JP7081559B2 - ガイドローラ装置 - Google Patents

Description

本発明は、連続する被加工物を加工機に案内するガイドローラ装置に関するものである。

従来、特許文献１に記載した延伸装置がある。この装置は、被延伸物を引き出す引出し装置と被延伸物を引き取る引取り装置の間に設けた温度調整装置内に、ローラー表面へ作用する外力によってのみ回転可能な複数個のピースローラーに分割された二本の長いフリーローラーが配置されている。そして、被延伸物は引出し装置から各ピースローラーを経由して引取り装置で引取られるようになっている。

特開平８－９２８４０号公報

このような延伸装置においては、引出し装置と、この引出し装置から引き出された被延伸物を加工する加工機の間に被延伸物を案内するためのガイドローラが配置される。このガイドローラは、加工機の高さに被延伸物の高さを合わせるとともに被延伸物の幅方向の位置ずれを吸収する。

このような延伸装置においては、多種にわたる製品の製造に対応する必要がある。このため、ガイド幅の異なる複数のガイドローラを用意しておき、作業者が製品に合わせて被延伸物の幅に合うガイドローラに交換する必要があった。したがって、ガイドローラに交換する時間や工数が多くなり設備を高い稼働率で稼働できないといった問題があった。

本発明は上記点に鑑みたもので、より高稼働で被加工物を加工できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、連続する被加工物（１００）を加工機（６０）に案内するガイドローラ装置であって、支持部（５０）に支持されたシャフト（３６）と、シャフトの軸周り方向に回動可能に支持され加工機に被加工物を案内するプーリ（３１、３２、３３、３４、３５）と、を備え、プーリは、被加工物の幅方向の両側から被加工物を挟み込む一対のガイド（３２ａ、３２ｂ）を有するガイド部（３２）を備え、流体を加圧する加圧部（３８）から供給される流体の圧力に応じて一対のガイド部の少なくとも一方がシャフトの軸方向に変位して一対のガイドの幅が変化する。

このような構成によれば、流体を加圧する加圧部（３８）から供給される流体の圧力に応じて一対のガイド部の少なくとも一方がシャフトの軸方向に変位して一対のガイドの幅が変化する。したがって、被加工物に合わせてガイドローラを交換する必要がなく、より高稼働で被加工物を加工することができる。

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態に係るガイドローラ装置を備えたフィン製造装置の概略構成を示した図である。 第１実施形態に係るガイドローラ装置の断面図である。 第１実施形態に係るガイドローラ装置の断面図であって、エアーポンプから供給される空気の圧力によりガイドの幅が広がった状態を示した図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。

（第１実施形態）
第１実施形態に係るガイドローラ装置についてを図１～図３を用いて説明する。図１に示すように、本実施形態のガイドローラ装置３０は、空調装置用の蒸発器等の熱交換器に用いられるコルゲートフィンを製造するフィン製造装置に用いられる。フィン製造装置は、コルゲートフィンを製造するための薄板材１００を被加工物として加工する。フィン製造装置は、図１に示すように、引出装置１０、アキューム２０、加工機６０を備えている。

引出装置１０は、アンコイラと呼ばれる材料ロール１００ａを回転駆動するモータ１１を備えている。材料ロール１００ａは、薄板材１００をロール状にしたものである。モータ１１が回転すると材料ロール１００ａが回転して連続する薄板材１００が引出装置１０から押し出される。

アキューム２０は、複数のガイドローラ装置３０と吸収ローラ４０を備えている。アキューム２０は、加工機６０の高さに薄板材１００の高さを合わせるとともに引出装置１０から押し出される薄板材１００の幅方向の位置ずれを吸収する。

ガイドローラ装置３０は、引出装置１０から押し出される薄板材１００を加工機６０に案内する。ガイドローラ装置３０については後で詳細に説明する。

吸収ローラ４０は、引出装置１０のモータ１１と、後述する加工機６０のモータ６１の速度差に応じて上下方向に変位する。吸収ローラ４０は、上下方向に変位することにより引出装置１０のモータ１１と加工機６０のモータ６１の速度差による薄板材１００の張力の変動を吸収する。

引出装置１０と吸収ローラ４０の間には１つのガイドローラ装置３０が配置され、吸収ローラ４０と加工機６０の間には２つのにガイドローラ装置３０が配置されている。なお、ガイドローラ装置３０の数や配置は、加工する製品に応じて異ならせることができる。

