(57)【要約】【課題】液圧式駆動モーターにより駆動されるオープンロールにおいて、ロールの据付や交換時における作業を容易なものとし、また、ロールを引き離す際にも広いスペースを必要としない回転シャフトの連結技術を提供する。【解決手段】２本の回転シャフトを互いに連結する回転シャフトの連結装置であって、一方の回転シャフトを構成する雌型部品内に回転軸上で、挿入可能で雌型部品と回転シャフトの周方向に係合する雄型部を備えると共に、他方の回転シャフトを構成する雄型部品を回転軸上で挿入可能で、雄型部品と回転シャフトの周方向に係合する雌型部を備え、雄型部と雌型部の間にフランジ部が設けられており、雄型部とフランジ部は一つの部品で形成されており、雌型部はフランジ部とボルトにより雄型部と固定されている回転シャフトの連結装置。【選択図】図１
2020063755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本の回転シャフトを互いに連結する回転シャフトの連結装置であって、
一方の回転シャフトを構成する雌型部品内に回転軸上で挿入可能で、前記雌型部品と回転シャフトの周方向に係合する雄型部を備えると共に、
他方の回転シャフトを構成する雄型部品を回転軸上で挿入可能で、前記雄型部品と回転シャフトの周方向に係合する雌型部を備え、
前記雄型部と前記雌型部の間にフランジ部が設けられており、
前記雄型部と前記フランジ部は一つの部品で形成されており、
前記雌型部は前記フランジ部とボルトにより前記雄型部と固定されていることを特徴とする回転シャフトの連結装置。
【請求項２】
前記フランジ部と前記雌型部とを連通するキー溝と、
前記キー溝に挿通され、前記フランジ部と前記雌型部とをシャフトの周方向に係合するキーとを備えていることを特徴とする請求項１に記載の回転シャフトの連結装置。
【請求項３】
前記雌型部品の内周面に形成された雌スプラインと係合する雄スプラインが前記雄型部に設けられており、
前記雌スプラインと前記雄スプラインの係合により、前記雌型部品と前記雄型部とが係合されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転シャフトの連結装置。
【請求項４】
前記雄型部品の外周面上の長手方向にキー部が設けられていると共に、
前記雌型部の内周面に、前記キー部と係合するキー部挿入溝が設けられており、
前記キー部と前記キー部挿入溝との係合により、前記雄型部品と前記雌型部とが係合されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の回転シャフトの連結装置。
【請求項５】
２つの駆動モーターのそれぞれの回転により、２本のロールのそれぞれを回転させるオープンロールであって、
前記２つの駆動モーターの回転シャフトと前記２本のロールのそれぞれとが、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の回転シャフトの連結装置を用いて、連結されていることを特徴とするオープンロール。
【請求項６】
前記２つの駆動モーターのそれぞれが、液圧式駆動モーターであることを特徴とする請求項５に記載のオープンロール。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載のオープンロール、および、前記液圧式駆動モーターの回転を制御する油圧ユニットを備えていることを特徴とする樹脂・ゴム混練装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オープンロールの回転シャフトと駆動モーターの回転シャフトとを連結する回転シャフトの連結装置、および前記回転シャフトの連結装置により駆動モーターと連結された２本のロールを備えるオープンロール、ならびに、前記オープンロールを備える樹脂・ゴム混練装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製品やゴム製品は、樹脂やゴムに各種の配合剤が配合されて構成されており、一般的には、オープンロールを用いて混練した後、所定の形状に成形することにより製造されている。
【０００３】
このオープンロールを用いた混練は、樹脂やゴムを回転速度が異なる２本のロール（前ロールおよび後ロール）間を通してせん断力を与えることにより行われるため、混練効率の向上を図ったり、混練後の樹脂コンパウンドやゴムコンパウンドにおいて所望する粘度を得るためには、２本のロールの速度比が重要である。
【０００４】
従来のオープンロールにおいては、電動式駆動モーターの回転を減速機にて減速させた後、歯車によって２本のロールの速度比を設定して、各ロールへ動力を伝達していた。
【０００５】
