WO2013061813A1 - Air roller unit - Google Patents
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- F16C32/0614—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion the gas being supplied under pressure, e.g. aerostatic bearings
- F16C32/0618—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion the gas being supplied under pressure, e.g. aerostatic bearings via porous material
Definitions
- the air roll unit when the air roll unit is in operation, if the air supply to the air bearing is shut off due to a failure or an excessive impact is applied to the roll, the air bearing and the shaft come into contact with each other and the shaft is damaged. Sometimes. Depending on the degree of damage, the shaft must be replaced. In particular, when the roll and the shaft are integrally formed, when replacing the shaft, the roll must also be replaced at the same time, which increases the cost.
- an air roll unit 1 includes a roll 2 having a shaft 21, a cylindrical collar 3 attached to the shaft 21, and an air bearing 4 that supports the collar 3 in a non-contact manner.
- a thrust plate 5 that restricts the movement of the air bearing 4 in the thrust direction
- a detent plate 6 that prevents the collar 3 from rotating relative to the shaft 21, and a housing 7 that holds the air bearing 4. .
- the air bearing 4 is attached to the collar 3 so that the flange 43 and the flange 32 of the collar 3 face each other.
- the collar 3 can be supported in the radial direction without contact (specifically, a compressed air layer L1 for a radial bearing described later between the outer peripheral surface 35 of the collar 3 and the inner peripheral surface 44 of the air bearing 4). 9)
- the inner diameter r5 of the air bearing 4 is set to be larger than the outer diameter r3 of the collar 3 by twice the thickness of the radial air compression compressed air layer L1.
- FIG. 8A is a front view of the housing 7, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line FF of FIG. 8A.
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Abstract
Provided is an air roller unit configuration that prevents shaft damage and enables a reduction in costs. The air roller unit (1) is equipped with: a shaft (21) that is connected to a main roller body (20); collars (3) that are attached to the shaft (21); air bearings (4) that support the collars (3) without making contact therewith; and rotation stop plates (6) that are mounted to the collars (3) with a thrust plate (5) interposed therebetween. The inner diameter (r2) of the collars (3) is set to be larger than the outer diameter (r1) of the shaft (21). A slit (67) is formed in each of the rotation stop plates (6) that radially connects the inner peripheral surface (65) and the outer peripheral surface (66) thereof, and a counterbored screw hole (68) is formed from the outer peripheral surface (66) so as to span the slit (67). A bolt (83) is inserted into the counterbored screw hole (68), and the rotation stop plate (6) can be mounted to or dismounted from the shaft (21) by tightening or loosening the bolt (83).
Description
本発明は、ロールを非接触で支持するエアロールユニットの構造に関する。
The present invention relates to a structure of an air roll unit that supports a roll in a non-contact manner.
高い回転精度が求められるテープ、シート、フィルム等の搬送に、ロールを非接触で支持するエアロールユニットが用いられている。エアロールユニットは、ロールと、ロールに連結されたシャフトを非接触で支持するエアベアリングと、を備える。このようなエアロールユニットとして、例えば、特許文献１には、ロールと、ロールと一体的に形成された同芯のシャフトと、シャフトを非接触で支持するエアベアリングと、を備えたエアロールユニットが開示されている。
An air roll unit that supports a roll in a non-contact manner is used for transporting tapes, sheets, films, etc. that require high rotational accuracy. The air roll unit includes a roll and an air bearing that supports a shaft connected to the roll in a non-contact manner. As such an air roll unit, for example, Patent Document 1 discloses an air roll unit that includes a roll, a concentric shaft formed integrally with the roll, and an air bearing that supports the shaft in a non-contact manner. Is disclosed.
ところで、エアロールユニットの作動中に、障害等によりエアベアリングへの給気が遮断されたり、ロールに過大な衝撃が加わったりした場合に、エアベアリングとシャフトとが接触して、シャフトが損傷することがある。損傷の程度によっては、シャフトを交換しなければならい。特に、ロールとシャフトとが一体的に形成されている場合、シャフトを交換する際に、ロールも同時に交換しなければならず、コストが嵩む。
By the way, when the air roll unit is in operation, if the air supply to the air bearing is shut off due to a failure or an excessive impact is applied to the roll, the air bearing and the shaft come into contact with each other and the shaft is damaged. Sometimes. Depending on the degree of damage, the shaft must be replaced. In particular, when the roll and the shaft are integrally formed, when replacing the shaft, the roll must also be replaced at the same time, which increases the cost.
また、エアベアリングでシャフトを非接触で支持するためには、シャフトの外周面とエアベアリングの内周面との間に、圧縮空気層を介在させるための僅かな間隙を形成する必要がある。このため、シャフトの外周面を高精度に加工しなければならない。特に、長いシャフトの外周面を高精度に加工することは困難であり、コストも嵩む。
Also, in order to support the shaft in a non-contact manner with the air bearing, it is necessary to form a slight gap for interposing a compressed air layer between the outer peripheral surface of the shaft and the inner peripheral surface of the air bearing. For this reason, the outer peripheral surface of the shaft must be processed with high accuracy. In particular, it is difficult to process the outer peripheral surface of a long shaft with high accuracy, and the cost increases.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シャフトの損傷を防止し、かつコスト低減が可能なエアロールユニットの構造を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a structure of an air roll unit capable of preventing damage to the shaft and reducing the cost.
上記課題を解決するために、本発明では、シャフトにカラーを装着し、このカラーを非接触で支持するようにエアベアリングを配置する。また、カラーの、シャフトへの取付けおよびシャフトからの取外しを行う取付手段を設けて、カラーの内径をシャフトの外径より大きくする。
In order to solve the above problems, in the present invention, a collar is mounted on the shaft, and an air bearing is disposed so as to support the collar in a non-contact manner. Also, an attachment means for attaching the collar to the shaft and removing it from the shaft is provided so that the inner diameter of the collar is larger than the outer diameter of the shaft.
