JPH061808Y2 - 段ロ−ル - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、段ボールを製造する設備であるシングルフェ
ーサに適用される段ロールに関するものである。

（従来の技術） シングルフェーサは通常第１０図に略示的断面図で示す
ような構造となっている。即ち、同図において1″は上
段ロール、2″は下段ロール、３は圧力ロール、４は糊
付ロール、５はメータロール、６は糊容器、７は芯紙、
８はランナ、９は片面段ボールシートを夫々示してい
る。

先ず、前記シングルフェーサによる片面段ボールシート
９の製造工程について説明すると、芯紙７は上段ロール
1″側に供給され上段ロール1″と下段ロール2″の噛合
部に噛込まれて波形状に成形されたシートとなり、次に
芯紙７は下段ロール2″の回転と共に移送され、糊容器
６内の糊が糊付ロール４によりすくい上げられ、メータ
ロール５で糊膜調整が行なわれた後、糊付ロール４によ
って芯紙７の段頂部に糊付される。一方、圧力ロール３
側に供給されたライナ８と前記糊付された芯紙７は、下
段ロール2″と圧力ロール３の加圧部において接着され
て、片面段ボールシート９となる。

段ロール1″，2″の母材は通常普通鋼或は合金鋼で製作
され、歯部は耐摩耗性と耐ヘタリ性改善のため高周波焼
入れ後、５０〜１００μの硬質クロムメッキなどが施さ
れている。この理由は前記したように芯紙７の波形成形
過程において、詳細には第９図に示した段ロール1″，
2″の噛合状態を表わすＸ部拡大断面図の如く、芯紙７
は両段ロール1″，2″の噛合い中に、段頂部を滑りなが
ら引込まれることになるため歯部の耐摩耗性が必要とさ
れるし、また異物の噛込みによる変形を小さくするため
耐ヘタリ性が要求される。

このように高度の加工が施された段ロールであるが、摩
耗が進むと段山部の形が小さくなる結果、芯紙の使用量
が増加して段ボールシートのコストを増加させるため２
〜３回の再研摩、再メッキ後には廃却されている。

このようなロール全体の廃却による損失を出来るだけ防
止するために第５図乃至第８図に示すような構造の段ロ
ールが提案された。第５図及び第６図は上段ロール1′
を示し、第７図及び第８図は下段ロール2′を示してい
る。図中１０は焼ばめなどによって１個の内筒１２にと
りつけられた数個の外筒であり、その表面には高周波焼
入れ１１が施されている。１３は加熱媒体を通す孔であ
る。上段ロール1′の各外筒間には隙間は不用である
が、下段ロール2′には真空にてロール表面に芯紙を吸
いつけるため各外筒間に隙間をあけサクション溝１４と
すると共に溝に通じる軸線に平行なサクション孔１５が
形成されている。

以上のような段ロール構造にすると、摩耗によって廃却
するのは外筒１０のみのため有効な構造ではあるが、外
筒１０のつなぎ部１６、外筒間の隙間により形成される
サクション溝１４部及び外筒１０と内筒１２との接触部
には使用中に内筒１２にクラッチが発生し、折損すると
いうトラブルが生じ、このような２重構造の段ロールは
現在では使用されなくなっている。

（考案が解決しようとする問題点） このように、従来のこの種段ロールのうち単一構造によ
るものは表面の摩耗の具合をみて廃却せざるを得ず、こ
れを改良した内外二重構造の段ロールにあっては、成程
摩耗の程度が激しくなっても、外筒のみを廃却すれば足
りるものではあるが、その構造上及び稼働中の様々な影
響を受けて内筒にクラックが生じ、折損するという問題
点があった。

即ち、折損した段ロールの破壊原因を調査した結果、破
壊は外筒間のつなぎ部１６或いはサクション溝１４に起
因する応力集中と、高周波焼入れ１１の端部との接触部
である内筒１２の表面に生じたフレッティングコロージ
ョンに起因した疲労破壊であることが分かった。段ロー
ルに作用する応力は段ロール同志或いは段ロールと圧力
ロールのニップによる曲げ応力と振動によるものである
が、その値は比較的小さく一般には数kg／mm²程度と予
想されている。一方、段ロールは普通鋼や低合金鋼で作
られているため、それ自体の疲労強度は２０kg／mm²以
上は期待出来るものであり、両者の比較から段ロール疲
労強度は形状効果とフレッティングコロージョンの作用
により数分の１〜十数分の１に低下し、これが破壊の原
因につながっていることが予想された。

