(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の一実施形態のウエブWの巻取り装置10について
図1〜
図7を参照して説明する。ウエブWとしては、長尺状のフィルム、金属泊、紙、布帛などである。本実施形態の巻取り装置10は、ウエブWを巻軸1,2に巻き取る巻取りユニット3と、巻取りユニット3にウエブWを案内する案内ユニット4とより構成されている。
【0010】
(1)巻取りユニット3の構成
巻取り装置10の巻取りユニット3の構成について
図1、
図2を参照して説明する。
図1に示すように、水平な床に載置された基台12から左右一対の支持脚14,14が立設されている。左右一対の支持脚14,14の上部には、水平に、かつ、回転自在に主回転軸16が架け渡されている。
【0011】
主回転軸16から左右一対の第1主支持腕18,18が突出している。第1主支持腕18,18から180°離れた位置において第2主支持腕20,20が主回転軸16から突出している。
【0012】
主回転軸16において、第1主支持腕18と第2主支持腕20との間であって、かつ、90°離れた位置から、左右一対の第1補助腕22,22が突出している。第2主支持腕20,20と第1主支持腕18,18の間であって、90°離れた位置からは左右一対の第2補助腕24,24が突出している。
【0013】
左右一対の第1主支持腕18,18の先端には、
図2に示すように、左右一対の第1チャック26,26が設けられている。左右一対の第1チャック26,26の間には、着脱自在に第1巻軸1が取り付けられる。第1巻軸1は、第1チャック26,26と共に回転する。
【0014】
左右一対の第2主支持腕20,20の先端には、
図2に示すように、左右一対の第2チャック28,28が設けられている。左右一対の第2チャック28,28の間には、着脱自在に第2巻軸2が取り付けられる。第2巻軸2は、第2チャック28,28と共に回転する。
【0015】
左右一対の第1補助腕22,22の先端には、第1補助ロール30が回転自在に架け渡されている。
【0016】
左右一対の第2補助腕24,24の先端には、第2補助ロール32が回転自在に架け渡されている。
【0017】
基台12には、主回転軸16を回転させる公転モータ34が設けられている。ここで、「公転」とは、主回転軸16を公転モータ34によって回転させ、第1主支持腕18、第2主支持腕20、第1補助腕22、第2補助腕24を、
図1においては反時計回りの方向に回転させることをいう。
【0018】
基台12には、第1チャック26を回転させる第1自転モータ36が設けられている。また、第2チャック28を回転させる第2自転モータ38が設けられている。ここで、「自転」とは、第1巻軸1又は第2巻軸2を回転させてウエブWを巻き取ることをいう。
【0019】
コンピュータよりなる巻取り装置10の制御部5が、基台12に設けられている。
【0020】
(2)第1タッチロール46と第2タッチロール66
次に、第1タッチロール46と第2タッチロール66について説明する。
【0021】
主回転軸16の近傍において、水平方向に第1腕回転軸40が設けられている。この第1腕回転軸40は、主回転軸16とは偏心した位置に回転自在に固定されている。
【0022】
第1腕回転軸40の左右両側から左右一対の第1左タッチ支持腕42、第1右タッチ支持腕44が設けられている。
【0023】
左右一対の第1左タッチ支持腕42、第1右タッチ支持腕44の一方の端部には、
図2に示すように、ベアリング45,45を介して第1タッチロール46が回転自在に設けられている。第1タッチロール46の回転軸は、第1巻軸1と平行である。
【0024】
左右一対の第1左タッチ支持腕42、第1右タッチ支持腕44の他方の端部には、
図1に示すように、第1重り48,48が設けられている。第1左タッチ支持腕42、第1右タッチ支持腕44において、第1タッチロール46と第1腕回転軸40の距離と第1重り48と第1腕回転軸40の比率は、例えば8対2又は9対1に設けられている。但し、この比率は第1タッチロール46と第1重り48の重さによって決定される。
【0025】
第1左タッチ支持腕42において、第1腕回転軸40の近傍から第1偏心突部50が突出している。第1右タッチ支持腕44においても同様に第1偏心突部50が突出している。左の第1補助腕22の先端と、第1左タッチ支持腕42の第1偏心突部50との間には、第1左エアーシリンダ52が取り付けられている。また、右の第1補助腕22の先端と、第1右タッチ支持腕44の第1偏心突部50との間には、第1右エアーシリンダ54が取り付けられている。第1左エアーシリンダ52と第1右エアーシリンダ54が伸縮することにより、左右一対の第1左タッチ支持腕42、第1右タッチ支持腕44が第1腕回転軸40を中心に回転する。そして、第1タッチロール46が、後から説明するように第1巻軸1に押圧される。
【0026】
第1左タッチ支持腕42の一方の先端の近傍には、圧力センサよりなる第1左センサ56が設けられている。この第1左センサ56によって、第1タッチロール46の左側のウエブWに対する圧力を検出できる。
【0027】
