JP2018535164A - 高温環境で使用されるコンベヤローラ組立体、トルク伝達及び支持手段、並びにコンベヤローラ組立体の製造方法 - Google Patents

Abstract

ａ）少なくとも１５ＭＰａの曲げ強さ及び外径Ｄを有するセラミックスプール（２）と、ｂ）略円筒状形状の、長手方向軸線を有するトルク伝達及び支持手段（３）であって、本体と、ｂ１．少なくとも１つの円筒状支持面（１０）を備える支持部と、ｂ２．トルク伝達及び支持手段（３）をセラミックスプール（２）に摩擦的に接続する、少なくとも２つの別個の接続面を備える、機械的及び弾性的に変形される接続部と、を備える、トルク伝達及び支持手段（３）と、を備える、高温で使用するためのコンベヤローラ組立体（１）であって、セラミックスプールの少なくとも１つの端部は、直径１０ｍｍ≦ｄ≦３／４Ｄ、好ましくは≦１／３Ｄ、及び深さＤｄ≧１．５ｄである軸方向の、中央に配置されたボアを有し、トルク伝達及び支持手段（３）は、セラミックスプール（２）の少なくとも上記ボア内に付与されることを特徴とする、コンベヤローラ組立体（１）。

Description

本発明は、コンベヤローラ組立体を回転させるための新たな機構を少なくとも一端に有する、高温で使用するためのコンベヤローラ組立体、トルク伝達及び支持手段、ローラとトルク伝達及び支持手段とを組み立てるための方法に関する。

高温で使用されるコンベヤローラ組立体は、概して、セラミックスプールを備える。通常、セラミックスプールは溶融石英を含む。セラミック組成物製ローラは、実際、高温環境において金属ローラより優れている。しかしながら、セラミック材料は加工が非常に難しく、脆い。更に、こうしたローラは、ローラを回転させるために必要な駆動機構に直接接続することができない。

従来技術では種々のシステムが開発されている。米国特許第４，２３０，４７５（Ａ１）号では、圧縮応力がかけられた状態で一対の金属スピンドルの間に係合しているセラミックローラについて開示している。金属スピンドルは、セラミックローラの凹部へと軸方向内側に延びる部分を介してセラミックローラの各端部と位置合わせされている。セラミックローラの端面とスピンドルのヘッド部との間の境界面に摩擦材料が適用されている。この摩擦材料は、セラミックローラを回転させるための、圧縮方向における回転駆動力を向上させる。しかしながら、このシステムは組み立てが困難なことによりすぐに廃れた。

金属エンドキャップをセラミックローラと共に使用することが主に好まれる。エンドキャップは、駆動手段への簡単な取り付けを可能にする。しかしながら、エンドキャップはスプールにしっかりと接着されているべきであり、それにより、スプールが所望の速度で回転することを可能にする。偏心回転は概して望ましくない。この理由は、偏心回転により、搬送される物品にとって平坦でない支持面が作成されるからである。

セラミックスプールと金属エンドキャップの異なる熱膨張により、エンドキャップをスプールにしっかりと固定することが困難になり、偏心回転を生じる場合がある。この困難を克服するために種々の方法が提案されてきた。米国特許第４，２４２，７８２号は、ゴム製Ｏリングを使用してエンドキャップを固定することを提案している。Ｏリングは高温で柔らかくなって保持力を失う場合があり、スプールの偏心回転及びエンドキャップとスプールとの間の滑りを引き起こす。Ｏリングがこうした高温に偶然に曝されることがあれば、Ｏリングは必ずその保持力を失うため、温度がその正常な値に戻った場合でも、滑りは依然として認められる。このため、Ｏリングを用いたスプールへのエンドキャップの固定は、低温（２５０℃未満）に限定される。

欧州特許第１８５３８６６（Ｂ１）号では、これら課題を、トレランスリングを有するエンドキャップを設けることによって解決している。このトレランスリングは、エンドキャップとセラミックスプールの端部との間に配置されており、広範な印加温度の範囲内においてエンドキャップをセラミックスプールにしっかりとかつ中央に固定する。エンドキャップは一時的な過熱に耐え、セラミックスプールの寸法が大幅に変化しない一方、エンドキャップ及びトレランスリングは熱的に膨張する。これにより、トレランスリングの固定力は低下し、スプールはエンドキャップ内で滑り始める。温度が正常に戻ると、エンドキャップ及びトレランスリングはその「正常な」寸法に戻り、偏心回転を生じることなく保持力は一体的に回復する。エンドキャップは取り付けも簡単である。コンベヤローラ組立体は、また、ラインの急激な加速又は減速はもとより、一時的な詰まり又は停止に耐えることができる。

トレランスリングを有するエンドキャップを使用して得られる伝達トルク範囲は概して広い（数百Ｎ．ｍまで）。しかしながら、高温では、伝達されるトルク値は時間と共に減少する可能性がある。ローラを回転させるためには最小限の伝達トルク値で十分であることが本発明者により立証された。したがって、エンドキャップシステムは、ほとんどの場合、サイズが大きすぎる。

加えて、ローラキャップはローラの利用面積を低減し、ローラを駆動手段に接続するために大きなスペースを必要とする。ローラキャップは多数回再使用することができず、多大な製造コストとなる。

