JP4383112B2 - ロール - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、銅や銅合金等の鋼材を圧延や搬送するのに用いるセラミック製のロールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図６に示すように、ロール１０１に組み込まれている金属製のシャフト１０２の両側にベアリングを装着して支持し、一方の金属製のシャフト１０２にキー溝を加工して、その部分と駆動部１３０を固定することにより回転させていた。
【０００３】
そして、図５に示すように複数本のロール１０１を回転させることによって銅箔１２０を搬送し、不図示の液槽中の酸性やその他の薬品からなる薬液に浸した後に乾燥する工程を繰り返すことにより、銅箔１２０の表面処理が行なわれている。
【０００４】
このようなロール１０１は、種々の温度雰囲気に曝されたり、薬液に繰り返し浸漬されるとともに、高温に加熱された鋼材等が接触するため、高い耐摩耗性、熱伝導性、耐久性が要求される。
【０００５】
そこで、図３に示すように高温耐熱性のセラミックス材からなる円筒体１０６と、高強度炭素材からなるシャフト１０２とから構成され、円筒体１０６に形成された嵌合部１０７とシャフト１０２に形成された嵌合部１０８とが連結されていることから、強固に連結でき、高温炉内で長期間に亘って耐久性を保持できるロールが提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
また、図４に示すように、金属製のシャフト１０２上に円筒体１０６としてカーボン層１０６ａ、金属層１０６ｂ、結合用金属層１０６ｃ、セラミックスからなる最表層１０６ｄを順に形成することによって、高温の雰囲気中で用いられているときに低温の鋼材が円筒体１０６の外周面に接触しても、円筒体１０６の外周面における温度分布を均一として、耐摩耗性、高熱伝導性を有するロールが提案されている（特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−１８３２６０号公報
【特許文献２】
特開平９−２８７６１４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載されたロールは、円筒体１０６に形成された嵌合部１０７とシャフト１０２に形成された嵌合部１０８とが強固に連結されているものの、嵌合部１０８の材質はシャフト１０２と同じ高強度炭素材からなるため、セラミックス材からなる円筒体１０６と熱膨張係数が異なり、特に、高温の液槽内で使用される場合、シャフト１０２に形成された嵌合部１０８が膨張し、円筒体１０６を内側から押す応力が作用し、破損しやすいという問題を有していた。
【０００９】
また、特許文献２に記載されたロールは、金属製のシャフト１０２上に、円筒体１０６としてカーボン層１０６ａ、金属層１０６ｂ、結合用金属層１０６ｃ、セラミックスからなる最表層１０６ｄを順に形成されているため、耐摩耗性および高熱伝導性を有しているものの、ロールの両端面が薬液を遮断できる構造となっていないため、液槽中に浸漬すると、各層１０６ａ〜１０６ｄの端面から腐食を発生しやすく、耐久性に劣るという問題を有していた。
【００１０】
本発明は、上述した問題に鑑みなされたものであって、その目的はセラミック製の円筒体の割れ等を防ぐとともに、ロールを薬液に浸漬して用いたときに、ロールを構成する金属からなるシャフトが腐食することが少なく、銅箔等の鋼材の品質の劣化を少なくすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のロールは、セラミックスからなり、軸方向に貫通孔を有する円筒体に、金属からなるシャフトを接合してなるロールであって、上記シャフトは上記円筒体に固定された嵌合部と、該嵌合部に接続された支持部とを有し、上記嵌合部の固定部分が外周面全体で上記円筒体の内周面に接触して固定されるとともに、上記支持部に形成された凹部に上記嵌合部が合致するように固定されて、上記支持部と上記円筒体とで上記嵌合部を完全に被覆しており、且つ上記円筒体の熱膨張係数に対する上記嵌合部の熱膨張係数が０．５〜１．５５の範囲であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のロールは、上記構成において、上記嵌合部に凸部を形成し、上記支持部の上記凹部と上記嵌合部の上記凸部とが合致するように固定していることを特徴とする。
【００１３】
またさらに、本発明のロールは、上記各構成において、上記シャフトが、嵌合部に固定された、上記円筒体の貫通孔内に挿通する軸芯部を有することを特徴とする。
【００１４】
さらにまた、本発明のロールは、上記各構成において、上記支持部が耐食性金属からなることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のロールは、上記各構成において、上記円筒体の端部に上記嵌合部を保持する段部を形成したことを特徴とする。
【００１６】
さらにまた、本発明のロールは、上記各構成において、酸性の薬液に浸漬されることを特徴とする。
【００１７】
本発明のロールによれば、セラミックスからなり、軸方向に貫通孔を有する円筒体に、金属からなるシャフトを接合してなるロールであって、上記シャフトは上記円筒体に固定された嵌合部と、該嵌合部に接続された支持部とを有し、上記嵌合部の固定部分が外周面全体で上記円筒体の内周面に接触して固定されるとともに、上記支持部に形成された凹部に上記嵌合部が合致するように固定されて、上記支持部と上記円筒体とで上記嵌合部を完全に被覆しており、且つ上記円筒体の熱膨張係数に対する上記嵌合部の熱膨張係数が０．５〜１．５５の範囲であることから、ロールを高温雰囲気で用いたときにセラミックスからなる上記円筒体と上記円筒体の内周面に接触する上記嵌合部との熱膨張係数が近い値となり、熱膨張による伸び量が同等となるため、上記円筒体に割れやクラックが生じるのを有効に防止することができる。また、セラミックスからなる上記円筒体の熱膨張係数に近づけるために、熱膨張係数が小さく一般的に腐食しやすい金属で上記嵌合部を構成したとしても、上記支持部と上記円筒体とで上記嵌合部を完全に被覆しているので、液槽中の薬液に浸漬して使用される場合において、腐食されやすい金属からなる上記嵌合部が腐食して溶け出すことはなく、銅箔等の鋼材の品質の劣化を少なくすることができる。
