(57)【要約】【課題】ロール装置において、ロール本体の内部空間におけるエア溜まりを可能な限り少なくし、ロール全面での確実な冷却を行う。【解決手段】内部が中空構造となっているロール本体３と、ロール本体３を回転自在に支持する軸受部９と、ロール本体３の内部に冷却液Ｗを供給する給液手段１３と、ロール本体３の内部の供給された冷却液Ｗを排出する排液手段１４とを有するロール装置１において、排液手段１４は、ロール本体３の内部１０から外部へ連通する排出通路２１を少なくとも１つ以上有し、排出通路２１の入口には、ロール本体３の内部１０に開口し且つロール本体３の内部１０において径外方向で最も外側に配備された排出口２０が備えられている。【選択図】図１
2008279493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が中空構造となっているロール本体と、該ロール本体を回転自在に支持する軸受部と、該ロール本体の内部に冷却液を供給する給液手段と、該ロール本体の内部の供給された冷却液を排出する排液手段とを有するロール装置において、
前記排液手段は、前記ロール本体の内部から外部へ連通する排出通路を１つ有し、該排出通路の入口には、前記ロール本体の内部に開口し且つロール本体の内部において径外方向で最も外側に配備された排出口が備えられていることを特徴とするロール装置。
【請求項２】
内部が中空構造となっているロール本体と、該ロール本体を回転自在に支持する軸受部と、該ロール本体の内部に冷却液を供給する給液手段と、該ロール本体の内部の供給された冷却液を排出する排液手段とを有するロール装置において、
前記排液手段は、前記ロール本体の内部から外部へ連通する排出通路を複数有し、各排出通路の入口には、前記ロール本体の内部に開口し且つロール本体の内部において径外方向で最も外側に配備された排出口が備えられていることを特徴とするロール装置。
【請求項３】
前記ロール本体は、内部が中空で且つ両側に外部開放となっている開放部を備えたロール筒体と、該ロール筒体部の開放部を閉塞する円板状の側壁体と、該側壁体からロール本体の回転軸心方向に突設され且つ前記軸受部で支持されるロール把持体と、を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載のロール装置。
【請求項４】
前記排液手段の排出口は、前記側壁体の周縁部であってロール筒体の内周壁に近接する位置、又は接する位置、又は入り込む位置に配備され、
前記側壁体には、前記排出口からロール把持体内を通って外部に連通する排出通路が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のロール装置。
【請求項５】
前記排液手段はロール本体の内部に突出した排出管を有し、
前記排出管の基端部は、ロール把持体内を通って外部に連通している排出通路に連結され、
前記排出管の先端部には、前記ロール筒体の内周壁に近接する位置、又は接する位置、又は入り込む位置に配備された前記排出口が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のロール装置。
【請求項６】
前記排液手段は、ロール本体の内部であって前記側壁体の近傍に設けられた隔壁体と、該隔壁体と側壁体との間に形成された隔壁室と、前記隔壁体の周縁部であってロール筒体の内周壁に近接する位置、又は接する位置、又は入り込む位置に配備され、且つ前記隔壁室に連通する排出口と、前記隔壁室からロール把持体内を通って外部に連通する排出通路と、を備えていることを特徴とする請求項３に記載のロール装置。
【請求項７】
前記排出口が複数存在する際には、前記複数の排出口の断面積の和が、前記給液手段に設けられた冷却液供給口の断面積より小さい又は同じに設定されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のロール装置。
【請求項８】
前記排出口が複数存在する際には、前記複数の排出口の流路抵抗の和が、前記給液手段に設けられた冷却液供給口の流路抵抗より大きい又は同じに設定されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のロール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間状態にある鋳片や圧延材を搬送する搬送ロールなどに好適なロール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、連続鋳造機におけるサポートロールや搬送ロールなど熱間状態の鋳片が接するロール本体、及びこのロール本体を備えたロール装置は、鋳片からの伝熱による熱変形、シール部や軸受等の焼損を防止するために冷却機構を備えるものとなっている。