外部エンドキャップの使用に関連する他の欠点は以下の通りである。
−炉室と外部環境との間における金属キャップの熱橋によるエネルギーの損失。
−高温において、コンベヤローラ組立体の交換のために炉室を開くことができない。
−圧力下又は制御された雰囲気下に炉を置くことができない。
−エンドキャップは設置形状に適合させるために異なる設計を有することから、エンドキャップの標準化ができない。

本発明は前述の全ての欠点を低減する。

炉内では異なる種類のローラ（中実又は中空）が使用される。ローラが急激な温度変化を受ける場合又はローラのたわみが発生し得る場合、中空ローラが好ましい。したがって、ローラの熱慣性及び重量を低減する必要がある。結果的に、中空ローラの厚みは最大限低減される。したがって、穴の内径は、常にその外径の３／４より大きい。

英国特許出願公開第２，１２９，７５２（Ａ）号は、軸方向の、中央に配置されたボアと、スプールのボアを閉じるディスクに設けられた２つの直径方向に対向する円形の開口に挿入される、スプールの長手方向軸線に平行な２つのストリップ、を備えるトルクトランスミッションと、を有する中空セラミックスプールを備える、高温で使用するためのコンベヤローラ組立体について開示している。このディスクは、スプールに強制的に挿入された２つの弾性ストリップによって、セラミックスプールに軸方向に及びねじりを伴って固定されている。弾性ストリップの目的はトルクを伝達することであり、ストリップはスプールを支持しない。スプールは、実際、２つのアイドラホイール（スプールの各端部にある）に載置され、回転するピンを介して軸受に接続されている。組立も非常に煩雑である。

特開２０１２−２０７２４５号は、焼嵌めによって接続されたセラミックスリーブとスチールシャフトとからなる中空セラミックローラを開示している。スチールシャフトとセラミックとの間の接触部における応力を避けるために、スチールシャフトの形状、特に、シャフトの厚みを薄くして最適化しなければならない。課題は、スチールと耐火材との間の熱膨張の大きな差を考慮に入れて、摩擦によりトルクを伝達することである。シャフト表面はその全面がローラと接触する。ローラの組立は煩雑ではないが、焼嵌めにはローラと接触するシャフト表面の非常に正確な寸法を要し、したがって、製造により費用がかかる。加えて、シャフト表面の計算寸法はローラの性質によって異なる。実際、ムライトの熱挙動は溶融石英の熱挙動と非常に異なる。シャフトとローラとの間の接続は非常に狭い温度範囲において最適化され、従来、冷却を必要とする。特開２０１２−２０７２４５号に記載されている組立体では、外径の３／４を超えるボアの直径を有する、空気により冷却される中空ローラについて述べている。この種の接続は室温では機能せず、組立体の分解が課題であるため再使用できないことに留意すべきである。

本発明は、トルク伝達及び支持手段が、冷却の必要なく、広い温度範囲内において様々な材料のローラと共に稼働でき、再使用可能なローラ組立体である。このトルク伝達及び支持手段は、トルクを伝達し、ローラを支持し（外部支持手段の必要はない）、軸受（又は別の駆動手段）への直接接続を可能にし、接続のために必要なスペースを低減する。接続は、トルク伝達及び支持手段をローラのボア内に単に押し込むことによって行われる。焼嵌めは使用されない。トルク伝達は接続部の弾性的機械的変形によりもたらされる一方で、支持は少なくとも支持面の存在によりもたらされる。

セラミックスプールのボア内に配置されたトルク伝達及び支持手段とセラミックスプールとの間の摩擦接続は、回転駆動手段からセラミックスプールにトルクを伝達するのに十分である。当業者であれば、通常、セラミック材料の曲げ強さに関する悪評のため、トルク伝達及び支持手段をセラミックスプール内のボア内に配置しようとしないことに留意されたい。また、ローラを駆動して回転させるためには非常に低い伝達トルクで十分であるという事実は、従来技術では立証されていなかったということにも留意されたい。

本発明によれば、エンドキャップはもはや必要なく、請求項１１〜１４に記載されるトルク伝達及び支持手段と置換される。一時的な過熱の場合、セラミックスプール内部に配置されたトルク伝達及び支持手段は、外部環境から幾分隔離されていることで温度変化をあまり受けない。温度が激しく上昇する場合、トルク伝達及び支持手段の熱膨張によって固定力は増加し、プロセスはあらゆる摂動なしに継続するであろう。

本発明の他の利点は以下の通りである。
−本発明に一致したトルク伝達及び支持手段の製造は、特に、非常に大きな直径を有するローラ（例えば、ＬＯＲ）においては、通常のエンドキャップより低コストである。外部エンドキャップはかなりの寸法を有し、非常に費用がかかる。本発明によれば、トルク伝達及び支持手段の外形寸法が大幅に低減される。
−トルク伝達及び支持手段がローラのセラミックによって熱的に隔離されており、炉内における、より高温の用途を考慮に入れることができる。
−非自発的な高伝達トルクの場合、システムはヒューズとして機能する。
−組立体は自己調心する。実際、セラミックスプールとトルク伝達及び支持手段は常に接触している。