例えば、本発明は、ロールを非接触で支持するエアロールユニットであって、
前記ロールに連結されたシャフトと、
前記シャフトの外径よりも大きな内径を有し、当該シャフトが着脱可能に挿入されたカラーと、
前記カラーの外周面を非接触で支持するエアベアリングと、
前記カラーを、前記シャフトから取外し可能に前記シャフトに固定する取付手段と、を有する。 For example, the present invention is an air roll unit that supports a roll in a non-contact manner,
A shaft coupled to the roll;
A collar having an inner diameter larger than the outer diameter of the shaft, and the shaft is detachably inserted;
An air bearing for supporting the outer peripheral surface of the collar in a non-contact manner;
Attachment means for removably fixing the collar to the shaft.
前記ロールに連結されたシャフトと、
前記シャフトの外径よりも大きな内径を有し、当該シャフトが着脱可能に挿入されたカラーと、
前記カラーの外周面を非接触で支持するエアベアリングと、
前記カラーを、前記シャフトから取外し可能に前記シャフトに固定する取付手段と、を有する。 For example, the present invention is an air roll unit that supports a roll in a non-contact manner,
A shaft coupled to the roll;
A collar having an inner diameter larger than the outer diameter of the shaft, and the shaft is detachably inserted;
An air bearing for supporting the outer peripheral surface of the collar in a non-contact manner;
Attachment means for removably fixing the collar to the shaft.
本発明によれば、シャフトに装着されたカラーがエアベアリングにより支持されるので、障害等によりエアベアリングへの給気が遮断されたり、ロールに過大な衝撃が加わったりした場合でも、カラーによりシャフトが保護され、シャフトとエアベアリングとの直接接触を避けることができ、シャフトの損傷を防止することができる。また、カラーは、シャフトに比べて長さを短くすることが可能なため、外周面を高精度に加工することが容易となる。このため、カラーの外周面とエアベアリングの内周面との間に圧縮空気層を介在させるための僅かな間隙を形成するための加工が容易となり、コストを低減できる。また、カラーの、シャフトへの取付およびシャフトからの取外しを行う取付手段を設けるとともに、カラーの内径をシャフトの外径より大きくしているので、カラーの交換作業が容易になるとともに、カラーがシャフトに対して相対的に回転してシャフトの外周面が傷付くのを防止できる。
According to the present invention, since the collar mounted on the shaft is supported by the air bearing, even if the air supply to the air bearing is interrupted due to a failure or an excessive impact is applied to the roll, the collar is used. Is protected, direct contact between the shaft and the air bearing can be avoided, and damage to the shaft can be prevented. Moreover, since the collar can be made shorter than the shaft, it becomes easy to process the outer peripheral surface with high accuracy. For this reason, the process for forming a slight gap for interposing the compressed air layer between the outer peripheral surface of the collar and the inner peripheral surface of the air bearing becomes easy, and the cost can be reduced. In addition, the collar is attached to and removed from the shaft, and the inner diameter of the collar is larger than the outer diameter of the shaft. It is possible to prevent the outer peripheral surface of the shaft from being damaged by rotating relative to the shaft.
以下、本発明の一実施の形態について説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
図１は、本実施の形態に係るエアロールユニット１の一部を省略した部分図であり、図２は、図１に示すエアロールユニット１の側面図である。
FIG. 1 is a partial view in which a part of the air roll unit 1 according to the present embodiment is omitted, and FIG. 2 is a side view of the air roll unit 1 shown in FIG.
図示するように、本実施の形態に係るエアロールユニット１は、シャフト２１を有するロール２と、シャフト２１に装着された円筒形のカラー３と、カラー３を非接触で支持するエアベアリング４と、エアベアリング４のスラスト方向の移動を規制するスラストプレート５と、シャフト２１に対するカラー３の相対的な回転を阻止する回り止め板６と、エアベアリング４を保持するハウジング７と、を備えている。
As shown in the figure, an air roll unit 1 according to the present embodiment includes a roll 2 having a shaft 21, a cylindrical collar 3 attached to the shaft 21, and an air bearing 4 that supports the collar 3 in a non-contact manner. A thrust plate 5 that restricts the movement of the air bearing 4 in the thrust direction, a detent plate 6 that prevents the collar 3 from rotating relative to the shaft 21, and a housing 7 that holds the air bearing 4. .
図３は、ロール２の一部を省略した正面図である。
FIG. 3 is a front view in which a part of the roll 2 is omitted.
図示するように、ロール２は、テープ、シート、フィルム等の被搬送物を搬送するためのロール本体２０と、ロール本体２０の両端面２２に一体的に形成されたシャフト２１と、を備えている。シャフト２１は、ロール本体２０と同軸に、ロール本体２０の両端面２２から突出するように形成されている。シャフト２１は、根元部（ロール本体２０の端面２２との連結部分）２３が先端部２４よりも大径の段付きシャフトとなっており、このため、シャフト２１の根元部２３と先端部２４との連結部分には段差面２５が形成されている。
As shown in the figure, the roll 2 includes a roll body 20 for transporting a transported object such as a tape, a sheet, and a film, and shafts 21 integrally formed on both end faces 22 of the roll body 20. Yes. The shaft 21 is formed so as to protrude from both end faces 22 of the roll body 20 coaxially with the roll body 20. The shaft 21 is a stepped shaft having a root portion (connecting portion with the end surface 22 of the roll body 20) 23 having a diameter larger than that of the tip portion 24. For this reason, the root portion 23 and the tip portion 24 of the shaft 21 A stepped surface 25 is formed at the connecting portion.
図４（Ａ）は、カラー３の正面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＢ－Ｂ断面図である。
4A is a front view of the collar 3, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 4A.
図示するように、カラー３は、円筒状のカラー本体３０と、カラー本体３０の一方の端面３１側の外周から張り出したフランジ３２と、を備えている。カラー３の材質は、シャフト２１と同材質が望ましい。
As shown in the figure, the collar 3 includes a cylindrical collar body 30 and a flange 32 projecting from the outer periphery of the collar body 30 on the one end face 31 side. The material of the collar 3 is preferably the same material as the shaft 21.
カラー本体３０の他方の端面３３には、スラストプレート５取付用のネジ穴３４が複数形成されている。
A plurality of screw holes 34 for attaching the thrust plate 5 are formed on the other end surface 33 of the collar body 30.
