JPH11239809A - 圧延設備用セラミックロールおよびこれを用いた圧延機並びに圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ロール本体を中空形状とする構造をロール軸を
用いることなく実現することにより、容易かつ安価に製
造できる圧延設備用セラミックロールを提供する 【解決手段】セラミックロール１は、軸方向に貫通孔２
ａを設け中空形状としたセラミック製の胴部２を備えて
いる。この胴部２はまた、軸方向両端近傍以外の大部分
を占める大径部２ｂと、軸方向両端近傍にそれぞれ位置
する２つの小径部２ｃ，２ｃとを備えている。貫通孔２
ａの孔径ｄは、胴部２の最大外径（＝大径部２ｂの外径
Ｄ）の０．５倍以下となっている。大径部２ｂは、胴部
２の本体を構成し、圧延材を圧延するために設けられる
ものである。小径部２ｃは、大径部２ｂより小径となっ
ている。またこれら２つの小径部２ｃ，２ｃには金属キ
ャップ３がそれぞれ嵌合されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック製のロ
ールに係わり、特に、圧延ロールに好適な圧延設備用セ
ラミックロール及びこれを用いた圧延機並びに圧延方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属板材を圧延する圧延ロールとして
は、長期にわたって金属製（例えば鋼製）のロールが用
いられてきた。この間の改良の積み重ねによって金属製
ロールの性能は大きく進歩したが、材質的な限界があ
り、飛躍的改善を図るのは困難であった。そこで、これ
を打破するために、「鉄と鋼」第７６年（１９９０）第
３号１００〜１０７ぺ一ジに開示のようなセラミック製
のロールが開発された。

【０００３】このセラミックロールを用いて圧延を行う
場合、「塑性と加工」第３６巻（１９９５）第４１７号
１１５７〜１１６２ぺ一ジに記載のように、以下のよう
な多大な効果がある。 生産性の向上 すなわち、金属製ロールに比べて耐摩耗性が向上するた
め摩耗量が極めて小さくなり、ロールを連続して使用で
きる時間が長くなる。これにより、ロール交換作業の頻
度を減らすことができ、また同様に、ロールを再研磨す
る作業の頻度も減らすことができる。したがって、生産
性を大幅に向上することができる。 最小圧延可能板厚限界の向上 また、セラミックのヤング率は金属に比べて大きいため
ロールの弾性変形が小さくなり、ロールと板の接触長さ
が短くなって圧延荷重が小さくてすむ。すなわち、同一
厚さをより小さい荷重で圧延できることから最小圧延可
能板厚限界が小さくなり、金属ロールに比べてより薄い
板を圧延できる。 ロールコーティングの抑制 さらに、セラミックでは金属との凝着性が低いので、金
属ロールでステンレスやチタンを圧延する際に問題とな
っているロールコーティングと呼ばれる現象が発生しに
くい。

【０００４】上記のような優れた特性を備えた板材圧延
用のセラミックロールは、従来、主に小径のものが実用
に供されており、例えばクラスターミルタイプでは、中
実のロール本体（胴部）の両端に金属製のキャップを嵌
合させた構造となっている。

【０００５】ここで、このようなセラミックロールを、
さらに大量生産向けの圧延機（例えば自動車鋼板圧延
用）に適用しようとする場合には大径化を図らなければ
ならないが、この場合、以下のような不都合が生じる。 (1)製造コストの増大 セラミックロールは、上記「鉄と鋼」第７６年（１９９
０）第３号１００〜１０７ぺ一ジにも記載されているよ
うに、セラミック粉末を焼結することにより製造される
が、中実構造のままでロール本体の径が太くなると、焼
結時に中心部まで熱が浸透するのに長い時間が必要とな
る。つまり、ロールの製造に時間がかかるため、生産性
が悪化し、焼結炉の長時間運転による燃料費増大とあい
まって、ロールの製造コストが著しく増大することとな
る。 (2)品質の低下 また、径が太いとどうしても表面近傍と中心部に温度差
が生じるため、焼結工程の途中で、表面の焼結は完了し
たが中心部はまだ未焼結という状態がありうる。このよ
うな状態では中心部に存在するガスの逃げ場がなくなる
ため、製品となった後にガスの噴出で一部が破損する可
能性がある。また、破損に至らなくても中心部の欠陥と
して残存し、圧延時に加わる力により発生する割れの起
点となって操業中ロールに破損を引き起こす可能性もあ
る。すなわち、品質面で十分な特性を得られなくなる。

【０００６】そこで、これに対応可能な構造として、セ
ラミックロールを竹輪状に中空とする構造が提唱されて
おり、公知技術例としては、例えば、特公平７−５７３
６７号公報がある。このセラミックロールは、通常の板
材の圧延設備ではない特殊圧延設備用（例えば線材圧延
設備用）のものであり、ドーナツ状（厚肉スリーブ状）
のセラミック製ロール本体を、金属製ロール軸（シャフ
ト）にねじ結合されたフランジで軸方向に挟み込んだ構
造とし、ロール軸をチョック等の軸受機構で回転自在に
支持することにより、幅は狭いが径の大きいロールを実
現しているものである。なおこのとき、ロール軸とロー
ル本体間には空隙が存在しており、圧延時にロール本体
にかかる曲げ力に対しては、ロール本体の強度のみで対
抗している。

【０００７】また、圧延用ではないが、高温炉内におけ
る材料搬送用のロールとしてセラミックロールを用いる
公知技術例として、特開昭６４−５５３２５号公報があ
る。このセラミックロールは、スリーブ状のセラミック
ロール本体を、ロール強度補強部材としての金属製ロー
ル軸にはめこむ構造とすることにより、圧延時にロール
本体にかかる曲げ力に対して、ロール本体とロール軸と
で対抗するものである。このとき、ロール軸は上記公知
例同様軸受機構で回転自在に支持されており、またロー
ル軸とロール本体間には断熱材が挿入されて高温となる
セラミックから金属ロール軸への熱伝達を極力遮断して
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構造のセラミックロールには、以下のような課題が存
在する。すなわち、特公平７−５７３６７号公報に開示
のセラミックロールでは、前述のようにロール本体に加
わる曲げ力に対し中空形状のロール本体の強度のみで対
抗している。ここで、ロール使用時には、水平方向に配
置されたロール本体に対し上下方向の荷重（曲げ力）が
加わり、中空形状貫通孔内面における荷重点直下位置で
はその荷重により引張応力が発生する。この引張応力
は、荷重の大きさが大きいほど大きくなり、また貫通孔
の孔径とロール本体外径との比が大きくなるほど大きく
なるという性質がある。上記公報のセラミックロールの
ように線材圧延等に適用される場合には荷重が比較的小
さいため、貫通孔の孔径とロール本体外径との比をある
程度大きくしても、その引張応力が安全率を考慮したセ
ラミックの許容引張強度を超えることはない。しかし、
通常の板材圧延を行う圧延設備用のロールの場合、圧延
荷重等の曲げ力が比較的大きいため、貫通孔の孔径とロ
ール本体外径との比がある程度大きくなると、引張応力
がセラミックの許容引張強度を超える可能性があり、こ
の場合、ロール本体が強度不足となって部分的に破損す
る可能性がある。