本発明には中実のローラが最も好適なため、本発明は温度にほぼ影響されない接続を提供する。これとは逆に、外部組立体は、通常、熱によって緩む。

本発明は、請求項１に記載のコンベヤローラ組立体を提案する。

木槌を使用するほどに簡単に行うことができるトルク伝達及び支持手段の挿入にスプールが耐えられるように、セラミックスプールは少なくとも１５ＭＰａの曲げ強さを有していなければならない。その結果、トルク伝達及び支持手段の接続部は、両要素（手段及びスプール）が機械的に接続されるよう、機械的及び弾性的に変形され、弾性変形された接続部により生じた摩擦によって接続が実現される。トルク伝達及び支持手段の支持部は大幅には変形せず、スプールを内部から支持する機能を果たす。トルク伝達及び支持手段は、この手段がセラミックスプールから取り出されると、その本来の形状に戻る。トルク伝達及び支持手段の外部表面上に配置された接続面によってトルクが伝達されることが認められる。トルク伝達及び支持手段を受け入れる、軸方向の、中央に配置されたボアの直径（ｄ）は、１０ｍｍ以上、かつ、ローラの外径（Ｄ）の３／４よりも小さくなければならない。Ｄの３／４より直径が大きいとローラの端部が脆くなる一方、有効なトルク伝達及び支持手段を挿入するためには最低１０ｍｍの直径が必要である。好ましくは、ボアの直径は外径（Ｄ）の１／３以下である。軸方向の、中央に配置されたボアの深さ（Ｄｄ）もまた、重要なパラメータである。中空ローラも使用できるが、ほとんどの場合、中実のローラに穴をあける。ボア（ｄ）の直径の少なくとも１．５倍の深さが好適である。この値を下回ると、ローラの端部がやはりより脆くなり、同軸性の課題が起こり得る。

本発明の第１の実施形態では、コンベヤローラ組立体は、回転駆動手段に接続可能な、セラミックスプールから突出している部分を有する本体を含むトルク伝達及び支持手段を備え、接続部は、本体とセラミックスプールとの間に配置されている。本体と接続部は、２つの異なる要素である。接続部は、複数の周方向に配置された波形構造を有する弾性金属製のオープントレランスリングであり得る。トレランスリングは、あらゆる軸方向への変位を防ぐため、本体の溝に収められる。トレランスリングを使用することで、その取り付けを容易とすることに加え、内部構成要素及び外部構成要素の直径のわずかな差異に適応することができる。

トルク伝達値の増加は、トレランスリングがトルク伝達及び支持手段の本体の周りを自由回転しない場合にも認められた。ピンなどの阻止手段を使用して、トルク伝達及び支持手段の回転を阻止することができる。

製造、物流及びコストの理由から、トルク伝達及び支持手段３が一体として作製されるコンベヤローラ組立体が好適である。接続部は、トルク伝達及び支持手段３の長手方向軸線に平行な主軸線を有する長尺状の穴を備える。上記穴は長尺状のストリップを画定し、上記ストリップは、少なくともより厚い部分を備える。

別個の接続面であるストリップのより厚い部分５は好ましくは半径方向に配置されている。即ち、より厚い部分は周縁に分配されており、ある角度で分離されている。

トルク伝達及び支持手段３は、トルク伝達及び支持手段３をセラミックスプール内に取り付ける際にボアから空気を逃がすために、好ましくは穴などのガス排出部を備える。

より厚い部分の数及び構成は、伝達することが必要なトルク値に依存する。

これらローラ組立体は低トルク伝達が必要な用途に特に使用されることが観察されている。より高い値が必要な場合、例えば、異なるローラ速度が必要な場合、欧州特許第１８５３８６６（Ｂ１）号に記載されているようなエンドキャップをセラミックスプールの一端において使用する一方、第２端部のエンドキャップを本トルク伝達及び支持手段３と有利に置換することができる。

セラミックスプール２は、概して、溶融石英を含む。

本発明は、また、略円筒状形状の、長手方向軸線を有する、ローラ内で使用されているトルク伝達及び支持手段３であって、本体と、少なくとも１つの円筒状支持面１０を備える支持部と、少なくとも２つの別個の接続面を備える接続部と、を備え、接続部は、トルク伝達及び支持手段３の長手方向軸線に平行な主軸線を有する長尺状の穴を備え、上記穴は長尺状のストリップを画定し、上記ストリップは、少なくともより厚い部分を備える、トルク伝達及び支持手段３に関する。接続部は機械的に及び弾性的に変形可能である。

接続部は２つの円筒状支持面１０の間に配置されていることが好ましい。円筒状表面の支持機能はその結果最適化される。

１つの好適な実施形態は、支持部が、支持部の外径より大きな直径を有するリングによって、駆動手段に接続可能な部分から分離されている、本明細書で上述したトルク伝達及び支持手段３である。リング９の当接面４は、トルク伝達及び支持手段３をセラミックスプール内に挿入する際、容易な位置決めを可能にする。接続部は、セラミックスプールとの摩擦接続を行うために、機械的に及び弾性的に変形可能である。