例えば、特許文献１の図３（本明細書の図１０）のように、内部が中空構造となっているロール本体１０１であれば、一対のロール把持部１０２，１０３の中央に設けられた冷却水通路１０４を介してロール本体１０１の内部に冷却水Ｗを循環させることで、ロール本体１０１の冷却を行うようにしている。
【０００３】
また、特許文献２にはロール装置をより効果的に冷却する技術が開示されている。このロール装置は、内部にフランジ状の隔壁を備えた中空構造のロール本体と、ロール本体の一方の胴端部に取付けられ且つ冷却水の供給路を有した入側軸体と、入側軸体の入側に配置され冷却水を供給するロータリジョイントと、ロール本体の他の胴端部に取付けられ且つ排水路を有した出側軸体と、を備えている。
このロール本体においては、供給された冷却水は、ロータリジョイントを介して入側軸体内の供給路内に送水され、入側軸体側のフランジに設けられた貫通穴を介してロール本体の内部に送水されてロール筒体を冷却し、さらに、出側軸体のフランジの貫通穴を介して出側軸体の排水路へ流れ込むようになっている。
【特許文献１】特開平９−２７２９６０号公報（図３）
【特許文献２】特開２０００−２４６３２１号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されたロール本体１０１であると、構造上、ロール本体１０１の内部空間において、ロール本体中心の冷却水通路１０４よりも高位に位置する部分があるため、ロール本体１０１の内部空間の上部にエア溜まりを生じる。このエア溜まりは、排水側に圧力(背圧)を立てないオープン冷却系統の場合、冷却水通路１０４の内部側排出口１０５と内部空間での水面高さがほぼ一致し、内部側排出口１０５よりも高い場所でエア溜まりを生じる。排水側に背圧を立てることができるクローズ冷却系統の場合でも、背圧によりロール本体１０１の内部空間の残留エアが収縮するものの、エア溜まりを消すことは困難である。
【０００５】
エア溜まりは、ロール本体１０１の内部空間の上位側、つまり、高温となっている鋳片とロール本体１０１との接触線近傍で発生するため、かかる接触線ではロール内壁が高温状態となる。例えば、ロール本体１０１の回転が停止し鋳片が停滞している際には、ロール本体１０１と鋳片の接触線が固定され、ロール半径方向に熱勾配を生じて、鋳片接触線側の熱膨張が大きくなり、ロール本体１０１に曲がりが発生する。このロール曲がりは、鋳片搬送を再開した際に、大きな負荷変動を招き搬送トラブルの原因となる。ロール表面が高温になるため、ロール本体１０１の表面の高温酸化を促進しロール寿命が減少する可能性も否めない。
【０００６】
特許文献２に開示されたロール装置であっても同様の現象が起きる。すなわち、フランジの貫通穴と内部空間での水面高さがほぼ一致し、貫通穴よりも高い場所、すなわち高温となっている鋳片とロールとの接触部位近傍においてエア溜まりが生じる。特許文献２には、「オリフィスを配備してエア溜まりを無くす」との開示があるが、背圧を大きくしエア溜まりの体積を小さくはできても全く無くすことは困難である。
また、詳しくは述べないものの、サイホンエルボ、サイホンパイプをロール装置の内部に差し込み、そこから冷却水を供給するサイホン式ロール冷却という方式もあるが、サイホンエルボ、サイホンパイプは、ロールの内部空間へ挿入後に自重で下方に傾斜させる構造を備えているため、上向きに固定することができない。そのため、ロール内部の上部におけるエア溜まりを消滅できず、上述と同様な問題を招く。更には、ロールの回転に伴うロール表層部の加熱と急冷の繰り返しによって生じるヒートクラックが拡大し、そのヒートクラックがロール内部空間にまで伸展しロール内部の冷却水が噴出する事故につながることも否めない。
【０００７】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ロール本体の内部空間に冷却液を供給することで冷却を行う構造となっているロール装置において、ロール本体の内部空間におけるエア溜まりを可能な限り少なくし、ロール内部空間全域での確実な冷却を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
