JPS63163020A - ロ−ルあるいはシヤフト用部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は薄板用ロールをはじめ外側に耐摩耗性。

耐熱性、耐焼付性等が要求されるロール、又は逆に各種
シャフトでの連結部等の如く内側に耐摩耗性が要求され
るシャフトのいずれの場合にも利用出来るセラミックと
金属又はプラスチックの二重部材に関するものである。

〈従来の技術〉 全体としては強度、靭性を持ち、内側のみあるいは外側
のみに特に耐摩耗性、耐食性あるいは耐高温性等が要求
される部材は例えばロールやシャフト等多くの分野で必
要である。従来この種の部材は金属製部材の内側あるい
は外側に小片状のセラミック材を張り付ける方法、又は
金属部材とセラミック部材とをロー付けする、あるいは
焼成めや７６やし嵌めて嵌合する等の方法で作っている
のが一般的である。

しかるに小片状のセラミック材を張り付ける方法は高温
に十分耐え得る接着剤が得難い上に施工が煩雑で、しか
も各セラミック材の継ぎ目が残る等の欠点があり、ロー
付法も適切なロー剤の選択が困難でこれも長尺物の場合
部所部所で接着強度が不均一となり安定した製品は得難
（、更に焼成めや冷やし嵌めでは嵌め合わす前の両パイ
プの寸法精度を非常に厳しく規制する必要があるがセラ
ミックパイプをその様に正確な寸法に仕上げるのは事実
上無理があり、嵌合力不足で外れ易いあるいは嵌合力過
剰でセラミックパイプが破割するという様な欠点があっ
た。本件出願人は先にセラミックパイプと金属パイプの
焼成め接合法として特開昭５９−２２２６９１号公報で
示される如き方法を提案した。この方法はセラミックパ
イプの外周面に仕上げ加工が行ない易い金属溶射層を施
す事で両パイプを焼成めするに際し要求される正確な寸
法に仕上げる事が容易化されるという方法でそれなりの
実績を出してはいる。がしかしこの方法もやはり焼成め
による接合である為に溶射層の仕上げ寸法には非常に高
精度が要求されるし、又溶射という別途手段が必要とさ
れろ為に工程的に更に簡素な方法が望まれているのが現
状である。

そしてこの方法はやはり焼成めを採用しているが為に、
接着剤の場合も同様であるが、高温下では両部材の嵌合
が緩む、あるいは接着が離れる等があり、特にセラミッ
ク材が外側にある場合には内部部材の膨張により、それ
が破損するという問題がある。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明では上記ロー付や焼成め、冷やし嵌めという接合
でば必然的に残る諸問題を解消し、両部材を弾性体を介
して嵌合せしめるという全く新規な考えの下に、製作し
易（かつ耐久性が大なるロー／Ｌあるいはシャフト用部
材を提供する事を目的とする。

〈問題点を解決する為の手段〉 本発明の上記目的は次の如き二重部材によって達成出来
る。即ち管状あるいは棒状の内部部材と管状の外部部材
のいずれか一方がセラミック製で他方が金属又はプラス
チック製であり、その両者の大きさは外部部材内に内部
部材が遊嵌状に入る程度で、これら内部部材と外部部材
とがその間に線状２片状あるいは巻きづる状等各種形状
の弾性体を介し強固に嵌合されていることを特徴とする
ロールあるいはシャフト用部材であり、この弾性体に更
に接着剤及び又はロー剤を包み込む様な形態で含ませ、
固化せしめ両部材の接合を更に高めると一層効果的であ
る。上記弾性体を内部部材と外部部材との間に介在させ
るに際しては、通常それを内部部材に巻着する形態で行
なうが、この場合内部部材に巻着した弾性体の隣り合う
同志あるいは該弾性体と内部部材とを、スポット溶接、
ロー付あるいは融着等の適宜手段にて仮止めをしておく
とよく、更には弾性体を帯状体表面に植付け、起伏、あ
るいは貼着等の手段で形成させ、その帯状体を内部部材
の外周に巻着する方式を採れば製作が容易であり、更に
該帯状体の裏面に接着剤が装着された物を用いれば巻着
時の安定性と共に、内部部材がセラミック製管の場合、
その内部部材が局部的に破割しても接着剤の付いた帯状
体に接着されている為に剥離脱落することがないのでよ
り望ましいものである。

本発明で用いる弾性体の素材については、それが金属で
あってもプラスチック等の非金属であってもよいが、形
状記憶合金はそれ自体が優れた弾性体である事が多いの
で、本発明の二重部材を実用する温度で最もバネ性が大
となる様な形状記憶合金製の弾性体を用いる事は有望で
ある。その他耐熱性用途等に応じ耐熱金属、セラミック
、カーボン等適宜な素材を選択する。

