(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温で物品を搬送するローラ組立て体であって、
前記ローラ組立て体は、
長手方向の軸及び２つの端部を有するセラミックローラであって、前記ローラの少なくとも１つの端部に装着されたほぼ円筒状の金属製管継手を有するセラミックローラと、
前記管継手と前記ローラ（２）の回転を連動させ、前記ローラ（２）に関して前記管継手（４）を軸方向で保持する手段（１２）であって、前記手段は前記ローラ（２）の表面（２２，２８）上に押し当てられる手段と、
前記管継手（４）に関して前記ローラ（２）をセンタリングするための手段（１０）と、
を備え、
前記管継手と前記ローラ（２）の回転を連動させ、前記ローラに関して前記管継手（４）を軸方向で保持する前記手段は、前記管継手（４）に関して前記ローラ（２）をセンタリングするための前記手段から分離し且つ独立しており、
また、前記管継手と前記ローラ（２）の回転を連動させ、前記ローラ（２）に関して前記管継手（４）を軸方向で保持する手段（１２）は、前記高温で前記ローラに関しての前記管継手の熱膨張差を補償可能であり、
前記管継手（４）に関して前記ローラ（２）をセンタリングするための手段（１０）は、前記高温で前記ローラに関しての前記管継手の熱膨張差を補償可能であり、
前記管継手と前記ローラ（２）の回転を連動させ、前記ローラ（２）に関して前記管継手（４）を軸方向で保持する手段は、前記管継手（４）に取り付けられ且つ前記ローラ（２）の前記端部上の平坦部に押し当てられたバイメタル性の弾性板ばね（１８）を含むことを特徴とする高温で物品を搬送するローラ組立て体。
【請求項２】
前記平坦部の幅は、前記弾性板ばね（１８）の幅に一致していることを特徴とする請求項１に記載のローラ組立て体。
【請求項３】
高温で物品を搬送するローラ組立て体であって、
前記ローラ組立て体は、
長手方向の軸及び２つの端部を有するセラミックローラであって、前記ローラの少なくとも１つの端部に装着されたほぼ円筒状の金属製管継手を有するセラミックローラと、
前記管継手と前記ローラ（２）の回転を連動させ、前記ローラ（２）に関して前記管継手（４）を軸方向で保持する手段（１２）であって、前記手段は前記ローラ（２）の表面（２２，２８）上に押し当てられる手段と、
前記管継手（４）に関して前記ローラ（２）をセンタリングするための手段（１０）と、
を備え、
前記管継手と前記ローラ（２）の回転を連動させ、前記ローラに関して前記管継手（４）を軸方向で保持する前記手段は、前記管継手（４）に関して前記ローラ（２）をセンタリングするための前記手段から分離し且つ独立しており、
また、前記管継手と前記ローラ（２）の回転を連動させ、前記ローラ（２）に関して前記管継手（４）を軸方向で保持する手段（１２）は、前記高温で前記ローラに関しての前記管継手の熱膨張差を補償可能であり、
前記管継手（４）に関して前記ローラ（２）をセンタリングするための手段（１０）は、前記高温で前記ローラに関しての前記管継手の熱膨張差を補償可能であり、
前記管継手（４）に関して前記ローラ（２）をセンタリングするための手段（１０）は、前記高温で前記ローラに関しての前記管継手の熱膨張差を補償可能であり、
前記管継手と前記ローラ（２）の回転を連動させ、前記ローラ（２）に関して前記管継手（４）を軸方向で保持する手段は、前記管継手（４）に取り付けられ且つ前記ローラ（２）の前記端部上の表面（２８）に弾性手段（２７）を介して適用されるキー（２４）を含むことを特徴とする高温で物品を搬送するローラ組立て体。
【請求項４】
前記キー（２４）は、前記管継手（４）に取り付けられた軸（２６）上を自由にスライド可能であることを特徴とする請求項３に記載のローラ組立て体。
【請求項５】
前記平坦部の幅は、前記キー（２４）の幅に一致していることを特徴とする請求項１に記載のローラ組立て体。
【請求項６】
高温で物品を搬送するローラ組立て体であって、
前記ローラ組立て体は、
長手方向の軸及び２つの端部を有するセラミックローラであって、前記ローラの少なくとも１つの端部に装着されたほぼ円筒状の金属製管継手を有するセラミックローラと、
前記管継手と前記ローラ（２）の回転を連動させ、前記ローラ（２）に関して前記管継手（４）を軸方向で保持する手段（１２）であって、前記手段は前記ローラ（２）の表面（２２，２８）上に押し当てられる手段と、
前記管継手（４）に関して前記ローラ（２）をセンタリングするための手段（１０）と、
を備え、
