(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【図面の簡単な説明】
【0017】
【
図1】本発明の第1実施形態によるシート巻取装置を示した概略構成図である。
【
図2】
図1のシート巻取装置において巻径が増大した状態を示した図である。
【
図3】
図2のシート巻取装置において、上流側タッチローラベースおよび下流側タッチローラベースに装着されたタッチローラアームが互いに受け渡された状態を示した図である。
【
図4】
図3のシート巻取装置において巻取位置に位置していた巻取軸が取出位置に移動される途中の状態を示した図である。
【
図5】
図4のシート巻取装置において巻取位置に位置していた巻取軸が取出位置に移動された状態を示した図である。
【
図6】
図1のシート巻取装置の回動部材が回動する際の動作を説明するための模式図である。
【
図7】
図6のシート巻取装置において回動部材が所定角度回動された状態を示した図である。
【
図8】
図7のシート巻取装置において回動部材が所定角度回動された状態を示した図である。
【
図9】
図8のシート巻取装置において回動部材が所定角度回動された状態を示した図である。
【
図10】
図9のシート巻取装置において回動部材が所定角度回動された状態を示した図である。
【
図11】
図10のシート巻取装置において回動部材が所定角度回動された状態を示した図である。
【
図12】
図11のシート巻取装置において回動部材が所定角度回動された状態を示した図である。
【
図13】
図12のシート巻取装置において回動部材が所定角度回動された状態を示した図である。
【
図14】
図13のシート巻取装置において回動部材が所定角度回動された状態を示した図である。
【
図15】第2実施形態による巻取機構の構成を説明するための図である。
【
図16】第2実施形態の巻取機構の回動部材が回動する際の動作を説明するための模式図である。
【
図17】
図16の巻取機構において回動部材が所定角度回動された状態を示した図である。
【
図18】
図17の巻取機構において回動部材が所定角度回動された状態を示した図である。
【
図19】
図18の巻取機構において回動部材が所定角度回動された状態を示した図である。
【
図20】
図19の巻取機構において回動部材が所定角度回動された状態を示した図である。
【
図21】
図20の巻取機構において回動部材が所定角度回動された状態を示した図である。
【
図22】
図21の巻取機構において回動部材が所定角度回動された状態を示した図である。
【
図23】
図22の巻取機構において回動部材が所定角度回動された状態を示した図である。
【
図24】
図23の巻取機構において回動部材が所定角度回動された状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【0019】
(第1実施形態)
まず、
図1を参照して、本発明の第1実施形態によるシート巻取装置100の構成について説明する。シート巻取装置100は、巻取軸151にシート150を巻き取るとともに、その巻取軸151を切り替え可能に構成されている。シート150は、たとえば樹脂製の帯状シートであり、上流側の製膜ライン(図示省略)からシート巻取装置100に供給される。なお、
図1等において、Y2方向側が上流側であり、Y1方向側が下流側である。
【0020】
シート巻取装置100は、シート150を巻き取る巻取機構10と、巻取機構10に巻き取られるシート150を押圧するタッチローラ機構20と、シート150をガイドするガイドローラ30とを備えている。このシート巻取装置100では、巻取機構10の下方にタッチローラ機構20が配置されており、シート150の上面を内側に巻き取るいわゆる下巻き取りを行うようになっている。なお、巻取機構10およびタッチローラ機構20は、シート150の幅方向において対向するように一対設けられているが、
図1では片側のみを示している。
【0021】
巻取機構10は、シート巻取時に、巻取位置P1の巻取軸151によりシート150を巻き取るように構成され、かつ、巻取軸151の切替時に、巻取位置P1の巻取軸151を取出位置P2に移動させるとともに、巻取位置P1に新しい巻取軸151を供給するように構成されている。なお、取出位置P2は、巻取位置P1の下流側に配置されている。
【0022】
この巻取機構10は、本体部材11と、回動部材12と、チャック13と、遊星ギヤ14と、レバー15aおよびアーム15bと、サンギヤ16とを含んでいる。チャック13、遊星ギヤ14、レバー15aおよびアーム15bにより1つの巻取ユニットが構成され、サンギヤ16を中心にして周方向に90度間隔で4組の巻取ユニットが設けられている。なお、レバー15aおよびアーム15bは、本発明の「連結部材」の一例である。
【0023】
