(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の内筒部材とセラミック製の外筒部材とからなり、前記内筒部材の端部の外周側に設けた複数の押圧手段が、シート状部材を介して前記外筒部材の端面を押圧することにより、前記内筒部材が外筒部材を保持していることを特徴とする搬送用ローラ。
【請求項２】
前記シート状部材が前記外筒部材の端面に沿ったリング状であることを特徴とする請求項１に記載の搬送用ローラ。
【請求項３】
前記シート状部材が金属からなることを特徴とする請求項１または２に記載の搬送用ローラ。
【請求項４】
前記シート状部材の表面の算術平均高さ（Ｒａ）が０．５〜５０μｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の搬送用ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間圧延ライン等において鋼板を搬送するために用いる搬送用ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、各種鉄鋼製品の材料となる鋼板や線材を製造する熱間圧延ラインに搬送用ローラが用いられてきた。この搬送用ローラは、1000℃以上の高温にまで加熱されて圧延された直後の鋼板や線材を、次の製品加工ラインや保管場所へ搬送するためのものである。
【０００３】
図５は、複数の搬送用ローラが用いられる熱間圧延ラインにおける、鋼板や鉄鋼線材等の次工程への搬送の様子を示す、運搬ラインの概略図である。
【０００４】
図５に示すように、熱間圧延ラインには複数の搬送用ローラ51が設置されており、熱間圧延直後の鉄鋼線材あるいは鋼板52は、搬送ローラ51上に載置され、不図示の回転駆動機構の回転駆動により回転軸53に取り付けられた搬送用ローラ51を回転させることによって、矢印方向の先にある次の製品加工ラインや保管場所へ搬送される。
【０００５】
この熱間圧延ラインで用いる搬送用ローラ51には金属製ローラが用いられてきたが、金属製ローラは鋼板52との摩擦により磨耗しやすく、また耐熱性に劣ることから、近年においては、高い耐磨耗性と耐熱性とを備えたセラミック製ローラが用いられている。
【０００６】
しかし、全体をセラミック製とした搬送用ローラ51は、磨耗に対する寿命という観点では望ましいが、高価であり、また複雑な形状や大型の搬送用ローラ51の製造は困難であった。
【０００７】
このため、搬送する鋼板と接触する部分をセラミック製とし、他の部分を金属製とした複合構造の搬送用ローラが用いられるようになっている。このような搬送用ローラとすれば、鋼板が接触する搬送用ローラの外周部のみをセラミック製としているため、コストを低減でき、また、複雑な形状や大型の搬送用ローラであっても、セラミック部材は単に円筒状とした構成とすれば、容易に製造可能となる。
【０００８】
しかしながら、高温の鋼板を搬送すれば、鋼板と接触するセラミック部材を通して金属部材に熱が伝わり、金属部材は膨張する。セラミック部材と金属部材との熱膨張差は一般的に非常に大きい（熱膨張率はセラミックス：２〜８×10−６／℃、金属：10〜20×10−６／℃）ことから、セラミック部材と金属部材との熱膨張差が原因で、セラミック部材が破損する、あるいはセラミック部材と金属部材との固定が緩んで空回りするという問題が生じていた。
【０００９】
この問題に対し、セラミック部材と金属部材とから構成された搬送用ローラとして、例えば特許文献１には、金属軸にセラミック製の円筒状ローラ部材を装着し、当該ローラ部材をその両端面より前記金属軸に固定された金属フランジにて挾持するとともに、前記金属フランジに配置されたピンの先端部分を前記ローラ部材の端面に設けられた固定穴に挿入することにより、前記ローラ部材を金属フランジに固定した複合構造セラミックローラであって、前記固定穴が、前記ローラ部材の径方向に伸びる長軸を有する長穴である複合構造セラミックローラが提案されている。このようなローラ構造であれば、セラミック製のローラ部材と金属フランジとの熱膨張差によるローラ部材の破損が生じることがなく、ローラ部材の空回りを防止して、金属軸の駆動力をローラ部材に確実に伝達することができるというものである。
【００１０】
また、特許文献２には、熱間圧延ラインにおいて鋼板を製造するのに用いるセラミック製ロールであって、１個または複数個のセラミック製スリーブを金属製軸材の外周に嵌着して構成され、金属製軸材の表面に、アルミニウム合金被覆層またはクロム合金被覆層を形成したセラミック製ロールが提案されている。そして、このセラミック製スリーブを、窒化珪素を主成分とする焼結体からなり、常温における熱伝導率が50Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であるものとすることにより、加熱と冷却との熱サイクルの繰り返しによってもセラミック製スリーブが破損することを防止できるというものである。
