JP2016117588A - サクションローラ - Google Patents

Abstract

【課題】 ローラ表面を加温状態により所定の温度に保つことができると共に温度ムラを少なくすることができるサクションローラであって、軸方向の長さが長くても吸引路の形成が容易なサクションローラを提供する。【解決手段】 加温状態を保ちながら、帯状シートを搬送するサクションローラであって、前記帯状シートを吸着するための吸着孔が、外周面に複数穿孔されている、金属製外筒体、及び前記金属製外筒体に内嵌され、前記吸着孔に連通する１または２以上の吸引路がローラ軸方向に延設され、加熱源及び保熱材、または、加熱源と保熱材のうちどちらか一方が保持される中空部を有する金属製内筒体を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、帯状シートを吸着しながら搬送するサクションローラであって、ローラ表面の温度ムラを少なくすることができるサクションローラに関する。

サクションローラは、高分子フィルムなどの帯状シートを負圧吸引しながら搬送するローラであり、代表的には特許文献１（特許第４８８４１６６号）に示すように表面に多数の真空吸引孔（吸着孔）が配設されており、真空吸引孔は、ローラの軸方向に延設されている空気の通路である複数のアキシャル孔（吸引路）によって真空源に導かれることにより帯状シートを吸着する構造となっている。

被搬送物である帯状シートの種類によってはシートを加温状態により所定の温度に保ちながら搬送したい場合がある。例えばセラミックグリーンシートの製造では、生産効率化の観点から加温状態により所定の温度を保ちながら搬送することが求められる。このようなシートがサクションローラ上を通過する場合においても、表面温度が他の搬送状態と同様の所定の温度に保たれていることが求められる。

近年、このような、加温状態により所定の温度に保つ必要のある帯状シートについて、更なる生産効率向上が求められており、シート幅を広幅化することが検討されている。シートの広幅化のためには、帯状シートを搬送するサクションローラも軸方向に長尺化させる必要がある。しかし、サクションローラを長尺化するには吸引路も長尺化する必要があるが、特許文献１（特許第４８８４１６６号）のような構造の金属製サクションローラの場合、ガンドリルを用いて形成できる貫通孔の長さには限界があること等から、５００ｍｍ以上の長さの吸引路の形成は困難である。

特許文献２（特許第２８２２７５８号）、特許文献３（特許第４２０３２７１号）、及び特許文献４（特開２０１１−５１７８２号公報）では何れも吸着孔の代わりに多孔質の部材を設けたサクションローラが開示されている。ここで提案されているサクションローラでは、多孔質の部材を嵌め込む部分と吸引路部分を一体としてローラ表面側から掘穿できるため、吸引路を軸方向に穿孔して形成する必要がなく、穿孔できる長さの限界による問題は解決できる。しかし、多孔質の部材は熱伝導率が小さいため、サクションローラの内部を加温状態にしても、熱がローラ表面に均一に伝わらないため、ローラ表面の温度ムラを少なくして長尺化を図ることは難しい。

特許第４８８４１６６号公報 特許第２８２２７５８号公報 特許第４２０３２７１号公報 特開２０１１−５１７８２号公報

このような事情に鑑みた結果、本発明は、ローラ表面を加温状態により所定の温度に保つことができると共に温度ムラを少なくすることができるサクションローラであって、軸方向の長さが長くても吸引路の形成が容易なサクションローラを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するため種々検討し、加工が容易で軽量な繊維強化樹脂をサクションローラに用いることを考えた。繊維強化樹脂を用いたサクションローラでは、５００ｍｍ以上の長さの吸引路の加工形成も容易であり、金属に比べて軽量で自重による変形も生じにくい。しかし、繊維強化樹脂は熱伝導率が低いため、ローラ表面の温度ムラを少なくするという課題を解決できない。そこで、本発明者らはさらなる検討を行い、本発明に到達した。

すなわち本発明のサクションローラは、加温状態を保ちながら、帯状シートを搬送するサクションローラであって、前記帯状シートを吸着するための吸着孔が、外周面に複数穿孔されている、金属製外筒体、及び前記金属製外筒体に内嵌され、前記吸着孔に連通する１または２以上の吸引路が外表面のローラ軸方向に凹設された溝として延設され、中空部を有する金属製内筒体を備えている。