本体部材11は、水平方向(Y1およびY2方向)に移動可能に構成されている。回動部材12は、本体部材11に回動可能に設けられている。この回動部材12は、巻取軸151の切替時に90度回動されるように構成されている。
【0024】
チャック13は、巻取軸151を保持するとともに、回転可能に構成されている。そして、4つのチャック13のうち、上流側であって下方に配置される巻取位置P1のチャック13が
図1において反時計回りに回転されることにより、そのチャック13が保持する巻取軸151にシート150が巻き取られるようになっている。各チャック13はスライド部材13aに設けられ、スライド部材13aは回動部材12に径方向に移動可能に設けられている。すなわち、チャック13は、回動部材12の径方向(回動部材12の回動中心と直交する方向)に移動可能に設けられている。
【0025】
遊星ギヤ14は、回動部材12に回転可能に支持され、サンギヤ16と噛合している。このため、遊星ギヤ14は、回動部材12が回動する際に、サンギヤ16の周囲を公転しながら自転するように構成されている。この遊星ギヤ14は、1公転で5自転するようになっている。すなわち、回動部材12が90度回動されると、遊星ギヤ14が450度自転する。なお、
図1等では、見やすさを考慮して、遊星ギヤ14およびサンギヤ16に形成される歯の図示を省略した。
【0026】
レバー15aおよびアーム15bは、チャック13と遊星ギヤ14とを連結するために設けられている。レバー15aは、遊星ギヤ14に設けられ、アーム15bは、レバー15aとチャック13との間に設けられている。このため、遊星ギヤ14が自転すると、レバー15aが遊星ギヤ14を中心にして回転されるとともに、そのレバー15aに連れてアーム15bが運動することにより、チャック13が径方向に移動されるようになっている。
【0027】
サンギヤ16は、本体部材11に固定され、回動部材12の回動中心に配置されている。
【0028】
タッチローラ機構20は、上流側タッチローラベース21と、下流側タッチローラベース22と、タッチローラアーム23とを含んでいる。
【0029】
上流側タッチローラベース21は、水平方向(Y1およびY2方向)に移動可能に構成されている。この上流側タッチローラベース21の下流側には、タッチローラアーム23が着脱可能に装着されている。また、上流側タッチローラベース21は、装着されたタッチローラアーム23を上下方向(Z1およびZ2方向)に移動可能であり、装着されたタッチローラアーム23を下流側タッチローラベース22に受け渡し可能に構成されている。
【0030】
下流側タッチローラベース22は、水平方向(Y1およびY2方向)に移動可能に構成され、上流側タッチローラベース21よりも下流側に配置されている。この下流側タッチローラベース22の上流側には、タッチローラアーム23が着脱可能に装着されている。また、下流側タッチローラベース22は、装着されたタッチローラアーム23を上下方向(Z1およびZ2方向)に移動可能であり、装着されたタッチローラアーム23を上流側タッチローラベース21に受け渡し可能に構成されている。
【0031】
タッチローラアーム23は、シート150を押圧するタッチローラ24を回転可能に支持するように構成されている。
【0032】
−回動部材が回動する際の動作−
次に、
図6〜
図14を参照して、第1実施形態のシート巻取装置100における回動部材12が回動する際の動作について説明する。
【0033】
このシート巻取装置100は、巻取軸151を保持するチャック13が回動部材12の径方向に移動可能に構成されている。そして、回動部材12が回動されることにより、チャック13が巻取位置P1から取出位置P2に移動されるときに、チャック13が径方向の内側に移動された後に、チャック13が径方向の外側に移動される。
【0034】
具体的には、
図6に示すように、チャック13が巻取位置P1に配置されているときに、チャック13が径方向において最も外側に配置されている。そして、回動部材12(
図1参照)がR方向に回動されると、遊星ギヤ14が公転しつつ自転する。このため、巻取位置P1に位置していたチャック13に連結される遊星ギヤ14は、
図7〜
図10に示すように、公転することによって下流側(Y1方向側)に移動されながら下方(Z2方向)に移動され、その区間では自転することによってチャック13が径方向の内側に移動される。このため、
図10に示すように、その遊星ギヤ14が最も下方に配置されたときに、チャック13が径方向において最も内側に配置される。さらに、その遊星ギヤ14が、
図11〜
図14に示すように、公転することによって下流側に移動されながら上方(Z1方向)に移動され、その区間では自転することによってチャック13が径方向の外側に移動される。そして、
図14に示すように、チャック13が取出位置P2に配置されるときに、チャック13が径方向において最も外側に配置される。
【0035】
