JPH0441007A - 圧延ロール及びそれを用いた圧延機並びに圧延ロールの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圧延ロール及びその製造法に係り、特に、中
実または厚肉円筒金属軸（アーバーと略称）にセラミッ
クスや超硬合金などの硬脆材料製円筒体（スリーブと略
称）を嵌合してなる圧延ロール及びその製造法に関する
。

〔従来の技術〕

圧延ロールの耐摩耗性を向上させるために、これまで多
くの開発がなされ、材質的には軸受鋼からダイス鋼、高
速度鋼、更には特殊なものには超硬合金も使われている
。また、近年、セラミックスも圧延ロールとして使われ
るようになって来た。

しかし、セラミックスや超硬合金は硬くて耐摩耗性に富
み、圧縮応力に対しては強いが、その反面、衝撃や引張
応力に対しては弱いという欠点を持っている。更に、セ
ラミックスや超硬合金は鋼に比較して高価であるため、
圧延時に直接に被圧延材と接触し、耐摩耗性の要求され
る部分のみに、これらの材料を使うことが考えられる。

また、これらの材料では、大径・長尺化が難かしいので
、スリーブを作り、それを金属製アーバーに嵌合するこ
とが望ましい。

しかし、前述のごとく、これらの材料は引張り強度が低
いので従来の金属製スリーブに対して行われていた焼嵌
め、冷厳め、圧入などの嵌合技術をそのまま採用するこ
とは８末ない。すなわち。

従来の方法で嵌合すると前記スリーブは弾性係数が大き
く、変形能に乏しいため、真円度や円筒度あるいは加工
寸法などに、僅かに誤差があったり、接触部の僅かな凹
凸があっても、嵌合により局部的に過大応力が発生し、
セラミックスや超硬合金製スリーブの破壊強度を超えて
スリーブが割れる危険性がある。

そこでセラミックスや超硬合金製のスリーブを金属製ア
ーバーに嵌合する方法として種々の方法が提案されてい
る。すなわち、スリーブ端部とスリーブを固定する支持
部材の間に圧力室を設け、側圧により、スリーブを固定
する方法（特開昭５７−１６５１０７号、同５９−１０
０９号）、硬質スリーブとセパレートリングの平均熱膨
張係数をロール本体の熱膨張係数より小とし、組立て時
に温度を上げてスリーブとセパレートリングよりもロー
ル本体を伸ばした状態で組立て、ロールが冷えた際にス
リーブに側面から圧縮応力が作用するように固定する方
法（特開昭５９−３５８１６号）、及びスリーブと固定
金具の間に熱膨張時の実効厚さが収縮時の実効厚さより
薄いスペーサを用い、このスペーサを熱膨張させた状態
でスリーブ、ディスクスプリング等と共にロール本体に
組込み、締め付けた後に、前記スペーサの収縮によりデ
ィスクスプリングの変形を増加せしめ、スリーブ側面に
圧縮力を与える方法（特開昭６０−８３７０８号）など
が提案されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記の従来技術はセラミックスや超硬合金の引張強度が
弱いという欠点を補うために、スリーブとテーバ−間の
締め代を少なくし、スリーブとテーバ−間のすべりを防
止するためにスリーブの胴端に軸力を加え拘束する方法
に関してなされた発明である。しかし、これらの方法で
は、圧延ロールの如く、半径方向から荷重を受ける構造
体ではスリーブがアーバーの軸心からずれ易いという欠
点があった。

特開昭６３−１６３０２０号公報には、前記スリーブに
相当する外部部材と前記アーバーに相当する内部部材の
間に線状、片状あるいは巻きづる状の弾性体を介在させ
、該弾性体の復元力によって、内部部材と外部部材の相
対移動を抑止する技術が開示されている。しかし、この
技術においては、内部部材と外部部材の間に介在する中
間材が単なる弾性体であるため、圧縮代の不同による部
分的な高い引張応力が外部部材に発生する恐れがあった
。