【特許文献１】特開2000−335727号公報
【特許文献２】特開2005−169462号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に提案されているセラミック製のローラ部材の構造では、セラミック製の円筒状ローラ部材の端面に設けられた複数の固定穴に、金属フランジに配置された複数のピンの先端部分を挿入することにより、ローラ部材の空回りを防止することが記載されているが、このような構造では、鋼板等の搬送物は重量物であるため、ピンに荷重が集中してしまい、ピンが荷重に耐えきれず破損するおそれがある。ピンが破損すると、ローラ部材が空回りして、摩擦により金属フランジのローラ部材との接触部が磨耗する。このため、ローラ部材の固定はますます緩み、ひどい場合には、ローラ部材が金属軸の中心線に対して垂直に固定されず傾いて固定された状態となり、ローラ部材の表面が搬送物に片当たりして、搬送物の表面に傷をつけるおそれがあった。
【００１２】
また、特許文献２に提案されている搬送用ローラの構造では、軸材に中空円筒体であるセラミック製スリーブを金属製スリーブと交互に嵌め、これを軸材の両端から弾性部材を介して金属製締結部材で挟着したものであり、セラミック製スリーブの端面を金属製スリーブの端面および金属締結部材の端面で固定するため、ピンで固定した場合と比較してピンに荷重が集中して破損する等の不具合がなく、セラミック製スリーブの円周方向への空回りは防止することができると考えられる。しかしながら、搬送物を搬送する場合のセラミック製スリーブと金属製スリーブおよび金属締結部材との軸方向への熱膨張を考慮していないために、搬送の繰り返しによる熱サイクルで金属締結部材が膨張収縮を繰り返すうち、固定が緩みセラミック製スリーブが空回りしてしまい、搬送する鋼板の表面に傷や凹凸が生じるおそれがある。
【００１３】
本発明は、上記課題を解決すべく案出されたものであり、セラミック部材と金属部材との固定が緩んで空回りすることなく高温の鋼板を搬送できる搬送用ローラ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】
【００１４】
本発明の搬送用ローラは、金属製の内筒部材とセラミック製の外筒部材とからなり、前記内筒部材の端部の外周側に設けた複数の押圧手段が、シート状部材を介して前記外筒部材の端面を押圧することにより、前記内筒部材が外筒部材を保持していることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の搬送用ローラは、上記構成において、前記シート状部材が前記外筒部材の端面に沿ったリング状であることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の搬送用ローラは、上記いずれかの構成において、前記シート状部材が金属からなることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の搬送用ローラは、上記いずれかの構成において、前記シート状部材の表面の算術平均高さ（Ｒａ）が0.5〜50μｍであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の搬送用ローラによれば、金属製の内筒部材とセラミック製の外筒部材とからなり、前記内筒部材の端部の外周側に設けた複数の押圧手段が、シート状部材を介して前記外筒部材の端面を押圧することにより、従来の構造よりも外筒部材の端面の押圧面積を増加させ、外筒部材の端面に対する摩擦力を高めて、外筒部材を安定して保持し回転させることができるとともに、熱サイクルを受けた場合にも押圧手段により軸方向の固定が緩まないため、外筒部材が空回りすることを防止することができる。また、外筒部材に異常な外力が加わって、そのまま回転させたのでは外筒部材または内筒部材が破損しかねない状態になったときには、シート状部材と外筒部材の端面との間で、あるいはシート状部材と押圧手段との間で過大な抵抗力に対しては滑るようにもできるため、そのような状態に対して、ピンが破損するような問題を起こすことなく、外筒部材または内筒部材が破損することを防止することもできる。
【００１９】