すなわち、本発明に係るロール装置は、内部が中空構造となっているロール本体と、該ロール本体を回転自在に支持する軸受部と、該ロール本体の内部に冷却液を供給する給液手段と、該ロール本体の内部の供給された冷却液を排出する排液手段とを有するものであって、前記排液手段は、前記ロール本体の内部から外部へ連通する排出通路を１つ有し、該排出通路の入口には、前記ロール本体の内部に開口し且つロール本体の内部において径外方向で最も外側に配備された排出口が備えられていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るロール装置は、内部が中空構造となっているロール本体と、該ロール本体を回転自在に支持する軸受部と、該ロール本体の内部に冷却液を供給する給液手段と、該ロール本体の内部の供給された冷却液を排出する排液手段とを有するものであって、前記排液手段は、前記ロール本体の内部から外部へ連通する排出通路を複数有し、各排出通路の入口には、前記ロール本体の内部に開口し且つロール本体の内部において径外方向で最も外側に配備された排出口が備えられていることを特徴とする。
これにより、給液手段によりロール本体の内部へ供給された冷却液は、ロール本体の内部において最も径外側に設けられた排出口と同じ位置まで達し、ロール本体の内部空間を冷却液がほぼ満たすようになる。したがって、内部空間におけるエア溜まりがほとんどなくなり、ロール全面での確実な冷却を行うことができる。
【００１０】
なお、前記ロール本体は、内部が中空で且つ両側に外部開放となっている開放部を備えたロール筒体と、該ロール筒体部の開放部を閉塞する円板状の側壁体と、該側壁体からロール本体の回転軸心方向に突設され且つ前記軸受部で支持されるロール把持体と、を有しているとよい。
この場合、前記排液手段の排出口は、前記側壁体の周縁部であってロール筒体の内周壁に近接する位置、又は接する位置、又は入り込む位置に配備され、前記側壁体には、前記排出口からロール把持体内を通って外部に連通する排出通路が設けられているとよい。
【００１１】
また好ましくは、前記排液手段はロール本体の内部に突出した排出管を有し、前記排出管の基端部は、ロール把持体内を通って外部に連通している排出通路に連結され、前記排出管の先端部には、前記ロール筒体の内周壁に近接する位置、又は接する位置、又は入り込む位置に配備された前記排出口が設けられているとよい。
前記排液手段は、ロール本体の内部であって前記側壁体の近傍に設けられた隔壁体と、該隔壁体と側壁体との間に形成された隔壁室と、前記隔壁体の周縁部であってロール筒体の内周壁に近接する位置、又は接する位置、又は入り込む位置に配備され、且つ前記隔壁室に連通する排出口と、前記隔壁室からロール把持体内を通って外部に連通する排出通路と、を備えているとよい。
【００１２】
なお、前記排出口が複数存在する際には、前記複数の排出口の断面積の和が、前記給液手段に設けられた冷却液供給口の断面積より小さい又は同じに設定されている構成とすることは、非常に好ましい。
前記排出口が複数存在する際には、前記複数の排出口の流路抵抗の和が、前記給液手段に設けられた冷却液供給口の流路抵抗より大きい又は同じに設定されているとよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るロール装置によれば、エア溜まりが可能な限り少ない状態でロール本体の内部空間に冷却液を充満させ、ロール本体全面の確実な冷却を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係るロール装置の最良の形態を図面を参照しつつ説明する。
ロール装置１は、例えば、連続鋳造機の鋳片搬送装置に採用可能なものであって、高温となっている鋳片２を当該ロール装置１で支持しつつ下流側へ搬送するものである。しかしながら、本発明に係るロール装置１の適用範囲は、これに限定はされない。
［第１実施形態］
図１は、ロール装置１の全体断面図である。
この図に示すように、ロール装置１は、鋳片２を支持可能なように回転自在となっているロール本体３を有している。このロール本体３は内部が中空構造となっている。
【００１５】
ロール本体３は、円筒状であって両側に外部開放となっている開放部を備えたロール筒体４を有している。このロール筒体４の外周面で鋳片２を支持している。ロール筒体４の両側の開放部は円板状の側壁体５により閉塞されていて、それぞれの側壁体５の中央部からロール本体３の回転軸心方向に沿ってロール把持体６，７が延設されている。側壁体５は、ロール筒体４の両側に当該ロール筒体４の内周壁４０より径大な周状に形成された段差部４１に嵌り込んでいる。
ロール把持体６，７は基台１１上に設けられた左右一対の軸受箱８により支持されている。詳しくは、軸受箱８内に設けられたベアリング等の軸受部９により回転軸心周りに回転自在に保持されている。
【００１６】
