JP5165983B2 - 搬送装置用ローラ部材および搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、板状部材の搬送装置における搬送ローラ部材、詳細には、ガラス板部材等の板状部材を搬送する際、板状部材を担持して板状部材を搬送方向に移動させるための搬送ローラ部材に関する。

ガラス板等の板状部材を搬送する装置では、モータからの動力により平行に配設された複数の回転軸を駆動させ、この各回転軸の回転を利用して板状部材を所望する進行方向に搬送する構成を採用している。このような搬送装置において上記各回転軸の回転を板状部材に伝達するにはその軸線周りに取付けられた複数のローラがこれを担っており、具体的には各ローラの半径方向上方からローラ上に板状部材を載置し、各回転軸の回転と連動して回転するローラの回転について摩擦力を通じて板状部材の下面（ローラとの接触面）に伝達することで板状部材を搬送する。

上記ローラは軸穴（以下、「ボス穴」とも称する）が設けられており、この軸穴を搬送装置の各回転軸に通して該回転軸と連結されている。従って、ローラの軸穴の内壁には回転軸の大きな駆動力による面圧が作用することとなり、この面圧対策としてボス成形やキー結合が代表的である。具体的に言えば、前者は面圧を低くするために軸穴の幅を広くする、すなわち軸穴の軸線方向の長さを増大させる、ためにボスを成形している。また、後者は、軸穴として丸穴を切削し、ボスの内壁にキー溝を設け、回転軸表面にキーを装着し、該キーをキー溝に嵌合させることで回転軸とローラとの連結強度を増大させることを企図している。

ここでローラの材質に言及すれば、従来の搬送コンベア１２用では樹脂製のものを使用しており、代表的にはＰＥＥＫ製のローラや、ＰＯＭ製のローラの使用が知られている。しかしながら、ＰＥＥＫ製のローラを使用すると、高硬度であるが高価な材質であるためボスの成形を行う場合、コストが増大するという問題があった。また、ＰＯＭ製のローラを使用すると、比較的安価な材質という点ではＰＥＥＫ製のローラほどコスト増加の問題は少ないが、軟質な材質であるためキー結合を行う際の連結強度に問題があった。換言すれば、従来の搬送装置の各回転軸の軸線周りのローラ（以下、「ローラ部材」または「搬送装置用ローラ部材」と称する）の構成では、回転軸との連結強度の担保と安価なローラ部材の提供とを同時に達成することが困難であった。

また、上記のごとき従来のキー結合でローラ部材と回転軸を連結する方法では、ローラ部材側のキー溝及び回転軸側のキー溝とキーとの間に隙間が生じ、この隙間を押さえて十分な連結を確保するためには、別途、ローラ部材と回転軸とをネジ結合する必要があり、加工コスト及び労力が増大することや回転軸表面が傷付くことの弊害も生じていた。さらに、このようなネジ結合を行った場合、ローラ部材が疲労した際に交換しようとしてもその都度ネジを外す必要があり、大きな労力を要するものとなっていた。
特開２００５−２７９３１１号公報

本発明は、上述の問題点を解決しようとしたものであり、ガラス板部材等の板状部材を搬送する装置において、回転軸との十分な連結状態を確保しつつ、回転軸の損傷、加工コスト及び労力の低減を達成することを可能とする板状部材を搬送方向に移動させるための搬送装置用ローラ部材を提供することを目的とする。

本発明は、並列して同方向に回転駆動する複数の多角形状の回転軸によって目的対象物を搬送する装置において、各回転軸の軸線周りに装着され、前記目的対象物を担持するローラ部材を提供する。このローラ部材では、軸線方向に一方の端部から他方の端部に亘って中空なボス穴を有する筒状のボス部材と、ボス部材の軸線方向の略中間の位置でボス部材の外壁面の周囲で環状に固着される環状部材とを備えている。環状部材の外周縁は軸線方向に曲面で形成されている。また、ボス部材のボス穴は、各回転軸に対して滑動可能な状態で嵌合することができ、例えば略正六角形状が好ましい。従って、回転軸もボス穴と嵌合可能な六角形状等の多角形状に成形している必要がある。

また、ボス部材と環状部材とは熱可塑性樹脂材料で一体に成形されており、例えば、熱可塑性樹脂材料として、ポリアミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート、ポリフェニルエテール、ポリプチレンテレフタレート、超高分子量ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデンのいずれかで構成されていることが好ましい。さらに、ボス部材と環状部材は、除電材料が混合されても良く、例えば、除電材料としてカーボンが挙げられる。

