JPH0299686A - 複合カレンダーロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、製紙工程中のカレンダー機に使用さる複合カ
レンダーロールに関するものである。

（従来の技術） 製紙工程中のカレンダー工程は、製品の最終的な品質を
決定する重要な箇所である。これに使用されるカレンダ
ーロールは、−Ｃにチルドロールが用いられ、従来常温
で使用されてきた。

しかし、カレンダーロールを加温すれば、紙の平滑度や
光沢などが上昇し、紙強度が向上できるなどの効果が期
待できる。そこで、ロール内部に熱媒を通して加熱する
ことができるカレンダーロールが使用されるに及んでい
る。

第５図はこのような加熱ロールのひとつを示しており、
ロール４０の軸心に小口径の貫通孔４１を穿設し、孔の
一端側から他端側に向って蒸気などの熱媒を送給するご
とにより、チルドロールを加熱するものである。

第６図は他の加熱ロールの例を示しており、ロール４２
胴部外周域に、放射状に多数の熱媒送給孔４３が、ロー
ル軸心方向に沿って開設されている。

ロール軸部には、軸心方向に沿って熱媒給排孔４５が開
設されている。前記送給孔４３はその両端が閉塞される
と共に、閉塞部近傍位置で給排孔４５に連通している。

給排孔４５は一端が閉塞され、他端に熱媒供給管４６が
同心状に配設され、該供給管４６はスペーサー４７を介
１７て給排孔４５内に支持されている。図中矢印は熱媒
の流れる経路を示している。

（発明が解決し７ようとする課題） 以上のような従来のカレンダーロールには下記のような
問題点がある。

すなわち、第５図の場合には、チルドロール軸心の貫通
孔４１からロール表面までの距離が長いので、加熱の効
果が十分でない。またチルドロール内部の熱伝導が不均
一になり易く、ロール表面の温度分布が不均一になる。

一方、第６図の場合には、熱媒送給孔４３、熱媒給排孔
４５や両者の連通孔４４など熱媒の流路を形成するため
に多数の穿孔加工が必要となる。特に送給孔４３や連通
孔４４は細長い孔加工を要し、加工困難なため製造コス
トが高くなる。

また、熱媒が胴部外周域に形成された熱媒送給孔を、胴
部の一端側から他端側に流れるので、ロール表面の温度
分布を均一にすることが困難である。特に使用中に紙と
接触して熱が奪われやすいロール胴部外周面の中央部付
近の温度が低下し易いという欠点がある。

本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、加工が
容易で、ロール胴部表面を均一に加熱でき、特に胴部中
央部付近の温度を一定に制御することができる複合カレ
ンダーロールを提供することを目的としている。

（課題を解決するだめの手段） 上記の目的を達成するためになされた本発明は、耐摩耗
材で形成された円筒状の外層部材１に、強靭材で形成さ
れかつ胴部外周面に熱媒送給用溝が凹設された軸部材２
が、嵌合されると共に拡散接合された複合カレンダーロ
ールであって、前記熱媒送給用；Ｉ４は胴部中央部から
胴部の一端に向う第１熱媒送給用溝３と胴部中央部から
胴部の他端に向う第２熱媒送給用溝４とから形成され、
前記第１熱媒送給用溝３と第２熱媒送給用溝４の胴部外
周面の開口が前記外層部材１内周面１２によって閉塞さ
れて第１および第２熱媒送給用流路５゜６が形成されて
おり、該第１および第２熱媒送給用流路５，６は胴部中
央部において軸部材２に設けられた熱媒導入路７．８に
連通し、一方胴部端部において軸部材２に設けられた第
１および第２排出路９，１０に各々連通していることを
発明の構成とする。

（作　用） 第１および第２熱媒送給用溝３，４は、軸部材２の胴部
外周面に形成されるので、加工が極めて間中である。

胴部外周面に第１および第２熱媒送給用溝３，４を形成
した軸部材２を、円筒状の外層部材１に嵌合して、拡散
接合するので、胴部外周面の各溝３゜４の開口が外層部
材１内周面１２によって閉塞され、外層部内周面に沿っ
て第１および第２熱媒送給用流路５，６が容易に形成さ
れる。