カラー本体３０には、フランジ３２側の端面３１がシャフト２１の段差面２５と当接するように、フランジ３２側からシャフト２１が挿入される。また、カラー３をシャフト２１から容易に取り外せるように、カラー本体３０の内径ｒ２は、シャフト２１の外径ｒ１より僅かに大きめ（例えば隙間４μｍ以下）に設定されている。
The shaft 21 is inserted into the collar body 30 from the flange 32 side so that the end surface 31 on the flange 32 side contacts the stepped surface 25 of the shaft 21. Further, the inner diameter r2 of the collar body 30 is set to be slightly larger than the outer diameter r1 of the shaft 21 (for example, a gap of 4 μm or less) so that the collar 3 can be easily detached from the shaft 21.
図５（Ａ）は、スラストプレート５の正面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＣ－Ｃ断面図である。
FIG. 5 (A) is a front view of the thrust plate 5, and FIG. 5 (B) is a sectional view taken along the line CC of FIG. 5 (A).
図示するように、スラストプレート５は、カラー３の内径ｒ２とほぼ同径の内径ｒ４を持つ中空円板状を有しており、一方の面５１から他方の面５２へ貫通する複数のカラー３取付用のボルト穴５３と、一方の面５１に開口する複数の回り止め板６取付用のネジ穴５４と、が形成されている。
As shown in the figure, the thrust plate 5 has a hollow disk shape having an inner diameter r4 that is substantially the same diameter as the inner diameter r2 of the collar 3, and a plurality of collars 3 penetrating from one surface 51 to the other surface 52. A bolt hole 53 for attachment and a plurality of screw holes 54 for attachment of the rotation stopper plate 6 opened on one surface 51 are formed.
カラー３が装着されたシャフト２１をスラストプレート５内に他方の面５２側から挿入した状態で、ボルト８１を、スラストプレート５のカラー３取付用ボルト穴５３のそれぞれに挿入して、カラー３のネジ穴３４に螺合させることにより、スラストプレート５は、カラー３の他方の端面３３側に取り付けられる。このとき、スラストプレート５の他方の面５２は、カラー３のフランジ３２の、カラー本体３１側の面３６に対向する。
With the shaft 21 on which the collar 3 is mounted inserted into the thrust plate 5 from the other surface 52 side, the bolt 81 is inserted into each of the collar 3 mounting bolt holes 53 of the thrust plate 5. The thrust plate 5 is attached to the other end surface 33 side of the collar 3 by being screwed into the screw hole 34. At this time, the other surface 52 of the thrust plate 5 faces the surface 36 on the collar body 31 side of the flange 32 of the collar 3.
図６（Ａ）は、エアベアリング４の正面図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＤ－Ｄ断面図である。
6A is a front view of the air bearing 4, and FIG. 6B is a DD cross-sectional view of FIG. 6A.
図示するように、エアベアリング４は、円筒状のベアリング本体４０と、ベアリング本体４０の一方の端面４１の外周から張り出したフランジ４３と、ベアリング本体４０の内周面４４側に形成されたラジアル軸受用多孔質焼結層４５と、ベアリング本体４０の両端面４１、４２側に形成されたスラスト軸受用多孔質焼結層４６と、を備えている。ベアリング本体４０の一方の端面４１には固定ピン用穴４７が形成され、ベアリング本体４０の外周面４８には止め輪用溝４９が形成されている。
As illustrated, the air bearing 4 includes a cylindrical bearing body 40, a flange 43 projecting from the outer periphery of one end surface 41 of the bearing body 40, and a radial bearing formed on the inner peripheral surface 44 side of the bearing body 40. And a porous sintered layer 46 for thrust bearings formed on both end surfaces 41 and 42 side of the bearing body 40. A fixing pin hole 47 is formed on one end surface 41 of the bearing body 40, and a retaining ring groove 49 is formed on the outer peripheral surface 48 of the bearing body 40.
エアベアリング４は、フランジ４３とカラー３のフランジ３２とが対向するように、カラー３に装着される。また、カラー３を非接触でラジアル方向に支持できるように（具体的には、カラー３の外周面３５とエアベアリング４の内周面４４との間に後述のラジアル軸受用圧縮空気層Ｌ１（図９参照）が形成されるように）、エアベアリング４の内径ｒ５は、ラジアル軸受用圧縮空気層Ｌ１の厚さの２倍分、カラー３の外径ｒ３より大きく設定されている。また、スラストプレート５が取り付けられたカラー３を非接触でスラスト方向に支持できるように（具体的には、カラー３のフランジ３２の、カラー本体３１側の面３６と、エアベアリング４の他方の端面４２との間、およびエアベアリング４の一方の端面４１とスラストプレート５の他方の面５２との間に、後述のスラスト軸受用圧縮空気層Ｌ２（図９参照）が形成されるように）、エアベアリング４の一方の端面４１から他方の端面４２までの長さｄ２は、カラー３の他方の端面３３からフランジ３２の、カラー本体３１側の面３６までの長さｄ１より、両側のスラスト軸受用圧縮空気層Ｌ２の厚さ分、短く設定されている。
The air bearing 4 is attached to the collar 3 so that the flange 43 and the flange 32 of the collar 3 face each other. In addition, the collar 3 can be supported in the radial direction without contact (specifically, a compressed air layer L1 for a radial bearing described later between the outer peripheral surface 35 of the collar 3 and the inner peripheral surface 44 of the air bearing 4). 9)), the inner diameter r5 of the air bearing 4 is set to be larger than the outer diameter r3 of the collar 3 by twice the thickness of the radial air compression compressed air layer L1. Further, the collar 3 to which the thrust plate 5 is attached can be supported in the thrust direction in a non-contact manner (specifically, the flange 36 of the collar 3 has a surface 36 on the collar body 31 side and the other side of the air bearing 4). A thrust bearing compressed air layer L2 (see FIG. 9) described later is formed between the end face 42 and between one end face 41 of the air bearing 4 and the other face 52 of the thrust plate 5). The length d2 from one end surface 41 of the air bearing 4 to the other end surface 42 is longer than the length d1 from the other end surface 33 of the collar 3 to the surface 36 of the flange 32 on the collar body 31 side. The thickness is set shorter by the thickness of the bearing compressed air layer L2.