ロール装置１には、ロール本体３の内部空間１０（以降、単に、ロール内部１０と呼ぶこともある）に冷却水Ｗを供給し、ロール本体３を内側から冷却する冷却手段１２が備えられている。冷却手段１２は、ロール内部１０に冷却水Ｗを供給する給水手段１３（給液手段）と、ロール内部１０へ供給された冷却水Ｗを排出する排水手段１４（排液手段）とを備えている。なお、本実施形態では、ロール内部１０に供給する冷却液として冷却水Ｗを採用しているが、冷却油などの他の冷却媒体を用いても何ら問題はない。
給水手段１３は、ロール内部１０に冷却水Ｗを供給する給水パイプ１５を有している。この給水パイプ１５はロール筒体４よりやや短い長さを有するものとなっている。
【００１７】
一方、ロール本体３の一方側のロール把持体６（図１の右側のロール把持体であって、以降、第１ロール把持体６と呼ぶこともある）には、その回転軸心と同軸上に外部からロール内部１０に貫通するように第１貫通孔１６が形成されている。他方側のロール把持体７（図１の左側のロール把持体であって、以降、第２ロール把持体７と呼ぶこともある）には、その回転軸心と同軸上にロール内部１０から外部に向けて外部へは貫通しない第２貫通孔１７が形成されている。
前述した給水パイプ１５は、ロール本体３の回転軸心に一致し且つ第１貫通孔１６及び第２貫通孔１７に遊嵌状態で差し込まれ、その先端部が第２貫通孔１７の終端に近接する状態となっている。この状態を維持可能なように給水パイプ１５の基端部は、第１ロール把持体６に固定されるものとなっている。
【００１８】
給水パイプ１５の基端部であって第１ロール把持体６より外部に突出した部分には、ロータリジョイント１８が取り付けられている。本実施形態のロータリジョイント１８は複式タイプであって２系統の流れが流通可能であり、給水パイプ１５の基端部がロータリジョイント１８の第１開口部１９につながっており、第１系統の流れが給水パイプ１５内に供給されるようになっている。
一方、排水手段１４は、ロール本体３の内部から外部へ連通する排出通路２１を少なくとも１つ以上有し、排出通路２１の入口には、ロール本体３の内部１０に開口し且つロール本体３の内部１０において径外方向で最も外側に配備された排出口２０が備えられている。
【００１９】
本実施形態の場合、排出口２０は、側壁体５の周縁部であってロール筒体４の内周壁４０に接する位置に配備されている。さらに、排水手段１４として、側壁体５には、排出口２０から延びると共に第１ロール把持体６の第１貫通孔１６に連通する排出通孔２２が設けられている。
詳しくは、排出口２０は側壁体５のロール内部１０に面する側に形成されていて、内周壁４０面と排出口２０の周縁面とが面一となるようになっている。排出口２０の断面形状は円形である。
【００２０】
この排出口２０から側壁体５の軸心方向の向きに排出通孔２２が形成されている。さらに、排出通孔２２は、側壁体５の軸心方向の中途部において９０度方向を変え、側壁体５の径方向に沿って側壁体５中央部へ向きを変えるように形成され、第１貫通孔１６と給水パイプ１５の外周面との間に形成された空間に連通している。この空間すなわち排出通孔２２の連通する先は、ロータリジョイント１８の第２開口部２３（第２系統）となっている。排出通孔２２と第１貫通孔１６により、ロール内部１０の冷却水Ｗを外部へ導出する排出通路２１が構成されている。
【００２１】
なお、ロータリジョイント１８には、接続されている給水パイプ１５がロール本体３と共に回転することを許容する形式や給水パイプ１５が回転することを規制する形式があるが、いずれの形式においても、冷却水Ｗの第１系統及び第２系統の流れを妨げるものとはなっていない。
第１貫通孔１６においてロール内部１０に開放している部分には、給水パイプ１５を取り巻くように止水部材２４が嵌着されている。これにより、第１貫通孔１６とロール内部１０とが連通しなくなり、冷却水Ｗは、必ず排出口２０を介して外部に排出されることとなる。
【００２２】
本実施形態の場合、給水手段１３と排水手段１４とは直接つながっておらず、排水手段１４においてオープン排出（ロータリジョイント１８の第２開口部２３で外部に排出）となっている。しかしながら、給水手段１３と排水手段１４とをポンプ等を介して繋ぎ、クローズ型（循環型）としてもよい。
次に、図２を用いて、ロール装置１の冷却方法すなわちロール本体３における冷却水Ｗの流れを説明する。なお、本発明が著しい作用効果を奏するのは、ロール回転直後であってロール本体３内へ冷却水Ｗを供給し始める初期状態においてである。
【００２３】
まず、ロール回転が始まると共に、ロータリジョイント１８の第１開口部１９へ冷却水Ｗを供給する。ロール本体３の回転に伴って、排出口２０は３６０度回転することとなるが、ロール１回転に付き一度は、図２（ａ）〜（ｃ）に示す排水孔の位置状態（排出口２０が最も上位）となる。