本発明はまた、
−少なくとも１５ＭＰａの曲げ強さ及び外径Ｄを有するセラミックスプールを用意する工程であって、セラミックスプールの少なくとも１つの端部は、直径１０ｍｍ＜ｄ＜３／４Ｄ、及び深さＤｄ＞１．５ｄである軸方向の、中央に配置されたボアを有する、工程と、
−長手方向軸線を有するトルク伝達及び支持手段３であって、ｂ１．少なくとも１つの円筒状支持面１０を備える支持部と、ｂ２．少なくとも２つの別個の接続面を備える接続部と、を備える、長手方向軸線を有するトルク伝達及び支持手段３を用意する工程と、
−セラミックスプール２の少なくとも上記ボア内に付与されるトルク伝達及び支持手段３を挿入する工程と、
を含み、接続部を機械的に及び弾性的に変形させるために、並びにトルク伝達及び支持手段３をセラミックスプール２に摩擦的に接続するために、接続面は、その後、トルク伝達及び支持手段３をセラミックスプール２に摩擦的に接続する、
コンベヤローラ組立体の製造方法に関する。

本発明は、単なる例として記載され、図面を参照して行われる以下の説明を読むことでより良く理解されよう。
本発明の一実施形態によるコンベヤローラの組立体の斜視図である。 本発明の別の実施形態によるコンベヤローラの組立体の斜視図である。 １つの好適な実施形態による、図２のトルク伝達及び支持手段３の斜視図である。

図１は、セラミックスプール２とトルク伝達及び支持手段の組立体を示す。トルク伝達及び支持手段は本体６を備え、本体６は、回転駆動手段に接続可能な部分を有し、トレランスリング７などの接続部が本体とセラミックとの間に配置されている。阻止手段８がトレランスリング７の起こりうる回転を阻止する。

図２は、セラミックスプール２の外形的特徴を示す。Ｄは、セラミックスプール２の外径である。ｄは、セラミックスプール２の軸方向の、中央に配置されたボアの直径を示す。Ｄｄは、セラミックスプール２の軸方向の、中央に配置されたボアの深さを示す。

図３は、好適な実施形態によるトルク伝達及び支持手段３を示す。トルク伝達及び支持手段は、一体として作製されており、長手方向軸線を有する略円筒状形状を有する。トルク伝達及び支持手段３は、２つの円筒状支持面１０を備える支持部と、少なくとも２つの別個の接続面を備える接続部と、を備える。接続部は、トルク伝達及び支持手段３の長手方向軸線に平行な主軸線を有する長尺状の穴を備え、上記穴は長尺状のストリップを画定し、上記ストリップは、少なくともより厚い部分５を備える。

トルク試験を実施した。本発明によるトルク伝達及び支持手段３を使用し、１８Ｎ．ｍまでのトルクを伝達することができた。

３００℃まで加熱した後でも、トルク伝達及び支持手段３は依然として１５Ｎ．ｍを超えるトルクを伝達することができた。

１．セラミックスプールとトルク伝達及び支持手段３との組立体
２．セラミックスプール
３．トルク伝達及び支持手段３
４．リング９の当接面
５．より厚い部分
６．トルク伝達及び支持手段３本体
７．トレランスリング
８．ピン
９．リング
１０．支持面
Ｄは、セラミックスプール２の外径である。
ｄは、セラミックスプール２の軸方向の、中央に配置されたボアの直径を示す。
Ｄｄは、セラミックスプール２の軸方向の、中央に配置されたボアの深さを示す。

本発明は、コンベヤローラ組立体を回転させるための新たな機構を少なくとも一端に有する、高温で使用するためのコンベヤローラ組立体、トルク伝達及び支持手段、ローラとトルク伝達及び支持手段とを組み立てるための方法に関する。

高温で使用されるコンベヤローラ組立体は、概して、セラミックスプールを備える。通常、セラミックスプールは溶融石英を含む。セラミック組成物製ローラは、実際、高温環境において金属ローラより優れている。しかしながら、セラミック材料は加工が非常に難しく、脆い。更に、こうしたローラは、ローラを回転させるために必要な駆動機構に直接接続することができない。

従来技術では種々のシステムが開発されている。米国特許第４，２３０，４７５（Ａ１）号では、圧縮応力がかけられた状態で一対の金属スピンドルの間に係合しているセラミックローラについて開示している。金属スピンドルは、セラミックローラの凹部へと軸方向内側に延びる部分を介してセラミックローラの各端部と位置合わせされている。セラミックローラの端面とスピンドルのヘッド部との間の境界面に摩擦材料が適用されている。この摩擦材料は、セラミックローラを回転させるための、圧縮方向における回転駆動力を向上させる。しかしながら、このシステムは組み立てが困難なことによりすぐに廃れた。

金属エンドキャップをセラミックローラと共に使用することが主に好まれる。エンドキャップは、駆動手段への簡単な取り付けを可能にする。しかしながら、エンドキャップはスプールにしっかりと接着されているべきであり、それにより、スプールが所望の速度で回転することを可能にする。偏心回転は概して望ましくない。この理由は、偏心回転により、搬送される物品にとって平坦でない支持面が作成されるからである。

セラミックスプールと金属エンドキャップの異なる熱膨張により、エンドキャップをスプールにしっかりと固定することが困難になり、偏心回転を生じる場合がある。この困難を克服するために種々の方法が提案されてきた。米国特許第４，２４２，７８２号は、ゴム製Ｏリングを使用してエンドキャップを固定することを提案している。Ｏリングは高温で柔らかくなって保持力を失う場合があり、スプールの偏心回転及びエンドキャップとスプールとの間の滑りを引き起こす。Ｏリングがこうした高温に偶然に曝されることがあれば、Ｏリングは必ずその保持力を失うため、温度がその正常な値に戻った場合でも、滑りは依然として認められる。このため、Ｏリングを用いたスプールへのエンドキャップの固定は、低温（２５０℃未満）に限定される。

