JP5079554B2 - ロールフィーダ - Google Patents
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Description
上記設備において、ロールフィーダは、帯状材を挟み付けて回転することによって帯状材の送り動作を実現する一対のロール(上ロールと下ロール)を備える。
例えば特許文献3の場合には、設置場所に固定される機枠4に取り付けられた部材(固定プレート5,12、可動プレート7)が、各ロール2,3の支持部材として、各ロール2,3の両側に配置されている。そして、各ロール2,3の両端から伸びる軸(回転軸の右端部2a、回転軸の左端部2b、回転軸の右端部3a、回転軸の左端部3b)が、軸受6,8,11,13を介して各支持部材(固定プレート5,12、可動プレート7)に対して回転自在に装着され、これによって、各ロール2,3が前記機枠4に対して回転自在に支持されている。
(a)前記支持部材を含むフレーム(筐体)の形状が複雑になり、また軸受などの部品点数が多くなって、高価になる。
(b)ロールの全体を視認することができず、またロール付近に手が入り難い構造のため、ロールの状態確認や清掃が容易に行えない。
(c)ロールの全体を視認することができないため、ロール間隔やリリース開け量の調整がやり難い。
(d)リリース動作で昇降する部分の重量が嵩むため、リリース動作を高速にした場合、ロールが材料に当接する瞬間の衝撃力が大きくなり材料に打痕が付く、といった問題が生じる。なお、リリース動作とは、上下のロールのうちの一方を他方から離れる方向に動かして、帯状材を挟み付けた状態から挟み付けていない状態に開放するための動作である。一般的な場合、帯状材を所定量送った後、プレス機で加工が実行される際に、毎回このリリース動作を行って帯状材を一時的に開放する必要がある。
(e)ロールの交換作業が、フレームを分解しないと行えない。例えば特許文献3の場合には、前記支持部材(固定プレート5,12等)を取り外さないと、ロール2,3が交換できない。このため、ロールの交換作業が、非常にめんどうであった。なおロールは、長期間の使用による磨耗などの損傷によって当然交換する必要がある。またロールは、磨耗などが進行していなくても、帯状材の材質などに応じて、特に帯状材に接触する外周面の材質が異なるものに適宜交換する必要がある。
そこで本発明は、ロールの支持構造が簡素で上述した問題点が解消されるロールフィーダを提供することを目的としている。
各ロールが回転自在に取り付けられる支持部材が各ロールの片側にのみ設けられ、各ロールは内部が中空であり、各ロールは前記支持部材から各ロールの内部に伸びる軸に取り付けられて設けられていることを特徴とする。
ここで、「支持部材」とは、ロールフィーダの設置場所に固定されるロールフィーダの筐体の一部又はこの筐体に固定される部材を意味する。
ここで、「転がり軸受内部の相対運動」とは、例えば転がり軸受を構成する内輪に対する外輪の相対運動を意味する。
また、各ロールの送り動作時の間隔を調整するロール位置調整機構を備えてもよい。
また、各ロールの間隔を送り動作時の間隔よりも一時的に広くするリリース動作を実現可能なロール開放機構を備え、このロール開放機構が、揺動させることによって前記リリース動作が実現されるレバーを有する構成としてもよい。
図1は、本例のロールフィーダ8のカバー閉状態(後述するカバー11,12を閉じた状態)を示す斜視図である。図2は、ロールフィーダ8のカバー開状態(カバー11,12を開けた状態)を示す斜視図である。図3は、ロールフィーダ8の正面図である。図4は、ロールフィーダ8の背面図である。この図4では、後述する蓋17(図7に示す)やハンドル15等を取り外した状態を示している。図5は、ロールフィーダ8の右側面図である。図6(a)は、ロールフィーダ8の縦断面図(図3におけるV1断面で切断した図)である。図6(b)は、後述する上ロール9の支持状態を説明する図である。図7は、ロールフィーダ8の横断面図(図4におけるH1断面で切断した図)である。なお、図3や図5〜7では、カバー11,12を取り外した状態を示している。
また以下では、水平方向の向きの表現方法として、図6(a)における右側(図7における上側)を前側又は正面側といい、図6(a)における左側(図7における下側)を後側又は背面側という。
