JPH0741300B2 - 屈曲軸クラウン形ロ−ル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、屈曲したローラ軸に複数に分断したクラウン
形のローラを設けてなり、金属厚板、高温板等の走行に
好適で、走行物をローラ面上に維持する機能に優れる屈
曲軸クラウン形ロールに関する。

従来の技術及び問題点 従来、金属厚板の走行にはストレートなローラ軸に樽型
のローラを設けてなるクラウン形ロールが用いられてい
た。

しかしながら、走行時における金属厚板の蛇行が大きく
て満足できる速度で走行させることができず、圧延処理
等の効率に劣る問題点があった。

問題点を解決するための手段 本発明は、屈曲したローラ軸に複数に分断したクラウン
形のローラを設けてなる屈曲軸クラウン形ロールにより
上記の問題点を克服したものである。

すなわち、本発明は、軸方向における中央部より端部に
向かって外周長さが減少し、かつ複数に分断されたロー
ラを間隙を設けて屈曲したローラ軸に回転可能に設けて
なり、その分断されたローラ間に、ローラ軸に対しロー
ラと共に回転して回転下におけるローラ間の前記間隙と
同期回転との保証を兼ねる歯車を有することを特徴とす
る屈曲軸クラウン形ロールを提供するものである。

作 用 屈曲したローラ軸にクラウン形のローラを設けることに
より、ローラ外周の一部においてその軸方向の外周線の
カーブが平坦化された形態のロールとすることができ
る。これにより、その平坦部分を利用して走行物を平坦
ないし、より平坦に近い状態で、しかもローラ面に幅広
く接触させた状態で走行させることができる。

一方、クラウン形のローラを分断し、かつ間隙を設けて
ローラ軸に取り付けることにより、屈曲したローラ軸に
対してローラが回転しうる構造のロールとすることがで
きる。

上記の結果、ローラ外周長さの差に基づく周速度差効果
による蛇行防止機能ないし走行物をローラ面上に維持す
る機能を有するロールとすることができる。また、ロー
ラと走行物との接触幅が大きいことに基づき前記機能を
有利に作用させて、しかも不都合な歪みの発生を抑制し
つつ走行させることができる。

さらに、ロールの形態に基づき屈曲したローラ軸の内角
側より外角側に向かって走行物を導入した場合には、走
行物を発散方向に送りだす力が作用し、これが幅拡張方
向の力として機能してシワ発生防止ロールあるいはシワ
伸ばしロール、場合によっては幅拡張ロールとして使用
することができる。一方、走行物をローラ軸の外角側よ
り導入した場合には収束方向の力が作用し、これが幅縮
小方向の力として機能してシワ付ロールとして使用する
ことができる。

実 施 例 第１図に本発明の屈曲軸クラウン形ロールの実施例を示
す。これは、直線タイプに属するロールR1であり、中央
部で屈曲したローラ軸1aと鉄製のローラ２からなる。

ローラ２は、中央部で二分されて左右対称に形成されて
いる。すなわち、ローラ２は同じ形状の分割ローラ2a,2
aを対向配置したものからなり、分割ローラ2aは外形が
円錐台形状の中空体からなる。ローラ２は、この分割ロ
ーラ2a,2aを間隙を設けて、かつその大径側をローラ軸1
aの中央部側にして配置したものから構成されている。
分割ローラ2a,2a間の間隙は、分割ローラが回転する際
にその大径部が当接して回転不能となることを防止する
ためのものである。

分割ローラ2a,2a間の間隙部分には一対のリング状の歯
車4,4が設けられている。歯車４の内径はローラ軸1aの
外径よりも若干大きく形成されている。また、歯車４は
エンドフランジ５に、エンドフランジ５は軸受７の外周
に取り付けたリング６に固着されている。これにより、
歯車４がエンドフランジ５及びリング６を介して分割ロ
ーラ2aと共に回転しつつ、分割ローラ2a,2a間の間隙を
維持するようになっている。一対の歯車4,4は噛み合い
状態で連結している。これにより、分割ローラ2a,2aの
同期回転が達成され、ローラ２の一体的回転が実現され
て左右の分割ローラ2a,2aの角速度の相違により走行物
がローラ面上より逸脱することが防止される。なお、分
割ローラ2aはその両端部に配置した軸受7,7によりロー
ラ軸1aに対し回転不能となっている。

分割ローラ2a,2aにより構成されたローラ２の外形は、
軸方向における中央部より端部に向かって外周長さが漸
次減少し、かつ屈曲したローラ軸1aが懸垂線を形成する
状態にロールR1を設置した場合に、ローラ外周の上部21
が軸方向にわたって直線を形成する状態にある。

