JP2006524618A - ローラ及び回転駆動装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、平坦な物品を搬送するための、石英ガラスのような耐火性材料からなる耐火性のローラに関し、さらにそのようなローラの端部に設けられたローラ回転駆動用の新たな装置とローラとの組立体に関する。このローラは、外面及び２つの端面を有する耐火性材料からなり、端面の少なくとも１つは回転用の駆動ピンを受容するための複数の凹部を有する。このローラは、凹部がローラの半径方向に延びる開口部を有し、その開口部はローラの外面から離れ、かつ、凹部が、ローラの接線方向よりも半径方向に長い断面を有することを特徴とする。本発明は、駆動用凹部の周りでのローラの破損を防止することができる。

Description

本発明は、平坦な物品を搬送するための、石英ガラスのような耐火性材料からなる耐火性のローラに関し、さらにそのようなローラの端部に設けられたローラ回転駆動用の新たな装置とローラとの組立体に関する。

ガラス産業又は冶金産業においては、プレート、シート、フォイル又は連続するストリップの形態で加工中のガラス又は金属は、互いに平行に配置されたローラの上を搬送される。通常は、この搬送は高温下で行われる。

これらのローラは、ガラス又は金属の表面を傷付けないように、ガラス又は金属の線速度に等しい速度で回転駆動される。

より詳細には、金属製のストリップ又はバンドを搬送する場合は、全てのローラが鋼製のシャフトに支持される。鋼製のシャフトは、ローラの軸方向の孔を貫通するとともに、ローラ両端においてローラから突出することにより、ローラを直線的に支持するとともに回転中のセンタリングを行う。このために、軸方向の孔は円滑な円筒状の内面を有し、この内面はローラの軸方向に延びる外面と正確に同軸であるとともに予め定めた直径を有する。

一般に、ローラの回転駆動はシャフトに平行なフィンガを有する駆動装置によって行われる。フィンガは、シャフトの各端部の回りに配置され、シャフトとともに回転する支持体によって支持される。ローラの端面（すなわちローラの軸方向の孔と外面との間の厚み部分）に形成された凹部にはピンが係合する。しかし、駆動装置はシャフトに垂直なピンを使用する場合があり、そのような駆動装置は特許文献１に開示されている。このようなシステムは、ローラ及び駆動装置を構成する材料の熱膨張係数が異なる場合は効率的に作用しないことは明らかである。

従来の装置の変更例としては、ローラの外面上で開口する１つ以上の凹部を端面に備えたローラが特許文献２により公知である。またローラ端面全体に亘って延びるとともにローラ外面及び内面の双方に開口する駆動用凹部を備えたローラは、特許文献３により公知である。これらのローラは弱く、その結果、比較的早期に端面に損傷を受ける。

国際公開第９９／１５３０５号パンフレット 特開平１０−３２４５３４号公報 特開平１−３１２０２６号公報

特許文献２のようなローラに作用する駆動装置に見られる欠点は、凹部の存在により弱化したローラのエッジが、凹部と軸方向の孔との間の部分において破壊することである。特に、ローラ使用中は、ローラ及び駆動装置が受ける熱の上昇によって深刻な寸法変化が生じ、駆動用の凹部付近でのローラの破壊のリスクが上昇する。

このような欠点は、ローラ本来の性能を直接的に損ねるものではないが、搬送される金属又は駆動装置の近くに存在し、又は軸方向の孔の内側に存在するシリカのフラグメントは、厄介なものとなる。

この欠点は特に、例えば１２０ｍｍのような小径のローラにおいて、ローラ内側の孔と凹部との間にかなり小さな物体が在る場合に発生し得る。

本発明の目的は、ローラ駆動用の新たな装置を提供することによってこの欠点を解消することである。

本発明によれば、ピンによっていかなる手段もローラの凹部に係合することができ、回転を伝える連結部を提供することができる。この連結部は、上述のフィンガを含む。

本発明は、第１の目的として、請求項１に係る、平坦な物品を搬送するための耐火性材料からなるローラを有する。

また本発明は、そのようなローラと、回転支持体に支持されるとともにローラの凹部に係合可能なピンを含む駆動装置とを有する組立体に関する。この組立体は、少なくとも１つのピンがそのピンを受容する凹部に係合したときに、ピンと凹部との間に、ローラの半径方向に沿って有意な遊びが形成されるようにピン及び凹部が構成されることを特徴とする。

本発明は、ピンと凹部との間にローラの半径方向（すなわちローラ軸を貫通する方向）に沿った有意な遊びを形成することにより、上述の問題を解消するものである。

有意な遊びにより、製作公差のみによる遊び、又はピンを凹部に係合させるための機能的な遊びよりも大きいストロークでピンが移動できる自由空間が形成される。有意な遊びは、ローラ使用中に温度が変化していてもピンが凹部内で移動できるように選択されることが有利である。このために、遊びは少なくとも３ｍｍであり、好ましくは４ｍｍ以上である。