このように、チャック13を巻取位置P1から取出位置P2に移動させる際に、チャック13を径方向に移動させることによって、チャックを径方向に移動させない場合(
図10等において1点鎖線で示す場合)に比べて、高さ方向における巻取軸151の移動範囲(変化範囲)を小さくすることが可能である。
【0036】
−シート巻取時および巻取軸の切替時の動作−
次に、
図1〜
図5を参照して、第1実施形態によるシート巻取装置100のシート巻取時および巻取軸151の切替時の動作について説明する。
【0037】
[シート巻取時]
まず、シート巻取装置100によるシート150の巻き取りが開始されるときには、
図1に示すように、下流側タッチローラベース22が上流側(Y2方向側)に配置されており、上流側タッチローラベース21および下流側タッチローラベース22がタッチローラアーム23を挟んで隣接配置されている。また、上流側タッチローラベース21に装着されたタッチローラアーム23が上側に配置され、下流側タッチローラベース22に装着されたタッチローラアーム23が下側に配置される。
【0038】
そして、上流側の製膜ライン(図示省略)から供給されるシート150は複数のガイドローラ30によりガイドされ、巻取位置P1のチャック13に保持される巻取軸151と、上流側タッチローラベース21に装着されたタッチローラアーム23のタッチローラ24との間に搬送される。巻取位置P1の巻取軸151は
図1において反時計回りに回転され、その巻取軸151にシート150が巻き取られる。このとき、上流側タッチローラベース21に装着されたタッチローラアーム23のタッチローラ24により、巻取位置P1の巻取軸151に巻き取られるシート150が押圧される。なお、巻取軸151に巻き取られるロールとタッチローラ24とが接触する接触位置の接線方向は、ほぼ垂直方向である。
【0039】
そして、
図2に示すように、シート150の巻き取りに起因する巻径の増大に応じて巻取機構10の本体部材11が下流側(Y1方向側)に移動する。
【0040】
[巻取軸の切替時]
その後、巻取軸151の切り替えが開始されると、まず、
図3に示すように、上流側タッチローラベース21に装着されていたタッチローラアーム23(上側のタッチローラアーム23)が下流側タッチローラベース22に受け渡されるとともに、下流側タッチローラベース22に装着されていたタッチローラアーム23(下側のタッチローラアーム23)が上流側タッチローラベース21に受け渡される。
【0041】
そして、
図4に示すように、巻取機構10の回動部材12が回動され、かつ、巻取機構10の本体部材11が上流側に移動するとともに、下流側タッチローラベース22が下流側に移動する。このとき、遊星ギヤ14が公転するとともに自転することにより、巻取軸151を保持するチャック13が回動部材12に対して径方向の内側に移動される。
【0042】
次に、
図5に示すように、回動部材12がさらに回動されるとともに、下流側タッチローラベース22が下流側に移動する。このとき、遊星ギヤ14が公転するとともに自転することにより、巻取軸151を保持するチャック13が回動部材12に対して径方向の外側に移動される。
【0043】
これにより、巻取位置P1に位置していた巻取軸151が取出位置P2に移動されるとともに、巻取位置P1に新しい巻取軸151が供給される。また、上流側タッチローラベース21に装着されたタッチローラアーム23が上昇される。このため、上流側タッチローラベース21に装着されたタッチローラアーム23のタッチローラ24により、シート150が巻取位置P1の新しい巻取軸151に押圧される。
【0044】
なお、巻取軸151が巻取位置P1から取出位置P2に移動される際に、下流側タッチローラベース22が下流側に移動することにより、下流側タッチローラベース22に装着されたタッチローラアーム23のタッチローラ24によって、その移動する巻取軸151に巻き取られるシート150が押圧される。すなわち、下流側タッチローラベース22に装着されたタッチローラアーム23のタッチローラ24によりシート150が巻取軸151側に押圧された状態で、巻取軸151が巻取位置P1から取出位置P2に移動される。
【0045】
そして、図示省略した切断装置によりシート150が切断され、その切断されたシート150が巻取位置P1の新しい巻取軸151に巻き付けられる。なお、巻取位置P1の新しい巻取軸151は
図5において反時計回りに回転されており、その新しい巻取軸151によってシート150が巻き取られる。このようにして、シート150を巻き取りながら、シート150を巻き取る巻取軸151が切り替えられる。したがって、シート150の巻き取りが開始されてから、巻き取りが終了されるまでの間、タッチローラ24によりシート150を巻取軸151側に押圧することが可能である。
【0046】
