JPH1037946A - ロールスリーブのズレ防止機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼きバメや冷やしバメによりロール軸１１に
嵌装されるスリーブ１２に応力集中による割損等を生じ
させることなく、低温時におけるスリーブ１２のズレを
確実に防止する。 【解決手段】 ロール軸１１の外周面１１Ｃに凹溝１３
を形成するとともに、この凹溝１３に、スリーブ１２の
内周面に密着する弾性体１４を圧縮した状態で収容す
る。この弾性体１４は、ウレタン、ゴム等の弾性を有す
る有機物素材によって形成することとし、また凹溝１３
をロール軸１１の外周面１１Ｃに環状に形成するととも
に、弾性材１４をこの環状の凹溝１３の全周に渡って収
容する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧延用ロールやロ
ータリーダイカッター等、ロール軸の外周にスリーブが
嵌装されたロールに係わり、このロール軸とスリーブと
のズレを防止するためのロールスリーブのズレ防止機構
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】これら圧延用ロールやロータリーダイカ
ッター等のロールにおいては、円柱状の鋼製ロール軸の
外周に超硬合金やセラミックス等の硬質材料よりなる円
筒状のスリーブを設けたものが多く用いられており、こ
のスリーブのロール軸への固定は、焼きバメや冷やしバ
メによってスリーブをロール軸に嵌装させるのが一般的
である。これは、例えばスリーブをロール軸にキー嵌合
によって固定しようとしたりすると、圧延加工時などに
スリーブに形成されたキー溝の特にコーナー部に応力の
集中が生じ、靱性に乏しい硬質材料よりなるスリーブに
おいて割損等が引き起こされるおそれがあるからであ
る。

【０００３】また、これら焼きバメや冷やしバメにおけ
るシメ代も、当該ロールの使用条件に見合った最小の大
きさに設定される。これは、ロール軸を構成する鋼材の
熱膨張係数に比較して、スリーブを構成する超硬合金や
セラミックス等の硬質材料の熱膨張係数が小さく、従っ
てロール使用時において雰囲気温度が上昇した際には、
ロール軸の熱膨張量がスリーブの熱膨張量に勝ってしま
うため、上記シメ代が大きすぎるとロール軸の熱膨張に
よってスリーブが内周側から強く圧迫され、やはりスリ
ーブが割損してしまうおそれがあるからである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
条件でシメ代を設定すると、ロール使用時にはスリーブ
がロール軸に密着して十分な固定がなされてはいるもの
の、当該ロールの保管時や輸送時において、例えば航空
機によりロールを輸送する場合などに、周囲の温度が０
°以下の低温ともなると、上述した熱膨張係数の相違に
よりロール軸がスリーブよりも大きく収縮してしまい、
両者の間のシメ代が無くなってスリーブがロール軸から
ずれてしまうという問題が発生する。ここで、このよう
な低温時におけるロールスリーブのズレを防止するため
に、例えば図４に示すようにスリーブ１からロール軸２
の外周面にノックピン３，３を打ち込むようにしたもの
もあったが、このようなズレ防止機構では、スリーブ１
に形成されたノックピン穴４に上述した圧延加工時等の
応力の集中が生じてスリーブ１が割損してしまうなど、
トラブルの原因となることが多かった。

【０００５】本発明は、このような事情を鑑みてなされ
たもので、スリーブに応力集中による割損等を生じさせ
ることなく、低温時におけるスリーブのズレを確実に防
止することが可能なロールスリーブのズレ防止機構を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して、こ
のような目的を達成するために、本発明は、ロール軸の
外周面に凹所を形成するとともに、この凹所に、スリー
ブの内周面に密着する弾性体を圧縮した状態で収容した
ことを特徴とする。従って、低温時にロール軸が大きく
収縮してスリーブとの間のシメ代が無くなっても、この
弾性体が膨張してスリーブの内周面に密着することによ
り、スリーブのズレが防止されるとともに、弾性体を収
容する凹所は靱性に富むロール軸側に形成されるので、
応力の集中による割損等を防ぐことができる。

