CN101489761B - 夹爪式片或膜延伸装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的夹爪式片或膜延伸装置具备在平面上线对称地配置并使第一和第二夹爪列沿着线对称的路径巡回的第一和第二夹爪列巡回装置，其中，上述第一和第二夹爪列巡回装置分别具有夹爪承载部件(30)、第一轴部件(51)、滑动件(40)、第二轴部件(52)、主连接部件(53)、副连接部件(54)、基准轨道(100)以及间距设定轨道(120)，将夹爪(20)设置在夹爪承载部件(30)上，将主连接部件(53)的一端和副连接部件(54)的一端枢转连结在夹爪(20)侧的第一轴部件(51)上，在夹爪(20)侧构成基准连杆。

Description

夹爪式片或膜延伸装置
技术领域
本发明涉及一种对热塑性树脂膜等进行延伸的夹爪式片或膜延伸装置，特别是涉及一种能够进行同时纵横双轴延伸的夹爪式片或膜延伸装置。
背景技术
在专利文献1至3中公开了一种夹爪式片或膜延伸装置，其具有下述结构：配置有设置把持片或膜的夹爪，并且在平面上线呈对称地左右利用链连杆连结成环形的两个等长连杆装置。在这些夹爪式片或膜延伸装置中，利用导轨慢慢扩大左右夹爪之间的距离来进行横向延伸(TD延伸)，同时，利用等长连杆装置的伸长而逐渐扩大夹爪的间距来进行纵向延伸(MD延伸)，由此能够同时进行双轴延伸。
专利文献1：(日本)特公昭44-7155号公报
专利文献2：(日本)特开昭61-58723号公报
专利文献3：(日本)特开2004-122640号公报
但是，在上述进行同时双轴延伸的夹爪式片或膜延伸装置中，存在以下问题。
(a)在主连接部件的一端设置有夹爪的情况下，在横向延伸宽度变化的导轨的弯曲部处，夹爪相对于片或膜的角度变化较大，而且，片或膜长度方向(MD方向)上的夹爪位置间隔(夹爪MD间距)的偏差也较大。因此，难以高精度地进行高倍率的同时双轴延伸。
(b)在将链连杆设置在把持侧的相反侧的情况下，有导轨的弯曲部的半径变大、或是负担纵向延伸力的力矩变大的问题。而如果是将链连杆设置在把持侧，则在伸直后会反向弯折，有可能引起动作不良。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，能够进行高精度的高倍率的同时双轴延伸。
本发明的主要侧面是一种夹爪式片或膜延伸装置，利用分别由多个夹爪构成的第一和第二夹爪列把持片或膜的两侧缘部，进行该片或膜的延伸，其中，具备第一和第二夹爪列巡回装置，所述第一和第二夹爪列巡回装置在平面上线对称地配置，使上述第一和第二夹爪列分别沿着线对称的既定路径巡回，上述第一和第二夹爪列巡回装置分别具有：多个夹爪承载部件，呈长方形，在长度方向的一端部把持各夹爪，在另一端侧形成有在长度方向上较长的长孔；第一轴部件，设置在各夹爪承载部件的上述一端部的附近；滑动件，可滑动地卡合在各夹爪承载部件的上述长孔中；第二轴部件，设置在各夹爪承载部件的上述滑动件上；主连接部件，将一端枢转连结在各夹爪承载部件的上述第一轴部件上，将另一端枢转连结在相邻的夹爪承载部件的第二轴部件上；副连接部件，将一端枢转连结在各夹爪承载部件的上述第一轴部件上，将另一端借助枢轴枢转连结在上述主连接部件的中间部；基准轨道，供在各夹爪承载部件的上述第一轴部件上设置的卡合件卡合，限定上述既定路径；间距设定轨道，沿着上述基准轨道设置，供在各夹爪承载部件的上述第二轴部件上设置的卡合件卡合，利用与上述基准轨道的离开距离来可变地设定相邻夹爪承载部件之间的间距；以及，驱动用链轮，供在各夹爪承载部件的上述第一轴部件上设置的驱动辊选择性地卡合，使各夹爪承载部件沿着上述既定路径行进。
附图说明