前記管継手と前記ローラ（２）の回転を連動させ、前記ローラに関して前記管継手（４）を軸方向で保持する前記手段は、前記管継手（４）に関して前記ローラ（２）をセンタリングするための前記手段から分離し且つ独立しており、
また、前記管継手と前記ローラ（２）の回転を連動させ、前記ローラ（２）に関して前記管継手（４）を軸方向で保持する手段（１２）は、前記高温で前記ローラに関しての前記管継手の熱膨張差を補償可能であり、
前記管継手（４）に関して前記ローラ（２）をセンタリングするための手段（１０）は、前記高温で前記ローラに関しての前記管継手の熱膨張差を補償可能であり、
前記管継手と前記ローラ（２）の回転を連動させ、前記ローラ（２）に関して前記管継手（４）を軸方向で保持する手段は、前記ローラ（２）の前記端部の凹部に通されたピン（３０）によって構成されていることを特徴とする高温で物品を搬送するローラ組立て体。
【請求項７】
前記管継手に関して前記ローラをセンタリングするための前記手段は、長手又は放射状のバイメタル素子（１４）よって構成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のローラ組立て体。
【請求項８】
前記管継手に関して前記ローラをセンタリングするための前記手段は、長手又は放射状の弾性素子（１６）よって構成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のローラ組立て体。
【発明の詳細な説明】
本発明は、高温で物品を搬送するためのローラーアセンブリに関する。
特に、本発明は、長手軸及び２つの端部を有するセラミックローラーと、このローラーの少なくとも１つの端部に位置付けられた少なくとも１つの略円筒状の金属製キャップ、端片若しくは管継手と、この管継手とセラミックローラーの回転が連動するように管継手とセラミックローラーとの間に挿入され、セラミックローラーに対して管継手を軸方向に保持し且つ管継手とセラミックローラーの中心を一致させる手段とを備えた高温で物品を搬送するためのローラーアセンブリに関する。
ガラスを焼きなまし又は焼きもどす或いは金属板を搬送するための装置には、コンベヤが設けられており、このコンベヤの複数のローラーアセンブリがガラスや金属板等の物品を搬送する。これらローラーアセンブリは、一般的に、例えば溶融シリカから成るローラーと、このローラーの両端に夫々設けられた２つの金属製管継手とを備えている。これら管継手は、コンベヤの一部に構成された例えばチェーンやギヤを用いた伝動機構によって回転するようになっている。
この場合、重要なのは、効果的に回転できるように管継手とローラーとの連動を確保することにある。このため、管継手に対してローラーが種々滑り変動すると、この変動が物品上に表れる。更に、管継手は、７００℃程度の高温を維持させる必要がある。このような温度は、ローラーと金属製管継手との間の極めて大きな膨張に関する種々異なる問題を引き起こす。
このような膨張を補正するために、既に弾性素子が用いられている。例えば、ＵＳ−Ａ−４，４０４，０１１には、板バネが開示されており、ＵＳ−Ａ−４，３９９，５９８には、割り弾性リングが開示されている。しかしながら、このような問題解決法に関して、摩擦によってローラーと管継手との間にトルクの伝達が引き起こされる。しかしながら、弾性素子の弾性率やロッキング（locking）は、使用する温度によって落ちてしまう。このため、正確にトルクが、伝達されなくなってしまう。
他の問題解決法としてＥＰ６１５，９６０では、２種類の金属を用いたバイメタル素子が用いられており、このバイメタル素子のキャンバー（反り）は、温度と同時に増加する。この場合、高温で物質特性の低下について部分的な補正が行われる。しかしながら、この場合でも、摩擦によるローラーと管継手との間のトルク伝達を正確に行うことができない。
ＵＳ−Ａ−５，１４６，６７５には、ローラーと管継手との連動を平坦部上のキー（key）によって確保したローラーアセンブリが開示されている。このような手段は、効果的に回転する連動状態を可能にする。また、管継手は、軸方向に正確に維持され、ローラーから外れることは無い。しかしながら、高温で生じる環状スペースや管継手の熱膨張差、キーと平坦部との間の隙間の影響によって、精度良く管継手とローラーの中心を一致させることはできない。このため、キーの端部が再び平坦部に接触するまで、管継手は、ローラーに対して僅かに回転する。ローラーを冷却する場合、管継手は、その初期寸法に復帰し、一方、キーは、ローラーを破損させ得るような圧力をローラーに与える。
