JPH1024303A - ロールおよびその組立て方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組立てが容易で、しかも組立て後の確実かつ
安定した固定強度を確保する。 【解決手段】 シャフト１２の外周に鍔部１４が一体的
に形成されると共に、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が形成される。シャフ
ト１２に対して、中央部に穿設した通孔１８ａを介して
リング１８が嵌合される。リング１８の一側面は、鍔部
１４の側面に当接する。リング１８を挟んで鍔部１４と
反対側の雄ねじ１６にナット２０が螺合され、該ナット
２０を鍔部１４に向けて締付けることによってリング１
８は鍔部１４に圧接される。リング１８の内周面とシャ
フト１２の外周面との間、および鍔部１４とリング１８
の一側面との間に接着剤２２が塗布され、該リング１８
はシャフト１２に接着剤２２の接着力によって接着され
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
嵌合される耐摩耗性を有する例えば高速度工具鋼(ハイ
ス)や超硬合金製等のリングを、接着剤を用いてシャフ
ト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。また焼嵌
め方式の固定方法では、その組立てに際してリングを加
熱する必要があり、組立て工数が増加したりコストが嵩
む難点もあった。

【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】前述した課題を克服し、
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、シャフトと該シャフトの外周に嵌合された耐摩耗性
を有するリングとが接着剤を介して接着されていること
を特徴とする。

【０００７】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
フトと耐摩耗性を有するリングとの内の少なくとも一方
に接着剤を塗布し、前記シャフトの外周にリングを接着
剤の塗布面を当接的に嵌合した状態で組立てることによ
り、両者の当接部位を接着剤の接着力によって接着する
ようにしたことを特徴とする。

【０００８】

【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。

【０００９】

【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Ｕ字型のカリバ１８ｂを形成
した耐摩耗性に優れたハイス(高速度工具鋼)製のリング
１８が、通孔１８ａ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、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、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。

【００１０】前記シャフト１２に嵌合されたリング１８
を挟んで鍔部１４と反対側のシャフト外周に形成した雄
ねじ１６に、内周面に雌ねじ２０ａを形成したナット２
０が螺合されており、該ナット２０を鍔部１４に向けて
締付けることにより、ナット２０を介してリング１８を
鍔部１４に所要圧力で圧接している。またリング１８の
内周面とシャフト１２の外周面との間、および鍔部１４
とリング１８の一側面との間に接着剤２２が塗布されて
おり、該リング１８はシャフト１２に接着剤２２の接着
力によって接着固定されるようになっている。

【００１１】前記接着剤２２としては、メタクリル酸エ
ステルを主成分とする嫌気性のものが好適に使用され
る。例えば、日本ロックタイト(株)のロックタイト１４
４８６等を用いることができる。なお、接着剤２２は、
少なくとも１００℃までは急激な接着力の低下がなく、
また長期の使用による劣化が少ない性状を有するものが
推奨される。更に、望ましくは５０kgf/cm²以上の剪断
強度を確保できるものが好適である。

【００１２】

【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の外周および鍔部１４の雄ねじ１
６を指向する側面に、接着剤２２を塗布した状態で、リ
ング１８を、その一側面が鍔部１４の接着剤２２が塗布
されている側面に当接するよう嵌合する。そして、シャ
フト１２の雄ねじ１６にナット２０を螺合して、該ナッ
ト２０を介してリング１８を鍔部１４に所要圧力で圧接
する。すなわち、リング１８は、ナット２０と鍔部１４
との挟圧力に加えて、接着剤２２による接着力によって
シャフト１２の外周に確実に固定される。

【００１３】前記接着剤２２を、ナット２０と雄ねじ１
６との間に塗布し、両者１６,２０を接着することによ
り、ナット２０に弛みを生ずるのを防止するようにして
もよい。また接着剤２２は、シャフト１２の外周にのみ
塗布するだけでもよい。更に、リング１８をシャフト１
２に焼嵌めすることにより、該リング１８を更に強固に
シャフト１２に固定することができる。なお、リング１
８を焼嵌める場合は、ナット２０と鍔部１４とを省略す
ることも可能である。

【００１４】前記リング１８をシャフト１２から取外す
場合は、ナット２０をシャフト１２から外した状態で、
リング１８とシャフト１２とを接着している接着剤２２
を加熱してその接着力を低下させる。この状態でリング
１８を強制的に軸方向に移動することにより、該リング
１８はシャフト１２から取外される。