また、環状部材の外周縁はゴムリングで被覆され、ゴムリングとしてはエチレンプロピレンゴム又はシリコンゴムで構成されることが好ましい。さらに、このゴムリングには、カーボン等の除電材料が付与されることもある。

また、本発明の搬送装置では、並列して同方向に回転駆動する複数の多角形状の回転軸と、各回転軸の軸線周りに装着されて該各回転軸と協動して回転するローラ部材と、各回転軸それぞれに装着されたローラ部材の間で前記回転軸を内部に通して配設される中空の棒部材と、を備えている。このローラ部材は、軸線方向に一方の端部から他方の端部に亘って中空なボス穴を有する筒状のボス部材と、ボス部材の軸線方向の略中間の位置で該ボス部材の外壁面の周囲で環状に固着される環状部材とを有し、環状部材の外周縁は軸線方向に曲面で形成されている。さらに、ボス部材のボス穴は、各回転軸に対して自由に滑動可能な状態で嵌合することができ、棒部材は、各回転軸それぞれに装着されたローラ部材を回転軸の軸線方向に位置決めしている。なお、それぞれの構成部材の好ましい材質や付加部材については上述する搬送装置用ローラ部材と同様である。その他、軟質材料を使用できることとなったため回転軸との嵌合精度が少々低くても材質自体に延びしろがあり、製造誤差を甘受できる。その結果、搬送用ローラ部材の歩留まりを良好なものにし得る。

本発明の搬送装置用ローラ部材および搬送装置によれば、略正六角形状等の多角断面形状のボス穴を有するため、キー結合や別途のネジ結合をせずとも、同様に多角断面形状の各回転軸と嵌合するため両者は回転方向に十分に連結される。すなわち、ローラ部材と回転軸とは、回転方向に固定されるため、回転駆動時に大きな負荷が作用してもすべりや磨耗が少なく十分な連結を維持することができる。

また、ローラ部材は回転軸に対して軸線方向に自由に滑動可能な状態で連結されており、各回転軸の中に配設されるそれぞれのローラ部材の間で棒状部材を介挿させる。この棒部材によって回転軸とローラ部材とは回転軸の軸線方向に固定されるだけでなく、回転軸から棒状部材を引き抜いた後にローラ部材を引き抜くだけで疲労したローラ部材のみを交換することも容易なものとなる。

また、ローラ部材は、多角形断面のボス穴で嵌合させて回転軸と連結せしめるため、ボス部材と環状部材の材質を、上述する軟質な汎用エンジニアリングプラスチック（樹脂材料）で構成することができ、従来のようなＰＥＥＫ材等のスーパーエンプラ（スーパーエンジニアリングプラスチック）を使用しなくても良い。このことは加工労力・コストを軽減させるだけでなく、材料コストも大幅に軽減することができる。また、このような軟化材料では、耐熱性に問題がある場合も考えられるが、このような場合には別途、環状部材の周囲（外周縁）にゴムリングを被覆すれば足り、例えば、シリコンやＥＰＴ等の高耐熱性、高強度の材質のものを使用すれば良い。また、搬送対象物によっては、例えばガラス部材を搬送する場合、ローラ部材と搬送対象物との摩擦で静電気を発生させる場合がある。このとき従来のＰＥＥＫ材等では、別途の静電手段（イオナイザー等）を必要とする、又はカーボン等の除電材料を混合してローラ部材自体に除電性をもたせることが困難であった、のに対して本ローラ部材では容易に除電材料を混合することができる。また、本ローラ部材に除電材料を混合した後、さらに汎用の除電材料を含んだカバーゴムを巻いて除電性を増大させても良い。従って、低コストで除電性の高い搬送装置、搬送装置用ローラ部材を提供することも可能としている。さらに、ローラ部材として上記のごとき軟質なプラスチック材料を使用すると射出成形も可能となり、ＰＥＥＫ材のような硬化プラスチックで切削成形しかできず製造コストを増大させるという問題も回避することができる。

発明の最良の実施形態

以下、本発明の搬送ローラ部材の実施形態について、搬送装置を例示しつつ説明する。まず、本発明の搬送ローラ部材について説明する前提として、該搬送ローラ部材を取り付ける搬送装置について言及する。