ＦＲ−２５５０１７２に開示されたローラーは、夫々端部にメタリック管継手が設けられている。このローラーの末端と端部との間には、メタリックリングが挿入されており、このメタリックリングは、管継手よりも大きな膨張係数（率）を有している。このローラーの末端（先端）は、キーによって管継手と共に回転するように接合されている。
しかしながら、このような連動機構において、リングは、管継手の直径に比べて重要でない厚さを有している。管継手とローラーとの間の膨張差を補正するためには、その結果として、リングを形成している金属が、管継手よりも数十倍大きな膨張係数（率）を有していることが必要となるが、実用化は不可能である。
一方、キーに関する限り、ＵＳ５，１４６，６７５に存在するのと同様の欠点が注目される。高温から環境温度に復帰する際、キーと平坦部との間には、ローラーを破損する危険性を伴う動きが現れる。
本発明は、従来技術の問題点を解消するローラーアセンブリに関する。この場合、ローラーに対して管継手を軸方向に維持しつつ、管継手とローラーの中心を一致させ且つ管継手によってローラーを駆動させ得ることが必要となる。
このような目的は、以下のような事実の結果として達成される。即ち、管継手とローラーとを連動して回転させ且つローラーに対して管継手を軸方向に維持するための手段は、高温でのローラに対する管継手の熱膨張差を補償（補正）することができる。更に、このような手段は、管継手とローラーとの中心を一致させるためのセンタリング手段とは分離し且つ独立している。
また、このような特徴の結果として、例えば板バネ又はバイメタル素子等の弾性素子によってローラーと管継手の中心を一致させること（以下、センタリングという）ができる。これら素子は、トルクの伝達を確保しない。従って、一方で各素子とローラー端部との間及び他方で各素子と管継手との間の高い接触圧を待つ必要は無い。なぜなら、ローラーの重さ及びローラーを保持する負荷は、大きくは無いからである。このため、センタリングに必要な放射方向のラジアル力は、あまり高くは無く、摩擦力だけでローラを回転させるために必要な力よりも約１０〜２０倍小さい。従って、高温及び弾性率の縮小にも関わらず、効果的なセンタリングが維持され得る。
上述した駆動手段は、管継手の膨張を補正することが可能であり、そのことは、高温でのローラーに対する管継手の相対的な回転を防止する。このため、管継手がその初期温度に復帰した際のローラーの破損の危険が除去される。
１つの変形例において、管継手に対してローラーをセンタリングするための手段は、長手又は放射状のバイメタル素子によって構成されている。
２番目の変形例において、管継手に対してローラーをセンタリングするための手段は、長手又は放射状の弾性素子によって構成されている。
他の変形例において、管継手とローラーの回転を連動させる共に、ローラーに対して管継手を軸方向に維持するための手段は、管継手に取り付けられ且つローラーの端部の平坦部に設けられたバイメタル板によって構成されている。
更に他の変形例において、管継手とローラーの回転を連動させると共に、ローラーに対して管継手を軸方向に維持するための手段は、管継手に取り付けられ且つローラーの端部の平坦部に弾性手段を介して設けられたキーによって構成されている。
最後に、他の変形例において、管継手とローラーの回転を連接させると共に、ローラーに対して管継手を軸方向に維持するための手段は、ローラーの端部の凹所を貫通したピンによって構成されている。
本発明の他の特徴は、添付図面に関する限定され無い実施例の記載内容から結集させることが可能である。
図１には、本発明のローラーアセンブリの端部が示されている。
図２には、センタリング手段の第１の変形例の詳細図が示されている。
図３には、センタリング手段の第２の変形例の詳細図が示されている。
図４には、ローラーと管継手の回転を連動させるための手段の第１の変形例の詳細図が示されている。
図５には、ローラーと管継手の回転を連動させるための手段の第２の変形例の詳細図が示されている。
図６には、ローラーと管継手の回転を連動させるための手段の第３の変形例の詳細図が示されている。
図１に示すように、ローラーアセンブリは、その一方において、セラミック製で且つ一般にシリカローラー２と、２つの金属製キャップ、ローラー２の夫々の端部に取り付けられた端片又は管継手４によって構成されている。なお、図１には、１つの管継手４のみを示す。
ローラー２は、円筒状部と２つの小径端６とを有しており、円筒状部上に例えばガラス板等の積荷が搬送され、一方、２つの小径端６上には、管継手４が装着されている。ローラー２は、一般的な方法によって、その長手軸Ｘ−Ｘの回りに回転することができるように設けられている。
