JP2006349178A - ロールと、ロール用のスプリング - Google Patents

Abstract

【課題】強くて、寿命が長く、長期間に亘って緩まずに強く作動することの可能なコンビロールに適したスプリングを提供すること。
【解決手段】スプリング（７）の前端（１３）、後端（１４）に、それぞれ、第１のスロット（１５）、第２のスロット（２５）が開かれ、第1のスロットは後端に向かって、第２のスロットは前端に向かって、延伸して到達せず、かつ、第1のスロットはリング状の端面（１９，２０）を有する前方を向いた舌片（２７，２８）を分離し、第２のスロットはリング状の端面（３０，３１）を有する前方を向いた舌片（２７，２８）を分離し、スプリング本体の両端において、端面（１９，３１）が、隣接する舌片の端面（２０，３０）に対して軸方向に突出し、突出した端面（１９，３１）は隣接するリング（６Ａ，３）の端面（１０）に対して押圧される。スプリングが圧縮された時にラビリンス状のスプリング力が端部間に生じる。
【選択図】図４

Description

本発明は、第１には、ロールであって、ロールシャフトと、２つの軸方向に離間されたストップリングであって、一方が固定され、他方がロックナットであるものと、複数の他のリングであって、ロール、及び、又は、スペーサリングの形態を有し、ストップリングの間に装着されているものと、少なくとも１つのスプリングであって、２つの軸方向に離間した端部で画成されるスプリングと、を具備するものに関する。
本発明は、第２には、このようなスプリングに関する。

当業者の間ではコンビロールといわれる、上述のようなロールにおいては、重要なことは、ロールリングがスペーサリングに対して密着して押圧されるようにし、リングが互いに対してスリップしないようにすることである。そのためには、ロックナットのみでは不十分であって、リングのセットの中に、少なくとも１つの強いスプリングを配設し、長い期間にわたって持続的にスプリング力をリングに印加することが必要である。そのために、従来から、色々なスプリングの中で皿ばねが使われてきた（特許文献１参照）。しかしながら、様々な理由によって、皿ばねの利用はうまくいっていない。その理由の１つは、この様なスプリングは、緩みやすく、あるいは、疲労するのが非常に早いということである。他の理由は、皿ばねは隣接するリングと線接触し、面接触はしないということである。

ＵＳ５７３５７８８

本発明は、従来のロール及びそれに付設されるスプリングが内蔵するスプリング力の問題を除去し、改善されたロールとスプリングをそれぞれ提供することを目指すものである。
したがって、本発明の第１の目的は、強くて寿命が長く、長期間に亘って緩まずに強く作動することの可能なコンビロールに適したスプリングを提供することである。
さらなる目的は、ストロークが小さい、あるいは、長さが小さいが、充分に動的なスプリング力を発生することのできるスプリングを提供することである。
また、さらなる目的は、ストップリングの間の可能な空間（ロール幅）に不必要に進入しないように通常の軸方向の長さを有するスプリングを提供することである。
また、本発明は隣接するリングと線接触ではなくて面接触することを保証するスプリングを提供することを目指している。

本発明によれば、少なくとも第１の課題は、第１の態様として、独立請求項１に記載のタイプされたタイプのロールによって実現される。本発明のロールの有利な実施形態はさらに請求項２で規定されている。

他の態様では、発明はロールスプリングに関する。このスプリングの主要部は独立請求項３に記載されている。本発明によるスプリングの好適な実施形態については、さらに従属請求項４−１０で規定されている。

図１において、参照符号１は駆動可能なロールシャフトを示し、それは基本的に回転対称な形状を有しており、２つの軸方向に離間した２つのストップリング２、３を備え、その１つ、リング２は固定されているが、他方のリング３はロックナットである。固定されたリング２は図１に示されるようにシャフトのリング状の肩部として形成することもできるし、あるいは、軸方向には固定されるがシャフトに着脱可能な別体のリングとして（図示せず）形成することもできる。着脱可能なロックナット３はシャフト４にネジ継手４を介して結合されており、ネジ継手はナットリングの内側の雌ネジとシャフト上の雄ネジを含む。

ストップリング２、３の間に、一組の着脱可能なリングが配設されており、その内の幾つかはロールリング５であり、その他はスペーサリング６である。特殊なスペーサリング６Ａがロールリング５とリング形状のスプリング７の間に挿入されている。一般的に、全てのリングは、一方で、円筒外側面８と円筒内側面９によって、他方で反対配置された平らな端面１０によって画成される範囲において、回転対称、より正確には円筒形の基本形状を有している。円筒外側面８と円筒内側面９は、通常回転による加工がされ、シャフトの中心軸Ｃにより規定される。

図２−４はスプリング７の特徴の詳細を示している。
図２では、スプリング７も、中心軸Ｃ（装着状態において、スプリングリングの中心軸はロールシャフトの中心軸と一致する）円筒外側面１１と円筒内側面１２で画成される回転対称な基本形状を有している。さらには、スプリング本体は相互に反対の位置の、軸方向に離間した、通常はリング形状の端部１３，１４によって画成されている。
以下の説明を端部はわかり易くするために、それぞれ前と後と称する。しかし、これは図２に限られ、そこでは端部１３が前側に、端部１４が後側に示されている。

