JPH0213073B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカレンダロール構造に係り、特に外筒
ロール表面付近にドリル熱媒通路を有し、ロール
端部から導入される熱媒によつてロール表面を加
熱するようになされたカレンダロール構造に関す
る。

カレンダロールにおいては、製品の品質は一般
に主として熱時間のロール振れ精度、ロール有効
面長における熱応答性あるいは温度分布の均一性
等によつて影響される。また省エネルギの見地か
らロール温度昇降の所要時間を短くすることがで
き、また高頻度の起動停止を円滑なものとするた
めにロール自体の熱容量が小さくフライホイール
効果の少ないロールが要求されている。

従来のこの種カレンダ用ロールとしては、たと
えば第１図に示すような比較的低コストで入手の
容易なチルド鋳鉄製の中空組立ロールが主として
用いられている。しかしこのような中空組立ロー
ルではその中空構造の点でロールの温度分布上に
問題があり、特に図中、中空ロール１に供給され
る熱媒（矢印でその方向を示す）による加熱効果
が軸長方向で不均一になりロール端部１Ａ，１Ｂ
で温度低下が著しいためロール有効面長が制約さ
れる。また中空構造のためロール軸受部２Ａ，２
Ｂの間等で生じるロールのたわみ誤差を考慮する
必要があるので、肉厚を充分に薄くすることがで
きず、熱応答性が低下すると共に、作業中ロール
有効面に温度差が生じやすくなる。

また、この種の構造には、例えば特開昭55−
51895号公報に記載されているように、内部にド
ラムを設けて２重管構造としたものがある。しか
しながらこのような構造であつても、前述の従来
例と同様に被成形材との熱の授受の結果、ロール
表面の左右に亘つて温度勾配を生じやすい欠点が
ある。加えて、ロールの肉厚を薄くして良好な熱
応答性を維持しようとすると、ロールに生じる撓
みの調整機構を別途に設けなければならず、更に
本例はドラム内部に熱媒が滞留するために、ロー
ルの昇降温度制御に際し、ロール自体の他に滞留
した熱媒も一緒に制御しなければならなくなり、
その結果、熱応答性が低下し、より多くの熱エネ
ルギーが必要となる欠点がある。

一方、第２図に示すように、中実ロール３の表
面の付近に熱媒通路４を穿設し給排管５によつて
熱媒を循環させてロール表面を加熱するようにし
た、いわゆるドリルドールも用いられている。こ
のロールでは熱媒がロールの表面近傍の熱媒通路
４に効果的に供給されるので中空ロールに比較し
てロール温度分布も良好であり、また伝熱面積も
ほぼ２倍以上となつて熱的特性も著しく改善され
る。またほぼ中実構造であるために、剛性も充分
に大きくゴムまたは硬質PVC等の高負荷カレン
ダには好適であつて、材料コストが比較的高いも
のの製品精度の高度化等に応じて近年次第に多用
されている。しかし、かかるドリルドロールでは
その重量が必然的に増大するのでロールの起動停
止トルクが増大する欠点がある。

これら前記のロールの欠点を考慮して中空ロー
ル方式とドリルドロール方式とを折衷した第３図
に示すようなカレンダ用ロールも知られている。
第３図のロールでは、ロール６に熱媒通路７を穿
設してール熱効率を改善すると共にロール内部を
中空にして重量の軽減が計られている。しかし、
このロールでは熱媒が一方のロール中空室８Ａ中
に設けられた噴射管９から熱媒通路に送られ、前
記ロール中空室８Ａと仕切板８Ｂで隔離された他
方のロール中空室８Ｃからサイホン管１０によつ
て排出されるようになされているので、中空室８
Ａ側の方が中空室８Ｃ側より高温に加熱される傾
向があり、ロール面長の軸方向（左右方向）に温
度勾配が生じやすく、特に蒸気加熱の場合にはこ
れが著しい。

またロール表面付近に熱媒通路のあるこの種ロ
ールでは一般的にロール調温機能を良好なものと
するために空気や油等の流体が用いられる。しか
し、第３図のロールでは中空構造としているため
に使用時流体がロール中空室８Ａ，８Ｃに充満す
ることになり、ロール重量が増大して起動停止の
際に悪影響が生じると共に、流体がこれらロール
中空室に滞留するためにロール調温効果自体が低
下する。さらに加熱用の流体として低圧力で容易
に使用できるように高沸点の高温の油を用いる場
合には高温下でのロール中空室中での滞留によつ
て油の劣化が促進される。一方、比熱が大きく熱
媒体としてもつとも効果的な水を使用する場合に
は、加熱温度を考慮してその圧力を増大させなけ
ればならず法規制上の圧力容器に該当することに
なるので厳しい取扱いが要求され保守運用上に頻
わしさが生じる。

