JPH07214475A - 研磨ローラおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 研磨ローラの有効寿命を顕著に長くし、修理
の必要性を低減し、特に単純であるために費用効果が高
い方法で製造を可能にする。 【構成】 本発明は、ローラミルまたは回転ミルに用い
る研磨ローラと、その製造方法に関する。限られた費用
で製造を安価にし有効寿命を延ばすために、一体形成の
ローラジャケット（７）を設け、半径方向内側ローラ本
体（３）に固定する。ローラジャケット（７）は定格破
壊点（１０）を有し、この点に沿ってローラジャケット
（７）は、応力が対応する場合に半径方向の破壊面によ
り複数のセグメントに分解する。保持装置（２０）によ
って、一体形成のローラジャケット（７）と破壊によっ
て形成されるジャケット破壊セグメントの両方が、動作
上安全に固定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半径方向内側ローラ本
体よりも硬く耐磨耗性が大きい材料からなり、研磨表面
を含む円周面を有し、内側ローラ本体と半径方向外側ロ
ーラ本体を有するローラミル、回転ミルまたはプラニッ
シングミルに用いる研磨ローラと、その製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ローラミルまたは回転ミルに用いる既知
の研磨ミルは、一般に、半径方向内側ローラ本体と半径
方向外側ローラ本体を有する。この意味では、半径方向
内側ローラ本体の概念には、内側ローラ本体に固定する
ことができるベースジャケットも含める。

【０００３】半径方向外側ローラ本体上では回転表面が
形成され、さらに研磨ローラとして用いるために回転研
磨ディスクと連係で研磨を行う研磨面を形成する。

【０００４】半径方向外側ローラ本体の耐磨耗性は非常
に高くなければならない。これは、非常に硬いが非常に
脆く破壊感受性が非常に高い材料を用いることによっ
て、達成することができる。多くの場合、このような材
料には、さらに、専用の加熱処理が施される。

【０００５】ただし、このような材料から形成されたロ
ーラ本体は、非常に破壊しやすい。この本質的な原因
は、外部から内部までが均一に冷却されない結果として
の内部の注型応力、未調整の加熱処理による構造的な応
力、コニカルフォース（conical force ）の適合による
機械的結合のために定着応力あるいは収縮応力、必要な
アセンブリクリアランスを有する円筒座によって結合中
に生じる曲げ荷重にある。その他に影響を与える因子と
して、研磨工程中および応力作用中の急速な温度変化
と、特に、セメントなどの高く特異な研磨圧を必要とす
る研磨材料の場合には、スラグおよびセメントの予備破
砕とがある。概ね、上述の因子の幾つかが関連して作用
する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】破壊や、断片の落下に
よって生じる損傷など結果として生じる二次損傷を避け
るには、分離した半径方向外側ローラ本体を使用するこ
とが知られている。しかし、このような分離型ローラ本
体の製造コストは高いという欠点がある。個々のセグメ
ントは、非常に正確な方法で、その支持面と隣合うセグ
メントとの接触面に対して個々に加工しなければならな
いが、時間をかければ製造コストが高くなる欠点があ
る。

【０００７】したがって、本発明の目的は、研磨ローラ
とその製造方法を提供し、有効寿命を顕著に長くし、修
理のリスクを低減し、特に単純であるために費用効果が
高い方法で製造を可能にすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用】本発明によれ
ば、ローラジャケットを一体形成（ワンピース）できる
ため、製造がきわめて容易である。このローラジャケッ
トは、半径方向外側ローラ本体として機能し、半径方向
内側ローラ本体、または前記本体のベースジャケットに
位置付けし固定される。そして、このローラジャケット
は、分離式で生産されるローラジャケット（複数のセグ
メントからなるローラジャケット）の運転時に生じる利
益を兼備える。分離式ローラジャケット製造に基づくコ
ストを避けるために、研磨工程でのみ分離可能な一体形
成ローラジャケットを生産する。

【０００９】本発明によれば、チルド（冷却）鋳造金属
リングなどの一体形成されたローラジャケットは、支持
部材で補助して半径方向内側ローラ本体に固定すること
ができる。一応破壊耐性のある一体形成のローラジャケ
ットを製造した後、これが本体に固定される。ここで、
定格破壊点は、一体形成のローラジャケットの中の研磨
ローラ設計中に予め決定された点に加工形成される。