【０００９】一方、特開昭６４−５５３２５号公報で
は、ロール軸でセラミック製ロール本体の曲げに対する
強度を補強しているため、上記のような課題は生じな
い。しかしながら、この公報のようにスリーブ状のセラ
ミックロール本体を断熱材を介し金属製ロール軸にはめ
こむ構造の場合、通常、いわゆる冷し嵌めによって行わ
れる。つまり、ロール軸を低温にした状態でその外周に
断熱材を嵌め込み、その後温度を通常に戻して両者を強
固に嵌合させる。断熱材とロール本体についても同様で
ある。ここで、軸方向に長いこれらの部材に対して上記
の嵌め込み作業を行おうとすると非常に長い時間がかか
るため、その間低温状態を保つのが難しく、冷し嵌め作
業自体が困難となってロールの製造が困難となる。

【００１０】また、上記２つの公知技術はいずれもロー
ル本体を最終的にチョック等の軸受機構で回転自在に支
持するタイプである。このタイプにおいて、これら公知
技術のように軸受機構がロール軸を介しロール本体を回
転自在に支持するいわゆるスリーブ方式とすると、ロー
ル本体の軸方向両端部を軸受機構で直接的に回転自在に
支持する非スリーブ方式に比べ、ロール軸が強度補強部
材としての機能を果たす果たさないにかかわらずロール
軸とロール本体との２部材が必要となる分、製造コスト
が高くなるという課題もある。

【００１１】本発明の第１の目的は、ロール本体を中空
形状とする構造をロール軸を用いることなく実現するこ
とにより、容易かつ安価に製造できる圧延設備用セラミ
ックロールを提供することにある。

【００１２】本発明の第２の目的は、ロール軸を用いる
ことなく、中空形状のロール本体の強度を十分に確保で
きる圧延設備用セラミックロールを提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】（１）上記第１及び第２
の目的を達成するために、本発明は、軸方向に貫通孔を
設け中空形状としたセラミック製の胴部を有する圧延設
備用セラミックロールにおいて、前記貫通孔の孔径を、
前記胴部の最大外径の０．５倍以下とする。胴部を中空
形状とすることにより、製造時にセラミックを焼結する
際、外面のみならず内面からも加熱されるため短時間で
焼結が完了する。これにより、ロール製造の生産性が向
上し、製造コストの増大を防止できる。また、表面近傍
と中心部との温度差が緩和されて焼結が比較的均一に行
われる結果、内部のガスが内外面双方から良好に排出さ
れ中心に残存する可能性は低くなるので、割れの発生が
防止できる。したがって、製造時の歩留まりが向上する
とともに圧延時の破損も防止でき、品質面で十分な特性
を確保できる。またこのとき、中空形状とすることで胴
部の強度が低下する可能性があるが、貫通孔の孔径を胴
部の最大外径の０．５倍以下とすることによりその強度
の低下を最小限に抑えることができるので、胴部の強度
補強部材としてのロール軸を用いなくても、実用上十分
な強度を確保することができる。したがって、ロール軸
を介する従来のスリーブ方式に比べてロール製造が容易
となり、かつ製造コストを低減することができる。

【００１４】（２）上記（１）において、好ましくは、
前記胴部の軸方向両端部に２つの金属キャップをそれぞ
れ嵌合させる。通常、ロールの軸方向両端面には種々の
加工を施す必要があり、一例としてはロール研磨時のた
めのセンター穴加工等がある。また、クラスタミル方式
に適用する場合では、両端面にスラスト方向に支持する
軸受機構が当接するため、その寸法出し加工も必要とな
る。ここで、セラミック製の胴部の端面にこれらの加工
を施そうとすると、セラミックの加工性があまりよくな
いことから加工コストが高価となる。そこで、胴部の軸
方向両端部に加工が容易な金属製のキャップを嵌合させ
る構造とすることにより、加工コストを比較的低く抑え
ることができる。

【００１５】（３）上記（２）において、さらに好まし
くは、前記胴部は、軸方向両端近傍以外の大部分を占め
る大径部と、軸方向両端近傍にそれぞれ位置し前記大径
部より小径である小径部とを備えており、かつ、前記金
属キャップは、該小径部に嵌合されている。

【００１６】（４）上記第１の目的を達成するために、
本発明は、軸方向に貫通孔を設け中空形状としたセラミ
ック製の胴部を有する圧延設備用セラミックロールにお
いて、前記貫通孔の両端部のうち一方に対し所定の位置
関係で係合する係合部と回転自在に支持されるための略
丸軸部とをそれぞれ備えた２つの金属部材を設ける。胴
部を中空形状とすることにより、製造時にセラミックを
焼結する際、外面のみならず内面からも加熱されるため
短時間で焼結が完了する。これにより、ロール製造の生
産性が向上し、製造コストの増大を防止できる。また、
表面近傍と中心部との温度差が緩和されて焼結が比較的
均一に行われる結果、内部のガスが内外面双方から良好
に排出され中心に残存する可能性は低くなるので、割れ
の発生が防止できる。したがって、製造時の歩留まりが
向上するとともに圧延時の破損も防止でき、品質面で十
分な特性を確保できる。また、２つの金属部材は、その
係合部が貫通孔の端部に挿入される一方、回転自在に支
持されるための略丸軸部を備えている。これにより、そ
の略丸軸部をチョック等の軸受機構で支持することで、
ロール軸を用いることなく、ロール本体である胴部を直
接回転自在に支持することができる。したがって、ロー
ル軸を介する従来のスリーブ方式に比べてロール製造が
容易となり、また製造コストを低減することができる。

【００１７】（５）上記（４）において、さらに好まし
くは、前記金属部材の係合部は、前記貫通孔の両端部の
うち一方に挿入嵌合される嵌合部である。例えば圧延ロ
ールとして用いるときには、圧延の際の熱で金属部材及
び胴部がともに熱膨張するため、そのときに金属とセラ
ミックの熱膨張係数差によりその嵌合構造に影響を与え
る可能性があるが、金属部材の嵌合部を貫通孔端部に挿
入する構造とすることにより、それらが熱膨張した場合
でも金属部材のほうがより大きく膨張するため、その嵌
合が弱まることなく、逆に強固とすることができる。

【００１８】（６）上記（４）において、また好ましく
は、前記貫通孔内を貫通し、両端部を前記２つの金属部
材にそれぞれ結合することにより前記胴部に軸方向の圧
縮力を加えるロッドをさらに有する。例えば圧延ロール
として用いる場合には、圧延中にロールに曲げが加わる
と表面に引張応力が発生し、セラミックが破壊しやすく
なる。そこでロッドで予め胴部に圧縮応力をプレストレ
スとして加えておくことにより、この引張応力をキャン
セルすることができる。したがって、曲げに対する抵抗
力を大きくすることができ、折損の発生を防止できる。