【００１５】

【実験例について】外径３２０ｍｍ、内径２１５ｍｍ、
長さ１２０ｍｍのハイス製リングを、従来の焼嵌め方
式によりシャフトに嵌合固定した場合と、接着剤のみ
を用いてシャフトに嵌合固定した場合と、焼嵌め＋接
着剤でシャフトに嵌合固定した場合とを比較した実験に
つき説明する。のロールは、１５０℃の油槽中で加熱
したハイス製リングを、シャフトに４／１００００(シ
ャフ直径比)で焼嵌めた。のロールは、嫌気性接着剤
を外周に塗布したシャフトに、リングを嵌合して接着し
た。のロールは、１５０℃の油槽中で加熱したハイス
製リングを、嫌気性接着剤を外周に塗布したシャフトに
４／１００００(シャフ直径比)で焼嵌めた。

【００１６】,およびの各ロールにおいて、実際
に被圧延材料を圧延したときのリングのスリップ(空回
り)と圧延トルクとから圧延可能トルクを測定した結
果、のロールの圧延可能トルクは２０００kg・m、の
ロールの圧延可能トルクは１７００kg・m、のロールの
圧延可能トルクは３８００kg・mであった。すなわち、接
着剤のみを用いる場合であっても、従来の焼嵌め方式と
略同等の圧延可能トルクが得られると共に、焼嵌めと接
着剤とを併用することにより圧延可能トルクが大幅に向
上することが判明した。

【００１７】この実験結果から、従来の焼嵌め方式と略
同等の圧延可能トルクが得られるロール１０を、接着剤
２２を塗布するだけの簡単な作業で組立てることができ
るので、作業性が向上すると共にコストを低減すること
が可能となる。

【００１８】

【第２実施例について】図２は、第２実施例に係るロー
ルを示すものであって、前記シャフト１２のリング１８
が嵌合される外周面に、鍔部１４から雄ねじ１６に向け
て縮径するテーパが形成されている。そして、このシャ
フト１２のテーパ部１２ａに、中心部に該テーパ部１２
ａのテーパと対応するテーパを付したテーパ状通孔１８
ｃを穿設したリング１８が、該通孔１８ｃを介して嵌合
されている。またリング１８は、テーパ状通孔１８ｃお
よび鍔部１４と対向する一側面が、夫々接着剤２２によ
りシャフト１２および鍔部１４に接着されている。

【００１９】更に、前記シャフト１２に形成した雄ねじ
１６にナット２０が螺合され、該ナット２０を鍔部１４
に向けて締付けることによって、リング１８は、楔作用
でシャフト１２のテーパ部１２ａおよび鍔部１４に圧接
されている。すなわち、第２実施例に係るローラ１０に
おいては、前記リング１８は、テーパ部１２ａとテーパ
状通孔１８ｃとの楔作用および接着剤２２による接着力
によってシャフト１２に確実に固定される。

【００２０】

【第２実施例の作用について】次に、このように構成し
た第２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におけるテーパ部１２ａおよび鍔
部１４の一側面に接着剤２２を塗布した状態で、前記リ
ング１８をそのテーパ状通孔１８ｃを介してシャフト１
２のテーパ部１２ａに嵌合する。またリング１８を、適
宜の手段(例えば油圧を用いた押圧手段)により鍔部１４
に向けて付勢することで、テーパ状通孔１８ｃとテーパ
部１２ａとの楔作用によってリング１８をシャフト１２
に圧接する。この状態で、前記シャフト１２の雄ねじ１
６にナット２０を螺合し、該ナット２０をリング１８に
圧接して移動を規制する。これにより、リング１８は楔
作用と接着剤２２の接着力によってシャフト１２に確実
に固定される。なお、第２実施例において、ナット２０
を接着剤２２でシャフト１２の雄ねじ１６に接着固定す
ることが推奨される。

【００２１】

【第３実施例について】図３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を穿設したスリーブ２４が、通孔２４ａ
を介してシャフト１２に嵌合されている。このスリーブ
２４のシャフト１２の外周面には、鍔部１４から離間す
る端部から近接する端部に向けて縮径するテーパが形成
されている。そして、このスリーブ２４に、中心部に該
スリーブ２４のテーパと対応するテーパを付したテーパ
状通孔１８ｃを穿設したリング１８が、該通孔１８ｃを
介して嵌合されている。なお、スリーブ２４に嵌合した
リング１８は、その一側面がシャフト１２の鍔部１４に
当接している。

