JPH0688068B2 - クラウンロール - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、クラウンロールに関し、さらに詳しくは、ス
リッタラインの巻取機等のピンチロール、薄板やフィル
ムのしわ発生を防止するエキスパンダローラ、薄板送行
のハースロール、ルーパロール等として使用するに適し
たロール外周部の周速にロール軸方向成分を有するクラ
ウンロールに関する。

（従来の技術） 通常の真直なロール軸を有するクラウンロールの場合、
例えば、ピチロールとして用いると押圧圧力が軸方向で
変化してしまう。またデフクフタロールとして用いた場
合にはストリップの座屈やフィルムのしわが発生し問題
となり易い。このような従来のクラウンロールの欠点を
解消するものとして、特開昭62−114722号公報が提案す
る湾曲軸クラウンロールがある。これは第６図に略式断
面図で示すように、ロール軸（固定軸）60を湾曲させ、
これにベアリング62およびボビンを介してクラウンを有
するゴムライニング63を回転自在に取り付けたものであ
る。この湾曲軸クラウンロールは、外周の一部が軸方向
に直線状となる。よってピンチローラとして用いれば、
押圧圧力が均一化できる。またこのロールは、外周速度
が中央部ほど速いこと、また外周速度が軸方向成分を有
していることによりストリップの搬送ロールとして用い
れば、蛇行を防止できる。さらにデフレクタロールとし
て用いた場合、ロール軸60を回転させて湾曲方向を調節
して周速度を適切に利用すれば、ストリップの蛇行やフ
ィルムのしわ発生を効果的に防止できる。

（発明が解決しようとする課題） しかし、従来の湾曲軸クラウンロールには次のような問
題点がある。

ロール軸湾曲精度が悪い。特にロール軸は３次元的に
曲がりやすい。従ってクラウン量にバラツキが生じる。
また小さなクラウン量あるいは大きなクラウン量を有す
るロールの製作が難しい。

大型ロールではロール軸も太くなるが、このような大
径の軸を正確に湾曲させることは実際上困難である。

ロール軸の湾曲を正確に平面内に収めることは困難で
ある。従って高荷重高速回転用に使用した場合では回転
むらが発生する。

ロール軸湾曲精度を確保するための手直し、回転むら
修正に手間がかかりコスト高を招いている。

鉄鋼プロセスラインで求められているようなL/D≦3.3
（但し、L:ロール軸方向長、D:ロール径）の大径ロール
の製作は難しい。

組立の手順でゴムスリーブのみをクラウン加工した
後、ロールに嵌めるため、組立後の精度が悪くなり、ゴ
ムスリーブのクラウン加工が面倒でコスト高になる。

かくして、本発明の一般的目的は、上記の従来技術の問
題を解決する、同様の機能を有する精度の高いクラウン
ロールを提供することである。

本発明のより具体的目的は、特に組立が容易であってそ
のクラウン加工精度も高いクラウンロールを提供するこ
とである。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、かかる課題解決のために種々検討を重ね
たところ、真直なロール軸に、左右対称に複数個の自動
調心ベアリングをその内輪から所定量だけずらして固定
し、そのベアリング外輪にスリーブを固定することによ
り、スリーブの回転軸をロール軸に対して所定の角度で
傾斜させることが可能で、なおかつ、円滑にスリーブを
回転させることが可能であること、およびベアリング中
心の偏心量は精度よく設定可能であるため、傾斜角度の
精度の高いクラウンロールが製造可能となることを知
り、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、真直なロール軸と、内輪がロール
軸中心より所定量δだけ偏心した状態で前記ロール軸に
固定され、かつロール軸真中から左右対称に複数個設け
られた自動調心ベアリングと、該ベアリングの外輪に嵌
装した金属スリーブとから成り、前記ロール軸に対して
前記金属スリーブが前記量δより導かれる所定角度で傾
斜して自由に回転するように構成したことを特徴とする
クラウンロールである。

