CN102089538B - 滚筒装置 - Google Patents

Abstract

一种滚筒装置(1)，其包括：中空的滚筒体(2)；轴体(4)，该轴体(4)隔着间隔地插通于滚筒体(2)的中空部；以及一对静压气体轴承(7、8)，这一对静压气体轴承(7、8)被分别配置在滚筒体(2)的两端部(5、6)，并被分别设置在滚筒体(2)与轴体(4)之间，静压气体轴承(7)具有径向轴承面(32)和推力轴承面(35、40)，静压气体轴承(8)具有径向轴承面(92)。

Description

滚筒装置

技术领域

本发明涉及一种用于塑料的片材或薄膜等覆盖层、膜状的电子仪器制造(卷对卷(roll to roll)方式)和该片材、薄膜等的搬运的滚筒装置。

背景技术

例如，在专利文献1中，提出了在径向和推力方向上采用静压气体轴承的滚筒装置。

专利文献1：日本专利特开平11-190338号公报

发明的公开

发明所要解决的技术问题

然而，为了能将上述滚筒装置用于塑料的片材或薄膜等覆盖层、膜状电子仪器制造(卷对卷方式)和该片材、薄膜等的搬运，要求例如抖动精度为1μm以下这样的更高的旋转精度、降低旋转摩擦、提高旋转速度。

本发明基于上述各方面问题发明而成，其目的在于提供一种能实现更高旋转精度、降低旋转摩擦、提高旋转速度的滚筒装置。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的滚筒装置包括：中空滚筒体；轴体，该轴体隔着缝隙地插通于滚筒体的中空部，且其两端部从滚筒体突出；以及一对静压气体轴承，这一对静压气体轴承被分别配置在滚筒体的两端部，并且被分别设置在滚筒体与轴体之间，一方的静压气体轴承包括：一方的轴承体，该轴承体具有与滚筒体的内周面隔着轴承缝隙地相对的径向轴承面和与固接于滚筒体的一端部的中空圆板状的板的一个面隔着轴承缝隙地相对的推力轴承面，且上述轴承体被固接于轴体；另一方的轴承体，该轴承体具有与上述板的另一个面隔着轴承缝隙地相对的推力轴承面，且上述轴承体被固接于轴体；环状的连结体，该连结体被设置在上述板与轴体之间，并用于将一方的轴承体与另一方的轴承体连结；供气通路，该供气通路形成于一方的轴承体、另一方的轴承体以及连结体，能供应所要从一方的轴承体的径向轴承面供应至轴承缝隙的气体、所要从一方的轴承体的推力轴承面供应至轴承缝隙的气体、以及所要从另一方的轴承体的推力轴承面供应至轴承缝隙的气体；一方的排气通路，该排气通路形成于板，从而能将从一方的轴承体的径向轴承面供应至轴承缝隙的气体排放至轴体的一端部侧，且将从一方的轴承体的推力轴承面供应至轴承缝隙的气体从该轴承缝隙的外周侧排放至轴体的一端部侧；以及另一方的排气通路，该排气通路形成于连结体和另一方的轴承体，能将从一方的轴承体的推力轴承面供应至轴承缝隙的气体从该轴承缝隙的内周侧排放至轴体的一端部侧，并且将从另一方的轴承体的推力轴承面供应至轴承缝隙的气体从该轴承缝隙的内周侧排放至轴体的一端部侧，另一方的静压气体轴承包括：轴承体，该轴承体具有与滚筒体的内周面隔着缝隙地相对的径向轴承面，并被固接于轴体；供气通路，该供气通路形成于该轴承体，能供应所要从该轴承体的径向轴承面供应至轴承缝隙的气体；排气通路，该排气通路形成于另一方的静压气体轴承的轴承体，能将从该轴承体的径向轴承面供应至轴承缝隙的气体和从一方的静压气体轴承的一方轴承体的径向轴承面供应至轴承缝隙的气体排放至轴体的另一端部侧。

根据本发明的滚筒装置，特别是由于包括了上述一方的静压气体轴承和另一方的静压气体轴承，因此，能提高滚筒体的旋转精度，能减轻滚筒体的重量来实现旋转摩擦的降低和旋转速度的提高，并能增大一方的静压气体轴承和另一方的静压气体轴承的径向上的轴承直径，此外，一方的静压气体轴承由于在推力方向上也以非接触的方式支承滚筒体，因此，能减少轴体等的热膨胀的影响，通过用一方的静压气体轴承在径向和推力方向上以非接触的方式支承以及用另一方的静压气体轴承在径向上以非接触的方式支承，能使滚筒体的另一方的静压气体轴承侧的部位自由，从而能减少轴向的热膨胀的影响，而且，能将分别供应至轴承缝隙的气体(压缩气体)流畅地排放至滚筒装置的外部，从而能防止基于该气体的不稳定排放而引起的滚筒体的旋转精度降低、旋转摩擦增大以及旋转速度降低。