【００２２】前記シャフト１２に形成した雄ねじ１６に
ナット２０が螺合され、該ナット２０を鍔部１４に向け
て締付けることによって、スリーブ２４による楔作用で
リング１８はシャフト１２に固定される。またスリーブ
２４は、その内周面とシャフト１２の外周面との間に塗
布された接着剤２２により接着固定される。更に、リン
グ１８の内周面とスリーブ２４の外周面との間、および
鍔部１４とリング１８の一側面との間に接着剤２２が塗
布されており、該リング１８はスリーブ２４および鍔部
１４に接着剤２２の接着力によって接着固定されてい
る。

【００２３】

【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、前記リング１８をその
テーパ状通孔１８ｃを介して外挿した状態で、内周面お
よび外周面に接着剤２２を夫々塗布したスリーブ２４
を、シャフト１２とリング１８との間に適宜の押圧手段
により嵌挿する。これにより、リング１８はスリーブ２
４の楔作用によって鍔部１４に圧接される。この状態
で、前記シャフト１２の雄ねじ１６にナット２０を螺合
し、該ナット２０をスリーブ２４に圧接して移動を規制
することで、リング１８は楔作用と接着剤２２の接着力
によってシャフト１２に確実に固定される。なお、リン
グ１８は、接着剤２２を介して鍔部１４とも接着され
る。また第３実施例においても、ナット２０を接着剤２
２によりシャフト１２の雄ねじ１６に接着固定すること
が推奨される。

【００２４】

【第４実施例について】図４は、第４実施例に係るロー
ルを示すものであって、前記シャフト１２に嵌合される
リング１８の軸方向両側に、スペーサ２６と収縮リング
２８がシャフト１２に外嵌されている。スペーサ２６お
よび収縮リング２８のリング１８と対向する一側面に
は、径方向外方に向かうにつれて他側面から離間するテ
ーパが夫々形成されている。またリング１８の両側面に
は、スペーサ２６および収縮リング２８のテーパ面２６
ａおよびテーパ面２８ａと対応するテーパを付したテー
パ面１８ｄ,１８ｄが形成されている。そして、収縮リ
ング２８をナット２０によりリング１８に向けて圧接す
ることで、テーパ面２８ａ,１８ｄおよびテーパ面１８
ｄ,２６ａ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。
なお、収縮リング２８は、加熱状態でシャフト１２に外
嵌され、該リング２８が冷えて縮径することにより、更
に楔作用が付与されるようになっている。

【００２５】また鍔部１４の側面とスペーサ２６とが接
着剤２２で接着されると共に、該スペーサ２６とリング
１８の側面とが接着剤２２により接着されている。更
に、該リング１８は、その内周面がシャフト１２の外周
面に接着剤２２により接着されている。すなわち、リン
グ１８は、スペーサ２６および収縮リング２８の楔作用
と接着剤２２の接着力とによって確実に固定されてい
る。

【００２６】

【第４実施例の作用について】次に、このように構成し
た第４実施例に係るロールの組立て作業につき説明す
る。先ず一側面に接着剤２２を塗布した鍔部１４に対し
てスペーサ２６を、そのフラットな面が鍔部１４に当接
するようシャフト１２に外嵌する。このスペーサ２６の
テーパ面２６ａに接着剤２２を塗布すると共に、前記リ
ング１８をシャフト１２に嵌合して一方のテーパ面１８
ｄをスペーサ２６ａのテーパ面２６ａに当接する。な
お、シャフト１２の外周には、リング１８の嵌合位置に
接着剤２２が塗布され、シャフト１２とリング１８とは
該接着剤２２により接着されるようになっている。

【００２７】次いで、前記収縮リング２８を加熱して径
方向に拡開した状態で、そのテーパ面２８ａがリング１
８のテーパ面１８ｄに当接するようシャフト１２に外嵌
する。また、前記ナット２０をシャフト１２の雄ねじ１
６に螺合して、収縮リング２８をリング１８に圧接す
る。その後、前記収縮リング２８が冷えて元の形状を回
復しようとする力により、リング１８はスペーサ２６を
介して鍔部１４に圧接されると共に、テーパ面２８ａ,
１８ｄおよびテーパ面１８ｄ,２６ａ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
も圧接される。しかも、鍔部１４とスペーサ２６、スペ
ーサ２６とリング１８およびリング１８とシャフト１２
との間に接着剤２２が塗布されているから、これらの接
着剤２２の接着力が発揮されることにより、リング１８
のシャフト１２への確実な固定が達成される。

