(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端から外側に向け突出させた軸部の端部が外部で支持され、中央部が静圧シューを設ける上端面、前記上端面と反対側に設けられる下端面、シャフト出側面およびシャフト入側面からなる側面を有する矩形横断面形状のシャフトと、前記軸部に軸受を介して回動自在にされ、前記シャフトの外周を間隙を設けて被包して回動するとともに、対向して配設された相手ロールとの間に薄帯を挟み込み、脱水若しくは成形を行う円筒状のセルとを具え、前記静圧シューのシュー潤滑面に潤滑油が供給されている抄紙機用のロールにおける、前記静圧シューと前記相手ロールに当接する位置を移動する前記セル内周面との間に生じる位置ずれを防止するための静圧シュー用断熱シャフトにおいて、前記シャフト出側面およびシャフト入側面のうちの少なくとも一方を被覆する被覆材を設け、前記シャフトと前記セル内の潤滑油との接触を抑えることを特徴とする静圧シュー用断熱シャフト。
【請求項２】
前記被覆材が、両端部が前記上端面の両端部にそれぞれ連結され、前記シャフト出側面、前記下端面および前記シャフト入側面を順次連続して被覆し、前記セル内の温度環境による前記矩形横断面形状部の温度分布変位を防止する１枚のカバーであることを特徴とする請求項１に記載の静圧シュー用断熱シャフト。
【請求項３】
前記被覆材が、前記セル内の温度環境により大きな温度分布変位が発生して変形が大きくなる前記矩形横断面形状部を部分的に被覆し、前記セル内の温度環境により生じる温度分布変位を防止する複数枚のカバーであることを特徴とする請求項１に記載の静圧シュー用断熱シャフト。
【請求項４】
前記被覆材が、前記シャフト出側面およびシャフト入側面に貼着されて前記シャフトの側面を被覆し、前記セル内の温度環境により前記矩形横断面形状部に生じる温度分布変位を防止する断熱材であることを特徴とする請求項１に記載の静圧シュー用断熱シャフト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はロールと相手ロールとの間に、紙やフェルトなどの薄帯を挟み込み、所定の圧力で押し付けて薄帯を通過させることにより、薄帯の脱水や成形を行うようにしたロールの外周を形成するセルに、所定の押圧力を発生させる静圧シューを支持するためのシャフトに係り、特にシャフトの熱変形を低減して静圧シューの移動を防止し、ロールと相手ロールとの間に安定した押し付け力を発生させ、薄帯の脱水や成形を安定して行うことができるようにした静圧シュー用断熱シャフトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来の押し付け用のロールの構造を示す縦断面図、図７および図８は、ロールの外周を形成するセルおよびセルに所定の圧力を発生させる静圧シューを支持するために設けられるシャフトの傾き角を変えて設けた場合を示すロールの横断面図、図９はシャフトに熱変形が生じてない場合の静圧シューの設置部の詳細を示す図で、図９（ａ）は横断面図である図９（ｂ）に示す矢視Ｚ方向から見た静圧シュー上面図、図１０はシャフトに熱変形が生じ静圧シューが移動した場合の静圧シューの設置部の詳細を示す図で、図１０（ａ）は静圧シューの移動状態を示す横断面図である図１０（ｂ）に示す矢視Ｚ方向から見た静圧シュー上面図である。
【０００３】
図６〜図８に示すように、抄紙機のプレス部等に使用されるロールは、相手ロール５や別の相手ロール５１との間に、紙やフェルトなどの薄い帯状の薄帯８を挟み込み、ロール７と相手ロール５１との間に発生させた所定の圧力で薄帯８を両面から押し付けて通過させることにより、薄帯８の脱水や成形などを行うようにしている。
【０００４】
このロール７は、大きな分け方をするとセル３とシャフト１とからなる。
このうち、シャフト１は、図６に示すように、両端部に円柱状のフランジ部が形成されると共に両フランジの間は、図７、図８で示すように、横断面形状が略矩形状にされ、また、フランジ部中心から外方へ突出させた軸部の最外端部を外部構造に支持させて設置するようにしている。
【０００５】
また、セル３は、シャフト１の両端に設けられた軸部外周に設けた軸受４により、シャフト１のまわりを回動自在にして設けられ、一部の軸部を含む両軸部の間のシャフト１全体を被包するようにした円筒形状に形成されている。
