JP2009000860A - シート部材の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シートゲージのばらつきを抑えることの出来るシート部材の製造装置を提供する。
【解決手段】スリーブ付きカレンダーロール１６は、コアロール２０とスリーブ２２で構成されている。コアロール２０のロール本体部２４とスリーブ２２との間には隙間が設けられているが、挿入時にロール本体部２４とスリーブ２２の回転軸が一致していなくとも、スリーブ押え４０でスリーブ２２を固定側継手部材３６側に押圧することで、爪３２の傾斜面３２Ｂがガイド穴３８のテーパー穴部３８Ｂに押し付けられて行くことで、スリーブ２２の回転軸がロール本体部２４の回転軸と一致し、最終的にロール本体部２４とスリーブ２２とが相対移動不能に固定される。圧延時にスリーブ２２に対して径方向の力が作用しても、コアロール２０の軸とスリーブ２２の軸がずれることは無く、連続して一定厚さのシート状ゴム部材４４を得ることが出来る。
【選択図】図３

Description

本発明は、シート部材の製造装置にかかり、特に、シートゲージのばらつきを抑えることの出来るシート部材の製造装置に関する。

シート部材であるインナーライナー等のゴムシートは、カレンダー装置により製造されている。
カレンダー装置として、特許文献１に示すようなスリーブ交換式のカレンダー装置がある。この装置のスリーブロールでは、ロール軸（コアロール）に対してスリーブを焼嵌にて固定しているため、スリーブの交換が煩雑となっている。

このような問題を解決するために、コアロールとスリーブとの間に隙間を設け、スリーブの交換を容易にしたスリーブ交換式のカレンダー装置がある。このスリーブ交換式のカレンダー装置では、図９に示すように、コアロール１００に外装されたスリーブ１０２が圧延荷重を受けた場合に、コアロール１００とスリーブ１０２との間のクリアランス分だけ常にスリーブが径方向の一方側に偏心（偏心量ｔ）した状態で圧延がなされることを想定している。

このスリーブ交換式のカレンダー装置では、コアロール１００の回転駆動力をスリーブ１０２に伝達する必要があるため、コアロール１００及びスリーブ１０２の片側に爪式継手（図示せず）が設けられており、コアロール１００の回転駆動力が爪式継手を介してスリーブ１０２に伝達されるようになっている。
特開２００１−０８７８０６号

ところで、継手の嵌合面（凸部と凹部の接触面）である駆動力伝達面は、圧延時に大きな力で接触しているため、摩擦抵抗によりスリーブが完全に片側に押し付けられず、スリーブは前記のような一定の偏心を確保することが出来ない状態で圧延が行われ、その結果、シートゲージＧ（図９参照）がばらついてしまうという問題があった。
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、シートゲージのばらつきを抑えることの出来るシート部材の製造装置の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、互いに逆方向に回転する１対のロールで材料を圧延してシート状部材を製造するシート部材の製造装置であって、少なくとも一方のロールは、駆動源からの回転力によって回転するコアロールと、前記コアロールの外周側に間隙を置いて配置される円筒状のスリーブと、前記コアロールからの回転力を前記スリーブに伝達する第１の回転力伝達手段とを備え、前記第１の回転力伝達手段は、前記コアロール及び前記スリーブの何れか一方の端部側に設けられ径方向の幅が軸方向外側へ向かうに従って幅狭となるテーパー状突起と、前記コアロール及び前記スリーブの何れか他方の端部側に設けられ、前記テーパー状突起が挿入可能とされると共に径方向の幅が軸方向外側へ向かうに従って幅狭となるテーパー状穴部とを有し、前記テーパー状突起を前記テーパー状穴部に挿入することで前記コアロールの回転軸と前記スリーブの回転軸とを一致させると共に回転力の伝達を行う、ことを特徴としている。

次に、請求項１に記載のシート部材の製造装置の作用を説明する。
請求項１に記載のシート部材の製造装置では、互いに逆方向に回転する１対のロールの間に向けて材料を供給することで、１対のロールで材料が圧延されてシート状部材が連続的に製造される。

ここで、少なくとも一方のロールは、コアロールと、円筒状のスリーブとを備えているため、スリーブのみを交換することができる。
コアロールとスリーブとの分離作業を容易にするために、コアロールとスリーブとの間には若干の隙間を設けている。
また、コアロールからの回転力は、第１の回転力伝達手段によってスリーブに伝達される。