本発明の目的は、スリーブの割れやアーバーの軸心から
のずれが発生しないスリーブ式圧延ロール及びそれを組
込んだ圧延機を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、組成の異なる複数の部材を
破壊させず、かつ、確実に嵌合させた複合部材とその製
造法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題は、軸部と胴部を有する中実円柱又は厚肉円
筒金属部材の胴部外周に前記金属部材と異なる材料組成
の円筒状部材が嵌合されてなる圧延ロールにおいて、前
記部材間に弾塑性体からなる中間材を介在させ、該中間
材と前記円筒状部材との間に生じる半径方向の接触面圧
を少なくとも前記中間材と前記円筒状部材との間の周方
向相対移動を抑止する大きさとし、前記中間材を前記円
筒状部材の接線方向に作用する応力が該円筒状部材の破
壊強度以下になるような接触面圧で塑性変形する金属と
することにより達成される。

上記の課題はまた、円筒状部材がセラミックスである請
求項１に記載の圧延ロールによっても達成される。

上記の課題はまた、円筒状部材が超硬合金である請求項
１に記載の圧延ロールによっても達成される。

上記の課題はまた、中間材の縦弾性係数をＥ、中間材の
非接触面積率をＶとして表わした中間材の実効縦弾性係
数Ｅｅｔｘ＝Ｅ　（Ｉ　Ｖ）が３０〜１７０ＧＰａであ
る請求項２もしくは３に記載の圧延ロールによっても達
成される。

上記の課題はまた、中間材が板状をなしており、該板状
中間材の円筒状部材と接する面及びま′たは中実円柱又
は厚肉円筒金属部材と接する面に凹凸が形成されている
請求項１もしくは４に記載の圧延ロールによっても達成
される。

上記の課題はまた、中間材が線状をなしており。

該線状中間材が中実円柱又は厚肉円筒金属部材の胴部外
周に螺旋状に巻回されている請求項１もしくは４に記載
の圧延ロールによっても達成される。

上記の課題はまた。中実円柱又は厚肉円筒金属部材の胴
部外周に螺旋状に溝が形成されており、該溝に沿って線
状中間材が巻回されている請求項６に記載の圧延ロール
によっても達成される。

上記の課題はまた、中間材が圧延ロールの軸方向に複数
個に分割されている請求項５に記載の圧延ロールによっ
ても達成される。

上記の課題はまた、中間材が圧延ロールの周方向に複数
個に分割されている請求項８に記載の圧延ロールによっ
ても達成される。

上記の課題はまた、中間材と円筒状部材の内周面と中実
円柱又は厚肉円筒金属部材の創部外周面でかこまれた空
間に有機材料が充填されている請求項５乃至９のいずれ
かの項に記載の圧延ロールによっても達成される。

上記の課題はまた、軸部と胴部を有する中実円柱又は厚
肉円筒金属部材の胴部外周に前記金属部材と異なる材料
組成の円筒状部材を嵌合して圧延ロールを形成する圧延
ロールの製造法において、前記金属部材の胴部外周に弾
塑性体からなる中間材を装着したのち、前記円筒状部材
を前記金属部材に嵌合するとともに、該嵌合により生じ
る半径方向の接触面圧を少なくとも前記中間材と前記円
筒状部材との間の周方向相対移動を抑止する大きさとす
ることによっても達成される。

上記の課題はまた。中間材の金属部材胴部外周への装着
に先立って、該中間材の円筒状部材と接する面及びまた
は中実円柱又は厚肉円筒金属部材と接する面に凹凸を形
成する請求項１］に記載の圧延ロールの製造法によって
も達成される。

上記の課題はまた、凹凸が、エンボスロールによる圧延
加工、ローレット加工、またはショットピーニング加工
により形成される請求項１２に記載の圧延ロールの製造
法によっても達成される。

上記の課題はまた、少なくとも一対の圧延ロールと、該
一対の圧延ロールを圧下する圧下装置と、前記圧延ロー
ルを支持するハウジングとを含んでなる圧延機において
、前記圧延ロールを請求項１乃至１０のいずれかの項に
記載の圧延ロールとすることによっても達成される。

上記の課題はまた、少なくとも金属を溶解する溶解炉と
、該溶解炉で溶解された金属を溶融状態に保持する保持
炉と、溶融された金属を鋳造する鋳造機と、該鋳造機で
鋳造された鋳片を圧延する圧延機と、該圧延機で圧延さ
れた材料を捲きとる巻取機とを含んでなる連続鋳造圧延
設備において。

前記圧延機に使用される少なくとも１対のロールを請求
項１乃至１０のいずれかの項に記載の圧延ロールとする
ことによっても達成される。

上記の課題はまた、組成の異なる少なくとも二つの部材
の一方が他方の外周に嵌合してなる複合部材において１
両部材の間に、該両部材の破壊強度以下の応力で塑性変
形する中間材を介在させることによっても達成される。