図１は、搬送装置１０を上方から見た平面図であり、図２は図１の搬送装置１０を側方（紙面下方）から見た正面図である。この搬送装置１０は対象をガラス板として矢印Ｘ方向を搬送する。まず、搬送装置１０は軸回転可能な複数の回転軸１６が並列に配設されており、その軸線方向の長さは少なくともガラス板の幅より長い。そして、搬送装置１０の側方には、モータ１４が取り付けられ、モータ１４からの動力により複数の回転軸１６が軸回転する。この各回転軸１６の回転を利用してガラス板（板状部材）を所望する進行方向（図１ではＸ方向）に搬送する構成をなしている。

このような搬送装置１０において上記各回転軸１６の回転を板状部材に伝達するには各回転軸１６の軸線周りに取付けられた複数のローラ部材１２がこれを担っている。図１に例示する搬送装置１０では各回転軸１６ごとに紙面左よりそれぞれ４、５、４、５、４、５、４、５、４個のローラ部材１２が取り付けられているが、各回転軸１６に取り付けられるローラ部材１２の個数は、ガラス板や搬送装置のサイズ等により適宜決定される設計事項である。このローラ部材１２には各ローラの半径方向上方からローラ部材上にガラス板の下面（ローラ部材１２との接触面）が載置され、各回転軸１６の回転と連動して回転するローラ部材１２の回転を摩擦力を通じて板状部材の下面に伝達することで板状部材を搬送する。

次に、上記ローラ部材１２の詳細について説明する。本実施の形態の説明ではローラ部材１２の例として図３、図４に示す２つのローラ部材の断面図で説明する。まず、図３では（ａ）としてローラ部材１２の側面図が示され、（ｂ）として（ａ）のローラ部材１２のボス穴２０ａを示している。このローラ部材１２は、ＰＯＭ（ポリアセタール）を主成分として構成された樹脂製ものである。また、ローラ部材１２は大きく２部材で構成されており、ボス穴２０ａを軸線方向に設けた中空のボス部材２０と、ボス部材２０の外周に設けられた環状部材２２とで形成されている。この２部材はその連結強度を考慮し、一体に形成されることが好ましく、ＰＯＭ製であることから切削成形のみならず、安価な射出成形も可能である。なお、図３のローラ部材１２ではＰＯＭ製のものを例示して説明したが、ローラ部材１２の材質は、その他の熱可塑性樹脂、例えば、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニルエテール、ポリプチレンテレフタレート、超高分子量ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン等でも良い。

次に、ローラ部材１２のボス穴２０ａについて言及する。図３（b）からも明らかなようにボス穴２０ａの断面形状は、六角形状である。従来のローラ部材では回転軸が円柱形状であり、この形状は規定のものと認識していたためキー結合等が前提となっていた。本発明では、このような前提認識を排除し、その結果、回転軸１６とローラ部材１２との両者の断面形状を創作し、断面形状を合わせることによる嵌合結合をさせたものである。この形状は、回転軸１６の回転に対して回転軸１２の外表面とローラ部材１２のボス穴２０ａの内壁とが滑らないようにして固着状態（回転方向に対し）にしている。従って、回転軸１６およびローラ部１２の成形の容易さや固着性が良好であったものとして六角形状のボス穴２０ａを図示しているが、回転軸１６の断面形状と、ローラ部材１２のボス穴２０ａの断面形状とが嵌合合致する多角形状であれば特に六角形状でなくとも差支えない。例えば、５〜１２角形状でも同様の効果が発揮されたことを付言しておく。また、その他の多角断面形状であってもローラ部材１２の材質強度やボス部材２０の軸線長さ等と相まった当業者の設計事項であることが理解されよう。

また、上述したようにローラ部材１２の環状部材２２はその外周縁２２ａにおいてガラス板等の搬送対象物を担持する。このとき搬送対象物は自重による撓みが発生し、外周縁２２ａで点接触することになる。図４を参照すれば(ａ)に示すような外周縁２２ａを直角に近い形状のままにしておくと、搬送対象物２４が２点接触となる（紙面鉛直方向も考慮すると２辺接触となる）。この状態では搬送対象物２４の自重が２点２２ｂに集中し、損壊の危険性が生じる。従って、本ローラ部材１２では、(b)に示すように外周縁２２ａの角をとり、搬送対象物２４を面で接触できるようにしている。