【００１９】（７）上記（１）又は（４）において、ま
た好ましくは、前記貫通孔の一方側から他方側へ流体を
通過させるための流路を確保する。例えば圧延ロールに
使用する場合、一般にセラミックは金属に比べて熱伝導
率が小さいため、圧延時の発熱（材料の変形による加工
発熱と、ロールと材料間の摩擦発熱）を吸収しにくい。
そのため、板温度が高くなり、油の焼き付きなどの問題
が発生する可能性がある。特に大径ロールでは、小径ロ
ールによる薄板圧延に比べて材料との接触面積が大きく
また一般に圧延速度も大きくなるため、摩擦発熱量が大
きくなり、この傾向が強くなる。これに対応し中実の従
来構造ではロール表面に冷却剤を噴射して冷却を行って
いたが、セラミックは熱伝導率が小さく冷えにくいため
冷却剤の流量が増大し、設備費の増大を招く。これに対
して、本発明においては、貫通孔の流体通過流路を確保
することにより、この流路に冷却剤を流して圧延中の冷
却をロール表面のみならずロール内部からも行えるよう
になるので、表面からの冷却のみを行う場合に比べて、
より少ない冷却剤量で、圧延時の発熱（材料の変形によ
る加工発熱と、ロールと材料間の摩擦発熱）を効果的に
抑制し、板の昇温を防止できる。したがって、圧延され
る板の表面品質劣化を確実に防止し、圧延製品の付加価
値を高めることができる。

【００２０】（８）上記（７）において、さらに好まし
くは、前記流路は、冷却剤を通過させるための冷却剤流
路である。

【００２１】（９）さらに上記第１及び第２の目的を達
成するために、本発明は、板材を圧延する一対の作業ロ
ール及びこれら作業ロールをそれぞれ支持する一対の補
強ロールのうち少なくとも前者を備えた圧延機におい
て、前記作業ロール又は補強ロールとして、上記（１）
又は（４）の圧延設備用セラミックロールを用いる。

【００２２】（１０）また上記第１及び第２の目的を達
成するために、板材を圧延する一対の作業ロール及びこ
れら作業ロールをそれぞれ支持する一対の補強ロールの
うち少なくとも前者を備えた圧延機において、前記作業
ロール又は補強ロールとして、上記（２）又は（４）の
圧延設備用セラミックロールを用い、かつ、前記金属キ
ャップ又は前記金属部材の回転を許容しつつ、それらに
形成された流体導入孔へ流体を導入可能な流体導入手段
と、これら流体導入手段に流体を供給する流体供給手段
とを設ける。

【００２３】（１１）上記（１０）において、好ましく
は、前記流体導入手段は、前記２つの金属キャップ又は
前記２つの金属部材に対応して２つ設けられており、前
記流体供給手段は、前記２つの流体導入手段のいずれか
一方に選択的に流体を導入する切換手段を備えている。
例えばセラミックロールを圧延機の作業ロールとして用
いる場合で流体として冷却剤を導入しロール内側から冷
却を行う場合には、適当な間隔をおいて切換手段で流体
の導入位置を切り換えて貫通孔内の流体の流れ方向を逆
転させることにより、ロール軸方向に発生する冷却剤温
度分布の影響を緩和し、ロール熱膨張量をロール軸方向
に左右対称にすることができる。これにより、圧延材の
形状が幅方向に左右非対称となるのを防止することがで
きる。

【００２４】（１２）また上記第１及び第２の目的を達
成するために、上記（１）又は（４）を備えた圧延機を
用いて板材の圧延を行う圧延方法において、前記貫通孔
内に流体を供給しつつ圧延を行う。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しつつ説明する。

【００２６】本発明の第１の実施形態を図１及び図２に
より説明する。図１は、本実施形態による圧延設備用セ
ラミックロールの構造を表す縦断面図である。図１にお
いて、セラミックロール１は、例えば、板材を圧延する
クラスタミル方式の圧延機の作業ロール又は補強ロール
として用いられるものであり、軸方向に貫通孔２ａを設
け中空形状としたセラミック製の胴部２を備えている。
この胴部２はまた、軸方向両端近傍以外の大部分を占め
る大径部２ｂと、軸方向両端近傍にそれぞれ位置する２
つの小径部２ｃ，２ｃとを備えている。

【００２７】貫通孔２ａの孔径ｄは、胴部２の最大外径
（＝大径部２ｂの外径Ｄ）の０．５倍以下となってい
る。大径部２ｂは、胴部２の本体を構成し、圧延材を圧
延するために設けられるものである。小径部２ｃは、大
径部２ｂより小径となっている。またこれら２つの小径
部２ｃ，２ｃには金属キャップ３がそれぞれ嵌合されて
いる。なお、このキャップ３の嵌合は通常焼きばめで行
われるが、接着剤による接着でもよい。

【００２８】以上のように構成した本実施形態の作用効
果を、以下順次説明する。 （１−１）中空形状による製造コスト低減・品質向上 すなわち、セラミック製の胴部２は、セラミック粉末を
焼結することにより製造されるが、胴部２を中空形状と
することにより、その焼結の際、外面のみならず内面か
らも加熱されるため短時間で焼結が完了する。これによ
り、ロール製造の生産性が向上し、製造コストの増大を
防止できる。また、中空形状によって表面近傍と中心部
との温度差が緩和されて焼結が比較的均一に行われる結
果、内部のガスが内外面双方から良好に排出され中心に
残存する可能性は低くなるので、割れの発生が防止でき
る。したがって、製造時の歩留まりが向上するとともに
圧延時の破損も防止でき、品質面で十分な特性を確保で
きる。

【００２９】（１−２）貫通孔の孔径の制限による胴部
の強度確保 この作用効果は図２を用いて説明する。この図２は、貫
通孔２ａの孔径ｄの大きさが胴部２の強度に与える影響
を調べるために、本願発明者等が行った解析結果を示す
ものである。すなわち、胴部２を単位軸方向長さあたり
に置き換えた図示のような外径Ｄo及び内径ｄoのリング
状の材料１００を想定し、これに上下方向の力（板幅１
ｍｍあたりの荷重に相当）ｐを加えたときに生じる荷重
点直下のリング内面における最大引張応力σを求めたも
のである。このとき、Ｄo＝１２０ｍｍに固定しつつｄo
を種々変化させてｄo／Ｄo＝０，０.３，０.５，０.７
の４つの場合について解析を行った。図示のように、ｄ
o／Ｄo＝０，０.３，０.５，０.７のいずれの場合も、
荷重ｐが増加するほど応力σの値が直線的に増加する
が、その傾き（増加率）は、ｄo／Ｄo＝０の場合（中実
形状に相当）ではほとんど水平であるが、ｄo／Ｄoが増
加するほど大きくなっている。すなわち、貫通孔径が大
きく薄肉になるほど大きくなっている。