また、このセル３は所定の大きさ剛性を有する可撓性の素材で形成するようにしているが、シャフト１の外周を回転して相手ロール５と接触する部分の内周面は、シャフト１の上端に設けられ、シャフト１内に注入される潤滑油によってシャフト１の軸方向中心線０１に沿って移動させられ、セル３の内周面と摺動させるようにした静圧シュー２の外周面であるシュー潤滑面２１で押圧されて、相手ロール５とセル３との間に所定の押圧力を発生させるようにしている。
【０００６】
なお、本明細書においては、矩形横断面形状にされたシャフト１で、この静圧シュー２を設けるようにした面を上端面と呼称することとする。
【０００７】
ロール７はこのように形成されているので、セル３の外周面と相手ロール５外周面との間に薄帯８が挿入され、セル３と相手ロール５との加圧力により薄帯８を所定の圧力で押し付けて回転しながら薄帯８を搬送すると共に、薄帯８に含まれる水分の脱水、若しくは薄帯８表面が光沢のある滑らかな面になるように成形するようにしている。
【０００８】
このように、シャフト１とシャフト１の外周を回動し、内周面から静圧シュー２の押圧力、正確には、内周面と静圧シュー２の外周面であるシュー潤滑面２１との間に形成される油膜圧力で押圧力が制御されるようにされたセル３からなるロール７は、上述した相手ロール５の他に、相手ロール５と同様に薄帯８の脱水、成形を行うようにした別の相手ロール５１などもセル３と接触するように配置されて、これらのロール５１からも押付け力を受け、ロール間を通過させるようにした薄帯８の脱水、成形等を行う場合もある。
但し、別の相手ロール５１の外周面と接触する位置のセル３の内周面には、前述した静圧シュー２等による押圧力制御が行うようにはされていない。
【０００９】
セル３の内周面は、前述したように、シャフト１の上端面に取り付けられた静圧シュー２の外周面であるシュー潤滑面２１上に形成される油膜圧力により、相手ロール５の押し付け力に対抗する制御された押し付け力を発生させる。
なお、シャフト１の取付け方向は、すなわち、略矩形状に形成されたシャフト１の軸方向中心線０１は、図７、図８に示すように、静圧シュー２を設けるようにした上端面は、斜め上部位置、上部位置、あるいは図示していない下部位置などでセル３内周面を押圧できるように、相手ロール５の配置に対応して、ロール７に要求される機能や周辺構造配置に応じて配置できるようにしている。
すなわち、シャフト１の上端面がセル３の最下端内周面を押圧するようにシャフト１の取付けを行うこともある。
【００１０】
次に、静圧シュー２は、下部のシューピストン２２がシャフト１のフランジ部の間の上端面にわたって穿設されたシャフトピストン溝２３に、潤滑油シールのためのメタルシール２７を介してはめ込まれて、上下、すなわちシャフト１の長手方向の中心線である軸方向中心線０１に沿って移動できるようにしている。
また、静圧シュー２上部には、セル３の内周面と摺動させるように、外周面がセル３の内周面と略同形状の円弧面にされた前述したシュー潤滑面２１、潤滑油を溜めるためのシューポケット２４、下部には前述したシューピストン２２が設けられるとともに、このシューピストン２２にはその内部に絞り２５が穿設されており、外部からシャフト１内に穿設された給油管９を介して、シャフトピストン溝２３に供給された潤滑油を、この絞り２５を介してシューポケット２４に供給するようにしている。
【００１１】
シュー潤滑面２１、シューピストン２２は、シャフト１の軸方向中心線０１に対して対称に配置され、相手ロール５との接触面の方向である外側に向けて配置された、シャフト１の軸方向中心線０１方向に沿って静圧シュー２を上下動させて、シュー潤滑面２１と円筒状のセル３の内周面との間に均等厚の油膜を形成し、この油膜を介して接触、摺動するようにしている。
また、絞り２５を通ってシューポケット２４に充満した潤滑油は、このシュー潤滑面２１とセル３の内周面との間に形成される油膜の油膜圧力を発生させる。
すなわち、セル３が静止している場合にはシュー潤滑面２１とセル３内周面との間には油膜静圧が作用し、セル３が回転している場合は油膜静圧に加えて、さらに回転で発生する油膜動圧が加わることになる。
【００１２】
なお、シュー潤滑面２１に供給され油膜を形成した潤滑油は、図９（ｂ）に示すシュー潤滑面出側２６よりセル３の内部、すなわち、円筒形のセル３の内周面とシャフト１との間に形成される空間に吐き出され、セル３の下部に一旦溜まった後、シャフト１に穿設された排油管１０によりロール７の外部に排出され、さらに、図示していない外部に設けられた給油装置により温度制御されて、再び給油管９を介してロール７に給油される。
【００１３】
