JPH0453996Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、エンボスロールに関し、特に、建築
物又は家具等にエンボス面（凹凸模様等）を形成
するためのスリーブ体をロール軸に対して容易に
着脱可能とするための新規な改良に関する。

［従来の技術］ 従来、主に建築物の内装材、外壁材あるいは家
具調度品には、エンボス（凹凸模様）加工が施さ
れた紙、皮革、ビニール、金属薄板あるいは石膏
ボード等の製品が多く使用されている。

このエンボス加工は、一部プレス等でも行われ
ているが、一般には、ロール表面に彫刻した模様
を各種素材に転写成形するためのエンボス圧延機
で製造されている。

又、前述のエンボス圧延加工では、上下一対の
ロールのうち、片側のロールにのみ彫刻ロールを
用いる片面エンボス加工と、両方のロールに彫刻
ロールを用いる両面エンボス加工とがあるが、近
年においては、彫が深く且つ意匠性の高い両面エ
ンボス加工が増大している。

特に、前述の両面エンボス加工においては、上
下一対の彫刻を施したロール間に、被加工材料
（紙、ビニール、皮革、金属薄板等）を装入して
加圧することにより、各ロールの凹凸の深さに応
じた模様を転写した加工物を得ている。

次に、第３図から第６図に示す従来例は、いず
れも、これまで使用されてきた代表的なものであ
り、第３図及び第４図は第１従来例、第５図は第
２従来例、第６図は第３従来例である。

まず、第３図及び第４図に示す第１従来例の場
合、上下に配設された一対の上ロール１及び下ロ
ール１Ａは、第４図に示されるように、ロール軸
２及びロール部３が一体に形成されていると共
に、これらの各ロール部３に所要のエンボス模様
（図示せず）が形成されている。

又、第５図にて示す従来例においては、ロール
１（又は１Ａ）がロール軸２とスリーブ体４とか
ら構成され、このロール軸２の中央に形成された
大径状の嵌合部２ａには、前記スリーブ体４が焼
嵌めによつて嵌合され、このスリーブ体４の表面
には、所要模様のエンボス面４ａが形成されてい
る。

さらに、第６図にて示す従来例においては、ロ
ール１（又は１Ａ）がロール軸２とスリーブ体４
とから構成され、このロール軸２の中央に形成さ
れた大径状の嵌合部２ａには、この端面に鍔部４
ａを有する前記スリーブ体４が嵌合され、取付ね
じ５を介して前記鍔部４ａが前記嵌合部２ａに一
体的に固定されている。又、前記スリーブ体４の
表面には、所要模様のエンボス面４ａが形成され
ている。

［考案が解決しようとする問題点］ 従来のエンボスロールは、以上のように構成さ
れていたため、次のような問題点を有していた。

すなわち、通常、両面エンボス加工の場合、上
下各ロールのスリツプは、被加工材料の品質を損
なうばかりでなく、ロール表面に施した彫刻その
ものの破損につながるため、決して許容されるも
のではなく、ロール軸をハウジングの外側にまで
延長し、各ロールの模様合わせギヤを装着する等
の工夫が施されている。このため、各ロールの全
長はバレル長さの約２倍（バレル1500ミリの場
合、ロール軸の全長が2800ミリ）にも及び、各ロ
ールの作成費は彫刻費を除いても著しく高価なも
のとなつていた。

又、エンボス製品は、前述のように、建築物の
内外装品、家具調度品等が主な用途であるため、
ユーザーニーズを満たすためには相当数の図柄を
保有する必要があるが、特に、第３図に示す第１
従来例のように一体構造の場合には、その保管及
び管理が困難を極めており、彫刻費を除外して
も、ロール素材費、加工費等が増加し、少量、多
品種生産を必要とするエンボス加工にあつては、
このようなロールを多量に保有することは過大な
負担となつており、生産性の向上に著しい阻害と
なつていた。

又、第５図及び第６図に示すスリーブ体を用い
たスリーブロール構造の場合、彫刻を施すスリー
ブ体を遠心鋳造等で形成した管より加工すること
で、素材費の低減と軽量化を図り、保管の容易な
円筒形状とすることができ、ロール軸も、一対稼
動、一対組立て及び一対整備の稼動方式とするこ
とにより、最小３セツトに圧縮することができ、
ロール置場面積を著しく減少することができる
が、スリーブ体をロール軸に固定する方法が問題
となつていた。