ラジアル軸受用多孔質焼結層４５は、ベアリング本体４０の内周面４４に形成された通気路４１０（図９参照）に繋がっており、この通気路４１０を介してポンプ（不図示）より供給された圧縮空気が、ラジアル軸受用多孔質焼結層４５内の孔を介して、ラジアル軸受用多孔質焼結層４５の表面（ベアリング本体４０の内周面４４）から均一に放出される。同様に、スラスト軸受用多孔質焼結層４６は、ベアリング本体４０の両端面４１、４２に形成された通気路４１１（図９参照）に繋がっており、これらの通気路４１１を介してポンプ（不図示）より供給された圧縮空気が、各スラスト軸受用多孔質焼結層４６内の孔を介して、各スラスト軸受用多孔質焼結層４６の表面（エアベアリング４の両端面４１、４２）から均一に放出される。固定ピン用穴４７は、エアベアリング４に圧縮空気が供給されていない状況におけるエアロールユニット１の運搬、搬入時などにおいて、シャフト２１の空回りによるエアベアリング４の内周面４４とカラー３の外周面３５との摺接防止用の固定ピン（不図示）を挿入するために形成されたピン穴である。止め輪用溝４９は、ハウジング７に保持されたエアベアリング４の抜け止め用の止め輪８５を装着するために形成された溝である。
The porous sintered layer 45 for radial bearings is connected to an air passage 410 (see FIG. 9) formed on the inner peripheral surface 44 of the bearing body 40, and is supplied from a pump (not shown) through the air passage 410. The compressed air thus formed is uniformly discharged from the surface of the radial sintered porous layer 45 (the inner peripheral surface 44 of the bearing body 40) through the holes in the radial sintered porous layer 45. Similarly, the porous sintered layer 46 for thrust bearings is connected to air passages 411 (see FIG. 9) formed in both end faces 41 and 42 of the bearing body 40, and the pump ( Compressed air supplied from an unillustrated surface passes through the holes in each thrust bearing porous sintered layer 46 and the surfaces of the thrust bearing porous sintered layers 46 (both end faces 41, 42 of the air bearing 4). ) Uniformly. The fixing pin hole 47 is provided on the inner peripheral surface 44 of the air bearing 4 and the outer periphery of the collar 3 due to the idle rotation of the shaft 21 when the air roll unit 1 is transported or carried in a state where compressed air is not supplied to the air bearing 4. It is a pin hole formed for inserting a fixing pin (not shown) for preventing sliding contact with the surface 35. The retaining ring groove 49 is a groove formed for mounting a retaining ring 85 for retaining the air bearing 4 held in the housing 7.
図７（Ａ）は、回り止め板６の正面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＥ－Ｅ断面図である。
7A is a front view of the rotation stopper plate 6, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line EE of FIG. 7A.
図示するように、回り止め板６は、中空円板状を有しており、一方の面６１から他方の面６２へ貫通した複数のスラストプレート５取付用のボルト穴６３と、一方の面６１から他方の面６２へ貫通した固定ピン用穴６４と、回り止め板６の内周面６５と外周面６６とを径方向に繋ぐスリット６７と、外周面６６からスリット６７を跨ぐシャフト２１把持用の深座ぐり付きネジ穴６８と、が形成されている。
As shown in the figure, the detent plate 6 has a hollow disk shape, a plurality of bolt holes 63 for attaching the thrust plate 5 penetrating from one surface 61 to the other surface 62, and one surface 61. Pin 64 that penetrates from the outer surface 66 to the other surface 62, a slit 67 that connects the inner peripheral surface 65 and the outer peripheral surface 66 of the anti-rotation plate 6 in the radial direction, and for gripping the shaft 21 that spans the slit 67 from the outer peripheral surface 66. And a counterbored screw hole 68 are formed.
回り止め板６の他方の面６２がスラストプレート５の一方の面５１と当接するように、シャフト２１を回り止め板６内に他方の面６２側から挿入した状態で、ボルト８２を回り止め板６のボルト穴６３のそれぞれに挿入して、スラストプレート５のネジ穴５４に螺合させることにより、回り止め板６とカラー３とが固定される。また、シャフト２１の空回り防止用の固定ピン（不図示）を固定ピン用穴６４に挿入して、その先端をエアベアリング４の固定用ピン穴４７に差し込むことにより、回り止め板６を介して、シャフト２１に対するエアベアリング４の相対的な回転ならびに軸方向の移動が阻止される。
In the state where the shaft 21 is inserted into the anti-rotation plate 6 from the other surface 62 side so that the other surface 62 of the anti-rotation plate 6 comes into contact with the one surface 51 of the thrust plate 5, the bolt 82 is attached to the anti-rotation plate. 6 is inserted into each of the bolt holes 63 and screwed into the screw holes 54 of the thrust plate 5, whereby the detent plate 6 and the collar 3 are fixed. Further, a fixing pin (not shown) for preventing idling of the shaft 21 is inserted into the fixing pin hole 64 and the tip thereof is inserted into the fixing pin hole 47 of the air bearing 4, so that the rotation stop plate 6 is interposed. The relative rotation and axial movement of the air bearing 4 with respect to the shaft 21 are prevented.
ボルト８３を深座ぐり付きネジ穴６８に挿入して締め込むことにより（図２参照）、スリット６７の隙間ｔ１が狭くなり、回り止め板６の内径ｒ６が小さくなる。これにより、回り止め板６が、シャフト２１を強固に把持し、シャフト２１に固定される。したがって、ボルト８３を深座ぐり付きネジ穴６８に挿入して締め込んでいない状態では、回り止め板６の内径ｒ６は、回り止め板６をシャフト２１から容易に取り外せるように、シャフト２１の外径ｒ１より大きくなり、ボルト８３を深座ぐり付きネジ穴６８に挿入して締め込んだ状態では、回り止め板６の内径ｒ６は、回り止め板６がシャフト２１を強固に把持するように、シャフト２１の外径ｒ１より小さくなる。
When the bolt 83 is inserted into the deep countersunk screw hole 68 and tightened (see FIG. 2), the gap t1 of the slit 67 is narrowed, and the inner diameter r6 of the rotation stopper plate 6 is reduced. Thereby, the rotation stop plate 6 firmly holds the shaft 21 and is fixed to the shaft 21. Therefore, in the state where the bolt 83 is not inserted into the deep countersunk screw hole 68 and tightened, the inner diameter r6 of the rotation stopper plate 6 is such that the rotation stopper plate 6 can be easily removed from the shaft 21. In a state where the diameter is larger than the diameter r1 and the bolt 83 is inserted into the deep counterbore screw hole 68 and tightened, the inner diameter r6 of the rotation prevention plate 6 is set so that the rotation prevention plate 6 firmly holds the shaft 21. It becomes smaller than the outer diameter r1 of the shaft 21.