該第１および第２熱媒送給用流路５，６は、胴部中央か
ら胴部の一端および他端に向ってそれぞれ形成され、か
つ第１および第２熱媒送給用流路５゜６は、胴部中央部
において軸部材２に設けられた熱媒導入路７，８に連通
されているので、該流路５゜６に熱媒を胴部中央部から
流すことによって、被カレンダー材によって抜熱され易
い胴部中央部に温度低下のない熱媒を供給することがで
き、中央部における温度低下を補填してロール表面を均
一に加熱できる。

（実施例） 本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の第１実施例に係る複合カレンダーロー
ルの構造を示す。図中矢印は熱媒の流れる方向を示して
いる。また第２図は第１図のロールにおいて、熱媒の流
れる経路を略示しており、図中実線は熱媒の流れる経路
を、矢印は流れる方向を示している。

本実施例のロールは、外層部材１に軸部材２が嵌合され
ると共に、軸部材２の胴部外周面と外層部材１の内周面
とが熱間等方加圧処理によって拡散接合されている。

前記外層部材１は、チルド鋳鉄や高クロム鋳鉄などの耐
摩耗材を適宜選択使用することができる。

通常、遠心力鋳造法によって鋳造後、機械加工したもの
を用いる。一方軸部材２は、機械構造用炭素鋼や構造用
合金銅などの強靭材から適宜選択し、機械加工したもの
を用いることができる。

前記軸部材２の胴部外周面には、胴部の−・端から他端
に至る１条のらせん状溝が凹設されている。

該溝は、胴部中央部に設けられた閉塞部分（第２図中に
点線で示す。）によって、左右各部に区分され、胴部中
央から胴部の一端に向う第１熱媒送給用溝３　（以下「
第１溝」と称す。）と、第１溝３と連通ずることなく胴
部の他端に向う第２熱媒送給用溝４　（以下「第２溝」
と称す。）とが形成されている。

前記第１および第２溝３．４の洞部外周面の開口が、前
記外層部材１の内周面１２によって閉塞されて、第１熱
媒送給用流路５　（以下「第１流路」と称す。）および
第２熱媒送給用流路６　（以下「第２流路」と称す。）
が形成されている。

前記軸部材２の一端側には軸心に沿って熱媒給排孔１３
が穿設されており、該給排孔１３は一端が胴部中央部で
閉塞されている。該給排孔１３は、閉塞端側の細径孔１
３ａと軸端側の大径孔１３ｂとが胴端部付近で同心状に
連設されて形成されている。給徘孔１３には、第１およ
び第２導入管１４．１５が同心状に配設されている。第
１導入管１４の先端部は、胴部中央部の給排孔１３の閉
塞端の手前で、スペーサー１１を介して給排孔１３内に
支持されて、第１熱媒導入路７　（以下「第１導入路」
と称す。）を形成している。また、前記第２導入管１５
の先端部が、前記細径孔１３ａと大径孔１３ｂとの連設
部に固定され、第２導入管１５が細径孔１３ａに連通し
ている。

そして、細径孔１３ａおよび第２導入管１５の内周面と
前記第１導入管１４外周面との間に、第２熱媒導入路８
　（以下「第２導入路」と称す。）が形成されている。

さらに、前記第２導入管外周面と前記給徘孔１３の大径
孔１３ｂ内周面との間に第２排出路１０が形成されてい
る。一方、給排孔１３の形成されていない側の軸端部に
は、軸心方向に沿って第１排出路９が形成されている。

前記第１および第２流路５．６は、胴部中央部において
、前記第１および第２導入路７，８に各々連通され、一
方胴部端部において、前記第１および第２排出路９．１
０に各々連通されている。１６．１７は回転継手で、軸
部材２の両端に回動自在に設けられており、前記第１お
よび第２導入管１４．１５　、第１および第２排出路９
．１０に連通している。

尚、本実施例では、らせん溝の閉塞部分を、らせんの半
周回分としたが、ロール表面の均一加熱のためには閉塞
部分は短い程よい。従っζ、閉塞部分を短くして、例え
ば第２図において点線矢印の位置のように、近接して設
けることが望ましい。

さらに、熱媒の流路となる溝は、らせん状溝に限るもの
でなく、軸心に平行な直線状の溝を、胴部中央部から左
右の胴端に向けて、適宜数を軸部材外周面に凹設しても
よい。