すなわち、エンボス圧延加工においては、被加
工材料の強度にもよるが、抗張力の高いステンレ
ス鋼板の厚物等を想定すると、１ミリ当たり150
Kg程度の線圧を受ける。よつて、この加工負荷に
十分対応可能であると共に、ロールを回転させる
ためのトルクを伝えるだけの嵌合力を有する固定
構造でなければならず、又、スリーブ体を頻繁に
着脱交換可能な固定構造であることが必須要件で
ある。

従つて、第５図に示す焼嵌め構造の場合、スリ
ーブ体を嵌合するのは容易であるが、スリーブ体
をロール軸から離脱することは極めて困難であ
り、離脱時におけるスリーブ体の変形、破損の恐
れも大であり、スリーブ体を頻繁に着脱して使用
することを前提としたエンボスロールに採用でき
る構造ではなかつた。

又、第６図のボルト止め構造の場合、スリーブ
体の着脱は容易であるが、スリーブ体を固定する
取付ボルトに過大なラジアル荷重がかかり、取付
ボルトの破損あるいはロール軸とスリーブ体間で
スリツプが生じる等の問題を生じ、圧延製品の品
質が低下していた。

又、前述の従来例の他に、図示していないが、
ロール軸のキー溝を介して固定する構成も考えら
れるが、この構成では、キーの側面に繰返し応力
が作用し、キーの摩滅が早く、わずかでもキーが
摩滅すると、スリーブとロール軸の間にガタが生
じ、上下ロールの模様が合わなくなり、彫刻を著
しく損なう結果となつていた。

本考案は、以上のような問題点を解決するため
になされたもので、特に、建築物又は家具等にエ
ンボス面（凹凸模様等）を形成するためのスリー
ブ体をロール軸に対して容易に着脱可能とするよ
うにしたエンボスロールを提供することを目的と
する。

［問題点を解決するための手段］ 本考案によるエンボスロールは、ロール軸の嵌
合部に、エンボス面を有するスリーブ体を嵌合さ
せたものにおいて、前記ロール軸の嵌合面に形成
されたロールテーパ面と、前記スリーブ体の内周
面に形成され前記ロールテーパ面と同一勾配のス
リーブテーパ面と、前記スリーブ体の両端に設け
られたＯリングにより前記ロール軸とスリーブ体
間に密閉室を形成し、この密閉室内に高圧作動油
を送るための油路とを備えたロール軸との構成で
ある。

［作用］ 本考案によるエンボスロールにおいては、ロー
ル軸とスリーブ体におけるロールテーパ面とスリ
ーブテーパ面との間に形成された密閉室内に高圧
作動油を供給することにより、この高圧作動油の
圧力によつてスリーブ体が膨張する。

この膨張によつて、スリーブ体とロール軸の間
の隙間が大となり、スリーブ体をロール軸の大径
側に押込むことができる。

以上の操作を所定の締代となる圧力迄行い、作
動油の圧力を下げると、スリーブ体の膨張がなく
なり、所定の圧力でロール軸に一体状に締付けら
れる。

次に、ロール軸からスリーブ体を離脱する場合
には、再び、前述の挿入時と同様に、高圧作動油
を密閉室内に供給すると、スリーブ体は膨張し、
ロール軸とスリーブ体の間には隙間が形成され、
わずかな力を加えることによつてスリーブ体をロ
ール軸から容易に離脱することができる。

［実施例］ 以下、図面と共に本考案によるエンボスロール
の好適な実施例について説明する。

尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号
を用いて説明する。

第１図及び第２図は、本考案によるエンボスロ
ールを示す断面図及び側面図である。

図において符号１で示されるものは上ロールで
あり、この上ロール１には下ロール１Ａが上下関
係に配設されている。

これらの各ロール１及び１Ａは、長手形状のロ
ール軸２及びスリーブ体４からなり、このロール
軸２の中央に形成された大径状の嵌合部２ａに
は、前記スリーブ体４が押込みによつて嵌合され
ていると共に、このスリーブ体４の表面には、所
要模様のエンボス面４ａが形成されている。

前記ロール軸２の嵌合部２ａにおける外周面に
は、このロール軸２の軸方向におけるロール軸径
においてαの勾配を有するロールテーパ面６が形
成され、この嵌合部２ａの外周面は円錐状の一部
をなしている。

前記スリーブ体４の内周面には、前記ロールテ
ーパ面６と同一の勾配を有するスリーブテーパ面
７が形成され、このロールテーパ面６とスリーブ
テーパ面７が接合することにより、スリーブ体４
が嵌合部２ａの外周面上に嵌合している。

前記スリーブ体４の両端には、リング溝（図示
せず）に保持されたＯリングからなるシール体８
が設けられており、このシール体８により前記ス
リーブ体４と嵌合部２ａ間に円筒状をなすわずか
な隙間からなる密閉室９が形成されている。

