CN107804732B - 张力分布控制装置及带状体搬运装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及张力分布控制装置及带状体搬运装置，该张力分布控制装置(2)具有导引辊(21)以及张力分布形成部(22)，导引辊(21)与行进的薄膜(F)接触；张力分布形成部(22)对于与前述导引辊(21)接触的前述薄膜(F)的接触部(F3)，朝前述薄膜(F)的表面内方向施加负荷，由此使前述薄膜(F)的行进方向的张力中与前述行进方向交叉的宽度方向的张力分布形成。

Description

张力分布控制装置及带状体搬运装置

技术领域

本发明涉及张力分布控制装置及带状体搬运装置。

本申请案依据于2016年9月9日向日本提出申请的特愿2016-176728号主张优先权，并在此援用其内容。

背景技术

就控制薄膜、薄片、带体等带状体的宽度方向的张力分布的张力分布控制装置而言，已知下述专利文献1记载的张力控制装置。该张力控制装置用以控制成行进的磁带的带体宽度方向的张力成为均匀的装置，具备如下构成：检测磁带的带体宽度方向的张力分布的张力检测部；按压磁带的带体宽度方向的张力较弱部分，而消除带体宽度方向的张力差的张力调整部；依据在张力检测部的检出结果，以使磁带的带体宽度方向的张力成为均匀的方式控制张力调整部的控制部。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本特开2004-206818号公报。

发明内容

[发明欲解决的课题]

上述悉知技术中，借由将辊压附于带状体的需要处，以使带状体的宽度方向的张力成为均匀。然而，利用辊的压附来控制带状体的张力分布会使带状体变形成凸状或凹状。若如此地使带状体表面外变形，则有带状体容易刮伤的问题。

本发明有鉴于上述问题点而完成，其目的在于提供一种可在抑制带状体的刮伤的同时，控制带状体的张力分布的张力分布控制装置及带状体搬运装置。

[用以解决课题的手段]

本发明的第1发明为一种张力分布控制装置，具有：

导引辊，其与行进的带状体接触；及张力分布形成部，其对于与前述导引辊接触的前述带状体的接触部，朝前述带状体的表面内方向施加负荷，由此使前述带状体的行进方向的张力中与前述行进方向交叉的宽度方向的张力分布形成。

另外，在本发明的第2发明，前述导引辊在宽度方向被分割，由可以分别相异的旋转数旋转的多个分割辊形成。

另外，在本发明的第3发明，前述张力分布形成部对于与前述多个分割辊接触的前述带状体的多个接触部中的至少一个，朝前述表面内方向施加负荷，由此形成前述张力分布。

另外，在本发明的第4发明，前述多个分割辊具有：与前述带状体的宽度方向中央部接触的中央辊；以及，设置于前述中央辊的两侧，且与前述带状体的宽度方向两侧接触的一对侧辊。

另外，在本发明的第5发明，前述张力分布形成部具有：与前述分割辊接触的接触辊；以及，控制前述接触辊的旋转扭力的旋转扭力控制部。

另外，在本发明的第6发明，前述张力分布形成部具有：接触辊，其与接触于前述分割辊的前述带状体的接触部接触；以及，旋转扭力控制部，其控制前述接触辊的旋转扭力。

另外，在本发明的第7发明，前述旋转扭力控制部具有：与前述接触辊连接的离合器；以及，与前述离合器连接的马达。

另外，在本发明的第8发明为一种带状体搬运装置，具有：使带状体行进的夹持辊；以及，控制前述带状体行进方向的张力的宽度方向的张力分布的现有记载的张力分布控制装置。

[发明的效果]

在本发明中，对于与导引辊接触的带状体的接触部，朝该带状体的表面内方向施加负荷，由此形成带状体的行进方向的张力的与该行进方向交叉的宽度方向的张力分布。依据该构成，用以于带状体形成张力分布的负荷施加于导引辊所支撑的带状体的接触部，且由于该负荷的方向为带状体的表面内方向，故带状体不会产生表面外变形。