加工機６０は、歯車形状を成す一対の成形ローラ６２ａ、６２ｂと、成形ローラ６２ａを回転駆動するモータ６１を備えている。歯車形状を成す一対の成形ローラ６２ａ、６２ｂの間に薄板材１００を噛み込ませることにより薄板材１００を波状に形成する。

次に、ガイドローラ装置３０について説明する。ガイドローラ装置３０は、図２に示すように、シャフト３６、ベアリング３５、シール部材３４、エアー供給ガイド３３、ガイド部材３２、カバー３１を備えている。

なお、カバー３１、ガイド部材３２、エアー供給ガイド３３、シール部材３４およびベアリング３５は、シャフト３６の軸周り方向に回動可能に支持され加工機６０に薄板材１００を案内するプーリに相当する。また、カバー３１、ガイド部材３２およびエアー供給ガイド３３は、金属によって構成され一体化されている。

シャフト３６は、略円筒状を成している。シャフト３６の軸Ｊ方向の一端側には、フランジ部３６２が形成されている。フランジ部３６２には、ボルト５１を挿通する穴部が形成されている。シャフト３６は、フランジ部３６２に形成された穴部に挿入されたボルト５１によって支持部５０に固定されている。

シャフト３６の外周面にはシャフト３６の内径方向に凹む溝部３６１が形成されている。溝部３６１は、シャフト３６の軸Ｊ方向の中央部に形成されている。溝部３６１は、シャフト３６の周方向に沿うように形成されている。

シャフト３６の軸Ｊ方向の他端には、加圧部としてのエアーポンプ３８が配置されている。また、シャフト３６の内部には、エアーポンプ３８から供給される空気が流れる流路３６ａ、３６ｂが形成されている。流路３６ａは、エアーポンプ３８が配置されているシャフト３６の軸Ｊ方向の他端からシャフト３６の軸Ｊ方向の中央部まで延びるように形成されている。流路３６ｂは、流路３６ａの一端であるシャフト３６の軸Ｊ方向の中央部からシャフト３６の径方向に延びるように形成されている。流路３６ｂは、流路３６ａとシャフト３６の外周面に形成された溝部３６１の間を連通している。

シャフト３６の外周側には、中空円筒状をなすシール部材３４と、２つのベアリング３５が配置されている。シール部材３４は、２つのベアリング３５の間に配置されている。また、シール部材３４の外周側には、中空円筒状をなすエアー供給ガイド３３が配置されている。

シール部材３４の内周側で、かつ、シャフト３６の外周面に形成された溝部３６１と対向する位置には、シール部材３４の外周面側に凹む溝部３４１が形成されている。シール部材３４にも、エアーポンプ３８から供給される空気が流れる流路３４ａが形成されている。流路３４ａは、溝部３４１からシール部材３４の径方向外側に延びるように形成されている。

シール部材３４の内周側には、Ｏリング３４３が設けられている。このＯリング３４３によってシール部材３４とシャフト３６との間の隙間がシールされるようになっている。

シール部材３４の外周側には、Ｏリング３４２が設けられている。このＯリング３４２によってシール部材３４とエアー供給ガイド３３との間の隙間がシールされるようになている。なお、Ｏリング３４２、３４３は、それぞれ円環状のゴムによって構成されている。

エアー供給ガイド３３は、中空円筒状を成しており、シール部材３４の外周側に配置されている。エアー供給ガイド３３には、エアーポンプ３８から供給される空気が溜まる貯留空間Ａが形成されている。貯留空間Ａは、シール部材３４に形成された流路３４ａと連通するよう形成されている。

エアー供給ガイド３３には、貯留空間Ａとガイド部材３２に形成された空気導入部３２４、３２５との間を連通する流路３３ａ、３３ｂが形成されている。

流路３３ａは、貯留空間Ａからシール部材３４の軸Ｊ方向に延びるように形成されている。流路３３ｂは、流路３３ａの途中からガイド部材３２のガイド３２ａ、３２ｂに形成された空気導入部３２４、３２５に向かって延びるように形成されている。

ガイド部材３２は、ガイド３２ａ、３２ｂ、パッキン３２１、３２２、バネ３２３を有している。

ガイド３２ａとガイド３２ｂは、シャフト３６の軸Ｊ方向の一端側と他端側に互いに対向するように配置されている。また、ガイド３２ａとガイド３２ｂは、薄板材１００の幅方向の両側から薄板材１００を挟み込むように配置される。