図５は、この電動式駆動モーターを備えたオープンロールの駆動構造を説明する図である。図５に示すように、電動式駆動モーター１００の回転により発生した駆動力は、減速機１０３にて減速された後、減速機１０３に連結された歯車１０４に伝達される。そして、歯車１０４と噛み合うように配置された歯車１０５を介して後ロール１０１に伝達されて、後ロール１０１が回転する。そして、後ロール１０１の他方において、歯車１０６から歯車１０７に駆動力が伝達されることにより、前ロール１０２が回転する。
【０００６】
しかしながら、このように歯車による駆動力の伝達の場合には、２本のロールの速度比は一定となるため、多種多様な樹脂品質、ゴム品質の要求に応じることが難しい。
【０００７】
そこで、電動式駆動モーターに替えて、液圧式駆動モーターを用いて２本のロールを駆動させることが提案されている（例えば特許文献１参照）。図６は、この液圧式駆動モーターを備えたオープンロールの駆動構造を説明する図である。
【０００８】
図６に示すように、後ロール２０１、前ロール２０２のそれぞれの側方には液圧式駆動モーター２０４が配置されており、各液圧式駆動モーター２０４は油圧ユニット２００からの油圧によって回転が制御されている。このため、回転が制御された液圧式駆動モーター２０４の回転シャフトと各ロール２０１、２０２の回転シャフトとを連結装置（カップリング）２０３を用いて連結することにより、２本のロールの速度比を適宜、所望する速度比に設定することができるように、オープンロールを構成させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特表２０１７−５１１４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、通常使用されるオープンロールは、ロール径が２０インチや２４インチと大きく、それに合わせて、回転シャフトも太くなっている。このため、太い回転シャフトに合わせてシャフトの連結装置を作製する場合には、大きな加工機が必要となり、対応可能なメーカーが限られる。
【００１１】
また、作製されるシャフトの連結装置は、大きなロールを故障することなく回転させるためには強度が必要で、肉厚とならざるを得ず、重量も大きくならざるを得ない。このため、ロールの据付や交換時における作業も容易ではなく、技術を必要とする。また、シャフトの連結装置とロールを引き離す際には、広いスペースが必要となる。
【００１２】
そこで、本発明は、液圧式駆動モーターにより駆動されるオープンロールにおいて、ロールの据付や交換時における作業を容易なものとし、また、ロールを引き離す際にも広いスペースを必要としない回転シャフトの連結技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者は、上記課題の解決について鋭意検討を行い、以下に記載する発明により上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１４】
請求項１に記載の発明は、
２本の回転シャフトを互いに連結する回転シャフトの連結装置であって、
一方の回転シャフトを構成する雌型部品内に回転軸上で挿入可能で、前記雌型部品と回転シャフトの周方向に係合する雄型部を備えると共に、
他方の回転シャフトを構成する雄型部品を回転軸上で挿入可能で、前記雄型部品と回転シャフトの周方向に係合する雌型部を備え、
前記雄型部と前記雌型部の間にフランジ部が設けられており、
前記雄型部と前記フランジ部は一つの部品で形成されており、
前記雌型部は前記フランジ部とボルトにより前記雄型部と固定されていることを特徴とする回転シャフトの連結装置である。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、
前記フランジ部と前記雌型部とを連通するキー溝と、
前記キー溝に挿通され、前記フランジ部と前記雌型部とをシャフトの周方向に係合するキーとを備えていることを特徴とする請求項１に記載の回転シャフトの連結装置である。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、
前記雌型部品の内周面に形成された雌スプラインと係合する雄スプラインが前記雄型部に設けられており、
前記雌スプラインと前記雄スプラインの係合により、前記雌型部品と前記雄型部とが係合されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転シャフトの連結装置である。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、
前記雄型部品の外周面上の長手方向にキー部が設けられていると共に、
前記雌型部の内周面に、前記キー部と係合するキー部挿入溝が設けられており、