従来の静圧シュー２を設けるようにしたロール７は、上述のように構成されており、セル３回転時に相手ロール５との間で押し付け力を安定して発生させるためには、シュー潤滑面２１とセル３の内周面との間に、数十μｍの油膜厚さを保持させることが必要である。
【００１４】
このシュー潤滑面２１に形成される油膜厚さは、シューポケット２４、絞り２５、シュー潤滑面２１およびセル内周面の各部の幾何形状、ロール７回転数、押し付け力などの運転条件、供給潤滑油の温度やシュー潤滑面２１の温度、相手ロール５や別の相手ロール５１との位置関係など様々の要因の影響を受ける。
【００１５】
上述したそれぞれの要因の影響は次の通りである。
まず、運転条件による影響は、低速で低荷重、高速で低荷重、高速で高荷重など様々であるが、一般的には、高速となるほど回転による動的効果により油膜厚さが大きくなり、また、高荷重であるほど油膜厚さは小さくなり、さらに、低速では、油膜静圧に付加される動圧効果により形成される油膜厚さが小さく、略純静圧シュー２として挙動を示す。
【００１６】
また、シューポケット２４、絞り２５、シュー潤滑面２１およびセル３内周面の各部の幾何形状が運転条件において必要となる油膜厚さを満足するように形成されるように設計して決めておけば、特に、その影響を考慮する必要はない。
【００１７】
供給潤滑油の温度の影響は、一般的にはその温度が高いほど油粘度が小さくなるため、シュー潤滑面２１に形成される油膜厚さが小さくなり、温度が低いと逆に油粘度が大きくなり、油膜厚さは増大傾向になる。
このように供給潤滑油の温度は、シュー潤滑面２１に形成される油膜厚さに大きな影響を与えるため、排油管１０から外部に排油された潤滑油は、所定の温度範囲に温度管理されて再度供給することにより、温度による影響を排除して好適な油膜厚さを保持するようにしている。
【００１８】
次に、相手ロール５や別の相手ロール５１との位置関係による影響、すなわち、シュー潤滑面２１とセル３内周面との相対位置関係、特に、セル３回転方向のシュー潤滑面２１とセル３内周面との位置関係が油膜厚さに大きく影響する。
また、セル３は押し付け力などの作用により、ある程度変形して位置が変動することがあるが、この変形による位置移動の影響よりも、静圧シュー２がセル３に対して相対的に移動することにより生じる影響が問題となることが多い。
【００１９】
例えば、図９に示すように、静圧シュー２がセル３に対して正常に配置されてあるものが、図１０に示すように、シャフト１がセル３に対して、たわみ変形したときには、静圧シュー２の軸方向端部、すなわち軸部に近いシャフト１の軸方向端部の上端面に設置される静圧シュー２ではたわみ変形が小さいため、静圧シュー２とセル３との相対位置は大きく変化しないのに対して、軸方向中央部においては、静圧シュー２がセル３に対して回転方向Ｒにずれた位置に移動する、大きなたわみ変形を起すために、軸方向中央部におけるシュー潤滑面出側２６の油膜厚さは、特に非常に小さくなる。
【００２０】
すなわち、静圧シュー２の軸方向中心線０１が、シャフト１の変形により軸方向中央部においては、移動前のシュー中心位置から回転方向Ｒに移動して、移動後のシュー中心位置である軸方向中心線０２にまでずれることになる。
この軸方向中心線０１、０２の間隔である、ずれ量が許容範囲内であれば、シュー潤滑面２１上の油膜圧力の変化、すなわち、油膜が薄くなることによって油膜圧力が上昇することにより、静圧シュー２にはねじり力が作用して、この静圧シュー２のねじり力によりシュー潤滑面出側２６の油膜厚さを確保することは可能である。
【００２１】
しかしながら、このずれ量が許容範囲を超えると、シュー潤滑面出側２６において必要となる油膜厚さは確保できず、静圧シュー２のシュー潤滑面２１はセル３内周面と直接接触し、静圧シュー２の焼き付きに繋がることがある。
このような問題は、静圧シュー２が軸方向に短い場合は、静圧シュー２全体が回転することにより、油膜厚さを確保することは可能である。
【００２２】
また、このような静圧シュー２のセル３に対する位置のずれは、次のような場合にも起こる。
すなわち、図７に示すように、シャフト１の上端面に取り付けられるシュー２の方向が、鉛直方向に対して傾斜して設けるようにした場合は、シャフト１の自重により、シャフト１が図示の右下方向Ｘに移動し、位置のずれが生じることがある。
また、シャフト１の一方の側面であるシャフト出側面６Ａとシャフト入側面６Ｂの温度が異なる場合、この温度差によるバイメタル効果、いわゆる板の表裏に温度差がある場合に生じる板が反る効果により、シャフト１は軸方向に反り位置のずれを引き起すことがある。