【０００７】ここで、上記弾性体としては、例えば熱間
圧延用ロールのようにロール使用時にスリーブが高温に
晒される場合等においては、バネ鋼等の金属素材よりな
るものを用いざるを得ないが、冷間圧延用ロールや、あ
るいはロータリーダイカッターのダイロールやアンビル
ロールのように、比較的低温の条件の下で使用されるロ
ールの場合においては、この弾性体をスリーブ内周面に
十分に密着させてより確実にズレを防止するために、該
弾性体はウレタン、ゴム等の弾性を有する有機物素材に
よって形成するのが望ましい。また、上記凹所をロール
軸の外周面に環状に形成するとともに、上記弾性材をこ
の環状の凹所の全周に渡って収容するようにすれば、こ
の弾性体をスリーブの内周面に全周に密着させて両者の
密着面積をさらに十分に確保することが可能となり、よ
り一層確実にスリーブのズレを防ぐことができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１ないし図３は、本発明の一実
施形態を示すものである。本実施形態において、ロール
軸１１は鋼材により形成されて略円柱状をなし、両軸端
部１１Ａ，１１Ｂが図示しない軸受によって支持される
とともに、その軸線Ｏ回りに回転可能とされる。また、
このロール軸１１の外周面１１Ｃには、この外周面１１
Ｂと軸線Ｏ方向の長さが等しくされた円筒状のスリーブ
１２が、焼きバメや冷やしバメによって嵌装されて固定
されており、このスリーブ１２は、超硬合金やセラミッ
クス等の焼結合金のような硬質材料により形成されてい
て、その硬度はロール軸１１よりも高い反面、靱性につ
いてはロール軸１１よりも低く、すなわち脆性傾向が強
い。

【０００９】そして、上記ロール軸１１の外周面１１Ｃ
には、断面「コ」字状の凹溝１３が軸線Ｏ回りに外周面
１１Ｃを一周するように環状に形成されており、この凹
溝１３には、同じく環状をなす弾性体１４が収容されて
いる。ここで、上記凹溝１３は、本実施形態では図１に
示すようにロール軸１１の外周面１１Ｃにおいて一方の
軸端部１１Ａ側に片寄った位置に、一条だけ形成されて
いる。一方、上記弾性体１４は、本実施形態ではウレタ
ンやゴムなどの弾性を有する有機物の素材により形成さ
れたＯリング状をなすものであって、その断面は円形な
し、かつこの断面がなす円の直径は上記凹溝１３の深さ
よりも僅かに大きく設定されている。

【００１０】また、この弾性体１４は上記凹溝１３の底
面に密着するように該凹溝１３内に収容されており、従
って、図２に示すように当該弾性体１４を凹溝１３に収
容しただけの状態（スリーブ１２が嵌装されていない状
態）では、この弾性体１４の外周部は、ロール軸１１の
外周面１１Ｃから所定の突出量ａだけ外周側に突出せし
められることとなる。さらに、この状態からスリーブ１
２をロール軸１１の外周面１１Ｃに嵌装すると、弾性体
１４は図３に示すように上記突出量ａ分だけ径方向内周
側に圧縮されて潰され扁平し、その弾性力でもってスリ
ーブ１２の内周面に密着した状態とされる。なお、上記
凹溝１３の幅は、こうして弾性体１４が潰されて扁平し
た状態において該弾性体１４がはみ出さない程度に設定
されている。

