(57)【要約】      （修正有）【課題】鋼板等の搬送物をフリーローラで支持する部分の面圧を低減するとともに、移送方向が無方向性のフリーローラ。【解決手段】軸受箱１１に縦軸１８によって支持された回転支持台１４と、その回転支持台１４上に設けられたブラケット１９と、そのブラケット１９に前記縦軸１８に対して直角方向に支持されたローラ軸２１と、そのローラ軸２１に回転自在に支持された円筒ローラ２２とからなる搬送用フリーローラにおいて、前記円筒ローラ２２に搬送物２６と線接触するフラット面が形成され、前記縦軸１８に対し前記円筒ローラ２２のローラ軸２１が一定の偏心距離Ｌをおいて設けられた構成。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受箱と、その軸受箱に縦軸によって支持された回転支持台と、その回転支持台上に設けられたブラケットと、そのブラケットに前記縦軸に対して直角方向に支持されたローラ軸と、前記ローラ軸により回転自在に支持されたローラとからなる搬送用フリーローラにおいて、前記ローラの搬送物との接触部分にフラット面が形成され、前記縦軸とローラ軸を支持する軸受が、円すいころ軸受の外向き型であり、前記縦軸に対し前記ローラ軸が一定の偏心距離をおいて設けられたことを特徴とする搬送用フリーローラ。
【請求項２】
前記ローラが円筒ローラであることを特徴とする請求項１に記載の搬送用フリーローラ。
【請求項３】
前記円筒ローラのフラット面の両端部に滑らかなアール又はクラウニングが施されたことを特徴とする請求項２に記載の搬送用フリーローラ。
【請求項４】
前記の偏心距離が、前記円筒ローラの直径の１０％又はその近傍の大きさに設定されたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の搬送用フリーローラ。
【請求項５】
前記縦軸とローラ軸を支持する軸受が、いずれも転がり軸受の背面組合せ軸受であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の搬送用フリーローラ。
【請求項６】
前記軸受の全面に耐錆処理が施されたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の搬送用フリーローラ。
【請求項７】
前記搬送物が船体用鋼板であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の搬送用フリーローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、船体用鋼板等の重量のある物体の移動、方向転換、突き合わせ等の搬送作業を行わせるフリーコンベヤに関し、特にそのフリーローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
船体用鋼板の溶接工程に用いられるフリーコンベヤは、溶接対象となる鋼板のサイズが大きく（例えば、４ｍ×１２ｍ）、また、正確な位置決めが要求される。このため、従来においては、前記フリーコンベヤのフリーローラとして一方向性のパイプローラやディスクローラに加え、無方向性のフリーベアリングを併用していた。フリーベアリングは、大鋼球を多数の小鋼球で支持し、その大鋼球上を鋼板が移動するように構成されたものである。
【０００３】
しかし、前記のフリーベアリングは搬送物である鋼板に大鋼球が点接触する構成であるため、接触部分における面圧が高くなり、鋼板に圧痕を生じるおそれがある。
【０００４】
一方、車両搬送用パレットを縦横に移動させる場合の搬送設備において、Ｘ、Ｙ方向の２方向性を備えたフリーローラが従来から知られている（特許文献１）。
【０００５】
このフリーローラは、球形ローラの中心に貫通されたローラ軸の両端部をローラ支持台で保持するとともに、そのローラ支持台を前記ローラ軸と直交する方向の軸線をもったアンギュラー玉軸受で回転自在に支持し、さらにそのアンギュラー玉軸受を支持する受け台を４５°傾斜させた構造となっている。受け台の傾斜によって、ローラ支持台の縦軸線が傾斜するため、球形ローラとパレットとの接触点（荷重点）が、前記縦軸線とパレットの支持面が交差する交点に対し一定距離だけ偏心した位置となる。
【０００６】
球形ローラを回転させるローラ軸と、ローラ支持台を回転させる縦軸が直交するため、前記荷重点に直交する方向の荷重がそれぞれ作用すると、球形ローラはローラ軸を中心として自転する場合と、前記ローラ軸と直交する方向の縦軸を中心に公転する場合とがあり、Ｘ、Ｙ方向の２方向性を有する。
【０００７】
前記のフリーローラを鋼板溶接工程のフリーコンベヤに用いることが考えられるが、球形ローラが鋼板に点接触するため、前記の場合と同様に、点接触部分における面圧が高くなり鋼板に圧痕を生じるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３０２１１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、この発明は、鋼板等の搬送物をローラで支持する部分の面圧を低減するとともに、移送方向がＸ、Ｙ方向だけでなく、Ｘ、Ｙ間の任意の角度方向（θ方向）への移送も可能とすることにより、いずれの方向にも移送できる無方向性のフリーローラ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】
