JP4816592B2 - 搬送ローラ - Google Patents

Description

本発明は、搬送体を搬送する搬送ローラに関する。

従来、ウェブ（紙・プラスチックフィルム・金属箔・ゴムシート・織物等の長尺シート状部材）の搬送技術（所謂、ウェブハンドリング技術）は公知となっており、種々の産業分野において、印刷機・塗工装置等のウェブ搬送装置が広く活用されている。
また、搬送ローラを用いてウェブのようなフレキシブルな素材を搬送する技術は、搬送方法や搬送装置が種々工夫され開発されている。そのなかの技術課題の一つとして処理工程上に配置される搬送ローラの振れ調整を、どのようにして行うかが上げられる。

また、ウェブを搬送しながら複数の処理工程を経由して加工処理する設備においては、ウェブに皺が発生したり、搬送ローラとウェブがスリップしてウェブの表面に傷が付いたりすると製品の品質低下につながるため、各搬送ローラ間のウェブの張力を一定に保つ張力制御装置が設けられている。（特許文献１参照）
特開平５−１１６８２４号公報

例えば、上述した処理工程上に配置されるウェブの搬送に用いられる搬送ローラにおいては、一旦、搬送経路上に設置してしまうと、搬送ローラの振れ調整が容易でないという問題点があった。さらには、超精密な両支持大型ローラなどでは搬送経路に組付けた後でローラの振れをミクロン単位で調整することは従来不可能であった。
そこで、本発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、ミクロン単位で振れを調整することが可能である搬送ローラを提供することを目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、ローラ本体と、該ローラ本体を装着した回転軸部と、該回転軸部の両端部を回転自在に軸支する軸受部とを備えた搬送体を搬送する搬送ローラであって、前記回転軸部の軸端面に締結される側面板と、前記回転軸部の両端部に嵌合されるカラーとを備え、前記回転軸部の軸端面には前記側面板を締結するための複数の締結孔が形成され、前記側面板は、その回転軸部側面に段差部と外周縁部とを有し、該段差部と該外周縁部のそれぞれには前記締結孔に対応する貫通孔が形成され、前記側面板は、該側面板の段差部を前記回転軸部の軸端面に当接させ、かつ前記側面板の外周縁部を直接もしくは前記カラーを介して前記軸受部の内輪端部に当接させて、前記回転軸部の軸端面と前記側面板の外周縁部との間に隙間を形成した状態で、締結部材を前記段差部及び前記外周縁部のそれぞれの貫通孔を介して前記締結孔に締結することで、前記回転軸部の軸端面に締結され、前記側面板の外周縁部に締結した前記締結部材を締め込むことにより前記軸受部の内輪端部を回転軸方向に押圧して、前記搬送ローラの振れを調整するものである。

請求項２においては、前記締結孔及び前記貫通孔を前記回転軸部の軸心に対して放射状または同心円状に配置するものである。

請求項３においては、前記搬送体が、シート状部材であるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、側面板の外周縁部を締結する締結部材の締め付け量を調整することにより回転軸を変形させることが可能となり、ミクロン単位でローラ本体の径方向の振れ調整を行うことができる。また、既存のローラにおいても簡単な治具を取り付けることにより、ローラの振れ調整機構を付加することが可能となる。

請求項２においては、所望位置において締結部材の締め付け量が調整可能となり、ローラ本体の径方向の振れ調整において微調整を容易に行うことができる。

請求項３においては、シートを搬送する場合には、蛇行や横ズレを低減することができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係る搬送ローラを示す一部断面概略図、図２は搬送ローラの振れ調整時を示す一部断面概略図、図３は側面板を示す斜視図、図４は別実施例である搬送ローラの一端を示す断面図、図５は別実施例である側面板を示す側面図、図６は別実施例である側面板を示す正面図、図７は図６のＸ部の拡大図である。
本実施形態で説明する搬送ローラは、例えば、金属箔、紙又はフィルム等を搬送する際に使用される超精密ローラを取り上げて本発明の理解に供するが、特に限定するものではなく、本発明は搬送体を搬送する搬送ローラに広く適用できるものである。

図１に示すように、搬送ローラ１は、その両端部を支持される両支持大型ローラであり、円筒状のローラ本体２と、該ローラ本体２を外周に装着する回転軸部３と、該回転軸部３の両端部を回転自在に軸支する軸受部４と、前記回転軸部３の軸端面３ａに締結される側面板５及び前記回転軸部３の両端部に嵌合されるカラー部６とから構成されている。