因此，在本发明中，可在抑制带状体的刮伤的同时，控制带状体的张力分布。

附图说明

图1为本发明的实施方式中的薄膜搬运装置的构成图。

图2表示本发明的实施方式中导引辊的内部构成及张力分布形成部的配置的图。

图3为本发明的实施方式中张力分布形成部的构成图。

图4A为表示本发明的实施方式中，薄膜所产生的行进方向的张力之与该行进方向交叉的宽度方向中的张力分布的一例的图。

图4B为表示本发明的实施方式中，薄膜所产生的行进方向的张力之与该行进方向交叉的宽度方向中的张力分布的一例的图。

图5为示意性表示图4B所示的张力分布的图表。

图6A为表示本发明的实施方式中，薄膜所产生的行进方向的张力之与该行进方向交叉的宽度方向中的张力分布的一例的图。

图6B为表示本发明的实施方式中，薄膜所产生的行进方向的张力之与该行进方向交叉的宽度方向中的张力分布的一例的图。

图7为示意性表示图6B所示的张力分布的图表。

图8为表示本发明的实施方式中应用张力分布控制装置的张力分布控制试验状态的平面图。

图9为表示图8所示的张力分布控制试验的结果的图表。

图10为本发明的实施方式的一变形例的张力分布控制装置的构成图。

图11为本发明的实施方式的一变形例的张力分布控制装置的构成图。

符号说明

1 夹持辊

2 张力分布控制装置

2A 张力分布控制装置

2B 张力分布控制装置

11、12 辊

21 导引辊

22 张力分布形成部

23 接触辊

23A 接触辊

24 旋转扭力控制部

24A 旋转扭力控制部

24B 旋转扭力控制部

25 离合器

26 马达

27A 框架

27A2 离合器支撑部

27A3 马达支撑部

27B 基底框架

28、28A 缸筒

29 固定构件

30 分割辊

31 中央辊

32 侧辊

33 侧辊

40、50 轴

27A1、41、42 轴承

43 内套筒

44 外套筒

45 辊部

100 薄膜搬运装置(带状体搬运装置)

A、B 照相机

F 薄膜(带状体)

f1 第一薄膜

f2 第二薄膜

F1 薄膜F的一主面

F2 薄膜F的另一主面

F3 接触部。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。在以下的说明中例示搬运带状薄膜的薄膜搬运装置作为具备张力控制装置的带状体搬运装置。

图1为本发明的实施方式中的薄膜搬运装置100的构成图。

薄膜搬运装置100如图1所示，具备：使带状薄膜F行进的夹持辊1；控制薄膜F行进方向的张力的与该行进方向交叉的宽度方向中的张力分布的张力分布控制装置2；以及，观察薄膜F的宽度方向的张力的照相机A、B。本实施方式的薄膜搬运装置100的搬运例如宽度50mm至100mm左右、厚度0.1至0.3mm左右的薄膜F。

薄膜F形成为具一定宽度的带状，例如以卷筒至卷筒方式从未图示的卷筒体拉出。该薄膜F可为单一的薄膜，也可为由二种类以上的薄膜贴合的层叠薄膜。另外，层叠薄膜可为在搬运途中贴合薄膜，也可为从开始即贴合有薄膜。单一的薄膜可例示PET等的树脂薄膜，另外，层叠薄膜可例示于金属制的导体薄膜贴合树脂制的保护薄膜等。

夹持辊1由一对的辊11、12所构成，将薄膜F由厚度方向挟持。辊11与薄膜F的一主面F1接触。另外，辊12与薄膜F的另一主面F2接触。一对的辊11、12借由未图示的马达等驱动源而旋转，以使薄膜F行进。一对的辊11、12可为其中一者为与驱动源连接的驱动辊，而另一者为通过齿轮等进行旋转的被动辊，另外，也可为两者均分别连接于驱动源的驱动辊。

