JPH089046B2 - 加熱ロールの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は、加熱や冷却をしながら圧延成形等を行う
ロールの製造の技術分野に属する。

〈要旨の概要〉 而して、この発明は鋼材や樹脂材等を圧延成形するに
際し、被圧延材に加熱や冷却を付与しながら行う加熱ロ
ールの製造において、断面円形等のカバー筒がその内部
に円柱状等の芯体を嵌装しており、該カバー筒と芯体と
の間にあって該芯体に表面にスパイラル状や蛇行状の長
行程の加熱流路や冷却流路が形成されている成形用等の
加熱ロールの製造方法に関する発明であり、特に、該加
熱流路が始端から終端まで一連の長行程の連続流路に形
成されており、一方、カバー筒が充分な強度を有する薄
肉状の筒体で形成されて芯体に緊結されているカバー筒
に対して環熱縮径法を適用して加熱ロールを製造する方
法に係る発明である。

〈従来の技術〉 周知の如く、各種の機械装置においては鋼材や樹脂材
による板材が多く用いられており、該種板材は押し出し
成形法等もあるが、ロールによる圧延成形法も広く用い
られている。

而して、該種圧延成形時には供給素材との関係におい
て素材に対する加熱や冷却を付与する必要がある場合が
多く、その場合、ロールは加熱ロールや冷却ロールが用
いられているが、該ロールに対する該加熱や冷却の熱交
換機能を付与させるべく内外筒の間に熱交換流路を形成
したり、ジャケットを形成したりする態様がある。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、該種ロールにおける加熱流路や冷却流
路を機械加工によって形成するには著しく困難性が伴
い、特に、特開昭60−30561号公報記載の発明の如くス
リーブ内に当該流路を形成することは著しく困難であ
り、結果的に、コスト高になるという不具合があるため
に、一方の芯体の外表面に流路を形成し、該芯体に対し
カバー筒を嵌着させたロールが実用化されているが、流
路を形成した芯体にカバー筒を嵌着するに際し、カバー
筒の肉厚が大きければ強度が保たれるものの、熱交換性
能は良くないという難点がある。

これに対し、カバー筒を薄肉筒体で形成すると熱交換
性能は良いものの、強度が不充分で流路に対しカバー筒
が没入するという不都合さがある。

〈発明の目的〉 この発明の目的は上述従来技術に基づく芯体にカバー
筒を嵌着する加熱ロールの問題点を解決すべき技術的課
題とし、芯体の表面に充分な熱交換機能を持たせ得る加
熱流路を形成しながら、カバー筒は充分な強度を有する
ような該芯体に嵌着させることが出来るようにして機械
製造産業における成形技術利用分野に益する優れた加熱
ロールの製造方法を提供せんとするものである。

〈課題を解決するための手段・作用〉 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの
発明の構成は前述課題を解決するために、予め断面円形
等の円柱状等の芯体の外表面にスパイラル状や蛇行状の
所定形状の加熱、及び、冷却をなし得る流路を所定に形
成し、カバー筒を所定に形成し、該カバー筒と相対重層
させて該カバー筒の所定部位には高周波誘導加熱装置の
加熱装置を環状にセットすると共に、その前後に水道水
によるシャワーリング等の冷却装置を環状してセット
し、これらの環状加熱装置、及び、環状冷却装置をカバ
ー筒の長手方向に沿って所定速度で移動させることによ
り環状加熱によりカバー筒は膨径しようとするが、環状
冷却により拘束され、又、環状加熱により強度低下する
ことにより塑性変形し、ついには降伏してカバー筒は芯
体に縮径して緊結されるようにし、環状加熱と環状冷却
を軸方向に移動させることにより全体的にカバー筒は芯
体に緊結され、しかも、芯体の加熱流路は初期成形姿勢
を維持し、稼働に際して該加熱流路に加熱流体や冷却流
体が流過されて加熱ロールの所定の成形加工において、
被加工物に所定の加熱作用、冷却作用を付与することが
出来るようにした技術的手段を講じたものである。

〈実施例〉 次に、この発明の実施例を図面を参照して説明すれば
以下の通りである。第４図以下の基本的実施例の態様に
おいて、第４図に示す様に、外装材１に対し内装材２を
相対重層して素材３とし、次いで、第５図に示す様に外
装材１の所定部位に高周波誘導加熱装置等の加熱装置４
を環状にセットすると共に、その軸方向前後に所定距離
離隔して水道水によるシャワーリング装置等の冷却装置
５、５を同じく環状にセットし、素材３に対し矢印に示
す様に、所定速度で相対移動させると、外装材１が短筒
状で前後が自由端であれば、環状加熱により膨径しよう
とするが、その前後に環状冷却により拘束されて膨径は
阻止され、又、環状加熱により強度低下することにより
塑性変形し、第７図に示す様に、環状冷却により押え曲
げモーメントＦが働き、内装材２に対し押え込む作用が
生じ、ついには降伏して外装材１は内装材２に縮径して
緊結され、しかも、環状加熱と環状冷却とが軸方向に移
動するために素材３全体に亘って加熱と冷却が作用する
ために、第６図に示す様に、外装材１が内装材２に全体
的に緊結された緊結材６が形成される。

次に、上述基本的実施例の態様に則す実施例を第１、
２、３図によって説明すると、図示実施例は樹脂材の圧
延成形に用いる加熱ロール装置の態様であり、第１、２
図示に示す実施例において、柱状のステンレス鋼製の芯
体２′の外表面には所定ピッチで一連の長行程のスパイ
ラル状の加熱流路７が予め所定の機械切削加工により形
成されており、その始端部と終端部は芯体２′の前後部
に挿通された加熱流体の給排管８に接続流路９、９を介
して接続されている。

