JPH0970606A - ロールおよびその組立て方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組立て後の確実かつ安定した固定強度を確保
すると共に、組立てを容易に行なう。 【解決手段】 シャフト１２に嵌合したハイス製リング
１８は、一側面を鍔部１４に当接している。ハイス製リ
ング１８を挟んで鍔部１４と反対側のシャフト外周に、
形状記憶合金を材質とする固定部材２０が嵌合されて、
一方の側面をリング１８の側面に当接している。シャフ
ト１２の雄ねじ１６にナット２２が螺合され、該ナット
２２を鍔部１４に向けて締付けることにより、ナット２
２および固定部材２０を介してハイス製リング１８は鍔
部１４に圧接される。固定部材２０は、予めシャフト１
２の軸方向に沿う長さ寸法を約８％圧縮した状態でシャ
フト１２に嵌合されて、ナット２２を締付けた後に逆変
態温度以上に加熱することで発生する形状回復力でハイ
ス製リング１８を鍔部１４に圧接している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ロールおよびそ
の組立て方法に関し、更に詳細には、シャフトの外周に
嵌合した高速度工具鋼(ハイス)や超硬合金製等のリング
を、形状記憶合金を材質とする固定部材の形状回復力を
用いて確実に固定するようにしたロールおよびその組立
て方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】線材や棒材等の熱間圧延に使用される圧
延ロールは、圧延速度の向上を図ると共にロール寿命を
伸ばすために、ロール面を硬質の材料で形成することが
望まれている。硬質のロール材料としては例えばハイス
が優れているが、該ハイスは高価でしかも脆性があるた
め、ロール全体をハイスで一体的に形成することは強度
および経済的に不利である。そこで、ハイス製のリング
を、シャフトの外周に嵌合固定することで、強度および
経済的に有利となる構成の圧延ロールが提案されてい
る。

【０００３】前記シャフトにハイス製リングを嵌合固定
する方法としては、シャフトの外周にハイス製リングを
焼嵌め方式により嵌合固定したり、楔とロックナット等
の機械的手段を用いて嵌合固定することが知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記焼嵌め方式の固定
方法では、シャフトとリングとの寸法誤差等によって固
定後の強度が不安定で、所望する固定強度が得られない
ことがあった。これに対し、楔とロックナット等の機械
的手段を用いる固定方法では、ロックナットの締付け力
により所望する固定強度は得られる。しかるに、楔を押
込んだりロックナットを締付ける組立て作業に大きな力
を必要とし、作業性が劣る欠点が指摘される。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、前述した従来の技術に内在し
ている前記欠点に鑑み、これを好適に解決するべく提案
されたものであって、組立て後の確実かつ安定した固定
強度を確保すると共に、組立てが容易なロールおよびそ
の組立て方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決し、所
期の目的を好適に達成するため、本発明に係るロール
は、シャフトの外周に嵌合されたハイス製等のリング
と、前記シャフトに嵌合したリングを挟んで、該シャフ
トに設けた位置決め部材と反対側のシャフト外周に螺合
されたナットと、前記ナットとリングとの間、または位
置決め部材とリングとの間に介在された形状記憶合金を
材質とする固定部材とからなり、前記リングは、前記固
定部材の形状回復力によって位置決め部材またはナット
に一側面を当接した状態でシャフトに固定されているこ
とを特徴とする。

【０００７】前記目的を好適に達成するため、本願の別
の発明に係るロールは、シャフトの外周に嵌合されたハ
イス製等のリングと、前記シャフトに嵌合したリングを
挟んで、該シャフトに設けた位置決め部材と反対側のシ
ャフト外周に螺合され、該位置決め部材との間でリング
を挟持するナットと、前記シャフトの外周とリングの内
周との間に介在された形状記憶合金を材質とする固定部
材とからなり、前記リングは、前記固定部材の形状回復
力によりシャフトに固定されていることを特徴とする。

【０００８】前記目的を好適に達成するため、本願の更
に別の発明に係るロールは、シャフトの外周に嵌合され
たハイス製等のリングと、前記シャフトに嵌合したリン
グを挟んで、該シャフトに設けた位置決め部材と反対側
のシャフト外周に螺合され、該位置決め部材との間でリ
ングを挟持するナットと、前記シャフトの外周とリング
の内周との間に介在された楔状部材と、前記ナットとリ
ングとの間、または位置決め部材とリングとの間に介在
された形状記憶合金を材質とする固定部材とからなり、
前記リングは、前記固定部材の形状回復力によりシャフ
トに固定されていることを特徴とする。

【０００９】前記課題を解決し、所期の目的を好適に達
成するため、本発明に係るロールの組立て方法は、シャ
フトの外周にハイス製等のリングを嵌合し、前記シャフ
トに設けた位置決め部材と前記リングとの間、またはリ
ングを挟んで位置決め部材と反対側のシャフト外周に、
形状記憶合金を材質とする固定部材をシャフトの軸方向
に沿う長さを所要量だけ圧縮した状態で臨ませ、前記リ
ングおよび固定部材を挟んで位置決め部材と反対側のシ
ャフトの外周にナットを螺合して、前記リングを固定部
材を介して位置決め部材に圧接し、次いで、前記固定部
材を逆変態温度以上に加熱することにより発生する該固
定部材の形状回復力で、前記リングをシャフトに固定す
るようにしたことを特徴とする。

【００１０】前記の目的を好適に達成するため、本願の
別の発明に係るロールの組立て方法は、シャフトの外周
にハイス製等のリングを嵌合し、前記シャフトの外周と
リングの内周との間に、形状記憶合金を材質とする固定
部材をシャフトの径方向に沿う厚みを所要量だけ圧縮し
た状態で介挿し、前記リングを挟んで位置決め部材と反
対側のシャフトの外周にナットを螺合して、前記リング
を位置決め部材との間で挟持し、次いで、前記固定部材
を逆変態温度以上に加熱することにより発生する該固定
部材の形状回復力で、前記リングをシャフトに固定する
ようにしたことを特徴とする。