张力分布控制装置2在薄膜F的行进方向上配置于夹持辊1的上游侧。该张力分布控制装置2形成将因夹持辊1形成的后述的薄膜F的行进方向的张力的宽度方向中的张力分布抵销的张力分布，使薄膜F的该张力分布成为一定。该张力分布控制装置2具有：与行进的薄膜F接触的导引辊21；对于与导引辊21接触的薄膜F的接触部F3，朝薄膜F的表面内方向施加负荷，由此形成薄膜F的行进方向的张力的宽度方向中的张力分布的张力分布形成部22。

在此，所谓的对薄膜F施加负荷的表面内方向表示薄膜F的行进表面内的方向，也就是，包含薄膜F的行进方向的成分(前后成分)的方向(可为斜方向)。但，不包含与薄膜F的行进方向正交的方向的薄膜F的宽度方向。另外，对薄膜F施加负荷的优选的表面内方向为薄膜F的行进方向，也就是薄膜F的前后方向。

导引辊21与薄膜F的另一主面F2接触。薄膜F在导引辊21方向改变90°，导引辊21的周面约1/4接触于薄膜F。另外，导引辊21的周面约1/4未必要与薄膜F接触，无论大小，只要有与薄膜F接触的接触面存在即可。

张力分布形成部22具有：与导引辊21接触的接触辊23；及控制接触辊23的旋转扭力的旋转扭力控制部24。

图2为表示本发明的实施方式中的导引辊21的内部构成及张力分布形成部22的配置的图。图3为本发明实施方式中的张力分布形成部22的构成图。

如图2所示，导引辊21在宽度方向被分割，由可以分别相异的旋转数旋转的多个分割辊30形成。

多个分割辊30具有：与薄膜F的宽度方向中央部接触的中央辊31；以及，设置于中央辊31的两侧，且与薄膜F的宽度方向两侧接触的一对侧辊32、33。也就是，本实施方式的导引辊21在宽度方向被分割为3。本实施方式中，中央辊31、侧辊32、33的长度分别设为相同。另外，中央辊31、侧辊32、33的长度可分别相异。

多个分割辊30通过轴承41、42分别自由旋转地设置于共通的轴40。轴承41、42的内轮固定于被嵌入于轴40的外周的圆筒状内套筒43。另外，轴承41、42的外轮固定于圆筒状外套筒44。外套筒44嵌入于圆筒状辊部45的内侧。辊部45的周面与薄膜F的另一主面F2接触。借由该构成，多个分割辊30可分别以相异的旋转数旋转。

张力分布形成部22为对于与多个分割辊30接触的薄膜F的多个接触部F3中的至少一个，通过分割辊30而朝表面内方向施加负荷，由此于薄膜F的宽度方向形成张力分布。本实施方式的张力分布形成部22为相对置地以多个设置于多个分割辊30的各者。也就是，本实施方式中为形成对于多个分割辊30的各个接触部F3，于薄膜F的表面内方向施加负荷的构成。另外，只要预先知道因夹持辊1形成的薄膜F的宽度方向中的张力分布的倾向，也可不于所有多个分割辊30设置张力分布形成部22。例如，薄膜F的宽度方向中央部的张力较宽度方向两侧的张力更高或更低时，可仅于中央辊31，或仅于侧辊32、33设置张力分布形成部22。依据此构成，可降低构件数目及制造成本。

张力分布形成部22具有：与分割辊30接触的接触辊23；以及，控制接触辊23的旋转扭力的旋转扭力控制部24，且该张力分布形成部22通过分割辊30(导引辊21)而对薄膜F的接触部F3施加负荷。

接触辊23为自由旋转地设置在与轴40平行的轴周围。接触辊23的长度较分割辊30的长度更短，且相对置地配置于分割辊30的中央。旋转扭力控制部24对该接触辊23赋予旋转扭力，以控制分割辊30的旋转扭力。

旋转扭力控制部24如图3所示，具有：与接触辊23连接的离合器25；以及，与离合器25连接的马达26。离合器25将马达26的旋转扭力传达至接触辊23。离合器25优选为使用可将从马达26传达至接触辊23的旋转扭力的大小调整至任意値的离合器。例如，离合器可使用在旋转扭力的传达方面利用粉末(磁性铁粉等)的粉末离合器等。

