CN105965849B - 薄膜成型装置的阀门装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可提高耐久性的薄膜成型装置的阀门装置。本发明的薄膜成型装置通过来自空气冷却环的冷却风，对从模具中以管状挤出的熔融树脂进行冷却固化，从而成型出薄膜，阀门装置(9)调节从空气冷却环吹出的冷却风的风量。阀门装置(9)具备调节其开度的驱动器(40)。驱动器(40)包含与向内部供给的流体的压力相应地进行伸缩的伸缩部件(41)。阀门装置(9)的开度根据伸缩部件(41)的伸缩量而被调节。

Description

薄膜成型装置的阀门装置

技术领域

本申请主张基于2015年3月11日于日本申请的日本专利申请第2015-048509号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

本发明涉及一种薄膜成型装置的阀门装置。

背景技术

已知有通过来自空气冷却环的冷却风，对从模具中以管状挤出的熔融树脂进行冷却固化，从而成型出薄膜的薄膜成型装置(例如专利文献1)。以往，提出有利用阀门装置在圆周方向上对从空气冷却环吹出的冷却风的风量进行局部性的控制，从而减小薄膜的壁厚的偏差(以下、称为“厚度不均”)的薄膜成型装置。

专利文献1：日本特开2002-120284号公报

以往的薄膜成型装置的阀门装置中，作为动力源通常包含马达，并通过该马达的输出来调节开度。因此，空气冷却环的附近即模具的附近配置有马达。模具的附近因用于熔融树脂的热而成为较高的温度，因此，该马达的温度也比较高。因此，有时马达及阀门装置的耐久性下降。

发明内容

本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种可提高耐久性的薄膜成型装置的阀门装置。

为了解决上述课题，本发明的一方式的薄膜成型装置的阀门装置中，所述薄膜成型装置通过来自空气冷却环的冷却风，对从模具中以管状挤出的熔融树脂进行冷却固化，从而成型出薄膜，所述阀门装置调节从空气冷却环吹出的冷却风的风量，其中，该阀门装置具备调节其开度的驱动器。驱动器包含与向内部供给的流体的压力相应地进行伸缩的伸缩部件。该阀门装置的开度根据伸缩部件的伸缩量而被调节。

另外，将以上的构成要件的任意组合或本发明的构成要件或表现在方法、装置、系统等之间相互替换的方式也作为本发明的方式有效。

发明效果

根据本发明，提供一种可提高耐久性的薄膜成型装置的阀门装置。

附图说明

图1为表示第1实施方式所涉及的薄膜成型装置的概略结构的图。

图2为表示图1的冷却装置及其周边的剖视图。

图3为表示图1的冷却装置及其周边的俯视透视图。

图4为表示图2的阀门装置的图。

图5为表示图2的阀门装置的图。

图6为表示图2的阀门装置的图。

图7为表示图2的阀门装置的图。

图8为示意地表示图1的控制装置的功能及结构的框图。

图9为表示实施方式的变形例所涉及的阀门装置的图。

图10为表示第2实施方式所涉及的阀门装置的图。

图11为表示第2实施方式所涉及的阀门装置的图。

图12为表示第2实施方式所涉及的阀门装置的图。

图中：1-薄膜成型装置，2-模具，3-冷却装置，7-控制装置，8-空气冷却环、9-阀门装置，20-节流部件，20a、20b-开口，22a、22b、22c、22d-开口，30-滑动阀体，32a、32b、32c、32d-开口，40-驱动器，41-伸缩部件，43-移动基座。

具体实施方式

以下、对各附图中所示的相同或等同的构成要件、部件标注相同的符号，并适当省略重复说明。并且，为了容易理解适当地放大、缩小各附图中的部件的尺寸来进行表示。并且，在各附图中针对说明实施方式不重要的部件的一部分进行省略表示。

(第1实施方式)

图1表示第1实施方式所涉及的薄膜成型装置1的概略结构。薄膜成型装置1对薄膜进行成型。薄膜成型装置1具备模具2、冷却装置3、一对稳定板4、一对夹送辊5、厚度传感器6及控制装置7。