また、本発明の搬送用ローラによれば、前記シート状部材が前記外筒部材の端面に沿ったリング状であるときには、外筒部材の端面とシート状部材との接触面積を外筒部材の端面の全周にわたって確保してさらに増加させることができ、外筒部材の内筒部材へのより強固な固定を行なうことが可能となる。また、シート状部材がリング状であれば、搬送用ローラの組み立て時に、接着剤やテープ等の固定手段を用いなくても、押圧手段と外筒部材の端面との間にシート状部材を容易に配置することができる。
【００２０】
さらに、本発明の搬送用ローラによれば、前記シート状部材が金属からなるときには、押圧手段で前記シート状部材の数ヶ所に局所的に強い押圧力を加えた際にもシート状部材が破損することがなく、良好な外筒部材への押圧力の付与を長期間にわたって維持することができる。
【００２１】
また、本発明の搬送用ローラによれば、前記シート状部材の表面の算術平均高さ（Ｒａ）が0.5〜50μｍであるときには、シート状部材と外筒部材の端面との接触部における摩擦力を適度に増加させることができ、外筒部材の内筒部材への固定をより強固なものとすることが可能となる。また、回転に対する過大な抵抗力に対しては、外筒部材の端面または押圧手段との間で適度に滑らせることができ、外筒部材または内筒部材が破損することをより確実に防止することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の搬送用ローラの実施の形態の例について説明する。
【００２３】
図１は、本発明の搬送用ローラの実施の形態の一例を示す、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’線での断面図であり、（ｃ）は（ｂ）におけるＳ部の拡大図である。
【００２４】
本発明の搬送用ローラ１は、回転軸４の外周部に嵌合された金属製の内筒部材２と、内筒部材２の外周部に嵌合されたセラミック製の外筒部材３と、内筒部材２の一方端に形成されたフランジ部５と、内筒部材２の他方端に締結されたリング状フランジ部材６と、フランジ部５に設けられた、外筒部材３の軸方向の固定を行なうための押圧手段７と、押圧手段７と外筒部材３の一方の端面との間に配置されたシート状部材８とから構成されている。また、金属製の内筒部材２とセラミック製の外筒部材３との間には、高温の鋼板を搬送した際に鋼板と接触する外筒部材３を通して伝わる熱によって金属製の内筒部材２が膨張することを考慮した、隙間９が設けられている。
【００２５】
また、押圧手段７は、例えば図１（ｃ）に示すような、ボルト等からなる固定手段７ａと、皿ばねや板ばね等からなるばね部材７ｂと、凸部を有した可動部材７ｃとから構成されており、内筒部材２の端部の外周側であるフランジ部５に設けた、座繰り部を有する貫通穴内に配置されている。これにより、ボルト等からなる固定手段７ａを締め付けると、ばね部材７ｂにより押された可動部材７ｃが外筒部材３の端面方向に移動し、可動部材７ｃの先端部がシート状部材８を介して外筒部材３の端面を押圧して、内筒部材２への外筒部材３の軸方向の固定を行なう。
【００２６】
このように、本発明の搬送用ローラ１は、金属製の内筒部材２とセラミック製の外筒部材３とからなり、内筒部材２の端部の外周側に設けた複数の押圧手段７が、シート状部材８を介して外筒部材３の端面を押圧することにより、押圧手段７から付与される押圧力をシート状部材８の面全体に分散させて、広い範囲で外筒部材３の端面に伝達して外筒部材３を軸方向に固定しているので、外筒部材３の円周方向への空回りを防ぐことができる。
【００２７】
このシート状部材８を配置していなければ、外筒部材３を軸方向に固定するために押圧手段７によって大きな押圧力を付与すると、接触する押圧手段７の可動部材７ｃの先端部と外筒部材３の端面とのいずれか、もしくは両方に変形，亀裂や破損が生じやすくなるおそれがある。また、外筒部材３の円周方向の空回りや、押圧手段７の可動部材７ｃの先端部や外筒部材３の端面に局部的に掛かる押圧力による変形，亀裂や破損等の不具合の発生を防ぐには、複数の押圧手段７の押圧力を均一に揃えることが望ましいが、このシート状部材８を用いれば、押圧手段７の可動部材７ｃの先端部よりも広い範囲において押圧力を発揮させることができるので、押圧手段７の可動部材７ｃの先端部や外筒部材３の端面に局部的に掛かる押圧力による変形，亀裂や破損等の不具合の発生を抑制し、押圧力を均一にするための調整の困難さを緩和することができる。
【００２８】
また、シート状部材８は外筒部材３の端面や内筒部材２の端部の外周部に機械的に強固に固定されているものではないので、搬送対象物や異物等が外筒部材３に引っかかったりすること等によって外筒部材３に異常な外力が加わって、そのまま回転させたのでは外筒部材３または内筒部材２が破損しかねない状態になったときには、シート状部材８と外筒部材３の端面との間で、あるいはシート状部材８と押圧手段７の稼動部材７ｃの先端部との間で、外筒部材３による過大な抵抗力に対して滑らせるようにもできるため、そのような異常状態に対して、従来の搬送用ローラのようにピンが破損するような問題を起こすことなく、外筒部材３または内筒部材２が破損することを防止することもできる。