在本发明的滚筒装置的较为理想的例子中，排气通路包括：环状通路，该环状通路在轴体的长度方向上与从一方的静压气体轴承的径向轴承面得到气体供应的轴承缝隙相邻，并且形成于板的一个面；以及连通路，该连通路与上述环状通路连通，并在板的另一个面上开口。

在本发明的滚筒装置的较为理想的例子中，排气通路包括：环状缝隙，该环状缝隙形成在板的内周面与连结体的外周面之间；以及通路，该通路穿过连结体和板而形成，并在板的另一个面上开口；以及连通路，该连通路与上述通路连通，并在上述环状缝隙处开口。

发明效果

根据本发明，能得到一种实现更高旋转精度、降低旋转摩擦、提高旋转速度的滚筒装置。

附图说明

图1是本发明实施方式的例子的局部省略后的剖视图。

图2是图1所示例子的II-II线截面向视图。

图3是图1所示例子的III-III线截面向视图。

图4是图1所示例子的IV-IV线截面向视图。

图5是图1所示例子的V-V线截面向视图。

图6是图4所示例子的VI-VI线截面向视图。

具体实施方式

接着，根据如图所示的优选实施方式的例子来对本发明进行进一步详细的说明。另外，本发明不限定于这些例子。

在图1至图6中，本例的滚筒装置1包括：中空的滚筒体2；隔着缝隙3地插通于滚筒体2的中空部内的轴体4；以及一对静压气体轴承7、8，这一对静压气体轴承7、8被分别配置在滚筒体2的两端部5、6且被分别设置在滚筒体2与轴体4之间。

滚筒体2包括：圆筒状主体11；圆筒体15，该圆筒体15的外周面13被固接于圆筒状主体11的一端部5的内周面12部位，且其内周面14与静压气体轴承7隔着轴承缝隙31地相对；圆筒体18，该圆筒体18的外周面16被固接于圆筒状主体11的另一端部6的内周面12部位，且其内周面17与静压气体轴承8隔着轴承缝隙91地相对；以及中空圆板状的板20，该板20被固接于位于轴体4的一端部21侧的圆筒体15的环状端面19。圆筒体15与圆筒体18的壁厚彼此相等。板20通过圆筒体15固接到圆筒状主体11的一端部5。

圆柱状或圆筒状的轴体4与圆筒状主体11、圆筒体15、圆筒体18和板20隔着缝隙3地插通于滚筒体2。轴体4的两端部21、22分别从滚筒体2的两端部5、6突出，并在该两端部21、22固定支承于框等。轴体4包括：大径轴部23，该大径轴部23在该轴体4的长度方向上位于圆筒体15与圆筒体18之间；小径轴部24、25，这些小径轴部24、25位于大径轴部23的两侧；以及台阶部27、28，这些台阶部27、28形成于大径轴部23与小径轴部24、25各自的连结部。在本例中，小径轴部24、25的直径彼此相等，但也可以不同。

静压气体轴承7包括：圆筒状的一方的轴承体36，该轴承体36具有与内周面14隔着轴承间隔31地相对的径向轴承面32和与位于另一端部22侧的板20的面33隔着轴承缝隙34地相对的推力轴承面35，并且上述轴承体36被固接于轴体4；中空圆板状的另一方的轴承体41，该轴承体41具有与位于一端部21侧的板20的面38隔着轴承缝隙39地相对的推力轴承面40，并且该轴承体41被固接于轴体4；环状的连结体42，该连结体42被设置在板20与轴体4之间，且将轴承体36与轴承体41连结；供气通路44，该供气通路44形成于轴承体36、轴承体41和连结体42，以能供应所要从径向轴承面32供应至轴承缝隙31的气体、所要从推力轴承面35供应至轴承缝隙34的气体以及所要从推力轴承面40供应至轴承缝隙39的气体；一方的排气通路45，该排气通路45形成于板20，能将从径向轴承面32供应至轴承缝隙31的气体排放至一端部21侧，并能将从推力轴承面35供应至轴承缝隙34的气体从该轴承缝隙34的外周侧排放至一端部21侧；以及另一方的排气通路46，该排气通路46形成于连结体42和轴承体41，能将从推力轴承面35供应至轴承缝隙34的气体从该轴承缝隙34的内周侧排放至一端部21侧，并能将从推力轴承面40供应至轴承缝隙39的气体从该轴承缝隙39的内周侧排放至一端部21侧。

