(57)【要約】【課題】  ローラ本体と中芯との固着を接着剤によることなく、確実に回転駆動力を伝えることができ、強固な固定構造を得るとともに、接着剤の溶剤流出による汚染を防止する。【解決手段】  吸水作用をなすスポンジ状のローラ本体に四角形状断面の中空の芯空間を形成し、該芯空間に該芯空間と同一の角形状をなす中芯を嵌挿固定する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転中心軸に沿って中空の芯空間を有する円筒状で吸水作用をなすスポンジ状のローラ本体と、前記ローラ本体の芯空間に挿入固着される中芯とからなる吸水ローラにおいて、
前記ローラ本体の中空の芯空間は正多角形状断面をなし、
前記中芯は少なくとも前記ローラ本体の長さの部位において前記芯空間と同一断面の正多角形状をなし、かつ当該部位で前記芯空間に嵌挿される、
ことを特徴とする吸水等ローラ。
【請求項２】
芯空間と中芯との嵌挿はしまりばめ、中間ばめが採られる請求項１に記載の吸水等ローラ。
【請求項３】
芯空間の正角形状は正四角形状である請求項１又は２のいずれかに記載の吸水等ローラ。
【請求項４】
中芯はローラ本体の長さよりも長く、その突出部にローラ本体を挟着する鍔体が装着されてなる請求項１ないし３のいずれか１項に記載の吸水等ローラ。
【請求項５】
中芯は回転駆動装置に連動し、回転力を受ける請求項１ないし４のいずれか１項に記載の吸水等ローラ。
【請求項６】
中芯は回転中心軸に沿って円孔が形成され、該円孔内に回転軸体が挿通される請求項１ないし５のいずれか１項に記載の吸水等ローラ。
【請求項７】
回転軸体は回転駆動装置に連動し、中芯は鍔体を介して、又は介さずして、回転軸体に固定される請求項１ないし６のいずれか１項に記載の吸水等ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ローラ本体をワークに押し当てその回転とともにワークに付着する水分をローラ本体に吸水する吸水ローラ、更には該ローラ本体の素材特性を利用してなされる研磨ローラ、搬送ローラ等に関し、特には、ローラ本体がスポンジ体を使用する吸水等スポンジローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の吸水ローラは一般に、スポンジ体よりなるローラ本体と該ローラ本体の中心に保持される中芯とが接着剤を介して一体化され、該中芯を回転駆動軸に連動させて、該駆動軸を介して回転駆動される。
そして、該吸水ローラのローラ本体の広い外周面を利用して該外周面をワークに当接させ、ワークに付着する水分を吸水している。
また、スポンジ体のローラ本体の特性を利用して、ワークの表面に当接してその研磨作用により該ワークの表面を研磨する研磨ローラ、ワークの表面に押圧してその摩擦によりワークを搬送する搬送ローラとして利用されるものである。
しかして、この従来の吸水等ローラによれば、中芯は丸管もしくは丸棒状をなすものであり、ローラ本体との一体化をなすため（ひいては回転力の伝達）、ローラ本体とは接着剤を介して固定されることが必要不可欠なものとなっている。なお、該中芯は塩ビ（ＰＶＣ）管が使用される場合が多い。本出願人においても、この種の吸水ローラを提案したところである（特許文献１）。
しかしながら、この従来の吸水ローラの構成によれば、ローラ本体と中芯との一体化をなす接着剤の溶剤が、本吸水ローラの使用において、徐々にローラ本体へ沁み出し、水分を過剰に吸収した際には該接着剤の溶剤がワークに付着する事態を引き起し、ワークの欠陥品の発生の原因ともなっている。このため、この吸水工程の管理が厳しくされ、水分の過剰吸収とならない内に本吸水ローラの取替え作業が必要となり、現場での大きな作業負担となっている。  加えて、接着剤の溶剤の溶け出しの結果、接着作用の弱化となり、ローラ本体と中芯とは曲率をもって接するので、ローラ本体と中芯とに滑りが生じ、吸水ローラの機能不全となることも指摘される。また、当然ではあるが、ローラ本体と中芯とは固着一体化されているので、ローラ本体の劣化に伴い、吸水ローラ全体の取替えを余儀なくされ、再使用性もなく、資源の無駄ともなっている。