【００１１】前記の目的を好適に達成するため、本願の
更に別の発明に係るロールの組立て方法は、シャフトの
外周に、ハイス製等のリングを嵌合し、前記シャフトの
外周と前記リングの内周との間に楔状部材を介挿し、前
記シャフトに設けた位置決め部材と前記リングとの間、
またはリングを挟んで位置決め部材と反対側のシャフト
外周に、形状記憶合金を材質とする固定部材をシャフト
の軸方向に沿う長さを所要量だけ圧縮した状態で臨ま
せ、前記リングを挟んで位置決め部材と反対側のシャフ
トの外周にナットを螺合して、前記リングを位置決め部
材との間で挟持し、次いで、前記固定部材を逆変態温度
以上に加熱することにより発生する該固定部材の形状回
復力で前記楔状部材を付勢して、該楔状部材の楔作用に
より前記リングをシャフトに固定するようにしたことを
特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係るロールおよび
その組立て方法につき、好適な実施例を挙げて、添付図
面を参照しながら、以下説明する。

【００１３】

【第１実施例について】図１は、本発明の第１実施例に
係るロールを一部縦断して示すものであって、該ロール
１０におけるシャフト１２の外周には、径方向に延出す
る鍔部１４が一体的に形成されると共に、該鍔部１４か
ら軸方向に所要長さ離間したシャフト外周に雄ねじ１６
が形成されている。このシャフト１２に対して、中央部
に該シャフト１２が挿通可能な通孔１８ａが穿設される
と共に、その外周面に断面Ｖ字型のカリバ１８ｂを形成
したハイス(高速度工具鋼)製のリング１８が、通孔１８
ａを介して嵌合される。また該リング１８の一側面は、
前記鍔部１４の側面に当接している。なお鍔部１４は、
ハイス製リング１８の位置決めを行なう位置決め部材と
して機能するものであって、シャフト１２に一体的に形
成したものでなく、螺合したナットを代用することも可
能である。また、ハイス製リング１８に形成したカリバ
１８ｂは、凹型、凸型、フラット、その他圧延しようと
する製品形状に対応して任意に設定される。更に、前記
シャフト１２に嵌合固定されるリング１８の材質として
は、ハイス以外に、超硬合金やダイス鋼またはセラミッ
クス材料と金属材料とを混合したサーメット等が適宜使
用可能である。またリング１８の製法としては、例えば
鋳造や鍛造または粉末治金法が挙げられる。

【００１４】前記シャフト１２に嵌合されたハイス製リ
ング１８を挟んで鍔部１４と反対側のシャフト外周に
は、形状記憶合金を材質とする環状の固定部材２０が嵌
合されて、一方の側面をリング１８の側面に当接してい
る。またシャフト１２の外周に形成した雄ねじ１６に、
内周面に雌ねじ２２ａを形成したナット２２が螺合され
ており、該ナット２２を鍔部１４に向けて締付けること
により、ナット２２および固定部材２０を介してハイス
製リング１８を鍔部１４に所要圧力で圧接している。前
記固定部材２０は、マルテンサイト変態開始温度(Ｍs)
より低い温度(常温(約２０℃))のもとで、シャフト１２
の軸方向に沿う長さ寸法を約８％圧縮した状態でシャフ
ト１２に嵌合されて、前記ナット２２を締付けた後に逆
変態温度以上に加熱することで固定部材２０は元の形状
を回復されるようになっている。すなわち、ロール１０
の組立て状態では、前記ハイス製リング１８は固定部材
２０の形状回復力により常に鍔部１４に圧接された状態
に保持され、これにより該リング１８はシャフト１２に
確実に嵌合固定されている。

【００１５】前記固定部材２０の材質として使用される
形状記憶合金は、好ましくは、Ｎiが５４〜５７ｗｔ％
で残部がＴiからなる。また、Ｆe，Ｃo，Ｍn，Ｃr，Ｃu
の１種以上を３ｗｔ％以下の範囲で含有するものであっ
てもよい。なお、Ｎｉ-Ｔｉ系合金以外の素材として
は、Ａｇ-Ｃｄ系合金，Ａｕ-Ｃｄ系合金，Ｃｕ-Ａｌ-Ｎ
ｉ系合金，Ｃｕ-Ａｕ-Ｚｎ系合金，Ｃｕ-Ｓｎ系合金，
Ｃｕ-Ｚｎ系合金，Ｃｕ-Ｚｎ-Ｘ系合金(Ｘ＝Ｓｉ,Ｓｎ,
Ａｌ,Ｇａ)，Ｉｎ-Ｔｌ系合金，Ｎｉ-Ａｌ系合金等を用
いることができる。

【００１６】

【第１実施例の作用について】次に、このように構成し
た第１実施例に係るロールの組立て作業につき説明す
る。前記シャフト１２にハイス製リング１８を、その一
側面が鍔部１４の側面に当接するように通常の１／２程
度で焼嵌めする。前記固定部材２０は、予め常温でその
長さ寸法が約８％圧縮されており、この固定部材２０
を、ハイス製リング１８を挟んで鍔部１４と反対側のシ
ャフト１２の外周に嵌合する。またシャフト１２の雄ね
じ１６にナット２２を螺合して、該ナット２２および固
定部材２０を介してハイス製リング１８を鍔部１４に所
要圧力で圧接する。なお、シャフト１２にハイス製リン
グ１８を焼嵌めすることは必須の要件ではなく、単に嵌
合させるだけでもよい。

【００１７】次いで、組立てたロール１０を、約１００
℃の電気炉内に入れて固定部材２０を逆変態温度以上に
加熱することにより、該固定部材２０に元の長さの形状
記憶を回復させる。この固定部材２０は、ハイス製リン
グ１８およびナット２２により軸方向の伸びが規制され
ているから、該固定部材２０に発生した形状回復力は、
ハイス製リング１８を鍔部１４に圧接する力として働
き、該リング１８はシャフト１２に確実に固定される。
なお、このときに発生する固定部材２０の形状回復力
は、実験から約１００ＭＰａの値が得られ、ハイス製リ
ング１８をシャフト１２に固定するのに充分な力である
ことが判明している。

【００１８】ここで、前記固定部材２０の製造工程の一
例を説明すれば、例えばＮｉ-５５.５ｗｔ％Ｔｉ合金を
真空溶解してインゴットを製造し、これを熱間鍛造する
ことにより素材を製造した。その後、環状に粗加工した
後、４００℃で約１時間、炉中に加熱保持し、次いでマ
ルテンサイト変態温度以下まで冷却する水焼入れを行な
う。該粗加工材を、常温(約２０℃)でプレス加工(長さ
方向に６〜８％程度圧縮)する。その後、仕上加工を行
ない、形状回復後に対し長さ寸法が約６〜８％短かい固
定部材２０を得る。