前記軸受部４は、２つの内輪４ａ・４ａ、２つの外輪４ｂ・４ｂ及び複数のボール４ｃとを有し、内輪４ａ・４ａは、回転軸部３の両端部の外周に固定され、内輪４ａ・４ａと外輪４ｂ・４ｂの間には複数のボール４ｃが回転軸部３の軸心に対して円周方向に配列されている。こうして、回転軸部３は、軸受部４に軸支されて回転自在となっている。

ローラ本体２は、中空円筒状又は中実円筒状であり、回転軸部３の外周に装着されている。また、ローラ本体２の材質としては、金属、樹脂などを用いることができ、搬送体の種類に応じて、傷防止や低摩擦性等を考慮して適宜材質を選択してかまわない。また、前記ローラ本体２は、搬送体の一方の面に当接しており、搬送体の搬送に従って、回転軸部３と一体となって搬送体の搬送方向に対して従動的に回転するものであり、本実施例で示す搬送ローラ１は従動ローラとして構成されている。
また、回転軸部３の材質としては、機械的強度が優れ、かつ防錆性等にも優れることからステンレス（ＳＵＳ）などを用いることができる。
なお、本実施例で示す搬送ローラ１は、従動ローラであるが、特に限定するものではなく、モータ等の駆動源と接続されて、それ自身で駆動可能である駆動ローラ等であってもかまわない。

前記回転軸部３は、該回転軸部３の両方の軸端面３ａ・３ａに、前記側面板５を当接して、締結部材であるボルト９（９ａ・９ｂ）により締結するための複数の締結孔３ｂ・３ｂ・・・が形成されている。

前記側面板５は、図３に示すように、円盤状であり、前記側面板５の回転軸部３側面の中央部近傍には僅かな段差ｈ（図３の矢印参照。本実施例では０．０５ｍｍ）を有した側面視円形状の段差部５ａが形成されている。また、側面板５には、複数の貫通孔７・７・・・（本実施例においては１６箇所）が形成されている。前記貫通孔７・７・・・は、前記段差部５ａの外周部と、前記段差部５ａの周囲部分となる側面板５の外周縁部５ｂのそれぞれに８箇所づつ形成されており、回転軸部３の軸心に対して同心円状かつ放射状に設けられている。

また、前記側面板５に設けた貫通孔７・７・・・は、前記回転軸部３の軸端面３ａに設けた各締結孔３ｂ・３ｂ・・・に対応しており、前記貫通孔７・７・・・を介して締結孔３ｂ・３ｂ・・・にボルト締結が可能となっている。
なお、本発明において、ボルト９を締結する締結孔３ｂ及び貫通孔７の配置構成や配置数を特に限定するものではなく搬送ローラ１の振れ調整時の作業スピードや調整精度に応じて適宜選択することができる。

前記カラー６は、円筒状であり、その内径は回転軸部３の端部の軸径と略同一である。また、前記カラー６は、回転軸部３の両端部にそれぞれ嵌合されており、カラー６の一端が前記軸受部４・４の内輪４ａの軸方向外側端部に当接して、他端が回転軸部３の軸端面３ａよりも僅かに軸方向外側に突出している。また、カラー６は、回転軸部３の端部から脱着可能である。カラー６の材質は、容易に切削及び研磨可能な金属で構成されており、カラー６の取り付け状況に応じてカラー６端部の切削及び研磨等の加工を行うことができる。すなわち、カラー６は回転軸部３から随時取り外して、カラー６の軸方向に対する長さの微調整が可能になっている。