第1右タッチ支持腕44の一方の先端の近傍には、圧力センサよりなる第1右センサ58が設けられている。この第1右センサ58によって、第1タッチロール46の右側のウエブWに対する圧力を検出できる。
【0028】
主回転軸16の近傍であって、第1腕回転軸40から180°離れた位置に第2腕回転軸60が設けられている。この第2腕回転軸60は、第2巻軸2と平行であり、かつ、第2主支持腕20とは偏心した位置に回転自在に固定されている。
【0029】
第2腕回転軸60の左右両側には、左右一対の第2左タッチ支持腕62、第2右タッチ支持腕64が設けられている。
【0030】
左右一対の第2左タッチ支持腕62、第2右タッチ支持腕64の一方の端部には、
図2に示すように、ベアリング65,65を介して第2タッチロール66が回転自在に設けられている。第2タッチロール66の回転軸は、第2巻軸2と平行である。
【0031】
左右一対の第2左タッチ支持腕62、第2右タッチ支持腕64の他方の端部には、
図1に示すように、第2重り68,68が設けられている。第2左タッチ支持腕62、第2右タッチ支持腕64において、第2タッチロール66と第2腕回転軸60の距離と第2重り68と第2腕回転軸60の比率は、例えば8対2又は9対1に設けられている。但し、この比率は第2タッチロール66と第2重り68の重さによって決定される。
【0032】
第2左タッチ支持腕62において、第2腕回転軸60の近傍から第2偏心突部70が突出している。第2右タッチ支持腕64においても同様に第2偏心突部70が突出している。左の第2補助腕22の先端と、第2左タッチ支持腕62の第2偏心突部70との間には、第2左エアーシリンダ72が取り付けられている。また、右の第2補助腕22の先端と、第2右タッチ支持腕64の第2偏心突部70との間には、第2右エアーシリンダ74が取り付けられている。第2左エアーシリンダ72と第2右エアーシリンダ74が伸縮することにより、左右一対の第2左タッチ支持腕62、第2右タッチ支持腕64が第2腕回転軸60を中心に回転する。そして、第2タッチロール66が、後から説明するように第2巻軸1に押圧される。
【0033】
第2左タッチ支持腕62の一方の先端の近傍には、圧力センサよりなる第2左センサ76が設けられている。この第2左センサ76によって、第2タッチロール66の左側のウエブWに対する圧力を検出できる。
【0034】
第2右タッチ支持腕64の一方の先端の近傍には、圧力センサよりなる第2右センサ78が設けられている。この第2右センサ78によって、第2タッチロール66の右側のウエブWに対する圧力を検出できる。
【0035】
(3)案内ユニット4の構成
次に、案内ユニット4の構成について
図1を参照して説明する。案内ユニット4は、基台12の上面であって、巻取りユニット3の隣に設けられている。
【0036】
基台12から、フレーム100が立設されている。このフレーム100には、水平方向に移動自在な移動装置102が設けられている。
【0037】
移動装置102は、本体114の先端に巻付けロール116が回転自在に設けられている。この巻付けロール116は、案内ロール104,106,108から案内されたウエブWを第1巻軸1又は第2巻軸2に巻き付けるためのロールである。本体114は、移動モータ118によってレール120の上を水平方向に移動する。本体114を巻付けロール116と共に移動させる理由は、ウエブWを巻き付けていくと巻取り径が大きくなるため、その大きくなった巻取り径の分だけ巻付けロール116を退避させるためのものである。また、この移動装置102の巻付けロール116にウエブWを外部から案内するための案内ロール104,106,108が回転自在に設けられている。
【0038】
移動装置102の上方には、上カッター装置110が設けられ、移動装置102の下方には下カッター装置112が設けられている。
【0039】
上カッター装置110は、回転軸124を中心に回転自在であり、その先端に上カッター126が設けられている。この上カッター装置110は、
図2に示すようにエアーシリンダよりなる上カッター駆動部128によって回転自在であり、ウエブWを幅方向に切断する。
【0040】
下カッター装置112も、回転軸130を中心に回転自在であり、その先端に下カッター132が設けられている。この下カッター装置112も、
図2に示すようにエアーシリンダよりなる下カッター駆動装置134によって回転自在であり、ウエブWを幅方向に切断する。
【0041】
(4)巻取り装置10の電気的構成
次に、巻取り装置10の電気的構成について
図7を参照して説明する。巻取り装置10の制御部5は、中央処理装置、キーボードやマウスなどの入力装置、ディスプレイ、スピーカなどの出力装置を有している。
【0042】
制御部5には、
図7のブロック図に示すように、公転モータ34、第1自転モータ36、第2自転モータ38、移動モータ118、上カッター駆動部128、下カッター駆動装置134が接続されている。
【0043】
制御部5には、第1左エアーシリンダ52が、第1左電空変換器53を介して接続され、第1右エアーシリンダ54が、第1右電空変換器55を介して接続されている。制御部5には、第1左センサ56と第1右センサ58が接続されている。
【0044】