上記の課題はまた、他方の外周に嵌合する部材が、セラ
ミックスまたは超硬合金である請求項〕６に記載の複合
部材によっても達成される。

上記の課題はまた、組成の異なる少なくとも二つの部材
の一方を他方の外周部に嵌合させて複合部材を形成する
複合部材の製造法において、前記外周部に、該外周部に
嵌合する部材の破壊強度以下の応力で塑性変形する中間
材を装着し１次いで該外周部への一方の部材の嵌合を行
う複合部月の製造法によっても達成される。

上記の課題はまた、組成の異なる少なくとも二つの部材
の一方を他方の外周部に嵌合させて複合部材を形成する
複合部材の製造法において、前記外周部に、該外周部に
嵌合する部材の破壊強度以下の応力で塑性変形する金属
板または金属線を巻回し、次いで該外周部への一方の部
材の嵌合を行うことによっても達成される。

〔作用〕

中間材が、中実円柱又は厚肉円筒金属部材（以下、アー
バーという）の胴部外周に装着された状態で、円筒状部
材の内周が、前記中間材の外周に嵌合される。この嵌合
により、円筒状部材（以下スリーブという）の内周面と
中間材の間に接触面圧が生ずる。

今、スリーブに内圧Ｐが作用する場合を考えると、スリ
ーブに発生する応力の最大値σｗａｘは、で表わされる
。但し、γ１はスリーブの内半径、γ２はスリーブの外
半径である。上式でσｗａｘがスリーブの破壊強度以上
であれば割れが発生することになる。しかし、上式は均
一な内圧Ｐが作用する場合である。嵌め合い構造では、
スリーブ内面とアーバー外面（中間材がない場合）が接
触することにより、内圧が発生するので、接触面の凹凸
や形状、寸法の不均一があれば、必ずしも前記（１）式
が成立せず、スリーブがセラミックスや超硬合金の如く
変形能に乏しい材料の場合、締め代（アーバー外径とス
リーブ内径の寸法差）が少くても割れる場合がある。

本発明では塑性変形しやすい金属製の中間材をスリーブ
とアーバーの間に介在させ、この中間材を塑性変形させ
ることによって局部的な寸法の不均一を吸収し、スリー
ブに発生する局部的な過大応力を低減させている。

スリーブとアーバー間の寸法差（締め代、直径表示）を
δとすれば、スリーブに発生する応力の最大値σｍａｘ
は、次式で表わせる。

Ｅｓはスリーブの弾性係数、Ｅ＾はアーバーの弾性係数
、νＳはスリーブのポアソン比、Ｖ＾はアーバーのポア
ソン比である。

σｌｌ１ａｘがスリーブの破壊強度以下であり、かつ、
スリーブに加わる稼動トルクに対してスリーブとアーバ
ー間にすへり（周方向相対移動）が生じない締結力が得
られる接触面圧が嵌合後に得られればよい。

アーバーとスリーブ間に介在する中間材は、接触面圧が
大きいとき締め代δを小さくする方向に塑性変形するの
で、スリーブに生ずる応力が、スリーブの破壊強度にま
で上昇するのが抑止される。

また、塑性変形後の中間材は、その弾性及びアーバー、
スリーブの弾性により、スリーブと中間材（すなわち中
間材が装着されているアーバー）の間の接触面圧を、両
者間に周方向のすべりが生じない範囲に保持する。

〔実施例〕

中間材の選定に当っての第１条件は、スリーブの破壊応
力以下で塑性変形し、スリーブに所定の応力以上の応力
が作用しないようにすることである。そのための理想的
な材料としては完全弾塑性体であれば良いが、工業的に
そのような材料は得難い。第２の条件としては弾性係数
がスリーブの割れ及び軸心からの変位を防止する範囲で
適切な範囲の材料を選ぶ必要がある。スリーブの割れを
防止するためには一般的には弾性係数が小さく、変形し
やすい材料が良く、セラミックス製のスリーブと鋼製ア
ーバーの嵌合に際して１弾性係数の異なる種々の中間材
を用いて実験をした結果、スリーブの割れを防止するた
めには弾性係数が１７０ＧＰａ以下、望ましくは１５０
ＧＰａ以下であり、圧延時の半径方向圧延荷重を模擬し
た実験で軸心の許容変位の限界から弾性係数は３０ＧＰ
ａ以上、望ましくは６０ＧＰａ以上が必要であることが
わかった。