そうして、上述したように回転軸部３の両端部にカラー６を嵌合した状態で、前記側面板５の回転軸部３側面にある段差部５ａを前記回転軸部３の軸端面３ａ・３ａに当接させ、かつ側面板５の外周縁部５ｂをカラー６の突出部６ａ軸方向外側端部に当接させる。すなわち、側面板５の外周縁部５ｂを前記カラー６を介して前記軸受部４の内輪４ａに当接させる。この場合、側面板５の回転軸部３側面に所定高さｈの段差部５ａ及び回転軸部３の軸端面３ａから僅かに突出した突出部６ａを設けたことにより、図１に示すように回転軸部３の軸端面３ａと側面板５の外周縁部５ｂとの間に隙間８が形成される。
次に、側面板５の段差部５ａは、ボルト９ａを前記段差部５ａに形成された貫通孔７・７・・・を介して、回転軸部３の両方の軸端面３ａ・３ａにある締結孔３ｂ・３ｂ・・・に規定トルクでボルト締結を行い、前記回転軸部３の軸端面３ａに締結固定される。
続いて、側面板５の外周縁部５ｂは、ボルト９ｂを、前記外周縁部５ｂに形成された貫通孔７・７・・・及び前記隙間８を介して、回転軸部３の両方の軸端面３ａ・３ａにある締結孔３ｂ・３ｂ・・・に規定トルクでボルト締結を行い、前記回転軸部３の軸端面３ａに仮固定する。
なお、本実施例においてはカラー６を介して前記軸受部４の内輪４ａの軸方向外側端部に側面板５の外周縁部５ｂを当接させるように構成しているが、特に限定するものではなく、例えば前記軸受部４の内輪４ａの軸方向外側端部を回転軸部３の軸端面３ａよりも僅かに軸方向外側に突出させて、カラー６を介さないで直接側面板５の外周縁部５ｂを当接させるように構成してもかまわない。

また、上述した側面板５の詳細なボルト締結方法としては、まず、前記段差部５ａをボルト９ａによりボルト締結する場合、段差部５ａ及び軸端面３ａにそれぞれ同心円状に設けられた各貫通孔７・７・・・及びそれに対応する各締結孔３ｂ・３ｂ・・・に対して、トルクレンチ等を用いて、低トルクでボルト９ａの仮締めを行い、その後、規定された均一なトルクで固く締め込み、完全に段差部５ａを軸端面３ａに締結固定する。次に、前記外周縁部５ｂをボルト９ｂによりボルト締結する場合は、外周縁部５ｂ及び軸端面３ａにそれぞれ同心円状に設けられた各貫通孔７・７・・・及びそれに対応する各締結孔３ｂ・３ｂ・・・に対して、低トルクでボルト９ｂの仮締めを行った状態にしておく。つまり、外周縁部５ｂを締結するボルト９ｂの締め込み量の強弱を調整可能な状態にしておく。

このような構成とすることにより、複数の搬送ローラ１・１・・・を搬送経路上に適宜配置して搬送体の一例であるウェブ等を搬送させる場合、搬送ローラ１の振れの発生（回転軸部３の径方向の振れの発生）により搬送しているウェブが搬送方向に対して横ずれ（ウェブの幅方向の変位）や蛇行を生じたりして、ウェブの搬送性を悪化させる要因となる。そこで、搬送ローラ１の振れが発生しないように、もしくは振れが発生した場合に、図１に示すように、搬送ローラ１においてウェブが当接する部分となるローラ本体２の両端（図１で示すＡ位置及びＢ位置）の振れ量（ローラを一回転させたときの振れ量）を接触式センサ等を使用して測定する。
具体的には、Ａ位置の振れの測定を行い、振れ量が正の方向に最も大きくなる（この場合、前記搬送ローラ１が前記センサに近づく方向を正の方向とする。以下も同様）回転方向における位置に対応する側面板５の外周縁部５ｂに締結しているボルト９ｂ（図１のＣ位置にあるボルト９ｂ）を所定トルクで締め込むと、図２に示すように、回転軸部３が振れをキャンセルする方向（つまり、前記搬送ローラ１が前記センサから離れる方向）に曲がり、搬送ローラ１の振れが改善される。Ｂ位置についてもＡ位置の場合と同様に調整して、Ｂ位置の振れの測定を行い、振れ量が正の方向に最も大きくなる回転方向における位置に対応する側面板５の外周縁部５ｂに締結しているボルト９ｂ（図１のＤ位置にあるボルト９ｂ）を所定トルクで締め込み。搬送ローラ１全体の調整を終了する。

上述した振れをキャンセルする作用を詳しく説明すると、側面板５の外周縁部５ｂがカラー６の軸方向外側端部に当接した状態から、図１に示すＣ位置及びＤ位置の（図１において側面板５の上端部に位置する）ボルト９ｂ・９ｂをそれぞれ所定トルクで締め込んだ場合に、図２に示すように隙間８内において、側面板５の外周縁部５ｂと回転軸部３の軸端面３ａとが近接し、特に回転軸部３の軸端部３ａの径方向の最外周近傍が隙間８を埋めるように軸方向外側に引っ張られる。このとき、引っ張る力の反力として、側面板５の外周縁部５ｂによりカラー６を介して軸受部４の内輪４ａの軸方向外側端部を軸方向内側に押圧する。この押圧力が、内輪４ａを介して曲げ荷重として回転軸部３に作用し、左右の軸受部４の間にある回転軸部３の中途部が下方へ曲がり、図２に示すようにローラ本体２が下方（つまり、前記Ｃ位置及びＤ位置から略１８０°位相が異なる方向）に曲がるのである。
つまり、前記側面板５、締結部材であるボルト９ｂ・９ｂ・・・及びカラー６とで、搬送ローラ１の振れ調整機構を構成し、搬送ローラ１を搬送経路上に軸受部４により支持した状態ままで、ボルト９ｂ・９ｂ・・・の締め付け量の強弱を調整することによりミクロン単位でローラ本体２の径方向の振れを容易に調整することができるのである。

