JP4203271B2 - サクションローラ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、極薄のフィルムや紙などの繊細な取り扱いが必要なウェブを吸着状態で搬送案内するためのサクションローラに関する。サクションローラは、ローラ本体の周面に一群のセラミックス製の吸引ブロックを埋設して構成してある。
【０００２】
【従来の技術】
セラミックス製の吸引ブロックを吸着要素とするサクションローラは、例えば特許第２７０９１６８号公報に公知である。そこでは、ローラ本体の周面６箇所にサクションユニットを配置している。サクションユニットは、予め焼結した吸引ブロックを、鋳造によって形成されるユニット枠体にインサート固定して形成してあり、その内外表面を切削することにより吸引ブロックの多孔質部分が露出している。因みに、このサクションローラは、冷間圧延鋼板の製造時に、一方向へ搬送されるコールドストリップが蛇行するのを防ぐ目的で使用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のサクションローラは、ローラ本体の左右全幅のうち、中央部分に限ってサクションユニットを配置しているに過ぎない。しかも、サクションユニットはローラ本体の周方向６箇所に等間隔おきに配置してある。そのため、極薄のフィルムや紙などのウェブを吸着した状態で搬送案内する場合に、ウェブを幅方向へ均等に捕捉保持できないうえ、ウェブの中央部分にのみ吸着力が作用するので、ウェブの中心がローラの幅方向の中心から僅かでもずれると、ウェブに偏った搬送力が作用し、ウェブのずれが徐々に増加しやすい不利がある。ウェブのローラに対する巻付角度が小さい場合に、ウェブがスリップするおそれもある。
【０００４】
予め焼結した吸引ブロックを、鋳造によって形成されるユニット枠体にインサート固定してサクションユニットを形成し、さらに得られたサクションユニットに切削加工を施した後、サクションユニットをローラ本体に組み付けてサクションローラとするので、その製造に多くの手間が掛かり、サクションローラの全体コストが高く付く。サクションユニットが一定間隔おきに配置してあるので、極薄のフィルムや紙などの疵付きやすいウェブを搬送案内する場合に、サクションユニットで吸着された個所に吸着跡を生じやすく、搬送対象によっては使用できないことがある。ローラ本体の周面に配置した全てのサクションユニットに真空圧を作用させながらウェブを搬送するので、ウェブＷの吸着に関与しないサクションユニットから空気が吸い込まれるのを避けられず、その分だけ真空圧が無駄に消費されてしまう不利もある。
【０００５】
本発明の目的は、ローラ本体の周面に一群の吸引ブロックが埋設してあって、極薄のフィルムや紙などのウェブを、その全幅方向に亘って吸着保持した状態で搬送案内できるサクションローラを提供することにある。本発明の目的は、ローラ本体の周面の必要部分に限って真空圧を作用させながらウェブを吸着搬送でき、その分だけ吸引装置の運転効率を向上できるサクションローラを提供することにある。本発明の目的は、ローラ本体に吸着されていたウェブを、強制的に分離しながら搬送でき、従ってウェブ搬送速度が大きい場合でも、ウェブを適正に搬送できるサクションローラを提供することにある。本発明の目的は、ローラ構造を簡素化でき、セラミックス製の一群の吸引ブロックをローラ本体に対して簡単に組み付けることができ、従って従来のサクションローラに比べて全体コストを低コスト化できるサクションローラを提供することにある。本発明の目的は、繊細な取り扱いが必要なウェブを、吸着跡を生じることなく確実に搬送案内できるサクションローラを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のサクションローラは、ローラ本体３と、ローラ本体３の周面に埋設固定されるセラミックス製の多孔体からなる吸引ブロック４の一群と、ローラ本体３の左右両側に配置される継手ブロック５とを含む。ローラ本体３には、ローラ周面において周方向へ一定間隔おきに開口する装填溝１３の一群がローラ側面で開口する状態で放射状に形成されて、断面凸字状の条材から成る吸引ブロック４が、前記装填溝１３にローラ側面側から装填されて、ローラ本体３の全幅にわたって露出している。