特開 2023-97673 巻取装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023097673

(43)【公開日】2023-07-10

(54)【発明の名称】巻取装置

(51)【国際特許分類】

   B65H 23/188 20060101AFI20230703BHJP

【ＦＩ】

B65H23/188

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021213914

(22)【出願日】2021-12-28

(71)【出願人】

【識別番号】000151667

【氏名又は名称】株式会社東伸

(74)【代理人】

【識別番号】100181250

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 信介

(72)【発明者】

【氏名】岩田 哲

(72)【発明者】

【氏名】栗塚 隆臣

(72)【発明者】

【氏名】三嶋 崇

【テーマコード（参考）】

3F105

【Ｆターム（参考）】

3F105AA01

3F105AA04

3F105AA08

3F105BA01

3F105CA13

3F105CB01

3F105CB10

(57)【要約】

【課題】製品シートを湾曲させることなく、簡単な構成で、巻取り中に製品シートに常に適切な張力を与えることができる巻取装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 製品シート５を巻き取る巻取装置１であって、製品シート５を巻き出す巻出部１０と、製品シート５を巻き取る巻取部２０と、巻出部１０と巻取部２０の中間に位置し、製品シート５の張力を制御する張力制御部３０と、を備え、巻出部１０の製品シート５の巻出し部分、巻取部２０の製品シート５の巻取り部分及び張力制御部３０の製品シート５に対する張力付与部分が、製品シートを側面視した場合に直線上に並んで配置されている巻取装置１。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

製品シートを巻き取る巻取装置であって、
前記製品シートを巻き出す巻出部と、
前記製品シートを巻き取る巻取り部と、
前記巻出部と前記巻取り部の中間に位置し、製品シートの張力を制御する張力制御部と、
を備え、
前記巻出部の前記製品シートの巻出し部分、前記巻取り部の前記製品シートの巻取り部分、及び、前記張力制御部の前記製品シートに対する張力付与部分が、前記製品シートを側面視した場合に直線上に並んで配置されていることを特徴とする巻取装置。

【請求項2】

請求項１に記載の巻取装置において、
前記張力制御部は、
走行する製品シートの表面に接する駆動ロールと、
前記駆動ロールに対向して配置され、駆動ロールに製品シートを押し付けるニップロールと、
を備え、
前記駆動ロールを回転駆動させる際のトルクを制御するトルク制御部を備えていることを特徴とする巻取装置。

【請求項3】

請求項２に記載の巻取装置において、
前記トルク制御部は、
前記駆動ロールのトルク制御を行うエアクラッチを備えていることを特徴とする巻取装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、製品シートを湾曲させることなく適切な張力制御を行う巻取装置に関する。

【背景技術】

【0002】

巻取装置は、紙、フィルム又は金属箔等の連続したシート状の長尺巻物（以下、製品シートと呼ぶ）を巻き戻しながら、きれいに巻き取る装置である。
巻取装置において、製品シートをきれいに巻き取るためには、巻取り中に製品シートがたるまないよう常に張った状態にする、すなわち、巻取り中に常に製品シートの張力を適切な状態に維持する必要がある。

【0003】

製品シートの張力が強すぎると、製品シートが縮んだり切れたりしてしまい、張力が弱いと製品シートにシワが寄ってしまい、製品シートをきれいに巻き取ることができない。そこで、製品シートに一定の張力を付与するために製品シートを巻き取る一方で、巻出しと巻取りのラインの途中で製品シートの送り速度にブレーキを掛け、製品シートを張った状態にして巻き取る巻取装置がある（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０ー２５４４２５

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このような装置では、製品シートに張力を与えて、張った状態にするために、複数のローラーをＳ字型に配置し、製品シートをその複数のローラーに沿うように移動させることで、製品シートに張力を与えている。

【0006】

この場合、複数のローラーのＳ字型の配置により、製品シートの曲げ曲率が小さくなるほど、製品シートに強い張力を与えることができる。
しかし、製品シートの材質によっては、製品シート自体が湾曲をさせることが許容されないものもあったり、小さな曲率で湾曲させると製品しーとが破損してしまったりするという課題があった。

【0007】

本発明は、こうした課題に鑑みなされたもので、製品シートを湾曲させることなく、簡単な構成で、巻取り中に製品シートに常に適切な張力を与えることができる巻取装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。
なお、本欄における括弧内の参照符号や補足説明等は、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態との対応を示したものであって、本発明を何ら限定するものではない。

【0009】

［適用例１］
適用例１に記載の巻取装置（１）は、
製品シート（５）を巻き取る巻取装置（１）であって、
前記製品シート（５）を巻き出す巻出部（１０）と、
前記製品シート（５）を巻き取る巻取部（２０）と、
前記巻出部（１０）と前記巻取部（２０）の中間に位置し、製品シート（５）の張力を制御する張力制御部（３０）と、
を備え、
前記巻出部（１０）の前記製品シート（５）の巻出し部分、前記巻取部（２０）の前記製品シート（５）の巻取り部分、及び、前記張力制御部（３０）の前記製品シート（５）に対する張力付与部分が、前記製品シート（５）を側面視した場合に直線上に並んで配置されていることを要旨とする。

