JP2563750B2

JP2563750B2 - 外径可変型ローラーとコンベヤ装置と移載装置と移載方法

Info

Publication number: JP2563750B2
Application number: JP5274188A
Authority: JP
Inventors: 裕松田; 薫志水
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-07-28
Filing date: 1993-11-02
Publication date: 1996-12-18
Anticipated expiration: 2011-12-18
Also published as: JPH0789610A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外径可変型ローラー
と、この外径可変型ローラーを軸部に取り付け，モータ
駆動して物品を搬送するコンベヤ装置と、前記外径可変
型ローラーを用いたコンベヤ装置とこのコンベヤ装置の
周辺に配置した他のコンベヤ手段たとえばベルトコンベ
ヤまたはチェーンコンベヤまたはロ−ラコンベヤ（外径
が小さい場合、コロコンベヤとも称す。）等とからな
り，搬送物の移替えを行う移載装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧縮空気などの流体を用いて外径寸法を
変化させる外径可変型ローラー（もしくはロール等）に
ついては、例えば特開平３−２０４２０号公報、特開平
３−２５９８４３号公報により、回転軸に固定された筒
状の弾性体の加圧室（複数の加圧室の組合せを含む）に
圧縮空気を供給することにより、前記筒状の弾性体を膨
脹させ外径を変化させるローラー（もしくはロール）が
提案されている。また、第一のコンベヤから第二のコン
ベヤへの物品の移替えには空気圧や油圧を用いたシリン
ダ等のアクチュエータが介在している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
いずれの提案装置も筒状弾性体内に供給した流体圧力に
より筒状弾性体を膨脹させ、筒状弾性体の外径寸法を変
化させるものである。通常、工場で集中管理して供給さ
れる圧縮空気圧力は、約４．５Ｋｇｆ／ｃｍ²から約
８．５Ｋｇｆ／ｃｍ²と圧力幅が大きくバラツキ不安定
である。

【０００４】上記従来ローラーの場合、筒状弾性体の膨
脹時の外径寸法と通常状態における外径寸法の変化比率
が大きい場合、（すなわち膨脹率が大きい場合）、例え
ばゴム部材のように柔軟な弾性体であっても、５０％を
超す弾性歪みを伴う膨脹を２００万回以上くり返すと、
張力により疲労破壊する恐れが極めて高い。これに対応
できる安価な弾性材料の入手は極めて困難である。

【０００５】搬送する物品が重負荷のために高圧流体た
とえば約５．５Ｋｇｆ／ｃｍ²以上の高圧圧縮空気を用
いる場合、上記従来装置の筒状弾性体は膨脹時における
円周方向の張力は極めて大きくなる。ゴム部材等の弾性
体材料では構造や耐疲労回数に制約を受け、使用が極め
て困難である。

【０００６】また、上記従来の筒状弾性体は内圧の変化
に対応して外径寸法が変化する。従って膨脹時の外径寸
法を一定にするには、供給する流体圧力を高精度に制御
する必要がある。その結果、構造が複雑となるうえ、高
価で高性能な圧力センサーと圧力制御装置が必要とな
る。また、搬送する物品の底面形状は様々で、鋭角突起
を有する金属部材等もある。この鋭角突起がゴム部材か
らなる筒状弾性体と直接接触すると、短時間で破損する
恐れが大きい。

【０００７】また、シリンダ等のアクチュエータを介在
した移載装置は構成が複雑でコストも高く、移替え動作
に長い時間を要していた。本発明は上記問題を解決する
とともに簡単な構成でしかも安価な装置を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の外径可変型ローラーは、側面に複数個の貫通穴
を放射状に配設すると共にこの貫通穴に連通する中空部
を備えてなる保持部材と、前記中空部内に嵌着され，前
記それぞれの貫通穴に対応してダイヤフラムを配したシ
ーリング部材と、前記それぞれの貫通穴に摺動可能に嵌
合し，ローラ外周面を構成する摺動子とを備え、前記シ
ーリング部材内に供給した流体により前記ダイヤフラム
を介し、前記摺動子をロ−ラ外径寸法が拡大する方向に
押圧移動させるようにした構成としている。

【０００９】詳しくは、円筒面に複数個の貫通穴を配設
してなるパイプの内側に、前記それぞれの貫通穴に対応
して壺状のダイヤフラムを配したシーリング部材を嵌着
し、さらに前記それぞれの貫通穴にローラ外周面を構成
する摺動子を摺動可能に嵌合させ、前記ダイヤフラムを
押圧する流体供給用の孔を設けた回転軸と、前記パイプ
の端面両側に配置した側板とにより前記シーリング部材
と前記パイプとを気密状態に締結し、前記回転軸に接続
した回転型継ぎ手から供給した流体たとえば圧縮空気に
より前記ダイヤフラムを介し、前記摺動子をローラ外径
寸法が拡大する方向に押圧移動させる構成としている。
すなわち、回転軸の孔より供給される流体によって、密
閉されたパイプ内壁面に沿って配設した複数の弾性ダイ
ヤフラムが押圧される。その結果、パイプ円筒側面の穴
を貫通してダイヤフラムの壺内に挿入されていたそれぞ
れの摺動子はパイプ外に押し出される。そして、摺動子
の頭部側に位置し，ローラ外周面を構成する円弧部分
が、所定寸法だけ移動してローラ径が拡大し所望のロー
ラ外周面（外径寸法）となる。当然のことながら摺動子
の突起部（段差部）と側板とが当接し、摺動子の動作範
囲を規制する。