【特許文献１】特開２００２−１８７１４４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、この種の吸水ローラにおいて、ローラ本体と中芯との固定につき、ワークへの悪影響となる接着剤の使用をなくし、ローラ本体と中芯との固定を更に良好（強固）なものとする吸水ローラのローラ本体と中芯との固定構造を得ることを目的とする。
本発明はこのため、ローラ本体の芯空間と中芯の断面との断面関係に着目して本目的を達成したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の吸水等ローラは、具体的には次の構成を採る。
すなわち、本発明は吸水等ローラのローラ本体と中芯との固定構造に係り、請求項１に記載のとおり、回転中心軸に沿って中空の芯空間を有する円筒状で吸水作用をなすスポンジ状のローラ本体と、前記ローラ本体の芯空間に挿入固着される中芯とからなる吸水ローラにおいて、
前記ローラ本体の中空の芯空間は正多角形状断面をなし、
前記中芯は少なくとも前記ローラ本体の長さの部位において前記芯空間と同一断面の正多角形状をなし、かつ当該部位で前記芯空間に嵌挿される、
ことを特徴とする。
上記構成において、
1)芯空間と中芯との嵌挿はしまりばめ、中間ばめが採られること、
2)芯空間の正角形状は正四角形状であること、
3)中芯はローラ本体の長さよりも長く、その突出部にローラ本体を挟着する鍔体が装着されてなること、
4)中芯は回転駆動装置に連動し、回転力を受けること、
5)中芯は回転中心軸に沿って円孔が形成され、該円孔内に回転軸体が挿通されること、
6)回転軸体は回転駆動装置に連動し、中芯は鍔体を介して、又は介さずして、回転軸体に固定されること、
7)上記6)に替え、中芯は回転軸体に固定されず、回転自由であること、
は適宜採択される技術的事項である。
【０００５】
（作用）
本吸水ローラの回転軸体への装着につき、該吸水ローラの中芯を介して回転軸体へ固定具をもって固定される。
回転軸体は回転駆動装置に連動し、該回転駆動装置からの回転により、回転軸体を介して本吸水ローラは回転する。
そして、本吸水ローラのローラ本体は吸水対象のワーク（例えば、ＩＣ基板、ガラス板等）に所定の圧力により押し当てられ、該吸水ローラの回転とともに該ワークに付着する水分を吸水しつつ、該ワークを回転接線方向に送り出す。
このとき、角形断面を有する中芯の回転力はローラ本体にその角形断面効果をもって確実に伝わり、ローラ本体と一体となって良好な回転性を得る。すなわち、従来の丸棒状の中芯であればローラ本体との間ですべり力を生じ、ローラ本体と剥がれ易いものとなるが、本吸水ローラはそのような剥がれ作用はない。
また、この吸水作用中、本吸水ローラには溶剤が一切使用されておらず、吸収水には何らの溶剤の染み出しがなく、したがって、仮にワークから水分を過剰吸収したとしても、他のワークに対して溶剤の漏出は一切ない。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の吸水等ローラによれば、本吸水ローラの組付けにつき、ローラ本体と中芯とは接着剤の使用がなく、中芯のローラ本体への挿入、組付け作業が効率される。
また、本吸水ローラと中芯との固定は機械的作用のみによるものであり、接着剤の使用がないので、従来の接着剤を使用するもののように、溶剤の溶出しがなく、吸水作用中にワークへ悪影響を与えない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の吸水等スポンジローラの実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図５は本発明の一実施形態の吸水スポンジローラＲを示す。すなわち、図１及び図２は本吸水スポンジローラＲの全体の構成を示し、図３〜図５はその各部の構成を示す。