【００１８】
さらに、本発明のロールによれば、上記嵌合部に凸部を形成し、上記支持部の上記凹部と上記嵌合部の上記凸部とが合致するように固定しているときには、上記嵌合部と上記支持部とを強固に固定することができる。
【００１９】
またさらに、本発明のロールによれば、上記シャフトは、上記嵌合部に固定された、上記円筒体の貫通孔内に挿通する軸芯部を有するときには、上記嵌合部を上記円筒体の端部に合わせて固定し、さらに上記嵌合部に上記軸芯部を中心にしてねじ込むことでより強固に位置精度良く固定することができる。
【００２０】
さらにまた、本発明のロールによれば、上記支持部は耐食性金属からなるときには、液槽中の薬液に浸漬しても、上記支持部の金属が腐食して溶け出すことは少なく、銅箔等の鋼材の品質の劣化を少なくすることができる。
【００２１】
また、本発明のロールによれば、上記円筒体の端部に上記嵌合部を保持する段部を形成したときには、長期間の使用においても上記円筒体と上記嵌合部の固定部分とが強固に固定されて耐久性の高いロールを得ることができる。
【００２２】
さらにまた、本発明のロールによれば、酸性の薬液に浸漬されて用いられても、上記支持部と上記円筒体とで上記嵌合部を完全に被覆しているときには、薬液が上記嵌合部に触れることは少ないので、上記嵌合部の腐食を抑制することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態について図を用いて説明する。
【００２４】
図１、２はそれぞれ本発明のロールの一実施形態を示す部分斜視図、部分断面図である。このロール１は、セラミックスからなり、軸方向に貫通孔６ａを有する円筒体６に、金属からなるシャフト２を接合してなる。
【００２５】
円筒体６を形成するセラミックスとしては、用途によりアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等を主成分とし、それぞれ公知の焼結助剤などを含むセラミックスからなっている。
【００２６】
上記アルミナは耐薬品性が強く被圧延材の影響を受けにくいため、広く使用され、被圧延材の温度が高いものに対しては、耐熱衝撃性の高い窒化ケイ素を、圧延荷重が大きい使用に対しては機械的強度が最も大きなジルコニアが使用され、さらに軽量化、熱伝導効率を上げるために、比重が小さく、熱伝導率が大きな炭化ケイ素が使用される。
【００２７】
ここで、アルミナについては、アルミナ原料粉末に有機バインダーを加えて混合して攪拌し、成形した後に１７００℃前後の温度で焼成する。
【００２８】
窒化ケイ素については、８０重量％以上の窒化珪素を主成分とし、焼結助剤としてアルミナ、イットリア（Ｙ２Ｏ３）などを含む組成からなる窒化ケイ素質セラミックス原料を所定の形状に成形し、１８００℃前後の温度で焼成する。
【００２９】
ジルコニアについては、ジルコニア原料粉末に有機バインダーを加えて混合して攪拌し、成形した後に約１４００℃の温度で焼成する。
【００３０】
炭化ケイ素については、炭化ケイ素粉末にアルミナ粉末を１〜７重量％、イットリア粉末やセリア粉末等の周期率表第３ａ族元素酸化物を１〜５重量％添加混合して原料粉末を調整して、所定の形状に成形した後に、１８００〜２２００℃の温度で焼成する。
【００３１】
このようにして得られた円筒体６に金属からなるシャフト２を接合して本発明のロール１となる。
【００３２】
本発明では、シャフト２が円筒体６に固定された嵌合部２ａと、嵌合部２ａに接続された支持部２ｂとを有し、嵌合部２ａの固定部分が外周面全体で円筒体６の内周面に接触して固定されるとともに、支持部２ｂに形成された凹部３に嵌合部２ａが合致するように固定されて、支持部２ｂと円筒体６とで嵌合部２ａを完全に被覆しており、且つ円筒体６の熱膨張係数に対する嵌合部２ａの熱膨張係数が０．５〜１．５５の範囲であることが重要である。
【００３３】
これによって、ロール１を高温雰囲気で用いたときにセラミックスからなる円筒体６と円筒体６の内周面に接触する嵌合部２ａとの熱膨張係数が近い値となり、熱膨張による伸び量が同等となるため、上記円筒体に割れやクラックが生じるのを有効に防止することができる。また、セラミックスからなる円筒体６の熱膨張係数に近づけるために、熱膨張係数が小さく一般的に腐食しやすい金属で嵌合部２ａを構成したとしても、支持部２ｂと円筒体６とで嵌合部２ａを完全に被覆しているので、液槽中に浸漬して使用される場合において、腐食しやすい金属からなる嵌合部２ａが腐食して溶け出すことはなく、銅箔等の鋼材の品質の劣化を少なくすることができる。
【００３４】
なお、円筒体６の熱膨張係数に対する嵌合部２ａの熱膨張係数の比が０．５〜１．５５の範囲であることが重要であり、この範囲であることにより、ロール１に作用した熱によって径方向に応力が作用し、円筒体６を構成するセラミックスと嵌合部２ａを構成する金属との熱膨張係数の差に起因して円筒体６に割れやクラックが生じるのを少なくすることができる。
【００３５】
また、酸性やその他の薬品からなる薬液の入った液槽中で使用される場合、ロール１が液槽中の薬液に浸されたときに腐食しやすい金属からなる嵌合部２ａが露出していると腐食して溶け出し、溶け出した金属成分が液槽中の薬液に散乱して銅箔等の表面に付着するため、その品質を劣化させるということになる。
【００３６】
なお、円筒体６がアルミナからなる場合には、嵌合部２ａとして高硬度鋼であるステンレス（ＳＵＳ４３０）を使用することが好ましく、円筒体６が窒化ケイ素や炭化ケイ素からなる場合にはコバール（登録商標）を使用することで熱膨張係数の違いによる円筒体６の破損や割れを防止することができる。
【００３７】
また、嵌合部２ａを円筒体６に固定するために、円筒体６の端部の内周面に段部６ｂを形成することが好ましく、嵌合部２ａの固定部分が外周面全体で円筒体６の内周面の段部６ｂに接触して強固に固定されることになり、回転時の応力が１箇所に集中することはなく、円筒体６の欠けや破損を防ぐことができる。
【００３８】
段部６ｂの軸方向の長さは、５〜１００ｍｍとすることが好ましく、５ｍｍ未満のときは、使用時に荷重がかかった場合、重なり部分が少ないために嵌合部２ａが円筒体６から外れやすく、１００ｍｍを超えると、嵌合部２ａの加工精度と円筒体６との加工精度の兼ね合いが悪くなり挿入が難しくなる。さらに強引にねじ込むと円筒体６の割れを招くこととなる。