【００１０】搬送コンベヤ間での物品移載終了後、パイ
プ内部の圧縮空気は排出され、前記ローラ外周面の溝内
に配設したゴムリングの張力によって摺動子はダイヤフ
ラムを押圧しながら原点位置まで復帰する。その結果、
摺動子の前記円弧部分は元の小さなローラ外周面（外径
寸法）を形成する。

【００１１】本発明のコンベヤ装置は上記外径可変型ロ
ーラーを軸の両端部に備えると共にモータ駆動される複
数個の回転軸手段からなる。

【００１２】さらに、物品移載装置は上記外径可変型ロ
ーラーを軸の両端部に備えると共にモータ駆動される複
数個の回転軸手段と、この回転軸手段の近傍周辺に配置
したコンベヤ手段とを具備した構成としている。

【００１３】

【作用】本発明は上記した構成により、ローラおよびロ
ーラを用いたコンベヤ装置と移載装置の構成が極めて簡
単となる。

【００１４】また、過大な張力が外径可変型ローラーを
構成するダイヤフラムに作用しない。ダイヤフラムが壺
状から平板状に変形する際ごく僅かな圧縮とごく僅かな
曲げの歪みが発生するだけである。従って２００万回を
越える繰り返し動作や５Ｋｇｆ／ｃｍ²以上の圧縮空気
などに対しても疲労破壊は発生しない。

【００１５】さらに、側板により摺動子の可動範囲を規
制しているので、ダイヤフラムに加えられる流体の圧力
の大きさに関係なく摺動子の形成する最大ローラ外径寸
法は常に一定である。さらに、搬送物の底面に接触する
のは摺動子の頭部であり、弾性部材等からなるダイヤフ
ラムが直接搬送物に接触しないため、搬送物底面の固い
突起等で剥離したり欠損することがない。

【００１６】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の一実施例における外径可変
型ローラー１００を図１から図８に従って説明する。図
１および図２において、パイプ１は金属部材またはエポ
キシ樹脂やポリスチレン（ＰＳ）やＦＲＰ（ガラス繊維
強化プラスチック）樹脂部材などの硬質部材からなる。
また、パイプ１は円筒側面に複数個の貫通穴たとえば９
０度毎に４箇所の貫通孔１２を放射状に穿設している。

【００１７】また、パイプ１は金属パイプをＮＣ（数値
制御）旋盤で連続加工するか、または前記樹脂部材を射
出成型などして形成される。さらに、パイプ１はシーリ
ング部材９の縁部９Ｃを介し側板２、３によって両側よ
り挟持されている。側板２、３は端部の折り曲げ断面形
状が略コ字状の円盤型をなしている。

【００１８】前記側板２、３は通常、金属板をプレス加
工して形成するが、別段ＦＲＰ（ガラス繊維強化プラス
チック）等の樹脂部材で成型加工してもよい。前記パイ
プ１の軸心に配したローラー軸４と前記側板２、側板３
とは、円板状ゴムパッキン５、円板状パッキン押さえ
６、ボルト８で気密状態に密閉・締結されている。長方
形の回転止め板１３の取り付け状態を図１の矢視Ｃに示
す。回転止め板１３は、ローラー軸４のＨカット溝部分
（ローラー軸４の断面形状が略小判形の部分（図示せ
ず。））にそれぞれ２箇所づつ計４箇所、図１の紙面に
対し垂直方向に嵌め込まれ、ボルト８によって、円板状
ゴムパッキン押さえ６と共に側板２、３に固定されてい
る。

【００１９】ボルト８の締結強さに応じ円板状ゴムパッ
キン５は、ローラ軸４を外周方向から押圧する方向には
み出し、シール機能を果たす。従って、ローラ軸４の表
面仕上げ加工は不要で、鋼材引き抜き加工のままのラフ
な表面アラサでも十分シールは維持される。側板２、側
板３、パイプ１はシーリング部材９の縁部９Ｃとボルト
７とナット１４とで完全に密閉締結されている。

【００２０】前記シーリング部材９は図５に示すように
弾性材料たとえばシリコンゴムやブチルゴム等のゴム部
材または軟質プラスチック部材等を一体成形してなる。
一体成形の手段としては注型（キャスティング）または
射出成型（インジェクション・モールド）などの加工法
を任意に選択すればよい。

【００２１】シーリング部材９はパイプ１内に嵌着され
る。シーリング部材９の形状は図５および図６に示すご
とく、円筒胴部９Ｄと，貫通穴９Ｂと，ダイヤフラム９
Ａと，縁部９Ｃと，環状溝９Ｅとからなる。貫通穴９Ｂ
は前記パイプ１に設けた貫通穴１２と対応して４箇所配
設されており、後述の摺動子１０の支軸１０Ａ部分が摺
動可能に嵌合する。

【００２２】ダイヤフラム９Ａは前記パイプ１の円筒側
面に設けた貫通穴１２に対応して４箇所配設されてい
る。そして円筒胴部９Ｄの内面側に突出した凸状（壺
状）を形成している。パイプ１の端部に装着される環状
溝９Ｅと鍔状の縁部９Ｃは、側板２、３とパイプ１との
密閉シールを、ボルト７とナット１４の締結により可能
にする。

【００２３】なお、シーリング部材９の壺状のダイヤフ
ラム９Ａの形状はジャバラ状または多面体など任意の形
状に構成してよいことは言うまでもない。図１から明ら
かな様に、摺動子１０が嵌合するパイプ１の貫通孔１２
は、シーリング部材９のダイヤフラム９Ａによって密閉
されている。