以下、本吸水スポンジローラＲの中心軸より径方向にみて、中心軸方向を内方、外径方向を外方という。
【０００８】
図１及び図２に示すとおり、この吸水スポンジローラ（以下「吸水ローラ」という）Ｒは、回転中心軸Ｏに沿って中空の芯空間１ａを有する円筒状で吸水作用をなすスポンジ状のローラ本体１と、前記ローラ本体の芯空間１ａに貫通状に挿入装着される中芯２と、前記ローラ本体１の両側から該中芯２に嵌装される鍔体３と、該鍔体３を中芯２に固定保持する固定具４とを含み、更には、回転軸体６を含む。
【０００９】
以下、各部の詳細について説明する。
ローラ本体１（図１〜図４参照）
ローラ本体１は、円筒状をなすとともに、その中心軸Ｏに沿って所定の正多角形（本実施形態では正四角形）断面形状を有する芯空間１ａを有し、所定のスポンジ素材より構成される。該ローラ本体１において、１ｂは外周面、１ｃは端面である。
スポンジ素材は所定の吸水作用を発揮するものが使用され、そのようなものとしてポリウレタン、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＶＦ（ポリビニルホルマール）等の発泡・多孔質体が使用される。これらは軟質状で、多孔質で微小な間隙部を作り、該間隙部に水分を保持する。本実施形態では、上記のうちＰＶＡによるものを示す。
【００１０】
中芯２（図１〜図５参照）
中芯２は、ローラ本体１の長さよりも長い角形の棒状体をなし、ローラ本体１の両端より突出し、ローラ本体１の芯空間１ａに嵌装される。
詳しくは、本中芯２は、角形の棒状体をなし、中心軸Ｏに沿って真円状の円孔２ａを有する。また、少なくともローラ本体１の長さに対応する部位において（本実施形態では全長）、その断面が前記芯空間１ａと同一の角形状をなし、かつ当該部位で芯空間１ａ内にしまりばめ、中間ばめのはめ合い態様をもって嵌挿される。２ｂは該中芯２の外表面である。
該中芯２は金属あるいは合成樹脂の硬質素材が用いられるが、軽量化の観点から合成樹脂が好ましい。本実施形態では塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）を採る。しかし、これに限定されず、他の一般用合成樹脂、あるいはエンジニアリング樹脂が使用されることは当然である。該エンジニアリング樹脂において、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）の使用が推奨される。
当該棒状体はその円孔２ａを含め、押出し形成により成形される。また、エンジニアリング樹脂において、その塊体より各種の切削加工（旋盤、穿孔、フライス）により成形される。
該中芯２はローラ本体１より長いものであり、該ローラ本体１の両端部より突出して装着される。該突出部の適宜位置（該突出部の幅方向の中央）に放射状（本実施形態では９０°間隔で４か所）にねじ孔２ｃが螺設される。なお、突出部を切削加工により丸棒状とする態様を採ることもできる。該丸棒状の突出部の場合、該丸棒の直径は四角形体の辺長に等しいか、それよりも小さくされ、該突出部と四角形体との間で段部が形成される。
【００１１】
鍔体３（図１、図２、図４、図５参照）
鍔体３は、ローラ本体１の両側から中芯２に嵌合され、ローラ本体１を挟着するとともに該中芯２に固定され、ローラ本体１の固定位置を決める。
すなわち、該鍔体３は円板部１０と四角筒状部１１との一体成形体からなり、その内部には四角形状の内孔３ａが形成され、該内孔３ａをもって内芯２の外周に嵌まり込む。該円板部１０はその背面がローラ本体１の端面１ｃに当接する。該筒状体１１には本鍔体３を中芯２の所定位置に装着したとき、中芯２のねじ孔２ｃに対応する位置にねじ挿通孔３ｂ（本実施形態では９０°間隔で４か所）が開設される。
該鍔体３は、硬質素材をもって成形され、本実施形態では金属製によるが、合成樹脂製を除外するものではない。
なお、中芯２の両端の突出部が丸棒状を採る態様では、該鍔体３の四角筒状部１１の外、円筒状が採用され得る。
【００１２】
固定具４（図１、図２、図４、図５参照）