前記キー部と前記キー部挿入溝との係合により、前記雄型部品と前記雌型部とが係合されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の回転シャフトの連結装置である。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、
２つの駆動モーターのそれぞれの回転により、２本のロールのそれぞれを回転させるオープンロールであって、
前記２つの駆動モーターの回転シャフトと前記２本のロールのそれぞれとが、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の回転シャフトの連結装置を用いて、連結されていることを特徴とするオープンロールである。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、
前記２つの駆動モーターのそれぞれが、液圧式駆動モーターであることを特徴とする請求項５に記載のオープンロールである。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、
請求項５または請求項６に記載のオープンロール、および、前記液圧式駆動モーターの回転を制御する油圧ユニットを備えていることを特徴とする樹脂・ゴム混練装置である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、液圧式駆動モーターにより駆動されるオープンロールにおいて、ロールの据付や交換時における作業を容易なものとし、また、ロールを引き離す際にも広いスペースを必要としない回転シャフトの連結技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る回転シャフトの連結装置の構造を示す図であって、（ａ）は（ｂ）におけるＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図２】従来の回転シャフトの連結装置の構造を示す図であって、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は正断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る連結装置で連結された２つの回転シャフトの連結の構造を示す正断面図である。
【図４】従来の連結装置で連結された２つの回転シャフトの連結の構造を示す正断面図である。
【図５】電動式駆動モーターを備えたオープンロールの駆動構造を説明する図である。
【図６】液圧式駆動モーターを備えたオープンロールの駆動構造を説明する図である
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を用いて本発明を具体的に説明する。なお、以下においては、樹脂・ゴム混練用オープンロールに用いられる回転シャフトの連結装置を例に挙げて説明する。
【００２４】
１．従来の回転シャフトの連結装置における問題点
本実施の形態の理解を容易にするため、初めに、前記した従来の回転シャフトの連結装置における問題点について、図面を用いて説明する。
【００２５】
図２は、従来の回転シャフトの連結装置の構造を示す図であって、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は正断面図である。なお、図２において、３は連結装置、３１は雄型部、３２は雌型部である。そして、３１ａは雄スプライン、３２ａは回転シャフト挿入孔、３２ｂはキー部挿入溝である。
【００２６】
図２に示すように、従来の連結装置３では、雄型部３１と雌型部３２とが一つの部品として作製されている。このため、形状が大きくなり、大きな加工機が必要で対応可能なメーカーが限られ、ロールの据付や交換時における作業も容易ではない。
【００２７】
２．本実施の形態に係るシャフトの連結装置の構造
図１は本実施の形態に係る回転シャフトの連結装置（以下、単に「連結装置」ともいう）の構造を示す図であって、（ａ）は（ｂ）におけるＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は側面図である。なお、図１において、１は連結装置、１１は雄型部、１２は雌型部である。そして、１３はフランジ部である。
【００２８】
本実施の形態において、連結装置１は、図１に示すように、雄型部１１と雌型部１２とを備えており、雄型部１１と雌型部１２との間に雄型部１１と一体的に形成されたフランジ部１３が設けられている。このようなフランジ部１３を有していることにより、雌型部１２と雄型部１１およびフランジ部１３とを自在に連結したり、切り離したりすることができる。
【００２９】
雄型部１１は、円柱状に形成されており、回転シャフトを構成する雌型部品（例えば、液圧式駆動モーター）の回転シャフト内に回転軸上で挿入できるように、外側面に雄スプライン１１ａが設けられている。そして、雄スプライン１１ａを雌型部品に設けられた雌スプラインに挿入することにより、雄型部１１と雌型部品とがシャフトの周方向に固定できるように構成されている。