【００１９】

【実験例について】従来の焼嵌め方式によりハイス製リ
ング１８をシャフト１２に嵌合固定した場合と、第１実
施例に係る方法によりハイス製リング１８をシャフト１
２に嵌合固定した場合とを比較した実験につき説明す
る。従来方式のロールは、直径２１０ｍｍのシャフト
に、厚み５５ｍｍで、長さ１２０ｍｍのハイス製リング
を８／１００００(シャフ直径比)で焼嵌めた。これに対
して第１実施例のロール１０は、直径２１０ｍｍのシャ
フト１２に、厚み５５ｍｍで、長さ８０ｍｍのハイス製
リング１８を、長さ１０ｍｍの固定部材２０の形状回復
力により固定した。そして両ロールにおいて被圧延材料
を圧延した結果、従来方式により組立てられたロールで
は、被圧延材料の圧延を開始してから、該ハイス製リン
グがシャフトになじむまでに約４０ｍｍの空回りが発生
し、被圧延材料の圧延不良を生じた。これに対して第１
実施例のロール１０では、ハイス製リング１８の空回り
は全く発生しなかった。

【００２０】すなわち、固定部材２０の形状回復力によ
ってシャフト１２にハイス製リング１８を確実に固定す
ることができた。更に、圧延を継続したところ焼嵌め方
式で組立てたロールでは、ハイス製リングのカリバ底部
にクラックが発生したが、第１実施例のロール１０で
は、ハイス製リング１８に作用する固定部材２０の形状
回復力によってカリバ底部に圧縮応力が発生してクラッ
クの発生を防止することができた。

【００２１】なお、図１に示す第１実施例では、固定部
材２０をハイス製リング１８とナット２２との間に配置
した場合について説明したが、図２に示すように、固定
部材２０をハイス製リング１８と鍔部１４との間に配置
してもよい。すなわち、シャフト１２に固定部材２０と
ハイス製リング１８とを順に嵌合した状態で雄ねじ１６
にナット２２を螺合して、該ナット２２を締付けること
により鍔部１４に固定部材２０を挟持した状態でハイス
製リング１８を圧接させる。次いで、固定部材２０の形
状記憶を回復させることにより、ハイス製リング１８は
固定部材２０の形状回復力によりナット２２に圧接され
た状態でシャフト１２に確実に固定される。

【００２２】

【第２実施例について】図３は、第２実施例に係るロー
ルを示すものであって、基本的な構成は第１実施例と同
一であるので、異なる部分についてのみ説明する。前記
シャフト１２の外周に形成した鍔部１４におけるハイス
製リング１８が当接する一側面には、径方向外方に向か
うにつれて他側面から離間するテーパが形成されてい
る。また、シャフト１２に嵌合される形状記憶合金製の
固定部材２３は、ハイス製リング１８と当接する一側面
に、径方向内側から外方に向かうにつれて他側面から離
間するテーパが形成されている。そして、ハイス製リン
グ１８の両側面には、鍔部１４のテーパ面１４ａおよび
固定部材２３のテーパ面２３ａと対応するテーパを付し
たテーパ面１８ｃ,１８ｃが形成され、固定部材２３を
ナット２２によりハイス製リング１８に向けて圧接する
ことで、テーパ面１８ｃ,１４ａおよびテーパ面１８ｃ,
２３ａの楔作用によって該リング１８は軸方向および径
方向内方に向けて押圧されるよう構成されている。

【００２３】第２実施例では、前記シャフト１２にハイ
ス製リング１８と、予め長さ寸法を圧縮した固定部材２
３とを嵌合すると共に、前記ナット２２をシャフト１２
の雄ねじ１６に螺合して、固定部材２３を介してハイス
製リング１８を所要圧力で鍔部１４に圧接する。その
後、前記固定部材２３を加熱して元の形状を回復させる
と、該固定部材２３が軸方向に伸びようとする力により
ハイス製リング１８は鍔部１４に圧接される。しかもテ
ーパ面１８ｃ,１４ａおよびテーパ面１８ｃ,２３ａの楔
作用によって該リング１８はシャフト１２の外周面に向
かう径方向にも圧接され、これによりハイス製リング１
８のシャフト１２への確実な固定が達成される。

【００２４】なお、図３に示す第２実施例においては、
図４に示すように、固定部材２３をハイス製リング１８
と鍔部１４との間に配置することもできる。すなわち、
シャフト１２に設けたテーパ面１４ａを有していない鍔
部１４に対して、テーパ面２３ａを形成した固定部材２
３を、そのテーパ面２３ａと反対側のフラットな面を鍔
部１４の側面に当接するようシャフト１２に嵌合する。
次に、シャフト１２にテーパ面１８ｃ,１８ｃを形成し
たハイス製リング１８を嵌合した後、雄ねじ１６にナッ
ト２２を螺合する。このナット２２は、ハイス製リング
１８を指向する側面に、テーパ面１８ｃと対応するテー
パを付したテーパ面２２ｂが形成されており、該ナット
２２を締付けることにより鍔部１４に固定部材２３を挟
持した状態でハイス製リング１８が圧接される。従っ
て、固定部材２３の形状記憶を回復させることにより、
各テーパ面の楔作用によってハイス製リング１８はシャ
フト１２に確実に固定される。

【００２５】また第２実施例では、図５に示すように、
ハイス製リング１８とナット２２との間に、ハイス製リ
ング１８のテーパ面１８ｃと対応するテーパ面３８ａを
対向させてスペーサ３８を嵌合すると共に、このスペー
サ３８とナット２２との間にテーパ面を形成していない
固定部材２０を嵌合し、該固定部材２０の形状回復力を
スペーサ３８を介してハイス製リング１８に作用させる
ようにしてもよい。更に、図６に示す如く、テーパ面が
形成されていない鍔部１４に対して同じくテーパ面の形
成されていない固定部材２０を当接するよう嵌合した状
態で、ハイス製リング１８の両側に夫々テーパ面３８ａ
を形成したスペーサ３８を嵌合して、ナット２２を締付
ける。この場合は、固定部材２０の形状回復力によって
両スペーサ３８,３８の楔作用によってハイス製リング
１８はシャフト１２に確実に固定される。