图1是表示本发明的夹爪式片或膜延伸装置的一个实施方式的整体结构的平面图。
图2是上述实施方式的夹爪式片或膜延伸装置的主要部分的最小间距状态的平面图。
图3是上述实施方式的夹爪式片或膜延伸装置的主要部分的最大间距状态的平面图。
图4是上述实施方式的夹爪式片或膜延伸装置的主要部分的最小间距状态的侧视图。
图5是上述实施方式的夹爪式片或膜延伸装置的主要部分的最大间距状态的侧视图。
图6是本发明的夹爪式片或膜延伸装置的另一个实施方式的主要部分的最小间距状态(止动断开时)的侧视图。
图7是本发明的夹爪式片或膜延伸装置的另一个实施方式的主要部分的最小间距状态(止动断开时)的平面图。
图8是本发明的夹爪式片或膜延伸装置的另一个实施方式的主要部分的最小间距状态(止动接通时)的侧视图。
图9是本发明的夹爪式片或膜延伸装置的另一个实施方式的主要部分的最小间距状态(止动接通时)的平面图。
图10是本发明的夹爪式片或膜延伸装置的另一个实施方式的主要部分的最大间距状态(止动断开时)的侧视图。
图11是本发明的夹爪式片或膜延伸装置的另一个实施方式的主要部分的最大间距状态(止动断开时)的平面图。
图12是本发明的夹爪式片或膜延伸装置的另一个实施方式的主要部分的最大间距状态(止动接通时)的侧视图。
图13是本发明的夹爪式片或膜延伸装置的另一个实施方式的主要部分的最大间距状态(止动接通时)的平面图。
具体实施方式
参照图1至图5对本发明的夹爪式片或膜延伸装置的一个实施方式进行说明。
首先，参照图1，对本实施方式的夹爪式片或膜延伸装置的整体结构进行说明。
夹爪式片或膜延伸装置200具有无端10R和10L，无端环10R和10L具有用于把持片或膜的多个夹爪20。无端环10R和10L如图1所示，在平面上配置成相对于线CL呈线对称。可以在该平面上任意设定该线CL。另外，在本说明书中，将从片或膜S的入口侧(图1的左侧)观察时位于右侧的无端环记做无端环10R，将位于左侧的无端环记做无端环10L。
无端环10R、10L的夹爪20分别由基准轨道100引导而环形地巡回移动。如图1所示，无端环10R向顺时针方向巡回移动，而无端环10L向逆时针方向巡回移动。
从片或膜S的入口侧朝向出口侧(图1的右侧)依次设置预热区A、延伸区B、热处理区C。
另外，在图1中，四边形U1表示横向延伸前的(即，处于预热区A的)片或膜S的一部分。而四边形U2、U3分别表示四边形U1通过延伸区B(纵横延伸中)、热处理区C(纵横延伸后)而变形后的样子。
这里，四边形U1的横向(TD)的长度W0与片或膜S的横向长度相同，四边形U3的横向(TD)的长度W1与纵横延伸后的片或膜S的横向长度相同。另外，四边形U1的纵向(MD)的长度L0在纵横延伸后(即，在四边形U3中)变成L1。根据这样的设定，四边形U1通过延伸区B的过程中的四边形U1(即，四边形U2)的横向长度W、纵向长度L分别满足不等式：W0≤W≤W1，L0≤L≤L1。
在这一前提下，以后对片或膜S的延伸进行说明，但为了易于理解，在表述片或膜S的纵横长度时，采用上述四边形U1、U2、U3的长度。
在预热区A中，无端环10R、10L的离开距离DT是与横向延伸前的片或膜S的横向宽度W0相当的大小，无端环10R、10L在整个范围内都是保持该宽度W0的平行配置。
在延伸区B中，随着从预热区A朝向热处理区C，无端环10R、10L的离开距离DT逐渐扩大，其间，无端环10R、10L是非平行配置。延伸区B中的无端环10R、10L的离开距离DT在延伸开始端(与预热区A连接的一端)是与横向延伸前的片或膜S的横向宽度W0相当的大小，在延伸结束端(与热处理区C连接的一端)是与最终横向延伸后的片或膜S的横向宽度W1相当的大小。