模具2将由挤出机(未图示)供给的熔融树脂成型为管状。模具2尤其通过从环状的模具狭缝2a(图2中进行后述)中挤出熔融树脂来将熔融树脂成型为管状。冷却装置3配置于模具2的上方。冷却装置3从外侧对从模具2挤出的熔融树脂喷吹冷却风。熔融树脂被冷却，从而成型出薄膜。

一对稳定板4配置于冷却装置3的上方，且将所成型的薄膜引导至一对夹送辊5之间。夹送辊5配置于稳定板4的上方，且提拉被引导的薄膜的同时将其折叠成扁平状。被折叠的薄膜通过卷取机(未图示)被卷取。

厚度传感器6配置于冷却装置3与稳定板4之间。厚度传感器6一边围绕管状的薄膜的周围，一边测定薄膜的厚度。基于厚度传感器6的测定结果被发送到控制装置7。控制装置7将与从厚度传感器6接收的测定结果相应的控制指令发送到冷却装置3。冷却装置3接收该控制指令之后，调节冷却风的风量，以使厚度不均变小。另外，薄膜成型装置1具备多个厚度传感器6。

图2为表示冷却装置3及其周边的剖视图。图3为表示冷却装置3及其周边的俯视透视图。冷却装置3具备空气冷却环8、及设置于空气冷却环8内且调节从空气冷却环8吹出的冷却风的风量的多个(图3中为20个)阀门装置9。

空气冷却环8由内周部向下方凹陷的环状的框体构成。空气冷却环8的内周部形成有上侧开口的环状的吹出口8a。吹出口8a为以中心轴A为中心的环状，尤其以与形成于模具2中的环状的模具狭缝2a成为同心的方式形成。另外，以下，将与中心轴A垂直的平面上穿通中心轴A的任意的方向设为半径方向，将以中心轴A为中心且沿与中心轴A垂直的圆的圆周的方向设为周向来进行说明。

在空气冷却环8的外周部，沿周向以等间隔形成有多个(图3中为8个)软管口8b。多个软管口8b的每一个中连接有软管(未图示)，冷却风经由该软管被从鼓风机(未图示)送入空气冷却环8内。送入空气冷却环8内的冷却风从吹出口8a吹出并喷吹于熔融树脂。

在吹出口8a与软管口8b之间的通风路内，沿周向无间隙地配置有多个阀门装置9。通过调节多个阀门装置9各自的开度，能够调节从吹出口8a吹出的冷却风的风量。例如，通过将所有阀门装置9的开度设为相同，能够使从吹出口8a吹出的冷却风的风量沿周向均匀化。并且，例如通过至少将一个阀门装置9的开度设为与其他阀门装置9不同的开度，能够使从吹出口8a吹出的冷却风的风量沿周向发生变化。薄膜中产生厚度不均时，例如加大与壁厚较薄部分对应的(例如位于壁厚较薄部分的下方)阀门装置9的开度，并增加向壁厚较薄的部分的下方的熔融树脂喷吹的风量。由此，使接下来成型的薄膜厚度不均变小。

图4～图7表示多个阀门装置9中的一个。其他阀门装置9也与图4～图7的阀门装置9同样的方式构成。另外，其他阀门装置9的至少一个可以为不同类型的阀门装置。图4为阀门装置9的侧视图，图5～图7分别为从不同方向观察阀门装置9的立体图。图5、图6表示滑动阀体30位于节流部件20的近前方的状态，图7表示节流部件20位于滑动阀体30的近前方的状态。阀门装置9包含节流部件20、滑动阀体30、驱动器40及调节器(未图示)。

俯视时节流部件20大致为矩形的板状部件。节流部件20以主面20a、20b朝向径向的状态固定于空气冷却环8。节流部件20中形成有连通主面20a与主面20b的狭缝状(即长条状)的开口22a～22c。开口22a～22c沿短边方向以该顺序排列。开口22a～22c尤其以各自的长边方向和与滑动阀体30的滑动方向D正交的方向大致相同的方式形成。