【００２６】

【第３実施例について】図７は、第３実施例に係るロー
ルを示すものであって、中心部にシャフト１２を挿通可
能な通孔２４ａを穿設した形状記憶合金を材質とするス
リーブ状の固定部材２４が、通孔２４ａを介してシャフ
ト１２に嵌合されている。この固定部材２４のシャフト
１２に形成した鍔部１４から離間する側の端部には、径
方向外方に延出するフランジ２４ｂが形成してある。ま
た固定部材２４における筒部２４ｃの外周面は、フラン
ジ２４ｂが形成される端部から他方の端部に向けて縮径
するテーパが形成されている。そして、この固定部材２
４の筒部２４ｃに、中心部に該筒部２４ｃのテーパと対
応するテーパを付したテーパ状通孔１８ｄを穿設したハ
イス製リング１８が、該通孔１８ｄを介して嵌合されて
いる。なお、固定部材２４に嵌合したハイス製リング１
８は、その一側面がシャフト１２の鍔部１４に当接する
と共に、他側面に固定部材２４のフランジ２４ｂが当接
している。

【００２７】前記シャフト１２に形成した雄ねじ１６に
ナット２２が螺合され、該ナット２２を鍔部１４に向け
て締付けることによって、ハイス製リング１８は、鍔部
１４と固定部材２４のフランジ２４ｂとにより挟持され
ている。なお、固定部材２４の筒部２４ｃは、組立て時
には予めシャフト１２の径方向に沿う厚みを約６〜８％
圧縮した状態でシャフト１２に嵌合されて、組立て後に
逆変態温度以上に加熱することで、該固定部材２４に形
状回復力を発生させている。すなわち、固定部材２４の
筒部２４ｃが元の形状に回復する力によって、ハイス製
リング１８は楔作用で鍔部１４に圧接されて、該リング
１８はシャフト１２に確実に固定されるようになってい
る。なお、第３実施例のハイス製リング１８の外周はフ
ラットに形成されている。また、固定部材２４のフラン
ジ２４ｂは必須の要件ではなく、これを省略することも
できる。

【００２８】

【第３実施例の作用について】次に、このように構成し
た第３実施例に係るロールの組立て作業につき説明す
る。前記シャフト１２の外周に、前記ハイス製リング１
８をそのテーパ状通孔１８ｄを介して外挿した状態で、
予め常温で厚み寸法を約６〜８％圧縮した固定部材２４
を、シャフト１２とリング１８との間に嵌挿する。な
お、組立て時(形状回復前)における固定部材２４の筒部
２４ｃの外径寸法および通孔２４ａの内径寸法は、ハイ
ス製リング１８が抵抗なく外嵌されると共に、シャフト
１２が容易に挿通するよう設定されて、組立て作業に際
して大きな力を必要としないよう構成されている。

【００２９】前記シャフト１２の雄ねじ１６にナット２
２を螺合して、該ナット２２を介して固定部材２４のフ
ランジ２４ｂをハイス製リング１８の一側面に所要圧力
で圧接する。このとき、ハイス製リング１８の他方の側
面は鍔部１４の側面に圧接されて、該リング１８は鍔部
１４とフランジ２４ｂとにより挟持されることとなる。

【００３０】次いで、組立てたロール１０を、約１００
℃の電気炉内に入れて固定部材２４を、逆変態温度以上
に加熱することにより、該固定部材２４は元の厚み寸法
の形状記憶を回復する。固定部材２４の筒部２４ｃおよ
びハイス製リング１８のテーパ状通孔１８ｄにはテーパ
が付されているから、該筒部２４ｃが厚み方向(シャフ
ト１２の径方向)に伸びようとする力によって楔作用を
生じて、ハイス製リング１８は鍔部１４に圧接される。
すなわち、ハイス製リング１８は、固定部材２４の形状
回復力によってシャフト１２に確実に固定される。

【００３１】なお、図７に示す第３実施例においては、
図８に示すように、固定部材２４のフランジ２４ｂをシ
ャフト１２に設けた鍔部１４に当接した状態で該シャフ
ト１２に嵌合することにより、ハイス製リング１８をシ
ャフト１２に固定することもできる。すなわち、シャフ
ト１２に設けた鍔部１４に対して、固定部材２４をフラ
ンジ２４ｂが当接する状態でシャフト１２に嵌合する。
このとき、固定部材２４における筒部２４ｃの外周面に
形成されたテーパは、鍔部１４から離間する方向に向け
て縮径している。この筒部２４ｃに、ハイス製リング１
８を嵌合した後、シャフト１２の雄ねじ１６にナット２
２を螺合する。このナット２２は、ハイス製リング１８
における固定部材２４のフランジ２４ｂと当接する側面
と反対側の側面に当接しているので、該ナット２２を締
付けることにより、ハイス製リング１８はフランジ２４
ｂとナット２２とにより挟持された状態で鍔部１４に向
けて圧接される。従って、この組立て状態で固定部材２
４の形状記憶を回復させることにより、固定部材２４と
ハイス製リング１８との楔作用によって該リング１８は
シャフト１２に確実に固定される。

【００３２】また第３実施例においては、図９に示すよ
うに、フランジ２４ｂを形成していない筒状の固定部材
２４をシャフト１２に嵌合すると共に、該固定部材２４
の外周に嵌合したハイス製リング１８とナット２２との
間にスペーサ４０を嵌合し、鍔部１４とスペーサ４０と
の間でハイス製リング１８の軸方向への移動を規制する
ようにしてもよい。更に、図１０に示す如く、固定部材
２４の外周に嵌合したハイス製リング１８とナット２２
との間にスペーサ４０を介在させなくても、固定部材２
４の形状回復力によってリング１８をシャフト１２に確
実に固定することができる。