欧州特許第１８５３８６６（Ｂ１）号では、これら課題を、トレランスリングを有するエンドキャップを設けることによって解決している。このトレランスリングは、エンドキャップとセラミックスプールの端部との間に配置されており、広範な印加温度の範囲内においてエンドキャップをセラミックスプールにしっかりとかつ中央に固定する。エンドキャップは一時的な過熱に耐え、セラミックスプールの寸法が大幅に変化しない一方、エンドキャップ及びトレランスリングは熱的に膨張する。これにより、トレランスリングの固定力は低下し、スプールはエンドキャップ内で滑り始める。温度が正常に戻ると、エンドキャップ及びトレランスリングはその「正常な」寸法に戻り、偏心回転を生じることなく保持力は一体的に回復する。エンドキャップは取り付けも簡単である。コンベヤローラ組立体は、また、ラインの急激な加速又は減速はもとより、一時的な詰まり又は停止に耐えることができる。

トレランスリングを有するエンドキャップを使用して得られる伝達トルク範囲は概して広い（数百Ｎ．ｍまで）。しかしながら、高温では、伝達されるトルク値は時間と共に減少する可能性がある。ローラを回転させるためには最小限の伝達トルク値で十分であることが本発明者により立証された。したがって、エンドキャップシステムは、ほとんどの場合、サイズが大きすぎる。

加えて、ローラキャップはローラの利用面積を低減し、ローラを駆動手段に接続するために大きなスペースを必要とする。ローラキャップは多数回再使用することができず、多大な製造コストとなる。

外部エンドキャップの使用に関連する他の欠点は以下の通りである。
−炉室と外部環境との間における金属キャップの熱橋によるエネルギーの損失。
−高温において、コンベヤローラ組立体の交換のために炉室を開くことができない。
−圧力下又は制御された雰囲気下に炉を置くことができない。
−エンドキャップは設置形状に適合させるために異なる設計を有することから、エンドキャップの標準化ができない。

本発明は前述の全ての欠点を低減する。

炉内では異なる種類のローラ（中実又は中空）が使用される。ローラが急激な温度変化を受ける場合又はローラのたわみが発生し得る場合、中空ローラが好ましい。したがって、ローラの熱慣性及び重量を低減する必要がある。結果的に、中空ローラの厚みは最大限低減される。したがって、穴の内径は、常にその外径の３／４より大きい。

国際公開第９９／１５３０５号は、ニッケルアルミナイド合金製のローラ本体と、より安価な金属材料製のトラニオンと、を備える、高温用途のローラ組立体について開示している。トラニオンは、ローラ本体とトラニオンとの間の異なる熱膨張によって、室温では間隙があり、動作温度では間隙が減少する又は閉じるように、ローラ本体に機械的なコネクタを介して取り付けられている。しかしながら、セラミックの引張強さが乏しいこと、及び金属とセラミックとの間の熱膨張係数の差が大きいことによって、この組立体はセラミックローラでは機能することができない。

英国特許出願公開第２，１２９，７５２（Ａ）号は、軸方向の、中央に配置されたボアと、スプールのボアを閉じるディスクに設けられた２つの直径方向に対向する円形の開口に挿入される、スプールの長手方向軸線に平行な２つのストリップ、を備えるトルクトランスミッションと、を有する中空セラミックスプールを備える、高温で使用するためのコンベヤローラ組立体について開示している。このディスクは、スプールに強制的に挿入された２つの弾性ストリップによって、セラミックスプールに軸方向に及びねじりを伴って固定されている。弾性ストリップの目的はトルクを伝達することであり、ストリップはスプールを支持しない。スプールは、実際、２つのアイドラホイール（スプールの各端部にある）に載置され、回転するピンを介して軸受に接続されている。組立も非常に煩雑である。

特開２０１２−２０７２４５号は、焼嵌めによって接続されたセラミックスリーブとスチールシャフトとからなる中空セラミックローラを開示している。スチールシャフトとセラミックとの間の接触部における応力を避けるために、スチールシャフトの形状、特に、シャフトの厚みを薄くして最適化しなければならない。課題は、スチールと耐火材との間の熱膨張の大きな差を考慮に入れて、摩擦によりトルクを伝達することである。シャフト表面はその全面がローラと接触する。ローラの組立は煩雑ではないが、焼嵌めにはローラと接触するシャフト表面の非常に正確な寸法を要し、したがって、製造により費用がかかる。加えて、シャフト表面の計算寸法はローラの性質によって異なる。実際、ムライトの熱挙動は溶融石英の熱挙動と非常に異なる。シャフトとローラとの間の接続は非常に狭い温度範囲において最適化され、従来、冷却を必要とする。特開２０１２−２０７２４５号に記載されている組立体では、外径の３／４を超えるボアの直径を有する、空気により冷却される中空ローラについて述べている。この種の接続は室温では機能せず、組立体の分解が課題であるため再使用できないことに留意すべきである。