ここで、第１の回転力伝達手段において、コアロール及びスリーブの何れか一方の端部側に設けられるテーパー状突起を、コアロール及びスリーブの何れか他方の端部側に設けられるテーパー状穴部に挿入することで、コアロールの回転軸とスリーブの回転軸とが一致すると共に、回転力の伝達が可能となる。
したがって、スリーブの交換が可能となっているロールにおいて、圧延時に回転軸と外周面の距離が変動することは無く、一定厚のシート状部材を連続的に製造することができる。

請求項２に記載の発明は、互いに逆方向に回転する１対のロールで材料を圧延してシート状部材を製造するシート部材の製造装置であって、少なくとも一方のロールは、駆動源からの回転力によって回転するコアロールと、前記コアロールの外周側に間隙を置いて配置される円筒状のスリーブと、前記コアロールからの回転力を前記スリーブに伝達する第２の回転力伝達手段とを備え、前記第２の回転力伝達手段は、前記コアロールの径方向に移動可能とされ、径方向外側に移動して前記スリーブの内周面に当接させることで前記コアロールの回転軸と前記スリーブの回転軸とを一致させると共に回転力の伝達を行う突起部を、前記コアロールの周方向に複数有する、ことを特徴としている。

次に、請求項２に記載のシート部材の製造装置の作用を説明する。
請求項２に記載のシート部材の製造装置では、互いに逆方向に回転する１対のロールの間に向けて材料を供給することで、１対のロールで材料が圧延されてシート状部材が連続的に製造される。

ここで、少なくとも一方のロールは、コアロールと、円筒状のスリーブとを備えているため、スリーブのみを交換することができる。
コアロールとスリーブとの分離作業を容易にするために、コアロールとスリーブとの間には若干の隙間を設けている。

ここで、第２の回転力伝達手段において、コアロールの周方向に沿って複数設けられた突起部をスリーブの内周面に当接させることで、コアロールの回転軸とスリーブの回転軸とを一致させることができる。なお、コアロールからの回転力は、突起とスリーブ内周面との摩擦力によってスリーブに伝達される。
したがって、スリーブの交換が可能となっているロールにおいて、圧延時に回転軸と外周面の距離が変動することは無く、一定厚のシート状部材を連続的に製造することができる。

なお、コアロールとスリーブとを分離する際には、突起を移動してスリーブの内周面から突起を離間させると良い。

以上説明したように本発明のシート部材の製造装置は上記構成としたので、シートゲージのばらつきを抑えることが出来る。

［第１の実施形態］
以下、図面を参照して本実施形態のカレンダー装置１０を詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態のカレンダー装置１０は、未加硫ゴム部材を押し出す押出機１４のゴム押出し側に配置されている。なお、押出機１４については、周知の構造であるので詳細な説明は省略する。

図１、及び図２に示すように、カレンダー装置１０は、スリーブ付きカレンダーロール１６と、このスリーブ付きカレンダーロール１６の下方に配置される固定カレンダーロール１８を備えている。

スリーブ付きカレンダーロール１６は、コアロール２０と、このコアロール２０に外装される円筒状のスリーブ２２を備えている。
コアロール２０は、一定径のロール本体部２４の両側に、ロール本体部２４よりも小径の支持軸部２６を備えている。

図２に示すように、支持軸部２６は、ベアリング２８を介してカレンダーフレーム３０に支持されている。ロール本体部２４、及び支持軸部２６は、各々金属材料で形成されている。
スリーブ２２は、金属材料で形成され、その内径、及び外径は、軸方向に一定である。
図３に示すように、スリーブ２２とコアロール２０との間には数ミリ程度の隙間が設けられている。

図４（Ｂ）に示すように、スリーブ２２の一方側（図面左側）の端部には、軸方向に突出する爪３２が図４（Ａ）に示すように周方向に等間隔で４箇所形成されている。この爪３２は、後述する固定側継手部材３６と共に本発明の第１の回転力伝達手段を構成している。なお、本実施形態では、回転力伝達のための爪３２が周方向に等間隔で４箇所形成されているが、本発明はこれに限らず、爪３２の数は４箇所に限らない。
図４（Ｂ）に示すように、爪３２は、スリーブ２２の回転軸に沿った断面で見た時に、スリーブ内周面の延長線上に形成される軸平行面３２Ａと、この軸平行面３２Ａに対して一定角度で傾斜する傾斜面３２Ｂとを有するテーパー形状とされ、径方向の厚みが軸方向外側へ向かうに従って減少している。なお、爪３２の寸法（幅Ｗ、及び軸方向長さＬ）は全て同じに設定されている。
また、各傾斜面３２Ｂは、スリーブ２２の軸から等距離にあり、スリーブ２２の周方向に沿って円弧状に湾曲している。