【００２４】図７および図８に示すように、摺動子１０
は支軸１０Ａとローラ外周面部１０Ｂと突起部１０Ｃと
溝１０Ｆと凹溝１０Ｄとからなる。また、摺動子１０は
ＦＲＰなどにより樹脂部材で所望の形状に成型加工され
ている。耐熱を要する場合は金属部材で構成され、ダイ
キャストや鋳造法などで加工される。

【００２５】前記溝１０Ｆは物品と接触した際の摩擦力
を増すため所定間隔毎に配設している。勿論、摩擦力を
増したり、物品と接触した時の緩衝効果を目的としてロ
−ラ外周面部１０Ｂにゴムライニングしたり、プラスチ
ックやゴム部材を取り付けることは任意に実施してよ
い。

【００２６】さらに、支軸１０Ａの一端側にローラの外
周面を形成する円弧状のローラ外周面部１０Ｂが凹溝１
０Ｄを挟んで点対称形に配設されている。前記円弧状部
分を点対象形に所定にズラせて配設することにより、摺
動子１０を放射状に９０度毎に４箇所配置した場合に、
円弧状部分の相互干渉を防止し、かつローラ径が拡大し
た状態においても連続するローラ円周面を形成する。ロ
−ラ外周面部１０Ｂの配設形状についても任意で、点対
象の他に例えば略Ｙ字状またはＳ字状に配置し、ロ−ラ
外周面が連続するよう構成してよい。

【００２７】さらに、摺動子１０の凹溝１０Ｄにはゴム
リング１１が取りつけられている。このゴムリング１１
は複数の摺動子１０（図１の実施例では４個）を同時に
ローラ軸４の軸心に向かって押圧し原点に復帰させる機
能を有する。摺動子１０を原点に復帰させる手段に関し
てはゴムリング１１に代え、前記ダイヤフラム９Ａに負
圧を与える手段、または引張コイルバネを環状に張架す
る手段など任意である。高圧の圧縮空気は、所定のタイ
ミング信号により、回転型エアー継ぎ手１７（ロータリ
ー・ジョイント）と軸心に穿孔した盲状の孔１５と連通
穴１６とを介し、シーリング部材９の円筒胴部９Ｄ内に
供給される。高圧空気の供給により図３および図４の矢
視Ｂに示す通り、シーリング部材９のダイヤフラム９Ａ
が押圧されて壺状から平板状に変形し、摺動子１０をパ
イプ１の外側へ押し出す。空気圧による摺動子１０のス
トロークエンドは、摺動子１０の突起部１０Ｃが側板
２，３の鉤形に折り曲げたコ字状縁部２Ａ，３Ａに当接
し、摺動子１０の動作限界となる。

【００２８】パイプ１の外側に押し出された摺動子１０
は、図３，図４に示すように一回り大きな所定の外周面
（外径寸法）を形成する。同時に、当然のことながら摺
動子１０の凹溝１０Ｄに張架したゴムリング１１を拡張
する。通常、ゴム部材からなる従来の円筒弾性体の耐圧
は２Ｋｇｆ／ｃｍ²程度であり、搬送物を持ち上げる能
力（許容荷重）が小さい。

【００２９】本発明では従来のエアーシリンダー等と同
等以上の搬送能力を確保するため、ダイヤフラム９Ａに
５Ｋｇｆ／ｃｍ²以上の高圧圧縮空気を付与する。この
場合、軟質ゴム部材等からなる前記ダイヤフラム９Ａは
平板状に変形し、鋭いエッジ部に食い込んだり微小な隙
間にも押し込まれる。この結果、金属等からなる硬質部
材間の微小な隙間に繰り返し強く押し込まれると、ダイ
ヤフラム９Ａの柔らかい表面はわずかずつ剥離し、つい
には耐圧強度が低下して破裂する。高圧流体下で繰り返
し作動するダイヤフラム９Ａの破裂または亀裂を防止す
るため、本発明では図７に示すごとく支軸１０Ａの端面
縁部形状を球面としたＲコーナ１０Ｅとしている。

【００３０】空気圧作動状態では図４の矢視Ａに示すよ
うに、ダイヤフラム９Ａの変形部分をシーリング部材９
の円筒胴部材９Ｄ表面と支軸１０ＡのＲコーナー１０Ｅ
で受け止め、ダイヤフラム９Ａの曲げ歪みと剥離を最小
にする構成としている。上記構成により本発明構成のダ
イヤフラム９Ａは、作動空気圧５Ｋｇｆ／ｃｍ²以上に
於いても２００万回以上の繰り返し寿命が可能となっ
た。

【００３１】後述するごとく、上記外径可変型ローラー
を用いた搬送手段により物品が第一の位置から第二の位
置に搬送された後、ダイヤフラム９Ａを押圧していた圧
縮空気はローラー軸４の圧縮空気の供給孔を通じて排出
される。シーリング部材９内部の空気圧低下に伴い、支
軸１０Ａはゴムリング１１の張力によってパイプ１内へ
押し込まれ、図１，図２に示すごとく初期状態に復帰す
る。