【００２３】
例えば、シャフト出側面６Ａの方がシャフト入側面６Ｂに比べて温度が高い時、通常、図７、図８に示すような回転方向Ｒの場合は、このような現象が生じるが、シャフト１の軸方向中央部では、前述した図１０（ｂ）と同様にシャフト自重方向Ｘと同方向に反るために、静圧シュー２も図１０（ａ）に示すように移動して、油膜厚さはシュー潤滑面出側２６の方がシュー潤滑面入側２８に比べて小さくなる。
このようなシャフト１の変形を引き起す温度差は、シャフト１温度とセル３内部の潤滑油温度との差や、セル３内部に滞留する潤滑油の複雑な運動状態により変化する。
しかも、これらの状態は、セル３の回転速度や静圧シュー２の押し付け力、あるいは機械の運転時間、停止時間などにより影響を受けるため、この温度差の状況を事前に予測することは非常に難しい。
【００２４】
さらに、シュー２のセル３に対する位置のずれは、図７、図８に示すように別の相手ロール５１による押し付け力が、軸受４を介してシャフト１の横方向に作用することにより、シャフト１がたわみ、シャフト１の上端面にはめ込まれた静圧シュー２が、セル３に対して相対的に移動することによっても起ることがある。
また、セル３回転時にシュー潤滑面２１には潤滑油の粘度により、回転方向Ｒにはせん断力が作用しこのせん断力により、シャフト１はその方向に変形を起こして、シュー２がセル３に対して相対的に移動することもある。
【００２５】
以上説明したように、従来の静圧シューを設けるようにしたロール７では、シュー潤滑面２１とセル３内周面の相対位置関係は、図面どおりに製作された位置関係から、種々の原因によりずれる可能性があり、このずれ量が大きくなると、シュー潤滑面２１上に形成される油膜厚さは所定の値から減少し、これが許容範囲を超えると静圧シューの油膜厚さを必要量だけ確保できずに、焼き付きなどの事故に繋がる危険がある。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来のロールに使用される静圧シューのセルに対する相対位置移動により生じる油膜厚さの減少により生じる不具合を解消するため、セルの内周面との間に油膜を形成して、セルを内部から押圧して別のロールの外周面とセルの外周面との間に押圧力を発生させるようにした、静圧シューを上端面に設けるようにしたシャフトの温度差により発生する変形を防止して、この変形による静圧シューの移動を抑制して、静圧シューが設計上定められた、別のロールと当接する位置を移動しているセル内周側に常に配置され、静圧シューのシュー潤滑面と当接位置のセル内周面との間に、必要量の油膜厚さを形成できるようにし、焼付き事故等を防止できる静圧シュー用断熱シャフトを提供することを課題とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
このため、第１番目の本発明の静圧シュー用断熱シャフトは、次の手段とした。
【００２８】
（１）両端から外側に向け突出させた軸部の端部が外部で支持され、中央部が静圧シューを設ける上端面、前記上端面と反対側に設けられる下端面、シャフト出側面およびシャフト入側面からなる側面を有する矩形横断面形状のシャフトと、前記軸部に軸受を介して回動自在にされ、前記シャフトの外周を間隙を設けて被包して回動するとともに、対向して配設された相手ロールとの間に薄帯を挟み込み、脱水若しくは成形を行う円筒状のセルとを具え、前記静圧シューのシュー潤滑面に潤滑油が供給されている抄紙機用のロールにおける、前記静圧シューと前記相手ロールに当接する位置を移動する前記セル内周面との間に生じる位置ずれを防止するための静圧シュー用断熱シャフトにおいて、前記シャフト出側面およびシャフト入側面のうちの少なくとも一方を被覆する被覆材を設け、前記シャフトと前記セル内の潤滑油との接触を抑えた。
【００２９】
（ａ）これにより、セル内に生じる温度環境によりシャフトの矩形横断面形状部の、特に、シャフト出側面およびシャフト入側面との間に生じる温度分布変位が被覆材の設置により緩和され、矩形横断面形状部に生じる変形を小さくすることができる。
この矩形横断面形状部に生じる変形が小さくなることにより、シャフト上端面に設けられ、外部から供給される潤滑油により、軸方向中心線に沿って径方向に押し出される静圧シューと、対向して配設された相手ロールと当接する位置を移動しているセル内周面との間に生じる相対的な位置ずれを防止することができ、この部分のシャフト上端面とセル内周面との間に形成される油膜厚さを均等にすることができ、シャフト上端面とセル内周面とが直接接触することにより発生する焼付事故を未然に防止することが出来る。
