３と外リング１４とを拡散接合させて一体
化するとともに、鋼管１３の外周全面にＮｉ基合金から
なるライニング層１５を形成する。その後、カプセル蓋
２１、カプセル外筒２２および鋼管１３の内面を機械加
工により除去し、外リング１４の内面が露出した図２
（ｂ）に示すような筒状体部１６を形成する。

【００１９】図３に示すように、予めロール軸部１７の
水切り部１７ｂに、改削・研磨の際の支持部となるＳＵ
Ｓ３１６Ｌ鋼管からなる真円の鋼管１８を焼き嵌めし、
この鋼管と水切り部１７ｂとを耐食性材料からなる溶接
棒を使用して全周溶接ｗし、この鋼管１８の外周部に、
ＳＵＳ３１６Ｌからなる内リング１９を焼き嵌めし、鋼
管１８と内リング１９とを耐食性材料からなる溶接棒を
使用し全周溶接ｗして、ロール軸部１７を形成する。

【００２０】前記図２（ｂ）に示した筒状体部１６の鋼
管１３および外リング１４の内周面に、前記ロール軸部
１７の嵌合部１７ａおよび内リング１９の外周面を焼き
嵌め後、外リング１４と内リング１９とを耐食性材料か
らなる溶接棒を使用して全周溶接ｗし、前記図１に示す
ような、一体化したコンダクタロール１２を構成した。
以上のように構成した実施例１のコンダクタロール１２
においては、 ロールの両端部は、耐食性材料からなる外リング１
４および内リング１９により形成され、水切り部１７
ｂ、各溶接部も耐食性材料により形成されているので、
ロールの両端部および水切り部１７ｂの耐食性を向上さ
せることが可能である。

【００２１】 水切り部１７ｂには、真円の鋼管１８
を焼き嵌めによって強固に装着しているので、図４に示
すように、コンダクタロール１２の研削、改削に際し
て、該鋼管１８部を支持体２４で軸支することにより支
持スパンＬを、前記図８に示した従来の支持スパンＬＬ
より２０％程度短くして支持し、ロール軸部１ａにコレ
クターリング１１および軸受箱８を装着した状態で砥石
１０による改削・研磨が可能であり、かつ短い支持スパ
ンＬで支持することから研削、改削の際のロールの耐撓
み性を高くでき、前記図８に示した従来の場合より高応
力で砥石１０を押し付ける重改削、重研磨が可能とな
り、改削、研磨時間を大幅に短縮できる。

【００２２】図５は別の実施例を示すものであり、図に
示すように、ロール軸部１７部の水切り部１７ｂに、鋼
板２３ｓを巻き付け、突き合わせ溶接ｓｗ、栓（スポッ
ト）溶接ｗｐして、真円の板巻き管２３として接合装着
し、改削・研磨の際の支持部を形成したものである。板
巻き管２３の材料としては、耐食性材料であるオーステ
ナイト系のステンレス鋼ＳＵＳ３１６Ｌの板材を用い
た。その他の主要構造、ロールサイズ、形成材料の規格
については、前記実施例の場合と同様である。

【００２３】図５に示すように、ロール軸部１７の水切
り部１７ｂの外周面に、オーステナイト系のステンレス
鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）の板材を所定寸法に切断して、曲
げ加工して板巻き管材２３ａとして当接し、突き合わせ
溶接ｓｗにより板巻き管２３として装着し、さらに、改
削・研磨の際に支持部となる部分を中心に、適当な位置
で栓溶接ｗｐすることにより、使用中または改削、研磨
加工中に、板巻き管２３と水抜き部１７ｂとの間での隙
間発生を防止し強度と真円を確保する。

【００２４】さらに、板巻き管２３の端部と水切り１７
ｂとを耐食性材料からなる溶接棒を使用して全周溶接ｗ
する。その後、板巻き管２３と内リング１９の接合、筒
状体部１６と前記ロール軸部１７との一体化、外リング
１４と内リング１９との接合については、前記実施例同
様に施工することにより、図５に示すような一体化した
コンダクタロール１２o を構成できる。

【００２５】従って、このように構成したコンダクタロ
ール１２ｏにおいても、ロールの両端部および水切り
部１７ｂの耐食性を向上させ、改削、研磨時は、支持
スパンＬを短くし、耐撓み性を高めて重改削、重研磨を
可能とし、改削、研磨時間の大幅短縮が可能である。ま
たこの実施例では、ロール軸の水切り部１７ｂに板巻き
管２３を装着して支持部を形成するので、実施例１の鋼
管を焼き嵌めする場合より装着が容易である。