【００２９】
そして、シート状部材８は、その表面が押圧手段７の可動部材７ｃの先端の押圧面の面積よりも大きく、押圧面積が増加できる形状であればどのような形状でもよい。しかしながら、シート状部材８は、搬送用ローラ１の組み立て時に押圧手段７と外筒部材３との間に配置させる部材であることを考慮すると、その形状を内筒部材２のフランジ部５に沿ったリング状とするのがより好適である。
【００３０】
図２は、本発明の搬送用ローラにおけるシート状部材の実施の形態の一例を示す、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ’線での断面図である。
【００３１】
シート状部材８は、リング状以外の形状では、内筒部材２のフランジ部５に設けられた押圧手段７の数や位置や間隔に合わせて外筒部材３の端面にシート状部材８を接着剤やテープ等で貼り付けなければならず、組み立て工程が煩雑となる。これに対し、シート状部材８が図２に示すようにリング状であれば、押圧手段７の数や位置や間隔にとらわれることなく、内筒部材２のフランジ部５に設けられた押圧手段７と外筒部材３との間に配置させることができる。また、シート状部材８の厚さに関しては、内筒部材２のフランジ部５と外筒部材３との間に設けられる隙間９よりも小さく、かつ押圧手段７の可動部材７ｃの可動範囲よりも小さくする必要があり、押圧手段７からの押圧力によって変形や破損がなく、外筒部材３の端面へ押圧力を伝達できるように、ある程度の剛性を有する厚さとする必要があり、0.5〜５ｍｍとするのが好ましい。
【００３２】
さらに、シート状部材８の材質としては、金属，樹脂，セラミックス等様々な材質のものを適用可能であるが、押圧手段７の可動部材７ｃの先端部の押圧面から局部的な押圧力を受けても変形や破損等を生じることがなく、かつ受けた押圧力を外筒部材３の端面へ伝達できる剛性を有していなければならない。セラミックスを用いた場合には、剛性は有しているものの、厚みを厚くしなければ局部的な押圧力を受けて破損するおそれがある。樹脂を用いた場合には、押圧力を外筒部材３の端面へ伝達するための剛性が不足するため、より厚くしなければならない。そのため、0.5〜５ｍｍの厚みにおいてある程度の剛性を有しながら破損の可能性が低い、金属とすることが好ましい。より好ましくは、金属の中でも強度および硬度が高く、しかも高温で酸化による劣化の少ないステンレス鋼を用いるのがよい。
【００３３】
また、シート状部材８の表面は、押圧手段７の可動部材７ｃの先端部からの押圧力を外筒部材３の端面に伝達して外筒部材３の空回りをより確実に防止するために、表面の算術平均高さ（Ｒａ）が0.5〜50μｍであることが好ましい。これにより、シート状部材８と押圧手段７の可動部材７ｃの先端部および外筒部材３の端面との摩擦抵抗が増加して、それぞれの接触面で滑りを生じるおそれが少なくなり、空回りを防止することができる。これに対し、シート状部材８の表面の算術平均高さ（Ｒａ）が0.5μｍ未満の平滑性が良好なシート状部材８では、摩擦抵抗が低く、それぞれの接触面で滑って空回りを生じるおそれがある。また、50μｍを超える表面の算術平均高さ（Ｒａ）にしようとすると、摩擦抵抗が大きいものの、外筒部材３に異常が生じて過大な抵抗力が発生したときに、シート状部材８が適度に滑って外筒部材３あるいは内筒部材２の破損を防止することが困難となる傾向があり、またシート状部材８の加工コストが著しく高くなるために好ましくない。なお、押圧手段７の可動部材７ｃの先端部および外筒部材３の端面の表面粗さについても、シート状部材８と同様の表面の算術平均高さ（Ｒａ）の範囲とすれば、接触面での摩擦抵抗がより増加してそれぞれの接触面での滑りをさらに抑えて空回りを確実に防止することができ、内筒部材２が外筒部材３を強固に保持することができる。
【００３４】
ここで、本発明の搬送用ローラ１を構成する各部材について詳細を説明する。
【００３５】
図３は、本発明の搬送用ローラにおける外筒部材または内筒部材の実施の形態の一例を示す、（ａ）は外筒部材の正面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ’線での断面図であり、（ｃ）は内筒部材の正面図であり、（ｄ）は（ｃ）におけるＤ−Ｄ’線での断面図である。
【００３６】