【００３０】ここで、セラミックの許容引張強度は、安
全率を考慮すると１２ｋｇｆ／ｍｍ²である。そして圧
延ロールとして使用する場合には、板幅当たりの荷重
は、最低でも０.１ｔｆ／ｍｍ程度である。すなわち、
圧延ロールとして使用時の適用領域は、σ≦１２ｋｇｆ
／ｍｍ²かつｐ≧０.１ｔｆ／ｍｍである図示斜線部とな
り、この領域内では、中空形状による強度低下を最小限
に抑え、圧延ロールとしての強度を確保できることにな
る。この領域より図示上方の領域（σ＞１２ｋｇｆ／ｍ
ｍ²）では、強度上十分でなく、セラミックが破断する
可能性がある領域となる。そして、図示で分かるよう
に、ｄo／Ｄo＝０.７の場合には、ｐ≧０.１のどの値を
とってもこの適用領域内とすることはできない。ｄo／
Ｄo＝０.５の場合には、ｐ＝１とすればこの適用領域内
とすることができる。またｄo／Ｄo＝０.３の場合に
は、０.１≦ｐ≦０.２の範囲をとればこの適用領域内と
なる。すなわち、ｄo／Ｄoが０.５以下で小さくなれば
なるほど適用領域内となる範囲が広くなる。しかし、ｄ
o／Ｄo＞０.５では絶対にこの適用領域内とすることは
できない。言い換えれば、セラミック圧延ロールとして
十分な強度を確保するためには、少なくとも、ｄo／Ｄo
≦０.５としなければならないことがわかる。

【００３１】本実施形態によるセラミック圧延ロール１
では、貫通孔２ａの孔径ｄと、胴部２の最大外径（＝圧
延部２ｂの外径Ｄ）との比ｄ／Ｄ≦０．５となってい
る。したがって、圧延荷重を適宜選択してｐを適当な値
とすることにより上記適用領域内とすることができるの
で、中空形状による胴部２の強度低下を最小限に抑える
ことができる。これにより、特開昭６４−５５３２５号
公報のように強度補強部材としてのロール軸を用いなく
ても、実用上十分な強度を確保することができるので、
ロール軸がない分ロール製造が容易となり、かつ製造コ
ストを低減することができる。また、強度補強部材とし
てではないがロール軸を有する特開平７−５７３６７号
公報の構造に比べても、ロール軸がない分、製造コスト
を低減できる。

【００３２】（１−３）金属キャップ嵌合構造による加
工コスト低減 通常、ロールの軸方向両端面には種々の加工を施す必要
があり、一例としてはロール研磨時のためのセンター穴
加工等がある。また、本実施形態のようにクラスタミル
方式の圧延機に適用する場合では、両端面にスラスト方
向に支持する軸受機構が当接するため、その寸法出し加
工も必要となる。ここで、セラミック製の胴部２ｂの端
面にこれらの加工を施そうとすると、セラミックの加工
性があまりよくないことから加工コストが高価となる。
そこで、本実施形態では、胴部２ａの軸方向両端部の小
径部２ｃ，２ｃに加工が容易な金属製のキャップ３，３
を嵌合させる構造とすることにより、その加工コストを
比較的低く抑えることができる。

【００３３】なお、上記第１の実施形態においては、セ
ラミックロール１はクラスタミル方式の圧延機に適用す
るものとして説明したが、これに限られず、例えば金属
キャップ３，３の軸方向寸法をやや延ばしてチョックに
回転自在に支持させることにより、後述する第２実施形
態等のようなチョックを用いる形式の圧延機に適用する
ことも可能である。

【００３４】本発明の第２の実施形態を図３により説明
する。本実施形態は、チョックを用いる形式の圧延機に
適用されるセラミック圧延ロールの実施形態である。

【００３５】図３は、本実施形態によるセラミック圧延
ロールの構造を表す縦断面図である。図３において、セ
ラミックロール２０１は、主としてチョック（軸受箱）
を有する形式の圧延機の作業ロール又は補強ロールとし
て用いられるものであり、軸方向に貫通孔２０２ａを設
け中空形状としたセラミック製の胴部２０２と、胴部２
０２の両端部にそれぞれ配置される金属シャフト２０
３，２０３とを備えている。

【００３６】貫通孔２０２ａは、両端部以外に位置する
小径部２０２ａ1と、両端部に位置し小径部よりも内径
が拡大された大径部２０２ａ2，２０２ａ2とから構成さ
れている。

【００３７】金属シャフト２０３はそれぞれ、貫通孔大
径部２０２ａ2に挿入嵌合される嵌合部２０３ａと、そ
の反対側に設けられ図示しない圧延機のチョックに回転
自在に支持されるための略丸軸部２０３ｂとを備えてい
る。嵌合部２０３ａの大径部２０２ａ2への嵌合は、い
わゆる冷しばめで行う。すなわち、金属シャフト２０３
を冷却し、軸径が収縮した状態で貫通孔大径部２０２ａ
2に差し込む。但し、接着によって嵌合させてもよい。
また、略丸軸部２０３ｂには図示しないベアリングが装
着され、圧延機のチョックに納められた状態で圧延機に
組み込まれるようになっている。

【００３８】なお、以上の構成において、金属シャフト
２０３が、貫通孔の両端部のうち一方に対し所定の位置
関係で係合する係合部と回転自在に支持されるための略
丸軸部とを備えた金属部材を構成する。

【００３９】以上のように構成した本実施形態の作用効
果を、以下順次説明する。 （２−１）中空形状による製造コスト低減・品質向上 すなわち、上記（１−１）同様、セラミック製の胴部２
０２を中空形状とすることにより、ロール製造の生産性
が向上し製造コストの増大を防止できるとともに割れの
発生が防止でき、品質面で十分な特性を確保できる。

【００４０】（２−２）金属シャフト嵌合構造による加
工コスト低減 貫通孔２０２ａ両端の大径部２０２ａ2，２０２ａ2に金
属シャフト２０３，２０３を嵌合させ、これを圧延機の
チョックで回転自在に支持する構造とすることにより、
上記（１−３）同様、センター穴加工等における加工コ
ストを低減することができる。また、チョックを用いる
ことにより、通常のロール組み替え装置によるロール替
えができるようになり、さらにロールバランス力を加え
てロールギャップを開くことも容易に行えるようにな
る。

【００４１】（２−３）熱膨張時の嵌合強度の強化 また、圧延時においては、材料の変形による加工発熱や
ロールと材料との間の摩擦発熱等により金属シャフト２
０３及び胴部２０２がともに熱膨張するが、そのとき、
金属とセラミックの熱膨張係数差によりその嵌合構造に
影響を与える可能性がある。しかしながら、本実施形態
のセラミックロール２０１では、金属シャフト嵌合部２
０３ａを貫通孔大径部２０２ａ2内に挿入嵌合する構造
とすることにより、それらが熱膨張した場合でも、金属
シャフト２０３のほうがより大きく膨張するため、その
嵌合が弱まることなく逆に強固とすることができる。