制御部5には、第2左エアーシリンダ72が、第2左電空変換器73を介して接続され、第2右エアーシリンダ74が、第2右電空変換器75を介して接続されている。制御部5には、第2左センサ76と第2右センサ78が接続されている。
【0045】
(5)巻取り装置10の動作状態
巻取り装置10の動作状態について
図1、
図3〜
図8を参照して説明する。
【0046】
初期状態において、
図1に示すように、第1巻軸1が、左右一対の第1主支持腕18の間に架け渡され、第1主支持腕18が水平状態にあって、第1巻軸1が巻付けロール116の近傍に位置している。以下この位置を「巻付け位置」という。一方、水平状態にある左右一対の第2主支持腕20,20の間に、空の第2巻軸2が取り付けられている。以下この位置を「取り付け位置」という。制御部5は、第1自転モータ36によってウエブWを第1巻軸1に巻き付ける走行速度に合わせて、下記の工程を順番に行う。
【0047】
第1工程において、制御部5は、第1巻軸1を巻付け位置において、反時計回りの方向に自転させる(
図1参照)。ウエブWは、案内ロール104、106,108を経て巻付けロール116の下周面を通り、自転している第1巻軸1に上巻で巻き付けられていく。この状態において、
図3に示すように、第1タッチロール46は、第1巻軸1に巻き付いていくウエブWの下周面からウエブWを幅方向に均一に押圧する。制御部5は、第1左センサ56が検出した左の押圧力と第1右センサ58が検出した右の押圧力が等しくなるように、第1左エアーシリンダ52と第1右エアーシリンダ54を制御する。これによって、ウエブWの巻付きがばらついたりしない。
【0048】
第2工程において、
図4〜
図5に示すように、第1巻軸1に巻き付いているウエブWの巻径が大きくなると、制御部5は、
図1の点線に示すように、移動装置102の本体114を移動モータ118で移動させ、大きくなる巻径に併せて巻付けロール116を退避させる。また、制御部5は、巻径が大きくなるウエブWに接触している第1タッチロール46に関しても、
図4〜
図5に示すように、巻径と共に第1左タッチ支持腕42を回転させ移動させていく。このときに、制御部5は、第1タッチロール46が左右均等にウエブWに接触するように、第1左センサ56と第1右センサ58によって左の押圧力と右の押圧力を検出し、第1左エアーシリンダ52と第1右エアーシリンダ54を制御している。
【0049】
第3工程において、制御部5は、
図3〜
図6に示すように、ウエブWの巻径が大きくなるほど、
図8に示すように第1タッチロール46の押圧力を小さくする。ウエブWの巻径が大きくなるほど第1タッチロール46の押圧力を小さくする理由は、巻径が大きくなると中心に近いウエブWに対する外周からのウエブWの巻き付け力が大きくなり、その中心部に近いウエブWに皺が発生するためであって、外周に近いウエブWの巻き付け力を弱め、皺が発生しないようにしている。
図8は、押圧力と巻径との関係を示したグラフであり、縦軸が押圧力を示し、横軸が巻径を示し、点Aが
図3の状態を示し、点Bが
図4の状態を示し、点Cが
図5の状態を示し、点Dが
図6の状態を示している。縦軸は、第1タッチロール46が、空の第1巻軸1に真下からタッチした状態の押圧力を100とし、数字が下がるほどその押圧力が小さいことを示し、横軸は、巻径(直径)である。
【0050】
第4工程において、第1巻軸1にウエブWが
図6に示すように、ほぼ満巻状態になると、制御部5は、第1主支持腕18、第2主支持腕20、第1補助腕22、第2補助腕24を主回転軸16を中心として反時計回りの方向に公転させ、第1巻軸1を巻付け位置から取り外し位置に公転させる(
図1参照)。このときに、第1タッチロール46は、ウエブWに接触したまま公転する。
【0051】
第5工程において、第1主支持腕18が巻付け位置から取り外し位置まで公転すると、ウエブWは、
図1の点線に示すように、巻付けロール116、第2補助ロール32を経て第1巻軸1に上巻状態となる。そのため、満巻状態になると、制御部5は、上カッター装置110を上カッター駆動部128によって駆動させて、ウエブWを幅方向に切断する。この状態において、空の第2巻軸2が、巻付け位置にあるため、切断後には、引き続きウエブWの巻取りを行うことができる。第2巻軸2においても、第1巻軸1と同様にウエブWを巻き付けることができる。
【0052】
(6)効果
本実施形態によれば、第1左エアーシリンダ52と第1右エアーシリンダ54によって第1タッチロール46をウエブWの幅方向に均一に押圧できるため、第1巻軸1にウエブWが巻かれる場合にずれたりして、竹の子状にならない。
【0053】
また、ウエブWの巻径が大きくなるほど第1タッチロール46の押圧力を小さくするため、ウエブWの表面に第1タッチロール46の跡が付かない。
【0054】
(7)変更例
上記実施形態では、第1巻軸1又は第2巻軸2に上巻状態を説明したが、これに代えて第1巻軸1又は第2巻軸2に下巻状態でもよい。このときには下カッター装置112によってウエブWを切断すればよい。
【0055】
上記では本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。