外筒部材３は、高温の鋼板や鉄鋼を始めとする線材と直接接触するために、耐熱性に優れ、鋼板や線材との耐磨耗性に優れるセラミックスにより構成する。具体的には、アルミナ，炭化珪素，窒化珪素，ジルコニアを主成分とするセラミックスを用いるのがよい。特に、窒化珪素は、高強度であり、熱膨張係数も低く、繰り返し高温の鋼板等を搬送した場合にも亀裂や破損を生じることがなく、各種金属との耐磨耗性にも優れているために、窒化珪素を主成分とするセラミックスにより外筒部材３を構成すれば、従来よりも優れた耐久性を有する搬送用ローラ１とすることができる。
【００３７】
このように、材質をセラミックスとすることによって、応力が集中せず亀裂の発生や破損防止を図り、かつ加工しやすくして製造コスト低減を図るという点から、外筒部材３の形状は単純形状とすることが好ましく、図３（ｂ）に示すように、円筒の両端の内面に、内筒部材２のフランジ部５およびリング状フランジ部材６と嵌合可能な段差部21を設けた形状とするのがよい。
【００３８】
内筒部材２は、図３（ｃ）および（ｄ）に示すように、中心に回転軸４に嵌合するための穴部22が設けられた円筒状をしており、内筒部材２の一方の端部には、押圧手段７と締結するための２段の座繰り部が設けられた座繰り穴23が施されたフランジ部５が、内筒部材２の他方の端部には、リング状フランジ部材６を取り付けるための雄ねじ部24が設けられている。なお、座繰り穴23の内周には、後に押圧手段７の固定手段７ａと締結するための雌ねじ部が設けてある。また、内筒部材２の材質としては、とりたてて優れた耐磨耗性や耐熱性が要求される訳ではないので、一般的な炭素鋼やステンレス鋼等の金属を用いればよく、穴部22に嵌合させる回転軸４との熱膨張差による不具合が生じないように、回転軸４と同材質のものを使用するのがよい。より好適には、金属を組み合わせた熱膨張係数の値の低い各種合金を用いれば、セラミック製の外筒部材３との熱膨張差を低く抑えられて、外筒部材３の破損を防止することができる。
【００３９】
図４は、本発明の搬送用ローラにおけるリング状フランジ部材または押圧手段を構成する固定手段，ばね部材，可動部材の実施の形態の一例を示す、（ａ）はリング状フランジ部材の正面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＥ−Ｅ’線での断面図であり、（ｃ）の（ｉ）〜（iii）は押圧手段を構成する固定手段，ばね部材，可動部材の正面図およびＦ−Ｆ’線での断面図である。
【００４０】
リング状フランジ部材６は、図４（ａ）に示すように、外観形状がリング状をしており、その内周面には、図４（ｂ）に示すように、内筒部材２の端部に設けられた雄ねじ部24に締結する雌ねじ部26が設けられている。リング状フランジ部材６の材質としては、熱膨張差を考慮すると、内筒部材２と同材質で構成するのがよい。また、外筒部材３を軸方向に強固に固定できるように、リング状フランジ部材６の外径を内筒部材２のフランジ部５と同等の外径として、できるだけ外筒部材３との大きな接触面積を得ることが好ましい。
【００４１】
また、押圧手段７は、図４（ｃ）の（ｉ）に示す固定手段７ａ，（ii）に示すばね部材７ｂおよび（iii）に示す可動部材７ｃにより構成されている。固定手段７ａは、断面が凸形状であり、大径部の外周には内筒部材２の座繰り穴23の内周に設けられた雌ねじ部と締結して固定するための雄ねじ部27が設けられ、先端にばね部材押圧部28を有している。ばね部材７ｂは、座繰り穴23の軸方向に圧縮するばねであり、可動部材７ｃは、断面が凸形状であり、座繰り穴23に可動部材７ｃ，ばね部材７ｂを入れて、固定手段７ａを締結することにより、ばね部材押圧部28がばね部材７ｂの表面29と接触し、固定手段７ａを座繰り穴23へより深く締結させることで、ばね部材７ｂが座繰り穴23の軸方向と平行に圧縮されて可動部材７ｃを押圧することにより、シート状部材８を介して外筒部材３の端面を押圧する。押圧された可動部材７ｃは、その先端部30でもってシート状部材８を介して外筒部材３の端面を押圧するため、外筒部材３はリング状フランジ部材６との間で軸方向に固定されることとなる。また、これら押圧手段７の材質としては、固定手段７ａは内筒部材２と同様の金属を用いて作製するのがよく、ばね部材７ｂは炭素鋼，ばね鋼（ＳＵＰ），ステンレス鋼等を用いるのがよい。また、可動部材７ｃは、金属，セラミックスのどちらでもよいが、衝撃に対する粘り強さや、材料の価格や加工の容易さによる低コスト化を考慮すると、炭素鋼やステンレス鋼等の一般的な金属を用いて作製するのがよい。
【００４２】