本発明の別の態様によれば、前記ロール軸の胴部に対し
てδだけ偏心して配置した軸部と、該軸部に設けた角度
調整可能な偏心量δのベアリング支持・押え部材とをさ
らに備え、前記金属スリーブが該ベアリング支持・押え
部材に固定した軸部自動調心ベアリングと胴部に固定し
た自動調心ベアリングとに外装されて設けられ、該金属
スリーブに０〜２δ/I（Ｉは両ベアリング間距離）の傾
きを与えて自由回転するように構成してもよい。

本発明のさらに別の態様によれば、固定軸である前記ロ
ール軸を回転軸として回転させる手段をさらに備えても
よい。

ここに自動調心ベアリングとは、ベアリング内輪と、玉
やころとその保持器が、外輪に対して自由に傾くことが
できる軸受のことであり、本発明の場合、ロール軸が固
定されることになるから、ベアリングの外輪がロール軸
に対し常に一定角度で回転することになるのである。い
わゆる自動調心ベアリングである限り特に制限はない
が、好ましくは自動調心玉軸受である。

前記スリーブがゴムやウレタン等の弾性材料でライニン
グされている場合には、本発明にかかるクラウンロール
を薄板やフィルムなどの用途に使用するのに適する。

（作用） 上述のように、本発明によれば、自動調心ベアリングの
中心孔を言わせてから真直なロール軸を挿入してロール
を組立て、その後で各自動調心ベアリング支持・押え部
材を回わし、金属スリーブの傾斜角度を調整するのであ
る。したがって、ロール組立後にクラウン量を調整で
き、その精度もかなり高いものが得られる。一方、ロー
ル外周面の所定回転角方向のクラウン量は必要により固
定ロール軸の回転角度により変化する。従ってピンチロ
ールとして用いる場合、押圧圧力を容易に均一化でき、
またストリップの抑えロールとして用いる場合、必要に
よりロール軸方向成分を自由に設定できる。

ロール外周面の速度はロール軸方向中心ほど速度が大き
いとともに、軸方向成分を有する。第７図（ａ）にスト
リップ70と本発明のクラウンロール72との接触状況を示
すようにストリップ70がロール72に180゜巻付きの状態
で斜線部A,A′、B,B′で接触しているものとする。同図
（ｂ）は、本発明にかかるクラウンロール72の該接触部
におけるロールの外周面速度ベクトルを展開して図示し
たものである。各速度ベクトルを示す第７図（ｂ）の位
置ないしに対応する右の円内の各矢印は、固定ロー
ル軸に対する金属スリーブの傾斜方向を図示する。すな
わち矢印先端方向が、第６図において上方に示す最大ク
ラウン方向となるように固定軸の回転位置を設定した場
合を示している。

本発明のクラウンロールを例えばデフレクタロールとし
て用いる場合に薄物のしわ発生を防止するためには、ロ
ール外周面速度の軸方向成分がロール両端方向を向いた
第７図（ｂ）の位置の状態で用いれば良い。またロー
ル外周面速度の軸方向成分がロール中心方向を向いた同
図（ｂ）の位置の状態で用いると特にストリップの蛇
行防止に有効である。

このように、本発明によれば、固定さらた真直なロール
軸の回転によって必要な速度ベクトル分布が容易に得ら
れるのである。

次に、本発明をその実施例に関連させてさらに説明す
る。

実施例 第１図は、本発明によるクラウンロールの断面図であっ
て、最外周を弾性材スリーブで覆ったクラウンロールを
示す。

第１図のクラウンロールは次のように製作される。

第３図に側面図で示す真直なロール軸１に対して、自動
調心ベアリング３を左右対称にはめこむ。ロール軸１は
胴部1aと軸部1bとから構成される。次にベアリング部の
肉厚を非ベアリング部肉厚の1/2とした金属スリーブ５
をベアリング３にはめこむ。次にその金属スリーブ５の
他端に自動調心ベアリング４を挿入し、第４図（イ）、
（ロ）に示すベアリング支持・押え部材２をはめ、ピン
６で固定する。ここでロール軸１の両端部を構成する軸
部1bは、ロール軸中心部を構成する胴部1aに対してδ量
だけ偏心している。そしてベアリング支持・押え部材２
も、δ量だけ偏心した箇所にロール軸用の貫通穴をもっ
ている。つまり、ロール軸１とベアリング支持・押え部
材２は、互いに偏心量を打ち消すことによって、第２図
に示すように、金属スリーブ５がロール軸に対して平行
になり、この状態では通常のストレートロールを形成す
る。ここでゴムによるライニングをしない場合には、ベ
アリング支持・押え部材２を180゜回転させてピン６で
固定し、クラウンロールとする。