図２（ａ）の状態では、供給された冷却水Ｗは、ロータリジョイント１８内部を通って給水パイプ１５の基端部から先端部へ向けて流れてゆき、第２貫通孔１７を通ってロール内部１０へ溜まるようになる。その際、当初よりロール内部１０にあった空気（エア）は、ロール本体３内部の最も上方に位置する排出口２０を介して、排出通路２１を通って外部に排出される。
【００２４】
その後、図２（ｂ）に示すように、ロールの回転に伴って、給水手段１３によりロール内部１０に冷却水Ｗが順次供給され、ロール内部１０の最上位に位置する排出口２０からエアは外部に排出されることとなる。ゆえに、ロール内部１０の冷却水量は増加する。
ロール回転開始後の数回転で、図２（ｃ）に示すように、ロール内部１０の冷却水Ｗの水面は排出口２０に位置まで達し、ロール内部１０内ほぼ全てが冷却水Ｗで満たされるようになる。
なお、排出口２０がロール内部１０の上位に位置しないとき、言い換えるならば、冷却水Ｗ内に水没しているときには、エアの排出は行われない。しかしながら、ロール本体３は常に回転しているため、ロール１回転に付き一度は排出口２０が上位に位置し、確実なエア排出及びロール内部１０への冷却水Ｗの充填が行われる。
【００２５】
上述した如く、ロール本体３が数回転するうちに、ロール内部１０におけるエア溜まりがほとんどなくなると共にロール内部１０を冷却水Ｗが充満し、ロール本体３全体、特に鋳片２とロールとの接触線近傍での確実な冷却を行うことができるようになる。
［第２実施形態］
図３は、本発明にかかるロール装置の第２実施形態の全体断面図である。
この図に示すように、ロール装置１は、回転自在となっていて内部が中空構造となっているロール本体３を備えている点や、円板状の側壁体５、一対のロール把持体６，７を有する点、ロール把持体６，７が軸受箱８に支持されている点、給水手段１３や排水手段１４を備えている点は、第１実施形態と略同じであり、同一の符号を付すこととしている。
【００２６】
以下、第１実施形態と異なる点に関して述べる。
本実施形態の給水手段１３は、第１ロール把持体６に設けられた第１貫通孔１６からなる。第１貫通孔１６は、第１ロール把持体６の回転軸心と同軸上であって外部からロール内部１０に連通するように形成されている。第１貫通孔１６の基端は１系統型のロータリジョイント１８を介して外部に連通している。このロータリジョイント１８の開口部３０に冷却水Ｗを供給することでロール内部１０に冷却水Ｗを供給することができる。
一方、排水手段１４は、第２ロール把持体７に形成された第２貫通孔１７と、側壁体５の周縁部であってロール筒体４の内周壁４０にその周縁が接するように設けられた排出口２０と、この排出口２０に連通すると共に側壁体５内に埋設され且つ第２ロール把持体７内の第２貫通孔１７に連通する排出通孔２２とを備えている。
【００２７】
詳しくは、第２貫通孔１７は、第２ロール把持体７の回転軸心と同軸上に外部から穿孔されている。第２貫通孔１７は、第２ロール把持体７の中途部までしか形成されておらず、第２貫通孔１７の先端部はロール内部１０に連通しないもとのなっている。第２貫通孔１７の基端部は１系統型のロータリジョイント１８を介して外部に連通している。
第２ロール把持体７が設けられている側壁体５には、排出口２０が少なくとも１つ以上形成されている。排出口２０は、ロール本体３の内部へ向く面であって最も径外側に形成されており、ロール内部１０に開口している。排出口２０は円形であってその周縁面がロール本体３の内周壁４０の面と面一となっている。
【００２８】
この排出口２０から側壁体５の軸心方向（厚み方向）に沿って排出通孔２２が穿孔されている。排出通孔２２は側壁体５の軸心方向の中途部において９０度方向を変え、側壁体５の径方向に沿って側壁体５中央部へ向きを変えるように形成されており、第１ロール把持体６内を通って前述した第２貫通孔１７に連通している。排出通孔２２と第２貫通孔１７により、ロール内部１０の冷却水Ｗを外部へ導出する排出通路２１が構成されている。
本実施形態の場合も、給水手段１３と排水手段１４とは直接つながっておらず、排水手段１４でオープン排出となっている。しかしながら、クローズ型としてもよい。
【００２９】
次に、図３を用いて、ロール装置の冷却方法すなわちロール本体３における冷却水Ｗの流れを説明する。
まず、ロール本体３が回転し始めると共に、第１ロール把持体６（給水側）のロータリジョイント１８の開口部３０へ冷却水Ｗを供給する。供給された冷却水Ｗは、第１貫通孔１６を介してロール内部１０に溜まってゆき、冷却水Ｗの上部にあるエアは排出口２０→排出通孔２２→第２貫通孔１７→外部へと導出される。