図８（Ａ）は、ハウジング７の正面図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＦ－Ｆ断面図である。
8A is a front view of the housing 7, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line FF of FIG. 8A.
図示するように、ハウジング７は、エアベアリング４を保持するハウジング本体７０と、エアベアリング４嵌入用の中空部７４０が形成された球面ブッシュ７４と、球面ブッシュ７４を保持するホルダ７５と、中空円板状のストッパ７６と、を備えている。
As shown in the drawing, the housing 7 includes a housing main body 70 that holds the air bearing 4, a spherical bush 74 in which a hollow portion 740 for fitting the air bearing 4 is formed, a holder 75 that holds the spherical bush 74, and a hollow circle. And a plate-like stopper 76.
ハウジング本体７０には、一方の面７１から他方の面７２に貫通したエアベアリング４保持用の貫通穴７３と、一方の面７１側に開口するストッパ７６取付用のネジ穴７７と、が形成されている。ハウジング本体７０の貫通穴７３は、ホルダ７５抜け止め用の段差７９を有する段付き穴となっており、エアベアリング４が中空部７４０内に嵌入された球面ブッシュ７４を保持するホルダ７５が、ハウジング本体７０の一方の面７１から貫通穴７３に挿入された場合に、ホルダ７５は、この段差７９と当接して、ハウジング本体７０の他方の面７２側から抜け出る方向への移動が阻止される。
The housing body 70 is formed with a through hole 73 for holding the air bearing 4 penetrating from the one surface 71 to the other surface 72 and a screw hole 77 for attaching the stopper 76 opened to the one surface 71 side. ing. The through hole 73 of the housing body 70 is a stepped hole having a step 79 for preventing the holder 75 from coming off, and the holder 75 for holding the spherical bush 74 in which the air bearing 4 is fitted in the hollow portion 740 is provided in the housing. When the holder 75 is inserted into the through hole 73 from the one surface 71 of the main body 70, the holder 75 comes into contact with the step 79 and is prevented from moving in the direction of coming out from the other surface 72 side of the housing main body 70.
ストッパ７６には、一方の面７６１から他方の面７６２へ貫通した複数のハウジング本体７０取付用のボルト穴７８が形成されている。また、ストッパ７６の内径ｒ７は、球面ブッシュ７５の端部の外径ｒ８より大きく、かつ、ハウジング本体７０の一方の端面７１側における貫通穴７３の外径ｒ９より小さく設定されている。エアベアリング４が中空部７４０内に嵌入された球面ブッシュ７４を保持したホルダ７５が、ハウジング本体７０の貫通穴７３の段差７９に当接した状態で、ボルト８４を、ストッパ７６のボルト穴７８のそれぞれに挿入し、ハウジング本体７０のネジ穴７７に螺合させることにより、ストッパ７６をハウジング本体７０の一方の面７１側に取り付けると、ストッパ７６により、ハウジング本体７０の一方の面７１から抜け出る方向へのホルダ７５の移動が阻止される。これにより、エアベアリング４がハウジング７に保持される。この状態で、エアベアリング４の止め輪用溝４９に止め輪８５を装着することにより、ハウジング７に保持されたエアベアリング４のスラスト方向の移動が防止される。
The stopper 76 is formed with a plurality of bolt holes 78 for mounting the housing body 70 penetrating from one surface 761 to the other surface 762. Further, the inner diameter r <b> 7 of the stopper 76 is set to be larger than the outer diameter r <b> 8 of the end portion of the spherical bush 75 and smaller than the outer diameter r <b> 9 of the through hole 73 on the one end face 71 side of the housing body 70. With the holder 75 holding the spherical bush 74 fitted with the air bearing 4 in the hollow portion 740 in contact with the step 79 of the through hole 73 of the housing body 70, the bolt 84 is connected to the bolt hole 78 of the stopper 76. When the stopper 76 is attached to the one surface 71 side of the housing main body 70 by being inserted into each of them and screwed into the screw hole 77 of the housing main body 70, the stopper 76 will pull out from the one surface 71 of the housing main body 70. The movement of the holder 75 to is prevented. Thereby, the air bearing 4 is held by the housing 7. In this state, by attaching the retaining ring 85 to the retaining ring groove 49 of the air bearing 4, the movement of the air bearing 4 held in the housing 7 in the thrust direction is prevented.
つぎに、上記構成のエアロールユニット１において、エアベアリング４への給気中におけるシャフト２１の支持状態を説明する。
Next, the support state of the shaft 21 during the air supply to the air bearing 4 in the air roll unit 1 having the above configuration will be described.
図９は、図１のＡ部拡大図であり、エアベアリング４への給気中におけるロール２の支持状態を模式的に示した図である。
FIG. 9 is an enlarged view of a part A in FIG. 1, and is a diagram schematically showing a support state of the roll 2 during supply of air to the air bearing 4.