【００３０】
また、第２番目の本発明の静圧シュー用断熱シャフトは、上述（１）の手段に加え、次の手段とした。
【００３１】
（２）前記被覆材が、両端部が前記上端面の両端部にそれぞれ連結され、前記シャフト出側面、前記下端面および前記シャフト入側面を順次連続して被覆し、前記セル内の温度環境による前記矩形横断面形状部の温度分布変位を防止する１枚のカバーとした。
【００３２】
（ｂ）これにより、上述（ａ）に加え、シャフトの矩形横断面形状部のセル内の温度環境からの隔離が、より確実なものにすることができ、矩形横断面形状部に生じる温度分布変位は、より小さなものにすることができ、シャフト上端面とセル内周面との直接接触により発生する焼付きによる事故を、より確実に防止することが出来る。
【００３３】
また、第３番目の本発明の静圧シュー用断熱シャフトは、上述（１）の手段に加え、次の手段とした。
【００３４】
（３）前記被覆材が、前記セル内の温度環境により大きな温度分布変位が発生して変形が大きくなる前記矩形横断面形状部を部分的に被覆し、前記セル内の温度環境により生じる温度分布変位を防止する複数枚のカバーとした。
【００３５】
（ｃ）これにより、上述（ａ）に加え、矩形横断面形状部に小さな変位は生じるものの、特に、温度変形が大きくなる軸方向中央部における矩形横断面形状部の温度変形は小さくすることができ、焼付き事故が多く発生する軸方向中央部の温度分布変位を小さくすることができる。
また、カバーを部分的に設けることにより、カバーの量を少なくすることができ、これによりコスト低減が計れるとともに、カバーの取りつけが容易になり、ローラの取りつけ工数を低減することもできる。
【００３６】
また、第４番目の本発明の静圧シュー用断熱シャフトは、上述（１）の手段に加え、次の手段とした。
【００３７】
（４）前記被覆材が、前記シャフト出側面およびシャフト入側面に貼着されて前記シャフトの側面を被覆し、前記セル内の温度環境により前記矩形横断面形状部に生じる温度分布変位を防止する断熱材とした。
【００３８】
（ｄ）これにより、上述（ａ）に加え、シャフトと温度変位の発生を抑制する断熱材とを一体化したものにすることができ、シャフトに断熱材を貼着する前処理により、セル内の温度環境からのシャフトの隔離が可能になり、シャフトの温度変形を防止できるとともに、断熱材と一体化したシャフトを組込むだけで、シャフトの断熱ができるので、ローラの製作工数を低減できる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の静圧シュー用断熱シャフトの実施の一形態を図面にもとづき説明する。なお、図において図７〜図１０に示した部材と同一部材若しくは類似の部材には同一符号を付して説明は極力省略する。
【００４０】
図１は本発明の静圧シュー用断熱シャフトの実施の第１形態を示す横断面図で、図７で示したものと同様に、両端部にシャフト１の軸方向に所定長さの円柱状のフランジ部が形成されると共に、断面形状が略矩形状にされた軸方向中央部が両フランジの間に架け渡され、また、フランジ部中心から外方へ軸部を突出させて、この軸部の最外端部を外部構造に支持させて設置するようにしている。
シャフト１の外周には、シャフト１の軸部に設けた軸受４によりシャフト１のまわりを回動させるようにしたセル３が設けられ、このセル３により両軸部の間のシャフト１全体を被包するようにしている。
【００４１】
また、所定の大きさ剛性を有する可撓性素材で形成されて、シャフト１の回りを回転して、対向して配設された相手ロール５外周面と接触する部分のセル３の内周面には、横断面形状が矩形にされたシャフト１の上端面に設けられ、シャフト１内に注入された潤滑油によって、シャフト１の軸方向中心線０１に沿って径方向に移動させられ、内周面との間に油膜を形成するシュー潤滑面２１がセル３の内周面と対向に設けられた静圧シュー２で押圧されて、相手ロール５とセル３との間に押圧力を発生させて、相手ロール５との間に挿入された薄帯８を、所定の押圧力で押し付けて回転しながら薄帯８を搬送するロール７を構成するようにしている。
【００４２】
図１に示すように、前述した静圧シュー２を設けるようにしたシャフト１の上端面を除く、シャフト１の全外周にはシャフト１内に生じる温度分布変化を最小限に抑えるため、両端部がシャフト１の上端面両端部に固着された、１枚で形成されたカバー２９が取り付けられている。