轴承体36与轴承体41隔着板20彼此相对配置。轴承体36和轴承体41通过螺钉等分别连结到连结体42。

轴承体36包括：圆筒状的主体55，该主体55在内周面51被固接于小径轴部24，且在大径轴部23侧的端面53被固接于台阶部27；作为多孔质体的圆筒状的多孔质金属烧结层56，该多孔质金属烧结层56与主体55的外周面52接合；以及作为多孔质体的环状的多孔质金属烧结层57，该多孔质金属烧结层57与形成于主体55的板20侧的端面54的环状凹槽58接合。

多孔质金属烧结层56、57分别在内部具有在其全表面的无序的许多部位上开口且无序地彼此连通的许多细孔。径向轴承面32由与多孔质金属烧结层56所要支承的圆筒体15相对并露出的外周面构成，推力轴承面35由与多孔质金属烧结层57所要支承的板20相对并露出的该板20侧的面构成。在本例中，推力轴承面35与端面54构成同一个面，但例如也可以相对于端面54在横向上配置在一方侧或另一方侧。多孔质金属烧结层56、57也可以分别由4重量％以上10重量％以下的锡、10重量％以上40重量％以下的镍、0.1重量％以上不足0.5重量％的磷、2重量％以上10重量％以下的无机物质粒子、杂质为铜形成。多孔质金属烧结层56、57中分散含有的无机物质粒子也可以由石墨、氮化硼、氟化石墨、氟化钙、氧化铝、氧化硅和碳化硅中的至少一种组成。

相对于轴承体36配置在一端部21侧的轴承体41包括：中空圆板状的主体62，该主体62在内周面61被固接于小径轴部24；以及作为多孔质体的环状的多孔质金属烧结层64，该多孔质金属烧结层64与形成于主体62在板20侧的面63上的环状凹槽65接合。推力轴承面40由与多孔质金属烧结层64所要支承的板20相对并露出的该板20侧的面构成。推力轴承面40与面63对齐。多孔质金属烧结层64与多孔质金属烧结层57同样形成，并将板20夹在中间地彼此相对配置。

供气通路44包括：形成于主体55的外周面52的多个环状通路71、72、73；形成于环状凹槽58的底面的环状通路74；形成于环状凹槽65的底面的环状通路75；以及穿过主体55、连结体42和主体62形成，与环状通路71～75分别连通并在主体62的外周面上开口的连通路76。在上述供气通路44中，使从上述开口供应得到的气体(压缩气体)经由连通路76分别流入环状通路71～75，并将所流入的上述气体分别供应至多孔质金属烧结层56、57、64，然后将气体供应至轴承缝隙31、34、39。

特别是如图6所示，排气通路45包括：环状通路81，该环状通路81在轴体4的长度方向上与轴承缝隙31相邻，且形成于板20的面33；以及连通路82，该连通路82形成于板，以使连通路82与环状通路81连通，且在板20的面38上开口。在上述排气通路45中，将被供应至轴承缝隙31的气体从板20侧排放，并将被供应至轴承缝隙34的气体从该轴承缝隙34的外周侧排放。另外，被供应至轴承缝隙39的气体中被排放至外周侧的气体被直接排出至滚筒装置1的外部。

特别是如图6所示，排气通路46包括：环状缝隙87，该环状缝隙87形成在板20的内周面85与连结体42的外周面86之间；通路88，该通路88穿过连结体42和主体62而形成，并在主体62的一端部21侧的面66上开口；以及连通路89，该连通路89与通路88连通，并在环状缝隙87开口。在上述排气通路46中，将被供应至轴承缝隙34的气体从该轴承缝隙34的内周侧排放，并将被供应至轴承缝隙39的气体从该轴承缝隙39的内周侧排放。

静压气体轴承8包括：轴承体93，该轴承体93具有与内周面17隔着轴承缝隙91地相对的径向轴承面92，且上述轴承体93被固接于轴体4；供气通路94，该供气通路94形成于该轴承体93，能供应所要从轴承体93的径向轴承面92供应至轴承缝隙91的气体；以及排气通路95，该排气通路95形成于轴承体93，能将从径向轴承面92供应至轴承缝隙91的气体和从径向轴承面32供应至轴承缝隙31的气体、即能将静压气体轴承7与静压气体轴承8之间的气体排出至另一端部22侧。