図示するように、組み付け状態（図１の状態）にあるエアロールユニット１において、ポンプ（不図示）から、エアベアリング４内に形成された通気路４１０に圧縮空気が供給されると、ラジアル軸受用多孔質焼結層４５の表面（エアベアリング４の内周面４４）から圧縮空気ｃ１が均一に放出され、これにより、カラー３の外周面３５とエアベアリング４の内周面４４との隙間ｔ２にラジアル軸受用圧縮空気層Ｌ１が形成される。このラジアル軸受用圧縮空気層Ｌ１により、シャフト２１に装着されたカラー３がラジアル方向に非接触で支持される。同様に、エアベアリング４内に形成された通気路４１１に圧縮空気が供給されると、スラスト軸受用多孔質焼結層４６の表面（エアベアリング４の両端面４１、４２）から圧縮空気ｃ２が均一に放出され、これにより、カラー３のフランジ３２の、カラー本体３０側の面３６とエアベアリング４の他方の端面４２との隙間ｔ３、およびエアベアリング４の一方の端面４１とスラストプレート５の他方の面５２との隙間ｔ４にそれぞれスラスト軸受用圧縮空気層Ｌ２が形成される。これらのスラスト軸受用圧縮空気層Ｌ２により、シャフト２１に装着されたカラー３がスラスト方向に非接触で支持される。
As shown in the drawing, in the air roll unit 1 in the assembled state (state shown in FIG. 1), when compressed air is supplied from a pump (not shown) to the air passage 410 formed in the air bearing 4, a radial bearing is obtained. Compressed air c1 is uniformly discharged from the surface of the porous sintered layer 45 for use (the inner peripheral surface 44 of the air bearing 4), whereby the gap between the outer peripheral surface 35 of the collar 3 and the inner peripheral surface 44 of the air bearing 4 is released. A radial bearing compressed air layer L1 is formed at t2. The collar 3 attached to the shaft 21 is supported in a radial direction in a non-contact manner by the radial bearing compressed air layer L1. Similarly, when compressed air is supplied to the air passage 411 formed in the air bearing 4, the compressed air c <b> 2 is generated from the surface of the thrust bearing porous sintered layer 46 (both end surfaces 41 and 42 of the air bearing 4). As a result, the gap 32 between the surface 36 of the collar body 30 on the collar body 30 side and the other end surface 42 of the air bearing 4 and the one end surface 41 of the air bearing 4 and the thrust plate 5 are released. A thrust bearing compressed air layer L <b> 2 is formed in each gap t <b> 4 with the other surface 52. The collar 3 mounted on the shaft 21 is supported in the thrust direction in a non-contact manner by the thrust bearing compressed air layer L2.
なお、エアロールユニット１において、軸方向の移動を前述のようにスラスト軸受を用いて管理するのではなく、他の手法により管理する場合においては、スラスト軸受ならびにスラストプレート５を省くことも可能である。また、この場合、カラー３のフランジ３２を取り除くことも可能である。
In the air roll unit 1, when the axial movement is not managed using the thrust bearing as described above, the thrust bearing and the thrust plate 5 can be omitted when managing by other methods. is there. In this case, the flange 32 of the collar 3 can be removed.
以上、本発明の一実施の形態について説明した。
The embodiment of the present invention has been described above.
本実施の形態に係るエアロールユニット１では、シャフト２１の外周にカラー３を装着し、このカラー３を非接触で支持するようにエアベアリング４を配置している。また、回り止め板６を用いて、スラストプレート５が取り付けられたカラー３の、シャフト２１への取付およびシャフト２１からの取外しを可能にするとともに、カラー３の内径ｒ２をシャフト２１の外径ｒ１より大きくしている。
In the air roll unit 1 according to the present embodiment, the collar 3 is mounted on the outer periphery of the shaft 21, and the air bearing 4 is disposed so as to support the collar 3 in a non-contact manner. Further, the collar 3 to which the thrust plate 5 is attached can be attached to the shaft 21 and removed from the shaft 21 by using the anti-rotation plate 6, and the inner diameter r2 of the collar 3 is changed to the outer diameter r1 of the shaft 21. It is bigger.
このように、シャフト２１の外周に装着されたカラー３がエアベアリング４により支持されるので、障害等によりエアベアリング４への給気が遮断されたり、ロール２に過大な衝撃が加わったりした場合でも、カラー３がシャフト２１を保護し、シャフト２１が損傷するのを防止できる。
As described above, since the collar 3 mounted on the outer periphery of the shaft 21 is supported by the air bearing 4, the supply of air to the air bearing 4 is interrupted or an excessive impact is applied to the roll 2 due to a failure or the like. However, the collar 3 protects the shaft 21 and can prevent the shaft 21 from being damaged.
また、カラー３は、シャフト２１に比べ長さが短くでき、このため、シャフト２１と比べて簡単に、外周面３５を高精度に加工できるので、カラー３の外周面３５とエアベアリング４の内周面４４との間にラジアル軸受用圧縮空気層Ｌ１のための僅かな隙間ｔ２を形成するのが容易となり、コストを低減できる。
Further, the collar 3 can be made shorter than the shaft 21, and therefore, the outer peripheral surface 35 can be easily processed with high precision compared to the shaft 21. It is easy to form a slight gap t2 for the radial air compressed air layer L1 between the peripheral surface 44 and the cost can be reduced.
また、回り止め板６を用いることにより、スラストプレート５が取り付けられたカラー３の、シャフト２１への取付およびシャフト２１からの取外しを可能にするとともに、カラー３の内径ｒ２をシャフト２１の外径ｒ１より大きくしているので、カラー３の交換作業が容易になるとともに、カラー３とシャフト２１との相対的な回転が阻止されるので、摺接等によりシャフト２１の外周面が傷付くのを防止できる。
Further, by using the rotation stopper plate 6, the collar 3 to which the thrust plate 5 is attached can be attached to the shaft 21 and removed from the shaft 21, and the inner diameter r2 of the collar 3 can be set to the outer diameter of the shaft 21. Since it is larger than r1, the replacement operation of the collar 3 is facilitated, and the relative rotation between the collar 3 and the shaft 21 is prevented, so that the outer peripheral surface of the shaft 21 is damaged by sliding contact or the like. Can be prevented.
また、本実施の形態に係るエアロールユニット１では、中空円板状の回り止め板６に、内周面６５と外周面６６とを繋ぐようにスリット６７を形成するとともに、外周面６６からスリット６７を跨ぐようにシャフト２１把持用の深座ぐり付きネジ穴６８を形成している。この深座ぐり付きネジ穴６８にボルト８３を挿入して、このボルト８３を締めたり緩めたりすることにより、回り止め板６の内径ｒ６を変化させ、シャフト２１への取付および取外しを可能にしている。このため、カラー３の、シャフト２１への取付およびシャフト２１からの取外しが容易となり、カラー３を交換する際の作業性が向上する。
Further, in the air roll unit 1 according to the present embodiment, the slit 67 is formed in the hollow disc-shaped detent plate 6 so as to connect the inner peripheral surface 65 and the outer peripheral surface 66, and the slit is formed from the outer peripheral surface 66. A deep counterbore screw hole 68 for gripping the shaft 21 is formed so as to straddle 67. By inserting a bolt 83 into the deep counterbore screw hole 68 and tightening or loosening the bolt 83, the inner diameter r6 of the rotation stop plate 6 is changed to enable attachment to and removal from the shaft 21. Yes. For this reason, it becomes easy to attach the collar 3 to the shaft 21 and remove it from the shaft 21, and workability when replacing the collar 3 is improved.