夫々のセンタリング手段１０は、管継手４とローラー２の小径端６との間に配置されている。また、ローラー２と管継手４の回転を連動させるための手段１２が設けられている。図１から明らかなように、センタリング手段１０は、夫々、ローラー２と管継手４の回転を連動させる手段から分離し且つ独立している。
図２には、センタリング手段の第１の変形例が示されている。このセンタリング手段は、ローラー２の端部の回りに１２０°間隔で円周状に配置された３つのバイメタル素子１４によって構成されている。これらバイメタル素子１４は、異なる熱膨張係数（率）を有する２つの金属から形成されている。これらは、その反りが温度と共に増加して、管継手４とローラー２の熱膨張差を補正することができるようになっている。この種のバイメタル素子は、ＥＰ５７４２７８に開示されている。なお、これらバイメタル素子１４は、スペーサ１５によって分離されている。
図３には、センタリング手段の第２の変形例が示されている。このセンタリング手段は、ＥＰ６１５９６０に開示されたものと同一のコイルバネ１６によって構成されている。
図４には、管継手４によってローラー２を回転させるための手段の変形例が示されている。リーフ片１８は、ネジ２０によって、管継手４に取り付けられている。リーフ片１８としては、弾性又は２種の金属を用いたものとすることが可能である。ローラー２の端部には、平坦部２２が形成されている。このため、リーフ片は、管継手４とローラー２との回転を連動させることが可能となる。更に、管継手４がローラー２のＸ−Ｘ方向に沿う長手軸に対して閉塞するように、平坦部の幅は、リーフ片の幅に一致させている。この場合、リーフ片は、同時に、２つの機能を発揮する。リーフ片１８の弾性によれば、高温下においてもリーフ片端部が平坦部２２に維持されることによって、管継手の熱膨張差を補正することが可能となる。
図５には、管継手４によってローラー２を回転するための手段の第２の変形例が示されている。キー２４は、管継手内にねじ込まれた軸２６によって回転中維持される。キーは、軸２６上を自由にスライド可能になっている。管継手とキーとの間には、バネ座金又はバネ２７が配置されている。バネ座金２７は、管継手の熱膨張差に適応することができるようになっている。図４に関連して説明した内容と同様に、キーは、ローラー２の小径端６の平坦面又は内側に屈曲した面２８に設けられている。また、キーは、ローラー２に対して管継手４を固定するように、長手軸方向に固定されている。
図６には、管継手４によってローラー２を駆動するための手段の第３の変形例が示されている。例えば膨張ピン等の単一ピン３０が、前記ローラーの端部の凹所を貫通しており、回転に連動し且つＸ−Ｘ方向に連動する２つの機能を発揮する。
管継手が膨張したとき、ピンは、ローラーに係合し続ける。この結果、ローラーに対する管継手の回転は生じない。
このように本発明は、既知の装置とは似ておらず、図２及び図３に示されたセンタリング手段のみがローラー２に対する管継手４のセンタリングを確保することができる。回転に連動する機能及びＸ−Ｘ方向に連動する機能は、他の独立した手段によって独立して確保される。なお、他の独立した手段は、例えば、図４〜図６に関係した純粋な実例や制限されない方法で記述される。図２及び図３のセンタリング手段（又は、他のセンタリング手段）のみがセンタリング機能を発揮するといった事実によれば、高温での材料の弾性率の低下は、有害なものとならない。なぜなら、上述したように、ローラーの重さやローラーを保持する負荷は、非常に高くは無いからである。このため、センタリングに必要な放射方向のラジアル力は、あまり高くは無く、ローラ２を駆動するために必要な力よりも約１０〜２０倍小さい。例えば、仮に摩擦力のみでローラー２を駆動する場合、ローラーを駆動するためには、１００ｋｇの力が必要であるが、ローラーをセンタリングするのには、５ｋｇの放射力（ラジアル力）で充分である。
上述した全ての実施例において、ローラーの回転の停止やローラーの軸に一致した移動は、摩擦力によって確保されないが、ローラーと回転停止手段の接点を介して延びるローラーの軸を中心とした円に対して傾斜した面上に支持することによって確保される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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