前記ロール軸２内には、前記密閉室９内に高圧
作動油を供給するための油路１０が形成され、こ
の油路１０には、図示しない油圧装置により高圧
作動油が供給される構成である。

本考案によるエンボスロールは、前述したよう
に構成されており、以下に、その動作について説
明する。

まず、スリーブ体４の大径側４ｂを嵌合部２ａ
の小径側２aAから挿入し、ロールテーパ面６に
沿つて軽く押し込み、次に、油路を介して高圧作
動油を密閉室９内に供給し、圧力を上昇させる
と、密閉室９内の油圧が上昇し、その圧力によつ
てスリーブ体４が膨張する。この膨張によりロー
ル軸２の嵌合部２ａとスリーブ体４の間の隙間す
なわち前記密閉室９が大となり、さらに、スリー
ブ体４を嵌合部２ａの大径側２aB側に押し込み、
以上の動作を予定の締代となる迄継続する。

スリーブ体４が第１図で示されるように、嵌合
部２ａ上の所定位置に達した状態で、高圧作動油
の圧力を下げると、スリーブ体４の膨張は終了
し、元の形状に戻るため、スリーブ体４の所定の
応力を発生させた状態でロール軸２に嵌合され作
業は終了する。

次に、ロール軸２からスリーブ体４を離脱させ
る場合には、再び、油路１０を介して高圧作動油
を密閉室９に圧送することにより、スリーブ体４
が再び膨張し、嵌合部２ａとスリーブ体４の間の
隙間が大となり、スリーブ体４と嵌合部２ａとの
嵌合が解除されて、ロールテーパ面６に沿つて抜
ける方向に力が作用する。この力はスリーブ体４
の小径側と大径側の断面積の差によつて発生する
ものであり、この面積差に油圧圧力を乗じた値に
一致する。この力は摩擦力よりはるかに大きく、
よつてスリーブ体４は極めて容易に離脱すること
ができる。

又、前述のロールテーパ面６及びスリーブテー
パ面７はスリーブ体４を嵌合した場合に十分な締
付力を得、且つ、離脱する場合に容易にできるよ
うにするために極めて重要である。

すなわち、これらのテーパ面６及び７が大き過
ぎる場合には、嵌合時に軸方向の荷重が過大とな
ると共に、スリーブ体４の肉厚の軸方向の差が大
きくなつて締付力に大きい差が生じる。

逆に、各テーパ面６及び７の勾配が小さすぎる
場合、必要な締付力を得るための膨張代を与える
と、スリーブ体４の移動距離が長くなり、その結
果、ロール軸２の嵌合部２ａの長さをスリーブ体
４の長さに較べて著しく大とする必要が生じるこ
とになる。従つて、これらのテーパ面６及び７の
勾配は１／200〜１／50とすることが最適であることが 確認された。

又、前記スリーブ体４の肉厚が大き過ぎると、
スリーブ体４の軽量効果が失われ、多品種用のス
リーブ体４を用意し、自在に選択すると云う本考
案の目的が達成されないだけでなく、スリーブ体
４の所要の膨張を得るために極めて大きい油圧が
必要となる。

さらに、スリーブ体４の肉厚が小さすぎる場
合、必要な締付力を得るためにスリーブ体４に付
加する応力として大きいものが必要となり、その
結果、スリーブ体４の歪が大となつてエンボス形
状に変化が生じる。従つて、このスリーブ体４の
肉厚は10〜50ミリの範囲とすることが最良であ
る。

尚、本考案に用いられるスリーブ体４は、中実
に鋳造された鋳鋼や中実の鍛鋼を切削加工にて円
筒状に加工して用いることも十分可能であるが、
加工の容易さからすると、遠心鋳造で製造される
中空鋼を用いるのが最適である。

次に、本考案によるエンボスロールを用いる場
合の実際の実施例について説明する。

エンボスロール ロール軸２の嵌合部２ａの長さ ：1200ミリ ロール径 ：450ミリ スリーブ体４の外径 ：450ミリ スリーブ体４の長さ ：1160ミリ スリーブ体４の肉厚 ：20ミリ（薄肉側） 平均肉厚約23ミリ スリーブテーパ面７の勾配 ：1/100 エンボスに必要とする伝達トルク：1200Kg・ｍ エンボスに必要とする上ロールと 下ロールの加圧力 ：100000Kg が加算される。従つて、エンボスロールのスリ
ーブ体４とロール軸２の固定されるべき締付力は
これ以上であることが必要となる。