さらに、押圧手段７は、内筒部材２のフランジ部５に複数配置されるのがよい。押圧手段７の設置が１ヶ所である場合には、シート状部材８を介しても、その１ヶ所に対応した局所的な外筒部材３の端面の一部を部分的に押圧するのみとなり、外筒部材３をその軸方向に強固に固定することが困難となる。また、１ヶ所の押圧手段７による固定では、搬送用ローラ１の使用時の振動等が押圧手段７の固定手段７ａの雄ねじ部27に集中して伝わり、ねじに緩みが生じることも考えられる。よって、押圧手段７は、内筒部材２のフランジ部５に対して、少なくとも２ヶ所以上の複数ヶ所に設置されるのがよい。
【００４３】
さらに、押圧手段７は、フランジ部５において、内筒部材２の穴部22を中心として、図１（ａ）に示すように、左右対称あるいは等間隔となるように配置されるのがよい。これにより、シート状部材８を介して外筒部材３の端面へ均等に押圧力を付与することができ、外筒部材３の軸方向の固定をより確実で強固なものとすることができる。
【００４４】
また、外筒部材３の両端部には、内筒部材２のフランジ部５およびリング状フランジ部材６と嵌合可能な段差部21が設けられているが、この段差部21は、内側にそれぞれ内筒部材２のフランジ部５とリング状フランジ部材６とが収まる寸法とすることが好ましい。これにより、内筒部材２のフランジ部５およびリング状フランジ部材６は、組み立てられた搬送用ローラ１において外筒部材３の段差部21に収まっていることとなる。このような構成であれば、本発明の搬送用ローラ１の軸方向の幅をより短くして搬送用ローラ１をコンパクト化することができ、搬送用ローラ１を外筒部材３の幅で隙間なく並列に配置することができるため、幅の広い鋼板のみでなく、幅の狭い鋼材や線材等の搬送にも使用することができる。内筒部材２のフランジ部５およびリング状フランジ部材６が段差部21に収まっていない場合には、搬送用ローラ１を並列に配置すると、段差部21に収まっていないフランジ部５およびリング状フランジ部材６同士が接触することがあるため、外筒部材３の幅で搬送用ローラ１を並列に配置できず、搬送用ローラ１同士の間に隙間を生じることとなる。このような構成では、搬送用ローラ１同士の間の隙間より細い線材や幅の狭い鋼板は、その隙間に落下するおそれがあるため好ましくない。
【００４５】
なお、内筒部材２と外筒部材３との間に均一な隙間９を設けたまま両者を固定する方法については、図３（ａ）の正面の方向およびその背面の方向から搬送用ローラ１を見たときに外筒部材３との隙間９が均一となるように嵌合させればよいが、より精度よく均一な隙間９を設けてこれを維持しようとすれば、外筒部材３とリング状フランジ部材６の接触面をテーパ面とする方法や段差を設ける方法を用いることが可能である。
【００４６】
このように、本発明の搬送用ローラ１は、金属製の内筒部材２とセラミック製の外筒部材３とからなり、内筒部材２の端部の外周側に設けた複数の押圧手段７が、シート状部材８を介して外筒部材３の端面を押圧することにより、従来の構造よりも外筒部材３の端面の押圧面積を増加させて軸方向の固定が緩まないため、外筒部材３が空回りすることを防止することができる。さらに、回転に対する外筒部材３の過大な抵抗力に対しては、シート状部材８を外筒部材３の端面または押圧手段７との間で適度に滑らせることができるので、外筒部材３あるいは内筒部材２の破損を防止することもできる。
【００４７】
また、本発明の搬送用ローラ１は、シート状部材８が外筒部材３の端面に沿ったリング状であるときには、外筒部材３の端面とシート状部材８との接触面積をさらに増加させることができるとともに、内筒部材２のフランジ部５に設けられた押圧手段７と外筒部材３との間にシート状部材８を容易に安定して配置することができる。
【００４８】
さらに、本発明の搬送用ローラ１は、シート状部材８が金属からなるときには、押圧手段７でシート状部材８に強い押圧力を加えたとしてもシート状部材８が容易に破損することがなく、良好な外筒部材３への押圧力の付与を長期間にわたって維持することができる。
【００４９】
また、本発明の搬送用ローラ１は、シート状部材８の表面の算術平均高さ（Ｒａ）が0.5〜50μｍであるときには、シート状部材８と外筒部材３の端面との接触部における摩擦力を増加させることができ、また過大の抵抗力に対しては適度に滑らせることもできるので、内筒部材２が外筒部材３を強固に保持することができ、回転に対する異常な状態が発生した際の外筒部材３あるいは内筒部材２の破損を防止することもできる。
【００５０】
このような構成の本発明の搬送用ローラ１は、シート状部材８を介して外筒部材３の端面を押圧して軸方向を固定していることによって外筒部材３が空回りすることがないので、図５に示すような鋼板52や線材の搬送ライン用の搬送用ローラ１として、長期間にわたって良好な搬送を実施することが可能である。
【実施例】
【００５１】
本発明の搬送用ローラの実施例を以下に示す。
【００５２】