図４に示されるように、多数のスロット（またはギャップ）１５が前端１３に開いており、それらは後端１４に向かって延伸するが、到達はしていない。例示されているものにおいては、前方が開いたスロット１５の数は２である。そして、スロット１５は前部で３個の舌片１６，１７，１８を分割し、各舌片は自由端表面１９，２０，２１を有する。

各スロット１５は２つの離間した、共中心の円筒面２２、２３によって画成されており、それらは、底部２４において終焉している。

スプリング本体の後端１４には、２つの同じ第２スロット２５が開いており、それらは前端１３に向かって延伸するが、到達はしていない。スロット１５と同様に、スロット２５は３つの後方を向いた舌片２６，２７，２８を分離し、これら３つ舌片２６、２７、２８は端面２９，３０，３１を有する。各スロット２５は、共中心の円筒面３２、３３によって画成されており、それらは、底部３４において終焉している。

図４において、Ｌ１はスプリング本体の全長、あるいは、軸方向長さを表し、Ｌ２はスロット２５の深さを表している。有利には、４つのスロットが、すなわち、スロット１５も、１つの同じ深さＬ２を有している。スロットの深さを幅広く変え、スプリングの特性を変えることも可能であるが、深さＬ２はスプリング本体の全長Ｌ１の少なくとも６０％を超えるべきであるが、スプリング本体の全長Ｌ１の９０％を超えるべきではない。

有利には、スロット１５は隣接する２つのスロット２５の丁度半分の位置に設けられる。２つの外側の前方を向いた舌片１７、１８は、１つの内側の前方を向いた舌片１６の２倍の材料厚さ（外径と内径の差で決定される）を有する。逆に、外側の後方を向いた舌片２８は、２つの内側の前方を向いた舌片２６，２７の半分の材料厚さを有する。

本発明の重要な特徴によれば、スプリング本体の各端部の端面の１つは、１つ、あるいは、２つ以上、隣りの、舌片に対して、軸方向に変位している。このようにして、図４に明示されているように、内側の前方を向いた舌片１６の端面１９は、直ぐ隣の舌片１７の端面２０に対して（前方に）変位している。さらに、舌片１７の端面２０は、最外側の舌片１８の端面２１に対して前方に変位している。
スプリングに負荷がかかっていない状態では、変位は、図４で、それぞれ、Ｓ１、Ｓ２で示されている。実際には、これらは、外径Ｄ１と内径Ｄ２の差が２０−５０ｍｍであって、全長Ｌ１が６０−１２０ｍｍであると仮定して、０．２〜２ｍｍとされ、好ましくは、０．４〜１ｍｍとされる。

同じ様にして（逆向きではあるが）、端面２９，３０，３１が軸方向に段階的に相対的にＳ１、Ｓ２だけ変位されている。実際には、端部１４における変位Ｓ１、Ｓ２は互いに同じ大きさで、また、対応する反対側の端部１３における変位Ｓ１，Ｓ２と同じ大きさである。

本発明によれば、少なくとも、隣接するロール内のリングに対するスプリング本体の接触面を形成する端面１９，３１は平面を有するように形成される。製造上の理由から、他の端面２０、２１；２９、３０も平面とされる。

上述のスプリング本体は、有利には、例えば、スチールのような金属で１つの部品として製造される。例えば、適切な弾性を有するリング状の材料を加工（回転、平削り、及び、又は、中ぐり）することによって、スプリング力、スプリング長さ、寸法等にかかわる様々な要求に応えられるスプリングを製造することが可能である。

図１には、スプリング７がロックナット３とスペーサリング６Ａの間に装着されて示されており、スプリングの平らな端面３１は同じく平らなロックナット３の内側の端面に押圧され、端面１９はスペーサリング６Ａの平らな端面に対して押圧されている。ロックナットが締め付けられると、スプリングには逆向きの軸方向の力が供給され、それはスプリング内部にラビリンス状に連結したスプリング力を発生し、より詳細には、スロットの底部２４，３４に隣接した舌片のＵ字状の部分の上方において、スプリングは端面１９と端面３１の間でスプリングの弾性変形によって圧縮される。クランプ力の大きさに応じて、端面１９，３１は隣接する端面２０，３０に対して若干内側に移動し、順に、端面２０，３０は端面２１，２９に対して内側に移動する。変形と変位動作が小さくても、大きなスプリング力が発生する。

図１には、複数の締め付け具３５のうちの１つ、例えば、ネジが、ロックナットの周囲のリム部に配置されて示されており、この締め付け具は最初にスプリングのテンションを調整に使用するだけではなくて、必要ならば再調整にも使用できる。

