JP4134848B2 - 圧延装置 - Google Patents

Description

本発明は、プラスチック等の板材を圧延するための圧延装置及びこれを用いて製造された圧延板材関するものである。

従来から、圧延ロール１で板材を圧延するときに発生する荷重分布４は、図５に示すように、圧延ロール１に発生する荷重が中央部で大きく、周辺部で小さい分布となることが知られている。このために、圧延ロール１の弾性変形は、中央部で大きく、周辺部で小さくなり、この結果として、いわゆるロールクラウン５と呼ばれる変形が発生していた。したがって、圧延された板材も、中央部が厚く、周辺部が薄くなっていた。このロールクラウン５を防止する構成法としては、多段ロールを用いることがなされている。しかし、多段ロールは、複数のロールを必要として、構造も複雑であることから、コストアップの原因となっていた。

比較的簡易な構成で、ロールクラウンの発生を抑制させる圧延装置の構成が特開２００２−１５３９０２号公報（特許文献１）に開示されている。この圧延装置は、上下の圧延ロールをそれぞれ軸方向にスライド可能としたものである。この圧延装置は、圧延後の板端部のトリームが省略可能となり歩留まりが向上するという利点を有している。
特開２００２−１５３９０２号公報

しかしながら、特許文献１の圧延装置を用いても、原理的にロールクラウンの発生を完全に回避することは困難であった。

本発明は、かかる事由に鑑みてなしたもので、その目的とするところは、比較的簡易な構成で、ロールクラウンの発生を制御可能な圧延装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本願発明の圧延装置は、中空部を有する円筒状の圧延ロールと、前記中空部に当接された複数個の補助リングと、を有してなり、前記それぞれの補助リングの外径は同じであって内径は異なり、前記それぞれの補助リングにおける中央部の空間を上記圧延ロールの軸方向に連通させてなる。

本願発明の圧延装置は、圧延ロールの中空部に当接された複数個の補助リングにおいて、補助リングの外径と内径との差（内外径差）がそれぞれの補助リングで異なるので、内外径差に応じて、圧延時に発生する荷重を制御することが可能となる。つまり、補助リングの内外径差が大きいほど、荷重による弾性変形を低減することができるので、圧延ロールの中央部に内外径差の大きい補助リングを当接させ、圧延ロールの端部に内外径差の小さい補助リングを当接させることにより、ロールクラウンの発生を抑制することが可能となる。

（実施形態１）
本発明の実施形態を図１、２に基づいて説明する。本実施形態の圧延装置に係る圧延ロール１は、図１（ａ）に示すように、中空部２を有する金属製のものである。この中空部２に当接する補助リング３ａ、３ｂ、３ｃは図１（ｂ）に示すような金属製のリングである。各々の補助リング３ａ〜ｃの外径は、圧延ロール１の内径と略等しくなっている。また、内径は、補助リング３ａが最も大きく、補助リング３ｂが次に大きく、補助リング３ｃが最も小さくなっている。つまり、内外径差は、補助リング３ａ、３ｂ、３ｃの順に大きくなっている。これらの補助リング３ａ〜ｃを図１（ｃ）に示すように、補助リング３ｃを中空部１の中央部に当接させて、その両側に補助リング３ｂ、３ｂを当接させ、さらにその両側（即ち、中空部２の端部）に補助リング３ｃ、３ｃを当接させる。

さらに、中空部２に水又は油のような冷却液を循環させるようにする。（構造は図示せず）具体的には、圧延ロール１の両側に蓋を取り付けて、これに管を接合して、冷却液を左側の蓋の管から流入させて、右側の蓋の管から流出させる構造があげられる。他に、管を直接に中空部２に配設する構造もあげられる。

上述した補助リング３ａ〜ｃと冷却構造を有する圧延ロール１を上下に一対配置して、図２に示すように、圧延ロール１の間に板材６を通すことにより、板材６を圧延する。ここで、圧延ロール１は中空部２を有しているので、直接に回動軸を設けることはできないが、この左右両側に取り付けた蓋（図示せず）に設けた回動軸を介して、圧延ロール１を回動させることができる。あるいは、圧延ロール１の端部の表面に歯車用の螺子山を螺刻しておき、これに他の歯車をかみ合わせるように配置して、この歯車を回動させることにより、圧延ロール１を回動させることもできる。