【００１１】しかるに、このように構成されたズレ防止
機構を備えたロールにおいては、たとえ当該ロールを航
空機によって輸送する際に貨物室内が０°以下の低温と
なって、その熱膨張係数の相違によりロール軸１１とス
リーブ１２との間のシメ代が無くなるようなことがあっ
ても、圧縮された上記弾性体１４が膨張することによっ
て該弾性体１４がスリーブ１２に密着した状態が維持さ
れ、これによりスリーブ１２がロール軸１１に対してず
れてしまうのを防止することができる。また、その一方
で上記ズレ防止機構では、硬質材料よりなるスリーブ１
２には従来のようなノックピン穴やロール軸１１に形成
されたような凹溝が形成されることはなく、すなわち当
該ロールによる通常の加工時に応力の集中を招くような
箇所がスリーブ１２に形成されるのを避けることができ
るので、かかる応力集中によりスリーブ１２に割損が生
じるような事態を防止することが可能となる。従って、
上記ズレ防止機構を備えることにより、当該ロールにお
ける寿命の延長を図ることができるとともに、該ロール
による加工のトラブルを無くし、安定かつ円滑な加工を
促すことが可能となる。

【００１２】しかも、上記構成のロールスリーブのズレ
防止機構では、このようにスリーブ１２に応力の集中す
る箇所が形成されるのを避けることができることから、
スリーブ１２全体の剛性の向上を図ることができる。こ
のため、スリーブ１２を構成する硬質材料の強度の限度
内であれば、焼きバメや冷やしバメによるロール軸１１
とのシメ代を大きく設定することができ、従ってそもそ
もの温度低下に伴うシメ代の減少自体を抑えることが可
能となるので、例えば寒冷地等において使用されるロー
ルであってもスリーブ１２のズレをより確実に防止する
ことができる一方、逆に高温下における使用において、
スリーブ１２が熱膨張係数の相違により膨張するロール
軸１１によって内周側から圧迫されても、これに十分に
抗しうる強度をスリーブ１２に与えることができる。す
なわち、上記ズレ防止機構を備えることにより、そのロ
ールの使用条件温度の範囲を大幅に拡大することが可能
となる。

【００１３】また、本実施形態においては、ロール軸１
１の上記凹溝１３に収容される弾性体１４が、ウレタ
ン、ゴム等の弾性を有する有機物素材によって形成され
ており、スリーブ１２をロール１１の外周面１１Ｃに嵌
装した状態において図３に示すようにこの弾性体１４が
圧縮されて扁平することにより、該弾性体１４と凹溝１
３の底面およびスリーブ１２の内周面との接触面積を十
分に確保することが可能となって、さらに確実にスリー
ブ１２のズレを防止できるという効果を得ることができ
る。さらに、このような有機物素材よりなる弾性体１４
は、これが本実施形態のように環状をなすものであって
も、その径方向外周側に拡径するように伸長させること
が簡単であるので、ロール軸１１の凹溝１３への装着が
きわめて容易であるとともに、スリーブ１２を嵌装する
際に該弾性体１４を圧縮するときでも手間が少ないとい
う利点を備える。

【００１４】ただし、本実施形態ではこのように弾性体
１４として有機物素材系材料を用いているが、これは、
当該ロールが冷間圧延用のロールやロータリダイカッタ
ーのロールである場合など、比較的低温下における条件
で使用される場合に限られ、例えば熱間圧延に用いられ
るロールなどにおいて、弾性体が高温に晒されるおそれ
のある場合には、有機物素材よりなる弾性体１４では熱
により変質してしまうため、望ましくない。従って、そ
のような高温下で使用されるロールに用いる場合には、
この弾性体を、例えばバネ鋼などの弾性の高い金属材に
よりＣ字型に形成して凹溝１３に遊嵌せしめ、かかる弾
性体を径方向内周側に圧縮した状態でスリーブ１２を嵌
装させて、このスリーブ１２の内周面に上記弾性体をそ
の弾性力によって当接させるようにすればよい。なお、
当該ロールが上述のようなロータリーダイカッターのダ
イロールである場合には、図示のスリーブ１２の外周面
に刃型が形成されることとなる。