なお、図中の３は分割ローラ2a,2a間の連結部の汚れを
防止するためにエンドフランジ５間に取り付けられた蛇
腹カバー、4aは回転の安定をはかるために歯車４に延設
されたスリーブ部分、８は軸受7,7間の距離を維持する
ためにローラ軸1aに形成した段差部分、９は軸受７の外
周に設けられて分割ローラ2aと共に回転するリング（リ
ング６に対応）、10はリング９の外側に固定されたエン
ドフランジ（エンドフランジ５に対応）、11は軸受７を
固定するためにローラ軸1aに装着された押さえスリー
ブ、12は分割ローラ2aを位置決めするために押さえスリ
ーブ11の外側に設けられたリング、13はリング12をロー
ラ軸1aに固定するためのネジ軸である。

第２図は本発明の屈曲軸クラウン形ロールの他の実施例
を示したものである。このロールR2は山形タイプに属す
るものであり、中央部で屈曲したローラ軸1aが懸垂線を
形成する状態にロールR2を設置した場合に、外周の上部
22が軸方向にわたって概略山形線を形成するローラ２か
らなる。ローラ２を構成する分割ローラ2b,2bの両端に
おける外径比が相違する以外は前記ロールR1に準じた構
造を有している。

第３図A,Bは本発明の屈曲軸クラウン形ロールのさらに
他の実施例を示したものである。このロールR3は凹形タ
イプに属するものであり、中央部で屈曲したローラ軸1b
が懸垂線を形成する状態にロールR3を設置した場合に、
外周の上部23が軸方向にわたって概略懸垂（凹）線を形
成するローラ２からなる。ローラ軸1bの屈曲度がロール
軸1aよりも大きい以外は前記ロールR1に準じた構造を有
している。第３図Ｂのように凹形タイプのロールは、前
記の設置状態においてローラ上部における概略懸垂線部
分23とローラ下部におけるカーブがより大きい概略懸垂
線部分25との間に外周線が直線となる部分24を有してい
る。

なお、本発明のロールの作製は、例えば各構成部品を適
宜な順序で組立る方式などにより容易に行うことができ
る。

本発明において用いられるローラ軸は屈曲したものであ
る。これにより、クラウン形のローラの形態を異形化す
ることができる。すなわち、第１図ないし第３図に例示
したように、端部よりも中央部の外周長さが大きいクラ
ウン形のローラにおいて、ローラ外周の一部（21,22,2
3,24）が平坦化されたロールとすることができる。

ローラ軸の屈曲度については特に限定はない。一般に
は、ローラ軸の長さによっても異なるが、内角（第４図
Ａにおけるθ参照）に基づいて45〜179.5度の屈曲度で
ある。ローラ軸の屈曲度を大きくするほどローラにおけ
る端部と中央部との外周長さの差を大きくすることがで
きる。そして、ローラにおける端部と中央部との外周長
さの差が大きいほど、ローラ面上に走行物を維持する力
が大きくなる。なお、ローラ軸の長さとしては8mm〜20
m、就中12mm〜10mが一般であるがこれに限定されない。

ローラ軸の直径についても特に限定はない。一般には1m
m〜5m、就中3mm〜3mである。

なお、ローラ軸の断面形態ないし仕様についても特に限
定はない。実施例のように丸棒状のものであってもよい
し、例えば第４図Ａのように複数の板状物41を断面が放
射状となるように組み合わせた形態の棒状体1c、あるい
は第４図Ｂのように該棒状体1cをパイプ42内に収容した
形態のもの1d等、軽量化、高曲げ強度化を図ったもの、
あるいはローラ軸を介してロールの冷却を可能としたも
のなどであってもよい。

本発明において用いられるローラは複数に分断されたも
のである。すなわち、外径が円錐台形状の分割ローラ
を、中央部を基準に左右対称となるよう、かつ軸方向に
おける中央部より端部に向かって外周長さが減少する状
態に適宜な間隙を設けて組合せ配置したものからなる。
これにより、ローラ全体の形状がクラウン形のものとす
ることができて、蛇行防止機能ないし走行物をローラ面
上に維持する機能を有するロールとすることができる。
ローラの分断数は任意であるが、一般には１又は３、す
なわち２体又は４体の分割ローラとする方式である。な
お分断されたローラの間、すなわち分割ローラ間には、
ローラ軸に対し分割ローラと共に回転してその回転下に
おける分割ローラ間の間隙と同期回転との保証を兼ねる
歯車が配置される。歯車は、各分割ローラと一体化した
場合に分割ローラの回転軸を可及的に偏心させにくい利
点を有する。

