JP4338980B2 - フリーロール装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、塗工装置においてコーティング直後のロールアーチ型フィルム乾燥機などに用いられる多数のフィルム搬送用のフリーロール装置に係り、特に、空気静圧軸受で支持されたフィルム搬送用のフリーロール装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
塗工装置におけるコーティング装置は、情報・通信、家電、自動車、医療、建築などの幅広い分野で使われている。しかも、最近の各分野における高精度のコーティングのニーズに伴ない塗工装置の高精度化が必要とされている。
【0003】
図2を参照するに、一般的に、塗工装置101は、例えばプラスチックのフィルムやシート等の素材(以下、単に「フィルム103」という)に感光剤や磁性体等のコーティング材料のコーティングを行う塗工ラインを構成するものであり、フィルム103にテンションを与えるテンション用ロール105を備えた材料送り出し装置107が一方側に設けられると共に他方に前記フィルム103を巻き取るための巻き取り用ロール装置109が設けられている。
【0004】
前記材料送り出し装置107と巻き取り用ロール装置109との間には、例えばフィルム103にコーティングするためのコーティングロール装置111やフィルム103を走行せしめるためのフィードロール装置113、並びに前記走行されるフィルム103を搬送すべく配置された多数のフィルム搬送用のフリーロール115を備えたフリーロール装置117群が設けられている(例えば、特許文献1参照。)。
【0005】
フリーロール115に相当する従来のロールは、メカニカルベアリングで支持され且つベルト駆動されているものが殆どであった。例えば、フィルム搬送用のフリーロール装置117はコーティング直後のロールアーチ型のフィルム乾燥機119Aなどに多数用いられている。なお、このロールアーチ型フィルム乾燥機119Aの乾燥温度は120〜130°Cである。また、フィルム103はロールアーチ型フィルム乾燥機119Aに後続するフィルム乾燥機119Bを経てさらに乾燥される。
【0006】
また、ロールアーチ型のフィルム乾燥機119Aの各フリーロール115はフィルム差付角が必然的に1°以下になり、フリーロール115をベルト駆動せずフィルム103の走行で回転させようとするとメカベアリングで支持されたフリーロール115の回転は、そのメカロスのためフィルム103の速度と同期しないので、フィルム103の表面にスリ傷等のダメージが与えられる可能性がある。
【0007】
そのため、各フリーロール115群に相当するロール群がベルトでモータ駆動されるのが一般的であった。その結果、ベルト駆動に伴う粉塵が発生し、この発塵が塗工装置101の全体のクリーン度を低下させるという問題点があった。
【0008】
そこで、上記の問題点であるロールをフリーに回転させるフリーロールとさせたときのメカベアリングによるメカロスを解決するために、図3に示されているようにフリーロール115の軸受が多孔体空気静圧軸受121で構成されるフリーロール装置117の提案がある。なお、空気静圧軸受構造ではスラスト、ラジアル共に軸受が形成される必要がある。
【0009】
より詳しくは、従来のフリーロール装置117は、走行するフィルム103を搬送するフリーロール115が、当該フリーロール115の幅方向の両端部で多孔体空気静圧軸受121により回転自在に支持されている。この多孔体空気静圧軸受121はラジアル軸受123とスラスト軸受125で構成されており、各軸受123,125は一般的に母体となる1層目の多孔体と、この1層目の多孔体より空孔が小さい絞り層を形成する2層目の多孔体と、からなる2層構造で構成されている。
【0010】
上記のラジアル軸受123は、筒状のラジアルハウジング127内に円筒状のラジアル側多孔体129がフリーロール115の両端側の外周にラジアル隙間131を介して設けられており、ラジアル側多孔体129全体にエアを供給するためのラジアル側給気室133と、このラジアル側給気室133にエアを供給するラジアル側給気口135と、からなるラジアル側給気部137が設けられている。
【0011】
また、上記のスラスト軸受125は、フリーロール115の両端側の端面にスラスト隙間139を介して対向する平板状のスラスト軸受面板141が前記ラジアルハウジング127にボルトBTで一体的に連結された平板状のスラストハウジング143内に設けられており、スラスト軸受面板141のほぼ中央に平板状のスラスト側多孔体145が設けられている。なお、スラスト側多孔体145の端面とスラスト軸受面板141の軸受面とは対向した面となっている。
【0012】
また、スラストハウジング143内には、スラスト側多孔体145全体にエアを供給するためのスラスト側給気室147と、このスラスト側給気室147にエアを供給するスラスト側給気口149と、からなるスラスト側給気部151が設けられている。
【0013】
さらに、スラスト軸受125には、スラスト側多孔体145からフリーロール115の端面に噴出したエアを排気するための排気路153と、この排気路153に連通するスラスト側排気口155が設けられている。
【0014】
上記のような一般的な多孔体空気静圧軸受121では、50〜60MPaの高圧エアがラジアル側給気口135からラジアル軸受123に給気され、ラジアル側多孔体129とフリーロール115の外周面の間のラジアル隙間131に噴出されるエアによるラジアル軸受が形成される。