ローラ本体３の両側に第１ジャーナル部２１と、第２ジャーナル部２２を隣接して設ける。第１ジャーナル部２１をローラ支持台１に固定した軸受ボックス２で支持することにより、ローラ本体３を回転自在に軸支する。左右一対の継手ブロック５は、第２ジャーナル部２２でベアリング２４を介して相対回転自在に支持したうえで、ローラ支持台１に固定した回止め具２５で回転不能に固定する。ローラ本体３の内部に、吸引ブロック４と連通する排気通路１４が設けられて、継手ブロック５のローラ本体３との接合面に、排気通路１４に連通する排気マニホルド２７と、送気マニホルド２８を隣接して形成する。排気マニホルド２７は、吸気通路３１を介して送気装置３２に連通され、送気マニホルド２８は、前記送気装置３２の吐出通路３４に接続される。排気マニホルド２７の形成範囲を、ウェブＷのローラ本体３に対する巻掛角度にほぼ一致させる。ローラ本体３の周面に、吸着跡の発生を防ぐ通気自在なスリーブ３７を外嵌装着する。
【００１２】
装填溝１３に嵌め込み装填した吸引ブロック４の一群を、左右のローラ側面に固定した固定ディスク１２で抜け止め保持する。固定ディスク１２の盤面に、排気通路１４とマニホルド部とを連通する一群の通口１９を設ける。
【００１３】
【発明の作用効果】
本発明では、ローラ本体３の周面に形成した装填溝１３に、条材状の吸引ブロック４をローラ側面側から装填して、ローラ本体３の全幅にわたって吸引ブロック４を露出させるので、図５に示すようにウェブＷの全幅を吸引ブロック４で幅方向へ均等に吸着保持した状態で確実に搬送案内できるうえ、ウェブＷの中心がローラ本体３の幅方向の中心からずれていたとしても、問題なくウェブＷを搬送できる。一群の吸引ブロック４でウェブＷを吸着するので、ローラ本体３に対するウェブＷの巻掛角が小さい場合でも、確実に搬送案内できる。吸引ブロック４を予め条材状に形成しておき、これを装填溝１３に差し込み装着してサクションローラ構成するので、従来のこの種のローラに比べてローラ構造を簡素化できる。しかも吸引ブロック４をローラ本体３に対して簡単に組むことができ、その分だけサクションローラの製作コストを低減化できる。ローラ側面で開口するように装填溝１３を形成するので、装填溝１３の加工を簡便に行える点でも有利である。
【００１４】
継手ブロック５に、排気通路１４と連通する排気マニホルド２７を形成し、この排気マニホルド２７の形成範囲を、ウェブＷのローラ本体３に対する巻掛角度に対応して設定したサクションローラによれば、ローラ本体３に巻き掛けられたウェブＷにのみ真空圧を作用させて、ウェブＷが巻き掛けられていないローラ周面からの空気吸引を抑止できるので、真空圧が無駄に消費されるのを解消し、その分だけ吸着装置６の運転効率を向上し、省エネルギーに貢献できる。ローラ周辺に浮遊する空気中の塵埃がローラ周面に吸着されて、目詰まりの原因になることもよく防止できる。なお、本発明でいう真空圧とは、大気圧より低圧の空気圧を意味しており、しかも搬送案内するウェブＷの特性に応じて作用させる空気の負圧力が異なるので、厳密な意味で真空である必要はない。
【００１５】
排気マニホルド２７とは別に送気マニホルド２８を設け、送気マニホルド２８を排気マニホルド２７に隣接して配置したサクションローラによれば、送気マニホルド２８に加圧空気を供給することによって、それまでウェブＷを吸着していた吸引ブロック４から加圧空気を吹き出して、ローラ本体３の周面に密着していたウェブＷを強制的に分離し、剥離できる。従って、ウェブＷの送り速度が大きい場合にでも、ローラ本体３に対するウェブＷの吸着と分離とを確実に行って、ウェブＷを適正に搬送できる。吸引ブロック４から吹き出される加圧空気によって、吸引ブロック４に吸引捕捉された塵埃などをローラ外へ吹き飛ばしてクリーニングできるので、吸引ブロック４の目詰まりをよく防止できる。
【００１６】
装填溝１３に抜止部１５を形成しておき、吸引ブロック４の基部１６を先の抜止部１５で受け止めるようにすると、別途抜け止め構造を設ける場合に比べて、サクションローラの構造を簡素化できる。条材状に形成した吸引ブロック４を装填溝１３に装着してサクションローラを構成するので、吸引ブロック４の使用個数を調整し、あるいは吸引ブロック４を必要長さに切断することで、サクションロールの左右幅の違いに対応できるうえ、装填溝１３の隣接ピッチを変更するだけで、吸着特性が異なるサクションローラを多様に構成できる。
