JP2013023378A

JP2013023378A - 搬送装置

Info

Publication number: JP2013023378A
Application number: JP2011162920A
Authority: JP
Inventors: Oudo Fujita; 翁堂藤田; Tomohiko Tatsumi; 智彦巽; Hiroaki Tsujioka; 宏明辻岡
Original assignee: Koyo Thermo Systems Co Ltd
Current assignee: JTEKT Thermo Systems Corp
Priority date: 2011-07-26
Filing date: 2011-07-26
Publication date: 2013-02-04
Anticipated expiration: 2031-07-26
Also published as: JP5726664B2

Abstract

【課題】アーチ状に配置された複数の搬送ローラを一本の駆動軸により一括で回転駆動させる搬送装置において、回転伝達部品の点数を減らす。
【解決手段】複数の搬送ローラ１１０Ａ〜１１０ＥはワークＷが搬送される方向に沿ってアーチ状に配置される。駆動軸１２０は曲げ弾性を有し、複数の搬送ローラ１１０Ａ〜１１０Ｅのアーチ状の配置に追従するように弾性変形の範囲内でアーチ状に撓まされている。複数の第１歯車１３０Ａ〜１３０Ｅは各搬送ローラ１１０Ａ〜１１０Ｅに対応して駆動軸１２０に軸方向に並んで固定される。複数の第２歯車１４０Ａ〜１４０Ｅは各搬送ローラ１１０Ａ〜１１０Ｅの回転軸に固定され、第１歯車とともに駆動軸１２０の回転を各搬送ローラに伝達する。複数の軸受１５０Ａ〜１５０Ｇはアーチ状に撓まされた駆動軸１２０に追従するようにアーチ状に配置され、駆動軸１２０を軸支する。モータ１６０は駆動軸１２０を回転駆動する。
【選択図】図４

Description

この発明は、連続したフィルム、箔などの長尺シートを搬送方向に配列される複数の搬送ローラを用いて搬送する搬送装置に関する。

連続したフィルム、箔などの長尺シート（以下、ワークと称する。）を搬送方向に配列される複数の搬送ローラを用いて搬送する搬送装置（例えば、特許文献１参照。）では、搬送ローラがワークに対してスリップすることでワークにスリップ痕などがつく問題がある。そこで、図７に示すように、複数の搬送ローラ２１０Ａ〜２１０ＥをワークＷが搬送される方向に沿ってアーチ状に配置し、これらの搬送ローラ２１０Ａ〜２１０Ｅに対するワークＷの巻付け角を持たせることにより摩擦抵抗をアップさせ、スリップを抑制することが行われていた。

また、この搬送装置２００には、スリップをさらに抑制するために、複数の搬送ローラ２１０Ａ〜２１０Ｅに主従関係をなくすべく、すべての搬送ローラ２１０Ａ〜２１０Ｅを一括で回転駆動させる駆動機構が付加されている。この駆動機構は、モータ２６０、モータ２６０により回転駆動される駆動軸２２０、および回転伝達部品を備える。

特開２０１０−１８０４３６号公報

このような搬送装置２００では、アーチ状に配置されている搬送ローラ２１０Ａ〜２１０Ｅに対して、駆動軸２２０は直棒状であるため水平に配置されることが一般的である。このため、各搬送ローラ２１０Ａ〜２１０Ｅと駆動軸２２０との距離が一定とはならず、数多くの回転伝達部品が必要となる。図７に示す例では、各搬送ローラ２１０Ａ〜２１０Ｅについて、回転伝達部品として、駆動軸２２０に固定される第１歯車２３０Ａ〜２３０Ｅ、各搬送ローラ２１０Ａ〜２１０Ｅの回転軸の一端に固定される第２歯車２４０Ａ〜２４０Ｅ、および第１，第２歯車間に設けられるウォームギアなどの第３歯車２８０Ａ〜２８０Ｅの三種類の歯車が必要となる。

このため、コスト高となり、量産用の搬送装置としては不向きである。特に、加熱処理炉など、高温環境およびクリーン環境の下でこのような搬送装置を使用する場合には、構成部品の熱膨張および回転伝達部品からの発塵の影響により安定的に稼働させることが難しかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、アーチ状に配置された複数の搬送ローラを一本の駆動軸により一括で回転駆動させる搬送装置において、回転伝達部品の点数を減らすことを目的とする。