この圧延装置で圧延させる板材としては、プラスチック製のものが使用される。通常は、プラスチックの板材を一対の圧延ロール１、１の間に通すことにより、所定形状の平板に加工する。この圧延時に、圧延ロール１に発生する荷重分布は、図１（ｃ）に示すように、中心部で大きな荷重となり、両端部で小さな荷重となる。ここで、中空部２に当接されている補助リング３ａ〜ｃにおいて、内外径差の大きい補助リング３ｃが中心部に当接されているので、荷重による弾性変形が小さくなる。逆に、中空部２の端部に当接されている補助リング３ａは内外径差が小さいので、荷重による弾性変形は大きくなる。この結果として、図１（ｃ）に示す荷重分布を受けたときに発生する圧延ロール１、１の弾性変形は、場所によることなく略一定となり、このために、ロールクラウンの発生が回避される。したがって、圧延された板材６の厚さも一定とすることができる。さらに、圧延ロール１、１の中空部２に冷却液を循環させているので、圧延ロール１、１の表面の温度上昇を抑制することができる。この結果として、圧延ロール１、１は、圧延を長時間継続しても、熱膨張することがほとんどなく、長時間安定して、板材６の厚さを一定に保持し続けることができる。

本実施形態では、圧延ロールに発生するロールクラウンを回避できるので、圧延後の板材の厚さを一定にすることができる。さらに、圧延ロールの中空部に複数の補助リングを当接させているので、圧延する板材の厚さや材質が変化して場合でも、これに応じた形状の補助リングに交換することで、同じ圧延ロールを用いて圧延することが可能となっている。

（実施形態２）
本発明の実施形態を図３、４に基づいて説明する。本実施形態の圧延装置に係る圧延ロール１は、図３（ａ）に示すように、実施形態１の圧延ロールと同じ、中空部２を有する金属製のロールである。この中空部２に当接する補助リング３ｄ、３ｅ、３ｆは図３（ｂ）に示すように、実施形態１と同様の金属製のリングである。各々の補助リング３ｄ〜ｆの外径は、圧延ロール１の内径と略等しくなっている。また、内径は、補助リング３ｄが最も大きく、補助リング３ｆが次に大きく、補助リング３ｅが最も小さくなっている。これらの補助リング３ｄ〜ｆを図３（ｃ）に示すように、補助リング３ｄ、３ｅ、３ｄ、３ｆ、３ｄの順に中空部２に当接させる。さらに、中空部２に水又は油のような冷却液を循環させるようにすること、回動軸の取り付ける構造も、実施形態１と同じである。

この圧延装置で圧延させる板材６としては、実施形態１と同じプラスチックのものであるが、図４（ａ）に示すように、表面に凹凸模様である横線状凹部７が設けられている。このブラスチックの板材６を一対の圧延ロール１、１の間に通すことにより、所定形状の平板に加工する。この圧延時に圧延ロール１に発生する荷重分布は、補助リング３ｄ〜ｆの内外径差により、図３（ｃ）に示すような波形状となる。このような圧延装置で圧延された板材６は、表面に木目模様８を有することなり、外観が美しくなる。

本実施形態では、圧延ロールに発生する応力分布が波形状となるように補助リングを中空部に当接しているので、表面に横線状凹部を有する板材を圧延することにより、木目模様を有する板材を得ることができる。さらに、当接させる補助リングの配置や形状を変化させることにより、各種の木目模様を有する板材を製造することができる。

実施形態１に係る圧延ロールの斜視図である。（ａ）は圧延ロール、（ｂ）は補助リングの斜視図であり、（ｃ）は圧延ロールに補助リングを当接したものの斜視図及び圧延時の荷重分布図である。 実施形態１に係る圧延装置による圧延を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図である。 実施形態２に係る圧延ロールの斜視図である。（ａ）は圧延ロール本体、（ｂ）は補助リングの斜視図である。 実施形態２に係る圧延装置による圧延を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図である。 従来の圧延ロールによる圧延時の荷重分布図である。

符号の説明

１ 圧延ロール
２ 中空部
３ａ〜ｆ 補助リング
４ 荷重分布
５ ロールクラウン
６ 板材
７ 横線状凹部
８ 木目模様

Claims (4)

1. 中空部を有する円筒状の圧延ロールと、前記中空部に当接された複数個の補助リングと、を有してなり、前記それぞれの補助リングの外径は同じであって内径は異なり、前記それぞれの補助リングにおける中央部の空間を上記圧延ロールの軸方向に連通させてなることを特徴とする圧延装置。
2. 前記圧延ロールの表面温度を調節できるように、前記圧延ロールの中空部に冷却液を循環させるものであることを特徴とする請求項１記載の圧延装置。
3. 前記圧延ロールを用いて圧延をするときに発生するロールクラウンを低減するように、前記圧延ロールの中央部に内径の小さい補助リングを当接してなり、前記圧延ロールの端部に内径の大きい補助リングを当接してなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧延装置。
4. 前記圧延ロールを用いて圧延をするときに発生するロールクラウンが波状に形成されるように、内径の大きさを交互に変化させた前記補助リングを前記圧延ロールに当接させてなるものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧延装置。

Images