在热处理区C中，无端环10R、10L的离开距离是与最终横向延伸后的片或膜S的横向宽度W1相当的大小，无端环10R、10L在整个范围内是保持该宽度的平行配置。
下面，参照图2至图5，对本实施方式的夹爪式片或膜延伸装置200的详细结构进行说明。
左右的无端环10R、10L的多个夹爪20分别安装在长方形的夹爪承载部件30的长度方向一端部(前侧)。夹爪20是以能卡止和脱离的方式把持片或膜S的部件，具有轭状的夹爪主体21、固定安装在夹爪主体21上的下侧固定夹爪部件22、利用销23可转动地安装在夹爪主体21上的可动杆24、利用销25可摆动地安装在可动杆24的下端的上侧可动夹爪部件26。另外，夹爪20利用下侧固定夹爪部件22和上侧可动夹爪部件26来以夹入方式把持片或膜S的侧缘。
夹爪承载部件30是分别独立地承载夹爪20的部件，以与夹爪20的个数相同的个数存在。夹爪承载部件30形成为由上梁35、下梁36、前壁37、后壁38形成的闭合截面的牢固的框架构造(参照图4、图5)。在夹爪承载部件30的两端(前壁37、后壁38)上，分别借助轴31、32而可旋转地设置有行进轮33、34。行进轮33、34在形成于基台110上的水平行进路面111、112上滚动。行进路面111、112在整个范围内与基准轨道100并行。
在各夹爪承载部件30的上梁35和下梁36的另一侧(后侧)，形成有在长度方向上较长的长孔(长形的孔)39。在上下的长孔39中，分别沿长孔39的长度方向可滑动地卡合着滑动件40。
在各夹爪承载部件30的一端部(夹爪20侧)的附近，贯通上梁35、下梁36地垂直设置有一根第一轴部件51。在各夹爪承载部件30的上下的滑动件40上，垂直贯通地设置有一根第二轴部件52。
在各夹爪承载部件30的第一轴部件51上，枢转连结有主连接部件53的一端。主连接部件53的另一端枢转连结在相邻的夹爪承载部件30的第二轴部件52上。
在各夹爪承载部件30的第一轴部件51上，除了主连接部件53外，还枢转连结着副连接部件54的一端。副连接部件54的另一端由枢轴55枢转连结在主连接部件53的中间部。
借助由主连接部件53、副连接部件54形成的连杆机构，如图2所示，滑动件40越向夹爪承载部件30的另一端(与夹爪相反的一侧)移动，则相邻的夹爪承载部件30之间的间距(夹爪MD间距)DM就越小，如图3所示，滑动件40越向夹爪承载部件30的一端侧(夹爪侧)移动，则相邻的夹爪承载部件30之间的间距DM就越大。
另外，在本实施方式中，相邻夹爪承载部件30之间的最小间距DM(MIN)如图2所示，由于相邻夹爪承载部件30彼此的接触而被确定，相邻夹爪承载部件30之间的最大间距DM(MAX)由于滑动件40到达夹爪承载部件30的一端侧(夹爪侧)的行程端部而被确定。
在第一轴部件51的下端，可旋转地设置有引导辊(卡合件)56。引导辊56卡合在设置于基台110上并且限定夹爪20的巡回路径的基准轨道100的凹槽101中。在第一轴部件51的上端，可旋转地设置有驱动辊58。
驱动辊58选择性地卡合在驱动用链轮11、12(参照图1)上，使各夹爪承载部件30沿着巡回路径行进。即，驱动用链轮11、12与各夹爪承载部件30的驱动辊58选择性地卡合，由电动马达13、14(参照图1)旋转驱动，而将使各夹爪承载部件30沿着巡回路径行进的力施加到夹爪承载部件30上。
在第二轴部件52的下端，可旋转地设置有间距设定辊(卡合件)57。间距设定辊57卡合在沿着基准轨道100设置于基台110上的间距设定轨道120的凹槽121中，设定滑动件40在长孔39中的位置。