第１実施例に係るカレンダーロールによれば、熱媒は、
第１図および第２図に矢印で示したように、ロール軸部
材２の一端側に設けられた第１および第２導入路７，８
から送給され、軸部材２胴部中央部において、ロール外
層部材１の内周面１２の第１および第２流路５，６にそ
れぞれ導かれる。そして、前記流路５．６に沿って、胴
部中央部から胴側端部に向って前記流路５．６に沿って
、胴部中央部から胴側端部に向って、外層部材内周面を
らせん状に周回しつつ外層部材を均一に加熱した後、そ
れぞれ胴端の第１および第２排出路９．１０に至り、排
出される。

このように、熱媒が、胴部中央から流路に供給され、ロ
ール外層部材１の内周面１２を胴部中央部から各々の胴
端に向って流れるので、被カレンダー材によって抜熱さ
れ易い胴部中央部における温度低下を補填して、ロール
外層部材１を均一に加熱できる。また、熱媒が胴部中央
部で、２木の導入路から各々流路に送給されるので、ロ
ール外層部材１の中央部付近の温度コントロールが容易
である。

第３図は本発明の第２実施例に係る複合カレンダーロー
ルの構造を示す。本実施例のロールも、第１実施例と同
じく、円筒状の外層部材２１に軸部材２２が嵌合される
と共に拡散拡合された構造であるが、熱媒導入路を軸部
材２２の各端から中央部に向って対向状に設け、両軸端
からそれぞれの流路２５．２６に熱媒を送給する構造と
している。

すなわち、本実施例のロールにおいては、第１および第
２熱媒給排孔３１，３２が、軸部材２２の両端に、軸心
方向に沿って対向状に穿設されている。

該給排孔３１，３２は一端が胴部中央部で閉塞されてお
り、閉塞端側の細径孔３１ａ、３２ａと軸端側の大径孔
３１ｂ、３２ｂとが、胴部端部と中央部との間で同心状
に連設されて形成されている。両給排孔３１，３２の軸
端側には、各々第１および第２導入管３３．３４が同心
状にそれぞれ配設され、各導入管３３．３４の先端部は
、各給排孔３Ｌ３２の細径孔３１ａ、３２ａと大径孔３
１ｂ、３２ｂとの連設部で、それぞれの給排孔内周面に
固定されて、導入管３３．３４と細径孔３１ａ、３２ａ
が各々連通され、第１および第２導入路２７．２８が形
成されている。また前記第１および第２導入管３３．３
４の外周面と前記給排孔の大径孔３１ｂ、３２ｂ上の間
で、第１および第２排出路２０．３０がそれぞれ形成さ
れている。３５．３６は同軸継手で、軸部材２２の両端
に回動自在に設けられており、前記第１および第２導入
路２７．２８　、第１および第２排出路２９．３０に各
々連通している。

第２実施例に係るカレンダーロールによれば、熱媒の導
入路２７．２８をロール輸部材２２の両方の軸端部にそ
れぞれ設けたので、第１実施例よりも給排孔３Ｌ３２お
よび導入管３３．３４の構造が簡単で、加工が容易であ
る。

尚、上記実施例では、熱媒は、軸部に設けた２本の導入
路から外層部材内周面に設けられた２本の流路に各々送
給される構造としたが、第４図に示すように、熱媒を、
１本の導入路から２本の流路に送給する構造としてもよ
い。また、前記２木の流路は必ずしも非連通状態とする
必要はなく、連通状態としてもよい。たとえば、前記２
本の流路を、一方の胴端から他方の胴端に達する１連の
らせん状流路として形成してもよい。この場合、１本の
導入路から胴部中央部において１本の導通路によって一
連の流路に熱媒を供給すればよい。

もっとも、第１図および第３図のような構造にすると、
第１、第２熱媒送給用流路の流路抵抗が異なるごとに起
因して、各流路へ送給される熱媒の流量に偏りが生じて
も、極めて容易に流量調整することができる。従って、
非カレンダー作業において、胴部中央部から胴端にかけ
ての温度分布を、対称状に容易に制御することができる
。これにより、カレンダー作業中、胴部中央部で被カレ
ンダー材による抜熱が生じても、胴部表面の温度分布の
均一化を容易に行うことが可能である。更に、カレンダ
ー作業中にロール胴部表面の温度分布が変化しても、各
流路に流れる熱媒の流量を調整することによって、ロー
ル胴部表面の温度分布を均一に制御することが容易であ
る。