【００３９】
また、円筒体６の段部６ｂと嵌合部２ａとの間は接着剤にて補強することが好ましく、これにより回転トルクにより円筒体６の段部６ｂと嵌合部２ａとの間にかかる応力をより小さくすることができる。
【００４０】
なお、円筒体６の段部６ｂの形状は、通常の円筒形状に限定すること無く、一部に平面を有する形状等、他の形状においても実施可能であるが、これらの場合にも円筒体６に応力集中が発生せず、割れを防止して嵌合部２ａを固定することができる。
【００４１】
また、嵌合部２ａには、ロール１を回転させる駆動部と連結する支持部２ｂが接続されている。
【００４２】
支持部２ｂは、耐食性金属からなることが好ましく、液槽中の薬液に繰り返しまたは長時間浸漬させても、支持部２ｂの金属が腐食して溶け出すことは少なく、銅箔等の表面に付着して品質の劣化を少なくすることができる。
【００４３】
ここで耐食性金属とは、濃度５％の硫酸の液に１日浸漬し、１日あたりの一定の比表面積（ｄｍ ２ ＝１００ｃｍ ２ ）においてどのくらいの重量が減少したかを示す、浸漬後の重量減少量が１０４（ｍｇ／ｄｍ２・ｄａｙ）以下の特性を持つ金属のことである。このような耐食性金属としては、ステンレス（ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１７等）や、合金工具鋼等がある。
【００４４】
また、支持部２ｂを構成する金属の熱膨張係数は、１５．０×１０−６／℃〜１８．０×１０−６／℃であることが好ましく、嵌合部２ａとの熱膨張係数の差が大きくなり過ぎることなく、稼働中に嵌合部２ａとの熱膨張係数の差から外れることを防止することができる。
【００４５】
また、嵌合部２ａと支持部２ｂとの連結構造としては、支持部２ｂに凹部３を形成し、凹部３に嵌合部２ａが合致するように焼きばめ等によって固定することが好ましい。さらに、図２に示すように、嵌合部２ａに凸部４を形成し、支持部２ｂの凹部３と嵌合部２ａの凸部４とが合致することで、より強固に固定することができる。
【００４６】
これにより、セラミックスからなる円筒体６の熱膨張係数に近い金属である、熱膨張係数が小さく一般的に腐食されやすい金属からなる嵌合部２ａを、支持部２ｂと円筒体６とで完全に被覆していることにより、嵌合部２ａが露出していないので液槽中の薬液に浸漬しても嵌合部２ａは腐食して溶け出すことはないため、銅箔等の鋼材の品質の劣化を少なくすることができる。
【００４７】
また、嵌合部２ａの凸部４と支持部２ｂの凹部３とが合致した部分には、その外周に金属製のナット９をねじ込み接着することにより、軸方向に押さえられている状態になるため、より強固に支持部２ｂを固定できる。
【００４８】
さらに、図２に示す支持部２ｂの凹部３の径方向の厚みｔ３と嵌合部２ａの凸部４の径方向の厚みｔ４とは、その比が１：１〜１：４（ｔ３：ｔ４）の範囲にすることが好ましく、凹部３と凸部４との焼きばめ力が不足して外れたり、嵌合部２ａと支持部２ｂとの熱膨張係数の差で隙間が生じて外れたりすることなく強固に固定することができる。
【００４９】
なお、厚みｔ３、ｔ４の比は１：１とすることがより好ましい。また、嵌合部２ａの固定部分の軸方向の長さは、嵌合部２ａの固定部分と円筒体６との接触する部分が小さい場合には、ロール１自体の重量や稼動中の荷重、また、軸方向への金属からなる嵌合部２ａの熱膨張によって外れる可能性が発生してくるため５ｍｍ以上に設定することが好ましい。
【００５０】
また、円筒体６の端面における表面粗さがＲａ０．４μｍ以下、平坦度が０．０５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００５１】
これによって、円筒体６の端面と接触する部材との密着性を向上させ、液槽中の薬液に浸漬したときにロール１の内部に薬液が進入することをさらに抑制することが可能である。特に、ナット９との間にＯリング等のシール部材１０を介する場合には、円筒体６の端面の平坦度が０．０５ｍｍ以下であることによって、シール部材１０と円筒体６の端面との密着性がより向上し、シール部材１０を円筒体６の端面とナット９との間で均等に押しつぶすことができるため、より確実にシールすることができる。
【００５２】
一方、円筒体６の端面の表面粗さがＲａ０．４μｍを越えると、粗い部分とシール部材１０との間に隙間が生じ、薬液が進入し腐食の原因となるおそれがある。また、円筒体６の端面の平坦度が０．０５ｍｍを超えると、シール部材１０を円筒体６の端面と金属製のナット９との間で均等に押しつぶすことができないため、シールが不十分となり、薬液の進入により嵌合部２ａが腐食してしまうおそれがある。
【００５３】
なお、このような表面状態の円筒体６の端面を得るには、焼成によって得られた焼結体に機械加工を施し、その後、粒径が５０μｍ以下のダイヤモンドパウダーとセラミックや鋳鉄製定盤を使用して仕上げ加工を施すことにより、円筒体６の端面の表面粗さおよび平坦度を向上させることができる。
【００５４】
また、上記表面粗さは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定される中心線平均粗さＲａのことであり、表面粗さ計にて測定することができる。また、平坦度は３次元測定器にて測定することができる。
【００５５】
またさらに、シャフト２は、円筒体６の貫通孔６ａ内に挿通する軸芯部２ｃを別体として有することが好ましく、嵌合部２ａの固定部分が外周面全体で円筒体６の内周面に接触して固定されるとともに、さらに嵌合部２ａに軸芯部２ｃを中心にしてねじ込むことでより強固に位置精度良く固定することができる。なお、軸芯部２ｃは嵌合部２ａと同材質からなることが好ましい。
【００５６】
また、軸芯部２ｃと円筒体６との間には空間５を設けることが好ましく、ロール１の軽量化とともに、円筒体６との接触部を小さくして円筒体６の破損を有効に防止できる。
【００５７】
さらに、軸芯部２ｃは、嵌合部２ａとネジ構造によって接合されていてもよく、接着剤によって接合されていてもよい。
【００５８】
【実施例】
図１に示す形状のロールを得るため、先ず、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ジルコニア（ＺｒＯ２）からなる円筒体６を作製した。
【００５９】