间距设定轨道120起到利用与基准轨道100之间的离开距离P设定滑动件40在长孔39中的位置的作用，由此，能够可变地设定相邻夹爪承载部件30之间的间距DM。间距设定轨道120，与基准轨道100之间的离开距离P越长(即，越远离基准轨道100)，则越使滑动件40向夹爪承载部件30的另一端侧(与夹爪相反的一侧)移动而减小相邻夹爪承载部件30之间的间距DM，与基准轨道100之间的离开距离P越短(即，越接近基准轨道100)，则越使滑动件40向夹爪承载部件30的一端侧(夹爪一侧)移动而增大相邻夹爪承载部件30之间的间距DM。
参照图4和图5对间距设定轨道120进行说明。在预热区A中，如图4所示，间距设定轨道120和基准轨道100之间的离开距离P在整个范围内都是最大值(P(MAX))。此时，相邻夹爪承载部件30之间的间距DM为最小值DM(MIN)。
在延伸区B中，间距设定轨道120和基准轨道100之间的离开距离P在延伸开始端(与预热区A连接的一端)达到最大值(P(MAX))，随着朝向延伸结束端侧而逐渐变短，在延伸结束端达到最小值(P(MIN))。
在热处理区C中，如图5所示，间距设定轨道120和基准轨道100之间的离开距离P在整个范围内都是最小值(P(MIN))。此时，相邻的夹爪承载部件30之间的间距DM变成最大值DM(MAX)。
下面，对本实施方式的夹爪式片或膜延伸装置200的作用进行说明。
右侧的无端环10R的驱动用链轮11、12由电动马达13、14向顺时针方向旋转驱动，左侧的无端环10L的驱动用链轮11、12由电动马达13、14向逆时针方向旋转驱动。于是，对与驱动用链轮11、12卡合的驱动辊58的夹爪承载部件30施加行进力。由此，无端环10R向顺时针方向巡回移动，而无端环10L向逆时针方向巡回移动，片或膜S从图1的左侧被取入到无端环10R、10L之间。
在片或膜S的取入口，片或膜的两侧缘由无端环10R、10L的夹爪20把持(夹爪接通)，借助无端环10R、10L的移动也就是由基准轨道100引导的各夹爪承载部件30的移动，片或膜S首先进入到预热区A中。
在预热区A中，在无端环10R、10L的离开距离DT保持与横向延伸前的宽度W0相当的距离的状态下，无端环10R、10L在整个范围内彼此平行地配置。另外，间距设定轨道120和基准轨道100之间的离开距离P在整个范围内一样都是最大值P(MAX)。因此，在预热区A中，既不进行片或膜S的横向延伸也不进行纵向延伸，仅进行预热。
接着，片或膜S进入延伸区B。在延伸区B中，随着从预热区A朝向热处理区C，无端环10R、10L之间的离开距离P慢慢扩大。而且，间距设定轨道120和基准轨道100之间的离开距离P随着从预热区A朝向热处理区C而慢慢缩短(P(MAX)→P(MIN))。因此，滑动件40向夹爪承载部件30的一端侧(夹爪侧)移动，相邻的夹爪承载部件30之间的间距DM逐渐变大。由此，在延伸区B中，片或膜S在进行横向延伸的同时进行纵向延伸。
然后，片或膜S进入热处理区C。在热处理区C中，在无端环10R、10L的离开距离DT保持与横向延伸后的宽度W1相当的状态下，无端环10R、10L在整个范围内彼此平行地配置。另外，间距设定轨道120和基准轨道100之间的离开距离P在整个范围内一样都是最小值P(MIN)。因此，在热处理区C中，既不进行片或膜S的横向延伸也不进行纵向延伸，仅进行温度调整等热处理。
在热处理区C的出口，释放(夹爪断开)无端环10R、10L的夹爪20对片或膜的把持，片或膜直线前进，夹爪承载部件30由基准轨道100引导而以环状巡回移动。
在本实施方式的夹爪式片或膜延伸装置200中，夹爪20设置在夹爪承载部件30上，主连接部件53的一端和副连接部件54的一端枢转连结在夹爪承载部件30的夹爪20侧的第一轴部件51上而在夹爪20侧构成基准连杆，形成不需要链连杆的结构。