ロール本体３の回転に伴って、排出口２０は３６０度回転することとなるが、ロール１回転に付き一度は、図２（ａ）〜（ｃ）と同様に排出口２０の位置が最も上位となり、第１実施形態と同様に、エアが外部に排出され且つロール内部１０に冷却水Ｗが充填されるようになる。最終的には、ロール内部１０におけるエア溜まりがほとんどなくなり冷却水Ｗで満たされ、ロール本体３の全面、特に鋳片２とロール本体３との接触線近傍での確実な冷却を行うことができるようになる。
【００３０】
このように、第２実施形態のロール装置１においても、ロール本体３が数回転するうちに、ロール内部１０におけるエア溜まりがほとんどなくなると共にロール内部１０を冷却水Ｗが充満し、ロール本体３全体、特に鋳片２とロールとの接触線近傍での確実な冷却を行うことができるようになる。
［第３実施形態］
図４は、本発明にかかるロール装置の第３実施形態の全体断面図である。
本実施形態は、排水手段１４の構成が第２実施形態と異なっているものの、他は略同様である。
【００３１】
本実施形態の排水手段１４は、ロール本体３の内部に突出した排出管３１を有し、その基端部は、第２ロール把持体７内を通って外部に連通している第２貫通孔１７に連通し、排出管３１の先端部には排出口２０が設けられ、排出口２０はロール筒体４の内周壁４０に近接する位置、又は接する位置に配備されている。
詳しくは、第２ロール把持体７に第２貫通孔１７が形成され、第２貫通孔１７は、第２ロール把持体７の回転軸心上に外部から穿孔されている。第２貫通孔１７の先端は排出管３１を介してロール内部１０に連通しており、基端は１系統型のロータリジョイント１８を介して外部に連通している。
【００３２】
排出管３１は断面円形のパイプ等で形成され、その中途部が略９０°に屈曲されている。排出管３１の一方側（先端部）には排出口２０が形成され、この排出口２０は上方を向きロール筒体４の内周壁４０にほぼ接し且つ対面する位置に配備されている。排出管３１の基端部は第２貫通孔１７に連通するように第２ロール把持体７自体に固定されている。すなわち、排出管３１と第２貫通孔１７により、ロール内部１０の冷却水Ｗを外部へ導出する排出通路２１が構成されている。
本実施形態におけるロール装置１の冷却方法すなわちロール本体３における冷却水Ｗの流れは、第２実施形態と略同様であり、供給された冷却水Ｗは、第１ロール把持体６の第１貫通孔１６を介してロール内部１０に溜まってゆき、冷却水Ｗの上部にあるエアは排出口２０→排出管３１→第２貫通孔１７→外部へと導出される。また、奏する作用効果も第２実施形態と略同様であるため、説明を省略する。
［第４実施形態］
図５は、本発明にかかるロール装置の第４実施形態の全体断面図である。
【００３３】
本実施形態は、排水手段１４の構成が第２実施形態と異なっているものの、他は略同様である。
本実施形態の排水手段１４は、ロール本体３の内部であって側壁体５の近傍に設けられた隔壁体３２と、隔壁体３２と側壁体５との間に形成された隔壁室３３と、隔壁体３２の周縁部であってロール筒体４の内周壁４０に接する位置に配備され且つ隔壁室３３に連通する排出口２０と、隔壁室３３から第２ロール把持体７内を通って外部に連通する排出通孔２２とを備えている。
【００３４】
詳しくは、第２ロール把持体７の基端部は、ロール内部１０へ張り出すように延設され延設部３４となっており、この延設部３４の縁端には、ロール筒体４の内周壁４０に嵌り込む円板状の隔壁体３２が、その中心とロール本体３の回転軸心とが一致するように取り付けられている。
隔壁体３２は、ロール内部１０を中央側の室と側方側の室（第２ロール把持体７側の部屋）とに分け、前記側方側の室を隔壁室３３としている。第２ロール把持体７に形成された第２貫通孔１７は、ロール内部１０側に非連通となっているが、延設部３４には径外方向を向く排出通孔２２が少なくとも１つ以上穿孔されている。この排出通孔２２により、第２貫通孔１７と隔壁室３３とが連通するものとなっている。
【００３５】
一方、隔壁体３２の最も径外方向側であって、ロール筒体４の内周壁４０に接する位置には、隔壁体３２をその厚み方向に貫通する排出口２０が形成されている。この排出口２０は、少なくとも１つ以上有ればよく、複数個形成されていても何ら問題はない。
隔壁室３３と排出通孔２２と第２貫通孔１７とにより、ロール内部１０の冷却水Ｗを外部へ導出する排出通路２１が構成されている。
次に、図５を用いて、ロール装置１の冷却方法すなわちロール本体３における冷却水Ｗの流れを説明する。
【００３６】
まず、ロール回転し始めると共に、第１ロール把持体６（給水側）のロータリジョイント１８の開口部３０へ冷却水Ｗを供給する。供給された冷却水Ｗは、第１貫通孔１６を介してロール内部１０に溜まってゆき、冷却水Ｗの上部にあるエアは隔壁体３２に形成された排出口２０→隔壁室３３→排出通孔２２→第２貫通孔１７→第２ロール把持体７のロータリジョイント１８→外部へと導出される。