轴承体93包括：圆筒状的主体105，该主体105在内周面101被固接于小径轴部25，且在大径轴部23侧的端面103被固接于台阶部28；以及作为多孔质体的圆筒状的多孔质金属烧结层106，该多孔质金属烧结层106与主体105的外周面102接合。径向轴承面92由多孔质金属烧结层106所要支承的圆筒体18相对并露出的外周面构成。多孔质金属烧结层106与多孔质金属烧结层56同样形成。

特别是如图1所示，供气通路94包括：多个环状通路111、112、113，这些环状通路111、112、113形成于主体105的外周面102；以及连通路114，该连通路114形成于主体105，以使其分别与环状通路111～113连通，且在主体105的另一端部22侧的端面104上开口。在上述供气通路94中，使从上述开口供应得到的气体(压缩气体)经由连通路114分别流入环状通路111～113，并将所流入的上述气体分别供应至多孔质金属烧结层106，然后将气体供应至轴承缝隙91。

特别是如图1所示，排气通路95由在端面103、104上分别开口并形成于主体105的通路组成。在上述排气通路95中，从端面103的开口流入被分别供应至轴承缝隙31、91的气体中被排出至滚筒体2的中空部的气体，将所流入的气体从端面104侧的开口排放。另外，被供应至轴承缝隙91的气体中被排放至另一端部22侧的气体被直接排出至滚筒装置1的外部。

另外，符号120是通过旋入螺栓121来压接于轴体4的带缝紧固件，紧固件120分别被用于将静压气体轴承7、8固接于轴体4。

在上述滚筒装置1中，通过从供气通路44、94分别对多孔质金属烧结层56、57、64、106供气，从而将气体从径向轴承面32、92和推力轴承面35、40分别供应至轴承缝隙31、34、39、91，然后，通过静压气体轴承7、8以非接触方式沿R方向将滚筒体2支承成可自由旋转。滚筒体2在横向上的位置偏移可通过轴承缝隙34、39的非接触支承来予以限制。被分别供应至轴承缝隙31、34、39、91的气体被分别从排气通路45、46、95如上所述排放。

根据本例的滚筒装置1，由于包括：中空滚筒体2；轴体4，该轴体4被隔着缝隙3地插通于滚筒体2的中空部，且其两端部21、22从滚筒体2突出；以及一对静压气体轴承7、8，这一对静压气体轴承7、8被分别配置在滚筒体2的两端部5、6，并且分别设置在滚筒体2与轴体4之间，静压气体轴承7包括：一方的轴承体36，该轴承体36具有与滚筒体2的内周面14隔着轴承缝隙31地相对的径向轴承面32和与固接于滚筒体2的一端部5的中空圆板状的板20的一个面33隔着轴承缝隙34地相对的推力轴承面35，且上述轴承体36被固接于轴体4；另一方的轴承体41，该轴承体41具有与上述板20的另一个面38隔着轴承缝隙39地相对的推力轴承面40，且上述轴承体41被固接于轴体4；环状的连结体42，该连结体42被设置在上述板20与轴体4之间，并用于将一个轴承体36与另一个轴承体41连结；供气通路44，该供气通路44形成于一方的轴承体36、另一方的轴承体44以及连结体42，能供应所要从一方的轴承体36的径向轴承面32供应至轴承缝隙31的气体、所要从一方的轴承体36的推力轴承面35供应至轴承缝隙34的气体、以及所要从另一方的轴承体41的推力轴承面40供应至轴承缝隙39的气体；一方的排气通路45，该排气通路45形成于板20，能将从一方的轴承体36的径向轴承面32供应至轴承缝隙31的气体排放至轴体4的一端部21侧，且将从一方的轴承体36的推力轴承面35供应至轴承缝隙34的气体从该轴承缝隙34的外周侧排放至轴体4的一端部21侧；以及另一方的排气通路46，该排气通路46形成于连结体42和另一方的轴承体41，能将从一方的轴承体36的推力轴承面35供应至轴承缝隙34的气体从该轴承缝隙34的内周侧排放至轴体4的一端部21侧，并且将从另一方的轴承体41的推力轴承面40供应至轴承缝隙39的气体从该轴承缝隙39的内周侧排放至轴体4的一端部21侧，另一方的静压气体轴承8包括：轴承体93，该轴承体93具有与滚筒体2的内周面17隔着缝隙91地相对的径向轴承面92，并被固接于轴体4；供气通路94，该供气通路94形成于该轴承体93，能供应所要从该轴承体93的径向轴承面92供应至轴承缝隙91的气体；以及排气通路95，该排气通路95形成于另一方的静压气体轴承98的轴承体93，能将从该轴承体93的径向轴承面92供应至轴承缝隙91的气体和从一方的静压气体轴承7的一方轴承体36的径向轴承面32供应至轴承缝隙31的气体排放至轴体4的另一端部22侧，因此，能提高滚筒体2的旋转精度，能减轻滚筒体2的重量来实现旋转摩擦的降低和旋转速度的提高，并能增大在一方的静压气体轴承7和另一方的静压气体轴承8的径向上的轴承直径，此外，一方的静压气体轴承7由于在推力方向上也以非接触的方式支承滚筒体2，因此，能减少轴体4等的热膨胀的影响，通过用一方的静压气体轴承7在径向和推力方向上以非接触的方式支承以及用另一方的静压气体轴承8在径向上以非接触的方式支承，能使滚筒体2的另一方的静压气体轴承8侧的部位自由，从而能减少轴向的热膨胀的影响，而且，能将被分别供应至轴承缝隙31、34、39、91的气体流畅地排放至滚筒装置1的外部，从而能防止基于该气体的不稳定排放而引起的滚筒体2的旋转精度降低、旋转摩擦增大以及旋转速度降低。