く作用〉 以下本発明の作用につき詳述する。

本発明の二重部材は、第１図に示す様に内部部材（１）
と外部部材（２）との間に弾性体（３）が介在された形
態をしている。内部部材（１）と外部部材（２）とはそ
のいずれか一方がセラミック製で他方が金属製で用途に
応じ適宜選択する。又この第１図では内部部材（１）は
中実の棒状であるが、これは中空の管状である場合もあ
る。弾性体（３）の形状としては第２図に示す様な例え
ば硬質プラスチックあるいは金属製の直立線状のものが
帯状体（４）に植え付けられた如きものや、第３図（イ
）〜（ハ）に示す様な各種形状をした単位体の多数から
成る場合、又は第４図（イ）〜（ハ）に示す様に各種の
巻きづる状の場合等がある。更にこの弾性体（３）に接
着材を装着凝固させる場合には接着剤の装着の仕方にも
よるが接着剤が弾性体（３）内に十分に取り込まれ、か
つ凝固した後の強度を考えれば、第５図（イ）や（ロ）
に示す様に弾性体（３）の頭部を湾曲あるいはきのこ形
となす場合もある。

この様な構成の本発明のロールあるいはシャフト用部材
は、次の如き工程で作る。即ち、まず第６図に示す様に
適宜形状の弾性体（３）を内部部材（１）の外周に巻着
し、それを外部部材（２）内へ圧入する。圧入に際し弾
性体（３）が変形を生じ乍ら入って行（事と弾性体（３
）が多数あるいは連続的にあるとはいえ外部部材（２）
の内壁面の面積に比すれば両者の接着面積は相当小であ
り、摩擦抵抗が少ない為に比較的小さな押圧力で嵌入す
る事が出来る。また長尺物の場合には長尺外部部材（２
）内に短く分断した内部部材（１）を次々に嵌め込むと
いう方法を採ればこの押圧力はそれだけ小さくする事も
出来る。即ち第７図に示す様に弾性体（３）が巻着され
た短尺の内部部材（１）を次々に多数嵌入するのであり
、この除掃られる製品の用途に応じ、必要があれば多数
の内部部材（１）の端面に接着剤を装着せしめ接合する
事が出来る。

第８図は上記製法に於いて、内部部材（１）に巻着した
弾性体（３）に、この内部部材（１）を嵌入する前に接
着剤を装着する場合の例を示す。これは弾性体（３）の
全域に渡ってもあるいは部分部分でもよい、装着された
接着剤（５）は各種形状の弾性体（３）に包み込まれた
形態となり、その状態で内部部材（１）を外部部材（２
）内へ圧入すれば接着剤は包み込まれた形態のま１外部
部材（２）内へ移行されるので外部部材（２）が長尺物
であっても十分に目的地点迄移行する事が出来る。そし
て接着剤（５）が固化する迄放置すれば、内外部材は弾
性体（３）を介してのからみ合いに加え、接着剤による
接合そして弾性体（３）は変形したま−の形態で接着剤
によりその後の変形はされ難くされる等で内外部材はよ
り強固に接合し合う。

以上の如くして製作した四−ルあるいはシャフト用部材
の中で、例えば第６図の如き方法で得られたものは、理
論的には内部部材（１）を外部部材（２）内へ圧入した
と同じ力で抜は出す事となるが、この二重部材を作る場
合には適宜抑圧装置で圧入するので内部部材（１）に適
切な押圧力を掛ける事は容易であるが、製品としての二
重部材はそれが実際に各種ロールやシャフトに用いられ
る場合は殆どその両端に軸受けあるいは他のシャフト等
何らかの別部材が接置される条件で使われるものであり
、それらの別部材が抜は止め作用を奏するし“、　　。

もしその様な抜は止め作用を奏する部材がなくとも、製
作する場合の様に内部部材（あるいは外部部材）のみに
長手方向の力が加わるという事は考えられないので、こ
のま−でも十分に実用性は高いものである。なお抜は出
す心配がある様な場合には両端部のみを溶接あるいは他
の固定手段で抜は出し防止をなす事は容易に出来る。次
に第７図の如き方法で得られたものは、例えばｎ個の内
部部材（１）が入っているとすれば、製作時に１個に要
した押圧力のｎ倍の力が働かなければ抜は出さないので
この種めものでは抜は出る心配はない。

又第８図の如き方法で得られたものも、接着剤（５）が
固化する事で上述した如く接合力が高まっているので製
作時の数倍以上の力が働かない限り抜け出す事はない。

本発明の二重部材は上記の如く製作が容易である割には
、抜は出る心配は殆どなく、かつ使用中に衝撃が加わっ
た場合でも弾性体（３）があるが為にそれが衝撃を吸収
する事が出来るし、内外両部材を電気的に絶縁したい場
合には、弾性体（３）の素材として電気絶縁性のものを
用いれば可能である。

なお上述の接着剤（５）を併用する場合に於いて、内外
部部材を嵌合せしめた後直ちに、それをその軸を中心と
して回転させれば、未だ凝固していない接着剤（５）は
遠心力で外部部材（２）の内壁側へ移動し、弾性体（３
）の頭部部分と外部部材（２）との接合が高まるもので
、この場合特に弾性体（３）の形状を第５図で示した如
き形状としておけば、第９図に示す様にその頭部が接着
剤（５）中に埋まり、それが所謂アンカー効果を発現し
接合力が更に大となるものである。