その後、下流側タッチローラベース22に装着されたタッチローラアーム23が下降され、下流側タッチローラベース22が上流側に移動して次回の巻取軸151の切り替えまで待機する。また、取出位置P2の巻き上がったロールが取り外され、新しい巻取軸151が取り付けられる。具体的には、取出位置P2のチャック13による巻取軸151の保持が解除され、巻き上がったロールから巻取軸151が抜き取られる。そして、そのロールから抜き取られた巻取軸(新しい巻取軸)151を取出位置P2のチャック13によって保持させる。
【0047】
以上の動作が繰り返し行われることにより、巻取軸151の切り替えを行いながら、シート150が連続的に巻き取られる。
【0048】
−効果−
第1実施形態では、上記のように、回動部材12が回動されることにより、チャック13が巻取位置P1から取出位置P2に移動されるときに、チャック13が径方向の内側に移動された後に、チャック13が径方向の外側に移動されるように構成されている。このように構成することによって、巻取軸151の切替時に、巻取軸151が巻取位置P1から取出位置P2に移動されるときに、高さ方向における巻取軸151の移動範囲(変化範囲)を小さくすることができるので、巻取品質の向上を図ることができる。すなわち、巻取軸151に巻き取られるロールとタッチローラ24とが接触する接触位置の接線方向が変動するのを抑制することができるので、巻取品質の向上を図ることができる。また、回動部材12の回動により巻取軸151が巻取位置P1から取出位置P2に移動されるいわゆるターレット型であるので、巻取軸を水平方向および上下方向に移動させる場合に比べて、大型化を抑制することができる。その結果、大型化を抑制しながら、巻取品質の向上を図ることができる。
【0049】
また、第1実施形態では、回動部材12が回動する際に公転しながら自転する遊星ギヤ14と、チャック13と遊星ギヤ14とを連結するレバー15aおよびアーム15bとを設けることによって、チャック13を径方向に移動させる専用の駆動力源を設けることなく、回動部材12が回動する際に容易にチャック13を径方向に移動させることができる。
【0050】
(第2実施形態)
次に、
図15を参照して、第2実施形態による巻取機構10aの構成について説明する。この第2実施形態の巻取機構10aは、第1実施形態と異なり、サンギヤ16aが回動可能に構成されている。
【0051】
具体的には、巻取機構10aは、
図15に示すように、本体部材11と、回動部材12と、チャック13と、遊星ギヤ14と、レバー15aおよびアーム15bと、サンギヤ16aと、モータ17とを含んでいる。
【0052】
サンギヤ16aは、回動部材12の回動軸12aにベアリング16bを介して回動可能に設けられている。すなわち、サンギヤ16aは、本体部材11に対して回動可能である。このサンギヤ16aには、サンギヤ16aよりも大径のギヤ16cが一体的に設けられている。
【0053】
モータ17は、サンギヤ16aを回動させるために設けられている。このモータ17は、出力軸がシャフト17aに連結されている。シャフト17aは、一対の本体部材11に回転可能に設けられ、各本体部材11に対応するように2つのギヤ18aが取り付けられている。ギヤ18aは、本体部材11に回転可能に設けられた複数のギヤ18bなどを介してギヤ16cに連結されている。このため、モータ17によってシャフト17aおよびギヤ18aが回動されると、一対のサンギヤ16aが同期した状態で回動されるようになっている。
【0054】
なお、巻取機構10aのその他の構成は、上記した巻取機構10と同様である。
【0055】
−回動部材が回動する際の動作−
次に、
図16〜
図24を参照して、第2実施形態の巻取機構10aにおける回動部材12が回動する際の動作について説明する。なお、
図17〜
図19および
図21〜
図23では、第1実施形態の場合(サンギヤが固定されている場合)のチャックなどを想像線で示した。
【0056】
図16に示すように、チャック13が巻取位置P1に配置されているときに、チャック13が径方向において最も外側に配置されている。そして、回動部材12(
図15参照)がR方向に回動されると、遊星ギヤ14が公転しつつ自転する。このため、巻取位置P1に位置していたチャック13に連結される遊星ギヤ14は、
図17〜
図20に示すように、公転することによって下流側(Y1方向側)に移動されながら下方(Z2方向)に移動され、その区間では自転することによってチャック13が径方向の内側に移動される。このため、
図20に示すように、その遊星ギヤ14が最も下方に配置されたときに、チャック13が径方向において最も内側に配置される。さらに、その遊星ギヤ14が、
図21〜
図24に示すように、公転することによって下流側に移動されながら上方(Z1方向)に移動され、その区間では自転することによってチャック13が径方向の外側に移動される。そして、
図24に示すように、チャック13が取出位置P2に配置されるときに、チャック13が径方向において最も外側に配置される。