【００１７】
ローラ本体３の周面に、通気自在なスリーブ３７を外嵌装着したサクションローラによれば、スリーブ３７に形成された微小穴３８によって吸引空気を分散させ、その吸着部分の境界をぼやけさせることができるので、とくに疵付きやすいウェブＷを搬送案内する場合であっても、ウェブ面に吸着跡が生じるのを確実に防止できる。
【００１８】
ローラ本体３を回転自在に軸支したうえで、その第２ジャーナル部２２で継手ブロック５をベアリング２４を介して相対回転自在に支持し、さらに回止め具２５で継手ブロック５を回転不能に固定すると、ローラ本体３の回転動作をベアリング２４で遮断して、継手ブロック５がローラ本体３と連れ回りするのを避けながら、所定の位相位置に位置固定できるので、吸気通路３１や吐出通路３４と継手ブロック５との通路接続を確実に行える。また、回止め具２５の固定位置を調整することにより、ウェブＷのローラ本体３に対する巻き掛け位置の変更に対応して、継手ブロック５の位相を変更できる。
【００１９】
左右のローラ側面に固定した固定ディスク１２で、吸引ブロック４の一群を抜け止め保持するので、吸引ブロック４を個別に抜け止め固定する場合に比べて、サクションローラの構造を簡素化できる。
【００２０】
【実施例】
図１ないし図６は本発明に係るサクションローラの実施例を示す。図２および図３においてサクションローラは、左右一対のローラ支持台１で軸受ボックス２を介して回転自在に軸支されるローラ本体３と、ローラ本体３の周面に埋設される一群の吸引ブロック４と、ローラ本体３の左右両側に配置される継手ブロック５と、吸引ブロック４に真空圧を作用させる吸引装置６とからなる。図３において符号７はガイドローラであり、このガイドローラ７より搬送方向上手側においてウェブＷにコート処理が施される。本発明のサクションローラは、処理対象のウェブＷを一定の張力、および一定の速度で搬送するために設けてある。
【００２１】
図２においてローラ本体３は、アルミニウム合金を素材とする左右横長のローラ基体１０と、ローラ基体１０の両側面に焼嵌め固定される、鋼材を素材とする左右一対の主軸１１と、ローラ基体１０の両側に固定される左右一対の固定ディスク１２とで構成する。このように主軸１１をローラ基体１０と別の部品で形成すると、素材の無駄を省くことができるうえ、ローラ基体１０を軽量化できる。図１に示すようにローラ基体１０には、その周面において開口する装填溝１３の一群が放射状に形成され、各装填溝１３に連続して排気通路１４の一群が放射状に形成してある。この実施例では、３６個の装填溝１３と排気通路１４をローラ基体１０の周方向へ等分に配置した。装填溝１３と排気通路１４とは、それぞれローラ基体１０の両側面で開口するように切削加工で形成してあり、ドリルなどを用いて穿孔加工する場合に比べて、より精密にしかも少ない手間で加工できる。装填溝１３は断面凸字状に形成してあり、その排気通路１４との隣接部分に他より広幅の抜止部１５が形成してある（図６参照）。
【００２２】
吸引ブロック４は、セラミックス素材を焼結した後、外面に研削加工を施して断面凸字状に形成した条材状の多孔体からなり、その下部に先の抜止部１５で受け止められる他より広幅の基部１６を備えている。吸引ブロック４の平均的な空孔径は概ね数μｍであり、その長手方向寸法は３００mm、基部１６の左右幅は１０mmである。吸引ブロック４は、ローラ基体１０の一側から装填溝１３に差し込み装填されて、予め塗布しておいた接着剤でローラ基体１０に接着固定される。
【００２３】
図５に示すように装填溝１３には、標準長さの５個の吸引ブロック４と、短く切断された１個の吸引ブロック４とが装填され、吸引ブロック４の吸引面が、ローラ基体１０の左右幅の全範囲にわたって露出している。全ての装填溝１３に吸引ブロック４を嵌め込んだのち、図４に示すようにローラ基体１０の両側に固定ディスク１２をボルト１８で固定することにより、吸引ブロック４を抜け止め固定できる。この状態で、ローラ基体１０の周面を研磨仕上げして、ローラ基体１０および吸引ブロック４の面精度を向上させてある。なお、固定ディスク１２の盤面には、先の排気通路１４と後述する継手ブロック５のマニホルド部とを連通する通口１９が、各排気通路１４に対応して通設してある。