縦弾性係数が３００Ｐａより小さくなると、スリーブに
作用する面圧が小さくなり、スリーブタランプトルクが
小さくて圧延トルクに耐えられず、スリーブが圧延中に
円周方向に廻りだす。また縦弾性係数が小さいと、スリ
ーブが圧延中に半径方向に変位し、圧延製品の板厚精度
が低下する６縦弾性係数が１７００Ｐａよりも大きくな
ると、組立後のスリーブに作用するフープテンションが
大きくなり、スリーブの割れの原因となる。また、割れ
を防止し、しかもすベリを防止するのに適切な作業範囲
が狭くなるため高精度の加工が必要となり、コストアッ
プの原因となる。

更に、中間材の特性として、所定の応力（スリーブ破壊
の限界応力）まで弾性変形し、それ以上の応力で塑性変
形するものが望ましいが、−船釣には弾性係数の大きい
材料は降伏強度が小さく。

所定の応力以下で塑性変形するため、十分な拘束力が得
られない。そこで、これらの材料上の欠点を除くために
、弾性係数の大きい材料の表面に凹凸をつけ、見掛は上
の弾性係数、即ち、実効縦弾性係数（Ｅｅｆｆ）を適正
値に保つことを考えた。

即ち、Ｅｅｆｆ＝Ｅ　（１−Ｖ）（ここにＥ：材料の弾
性係数、■：非接触面積率）で定義したＥｅｆｆを３０
〜１７００　Ｐ　ａとし、しかも所定の応力で塑性変形
をおこさせることが可能となった。

中間材を板状とした場合には、少なくとも板の片側にエ
ンボスロールによる圧延加工、ローレッド加工、または
ショットピーニング加工により矩形、正弦波、鋸歯、縞
目、梨地状などの凹凸加工を行い、スリーブまたはアー
バーとの接触面積を小さくすることにより５実効弾性係
数を制御し、更に、塑性変形を容易にした。

また、中間材を板状とした場合に嵌合法として圧入法を
採用すると板幅が広い場合には板が座屈し、適切な嵌合
面を保つことが不可能となるので中間材を圧延ロールの
軸方向に分割し、銭金時に座屈応力以下の応力で作業が
なされるようにした。

更に、中間材の形状を線状とし、アーバーの胴部外周に
螺旋状に巻回してもよく、アーバーにあらかじめ螺旋状
の溝加工を施しておけば作業が容易となる。

また、スリーブとアーバー間のすべり抵抗を増し、中間
材の酸化を防止するために、中間材の空隙に有機材料を
充填してもよい。

以下、本発明を実施するに当って行った実験及び実施例
について述べる。

〔実験〕

中間材の設計に必要な接触面圧（ｐ）と変形量（δ／２
）の関係を実験により調べた。

実験に用いた中間材の材料は無酸素銅で試験片の寸法は
タイプ（Ａ）が厚さ２．０ｍの板の片側に幅１．０ｍ、
深さ１．０閣の鋸歯状溝を加工したもの、タイプ（Ｂ）
が厚さ３．０ｍの板の両側に幅１．０閣、深さ１．０■
の鋸歯状溝を加工したもので、材料の大きさはいずれも
２０Ｘ２０■の正方形状とした。

上記材料に対して、５０ＫＮのアムスラー式万能試験機
を用いて圧縮試験を行い、ＸＹレコーダにより荷重と変
位の関係を記録した。その結果を接触面圧（Ｐ）と変形
量δ／２の関係に変換し、第７図に示した。接触面圧は
スリーブの内周面に加わる半径方向の力をスリーブの内
周面全体について合計し、得られた値をスリーブの内周
面積で割ったものである。図において、線Ａは、材料タ
イプＡ、ＩＸＢは材料タイプＢのデータてあり、線Ｃは
スリーブが、アーバーに対してすへりを生しない下限の
接触面圧、線りは、スリーブが割れを生ずることのない
接触面圧の上限を示している。