一方、搬送対象物２４との接触面を大きくすると搬送中に発生する静電気も大きくなる。これを回避するために本ローラ部材１２には、カーボン等の除電材料を混合させることが好ましい。このカーボン混合は、射出成形時に混合すれば良い。切削成形しか不能であるＰＥＥＫ材の場合、予めＰＥＥＫ製の部材から切り出して成形するためカーボンを混合させることが困難であったが、この点で本ローラ部材は軟質かつ射出成形な材料を使用するためカーボン混合量を変化させることで除電性を自由に変動させることを可能としている。

次に、本ローラ部材の変形例を図５を参照して説明する。この図では矢印Ｙ方向視は図６で示している。なお、図３と同一の参照番号の部材は同一の部材を示している。図５、図６からも明らかなようにこのローラ部材１１２では、図３のローラ部材１２にリング状の部材２６（斜線表示）が付加されている。この部材２６は、ゴムで形成された部材（「ゴムリング」と称する）であり、環状部材２２の外周縁２２ａに沿ってその全週に亘って被せられている。上述するようにＰＯＭ等の汎用エンジニアリングプラスチック（汎用エンプラ）の場合、ＰＥＥＫ等のスーパーエンジニアリングプラスチック（スーパーエンプラ）に比して軟質であり、耐熱性が低いという特質がある。従って、搬送対象物２４の搬送中に磨耗する、とりわけ搬送対象物２４が高温になっているとその傾向が強くなる。図５、図６のローラ部材１１２のゴムリング２６はこれを回避するために設けられている。

このゴムリング２６は、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＴゴム）又はシリコンゴムを主成分として構成されていることが好ましい。これらは、他のゴム材料は、一般汎用ゴムに比して耐熱性に優位性があり、その点で環状部材２２への熱伝導を回避することが可能となる。また、一般汎用ゴム等広くゴム材料であっても搬送対象物２４を直接ローラ部材１２で担時することを回避できるためゴムリング２６を磨耗させれば、これを交換すればローラ部材１２全体を交換する必要がなく、ゴムリング２６が環状部材２２の外周縁２２ａに被せるだけで装着できることと相まって疲労に対するメンテナンスが容易かつ低コスト化するという利点がある。

さらに、図５のローラ部材１１２のゴムリング２６にもカーボン等の除電材料を混合させることが好ましい。図３のローラ部材１２で説明したようにローラ部材そのものに除電材料を混合させて成形することも可能であるが、これだけでは除電性が不足する場合があり、又はローラ部材を切削成形した場合には除電材料を混合させることが困難となる。このような場合でも、ゴムリング２６は射出成形で形成されるので、除電物質を容易に混合させることができる。

ここで再び図１に戻って説明する。搬送装置用ローラ１２（１１２：以下、参照番号１１２は省略）について左から４列目、７列目のものは他のものと相違し、斜線表示されている。斜線表示されているローラ部材１２は、上述するローラ部材１２及び／又はゴムリング２６に除電材料が混合されたローラ部材であり、白抜き表示されているローラ部材１２は除電材料が混合されていないローラ部材１２である。この図１からも明らかなようにローラ部材１２に除電材料を混合させるか否かは搬送装置１０に配設されるローラ部材１２のすべてに対するものではなく、一部であっても十分であり、搬送対象物の除電性とローラ部材１２全体のコストに応じて当業者が決定する設計事項である。

さらに、図１では回転軸１６の参照番号の下に参照番号２８が表示されている。これは、回転軸１６を内部に通した状態での中空の棒状部材２８を表示したものである。上述してきたように本搬送装置用ローラ部材１２および搬送装置１０では、回転軸１６とボス穴２０ａとを同一の多角断面形状とすることで両者の回転方向の連結を確実なものとする構成を提供してきた。しかしながら、本ローラ部材１２ではその交換性容易性から軸線方向には滑動可能な状態になっている。そして、本発明では、軸線方向に上記中空の棒状部材２８とローラ部材１２とを順に回転軸１６に通すことで回転軸１６に対するローラ部材１２の位置決めを行っている。