なお上述の弾性体（３）に包み込む如くして用いる接着
剤（５）に替え、ロー剤を用いる場合には内外部部材を
嵌合した後にロー剤が溶ける温度に加熱する他は接着剤
（５）を用いる場合と何ら変わる事はないが、弾性体（
５）の素材として、後の加熱時に耐え得る素材を用いる
様にすべきである。

以上が本発明のロールあるいはシャフト用部材の製法及
びその特徴であるが、本発明の製法を他の公知手段と組
合わせ、更に製作が容易、かつ強固な接合となす事が出
来る。その例としては、例えば内外両部材を嵌合するに
際し焼成めあるいは冷やし嵌めを併用し、嵌合し易（、
かつ嵌合後の接合を強固となしたり、これは外部部材が
金属製の場合についてのみだが、内外両部材を嵌合した
後、更に外部部材を絞り加工して縮径させる事で接合力
を高める等の方法である。

〈実施例〉、 以下本発明の実施例を示す。

この実施例は、耐摩耗ロール用部材に関するものであり
、外径１５０ｍｍの棒状内部部材（１）の外周に、裏面
に接着剤が塗布された厚さ１．５ｍｍの帯状体（４）の
表面に直立状の高さ５．５ａＩＩ＋のプラスチック線か
ら成る弾性体（３）が多数植毛されたものを巻着し、そ
れを肉厚３　＋ｍｓａ、内径１６内径１６七％５ｉＯｚ
−残Ａ　１２０，　）製管状外部部材（２）内へ圧嵌入
して二重部材をとなしたものである。

又別の実施例として、上記実施例の場合で弾性体（３）
に接着剤（５）が包み込まれるが如き状態に塗布した後
に、外部部材（２）内へ圧嵌入してやはり耐摩耗ロール
用部材となした。

上記いずれの実施例の場合も、その後両端部を適宜形状
に加工、あるいは他部材を装着せしめ、負荷実験をなし
た結果、内外両部材が空回りする事なく充分な実用性が
ある事が判った。

〈発明の効果〉 以上述べて来た如く、本発明によれば従来その製作が煩
雑かつ複雑である金属又はプラスチックとセラミックと
の二重部材を非常に簡単に、かっ歩留り良く作る事が出
来、しかも得られる製品たる二重部材は、それをロール
やシャフト等に用いた場合に、機械的あるいは熱的衝撃
が加わった場合でも内，外画部材間の弾性体が緩衝体と
して働く為に耐衝撃性が大であるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ロールあるいはシャフト用部材の概要を
示す一部切欠側面図、第２図は同弾性体の一例を示す説
明図、第３図（イ）、（口）、（ハ）はそれぞれ同弾性
体の他の形状を示す説明図、第４図（イ）、（口）、（
ハ）もそれぞれ同弾性体の他の形状を示す説明図、第５
図（イ）、（口）はそれぞれ同じく弾性体の他の形状の
中頭部が湾曲状及びきのこ状のものの説明図、第６図及
び第７図はそれぞれ本発明ロールあるいはシャフト用部
材の製法例を示す説明図、第８図は同値の製法例を示す
説明図、第９図は本発明ロールあるいはシャフト用部材
の要部拡大断面図。 図中、　　　（１）内部部材 （２）°外部部材 （３）：弾性体 （４）゛帯状体 （５）接着剤 第２図 第３図 （イ）　　　　　　　（ロ）　　　　　　　　（ハ）第
６図 第７図 第８図 第９図 手続補正書（方剤 昭和６２年　４月　９日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、管状あるいは棒状の内部部材と管状の外部部材のい
   ずれか一方がセラミック製で他方が金属又はプラスチッ
   ク製であり、その両者の大きさは外部部材内に内部部材
   が遊嵌状に入る程度で、これら内部部材と外部部材とが
   その間に線状、片状あるいは巻きづる状等各種形状の弾
   性体を介し強固に嵌合されていることを特徴とするロー
   ルあるいはシャフト用部材。 ２、上記弾性体が帯状体の表面に形成され、該帯状体が
   内部部材外周に巻着されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のロールあるいはシャフト用部材。 ３、上記帯状体の裏面に接着剤が装着されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載のロールあるいは
   シャフト用部材。 ４、管状あるいは棒状の内部部材と管状の外部部材のい
   ずれか一方がセラミック製で他方が金属又はプラスチッ
   ク製であり、その両者の大きさは外部部材内に内部部材
   が遊嵌状に入る程度で、これら内部部材と外部部材とが
   その間に線状、片状あるいは巻づる状等各種形状の弾性
   体及び該弾性体の少なくとも一部に充填固化された接着
   剤及び又はロー剤とを介して強固に嵌合されていること
   を特徴とするロールあるいはシャフト用部材。 ５、上記弾性体が帯状体の表面に形成され、該帯状体が
   内部部材外周に巻着されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第４項記載のロールあるいはシャフト用部材。 ６、上記帯状体の裏面に接着剤が装着されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第５項記載のロールあるいは
   シャフト用部材。