(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管用半球型搬送ロールであって、半球状体の中心をとおり、背面に垂直な貫通孔を有するセラミックス部と、該セラミックス部の貫通孔の内周面全面を覆うスリーブ状の金具と、該セラミックス部の背面全面を覆うリング状の金具と、該セラミックス部へ回転を伝達可能に構成してなるロール軸とを具備し、前記スリーブ状の金具が前記セラミックス部の前面側から前記貫通孔へ挿入され、前記リング状の金具が前記セラミックス部の背面側に配置されて前記スリーブ状の金具とねじ結合され、かつ前記２種の金具は接着剤によって前記セラミックス部へ固着してなることを特徴とする耐摩耗性に優れた半球型鋼管用搬送ロール。
【請求項２】
前記ロール軸は、前記セラミックス部に接着剤によって固着したスリーブ状の金具を、締結手段で挟み込む構造とし、前記セラミックス部から取り外し可能としてなることを特徴とする請求項１に記載の耐摩耗性に優れた半球型鋼管用搬送ロール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐摩耗性に優れるというセラミックスの特性を生かし、かつ、鋼管進入時の衝撃によってセラミックスに破損が生じることを防止でき、従来ロールよりも使用寿命の長い鋼管用半球型搬送ロールに関する。
【背景技術】
【０００２】
所定の外・内径と長さをもつ鋼管は、外表面が球面の一部で形成された鋼管用半球型搬送ロールによって支持され、搬送される。このような鋼管用半球型搬送ロール１は、図４に示したように、鋼管Ｗの搬送方向に対し、ロール軸５を傾けて搬送方向複数個所に配置されている。
なお、図４は、超音波探傷装置８で探傷検査を行う検査ラインの配置図であり、中央部の探傷セクションには鋼管用半球型搬送ロール１が６対配置され、その入側および出側のセクションにも、鋼管用半球型搬送ロール１が複数対配置されている。
【０００３】
図４中、９は超音波探傷装置８の搬送通り芯を示す。
上記した検査ラインでは探傷検査を精度よく効率的に行うために、耐摩耗性に優れ、しかも使用寿命の長い搬送ロールが必要とされる。
つまり、鋼管用半球型搬送ロール１の摩耗が進行するほど、半径が小さくなり、搬送速度が低下する。また、鋼管用半球型搬送ロール１の摩耗が進行し、外表面の形状が崩れると超音波探傷装置８の搬送通り芯９と、管軸芯10とのずれが大きくなり、探傷精度が低下する。搬送速度低下、探傷精度悪化を防止するには、ロール交換を早期に行う必要があるが、これを行うと、ロール交換時間が増大し、生産性の低下につながる。このため、セラミックス製ロールのように耐摩耗性に優れた搬送ロールが必要とされる。
【０００４】
ここで、特許文献１には従来技術として、鋼管製造工程のクーリングベッド、矯正、管厚、および外径検査（非破壊検査）、管端切断などで、鋼管用半球型搬送ロールにセラミックス製ロールが使用されていたと記載されている。
また、弾性材料からなる層のうえに、金属またはセラミックスの溶射層を形成した金属管用搬送ロールも提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２―２４６６１４号公報
【特許文献２】実開平１―１２７６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１には、セラミックスの破損を防止する技術に関して言及がない。また、特許文献１には、使用寿命が６ヶ月程度である樹脂製の搬送ロールに関して記載され、耐摩耗性が不十分であるという、問題がある。
したがって、鋼管用半球型搬送ロールにセラミックス製ロールを用いた場合、摩耗が進行するよりも前に、鋼管進入時の衝撃によってセラミックスに破損が生じ、これに起因して使用寿命が短くなることが懸念される。
【０００７】
特許文献２記載の金属管用搬送ロールは、弾性材料からなる層のうえに、耐摩耗性に優れた溶射層を厚く形成するのは困難であり、使用寿命に問題がある。