【００２８】なお、図４に示す第４実施例においては、
リング１８を焼嵌めしたり、あるいは図２または図３に
示すように、シャフト１２やリング１８にテーパを形成
したり、スリーブ２４をシャフト１２とリング１８との
間に配置することもできる。また鍔部１４のリング１８
と対向する側面にテーパ面を形成してスペーサ２６を省
略することも可能である。

【００２９】

【第５実施例について】図５は、第５実施例に係るロー
ルを示すものであって、前記シャフト１２に嵌合したリ
ング１８と鍔部１４との間に皿バネ３０が弾力的に介挿
されている。そして、シャフト１２に形成した雄ねじ１
６に螺合されたナット２０によって、リング１８は皿バ
ネ３０を介して鍔部１４に圧接されるようになってい
る。また、リング１８の内周面とシャフト１２の外周面
との間に接着剤２２が塗布されており、該リング１８は
シャフト１２に皿バネ３０の弾性復元力と接着剤２２の
接着力によって固定されている。

【００３０】

【第５実施例の作用について】次に、このように構成し
た第５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の外周に皿バネ３０を外挿すると
共に、該バネ３０を鍔部１４に当接した状態で適宜の押
圧手段により圧縮させる。この状態で、外周に接着剤２
２を塗布したシャフト１２にリング１８を嵌合して、そ
の一側面を皿バネ３０に当接させる。次いで、シャフト
１２の雄ねじ１６にナット２０を螺合して、リング１８
を皿バネ３０を介して鍔部１４に圧接させる。皿バネ３
０に作用している圧縮力を解除することにより、該皿バ
ネ３０の弾性復元力によってリング１８はナット２０に
当接される。すなわち、リング３０は、皿バネ３０の弾
性復元力と接着剤２２の接着力とによってシャフト１２
に確実に固定される。

【００３１】なお、図５に示す第５実施例においては、
皿バネ３０をリング１８とナット２０との間に介挿して
もよく、この場合はリング１８を予め焼嵌めすることが
できる。また、この第５実施例においては、図２に示す
ようにリング３０およびシャフト１２にテーパ加工を施
してもよい。更に、ナット２０を接着剤２２によりシャ
フト１２の雄ねじ１６に接着固定することが推奨され
る。

【００３２】前述した各実施例において、キーおよびキ
ー溝による固定方法を併用して、更に固定力を強めるこ
とが可能である。また、接着剤の塗布面としては各実施
例に示す塗布面が好ましいが、接着効果が得られるなら
ば、任意の位置および任意の範囲を塗布面に選択しても
よい。更に、各実施例では、シャフトにリングを嵌合固
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、１
つに限らず２つ以上であっても同様に嵌合固定すること
ができる。

【００３３】

【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、接着剤の接着力により
シャフトにリングを固定するので、組立て工程が簡略化
すると共にコストを低減することができる。また組立て
作業に際して大きな力は必要とせず、作業性が向上す
る。なお、従来の焼嵌め等の技術と併用すれば、更に高
い固定強度が得られる利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るロールを示す説明図
である。

【図２】本発明の第２実施例に係るロールを示す説明図
である。

【図３】本発明の第３実施例に係るロールを示す説明図
である。

【図４】本発明の第４実施例に係るロールを示す説明図
である。

【図５】本発明の第５実施例に係るロールを示す説明図
である。

【符号の説明】

１２ シャフト １４ 鍔部 １８ リング ２０ ナット ２２ 接着剤

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャフト(12)と該シャフト(12)の外周に
   嵌合された耐摩耗性を有するリング(18)とが接着剤(22)
   を介して接着されていることを特徴とするロール。
2. 【請求項２】 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ナット(20)が螺合され、該ナッ
   ト(20)と位置決め部材(14)との間でリング(18)を挟圧し
   ている請求項１記載のロール。
3. 【請求項３】 前記接着剤(22)は、嫌気性接着剤である
   請求項１または２記載のロール。
4. 【請求項４】 シャフト(12)と耐摩耗性を有するリング
   (18)との内の少なくとも一方に接着剤(22)を塗布し、 前記シャフト(12)の外周にリング(18)を接着剤(22)の塗
   布面を当接的に嵌合した状態で組立てることにより、両
   者(12,18)の当接部位を接着剤(22)の接着力によって接
   着するようにしたことを特徴とするロールの組立て方
   法。