カバー２９には、シュー潤滑面出側２６からセル３内に流出する潤滑油が接触すると共に、セル３の回動により、つれ回りする潤滑油の弱い流体力が作用するだけで、大きな力が作用するわけではないので、材質は耐油性、防錆性など種々の条件を考慮した上で、金属、非金属を問わず選択した素材で作成することができる。
【００４３】
しかし、シャフト１内に生じる温度分布変化を小さくするための断熱効果のみから考慮すれば、金属性の素材のものよりも熱伝導率の低い材質、例えば、プラスチック系などの素材からなるカバー２９を採用することが効果面からは好ましい。
【００４４】
このように、シャフト１のシャフト入側面６Ｂ、シャフト出側面６Ａおよび上端面と反対側の面である下端面を、１枚からなるカバー２９で被覆するようにしているために、シャフト出側面６Ａおよびシャフト入側面６Ｂ部との間に温度差を生じて、バイメタル効果により、シャフト１が図１０に示すよう軸方向に反り、結果として、図１０（ｂ）に示すように、シュー潤滑油２１上のシュー潤滑面出側２６の油膜厚さあるいはシュー潤滑油入側２８の油膜厚さに、局部的に増減が生じる可能性がなくなる。
【００４５】
すなわち、本実施の形態のシャフト１の外周は、静圧シュー２を設け、しかも、静圧シュー２を軸方向中心線０１に沿って、上下動させるために設置することのできない上端面を除き、全外周がカバー２９で被覆されるため、滞留する部位によって温度の高低が生じるセル３内部潤滑油が、直接シャフト１に接触することがなく、シャフト出側面６Ａの潤滑油の温度と、シャフト入側面６Ｂの潤滑油の温度とに相当の温度差が生じるセル３内の温度雰囲気においても、このカバー２９によりシャフト１内に生じる温度分布の差が抑制されることにより、シャフト１に発生するシャフト１の反り等の変形の発生を抑えることができる。
【００４６】
特に、静圧シュー２の軸方向中心線０１が、シャフト１に発生する反りにより回転方向Ｒへの移動するのを抑止して、適性な厚さの油膜をシュー潤滑面２１上のセル３内周面との間に形成することができる。
これにより、静圧シュー２のシュー潤滑面２１とセル３内周面との焼き付きを確実に防止することができ、事故に繋がるような危険性を回避することができる。
【００４７】
次に、図２は本発明の静圧シュー用断熱シャフトの実施の第２形態を示す図で、図２（ａ）は横断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）に示すＡ部のカバー２９Ｂ取付部の詳細図である。
【００４８】
図１に示す実施の第１形態のように、シャフト１の上端面を除くシャフト１の外周全体をカバーするようにカバー２９を取り付けるのが最も望ましいことは上述したが、本実施の形態においては、図２（ａ）に示すように、内部の状況やコストの点から断熱効果を著しく損なわない範囲で、シャフト１内に発生する温度分布変位が最も大きくなる主要部分である、シャフト出側面６Ａ、シャフト入側面６Ｂ部分のみを覆うように、２枚からなるカバー２９Ａおよび２９Ｂを取り付けるようにした。
また、シャフト出側面６Ａ又はシャフト入側面６Ｂの温度が、極端に変化しない等状況が許せば、カバー２９Ａあるいはカバー２９Ｂの片方のみを付けることも考えられる。
【００４９】
すなわち、カバー２９Ａおよび２９Ｂの如く、シャフト１の上端面を除く全体外周面をカバーするように設けなくても、シャフト１と潤滑油との接触はかなり抑えることができ、しかも、潤滑油との接触がシャフト１内の温度分布変位、すなわち、シャフト１の温度変形に寄与しない下端面で生じることとなるので、シュー潤滑面２１上には適性な厚みの油膜を確保することができる。
【００５０】
さらに、本実施の形態では図２（ｂ）に示すように、カバー２９Ａ又はカバー２９Ｂの上端部をシャフト１の上端面に取り付ける、この近傍は図に示すようにできるだけ多くの部分を断熱できるように形状を工夫することが好ましい。
このため本実施の形態においては、カバー２９Ａおよびカバー２９Ｂのシャフト１上端面両端部への接続部に断熱材３０を挟み込み、断熱効果を上げるようにした。
【００５１】
次に、図３は本発明の静圧シュー用断熱シャフトの実施の第３形態を示す図で、本実施の形態においては、図１又は図２に示すカバー２９、又は２９Ａ、２９Ｂをシャフト１の軸部の一部を含む軸部内側の全長にわたって設けるようにした。
すなわち、シャフト１の両端部には円柱状のフランジ部が設けられ、このフランジ部から外方に軸部を突出させて、この軸部の端部を外部構造に支持するとともに、この支持部と軸部を突出させたフランジ部との間に軸受４を設けて、この軸受４によりセル３をシャフト１まわりに回動させるようにしているが、本実施の形態では、両端の軸受４の間のシャフト１全体をカバー２９又は２９Ａ、２９Ｂで覆うようにした。