【００２６】なお、本各実施例においては、コンダクタ
ロールを構成する主要部の部材である鋼管１３の材質と
して、炭素鋼管であるＳＴＫＭ１３Ａを使用したが、こ
の鋼管１３の機能としては強度的にもつものであればよ
く、ＳＴＫ、ＳＧＰ、ＳＴＢの材質のものでもよい。ま
た、外リング１４、内リング１９、鋼管１８および板巻
き管２３の形成材としては、耐食性材料であるＳＵＳ３
１６Ｌの板材を使用したが、機能的には耐食性を有する
材料であればよく、ＳＵＳ３１７ＬＮ材でもよい。

【００２７】なお、本発明のコンダクタロールは、前記
実施例１、実施例２の内容に限定されるものではない。
例えば筒状体部およびロール軸部の構造、筒状体部とロ
ール軸部との組み立て構造、製作方法等については、用
途、規模、使用条件等に応じて、請求項の範囲を満足す
る範囲内で変更のあるものである。

【００２８】

【発明の効果】本発明のコンダクタロールは、ロール端
部の耐食性を向上させることが可能であり、改削・研磨
が、コレクターリングおよび軸受を装着したまま、且つ
重改削・研磨で行うことができ、改削・研磨効率を大幅
に向上させることができる。従って、コンダクタロール
の在庫量を少なくでき、ロールコスト負担を小さくする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコンダクタロールの構造例を示す部分
断面説明図。

【図２】（ａ）図は、図１のコンダクタロールを構成す
る筒状体部の製作過程での断面説明図、（ｂ）図は、
（ａ）図の製作過程を経て機械加工して得られる筒状体
の部分断面説明図。

【図３】図１のコンダクタロールを構成するロール軸部
の製作過程での断面説明図。

【図４】図１のコンダクタロールの改削・研磨時の支持
状態を示す一部切り欠き断面説明図。

【図５】本発明のコンダクタロールの他の実施例での構
造例を示す部分断面説明図。

【図６】図５のコンダクタロールを構成するロール軸部
の製作過程での断面説明図。

【図７】従来のコンダクタロールの構造例を示す部分断
面説明図。

【図８】従来のコンダクタロールの改削・研磨時の支持
状態を示す一部切り欠き断面説明図。

【符号の説明】

１ ：従来のコンダクタロール １ａ：ロール軸部 ２ ：内管 ３ ：外管 ３ａ：下削り部 ４ ：低硬度耐食性
スリーブ ５ ：ライニング層 ６ ：肉盛溶接層 ７ ：鋼板 ８ ：軸受箱 ９ ：駆動装置 １０ ：砥石 １１ ：コレクターリング １２、１２ｏ：コン
ダクタロール １３ ：鋼管 １３ａ： １４ ：外リング １５ ：耐食性ライ
ニング層 １５ｐ：金属粉末 １６ ：筒状体部 １７ ：ロール軸部 １７ａ：嵌合部 １７ｂ：水切り部 １８ ：鋼管 １９ ：内リング ２０ ：空間 ２１ ：カプセル蓋 ２２ ：カプセル外
筒 ２３ ：板巻き管 ２４ ：支持体 ｗ₁ , ｗ₂ ：溶接（全周） ｓｗ ：突き合わせ
溶接 ｗｐ ：栓溶接

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田宮 敏明 姫路市広畑区富士町１番地 新日本製鐵株 式会社広畑製鐵所内 Ｆターム(参考） 4K018 AA08 BA04 EA13 JA22 KA02 KA17 KA58 4K024 BC01 CB10 EA01

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面に耐食性のライニング層を有する
   鋼管からなる筒状体部の両端部内周面に、ロール軸部を
   嵌合して構成されるコンダクタロールにおいて、筒状体
   部の両端面に外リングを配設し、筒状体部と外リングの
   外周面にＮｉ基合金からなるライニング層を形成すると
   ともに、ロール軸部の水切り部に、耐食性鋼管または耐
   食性材料からなる板巻き鋼管を装着し、かつ、該鋼管と
   外リングの間に内リングを固定せしめ、それぞれを一体
   的に形成してなることを特徴とするコンダクタロール。