詳細には、各回転軸１６に配設されたローラ部材１２それぞれの間にその間隔と同一長さの棒状部材２８を介挿させる。例えば、図１の最左列の回転軸１６で例示すれば、ローラ部材１２は軸線方向に４個配設されており、その間（及び端部）に棒状部材２８が５本介挿されている。このような構成の搬送装置１０を採用すれば、ローラ部材１２を容易に固定できるばかりでなく、交換の際にも回転軸１６から棒状部材２８、ローラ部材１２と順に繰り返して引き抜き、再度入れ込むだけで作業を完了させることができ、メンテナンス作業の効率化を達成できる。

さらに、棒状部材２８によるローラ部材１２の固定方法を採用すれば、棒状部材２８の長さを変化させるだけでローラ部材１２の位置を移動させることもでき、搬送対象物やローラ部材１２の全個数に応じたローラ部材１２の位置決め調整が容易となる。なお、棒状部材２８とローラ部材１２との固定は、前者の端部と後者の環状部材２２とが接触することでなされることは明らかである。棒状部材２８は、除電性、耐熱性、加工容易性等を考慮すれば樹脂製ものが好ましいが、金属材料等も考えられる。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、ここで示されたものは例示のものであり、当業者にとって特許請求の範囲の精神、明細書の教示内容を逸脱しない範囲で本発明の他の実施形態が存在することは容易に理解されよう。

本発明の搬送装置を上方から見た平面図である。 図１の搬送装置を紙面の下方から見た側面図である。 本発明の搬送装置用ローラ部材の一例を示す図である。 本発明の搬送装置用ローラ部材が搬送対象物を担持した状態を示す拡大図である。 図３の搬送装置用ローラ部材にゴムリングを被覆させた状態を示す図である。 図５の搬送装置用ローラ部材のＹ方向視である。

符号の説明

１０ 搬送装置
１２、１１２ 搬送装置用ローラ
１４ モータ
１６ 回転軸
２０ ボス部材
２２ 環状部材
２６ ゴムリング

Claims (7)

1. 並列して同方向に回転駆動する複数の多角形状の回転軸と、
   前記各回転軸の軸線周りに装着されて該各回転軸と協動して回転するローラ部材と、
   前記各回転軸それぞれに装着されたローラ部材の間で前記回転軸を内部に通して配設される中空の棒部材と、を備え、
   前記ローラ部材は、
   軸線方向に一方の端部から他方の端部に亘って中空なボス穴を有する筒状のボス部材と、
   前記ボス部材の軸線方向の略中間の位置で該ボス部材の外壁面の周囲で環状に固着される環状部材とを有し、該環状部材の外周縁は軸線方向が曲面で形成され、
   前記ボス部材と前記環状部材とは熱可塑性樹脂材料に除電材料が混合されて一体に射出成形され、
   さらに、前記ボス部材のボス穴は、前記各回転軸に対して自由に滑動可能な状態で嵌合することができ、
   前記棒部材は、該棒部材と前記ローラ部材とを順に前記各回転軸に通すことで、それぞれに装着された前記ローラ部材を回転軸に対する軸線方向に位置決めする、
   ことを特徴とする搬送装置。
2. 前記ボス穴と前記回転軸とは、略正六角形状である、ことを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記熱可塑性樹脂材料は、ポリアミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート、ポリフェニルエテール、ポリプチレンテレフタレート、超高分子量ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデンのいずれかで構成される、ことを特徴とする請求項２に記載の搬送装置。
4. 前記環状部材の外周縁はゴムリングでさらに被覆される、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の搬送装置。
5. 前記ゴムリングは、エチレンプロピレンゴム又はシリコンゴムで構成される、ことを特徴とする請求項４に記載の搬送装置。
6. 前記除電材料は、カーボンで構成される、ことを特徴とする請求項１又は５に記載の搬送装置。
7. 並列して同方向に回転駆動する複数の多角形状の回転軸によって目的対象物を搬送する装置において、各回転軸の軸線周りに装着され、前記目的対象物を担持するローラ部材であって、
   軸線方向に一方の端部から他方の端部に亘って中空なボス穴を有する筒状のボス部材と、
   前記ボス部材の軸線方向の略中間の位置で該ボス部材の外壁面の周囲で環状に固着される環状部材とを備え、該環状部材の外周縁は軸線方向が曲面で形成され、
   前記ボス部材と前記環状部材とは熱可塑性樹脂材料に除電材料が混合されて一体に射出成形され、
   前記ボス部材のボス穴は、前記各回転軸に対して自由に滑動可能な状態で嵌合することができる、
   ことを特徴とする搬送装置用ローラ部材。

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