次いで、シャフト２として、嵌合部２ａを鉄（Ｓ４５Ｃ）、ステンレス（ＳＵＳ４３０）、ステンレス（ＳＵＳ３０４）、コバール（登録商標）のそれぞれで作製し、支持部２ｂをステンレス（ＳＵＳ３０４）、ステンレス（ＳＵＳ４３０）からなる材質で作製した。
【００６０】
嵌合部２ａおよび支持部２ｂには、それぞれ凹部３および凸部４を形成して焼きばめによって固定してシャフト２を得た。
【００６１】
そして、各材質の円筒体６の両端の開口部から、シャフト２を挿入しネジ止め接着して固定し、各材質からなる試料Ｎｏ．１〜２０のロールを２０個ずつ得た。
【００６２】
次に、試料Ｎｏ．１〜２０のロールを８０℃まで温度を上げた硫酸（５％）の液槽に２日間浸漬した。次に、このロールを回転数１５ｍ／ｍｉｎで回転させ、円筒体６に１０００Ｎの圧力がかかるように、別のロールを押しつけて回転させた。
【００６３】
その後、試料Ｎｏ．１〜２０のロールの円筒体６にクラックが発生しているかどうかの観察を行ない、発生箇所の数とクラックの最大長さを測定した。また、支持部２ｂから一定面積のテストピースを取り出し、重量計にて重量減少量を測定し、１日あたりの一定の比表面積（ｄｍ２＝１００ｃｍ２）においてどのくらいの重量が減少したか（ｍｇ／ｄｍ２・ｄａｙ）を算出した。
【００６４】
結果を表１に示す。
【００６５】
【表１】
【００６６】
表１に示す結果から、明らかなように、円筒体６の熱膨張係数に対する嵌合部２ａの熱膨張係数の比が０．５〜１．５５の範囲にした試料（Ｎｏ．１〜３、５、１０、１５〜１９）は、円筒体６にはクラックが発生することはなく、さらにこれらの試料の中でも、支持部２ｂとして耐食性金属を用いた試料（Ｎｏ．１、２、５、１０、１５〜１７、１９）は、支持部２ｂの重量減少量が０．１１×１０４（ｍｇ／ｄｍ２ ・ｄａｙ）以下と非常に耐食性が高いものであった。
【００６７】
これに対し、円筒体６の熱膨張係数に対する嵌合部２ａの熱膨張係数の比が０．５未満または１．５５を超える試料（Ｎｏ．４、６〜９、１１〜１４、２０）は、円筒体６に１〜５ヶ所のクラックが発生し、その最大長さが６〜２０ｍｍと大きなものであった。
【００６８】
【発明の効果】
本発明のロールによれば、セラミックスからなり、軸方向に貫通孔を有する円筒体に、金属からなるシャフトを接合してなるロールであって、上記シャフトは上記円筒体に固定された嵌合部と、該嵌合部に接続された支持部とを有し、上記嵌合部の固定部分が外周面全体で上記円筒体の内周面に接触して固定されるとともに、上記支持部に形成された凹部に上記嵌合部が合致するように固定されて、上記支持部と上記円筒体とで上記嵌合部を完全に被覆しており、且つ上記円筒体の熱膨張係数に対する上記嵌合部の熱膨張係数が０．５〜１．５５の範囲であることから、ロールを高温雰囲気で用いたときにセラミックスからなる上記円筒体と上記円筒体の内周面に接触する上記嵌合部との熱膨張係数が近い値となり、熱膨張による伸び量が同等となるため、上記円筒体に割れやクラックが生じるのを有効に防止することができる。また、セラミックスからなる上記円筒体の熱膨張係数に近づけるために、熱膨張係数が小さく一般的に腐食しやすい金属で上記嵌合部を構成したとしても、上記支持部と上記円筒体とで上記嵌合部を完全に被覆しているので、液槽中の薬液に浸漬して使用される場合において、腐食されやすい金属からなる上記嵌合部が腐食して溶け出すことはなく、銅箔等の鋼材の品質の劣化を少なくすることができる。
【００６９】
さらに、本発明のロールによれば、上記嵌合部に凸部を形成し、上記支持部の上記凹部と上記嵌合部の上記凸部とが合致するように固定しているときには、上記嵌合部と上記支持部とを強固に固定することができる。
【００７０】
またさらに、本発明のロールによれば、上記シャフトは、嵌合部に固定された、上記円筒体の貫通孔内に挿通する軸芯部を有するときには、上記嵌合部を上記円筒体の端部に合わせて固定し、さらに上記嵌合部に上記軸芯部を中心にしてねじ込むことでより強固に位置精度良く固定することができる。
【００７１】
さらにまた、本発明のロールによれば、上記支持部は耐食性金属からなるときには、液槽中の薬液に浸漬しても、上記支持部の金属が腐食して溶け出すことは少なく、銅箔等の鋼材の品質の劣化を少なくすることができる。
【００７２】
また、本発明のロールによれば、上記円筒体の端部に上記嵌合部を保持する段部を形成したときには、長期間の使用においても上記円筒体と上記嵌合部の固定部分とが強固に固定されて耐久性の高いロールを得ることができる。
【００７３】
またさらに、本発明のロールによれば、酸性の液槽に浸漬されて用いられても、上記支持部と上記円筒体とで上記嵌合部を完全に被覆していることから、薬液が上記嵌合部に触れることは少ないので、上記嵌合部の腐食を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のロールの一実施形態を示す部分斜視図である。
【図２】 本発明のロールの一実施形態を示す部分断面図である。
【図３】 従来のロールを示す部分断面図である。
【図４】 従来のロールを示す部分断面図である。
【図５】 ロールを用いて搬送を行なう状態を示す概略斜視図である。
【図６】 銅箔製造ラインの搬送用ロールの駆動を示す概略図である。
【符号の説明】
１：ロール
２：シャフト
２ａ：嵌合部
２ｂ：支持部
２ｃ：軸芯部
３：凹部
４：凸部
５：空間
６：円筒体
６ａ：貫通孔
６ｂ：段部
７：キー溝
８：接着層
９：ナット
１０：シール部材
１０１：ロール
１０２：シャフト
１０６：円筒体
１０７：嵌合部
１０８：嵌合部
１２０：銅箔
１３０：駆動部
【発明の属する技術分野】
本発明は、銅や銅合金等の鋼材を圧延や搬送するのに用いるセラミック製のロールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図６に示すように、ロール１０１に組み込まれている金属製のシャフト１０２の両側にベアリングを装着して支持し、一方の金属製のシャフト１０２にキー溝を加工して、その部分と駆動部１３０を固定することにより回転させていた。
【０００３】
そして、図５に示すように複数本のロール１０１を回転させることによって銅箔１２０を搬送し、不図示の液槽中の酸性やその他の薬品からなる薬液に浸した後に乾燥する工程を繰り返すことにより、銅箔１２０の表面処理が行なわれている。
【０００４】