図１に示す本実施例の搬送ローラ１であって、軸径φ１００ｍｍ、ベアリングスパン８００ｍｍ、振れ３μｍの軸受を組み合わせた搬送ローラの構成において、本実施例に示すように、搬送ローラ１の振れ調整を行ったところ、振れ０．９μｍを達成した。

次に、本発明の別実施例について、図４乃至図７を用いて説明する。
なお、上述した実施例１と実質的に同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
図４に示すように、搬送ローラ１０は、円筒状のローラ本体２と、該ローラ本体２を外周に装着する回転軸部３と、該回転軸部３の両端を回転自在に支持する軸受部４と、前記回転軸部３の軸端面３ａに締結される側面板５及び前記回転軸部３の両端部に嵌合されるカラー６から構成されている。実施例１とは回転軸部３の端部、側面板５の形状及びその周辺の構成が若干変更されたものであり、変更箇所のみ説明を行う。

前記回転軸部３は、該回転軸部３の中途部に前記ローラ本体２を外周に装着し、前記回転軸部３中途部より小径である前記回転軸部３の端部を軸方向外側に突出している。また、該回転軸部３の両方の軸端面３ａ・３ａには、軸心部分に凸部３ｃが軸方向外側に突出しており、該凸部３ｃの周囲に前記側面板５を当接してボルト９（９ａ・９ｂ）により締結するための複数の締結孔３ｂ・３ｂ・・・が形成されている。

前記側面板５は、図５及び図６に示すように、円盤状であり、前記側面板５の回転軸部３側面の中央部近傍には凹部５ｃを有し、凹部５ｃの外側周囲部分に僅かな段差ｈ（図６及び図７の矢印参照。本実施例では０．０５ｍｍ）を有した側面視ドーナツ状の段差部５ａが形成されている。また、側面板５には、複数の貫通孔７・７・・・（本実施例においては段差部５ａに６箇所、外周縁部５ｂに１２箇所。合計１８箇所）が，回転軸部３の軸心に対して同心円状に形成されている。
また、前記側面板５に設けた貫通孔７・７・・・は、前記回転軸部３の端部に設けた各締結孔３ｂ・３ｂ・・・に対応しており、貫通孔７・７・・・を介して締結孔３ｂ・３ｂ・・・にボルト締結が可能となっている。

そうして、実施例１と同様に回転軸部３の両端部にカラー６を嵌合した状態で、前記側面板５の回転軸部３側面にある段差部５ａを前記回転軸部３の軸端面３ａに当接させ、かつ側面板５の外周縁部５ｂをカラー６の突出部６ａ軸方向外側端部に当接させる。すなわち、側面板５の外周縁部５ｂを前記カラー６を介して前記軸受部４の内輪４ａに当接させる。このとき、前記側面板５の凹部５ｃと前記回転軸部３の軸端面３ａにある凸部３ｃとが嵌合するが、対向する凹部５ｃの底面と凸部３ｃの端面とは当接せず、所定の隙間を有している。つまり、段差部５ａのみが回転軸部３の軸端面３ａに当接した状態となり、実施例１と同様に隙間８が形成されることになる。

本実施例で示した搬送ローラ１０は、実施例１とは回転軸部３の端部、側面板５の形状及びその周辺の構成が若干変更されたものであり、実施例１と同様にして、前記側面板５、締結部材であるボルト９ｂ・９ｂ・・・及びカラー６とで、搬送ローラ１の振れ調整機構を構成し、搬送ローラ１を搬送経路上に軸受部４により支持した状態のままで、ボルト９ｂ・９ｂ・・・の締め付け量の強弱を調整することによりローラ本体２の径方向の振れを容易に調整することができるのである。