本発明の実施の形態の一例である、図１に示した搬送用ローラ１を10個製造し、図５に概略構成を示す鋼板搬送ラインにて、鋼板を搬送する試験を実施した。以下に詳細を示す。
【００５３】
＜外筒部材の製作＞
図３（ａ），（ｂ）に示す、セラミック製の外筒部材３の製作を実施した。まず、予め造粒された窒化珪素２次原料を用意し、これを円筒形状の成形品が得られるゴム型に投入し、静水圧プレス成形装置（ラバープレス装置）を用いて円筒形状に成形した。しかる後、得られた窒化珪素成形体をゴム型から取り出し、段差部21を形成するために端面の内周に切削加工を施した。その後、焼成炉に入れて焼成し、焼成後にさらに研削加工を施して、外径Ｌが300ｍｍ，内径Ｍが250ｍｍ，幅Ｎが200ｍｍであり、段差部21の内径Ｏが280ｍｍ，段差部21の軸に平行な方向の深さＰが25ｍｍの窒化珪素製の外筒部材３を10個得た。さらに、シート状部材８と接触する外筒部材３の段差部21の表面に、算術平均高さ（Ｒａ）が５μｍとなるようにブラスト加工を施した。
【００５４】
＜内筒部材の製作＞
図３（ｃ）および（ｄ）に示す内筒部材２の製作を実施した。まず、外径Ｑが280ｍｍのステンレス鋼棒を用意して、200ｍｍの長さで切り出した。この切り出したステンレス鋼棒の中心をフライス加工により内径Ｒが100ｍｍとなるように繰り抜き、円筒状とした。その後、円筒状のステンレス鋼の一方に肉厚Ｔが25ｍｍのフランジ部５を形成するため、円筒状のステンレス鋼のフランジ部５を除く外周面を外径Ｕが250ｍｍとなるように旋盤で加工し、円筒状のステンレス鋼の一方に肉厚Ｔが25ｍｍのフランジ部５を形成した。次いで、フランジ部５に押圧手段７を配置するための貫通穴を４箇所設けるために、内径が10ｍｍの穴加工をボール盤にて施し、さらに加工した穴に内径が14ｍｍ，深さが13ｍｍと、内径が18ｍｍ，深さが10ｍｍとの２つの座繰り部を形成し、２段の座繰り部を有した座繰り穴23とした。その後、円筒状のステンレス鋼の他方の端部に、Ｍ250の雄ねじ部24をねじ加工により形成し、さらに座繰り穴23の最外座繰り部の内径にＭ18の雌ねじ部をねじ加工により形成して、内筒部材２を10個得た。
【００５５】
＜リング状フランジ部材の製作＞
図４（ａ）および（ｂ）に示すリング状フランジ部材６として、外径Ｖが280ｍｍのステンレス鋼棒を20ｍｍの長さで切り出し、この切り出したステンレス鋼棒の中心部を内径Ｗが245ｍｍとなるように繰り抜き、その内径に内筒部材２の端部に形成した雄ねじ部24と締結可能なＭ250の雌ねじ部26を形成して、リング状フランジ部材６を10個得た。
【００５６】
＜押圧手段の製作＞
図４（ｃ）の（ｉ）に示す押圧手段７の固定手段７ａとして、外径が20ｍｍのステンレス鋼棒を15ｍｍの長さで切り出し、この切り出したステンレス鋼棒の一方に外径が13.5ｍｍ，長さが５ｍｍのばね部材押圧部28を形成した後、ばね部材押圧部28を除く外径部分にＭ18の雄ねじ部27を旋盤加工およびねじ加工により形成して、固定手段７ａを40個得た。
【００５７】
次に、図４（ｃ）の（ii）に示す押圧手段８のばね部材８ｂとして、市販の皿ばね（ＪＩＳ  Ｂ2706−2001  呼び  ７  外径が14ｍｍ，厚さが0.5ｍｍ，高さが0.9ｍｍ）を40個用意した。また、図４（ｃ）の（iii）に示す押圧手段７の可動部材７ｃとして、外径が13.5ｍｍのステンレス鋼棒を10ｍｍの長さで切り出し、これに外径が9.5ｍｍ，長さが５ｍｍとなるように旋盤で加工を施して可動部材の先端部30を形成し、先端部30の表面に粗い砥粒を用いて研磨加工を施して、表面粗さを５μｍの算術平均高さ（Ｒａ）とした可動部材７ｃを40個得た。
【００５８】
＜シート状部材の製作＞
図２に示すシート状部材８として、内筒部材２と同材質のステンレス鋼板から、外径Ｊが278ｍｍ，内径Ｋが250ｍｍ，厚みが１ｍｍのリング状のシート状部材８を10個切り出した。なお、内径Ｋについては、既に製造した内筒部材２に嵌合可能な公差をもって加工を実施した。次に、シート状部材８の両側の表面に粗い砥粒を用いて研磨加工を施し、算術平均高さ（Ｒａ）を５μｍとした。
【００５９】
＜組み立て工程＞
次に、製作した部材の組み立てを行なった。まず、内筒部材２にシート状部材８および外筒部材３を嵌合させた。
【００６０】
ここで、ステンレス鋼製の内筒部材２の外径Ｕと窒化珪素製の外筒部材３の内径Ｍとはともに250ｍｍであったが、両部材の熱伝導率と熱膨張係数の違いから、両部材の境界部は1000℃前後の鋼板を搬送した場合に約200℃となり、両部材間に径方向で0.7〜0.75ｍｍ程度の熱膨張差が発生する。よって、予め内筒部材２の外径Ｕを249.25〜249.3ｍｍとし、外筒部材３の内径Ｍを250〜250.05ｍｍとして、この範囲内でそれぞれの部材を製作し、内筒部材２の外周と外筒部材３の内周との間に常温で予め最大0.8ｍｍの隙間９が生じるようにした。同様に、内筒部材２のフランジ部５と外筒部材３の段差部21との接触部についても寸法の範囲を検討し、フランジ部５の外周と段差部21の内周との間に最大0.8ｍｍの隙間９を設けられるようにした。