滑动阀体30与节流部件20同样、俯视时大致为矩形的板状部件。滑动阀体30以主面30a、30b朝向径向的方式配置。滑动阀体30尤其以其主面30b与节流部件20的主面20a对置的方式配置。滑动阀体30受到来自驱动器40的力，一边使主面30b在节流部件20的主面20a上滑动一边相对于节流部件20滑动。

滑动阀体30中形成有连通主面30a与主面30b的狭缝状(即长条状)的开口32a～32c。开口32a～32c沿短边方向以该顺序排列。开口32a～32c尤其以各自的长边方向和与滑动阀体30的滑动方向D正交的方向大致朝向相同的方向的方式，即以与开口22a～22c的长边方向一致的方式形成。

本实施方式中，滑动阀体30沿上下方向滑动。因此，本实施方式中，节流部件20的开口22a～22c与滑动阀体30的开口32a～32c以各自的长边方向与水平方向大致一致的方式形成。

驱动器40包含伸缩部件41、固定基座42、移动基座43、2个导杆44、2个凸缘部45、2个螺旋弹簧46及连结部件47。构成驱动器40的这些各部件均配置在空气冷却环8内。伸缩部件41包含波纹状的圆筒部41a、分别堵塞圆筒部41a的2个开口的第1底座41b及第2底座41c。圆筒部41a、第1底座41b、及第2底座41c例如通过不锈钢或铝等金属材料形成。第1底座41b固定于固定基座42，第2底座41c固定于移动基座43。

经由形成于固定基座42的流体供给口42a及形成于第1底座41b的供给口(未图示)，流体(例如空气)从调节器被供给至伸缩部件41的内部。或者通过调节器抽吸流体。由此，伸缩部件41内的流体的压力发生变化，圆筒部41a与该压力相应地进行伸缩。另外，直到伸缩部件41内的流体的压力成为大气压力以下为止抽吸伸缩部件41内的流体，从而也能够缩小伸缩部件41，但本实施方式中，如后述那样通过螺旋弹簧46的作用力来缩小伸缩部件41。

移动基座43支承伸缩部件41。并且，移动基座43随伸缩部件41的伸缩而上下移动。2个导杆44分别为沿与伸缩部件41的伸缩方向大致平行的方向延伸的圆柱状部件，且其一端固定于固定基座42。凸缘部45固定于导杆44的另一端。导杆44插通于移动基座43，并作为用于引导移动基座43的上下方向的移动的引导件而发挥作用。

2个螺旋弹簧46分别环绕导杆44。螺旋弹簧46的一端与移动基座43抵接，另一端与凸缘部45抵接。即使伸缩部件41处于缩小为最小的状态(即圆筒部41a处于缩小为最小的状态)，螺旋弹簧46也以能够对移动基座43施力的方式，确定其长度和作用力。

连结部件47连结移动基座43与滑动阀体30。因此，若移动基座43通过伸缩部件41的伸缩而上下移动，则随此滑动阀体30也上下移动。具体而言，若伸缩部件41伸长，则移动基座43向下方移动，随此滑动阀体30也向下方移动。若伸缩部件41缩小，则移动基座43向上方移动，随此滑动阀体30也向上方移动。如此，驱动器40使滑动阀体30上下移动。

若滑动阀体30移动，则从径向观察时的节流部件20的开口22a～22d与滑动阀体30的开口32a～32d的重叠程度发生变化。具体而言，节流部件20的开口22a～22d与滑动阀体30的开口32a～32d从完全没有重叠的状态，即节流部件20的开口22a～22d被堵塞的关闭状态，改变到节流部件20的开口22a～22d与滑动阀体30的开口32a～32d完全重叠的状态，即节流部件20的开口22a～22d完全没有堵塞的全开状态。如此，调节阀门装置9的开度。本实施方式中构成为，伸缩部件41处于缩小为最小的状态时成为全开状态，伸缩部件41处于伸长为最长的状态时成为关闭状态。