【００３３】

【第４実施例について】図１１および図１２は、第４実
施例に係るロールを示すものであって、シャフト１２の
鍔部１４、ハイス製リング１８およびナット２２の構成
は、前述した第１実施例と同一である。但し、第４実施
例に用いられる形状記憶合金を材質とする固定部材２６
は、円柱状である。すなわち、ハイス製リング１８とナ
ット２２との間のシャフト１２に、リング状円盤２８が
嵌合されている。このリング状円盤２８のハイス製リン
グ１８を指向する側面には、図１２に示すように、周方
向に所定間隔で複数(実施例では６個)の凹部２８ａが形
成され、各凹部２８ａに円柱状に形成した固定部材２６
が、その一端を嵌挿した状態で夫々位置決めされてい
る。

【００３４】前記固定部材２６は、予め長さ寸法を約６
〜８％圧縮した状態でリング状円盤２８の凹部２８ａに
位置決めされて、その他端をハイス製リング１８の側面
に当接させている。そして、各固定部材２６を逆変態温
度以上に加熱して元の長さ寸法の形状記憶を回復させる
ことにより、その形状回復力がハイス製リング１８を鍔
部１４に圧接させる力として働き、これにより該リング
１８をシャフト１２に確実に固定している。

【００３５】第４実施例では、前記シャフト１２にハイ
ス製リング１８と、予め長さ寸法を圧縮した複数の固定
部材２６を位置決めしたリング状円盤２８とを嵌合する
と共に、ナット２２をシャフト１２の雄ねじ１６に螺合
することで、ハイス製リング１８を鍔部１４に複数の固
定部材２６を介して圧接する。次いで、固定部材２６を
逆変態温度以上に加熱することにより、各固定部材２６
は元の長さ寸法の形状記憶を回復し、その長さ方向に伸
びる形状回復力によって、ハイス製リング１８は鍔部１
４に圧接されてシャフト１２に確実に固定される。な
お、固定部材２６の寸法や数は、シャフト１２に対する
ハイス製リング１８の所望する固定強度に応じて変更し
得るものである。

【００３６】図１１に示す第４実施例においては、図１
３に示すように、固定部材２６をハイス製リング１８と
鍔部１４との間に配置することによって、シャフト１２
にハイス製リング１８を固定することもできる。すなわ
ち、シャフト１２に設けた鍔部１４の雄ねじ１６を指向
する面に、周方向に所定間隔で複数の凹部１４ｂを形成
し、各凹部１４ｂに円柱状に形成した固定部材２６を位
置決めする。そして、これら複数の固定部材２６に一側
面を当接するようにしてハイス製リング１８をシャフト
１２に嵌合する。次に、雄ねじ１６にナット２２を螺合
し、このナット２２を締付けることにより、ハイス製リ
ング１８を複数の固定部材２６を介して鍔部１４に圧接
する。従って、固定部材２６の形状記憶を回復させるこ
とにより、その形状回復力によってハイス製リング１８
はシャフト１２に確実に固定される。

【００３７】

【第５実施例について】図１４は、第５実施例に係るロ
ールの要部を示すものであって、前記ハイス製リング１
８とシャフト１２との間に嵌挿した複数の楔状の固定部
材３０により、該リング１８をシャフト１２に固定する
よう構成したものである。すなわち、図１５に示すよう
に、ハイス製リング１８におけるシャフト１２が嵌挿さ
れる通孔１８ａには、周方向に所定間隔で複数(実施例
では３つ)の凹溝３２が軸方向に延在するよう形成され
ると共に、該凹溝３２は、シャフト１２の鍔部１４を指
向する端部側から他方の端部側に向かうにつれて溝が深
くなるテーパが付されている。そして、各凹溝３２に、
該溝３２に付したテーパと対応するテーパを有する形状
記憶合金を材質とする楔状の固定部材３０が夫々嵌挿さ
れている。各固定部材３０の長手方向一端には、シャフ
ト１２の径方向外方に延出する位置決め部３０ａが突設
され、該固定部材３０は位置決め部３０ａをハイス製リ
ング１８の鍔部１４と当接する側面とは反対側の側面に
当接する位置まで嵌挿されている。なお固定部材３０
は、厚み寸法を約６〜８％圧縮した寸法で、ハイス製リ
ング１８の凹溝３２に円滑に嵌挿されるよう設定されて
いる。

【００３８】前記シャフト１２の雄ねじ１６に螺合した
ナット２２を鍔部１４に向けて締付けることにより、ハ
イス製リング１８の一側面が鍔部１４に当接すると共
に、他側には複数の固定部材３０の位置決め部３０ａが
当接した状態で、該リング１８が位置規制されるように
なっている。そして、各固定部材３０を逆変態温度以上
に加熱して元の厚み寸法の形状記憶を回復させることに
より、その形状回復力にの発生に伴う楔作用によってハ
イス製リング１８を鍔部１４に圧接させて、これにより
該リング１８をシャフト１２に確実に固定している。

【００３９】第５実施例では、前記シャフト１２にハイ
ス製リング１８を嵌合すると共に、該リング１８の各凹
溝３２に予め厚み寸法を圧縮した固定部材３０を夫々嵌
挿する。このとき、固定部材３０の厚み寸法は、シャフ
ト１２に嵌合したハイス製リング１８の凹溝３２に容易
に嵌挿されるよう設定されて、組立て作業に際して大き
な力を必要としないよう構成されている。また、前記シ
ャフト１２にナット２２を螺合することで、ハイス製リ
ング１８を鍔部１４に各固定部材３０の位置決め部３０
ａを介して圧接する。

【００４０】次いで、組立てたロール１０を、約１００
℃の電気炉内に入れて各固定部材３０を、逆変態温度以
上に加熱することにより、各固定部材３０は元の厚み寸
法の形状記憶を回復する。固定部材３０および凹溝３２
に付されているテーパにより、該固定部材３０が厚み方
向(シャフト１２の径方向)に伸びようとする力によって
楔作用を生じて、ハイス製リング１８は鍔部１４に圧接
される。すなわち、ハイス製リング１８は、複数の固定
部材３０の形状回復力によってシャフト１２に確実に固
定される。なお、固定部材３０の寸法や数は、所望する
ハイス製リング１２の固定強度に応じて変更される。ま
た、第３実施例の変形例と同様に、固定部材３０の向き
を逆とすることによっても、ハイス製リング１８をシャ
フト１２に確実に固定することができる。更に、固定部
材３０の位置決め部３０ａは必須の要件ではなく、これ
を省略して単純なテーパ部材としてもよい。