本発明は、トルク伝達及び支持手段が、冷却の必要なく、広い温度範囲内において様々な材料のローラと共に稼働でき、再使用可能なローラ組立体である。このトルク伝達及び支持手段は、トルクを伝達し、ローラを支持し（外部支持手段の必要はない）、軸受（又は別の駆動手段）への直接接続を可能にし、接続のために必要なスペースを低減する。接続は、トルク伝達及び支持手段をローラのボア内に単に押し込むことによって行われる。焼嵌めは使用されない。トルク伝達は接続部の弾性的機械的変形によりもたらされる一方で、支持は少なくとも支持面の存在によりもたらされる。

セラミックスプールのボア内に配置されたトルク伝達及び支持手段とセラミックスプールとの間の摩擦接続は、回転駆動手段からセラミックスプールにトルクを伝達するのに十分である。当業者であれば、通常、セラミック材料の曲げ強さに関する悪評のため、トルク伝達及び支持手段をセラミックスプール内のボア内に配置しようとしないことに留意されたい。また、ローラを駆動して回転させるためには非常に低い伝達トルクで十分であるという事実は、従来技術では立証されていなかったということにも留意されたい。

本発明によれば、エンドキャップはもはや必要なく、請求項１１〜１４に記載されるトルク伝達及び支持手段と置換される。一時的な過熱の場合、セラミックスプール内部に配置されたトルク伝達及び支持手段は、外部環境から幾分隔離されていることで温度変化をあまり受けない。温度が激しく上昇する場合、トルク伝達及び支持手段の熱膨張によって固定力は増加し、プロセスはあらゆる摂動なしに継続するであろう。

本発明の他の利点は以下の通りである。
−本発明に一致したトルク伝達及び支持手段の製造は、特に、非常に大きな直径を有するローラ（例えば、ＬＯＲ）においては、通常のエンドキャップより低コストである。外部エンドキャップはかなりの寸法を有し、非常に費用がかかる。本発明によれば、トルク伝達及び支持手段の外形寸法が大幅に低減される。
−トルク伝達及び支持手段がローラのセラミックによって熱的に隔離されており、炉内における、より高温の用途を考慮に入れることができる。
−非自発的な高伝達トルクの場合、システムはヒューズとして機能する。
−組立体は自己調心する。実際、セラミックスプールとトルク伝達及び支持手段は常に接触している。

本発明には中実のローラが最も好適なため、本発明は温度にほぼ影響されない接続を提供する。これとは逆に、外部組立体は、通常、熱によって緩む。

本発明は、請求項１に記載のコンベヤローラ組立体を提案する。

木槌を使用するほどに簡単に行うことができるトルク伝達及び支持手段の挿入にスプールが耐えられるように、セラミックスプールは少なくとも１５ＭＰａの曲げ強さを有していなければならない。その結果、トルク伝達及び支持手段の接続部は、両要素（手段及びスプール）が機械的に接続されるよう、機械的及び弾性的に変形され、弾性変形された接続部により生じた摩擦によって接続が実現される。トルク伝達及び支持手段の支持部は大幅には変形せず、スプールを内部から支持する機能を果たす。トルク伝達及び支持手段は、この手段がセラミックスプールから取り出されると、その本来の形状に戻る。トルク伝達及び支持手段の外部表面上に配置された接続面によってトルクが伝達されることが認められる。トルク伝達及び支持手段を受け入れる、軸方向の、中央に配置されたボアの直径（ｄ）は、１０ｍｍ以上、かつ、ローラの外径（Ｄ）の３／４よりも小さくなければならない。Ｄの３／４より直径が大きいとローラの端部が脆くなる一方、有効なトルク伝達及び支持手段を挿入するためには最低１０ｍｍの直径が必要である。好ましくは、ボアの直径は外径（Ｄ）の１／３以下である。軸方向の、中央に配置されたボアの深さ（Ｄｄ）もまた、重要なパラメータである。中空ローラも使用できるが、ほとんどの場合、中実のローラに穴をあける。ボア（ｄ）の直径の少なくとも１．５倍の深さが好適である。この値を下回ると、ローラの端部がやはりより脆くなり、同軸性の課題が起こり得る。

本発明の第１の実施形態では、コンベヤローラ組立体は、回転駆動手段に接続可能な、セラミックスプールから突出している部分を有する本体を含むトルク伝達及び支持手段を備え、接続部は、本体とセラミックスプールとの間に配置されている。本体と接続部は、２つの異なる要素である。接続部は、複数の周方向に配置された波形構造を有する弾性金属製のオープントレランスリングであり得る。トレランスリングは、あらゆる軸方向への変位を防ぐため、本体の溝に収められる。トレランスリングを使用することで、その取り付けを容易とすることに加え、内部構成要素及び外部構成要素の直径のわずかな差異に適応することができる。

トルク伝達値の増加は、トレランスリングがトルク伝達及び支持手段の本体の周りを自由回転しない場合にも認められた。ピンなどの阻止手段を使用して、トルク伝達及び支持手段の回転を阻止することができる。

製造、物流及びコストの理由から、トルク伝達及び支持手段３が一体として作製されるコンベヤローラ組立体が好適である。接続部は、トルク伝達及び支持手段３の長手方向軸線に平行な主軸線を有する長尺状の穴を備える。上記穴は長尺状のストリップを画定し、上記ストリップは、少なくともより厚い部分を備える。