ロール本体３の回転に伴って、排出口２０は３６０度回転することとなるが、ロール１回転に付き一度は、排出口２０が最も上位となり、第１又は第２実施形態と同様に、ロール回転に伴ってエアが排出され且つロール内部１０に冷却水Ｗが充填されるようになる。最終的には、ロール内部１０におけるエア溜まりがほとんどなくなり冷却水Ｗで満たされ、ロール本体３全面、特に鋳片２とロールとの接触線近傍での確実な冷却を行うことができるようになる。
［排出口の変形例］
図６〜図８は、排水手段１４の排出口２０の変形例を示している。
【００３７】
図６に示した排出口２０は、側壁体５のロール内部１０に面する側に形成されていて、その大きさ等は第１実施形態と略同一である。しかしながら、排出口２０が形成されている位置が、第１実施形態に比して側壁体５の径外方向でより外側となっていて、ロール筒体４の内周壁４０より入り込む位置（内周壁４０より径外方向の位置）となっている。そのため、かかる排出口２０から冷却水Ｗの排出をスムーズにすべく、ロール筒体４の内周壁４０であって排出口２０に対応する部位には凹状の切り欠き部３６が形成されている。
図７に示した排出口２０は、側壁体５の最も周縁部に形成されている。言い換えるならば、側壁体５の周縁部が径内方向に切り欠かれることで排出口２０が形成されたものとなっている。本変形例の場合も、排出口２０が形成されている位置が、ロール筒体４の内周壁４０より径外方向の位置にあるため、排出口２０から冷却水Ｗの排出をスムーズにすべく、ロール筒体４の内周壁４０であって排出口２０に対応する部位には凹状の切り欠き部３６が形成されている。
【００３８】
なお、図６，７において、排出口２０は、その全体が凹状の切り欠き部３６に入り込んでいるが、その一部が切り欠き部３６に入り込んでいる位置づけとされても何ら問題はない。
図８に示した排水手段１４は、第３実施形態の変形例である。この図に示す如く、ロール筒体４の最上部に位置する内周壁４０であって排出口２０に対応する部位には凹状の座ぐり部３７が形成されており、この座ぐり部３７内に排出管３１の先端部（排出口２０）が進入した状態で、排出管３１が配備されるものとなっている。
【００３９】
図６〜図８のいずれの変形例においても、排出口２０は、ロール筒体４の最上部に位置する内周壁４０内に進入した位置に配備されており、この位置にある排出口２０を通ってロール内部１０のエアが排出されることとなる。したがって、図６〜図８のいずれかの排水手段１４を備えたロール装置１は、ロール本体３が数回転するうちに、ロール内部１０におけるエア溜まりが全てなくなり冷却水Ｗで満たされ、ロール全面、特に鋳片２とロールとの接触線近傍での確実な冷却を行うことができる。
［排出口の断面積］
ところで、第１実施形態〜第４実施形態及び変形例で述べた排出口２０に関して、排出口２０が１孔である際には、その大きさ（断面積）に制限はないものの、２孔以上の複数個の場合、孔の大きさに制約条件があり、第１実施形態〜第４実施形態及び変形例では、その条件を満たすものとなっている。
【００４０】
図９は、排出口２０が満たすべき条件を説明するための図である。
例えば、「排出口２０が２穴、互いの位置が１８０°位相（ロール本体３の回転軸心位置を中心として互いに反対側）」の場合であって、図９の［Case1］のような際には、冷却水Ｗの水面下にある排出口２０Ｃの大きさが、冷却水供給口（冷却液供給口）の大きさより大きすぎると、冷却水Ｗの供給量より排出量が多いことになり、ロール内部１０の水位を上昇させることができず、エア排出ができない状況となる、ゆえに、エアを排出できる条件としては、排出口２０の断面積ＣA≦冷却水供給口の断面積ＡAを満たす必要がある。
【００４１】
なお、ここで言う冷却水供給口とは、第１実施形態における給水パイプ１５の先端の開口であり、第２実施形態〜第４実施形態における第１貫通孔１６に対応するものである。
同様に、図９の［Case2］のような場合、冷却水Ｗの水面下にある排出口２０Ｂが冷却水供給口の大きさより大きすぎるとエア容量を減少することができない。ゆえに、エアを排出できる条件としては、排出口２０の断面積ＢA≦冷却水供給口の断面積ＡAを満たす必要がある。
図９の［Case3］のような場合、排出口２０Ｂ，２０Ｃとが水没する。その場合、排出口２０Ｂと排出口２０Ｃとの断面積の総和が、冷却水供給口の断面積Ａより大きすぎると、ロール内部１０の水位を上昇させることができない。ゆえに、ロール内部１０の水位を上昇させる条件は、排出口２０の断面積ＣA＋排出口２０の断面積ＢA≦冷却水供給口の断面積ＡAである。
【００４２】