このようなロール１０１は、種々の温度雰囲気に曝されたり、薬液に繰り返し浸漬されるとともに、高温に加熱された鋼材等が接触するため、高い耐摩耗性、熱伝導性、耐久性が要求される。
【０００５】
そこで、図３に示すように高温耐熱性のセラミックス材からなる円筒体１０６と、高強度炭素材からなるシャフト１０２とから構成され、円筒体１０６に形成された嵌合部１０７とシャフト１０２に形成された嵌合部１０８とが連結されていることから、強固に連結でき、高温炉内で長期間に亘って耐久性を保持できるロールが提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
また、図４に示すように、金属製のシャフト１０２上に円筒体１０６としてカーボン層１０６ａ、金属層１０６ｂ、結合用金属層１０６ｃ、セラミックスからなる最表層１０６ｄを順に形成することによって、高温の雰囲気中で用いられているときに低温の鋼材が円筒体１０６の外周面に接触しても、円筒体１０６の外周面における温度分布を均一として、耐摩耗性、高熱伝導性を有するロールが提案されている（特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−１８３２６０号公報
【特許文献２】
特開平９−２８７６１４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載されたロールは、円筒体１０６に形成された嵌合部１０７とシャフト１０２に形成された嵌合部１０８とが強固に連結されているものの、嵌合部１０８の材質はシャフト１０２と同じ高強度炭素材からなるため、セラミックス材からなる円筒体１０６と熱膨張係数が異なり、特に、高温の液槽内で使用される場合、シャフト１０２に形成された嵌合部１０８が膨張し、円筒体１０６を内側から押す応力が作用し、破損しやすいという問題を有していた。
【０００９】
また、特許文献２に記載されたロールは、金属製のシャフト１０２上に、円筒体１０６としてカーボン層１０６ａ、金属層１０６ｂ、結合用金属層１０６ｃ、セラミックスからなる最表層１０６ｄを順に形成されているため、耐摩耗性および高熱伝導性を有しているものの、ロールの両端面が薬液を遮断できる構造となっていないため、液槽中に浸漬すると、各層１０６ａ〜１０６ｄの端面から腐食を発生しやすく、耐久性に劣るという問題を有していた。
【００１０】
本発明は、上述した問題に鑑みなされたものであって、その目的はセラミック製の円筒体の割れ等を防ぐとともに、ロールを薬液に浸漬して用いたときに、ロールを構成する金属からなるシャフトが腐食することが少なく、銅箔等の鋼材の品質の劣化を少なくすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のロールは、セラミックスからなり、軸方向に貫通孔を有する円筒体に、金属からなるシャフトを接合してなるロールであって、上記シャフトは上記円筒体に固定された嵌合部と、該嵌合部に接続された支持部とを有し、上記嵌合部の固定部分が外周面全体で上記円筒体の内周面に接触して固定されるとともに、上記支持部に形成された凹部に上記嵌合部が合致するように固定されて、上記支持部と上記円筒体とで上記嵌合部を完全に被覆しており、且つ上記円筒体の熱膨張係数に対する上記嵌合部の熱膨張係数が０．５〜１．５５の範囲であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のロールは、上記構成において、上記嵌合部に凸部を形成し、上記支持部の上記凹部と上記嵌合部の上記凸部とが合致するように固定していることを特徴とする。
【００１３】
またさらに、本発明のロールは、上記各構成において、上記シャフトが、嵌合部に固定された、上記円筒体の貫通孔内に挿通する軸芯部を有することを特徴とする。
【００１４】
さらにまた、本発明のロールは、上記各構成において、上記支持部が耐食性金属からなることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のロールは、上記各構成において、上記円筒体の端部に上記嵌合部を保持する段部を形成したことを特徴とする。
【００１６】
さらにまた、本発明のロールは、上記各構成において、酸性の薬液に浸漬されることを特徴とする。
【００１７】
本発明のロールによれば、セラミックスからなり、軸方向に貫通孔を有する円筒体に、金属からなるシャフトを接合してなるロールであって、上記シャフトは上記円筒体に固定された嵌合部と、該嵌合部に接続された支持部とを有し、上記嵌合部の固定部分が外周面全体で上記円筒体の内周面に接触して固定されるとともに、上記支持部に形成された凹部に上記嵌合部が合致するように固定されて、上記支持部と上記円筒体とで上記嵌合部を完全に被覆しており、且つ上記円筒体の熱膨張係数に対する上記嵌合部の熱膨張係数が０．５〜１．５５の範囲であることから、ロールを高温雰囲気で用いたときにセラミックスからなる上記円筒体と上記円筒体の内周面に接触する上記嵌合部との熱膨張係数が近い値となり、熱膨張による伸び量が同等となるため、上記円筒体に割れやクラックが生じるのを有効に防止することができる。また、セラミックスからなる上記円筒体の熱膨張係数に近づけるために、熱膨張係数が小さく一般的に腐食しやすい金属で上記嵌合部を構成したとしても、上記支持部と上記円筒体とで上記嵌合部を完全に被覆しているので、液槽中の薬液に浸漬して使用される場合において、腐食されやすい金属からなる上記嵌合部が腐食して溶け出すことはなく、銅箔等の鋼材の品質の劣化を少なくすることができる。
【００１８】
さらに、本発明のロールによれば、上記嵌合部に凸部を形成し、上記支持部の上記凹部と上記嵌合部の上記凸部とが合致するように固定しているときには、上記嵌合部と上記支持部とを強固に固定することができる。
【００１９】
またさらに、本発明のロールによれば、上記シャフトは、上記嵌合部に固定された、上記円筒体の貫通孔内に挿通する軸芯部を有するときには、上記嵌合部を上記円筒体の端部に合わせて固定し、さらに上記嵌合部に上記軸芯部を中心にしてねじ込むことでより強固に位置精度良く固定することができる。
【００２０】
さらにまた、本発明のロールによれば、上記支持部は耐食性金属からなるときには、液槽中の薬液に浸漬しても、上記支持部の金属が腐食して溶け出すことは少なく、銅箔等の鋼材の品質の劣化を少なくすることができる。