接触辊23、离合器25及马达26被共通的框架27A支撑。框架27A具有：支撑接触辊23的轴承27A1、支撑离合器25的离合器支撑部27A2、及支撑马达26的马达支撑部27A3。该框架27A被缸筒28支撑。缸筒28借由使框架27A移动，使接触辊23相对分割辊30进行接近分离。缸筒28为安装于经固定的基底框架27B。另外，在基底框架27B安装有以缸筒28进行位置调整后将分割辊30及接触辊23的位置关系予以固定的固定构件29。固定构件29具有螺杆调整机构的间隔物，且中介存在于框架27A与基底框架27B之间形成维持该间隔物的构成。

图4A、图4B为表示本发明的实施方式中薄膜F所产生的行进方向的张力之与该行进方向交叉的宽度方向中的张力分布的一例的图。图5为示意性表示图4B所示的张力分布的图表。

图4A、图4B为表示受到薄膜F相对于夹持辊1的接触面积的影响的情形。如图4A、图4B所示，薄膜F为贴合有宽度广的第一薄膜f1、及宽度窄的第二薄膜f2的层叠薄膜的情形时，在薄膜F的宽度方向中央部会形成高张力，在薄膜F的宽度方向两侧则形成低张力。也就是，在薄膜F的宽度方向中央部因第一薄膜f1与第二薄膜f2重叠而使薄膜F的厚度变厚，故从夹持辊1受到较大的负荷。另外，在薄膜F的宽度方向两侧则因仅有第一薄膜f1而使薄膜F的厚度较薄，故从夹持辊1受到的负荷较宽度方向中央部相对为变小。因此，张力分布如图5所示，成为薄膜F的宽度方向中央部变成凸的形状。

图6为表示本发明的实施方式中薄膜F所产生的行进方向的张力之与该行进方向交叉的宽度方向中的张力分布的一例的图。图7为示意性表示图6B所示的张力分布的图表。

图6A、图6B为表示受到夹持辊1的挠曲的影响的情形。如图6A、图6B所示，当挠曲成夹持辊1的两端部接近且包夹薄膜F的中央部膨胀时，在薄膜F的宽度方向中央部会形成低张力，在薄膜F的宽度方向两侧(更详而言之，为第一薄膜f1与第二薄膜f2重叠的薄膜F的宽度方向的两端部(图6A中以粗箭头表示的部分))则形成高张力。也就是，在薄膜F的宽度方向两侧因辊11、12之间隙变窄，故从夹持辊1受到较大的负荷。在薄膜F的宽度方向中央部则因辊11、12之间隙变广，故从夹持辊1受到的负荷较宽度方向两侧相对为变小。因此，张力分布如图7所示，成为薄膜F的宽度方向中央部变成凹的形状。

图8为表示本发明的实施方式中使用张力分布控制装置2的张力分布控制试验的状态的平面图。图9为表示图8所示的张力分布控制试验结果的图表。

图8所示的张力分布控制试验中，对于固定在夹持辊1的薄膜F，在较导引辊21更下游侧以其宽度方向全体均匀地施加张力。另外，对于薄膜F，在夹持辊1及导引辊21的附近以跨越宽度方向的方式赋予标记1至9。在该条件之下，控制中央辊31的旋转扭力，以照相机A、B计测标记1至9的位移，以确认张力分布控制装置2的效果。

图9为表示由照相机A观察的导引辊21的附近的标记1至9中的应力变化。图9所示的应力利用标记的位移及夹持辊1至照相机A之间的距离，模拟性表示施加于各计测点的应力的变化。图9中表示的，为了使薄膜F的宽度方向中的张力分布为一定，因此将使马达26正转(拉引薄膜F的方向的旋转)的输出慢缓地减小，相反地将离合器25的离合器输出慢缓地大幅改变后的结果。另外，在图9中，为表示以照相机A所得的观察，数字表示离合器输出(％)。