ローラ軸に軸受を介して回転可能に設けられた状態にお
けるローラの形態は、上記した第１図〜第３図に示した
実施例の如く直線タイプ、山形タイプ、凹形タイプで代
表される。すなわち、ロールの外観に基づき、ストレー
トなローラ軸に分割ローラを全体としてクラウン形とな
るよう所定の状態に設けたものにおける前記ストレート
なローラ軸の中央部を一方向に曲げた状態のもので代表
される。

なお、本発明のロールにおけるローラの前記した形態
は、ローラ軸の垂直立面投影に基づいて成立していれば
よい。すなわち、屈曲したローラ軸を垂直な立面に投影
した場合の影絵におけるローラ軸の中心線が懸垂線とな
る範囲内において、ローラの上部における外周線が概略
懸垂線状態、あるいは直線状態、あるいは概略山形線状
態にあればよい。

ローラ、すなわち分割ローラを構成する材料については
特に限定はない。本発明においては屈曲したローラ軸を
用いたので、すなわち複数のストレートな軸を屈曲させ
た状態に連結した形態のローラ軸を用いたので、ローラ
構成材料としては従来と同様のものを用いることができ
る。従って、ゴム製ないしプラスチック製のローラ、金
属製ないしセラミック製のローラなどを代表例としてあ
げることができる。もちろん、布などでカバーされたロ
ーラなどであってもよい。ゴム系のローラは走行物の滑
り防止性の点で、金属系、セラミック系のローラは耐熱
性あるいは導電性によるゴミ付着防止性などの点で望ま
しい。

なお、ローラはその外周に適宜な目的、例えば水切りや
スリップ防止等を目的とする溝などを有するものであっ
てもよい。

本発明におけるローラに関しての特徴は、ローラの構成
材料に制約されることなく、クラウン形のローラをその
外周の一部に軸方向にわたり平坦化された部分を有する
状態にローラ軸に対して回転可能に設けることができる
点にある。従って、分割ローラを金属厚板等の剛性材料
や耐熱材料で構成することができて、走行物が金属厚板
や高温物であるときのようにローラを構成する材料に高
強度性や耐熱性などの特殊な性能が要求される場合に
も、その要求性能を満足し、かつ前記した特殊な形態を
有するクラウン形のローラからなるロールを形成しうる
点に本発明の特徴がある。

分割ローラの寸法についは特に限定はなく、ロールの用
途ないしローラ軸の屈曲度等に応じて適宜に決定され
る。一般には、長さ10m以下、就中3mm〜5m、最大径部の
外周長さ10mm〜10m、就中20mm〜5m、最大径部と最小径
部との外周長さの差0.5mm〜1m、就中1mm〜30cmの寸法で
ある。。また、凹形タイプ、山形タイプにおいて、ロー
ラ軸が最大の懸垂窪み状態を示す場合におけるローラ上
部の中央部でのローラ面とローラの両端部を結ぶ直線と
の間隙（ｄ）は0.1〜50mmが一般である。

本発明のロールは、ローラがクラウン形であることによ
り、蛇行防止機能ないし走行物をローラ面上に維持する
機能を有する。

また、ローラがクラウン形であり、そのローラ軸が屈曲
していることにより、走行物に軸方向の力を作用せしめ
うる機能も有する。この機能により例えばシワ伸ばしロ
ール、シワ発生防止ロールないし幅拡張ロールなどとし
て（幅拡張方向の力）あるいはシワ付ロールなどとして
（幅縮小方向の力）用いることもできる。前記のシワ伸
ばしロールやシワ付ロール等として用いうる走行物とし
ては金属の薄板ないし箔、プラスチックフィルム、布、
紙などのシート状物があげられるが、これに限定されな
い。

本発明のロールによる幅拡張方向の力は例えば第５図に
おいて、走行物Ｓが屈曲したローラ軸1bの内角側より外
角側に向かって走行することとなるように（矢印Ｙ）ロ
ールR3を設置することにより得ることができる。すなわ
ち、この幅拡張方向の力は前記走行方向の場合にロール
が走行物を発散方向に送り出そうとする作用に基づく。

他方、幅縮小方向の力は例えば第５図において走行物Ｓ
が屈曲したローラ軸1aの外角側より内角側に向かって走
行することとなるように（矢印Ｚ）ロールR3を設置する
ことにより得ることができる。すなわち、この幅縮小方
向の力は前記走行方向の場合にロールが走行物を収束方
向に送り出そうとする作用に基づく。

