JPH0349797Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、起重機のワイヤ巻取用ドラムや圧延
工場で使用されるテーブルローラなどの高応力を
受ける中空回転部材であつて、特に、胴部が比較
的肉厚で且つ胴長／胴径が２〜８倍の長尺な中空
回転部材の構造に関するものである。

（従来の技術） 従来のこの種の中空回転部材は、第３図に示す
ように、胴部１が一体構造の溶接鋼管や遠心鋳造
鋼管、或いはシームレス鋼管が使用され、この円
筒形胴部１の両端部内周面に鏡板２を一体に固着
すると共に該鏡板２の中央にボス４を装着一体化
してなるものであり、ボス４と鏡板２との接合部
は、完全に溶着一体化された構造を有するもので
あるが、鏡板２と胴部１との接合部は、最終的に
溶接されるように構成されているために、裏はつ
り、裏溶接ができなく、裏当金９付きの溶接を行
うか、或いは裏当金なしで胴部１の両端部内周面
を適宜寸法座ぐり１０し、この座ぐり１０に鏡板
２の外周端を嵌合したのち部分溶接を行つている
のが現状である。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来構造の中空回転
部材によれば、ドラムやローラ等として使用中
に、ボス４と鏡板２との接合部や鏡板２と胴部１
との接合部に高応力による亀裂が多発して耐用年
数が短くなり、そのため、これら部品の取替え費
用を多く要するばかりでなく、亀裂による突然の
事故発生の場合には、操業のストツプによる多額
の損害と計画生産量が得られない等の問題点があ
つた。

又、この対策として、鏡板を内周部側と外周部
側とに分割することにより鏡板取付溶接部を両側
溶接にしようとする方法も考えられるが、最終溶
接においては、被溶接部を垂直にしなければ溶接
できない上に、胴部が比較的小径である場合には
鏡板に分割線を設けると、該分割部の溶接と胴部
及びボス部に対する溶接部とが極めて接近するた
め、残留応力による耐疲労強度が低下するという
問題点がある。さらに、このような方法は、鏡板
に放射状にリブを設けられていると、適用できな
いものである。

本考案はこのような問題点をなくした中空回転
部材の構造を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本考案の中空回転
部材は、実施例に対応する図面に示すように、胴
径に対する胴長寸法比が２〜８倍である比較的細
長い形状を有し且つ肉厚に形成した円筒形胴部１
の両端部内周面に鏡板２，２を固着すると共に該
鏡板２の中央にボス４を一体に溶接してなる中空
回転部材において、鏡板２の内外周端部を該鏡板
２の板厚の1/2以上の半径を有する溶接面が形成
されるように夫々鏡板内周面とボス外周面とに溶
着一体化すると共に胴部１に対する鏡板２の固着
位置から胴部中央寄りに胴部板厚の３倍以上の寸
法を存した胴部部分を分割し、該分割部を中央胴
部の両端面に最終溶接継手として一体に溶接して
なることを特徴とするものである。

ここにおいて、ボス４と鏡板２及び鏡板２と胴
部１との接続は、完全溶着された円弧状曲面を有
する溶接接合部に形成するものであるが、この完
全溶着とは、裏はつり、裏溶接を施す完全溶込溶
接金属とした狭義のものや、鋳鋼のように、溶着
状態で一体となつた、所謂、部分的又は全体が機
械的に固着された状態でないことを広義に包含す
るものである。又、溶接表面を円弧状に形成する
には、機械的加工が理想的であるが、溶接による
コンケーブビート、溶接部のグラインダー手入
れ、鋳鋼鋳肌など、比較的滑らかな面に形成でき
るものであればよい。

なお、胴部１の分割は、該胴部１を形成後、所
定部位を切断してもよく、又、胴部を中央部と両
端部とに予め分割形成しておき、中央胴体部に両
端部を接合、溶接するように構成してもよい。

（作用） 本考案は、胴部１、鏡板２及びボス４が全て分
割、単品で製作される場合、片側一方からの溶接
しか行えない最終的な組立溶接部分を亀裂が発生
しにくい個所に配設して最終製品の品質、寿命を
著しく増大させたものである。

即ち、胴部分割個所を最終的に溶接する前に、
鏡板２の内外周端部を胴部１とボス４とに夫々両
面側から滑らかな円弧状曲面を有する溶接によつ
て一体化し、しかるのち、最終的な溶接接合部と
なる胴部分割個所を溶接、一体化するものである
が、この胴部分割個所を鏡板固着位置から胴部中
央寄りに該胴部板厚の３倍以上の寸法を存した所
に設定したことによつて、従来から多発していた
亀裂発生の問題点を解消したものである。