因此，不会有像在主连接部件的一端设置夹爪的现有技术那样的下述问题，能够高精度地进行高倍率的同时双轴延伸，所述问题是指：在横向延伸宽度变化的导轨(基准轨道100)的弯曲部(图1的B1和B2)处，夹爪相对于片或膜S的角度变化、片或膜S长度方向(MD方向)的夹爪位置间隔(夹爪MD间距)DM的偏差变大。
另外，通过将基准连杆构成在夹爪侧，不会有基准轨道100的弯曲部B1、B2的半径变大、或是负担片或膜S的纵向(MD方向)延伸力的力矩变大的问题。
而且，由于不使用链连杆，所以零件数量减少，还不会有因为链连杆在伸长后反向弯折而引起动作不良的问题。
参照图6至图9对本发明的夹爪式片或膜延伸装置的另一实施方式进行说明。在图6至图9中，对与图2至图5相对应的部分标注与图2至图5中的附图标记相同的附图标记，省略对它们的说明。
在该实施方式中，如图6所示，在各夹爪承载部件30上设置有可变地设定滑动件40在各夹爪承载部件30的长孔39中的可滑动范围的止动部件61。止动部件61设置成，能够在长孔39的另一端侧(与夹爪相反的一侧)的行程端部，在如图8所示与滑动件40抵接的抵接位置和如图6所示从上述抵接位置退避而不与滑动件40抵接的退避位置之间移动。
如图7所示，在止动部件61位于不与滑动件40抵接的退避位置的状态下，相邻夹爪承载部件30之间的最小间距与前述实施方式同样，通过相邻夹爪夹持部件30彼此的接触而决定。即，这种情况下，最小间距为DM(MIN)(参照图7)。
与之相对，如图8所示，在止动部件61位于与滑动件40抵接的抵接位置的状态下，相邻夹爪承载部件30之间的最小间距由借助止动部件61针对各夹爪承载部件30的每一个决定的滑动件40的长孔39的与夹爪相反一侧的位置决定。由此，如图9所示，能够设定成相邻夹爪承载部件30彼此不接触的既定间距DM(G1)。
由此，能够补偿由主连接部件53、副连接部件54或它们的枢轴的挠曲、松动、导轨(基准轨道100、间距设定轨道120)的定位精度所产生的片或膜S长度方向(MD方向)上的夹爪MD间距的偏差，能够将把持片或膜时的夹爪MD间距DM均匀且高精度地设定成比相邻夹爪承载部件30彼此互相接触的最小间距DM(MIN)大的值。
另外，止动部件61的抵接位置和退避位置的位置变更也就是接通-断开，除了手动操作以外，还可以借助凸轮等在夹爪行进过程中自动进行。这种情况下，在把持片或膜S时，使止动部件61位于抵接位置，而在把持片或膜之后，使止动部件61移动到退避位置，由此还能够进行片或膜S长度方向(MD方向)的负延伸(收缩)。
而且，利用螺栓紧固位置调整来针对各夹爪承载部件30分别地设定止动部件61的抵接位置，针对各夹爪承载部件30的每一个分别决定夹爪MD间距的最小值，补偿因主连接部件53、副连接部件54或它们的枢轴的挠曲、松动、导轨(基准轨道100、间距设定轨道120)的定位精度所引起的MD方向的夹爪间距的偏差，能够将夹爪MD间距DM的最小值均匀且高精度地设定成比相邻的夹爪承载部件30彼此互相接触的最小间距DM(MIN)大的值。
另外，在设置止动部件61的情况下，预测止动作用的量，来将间距设定轨道120的凹槽121的槽宽如图示那样设定成比间距设定辊57的外径尺寸大。
另外，如图10至图13所示，也可以在长孔39的一端侧(夹爪侧)的行程端部设置止动部件62。这种情况下，与利用止动部件61实现的夹爪MD间距DM最小值的可变设定同样，能够可变地设定夹爪MD间距DM的最大值。
即，止动部件62设置成，能够在长孔39的一端侧(夹爪侧)的行程端部，在如图12所示那样与滑动件40抵接的抵接位置和如图10所示那样从前述抵接位置退避而不与滑动件40抵接的退避位置之间移动。因此，如图10所示，在止动部件62位于不与滑动件40抵接的退避位置的状态下，相邻夹爪承载部件30之间的最大间距与上述实施方式同样，根据滑动件40到达长孔39的夹爪侧的行程端部的情况而决定。即，这种情况下，最大值是DM(MAX)(参照图11)。