【００３０】
雌型部１２は、円筒状に形成されており、内側に回転シャフトを構成する雄型部品（例えば、ロール）の回転シャフトを回転軸上で挿入できるように回転シャフト挿入孔１２ａが設けられており、回転軸挿入孔１２ａの内面には長手方向にキー部挿入溝１２ｂが設けられている。そして、このキー部挿入溝１２ｂに、雄型部１１の外側面に設けられたキー部（凸条）を嵌合させることにより、雌型部１２と雄型部品の回転シャフトとが回転軸上で係合されるように構成されている。
【００３１】
フランジ部１３は、雄型部１１とで一つの部品に形成されている。外周縁にはボルト１５を挿通させるためのボルト穴１３ｂが、周方向に等間隔で複数個設けられており、雌型部１２に設けられた複数個のネジ穴１２ｄにボルト１５を挿通させて螺合することにより、雄型部１１と雌型部１２とを連結させることができる。
【００３２】
このように、本実施の形態においては、雄型部１１と雌型部１２との間にフランジ部１３を設け、雌型部１２をボルト１５を用いてフランジ部１３と連結する構成としているため、従来のように雄型部と雌型部とを一つの部品として連結装置１を作製する必要がなく、より小型で軽量、より単純な形状の部品に分割することが可能となる。この結果、ロール径の大きなオープンロールに対応したシャフトの連結装置であっても、大型の加工機を用いることなく製造することができる。
【００３３】
また、ボルト１５による螺合を解除することにより、容易に、雌型部１２を雄型部１１、フランジ部１３から切り離すことができるため、従来の連結装置の重量を２つに分割でき、連結装置１の据付や交換作業をより少ない労力で、より高い安全性の環境下で行うことができる。さらに、雄スプライン１１ａやキー部挿入溝１２ｂの交換も部分交換が可能となるため、費用の低減を図ることができる。
【００３４】
本実施の形態において、連結装置１は、さらにフランジ部１３と雌型部１２とを連通するキー溝を備えている。即ち、フランジ部１３の外周縁部にはフランジ部キー溝１３ａが設けられており、雌型部１２のフランジ部１３との合わせ面には雌型部キー溝１２ｃが設けられている。そして、フランジ部キー溝１３ａと雌型部キー溝１２ｃは、合わせ面を跨いで連通している。また、これらのキー溝に挿通されるキー１４を備えている。
【００３５】
このキー１４を前記２つのキー溝１３ａ、１２ｃが連通したキー溝に挿通させることにより、雌型部１２とフランジ部１３の両者を、シャフトの周方向に強固に係合させることができる。この結果、ボルト１５に負担を掛けることなく、従来の一つの部品として作製する場合と同程度の強度の係合機能を維持することができる。キー１４は、ボルト１６をキー１４に設けられたボルト穴１４ａに挿通して、ねじ穴１２ｅで螺合することにより、雌型部１２に固定される。
【００３６】
３．回転シャフトの連結
次に、本実施の形態に係る連結装置で連結された２つの回転シャフトの連結について説明する。図３は本実施の形態に係る連結装置で連結された２つの回転シャフトの連結の構造を示す正断面図であり、図４は従来の連結装置で連結された２つの回転シャフトの連結の構造を示す正断面図である。図３、４において２は液圧式駆動モーターであり、２１は液圧式駆動モーターの回転シャフトであり、２１ａはその内面に形成された雌スプラインである。なお、オープンロールの回転シャフトは、それぞれの回転シャフト挿入孔１２ａ、３２ａに挿入されるが記載を省略している。図３、図４に示すように、回転シャフトの連結自体は、従来と本実施の形態との間に差異はない。
【００３７】
液圧式駆動モーターの回転シャフト２１は円筒状に形成されており、雄型部１１（図３）、３１（図４）は、液圧式駆動モーターの回転シャフト２１の内側に挿入される。このとき、雄スプライン１１ａ、３１ａが液圧式駆動モーターの回転シャフト２１の内面に形成された雌スプライン２１ａと嵌め合わされ、雄型部１１、３１と液圧式駆動モーターの回転シャフト２１が周方向に固定される。
【００３８】
一方、オープンロールの回転シャフトは円柱状に形成されており、雌型部１２、３２の回転シャフト挿入孔１２ａ、３２ａに挿入される。そして、オープンロールの回転シャフトの外周面に設けられたキーが、キー部挿入溝１２ｂ、３２ｂに嵌め合わされ、雌型部１２、３２とオープンロールの回転シャフトとが周方向に固定される。
【００３９】
４．連結装置の交換
次に、連結装置の交換について説明する。連結装置が故障した場合、液圧式駆動モーター２を後退させて連結装置を回転シャフトから抜き取る必要がある。このため、交換作業に際しては、液圧式駆動モーター側に連結装置交換作業用のスペースを確保する必要がある。
【００４０】