【００１０】
前記の課題を解決するために、この発明は、軸受箱と、その軸受箱に縦軸によって支持された回転支持台と、その回転支持台上に設けられたブラケットと、そのブラケットに前記縦軸に対して直角方向に支持されたローラ軸と、前記ローラ軸により回転自在に支持されたローラとからなる搬送用フリーローラにおいて、前記ローラの搬送物との接触部分にフラット面が形成され、前記縦軸に対し前記ローラ軸が一定の偏心距離をおいて設けられた構成としたものである。
【００１１】
前記回転支持台の縦軸は前記ローラの公転中心となり、またローラ軸は当該ローラの自転軸となる。ローラは、搬送物から受ける移送方向の力によってローラ軸がその力の方向と直交する角度まで公転する。ローラ軸はその位置において自転し、搬送物を移送する。
【００１２】
なお、前記のローラとしては円筒ローラを用いることが望ましい。また、前記縦軸とローラ軸を支持する軸受として、いずれもアンギュラー玉軸受又は円すいころ軸受の背面組合せ型のものを使用することが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、搬送物に作用する力の方向が一定の搬送平面内のいかなる方向であっても、ローラがその自転軸と前記力の方向とが直交する位置まで公転し、その位置で自転する。これにより、ローラは無方向性のフリーローラとして使用することができる。
【００１４】
前記ローラは無方向性であるので、これを用いたフリーコンベヤは、その上に載せられた船体用鋼板等の搬送物を任意の姿勢に変更させることができ、鋼板溶接時等における正確な位置決めが可能となる。
【００１５】
また、前記ローラは搬送物に対して線接触するので、点接触する場合に比べて面圧が低下し、鋼板等の搬送物に圧痕が生じ難い利点がある。
【００１６】
さらに、回転支持台の縦軸及びローラ軸をそれぞれ支持する軸受として、アンギュラー玉軸受又は円すいころ軸受の背面組合せ型のものを使用することにより、モーメント剛性が向上する。このため、過大な重量物を搬送する場合においても、該軸受の剛性を向上でき、ひいては重量物を搬送する際のフリーローラの強度が向上するので、フリーローラの数を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施形態１のフリーローラの縦断正面図である。
【図２】図２は、同上の縦断側面図である。
【図３】図３は、同上の平面図である。
【図４】図４（ａ）は、Ｙ方向の力が作用した際の作用説明図、図４（ｂ）（ｃ）は、それぞれθ方向の力が作用した際の作用説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
[実施形態１]
【００１９】
図１から図３に示したように、実施形態１の搬送用フリーローラは、軸受箱１１と、その軸受箱１１に設けられた縦向きの円筒部１２の内部に設けられたラジアル軸受１３と、そのラジアル軸受１３によって回転自在に支持された回転支持台１４を有する。軸受箱１１はフランジ１５を有し、そのフランジ１５に挿通されたボルト１６によって基台１７に固定される。
【００２０】
回転支持台１４は、その下面中央に縦軸１８が固定され、その縦軸１８が前記の円筒部１２に挿入され、ラジアル軸受１３によって支持される。縦軸１８の中心線を縦軸中心線Ａとし、その縦軸中心線Ａ上に位置する回転支持台１４の中心をＯ１とする（図３参照）。
【００２１】
前記ラジアル軸受１３は、図示の場合は複列円すいころ軸受の外向き型のものを使用しているが、２個の円すいころ又はアンギュラー玉軸受の背面組合せ型のもの、また両者の間に間座を介在させたものであってもよい。いずれの場合も、作用点間距離ａが大きいため高いモーメント剛性が得られる。また、これらの軸受はアキシャル荷重を受けることができるので、縦軸１８の下端を支持するアキシャル軸受は不要である。
【００２２】
なお、搬送物２６の荷重が小さい場合は、ラジアル軸受１３として深溝玉軸受を用い、縦軸１８の下端をアキシャル軸受で支持する場合もある。
【００２３】
回転支持台１４の上面には、前記縦軸中心線Ａの両側において対向一対のブラケット１９が設けられる。前記ブラケット１９に前記縦軸中心線Ａと直交する方向のローラ軸２１が設けられ、そのローラ軸２１にラジアル軸受２３を介して円筒ローラ２２が回転自在に支持される。ローラ軸２１の中心線をローラ軸中心線Ｂと称する（図１、図３参照）。
【００２４】
ローラ軸２１は、ボルト２４及びナット２５により構成される。また、ラジアル軸受２３は、前記の場合と同様の複列円すいころ軸受の外向き型のものを使用している。２個の円すいころ軸受又はアンギュラー玉軸受の背面組合せ型のもの、また両者の間に間座を介在させてものであってもよい。荷重が小さい場合は、深溝玉軸受を複列に配置した構成であってもよい。
【００２５】