第１図に示す態様にあっては金属スリーブ５にさらに最
外部となる最外スリーブ７が設けられており、これは金
属スリーブ５に対するライニング層から構成してもよ
い。

ここで次に、金属スリーブにゴムライニングをする場合
について説明すると、第２図に示すストレートの状態で
ロールに組立ててからゴムを金属スリーブ５に被せた
後、ゴムスリーブ７に２δのクラウン加工を行う。

すなわち、組立て完了後、自動調心ベアリング３、４の
それぞれの傾きを調整して金属スリーブの傾きを所定値
とする。第２図がクラウン加工をすませたゴムスリーブ
７をもつクラウンロールである。加工後、ベアリング支
持・押え部材２を180゜回転させ、ピン６で固定すれば
第１図に示すロールとなる。この場合ゴムスリーブ７の
外周面の一部（第１図では下端）がストレートとなり、
その反対側は４δのクラウン量を有する。

ここで、第１図でのθ、δ、ｌの各値は２δ＝θｌの関
係になる。ただし、ｌは自動調心ベアリング３、４のベ
アリング間距離である。θとしては０〜５゜ぐらいの範
囲内で選択するのが好ましい。なお、ロール軸１の軸受
部（図示せず）にウォームギヤ（図示せず）を設け、ロ
ール軸１をその中心軸を回転軸として該ウォームギヤに
より回転させ得るように構成し、その回転角度を自由に
調節できるようにしてもよい。これにより金属スリーブ
５の傾斜角の傾斜方向を自在に調節できる。従って、金
属スリーブ５の接触部のクラウン量は−２δ〜＋２δの
範囲で調節できる。またゴム材などの弾性材スリーブ７
で覆った場合には、クラウン量は０〜４δの範囲で調節
できる。

第５図は、対称な傾斜角θを有する一対の金属スリーブ
５の間に、傾斜角を持たない中央金属スリーブ5aを設け
た実施例を示す。軸部が偏したロール軸１には自動調心
ベアリング３、４とともに通常のベアリング９がロール
軸真中から対称となって設けられている。図示例では傾
斜した金属スリーブ５と平行な中心金属スリーブ８を設
けた構造を有するが、これにさらに弾性材スリーブを外
挿してもよい。

（発明の効果） なお、以上の各実施例ではロール軸の幅方向中心に片側
で自動調心ベアリングを２個だけ使用した例を示した
が、これはより精密なクラウン量が求められる場合には
必要によりこれ以上の数の自動調心ベアリングを設けて
もよい。

上述のように本発明にかかるクラウンロールは接触部の
クラウン量を自由に調節することができる。またロール
外周円の周面ベクトルは軸方向成分を有し、金属スリー
ブの傾斜方向を変えることにより、ロール接触部の周速
ベクトルを第７図（ｂ）に示すように任意に変化させる
ことができる。

従って本発明のクラウンロールは湾曲軸クラウンロール
と同じく次のような効果を有している： （ｉ）スリッタラインの巻取機のピンチロールとして使
用する場合に接触部のクラウン量を調節することにより
押圧圧力を容易に均一化できる。板厚が厚く押圧が高く
なるとロールが撓むが、固定軸を少し回転し対向部がや
や凸クラウンとなる位置で使用すれば荷重負荷時フラッ
トにできる。押圧に応じて固定軸の角度を位置設定すれ
ばどんな材料でも均一押圧を付与できる。また送り出し
量を幅方向で変えることができるので巻取径が変わって
も作業が継続できる。