本発明の特定の実施形態によれば、ローラは、軸方向に延びる内面及びその内面において開口する凹部を備えた軸方向の孔を有する。

本実施形態の長所は、凹部の近傍に、厚さが薄いことによる弱い領域がないことである。換言すれば、ローラ上に壊れやすい薄肉部を形成せず、それにより望ましくないフラグメントの形成を防止する。

有利には、軸方向に延びる内面は、支持シャフトに支持されるローラが担持される当接面である。ローラの外面は連続的に無傷に維持され、このことは特に、ローラ幅全体が加工時の物品の搬送に使用される用途において好ましい。一方、凹部はローラの面を通っては延びないので、端面は弱くならない。

変更例によれば、凹部のいくつかのみが軸方向の内面上にて開口する。好ましくは、凹部はローラ軸に対して対称に配置される。この変更例の長所は、ローラが冷たいとき（搬送操作の開始時）及び熱いとき（駆動ピンが操作温度に達したとき）の双方においてローラの完全な駆動が可能になることである。それにより、搬送操作開始時において、内面上に開口していない凹部に係合しかつローラの底部に近接したピンが、「音鳴り現象（clinking phenomenon）」（ピン上でのはね返り）を防止する。レジーム温度（regime temperature）に達すると、これらのピンは熱膨張によって、それぞれの凹部の底部から半径方向に延びる。これに対し、内面上に開口している凹部に係合しかつ熱膨張したピンは、それぞれの凹部の底部に極めて近接した状態となり、「熱いとき」と同様の機能を有する。

本発明の特定の実施形態によれば、少なくとも１つの凹部は、ローラの回転軸を通る複数の平面が有する少なくとも２つの壁によって画定される。この実施形態では、駆動装置の対応するピンは、同じ幾何学的特徴を有する（すなわち、ピンの支持体の回転軸を通る複数の平面が有する少なくとも２つの壁を含む）ことが有利である。

ピン及び凹部のこの特殊な構成は、ローラのエッジに応力が集中するリスクの低減に寄与する良好な分布状態の支持面を、駆動装置とローラとの間に提供する。

本発明の理解を容易にするために、本発明の範囲を限定しない例示としての図面を用いて、実施形態を説明する。

図面において、構成要素は室温での状態（すなわち、ローラがガラスの搬送に使用されていないときに構成要素が占める位置）で示される。熱くなった構成要素の熱膨張は、構成要素間の相対的な変位を生じさせるが、図示はしない。

図１及び図２に示す従来技術において、円筒形状のローラ１は、公知の方法によって石英ガラスから作製される。

このローラは、数メートルの長さと、ローラのタイプによるが、１０〜２０センチメートルの直径とを有する。

ローラの軸方向に延びる外面２は、図示しない加工中のガラスの支持面として作用する。ガラスは、互いに平行に配置された同種のいくつかのローラによって搬送される。

このために、ローラの軸方向に延びる外面２の上のガラスロールは、極めて平滑な表面及び軸線３を中心とする精密な円筒形状を有する。

軸方向の孔４は、ローラの内側にかつ外面２と同軸に形成される。孔４の壁５は、精密加工によって正確な円筒形状を有し、それによりこの軸方向に延びる内面は軸線３を中心とする円筒形状を備える。

孔４内を、支持シャフト６（部分的に図示）が通ることができる。支持シャフト６は、ローラの直線性を維持するとともに、支持面５でローラを回転可能に支持する。

ローラ１の回転駆動は、知られるように、ローラの両端（ここではローラの左側のみ図示）に配置された駆動装置７によって行われる。

駆動装置は、軸線３に平行かつ支持体９に設けられた６つの駆動フィンガ８を有し、支持体９は軸線１０について回転可能に構成される。軸線１０は、ローラが駆動装置に取付けられたときは軸線３と合致する。

図示例では、支持シャフト６は回転支持体９と一体であるが、支持シャフトは回転中のローラを駆動する必要はないので、支持体９と分離される構成も可能である。

６つのフィンガ８は、支持シャフト６の回りに等間隔で配置され、駆動装置に面するローラの端面１２の厚さ部分に形成された６つの凹部１１に対応する。

フィンガ８及び凹部１１の長さは、シャフト及びローラの熱膨張が異なっていても、ローラが捩れることなくローラに動力伝達できる程度にフィンガの一部が凹部の内側に位置するように選定される。

各凹部１１の直径は、対応する駆動フィンガ８の直径より僅かに大きく、それによりフィンガは、ローラを組立てるとき及びローラ組立体が熱変形して支持体がローラよりも膨張しているときの双方において、凹部内を容易に摺動可能である。