このように、胴部１の分割溶接位置を決定した
技術的根拠は、第２図において、応力レベルを高
さ方向に、胴長方向を横方向にとつた線図に示す
ように、この種の中空回転部材の最大応力値
σymaxに対し、最小応力値σyminに近似するゾ
ーンに分割部を隔離させることにあり、最終溶接
による品質変動域のうち、低水準状態となつた場
合の応力集中による亀裂発生の防止を考慮して、
前述したように胴部板厚の３倍以上の寸法を隔て
たものであつて、最適な隔離寸法は胴部板厚の５
倍であるが、４倍あればかなり良好である。

（実施例） 次に本考案の実施例を図面について説明する。

１は両端が開口した比較的肉厚の円筒形状の胴
部で、胴部径に対する胴長寸法比が２〜８倍の細
長い形状に形成され、その両端部内周面に環形状
の鏡板２の外周端部を溶接３により固着している
と共に該鏡板２の内周面をボス４の外周面に同じ
く溶接５により一体に固着してある。

これらの溶接部３，５は、鏡板２の両面側に凹
弧状の曲面でもつて溶着形成され、この曲面６の
半径は、胴部１の内外面共に鏡板２の板厚の1/2
以上の大きな半径を有するように完全溶着された
形状としてある。

さらに、胴部１に対する鏡板固着位置から胴部
中央寄りに胴部板厚の３倍以上の寸法を存した胴
部分は、予め分割されてあり、溶接組立最終段階
で該両端分割部１ａ，１ａを中央胴部分１ｂにク
ローズ溶接７，７継手として組立てて中空回転部
材に構成したものである このような中空回転部材は、まず、分割されて
いる胴部１の両端分割部１ａ，１ａの内周面に鏡
板２を挿嵌し、その内外周端部の両面を夫々該分
割部１ａの両開口端側からボス４の外周及び分割
部１ａ，１ａの内周面に前述した形状となるよう
に溶接し、しかるのち、中央胴部分１ｂに分割部
１ａ，１ａの内端面を溶接６することにより得る
ことができる。

なお、中空回転部材の材料としては、SS41、
SM41の軟鋼から、80Kg／mm級の高張力鋼や低合
金鋼、その他の各種鋳鋼やステンレス等の高合金
に至るまでのものが使用可能であり、さらに、本
考案の中空ローラ状製罐体をそのまま機械加工し
た状態で使用してもよく、ゴムラツキング、硬化
肉盛溶接、メツキ、溶射などの各種表面処理、加
工を施して使用することも有効である。

（考案の効果） 以上のように、本考案の中空回転部材によれ
ば、胴径に対する胴長寸法比が２〜８倍である比
較的細長い形状を有し且つ肉厚に形成した円筒形
胴部１の両端部内周面に鏡板２，２を固着すると
共に該鏡板２の中央にボス４を一体に装着してな
る中空回転部材において、胴部１は分割されたも
のを使用しているので、胴部内周面及びボス４の
外周面に対して鏡板２をその両面側から溶接が可
能となり、しかも、その溶接は該鏡板２の板厚の
１／２以上の大きな半径を有する溶接面に形成して
いるので、溶接強度が極めて大きくなると共に各
個所の溶接作業が順序よく且つ能率的に行えるも
のである。さらに、放射状に補強リブを設けてい
る鏡板や２枚構造の鏡板であつても簡単且つ確実
に溶接できると共に、長尺の回中空回転部材であ
つても水平状態で溶接作業が行え、作業性の向上
を図ることができる上に、鋳造品の鏡板の使用が
容易となるものである。

又、最終溶接継手部となる胴部１の分割線部
は、胴部１に対する鏡板２の固着位置から胴部中
央寄りに胴部板厚の３倍以上の寸法を存した部分
であるため、該部分の応力が極めて低レベルであ
り、従つて、亀裂の発生が生じ難く、疲労強度が
大幅に向上して耐命年数が著しくる増大するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す縦断側面図、第
２図は応力分布状態の説明図、第３図は従来の中
空回転部材の縦断側面図である。 １……胴部、１ａ……両端分割部、１ｂ……中
央胴部、２……鏡板、３，５……溶接部、４……
ボス。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 胴径に対する胴長寸法比が２〜８倍である比較
   的細長い形状を有し且つ肉厚に形成した円筒形胴
   部１の両端部内周面に鏡板２，２を固着すると共
   に該鏡板２の中央にボス４を一体に溶接してなる
   中空回転部材において、鏡板２の内外周端部を該
   鏡板２の板厚の1/2以上の半径を有する溶接面が
   形成されるように夫々鏡板内周面とボス外周面と
   に溶着一体化すると共に胴部１に対する鏡板２の
   固着位置から胴部中央寄りに胴部板厚の３倍以上
   の寸法を存した胴部部分を分割し、該分割部を中
   央胴部の両端面に最終溶接継手として一体に溶接
   してなる中空回転部材の構造。