Claims (3)

1.一种滚筒装置，其包括：

中空滚筒体；

轴体，该轴体隔着缝隙地插通于滚筒体的中空部，且其两端部从滚筒体突出；以及

一对静压气体轴承，这一对静压气体轴承被分别配置在滚筒体的两端部，并且被分别设置在滚筒体与轴体之间，

一方的静压气体轴承包括：

一方的轴承体，该轴承体具有与滚筒体的内周面隔着轴承缝隙地相对的径向轴承面和与固接于滚筒体的一端部的中空圆板状的板的一个面隔着轴承缝隙地相对的推力轴承面，且该轴承体被固接于轴体；

另一方的轴承体，该轴承体具有与所述板的另一个面隔着轴承缝隙地相对的推力轴承面，且该轴承体被固接于轴体；

环状的连结体，该连结体被设置在所述板与轴体之间，并用于将一方的轴承体与另一方的轴承体连结；

供气通路，该供气通路形成于一方的轴承体、另一方的轴承体以及连结体，能供应要从一方的轴承体的径向轴承面供应至轴承缝隙的气体、要从一方的轴承体的推力轴承面供应至轴承缝隙的气体、以及要从另一方的轴承体的推力轴承面供应至轴承缝隙的气体；

一个排气通路，该排气通路形成于板，从而能将从一方的轴承体的径向轴承面供应至轴承缝隙的气体排放至轴体的一端部侧，且将从一方的轴承体的推力轴承面供应至轴承缝隙的气体从该轴承缝隙的外周侧排放至轴体的一端部侧；以及

另一个排气通路，该排气通路形成于连结体和另一方的轴承体，能将从一方的轴承体的推力轴承面供应至轴承缝隙的气体从该轴承缝隙的内周侧排放至轴体的一端部侧，并且将从另一方的轴承体的推力轴承面供应至轴承缝隙的气体从该轴承缝隙的内周侧排放至轴体的一端部侧，

另一方的静压气体轴承包括：

轴承体，该轴承体具有与滚筒体的内周面隔着轴承缝隙地相对的径向轴承面，并被固接于轴体；

供气通路，该供气通路形成于另一方的静压气体轴承的轴承体，能供应要从该轴承体的径向轴承面供应至轴承缝隙的气体；以及

排气通路，该排气通路形成于另一方的静压气体轴承的轴承体，能将从另一方的静压气体轴承的轴承体的径向轴承面供应至轴承缝隙的气体和从一方的静压气体轴承的一方轴承体的径向轴承面供应至轴承缝隙的气体排放至轴体的另一端部侧。

2.如权利要求1所述的滚筒装置，其特征在于，一方的静压气体轴承的一个排气通路包括：

环状通路，该环状通路在轴体的长度方向上与从一方的静压气体轴承的径向轴承面得到气体供应的轴承缝隙相邻，并且形成于板的一个面；以及

连通路，该连通路形成于板，与所述环状通路连通，并在板的另一个面上开口。

3.如权利要求1或2所述的滚筒装置，其特征在于，一方的静压气体轴承的另一个排气通路包括：

环状缝隙，该环状缝隙形成在板的内周面与连结体的外周面之间；

通路，该通路穿过连结体和板而形成，并在板的另一个面上开口；以及

连通路，该连通路与所述通路连通，并在所述环状缝隙处开口。

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