图8为示意地表示控制装置7的功能及结构的框图。在此示出的各模块中，作为硬件能够通过以计算机的CPU为代表的元件或机械装置而实现，作为软件通过计算机程序等而实现，但在此，描绘了协同这些而实现的功能模块。因此，本领域技术人员能够理解这些功能模块通过硬件、软件的组合而以各种方式实现。

控制装置7包含相关信息保持部60、获取部61、运算部62及阀门控制部63。相关信息保持部60将伸缩部件41内的流体的压力与施加有该压力时的有关伸缩部件41的伸缩量的信息之间建立关联来进行保持。获取部61获取基于厚度传感器6的测定结果。运算部62根据获取部61所获取的测定结果，掌握薄膜的厚度不均。运算部62计算各阀门装置9的开度，以使其厚度不均变小。阀门控制部63控制各阀门装置9，以使其成为通过运算部62计算的开度。具体而言，阀门控制部63控制调节器，以使各阀门装置9的滑动阀体30移动规定量，即伸缩部件41伸缩规定量。此时，阀门控制部63参考相关信息保持部60，并为了使伸缩部件41伸缩规定量而计算调节器应供给到伸缩部件41的流体的压力。

对如上构成的阀门装置9的动作进行说明。

控制装置7通过基于厚度传感器6的测定结果而掌握薄膜的厚度不均，并控制阀门装置9，以使其厚度不均变小。各阀门装置9接收来自控制装置7的指示而进行开启/关闭。若接收到开启通风路的指示，则抽吸伸缩部件41内的流体来降低伸缩部件41的空气的压力。流体为空气时，可以通过向大气开放伸缩部件41内部来降低伸缩部件41的空气的压力。如此一来，伸缩部件41通过将移动基座43施加于伸缩部件41的螺旋弹簧46的作用力而缩小，且节流部件20向上方移动。由此，开启通风路。若接收到缩小通风路的开度或关闭通风路的指示，则向伸缩部件41内供给流体来提高伸缩部件41内的流体的压力。如此一来，伸缩部件41伸长，且节流部件20向下方移动。由此，通风路的开度变小或通风路处于关闭状态。

根据以上说明的本实施方式所涉及的阀门装置9，能够通过与从调节器供给的流体的压力相应地进行伸缩的伸缩部件41的伸缩量来调节阀门装置9的开度。该调节器通过连接流体供给口42a之间的软管，能够配置于远离空气冷却环8的位置。因此，模具2的附近虽然因用于熔融树脂的热而变为高温，但能够避免调节器成为较高的温度。因此，例如与作为用于调节阀门装置9的开度的动力源而使用马达时相比，能够提高阀门装置9的耐久性。

并且，例如作为用于调节阀门装置9的开度的动力源而使用马达时，将旋转运动转换为直线运动，并通过该直线运动，移动滑动阀体30来调节阀门装置9的开度。即，需要将旋转运动转换为直线运动的复杂的机构。相对于此，根据本实施方式所涉及的阀门装置9，通过简单的结构即伸缩部件41将流体的压力转换为伸缩运动即直线运动。因此，能够使阀门装置9的结构变得比较简单。

并且，根据本实施方式所涉及的阀门装置9，驱动器40配置于空气冷却环8内。由此，不需要例如驱动器40配置于空气冷却环8的外侧时所需的动密封，且降低冷却装置3的制造成本。

如上所述，模具2的附近因用于熔融树脂的热而变成较高的温度。在此，例如将一般的气缸用作驱动器，并通过杆的伸缩移动来移动滑动阀体30而调节阀门装置的开度时，若气缸内的流体因热而膨胀，则有可能对杆的伸缩移动的移动量、滑动阀体的移动量、及阀门装置的开度的调节产生不良影响。相对于此，本实施方式所涉及的阀门装置9中，驱动器40通过伸缩部件41的伸缩来移动滑动阀体30，从而调节阀门装置9的开度。该伸缩部件41中，不管其内部的流体因热而膨胀与否，以其内部的流体的压力成为控制装置7所计算的压力的方式向其供给流体或从其中抽吸流体。并且，伸缩部件41与向其内部供给的流体的压力相应地进行伸缩。因此，根据本实施方式所涉及的阀门装置9，即使伸缩部件41内的流体因热而膨胀，也不会对伸缩部件41的伸缩量、滑动阀体30的移动量、及阀门装置的开度的调节产生不良影响。因此，能够提高薄膜的厚度不均的精度。