【００３２】その結果、ローラ外周面部１０Ｂの外周面
（外径寸法）は側板２、３の外径寸法より小さくなる。

【００３３】次に、上記の外径可変型ローラー１００を
用いて構成したコンベヤ装置と移載装置について説明す
る。これらの装置はテレビジョン受信機や半導体基板な
ど任意の物品を搬送したり、分岐・合流したりする手段
として有効である。コンベヤ装置は、上記の外径可変型
ローラー１００を軸部に取り付けてなる回転軸手段を、
複数個備えた構成からなる。回転軸はモータによりベル
トまたはチェーンまたは歯車連結などを仲介して駆動さ
れる。移載装置は、外径可変型ローラー１００を軸部に
取り付けてなる回転軸手段を複数個備えた構成のコンベ
ヤ装置と、このコンベヤ装置の近傍周辺に別途配置した
コンベヤ装置とからなる。

【００３４】たとえば外径可変型ローラーを用いたコン
ベヤとベルトコンベヤ、または外径可変型ローラーを用
いたコンベヤとチェーンコンベヤ、または外径可変型ロ
ーラーを用いたコンベヤとロ−ラコンベヤ（外径が小さ
い場合、コロコンベヤとも称す。）などの組合せが可能
である。移載装置において、それぞれのローラー軸を
介し所定の圧縮空気が供給される。

【００３５】その結果、前述のごとくローラー外径寸法
が拡張し、玉軸受等によって支えられたローラー軸４が
駆動モータとチェーン等の伝導手段によって回転するこ
とにより、チェーンコンベヤ等の搬送面から物品を押し
上げ（持ち上げ）、任意の方向に物品を移送または分岐
させる。物品を移送または分岐させた後、シーリング部
材９内の圧縮空気を排出することにより外径可変型ロー
ラー１００の外径寸法は初期状態に収縮し、次の搬送物
を待機する。

【００３６】このように本発明の外径可変型ローラー１
００は、弾性部材からなるダイヤフラム９Ａを配したシ
ーリング部材９とローラの外周面を構成する複数の摺動
子１０とを備えることにより、きわめて簡単な構造で物
品の移送または分岐が可能となる。

【００３７】外径可変型ローラー１００を用いた移載装
置の一実施例について図９，図１０を用いて更に詳しく
説明する。移載装置２００は物品を搭載・搬送する手段
として、モータ駆動されるチェーンまたはベルトまたは
ローラー（コロとも呼ぶ）などを用いた搬送コンベヤ
と，外径可変型ローラー１００を軸の両端部２箇所に取
り付けた回転軸を複数本備えてなるコンベヤ装置とで構
成され、物品の移送または分岐を行う。図９で示す装置
の場合、外径可変型ローラーを軸部に取り付けてなる複
数個の回転軸手段（図では便宜的に３本で示してい
る。）を挟むごとく２本の搬送ベルト３７が両側に配設
されている。

【００３８】また、前記搬送ベルト３７の進行方向と外
径可変型ローラー１００の回転方向とは直交している。
外径可変型ローラー１００を回転駆動する動力伝達は、
ベルト，プーリーもしくはスプロケット，チェーン等の
手段による。フレーム３６に取り付けた軸受（図示せ
ず。）によってプーリ３９、４０は保持され、該プーリ
ー３９、４０によって搬送ベルト３７は駆動される。回
転軸２０にプーリー３９とスプロケット（鎖車）４１は
固定されている。駆動モーター３８の駆動力はスプロケ
ット１９、チェーン１８によってスプロッケット４１に
伝えられる。外径可変型ローラー１００はそれぞれの回
転軸２８、２２、２９の両端部に各々２箇所づつ取りつ
き、軸受２３により支承されている。初期状態すなわち
圧縮空気が排出されローラー外周面１０Ｂが収縮してい
る状態では、外径可変型ローラー１００の物品搬送面高
さは搬送ベルト３７の上面より低い。（図１０のＨ２寸
法で示す。）作動状態すなわち圧縮空気が供給されロー
ラー外周面１０Ｂが拡大している状態では、搬送ベルト
３７の上面より高くなる。（図１０のＨ１寸法で示
す。）図１０に示す移載装置２００の場合、回転軸２
２、２８、２９は平行に配置されている。

【００３９】回転軸２２はスプロケット２４、２６、チ
ェーン２５の連結によってモーター２７の駆動力が伝動
される。回転軸２８、２９はスプロケット３０、３２、
チェーン３１によって回転軸２２の駆動力が伝動され
る。

【００４０】次に、物品の移載動作を説明する。矢印Ｙ
方向から物品を受取り，Ｘ方向に移載（分岐）する場合
について述べる。まず圧縮空気が回転軸２２，２８，２
９に供給され外径可変型ローラー１００はＨ１の高さで
回転しながら矢印Ｙ方向から物品を引き込む。

【００４１】次に、物品の引き込みを完了した後（物品
が第一の位置に達した後）外径可変型ローラー１００は
停止し、圧縮空気を排出してＨ２の高さに変化し（外径
が縮小し）、物品を搬送ベルト３７の上面に乗せ矢印Ｘ
方向（第二の位置方向）に移送する。逆に、矢印Ｘ方向
から矢印Ｙ方向に物品を流す場合は、外径可変型ローラ
ー１００は最初Ｈ２寸法の高さで待機する。搬送ベルト
３７により物品が外径可変型ローラー１００の上（第一
の位置）に到着した際、外径可変型ローラー１００の外
径寸法はＨ１の高さに変化し物品を搬送ベルト３７の上
面より持ち上げる。その後外径可変型ローラー１００を
駆動回転させて矢印Ｙ方向（第二の位置方向）に移載す
る。