本発明の目的はかかる従来技術の欠点を解消
し、熱的特性にすぐれた軽量のカレンダロール構
造を提供することにある。

本発明は、ロール内部の表面付近に穿設された
ロール加熱用の熱媒通路を有するロール外筒と、
前記ロール外筒の各ロール端面を夫々密閉支持す
る端壁部分と、前記端壁部分中に設けられた中心
穴を通して前記ロール加熱用の熱媒通路に対して
熱媒を給排させる熱媒給排通路とを備えたカレン
ダロール構造において、前記ロール外筒の内部に
軸方向に沿つて設けられた管端開口部で前記各中
心穴のロール内部側の開口部と夫々接合連通され
て前記熱媒給排通路を形成する中空管と、前記各
端壁部分中に夫々径方向に穿設される前記ロール
外筒中のロール加熱用の熱媒通路と前記中心穴お
よび中空管によつて形成される熱媒給排通路とを
連通させる径方向の熱媒通路と、前記ロール外筒
の内部に前記各熱媒通路から隔離されかつ大気に
連通されて設けられた空間部とを備えていること
を特徴とする。

以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。

第４図は本発明の一実施例としてのカレンダロ
ールの縦断面を示す。

中空のロール外筒１１の両端面は左右軸受部１
２Ａ，１２Ｂに夫々一体に設けられた端壁部分と
してのロール側壁１３，１４によつて密閉支持さ
れている。

各軸受部およびこれと一体のロール側壁には中
心穴１５，１６が夫々貫設されており、ロール内
部に軸方向に沿つて設けられた中空管１７がその
各管端開口部でこれら中心穴１５，１６のロール
内方への開口部に対して夫々接合連通されて熱媒
給排通路１８を形成している。

一方ロール外筒１１の表面付近にはたとえば第
２図もしくは第３図に示す形式の公知のロール加
熱用の熱媒通路、すなわちドリルド熱媒通路１９
が多数穿設されており、熱媒をロール外筒１１中
矢印で示す流路方向に沿つて示すようになされて
いる。夫々のドリルド熱媒通路１９は図示のよう
にロール円周方向に間隔をもつて並置した３本の
通路をロール外筒１１の内部で互いに直列をなす
ように接続して形成され、かかる通路をロール周
面に沿つて多数配置して加熱時のロール表面の温
度分布を平均化するようになされている。

ロール側壁１３，１４には半径方向熱媒通路２
１，２２が貫設され、各熱媒通路２１，２２の一
方の端部は前記中心穴１５，１６に夫々開口する
と共に、他方の端部は前記ロール外筒１１中のド
リルド熱媒通路１９の入口および出口に夫々接続
されて前記熱媒給排通路１８と前記ドリルド熱媒
通路１９とを互いに連通させるようになされてい
る。

さらに、前記ロール外筒１１の内部には、前記
ロール外筒１１、ロール側壁１３，１４の中空管
１７によつてかこまれかつこれらによつて前記各
熱媒通路１８，１９および２１，２２から隔離さ
れた空間２０が形成されており、空気穴２３によ
つて大気と連通されている。その他図中、２４，
２５は供給および排出管であり回転接手２６に支
持されて熱媒を中空管１７に供給するためのもの
である。２７は中空管１７に取付けられたシール
リングであり、２８はロール軸端をシールするエ
ンドプレートである。

このような構造のカレンダロールに対して熱媒
を供給してロール表面に加熱する際には、熱媒は
供給管２４から供給されて中心穴１６から中空管
１７に送られ、熱媒給排通路１８から一方のロー
ル側壁１３中の半径方向熱媒通路２１を介してロ
ール外筒１１中の前記各ドリルド熱媒通路１９の
入口に送られる。熱媒は各ドリルド熱媒通路１９
中の３本の通路を順次折曲してロール外筒１１の
表面を加熱し、次いで他方のロール側壁１４中の
半径方向熱媒通路２２を介して中心穴１６に戻さ
れ排出管２５から外部に排出される。ロール両端
部に設けたエンドプレート２８，２９は熱媒給排
通路１８中の熱媒の外部への流出を防止し、また
中空管１７中に設けられたシールリンク２７は前
記熱媒給排通路１８中の熱媒が排出側に逆流混入
せずに半径方向熱媒通路２１に導入されるように
する。

このように本実施例においては、熱媒による加
熱方式を基本的にはロール外筒１１の表面近くの
ドリルド熱媒通路１９によるものとしているの
で、ロールの熱的特性を良好なものとすることが
できる。そして特に本実施例においては、ロール
側壁１３，１４に設けた中心穴１５，１６を中心
管１７で連結して熱媒給排通路１８を形成すると
共に、この熱媒給排通路１８をロール側壁１３，
１４に貫設した半径方向熱媒通路２１，２２を介
してロール外筒１１中のドリルド熱媒通路１９に
直接連通させてあるので、全熱媒通路の流路断面
積がほぼ一様になつて熱媒の滞留する部分がなく
なり、それによる重量増加、熱媒劣化等の不具合
を生じることがない。