【００４２】本発明の第３の実施形態を図４により説明
する。本実施形態は、胴部にプレストレスとして引張応
力を加えるセラミック圧延ロールの実施形態である。

【００４３】図４は、本実施形態によるセラミック圧延
ロールの構造を表す縦断面図である。図４において、セ
ラミックロール３０１は、上記第２の実施形態同様、主
としてチョック（軸受箱）を有する形式の圧延機の作業
ロール又は補強ロールとして用いられるものであり、軸
方向に貫通孔３０２ａを設け中空形状としたセラミック
製の胴部３０２と、胴部３０２の両端部にそれぞれ配置
される金属シャフト３０３，３０３と、これら金属シャ
フト３０３，３０３と胴部３０２との間に設けられたワ
ッシャ３０４，３０４と、貫通孔３０２ａ内を貫通して
配置されたロッド３０５とを備えている。

【００４４】ワッシャ３０４はそれぞれ、貫通孔３０２
ａ両端部のうち一方に挿入嵌合される嵌合部３０４ａを
備えている。

【００４５】金属シャフト３０３はそれぞれ、係合部３
０３ａと、その反対側に設けられ図示しない圧延機のチ
ョックに回転自在に支持されるための略丸軸部３０３ｂ
とを備えている。また、略丸軸部３０３ｂには図示しな
いベアリングが装着され、圧延機のチョックに納められ
た状態で圧延機に組み込まれるようになっている。ロッ
ド３０５は、両端部に形成されたねじ部３０５ａ，３０
５ａが、各係合部３０３ａ内のねじ部３０３ａ1とねじ
結合している。そして、ロッド３０５がシャフト３０
３，３０３で締結されることにより、金属シャフト係合
部３０３ａがワッシャ３０４を介し貫通孔３０２ａ端部
に対し所定の位置関係で係合している。さらにこの締結
により、ロッド３０５に引張応力が与えられるととも
に、胴部３０２には逆に軸方向の圧縮力がプレストレス
として加えられている。

【００４６】なお、以上の構成において、金属シャフト
３０３が、貫通孔の両端部のうち一方に対し所定の位置
関係で係合する係合部と回転自在に支持されるための略
丸軸部とを備えた金属部材を構成する。

【００４７】以上のように構成した本実施形態の作用効
果を、以下順次説明する。 （３−１）中空形状による製造コスト低減・品質向上 上記（２−１）同様、ロール製造の生産性が向上し製造
コストの増大を防止できるとともに、品質面で十分な特
性を確保できる。

【００４８】（３−２）金属シャフト嵌合構造によるコ
スト低減 貫通孔３０２ａ両端に所定の位置関係で金属シャフト３
０３，３０３を嵌合させ、これを圧延機のチョックで回
転自在に支持する構造とすることにより、上記（２−
２）同様、加工コストを低減することができる。

【００４９】（３−３）曲げ抵抗力の強化 圧延中にロール３０１に曲げが加わると表面に引張応力
が発生するため、セラミックが破壊しやすくなるが、本
実施形態のセラミックロール３０１では、ロッド３０５
を利用して胴部３０２ａに圧縮方向のプレストレスを発
生させることにより、この表面に発生する引張応力をキ
ャンセルすることができる。したがって、セラミックロ
ール３０１の曲げに対する抵抗力を大きくすることがで
き、折損するのを防止できる。

【００５０】なお、上記第２及び第３の実施形態におい
ては、セラミックロール２０１，３０１はチョックを用
いる形式の圧延機に適用するものとして説明したが、こ
れに限られず、例えば金属シャフト２０３の略丸軸部２
０３ｂの軸方向寸法をやや縮めることにより、第１実施
形態のようなクラスタミル方式の圧延機に適用すること
も可能である。

【００５１】本発明の第４の実施形態を図５〜図８によ
り説明する。本実施形態は、第２の実施形態のセラミッ
ク圧延ロールとほぼ同じロールを備え、そのロールの貫
通孔内に冷却剤を流しながら圧延を行う圧延機の実施形
態である。第２の実施形態と共通の部分には同一の符号
を付し、適宜説明を省略する。

【００５２】図５は、本実施形態による圧延機の要部構
造を表す縦断面図である。図５において、圧延機４００
は、作業ロール又は補強ロールとしてセラミックロール
２０１Ａを備えている。このセラミックロール２０１Ａ
は、第２の実施形態のセラミックロール２０１とほぼ同
様の構造のものであり、セラミックロール２０１と異な
るのは、各金属シャフト２０３Ａに軸方向に貫通する貫
通孔２０３ｃが形成されていることである。これによっ
て、胴部２０２の貫通孔２０２ａの一方側（この場合左
側）から他方側（この場合右側）へ冷却剤を通過させる
ための流体流路が確保されている。

【００５３】金属シャフト２０３Ａ，２０３Ａの略丸軸
部２０３ｂ，２０３ｂはチョック４０１，４０１により
それぞれ回転自在に支持されており、また略丸軸部２０
３ｂ，２０３ｂの端部には、金属シャフト２０３Ａの回
転を許容しつつ貫通孔２０３ｃへ冷却剤を導入・導出可
能な回転流体継手４０２，４０２がそれぞれ接続されて
おり、さらに回転流体継手４０２，４０２には、冷却材
供給・排出用の配管４０３，４０４がそれぞれ接続され
ている。

【００５４】上記構成において、冷却剤は、配管４０３
から図５中左側の回転流体継手４０２を経てセラミック
ロール２０１Ａ内に導入され、ロール２０１Ａ内で、図
５中左側の略丸軸部貫通孔２０３ｃ→胴部貫通孔２０２
ａ→図５中右側の略丸軸部貫通孔２０３ｃという流体流
路を通過しロール２０１Ａを内部から冷却した後、図５
中右側の回転流体継手４０２から配管４０４へと戻り、
所定の浄化処理を行った後再び配管４０３へと循環され
る。なお、各回転流体継手４０２は略丸軸部２０３ｂに
対し着脱可能となっており、ロール２０１Ａにチョック
４０１，４０１が装着された後に配管４０３，４０４と
ともに取り付けられ、その状態で圧延機４００内に組み
込まれるようになっている。

【００５５】なお、以上において、図５中左側の貫通孔
２０３ｃが金属部材に形成された流体導入孔を構成し、
図５中左側の回転流体継手４０２が、金属部材の回転を
許容しつつ流体導入孔へ流体を導入可能な流体導入手段
を構成する。また配管４０３が流体導入手段に流体を供
給する流体供給手段を構成する。