【0010】

このような巻取装置（１）では、製品シート（５）が巻かれた巻出部（１０）の製品シート（５）の巻出し部分と、製品シート（５）を巻き取る巻取部（２０）の製品シート（５）の巻取り部分と、巻出部（１０）と巻取部（２０）の中間に位置し製品シート（５）の張力を制御する張力制御部（３０）の製品シート（５）に張力を付与する部分が、前記製品シート（５）を側面視した場合に一直線状になるように配置される。

【0011】

これにより、巻取部（２０）の前に配置された張力制御部（３０）により、製品シート（５）に張力を与え、巻取り中に製品シート（５）を常に張った状態にするため、製品シート（５）をきれいに巻き取ることができる。

【0012】

また、製品シート（５）を小さな曲率をかけて湾曲させる必要もないため、張力の印加部分を曲げることが許容されない製品シートに適切な張力を印加しつつ巻き取ることができる。さらに、曲げによる製品シート（５）の破損を防ぐことができる。

【0013】

［適用例２］
適用例２に記載の巻取装置（１）は、適用例１に記載の巻取装置（１）において、
前記張力制御部（３０）は、
走行する製品シート（５）の一面に接する駆動ロール（３１）と、
前記駆動ロール（３１）に対向して配置され、駆動ロール（３１）に製品シート（５）を他面側から押し付けるニップロール（３２）と、
を備え、
前記駆動ロール（３１）を回転駆動させる際のトルクを制御するトルク制御部（４０）を備えていることを要旨とする。

【0014】

このような巻取装置（１）では、製品シート（５）に張力を与えるために、駆動ロール（３１）とニップロール（３２）で製品シート（５）を適切な圧力で挟持したうえで、駆動ロール（３１）の回転駆動させる際のトルクを制御する。

【0015】

これにより、製品シート（５）の搬送に適度な抵抗を付与することができ、製品シート（５）を巻取部（２０）で巻き取る前段で、製品シート（５）に適度な張力を付与することができる。

【0016】

［適用例３］
適用例３に記載の巻取装置は、適用例２に記載の巻取装置（１）において、
前記トルク制御部（４０）は、
前記駆動ロール（３１）のトルク制御を行うエアクラッチを備えていることを要旨とする。

【0017】

このような巻取装置（１）では、駆動ロール（３１）の回転駆動時のトルク制御を行うためにエアクラッチを用いることで、巻取装置（１）の構成が簡単なものとなるとともに、ラインスピードが速い場合でも適切なトルク制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】第１実施形態における巻取装置の概略の構成を示す図である。

【図2】巻取装置の機能的な概略の構成を示すブロック図である。

【図3】トルク制御部の概略の構成を示す図である。

【図4】第２実施形態における巻取装置の概略の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明が適用された実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り様々な形態をとりうる。

【0020】

［第１実施形態］
図１及び図２に基づき、巻取装置１の構成について説明する。図１は、第１実施形態における巻取装置１の概略の構成を示す図であり、図２は、巻取装置１の機能的な概略の構成を示すブロック図である。また、図３は、トルク制御部４０の概略の構成を示す図である。

【0021】

図１及び図２に示すように、巻取装置１は、巻出部１０、巻取部２０、張力制御部３０及びシステム制御部５０（図２参照）を備えている。

【0022】

巻出部１０は、図示しない回転軸に巻回された製品シート５を巻出す部分であり、製品シート５の回転軸を回転可能に支持している部分である。

【0023】

巻取部２０は、製品シート５を図示しない回転軸に巻き取る部分である。巻取部２０は、巻取モータ２１を備えており、巻取モータ２１を一定回転速度で駆動することにより一定速度で製品シート５を巻き取るようになっている。

【0024】

張力制御部３０は、製品シート５の移動方向（巻取方向）において、巻出部１０と巻取部２０のほぼ中間に設置されている。また、張力制御部３０の製品シート５に対して張力を印加する部分が、巻出部１０の製品シート５の巻出し部分と巻取部２０の製品シート５の巻取り部分に対して、巻き取られる製品シート５を側面視した場合に、ほぼ一直線となるような位置に配置されている。

【0025】

張力制御部３０は、駆動ロール３１、ニップロール３２及びトルク制御部４０を備えている。
駆動ロール３１及びニップロール３２は、表面が樹脂や金属の円柱状の部材であり、製品シート５を上下（表裏面側）から挟み込むように、製品シート５の上下（表裏面側）に対向して設置されている。

【0026】

駆動ロール３１の半径はｒとなっている。また、ニップロール３２を、図示しないバネやエアシリンダなどの付勢装置により駆動ロール３１に押し付けることにより、製品シート５を駆動ロール３１とニップロール３２とで挟み込むようになっている。

【0027】

トルク制御部４０は、駆動ロール３１の回転軸に連結され駆動ロール３１の回転トルクを制御する部分である。
ここで、図３に基づき、トルク制御部４０の構成について説明する。図３は、トルク制御部４０の概略の構成を示す図である。