本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、耐摩耗性に優れるというセラミックスの特性を生かし、かつ、鋼管進入時の衝撃によってセラミックスに破損が生じることを防止でき、従来ロールよりも使用寿命の長い鋼管用半球型搬送ロールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、鋭意検討し、以下の形状を有する２種の金具を、鋼管進入時の衝撃を受ける部材とすることで、上記した課題を解決できることを知見し、本発明をなした。
本発明は、以下のとおりである。
１．鋼管用半球型搬送ロールであって、半球状体の中心をとおり、背面に垂直な貫通孔を有するセラミックス部と、該セラミックス部の貫通孔の内周面全面を覆うスリーブ状の金具と、該セラミックス部の背面全面を覆うリング状の金具と、該セラミックス部へ回転を伝達可能に構成してなるロール軸とを具備し、前記スリーブ状の金具が前記セラミックス部の前面側から前記貫通孔へ挿入され、前記リング状の金具が前記セラミックス部の背面側に配置されて前記スリーブ状の金具とねじ結合され、かつ前記２種の金具は接着剤によって前記セラミックス部へ固着してなることを特徴とする耐摩耗性に優れた半球型鋼管用搬送ロール。
２．前記ロール軸は、前記セラミックス部に接着剤によって固着したスリーブ状の金具を、締結手段で挟み込む構造とし、前記セラミックス部から取り外し可能としてなることを特徴とする上記１．に記載の耐摩耗性に優れた半球型鋼管用搬送ロール。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、２種の金具を接着剤によってセラミックス部へ固着して鋼管進入時の衝撃を受ける部材としたから、耐摩耗性に優れるというセラミックスの特性を生かし、かつ、鋼管進入時の衝撃によってセラミックスに破損が生じることを防止でき、従来ロールよりも使用寿命の長い鋼管用半球型搬送ロールを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明例の鋼管用半球型搬送ロールの構造を示す断面図である。
【図２】図１の本発明例に用いた緩衝用金具の形状を示す背面図である。
【図３】本発明例と肉盛溶接ロールとの耐摩耗性を示す特性図である。
【図４】超音波探傷装置（ＵＳＴ）で鋼管の探傷検査を行う検査ラインの配置図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明例の鋼管用半球型搬送ロールについて図を用い、詳細に説明する。
図１は、本発明例の鋼管用半球型搬送ロール１の構造を示す断面図、図２は図１の本発明例に用いた２種の金具３，４の形状を示す背面図である。２種の金具３，４はそれぞれセラミックス部２へ接着剤によって固着されている。
この２種の金具のうち一方の、セラミックス部２の貫通孔の内周面全面を覆うことができるスリーブ状の金具３は、セラミックス部２の前面側（図１中の左側）からセラミックス部２の貫通孔へ挿入され、残るセラミックス部２の背面全面を覆うことができるリング状の金具４は、セラミックス部２の背面側に配置され、前面側から貫通孔へ挿入されたスリーブ状の金具３とねじ結合される。
【００１２】
前記したスリーブ状の金具３には、前面側および背面側の内周にそれぞれリング状の段差３ｂ、３ｃが形成され、また図１、２に示したように、キー溝３ａが設けられている。キー溝は、ロール軸５の先端部にも設けられている（図１中のキー溝５ｂ）。
ここで、セラミックス部２は、図１に示したように、外表面が球面の一部で形成されたもので、半球状体の中心Ｏをとおり、背面に垂直に貫通孔を穿孔することで得ることができる。たとえばセラミックスの一種であるＳｉ３Ｎ４からなる半球状体を用いることが好適であるが、本発明に用いるセラミックスは、Ｓｉ３Ｎ４に限定されない。
【００１３】
図１中、Ｒは半球状体の半径である。５はロール軸を示し、段差５ａより先端側はスリーブ状の金具の段差３ｂ、３ｃの間の内周に嵌合可能な径となっている。段差５ａより基端側（図中右側）は、スリーブ状金具の段差３ｃより背面側の内周に嵌合可能な径となっている。６は締結手段である締結ナットを示す。締結ナット６は、ロール軸５の先端部に設けた雄ねじと、ねじ結合する雌ねじを有する。７はキー溝３ａに挿入したキーを示す。
【００１４】