また、本実施の形態に係るエアロールユニット１では、カラー３にスラストプレート５をボルト８１で固定し、さらに、このスラストプレート５に回り止め板６をボルト８２で固定することにより、カラー３を回り止め板６に固定している。このため、カラー３の、回り止め板６への取付・回り止め板６からの取外しが容易となり、カラー３を交換する際の作業性がさらに向上する。
Further, in the air roll unit 1 according to the present embodiment, the thrust plate 5 is fixed to the collar 3 with the bolts 81, and the rotation stop plate 6 is fixed to the thrust plate 5 with the bolts 82, thereby fixing the collar 3. The rotation stopper plate 6 is fixed. For this reason, it becomes easy to attach the collar 3 to the rotation stopper plate 6 and remove it from the rotation stopper plate 6, and the workability when the collar 3 is replaced is further improved.
また、本実施の形態に係るエアロールユニット１では、ベアリング本体４０の一方の端面４１に固定ピン用穴４７を形成するとともに、回り止め板６に、一方の面６１から他方の面６２へ貫通する固定ピン用穴６４を形成している。このため、固定ピン（不図示）を回り止め板６の固定ピン用穴６４に挿入して、その先端をベアリング本体４０の固定用ピン穴４７に差し込むことにより、回り止め板６を介して、シャフト２１に対するエアベアリング４の回転運動を拘束することができる。これにより、エアロールユニット１の運搬、搬入時などにおいて、シャフト２１が空回りするのを防止できる。
Further, in the air roll unit 1 according to the present embodiment, the fixing pin hole 47 is formed in the one end surface 41 of the bearing body 40, and the rotation stopper plate 6 is penetrated from the one surface 61 to the other surface 62. A fixing pin hole 64 is formed. For this reason, a fixing pin (not shown) is inserted into the fixing pin hole 64 of the rotation stopper plate 6 and the tip thereof is inserted into the fixing pin hole 47 of the bearing body 40, whereby the rotation stopper plate 6 is interposed. The rotational motion of the air bearing 4 with respect to the shaft 21 can be restricted. Thereby, it is possible to prevent the shaft 21 from idling when the air roll unit 1 is transported or carried in.
また、例えば、様々な内外径寸法のカラー３を準備しておき、作業者が、それらのカラー３のなかから、シャフト２１の外径ｒ１とエアベアリング４のベアリング本体４０の内径ｒ５に適合するカラー３を選択できるようにすれば、シャフト２１とエアベアリング４との組み合わせを選ばない汎用性を実現することができる。
Further, for example, collars 3 having various inner and outer diameter dimensions are prepared, and an operator fits the outer diameter r1 of the shaft 21 and the inner diameter r5 of the bearing body 40 of the air bearing 4 from among the collars 3. If the collar 3 can be selected, versatility can be realized regardless of the combination of the shaft 21 and the air bearing 4.
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible within the scope of the gist.
例えば、上記の実施の形態では、エアベアリング４として、ベアリング本体４０の内周面４４側にラジアル軸受用多孔質焼結層４５が形成され、ベアリング本体４０の両端面４１、４２側にスラスト軸受用多孔質焼結層４６が形成されているものについて説明したが、本発明はこれに限定されない。
For example, in the above embodiment, as the air bearing 4, the radial sintered porous sintered layer 45 is formed on the inner peripheral surface 44 side of the bearing body 40, and the thrust bearing is formed on both end surfaces 41, 42 side of the bearing body 40. Although the description has been given of the case where the porous sintered layer 46 is formed, the present invention is not limited to this.
エアベアリング４は、スラスト軸受用多孔質焼結層４６が省略されたものでもよい。この場合でも、ラジアル軸受用多孔質焼結層４５から放出された圧縮空気ｃ１が、カラー３のフランジ３２の、カラー本体３０側の面３６とエアベアリング４の他方の端面４２との隙間ｔ３、およびエアベアリング４の一方の端面４１とスラストプレート５の他方の面５２との隙間ｔ４に移動して、スラスト軸受用圧縮空気層Ｌ２を形成することが可能である。
The air bearing 4 may be one in which the porous sintered layer 46 for thrust bearing is omitted. Even in this case, the compressed air c1 released from the porous sintered layer 45 for the radial bearing is a gap t3 between the surface 36 of the flange 32 of the collar 3 on the collar body 30 side and the other end surface 42 of the air bearing 4. The thrust bearing compressed air layer L2 can be formed by moving to the gap t4 between one end surface 41 of the air bearing 4 and the other surface 52 of the thrust plate 5.
また、ラジアル軸受用多孔質焼結層４５およびスラスト軸受用多孔質焼結層４６の代わりに、ベアリング本体４０の内周面４４、あるいは内周面４４および両端面４１、４２に、エアベアリング４内の通気路４１０、４１１に繋がる自成絞りあるいはオリフィス絞りが形成されているものを用いてもよい。
Further, instead of the radial sintered porous bearing layer 45 and the thrust bearing porous sintered layer 46, the air bearing 4 is provided on the inner peripheral surface 44 of the bearing body 40 or the inner peripheral surface 44 and both end surfaces 41, 42. You may use the self-squeezing throttling or orifice throttling connected with the ventilation path 410,411 inside.
本発明は、例えば、ロールが備えるシャフトの損傷を防止し、かつコスト低減が可能なエアロールユニットとしての用途にも適用可能である。
The present invention can be applied to, for example, an application as an air roll unit that prevents damage to a shaft included in a roll and can reduce costs.