つまり、線Ｃと線りの間の領域が、接触面圧の安全域で
ある。

第７図を用いて、夫々タイプＡの材料又はタイプＢの材
料を用いた場合の設計面圧に対する締め代δが得られる
。第７図は、無酸素銅に鋸歯状溝を切った場合のもので
あるが、種々の形状の溝を切った材料について同様な試
験を行い、第７図と同様の線図を作成しておくことによ
り、広範な設計仕様に対応できる。

〔実施例１〕 第１図及び第２図は、本発明に係る圧延ロールの構造の
概略図である。アーバー１にスリーブ２を嵌合するに際
してアーバー１とスリーブ２の接触面に中間材３を介在
させている。アーバー１としては、構造用合金鋼ＳＣＭ
４４５を用い、熱処理により表面硬さをビッカース硬さ
で３．５ＧＰａに調整した。スリーブ２としては、サイ
アロンセラミックスを用いた。サイアロンセラミックス
はＳ　ｉ　Ｇ−ＺＡ　Ｄ　ｚｏｚＮ６−Ｚなる化学式で
表わされ、Ｚは○から４．２の間で任意のものが可能で
あり、βサイアロンと呼ばれている。本実施例では２＝
０．５の組成になるサイアロン粉を用い、少量のバイン
ダーを添加したのち、メタノール中で湿式混練し、スプ
レートライ法により造粒した。次いで、冷間静水圧プレ
スを用いて外径２３０ｍｍ、内径１２０画、長さ２６０
１ｍに成形した。成形体を仮焼成した後に、本焼成によ
る寸法変化と仕上げ加工代を勘案し、旋盤加工を行った
。本焼成は１７５０℃とし、窒素雰囲気中で行った。更
に焼結体は、仕上げ加工により、外径１７５ｒａ、内径
１３０ｍｍ、長さ１９５ｍｍのスリーブとされた。中間
材３は、厚さ２ｍｍ、幅Ｓｏｗｎの無酸素銅とし、その
片側にエンボスロールを用いて深さ１ｍｍ、幅１ｍｌの
鋸歯状溝を圧延加工によりつけた６７〜バー１の胴部に
はあらかじめ中間材３が定置できるように円周方向に幅
５０ｍｍ、深さＩＩＩＩ＋＋の鉢巻状の溝を１０ｍ＋間
隔で３本加工した。中間材を短冊状にした理由としては
、本実施例では嵌合法としてスリーブをアーバーに圧入
する方式をとったので幅が広いと圧入時に軸力により中
間材が座屈し、所定の嵌合作業がなされないためである
。また、本実施例では、設計上、接触面圧Ｐの適正値が
２６〜４２ＭＰａであったので、タイプ（Ａ）の０．１
１４〜０．１６４となり、締め代δは０．３０Ｉとすれ
ば良い。従って、アーバーの溝底の直径を１２６．３ｍ
＋とした。組立てには、圧下刃２．５ＭＮの油圧プレス
を用い、スリーブに、中間材を装着したアーバー１を、
圧入法により圧入して圧延ロールを形成した。

本圧延ロールを２重圧延機に組込み、フープ状のステン
レス鋼５ＵＳ３０４の冷間圧延に用いた結果、ソリッド
ロールと変らない寸法精度の圧延が出来た。また、高速
度鋼ロールに比較して、ロール組替までの連続使用期間
は３倍以上に長くなり、また、スリーブの割れやずれも
なく、良好な結果が得られた。

〔実施例２〕 実施例１ては中間材として鋸歯状溝を有する板を使用し
て圧延ロールを構成したが、実施例２では板の代りに銅
線を使用して圧延ロールを形成した。すなわち、スリー
ブはサイアロン環で実施例１のものと同一仕様のものを
用いた。中間材としては、直径２Ｉの無酸素銅線を用い
た。適切な締め代を求めるためにアーバー外周に密に巻
線した際の接触面圧と変形量の関係を第７図と同様に求
めた。その結果、締め代δは０．２０ｍｍで適正である
ことがわかった。更に、実効弾性係数は６５ＧＰａであ
り、真の弾性係数の約２分の１となっていることがわか
った。アーバーとしては、実施例１と同様構造用合金鋼
ＳＣＭ４４５を用い胴部外径を１２８．２＋ｎ＋ｎとし
、胴部全面に２．８ｍのピッチで深さ１．４ｍの螺線状
９０°Ｖ溝を切り、溝に沿って前記の銅線を巻回した。