【００４２】この様に、移載装置２００はベルトコンベ
ヤの進行方向と直角方向に物品を移載し、かつ可逆的に
可能である。従来装置の様に、ベルトコンベヤまたはロ
ーラーコンベヤまたはチェーンコンベヤ等の搬送装置全
体をエアーシリンダー等の手段を用いて上昇させ物品の
搬送方向を変える構成に較べ、本発明実施例の移載装置
２００は構造が極めて簡単で安価に構成できる。

【００４３】さらに、簡単な構造のため設備の信頼性も
大幅に向上した。さらに、従来のベルトコンベヤやチェ
ーンコンベヤは搬送速度の上限が２０ｍ／分程度と遅い
のに対し、本発明では８０〜９０ｍ／分と高速で対応で
きる。なお当然のことながら、上記外径可変型ローラー
を用いたコンベヤ装置単体を、従来のごとく物品の搬送
コンベヤ装置として用いてよいことは言うまでもない。

【００４４】次に、上記外径可変型ローラー１００の数
と回転軸の配置を変えた、本発明のもう一つの実施例に
おける移載装置３００を図１１に示す。

【００４５】この移載装置においても矢印Ｙ方向から物
品を受取り、所定角度の矢印Ａ方向に移載、またはその
逆を可能にする。移載装置３００は基本的に３つの搬送
手段すなわち、搬送ベルト３７Ａと，外径可変型ローラ
ー１００を取り付けた複数個の回転軸手段からなるコン
ベヤ装置と，別途用意したコロコンベヤ４２とからな
る。詳しくは、外径可変型ローラー１００を左側からそ
れぞれ３，４，６個の順で３列配設して第一のコンベヤ
手段を備え、次に、前記第一のコンベヤ手段の近傍両側
に２本のベルトコンベヤ３７Ａからなる第二のコンベヤ
手段を配設し、さらに前記第二のコンベヤ手段と所定角
度で交差するごとくコロコンベヤ４２を第三のコンベヤ
手段として配設している。

【００４６】所定角度の矢印Ａ方向に配設したコロコン
ベヤ上に物品を移載，または逆にコロコンベヤから物品
を移載するため、それぞれの外径可変型ローラー１００
の設置角度を円弧状に徐々にひねって変化させている。

【００４７】なお、外径可変型ローラー１００はプーリ
ー３４，３５とこれら両プーリー間に張架されるたすき
掛けベルト（図示せず。）によって駆動軸２２Ａ、２８
Ａ、２９Ａから動力伝達されている。また、外径可変型
ローラー１００は回転軸に１個取り付き、両側より軸受
手段により所定に支承されている。

【００４８】なお、前記たすき掛けベルトは丸ベルトや
タイミングベルトの他に、任意の伝動手段を用いてよい
ことは言うまでもない。上述のごとく、本発明の外径可
変型ローラーを用いた物品の移載装置２００，３００は
圧縮空気の供給により瞬時に搬送物を持ち上げ、搬送方
向を変えることができ、高速分岐または合流が可能にな
る。

【００４９】（実施例２）以下、本発明の一実施例にお
ける外径可変型ローラー４００を図１２から図１５を用
いて説明する。実施例２における外径可変型ローラー４
００は、実施例１で述べた外径可変型ローラー１００に
較べ、ダイヤフラム機能を有するシーリング部材９を用
いない構成としている。

【００５０】すなわち、側面に複数個の貫通穴を放射状
に配設すると共にこの貫通穴に連通する流体供給穴を備
えてなる保持部材と、前記それぞれの貫通穴に摺動可能
に嵌合しロ−ラ外周面を形成する摺動子とからなり、前
記流体供給穴に供給した流体により前記摺動子をロ−ラ
外径寸法が拡大する方向に押圧移動させるよう構成して
いる。

【００５１】また、摺動子とこの摺動子の嵌合する軸受
穴とのスキマ代（隙間寸法）を数十ミクロンメートルと
し、Ｈ７ｆ６程度の嵌合状態に仕上げ加工することによ
り外径可変型ローラーの構成をコンパクトにし、外形寸
法の小型化を図っている。

【００５２】図１２は中空軸１２１に外径可変型ローラ
ー４００を取り付けた状態の断面図を示す。図１３は切
断線Ｓ３〜Ｓ３方向の断面図で，中空軸１２１にエアー
が供給されローラ外径が拡大した状態を示す。但し、Ｏ
リングの記載は省略している。図１４は摺動子１２４の
正面図、図１５は摺動子１２４の平面図を示す。

【００５３】まず流体たとえばエアー供給用の中空部１
３２を軸心に設けた中空軸１２１を用意する。この中空
軸１２１の片端は詰栓１２９で封止され、もう一方の端
部には回転型エアー継ぎ手（ロータリー・ジョイント）
１３０が付属し所定圧力のエアーを供給する。さらに、
前記中空軸１２１は所定間隔に配設した軸受１３１によ
り両端支持されている。中空軸１２１の回転駆動は駆動
モータとプーリーとベルト手段，または駆動モータとス
プロケット（鎖車）とチェーン，または駆動モータと歯
車連結などの手段により実施される。（いずれも図示せ
ず。）さらに、前記中空軸１２１は前記軸受１３１の近
傍２箇所において、側面の４箇所に前記中空部１３２と
連通する貫通穴１２２を９０度毎に４箇所、合計８箇所
放射状に配設している。中空軸１２１には後述の摺動子
１２４を保持する部材として本体円板１２３が取り付け
固定されている。図１２では２箇所取り付けた状態を示
す。本体円板１２３は前記それぞれの貫通穴１２２に対
応して貫通穴１２８を放射状に４箇所配設してなり、各
貫通穴１２２と各貫通穴１２８とは連通するごとく配設
している。