【００５６】以上のように構成した本実施形態の作用効
果のうち、第２の実施形態と異なる本実施形態固有の作
用効果について以下説明する。すなわち、一般に、セラ
ミックロールを圧延ロールとして使用する場合、セラミ
ックは金属に比べて熱伝導率が小さいため圧延時の発熱
（材料の変形による加工発熱と、ロールと材料間の摩擦
発熱）を吸収しにくい。そのため、板温度が高くなり、
油の焼き付きなどの問題が発生する可能性がある。特に
大径ロールでは、小径ロールによる薄板圧延に比べて材
料との接触面積が大きくまた一般に圧延速度も大きくな
るため、摩擦発熱量が大きくなり、この傾向が強くな
る。これに対応し従来の中実構造のセラミックロールで
はロール表面に冷却剤を噴射して冷却を行っていたが、
セラミックは熱伝導率が小さく冷えにくいため冷却剤の
流量が増大し、設備費の増大を招く。これに対して、本
実施形態においては、胴部２０２の貫通孔２０２ａ内に
冷却剤を通過させることにより、圧延中の冷却をロール
表面のみならずロール内部からも行えるようになるの
で、表面からの冷却のみを行う場合に比べて、より少な
い冷却剤量で、圧延時の発熱（材料の変形による加工発
熱と、ロールと材料間の摩擦発熱）を効果的に抑制し、
板の昇温を防止できる。したがって、圧延される板の表
面品質劣化を確実に防止し、圧延製品の付加価値を高め
ることができる。またこのとき、胴部貫通孔２０２ａか
ら内部冷却を行う冷却剤は配管４０３，４０４を含む閉
じられたループを循環するため、ロール表面からの外部
冷却のように冷却剤が圧延用潤滑剤等と混ざる心配がな
い。このため、冷却剤としてどのような流体でも使用す
ることができ、効果の高いものを選ぶことができる。例
えば、潤滑油として４０〜５０℃の鉱油を使用している
場合でも、温度の低い２０〜３０℃の水を冷却剤として
用いることができる。したがって、これによっても冷却
効率を向上できる。

【００５７】なお、上記第４の実施形態においては、圧
延機４００は、作業ロール又は補強ロールとして、第２
の実施形態のセラミックロール２０１とほぼ同様の構造
のセラミックロール２０１Ａを備えていたが、これに限
られず、第３の実施形態のセラミックロール３０１と同
様の構造のロールを備えていても良い。この変形例によ
るセラミックロール３０１Ａの構造を表す縦断面図を図
６に、図６中Ａ−Ａ断面による横断面図を図７に示す。
これら図６及び図７において、セラミックロール３０１
Ａは、第３の実施形態のセラミックロール３０１とほぼ
同様の構造のものであり、セラミックロール３０１と異
なるのは、各金属シャフト３０３Ａに軸方向に貫通する
貫通孔３０３ｃが形成され、かつロッド３０５Ａのうち
ねじ部３０５ａ及びその少し軸方向内側の部分にかけて
軸方向にキー溝状のスリット３０５ｂが形成されている
ことである。これらによって、胴部３０２の貫通孔３０
２ａの一方側から他方側へ冷却剤を通過させるための流
体流路が確保されている。このとき、スリット３０５ｂ
はロッド３０５Ａの周方向複数箇所に設けてもよい。ま
た、ロッド３０５Ａと胴部貫通孔３０２ａ内壁との隙間
が小さい場合には、スリット３０５ｂ，３０５ｂを互い
に軸方向に延長し、一本につないでもよい。なお、上記
構成において、貫通孔３０３ｃが金属シャフト３０３Ａ
に形成された流体導入孔を構成する。以上のような本変
形例によっても、上記第４の実施形態と同様の効果を得
る。

【００５８】また、上記第４の実施形態においては、冷
却剤を流す方向は図５中左から右方向へと常に決まって
いたが、この場合、ロール２０１Ａの左側は常に温度の
低い冷却剤が通過するのに対し、右側は左側を冷却して
温度の上昇した冷却剤が常に通過することになる。この
冷却剤軸方向温度分布のため、冷却効果に左右のアンバ
ランスが生じ、左側のみがよく冷えることになる。この
ような非対称性により胴部２０２の熱膨張量に左右で差
が生じ、板形状も幅方向に左右非対称となる等の悪影響
が発生する可能性がある。そこで、これを防止するため
には、冷却剤の流れ方向を随時逆転させるのが有効であ
る。この変形例による圧延機４００Ａの構造を表す縦断
面図を図８に示す。この図８において、圧延機４００Ａ
が図５の圧延機４００と異なるのは、配管４０３，４０
４を介して２つの回転流体継手４０２，４０２のうちい
ずれか一方に選択的に冷却剤を導入可能な切換弁４０５
を設けたことである。切換弁４０５を図示上側位置に切
り換えると、上記第４の実施形態と同様、冷却剤は、配
管４０３→左側回転流体継手４０２→左側略丸軸部貫通
孔２０３ｃ→胴部貫通孔２０２ａ→右側略丸軸部貫通孔
２０３ｃ→右側回転流体継手４０２→配管４０４へと戻
る。一方切換弁４０５を図示下側位置に切り換えると、
冷却剤は、配管４０４→右側回転流体継手４０２→右側
略丸軸部貫通孔２０３ｃ→胴部貫通孔２０２ａ→左側略
丸軸部貫通孔２０３ｃ→左側回転流体継手４０２→配管
４０３へと戻るようになり、胴部２０２内を上記とは逆
向きに流れるようになる。

【００５９】なお、以上において、回転流体継手４０
２，４０２が、金属部材の回転を許容しつつ、それらに
形成された流体導入孔へ流体を導入可能な流体導入手段
を構成し、配管４０３，４０４及び切換弁４０５が、流
体導入手段に流体を供給する流体供給手段を構成する。

【００６０】このような構成の本変形例においては、切
換弁４０５を図示しない駆動手段で一定時間ごとに切り
換え貫通孔２０２ａ内の流体の流れ方向を逆転させるこ
とにより、ロール軸方向に発生する冷却剤温度分布の影
響を緩和し、ロール熱膨張量をロール軸方向に左右対称
にすることができる。これにより、板材の形状が幅方向
に左右非対称となるのを防止することができる。

【００６１】本発明の第５の実施形態を図９により説明
する。本実施形態は、第１の実施形態のセラミック圧延
ロールとほぼ同じロールを備え、そのロールの貫通孔内
に簡便な方法で冷却剤を流しながら圧延を行う圧延機の
実施形態である。第１の実施形態と共通の部分には同一
の符号を付し、適宜説明を省略する。