【００２４】
図４において主軸１１には、第１ジャーナル部２１と第２ジャーナル部２２とが多段軸状に設けてあり、第１ジャーナル部２１を軸受ボックス２でベアリング２３を介して軸支することにより、ローラ本体３の全体が回転自在に軸支されている。ローラ本体３は、図示していない駆動機構でウェブＷの搬送速度に同期して回転駆動される。そのために、図２に向かって左側の主軸１１を軸受ボックス２から外側方へ突出させてあり、この突出部分にギヤやスプロケット等の伝動機構を固定できるようにしてある。継手ブロック５は、第２ジャーナル部２２に外嵌した左右一対のベアリング２４を介して、相対回転自在に支持されている。継手ブロック５がローラ本体１０と連回りするのを防ぐために、回止め具２５の一端をローラ支持台１に固定し、他端をボルト２６で継手ブロック５に固定する。このように、継手ブロック５を回止め具２５で固定することにより、継手ブロック５を常に一定の位相位置に位置保持される。
【００２５】
継手ブロック５の固定ディスク１２との隣接側面には、通口１９を介して複数の排気通路１４と連通する排気マニホルド２７、および送気マニホルド２８が周方向へ隣接する状態で凹み形成してある。送気マニホルド２８は、排気マニホルド２７を基準にして、これより回転下手側、すなわちウェブＷの搬送方向下手側に配置する。図１に示すように、両マニホルド２７・２８はそれぞれ部分円弧状の凹部からなり、各マニホルド２７・２８に連通する状態で、管継手２９・３０が継手ブロック５の周面に固定してある。ローラ本体３に巻き掛けられたウェブＷを吸引ブロック４で吸着して搬送し、さらに、吸着したウェブＷをローラ本体３の周面から強制的に分離させるために、一対の管継手２９・３０の間に吸引装置６を設ける。
【００２６】
図１において吸引装置６は、一方の管継手２９に接続される吸気通路３１と、送気装置（ターボブロワ）３２と、送気装置３２を回転駆動するモータ３３と、他方の管継手３０に接続される吐出通路３４とからなる。吸気通路３１は送気装置３２の吸込口３２ａに接続し、吐出通路３４はフィルター３５を介して送気装置３２の吐出口３２ｂに接続する。このように１個の送気装置３２で真空圧と、加圧空気とを同時に供給すると、吸引装置６の構造を簡素化できるうえ、吸引装置６によるエネルギー消費を減少できる。
【００２７】
ローラ本体３に巻き掛けたウェブＷを確実に吸着し、さらに吸着ロスを最小限化するために、先の排気マニホルド２７の形成範囲を、ウェブＷのローラ本体３に対する巻掛角度に対応して設定する。排気マニホルド２７の形成範囲は、ウェブＷのローラ本体３に対する巻掛角度とほぼ一致させるのが好ましいが、少なくともウェブＷの巻掛角度の中心付近の前後範囲を吸着できるように形成してあれば足りる。この実施例では、図１に示すように各吸引ブロック４がウェブＷの巻掛角度（３６度）範囲内に位置するとき、その排気通路１４が通口１９を介して排気マニホルド２７と連通するようにして、ウェブＷの巻掛角度範囲においてのみ吸引ブロック４に真空圧を作用させ、ウェブＷの吸着に関与しないローラ周面における吸引ブロック４からの空気の吸い込みを防止できるようにした。
【００２８】
送気マニホルド２８には、送気装置３２で加圧された空気が送給される。そのため、ローラ本体３の回転に伴って排気通路１４が送気マニホルド２８に連通すると、それまでウェブＷを吸着していた吸引ブロック４から加圧空気が吹き出され、ローラ本体３の周面に密着していたウェブＷを強制的に分離し、剥離させる。従って、ウェブＷの送り速度が大きい場合にでも、その吸着と分離とを確実に行ってウェブＷを適正に搬送できる。吸引ブロック４から加圧空気を吹き出すことにより、吸引ブロック４に吸引捕捉された塵埃などをクリーニングできる利点もある。
【００２９】
ウェブＷの種類によっては、吸引ブロック４で吸着された個所に吸着跡を生じることがある。このような吸着跡の発生を防ぐために、図６に示すようにローラ本体３の周面に、通気自在な膜状スリーブ３７を外嵌装着する。膜状スリーブ３７は、筒壁の全体に微小穴３８が一様に形成してある金属製の円筒体からなり、例えば電気カミソリの外刃と同様に、電鋳法によって形成してある。膜状スリーブ３７を付加することにより、ウェブＷに作用する負圧空気を微小穴３８の一群で分散できるので、吸着跡が形成されるのをよく防止できる。必要があれば、膜状スリーブ３７を、筒壁の全体に微小穴３８が一様に形成してあるゴム製の円筒体で形成することができる。