【００５４】さらに、本体円板１２３のそれぞれの貫通
穴１２８には摺動子１２４が摺動可能に嵌合している。
図１２の実施例では一つの本体円板１２３に４個の摺動
子１２４が嵌合している。摺動子１２４は実施例１にお
ける場合と同様、支軸１２４Ａとローラ外周面部１２４
Ｂとからなる。詳細形状を図１４に示す。支軸１２４Ａ
は貫通穴１２８に対し所定のクリアランス（隙間寸法）
を有するＨ７ｆ６のハメアイ状態で嵌合している。外周
部にＯリング１２５を１〜２箇所所定に備え（図１２で
は１箇所。）エアーの漏れ防止と防塵を行っている。

【００５５】当然のことながら、支軸１２４Ａの表面仕
上げは旋盤加工または研削加工などの手段により鏡面状
態または鏡面に近い状態にまで滑らかに仕上げ加工され
ている。ただし、摺動子１２４が樹脂成型されている場
合には、成型金型の表面アラサを向上させ仕上加工を不
要としてもよい。ローラ外周面部１２４Ｂは凹溝１２４
Ｃを中央に挟んで、所定角度のローラ円周面（ローラ外
径）を形成する円弧状部分を点対象形に備えている。前
記円弧状部分を点対象形に所定にズラせて配設すること
により、摺動子１２４を放射状に９０度毎に４箇所配置
した場合に、円弧状部分の相互干渉を防止し、かつロー
ラ径が拡大した状態においても連続するローラ円周面を
形成する。ローラ円周面の表面形状については任意に設
定してよい。図１３，１４に示すごとく滑らかであって
もよいし、図７，８に示すごとく筋状で断面形状がＵ字
状またはＶ字状の浅い溝１０Ｆを所定間隔毎にほぼ前面
に配設するようにしてもよい。勿論、溝１０Ｆが相互に
交差するローレット状であってもよい。

【００５６】さらに、ローラ外周面部の断面形状につい
ても任意で、図１２で示すごとく略コ字状の凹溝１２４
Ｃの他に、Ｖ字状、Ｕ字状、球面状など必要に応じ設定
すればよい。凹溝１２４Ｃには実施例１におけるゴムリ
ング１１に相当するリング状引張コイルバネ１２６が環
状に張架されている。リング状引張コイルバネ１２６の
作用は実施例１で説明したごとく、エアー圧力が作用し
ない場合に摺動子１２４を初期状態の位置に、すなわち
ローラの外径寸法を元の小さい直径寸法状態に戻す作用
をなす。

【００５７】本体円板１２３の両側面には側板１２７が
それぞれ配設されている。側板１２７は前記摺動子１２
４のストロークエンドを規制する（限定する）と共に、
摺動子１２４の支軸回転を防止する。

【００５８】すなわち、側板１２７は貫通穴１２８内に
所定圧力のエアーが供給された場合、摺動子１２４が形
成するローラ外周面の最大外径を規制し、かつ摺動子１
２４が貫通穴１２８より抜け落ちるのを防止する。上記
構成の外径可変型ローラー４００は、前述の回転型エア
ー継ぎ手（ロータリー・ジョイント）１３０を介して供
給したエアーによりローラ外径が拡大する。

【００５９】逆に、エアーの排出によりローラ外径を初
期の小さな寸法に縮小する。この場合の摺動子１２４の
エアーに対する応答速度は数十ミリ秒〜数百ミリ秒と極
めて速い。勿論、エアーの流入・排出速度を制御するス
ピードコントローラを併用してよいことは言うまでもな
い。

【００６０】なお、図１２において、二点鎖線で示す摺
動子の位置はエアーにより作動し、ローラの外径が拡大
した場合の状態を示す。上記実施例において、図１２で
は中空軸１２１に対し外径可変型ローラー４００を２箇
所配設した場合を示しているが、外径可変型ローラー４
００の設置数や取り付け位置については任意に設定して
よいことも言うまでもない。

【００６１】さらに、本体円板１２３と，側板１２７
と，中空軸１２１の形状や組合せ構成についても任意で
ある。例えば図１６に示す外径可変型ローラー５００の
ごとく、本体円板と側板とを一体化してなる部材を摺動
子の保持部材１７３とし、摺動子１２４のストロークエ
ンドをストッパ１７７で規制する構成としてもよい。

【００６２】さらには、図１７に示す外径可変型ローラ
ー６００のごとく、図１２における本体円板と中空軸と
を一体化して摺動子を保持する部材構成や、図１８に示
す外径可変型ローラー７００のごとく本体円板と中空軸
と側板とを一体化した構成など任意の構成が可能であ
る。

【００６３】また、図１６において、摺動子１２４の動
きを規制するストッパ１７７に代え、保持部材１７３か
らピンなどを突出させ、支軸またはロ−ラ外周面部の側
面方向から規制する構成としてもよい。（図示せず。）
すなわち、側面に複数個の貫通穴を放射状に配設すると
共にこの貫通穴に連通する流体供給穴を備えてなる保持
部材と、前記それぞれの貫通穴に摺動可能に嵌合しロ−
ラ外周面を形成する摺動子とからなり、前記流体供給穴
に供給した流体により前記摺動子をロ−ラ外径寸法が拡
大する方向に押圧移動させる外径可変型ローラーを任意
に構成すればよい。