【0028】

トルク制御部４０は、図３に示すように、カップリング４１、トルクセンサ４２、クラッチ４３、減速機４４、ロータリージョイント４５及びトルクモータ４６を備えている。
カップリング４１は、駆動ロール３１の回転軸とトルク制御部４０とを連結する部材である。

【0029】

トルクセンサ４２は、カップリング４１を介して連結されている駆動ロール３１に印加されるトルクを計測するセンサである。
クラッチ４３は、トルクモータ４６と減速機４４で発生させる回転運動を駆動ロール３１に伝達する際に滑りを発生させ、駆動ロール３１に印加されるトルク値を制御する部分であり、本実施形態ではエアクラッチを用いている。

【0030】

減速機４４は、図示しない複数のギアで構成されており、トルクモータ４６で発生させた回転運動の回転方向を９０°変更するとともにトルクモータ４６の回転軸の回転数を低減する部分である。

【0031】

ロータリージョイント４５は、エアクラッチであるクラッチ４３にエアを供給するためのジョイント部材であり、クラッチ４３が回転している状態で外部からエアを供給できるようになっている。
トルクモータ４６は、駆動ローラ３１を回転駆動する電動モータであり、後述するシステム制御部５０により回転数が制御される。

【0032】

システム制御部５０は、図２に示すように、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及び記憶部を備えており、Ｉ／Ｏを介して、巻取部２０の巻取モータ２１、トルク制御部４０のトルクセンサ４２、クラッチ４３及びトルクモータ４６と接続されている。

【0033】

システム制御部５０では、ＲＯＭや記憶部に記憶されたプログラムにより以下の（ア）～（オ）に記載する制御を行う。
（ア）巻取モータ２１を作動させて製品シート５を巻出部１０から巻取部２０へ巻き取る。

【0034】

（イ）トルクセンサ４２から駆動ロール３１に印加されているトルクＴを計測する。
（ウ）計測したトルクＴと駆動ロール３１の半径ｒから、巻き取り中の製品シート５に印加されている張力Ｆ＝ｒ×Ｔを算出する。

【0035】

（エ）算出した張力Ｆが所定の値となるように、クラッチ４３（エアクラッチ）に供給するエアの量を制御する。
（オ）（ア）項における製品シート５の巻き取り中に（イ）～（エ）を連続して実行することにより、製品シート５に所定の張力を印加しつつ巻き取る。

【0036】

（巻取装置１の特徴）
このような巻取装置１では、製品シート５は、巻出部１０から巻出された後、駆動ロール３１とニップロール３２によって挟まれつつ巻取部２０に巻き取られる。

【0037】

そして、巻出部１０から巻出され搬送される製品シート５に対し、製品シート５が適切に張った状態が維持されるように、巻取部２０の前段で製品シート５の張力に応じて駆動ロール３１の回転駆動力がトルク制御される。したがって、製品シート５の搬送に適切なブレーキがかかり、巻取部２０で製品シート５を巻き取るに際し製品シート５に適切な張力が印加される。

【0038】

ここで、製品シート５を側面から見た場合に、製品シート５が一直線上に搬送されるように、巻出部１０、駆動ロール３１、ニップロール３２及び巻取部２０が設置される。したがって、製品シート５を湾曲させることなく巻き取ることができ、曲げ許容されない製品シート５を巻き取ったり、曲げに弱い製品シート５でも破損することなく巻き取ったりすることができる。

【0039】

［第２実施形態］
次に、図４に基づき、第２実施形態における巻取装置２について説明する。図４は、第２実施形態における巻取装置２の概略の構成を示す図である。なお、第２実施形態における巻取装置２は第１実施形態における巻取装置１と類似しているため同じ構成品には同じ符号を付して、その説明を省略する。

【0040】

第２実施形態における巻取装置２においては、第１実施形態における張力制御部３０を２個備えている。つまり、巻出部１０と巻取部２０との間に２個の張力制御部３０を配置している。

【0041】

このような巻取装置２では、２個の張力制御部３０によって、巻き取り中の製品シート５に一定の張力を安定して印加することが可能となり、製品シート５をよりきれいに巻き取ることができる。

【0042】

さらに、２個の張力制御部３０のそれぞれで印加する張力の差が一定となるように張力を制御すれば、２個の張力制御部３０の間で、製品シート５に安定した張力を印加し巻き取ることができる。

【0043】

（その他の実施形態）
（１）上述した実施形態においては、駆動ロール３１のトルク制御を行うためのクラッチ４３としてエアクラッチを用いているが、パウダクラッチなど他の形式のクラッチを用いてもよい。
（２）また、クラッチ４３を用いずに、直接トルクモータ４６の回転トルクを制御するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0044】

１…巻取装置、５…製品シート、１０…巻出部、２０…巻取部、２１…巻取モータ、３０…張力制御部、３１…駆動ロール、３２…ニップロール、３３…第２駆動ロール、４０…トルク制御部、４１…カップリング、４２…トルクセンサ、４３…クラッチ、４４…減速機、４５…ロータリージョイント、４６…トルクモータ、５０…システム制御部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】