【００６２】図９は、本実施形態による圧延機の要部構
造を表す縦断面図である。この図９において、圧延機５
００は、作業ロール又は補強ロールとしてセラミックロ
ール１Ａを備えている。このセラミックロール１Ａは、
第１の実施形態のセラミックロール１とほぼ同様の構造
のものであり、セラミックロール１と異なるのは、各金
属キャップ３Ａに軸方向に貫通する貫通孔３ａが形成さ
れていることである。これによって、胴部２の貫通孔２
ａの一方側（この場合左側）から他方側（この場合右
側）へ冷却剤を通過させるための流体流路が確保されて
いる。またこのとき、一方の金属キャップ３Ａの貫通孔
３ａの端部にはテーパ部３ａ1が形成されており、この
テーパ部３ａ1には、貫通孔３ａ内に冷却剤を供給する
ための先細状のノズル５０１が対向して設けられてい
る。そして、このノズル５０１には図示しない冷却剤供
給源からの冷却剤が導入されている。このノズル５０１
は、セラミックロール１Ａを圧延機本体に組み込んだ後
にテーパ部３ａ1に対向するように軸方向に移動させる
ようにする。移動の方法としては種々の手段が考えられ
る。レバーの先端にノズル５０１を取り付けて開閉式に
してもよいし、手動で圧延機本体側に取り付けてもよ
い。

【００６３】なお、以上において、図示左側の貫通孔３
ａが金属キャップ３Ａに形成された流体導入孔を構成
し、ノズル５０１が、金属キャップの回転を許容しつつ
流体導入孔へ流体を導入可能な流体導入手段を構成す
る。

【００６４】上記構成において、ノズル５０１から噴出
された冷却剤は、図９中左側の金属キャップ３Ａからセ
ラミックロール１Ａ内に導入され、ロール１Ａ内で、図
９中左側の金属キャップ貫通孔３ａ→胴部貫通孔２ａ→
図９中右側の金属キャップ貫通孔３ａという流体流路を
通過してロール１Ａを内部から冷却した後、図９中右側
の金属キャップ貫通孔３ａから流下しロール外に排出さ
れる。このとき、例えばレバース圧延を行う場合には当
然パス毎に板厚が小さくなり、それに伴ってロール１Ａ
の上下方向位置が変化する。ノズル５０１の位置が固定
されていると、ロール１Ａの位置変化によってはロール
中心がノズル位置からずれ、冷却剤をうまくロール内部
に注入できなくなる。左側の金属キャップ３Ａのテーパ
部３ａ1はこれに対応すべく設けられているものであ
る。なおこれでも不十分な場合は、ノズル５０１に縦方
向の首振り機構を設け、ロール１Ａの位置変化に応じて
首振り角を制御すればよい。また、この場合、冷却剤が
圧延潤滑油に混ざることになるため、冷却剤としては原
則としてその潤滑油と同じものを温度を下げて使用する
ことが好ましい。

【００６５】以上のように構成した本実施形態によれ
ば、第１の実施形態と異なる固有の効果として、第４の
実施形態と同様、より少ない冷却剤量で圧延時の発熱を
効果的に抑制し、板の昇温を防止できる。

【００６６】なお、上記第４及び第５の実施形態におい
ては、ロール内部に冷却剤を流す場合を例にとって説明
したが、これに限られない。すなわち、圧延材の温度を
低下させずに加工するいわゆる恒温圧延への適用も可能
で、この場合には冷却剤ではなく高温流体をロール中に
流せばよい。また、流す流体は液体にも限られず、気体
でもよい。

【００６７】また、以上第１〜第５の実施形態において
は、セラミックロールを圧延ロール（作業ロール、補強
ロール等）として用いた場合を例にとって説明したが、
これに限られず、圧延設備内に設けられた他の圧延設備
用ロールにも適用可能である。他のロールへ適用した場
合の変形例を以下、いくつか説明する。

【００６８】（Ａ）熱間圧延のルーパーローラー 熱間圧延のルーパーローラーに適用した場合のセラミッ
クロールの構造を表す縦断面図を図１０に、その配置図
を図１１に示す。これら図１０及び図１１において、セ
ラミックロール６００は、ルーパーアーム６０１に取り
付けられ、圧延機６０２，６０３の間に設置されて圧延
材６０４がたるむのを防ぐものであり、軸方向に貫通孔
６０５ａを設け中空形状としたセラミック製の胴部６０
５と、胴部６０５の両端部にそれぞれ配置される金属シ
ャフト６０６，６０６とを備えている。

【００６９】胴部６０５は、ルーパーローラーの場合圧
延ロールのように大きな力がかかることはないので、図
示のように肉厚が比較的薄くなっている。金属シャフト
６０６はそれぞれ、貫通孔６０５ａの両端部に挿入嵌合
される嵌合部６０６ａと、その反対側に設けられルーパ
ーアーム６０１の軸受機構（図示せず）に回転自在に支
持される略丸軸部６０６ｂとを備えている。

【００７０】なお、この場合、金属シャフト６０６は、
貫通孔の両端部のうち一方に対し所定の位置関係で係合
する係合部と回転自在に支持されるための略丸軸部とを
備えた金属部材を構成する。

【００７１】（Ｂ）デフレクタロール デフレクタロールに適用した場合の配置図を図１２に示
す。この図１２において、セラミックロール６０７は上
記（Ａ）と同様の構造であり、図示しない軸受機構で略
丸軸部６０６ｂ，６０６ｂ（図１０参照）が回転自在に
支持されており、圧延機６０８で圧延された板６０９が
リール６１０に巻き取られるとき、圧延機６０８とリー
ル６１０との間に配置されている。

【００７２】（Ｃ）搬送用ロール 搬送用ロールに適用した場合の配置図を図１３に示す。
図１３に示すように、一列に並べられたローラー６１１
〜６１７の上を高温のスラブ６１８が移動するようにな
っている。各ローラー６１１〜６１７は、上記（Ａ）の
セラミックロール６００と同様の構造である。

【００７３】上記（Ａ）〜（Ｃ）のように、圧延設備に
おける圧延ロール以外の用途に適用した場合も、第２の
実施形態と同様、中空形状による製造コスト低減・品質
向上及び金属シャフト嵌合構造による加工コスト低減の
効果を得ることができる。またそれに加え、圧延時では
ないが高温によって金属シャフト６０６及び胴部６０５
がともに熱膨張する場合にそれらの嵌合を強固とするこ
とができる。さらに、セラミックロールは金属製ロール
よりも軽いため、回転時の慣性が小さく、速度変化時に
板との間でスリップを起こすことがない。また、スケー
ルの噛み込みなどによってロール自体が傷つくこともな
い。これらにより、板に傷を付ける心配がなく、圧延さ
れる板の表面品質劣化を防ぐことが可能となり、圧延製
品の付加価値を高めることができる。また、ロール自体
の傷つきや摩耗もないので、寿命も半永久的となる。さ
らに、上記（Ｃ）の搬送用ロールのように駆動する必要
のあるものでは、回転時の慣性が小さいことにより、駆
動用モータの容量を小さくできるという効果もある。