【００６４】さらに、前記本体円板、側板、中空軸、ま
たはこれらを一体化してなる保持部材の構成部材や加工
手段についても任意で、ポリスチレン樹脂部材（ＰＳ）
やエポキシ樹脂部材やＦＲＰなどを樹脂成型して構成し
てよい。実施例２で述べた外径可変型ローラー４００，
５００，６００，７００を用い、コンベヤ装置や移載装
置を構成する説明については、実施例１で説明した外径
可変型ローラー１００と置き換えれば同様に構成できる
ので省略する。

【００６５】

【発明の効果】以上のように本発明の外径可変型ローラ
ーによれば、精密な機械加工部品を必要とせず、単純な
構造によって５Ｋｇｆ／ｃｍ²〜８Ｋｇｆ／ｃｍ²と圧力
バラツキの大きな高圧流体を用いた場合にも安定してロ
ーラー外周寸法（外径寸法）を瞬時に可変できる。ま
た、繰り返し寿命と信頼性が大幅に向上する。

【００６６】また、ダイヤフラムを用いない構成におい
ては外形寸法の小型化と構成の更なる単純化を図れる。

【００６７】さらに、本発明の外径可変型ローラーを用
いた物品のコンベヤ装置や移載装置においても、製造コ
ストが大幅に低減し、さらに極めて小型かつ軽量化がは
かれ、搬送設備における高速の分岐または合流が可能に
なる等、使用範囲も拡大し多くの効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における外径可変型ローラー
の縦方向断面図