【0057】
ここで、第2実施形態では、回動部材12がR方向に回動されるときに、サンギヤ16aが回動されることにより、遊星ギヤ14の公転位置に対する自転量が調整(補正)される。すなわち、サンギヤ16aが回動されることにより、回動部材12の回動位置に対するチャック13の径方向の位置が調整される。つまり、サンギヤ16aの回動によりチャック13の径方向への移動速度が調整される。これにより、巻取軸151が巻取位置P1から取出位置P2に移動されるときに、高さ方向における巻取軸151の移動範囲(変化範囲)をより小さくすることが可能である。
【0058】
具体的には、
図16〜
図20に示すように、回動部材12の回動により、巻取位置P1に位置していたチャック13に連結される遊星ギヤ14が下方(Z2方向)に移動される区間においては、下方への移動速度が大きい初期(たとえば、
図17参照)に、サンギヤ16aを初期位置からR方向(回動部材12の回動方向)とは反対方向に回動させることにより、チャック13の内側への移動速度を大きくする。その後、その遊星ギヤ14の下方への移動速度が小さい期間(たとえば、
図18および
図19参照)に、サンギヤ16aをR方向に回動させることにより、チャック13の内側への移動速度を小さくする。そして、
図20に示すように、その遊星ギヤ14が最も下方に配置されたときに、サンギヤ16aが初期位置に戻される。たとえば、チャック13の内側への移動速度は、初期に大きく設定され、その後徐々に小さくされる。また、サンギヤ16aがR方向とは反対方向に回動される初期は、サンギヤ16aがR方向に回動されるその後の期間に比べて短く設定される。
【0059】
また、
図20〜
図24に示すように、回動部材12の回動により、最も下方に配置されていた遊星ギヤ14が上方(Z1方向)に移動される区間においては、上方への移動速度が小さい期間(たとえば、
図21および
図22参照)に、サンギヤ16aを初期位置からR方向に回動させることにより、チャック13の外側への移動速度を小さくする。その後、その遊星ギヤ14の上方への移動速度が大きい末期(たとえば、
図23参照)に、サンギヤ16aをR方向とは反対方向に回動させることにより、チャック13の外側への移動速度を大きくする。そして、
図24に示すように、チャック13が取出位置P2に配置されるときに、サンギヤ16aが初期位置に戻される。たとえば、チャック13の外側への移動速度は、末期に大きく設定され、その末期に到達するまで徐々に大きくされる。また、サンギヤ16aがR方向とは反対方向に回動される末期は、サンギヤ16aがR方向に回動されるその前の期間に比べて短く設定される。
【0060】
−効果−
第2実施形態では、上記のように、サンギヤ16aを回動可能に構成し、遊星ギヤ14の公転位置に対する自転量を調整することによって、回動部材12の回動によるチャック13の高さ方向における変動が大きい場合にチャック13の径方向への移動量を大きくするとともに、回動部材12の回動によるチャック13の高さ方向における変動が小さい場合にチャック13の径方向への移動量を小さくすることができるので、高さ方向における巻取軸151の移動範囲(変化範囲)をより小さくすることができる。
【0061】
なお、第2実施形態のその他の効果は、第1実施形態と同様である。
【0062】
(他の実施形態)
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【0063】
たとえば、第1実施形態では、上流側タッチローラベース21が水平方向に移動可能である例を示したが、これに限らず、上流側タッチローラベースが固定されていてもよい。
【0064】
また、第1実施形態では、シート150の巻き取りに起因する巻径の増大に応じて巻取機構10の本体部材11が下流側に移動する例を示したが、これに限らず、シートの巻き取りに起因する巻径の増大に応じて上流側タッチローラベースが上流側に移動するようにしてもよい。この場合には、巻取機構の本体部材が固定されていてもよい。
【0065】
また、第1実施形態では、巻取機構10の下方にタッチローラ機構20が配置され、シート150の上面を内側に巻き取るいわゆる下巻き取りを行う例を示したが、これに限らず、巻取機構の上方にタッチローラ機構が配置され、シートの下面を内側に巻き取るいわゆる上巻き取りを行うようにしてもよい。
【解決手段】シート巻取装置100は、シート150を巻き取る巻取機構10を備える。巻取機構10は、巻取軸151を保持する複数のチャック13と、複数のチャック13が設けられた回動部材12とを含み、チャック13が回動部材12の径方向に移動するように構成されており、回動部材12が回動されることにより、チャック13が巻取位置P1から取出位置P2に移動されるときに、チャック13が径方向の内側に移動された後に、チャック13が径方向の外側に移動されるように構成されている。