【００５２】
これにより、シャフト１の全長にわたって、セル３内部の潤滑油や雰囲気からシャフト１を隔離することができ、シャフト１内の温度変位の発生を抑制することができ、温度差による軸方向の反りを抑制することができる。
【００５３】
次に、図４は本発明の静圧シュー用断熱シャフトの実施の第４形態を示す図で、図４（ａ）は静圧シュー２を設ける部分、すなわち、矩形横断面形状にされているシャフト１の中央部のみ全長にわたってカバー２９を設けるようにしたもので、図４（ｂ）はシャフト１の温度分布変位が局所的に大きくなり、シャフト１の温度変形が生じ易い矩形横断面形状にされている、シャフト１の中央部をさらに数分割して、特定の部分、特に、軸方向の反りが生じ易い部分のみにカバー２９を設けるようにしたものである。
【００５４】
カバー２９の設置は、シャフト１の軸方向に関しても、図３に示す実施の第３形態に示すようにシャフト１全体をカバーするように設置することが望ましいが、状況に応じて、図４に示す実施の第４形態のように、断熱効果を著しく損なわない範囲で、図４（ａ）で示すように両端を除いて設置する、あるいは、図４（ｂ）に示すように中央部を数分割して設置するなど適宜可能である。
【００５５】
次に、図５は本発明の静圧シュー用断熱シャフトの実施の第５形態を示す断面図である。
本実施の形態の静圧シュー用断熱シャフトは、図に示すように、シャフト１表面に断熱材３１を貼着して設置するようにした。
【００５６】
この断熱材３１は図１と同様に、静圧シュー２を設けるようにしたシャフト１の上端面を除く全面を覆うようにすることが望ましいが、種々の制約条件に応じてシャフト１の断熱効果を著しく損なわない範囲で、断熱材３１の設置場所を限定して主要部分、例えば、シャフト出側面６Ａ、シャフト入側面６Ｂのみに限定して設置することもでき、また、シャフト１の軸方向でも図３に示すようにシャフト１の全長を覆うことが望ましいが、図４に示すように種々の条件の下では、両端を除いた中央部のみ、あるいは、その部分をさらに分割するなどして、断熱効果を著しく損なわない範囲で適宜設けることが可能である。
【００５７】
図１に示す実施の第１形態の場合と同様に、シャフト１の側面および下端面に断熱効果に秀れるプラスチック素材等からなる断熱材３１を塗布等により貼着して設けるようにしたことにより、シャフト１に対して温度差を持っているセル３内部の潤滑油あるいは雰囲気の温度の影響を、シャフト１が受ける割合を大きく抑えることができるので、シャフト１の温度差を抑制することにより、シャフト１に生じることのある反りを抑えることができ、相手ロール５との間に押圧力を発生させる位置のセル３内周面とシュー潤滑面２１との間には、適性な油膜厚さを形成し確保することができる。
【００５８】
本断熱材３１は、シャフト１の製作時に断熱材を予め貼着しておくことにより、ロール７の組立時にはカバー２９等の設置が不要となるため、組立作業効率の向上が期待できる。
また、本実施の形態は、前述した実施の第１形態で示したカバー２９若しくは実施の第２形態で示したカバー２９Ａ、２９Ｂと併用して設けることによりシャフト１の熱変形を抑制することができ、さらに効果をアップさせることもできる。
【００５９】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の静圧シュー用断熱シャフトは、セル内に生じる温度環境によるシャフト中央部に形成される矩形横断面形状部材内の温度変位を軽減してシャフトの温度変形を抑制し、静圧シューのシャフト上端面と相手ロールに当接する部分を移動するセル内周面との位置ずれを防止するために、シャフト出側面およびシャフト入側面のうちの少なくとも一方をセル内に生じる温度環境から隔離する被覆材を設けるものとした。
【００６０】
これにより、セル内に生じる温度環境によりシャフトの矩形横断面形状部のシャフト出側面およびシャフト入側面に生じる温度変位が被覆材の設置により緩和され、矩形横断面形状部に生じる変位を小さくすることができ、この矩形横断面形状部内の温度変位が小さくなることにり、シャフト上端面に設けられ、外部から供給される潤滑油により径方向に押し出される静圧シューと相手ロールに当接する位置を移動するセル内周面との間に生じる相対的な位置ずれを防止することができ、シャフト上端面とセル内周面との間に形成される油膜厚さを均等にすることができ、シャフト上端面とセル内周面と直接接触することにより発生する焼付きによる事故を未然に防止することが出来る。