(第2实施方式)

第2实施方式所涉及的薄膜成型装置的阀门装置与第1实施方式所涉及的薄膜成型装置1的阀门装置9的主要不同点在于驱动器的结构。

图9～图12表示第2实施方式所涉及的阀门装置109。图9～图12分别与图4～图7对应。阀门装置109包含节流部件20、滑动阀体30、驱动器140及调节器(未图示)。驱动器140包含第1伸缩部件141、第1固定基座142、移动基座43、2个导杆44、第2伸缩部件148及第2固定基座149。第1伸缩部件141及第1固定基座142分别与第1实施方式的伸缩部件41及固定基座42对应。

第2伸缩部件148包含圆筒部148a、第1底座148b及第2底座148c。第2伸缩部件148的圆筒部148a、第1底座148b及第2底座148c分别以与第1伸缩部件141的圆筒部41a、第1底座41b及第2底座41c相同地构成。第1底座148b固定于移动基座43，且第2底座148c固定于第2固定基座149。

经由形成于第2固定基座149的流体供给口149a及形成于第2伸缩部件148的第2底座148c的供给口(未图示)，流体从调节器被供给至第2伸缩部件148的内部。由此，第2伸缩部件148内的流体的压力发生变化，圆筒部与该压力相应地进行伸缩。

本实施方式中，移动基座43直接连结于滑动阀体30。第2固定基座149固定于2个导杆44的下端。第2固定基座149支承第2伸缩部件148。

若向第1伸缩部件141供给流体来提高第1伸缩部件141内的流体的压力，并且抽吸第2伸缩部件148内的流体来降低第2伸缩部件148内的流体的压力，则第1伸缩部件141伸长，且第2伸缩部件148缩小。如此一来，移动基座143向下方移动，随此滑动阀体30也向下方移动。相反，若向第2伸缩部件148供给流体来提高第2伸缩部件148内的流体的压力，并且抽吸第1伸缩部件141内的流体来降低第1伸缩部件141内的流体的压力，则第2伸缩部件148伸长，且第1伸缩部件141缩小。如此一来，移动基座43向上方移动，随此滑动阀体30也向上方移动。

本实施方式中构成为，第1伸缩部件141缩小为最小且第2伸缩部件148伸长为最长时成为全开状态，第1伸缩部件141及第2伸缩部件148均未伸缩(第1伸缩部件141及第2伸缩部件148为中立状态)时成为关闭状态。此时，第1伸缩部件141始终缩小，第2伸缩部件148始终伸长，且不从伸长状态切换为缩小状态、或从缩小状态切换为伸长状态，因此能够抑制在这种切换时对控制伸缩量产生的不良影响。当然，也可以构成为第1伸缩部件141伸长为最长，且第2伸缩部件148缩小为最小的关闭状态。

根据本实施方式所涉及的阀门装置109，能够发挥与第1实施方式所涉及的阀门装置9相同的作用效果。进一步，根据本实施方式所涉及的阀门装置109，通过夹持移动基座43的2个伸缩部件的伸缩来控制移动基座43的移动。由此，例如与通过1个伸缩部件的伸缩来控制移动基座43的移动时相比，能够实现更高的控制性。其结果，提高滑动阀体30的移动的控制性及阀门装置9的开度调节的控制性。

以上、对实施方式所涉及的挠曲啮合式齿轮装置的结构及动作进行了说明。本领域技术人员能够理解这些实施方式为示例，且这些各构成要件的组合可成为各种变形例、且这种变形例也包含在本发明的范围内。

(变形例1)