なお以下では、場合により、上側に配置されたロール9を上ロール9と呼び、下側に配置されたロール10を下ロール10という。また、上側のカバー11を上カバー11と呼び、下側のカバー12を下カバー12という。
また、ロール9,10は、フレーム13に片持ち状に取り付けられている。即ち、各ロール9,10が回転自在に取り付けられる支持部材(フレーム13)は、各ロール9,10の片側にのみ設けられている。そして、各ロール9,10はそれぞれ、フレーム13から各ロール9,10内に伸びる軸18,19に取り付けられて設けられている。なお以下では、上ロール9が取り付けられた軸18を上ロール軸18と呼び、下ロール10が取り付けられた軸19を下ロール軸19と呼ぶ。
そして、上ロール軸18は、断面円形の中実軸(非中空の軸)であり、軸受孔13bを貫通するように配置されている。上ロール軸18は、軸方向において、外径寸法の異なる複数の部分に分けられる。即ち、図6(a)に示すように、後側の端から順に、第1部18a、第2部18b、第3部18c、第4部18d、第5部18eに分けられる。このうち、第2部18bと第4部18dは、他の部分(第1部18a、第3部18c、第5部18e)に比較して、外径寸法が大きい。第2部18bの外周と軸受孔13bの内周(即ち上ロール取付部13aの内周)との間には、コロ軸受20が装着されており、第4部18dの外周と軸受孔13bの内周との間には、コロ軸受21が装着されている。これらコロ軸受20,21によって、上ロール軸18は、軸受孔13bの中心線C1(図4及び図7に示す)を中心として回転可能となっている。なお中心線C1は、上ロール軸18の第2部18bと第4部18dの中心線と一致する。
次に、第1部18aの外周面と後述する可動片55の軸受孔55aの内周面との間には、玉軸受22が装着されており、第5部18eの外周面と上ロール9の内周面(後述する大径部9b)との間には、玉軸受23が装着されている。玉軸受は、転がり軸受の一種であり、内輪、外輪、内輪と外輪の間に装填される複数のボール(玉)、各ボールの間隔を保持する保持器を備える。
但し、上述した玉軸受23などの転がり軸受は、内輪23aの中心線と外輪23bの中心線が相対的に傾くように、軸受内部である程度相対運動することが可能である。即ち、ボール23cと内輪23aや外輪23bとの間の摺動によって、例えば外輪23bが内輪23aに対してある程度揺動することが可能である。これにより、上ロール9の中心線が前記上ロール軸18の中心線C2に対して傾く方向に揺動可能とされている。図6(b)は、上ロール9のこのような動きが可能な支持状態を強調して説明した図である。また図9は、上ロール9のこのような動きの具体例を強調して示した図である。図6(b)において、円弧状の矢印で示す方向に、上ロール9は僅かに揺動することが可能である。即ち、例えば図9(a)に示すように前側が下がる向きに揺動したり、例えば図9(b)に示すように前側が上がる向きに揺動したりすることが可能となっている。このような揺動が可能であると、帯状材からの反力による下ロール軸19の変形などによって下ロール10が正常姿勢(この場合水平)から若干傾いたとしても、上ロール9がこれに追従するように揺動し、上ロール9と下ロール10の互いの姿勢を常に平行に保つことができるという効果が得られる。
また、上ロール9は上述したように上ロール軸18に取り付けられているため、ボルト25を緩めるだけで容易に取り外せる。即ち、ボルト25を緩めて、ボルト25とエンドプレート24を取り外せば、玉軸受23を内側に取り付けたまま上ロール9を前側に引き出して上ロール軸18から取り外すことができる。
図6(a)に示すように、フレーム13の正面における前述の上ロール取付部13aの下方位置には、下ロール取付部13cが前後に伸びるように形成されている。この下ロール取付部13cの内側には、前後に貫通する断面円形の軸受孔13dが形成されている。
そして、下ロール軸19は、断面円形の中実軸(非中空の軸)であり、軸受孔13dを貫通するように配置されている。下ロール軸19は、軸方向において、外径寸法の異なる複数の部分に分けられる。即ち、図6(a)に示すように、後側の端から順に、第1部19a、第2部19b、第3部19c、第4部19d、第5部19eに分けられる。このうち、第2部19bは第1部19aよりも外径寸法が大きい。また第3部19cは、第2部19b等よりも外径寸法が大きく、最も外径寸法が大きい。また第4部19dは、前側に向かって外径が小さくなるように外周面が軸方向において傾斜している。即ち、第4部19dの外周面は前側に向かって外径が小さくなる円錐状の形状となっている。第5部19eは、第4部19dの最小外径部分よりも外径寸法が格段に小さい。