【００７４】

【発明の効果】本発明によれば、ロール本体を中空形状
とする構造をロール軸を用いることなく実現することに
より、圧延設備用セラミックロールを容易かつ安価に製
造できる。また、ロール軸を用いることなく、中空形状
のロール本体の強度を十分に確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による圧延設備用セラ
ミックロールの構造を表す縦断面図である。

【図２】貫通孔の孔径ｄの大きさが胴部の強度に与える
影響を調べるために、本願発明者等が行った解析結果を
示す図である。

【図３】本発明の第２の実施形態によるセラミック圧延
ロールの構造を表す縦断面図である。

【図４】本発明の第３の実施形態によるセラミック圧延
ロールの構造を表す縦断面図である。

【図５】本発明の第４の実施形態による圧延機の要部構
造を表す縦断面図である。

【図６】変形例によるセラミックロールの構造を表す縦
断面図である。

【図７】図６中Ａ−Ａ断面による横断面図である。

【図８】変形例による圧延機の構造を表す縦断面図であ
る。

【図９】本発明の第５の実施形態による圧延機の要部構
造を表す縦断面図である。

【図１０】熱間圧延のルーパーローラーに適用した場合
のセラミックロールの構造を表す縦断面図である。

【図１１】熱間圧延のルーパーローラーに適用した場合
の配置図である。

【図１２】デフレクタロールに適用した場合の配置図で
ある。

【図１３】搬送用ロールに適用した場合の配置図であ
る。

【符号の説明】

１ セラミックロール １Ａ セラミックロール ２ 胴部 ２ａ 貫通孔 ２ｂ 大径部 ２ｃ 小径部 ３ 金属キャップ ３Ａ 金属キャップ ３ａ 貫通孔 ２０１ セラミックロール ２０１Ａ セラミックロール ２０２ 胴部 ２０２ａ 貫通孔 ２０３ 金属シャフト（金属部材） ２０３Ａ 金属シャフト（金属部材） ２０３ａ 嵌合部（係合部） ２０３ｂ 略丸軸部 ２０３ｃ 流体導入孔 ３０１ セラミックロール ３０１Ａ セラミックロール ３０２ 胴部 ３０２ａ 貫通孔 ３０３ 金属シャフト（金属部材） ３０３ａ 係合部 ３０３ｂ 略丸軸部 ３０３ｃ 貫通孔（流体導入孔） ３０５ ロッド ３０５ｂ スリット ４００ 圧延機 ４００Ａ 圧延機 ４０２ 回転流体継手（流体導入手段） ４０３ 配管（流体供給手段） ４０４ 配管（流体供給手段） ４０５ 切換弁（流体供給手段） ５００ 圧延機 ５０１ ノズル ６００ セラミックロール ６０５ａ 貫通孔 ６０６ 金属シャフト（金属部材） ６０６ａ 嵌合部（係合部） ６０６ｂ 略丸軸部 ６０７ セラミックロール ６１１〜６１７ ローラー（セラミックロール）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｃ 13/00 Ｆ１６Ｃ 13/00 Ａ (72)発明者 梶原 利幸 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所機電事業部内 (72)発明者 平間 幸夫 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向に貫通孔を設け中空形状としたセラ
   ミック製の胴部を有する圧延設備用セラミックロールに
   おいて、 前記貫通孔の孔径を、前記胴部の最大外径の０．５倍以
   下としたことを特徴とする圧延設備用セラミックロー
   ル。
2. 【請求項２】請求項１記載の圧延設備用セラミックロー
   ルにおいて、前記胴部の軸方向両端部に２つの金属キャ
   ップをそれぞれ嵌合させたことを特徴とする圧延設備用
   セラミックロール。
3. 【請求項３】請求項２記載の圧延設備用セラミックロー
   ルにおいて、前記胴部は、軸方向両端近傍以外の大部分
   を占める大径部と、軸方向両端近傍にそれぞれ位置し前
   記大径部より小径である小径部とを備えており、かつ、
   前記金属キャップは、該小径部に嵌合されていることを
   特徴とする圧延設備用セラミックロール。
4. 【請求項４】軸方向に貫通孔を設け中空形状としたセラ
   ミック製の胴部を有する圧延設備用セラミックロールに
   おいて、 前記貫通孔の両端部のうち一方に対し所定の位置関係で
   係合する係合部と回転自在に支持されるための略丸軸部
   とをそれぞれ備えた２つの金属部材を設けたことを特徴
   とする圧延設備用セラミックロール。
5. 【請求項５】請求項４記載の圧延設備用セラミックロー
   ルにおいて、前記金属部材の係合部は、前記貫通孔の両
   端部のうち一方に挿入嵌合される嵌合部であることを特
   徴とする圧延設備用セラミックロール。
6. 【請求項６】請求項４記載の圧延設備用セラミックロー
   ルにおいて、前記貫通孔内を貫通し、両端部を前記２つ
   の金属部材にそれぞれ結合することにより前記胴部に軸
   方向の圧縮力を加えるロッドをさらに有することを特徴
   とする圧延設備用セラミックロール。
7. 【請求項７】請求項１又は４記載の圧延設備用セラミッ
   クロールにおいて、前記貫通孔の一方側から他方側へ流
   体を通過させるための流路を確保したことを特徴とする
   圧延設備用セラミックロール。
8. 【請求項８】請求項７記載の圧延設備用セラミックロー
   ルにおいて、前記流路は、冷却剤を通過させるための冷
   却剤流路であることを特徴とする圧延設備用セラミック
   ロール。
9. 【請求項９】板材を圧延する一対の作業ロール及びこれ
   ら作業ロールをそれぞれ支持する一対の補強ロールのう
   ち少なくとも前者を備えた圧延機において、 前記作業ロール又は補強ロールとして、請求項１又は４
   記載の圧延設備用セラミックロールを用いたことを特徴
   とする圧延機。
10. 【請求項１０】板材を圧延する一対の作業ロール及びこ
    れら作業ロールをそれぞれ支持する一対の補強ロールの
    うち少なくとも前者を備えた圧延機において、 前記作業ロール又は補強ロールとして、請求項２又は４
    記載の圧延設備用セラミックロールを用い、かつ、 前記金属キャップ又は前記金属部材の回転を許容しつ
    つ、それらに形成された流体導入孔へ流体を導入可能な
    流体導入手段と、 これら流体導入手段に流体を供給する流体供給手段とを
    設けたことを特徴とする圧延機。
11. 【請求項１１】請求項１０記載の圧延機において、前記
    流体導入手段は、前記２つの金属キャップ又は前記２つ
    の金属部材に対応して２つ設けられており、前記流体供
    給手段は、前記２つの流体導入手段のいずれか一方に選
    択的に流体を導入する切換手段を備えていることを特徴
    とする圧延機。
12. 【請求項１２】請求項１又は４記載の圧延設備用セラミ
    ックロールを備えた圧延機を用いて板材の圧延を行う圧
    延方法において、 前記貫通孔内に流体を供給しつつ圧延を行うことを特徴
    とする圧延方法。