固定具４は、ボルト態様を採り、ボルト頭部４ａとねじ杆部４ｂとからなり、鍔体３のボルト挿通孔３ｂ及び中芯２のねじ孔２ｃに螺装される。４ｃはねじ杆部４ｂの先端面である。すなわち、ねじ杆部４ｂは鍔体３のねじ挿通孔３ｂから中芯２のねじ孔２ｃに螺合され、また、そのボルト頭部４ａを鍔体３の筒状体１１の外側面に押圧する。
図例では、本固定具４は通常の六角ボルトを採るが、皿ねじ態様を採ることも可能である。該皿ねじの場合には、鍔体３のボルト挿通孔３ｂもその外縁が皿形状に形成されるものである。
（第１固定具４Ａ、第２固定具４Ｂ）
該固定具４は、２つの態様（４Ａ，４Ｂ）を採る。
第１の固定具４Ａは、そのボルト頭部４ａの鍔体３の筒状体１１の外側面への当接とともに、そのねじ杆部４ｂの先端４ｃが回転軸体６にまで達し、該回転軸体６に当接する。したがって、該第１固定具４Ａは鍔体３と中芯２と回転軸体６とを一体化し、本吸水ローラＲの回転軸体６への取付け用として機能する。
第２の固定具４Ｂは、そのねじ杆部４ｂ’は短く、その先端４ｃ’はねじ孔２ｃの途中までとされる。したがって、該第２固定具４Ｂは鍔体３と中芯２とを一体化し、本吸水ローラＲの組付け用として機能する。
該第１固定具４Ａと該第２固定具４Ｂとにおいて肝要なことは、それらの配設が対称をもって配されることである。ただし、第１固定具４Ａ、第２固定具４Ｂは互いに独立で、軸方向にずらされることは自由である。これに伴い、ボルト孔２ｃ，３ｂも位置を変えることは当然である。
【００１３】
回転軸体６（図１〜図４参照）
回転軸体６は、真円形の棒状体をなし、中芯２の円孔２ａ内に所定長さにわたり挿通され、固定具４（４Ａ）により固定される。
すなわち、該回転軸体６の外径は中芯２の円孔２ａの内径よりも所定の公差を保ってわずかに小径とされ、中芯２の円孔２ａ内に中心を保持して挿通され、固定具４の締込みにより該固定具４の先端４ｃを該回転軸体６に押し当てて固定する。
しかして、該回転軸体６は、図外の回転駆動装置に装着され、本吸水ローラＲの回転駆動を担う。
【００１４】
本実施形態において、ローラ本体１と中芯２との組付け態様を特徴とする。
すなわち、ローラ本体１は円筒状をなすとともに、その中心軸Ｏに沿って所定の多角形（本実施形態では正四角形）の断面形状を有する芯空間１ａを有する。中芯２はその断面が前記ローラ本体１の芯空間１ａと同一の四角形状をなし、内部に中心軸Ｏに沿って真円状の円孔２ａを有する。しかして、中芯２はローラ本体１の芯空間１ａ内にはめ合い態様をもって嵌挿される。
当該はめ合い態様は、しまりばめ、中間ばめの二態様を採り、しまりばめにおいて大きな強嵌合を採るものではなく、ローラ本体１の弾性を期待しての強嵌合状態を採るものであり、また、中間ばめにおいてもその公差の範囲内で緩嵌合を許容するものである。
【００１５】
本吸水ローラＲの組付け・分解
本吸水ローラＲの組付けにつき、先ず、ローラ本体１の芯空間１ａに中芯２が嵌挿入される。中芯２はローラ本体１の両端面より所定長さ突出され、該突出部に各鍔体３がそれぞれ嵌装される。
鍔体３の四角形状の内孔３ａは中芯２に位相が合致し、容易に嵌装され、該鍔体３のボルト挿通孔３ｂと中芯２のねじ孔２ｃとを一致させ、両孔３ｂ，２ｃにわたって固定具４が装着される。この場合、固定具４は第２固定具４Ｂが装着され、そのねじ杆部４ｂが挿通・螺合される。該第２固定具４Ｂの螺子杆部４ｂの回動締込みによりボルト頭部４ａを鍔体３の表面に押圧し、鍔体３と中芯２とは一体化する。
本吸水ローラＲの分解につき、該吸水ローラＲより鍔体３が、固定具４（４Ｂ）の取外しにより中芯２から取り外され、しかる後、ローラ本体１より中芯２を引き抜いて、ローラ本体１と中芯２とを分離する。ローラ本体１は新たなものと取り替えられ、中芯２に上記した組付け操作により組み付けられ、新たな吸水ローラＲとして再使用がされる。
【００１６】
（本吸水ローラＲの作用）
本吸水ローラＲは固定具４を介して回転軸体６に装着され、回転駆動装置からの回転により、回転軸体６を介して本吸水ローラＲは回転する。