即ち、図6(a)に示すように、下ロール10の内周面における軸方向略中央の位置には、前側に向かって直径が小さくなるように傾斜する形状の円錐状部10aが形成されている。この円錐状部10aの形状寸法は、第4部19dの円錐状の外周面に対応しており、第4部19dの外周面をこの円錐状部10aに接合させることが可能となっている。
また、下ロール10の内周面における円錐状部10aよりも前側には、小径部10b、前大径部10cが前側に向かって順に形成されている。また、下ロール10の内周面における円錐状部10aよりも後側には、後大径部10dが形成されている。小径部10bの直径は円錐状部10aの最小直径と同じであり、前大径部10cの直径は小径部10bの直径よりも大きくなっている。また、後大径部10dの直径は、円錐状部10aの最大直径よりも大きく、さらに下ロール軸19の第3部19cの外径よりも大きく設定されている。小径部10bと前大径部10cの境界には、固定用プレート32の端面が当接する段部10eが形成されている。
このような構成によって、次のような作用が実現される。即ち、上述したような工具でボルト33を緩める方向に回転させると、ボルト33の頭部が離脱用プレート34を前側に押し、その結果下ロール10が下ロール軸19に対して相対的に前側に押される。このため、上述したような工具でボルト33を緩める方向に回転させるだけで、前述の第4部19dと円錐状部10aの圧接が容易に解除され、下ロール10を下ロール軸19から容易に取り外すことが可能となる。
なお、図6(a)に示すように、下ロール10の後側の端部には、同期用歯車36が固定されている。この同期歯車36は、前述の上ロール9の同期用歯車29と噛み合っており、下ロール10とともに回転する。なお、同期歯車36と同期用歯車29の歯と歯の隙間(バックラッシュ)は、ロール9,10の間隔Gがロール位置調整機構50によって調整されても噛み合わせに支障が生じないように設定されている。
また、下ロール軸19の後側の端部(即ち、第1部19a)の外周には、後述する従動プーリ42が固定されている。
なお、図1及び図2において、符号37は閉状態にある各カバー11,12の端面側を挟み付けるように締め付けて、各カバー11,12の閉状態をロックするためのネジである。
また各カバー11,12は、閉状態において各ロール9,10の外周側に位置する部分が透明となっており、閉状態でも各ロール9,10の状態が視認可能となっている。
次に駆動機構40は、図4に示すように、モータ14の出力軸に固定された駆動プーリ41と、下ロール軸19の後端に固定された従動プーリ42と、駆動プーリ41と従動プーリ42に巻回されたベルト43(例えば、タイミングベルト)と、ベルト43に適度な張力を与えるためのテンションプーリ44とよりなる。従動プーリ42は駆動プーリ41よりも大径であり、これにより、モータ14の回転が下ロール軸19及び下ロール10に減速されて伝達される構成となっている。また、下ロール10の回転は前述した同期歯車36,29によって上ロール9に伝えられ、上ロール9が下ロール10に連動して回転する。
なお図4では、従動プーリ42やベルト43を取り外した状態を実線で示しており、従動プーリ42やベルト43は鎖線によって示している。
図7及び図4に示すように、ロール位置調整機構50は、ハンドル15、上ロール軸18、ハンドル押さえ51、ハンドル復帰バネ52、ハンドル軸53、スライド片54、可動片55、位置決めピン56などからなる。なお、上ロール軸18や可動片55などは、後述するロール開放機構70の構成要素でもある。
ハンドル15は、全体として円盤状のものであり、中心には貫通孔15aが形成されている。このハンドル15の後面における貫通孔15aの周囲には、円筒状のボス15bが後方に伸びるように形成されている。また、ハンドル15の外周部には、円筒状の把持部15cが形成されている。またハンドル15の前面には、位置決めピン56の先端がはまり込む位置決め穴15dが、所定間隔で複数円周状に形成されている。