【００１０】このような定格破壊点は、好ましくは破壊
ノッチの形態であり、研磨ローラの回転方向に直角に形
成される。すなわち、破壊ノッチは、研磨ローラの軸に
平行になるように形成される。研磨ローラまたはローラ
ジャケットが使用される材料の破壊強度を超える外側か
らもたらされる応力、またはこれに対応する応力（内部
応力）にさらされると、一体形成ローラジャケットは半
径方向に一つ以上の点で分解し、精確に定められた適切
なセグメントに分解されたローラジャケットセグメント
を形成する。

【００１１】本発明によれば、分離可能なローラジャケ
ットは、特に、ニッケル硬質材料、セラミック材料、ク
ロムチル鋳造金属や分解時に伸びのない同様の硬質で脆
い材料である。一体形成ローラジャケットは、保持装置
によって半径方向内側ローラ本体に固定される。この固
定は、任意に（オプションで）形成されたローラジャケ
ット破壊セグメントが確実に固定され、動作結果に問題
がないように行われる。

【００１２】注型材料が非常に高い耐磨耗性を有し、余
分な弾性がない場合、ローラジャケットは、精確に、確
実かつ適切に、一つ以上の定格破壊点で分解する。これ
によって、ローラジャケットは、貫通して破壊された鋳
造金属リングまたは分離されたローラジャケットにな
る。ローラジャケット破壊セグメントが形成されると
（ローラジャケットが分解されると）、直ちに、残留応
力がほとんど完全に構造物からなくなる。クランプ支持
手段の結果、破壊セグメントの落下が避けられ、また動
作中断、修理などによって生じるダメージが避けられ
る。

【００１３】本発明によれば、一体形成ローラジャケッ
トをはるかに硬質で耐磨耗性が高い注型材料を使用し形
成できる。そして、従来の一体形成ローラジャケットの
破壊を調整できない破壊の結果として起こる全体の損傷
と、落下によって研磨ローラにも損傷を与えるリスク
は、実質的に取り除くことができる。

【００１４】本発明に係る研磨ローラまたはローラジャ
ケットが安価に製造できることも利点である。最初は、
一体形成のチル鋳造金属リングであり、内側、好ましく
は、円形円筒状面と、回転面または研磨面を有する外側
円周面とを有する鋳物である。一体形成チル鋳造金属リ
ングは、構造面（ストラクチュアル サーフィス）を妨
害（インターラプト）せずに回転することができる。切
断面がスルー方式（スルーマナー）で形成されるので、
硬質金属板またはセラミック切断板を使用することがで
きる。そこで、分離式の（複数のセグメントのはじめか
ら分解されている）ロールジャケットを構成する個々の
セグメントを別々に加工形成する必要がない。これによ
って、ローラジャケットと研磨ローラの製造は著しく単
純で安価になる。

【００１５】定格破壊点は、好ましくは、内側表面に複
数の内側ノッチとして構成される。所定の破壊応力を受
けたときに、ローラジャケットは、破壊点で半径方向外
側に向けて外側の研磨または回転表面まで破壊される。
この破壊によって、セグメント同士の対向面は相補的な
形状になる。従って、十分精度よく接触面が加工された
分離型のローラジャケットを用いるものと同様の機能が
得られる。ローラジャケットの破壊により得られたセグ
メントは、保持装置（特にクランプ装置）によって動作
的に安全な状態でそれぞれ保持されるので、セグメント
への分解に破壊という特に単純な手段を用いても、問題
がない。そして、複数のセグメントに分解されているた
め、その後に破壊される危険が少なく、運転の停止やメ
ンテナンス作業という損失なしに研磨工程を継続するこ
とができる。また、適当な手段で予めセグメントに分解
してもよい。

【００１６】適切な構成によれば、保持装置は研磨ロー
ラの一端面（例えば、下端面）に着脱自在に位置するク
ランプリングを含み、これを半径方向内側ローラ本体の
反対端面に位置するガイドリングとねじ接続する。これ
によって、一体形成ローラジャケットおよびローラジャ
ケットセグメントのクランプ保持を確実にする。

【００１７】回転ミルに用いる研磨ローラの場合、クラ
ンプリングは、複数の分割されたクランプ部材で構成さ
れ、ミルの軸に向いた端面の内側端面に位置する。これ
によって、ミルケーシングにピボット固定され旋回する
部分にローラジャケットを単純かつ容易に便利に固定で
きる。