本発明の搬送装置は、複数の搬送ローラ、駆動軸、複数の第１歯車、複数の第２歯車、複数の軸受、およびモータを備えている。前記複数の搬送ローラは、ワークが搬送される方向に沿ってアーチ状に配置される。前記駆動軸は、曲げ弾性を有し、複数の搬送ローラの前記アーチ状の配置に追従するように弾性変形の範囲内でアーチ状に撓まされる。前記複数の第１歯車は、各前記搬送ローラに対応して前記駆動軸に軸方向に並んで固定される。前記複数の第２歯車は、各前記搬送ローラの回転軸に固定され、前記第１歯車とともに前記駆動軸の回転を各前記搬送ローラに伝達する。前記複数の軸受は、前記アーチ状に撓まされた前記駆動軸に追従するようにアーチ状に配置され、前記駆動軸を軸支する。前記モータは、前記駆動軸を回転駆動する。

この構成によると、アーチ状に配置された複数の搬送ローラに追従するように駆動軸を撓ませた状態で回転させることにより、各搬送ローラと駆動軸との距離が一定となる。したがって、最低限の回転伝達部品（第１，第２歯車）により搬送ローラの駆動を実現可能となる。

また、前記軸受の位置は、第１歯車の近傍が好ましい。これによると、駆動軸に機械応力の作用する箇所で軸支することが出来、駆動軸に作用する曲げモーメントの変動を抑制することが可能である。すなわち、撓まされた駆動軸を安定して軸支することが出来る。また、軸受を駆動軸に直交する揺動軸を中心に揺動可能に構成することにより、軸受が自動調芯機能を持つようになる。よって、軸受の繊細な位置決め（角度決め）が必要とされない。

本発明によると、アーチ状に配置された複数の搬送ローラを一本の駆動軸により一括で回転駆動させる搬送装置において、回転伝達部品の点数を減らすことが可能となる。特に、加熱処理炉など、高温環境およびクリーン環境の下でこのような搬送装置を使用する場合でも、構成部品の熱膨張および回転伝達部品からの発塵の影響がなく、安定的に稼働させることが容易となる。

この発明の一実施形態に係る搬送装置の概略構成を、側方から見て示す図である。上記搬送装置の概略構成を示す平断面図である。図１における矢視III-III線断面図である。図３における矢視IV-IV線断面図である。図１における矢視V-V線断面図である。この発明の他の実施形態に係る搬送装置の概略構成を、側方から見て示す図である。関連技術に係る搬送装置の概略構成を、側方から見て示す図である。

以下に、この発明の実施の形態に係る搬送装置の構成を図１〜図５を参照して説明する。本実施の形態の搬送装置は、連続したフィルム、箔などの長尺シート（以下、ワークと称する。）を搬送方向に配列される複数の搬送ローラを用いて搬送するものである。このような搬送装置の用途は特に限定されないが、例えば、上記ワークの表面に連続的に加熱処理を施す加熱処理炉などに好適である。

図１、図２に示すように、本実施の形態の搬送装置１００は、複数（本実施の形態では５個）の搬送ローラ１１０Ａ〜１１０Ｅ、駆動軸１２０、複数（同５個）の第１歯車１３０Ａ〜１３０Ｅ、複数（同５個）の第２歯車１４０Ａ〜１４０Ｅ、複数（同７個）の軸受１５０Ａ〜１５０Ｇ、およびモータ１６０を備えている。なお、上記の搬送ローラ、第１歯車、第２歯車および軸受の個数は一例であって、限定されない。

複数の搬送ローラ１１０Ａ〜１１０Ｅは、図１に示すように、ワークＷが搬送される方向に沿ってアーチ状に配置される。各搬送ローラ１１０Ａ〜１１０Ｅは、図２に示すように、対向して配置される一対のフレーム板１０Ａ，１０Ｂに回転自在に支持されている。より具体的には、図５に示すように、各搬送ローラ１１０Ａ〜１１０Ｅは、回転軸１１２および回転軸１１２に固定されたローラ本体１１１を備え、回転軸１１２が軸受２０Ａ，２０Ｂを介してフレーム板１０Ａ，１０Ｂに支持されている。

駆動軸１２０は、曲げ弾性を有する材料から製作された棒状部材である。図１に示すように、駆動軸１２０は複数の搬送ローラ１１０Ａ〜１１０Ｅのアーチ状の配置に追従するように弾性変形の範囲内でアーチ状に撓まされている。駆動軸１２０は、軸に直交する方向に加えられた曲げモーメントのみで弾性変形させられており、駆動軸１２０の軸方向（スラスト方向）に作用する力はないものとする。図５に示すように、駆動軸１２０は、搬送ローラ１１０Ａ〜１１０Ｅの一端部の下方に配置される。図２に示すように、駆動軸１２０の軸方向は、搬送ローラ１１０Ａ〜１１０Ｅの軸方向に対して直交している。