なお、下段ロールについては現在一般に使われている高
周波焼入れ１１部分と内筒１２部分が一体化したロール
においても、サクション溝１４による応力集中のため破
壊が生じ最高速度を抑えられているのが現実であり、有
効な解決策を有していない。

ところで、構造物の疲労強度の向上方法としては材料の
強度を増加する方法と圧縮の残留応力を付与する方法が
あるが、段ロールのように大きな応力集中やフレッティ
ングコロージョンを伴う場合には、単なる材料の強度を
増加させるだけでは逆に疲労強度が低下することがあ
り、有効に強度上昇を図るためには後者の圧縮の残留応
力を付与する方法を併用する必要がある。

本考案は、かかる問題点を解決するためになされたもの
で、その強度低下につながる原因を究明し、これを排除
することに成功した二重構造の段ロールを提供しようと
するものである。

（問題点を解決するための手段） このため本考案は、内筒の外周面に、円周方向に周回す
る複数のつなぎ部又はサクション溝が形成されると共
に、外表面に段加工が施されている外筒を嵌着してなる
段ロールにおいて、前記内筒外周面には軸方向の圧縮残
留応力を付与する処理が施されているもので、これを問
題点解決のための手段とするものである。

（作用） 本考案の段ロールにおける内筒の割れを防止するために
は、内筒表面に軸方向の圧縮残留応力を付与する必要が
ある。

このことから本考案は、内筒の表面に高周波焼入れ、窒
化処理、ショットピーニング処理等をして、表面に軸方
向の圧縮残留応力を付与した後、外筒を嵌着する。

従ってロールの強度が向上するため、運転の高速化が可
能となり、同時に内外筒からなるにも拘わらずロール強
度の低下が防止できるため、ロール寿命による損失の低
減が可能となり、コスト低減を図ることができる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面について説明する。

第１図乃至第４図は本考案の実施例を示し、ＳＣＭ４４
０製の外筒１０及び内筒１２を加工後、内筒１２の外表
面に高周波焼入れを施して処理層１７（硬化深さ２mm）
を形成し、その後内筒１２に外筒１０を焼ばめした。外
筒１０の外表面の段山加工及び高周波焼入れは内・外筒
組み合せの前後どちらでもよいが、本実施例では焼ばめ
前に終了した。焼ばめ後には研削加工及びクロムメッキ
加工を施した。このようにして製作したロールを使用し
て段ボールの製造試験を行なったところ折損事故は発生
しなかった。

上記実施例では高周波焼入れを内筒１２の外周全面に施
したが、外周全面に施さず外筒１０のサクション溝１４
部及び外筒間のつなぎ部１６を中心にその周辺±５０mm
の範囲を高周波焼入れしたが同様の効果が得られた。

尚、ここでは実施例として紹介したが、高周波焼入れと
同様に、材料強度の上昇と軸方向の圧縮残留応力付与の
双方が可能となる下記の処理を内筒１２の外周全面或は
一部に施した段ロール１，２についても、上記実施例と
同様の効果が期待出来るものである。

即ち、内筒１２の外面の一部或は全面に火炎焼入れ、窒
化処理、或はショットピーニングを実施する。

（考案の効果） 以上、詳細に説明した如く本考案によると、ロールの強
度が向上でき、運転の高速化が可能となり、同時に内外
筒からなるにも拘らずロール強度の低下が防止できるた
め、ロール寿命による損失の低減が可能となり、更には
サクション孔の加工なども容易でコスト低減をも可能と
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である上段ロールの断面図、第
２図は同側面図、第３図は本考案の実施例である下段ロ
ールの断面図、第４図は同側面図、第５図は従来の上段
ロールの断面図、第６図は同側面図、第７図は従来の下
段ロールの断面図、第８図は同側面図、第９図は段ロー
ルの噛合い状態を示す一部断面図、第１０図はシングル
フェーサの概略断面図である。 図の主要部分の説明 １０……外周 １２……内筒 １７……処理層

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内筒の外周面に、円周方向に周回する複数
   のつなぎ部又はサクション溝が形成されると共に、外表
   面に段加工が施されている外筒を嵌着してなる段ロール
   において、前記内筒外周面には軸方向の圧縮残留応力を
   付与する処理が施されていることを特徴とする段ロー
   ル。