パッキン３２１は、円環状のゴムによって構成されており、ガイド３２ａ、３２ｂとカバー３１との間の隙間をシールしている。また、パッキン３２２は、円環状のゴムによって構成されており、ガイド３２ａ、３２ｂとエアー供給ガイド３３との間の隙間をシールしている。

バネ３２３は、エアーポンプ３８により加圧された空気の圧力によってガイド部材３２が付勢される方向と反対方向にガイド部材３２を付勢する。

２つのガイド部材３２のうちシャフト３６の軸Ｊ方向の一端側に配置されたガイド部材３２は、エアーポンプ３８により加圧された空気の圧力によって軸Ｊ方向の他端側に付勢される。

一方、２つのガイド部材３２のうちシャフト３６の軸Ｊ方向の他端側に配置されたガイド部材３２は、エアーポンプ３８により加圧された空気の圧力によって軸Ｊ方向の一端側に付勢される。

シャフト３６の軸Ｊ方向の他端側に配置されたガイド部材３２の軸Ｊ方向の他方側の面には、空気導入部３２４が形成されている。また、シャフト３６の軸Ｊ方向の一端側に配置されたガイド部材３２の軸Ｊ方向の一端側の面には、空気導入部３２５が形成されている。

カバー３１は、ガイド部材３２、エアー供給ガイド３３、シール部材３４、ベアリング３５等を格納している。

次に、フィン製造装置によるコルゲートフィンの製造について説明する。

エアーポンプ３８からガイドローラ装置３０に加圧された空気が供給されていない場合、２つのガイド部材３２は、各バネ３２３によって付勢され、ガイド３２ａ、３２ｂの幅は、図１に示す幅Ｗ１となる。

次に、引出装置１０のモータ１１と加工機６０のモータ６１を回転駆動させる。これにより、材料ロール１００ａから薄板材１００が引き出されて成形ローラ６２ａ、６２ｂに案内され波型に成形される。

ここで、薄板材１００を、より幅の広い薄板材１００に変更するものとする。この場合、引出装置１０とアキューム２０の間で、既に設置されている材料ロール１００ａから引き出されている薄板材１００を切断し、既に設置されている材料ロール１００ａを引出装置１０から取り外す。

次に、新たな材料ロール１００ａを引出装置１０に設置する。そして、切断した薄板材１００と新たな材料ロール１００ａから引き出した薄板材１００を接続する。

次に、エアーポンプ３８からガイドローラ装置３０に加圧された空気を供給させる。この空気は、矢印ＦＬに示すように、シャフト３６の流路３６ａ、３６ｂ、シール部材３４の流路３４ａ、エアー供給ガイド３３の貯留空間Ａに導入される。そして、貯留空間Ａに導入された空気は、流路３３ａ、３３ｂを通って空気導入部３２４、３２５に導入される。この際、２つのガイド部材３２のうちシャフト３６の軸Ｊ方向の一端側に配置されたガイド部材３２は、軸Ｊ方向の他端側に移動し、２つのガイド部材３２のうちシャフト３６の軸Ｊ方向の他端側に配置されたガイド部材３２は、軸Ｊ方向の一端側に移動する。

このように、エアーポンプ３８により加圧された空気が空気導入部３２４に導入されることによって各ガイド部材３２がシャフト３６の軸Ｊ方向に変位し、一対のガイド３２ａ、３２ｂの幅が変化する。そして、ガイド３２ａ、３２ｂの幅は、図１に示す幅Ｗ２となる。

次に、引出装置１０のモータ１１と加工機６０のモータ６１を回転駆動させる。これにより、幅Ｗ１の薄板材１００に続いて幅Ｗ２の薄板材１００が加工機６０の成形ローラ６２ａ、６２ｂに案内され波型に成形される。

従来装置では、ガイドローラを交換する際に、フィン製造装置に設置されていた材料ロールの薄板材が邪魔となるため、フィン製造装置に設置されていた材料ロールの薄板材を引き抜く必要があった。これに対し、本実施形態では、ガイドローラを交換する必要がないのでフィン製造装置から材料ロールの薄板材を引き抜く必要がなく、作業者の工数を大幅に低減することが可能である。