翻って、「排出口２０が２穴、互いの位置が９０°位相（ロール本体３の回転軸心位置を中心として直角の位置関係）」の場合であって、図９の［Case4］のような際には、冷却水Ｗの水面下にある排出口２０Ｃの大きさが冷却水供給口の大きさより大きすぎると、冷却水Ｗの供給量より排出量が多いことになり、ロール内部１０の水位を上昇させることができない状況となる。水位上昇の条件としては、排出口２０の断面積ＣA≦冷却水供給口の断面積ＡAを満たす必要がある。
図９の［Case5］のような場合、冷却水Ｗの水面下にある排出口２０Ｂが冷却水供給口の大きさより大きすぎるとエア容量を減少することができない。ゆえに、エアを排出できる条件としては、排出口２０の断面積ＢA≦冷却水供給口の断面積ＡAを満たす必要がある。
【００４３】
図９の［Case6］のような場合、［Case3］と同じ考えにより、排出口２０の断面積ＣA＋排出口２０の断面積ＢA≦冷却水供給口の断面積ＡAを満たす必要がある。
まとめるならば、排出口２０が２つの場合には、（排出口２０の断面積ＣA≦冷却水供給口の断面積ＡA）及び（排出口２０の断面積ＢA≦冷却水供給口の断面積ＡA）及び（排出口２０の断面積ＣA＋排出口２０の断面積ＢA≦冷却水供給口の断面積ＡA）であれば、ロール本体３の回転に伴い、エアを排出できる。（排出口２０の断面積ＣA≦冷却水供給口の断面積ＡA）及び（排出口２０の断面積ＢA≦冷却水供給口の断面積ＡA）は、（排出口２０の断面積ＣA＋排出口２０の断面積ＢA≦冷却水供給口の断面積ＡA）に包括されるので、（排出口２０の断面積ＣA＋排出口２０の断面積ＢA≦冷却水供給口の断面積ＡA）のみの条件が成立すればよい。換言するならば、排出口２０が複数存在する際には、複数の排出口２０の断面積の和が、給水手段１３に設けられた冷却水供給口の断面積より小さい又は同じになるように設定するとよい。
【００４４】
なお、上述の関係は、冷却水Ｗが完全流体（粘性なしの流体）の場合に成り立つものであるが、実際には、排出口２０、冷却水供給口に比較してロール内部１０の流路面積が大きいため、ロール内部１０での流速が非常に小さく、ロール内部１０による圧損は無視できるレベルであって、冷却水Ｗを完全流体と考えても実用上は何ら問題はない。なお、「排出口２０が複数存在する際には、複数の排出口２０の流路抵抗の和が、給水手段１３に設けられた冷却水供給口の流路抵抗より大きい又は同じに設定する」とすれば、冷却水Ｗの粘性等を考慮する必要がなくなる。
【００４５】
排出口２０が３つ以上である場合も同様に考えるとよい。
ところで、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
例えば、排出口２０の周縁は必ずしもロール筒体４の内周壁４０に接してなくてもよく、その近傍、例えば内周壁４０〜排出口２０の周縁までの距離が２ｍｍ〜１５ｍｍ程度の径内側の位置にあってもよく、又、「内周壁４０〜ロール本体３の回転中心」の距離の９８％〜９０％程度の径内側の位置にあってもよい。その場合であってもロール内部１０のエアはほとんど排出される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第１実施形態のロール装置の全体断面図である。
【図２】ロール本体を冷却水が満たしていく過程を示した図である。
【図３】第２実施形態のロール装置の全体断面図である。
【図４】第３実施形態のロール装置の全体断面図である。
【図５】第４実施形態のロール装置の全体断面図である。
【図６】排出口の変形例を示した図である。
【図７】排出口の変形例を示した図である。
【図８】排出口の変形例を示した図である。
【図９】排出口の断面積と排水状況との関係とを示した図である。
【図１０】従来例を示した図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    ロール装置
２    鋳片
３    ロール本体
４    ロール筒体
５    側壁体
６    第１ロール把持体
７    第２ロール把持体
８    軸受箱
９    軸受部
１０  ロール内部
１１  基台
１２  冷却手段
１３  給水手段
１４  排水手段
１５  給水パイプ
１６  第１貫通孔
１７  第２貫通孔
１８  ロータリジョイント
１９  第１開口部
２０  排出口
２１  排出通路
２２  排出通孔
２３  第２開口部
２４  止水部材
３０  開口部
３１  排出管
３２  隔壁体
３３  隔壁室
３４  延設部
３６  切り欠き部
３７  座ぐり部
４０  内周壁
４１  段差部
Ｗ    冷却水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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