上記のいずれの設置方法においても、走行物がローラの
平坦化された部分（21,22,23,24）と接触するようにロ
ールを設置することが、走行物に偏った永久歪みの生じ
ることを防止ないし抑制するうえで、また走行物の安定
高速走行のうえで好ましい。

本発明のロールの有利な設置方法は、例えば第６図のよ
うに一対のロールR1,R1を対向配置し、そのロール間に
走行物を導入する方式である。この方式によれば、ロー
ラ上での走行物のスリップをより少なくできるうえに、
幅方向の力を作用させる場合にはそれぞれのロールによ
る幅方向の力を総合させて走行物に作用せしめうること
ができる。

なお、第６図には直線タイプのロールR1同士をローラの
直線部21が対向するように配置して、ピンチ部を構成し
たものを示したが、山形タイプや凹形タイプのロール同
士を、あるいはこれらを適宜に組合せて、さらには軸方
向の力が作用するように対向配置することもできる。図
中、14はロールR1,R1の回転を同期させるためにエンド
フランジ（10）の外周に固着した歯車、15は回転の助勢
を受けるために歯車14に固定された歯車であり、本発明
においては歯車14を省略しうる場合が多い。

発明の効果 本発明によれば、屈曲したローラ軸にクラウン形のロー
ラを設けてなるロールとしたので、蛇行防止機能ないし
走行物をローラ面上に維持する機能及び、走行物に幅方
向の力を作用せしめうる機能を有するロールとすること
ができる。

また、ローラ外周の一部において軸方向にわたり平坦な
いし平坦に近い部分を有するロールを、柔軟性ローラの
ほか剛性ローラあるいは耐熱性ローラ等の適宜な性能を
有するローラを用いて形成することができて、例えば金
属厚板や高温板等からなる走行物にも適用できる前記形
態のロールを得ることができる。

一方、前記したローラの平坦化部分を利用して、より平
坦に近い状態で走行物をローラ面に幅広く接触させて走
行させることができる。その結果、走行物に偏った歪み
の生じることを防止ないし抑制しつつ、その接触幅効果
により上記した機能をより大きい力で働かせることがで
きて、走行物をより安定にかつ高速に走行させることが
できる。

加えて、ローラ外周の平坦化部分を利用してロールの対
向配置を有利に行うことができる。さらに、分割ローラ
間の間隙と同期回転との保証を歯車に兼ねさせて、ロー
ラ軸に対し分割ローラと共に回転するようにしたので、
当該歯車を分割ローラと一体的に形成でき、かつ必要部
品も省略できて前記の特長を有する、特に走行物を安定
に高速走行させうるロールの構造を簡略化できて容易に
組立てることができ、その製造効率に優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のロールの実施例の部分断面側面図であ
る。 第２図は他の実施例の側面図である。 第３図のＡはさらに他の実施例の側面図、Ｂはそのロー
ル形態の説明図である。 第４図のＡは他のローラ軸の例を表した斜視図、Ｂはさ
らに他のローラ軸の例を表した端面図である。 第５図は走行物に幅方向の力（Y:拡張、Z:縮小）を作用
させるためのロールの設置方法の説明図である。 第６図はロールを対向配置した例の説明図である。 R1,R2,R3:屈曲軸クラウン形ロール 1a,1b,1c,1d:屈曲したローラ軸 2:クラウン形のローラ 2a,2b:分割ローラ 21,22,23,24:ローラ外周の平坦化部分 S:走行物 矢印Y:幅拡張方向 矢印Z:幅縮小方向

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向における中央部より端部に向かって
   外周長さが減少し、かつ複数に分断されたローラを間隙
   を設けて屈曲したローラ軸に回転可能に設けてなり、そ
   の分断されたローラ間に、ローラ軸に対しローラと共に
   回転して回転下におけるローラ間の前記間隙と同期回転
   との保証を兼ねる歯車を有することを特徴とする屈曲軸
   クラウン形ロール。
2. 【請求項２】ローラが中央部で二分されたものである特
   許請求の範囲第１項記載のロール。
3. 【請求項３】ローラが金属板からなるものである特許請
   求の範囲第１項記載のロール。
4. 【請求項４】ローラ軸が中央部で屈曲したものである特
   許請求の範囲第１項記載のロール。
5. 【請求項５】金属厚板の走行に用いるためのものである
   特許請求の範囲第１項記載のロール。
6. 【請求項６】一対のロールを対向配置し、そのロール間
   に走行物を導入するようにした状態にある特許請求の範
   囲第１項記載のロール。