【００６１】
次に、内筒部材２の端部に設けられた雄ねじ部24にリング状フランジ部材６の雌ねじ部26を締結させた。そして、４箇所の内筒部材２の座繰り穴23に押圧手段７となる可動部材７ｃを挿入して取り付け、次いで、ばね部材７ｂを挿入した後、固定手段７ａの雄ねじ部27を座繰り穴23の内周部に設けられた雌ねじ部と締結させた。これにより、可動部材７ｃの先端部30が、図１（ｃ）に示すように、シート状部材８を介して外筒部材３の端面である段差部21の底面に接触した状態となり、フランジ部５の外周と段差部21の内周との間に0.8ｍｍの隙間９が維持される構造となっている本発明の搬送用ローラ１を10個組み立てた。
【００６２】
＜搬送試験＞
次に、組み立てた本発明の搬送用ローラ１を、温度が1000℃前後の鋼板52を搬送するラインの回転軸４に取り付け、実際に鋼板52を搬送する試験を実施した。なお、本発明の搬送用ローラ１と試験結果を比較するため、従来の窒化珪素部材と金属部材とをピンによって固定した搬送用ローラ51を、別ラインに同位置となるようにして回転軸53に取り付けた。試験は、長さが10ｍの鋼板52を１日８時間搬送することを１週間繰り返し、試験後に搬送用ローラ１，51に破損等がないか観察することにより、本発明の搬送用ローラ１の有効性を確認した。
【００６３】
＜試験結果＞
搬送試験の結果、従来の搬送用ローラ51は、10個中全て窒化珪素部材が空回りして、搬送する鋼板52の表面に傷や凹凸ができるという不具合が発生した。
【００６４】
これと比較して、本発明の搬送用ローラ１は、長時間の搬送においても外筒部材３の空回りがなく、良好な表面のまま鋼板52を搬送することができた。また、熱膨張差の大きな金属製の内筒部材２とセラミック製の外筒部材３との組み合わせであっても、本発明の搬送用ローラ１の特徴的な構成である、金属製の内筒部材２とセラミック製の外筒部材３とからなり、内筒部材２の端部の外周側に設けた複数の押圧手段７が、シート状部材８を介して外筒部材３の端面を押圧して内筒部材２が外筒部材３を保持していることにより、外筒部材３について亀裂や破損等の発生がなく、良好に鋼板52の搬送が実施でき、長期間に渡って良好に使用できることも確認できる結果であった。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の搬送用ローラの実施の形態の一例を示す、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’線での断面図であり、（ｃ）は（ｂ）におけるＳ部の拡大図である。
【図２】本発明の搬送用ローラにおけるシート状部材８の実施の形態の一例を示す、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ’線での断面図である。
【図３】本発明の搬送用ローラにおける外筒部材または内筒部材の実施の形態の一例を示す、（ａ）は外筒部材の正面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ’線での断面図であり、（ｃ）は内筒部材の正面図であり、（ｄ）は（ｃ）におけるＤ−Ｄ’線での断面図である。
【図４】本発明の搬送用ローラにおけるリング状フランジ部材または押圧手段を構成する固定手段，ばね部材，可動部材の実施の形態の一例を示す、（ａ）はリング状フランジ部材の正面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＥ−Ｅ’線での断面図であり、（ｃ）の（ｉ）〜（iii）は押圧手段を構成する固定手段，ばね部材，可動部材の正面図およびＦ−Ｆ’線での断面図である。
【図５】従来および本発明の搬送用ローラが用いられる熱間圧延ラインにおける、鋼板や鉄鋼線材等の次工程への搬送の様子を示す、運搬ラインの概略図である。
【符号の説明】
【００６６】
１：搬送用ローラ
２：内筒部材
３：外筒部材
４：回転軸
５：フランジ部
６：リング状フランジ部材
７：押圧手段
７ａ：固定手段
７ｂ：ばね部材
７ｃ：可動部材
８：シート状部材
９：隙間
【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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