以上、説明したように、本ガイドローラ装置３０は、連続する被加工物としての薄板材１００を加工機６０に案内する。また、支持部５０に支持されたシャフト３６を備えている。また、シャフト３６の軸周り方向に回動可能に支持され加工機６０に薄板材１００を案内するプーリ３１、３２、３３、３４、３５を備えている。また、プーリ３１、３２、３３、３４、３５は、薄板材１００の幅方向の両側から薄板材１００を挟み込む一対のガイド３２ａ、３２ｂを有するガイド部材３２を備えている。そして、空気を加圧するエアーポンプ３８から供給される空気の圧力に応じて一対のガイド部材３２がシャフト３６の軸方向に変位して一対のガイド３２ａ、３２ｂの幅が変化する。

このような構成によれば、空気を加圧するエアーポンプ３８から供給される空気の圧力に応じて一対のガイド部材３２がシャフト３６の軸方向に変位して一対のガイド３２ａ、３２ｂの幅が変化する。したがって、薄板材１００に合わせてガイドローラを交換する必要がなく、より高稼働で被加工物を加工することができる。

また、本ガイドローラ装置３０は、エアーポンプ３８から供給される空気の圧力によってガイド部材３２が付勢される方向と反対方向にガイド部材３２を付勢するバネ３２３を備えている。したがって、空気の圧力が低下した際に速やかにガイド部材３２を元の位置に復帰させることができる。

また、ガイドローラ装置は、シャフト３６の外周側に配置されシャフト３６の軸周り方向に回動可能に支持されたエアー供給ガイド３３を備えている。また、ガイド部材には、エアーポンプ３８から供給される空気を導入する空気導入部３２４、３２５が形成されている。また、シャフト３６およびエアー供給ガイド３３には、エアーポンプ３８から供給される流体を空気導入部３２４、３２５に導く流路３６ａ、３６ｂ、３３ａ、３３ｂが形成されている。そして、エアーポンプ３８から空気導入部３２４、３２５に空気が導入されることによって一対のガイド部材３２がシャフト３６の軸方向に変位する。

このように、エアーポンプ３８により加圧された空気を空気導入部３２４、３２５に導く流路がシャフト３６およびエアー供給ガイド３３に形成されているので、この流路を通って空気導入部３２４、３２５に流体を導入することができる。

また、ガイドローラ装置は、シャフト３６とエアー供給ガイド３３の間に配置されシャフト３６の軸周り方向に回動可能に支持されたシール部材３４を備えている。そして、シール部材３４には、エアーポンプ３８により加圧された空気を空気導入部３２４、３２５に導く流路３４ａが形成されている。

このように、シャフト３６とエアー供給ガイド３３の間にシール部材３４を配置し、このシール部材３４に空気が流れる流路３４ａを形成することもできる。

また、シャフト３６の外周面にはシャフト３６の周方向に沿うとともにシャフト３６の内径方向に凹む溝部３６１が形成されている。そして、シャフト３６に形成された流路３６ａ、３６ｂとシール部材３４に形成された流路３４ａは溝部３６１を介して連通している。

したがって、シール部材３４の回転位置にかかわらず、溝部３６１を介してシャフト３６に形成された流路３６ａ、３６ｂからシール部材３４に形成された流路３４ａに流体を供給することが可能である。

（他の実施形態）
（１）上記各実施形態では、流体として空気の圧力によりエアー供給ガイド３３の幅が変化する例を示したが、例えば、オイルの圧力によりエアー供給ガイド３３の幅が変化するよう構成することもできる。

（２）上記各実施形態では、歯車形状を成す一対の成形ローラ６２ａ、６２ｂの間に薄板材１００を噛み込ませることにより薄板材１００を波状に形成する加工機６０に薄板材１００を案内する例を示した。しかしながら、このような加工機６０に被加工部材を案内するものに限定されるものではない。

（３）上記各実施形態では、ガイドローラ装置が、空調装置用の蒸発器等の熱交換器に用いられるコルゲートフィンを製造するフィン製造装置に用いられるものとして説明したが、このような用途に限定されるこのではない。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。

（まとめ）
上記各実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、連続する被加工物を加工機に案内するガイドローラ装置であって、支持部に支持されたシャフトを備えている。また、シャフトの軸周り方向に回動可能に支持され加工機に被加工物を案内するプーリを備えている。また、プーリは、被加工物の幅方向の両側から被加工物を挟み込む一対のガイドを有するガイド部を備えている。そして、流体を加圧する加圧部から供給される流体の圧力に応じて一対のガイド部の少なくとも一方がシャフトの軸方向に変位して一対のガイドの幅が変化する。