胴部以外の寸法は、実施例１と同じである。組立て法と
して冷し嵌め法を採用した。すなわち、アーバーに前記
銅線を巻回した後に、銅線の両端を固定し、アーバーを
液体窒素中に２時間浸漬した。嵌合する前に、スリーブ
の外表面接線方向にワイヤーストレインゲージを貼って
おき、冷し嵌めした後のスリーブに発生する最大応力を
測定した。測定された最大応力は１２７　Ｍ　Ｐ　ａで
あり、サイアロンセラミックスの破壊強度の約４分の１
でスリーブ破壊の危険性はないことがわかった。嵌合し
た後に、スリーブと銅線の空隙に一方からポンプ圧を利
用して液体状のシリコン樹脂を注入し、すべり抵抗の増
加を図った。

本ロールを実施例１のロールと組合せて実施例１と全く
同一条件で圧延した結果、スリーブの割れやずれもなく
、実施例１と同様に良好な結果が得られた。第６Ａ〜６
Ｅ図は溝形状の例である。

〔実施例３〕 本発明に係る方法で第３図に示す圧延ロールを製造し、
これを連続鋳造圧延設備に適用した。スリーブ２には実
施例１と同様にサイアロンセラミックスを用いた。スリ
ーブ２の寸法は外径２４０皿、内径１８０ｍ、幅９０ｍ
ｍであり、外表面には直径１０＋ｎｍの半円状溝を円周
方向に２本加工した。

スリーブ２は、内面を熱処理によりビッカース硬さ３．
５ＧＰａにしたフランジ付きの構造用鋼Ｓ　ＣＭ４４５
の厚肉円筒４に本発明の方法により嵌合された。中間材
３としては厚さ１．６ｍ、幅３５ｍｍのフープ状ステン
レス鋼板５ＵＳ４３０を用いた。中間材３をあらかじめ
厚肉円筒４に加工しておいたｌ１ｌｉＴ３５ＩＩＩ１１
、深さ０．５ａｎの溝の中にセットし、突合せ溶接を行
った。次いで中間材３の表面にローレット加工を行った
。あらかじめ、ローレット加工をしたステンレス鋼５ｔ
ＪＳ４３０の接触面圧と変形量の関係を調査しておき、
その結果から適正締め代は０．１６０１１１１とした。

嵌合に際しては、中間材３をつけた厚肉円筒４をドライ
アイスを入れたメタノール中に１時間浸漬して熱収縮さ
せた。これにスリーブ２を嵌合した。しかし、嵌め合い
時のギャップが十分でないために圧下刃２．５ＭＮの油
圧プレスにより約０．３ＭＮの荷重を与え、嵌合した。

嵌合した後に厚内円筒４と同一材質で作ったリング５を
ネジ６によりねじ止めした。ねしは、使用時のロール回
転により、慣性がスリーブ２を側面から押さえ付けるよ
うな方向に働くように加工した。

第４図は、前記の方法により製作した、スリーブ状圧延
ロールをテーパー１の軸端のテーパ一部に組立てた構造
の略図である。すなわち、第３図に示したスリーブ状圧
延ロールがテーパー１にテーパーリング８を該圧延ロー
ルの内周面とテーパー１の外周の間に介在させて油圧プ
レスにより圧入されている。テーパーリング８及びテー
パー１の形状は、その圧入によりスリーブに発生する最
大応力が約７　Ｍ　Ｐ　ａになるものとしてあり、スリ
ーブにこの応力が付加されてもスリーブの強度上、問題
とならない微小なものである。しかし、従来室われてい
たセラミックスリーブにテーパーリングが接するように
テーパーリングを圧入していた方法ではスリーブの割損
が生じていた。これは。

セラミックスに作用する応力が均一とならず局部的に過
大応力が発生したことによる。次にテーパーリング８を
圧入したのち、テーパーリング８の緩みを防止するため
にテーパー１の端部にあらかじめ切っである逆ねじ１０
に、ナツト９をしめつけ、テーパーリング８をテーパー
１の軸端テーパ一部に固定した。

本圧延ロールを連続鋳造圧延設備の仕上げ圧延機に組込
み、銅線の熱間圧延を行った結果、従来の高速度鋼ロー
ルが、約６時間の使用で組替が必要であったのに対して
、本発明のロールは３６時間の連続使用が可能であり、
組替頻度が大幅に減り、生産性が向上した。また、スリ
ーブの割れやずれもなく、良好な結果が得られた。