【００６１】
また、本発明の静圧シュー用断熱シャフトは、被覆材が、その両端部が上端面の端部にそれぞれ連結され、シャフト出側面、上端面と反対側の下端面およびシャフト入側面からなる側面を順次被覆して、シャフトの矩形横断面形状部の上端面を除くシャフト全周をセル内の温度環境から隔離する１枚のカバーからなるものとした。
【００６２】
これにより、シャフトの矩形横断面形状部のセル内の温度環境からの隔離をより確実なものにすることができ、矩形横断面形状部に生じる変位は、より小さなものにすることができて、シャフト上端面とセル内周面との直接接触により発生することのある焼付きによる事故をより確実に防止することが出来る。
【００６３】
また、本発明の静圧シュー用断熱シャフトは、被覆材が、セル内の温度環境による温度変形が大きくなる矩形横断面形状部を部分的に被覆材で被覆して、セル内の温度環境により特に温度変形が大きくなる矩形横断面形状部分に発生する温度変位を小さくする複数枚のカバーからなるものとした。
【００６４】
これにより、矩形横断面形状部に小さな変位は生じるものの、カバーの量を少なくすることができ、コスト低減が計れるとともに、カバーの取りつけが容易になり取りつけ工数を低減できる。
【００６５】
また、本発明の静圧シュー用断熱シャフトは、被覆材が、シャフト出側面およびシャフト入側面に貼着されてシャフトを被覆してセル内の温度環境から隔離する断熱材からなるものとした。
【００６６】
これにより、シャフトと断熱材とを一体化したものにすることができ、シャフトの前処理により、セル内の温度環境からのシャフトの隔離が可能になり、ローラの製作工数を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の静圧シュー用断熱シャフトの実施の第１形態を示す横断面図、
【図２】本発明の静圧シュー用断熱シャフトの実施の第２形態を示す図で、図２（ａ）は横断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）に示すＡ部の詳細図、
【図３】本発明の静圧シュー用断熱シャフトの実施の第３形態を示す縦断面図、
【図４】本発明の静圧シュー用断熱シャフトの実施の第４形態を示す図で、図４（ａ）は静圧シュー２を設ける矩形横断面形状にされているシャフトのみを全長にわたってカバーを設けるようにした縦断面図、図４（ｂ）はシャフト１の温度変形が生じ易い矩形横断面形状のシャフト１の中央部を数分割して、軸方向の反りが生じ易い部分のみにカバーを設けるようにした縦断面図、
【図５】本発明の静圧シュー用断熱シャフトの実施の第５形態を示す横断面図、
【図６】従来の押し付け用のロールの構造を示す縦断面図、
【図７】セルに所定の圧力を発生させる静圧シューを支持するシャフトの軸心方向中心線を回転方向に傾けて設けたロール横断面図、
【図８】セルに所定の圧力を発生させる静圧シューを支持するシャフトの軸心方向中心線を鉛直状態にして設けたロール横断面図、
【図９】シャフトの温度変形がなく、静圧シューとセルとが正常状態に配置されている図で、図９（ａ）は図９（ｂ）に示す矢視Ｚ方向における静圧シューの平面図、図９（ｂ）は横断面図、
【図１０】シャフトの温度変形が生じているときの静圧シューとセルとの配置を示す図で、図１０（ａ）は図１０（ｂ）に示す矢視Ｚ方向における静圧シューの平面図、図１０（ｂ）は静圧シューとセルとの相対移動により生じる潤滑面の状態を示すための横断面図である。
【符号の説明】
１    シャフト
２    静圧シュー
３    セル
４    軸受
５    相手ロール
５１  別の相手ロール
６Ａ  シャフト出側面
６Ｂ  シャフト入側面
７    ロール
８    薄帯
９    給油管
１０  排油管
２１  シュー潤滑面
２２  シューピストン
２３  シャフトピストン溝
２４  シューポケット
２５  絞り
２６  シュー潤滑面出側
２７  メタルシール
２８  シュー潤滑面入側
２９，２９Ａ，２９Ｂ  カバー
３０  断熱材
３１  断熱材
Ｒ    回転方向
Ｘ    シャフト自重方向
０１  移動前軸方向中心線
０２  移動後軸方向中心線
【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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