【００２１】
また、本発明のロールによれば、上記円筒体の端部に上記嵌合部を保持する段部を形成したときには、長期間の使用においても上記円筒体と上記嵌合部の固定部分とが強固に固定されて耐久性の高いロールを得ることができる。
【００２２】
さらにまた、本発明のロールによれば、酸性の薬液に浸漬されて用いられても、上記支持部と上記円筒体とで上記嵌合部を完全に被覆しているときには、薬液が上記嵌合部に触れることは少ないので、上記嵌合部の腐食を抑制することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態について図を用いて説明する。
【００２４】
図１、２はそれぞれ本発明のロールの一実施形態を示す部分斜視図、部分断面図である。このロール１は、セラミックスからなり、軸方向に貫通孔６ａを有する円筒体６に、金属からなるシャフト２を接合してなる。
【００２５】
円筒体６を形成するセラミックスとしては、用途によりアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等を主成分とし、それぞれ公知の焼結助剤などを含むセラミックスからなっている。
【００２６】
上記アルミナは耐薬品性が強く被圧延材の影響を受けにくいため、広く使用され、被圧延材の温度が高いものに対しては、耐熱衝撃性の高い窒化ケイ素を、圧延荷重が大きい使用に対しては機械的強度が最も大きなジルコニアが使用され、さらに軽量化、熱伝導効率を上げるために、比重が小さく、熱伝導率が大きな炭化ケイ素が使用される。
【００２７】
ここで、アルミナについては、アルミナ原料粉末に有機バインダーを加えて混合して攪拌し、成形した後に１７００℃前後の温度で焼成する。
【００２８】
窒化ケイ素については、８０重量％以上の窒化珪素を主成分とし、焼結助剤としてアルミナ、イットリア（Ｙ２Ｏ３）などを含む組成からなる窒化ケイ素質セラミックス原料を所定の形状に成形し、１８００℃前後の温度で焼成する。
【００２９】
ジルコニアについては、ジルコニア原料粉末に有機バインダーを加えて混合して攪拌し、成形した後に約１４００℃の温度で焼成する。
【００３０】
炭化ケイ素については、炭化ケイ素粉末にアルミナ粉末を１〜７重量％、イットリア粉末やセリア粉末等の周期率表第３ａ族元素酸化物を１〜５重量％添加混合して原料粉末を調整して、所定の形状に成形した後に、１８００〜２２００℃の温度で焼成する。
【００３１】
このようにして得られた円筒体６に金属からなるシャフト２を接合して本発明のロール１となる。
【００３２】
本発明では、シャフト２が円筒体６に固定された嵌合部２ａと、嵌合部２ａに接続された支持部２ｂとを有し、嵌合部２ａの固定部分が外周面全体で円筒体６の内周面に接触して固定されるとともに、支持部２ｂに形成された凹部３に嵌合部２ａが合致するように固定されて、支持部２ｂと円筒体６とで嵌合部２ａを完全に被覆しており、且つ円筒体６の熱膨張係数に対する嵌合部２ａの熱膨張係数が０．５〜１．５５の範囲であることが重要である。
【００３３】
これによって、ロール１を高温雰囲気で用いたときにセラミックスからなる円筒体６と円筒体６の内周面に接触する嵌合部２ａとの熱膨張係数が近い値となり、熱膨張による伸び量が同等となるため、上記円筒体に割れやクラックが生じるのを有効に防止することができる。また、セラミックスからなる円筒体６の熱膨張係数に近づけるために、熱膨張係数が小さく一般的に腐食しやすい金属で嵌合部２ａを構成したとしても、支持部２ｂと円筒体６とで嵌合部２ａを完全に被覆しているので、液槽中に浸漬して使用される場合において、腐食しやすい金属からなる嵌合部２ａが腐食して溶け出すことはなく、銅箔等の鋼材の品質の劣化を少なくすることができる。
【００３４】
なお、円筒体６の熱膨張係数に対する嵌合部２ａの熱膨張係数の比が０．５〜１．５５の範囲であることが重要であり、この範囲であることにより、ロール１に作用した熱によって径方向に応力が作用し、円筒体６を構成するセラミックスと嵌合部２ａを構成する金属との熱膨張係数の差に起因して円筒体６に割れやクラックが生じるのを少なくすることができる。
【００３５】
また、酸性やその他の薬品からなる薬液の入った液槽中で使用される場合、ロール１が液槽中の薬液に浸されたときに腐食しやすい金属からなる嵌合部２ａが露出していると腐食して溶け出し、溶け出した金属成分が液槽中の薬液に散乱して銅箔等の表面に付着するため、その品質を劣化させるということになる。
【００３６】
なお、円筒体６がアルミナからなる場合には、嵌合部２ａとして高硬度鋼であるステンレス（ＳＵＳ４３０）を使用することが好ましく、円筒体６が窒化ケイ素や炭化ケイ素からなる場合にはコバール（登録商標）を使用することで熱膨張係数の違いによる円筒体６の破損や割れを防止することができる。
【００３７】
また、嵌合部２ａを円筒体６に固定するために、円筒体６の端部の内周面に段部６ｂを形成することが好ましく、嵌合部２ａの固定部分が外周面全体で円筒体６の内周面の段部６ｂに接触して強固に固定されることになり、回転時の応力が１箇所に集中することはなく、円筒体６の欠けや破損を防ぐことができる。
【００３８】
段部６ｂの軸方向の長さは、５〜１００ｍｍとすることが好ましく、５ｍｍ未満のときは、使用時に荷重がかかった場合、重なり部分が少ないために嵌合部２ａが円筒体６から外れやすく、１００ｍｍを超えると、嵌合部２ａの加工精度と円筒体６との加工精度の兼ね合いが悪くなり挿入が難しくなる。さらに強引にねじ込むと円筒体６の割れを招くこととなる。
【００３９】
また、円筒体６の段部６ｂと嵌合部２ａとの間は接着剤にて補強することが好ましく、これにより回転トルクにより円筒体６の段部６ｂと嵌合部２ａとの間にかかる応力をより小さくすることができる。
【００４０】
なお、円筒体６の段部６ｂの形状は、通常の円筒形状に限定すること無く、一部に平面を有する形状等、他の形状においても実施可能であるが、これらの場合にも円筒体６に応力集中が発生せず、割れを防止して嵌合部２ａを固定することができる。
【００４１】
また、嵌合部２ａには、ロール１を回転させる駆動部と連結する支持部２ｂが接続されている。
【００４２】
支持部２ｂは、耐食性金属からなることが好ましく、液槽中の薬液に繰り返しまたは長時間浸漬させても、支持部２ｂの金属が腐食して溶け出すことは少なく、銅箔等の表面に付着して品質の劣化を少なくすることができる。