【図２】図１を切断線Ｓ１〜Ｓ１方向から見た平面方向
断面図

【図３】図１の外径可変型ローラーに圧縮空気を供給し
た状態の縦方向断面図

【図４】図２を切断線Ｓ２〜Ｓ２方向から見た平面方向
断面図

【図５】図１を構成するシーリング部材の縦方向断面図

【図６】図１を構成するシーリング部材の平面図

【図７】図１を構成する摺動子の正面図

【図８】図１を構成する摺動子の平面図

【図９】本発明の一実施例における外径可変型ローラー
を用いた移載装置の平面図

【図１０】本発明の一実施例における外径可変型ローラ
ーを用いた移載装置の正面図

【図１１】本発明の一実施例における外径可変型ローラ
ーを用いたもう一つの移載装置の平面図

【図１２】本発明の一実施例における外径可変型ローラ
ーの断面図

【図１３】図１を切断線Ｓ３〜Ｓ３方向から見た断面図

【図１４】図１２を構成する摺動子の正面図

【図１５】図１２を構成する摺動子の平面図

【図１６】本発明の一実施例における外径可変型ローラ
ーの断面図

【図１７】本発明の一実施例における外径可変型ローラ
ーの断面図

【図１８】本発明の一実施例における外径可変型ローラ
ーの断面図

【符号の説明】

１パイプ２，３，５７側板２Ａ，３Ａ縁部４ローラー軸５ゴムパッキン６パッキン押さえ９シーリング部材９Ａダイヤフラム９Ｂ貫通孔９Ｃ縁部９Ｄ円筒胴部９Ｅ環状溝１０，５４，１２４摺動子１０Ａ，１２４Ａ支軸１０Ｂ，１２４Ｂローラ外周面部１０ＥＲコーナ１０Ｆ溝１１ゴムリング１２，１６，５２，１２２，１２８貫通穴１３回転止め板１４ナット１５孔１７，１３０回転型エアー継ぎ手１８，２５，３１，３１Ａチェーン１９，２４，２６，３０，３２，３０Ａ，３２Ａ，４１
スプロケット２０，２２，２８，２９，２９Ａ回転軸２３，２３Ａ軸受２７，２７Ａモータ３４，３５，３９，４０プーリー３６，３６Ａフレーム３７，３７Ａ搬送ベルト３８駆動モータ４２コロコンベヤ５１，１２１，１８１中空軸５９，１２９詰栓１００，４００，５００，６００，７００外径可変型
ローラー２００，３００移載装置１２３本体円板１２３Ａボス部１２４Ｃ凹溝１２５Ｏリング１２６リング状引張コイルバネ１２７側板１３１軸受１３２中空部１７３保持部材１７７，１８７ストッパ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭57−23504（ＪＰ，Ａ) 特開平２−100938（ＪＰ，Ａ) 特開昭48−9483（ＪＰ，Ａ) 特開平３−20420（ＪＰ，Ａ) 実開昭53−115587（ＪＰ，Ｕ) 特公昭45−11856（ＪＰ，Ｂ１) 実公昭47−42375（ＪＰ，Ｙ１)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】側面に複数個の貫通穴を放射状に配設す
ると共にこの貫通穴に対応してダイヤフラムを配した保
持部材と、前記それぞれの貫通穴に摺動可能に嵌合し，
ローラ外周面を構成する摺動子とを備え、前記保持部材
内に供給した流体により前記ダイヤフラムを介し、前記
摺動子をロ−ラ外径寸法が拡大する方向に押圧移動させ
るようにしたことを特徴とする外径可変型ローラー。
【請求項２】前記摺動子が所定角度のロ−ラ外周面を
形成する円弧部分と、前記貫通穴に嵌合する支軸とを備
えたことを特徴とする請求項１記載の外径可変型ローラ
ー。
【請求項３】前記ローラ外周面にゴム部材またはプラ
スチック部材の内いずれか一方を備えたことを特徴とす
る請求項１記載の外径可変型ローラー。
【請求項４】円筒面に複数個の貫通穴を穿設してなる
パイプの内側に、前記それぞれの貫通穴に対応してダイ
ヤフラムを配したシーリング部材を嵌着し、さらに前記
それぞれの貫通穴にローラ外周面を構成する摺動子を摺
動可能に嵌合させ、前記パイプの端面側に配置した側板
により前記シーリング部材と前記パイプとを機密状態に
締結し、流体により前記ダイヤフラムを介し、前記摺動
子をローラ外径寸法が拡大する方向に押圧移動させるよ
うにしたことを特徴とする外径可変型ローラー。
【請求項５】請求項１記載の外径可変型ローラーを軸
部に取り付けてなる回転軸手段を複数個備えたことを特
徴とするコンベヤ装置。
【請求項６】請求項１記載の外径可変型ローラーを軸
部に取り付けてなる複数個の回転軸手段と、この回転軸
手段の近傍に配置したコンベヤ手段とを具備してなるこ
とを特徴とする物品の移載装置。
【請求項７】前記回転軸手段の近傍に配置したコンベ
ヤ手段をベルトコンベヤまたはチェーンコンベヤまたは
ロ−ラコンベヤの内何れか一つ以上の手段としたことを
特徴とする請求項６記載の物品の移載装置。
【請求項８】請求項１記載の外径可変型ローラーを軸
部に取り付けてなる複数個の回転軸手段を挟むごとく２
本の搬送コンベヤを両側に配設したことを特徴とする物
品の移載装置。
【請求項９】前記外径可変型ローラーの回転方向と前
記搬送コンベヤの進行方向とを交差させたことを特徴と
する請求項８記載の物品の移載装置。
【請求項１０】請求項１記載の外径可変型ローラーを
軸部に取り付けてなる複数個の回転軸手段を挟むごとく
２本の搬送コンベヤを両側に備え、この搬送コンベヤと
所定角度で交差するごとく第三のコンベヤ手段を備えた
ことを特徴とする物品の移載装置。
【請求項１１】前記第三のコンベヤ手段をコロコンベ
ヤとしたことを特徴とする請求項１０記載の物品の移載
装置。
【請求項１２】前記それぞれの外径可変型ローラーの
設置角度を少なくとも１個以上変化させたことを特徴と
する請求項１０記載の物品の移載装置。
【請求項１３】搬送コンベヤで物品を第一の位置まで
搬送した後、請求項１記載の外径可変型ローラーを軸部
に取り付けてなる複数個の回転軸手段に流体を供給して
前記物品を前記搬送コンベヤより持ち上げ，第二の位置
まで搬送するようにしたことを特徴とする物品の移載方
法。
【請求項１４】請求項１記載の外径可変型ローラーを
軸部に取り付けてなる複数個の回転軸手段により物品を
第一の位置まで搬送した後，前記外径可変型ローラーか
ら流体を排出して前記物品を下降させ、別途用意した搬
送コンベヤにより前記物品を第二の位置まで搬送するよ
うにしたことを特徴とする物品の移載方法。
【請求項１５】側面に複数個の貫通穴を放射状に配設
すると共にこの貫通穴に連通する流体供給穴を備えてな
る保持部材と、前記それぞれの貫通穴に摺動可能に嵌合
しロ−ラ外周面を形成する摺動子とからなり、前記流体
供給穴に供給した流体により前記摺動子をロ−ラ外径寸
法が拡大する方向に押圧移動させるようにしたことを特
徴とする外径可変型ローラー。
【請求項１６】請求項１５記載の外径可変型ローラー
を取り付けてなる回転軸手段を複数個備えたことを特徴
とするコンベヤ装置。
【請求項１７】請求項１５記載の外径可変型ローラー
を取り付けてなる複数個の回転軸手段と、この回転軸手
段の近傍に配置したコンベヤ手段とを具備してなること
を特徴とする物品の移載装置。
【請求項１８】前記回転軸手段の近傍に配置したコン
ベヤ手段をベルトコンベヤまたはチェーンコンベヤまた
はロ−ラコンベヤの内何れか一つ以上の手段としたこと
を特徴とする請求項１７記載の物品の移載装置。
【請求項１９】側面に複数個の貫通穴を放射状に配設
すると共にこの貫通穴に連通する流体供給穴を備えてな
る保持部材と、前記それぞれの貫通穴に摺動可能に嵌合
しロ−ラ外周面を形成する摺動子と、この摺動子の動作
範囲を限定する部材とからなり、前記流体供給穴に供給
した流体により前記摺動子をロ−ラ外径寸法が拡大する
方向に押圧移動させるようにしたことを特徴とする外径
可変型ローラー。
【請求項２０】側面に複数個の貫通穴を放射状に配設
すると共にこの貫通穴に連通する流体供給穴を備えてな
る本体円板と、前記それぞれの貫通穴に摺動可能に嵌合
しロ−ラ外周面を形成する摺動子と、この摺動子の動作
範囲を限定する部材とからなり、前記流体供給穴に供給
した流体により前記摺動子をロ−ラ外径寸法が拡大する
方向に押圧移動させるようにしたことを特徴とする外径
可変型ローラー。
【請求項２１】円筒面に複数個の貫通穴を放射状に配
設してなる中空軸と、前記それぞれの貫通穴に摺動可能
に嵌合しロ−ラ外周面を形成する摺動子と、この摺動子
の動作範囲を限定する部材とからなり、前記中空軸に供
給した流体により前記摺動子をロ−ラ外径寸法が拡大す
る方向に押圧移動させるようにしたことを特徴とする外
径可変型ローラー。