このハンドル15は、ハンドル軸53の後端部(後述する第1部53a)が貫通孔15a内にはめ込まれてキー57によって連結されることによって、ハンドル軸53に対して前後動可能で回転不能に取り付けられている。
なお図3に示すように、ハンドル15の前面外周部には、ロール9,10の間隔Gを表す目盛りと数字が描かれた目盛り板59が取り付けられている。そして図1や図5に示すように、フレーム13の右側面には、目盛り板59に対応する調整位置を示す溝60が形成されている。例えば、この溝60の位置に、目盛り板59の「1.0」の目盛りがきていると、間隔Gが1.0mmに調整されていることが分かるようになっている。なお、前述の位置決め穴15dは、目盛り板59の各目盛りに対応する間隔Gの各値(例えば、0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm)を実現する位置にそれぞれ形成されている。
そしてハンドル軸53は、フレーム13のハンドル軸取付部13eに対して取り付けられている。即ち、図1及び図7に示すように、フレーム13の正面における左側上部には、円筒状のハンドル軸取付部13eが、正面に向かって伸びるように形成されている。このハンドル軸取付部13eの内側には、前後に貫通する断面円形の軸受孔13fが形成されている。軸受孔13fの中心線C3は、図7に示すように、上ロール軸18の中心線C1,C2と平行である。また軸受孔13fには、円筒状の前側軸受部材61が後側からはめ込まれている。ハンドル軸53の前端部(第5部53e)は、この前側軸受部材61内に回転自在にはめ込まれている。なお、前側軸受部材61の後端面は、スライド片54の前端面に僅かな隙間で対向している。そして、前側軸受部材61の内周と第5部53eの外周の隙間と、前側軸受部材61とスライド片54の隙間には、滑り軸受62が介装されている。滑り軸受62は、例えば固体潤滑剤を利用したオイルレスの滑り軸受である。
なお図4では、ハンドル15に加えて、ハンドル軸53や後方軸受部材63等を取り外した状態を図示している。
ところで、図7に示すように、ハンドル軸53の第4部53dの中心線C4は、前記中心線C3に対して僅かな偏芯寸法D2ずれている。つまり、第4部53dは、第2部53bや第5部53e等に対して寸法D2分偏芯している。
なお、ハンドル15が回されてハンドル軸53が回転すると、中心線C4は中心線C3の周りを回転運動し、これに伴ってスライド片54も中心線C3の周りに揺動して、図4に示す背面側から見るとスライド片54は略左右方向にスライドしながら上下動する。
なお、ハンドル15が基準の調整位置に位置決めされている基準状態(例えば、前述の溝60の位置に目盛り板59の「1.0」の目盛りがきており、間隔Gが1.0mmに調整されている状態)では、図4に示すように、中心線C1、中心線C2、中心線C3、中心線C4は、全て略同一の水平面上に存在するように、構成されている。
可動片55における前述の凹部55cの上方位置には、前後方向のカムフォロア軸71aが取り付けられている。カムフォロア71は、前記カムフォロア軸71aに対して回転自在に取り付けられた円筒状の小さなロールである。このカムフォロア71の外周下部は、図4に示すように凹部55c内に少し張り出している。
次にエアシリンダ73は、図4に示すように、背面から見て可動片55の左端部の下方位置(前述の凹部55cの下方位置)に配置されたものである。このエアシリンダ73は、配管材78を経由して供給される空気圧によってピストン73aを上昇させるものであり、ピストン73aを通常位置に戻すコイルバネ73bを有する。ピストン73aは、その上面が可動片55の左端部の下面に接合しており、空気圧が供給されると所定距離上昇して可動片55の左端部を上方に押し上げ、レバー16がリリース位置に動いた時と同様に、リリース動作が実現される構成となっている。
図8は、ロール位置調整機構50やロール開放機構70を説明する図である。このうち、図8(a)は、ロール位置調整機構50やロール開放機構70を、機構学的に説明するための模式図である。また図8(b)は、薄板(比較的薄い帯状材)に対する調整状態を説明するための模式図であり、図8(c)は、厚板(比較的厚い帯状材)に対する調整状態を説明するための模式図である。