【0015】
また、上記の高圧エアがスラスト側給気口149からスラスト軸受125に給気され、スラスト軸受面板141とフリーロール115の端面の間のスラスト隙間139に噴出されるエアによるスラスト軸受が形成される。
【0016】
【特許文献1】
特開2002−266842号公報(〔0009〕〜〔0010〕)
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、塗工装置101においては、例えばロールアーチ型フィルム乾燥機119等で用いられるフィルム搬送用のフリーロール装置117は数百本のフリーロール115から構成されており、各フリーロール115の多孔体空気静圧軸受121はフリーロール115の両端側に設けられているのでフリーロール115の2倍の数が必要とされる。そのため、フリーロールの機能を満足させるためには、構造が複雑で部品点数も多く、製作性が悪いという問題があった。
【0018】
この発明は上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、軸受構造を簡単にして部品点数を少なくし、製造が容易なフリーロール装置を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1によるこの発明のフリーロール装置は、走行するフィルムを搬送する円筒形状のロール本体の幅方向の両端が平板状のロール端面板により一体的に被蓋された構造のフリーロールと、
このフリーロールにおける前記ロール本体の両端部の外周面にラジアル隙間を介して回転自在に支持する円筒状のラジアル側多孔体とこのラジアル側多孔体の全体にエアを供給するラジアル側給気室とこのラジアル側給気室にエアを供給するラジアル側給気口とからなるラジアル側給気部とがラジアルハウジング内に設けられたラジアル軸受と、
前記ラジアル側多孔体を通過するエアを取り込むべく前記ラジアル側多孔体の側面に設けた加工穴と、
前記ラジアルハウジングに一体的に連結されたフタの内側に前記ロール端面板が配置されており、このロール端面板の外周部に前記ラジアル側多孔体の端面とスラスト隙間を介して対向して形成されたスラスト軸受面と、このスラスト軸受面に前記加工穴から噴出されたエアを前記スラスト隙間を経て前記フタとロール端面板との間に形成されたエア通路から排気する前記フタに設けられた排気口を有するスラスト軸受と、から構成してなることを特徴とするものである。
【0020】
したがって、高圧エアがラジアル側給気部からラジアル側多孔体を通過してラジアル隙間に供給され、フリーロールのラジアル軸受が構成される。一方、ラジアル側多孔体を通過するエアは加工穴からラジアル側多孔体の端面とスラスト軸受け面との間に形成されたスラスト隙間に供給されてスラスト軸受が構成され、次いで排気口から外部へ排気される。その結果、スラスト軸受は部品点数が少なくシンプルな構成になるので、部品の加工時間や組み立て時間が大幅に削減され、製造が容易となりコストダウンができ、安価なフリーロール装置となる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0024】
図1を参照するに、この実施の形態に係るフリーロール装置1は、図2において従来の技術で説明したような塗工装置としての例えばロールアーチ型フィルム乾燥機等でフィルム搬送用として、数百本のフリーロールで構成されている。このフリーロール装置1は、走行するフィルムを搬送するフリーロール3が当該フリーロール3の両端部でラジアル側の多孔体空気静圧軸受となるラジアル軸受5により回転自在に支持されており、さらに、この実施の形態の主要部を構成するスラスト軸受7が設けられている。
【0025】
上記のフリーロール3は、この実施の形態では円筒形状のロール本体9の幅方向の両端が平板状のロール端面板11により複数のボルトBTで一体的に被蓋される構造となっている。
【0026】
上記のラジアル軸受5は、ラジアルハウジング13内に円筒状のラジアル側多孔体15がフリーロール3の両端側の外周にラジアル隙間17を介して設けられており、ラジアル側多孔体15全体に高圧エアを供給するためのラジアル側給気室19と、このラジアル側給気室19にエアを供給するラジアル側給気口21と、からなるラジアル側給気部23が設けられている。なお、上記のラジアル側多孔体15は、図示されていないが母体となる1層目の多孔体と、この1層目の多孔体より空孔が小さい絞り層を形成する2層目の多孔体と、からなる2層構造で構成されている。
【0027】
また、上記のスラスト軸受7としては、上記のラジアルハウジング13とボルトBTにより一体的に連結されるフタ25が設けられており、このフタ25の内側にはロール端面板11が配置されていて、このロール端面板11の外周部は、ラジアル側多孔体15の端面15Aとスラスト隙間27を介して対向するスラスト軸受面29となっており、従来のようなスラスト軸受面板及びスラスト側多孔体が設けられていない。これに伴って、従来のようにスラスト側多孔体全体にエアを供給するためのスラスト側給気室と、このスラスト側給気室にエアを供給するスラスト側給気口も設けられていない。
【0028】