別個の接続面であるストリップのより厚い部分５は好ましくは半径方向に配置されている。即ち、より厚い部分は周縁に分配されており、ある角度で分離されている。

トルク伝達及び支持手段３は、トルク伝達及び支持手段３をセラミックスプール内に取り付ける際にボアから空気を逃がすために、好ましくは穴などのガス排出部を備える。

より厚い部分の数及び構成は、伝達することが必要なトルク値に依存する。

これらローラ組立体は低トルク伝達が必要な用途に特に使用されることが観察されている。より高い値が必要な場合、例えば、異なるローラ速度が必要な場合、欧州特許第１８５３８６６（Ｂ１）号に記載されているようなエンドキャップをセラミックスプールの一端において使用する一方、第２端部のエンドキャップを本トルク伝達及び支持手段３と有利に置換することができる。

セラミックスプール２は、概して、溶融石英を含む。

本発明は、また、略円筒状形状の、長手方向軸線を有する、ローラ内で使用されているトルク伝達及び支持手段３であって、本体と、少なくとも１つの円筒状支持面１０を備える支持部と、少なくとも２つの別個の接続面を備える接続部と、を備え、接続部は、トルク伝達及び支持手段３の長手方向軸線に平行な主軸線を有する長尺状の穴を備え、上記穴は長尺状のストリップを画定し、上記ストリップは、少なくともより厚い部分を備える、トルク伝達及び支持手段３に関する。接続部は機械的に及び弾性的に変形可能である。

接続部は２つの円筒状支持面１０の間に配置されていることが好ましい。円筒状表面の支持機能はその結果最適化される。

１つの好適な実施形態は、支持部が、支持部の外径より大きな直径を有するリングによって、駆動手段に接続可能な部分から分離されている、本明細書で上述したトルク伝達及び支持手段３である。リング９の当接面４は、トルク伝達及び支持手段３をセラミックスプール内に挿入する際、容易な位置決めを可能にする。接続部は、セラミックスプールとの摩擦接続を行うために、機械的に及び弾性的に変形可能である。

本発明はまた、
−少なくとも１５ＭＰａの曲げ強さ及び外径Ｄを有するセラミックスプールを用意する工程であって、セラミックスプールの少なくとも１つの端部は、直径１０ｍｍ＜ｄ＜３／４Ｄ、及び深さＤｄ＞１．５ｄである軸方向の、中央に配置されたボアを有する、工程と、
−長手方向軸線を有するトルク伝達及び支持手段３であって、ｂ１．少なくとも１つの円筒状支持面１０を備える支持部と、ｂ２．少なくとも２つの別個の接続面を備える接続部と、を備える、長手方向軸線を有するトルク伝達及び支持手段３を用意する工程と、
−セラミックスプール２の少なくとも上記ボア内に付与されるトルク伝達及び支持手段３を挿入する工程と、
を含み、接続部を機械的に及び弾性的に変形させるために、並びにトルク伝達及び支持手段３をセラミックスプール２に摩擦的に接続するために、接続面は、その後、トルク伝達及び支持手段３をセラミックスプール２に摩擦的に接続する、
コンベヤローラ組立体の製造方法に関する。

本発明は、単なる例として記載され、図面を参照して行われる以下の説明を読むことでより良く理解されよう。
本発明の一実施形態によるコンベヤローラの組立体の斜視図である。 本発明の別の実施形態によるコンベヤローラの組立体の斜視図である。 １つの好適な実施形態による、図２のトルク伝達及び支持手段３の斜視図である。

図１は、セラミックスプール２とトルク伝達及び支持手段の組立体を示す。トルク伝達及び支持手段は本体６を備え、本体６は、回転駆動手段に接続可能な部分を有し、トレランスリング７などの接続部が本体とセラミックとの間に配置されている。阻止手段８がトレランスリング７の起こりうる回転を阻止する。

図２は、セラミックスプール２の外形的特徴を示す。Ｄは、セラミックスプール２の外径である。ｄは、セラミックスプール２の軸方向の、中央に配置されたボアの直径を示す。Ｄｄは、セラミックスプール２の軸方向の、中央に配置されたボアの深さを示す。

図３は、好適な実施形態によるトルク伝達及び支持手段３を示す。トルク伝達及び支持手段は、一体として作製されており、長手方向軸線を有する略円筒状形状を有する。トルク伝達及び支持手段３は、２つの円筒状支持面１０を備える支持部と、少なくとも２つの別個の接続面を備える接続部と、を備える。接続部は、トルク伝達及び支持手段３の長手方向軸線に平行な主軸線を有する長尺状の穴を備え、上記穴は長尺状のストリップを画定し、上記ストリップは、少なくともより厚い部分５を備える。

トルク試験を実施した。本発明によるトルク伝達及び支持手段３を使用し、１８Ｎ．ｍまでのトルクを伝達することができた。

３００℃まで加熱した後でも、トルク伝達及び支持手段３は依然として１５Ｎ．ｍを超えるトルクを伝達することができた。

１．セラミックスプールとトルク伝達及び支持手段３との組立体
２．セラミックスプール
３．トルク伝達及び支持手段３
４．リング９の当接面
５．より厚い部分
６．トルク伝達及び支持手段３本体
７．トレランスリング
８．ピン
９．リング
１０．支持面
Ｄは、セラミックスプール２の外径である。
ｄは、セラミックスプール２の軸方向の、中央に配置されたボアの直径を示す。
Ｄｄは、セラミックスプール２の軸方向の、中央に配置されたボアの深さを示す。