【００３０】
上記の実施例以外に、吸引ブロック４の断面形状は、台形状やＬ字状などに変更でき、その長さは数cm〜数１０cmの範囲で任意の長さに設定できる。排気通路１４は吸引ブロック４ごとに設ける必要はなく、周方向へ分断された複数個の集合穴と、装填溝１３から集合穴へ向かって放射状に穿設される穴とで構成することができる。
【００３１】
固定ディク１２は吸引ブロック４の側面のみを覆うリング形状に形成でき、その場合には通口１９を省略できる。送気装置３２としては往復式や回転式の真空ポンプを適用でき、さほど大きな負圧力を作用させる必要がない場合には、ファン型の排気装置を適用できる。その場合には、別途設けた加圧空気の供給源で送気マニホルド２８に加圧空気を供給する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図４におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図２】サクションローラの正面図である。
【図３】サクションローラの側面図である。
【図４】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図５】吸引ブロックの配置形態を示す平面図である。
【図６】吸引ブロックの詳細構造を示す断面図である。
【符号の説明】
２ 軸受ボックス
３ ローラ本体
４ 吸引ブロック
５ 継手ブロック
１２ 固定ディスク
１３ 装填溝
１４ 排気通路
１５ 抜止部
１６ 基部
１９ 通口
２１ 第１ジャーナル部
２２ 第２ジャーナル部
２４ ベアリング
２５ 回止め具
２８ マニホルド部
３１ 吸気通路
３２ 排気装置
３４ 吐出通路
３７ スリーブ

Claims (2)

1. ローラ本体（３）と、ローラ本体（３）の周面に埋設固定されるセラミックス製の多孔体からなる吸引ブロック（４）の一群と、ローラ本体（３）の左右両側に配置される継手ブロック（５）とを含み、
   ローラ本体（３）には、ローラ周面において周方向へ一定間隔おきに開口する装填溝（１３）の一群がローラ側面で開口する状態で放射状に形成されて、断面凸字状の条材から成る吸引ブロック（４）が、前記装填溝（１３）にローラ側面側から装填されて、ローラ本体（３）の全幅にわたって露出しており、
   ローラ本体（３）の両側に第１ジャーナル部（２１）と、第２ジャーナル部（２２）とが隣接して設けられており、
   第１ジャーナル部（２１）をローラ支持台（１）に固定した軸受ボックス（２）で支持して、ローラ本体（３）が回転自在に軸支されており、
   左右一対の継手ブロック（５）が第２ジャーナル部（２２）でベアリング（２４）を介して相対回転自在に支持され、ローラ支持台（１）に固定した回止め具（２５）で回転不能に固定されており、
   ローラ本体（３）の内部に、吸引ブロック（４）と連通する排気通路（１４）が設けられて、継手ブロック（５）のローラ本体（３）との接合面に、排気通路（１４）に連通する排気マニホルド（２７）と、送気マニホルド（２８）が隣接して形成されており、
   排気マニホルド（２７）は、吸気通路（３１）を介して送気装置（３２）に連通され、送気マニホルド（２８）は、前記送気装置（３２）の吐出通路（３４）に接続されており、
   排気マニホルド（２７）の形成範囲が、ウェブ（Ｗ）のローラ本体（３）に対する巻掛角度にほぼ一致させてあり、
   ローラ本体（３）の周面に、吸着跡の発生を防ぐ通気自在なスリーブ（３７）が外嵌装着してあるサクションローラ。
2. 装填溝（１３）に嵌め込み装填した吸引ブロック（４）の一群が、左右のローラ側面に固定した固定ディスク（１２）で抜け止め保持されており、
   固定ディスク（１２）の盤面に、排気通路（１４）とマニホルド部とを連通する一群の通口（１９）が設けられている請求項１記載のサクションローラ。

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