１：エアロールユニット、２：ロール、３：カラー、４：エアベアリング、５：スラストプレート、６：回り止め板、７：ハウジング、２０：ロール本体、２１：シャフト、２２：ロール本体２０の端面、２３：シャフト２１の根元部、２４：シャフト２１の先端部、２５：シャフト２１の段差面、３０：カラー本体、３１：カラー本体３０の一方の端面、３２：フランジ、３３：カラー本体３０の他方の端面、３４：ネジ穴、４０：ベアリング本体、４１：ベアリング本体４０の一方の端面、４２：ベアリング本体４０の他方の端面、４３：フランジ、４４：ベアリング本体４０の内周面、４５：ラジアル軸受用多孔質焼結層、４６：スラスト軸受用多孔質焼結層、４７：固定ピン用穴、４８：ベアリング本体４０の外周面、４９：止め輪用溝、５１：スラストプレート５の一方の面、５２：スラストプレート５の他方の面、５３：カラー取付用のボルト穴、５４：回り止め板取付用のネジ穴、６１：回り止め板６の一方の面、６２：回り止め板６の他方の面、６３：ボルト穴、６４：固定ピン用穴、６５：回り止め板６の内周面、６６：回り止め板６の外周面、６７：スリット、６８：深座ぐり付きネジ穴、７０：ハウジング本体、７１：ハウジング本体７０の一方の面、７２：ハウジング本体７０の他方の面、７３：貫通穴、７４：球面ブッシュ、７５：ホルダ、７６：ストッパ、７７：ネジ穴、７８：ボルト穴、７９：貫通穴７３の段差、８１～８４：ボルト、８５：止め輪、４１０、４１１：通気路、７４０：中空部
1: air roll unit, 2: roll, 3: collar, 4: air bearing, 5: thrust plate, 6: detent plate, 7: housing, 20: roll body, 21: shaft, 22: end face of roll body 20 , 23: root portion of the shaft 21, 24: tip portion of the shaft 21, 25: stepped surface of the shaft 21, 30: collar body, 31: one end surface of the collar body 30, 32: flange, 33: collar body 30 The other end face, 34: screw hole, 40: bearing body, 41: one end face of the bearing body 40, 42: the other end face of the bearing body 40, 43: flange, 44: the inner peripheral face of the bearing body 40, 45: Porous sintered layer for radial bearing, 46: porous sintered layer for thrust bearing, 47: hole for fixing pin, 48: outer peripheral surface of bearing body 40, 49: retaining ring Groove, 51: One surface of thrust plate 5, 52: Other surface of thrust plate 5, 53: Bolt hole for attaching collar, 54: Screw hole for attaching rotation stopper plate, 61: One of rotation stopper plate 6 62: the other surface of the detent plate 6, 63: bolt hole, 64: fixing pin hole, 65: inner peripheral surface of the detent plate 6, 66: outer peripheral surface of the detent plate 6, 67: slit 68: Screw hole with counterbore, 70: Housing body, 71: One surface of the housing body 70, 72: The other surface of the housing body 70, 73: Through hole, 74: Spherical bush, 75: Holder, 76 : Stopper, 77: Screw hole, 78: Bolt hole, 79: Step between the through hole 73, 81 to 84: Bolt, 85: Retaining ring, 410, 411: Ventilation path, 740: Hollow part
Claims (5)
- ロールを非接触で支持するエアロールユニットであって、
前記ロールに連結されたシャフトと、
前記シャフトの外径よりも大きな内径を有し、当該シャフトが着脱可能に挿入されたカラーと、
前記カラーの外周面を非接触で支持するエアベアリングと、
前記カラーを、前記シャフトから取外し可能に前記シャフトに固定する取付手段と、を有する
ことを特徴とするエアロールユニット。 An air roll unit that supports a roll in a non-contact manner,
A shaft coupled to the roll;
A collar having an inner diameter larger than the outer diameter of the shaft, and the shaft is detachably inserted;
An air bearing for supporting the outer peripheral surface of the collar in a non-contact manner;
An air roll unit comprising: an attaching means for fixing the collar to the shaft so as to be removable from the shaft. - 請求項１に記載のエアロールユニットであって、
前記取付手段は、
前記シャフトが挿入された中空円板状の回り止め板と、
前記回り止め板に前記カラーを着脱可能に固定する固定手段と、を有する
ことを特徴とするエアロールユニット。 The air roll unit according to claim 1,
The attachment means includes
A hollow disc-shaped detent plate in which the shaft is inserted;
An air roll unit comprising: fixing means for detachably fixing the collar to the rotation stopper plate. - 請求項２に記載のエアロールユニットであって、
前記固定手段は、
前記カラーの一方の端面に取り付けられた中空円板状のスラストプレートと、
前記スラストプレートを前記回り止め板に固定するためのボルトと、を有する
ことを特徴とするエアロールユニット。 The air roll unit according to claim 2,
The fixing means includes
A hollow disc-like thrust plate attached to one end face of the collar;
An air roll unit comprising: a bolt for fixing the thrust plate to the rotation stop plate. - 請求項２または３に記載のエアロールユニットであって、
前記エアベアリングの一方の端面には、ピン挿入用穴が形成されており、
前記回り止め板には、前記エアベアリングと前記シャフトとの回転を拘束するための固定ピンを通すためのピン挿入用貫通穴が形成されており、
前記固定ピンは、前記ピン挿入用貫通穴を介して、当該固定ピンの先端部が前記ピン挿入穴に挿入される
ことを特徴とするエアロールユニット。 The air roll unit according to claim 2 or 3,
A pin insertion hole is formed on one end surface of the air bearing,
The rotation stopper plate is formed with a pin insertion through-hole for passing a fixing pin for restraining rotation of the air bearing and the shaft.
The air roll unit, wherein the fixing pin is inserted into the pin insertion hole through the pin insertion through hole. - 請求項２ないし４のいずれか一項に記載のエアロールユニットであって、
前記回り止め板には、径方向のスリットと、前記スリットと交差するネジ穴と、が形成されており、
前記回り止め板の外周面から前記スリットを通過して前記ネジ穴にねじこまれ、当該スリットの間隔を調節するネジをさらに有する
ことを特徴とするエアロールユニット。 The air roll unit according to any one of claims 2 to 4,
The rotation stopper plate is formed with a radial slit and a screw hole intersecting with the slit,
An air roll unit, further comprising a screw that passes through the slit from the outer peripheral surface of the rotation stopper plate and is screwed into the screw hole to adjust the interval between the slits.
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