【００１８】クランピングリングは、独立した複数のク
ランピングピースまたは複数のシムを含み、これらはこ
れから形成される各ローラジャケット破壊セグメントと
結合される。そこで、セグメントの脱着および落下を防
止することができる。クランプピースは、分離可能なロ
ーラジャケットのくぼみに相補的に嵌合する形状になっ
ている。

【００１９】一体的に設けられているガイドリングは、
回転阻止手段を構成する。一体ガイドリングにより円周
方向の固定部材が形成されており、半径方向内側ローラ
本体と独立してローラジャケット破壊セグメント各々が
回転するのを防ぐ。

【００２０】特に、効果的で単純な回転阻止手段は、カ
ムを用いて得られ、このカムは半径方向かつ軸方向にガ
イドリングから突出し、分離可能なローラジャケットの
カムレセプタクルに嵌合する。

【００２１】弾性なクランプによる保持は、回転工程で
の応力を相殺するが、これは、弾力的に取り付けられた
Ｔヘッドボルトの作用で達成することができる。各場合
においてＴヘッドボルトは、ローラジャケット破壊セグ
メントの付近で半径方向内側ローラ本体を貫通して固定
され、これによって、ガイドリングを有するクランプリ
ングのクランピングピースを弾性的に固定する。例え
ば、ばねでクランプリングを押し付け固定する。クラン
プリングの内側ローラ本体から突出した部分で外側ロー
ラ本体を支持する。

【００２２】内側ノッチとして内側円周面に（外側ノッ
チとして外側円周面に形成してもよい）形成される定格
破壊点は、円周面の軸幅全体（ローラジャケットの軸方
向の長さ全部）に延在し、ローラジャケットの両端面ま
でに至る。好ましくは、10mmから20mmまでの奥行と 5mm
の幅で、間隔を空けて形成された内側ノッチは、ローラ
ジャケットの固定領域のくぼみに設けられ、ローラジャ
ケット破壊セグメントの固定および保持を確実にする。
すなわち、この内側ノッチに対応する内側ロータ本体の
周囲に対応する突起部を設けてもよい。

【００２３】ローラジャケットの外側円周面に定格破壊
点を設けた場合、応力と対応荷重は、半径方向内側方向
の破壊面に至り、ローラジャケット破壊セグメントが形
成される。

【００２４】

【実施例】図１は、ローラミルに用いる研磨（グライン
ディング）ローラを示す図である。この研磨ローラの半
径方向外側ローラ本体５は、その近傍において、半径方
向内側ローラ本体３に固定されされている。

【００２５】半径方向外側ローラ本体５は、一体形成さ
れたローラジャケット７の形態を成している。このロー
ラジャケット７は所定の動作条件（高負荷条件）で破壊
セグメントに破壊する（所定の部分に分解する）。この
ローラジャケット７は、円形円筒状の内側円周面１５に
おいて動作時において安全なように半径方向内側ローラ
本体３に嵌合し固定されている。円筒状座（シリンドリ
カルシート）によって接合する場合には、アセンブリ隙
間（部材（ローラ本体３、５）間の隙間）を設けなけれ
ばならない。セグメントの分解可能なローラジャケット
７はチルド（冷却）鋳造金属リングなどの鋳物であり、
特に単純な方法で回転される。ローラジャケット７は、
回転面または研磨面９を含む表面が滑らかな外側円周面
１１を有する。この面１１は取り付け状態では研磨ディ
スク（図示せず）にほぼ平行である。すなわち、研磨デ
ィスクの内側面と面１１が一定のクリアランスをもって
位置する。

【００２６】図１の実施例では、外側ローラ本体５の内
側円周面１５上の定格（レイテッド：ｒａｔｅｄ）破壊
点１０（予め定められた破壊点）は、内側ノッチ１２の
形態である。すなわち、破壊点１０は、内側ノッチ１２
であり内側に向けてノッチ（Ｖ溝状）に形成されてい
る。そして、外側ローラ本体５の外側円周面１１上に
は、矢印Ｉで示す回転方向にほぼ垂直な外側ノッチ１９
が設けられている。内側ノッチ１２を有するローラジャ
ケット７を使用することが好ましい。これによって、こ
の内側ノッチ１２が所定の破壊または破損エッジを有す
ることになる。このエッジは、研磨面９に対し半径方向
に伸び（ｒｕｎｎｉｎｇ）、ローラジャケットを複数の
セグメントへの破壊をもたらす。そこで、破損を生じさ
せる応力はもはや存在しない。すなわち、破壊点１０の
破壊によって、ローラジャケット７が複数のセグメント
に分解し、応力がなくなり、破壊が防止される。

