(57)【要約】【課題】ハースロールの軽量化を図ることができ、設置対象設備のコストダウンをも叶えられるようにする。【解決手段】軸部Ｈ３と、アクスルＨ２と、スリーブＨ１とを連設して一体化を図ってあるハースロールにおいて、アクスルＨ２は、軸心方向での一端部に、軸部Ｈ３との嵌合部３が設けてあると共に、軸心方向での他端部に、スリーブＨ１との接合部４が設けてあり、接合部４から嵌合部３にかけて次第に小径となるように絞ってあり、アクスルＨ２における嵌合部３と接合部４との間の嵌合部３側に位置する絞り部５は、アクスルＨ２における他の部分より厚肉に形成してあり、絞り部５から、アクスルＨ２の両端部にかけて、肉厚寸法が徐々に減少する状態に構成してある。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部と、アクスルと、スリーブとを連設して一体化を図ってあるハースロールであって、
前記アクスルは、軸心方向での一端部に、前記軸部との嵌合部が設けてあると共に、軸心方向での他端部に、前記スリーブとの接合部が設けてあり、前記接合部から前記嵌合部にかけて次第に小径となるように絞ってあり、前記アクスルにおける前記嵌合部と接合部との間の嵌合部側に位置する絞り部は、前記アクスルにおける他の部分より厚肉に形成してあり、前記絞り部から、前記アクスルの両端部にかけて、肉厚寸法が徐々に減少する状態に構成してあるハースロール。
【請求項２】
前記アクスルは、鋳造によって形成してある請求項１に記載のハースロール。
【請求項３】
前記絞り部における最大肉厚部の厚さｔｍａｘは、アクスルのスリーブ側端部における最小肉厚部厚さｔｍｉｎの２〜３倍であることを特徴とする請求項１〜２の何れかに記載のハースロール。
【請求項４】
前記ハースロール内部まで貫通する貫通孔が、アクスルの最大肉厚部を避けてスリーブ側に設けてある請求項１〜３の何れかに記載のハースロール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、鋼板等の処理対象物を熱処理するのに、炉内における処理径路（例えば、鋼板の厚み方向にジグザグ形状）に沿って前記処理対象物（例えば、帯板形状の鋼板）を移動させる際に、外周部で処理対象物を移動自在に支持するハースロールに関し、更に詳しく説明すれば、軸部と、アクスルと、スリーブとを連設して一体化を図ってあるハースロールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハースロールとしては、図５に示すように、前記アクスルＨ２は、軸心方向での一端部に、前記軸部Ｈ３との嵌合部３が設けてあると共に、軸心方向での他端部に、前記スリーブＨ１との接合部４が設けてあり、前記接合部４から前記嵌合部３にかけて次第に小径となるように絞ってあると共に、アクスルＨ２の全長にわたって同じ厚み寸法として構成してあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特公平０５−０８７５６８号公報（図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
当該ハースロールにおいては、中央部のスリーブに処理対象物からの荷重が作用するから、両端の軸部における枢支反力との関係で、ハースロールには曲げ応力が発生する。そして、この曲げ応力は、ハースロール全体において、特に、前記アクスルにおける前記嵌合部と接合部との間の嵌合部側に位置する絞り部の近傍に、集中的に作用することになる。
上述した従来のハースロールによれば、アクスルの全長にわたってその同じ厚み寸法として構成してあるから、集中する曲げ応力に比して前記絞り部の肉厚を薄く設定すると、絞り部で破損することになり、一方前記曲げ応力が集中し易い前記絞り部を、集中する曲げ応力に十分対抗できる厚み設計にすると、前記絞り部以外の個所では、過剰な断面設定となり、コストアップを招くと共に、全体重量が重くなっていた。
その結果、ハースロールを支持するベアリングや駆動装置等の駆動系部材への負荷が大きくなって、設備としての耐久性が低下する問題点があった。
【０００５】
従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、軽量化を図ることができ、設置対象設備のコストダウンをも叶え易いハースロールを提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の特徴構成は、軸部と、アクスルと、スリーブとを連設して一体化を図ってあるハースロールにおいて、前記アクスルは、軸心方向での一端部に、前記軸部との嵌合部が設けてあると共に、軸心方向での他端部に、前記スリーブとの接合部が設けてあり、前記接合部から前記嵌合部にかけて次第に小径となるように絞ってあり、前記アクスルにおける前記嵌合部と接合部との間の嵌合部側に位置する絞り部は、前記アクスルにおける他の部分より厚肉に形成してあり、前記絞り部から、前記アクスルの両端部にかけて、肉厚寸法が徐々に減少する状態に構成してあるところにある。