前記サクションローラの軸方向長さは、５５０〜２０００ｍｍであることが好ましい。

前記内筒体の中空部及び前記内筒体内周面、または、前記内筒部の中空部と前記内筒体内周面のうちどちらか一方に加熱源を有してもよい。

前記外筒体及び前記内筒体、または、前記外筒体と前記内筒体のうちどちらか一方は、前記加熱源の熱を、前記外筒体の外表面に伝えるため、伝熱特性に優れたアルミニウム、マグネシウム、銅、真鍮、ステンレスまたはその合金であることが好ましい。

本発明のサクションローラは、サクションローラの軸方向の長さを長尺化できるので、５００ｍｍ以上の長さの吸引路を有し、広幅な帯状シートも搬送することができ、且つ加温状態を安定的に保ちながら被搬送物を搬送することができる。

本発明の第一実施形態のサクションローラの構成を説明するための斜視図。 本発明の第一実施形態のサクションローラを示す軸方向断面模式図。 吸着孔の開設パターンを示す模式図。 本発明の第二実施形態のサクションローラを示す径方向断面模式図。

以下本発明の実施形態について説明するが、今回、開示された実施の形態は、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。本発明の範囲は、実用新案登録の範囲によって示され、実用新案登録の範囲と均等の意味および範囲内のすべての変更が含まれることが意図される。なお、本発明の説明に用いる各図面は、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

本発明のサクションローラは、加温状態を保ちながら、帯状シートを搬送するサクションローラであって、前記帯状シートを吸着するための吸着孔が、外周面に複数穿孔されている、金属製外筒体、
及び、前記金属製外筒体に内嵌され、前記吸着孔に連通する１または２以上の吸引路がローラ軸方向に延設され、中空部を有する金属製内筒体を備えたサクションローラである。

本発明の第一実施形態に係るサクションローラについて、図１及び図２に基づいて説明する。
サクションローラ１０は、吸着孔１１が外周面に複数穿孔されている中空円筒状の外筒体１２と、該吸着孔１１に連通しローラ軸方向に延設した吸引路１３が周方向にほぼ等間隔に周設され、該外筒体１２に内嵌される中空円筒状の内筒体１４とを備えている。

サクションローラ１０の軸方向長さは５５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下であることが好ましく、７００ｍｍ以上１５００ｍｍ以下であることがより好ましい。

外筒体１２は中空円筒状であり、表面温度を均一にするために熱伝導率の高い金属材料で構成されている。また、ローラの重量が重くなりすぎないようにするため、密度の低い金属が好ましく、具体的にはアルミニウム、マグネシウム、銅、真鍮、ステンレスなどまたはその合金などを用いることができるが、より好ましくはアルミニウムが用いられる。

吸着孔１１は、外筒体１２の径方向に穿孔された、外筒体１２を貫通する断面円形の円柱状の孔で、各吸着孔１１が等間隔を置いて複数開設された軸方向に延びる列をなし、更にこのような複数の吸着孔１１，１１，１１，…からなる吸着孔の列が、周方向にほぼ等間隔に設けられている。吸着孔１１の開口面積は、０．１〜０．５ｍｍ²であることが好ましい。開口面積が大きすぎると被搬送物に吸着痕が生じやすくなり、開口面積が小さすぎると被搬送物を保持する力が弱くなってしまうからである。

吸着孔１１の形成方法は特に限定せず、ドリルやレーザー加工機等で外筒体表面から穿孔して形成する方法や、その他の公知の方法を用いて形成することができる。吸着孔１１の形成は、外筒体１２と内筒体１４とを嵌合した状態で行ってもよいし、外筒体１２と内筒体１４とを嵌合する前の外筒体１２に行ってもよい。

さらに、外筒体１２表面は、本発明の目的を損なわない範囲で必要に応じて耐摩耗性、潤滑性、耐蝕性、耐酸化性、絶縁性、密着性などを向上させる目的で下地処理や表面処理を施してあってもよい。また、吸着孔形成などの際に生じたバリを除去するためにバリ取りなどを施すことが好ましい。さらに、真円度や円筒度、表面粗さなどの精度を向上させるために研磨などを施してもよい。