与之相对，如图12所示，在止动部件62位于和滑动件40抵接的抵接位置的状态下，相邻夹爪承载部件30之间的最大间距由借助止动部件62针对各夹爪承载部件30的每一个分别确定的滑动件40的长孔39的夹爪侧的位置决定。由此，如图13所示那样，能够将相邻夹爪承载部件30彼此之间的最大间距设定成既定间距DM(G2)。
工业实用性
从以上说明可知，本发明的夹爪式片或膜延伸装置在夹爪承载部件上设置夹爪，将主连接部件的一端和副连接部件的一端枢转连结在夹爪承载部件的夹爪侧的第一轴部件上，在夹爪侧构成基准连杆，从而形成不需要链连杆的结构。
因此，不会有如在主连接部件的一端设置夹爪的技术中存在的下述问题，而能够高精度地进行高倍率的同时双轴延伸，所述问题是指：在横向延伸宽度变化的导轨的弯曲部处，夹爪相对于片或膜的角度变化、片或膜长度方向(MD方向)上的夹爪位置间隔(夹爪MD间距)的偏差变大。
而且，通过将基准连杆构成在夹爪侧，不会有基准轨道的弯曲部的半径变大、或是负担片或膜的纵向(MD方向)延伸力的力矩变大的问题。
而且，由于不使用链连杆，所以零件数量减少，还不会有因为链连杆在伸长后反向弯折而引起动作不良的问题。
进而，通过设置止动机构，能够设定把持片或膜时的夹爪MD间距，通过止动调整，能够将该夹爪MD间距设定成比相邻夹爪(连杆元件)彼此互相接触的最小间距大的值。而且，还能通过止动调整来调整最大侧的夹爪MD间距。

Claims (4)

1.一种夹爪式片或膜延伸装置，利用分别由多个夹爪构成的第一和第二夹爪列把持片或膜的两侧缘部，进行该片或膜的延伸，其特征在于，
具备第一和第二夹爪列巡回装置，所述第一和第二夹爪列巡回装置在平面上呈线对称地配置，使上述第一和第二夹爪列分别沿着线对称的既定路径巡回，
上述第一和第二夹爪列巡回装置分别具有：
多个夹爪承载部件，呈长方形，在长度方向的一端部把持各夹爪，在另一端侧形成有在长度方向上长的长孔；
第一轴部件，设置在各夹爪承载部件的上述一端部的附近；
滑动件，可滑动地卡合在各夹爪承载部件的上述长孔中；
第二轴部件，设置在各夹爪承载部件的上述滑动件上；
主连接部件，将一端枢转连结在各夹爪承载部件的上述第一轴部件，将另一端枢转连结在相邻的任意一个夹爪承载部件的第二轴部件；
副连接部件，将一端枢转连结在各夹爪承载部件的上述第一轴部件，将另一端借助枢轴枢转连结在与相邻的另一个夹爪承载部件枢转连结的主连接部件的中间部；
基准轨道，与设置在各夹爪承载部件的上述第一轴部件的卡合件卡合，限定上述既定路径；
间距设定轨道，沿着上述基准轨道设置，与设置在各夹爪承载部件的上述第二轴部件的卡合件卡合，根据与上述基准轨道的离开距离可变地设定相邻的夹爪承载部件之间的间距；以及
驱动用链轮，与设置在各夹爪承载部件的上述第一轴部件的驱动辊选择性地卡合，使各夹爪承载部件沿着上述既定路径行进。
2.如权利要求1所述的夹爪式片或膜延伸装置，其特征在于，上述第一和第二夹爪列巡回装置还分别具有设定上述滑动件在各夹爪承载部件的上述长孔中的可动范围的止动机构。
3.如权利要求2所述的夹爪式片或膜延伸装置，其特征在于，上述止动机构具有止动部件，该止动部件在各夹爪承载部件的上述长孔的一端侧或者另一端侧的行程端部与上述滑动件抵接。
4.如权利要求2所述的夹爪式片或膜延伸装置，其特征在于，上述止动机构具有止动部件，所述止动部件设置成在各夹爪承载部件的上述长孔的一端侧或另一端侧的行程端部处，在与上述滑动件抵接的抵接位置和从该抵接位置退避而不与上述滑动件抵接的退避位置之间能够移动。
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