【００４１】

【第６実施例について】図１６は、第６実施例に係るロ
ールを示すものであって、中心部にシャフト１２を挿通
可能な通孔３６ａを穿設したスリーブ状の楔状部材３６
が、通孔３６ａを介してシャフト１２に嵌合されてい
る。この楔状部材３６のシャフト１２に形成した鍔部１
４から離間する側の端部には、径方向外方に延出するフ
ランジ３６ｂが形成してある。また楔状部材３６におけ
る筒部３６ｃの外周面は、フランジ３６ｂが形成される
端部から他方の端部に向けて縮径するテーパが形成され
ている。そして、この楔状部材３６の筒部３６ｃに、中
心部に該筒部３６ｃのテーパと対応するテーパを付した
テーパ状通孔１８ｄを穿設したハイス製リング１８が、
該通孔１８ｄを介して嵌合されている。なお、楔状部材
３６に嵌合したハイス製リング１８は、その一側面がシ
ャフト１２の鍔部１４に当接すると共、他側面と楔状部
材３６のフランジ３６ｂとの間に所要の隙間がある。

【００４２】前記シャフト１２に嵌合された楔状部材３
６を挟んで鍔部１４と反対側のシャフト外周には、形状
記憶合金を材質とする環状の固定部材２０が嵌合され
て、一方の側面をフランジ３６ｂに当接している。ま
た、シャフト１２の外周に形成した雄ねじ１６にナット
２２が螺合されており、該ナット２２を鍔部１４に向け
て締付けることにより、ナット２２および固定部材２０
を介して楔状部材３６を鍔部１４に向けて移動させて、
その楔作用によりハイス製リング１８を鍔部１４に圧接
している。

【００４３】前記固定部材２０は、組立て時には予めシ
ャフト１２の軸方向に沿う長さを約６〜８％圧縮した状
態でシャフト１２に嵌合されて、組立て後に逆変態温度
以上に加熱することで、該固定部材２０に形状回復力を
発生させている。すなわち、固定部材２０が元の形状に
回復する力によって、楔状部材３６は鍔部１４に向けて
付勢され、これにより該部材３６とハイス製リング１８
との楔作用により該リング１８がシャフト１２に確実に
固定されるようになっている。

【００４４】

【第６実施例の作用について】次に、このように構成し
た第６実施例に係るロールの組立て作業につき説明す
る。前記シャフト１２の外周に、前記ハイス製リング１
８をそのテーパ状通孔１８ｄを介して外挿した状態で、
該リング１８とシャフト１２との間に前記楔状部材３６
を嵌挿する。また、予め常温でその長さ寸法が約８％圧
縮された固定部材２４を、楔状部材３６を挟んで鍔部１
４と反対側のシャフト１２の外周に嵌合して一側面を楔
状部材３６のフランジ３６ｂに当接する。またシャフト
１２の雄ねじ１６にナット２２を螺合して、該ナット２
２および固定部材２０を介して楔状部材３６を鍔部１４
に向けて所要圧力で移動させ、楔状部材３６における筒
部３６ｃの外周面とハイス製リング１８におけるテーパ
状通孔１８ｄの内周面とを密接させる。なお、このとき
ハイス製リング１８の一側面は鍔部１４の側面に圧接さ
れている。

【００４５】次いで、組立てたロール１０を、約１００
℃の電気炉内に入れて固定部材２０を、逆変態温度以上
に加熱することにより、該固定部材２０は元の長み寸法
の形状記憶を回復する。この固定部材２０の一端は、ナ
ット２２により軸方向の伸びが規制されているから、該
固定部材２０に発生した形状回復力は、楔状部材３６を
鍔部１４に向けて付勢する力として働き、これにより楔
状部材３６とハイス製リング１８との間に楔作用を生じ
て、ハイス製リング１８は鍔部１４に圧接される。すな
わち、ハイス製リング１８は、固定部材２０の形状回復
力によってシャフト１２に確実に固定される。

【００４６】なお、図１６に示す第６実施例において
は、楔状部材３６のフランジ３６ｂをシャフト１２に設
けた鍔部１４側に指向した状態で該シャフト１２に嵌合
すると共に、該鍔部１４とフランジ３６ｂとの間に固定
部材２０を配置し、この固定部材２０の形状回復力によ
って楔状部材３６をナット２２に向けて付勢すること
で、ハイス製リング１８をナット２２に圧接してシャフ
ト１２に固定することもできる。また、楔状部材３６を
鍔部１４やナット２２に向けて付勢する固定部材の構成
としては、第２実施例や第４実施例およびその変形例を
適宜に採用することが可能である。そして、何れの固定
部材を使用する場合であっても、楔状部材３６のフラン
ジ３６ｂは必須の要件ではないから、これを省略して単
純な楔状とすることができる。

【００４７】

【第７実施例について】図１７は、第７実施例に係るロ
ールの要部を示すものであって、前述した第１実施例と
同一の構成部材によって、前記シャフト１２に２つのハ
イス製リング１８を固定したものである。すなわち、シ
ャフト１２の外周に、第１のハイス製リング１８Ａをそ
の一側面が鍔部１４の側面に当接するよう嵌合すると共
に、該第１のハイス製リング１８Ａの他方の側面側に環
状の固定部材２０を当接するよう嵌合する。そして、該
固定部材２０の他方の側面側に第２のハイス製リング１
８Ｂの一側面を当接するようシャフト１２に嵌合した後
に、ナット２２をシャフト１２の雄ねじ１６に螺合し、
これを締付けることにより第１のハイス製リング１８
Ａ、固定部材２０および第２のハイス製リング１８Ｂを
相互に当接する。

【００４８】前記シャフト１２の外周に、２つのリング
１８Ａ,１８Ｂと固定部材２０およびナット２２を組付
けた状態で、予め長さ寸法を圧縮しておいた固定部材２
０を逆変態温度以上に加熱することにより、固定部材２
０に元の長さ寸法の形状記憶を回復させる。そして固定
部材２０が長さ方向(シャフト１２の軸方向)に伸びよう
とする力により、該部材２０に隣接する第１のハイス製
リング１８Ａを鍔部１４に圧接すると共に第２のハイス
製リング１８Ｂをナット２２に圧接する。これにより、
２つのハイス製リング１８Ａ,１８Ｂはシャフト１２に
確実に固定される。なお固定部材２０は、第１のハイス
製リング１８Ａと鍔部１４との間、または第２のハイス
製リング１８Ｂとナット２２との間の何れか１個所に介
在させてもよく、また複数個所に介在させることも可能
である。