図３に示すように、コアロール２０のロール本体部２４には、一方側（図面左側）の端部に固定側継手部材３６が固定されている。この固定側継手部材３６は、前述した爪３２と対になる部品であり、本発明の第１の回転力伝達手段を構成している。
図３、及び図５に示すように、固定側継手部材３６は、厚肉の円板形状とされ、コアロール２０と同軸的に配置されている。固定側継手部材３６には、爪３２を挿入するガイド穴３８が、周方向に等間隔で４箇所形成されている。

ガイド穴３８は、ロール本体部２４が圧入される一定径の嵌合穴３８Ａと、軸方向に対して傾斜すると共に、嵌合穴３８Ａと同軸的に配置されるテーパー穴部３８Ｂとを有している。なお、スリーブ２２の爪３２の傾斜面３２Ｂと、ガイド穴３８のテーパー穴部３８Ｂとは、軸方向に対する傾斜角度が同じに設定されており、ガイド穴３８のテーパー穴部３８Ｂも、スリーブ２２の爪３２の傾斜面３２Ｂと同様に、周方向に沿って湾曲している。

図３に示すように、コアロール２０のロール本体部２４には、他方側（図面右側）に雄螺子２４Ａが形成されており、この雄螺子２４Ａに環状とされたスリーブ押え４０の雌螺子４０Ａが螺合している。
スリーブ押え４０の一方側（図面左側）には、環状テーパー部４２が一体的に形状されている。環状テーパー部４２は、軸に沿った断面で見た時に、外周側に傾斜面４２Ａを備えている。なお、スリーブ押え４０において、雌螺子４０Ａと環状テーパー部４２とは同時的に配置されている。

一方、スリーブ２２の他方側（図面右側）の内周側角部分には、面取り状の傾斜面２２Ａが形成されている。スリーブ押え４０の環状テーパー部４２の傾斜面４２Ａ、及びスリーブ２２の傾斜面２２Ａは、各々軸方向に対する傾斜角度が同じに設定されている。
また、ロール本体部２４には、他方側（図面右側）の外周にガイドローラー４５が設けられている。ガイドローラー４５は、周方向に等間隔で複数（例えば４個）設けられており、各ガイドローラー４５に接する外接円径と、スリーブ２２の内径との径差は極力小さく設定されており、これらガイドローラー４５がスリーブ２２の振れを抑えるガイドとなっている。

図２に示すように、固定カレンダーロール１８は、両側に支持軸部４７を備えており、支持軸部４７は、ベアリング２８を介してカレンダーフレーム３０に支持されている。
スリーブ付きカレンダーロール１６の一方側（図２の右側）の支持軸部２６にはギア４９Ａが固定され、固定カレンダーロール１８の一方側（図２の右側）の支持軸部４７には、ギア４９Ａと噛みあうギア４９Ｂが固定されている。したがって、スリーブ付きカレンダーロール１６と固定カレンダーロール１８とは互いに逆方向に回転するようになっている。

（作用）
次に、本実施形態のカレンダー装置１０の作用を説明する。
押出機１４から未加硫ゴム部材が、カレンダー装置１０のスリーブ付きカレンダーロール１６と固定カレンダーロール１８との間に向けて押し出され、スリーブ付きカレンダーロール１６、及び固定カレンダーロール１８が各々矢印方向（図１参照）に回転すると、スリーブ付きカレンダーロール１６と固定カレンダーロール１８とでシート状ゴム部材４４を連続的に形成される。
なお、スリーブ付きカレンダーロール１６においては、図示しない回転駆動用のモータの回転力が、コアロール２０、固定側継手部材３６、爪３２を介してスリーブ２２に伝達される。

スリーブ付きカレンダーロール１６においては、コアロール２０のロール本体部２４とスリーブ２２との間に隙間が設けられているが、挿入時（図３（Ｂ）参照）にロール本体部２４とスリーブ２２の軸が一致していなくとも、スリーブ押え４０でスリーブ２２を固定側継手部材３６側に押圧することで、爪３２の傾斜面３２Ｂがガイド穴３８のテーパー穴部３８Ｂに押し付けられて行くことで、スリーブ２２の軸がロール本体部２４の軸と一致し、最終的にロール本体部２４とスリーブ２２とが相対移動不能に固定される。
また、スリーブ押え４０の環状テーパー部４２を面取り状の傾斜面２２Ａに押圧することも、コアロール２０とスリーブ２２の軸同士を一致させる作用がある。