Claims (15)

1. 高温で使用するためのコンベヤローラ組立体（１）であって、
   ａ）少なくとも１５ＭＰａの曲げ強さ及び外径Ｄを有するセラミックスプール（２）と、
   ｂ）略円筒状形状の、長手方向軸線を有するトルク伝達及び支持手段（３）であって、
   本体と、
   ｂ１．少なくとも１つの円筒状支持面（１０）を備える支持部と、
   ｂ２．前記トルク伝達及び支持手段（３）を前記セラミックスプール（２）に摩擦的に接続する、少なくとも２つの別個の接続面を備える、機械的及び弾性的に変形される接続部と、
   を備える、
   トルク伝達及び支持手段（３）と、
   を備える、コンベヤローラ組立体（１）であって、
   前記セラミックスプールの少なくとも１つの端部は、直径１０ｍｍ≦ｄ≦３／４Ｄ、好ましくは≦１／３Ｄ、及び深さＤｄ≧１．５ｄである軸方向の、中央に配置されたボアを有し、
   前記トルク伝達及び支持手段（３）は、前記セラミックスプール（２）の少なくとも前記ボア内に付与されることを特徴とする、
   コンベヤローラ組立体（１）。
2. 前記セラミックスプールの第２端部はエンドキャップを有する、請求項１に記載のコンベヤローラ組立体（１）。
3. 前記セラミックスプールは溶融石英を含む、請求項１又は２に記載のコンベヤローラ組立体（１）。
4. 前記接続部は、２つの円筒状支持面（１０）の間に配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のコンベヤローラ組立体（１）。
5. 前記本体（６）は、回転駆動手段に接続可能な、前記セラミックスプールから突出している部分を有し、前記接続部は、前記本体と前記セラミックスプールとの間に配置されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のコンベヤローラ組立体（１）。
6. 前記本体（６）と前記接続部は、少なくとも２つの別個の要素を形成している、請求項５に記載のコンベヤローラ組立体（１）。
7. 前記本体（６）は、複数の周方向に配置された波形構造を有する弾性金属製のオープントレランスリング（７）を少なくとも受け入れるように適合された溝を備える、請求項６に記載のコンベヤローラ組立体（１）。
8. 前記接続部は、前記トルク伝達及び支持手段（３）の前記長手方向軸線に平行な主軸線を有する長尺状の穴を備え、前記穴は長尺状のストリップを画定し、前記ストリップは、少なくともより厚い部分を備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載のコンベヤローラ組立体（１）。
9. 前記ストリップの前記より厚い部分（５）は半径方向に配置されている、請求項８に記載のコンベヤローラ組立体（１）。
10. 前記本体の前記支持部は、前記支持部の外径より大きな直径を有するリング（９）によって、駆動手段に接続可能な部分から分離されている、請求項８又は９に記載のコンベヤローラ組立体（１）。
11. 略円筒状形状の、長手方向軸線を有する、セラミックスプールにおいて使用するためのトルク伝達及び支持手段（３）であって、
    本体と、
    ａ）少なくとも１つの円筒状支持面（１０）を備える支持部と、
    ｂ）少なくとも２つの別個の接続面を備える接続部と、
    を備え、
    前記接続部は、前記トルク伝達及び支持手段（３）の前記長手方向軸線に平行な主軸線を有する長尺状の穴を備え、前記穴は長尺状のストリップを画定し、前記ストリップは、少なくともより厚い部分（５）を備え、
    前記接続部は機械的に及び弾性的に変形可能である、
    トルク伝達及び支持手段（３）。
12. 前記接続部は、２つの円筒状支持面（１０）の間に配置されている、請求項１１に記載のトルク伝達及び支持手段（３）。
13. 前記より厚い部分（５）は半径方向に配置されている、請求項１１に記載のトルク伝達及び支持手段（３）。
14. 前記支持部は、前記支持部の外径より大きな直径を有するリング（９）によって、駆動手段に接続可能な部分から分離されている、請求項１１又は１２に記載のトルク伝達及び支持手段。
15. １）少なくとも１５ＭＰａの曲げ強さ及び外径Ｄを有するセラミックスプール（２）を用意する工程であって、前記セラミックスプール（２）の少なくとも１つの端部は、直径１０ｍｍ≦ｄ≦３／４Ｄ、好ましくは≦１／３Ｄ、及び深さＤｄ≧１．５ｄである軸方向の、中央に配置されたボアを有する、工程と、
    ２）長手方向軸線を有するトルク伝達及び支持手段（３）であって、ｂ１．少なくとも１つの円筒状支持面（１０）を備える支持部と、ｂ２．少なくとも２つの別個の接続面を備える接続部と、を備える、長手方向軸線を有するトルク伝達及び支持手段（３）を用意する工程と、
    ３）前記接続部を機械的に及び弾性的に変形させるために、並びに前記トルク伝達及び支持手段（３）を前記セラミックスプール（２）に摩擦的に接続するために、前記セラミックスプール（２）の少なくとも前記ボア内に付与される前記トルク伝達及び支持手段（３）を挿入する工程と、
    を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のコンベヤローラ組立体の製造方法。

Images