こうして、ローラ本体２と、該ローラ本体２を装着した回転軸部３と、該回転軸部３の両端部を回転自在に軸支する軸受部４とを備えた搬送体を搬送する搬送ローラ１であって、前記回転軸部３の軸端面３ａに締結される側面板５と、前記回転軸部３の両端部に嵌合されるカラー６とを備え、前記回転軸部３の軸端面には前記側面板５を締結するための複数の締結孔３ｂ・３ｂ・・・が形成され、前記側面板５は、その回転軸部３側面に段差部５ａと外周縁部５ｂとを有し、該段差部５ａと該外周縁部５ｂのそれぞれには前記締結孔３ｂ・３ｂ・・・に対応する貫通孔７・７・・・が形成され、前記側面板５は、該側面板５の段差部５ａを前記回転軸部３の軸端面３ａに当接させ、かつ前記側面板５の外周縁部５ｂを直接もしくは前記カラー６を介して前記軸受部４の内輪４ａ端部に当接させて、前記回転軸部３の軸端面３ａと前記側面板５の外周縁部５ｂとの間に隙間８を形成した状態で、締結部材であるボルト９を前記段差部５ａ及び前記外周縁部５ｂのそれぞれの貫通孔７・７・・・を介して前記締結孔３ｂ・３ｂ・・・に締結することで、前記回転軸部３の軸端面３ａに締結され、前記側面板５の外周縁部５ｂに締結した前記ボルト９ｂを締め込むことにより前記軸受部４の内輪４ａ端部を回転軸方向に押圧して、前記搬送ローラ１の振れを調整するので、側面板５の外周縁部５ｂを締結するボルト９ｂの締め付け量を調整することにより回転軸部３を変形させることが可能となり、ミクロン単位でローラ本体２の径方向の振れ調整を行うことができる。また、既存のローラにおいても簡単な治具を取り付けることにより、ローラの振れ調整機構を付加することが可能となる。

また、前記締結孔３ｂ・３ｂ・・・及び前記貫通孔７・７・・・を前記回転軸部３の軸心に対して放射状または同心円状に配置することにより、回転軸部３の所望位置において締結部材の締め付け量が調整可能となり、ローラ本体２の径方向の振れ調整において微調整を容易に行うことができる。

また、前記搬送体が、シート状部材である場合、搬送ローラ１の振れ調整により蛇行や横ズレを低減することができる。

本発明に係る搬送ローラを示す一部断面概略図。 搬送ローラの振れ調整時を示す一部断面概略図。 側面板を示す斜視図。 別実施例である搬送ローラの一端を示す断面図。 別実施例である側面板を示す側面図。 別実施例である側面板を示す正面図。 図６のＸ部の拡大図。

符号の説明

１ 搬送ローラ
２ ローラ本体
３ 回転軸部
３ａ 軸端面
３ｂ 締結孔
４ 軸受部
４ａ 内輪
５ 側面板
５ａ 段差部
５ｂ 外周縁部
６ カラー
７ 貫通孔
８ 隙間
９ ボルト

Claims (3)

1. ローラ本体と、
   該ローラ本体を装着した回転軸部と、
   該回転軸部の両端部を回転自在に軸支する軸受部とを備えた搬送体を搬送する搬送ローラであって、
   前記回転軸部の軸端面に締結される側面板と、
   前記回転軸部の両端部に嵌合されるカラーとを備え、
   前記回転軸部の軸端面には前記側面板を締結するための複数の締結孔が形成され、
   前記側面板は、その回転軸部側面に段差部と外周縁部とを有し、該段差部と該外周縁部のそれぞれには前記締結孔に対応する貫通孔が形成され、
   前記側面板は、該側面板の段差部を前記回転軸部の軸端面に当接させ、かつ前記側面板の外周縁部を直接もしくは前記カラーを介して前記軸受部の内輪端部に当接させて、前記回転軸部の軸端面と前記側面板の外周縁部との間に隙間を形成した状態で、
   締結部材を前記段差部及び前記外周縁部のそれぞれの貫通孔を介して前記締結孔に締結することで、前記回転軸部の軸端面に締結され、
   前記側面板の外周縁部に締結した前記締結部材を締め込むことにより前記軸受部の内輪端部を回転軸方向に押圧して、前記搬送ローラの振れを調整する、
   ことを特徴とする搬送ローラ。
2. 前記締結孔及び前記貫通孔を前記回転軸部の軸心に対して放射状または同心円状に配置することを特徴とする請求項１に記載の搬送ローラ。
3. 前記搬送体が、シート状部材であることを特徴とする請求項１に記載の搬送ローラ。

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