内筒体１４は、長さ５００ｍｍ以上でも外表面のローラ軸方向に凹設された溝による吸引路の形成が容易で、熱伝導率の高い材料が好ましく用いられる。具体的にはアルミニウム、マグネシウム、銅、真鍮、ステンレスなどまたはその合金などを用いることができるが、より好ましくはアルミニウムが用いられる。内筒体１４は中空円筒状であり、外筒体１２に内嵌されている。

内筒体１４の形成方法は特に限定せず、内筒体１４は１つの個体により形成してもよいが、円筒を２以上に分割した半円筒状や四分円筒状のような形状の金属を固着等することにより形成してもよい。

吸引路１３は、吸着孔１１と連通し、内筒体外表面に凹設されたローラ軸方向に貫通する溝で、周方向にほぼ等間隔に４５°の間隔で８本配設されている。吸引路１３の幅（周方向距離）は吸着孔１１の幅より広いことが好ましく、また、８〜３５ｍｍが好ましい。吸引路１３の断面積は真空引きの効率の点から１５〜４０ｍｍ²であることが好ましい。

吸引路１３は、内筒体１４の表面を加工することにより形成してもよい。
表面の後加工による吸引路の形成方法としては特に限定しないが、グラインダーやレーザー加工機などを用いた研削や切削などにより溝を形成すればよい。従って、５００ｍｍ以上の長さの吸引路１３でも容易に形成することができる。

さらに、内筒体１４表面は、内筒体１４の加工などの際に生じたバリを除去するためにバリ取りを施すことが好ましく、真円度や円筒度、表面粗さなどの精度を向上させるために研磨などを施してもよい。

内筒体１４と外筒体１２とを嵌合する方法は特に限定しないが、例えば、内筒体１４に外筒体１２を焼嵌することによって嵌合することができる。その他公知の方法を用いて嵌合させることもできる。

尚、サクションローラ１０では吸着孔１１の開口形状は円形であるが、本発明のサクションローラはこれに限定されない。円形などの楕円形、四角形などの多角形または任意の形状であってもよいが、好ましくは円形である。また、吸着孔１１の形状は柱体に限らず、錐台形状やラッパ形状、釣鐘形状などやそれらを組み合わせた形状であってもよい。

吸着孔１の開設パターンは特に限定せず、図３に示すように、（ａ）一定でない間隔で吸着孔を開設する、（ｂ）等間隔ではあるが千鳥格子状に吸着孔を開設する、（ｃ）ランダムに開設するなど種々のパターンで開設することができる。なお、図２（ａ）〜（ｃ）はローラの円筒側面を展開して平面上に表したものの一部である。（ｃ）のようなパターンでは、外筒体と内筒体を嵌合する際に周方向の位置合わせが簡単になるというメリットがある。

また、サクションローラ１０では吸引路１３はほぼ等間隔に４５°の間隔で８本配設されているが、本発明のサクションローラの吸引路の間隔は等間隔に限らない。また、吸引路の本数も限定しない。好ましくは５〜４５°の間隔で等間隔に配設されている形態である。なお、吸引路の間隔の角度はサクションローラの径に依存し、サクションローラの直径が８０〜５００ｍｍの場合、吸引路と吸引路の間の距離は８〜３０ｍｍであることが好ましい。以上のような形態では、吸引路の本数は８〜７２本となる。

吸引路１３は断面略四角形状の溝であるが、断面形状は特に限定せず、Ｖ字状溝やＵ字状溝などであってもよい。また、円形などの楕円形、多角形、またはその一部を切断したような形状の断面であってもよい。

吸引路１３は内筒体外表面に軸方向に平行に凹設されているが、ローラの両端に開口した連通路であればよく、ローラ軸方向に対して所定角度傾いて凹設してもよいし、ローラ表面に螺旋（弦巻線）状に凹設されていてもよい。
また、吸引路は内筒体を軸方向に貫通する孔でもよい。その場合、吸着孔を外筒体だけでなく吸引路に達するように内筒体も穿孔させることで、吸引路と吸着孔を連通させることができる。