【００４３】
ここで耐食性金属とは、濃度５％の硫酸の液に１日浸漬し、１日あたりの一定の比表面積（ｄｍ ２ ＝１００ｃｍ ２ ）においてどのくらいの重量が減少したかを示す、浸漬後の重量減少量が１０４（ｍｇ／ｄｍ２・ｄａｙ）以下の特性を持つ金属のことである。このような耐食性金属としては、ステンレス（ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１７等）や、合金工具鋼等がある。
【００４４】
また、支持部２ｂを構成する金属の熱膨張係数は、１５．０×１０−６／℃〜１８．０×１０−６／℃であることが好ましく、嵌合部２ａとの熱膨張係数の差が大きくなり過ぎることなく、稼働中に嵌合部２ａとの熱膨張係数の差から外れることを防止することができる。
【００４５】
また、嵌合部２ａと支持部２ｂとの連結構造としては、支持部２ｂに凹部３を形成し、凹部３に嵌合部２ａが合致するように焼きばめ等によって固定することが好ましい。さらに、図２に示すように、嵌合部２ａに凸部４を形成し、支持部２ｂの凹部３と嵌合部２ａの凸部４とが合致することで、より強固に固定することができる。
【００４６】
これにより、セラミックスからなる円筒体６の熱膨張係数に近い金属である、熱膨張係数が小さく一般的に腐食されやすい金属からなる嵌合部２ａを、支持部２ｂと円筒体６とで完全に被覆していることにより、嵌合部２ａが露出していないので液槽中の薬液に浸漬しても嵌合部２ａは腐食して溶け出すことはないため、銅箔等の鋼材の品質の劣化を少なくすることができる。
【００４７】
また、嵌合部２ａの凸部４と支持部２ｂの凹部３とが合致した部分には、その外周に金属製のナット９をねじ込み接着することにより、軸方向に押さえられている状態になるため、より強固に支持部２ｂを固定できる。
【００４８】
さらに、図２に示す支持部２ｂの凹部３の径方向の厚みｔ３と嵌合部２ａの凸部４の径方向の厚みｔ４とは、その比が１：１〜１：４（ｔ３：ｔ４）の範囲にすることが好ましく、凹部３と凸部４との焼きばめ力が不足して外れたり、嵌合部２ａと支持部２ｂとの熱膨張係数の差で隙間が生じて外れたりすることなく強固に固定することができる。
【００４９】
なお、厚みｔ３、ｔ４の比は１：１とすることがより好ましい。また、嵌合部２ａの固定部分の軸方向の長さは、嵌合部２ａの固定部分と円筒体６との接触する部分が小さい場合には、ロール１自体の重量や稼動中の荷重、また、軸方向への金属からなる嵌合部２ａの熱膨張によって外れる可能性が発生してくるため５ｍｍ以上に設定することが好ましい。
【００５０】
また、円筒体６の端面における表面粗さがＲａ０．４μｍ以下、平坦度が０．０５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００５１】
これによって、円筒体６の端面と接触する部材との密着性を向上させ、液槽中の薬液に浸漬したときにロール１の内部に薬液が進入することをさらに抑制することが可能である。特に、ナット９との間にＯリング等のシール部材１０を介する場合には、円筒体６の端面の平坦度が０．０５ｍｍ以下であることによって、シール部材１０と円筒体６の端面との密着性がより向上し、シール部材１０を円筒体６の端面とナット９との間で均等に押しつぶすことができるため、より確実にシールすることができる。
【００５２】
一方、円筒体６の端面の表面粗さがＲａ０．４μｍを越えると、粗い部分とシール部材１０との間に隙間が生じ、薬液が進入し腐食の原因となるおそれがある。また、円筒体６の端面の平坦度が０．０５ｍｍを超えると、シール部材１０を円筒体６の端面と金属製のナット９との間で均等に押しつぶすことができないため、シールが不十分となり、薬液の進入により嵌合部２ａが腐食してしまうおそれがある。
【００５３】
なお、このような表面状態の円筒体６の端面を得るには、焼成によって得られた焼結体に機械加工を施し、その後、粒径が５０μｍ以下のダイヤモンドパウダーとセラミックや鋳鉄製定盤を使用して仕上げ加工を施すことにより、円筒体６の端面の表面粗さおよび平坦度を向上させることができる。
【００５４】
また、上記表面粗さは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定される中心線平均粗さＲａのことであり、表面粗さ計にて測定することができる。また、平坦度は３次元測定器にて測定することができる。
【００５５】
またさらに、シャフト２は、円筒体６の貫通孔６ａ内に挿通する軸芯部２ｃを別体として有することが好ましく、嵌合部２ａの固定部分が外周面全体で円筒体６の内周面に接触して固定されるとともに、さらに嵌合部２ａに軸芯部２ｃを中心にしてねじ込むことでより強固に位置精度良く固定することができる。なお、軸芯部２ｃは嵌合部２ａと同材質からなることが好ましい。
【００５６】
また、軸芯部２ｃと円筒体６との間には空間５を設けることが好ましく、ロール１の軽量化とともに、円筒体６との接触部を小さくして円筒体６の破損を有効に防止できる。
【００５７】
さらに、軸芯部２ｃは、嵌合部２ａとネジ構造によって接合されていてもよく、接着剤によって接合されていてもよい。
【００５８】
【実施例】
図１に示す形状のロールを得るため、先ず、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ジルコニア（ＺｒＯ２）からなる円筒体６を作製した。
【００５９】
次いで、シャフト２として、嵌合部２ａを鉄（Ｓ４５Ｃ）、ステンレス（ＳＵＳ４３０）、ステンレス（ＳＵＳ３０４）、コバール（登録商標）のそれぞれで作製し、支持部２ｂをステンレス（ＳＵＳ３０４）、ステンレス（ＳＵＳ４３０）からなる材質で作製した。
【００６０】
嵌合部２ａおよび支持部２ｂには、それぞれ凹部３および凸部４を形成して焼きばめによって固定してシャフト２を得た。
【００６１】
そして、各材質の円筒体６の両端の開口部から、シャフト２を挿入しネジ止め接着して固定し、各材質からなる試料Ｎｏ．１〜２０のロールを２０個ずつ得た。
【００６２】
次に、試料Ｎｏ．１〜２０のロールを８０℃まで温度を上げた硫酸（５％）の液槽に２日間浸漬した。次に、このロールを回転数１５ｍ／ｍｉｎで回転させ、円筒体６に１０００Ｎの圧力がかかるように、別のロールを押しつけて回転させた。
【００６３】