前記縦軸１８及びローラ軸２１を支持する各軸受は、その全面に耐錆処理を施すことが望ましい。耐錆処理によって、船体用鋼板の溶接工程のフリーコンベヤに使用された場合における発錆を防止し、回転不良を引き起こすおそれを無くすることができる。
【００２６】
前記円筒ローラ２２は、搬送物２６に対して線接触するフラット面２７を有し、そのフラット面２７の両端部は滑らかなアール２８が形成され、搬送物２６に対するエッジ応力の発生を防止するようにしている。アール２８に代えてフラット面２７の両側にクラウニングを施してもよい。
【００２７】
前記円筒ローラ２２の両側面と各ブラケット１９の間には座金２９やオイルシール・スペーサーが介在される。
【００２８】
図２において、前記ローラ軸中心線Ｂと直交するローラ中心線Ｃを示す。この図から明らかなように、ローラ中心線Ｃ及び前記のローラ軸中心線Ｂは、縦軸中心線Ａから一定の偏心距離Ｌだけ離れた位置に設けられる。この偏心距離Ｌは、円筒ローラ２２の直径の略１０％、即ち１０％又はその近傍の大きさに設定される。
【００２９】
偏心距離Ｌは、後述のように、一定の搬送面内における搬送物２６の移送に伴って円筒ローラ２２に付与される移送方向（Ｘ、Ｙ、θ方向）の力によって、回転支持台１４にトルクを発生させるのに必要な距離である。
【００３０】
なお、円筒ローラ２２が回転支持台１４の縦軸１８又は縦軸中心線Ａを中心に回転する場合を円筒ローラ２２の公転と称し、円筒ローラ２２がローラ軸２１又はローラ軸中心線Ｂを中心に回転する場合を円筒ローラ２２の自転と称する。
【００３１】
実施形態１の搬送用フリーローラは以上のような構成であり、次にその作用について説明する。
【００３２】
図３に示したように、円筒ローラ２２の中心Ｏ２に、ローラ軸２１に直交する移送方向の力（Ｘ方向の力と称する。）、これと９０°向きを異にしたローラ軸２１の軸線方向の力（Ｙ方向の力と称する。）、及びこれらの中間の任意の角度方向の力（θ方向の力と称する。）が作用した場合について考える。
【００３３】
図３において、Ｘ方向の力が作用した場合は、その力は回転支持台１４の回転中心Ｏ１を通るので、回転支持台１４にはトルクが発生せず、したがって円筒ローラ２２が公転することはない。一方、前記のＸ方向の力はローラ軸２１に対し直交する方向に作用するため、円筒ローラ２２がローラ軸２１又はローラ軸中心線Ｂを中心に自転し、搬送物２６をＸ方向へ移送する。
【００３４】
一方、図３の状態においてＹ方向の力が作用した場合、回転支持台１４に対しては、その縦軸中心線Ａに対して力の作用点が偏心距離Ｌだけ離れているのでトルクが発生する。そのトルクによって、回転支持台１４が回転し円筒ローラ２２を公転させる（図４（ａ）の矢印参照）。公転によって円筒ローラ２２がＹ方向を向く位置に達するとトルクがゼロとなり停止する。
【００３５】
この場合、円筒ローラ２２は、公転を開始してＸ方向に対して角度を持つと、自転方向の分力が生じるためトルクが発生し、そのトルクの大きさに応じて自転する。円筒ローラ２２がＹ方向を向くと分力によることなくローラ軸２１の周りで自転し、搬送物２６をＹ方向に移送する。
【００３６】
また、図３の状態においてθ方向の力が作用した場合は、図４（ｃ）に示したように、その力はＸ方向の分力θｘと、Ｙ方向の分力θｙに分解できることから明らかなように、分力θｘによって自転しつつ、分力θｙによって円筒ローラ２２がθ方向を向くまで公転する。円筒ローラ２２はθ方向を向くことにより公転が停止して自転のみ行い搬送物２６をθ方向へ移送する（図４（ｂ）参照）。
【００３７】
前記のように、実施形態１に係るフリーローラは、θ方向の力が円筒ローラ２２に作用すると、その円筒ローラ２２がθ方向を向くまで、言い換えれば、ローラ軸２１及びローラ中心線Ｂが前記力の方向と直交する向きとなるまで公転してその位置で停止し、その位置で自転しつつ搬送物２６をθ方向へ移送することになる。
【００３８】
θ方向というのは中心Ｏ２の周りの搬送面内における任意の角度であるから、搬送物２６をθ方向へ移送できるということは、同一搬送面内における全方向に搬送物２６を移送できること、即ち、移送の方向性に限定がなく無方向性の移送が可能であることを意味する。
【００３９】
円筒ローラ２２はそのフラット面２７が搬送物２６に対して線接触するので、点接触する従来の場合より面圧が低下し、圧痕が生じるのを防止する。また、フラット面２７の両端部にアール２８やクラウニングを施すことにより、エッジ応力の発生も防ぐことができる。
【符号の説明】
【００４０】
Ａ  縦軸中心線
Ｂ  ローラ軸中心線
Ｃ  ローラ中心線
Ｏ１  中心
Ｏ２  中心
Ｌ  偏心距離
ａ  作用点間距離
１１  軸受箱
１２  円筒部
１３  ラジアル軸受
１４  回転支持台
１５  フランジ
１６  ボルト
１７  基台
１８  縦軸
１９  ブラケット
２１  ローラ軸
２２  円筒ローラ
２３  ラジアル軸受
２４  ボルト
２５  ナット
２６  搬送物
２７  フラット面
２８  アール
２９  座金
【図１】
2012096892.tif 000003
【図２】
2012096892.tif 000004
【図３】
2012096892.tif 000005
【図４】
2012096892.tif 000006