以上のような構成を有するサクションローラ１０の使用方法について説明する。
サクションローラ１０は、ローラを加温状態にするため、中空部１に加熱源及び保熱材、または、加熱源と保熱材のうちどちらか一方を保持することができる。
加熱源はローラを所定の温度に加温するもので、例えばヒーターなどを用いることができる。加熱源は、ローラの外部に設置することもできる。
保熱材は、ローラの温度変化を小さくするために熱を保持する。例えばローラの温度が低下した場合には保熱材に保持された熱によってローラが加温されることで温度変化を小さくすることができる。保熱材は、熱を保持するため、熱伝導率の低い材料からなることが好ましく、例えばシリコーン油などの油を用いることができる。保熱材は中空部１を満たしていることが好ましい。
また、ローラを回転させるための機構に連結するための連結部がローラ両端部に設けられていてもよく、中空部１に回転軸を内挿してもよい。

以上のような構成を有する本発明のサクションローラは、吸引路１３に、負圧源を接続して用いられる。吸引路１３及び、吸引路１３と連通する吸着孔１１を減圧することで、シート状部材を吸着することができる。この状態でローラを加温しつつ回転させることによりシート状部材を吸着させながら搬送することができる。本発明のサクションローラは、外筒体１２および内筒体１４が熱伝導率の高い金属で作成されていることから、所定温度を例えば６０〜１００℃、例えば８０℃程度に設定した場合において、ローラ表面温度の温度ムラ（ローラがシート状部材と接触する部分のうち、最も温度が高い部分と最も温度が低い部分の差）を２℃以内におさめることができる。特に好ましい形態では１℃以内におさめることができる。

本発明の第二実施形態に係るサクションローラについて、図４に基づいて説明する。
サクションローラ２０は、上述の第一実施形態と同様に吸着孔２１が外周面に複数穿孔されている中空円筒状の外筒体２２と、該吸着孔２１に連通しローラ軸方向に延設した断面略円形状の吸引路２３が周方向にほぼ等間隔に周設され、該外筒体２２に内嵌される中空円筒状の内筒体２４とを備えている。

実施例１では中空部の熱が、内筒体を通じて外筒体を加温するが、更に伝熱効率をあげるために、加熱源２を内筒体２４の内周面に内設してもよい。

また、加熱源２の熱を内筒体２４の内周面に伝えるために、中空部に保熱材３で満たしていることが好ましい。

ローラ表面を加温状態により所定温度に保つことができると共に温度ムラを少なくすることができるサクションローラの軸方向長さを５００ｍｍ以上に長尺化できるので、所定温度に保つ必要のある部材を広幅化して搬送することができ、生産効率を向上させることができる。

１ 中空部
２ 加熱源
３ 保熱材
１０，２０ サクションローラ
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，２１ 吸着孔
１２，２２ 外筒体
１３，２３ 吸引路
１４，２４ 内筒体

Claims (4)

1. 加温状態を保ちながら、帯状シートを搬送するサクションローラであって、
   前記帯状シートを吸着するための吸着孔が、外周面に複数穿孔されている、金属製外筒体、及び
   前記金属製外筒体に内嵌され、前記吸着孔に連通する１または２以上の吸引路が外表面のローラ軸方向に凹設された溝として延設され、中空部を有する金属製内筒体
   を備えたサクションローラ。
2. 前記サクションローラの軸方向長さは、５５０〜２０００ｍｍである請求項１に記載のサクションローラ。
3. 前記内筒体の中空部及び前記内筒体内周面、または、前記内筒部の中空部と前記内筒体内周面のうちどちらか一方に加熱源が付設されている請求項１〜２のいずれか１項に記載のサクションローラ。
4. 前記外筒体及び前記内筒体、または、前記外筒体と前記内筒体のうちどちらか一方を構成する金属は、アルミニウム、マグネシウム、銅、真鍮、ステンレスまたはその合金である請求項１〜３のいずれか１項に記載のサクションローラ。

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