このため、圧延時にスリーブ２２に対して径方向の力が作用しても、コアロール２０の軸とスリーブ２２の軸がずれることは無く、スリーブ付きカレンダーロール１６と固定カレンダーロール１８との間の隙間寸法が変動せず、連続して一定厚さのシート状ゴム部材４４を得ることが出来る。
なお、スリーブ２２を交換する場合には、スリーブ押え４０を回転して外すことで、スリーブ２２を容易に外すことができる。

本実施形態では、スリーブ２２に爪３２が設けられ、固定側継手部材３６にガイド穴３８が設けられていたが、凹凸の関係を逆に配置する、即ち、スリーブ２２にガイド穴３８を設け、固定側継手部材３６に爪３２を設ける構成としても良い。また、環状テーパー部４２と傾斜面２２Ａとを逆に配置しても良い。

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態を説明する。
図６に示すように、本実施形態のスリーブ付きカレンダーロール１６は、第１の実施形態のスリーブ付きカレンダーロール１６とは構造が異なる。
スリーブ付きカレンダーロール１６のロール本体部２４には、シリンダ穴４６が周方向及び径方向に複数箇所形成されている。図７に示すように、本実施形態では、軸方向の同一箇所において、シリンダ穴４６が周方向に４箇所形成されている。

図６、及び図７に示すように、ロール本体部２４の軸心部分には、オイルのメイン流路４８が形成されている。メイン流路４８の一端は、回転継手５０、高圧ホース５２を介してオイルポンプ５４に連結されている。また、ロール本体部２４には、メイン流路４８とシリンダ穴４６の底部とを連結するサブ流路５６が形成されており、サブ流路５６の途中には電磁弁５８が取り付けられている。なお、電磁弁５８の配線は、図示しないスリップリングを介して制御回路に連結されている。

これらシリンダ穴４６には、各々ピストンロッド６０が挿入されており、ピストンロッド６０をシリンダ穴４６から突出させることで、端面６０Ａをスリーブ２２の内周面に接触させることができるようになっている。なお、ピストンロッド６０のスリーブ側の端面は、スリーブ２２の内周面に合わせて曲面となっている。

なお、シリンダ穴、メイン流路４８、回転継手５０、高圧ホース５２、オイルポンプ５４、及びサブ流路５６が、本発明の第２の回転力伝達手段に相当している。
また、コアロール２０には、オイルポンプ５４の接続されている側とは反対側の支持軸部２６からコアロール内部に温水又は冷却水を流す図示しない流路が形成されている。このため、外部の水供給源から供給された温水又は冷却水によってコアロールを加温、または冷却可能となっており、加温してゴムを軟らかくしたり、ゴムを冷却することができる。なお、支持軸部２６にこの流路とつながる図示しないカプラー（いわゆるワンタッチ継手）等を取り付けることで、スリーブ付きカレンダーロール１６の着脱が容易になる。

（作用）
次に、本実施形態の作用を説明する。
コアロール２０においては、ロール本体部２４とスリーブ２２との間に若干の隙間が設けられているが、挿入時にロール本体部２４とスリーブ２２の回転軸が一致していなくとも、メイン流路４８に油圧を作用させることで、各々のピストンロッド６０が同じ量だけ外周面から突出してスリーブ内周面に押し付けられ、スリーブ２２の回転軸がロール本体部２４の回転軸と一致する。なお、油圧を作用させて、各ピストンロッド６０がスリーブ内周面に押し付けられた後、電磁弁５８を閉状態とし、ピストンロッド６０を固定する。

本実施形態では、ピストンロッド６０の端面とスリーブ２２の内周面との間の摩擦力によってロール本体部２４からスリーブ２２へ回転力が伝達される。
また、ピストンロッド６０が固定され、その端面がスリーブ２２の内周面に当接しているため、圧延時にスリーブ２２に対して径方向の力が作用しても、スリーブ２２の回転軸がずれることは無く、スリーブ付きカレンダーロール１６と固定カレンダーロール１８との間の隙間寸法が変動せず、連続して一定厚さのシート状ゴム部材４４を得ることが出来る。
スリーブ２２を交換する場合には、油圧を零または負とすれば、ピストンロッド６０がスリーブ２２を押し付けなくなるので、スリーブ２２を容易に外すことができる。