例えば、ロール軸２とスリーブ体４との締付力
による伝達トルクを、 Ｔ＝Ｐ・e〓〓とするならば、 但し、Ｔ ：必要トルク Ｐ ：円周方向締付力 ｅ ：自然係数 μ：ロール軸とスリーブ体間の摩擦係数 θ ：接触角度 円周方向に必要とする締付力は、約5000Kgとな
る。

又、スリーブ体４は薄肉なので、内外共に均一
な応力であると近似計算すると、スリーブ体４に
発生させるべき内部応力は、 Ｐ＝Aσ 但し、Ｐ ：締付力 Ａ ：スリーブ体４の円周方向総断面積 σ ：応力 となり、σ≒0.8Kg／mm²となる。

しかしながら、スリーブ体４に対して加圧力が
軸方向長さ単位当たり100Kg／mm作用するため、
この力を越えて尚締付力を保持する必要がある。
この加圧力による応力を５Kg／mm²とすると、安全
をみてσを10Kg／mm²発生させれば十分であり、そ
れに要する歪率は、 ε＝σ／Ｅより、 ＝10／21000＝１／2100 但し、ε ：歪率 Ｅ ：縦弾性係数 σ ：応力 となり、嵌合部径を400ミリとすると、歪率（締
代）は400×１／2100＝0.19ミリとなる。

次に、この締代を発生させるための作動油の圧
力は、スリーブ体４の巾方向断面に応力10Kg／mm²
が発生させればよいので、 Ｋ＝2a×σp／Ｄより ＝２×230×10／40≒110Kg／cm² 但し、Ｋ ：油圧圧力 ａ ：巾長さ当たり断面積 σp ：必要とする応力 Ｄ ：スリーブ体の内径 前述の式より、必要な締代を得るために、110
Kg／cm²以上の油圧圧力をかければよいことにな
る。

尚、実際の実施例では、100Kg／cm²の油圧圧力
でスリーブ体４の嵌合を行い、115Kg／cm²の油圧
で離脱を行つている。これは、嵌合時に、スリー
ブ体４を押し込む際、スクリユウジヤツキによつ
て軸方向に力を加えたためと思われる。

又、前述の作業を行うために要する操作時間
は、脱着治具の装着を含め、嵌合時約10分、離脱
時約５分で十分に作業を完了することができた。

［考案の効果］ 本考案によるエンボスロールは、以上のように
構成されているため、次のような効果を得ること
ができる。

すなわち、ロール軸の嵌合部とスリーブ体との
間に、所定の勾配を有するテーパ面を介して形成
された密閉室内に高圧作動油を供給することがで
きるため、従来の脱着構造に比較すると、その脱
着時間を大巾に短縮でき、且つ、ロール軸及びス
リーブ体に対する損傷も殆どなく、安全且つ迅速
な脱着を行うことができる。

又、前述の効果により、多品種少量生産に応じ
たスリーブ体の交換が可能となり、ユーザーの多
様なエンボス加工需要に極めて容易に対応するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本考案によるエンボスロ
ールを示すもので、第１図は断面図、第２図は第
１図の右側面図、第３図から第６図は従来構成を
示すためのもので、第３図は正面図、第４図は第
３図のＡ−A′線による断面図、第５図及び第６
図は断面図である。 １は上ロール、１Ａは下ロール、２はロール
軸、２ａは嵌合部、４はスリーブ体、４ａはエン
ボス面、６はロールテーパ面、７はスリーブテー
パ面、８はシール体、９は密閉室、１０は油路で
ある。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ロール軸の嵌合部に、エンボス面を有するス
   リーブ体を嵌合させたエンボスロールにおい
   て、前記ロール軸の嵌合部に形成されたロール
   テーパ面と、前記スリーブ体の内周面に形成さ
   れ前記ロールテーパ面と同一勾配のスリーブテ
   ーパ面と、前記スリーブ体の両端に設けられた
   シール体とにより前記ロール軸とスリーブ体間
   に密閉室を形成し、前記ロール軸に形成された
   油路から前記密閉室内に高圧作動油を送ること
   により前記スリーブ体を膨張可能としたことを
   特徴とするエンボスロール。 (2) 前記勾配はロール軸ならびにスリーブ体の嵌
   合部に設けるテーパ量が１／200〜１／50の範囲であ ることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
   １項記載のエンボスロール。 (3) 前記スリーブ体の肉厚を最大肉厚部で50ミリ
   以下としたことを特徴とする実用新案登録請求
   の範囲第１項又は第２項記載のエンボスロー
   ル。 (4) 前記スリーブ体は、遠心鋳造で構成したこと
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項及
   至第３項の何れかに記載のエンボスロール。