【００４９】また第７実施例においては、各ハイス製リ
ング１８Ａ,１８Ｂとシャフト１２との間に、図１６に
示すような楔状部材３６を介在させると共に、固定部材
２０を第１のハイス製リング１８Ａと鍔部１４との間、
または第２のハイス製リング１８Ｂとナット２２との間
の介在させるようにしてもよい。また各ハイス製リング
１８Ａ,１８Ｂとシャフト１２との間に、夫々逆向きに
楔状部材３６,３６を介在させると共に、両リング１８
Ａ,１８Ｂの間に固定部材２０を介在させることもでき
る。

【００５０】

【第８実施例について】図１８は、第８実施例に係るロ
ールの要部を示すものであって、前述した第２実施例と
同一の構成部材によって、前記シャフト１２に２つのハ
イス製リング１８を固定したものである。すなわち、前
記鍔部１４のテーパ面１４ａに一方のテーパ面１８ｃを
当接させて第１のハイス製リング１８Ａをシャフト１２
に嵌合すると共に、該第１のハイス製リング１８Ａの他
方のテーパ面１８ｃにテーパ面２３ａを当接させて固定
部材２３をシャフト１２に嵌合する。この固定部材２３
は、長さ方向の両側にテーパ面２３ａが夫々形成されて
おり、他方のテーパ面２３ａに第２のハイス製リング１
８Ｂの一方のテーパ面１８ｃを当接した状態で、該リン
グ１８Ｂをシャフト１２に嵌合する。

【００５１】また、第２のハイス製リング１８Ｂを挟ん
で固定部材２３と反対側のシャフト１２に、第２のハイ
ス製リング１８Ｂを指向する側面にテーパ面１８ｃと対
応するテーパを付したテーパ面３４ａを形成したスペー
サ３４が嵌合されて、そのテーパ面３４ａをテーパ面１
８ｃに当接させている。そして、ナット２２をシャフト
１２の雄ねじ１６に螺合し、これを締付けることにより
第１のハイス製リング１８Ａ、固定部材２３、第２のハ
イス製リング１８Ｂおよびスペーサ３４を相互に当接し
ている。

【００５２】前記シャフト１２の外周に、２つのリング
１８Ａ,１８Ｂ、固定部材２３およびスペーサ３４およ
びナット２２を組付けた状態で、予め長さ寸法を圧縮し
ておいた固定部材２３を逆変態温度以上に加熱すること
により、固定部材２３に元の長さ寸法の形状記憶を回復
させる。そして固定部材２３が長さ方向(シャフト１２
の軸方向)に伸びようとする力により、該部材２３に隣
接する第１のハイス製リング１８Ａを鍔部１４に圧接す
ると共に第２のハイス製リング１８Ｂをスペーサ３４に
圧接する。このとき、各テーパ面による楔作用を生じ
て、両リング１８Ａ,１８Ｂはシャフト１２の外周面に
圧接され、これにより２つのハイス製リング１８Ａ,１
８Ｂはシャフト１２に確実に固定される。なお、ナット
２２における第２のハイス製リング１８Ｂを指向する面
にテーパを付すことにより、前記スペーサ３４を省略す
ることができる。また、固定部材２３とスペーサ３４と
の断面形状を相互に入れ替えると共に、その位置も入れ
替えて用いてもよい。

【００５３】なお、実施例ではシャフトにハイス製リン
グを嵌合固定した圧延ロールを組立てる場合につき説明
したが、本願はこれに限定されるものでなく、シャフト
に別部材としてのリングを嵌合固定する必要のある技術
一般に採用可能である。またシャフトに固定するリング
の数は、２つに限らず３つ以上であっても同様に嵌合固
定することができる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明した如く本発明に係るロールお
よびその組立て方法によれば、形状記憶合金を材質とす
る固定部材の形状回復力によりシャフトにリングを固定
するので、組立て後には確実かつ安定した固定強度が得
られる。また、予め寸法が圧縮された状態で固定部材の
組付けが行なわれるから、組付け作業に際して大きな力
は必要とせず、作業性が向上する。しかも、形状記憶合
金の形状回復温度は焼嵌めに比べて低温であるので、エ
ネルギー消費の点で有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係るロールを一部縦断して示す正
面図である。

【図２】第１実施例に係るロールの変形例を一部縦断し
て示す正面図である。

【図３】第２実施例に係るロールを一部縦断して示す正
面図である。

【図４】第２実施例に係るロールの変形例を一部縦断し
て示す正面図である。

【図５】第２実施例に係るロールの別の変形例を示す要
部縦断正面図である。

【図６】第２実施例に係るロールの更に別の変形例を示
す要部縦断正面図である。

【図７】第３実施例に係るロールを一部縦断して示す正
面図である。

【図８】第３実施例に係るロールの変形例を一部縦断し
て示す正面図である。

【図９】第３実施例に係るロールの別の変形例を示す要
部縦断正面図である。

【図１０】第３実施例に係るロールの更に別の変形例を
示す要部縦断正面図である。

【図１１】第４実施例に係るロールを一部縦断して示す
正面図である。

【図１２】図１１のＸ−Ｘ線で示す断面図である。

【図１３】第４実施例に係るロールの変形例を一部縦断
して示す正面図である。

【図１４】第５実施例に係るロールを示す断面図であ
る。

【図１５】第５実施例に係るロールを構成するハイス製
リングと固定部材とを示す概略斜視図である。

【図１６】第６実施例に係るロールを一部縦断して示す
正面図である。

【図１７】第７実施例に係るロールの要部を示す縦断正
面図である。

【図１８】第８実施例に係るロールの要部を示す縦断正
面図である。

【符号の説明】

１２ シャフト １４ 鍔部(位置決め部材) １８ ハイス製リング ２０ 固定部材(第１実施例） ２２ ナット ２３ 固定部材(第２実施例) ２４ 固定部材(第３実施例) ２６ 固定部材(第４実施例) ３０ 固定部材(第５実施例) ３６ 楔状部材