第1～第2实施方式中，对相关信息保持部60将伸缩部件41内的流体的压力与施加有该压力时的有关伸缩部件41的伸缩量的信息之间建立关联来进行保持的情况进行了说明，但并不限于此。相关信息保持部60保持有关伸缩部件41内的流体的压力与伸缩部件41的伸缩量之间的关系的信息即可。例如，相关信息保持部60也可以保持表示伸缩部件41内的流体的压力与施加有该压力时的伸缩部件41的伸缩量之间的关系的关系式。此时，阀门控制部63为了使伸缩部件41伸缩规定量，利用该关系式来计算调节器应供给到伸缩部件41的流体的压力即可。

(变形例2)

第1～第2实施方式中虽然没有特别说明，但也可以在空气冷却环8内进一步设置加热装置，并通过在圆周方向上局部性地控制冷却风的温度来进一步调整薄膜的厚度不均。

(变形例3)

第1～第2实施方式中，对节流部件20及滑动阀体30为板状部件的情况进行了说明，但并不限于此。节流部件20及滑动阀体30的至少一个可以为块状或其他形状。

(变形例4)

第1～第2实施方式中，对形成于节流部件20及滑动阀体30的狭缝状的开口分别为3个的情况进行了说明，但并不限于此。形成于节流部件20及滑动阀体30的狭缝状的开口可以分别为1个、2个或4个以上。

(变形例5)

第2实施方式中，向第1伸缩部件141内供给流体的同时从第2伸缩部件148内抽吸流体、或向第2伸缩部件148内供给流体的同时从第1伸缩部件141内抽吸流体，即对通过改变第1伸缩部件141内与第2伸缩部件148内这双方的流体的量来移动移动基座43的情况进行了说明，但并不限于此。也可以通过改变第1伸缩部件141内或第2伸缩部件148内的任一流体的量来移动移动基座43。此时，即使在伸长为最长的状态下，也可以对另一伸缩部件预先供给内部流体的压力成为高于大气压力的压力的量的流体。

(变形例6)

第1～第2实施方式中虽然没有特别说明，但可串联连接多个伸缩部件。此时，能够增大多个伸缩部件整体的伸缩量。并且，也可以并排配置多个伸缩部件。

上述实施方式及变形例的任意组合也作为本发明的实施方式有用。通过组合而生成的新的实施方式兼备所组合的实施方式及变形例各自的效果。

Claims (6)

1.一种薄膜成型装置的阀门装置，所述薄膜成型装置通过来自空气冷却环的冷却风，对从模具中以管状挤出的熔融树脂进行冷却固化，从而成型出薄膜，所述阀门装置调节从所述空气冷却环吹出的冷却风的风量，其特征在于，

该阀门装置具备调节其开度的驱动器，

所述驱动器包含与向内部供给的流体的压力相应地进行伸缩的伸缩部件，

该阀门装置的开度根据所述伸缩部件的伸缩量而被调节。

2.根据权利要求1所述的薄膜成型装置的阀门装置，其特征在于，具备，

控制部，保持有关向所述伸缩部件的内部供给的流体的压力与所述伸缩部件的伸缩量之间的关系的信息。

3.根据权利要求1或2所述的薄膜成型装置的阀门装置，其特征在于，

所述驱动器包含向所述伸缩部件所缩小的方向对所述伸缩部件施力的施力部件。

4.根据权利要求1或2所述的薄膜成型装置的阀门装置，其特征在于，

所述驱动器包含向所述伸缩部件所缩小的方向对所述伸缩部件施力的另一伸缩部件。

5.根据权利要求1或2所述的薄膜成型装置的阀门装置，其特征在于，

所述驱动器配置于所述空气冷却环内。

6.根据权利要求1或2所述的薄膜成型装置的阀门装置，其特征在于，具备：

节流部件，固定于所述空气冷却环，且具有多个狭缝状的开口；及

滑动阀体，与所述伸缩部件的伸缩连动而移动，具有多个狭缝状的开口，

且移动所述滑动阀体来改变所述节流部件的开口与所述滑动阀体的开口的重叠程度，从而调节该阀门装置的开度。