本発明では、このように撓んだ駆動軸１２０を撓んだまま（曲げモーメントを維持したまま）回転させるため、以下に説明する機構を採用する。

図１に示すように、複数の第１歯車１３０Ａ〜１３０Ｅは、各搬送ローラ１１０Ａ〜１１０Ｅに対応して駆動軸１２０に軸方向に並んで固定されている。第１歯車１３０Ａ〜１３０Ｅは、駆動軸１２０が回転されると、駆動軸１２０と共に回転する。

図５に第２歯車１４０Ｃについて示すように、各第２歯車１４０Ａ〜１４０Ｅはそれぞれ、各搬送ローラ１１０Ａ〜１１０Ｅの回転軸１１２の一端に固定されている。第２歯車１４０Ａ〜１４０Ｅは、第１歯車１３０Ａ〜１３０Ｅとともに駆動軸１２０の回転を各搬送ローラ１１０Ａ〜１１０Ｅに伝達する。

第１歯車１３０Ａ〜１３０Ｅはすべて同一の部品、第２歯車１４０Ａ〜１４０Ｅもすべて同一の部品を用いる。これにより、すべての搬送ローラ１０４Ａ〜１０４Ｅの周速が同一となり、ワークＷの搬送にすべり箇所をなくすことが出来る。

第１，第２歯車１３０Ａ〜１３０Ｅ，１４０Ａ〜１４０Ｅは、駆動軸１２０の矢印３０１方向（図１参照。）の回転を、各搬送ローラ１１０Ａ〜１１０Ｅの矢印３０２方向（図１参照。）の回転に変換するものである。つまり、回転方向を直交方向に変換する歯車の組み合わせである。このような第１歯車１３０Ａ〜１３０Ｅの組み合わせは、一般的なウォームギアとウォームホイールの組み合わせでも構わない。しかし、第１歯車１３０Ａ〜１３０Ｅは撓んだ駆動軸１２０に固定されている関係で、駆動軸１２０が撓む平面（図１における紙面）内での第１歯車１３０Ａ〜１３０Ｅの回転軸の微少な変動は避けられない。したがって、このような第１歯車１３０Ａ〜１３０Ｅの回転軸の変動を考慮して、歯車同士のバックラッシに余裕を持たせられる歯車の組み合わせが好ましい。そのような歯車の組み合わせとしては、非接触式であるマグネットギアを好適に使用出来る。これによると、回転伝達部品からの発塵がなく、クリーンな環境下での使用に適する。

複数の軸受１５０Ａ〜１５０Ｇは、アーチ状に撓まされた駆動軸１２０に追従するようにアーチ状に配置され、駆動軸１２０を軸支する。ここで、軸受１５０Ｆ，１５０Ｇは駆動軸１２０の両端を軸支しているが、軸受１５０Ａ〜１５０Ｅは、軸受１５０Ｆ，１５０Ｇの間で駆動軸１２０を軸支している。このように、駆動軸１２０を複数箇所で中継して軸支することにより、撓まされた駆動軸１２０を安定して支持することが出来る。

中継点に設ける軸受１５０Ａ〜１５０Ｅの位置は、第１歯車１３０Ａ〜１３０Ｅの近傍が好ましい。これによると、駆動軸１２０に機械応力の作用する箇所で軸支することが出来、回転に伴い駆動軸１２０に作用する曲げモーメントの変動を抑制することが可能である。すなわち、撓まされた駆動軸１２０を安定して軸支することが出来る。

なお、第１歯車１３０Ａ〜１３０Ｅの近傍であれば、図１に示すように、駆動軸１２０の軸方向について各第１歯車１３０Ａ〜１３０Ｅの片側に軸受１５０Ａ〜１５０Ｅを設けても良いし、図６に示すように各第１歯車１３０Ａ〜１３０Ｅの両側に設けても良い。ただし、高温環境下の使用での構成部品（特に、フレーム板１０Ａや駆動軸１２０）の熱膨張により予想される支持箇所の変位の影響や部品コストを考慮すると、駆動軸１２０の支持箇所は少ない方が望ましい。その意味で、図１に示すように各第１歯車１３０Ａ〜１３０Ｅの片側で支持する方が好ましい。