このように本発明例の半球型鋼管用搬送ロール１は、半球状体の中心Ｏをとおり、背面に垂直な貫通孔を有するセラミックス部２と、上記した２種の金具３，４と，セラミックス部２へ回転を伝達可能に構成してなるロール軸５とを具備し、２種の金具３，４を接着剤によってセラミックス部２へ固着したことを特徴とする。
本発明によれば、２種の金具３，４を接着剤によってセラミックス部２へ固着して、鋼管進入時の衝撃を受ける部材としたので、実施例で説明するように、耐摩耗性に優れるというセラミックスの特性を生かし、かつ、鋼管進入時の衝撃によってセラミックスに破損が生じることを防止できる。
【００１５】
ロール軸５は、セラミックス部２へ接着剤によって固着したスリーブ状の金具３を、締結ナット６で挟み込む構造としてなるのが好ましい。
この理由は、使用寿命まで使用したセラミックス部２の交換を行う際、締結ナット６を回して緩めることで、セラミックス部２をロール軸５から容易に取外せるからである。
ただし、使用寿命まで使用したセラミックス部２は、再利用が難しいので、ロール軸５から取外した後、使用したセラミックス部２をハンマーなどでたたいて破壊することで、セラミックス部２へ接着剤によって固着した２種の金具３，４の方だけを、再利用することになる。
【００１６】
そこで、半球型鋼管用搬送ロール１を組み立てる際、２種の金具３，４は固化することで、強固な接着力を示すエポキシ樹脂からなる接着剤を介してセラミックス部２へ固着するのが好ましい。
なお、図２に示した、リング状の金具４のボルト孔４ａは、半球型鋼管用搬送ロール１を組み立てる過程で、セラミックス部２の背面にリング状の金具４が接着剤によって固着するまでボルトで締め付けておくためのものである。
【実施例】
【００１７】
図１に示した半球型鋼管用搬送ロール１を、超音波探傷装置（ＵＳＴ）で継目無鋼管の探傷検査を行う検査ラインに組み込み、使用寿命を評価した。
その結果を、図３に示した。
ただし、セラミックス部２の寸法、スリーブ状の金具３とリング状の金具４の寸法、およびロール軸５の寸法は以下とした。
（１）セラミックス部２の寸法：半球状体の半径Ｒ＝１００ｍｍ、貫通孔の直径＝９５ｍｍ、有効軸方向長さＬ＝８０ｍｍ。（２）スリーブ状の金具３の寸法：全長＝９５ｍｍ、中央部の外径＝９５ｍｍ、中央部の内径＝５０ｍｍ。（３）リング状の金具４の寸法：外径＝２００ｍｍ、内径＝９５ｍｍ、厚み＝１０ｍｍ。（４）ロール軸５の直径＝７０ｍｍ、ロール軸５の雄ねじ外径＝５０ｍｍ。
【００１８】
なお、肉盛溶接ロールは、Ｃ含有量：0.45mass％の炭素鋼の基地に、Ｎｉ-ＷｘＣからなる肉盛溶接層を３ｍｍ形成したものである。
本発明例、肉盛溶接ロールともに、図４中の黒抜きで示した超音波探傷装置８の搬送方向上流側と下流側に配置して、使用日数と、Ｘ＝６９ｍｍの位置での磨耗量との関係を調査した。半球状体の背面からの距離Ｘ＝６９ｍｍの位置は、最も磨耗が進行する位置である。
【００１９】
図３に示した結果から、使用後９ヶ月経過した時点で、本発明例の方が、肉盛溶接ロールに比べて５倍という耐摩耗性を有し、しかも、鋼管進入時の衝撃によってセラミックスに生じやすい破損を防止できていることがわかる。
また、肉盛溶接ロールの場合、使用後１年を経過すると、肉盛溶接層３ｍｍが磨耗によって消滅し、磨耗量が急上昇するため、使用寿命≒１年である。
【００２０】
これに対して本発明例の場合には、使用後９ヶ月経過した時点での摩耗量が０．４ｍｍであるため、摩耗量が３ｍｍに達するまでの使用寿命を推定すると、使用寿命≒５年となり、従来ロールよりも寿命が長い。
【符号の説明】
【００２１】
Ｗ    鋼管
Ｏ    半球状体の中心
Ｒ    半球状体の半径
Ｌ    有効軸方向長さ
Ｘ    半球状体の背面からの距離
１    半球型鋼管用搬送ロール
２    セラミックス部
３、４  金具
３ａ  キー溝
３ｂ、３ｃ  段差
４ａ  ボルト孔
５    ロール軸
５ａ  段差
６    締結ナット（締結手段）
７    キー
８    超音波探傷装置
９    搬送通り芯
10    管軸芯
【図１】
0005712540.tif 000002
【図２】
0005712540.tif 000003
【図３】
0005712540.tif 000004
【図４】
0005712540.tif 000005