【００１５】また、上記実施形態では、当該実施形態に
おける凹所としての凹溝１３が、ロール軸１１の外周面
１１Ｃに環状に形成されるとともに、この凹所１３に同
じく環状に形成された弾性体１４が収容されており、こ
れによってロール軸１１とスリーブ１２との間の周方向
の全周に渡って弾性体１４が介装されることとなるの
で、弾性体１４とロール軸１１およびスリーブ１２との
接触面積をさらに十分に確保して、スリーブ１２のズレ
をより一層確実に防止することができる。ただし、本実
施形態ではこのように弾性体１４をも環状（Ｏリング
状）に形成しているが、上述のように弾性体を金属材よ
り形成する場合などにおいてＣ字型としてもよく、また
同じ有機物素材よりなる弾性体を用いるにしても、例え
ば紐状の弾性体を上記凹溝１３の底面に巻き付けるよう
にして該凹溝に１３に収容するようにしてもよい。

【００１６】さらにまた、本実施形態では上記ロール軸
１１の外周面１１Ｃにおいて一方の軸端部１１Ａ側に片
寄った位置に環状の凹溝１３を一条だけ形成することに
より、スリーブ１２を嵌装する際に他方の端部１１Ｂ側
からスリーブ１２を嵌装させることによって、弾性体１
４の軸方向の位置をずらすことなく容易に嵌装可能であ
るという利点を得ているものの、例えば外周面１１Ｃの
両端部１１Ａ，１１Ｂ側に一対の凹溝を形成してその双
方に弾性体を収容し、より確実にスリーブ１２のズレ防
止を図るようにしてもよく、またロール軸１１およびス
リーブ１２の長さによってはさらに多くの弾性体を設け
るようにしてもよい。さらに、上記弾性体を収容する凹
所をこのように環状に連続した凹溝１３とするほかに、
例えば周方向に不連続に分断された凹所をロール軸１１
の外周面１１Ｃに形成して、これらのそれぞれにウレタ
ン、ゴム等の有機物素材よりなる断片や金属材よりなる
コイルスプリングやバネ片を弾性体として収容するよう
にしてもよく、また場合によっては外周面１１Ｃに１箇
所の凹部を上記凹所として形成して上述のような弾性体
を収容するようにしてもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ロールの輸送時や保管時において低温状況下におかれる
ことにより、ロール軸とスリーブとのシメ代が無くなっ
ても、ロール軸の凹所に収容された弾性体がスリーブに
密着することによってスリーブのズレを防止することが
でき、これにより、スリーブに応力が集中する箇所が形
成されてしまうのを防いで、当該ロールの使用時におけ
るスリーブの割損等を防止することができるとともに、
スリーブをロール軸に確実に保持して安定かつ円滑な加
工を促すことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態を示す断面図である。

【図２】 図１に示す実施形態において、スリーブ１２
が嵌装されていない状態における凹溝１３および弾性体
１４周辺の拡大断面図である。

【図３】 図１に示す実施形態において、スリーブ１２
が嵌装された状態における凹溝１３および弾性体１４周
辺の拡大断面図である。

【図４】 従来のノックピンを用いてスリーブのズレを
防止する場合の断面図である。

【符号の説明】

１１ ロール軸 １１Ｃ ロール軸１１の外周面 １２ スリーブ １３ 凹溝（凹所） １４ 弾性体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円柱状のロール軸の外周に円筒状のスリ
   ーブが嵌装されており、上記ロール軸の外周面には凹所
   が形成されるとともに、この凹所には上記スリーブの内
   周面に密着する弾性体が圧縮された状態で収容されてい
   ることを特徴とするロールスリーブのズレ防止機構。
2. 【請求項２】 上記弾性体は、ウレタン、ゴム等の弾性
   を有する有機物素材によって形成されていることを特徴
   とする請求項１に記載のロールスリーブのズレ防止機
   構。
3. 【請求項３】 上記凹所は、上記ロール軸の外周面に環
   状に形成されるとともに、上記弾性材はこの環状の凹所
   の全周に渡って収容されていることを特徴とする請求項
   １または請求項２に記載のロールスリーブのズレ防止機
   構。