【０００７】
本発明の第１の特徴構成によれば、前記アクスルは、軸心方向での一端部に、前記嵌合部、他端部に、前記スリーブとの接合部がそれぞれ設けてあり、前記接合部から前記嵌合部にかけて次第に小径となるように絞ってあり、前記アクスルにおける前記嵌合部と接合部との間の嵌合部側に位置する絞り部は、前記アクスルにおける他の部分より厚肉に形成してあり、前記絞り部から、前記アクスルの両端部にかけて、肉厚寸法が徐々に減少する状態に構成してあるから、大きな応力が発生し易い前記絞り部を、厚肉に形成してあることで、ハースロールに曲げが作用した際に、安定した状態に応力負担することができる一方、アクスルにおける絞り部の他の部分は、絞り部より薄肉になり、軽量化を図ることが可能となる。
【０００８】
本発明の第２の特徴構成は、前記アクスルは、鋳造によって形成してあるところにある。
【０００９】
本発明の第２の特徴構成によれば、本発明の第１の特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、鋳造によってアクスルを製作する際、鋳物型の形状を変更するだけで、手間を駆けずに簡単に所定の形状を得ることができる。
また、アクスルの前記接合部も薄肉に形成できるから、例えば、溶接等の手段によってスリーブとの接合を行う場合、薄肉であることから、鋳造時の冷却速度が速くなり、組織が微細になるため、溶接性が向上する。
【００１０】
本発明の第３の特徴構成は、前記絞り部における最大肉厚部の厚さｔｍａｘは、アクスルのスリーブ側端部における最小肉厚部厚さｔｍｉｎの２〜３倍であるところにある。
【００１１】
本発明の第４の特徴構成は、前記ハースロール内部まで貫通する貫通孔が、アクスルの最大肉厚部を避けてスリーブ側に設けてあるところにある。
【００１２】
本発明の第４の特徴構成によれば、該貫通孔を設けることにより、加熱によるハースロール内の気圧変化を緩和することが可能となり、さらに最大肉厚部を避けて設けることで、アクスルに対する応力を安定して負担することができる。
尚、該貫通孔は、ハースロール内部と外部との通気が可能であればよく、メッシュ状若しくは弁構造であってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、図面において従来例と同一の符号で表示した部分は、同一又は相当の部分を示している。
【００１４】
図１は、本発明のハースロールの一実施形態品を組み込んだ熱処理炉Ｒを示すもので、熱処理炉Ｒは、炉壁１によって外部と仕切られており、その炉壁１で仕切られた内部空間には、上端側と、下端側とに、それぞれ複数のハースロールＨが軸芯周りに回転自在に並設してある。ハースロールＨは、図には示さないが、ベアリングによって枢支され、また、回転駆動装置等も連結されているものも用意されている。
そして、各ハースロールＨは、熱処理炉Ｒの幅方向に軸芯が沿う状態に設置してあり、それらハースロールＨに熱処理対象物となる帯状金属板２を架けわたした状態で下流側へ移動させることで、前記帯状金属板２の厚み方向にジグザグ形状の処理径路Ｓが熱処理炉Ｒ内に構成されている。
【００１５】
前記ハースロールＨは、鋳造によって構成してあり、図２に示すように、スリーブＨ１と、アクスルＨ２と、軸部Ｈ３とを同一軸芯上に連設して一体化を図って構成してある。そして、ハースロールＨは、炉によって異なるが一般的に外径φ１５０〜φ１６００ｍｍ、全長３０００〜７０００ｍｍで構成されている。
鋳造材料としては、耐熱鋼や耐食合金が使用される。耐熱鋼の一例としては、ＪＩＳ  ＳＣＨ２２が挙げられ、耐食合金の一例としては、ＪＩＳ  ＳＣＨ１が挙げられる。
更に詳しく説明すると、長手方向の中央部にスリーブＨ１が設けられ、そのスリーブＨ１の両端側にそれぞれアクスルＨ２が設けられ、更にその外側にはそれぞれ前記軸部Ｈ３が設けられている。
そして、前記軸部Ｈ３とアクスルＨ２とは、嵌合部３によって嵌合一体化を図ってあり、軸部Ｈ３の端部にアクスルＨ２を外嵌させて溶接によって一体化する状態に前記嵌合部３は形成されている。