さらに本実施例にあつてはロール外筒１１の内
部に前記各熱媒通路から隔離された空間２０が形
成されているので、ロール重量を軽減させること
ができる。ここでロール肉厚は成形作業に要求さ
れるロール分離力とドリルド熱媒通路１９の穿設
による強度、剛性等から決定されるが、前記ドリ
ルド熱媒通路１９の孔径は一般的に比較的小さな
25mmないし32mmの寸法に選定されるのでロール肉
厚を充分に薄くすることが可能である。このこと
により、たとえばロール径が1000mmを越えるよう
なカレンダロールでそのロール胴部を容易に軽量
化することができ、高頻度の起動停止を要求され
るこの種用途において駆動装置や主電動機の負荷
を軽減させることができる。またロール肉厚の減
少によつて昇温時の加熱時間が短縮されて消費電
力を軽減することができる。尚前記のロール構造
は第一種圧力容器としての法規制を受けるもので
はなくその取扱いは容易である。

尚、前記第４図示の実施例においてはロール内
部に形成する空間部２０を断面円形のものとして
あるが、この空間部は任意の形状とすることがで
き、たとえば第５図に示すように複数のスリツト
状の空間部２９をロール重量のバランスを保持す
るような態様で設けてもよい。さらに第６図に示
すように、ロール外筒を支持するロール側壁部分
をアーム状部分３０で形成しこのアーム内部に半
径方向熱媒通路３１を形成してもよい。

上述の通り本発明によれば、例えばロール外筒
内に３の倍数個（例えば24個、27個等）の熱媒を
通すドリル穴を設けることができ、ドリル穴は第
４図ないし第６図に示す通り３本毎に直列に連結
することができるので、熱媒流体はドリル穴通路
を1.5往復し、この間に被成形材と熱の授受を行
うことができる。そのため次のような作用効果を
奏することができる。

(1) 熱媒流速を熱伝達上理想的な２ｍ／sec程度
とすることが容易なため、ロール面長に亘り均
一な温度分布が得られ、熱授受の効率も二重管
方式とは格段の差がある。

(2) 熱媒通路はロール外筒厚みの略中心に穴明け
され、応力的に問題の少ない位置であること
と、相隣れる通路間の側壁に当る部分がリブの
効果を与えるので、強度、剛性上有利となる。

(3) 被成形材に極めて近い位置を熱媒流体が流れ
るため、熱の授受が容易である。

また、ロール内部に熱媒流体が滞留しない構造
であるため、 (1) 熱媒温度を効率良く制御することができるの
で、高性能なロール温度調整ができる。

(2) モーメント（GD²）が小さいので、前後設備
に対する加減速度、速度制御の厳しいフイル
ム・シートの生産や、起動停止が頻繁なロール
積層作業等幅広い用途に対し、十分な対応が可
能である。

等の効果がある。

従つて、カレンダロールの構造を軽量で熱的特
性の優れたものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は従来技術による
異なつた態様の各種カレンダロールの構造を夫々
示す縦断面図、第４図は本発明の一実施例の縦断
面図、第５図は別の実施例の横断面図、第６図は
さらに別の実施例の横断面図である。 １１……ロール外筒、１３，１４……ロール側
壁、１５，１６……中心穴、１７……中空管、１
８……熱媒給排通路、１９……ロール加熱用の熱
媒通路、２０……空間部、２１，２２……半径方
向の熱媒通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ロール内部の表面付近に穿設されたロール加
   熱用の熱媒通路を有するロール外筒と、前記ロー
   ル外筒の各ロール端面を夫々密閉支持する端壁部
   分と、前記端壁部分中に設けられた中心穴を通し
   て前記ロール加熱用の熱媒通路に対して熱媒を給
   排する熱媒給排通路とを備えたカレンダロール構
   造において、前記ロール外筒の内部に軸方向に沿
   つて設けられ管端開口部で前記各中心穴のロール
   内部側の開口部と夫々接合連通されて前記熱媒給
   排通路を形成する中空管と、前記各端壁部分中に
   夫々径方向に穿設され前記ロール外筒中に往復し
   て穿設されたロール加熱用の熱媒通路と前記中心
   穴および中空管によつて形成される熱媒給排通路
   とを連通させる径方向の熱媒通路と、前記ロール
   外筒の内部に前記各熱媒通路から隔離されかつ大
   気に連通されて設けられた空間部とを備えている
   ことを特徴とするカレンダロール構造。