なお、上記実施形態では、ピストンロッド６０の端面とスリーブ２２の内周面との間の摩擦力によってロール本体部２４からスリーブ２２へ回転力の伝達を行ったが、負荷が大きい場合には、図８に示すように、スリーブ２２の内周面に溝６２を形成し、この溝６２にピストンロッド６０を挿入するようにしても良い。図８の構成では、ピストンロッド６０が溝６２に引っ掛かるので、大きな負荷が作用してもロール本体部２４とスリーブ２２が回転方向に滑ることが無い。

上記実施形態では、１対のロールの内の一方にスリーブ付きカレンダーロール１６を用いたが、両方に用いても良い。

本発明の効果を確かめるために、従来のスリーブ付きカレンダーロール、第１の実施形態のスリーブ付きカレンダーロール、及び第２の実施形態のスリーブ付きカレンダーロールを用いて、ゴムシートを圧延した結果、従来のロールを用いた場合のゲージ変動を１００とした場合、実施形態のロールを用いることでゲージ変動を５％改善できることが分かった。したがって、シートゲージの設計値に対する安全率を小さく設定できるので、原材料費の大幅なコストダウンを図ることができる。
本発明の装置を用いて、例えば、タイヤのインナーライナーを製造すれば、タイヤのユニフォミティーを改善することができる。

押出機と本発明のカレンダー装置の概略を示す側面図である。 第１の実施形態に係るカレンダー装置の要部の正面図である。 （Ａ）はスリーブ付きカレンダーロール（完成品）の断面図であり、（Ｂ）は組立途中のスリーブ付きカレンダーロールの断面図である。 （Ａ）はスリーブの一方側の側面図であり、（Ｂ）はスリーブの軸線に沿った断面図である。 （Ａ）は固定側継手部材の正面図であり、（Ｂ）は固定側継手部材の軸線に沿った断面図である。 第２の実施形態に係るカレンダー装置のスリーブ付きカレンダーロールの断面図である。 図６に示すスリーブ付きカレンダーロールの７−７線断面図である。 他の実施形態に係るスリーブ付きカレンダーロールの７−７線断面図である。 従来のスリーブ付きカレンダーロールの断面図である。

符号の説明

１０ カレンダー装置（シート部材の製造装置）
１６ スリーブ付きカレンダーロール（ロール）
１８ 固定カレンダーロール（ロール）
２０ コアロール
２２ スリーブ
２４ ロール本体部
３２ 爪（第１の回転力伝達手段、テーパー状突起）
３２Ｂ 傾斜面
３６ 固定側継手部材（第１の回転力伝達手段）
３８Ｂ テーパー穴部（テーパー状穴部）
３８Ａ 嵌合穴
６０ ピストンロッド（第２の回転力伝達手段、突起部）

Claims (2)

1. 互いに逆方向に回転する１対のロールで材料を圧延してシート状部材を製造するシート部材の製造装置であって、
   少なくとも一方のロールは、駆動源からの回転力によって回転するコアロールと、前記コアロールの外周側に間隙を置いて配置される円筒状のスリーブと、前記コアロールからの回転力を前記スリーブに伝達する第１の回転力伝達手段とを備え、
   前記第１の回転力伝達手段は、前記コアロール及び前記スリーブの何れか一方の端部側に設けられ径方向の幅が軸方向外側へ向かうに従って幅狭となるテーパー状突起と、前記コアロール及び前記スリーブの何れか他方の端部側に設けられ、前記テーパー状突起が挿入可能とされると共に径方向の幅が軸方向外側へ向かうに従って幅狭となるテーパー状穴部とを有し、前記テーパー状突起を前記テーパー状穴部に挿入することで前記コアロールの回転軸と前記スリーブの回転軸とを一致させると共に回転力の伝達を行う、
   ことを特徴とするシート部材の製造装置。
2. 互いに逆方向に回転する１対のロールで材料を圧延してシート状部材を製造するシート部材の製造装置であって、
   少なくとも一方のロールは、駆動源からの回転力によって回転するコアロールと、前記コアロールの外周側に間隙を置いて配置される円筒状のスリーブと、前記コアロールからの回転力を前記スリーブに伝達する第２の回転力伝達手段とを備え、
   前記第２の回転力伝達手段は、前記コアロールの径方向に移動可能とされ、径方向外側に移動して前記スリーブの内周面に当接させることで前記コアロールの回転軸と前記スリーブの回転軸とを一致させると共に回転力の伝達を行う突起部を、前記コアロールの周方向に複数有する、
   ことを特徴とするシート部材の製造装置。

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