〔実施例４〕 スリーブ材としてＷＣ−Ｓ％ＣＯの超硬合金を用い、本
発明の方法により前記材料からなるスリーブを中間材を
介してテーパーに嵌合し、圧延ロールを製作した。スリ
ーブの寸法は、外径１５０ｍ、内径１０５ｍｍ、長さ１
２０ｏｎであり、スリブとテーパーの間に介在させる中
間材として厚さ３ｍのアルミ合金Ａ　２０１．７　Ｐを
用いた。該合金板の両面には、あらかしめエンボスロー
ルによる圧延で鋸歯状の凹凸加工を行った。

上記の凹凸加工を行ったアルミ合金板し３ついて、あら
かじめ第７図に示されたデータを得るのに用いたのと同
一手法を用いて、締め代δを決めるための設計データを
得ておき、本例においては適正締め代として０．４２ｍ
ｍを選んだ。中間材は、ア−／＜−の胴部の全面に当る
ようにし、スリーブは、圧下刃２．５ＭＮの油圧プレス
により圧入された。

本ロールを用いて幅８０ｍｍの銅箔を圧延した結果、ス
リーブ割れ、ずれ、偏心などは認められず、高精度圧延
に適した圧延ロールであることが確認できた。

本発明は、上述の実施例に限らず、各種のパイプ、シリ
ンダ、回転部品等に対しても適用可能である。

前記各実施例によれば、耐摩耗性に優れたセラミックス
や超硬合金製のスリーブを鋼製のアーバーに割れやずれ
の危険性を伴わず高信頼性装着が可能である。また、中
間材は形状を変えることにより実効弾性係数を任意に変
えることが可能なので、スリーブの材質や使用条件に応
じて適正な中間材とすることが出来る。更に、セラミッ
クスや超硬合金は鋼に比較して高価であるが、前記実施
例の如く、被圧延機に直接接触する圧延ロールの胴部表
面のみにセラミックスや超硬合金を用いれば良いので経
済性に優れている。また、前記実施例の圧延ロールを使
用すれば、連続運転による生産性の向上や不良の低減効
果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、中実円柱又は厚肉円筒金属部材に、弾
塑性金属からなる中間材を介して円筒状部材が嵌合され
るので、該円筒状部材に割れが発生したりすべりが生じ
たりする恐れなしに、円筒状部材の材質を選定すること
が可能となり、セラミックスや超硬合金を圧延ロールに
使用する場合の信頼性が向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の部分破砕断面図、第２図は第
１図のｎ−ｎ線矢視断面図、第３図は本発明の実施例で
ある線材圧延ロールの部分破砕断面図、第４図は第３図
に示す線材圧延ロールの組立て構造を示す部分破砕断面
図、第５Ａ図、第５Ｂ図は中間材の形状の例を示す斜視
図、第６Ａ〜６Ｅ図は中間材の溝形状の例を示す断面図
、第７図は中間材の接触面圧と変形量の関係を示すグラ
フ、第８図は非接触面積率を示す断面図である。 １・・・アーバー、２・・・スリーブ、３・・・中間材
、４・・・フランジ付厚肉円筒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、軸部と胴部を有する中実円柱又は厚肉円筒金属部材
   の胴部外周に前記金属部材と異なる材料組成の円筒状部
   材が嵌合されてなる圧延ロールにおいて、前記部材間に
   弾塑性体からなる中間材が介在していることと、該中間
   材と前記円筒状部材との間に生じている半径方向の接触
   面圧は少なくとも前記中間材と前記円筒状部材との間の
   周方向相対移動を抑止する大きさであることと、前記中
   間材は前記円筒状部材の接線方向に作用する応力が該円
   筒状部材の破壊強度以下になるような接触面圧で塑性変
   形する金属であることとを特徴とする圧延ロール。 ２、円筒状部材がセラミックスであることを特徴とする
   請求項１に記載の圧延ロール。 ３、円筒状部材が超硬合金であることを特徴とする請求
   項１に記載の圧延ロール。 ４、中間材の縦弾性係数をＥ、非接触面積率をＶとして
   表わした中間材の実効縦弾性係数Ｅ＿ｅ＿ｆ＿ｆ＝Ｅ（
   １−Ｖ）が３０〜１７０ＧＰａであることを特徴とする
   請求項２もしくは３に記載の圧延ロール。 ５、中間材が板状をなしており、該板状中間材の円筒状