（ii）デフレクターロールとして用いる場合、特に薄物
でしわが発生し易い場合には第７図（ｂ）位置に示さ
れるように周速ベクトルが軸方向で外向きになるような
ロール軸位置を選べばしわ発生防止に有効である。また
蛇行が問題となる場合には第７図（ｂ）位置に示すよ
うに周速ベクトルが軸方向で内向きとなるようにすれば
特に修正能力が高い。

（iii）ストリップ走行ラインのピンチロールとして用
いる場合には蛇行を発生させない効果を有する。これは
第７図（ｂ）にそれぞれ示すようにロール周速が中央で
大きく端部に行くに従って小さくなること、および周速
が軸方向成分を有することの相乗効果である。

（iv）縦型ルーパのロールに採用すれば蛇行防止のみな
らずストリップの弾塑性座屈の発生も抑止できる。固定
軸角度はストリップ材質や速度、張力等に応じて選択す
る。

以上は湾曲軸クラウンロールと同様の効果である。しか
し、本発明のクラウンロールは、真直な固定ロール軸を
用いている。従って本発明のクラウンロールは従来の湾
曲軸クラウンロールには無い次の利点をも併せて有す
る： （ｉ）ロール固定軸は真直であるので製作が容易であり
安価である。

（ii）金属スリーブの傾斜角θはベアリング支持・押え
部材の偏心量で任意に選択できるので精度が高い。また
傾斜角θは小さいものから大きいものまで自由に高精度
で製作できる。

（iii）ロール軸を湾曲させないので３次元的な曲がり
不良は皆無であり、回転むらが発生しない。従って高速
回転にも対応できる。

（iv）従来の湾曲軸クラウンロールでは不可能であった
大型ロールの製作も可能である。これは大径のベアリン
グを選定するだけで良い。

（ｖ）L/D≦3.3の太短かいロールの製作も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の断面図； 第２図は、弾性材スリーブにクラウン加工をした時のス
トレートの状態の同じく断面図； 第３図は、実施例に使用したロール軸の側面図； 第４図（イ）および（ロ）は、実施例に使用したベアリ
ング支持・押え部材のそれぞれ断面図および正面図； 第５図は、軸中央に平坦な金属スリーブを有する実施例
の模式的断面図； 第６図は、従来の湾曲軸クラウンロールの模式的断面
図；および 第７図（ａ）は、クラウンロールと薄板の接触状態を示
す略式部分斜視図および第７図（ｂ）はロールの傾斜方
向を変化させた場合のロール周面接触部の速度ベクトル
状態の変化を示すロール周面展開図である。 1:ロール軸 2:ベアリング支持・押え部材 3:自動調心ベアリング 4: 〃 5:金属スリーブ 6:固定ピン 7:弾性材スリーブ 8:金属スリーブ 9:ベアリング

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真直なロール軸と、 内輪がロール軸中心より所定量δだけ偏心した状態で前
   記ロール軸に固定され、かつロール軸真中から左右対称
   に複数個設けられた自動調心ベアリングと、 該ベアリングの外輪に嵌装した金属スリーブと、から成
   り、前記ロール軸に対して前記金属スリーブが前記量δ
   より導かれる所定角度で傾斜して自由に回転するように
   構成したことを特徴とするクラウンロール。
2. 【請求項２】前記ロール軸の胴部に対してδだけ偏心し
   て配置した軸部と、該軸部に設けた角度調整可能な偏心
   量δのベアリング支持・押え部材とをさらに備え、前記
   金属スリーブが該ベアリング支持・押え部材に固定した
   軸部自動調心ベアリングと胴部に固定した自動調心ベア
   リングとに外装されて設けられ、該金属スリーブに０〜
   ２δ/l（ｌは両ベアリング間距離）の傾きを与えて自由
   回転するように構成したことを特徴とする請求項１記載
   のクラウンロール。
3. 【請求項３】固定軸である前記ロール軸を回転軸として
   回転させる手段をさらに備えたことを特徴とする請求項
   １または２記載のクラウンロール。
4. 【請求項４】前記金属スリーブがゴムやウレタン等の弾
   性材料でライニングされていることを特徴とする請求項
   １〜３のいずれかに記載のクラウンロール。