さらに、軸受１５０Ａ〜１５０Ｇは、駆動軸１２０に直交する揺動軸（図３のボルト１５３参照。）を中心に揺動自在に配設されている。具体的には、図３、図４に示すように、軸受１５０Ａ〜１５０Ｇは、図３、図４に示すように、駆動軸１２０を支持する軸受本体１５１、軸受本体１５１を保持する軸受ホルダー１５２から構成される。軸受ホルダー１５２の背面側には雌ネジが切られたネジ穴１５６が形成される。フレーム板１０Ａには、ボルト１５３の軸部が挿通される穴１１が貫通している。軸受ホルダー１５２には内側からネジ穴１５６に対してボルト１５３を組み付け、軸受ホルダー１５２の背面から突出するボルト１５３のネジ部の先端を、フレーム板１０Ａの穴１１に挿入し、フレーム板１０Ａの背面よりワッシャ１５４およびナット１５５を締め付けて固定する。締め付け後に、ナット１５５を若干（１／４回転程度）緩めることで、ボルト１５３が駆動軸１２０に直交する揺動軸となり、揺動軸を中心に軸受本体１５１が軸受ホルダー１５２ごと矢印３０４方向（図４参照。）に揺動可能となる。

このように軸受１５０Ａ〜１５０Ｇを揺動可能に構成することにより、軸受１５０Ａ〜１５０Ｇが自動調芯機能を持つようになる。換言すれば、高温環境下の使用での構成部品（特に、フレーム板１０Ａや駆動軸１２０）の熱膨張により予想される支持箇所の変位を吸収出来る。このため、軸受１５０Ａ〜１５０Ｇの繊細な位置決め（角度決め）が必要とされない。また、熱膨張の量を使用温度の変更等へ追従させることが容易となる。

図１に示すように、モータ１６０は駆動軸１２０の一端に連結されて駆動軸１２０を回転駆動する。モータ１６０への負荷を軽減するため、モータ１６０の軸方向が駆動軸１２０の一端における接線方向にほぼ一致するように、モータ１６０は図示の如く水平に対して傾けて配置することが望ましい。また、高温環境下の使用での駆動軸１２０の熱膨張により予想される連結箇所の変位を考慮して、モータ１６０の軸をボールカップリングなどのユニバーサルジョイント１７０を用いて駆動軸１２０に連結すると良い。これによると、モータ１６０の位置決め（角度決め）の精度が要求されない。

本実施の形態の搬送装置１００の動作を、図１を参照しながら説明する。モータ１６０によりアーチ状に撓まされた駆動軸１２０が矢印３０１方向に回転駆動されると、この駆動軸１２０の回転が、各第１，第２歯車１３０Ａ〜１３０Ｅ，１４０Ａ〜１４０Ｅを介して各搬送ローラ１１０Ａ〜１１０Ｅに矢印３０２方向に直角に向きを変えて伝達される。これにより、１つのモータ１６０および一本の駆動軸１２０により一括で、アーチ状に配置された搬送ローラ１１０Ａ〜１１０Ｅのすべて矢印３０２方向に回転駆動することが出来る。この結果、矢印３０３で示すように、搬送ローラ１１０Ａ〜１１０Ｅ上に巻き付き角を持った状態で載せられた長尺シート状のワークＷを、スリップを抑制しながら効率よく搬送出来る。

本実施の形態によると、駆動軸１２０を撓ませた状態で回転させることにより、最低限の回転伝達部品（第１、第２歯車）により搬送ローラ１１０Ａ〜１１０Ｅの駆動を実現出来る。したがって、回転伝達部品の点数を減らすことが可能となる。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、この発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００−搬送装置
１１０Ａ〜１１０Ｅ−搬送ローラ
１２０−駆動軸
１３０Ａ〜１３０Ｅ−第１歯車
１４０Ａ〜１４０Ｅ−第２歯車
１５０Ａ〜１５０Ｇ−軸受
１６０−モータ

Claims

ワークが搬送される方向に沿ってアーチ状に配置される複数の搬送ローラと、
曲げ弾性を有し、前記複数の搬送ローラの前記アーチ状の配置に追従するように弾性変形の範囲内でアーチ状に撓まされた駆動軸と、
各前記搬送ローラに対応して前記駆動軸に軸方向に並んで固定された複数の第１歯車と、
各前記搬送ローラの回転軸に固定され、前記第１歯車とともに前記駆動軸の回転を各前記搬送ローラに伝達する第２歯車と、
前記アーチ状に撓まされた前記駆動軸に追従するようにアーチ状に配置され、前記駆動軸を軸支する複数の軸受と、
前記駆動軸を回転駆動するモータと、
を有する搬送装置。
前記軸受は、前記第１歯車の近傍で前記駆動軸を軸支する請求項１に記載の搬送装置。
前記軸受は、各前記第１歯車の軸方向について片側にのみ配置される請求項２に記載の搬送装置。
前記軸受を、前記駆動軸に直交する揺動軸を中心に揺動自在に配設した請求項２に記載の搬送装置。
前記第１および第２歯車をマグネットギアとした請求項１〜４のいずれかに記載の搬送装置。
前記モータの軸を、前記駆動軸にユニバーサルジョイントを介して連結した請求項１〜５のいずれかに記載の搬送装置。