   部材と接する面及びまたは中実円柱又は厚肉円筒金属部
   材と接する面に凹凸が形成されていることを特徴とする
   請求項１もしくは４に記載の圧延ロール。 ６、中間材が線状をなしており、該線状中間材が中実円
   柱又は厚肉円筒金属部材の胴部外周に螺旋状に巻回され
   ていることを特徴とする請求項１もしくは４に記載の圧
   延ロール。 ７、中実円柱又は厚肉円筒金属部材の胴部外周に螺旋状
   に溝が形成されており、該溝に沿って線状中間材が巻回
   されていることを特徴とする請求項６に記載の圧延ロー
   ル。 ８、中間材が圧延ロールの軸方向に複数個に分割されて
   いることを特徴とする請求項５に記載の圧延ロール。 ９、中間材が圧延ロールの周方向に複数個に分割されて
   いることを特徴とする請求項８に記載の圧延ロール。 １０、中間材と円筒状部材の内周面と中実円柱又は厚肉
   円筒金属部材の胴部外周面でかこまれた空間に有機材料
   が充填されていることを特徴とする請求項５乃至９のい
   ずれかの項に記載の圧延ロール。 １１、軸部と胴部を有する中実円柱又は厚肉円筒金属部
   材の胴部外周に前記金属部材と異なる材料組成の円筒状
   部材を嵌合して圧延ロールを形成する圧延ロールの製造
   法において、前記金属部材の胴部外周に弾塑性体からな
   る中間材を装着したのち、前記円筒状部材を前記金属部
   材に嵌合するとともに、該嵌合により生じる半径方向の
   接触面圧を少なくとも前記中間材と前記円筒状部材との
   間の周方向相対移動を抑止する大きさとすることを特徴
   とする圧延ロールの製造法。 １２、中間材の金属部材胴部外周への装着に先立って、
   該中間材の円筒状部材と接する面及びまたは中実円柱又
   は厚肉円筒金属部材と接する面に凹凸が形成されている
   ことを特徴とする請求項１１に記載の圧延ロールの製造
   法。 １３、凹凸が、エンボスロールによる圧延加工、ローレ
   ット加工、またはショットピーニング加工により形成さ
   れることを特徴とする請求項１２に記載の圧延ロールの
   製造法。 １４、少なくとも一対の圧延ロールと、該一対の圧延ロ
   ールを圧下する圧下装置と、前記圧延ロールを支持する
   ハウジングとを含んでなる圧延機において、前記圧延ロ
   ールが請求項１乃至１０のいずれかの項に記載の圧延ロ
   ールであることを特徴とする圧延機。 １５、少なくとも金属を溶解する溶解炉と、該溶解炉で
   溶解された金属を溶融状態に保持する保持炉と、溶融さ
   れた金属を鋳造する鋳造機と、該鋳造機で鋳造された鋳
   片を圧延する圧延機と、該圧延機で圧延された材料を捲
   きとる巻取機とを含んでなる連続鋳造圧延設備において
   、前記圧延機に使用される少なくとも１対のロールが請
   求項１乃至１０のいずれかの項に記載の圧延ロールであ
   ることを特徴とする連続鋳造圧延設備。 １６、組成の異なる少なくとも二つの部材の一方が他方
   の外周に嵌合してなる複合部材において、両部材の間に
   、該両部材の破壊強度以下の応力で塑性変形する中間材
   が介在していることを特徴とする複合部材。 １７、他方の外周に嵌合する部材が、セラミックスまた
   は超硬合金であることを特徴とする請求項１６に記載の
   複合部材。 １８、組成の異なる少なくとも二つの部材の一方を他方
   の外周部に嵌合させて複合部材を形成する複合部材の製
   造法において、前記外周部に、該外周部に嵌合する部材
   の破壊強度以下の応力で塑性変形する中間材が装着され
   、次いで該外周部への一方の部材の嵌合が行われること
   を特徴とする複合部材の製造法。 １９、組成の異なる少なくとも二つの部材の一方を他方
   の外周部に嵌合させて複合部材を形成する複合部材の製
   造法において、前記外周部に、該外周部に嵌合する部材
   の破壊強度以下の応力で塑性変形する金属板または金属
   線が巻回され、次いで該外周部への一方の部材の嵌合が
   行われることを特徴とする複合部材の製造法。