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャフト(12)の外周に嵌合されたハイス
   製等のリング(18)と、 前記シャフト(12)に嵌合したリング(18)を挟んで、該シ
   ャフト(12)に設けた位置決め部材(14)と反対側のシャフ
   ト外周に螺合されたナット(22)と、 前記ナット(22)とリング(18)との間、または位置決め部
   材(14)とリング(18)との間に介在された形状記憶合金を
   材質とする固定部材(20,23,26)とからなり、 前記リング(18)は、前記固定部材(20,23,26)の形状回復
   力によって位置決め部材(14)またはナット(22)に一側面
   を当接した状態でシャフト(12)に固定されていることを
   特徴とするロール。
2. 【請求項２】 前記リング(18)が複数個シャフト(12)に
   嵌合され、前記固定部材(20,23,26)が、位置決め部材(1
   4)と隣接するリング(18)との間、リング同士の間、また
   はナット(22)と隣接するリング(18)との間に介在される
   請求項１記載のロール。
3. 【請求項３】 シャフト(12)の外周に嵌合されたハイス
   製等のリング(18)と、 前記シャフト(12)に嵌合したリング(18)を挟んで、該シ
   ャフト(12)に設けた位置決め部材(14)と反対側のシャフ
   ト外周に螺合され、該位置決め部材(14)との間でリング
   (18)を挟持するナット(22)と、 前記シャフト(12)の外周とリング(18)の内周との間に介
   在された形状記憶合金を材質とする固定部材(24,30)と
   からなり、 前記リング(18)は、前記固定部材(24,30)の形状回復力
   によりシャフト(12)に固定されていることを特徴とする
   ロール。
4. 【請求項４】 シャフト(12)の外周に嵌合されたハイス
   製等のリング(18)と、 前記シャフト(12)に嵌合したリング(18)を挟んで、該シ
   ャフト(12)に設けた位置決め部材(14)と反対側のシャフ
   ト外周に螺合され、該位置決め部材(14)との間でリング
   (18)を挟持するナット(22)と、 前記シャフト(12)の外周とリング(18)の内周との間に介
   在された楔状部材(36)と、 前記ナット(22)とリング(18)との間、または位置決め部
   材(14)とリング(18)との間に介在された形状記憶合金を
   材質とする固定部材(20)とからなり、 前記リング(18)は、前記固定部材(20)の形状回復力によ
   りシャフト(12)に固定されていることを特徴とするロー
   ル。
5. 【請求項５】 前記リング(18)が複数個シャフト(12)の
   外周に嵌合され、各リング(18)とシャフト(12)との間に
   楔状部材(36)を介在させ、前記位置決め部材(14)と隣接
   するリング(18)との間、リング同士の間またはナット(2
   2)と隣接するリング(18)との間に固定部材(20)を介在さ
   せた請求項４記載のロール。
6. 【請求項６】 前記形状記憶合金を材質とする固定部材
   (20,23,24,26,30)は、Ｎiが５４〜５７ｗｔ％で、残部
   がＴiからなる請求項１〜５の何れかに記載のロール。
7. 【請求項７】 前記形状記憶合金を材質とする固定部材
   (20,23,24,26,30)は、Ｆe,Ｃo,Ｍn,Ｃr,Ｃuの１種以上
   を３ｗｔ％以下の範囲で含有する請求項６記載のロー
   ル。
8. 【請求項８】 シャフト(12)の外周にハイス製等のリン
   グ(18)を嵌合し、 前記シャフト(12)に設けた位置決め部材(14)と前記リン
   グ(18)との間、またはリング(18)を挟んで位置決め部材
   (14)と反対側のシャフト外周に、形状記憶合金を材質と
   する固定部材(20,23,26)をシャフト(12)の軸方向に沿う
   長さを所要量だけ圧縮した状態で臨ませ、 前記リング(18)および固定部材(20,23,26)を挟んで位置
   決め部材(14)と反対側のシャフト(12)の外周にナット(2
   2)を螺合して、前記リング(18)を固定部材(20,23,26)を
   介して位置決め部材(14)に圧接し、 次いで、前記固定部材(20,23,26)を逆変態温度以上に加
   熱することにより発生する該固定部材(20,23,26)の形状
   回復力で、前記リング(18)をシャフト(12)に固定するよ
   うにしたことを特徴とするロールの組立て方法。
9. 【請求項９】 シャフト(12)の外周にハイス製等のリン
   グ(18)を嵌合し、 前記シャフト(12)の外周とリング(18)の内周との間に、
   形状記憶合金を材質とする固定部材(24,30)をシャフト
   (12)の径方向に沿う厚みを所要量だけ圧縮した状態で介
   挿し、 前記リング(18)を挟んで位置決め部材(14)と反対側のシ
   ャフト(12)の外周にナット(22)を螺合して、前記リング
   (18)を位置決め部材(14)との間で挟持し、 次いで、前記固定部材(24,30)を逆変態温度以上に加熱
   することにより発生する該固定部材(24,30)の形状回復
   力で、前記リング(18)をシャフト(12)に固定するように
   したことを特徴とするロールの組立て方法。
10. 【請求項１０】 シャフト(12)の外周に、ハイス製等の
    リング(18)を嵌合し、 前記シャフト(12)の外周と前記リング(18)の内周との間
    に楔状部材(36)を介挿し、 前記シャフト(12)に設けた位置決め部材(14)と前記リン
    グ(18)との間、またはリング(18)を挟んで位置決め部材
    (14)と反対側のシャフト外周に、形状記憶合金を材質と
    する固定部材(20)をシャフト(12)の軸方向に沿う長さを
    所要量だけ圧縮した状態で臨ませ、 前記リング(18)を挟んで位置決め部材(14)と反対側のシ
    ャフト(12)の外周にナット(22)を螺合して、前記リング
    (18)を位置決め部材(14)との間で挟持し、 次いで、前記固定部材(24,30)を逆変態温度以上に加熱
    することにより発生する該固定部材(24,30)の形状回復
    力で前記楔状部材(36)を付勢して、該楔状部材(36)の楔
    作用により前記リング(18)をシャフト(12)に固定するよ
    うにしたことを特徴とするロールの組立て方法。