【００２７】保持装置２０は、Ｔヘッドボルト２７を備
えたクランプリング２２を含み、一個（ワンピース）構
成のローラジャケット７と、任意に形成される（破壊点
が破壊されたときに形成される）ローラジャケットの破
壊セグメントを保持する。すなわち、複数の破壊セグメ
ントをガイドリング２４に向けて弾力的にクランプす
る。ガイドリング２４は、半径方向内側ローラ本体３の
対向端面（図における上面）に半径方向に構成される
（リング状に形成される）。クランプリング２２は、個
別の（一体ではなく独立して形成された）クランプ部材
から形成され、このクランプ部材はほぼＶ字の雄型突起
２３を有している。突起２３は、ローラジャケット７の
固定部１６の雌型のくぼみ１３に相補的に嵌合する。こ
れとは反対側（図における下側）に形成され、分離（セ
グメントの分解）可能なローラジャケット７の前方固定
部分に位置するくぼみ１７は、ガイドリング２４を受け
る役割を果たす。ローラジャケット７の端面６、４のく
ぼみ１３、１７は、各々、内側ノッチ１２の形態に形成
された定格破壊点１０から明確に定めた半径方向の所定
の距離離れて形成されている。すなわち、両方のくぼみ
６、１７共に定格破壊点１０より半径方向外側に位置す
る。

【００２８】矢印Ａ方向に眺めた図２の平面図からわか
るように、カムレセプタクル（突起を受け入れる場所）
１８と共に機能することによってカム３１は、回転阻止
手段２９としてまたは円周方向のローラジャケットがセ
グメントに破壊された際に、これらを固定するために役
立つ。すなわち、回転阻止手段９によって、外側ロータ
本体４が内側ローラ本体３と一緒に回転する。

【００２９】セグメントに分解可能なローラジャケット
７またはローラジャケットが破壊されたセグメントを弾
性的にクランプ保持する手段は、Ｔヘッドボルト２７の
クランプリング側の端面の上で、クランプリング２２の
カップばね２６とナット２８によって達成される。すな
わち、カップばね２６をクランプリング２２のくぼみの
中で、ナット２８によってクランプリング２２側に押し
付ける（圧縮する）ことによって、ばねののびようとす
る力によってボルト２７のボルトヘッドが内側ロータ本
体３側に押される。また、ボルト２７は、内側ローラ本
体３に形成された穴に保持ガイドされている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 分離自在なローラジャケット付近における本
発明に係る研磨ローラの軸方向断面の詳細図である。