本吸水ローラＲの回転軸体６への装着につき、該吸水ローラＲの中芯２の円孔２ａを介して回転軸体６へ嵌挿し、所定位置において第１固定具４Ａをボルト挿通孔３ｂ及びねじ孔２ｃにわたって該ねじ杆４ｂを挿通・螺合する。該第１固定具４Ａのねじ杆４ｂの回動締込みにより、その先端４ｃを回転軸体６に押し当て、また、ボルト頭部４ａを鍔体３の表面に押圧し、本吸水ローラＲは回転軸体６へ固定される。
そして、本吸水ローラＲは吸水対象のワーク（例えば、ＩＣ基板、ガラス板等）に所定の圧力（圧着率：ローラ肉厚に対して２０〜３０％）により押し当てられ、該吸水ローラＲの回転とともに該ワークに付着する水分を吸水しつつ、該ワークを回転接線方向に送り出す。なお、該吸水ローラの回転数は２０ｒｐｍ程度（周速に則して１０ｍ／分程度）とされる。
すなわち、ローラ本体１は軟質状で、かつ多孔質性の微小な間隙部を有し、該間隙部に水分を良好に保持する。この水分保持作用は長期に持続する。
このとき、角形断面を有する中芯２の回転力はローラ本体１にその角形断面効果をもって確実に伝わり、ローラ本体１と一体となって良好な回転性を得る。
すなわち、従来の丸棒状の中芯であればローラ本体との間ですべり力を生じ、ローラ本体と剥がれ易いものとなるが、本吸水ローラＲはそのような剥がれ作用はない。
また、この吸水作用中、本吸水ローラＲには接着剤等の溶剤が一切使用されておらず、吸収水には何らの溶剤の染み出しがない。したがって、仮にワークから水分を過剰吸収したとしても、溶剤の漏出は一切なく、順次送り込まれる他のワークに対して溶剤の付着による欠陥を生じない。
【００１７】
（本吸水ローラＲの効果）
本吸水ローラＲの組付けにつき、ローラ本体１と中芯２とは接着剤の使用がなく、中芯２のローラ本体１への挿入、更に鍔体３の装着のみで済み、組付け作業が効率される。
また、本吸水ローラ１と中芯２との固定は機械的作用のみによるものであり、接着剤の使用がないので、従来の接着剤を使用するもののように、溶剤の溶出しがなく、吸水作用中にワークへ悪影響を与えない。
【００１８】
本発明は叙上の実施の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の基本的技術思想の範囲内で種々設計変更が可能である。すなわち、以下の態様は本発明の技術的範囲に包含されるものである。
1)本実施形態ではスポンジ性のローラ本体の吸水機能を主体として述べたが、その研磨機能あるいは搬送（まさつ）機能を利用して、研磨ローラ、搬送ローラにも提要できるものである。
2)本実施形態では芯空間１ａ及び該芯空間１ａに合致する中芯２の断面形状は正四角形を採るが、正五角形ないし正六角形であってもよい。
3)本実施形態では中芯２は中空状をなすが、中実体であってもよい。
4)本実施形態では中芯２の突出部は四角形状をなすが、当該突出部を丸棒状とすることができる。この場合、鍔体３の四角筒状体１１に替えて円筒状体が使用される。なお、ねじ挿通孔３ｂの配置（９０°間隔）は実質的に変わるところはない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の吸水スポンジローラの一実施形態の全体構成を示す一部省略側面図（図３、図４の１方向矢視図）。
【図２】本実施形態の吸水スポンジローラの中央縦断面図（図３の２−２線断面図）。
【図３】図１・図２の３−３線矢視断面図。
【図４】図１・図２の４−４線矢視断面図。
【図５】図４の部分拡大詳細図。
【符号の説明】
【００２０】
Ｒ…吸水スポンジローラ、１…ローラ本体、１ａ…芯空間、２…中芯、２ａ…円孔、２ｃ…ねじ孔、３…鍔体、３ａ…内孔、３ｂ…ねじ挿通孔、４…固定具、４Ａ…第１固定具、４Ｂ…第２固定具、６…回転軸体
【図１】
2009058151.tif 000003
【図２】
2009058151.tif 000004
【図３】
2009058151.tif 000005
【図４】
2009058151.tif 000006
【図５】
2009058151.tif 000007