尚、本発明のカレンダーロールは、プラスチック、ゴム
などのカレンダー作業に使用できることは勿論である。

次に具体的製造実施例について以下に述べる。

（ａ）　　チルド鋳鉄から成る中空円筒体を遠心力鋳造
法によって製作し、内外周面を機械加工によって平滑に
し、外層部材を形成した。

（ｂ）　　低炭素合金鋼から成る柱状体を軸部の形状に
機械加工した。次に、胴部外周面に一条のらせん状溝を
溝加工によって形成し、軸部の中央部付近で溝にスペー
サーを入れて溝の一部を閉塞して中央部から胴部の左右
端にそれぞれ向う２本の溝を形成した。

さらに、一方の軸端に熱媒給排孔を穿設し、第１および
第２導入管を配設し、前記各溝と連通させた。他端には
排出路を穿設した。上記により軸部材を得た。

（Ｃ）　　前記（ａ、）（ｂ）で得た外層部材と軸部材
とを嵌合し、封缶した後、熱間等方加圧装置に入れ、１
０５０’Ｃ１１０００気圧中で両者を拡散接合した。

（ｄ）　　以上の操作で得たカレンダーロールを、歪取
熱処理（３００″ＣＸ２０Ｈｒ）後、仕上の機械加工を
行った。

（ｅ）　　上記ロール外層表面の硬度を測定したところ
７９Ｈｓであった。

（ｆ）　　上記ロールの各熱媒導入路から温水を送給し
てロール外層部を加熱したところ、胴部中央部から胴端
にかけての温度分布を対称状に制御できた。

（発明の効果） 本発明の複合カレンダーロールによれば、熱媒送給用流
路が、熱媒送給用溝が外周面に形成された軸部材に、外
層部材を嵌合して拡散接合するだけで容易に形成される
ので、機械加工が極めて簡単で加工コストが安い。

また、２本の熱媒゛送給用流路が、胴部中央部から胴部
の左右端に向ってそれぞれ形成され、かつ各流路が胴部
中央部において軸部材に設けられた熱媒導入路に連通さ
れている。このため、各流路に胴部中央部から熱媒を流
すことができるので、被カレンダー材によって抜熱され
易い胴部中央部に温度低下のない熱媒を供給することが
でき、胴部中央部における温度低下を補填して、ロール
表面を均一に加熱することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係るカレンダーロールの
縦断面図、第２図は第１図において熱媒の流れる経路を
示す説明図、第３図は本発明の第２実施例に係るカレン
ダーロールの縦断面図、第４図は他の実施例において熱
媒の流れる経路を示す説明図、第５図は従来のカレンダ
ーロールの縦断面図、第６図は従来のその他の同ロール
の縦断面図である。 １・・・外層部材、２・・・軸部材、３・・・第１熱媒
送給用溝、４・・・第２熱媒送給用溝、５・・・第１熱
媒送給用流路、６・・・第２熱媒送給用流路、７・・・
第１熱媒導入路、８・・・第２熱媒導入路、９・・・第
１排出路、１０・・・第２排出路、】２・・・外層部材
内周面。 第　１　口 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）耐摩耗材で形成された円筒状の外層部材（１）に
   、強靭材で形成されかつ胴部外周面に熱媒送給用溝が凹
   設された軸部材（２）が、嵌合されると共に拡散接合さ
   れた複合カレンダーロールであって、 前記熱媒送給用溝は胴部中央部から胴部の一端に向う第
   １熱媒送給用溝（３）と胴部中央部から胴部の他端に向
   う第２熱媒送給用溝（４）とから形成され、前記第１熱
   媒送給用溝（３）と第２熱媒送給用溝（４）の胴部外周
   面の開口が前記外層部材（１）内周面（１２）によって
   閉塞されて第１および第２熱媒送給用流路（５）、（６
   ）が形成されており、該第１および第２熱媒送給用流路
   （５）、（６）は胴部中央部において軸部材（２）に設
   けられた熱媒導入路（７）、（８）に連通し、一方胴部
   端部において軸部材（２）に設けられた第１および第２
   排出路（９）、（１０）に各々連通していることを特徴
   とする複合カレンダーロール。