そして、該芯体２′を同じくステンレス鋼製の薄肉状
の筒体のカバー筒１′に相対重層し、該カバー筒１′の
所定部位に上述基本的実施例の態様同様に、高周波誘導
加熱装置等の加熱装置４を環状にセットすると共に、そ
の前後に所定距離を介して水道水のシャワーリング装置
等の冷却装置５、５を同じく環状にセットし、適宜のブ
ラケットを介し一体化してカバー筒１′に相対重層した
芯体２′との素材３′に対し所定速度で軸方向に移動さ
せることにより環状加熱装置４によりカバー筒１′は膨
径しようとするが、環状冷却装置５、５により膨径が拘
束され、環状加熱により強度低下したカバー筒１′は塑
性変形し、ついには降伏して上述原理的実施例の態様同
様に縮径して芯体２′に緊結される。

そして、環状加熱作用と環状冷却作用とが軸方向に相
対移動することにより、カバー筒１′は全体的に芯体
２′に緊結される。

しかしながら、カバー筒１′はそれなりの強度を有し
ているためにスパイラル状の流路７に没入することはな
く、芯体２′の外周面とカバー筒１′の内面との間に形
成されているスパイラル状の加熱流路７は初期成形形状
を充分に維持することが出来る。

そして、このようにして加熱ロール10が得られるが、
例えば、プラスチックシートの圧延加工に際して成形ロ
ールとして用い、加熱流体給排管８、８に所定の加熱流
体を流過させると、スパイラル状の加熱流路７を加熱流
体が流過するためにカバー筒１′は加熱されて圧延形成
される圧縮シートに加熱作用を付与して所定の所望通り
の加熱圧延成形が行われる。

次に、第３図に示す実施例においては、芯体２′の外
側面に上述スパイラル状の加熱流路７とは異なって蛇行
流路の冷却流路７′が形成されて、その始端と終端は加
熱流体給排管８′、８′に連通路９′、９′を介して接
続させてある。

そして、同じくカバー筒１′を上述実施例同様に環熱
縮径法により芯体２′に対し緊結緊締させた加熱ロール
10′を得る。

而して、当該実施例においては製紙用のロールとして
用い、給排管８′、８′を介して蛇行流路の加熱流路
７′に所定の冷却流体を通過させることにより、所定の
製紙シートを成形圧延することが出来る。

尚、この発明の実施態様は上述各実施例に限るもので
ないことは勿論であり、例えば、予めカバー筒の上面に
軸方向に沿うスプライン状の多数のノッチを軸方向に平
行に穿設成形しておいても良い等軸々の態様が採用可能
である。

又、適用対象の圧延材料は樹脂材料に限らず、鋼材等
の金属材料に対しても適用可能であることは勿論のこと
である。

〈発明の効果〉 以上、この発明によれば、基本的に樹脂材料や鋼材等
の圧延成形に用いる加熱成形ロールの製造方法におい
て、カバー筒に内装して嵌装される芯体の外側面にスパ
イラル状等の長行程の連続した加熱流路を、或は、冷却
流路を形成されている加熱ロールにおいて、該芯体の外
表面に加熱、又は、冷却流路を形成するたに成形加工が
し易く、又、カバー筒が薄肉の筒体で形成されるように
されているために、圧延成形加工に際し、被成形材料に
対する加熱や冷却を行う熱伝達効率が良く、したがっ
て、所望の圧延成形が設計通りに正確に行えるという優
れた効果が奏される。

又、カバー筒を所定の強度や耐蝕性や耐摩耗性の材料
で形成することにより、芯体に形成した加熱流路を所定
の加熱流体や冷却流体が流過するに際してもカバー筒の
強度低下や損耗が生じないという耐久性に寄与する効果
が奏される。

而して、加熱ロールの製造に際し、カバー筒に対し環
状加熱とその前後の環状冷却を付与して環熱縮径法を用
いることにより、カバー筒全体に亘って芯体に確実に縮
径緊結することが出来、圧延成形中に稼働中においてカ
バー筒と芯体との間にずれ等が生ずる虞がないという利
点がある。

又、該環状加熱、及び、環状冷却は部分加熱、冷却で
あるが、軸方向に移動させることにより、全体的な加熱
作用と冷却作用とを同時に行えることが出来るために、
カバー筒の環状加熱による熱膨径とその拘束、及び、塑
性変形、及び、降伏を付与させて巧みにカバー筒を芯体
に緊結させることが出来、したがって、芯体の外側面に
形成させた加熱、冷却流路は相互の接続が絶たれて一連
の直列的な流路が保持されて熱交換機能が促進されると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図はこの発明の実施例の説明図であり、第１図
は１実施例の縦断面図、第２図は同部分切截斜視図、第
３図は別の実施例の部分切截斜視図、第４、５、６、７
図は基本的実施例の部分切截斜視図である。 １′…カバー筒、２′…芯体、7,7′…加熱流路、10、1
0′…加熱ロール、４…環状加熱装置、５…環状冷却装
置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カバー筒と該カバー筒内に嵌装された芯体
   が該芯体の表面にてカバー筒との間に長行程の加熱又は
   冷却流路を形成されている加熱ロールの製造方法におい
   て、該芯体に薄肉筒体のカバー筒を相対重層し、該カバ
   ー筒の所定部位に環状加熱とその前後に環状冷却を付与
   して軸方向に移動させて芯体に該カバー筒を緊結するよ
   うにしたことを特徴とする加熱ロールの製造方法。