支持体７によって構成される駆動装置、及び凹部と係合した駆動フィンガ８は駆動機能を満足し、この駆動機能は支持シャフト９が備える支持機能とは分離される。

このローラには、各凹部１１と軸線３との間の薄肉部分がローラ使用中に破壊するリスクがあると思われる。

これより、図３及び図４を参照して本発明の第１の実施形態に係るローラを説明する。

これらの図面において、既に用いた参照符号は上述の構成要素と同一であるとする。

ローラ２１は、軸方向に延びる外面２と、軸方向の孔４を画定する内面５とを有する。外面２及び内面５は、共通の軸線３について同軸である。

ローラの側方の端面１２に形成された凹部２２は、軸線３に向かって開口し、内面５の全長に亘って延びる。

図４に示す断面において、各凹部は、丸み部の直径に等しい幅Ｉを備えたＵ字形状を有し、その直径は駆動装置のフィンガ８の直径より僅かに大きい。またこの幅は、図示するように、横断面における凹部の接線方向の長さがローラの半径方向（接線方向に垂直な方向）の長さよりも短いことを示している。

従来技術の場合と異なり、各凹部２２の丸み部の軸線２３が軸線３から離れている距離は、各フィンガ８の軸線１３が駆動装置の軸線１０から離れている距離よりも長い。これにより、駆動フィンガ８が凹部２２に係合したときに、各フィンガ８とそれに対応する凹部２２の底部との間に、ローラ半径方向すなわち軸線３又は１０、１３及び２３を横切る方向（図３は半径方向の１つを示す）への遊びが形成される。

凹部の底部の反対側すなわち軸線３の方向には物体がないことから、ローラ使用中に生じる熱膨張に起因するフィンガ８の半径方向への余裕のための自由な空間が形成される。

従って、各凹部１１と軸線３との間の薄肉部がローラ使用中に破壊するリスクは排除される。

図示しない変更例においては、フィンガ８は、従来技術のように、各凹部２２の底部に当接する。この場合、軸線１３と２３とは合致するが、フィンガと軸線３との間には、物体が無いことによる半径方向の遊びが形成される。

上述の実施形態では、駆動装置７及びローラ２１は、それぞれ６つのフィンガ８及び６つの凹部２２を有する。

この個数を変更しても、ローラ全体が最後まで回転モーメントが伝達可能であるように構成されていれば、本発明の範囲からは逸脱しない。図５は、凹部２２の個数が４つである第２の実施形態を示す。

図６に示す第３の実施形態では、各凹部３０は、互いに半径方向に離れた軸線を有する２つの丸み部を備えた細長い断面形状を有する。２つの軸線の間の距離は、駆動装置とローラとの間での各フィンガの熱膨張差によるストロークよりも大きい。

この実施形態は、ローラの半径方向に沿って細長い凹部の各々の両側に、フラグメントの生成及びローラの破損を防止し得る十分な量の物体が残留できるように、十分に大きい直径をローラが有している場合に有用である。

上述の全ての実施形態において、凹部の断面における半径方向の長さは接線方向の長さよりも長く、凹部の開口部はローラの外面から離れている。

結局、本発明の有利な実施形態によれば、少なくとも１つの凹部が金属被覆（メタルジャケット）に形成される。従って、駆動装置による応力及び衝撃は均一に分散される。この場合、被覆は凹部内に適合する金属管から成る。有利には金属管は、軸方向にある程度の弾性を備えたスリットである。

いかなる望ましい修正も、本発明の範囲から逸脱することなく上述の実施形態に適用可能であることが理解されよう。

従来技術に係る、ガラス搬送用の石英ガラスローラの軸方向断面図である。 図１の従来技術のローラの左面図である。 図１に類似する、本発明の第１の実施形態に係るローラの図である。 図３のローラの左面図である。 図４に類似する、本発明の第２の実施形態に係るローラの図である。 図４に類似する、本発明の第３の実施形態に係るローラの図である。

Claims (8)

1. 外面及び２つの端面を有する耐火性材料からなるローラであって、前記端面の少なくとも１つは回転用の駆動ピンを受容するための複数の凹部を有する、ローラにおいて、前記凹部は前記ローラの半径方向に延びる開口部を有し、該開口部は前記ローラの前記外面から離れ、かつ、前記凹部は、ローラの接線方向よりも半径方向に長い断面を有することを特徴とする、ローラ。
2. 軸方向に延びる内面を備えた軸方向の孔を有し、前記凹部は前記内面において開口することを特徴とする、請求項１に記載のローラ。
3. 前記内面は、支持シャフト上に支持される前記ローラの当接面であることを特徴とする、請求項２に記載のローラ。
4. 前記少なくとも１つの凹部は、前記ローラの回転軸を通る複数の平面が有する少なくとも２つの壁によって画定されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のローラ。
5. 少なくとも１つの凹部は金属被覆を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のローラ。
6. 前記金属被覆は金属管から成ることを特徴とする、請求項５に記載のローラ。
7. 前記金属被覆は軸方向に延びるスリット状の金属管から成ることを特徴とする、請求項６に記載のローラ。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のローラと、
   回転支持体上に支持されるとともに前記ローラの凹部に係合可能な複数のピンを備えた駆動装置と、を有する組立体であって、
   少なくとも１つのピン及び該ピンを受容する前記凹部は、前記ピンが前記凹部に係合したときに、前記ピンと前記凹部との間に前記ローラの半径方向に沿って少なくとも３ｍｍの遊びを形成するように構成されることを特徴とする、組立体。

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