【図２】 図１を矢印方向Ａから眺めた図である。

【符号の説明】

３ 内側ローラ本体、４，６ 端面、５ 外側ローラ本
体、７ ローラジャケット、９ 研磨面、１０ 定格破
壊点、１１ 外側円周面、１２ 内側ノッチ、１３ 雌
型くぼみ、１５ 内側円周面、１６ 固定部、１７ く
ぼみ、１８ カムケセプタクル、１９ 外側ノッチ、２
０ 保持装置、２２ クランプリング、２３ 雄型突
起、２４ ガイドリング、２６ カップばね、２７ Ｔ
ヘッドボルト、２９ 回転阻止手段、３１ カム。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半径方向内側ローラ本体（３）と半径方
   向外側ローラ本体（５）とを有しこれらを回転して研磨
   する研磨ローラにおいて、 前記外側ローラ本体（５）は、研磨表面（９）を有する
   一体形成ローラジャケット（７）として形成され、かつ
   前記半径方向内側ローラ本体（３）よりも堅く耐磨耗性
   が大きい材料から形成されると共に、 前記一体形成ローラジャケット（７）は、保持装置（２
   ０）によって半径方向内側ローラ本体（３）に固定さ
   れ、 一体形成された前記ローラジャケット（７）の所定の部
   分に壊れやすい破壊点を予め形成しておき、この破壊点
   でローラジャケット（７）が破壊したときに、ローラジ
   ャケット（７）は複数の破壊セグメントに分解され、 かつこの破壊セグメントが保持装置（２０）によって保
   持されることを特徴とする研磨ローラ。
2. 【請求項２】 前記破壊点（１０）は、前記ローラジャ
   ケットの回転方向に対し直角に配置され、ローラジャケ
   ット（７）の軸方向の両端面（４、６）の間に連続し、 前記保持装置（２０）は、ローラジャケット（７）両端
   面（４、６）に係合して保持する固定部（１４、１６）
   を有することを特徴とする請求項１記載の研磨ローラ。
3. 【請求項３】 前記破壊点は一体形成された分離可能な
   ローラジャケット（７）の内周面または外周面に形成さ
   れたことを特徴とする請求項１記載の研磨ローラ。
4. 【請求項４】 環状の鋳造金属がローラジャケット
   （７）として用いられ、破壊点としてＶ溝状の内側ノッ
   チ（１２）が採用され、 外側ローラ本体は、その一端側が内側ローラ本体の一部
   を外側に延長して形成したガイドリング（２４）に支持
   され、他端側が内側ローラ本体に固定されるクランプリ
   ングによって固定されることを特徴とする請求項１記載
   の研磨ローラ。
5. 【請求項５】 前記クランプリング（２２）が複数部分
   に分割されて構成されると共に、突出部（２３）を有
   し、この突出部（２３）は前記ローラジャケット（７）
   に設けられたくぼみ（１３）に相補的に嵌合することを
   特徴とする請求項４記載の研磨ローラ。
6. 【請求項６】 前記クランプリング（２２）が独立した
   複数のクランピング部分を含み、各クランピング部分に
   破壊点（１０）によって分割された予め決定された各破
   壊セグメントを結合することを特徴とする請求項５記載
   の研磨ローラ。
7. 【請求項７】 前記クランプリング（２２）の各クラン
   プ部分はボルト（２７）を利用して、前記ガイドリング
   （２４）に接続され、前記ボルト（２７）は半径方向内
   側ローラ本体（３）を貫通して回転軸に平行に配置さ
   れ、少なくとも一方の端部が弾力的に固定されることを
   特徴とする請求項５記載の研磨ローラ。
8. 【請求項８】 前記保持装置（２０）は、回転阻止手段
   （２９）を有し、ローラジャケット（７）の円周方向の
   動きを規制することを特徴とする請求項４記載の研磨ロ
   ーラ。
9. 【請求項９】 前記回転阻止手段（２９）がカム（３
   １）によって構成され、前記ガイドリング（２４）から
   少なくとも半径方向に突出し、ローラジャケット（７）
   のカムレセプタクル（１８）に嵌合することを特徴とす
   る請求項８記載の研磨ローラ。
10. 【請求項１０】 複数クランプ部分から成るクランプリ
    ング（２２）およびガイドリング（２４）の形状（２
    ３）は、ほぼＶ型の断面であり、前記分離可能なローラ
    ジャケット（７）の固定部（１４、１６）も相補的なＶ
    溝状に構成されたくぼみ（１３、１７）は、前記内側円
    周面（１５）と定格破壊点（１０）として機能する内側
    ノッチ（１２）から所定距離だけ離れて位置することを
    特徴とする請求項５記載の研磨ローラ。
11. 【請求項１１】 定格破壊点の形態の内側ノッチ（１
    ２）および／または研磨表面（９）に形成された外側ノ
    ッチ（１９）は、約 5mmの幅と、10mm〜20mmの奥行を有
    することを特徴とする請求項１０記載の研磨ローラ。
12. 【請求項１２】 前記定格破壊点（１０）の奥行および
    ／または幅がローラジャケット（７）の軸長全体に渡っ
    て一定であることを特徴とする請求項１１記載の研磨ロ
    ーラ。
13. 【請求項１３】 前記分離可能な一体形成ジャケット
    （７）は、特に、セラミック材料、クロムチル鋳造金
    属、ニッケル硬質材料またはこれらと同様の破壊時に伸
    びが認められない硬質材料であることを特徴とする研磨
    ローラ。
14. 【請求項１４】 請求項１に係る研磨ローラを製造する
    方法であって、 前記ローラジャケット（７）を鋳造によって形成するこ
    とを特徴とする研磨ローラの製造方法。