また、第２の観点によれば、ガイドローラ装置は、加圧部から供給される流体の圧力によってガイド部が付勢される方向と反対方向にガイド部を付勢するバネを備えている。したがって、流体の圧力が低下した際に速やかにガイド部材を元の位置に復帰させることができる。

また、第３の観点によれば、ガイドローラ装置は、シャフトの外周側に配置されシャフトの軸周り方向に回動可能に支持されたエアー供給ガイドを備えている。また、ガイド部材には、加圧部から供給される流体を導入する空気導入部が形成されている。また、シャフトおよびエアー供給ガイドには、加圧部から供給される流体を空気導入部に導く流路が形成されている。そして、加圧部から空気導入部に流体が導入されることによって一対のガイド部材の少なくとも一方がシャフトの軸方向に変位する。

このように、加圧部により加圧された空気を空気導入部に導く流路がシャフト３６およびエアー供給ガイドに形成されているので、この流路を通って空気導入部に流体を導入することができる。

また、第４の観点によれば、ガイドローラ装置は、シャフトとエアー供給ガイドの間に配置されシャフトの軸周り方向に回動可能に支持されたシール部材を備えている。また、シール部材には、加圧部により加圧された流体が流れる流路が形成されている。

このように、シャフトとエアー供給ガイドの間にシール部材を配置し、このシール部材に空気が流れる流路を形成することもできる。

また、第５の観点によれば、シャフトの外周面にはシャフトの周方向に沿うとともにシャフトの内径方向に凹む溝部が形成されている。そして、シャフトに形成された流路とシール部材に形成された流路は溝部を介して連通している。

したがって、シール部材の回転位置にかかわらず、溝部を介してシャフトに形成された流路からシール部材に形成された流路に流体を供給することが可能である。

なお、上記実施形態における構成と特許請求の範囲の構成との対応関係について説明すると、カバー３１、ガイド部材３２、エアー供給ガイド３３、シール部材３４およびベアリング３５がプーリに相当する。

１０ 引出装置
２０ アキューム
３０ ガイドローラ装置
６０ 加工機
３２ ガイド部材
３３ エアー供給ガイド
３４ シール部材
３５ ベアリング
３６ シャフト
３８ エアーポンプ
１００ 薄板材

Claims (5)

1. 連続する被加工物（１００）を加工機（６０）に案内するガイドローラ装置であって、
   支持部（５０）に支持されたシャフト（３６）と、
   前記シャフトの軸周り方向に回動可能に支持され前記加工機に前記被加工物を案内するプーリ（３１、３２、３３、３４、３５）と、を備え、
   前記プーリは、前記被加工物の幅方向の両側から前記被加工物を挟み込む一対のガイド（３２ａ、３２ｂ）を有するガイド部材（３２）を備え、
   流体を加圧する加圧部（３８）から供給される前記流体の圧力に応じて前記一対のガイド部材の少なくとも一方が前記シャフトの軸方向に変位して前記一対のガイドの幅が変化するガイドローラ装置。
2. 前記加圧部から供給される前記流体の圧力によって前記ガイド部材が付勢される方向と反対方向に前記ガイド部材を付勢するバネ（３２３）を備えた請求項１に記載のガイドローラ装置。
3. 前記シャフトの外周側に配置され前記シャフトの軸周り方向に回動可能に支持されたエアー供給ガイド（３３）を備え、
   前記ガイド部材には、前記加圧部から供給される前記流体を導入する空気導入部（３２４、３２５）が形成されており、
   前記シャフトおよび前記エアー供給ガイドには、前記加圧部から供給される前記流体を前記空気導入部に導く流路（３６ａ、３６ｂ、３３ａ、３３ｂ）が形成されており、
   前記加圧部から前記空気導入部に前記流体が導入されることによって前記一対のガイド部材の少なくとも一方が前記シャフトの軸方向に変位する請求項１または２に記載のガイドローラ装置。
4. 前記シャフトと前記エアー供給ガイドの間に配置され前記シャフトの軸周り方向に回動可能に支持されたシール部材（３４）を備え、
   前記シール部材には、前記加圧部により加圧された前記流体が流れる流路（３４ａ）が形成されている請求項３に記載のガイドローラ装置。
5. 前記シャフトの外周面には前記シャフトの周方向に沿うとともに前記シャフトの内径方向に凹む溝部（３６１）が形成されており、
   前記シャフトに形成された前記流路と前記シール部材に形成された前記流路は前記溝部を介して連通している請求項４に記載のガイドローラ装置。

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