また、前記アクスルＨ２とスリーブＨ１とは、接合部４によって一体化を図ってあり、アクスルＨ２の端部とスリーブＨ１の端部を突き合わせた状態で溶接によって一体化する状態に前記接合部４は形成されている。
【００１６】
前記スリーブＨ１は、全長にわたって同径の金属円筒で構成されており、このスリーブＨ１の外周に、前記帯状金属板２が外接して、ハースロールＨの回転によって下流側へ搬送される。
【００１７】
前記アクスルＨ２は、前記接合部４から前記嵌合部３にかけて次第に小径となるように絞った金属円筒で構成されており、前記嵌合部３と接合部４との間の嵌合部３側に位置する絞り部５は、前記アクスルＨ２における他の部分より厚肉に形成してあり、前記絞り部５から、前記アクスルＨ２の両端部にかけて、肉厚寸法が徐々に減少する状態に構成してある。
また、アクスルＨ２には、アクスルＨ２の最大肉厚部を避けてスリーブＨ１側にハースロール内部まで貫通する貫通孔Ｋが設けてある。
【００１８】
前記軸部Ｈ３は、中実の金属円柱部材で構成してある。但し、該円柱部材を軸方向に貫通する開口部を設けていてもよい。軸部Ｈ３においてアクスルＨ２と嵌合する軸部の一部分が小径となっており、軸部Ｈ３の最大径とアクスル嵌合部外径が略一致してある。
【実施例】
【００１９】
アクスルＨ２の肉厚の設定が異なる二種類のハースロール（φ８００ｍｍ）を用意し、９００℃の熱処理炉内で使用した状態における曲げ応力の作用状態を確認した。
一つ目のハースロールは、アクスルＨ２の全長にわたって同肉厚寸法に設定してあり、二つ目のハースロールは、アクスルＨ２の前記絞り部５が、他の部分より厚肉に設定してある。
試験結果は、図３に示すとおりであり、図において、横軸は、アクスルＨ２の絞り部５から接合部４までの距離を示している。従って、右側が、アクスルＨ２の接合部４の位置を示し、左側が、アクスルＨ２の絞り部５の位置を示す。因みに、アクスルＨ２の全長の内、絞り部５から接合部４までの距離は３００ｍｍである。
また、図において、縦軸の右座標は、アクスルＨ２の温度（℃）を示し、縦軸の左座標は、アクスルＨ２の内部応力（ＭＰａ）を示すものである。
また、図中の黒三角印をプロットしてある曲線は、温度分布を示し、黒丸印をプロットしてある曲線は、アクスルＨ２が全長にわたって同じ厚み（２５ｍｍ）のサンプルの発生曲げ応力を示す。
また、図中の黒四角印をプロットしてある曲線は、アクスルＨ２の最大肉厚部である絞り部５の厚さｔｍａｘが６５ｍｍであり、この絞り部５から最小肉厚部の厚さｔｍｉｎが２５ｍｍにかけて肉厚寸法が徐々に減少するように形成したサンプルの発生曲げ応力を示す。
【００２０】
この結果から見られるように、絞り部５を他の部分より厚肉に形成してあることで、発生曲げ応力の分布の偏りが少なくなり、曲げ応力の分布はアクスルＨ２の全体的に分散された状況になっている。
【００２１】
本実施形態のハースロールによれば、大きな応力が発生し易い前記絞り部５を、厚肉に形成してあることで、ハースロールに曲げが作用した際に、安定した状態に応力負担することができる一方、アクスルにおける絞り部５の他の部分は、絞り部５より薄肉になり、軽量化を図ることが可能となる。
また、アクスルの前記接合部４も薄肉であることから、鋳造時の冷却速度が速くなり、組織が微細になるため、溶接性にも優れる。
【００２２】
〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。
【００２３】
〈１〉  ハースロールは、先の実施形態で説明した形状のものに限るものではなく、例えば、嵌合部３に関しては、軸部Ｈ３に小径部を設けた先の例に替えて、図４に示すように、軸部Ｈ３の外径をほぼ一定に形成して、その部分に、アクスルＨ２が外嵌する状態に構成されていてもよい。
【００２４】
尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ハースロールの設置状況を示す熱処理炉の側面視模式図
【図２】ハースロールの縦断面図
【図３】ハースロールの応力と距離と温度との関係を示す説明図
【図４】別実施例のハースロールを示す要部縦断面図
【図５】従来例のハースロールを示す要部縦断面図
【符号の説明】
【００２６】
３      嵌合部
４      接合部
５      絞り部
Ｈ１    スリーブ
Ｈ２    アクスル
Ｈ３    軸部
Ｋ      貫通孔
ｔｍａｘ  アクスルの最大肉厚部厚さ
ｔｍｉｎ  アクスルの最小肉厚部厚さ
【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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