その後、試料Ｎｏ．１〜２０のロールの円筒体６にクラックが発生しているかどうかの観察を行ない、発生箇所の数とクラックの最大長さを測定した。また、支持部２ｂから一定面積のテストピースを取り出し、重量計にて重量減少量を測定し、１日あたりの一定の比表面積（ｄｍ２＝１００ｃｍ２）においてどのくらいの重量が減少したか（ｍｇ／ｄｍ２・ｄａｙ）を算出した。
【００６４】
結果を表１に示す。
【００６５】
【表１】
表１に示す結果から、明らかなように、円筒体６の熱膨張係数に対する嵌合部２ａの熱膨張係数の比が０．５〜１．５５の範囲にした試料（Ｎｏ．１〜３、５、１０、１５〜１９）は、円筒体６にはクラックが発生することはなく、さらにこれらの試料の中でも、支持部２ｂとして耐食性金属を用いた試料（Ｎｏ．１、２、５、１０、１５〜１７、１９）は、支持部２ｂの重量減少量が０．１１×１０４（ｍｇ／ｄｍ２ ・ｄａｙ）以下と非常に耐食性が高いものであった。
【００６７】
これに対し、円筒体６の熱膨張係数に対する嵌合部２ａの熱膨張係数の比が０．５未満または１．５５を超える試料（Ｎｏ．４、６〜９、１１〜１４、２０）は、円筒体６に１〜５ヶ所のクラックが発生し、その最大長さが６〜２０ｍｍと大きなものであった。
【００６８】
【発明の効果】
本発明のロールによれば、セラミックスからなり、軸方向に貫通孔を有する円筒体に、金属からなるシャフトを接合してなるロールであって、上記シャフトは上記円筒体に固定された嵌合部と、該嵌合部に接続された支持部とを有し、上記嵌合部の固定部分が外周面全体で上記円筒体の内周面に接触して固定されるとともに、上記支持部に形成された凹部に上記嵌合部が合致するように固定されて、上記支持部と上記円筒体とで上記嵌合部を完全に被覆しており、且つ上記円筒体の熱膨張係数に対する上記嵌合部の熱膨張係数が０．５〜１．５５の範囲であることから、ロールを高温雰囲気で用いたときにセラミックスからなる上記円筒体と上記円筒体の内周面に接触する上記嵌合部との熱膨張係数が近い値となり、熱膨張による伸び量が同等となるため、上記円筒体に割れやクラックが生じるのを有効に防止することができる。また、セラミックスからなる上記円筒体の熱膨張係数に近づけるために、熱膨張係数が小さく一般的に腐食しやすい金属で上記嵌合部を構成したとしても、上記支持部と上記円筒体とで上記嵌合部を完全に被覆しているので、液槽中の薬液に浸漬して使用される場合において、腐食されやすい金属からなる上記嵌合部が腐食して溶け出すことはなく、銅箔等の鋼材の品質の劣化を少なくすることができる。
【００６９】
さらに、本発明のロールによれば、上記嵌合部に凸部を形成し、上記支持部の上記凹部と上記嵌合部の上記凸部とが合致するように固定しているときには、上記嵌合部と上記支持部とを強固に固定することができる。
【００７０】
またさらに、本発明のロールによれば、上記シャフトは、嵌合部に固定された、上記円筒体の貫通孔内に挿通する軸芯部を有するときには、上記嵌合部を上記円筒体の端部に合わせて固定し、さらに上記嵌合部に上記軸芯部を中心にしてねじ込むことでより強固に位置精度良く固定することができる。
【００７１】
さらにまた、本発明のロールによれば、上記支持部は耐食性金属からなるときには、液槽中の薬液に浸漬しても、上記支持部の金属が腐食して溶け出すことは少なく、銅箔等の鋼材の品質の劣化を少なくすることができる。
【００７２】
また、本発明のロールによれば、上記円筒体の端部に上記嵌合部を保持する段部を形成したときには、長期間の使用においても上記円筒体と上記嵌合部の固定部分とが強固に固定されて耐久性の高いロールを得ることができる。
【００７３】
またさらに、本発明のロールによれば、酸性の液槽に浸漬されて用いられても、上記支持部と上記円筒体とで上記嵌合部を完全に被覆していることから、薬液が上記嵌合部に触れることは少ないので、上記嵌合部の腐食を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のロールの一実施形態を示す部分斜視図である。
【図２】 本発明のロールの一実施形態を示す部分断面図である。
【図３】 従来のロールを示す部分断面図である。
【図４】 従来のロールを示す部分断面図である。
【図５】 ロールを用いて搬送を行なう状態を示す概略斜視図である。
【図６】 銅箔製造ラインの搬送用ロールの駆動を示す概略図である。
【符号の説明】
１：ロール
２：シャフト
２ａ：嵌合部
２ｂ：支持部
２ｃ：軸芯部
３：凹部
４：凸部
５：空間
６：円筒体
６ａ：貫通孔
６ｂ：段部
７：キー溝
８：接着層
９：ナット
１０：シール部材
１０１：ロール
１０２：シャフト
１０６：円筒体
１０７：嵌合部
１０８：嵌合部
１２０：銅箔
１３０：駆動部
Claims (6)
- セラミックスからなり、軸方向に貫通孔を有する円筒体に、金属からなるシャフトを接合してなるロールであって、上記シャフトは上記円筒体に固定された嵌合部と、該嵌合部に接続された支持部とを有し、上記嵌合部の固定部分が外周面全体で上記円筒体の内周面に接触して固定されるとともに、上記支持部に形成された凹部に上記嵌合部が合致するように固定されて、上記支持部と上記円筒体とで上記嵌合部を完全に被覆しており、且つ上記円筒体の熱膨張係数に対する上記嵌合部の熱膨張係数が０．５〜１．５５の範囲であることを特徴とするロール。
- 上記嵌合部に凸部を形成し、上記支持部の上記凹部と上記嵌合部の上記凸部とが合致するように固定していることを特徴とする請求項１に記載のロール。
- 上記シャフトは、上記嵌合部に固定された、上記円筒体の貫通孔内に挿通する軸芯部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロール。
- 上記支持部は、耐食性金属からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のロール。
- 上記円筒体の端部に上記嵌合部を保持する段部を形成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載のロール。
- 酸性の薬液に浸漬されることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載のロール。
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