さらに、スラスト軸受7としては、上記のラジアル軸受5のラジアル側多孔体15を通過するエアの一部を取り込むべくラジアル側多孔体15の側面に加工穴31が設けられ、この加工穴31からエアがラジアル側多孔体15の端面15Aとスラスト隙間27を経てスラスト軸受面29に噴出される。フタ25とロール端面板11との間にエアを排気するエア通路33が設けられている。さらに、フタ25には、上記のスラスト軸受面29に噴出されたエアをエア通路33を経て排気する排気口35がフリーロール3の端面(ロール端面板11の端面)のほぼ中心位置に対向する位置に設けられている。
【0029】
上記構成により、上記のようなラジアル側のラジアル軸受5では、50〜60MPaの高圧エアがラジアル側給気口21からラジアル軸受5のラジアル側給気室19に給気され、このラジアル側給気室19からラジアル側多孔体15を通過してラジアル隙間17に噴出されるので、ラジアル側多孔体15とフリーロール3の外周面の間のラジアル隙間17に空気層ができ、非接触の高圧エアによるフリーロール3のラジアル軸受となる。
【0030】
また、上記のラジアル側給気室19の高圧エアの一部はラジアル側多孔体15を通過する際にラジアル側多孔体15の加工穴31に取り込まれ、この加工穴31からラジアル多孔体15の端面15Aとスラスト隙間27を経て高圧エアがスラスト軸受面29に噴射されるので、ラジアル側多孔体15とスラスト軸受面29との間のスラスト隙間27に空気層ができ、非接触の高圧エアによるフリーロール3のスラスト軸受となる。その後、前記スラスト隙間27のエアはエア通路33を経て排気口35から外部へ排気される。
【0031】
ちなみに、塗工装置の一部に用いられるフィルム乾燥機などに設置される多数の搬送用のフリーロール3は、通常80°C以上の高温下にあり、且つフリーロール3自体を軽量化する必要から鋼材よりも熱膨張係数が大きいアルミニウム製で構成されるのが通例であるので、スラスト側の軸受ギャップは必然的に数mmオーダとなることから、一般的なスラスト軸受とは大いに異なる。
【0032】
つまり、この種のフリーロール装置1は、フリーロール3と軸受ハウジングがメカニカル的な接触がなければその目的を達するという精度で十分なので、積極的に多孔体空気静圧軸受をスラスト軸受に用いる必然性がないことに着目し、上記のようにスラスト軸受7を簡単な構成としたものである。
【0033】
したがって、この実施の形態の主要部を構成するスラスト軸受7は、一般的なフリーロールの多孔体空気静圧軸受の軸受構造に必要とされるスラスト側の多孔体空気静圧軸受、すなわちスラスト側多孔体やスラスト軸受面板を用いることなく機能を達成することができ、且つ、スラストハウジング25の構成も部品点数が少なくシンプルとなるので、部品の加工時間や組み立て時間が大幅に削減され、コストダウンができ、安価なフリーロール装置1を提供可能となる。
【0034】
なお、この発明は前述した実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他の態様で実施し得るものである。
【0035】
【発明の効果】
以上のごとき発明の実施の形態の説明から理解されるように、請求項1の発明によれば、高圧エアをラジアル側給気部からラジアル側多孔体を通過してラジアル隙間に供給してラジアル軸受とする。一方、ラジアル側多孔体を通過するエアの一部を加工穴からラジアル側多孔体の端面とスラスト軸受面との間に形成されたスラスト隙間に供給することによりフリーロールのスラスト軸受とすることができる。したがって、スラスト側軸受の部品点数を少なくしてシンプルな構成にできるので、部品の加工時間や組み立て時間を大幅に削減でき、製造が容易となりコストダウンを図ることができ、安価なフリーロール装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態のフリーロール装置の縦断面図である。
【図2】一般的に使用される塗工装置の全体的な概略説明図である。
【図3】従来のフリーロール装置の縦断面図である。
【符号の説明】
1 フリーロール装置
3 フリーロール
5 多孔体空気静圧軸受(ラジアル軸受)
7 スラスト軸受
13 ラジアルハウジング
15 ラジアル側多孔体
17 ラジアル隙間
19 ラジアル側給気室
21 ラジアル側給気口
23 ラジアル側給気部
25 フタ
27 スラスト隙間
29 スラスト軸受面
31 加工穴
33 エア通路
35 排気口
Claims (1)
- 走行するフィルムを搬送する円筒形状のロール本体の幅方向の両端が平板状のロール端面板により一体的に被蓋された構造のフリーロールと、
このフリーロールにおける前記ロール本体の両端部の外周面にラジアル隙間を介して回転自在に支持する円筒状のラジアル側多孔体とこのラジアル側多孔体の全体にエアを供給するラジアル側給気室とこのラジアル側給気室にエアを供給するラジアル側給気口とからなるラジアル側給気部とがラジアルハウジング内に設けられたラジアル軸受と、
前記ラジアル側多孔体を通過するエアを取り込むべく前記ラジアル側多孔体の側面に設けた加工穴と、
前記ラジアルハウジングに一体的に連結されたフタの内側に前記ロール端面板が配置されており、このロール端面板の外周部に前記ラジアル側多孔体の端面とスラスト隙間を介して対向して形成されたスラスト軸受面と、このスラスト軸受面に前記加工穴から噴出されたエアを前記スラスト隙間を経て前記フタとロール端面板との間に形成されたエア通路から排気する前記フタに設けられた排気口を有するスラスト軸受と、
から構成してなることを特徴とするフリーロール装置。
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