(a)支持部材(フレーム13)がロール9,10の片側にのみ設けられ、ロール9,10が片持ち状に取り付けられたシンプルな構造であるため、支持部材の形状が比較的簡素になり、また軸受などの部品点数が多くなることがなく、安価になる。
(b)各ロール9,10は前記支持部材から各ロール9,10の内部に伸びる軸18,19に取り付けられて設けられている。また、各ロール9,10を覆うカバー11,12は、外周部が透明であり、さらに図2のように各ロール9,10全体を露出させる開状態に変位可能である。このため、カバー11,12が閉状態でもロール9,10の状態をある程度監視することができるのに加えて、カバー11,12を開状態とすればロール9,10の全体を視認することができる。また、特にカバー11,12を開状態としたり取り外したりすれば、ロール9,10の付近に手が入り易い構造のため、ロール9,10の状態確認や清掃が容易に行える。
(d)各ロール9,10が片持ち状に取り付けられて簡素な構成となったことにより、リリース動作で昇降する部分の重量が軽くなり、リリース動作を高速にした場合でもロールが材料に当接する瞬間の衝撃力が小さくなって、材料に打痕が付きにくくなる。
(e)ロール9,10の交換作業が、支持部材(フレーム13)を分解しなくても行える。
(f)送り動作時のロール間隔Gやリリース開け量(リリース動作時の間隔G)の調整がやり易いため、リリース開け量を必要最低限とすることができる。これによって、帯状材クランプ時の打痕を軽減することができる。またこれによって、リリース動作の高速化に寄与できる。
(i)リリース動作を機械的に実現するレバー16をロールフィーダ8の本体部に備えている。このため、別置の制御装置のボタン操作によってエアシリンダ73を動かさなくても、ロール9,10の直近でレバー16を操作することによってリリース動作が実行できる。ロール9,10の直近でリリース操作ができると、帯状材を最初にロール間に挿通する通板作業の作業性が良くなる。また、プレス機械に連動してレバー16が動くようにすれば、機械的なリリース動作が可能となり、リリース動作の高速化に寄与できる。
(k)既述したように、下ロール10は、下ロール軸19に対して円錐面の圧接によって固定されているため、例えばキーによって軸19に連結する場合に生じるガタ(バックラッシュ)を発生させることなく、下ロール軸19に強固に固定することができる。このため、モータ14の回転を下ロール10にガタなく伝達することができ、送り動作の精度(サーボ制御における位置決め精度など)を向上させることができる。
9,10 ロール
11,12 カバー
13 フレーム(支持部材)
14 モータ
15 ハンドル
16 レバー
18,19 軸
23 玉軸受(転がり軸受)
50 ロール位置調整機構
70 ロール開放機構
Claims (4)
- 帯状材を挟み付けて回転することによって帯状材の送り動作を実現する一対のロールを備えたロールフィーダであって、
各ロールが回転自在に取り付けられる支持部材が各ロールの片側にのみ設けられ、各ロールは内部が中空であり、各ロールは前記支持部材から各ロールの内部に伸びる軸に取り付けられて設けられ、
各ロールのうちの少なくとも一つは、前記軸の外周面と当該ロールの内周面との間に装着された一つの転がり軸受によって前記軸の周りに回転自在に取り付けられ、この一つの転がり軸受内部の相対運動によって、当該ロールの中心線が前記軸の中心線に対して傾く方向に揺動可能とされていることを特徴とするロールフィーダ。 - 前記支持部材には、各ロールを覆う閉状態と各ロールを露出させる開状態とに変位可能なカバーが取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載のロールフィーダ。
- 各ロールの送り動作時の間隔を調整するロール位置調整機構を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のロールフィーダ。
- 各ロールの間隔を送り動作時の間隔よりも一時的に広くするリリース動作を実現可能なロール開放機構を備え、このロール開放機構は揺動させることによって前記リリース動作が実現されるレバーを有することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のロールフィーダ。
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