本発明は、上記され、図示された実施形態に限定されるものではない。よって、リングの組の上へのスプリングの配置はロックナットの直近部に限定されるものではない。重要なことは、ロールシャフトのリングの組の中でスプリングはアクティブであるということである。さらには、スプリングそのものは１つの単一な部品の形状にされた本体の形状だけではなくて、その他の方法でも実現できる。したがって、スプリング本体は、２つ、または、３つの分割された要素で組み立てることも可能である。これらは、互いに一体になるように適切な方法によって永久的に一体化される。また、スプリングをスチール、または、金属以外の材料で製造することもこのましい。さらには、舌片の数、分離スロットの数は、それぞれ、請求項の範囲内において変更することができる。しかしながら、少なくとも１つのスロットがスプリング本体の１つの端部において開いていなければならず、少なくとも１つのスロットがスプリング本体の他方の端部において開いていなければない。

本発明のスプリングを含むコンビロールの長手方向の部分断面図である。 スプリングの単体の斜視図である。 スプリングの端部の図である。 図３のA-A線に沿って見た長手方向の拡大断面図である。

符号の説明

２ リング
３ リング(ロックナット）
４ ネジジョイント
５ ロールリング
６ スペーサリング
７ スプリング
８ 外周面
９ 内周面
１０ 端面
１１ （スプリングの）外周面
１２ （スプリングの）内周面

Claims (10)

1. ロールであって、
   ロールシャフト（１）と、
   ２つの軸方向に離間されたストップリング（２，３）であって、一方（２）が固定され、他方がロックナット（３）であるものと、
   複数の他のリングであって、ロール、及び、又は、スペーサリングの形態を有し、ストップリングの間に装着されているものと、
   少なくとも１つのスプリング（７）であって、軸方向に離間した２つの端部（１３，１４）で画成される、スプリングと、
   を具備するものにおいて、
   スプリング（７）の前端（１３）に少なくとも１つの第１のスロット（１５）が開いており、該第1のスロット（１５）は後端に向かって延伸して到達せず、かつ、該第1のスロット（１５）はリング状の端面（１９，２０）を有する前方を向いた舌片（２７，２８）を分離し、
   スプリング（７）の後端（１４）に少なくとも１つの第２のスロット（２５）が開いており、該第２のスロット（２５）は前端に向かって延伸するが到達せず、かつ、該第２のスロット（２５）はリング状の端面（３０，３１）を有する前方を向いた舌片（２７，２８）を分離し、
   スプリング本体の端部（１３，１４）の各々において、端面（１９，３１）が、隣接する舌片の端面（２０，３０）に対して軸方向に突出しており、該突出した端面（１９，３１）はスプリングの相互に反対の位置の端面で、隣接するリング（６Ａ，３）の端面（１０）に対して押圧されている、
   ことを特徴とするロール。
2. 各舌片（１６，２８）のリング形状の端面（１９，３１）が平らでスプリングの軸（Ｃ）に直角に延伸し、かつ、隣接するリングの端面（６Ａ、３）が平らでリングの軸に直角に延伸している、
   ことを特徴とする請求項１に記載のロール。
3. ロール用のスプリングであって、
   本体が弾性材料で作られ、軸方向に離間した２つの端部（１３，１４）を有しているリング形状の本体を具備し、
   本体の前端に、少なくとも１つの第１のスロット（１５）が開かれ、該第１のスロット（１５）は後端に向かって延伸するが到達せず、リング形状の端面（１９，２０）を有する２つの前方を向いた舌片（１６，１７）を分離し、
   本体の後端に、少なくとも１つの第２のスロット（２５）が開かれ、該第２のスロット（２５）は前端に向かって延伸するが到達せず、リング形状の端面（３０，３１）を有する２つの後方を向いた舌片（２７，２８）を分離し、
   本体の２つの端部（１３，１４）のそれぞれにおいて、舌片（１６，２８）の端面（１９，３１）が、隣接する舌片（１７，２７）の端面（２０，３０）に対して軸方向に突出している、
   ことを特徴とするスプリング。
4. 舌片（１６，２８）の端面（１９，３１）が平らで、スプリングの軸線（Ｃ）に直角に延伸している、ことを特徴とする請求項３に記載のスプリング。
5. スロット（１５，２５）の軸方向長さ（Ｌ２）が、スプリング本体の長さ（Ｌ１）の、少なくとも、６０％に達している、ことを特徴とする請求項３または４に記載のスプリング。
6. スロット（１５，２５）の軸方向長さ（Ｌ２）が、最大で、スプリング本体の長さ（Ｌ１）の、９０％である、ことを特徴とする請求項３から５のいずれか１つに記載のスプリング。
7. スプリング本体の各端部（１３，１４）において、2つ以上のスロット（１５，２５）が開いており、それは３つ以上の舌片（１６，１７，１８；２６，２７，２８）を分離している、ことを特徴とする請求項３から６のいずれか１つに記載のスプリング。
8. 平らな形状を有し、反対の端部（１３，１４）の間の軸方向長さ（Ｌ１）が外径（Ｄ１）よりも小さい、ことを特徴とする請求項３から７のいずれか１つに記載のスプリング。
9. スプリングが金属の単一の部品から成る、ことを特徴とする請求項３から８のいずれか１つに記載のスプリング。
10. スプリングが金属の複数の部品から成る、ことを特徴とする請求項３から８のいずれか１つに記載のスプリング。

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