図３、図４でＬ１は雌型部１２、３２をキー部から抜き取る際に必要なキー部の抜きしろであり、Ｌ２、Ｌ２’は液圧式駆動モーター交換時の抜きしろであり、Ｓ、Ｓ’は連結装置一式の交換時に必要なスペースである。
【００４１】
本実施の形態の場合、交換に際して先ず、ボルト１５を取り除いて、雌型部１２とフランジ部１３の連結を解除する。また、ボルト１６を取り除いてキー１４を抜き取る。次に、液圧式駆動モーター２を雄型部１１、フランジ部１３ごとＬ２だけ、雌型部１２から引き離す。その後、雄型部１１を液圧式駆動モーターの回転シャフト２１から抜き取る。そして、Ｌ１だけ雌型部１２から引き離して、雌型部１２をキー部から抜き取る。このように、本実施の形態においては、Ｌ１に対応する小さなスペースＳを設けるだけで、連結装置一式を交換することができるため、交換作業に際して大きなスペースを必要としない。
【００４２】
一方、従来の連結装置３を用いて連結している場合、前記したように、雄型部３１と雌型部３２とは一つの部品として作製されているため、連結装置３を交換するには、図４に示すように、キー部の抜きしろＬ１と液圧式駆動モーター交換時の抜きしろＬ２’とを合わせた長さに対応する大きなスペースＳ’を確保することが必要となる。
【００４３】
５．オープンロール、樹脂・ゴム混練装置
本実施の形態に係る連結装置を用いて、液圧式駆動モーターの回転シャフトとロールの回転シャフトとを連結して、オープンロールを形成させることができる。前記したように、本実施の形態に係る連結装置は、雌型部と雄型部とを分割して重量を軽減させているため、据付、交換、運搬を容易に行うことができる。
【００４４】
そして、このオープンロールを、油圧ユニットと共に配置することにより、樹脂・ゴム混練装置とすることができる。このとき、油圧ユニットの油圧によって、それぞれの液圧式駆動モーターの回転が制御されるため、２本のロールの速度比を適宜、所望する速度比に設定することができる。この結果、混練効率の向上を図ったり、混練後の樹脂コンパウンドやゴムコンパウンドにおいて所望する粘度を得ることができる。
【００４５】
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１、３                            連結装置
２                                液圧式駆動モーター
１１、３１                        雄型部
１１ａ、３１ａ                    雄スプライン
１２、３２                        雌型部
１２ａ、３２ａ                    回転シャフト挿入孔
１２ｂ、３２ｂ                    キー部挿入溝
１２ｃ                            雌型部キー溝
１２ｄ、１２ｅ                    ネジ穴
１３                              フランジ部
１３ａ                            フランジ部キー溝
１３ｂ、１４ａ                    ボルト穴
１４                              キー
１５、１６                        ボルト
２１                              液圧式駆動モーターの回転シャフト
２１ａ                            雌スプライン
１００                            電動式駆動モーター
１０１、２０１                    後ロール
１０２、２０２                    前ロール
１０３                            減速機
１０４、１０５、１０６、１０７    歯車
２００                            油圧ユニット
２０３                            連結装置
２０４                            液圧式駆動モーター
Ｌ１                              キー部の抜きしろ
Ｌ２、Ｌ２’                      液圧式駆動モーター交換時の抜きしろ
Ｓ、Ｓ’                          連結装置一式の交換時に必要なスペース
【図１】
2020063755.tif 000003
【図２】
2020063755.tif 000004
【図３】
2020063755.tif 000005
【図４】
2020063755.tif 000006
【図５】
2020063755.tif 000007
【図６】
2020063755.tif 000008