由此可知，若提高离合器25的离合器输出，可于薄膜F的宽度方向形成如图9所示的张力分布。也就是，图9的试验结果，确认出借由控制中央辊31的旋转扭力，可在薄膜F的宽度方向中央部形成为凸或凹的张力分布。因此，在张力分布控制装置2中，借由与上述的图4A、图4B及图5，或图6A、图6B及图7所示的薄膜F的宽度方向中的张力分布对应，而形成如抵销该张力分布的张力分布，可使薄膜F的宽度方向中的张力分布为一定。使薄膜F的宽度方向中的张力分布为一定，例如贴合有第一薄膜f1与第二薄膜f2的层叠薄膜，即使在的后切出既定大小，因张力分布为一定，故其端部也不会翘曲。

在本实施方式中，如图1所示，对于与导引辊21接触的薄膜F的接触部F3，朝薄膜F的表面内方向(图8及图9的张力分布控制试验中为薄膜F的行进方向后方侧)施加负荷，由此于薄膜F的宽度方向形成张力分布。依据此构成，用以在薄膜F的宽度方向形成张力分布的负荷施加于导引辊21所支撑的薄膜F的接触部F3，且由于施加该负荷的方向为薄膜F的表面内方向，故薄膜F不会产生表面外变形。

因此，在本实施方式中，可在抑制薄膜F的刮伤的同时，控制薄膜F的张力分布。

另外，在本实施方式中，如图2所示，导引辊21在宽度方向被分割，由可以分别相异的旋转数旋转的多个分割辊30形成。

借由此构成，于薄膜F的宽度方向容易形成张力分布。例如，即使以分割辊30的其中一个控制旋转扭力，其它的分割辊30仍会进行旋转，几乎不受其影响，故借由控制一部分的旋转扭力而对全体造成的影响较小。因此，可几乎不考虑对全体的影响，将张力分布形成任意的形状。

另外，本实施方式的分割辊30具有：与薄膜F的宽度方向中央部接触的中央辊31；以及，设于中央辊31的两侧且与薄膜F的宽度方向两侧接触的一对侧辊32、33。依据此构成，容易在薄膜F的宽度方向中央部形成为凸或凹的张力分布，可容易形成如将上述图4A、图4B及图5、或图6A、图6B及图7所示的薄膜F的宽度方向中的张力分布抵消的张力分布。

另外，在本实施方式中，张力分布形成部22具有：与分割辊30接触的接触辊23、及控制接触辊23的旋转扭力的旋转扭力控制部24。依据此构成，图2所示，可使分割辊30彼此间之间隙几乎消失，可以不会形成丧失张力的空间。例如，也可将轴40分割，于各分割辊30的旋转轴直接安装旋转扭力控制部24，但此时，在分割辊30彼此之间必须有用以配置旋转扭力控制部24的空间。另一方面，在本实施方式中，因通过接触辊23而从周方向控制分割辊30的旋转扭力，故可填塞分割辊30间，并可防止张力的丧失。

如此，依据上述的本实施方式，具有：与行进的薄膜F接触的导引辊21；以及，对于与导引辊21接触的薄膜F的接触部F3，朝薄膜F的表面内方向施加负荷，以使薄膜F行进方向的张力之与该行进方向交叉的宽度方向中的张力分布形成的张力分布形成部22，借由采用如此的构成，可在抑制薄膜F的刮伤的同的，控制薄膜F的张力分布。

以上，一边参照附图一边说明有关本发明的适当的实施方式，但本发明不限定于上述实施方式。在上述的实施方式中所示的各构成构件的各种形状或组合等为其中一例，在不超出本发明的主旨的范围内也可依据设计要求等做各种变更。

例如，本发明可采用如图10及图11所示的变形例。另外，在以下的说明中，有关与上述实施方式相同或同等的构成赋予相同的符号，并简略或省略其说明。

图10为本发明的实施方式的一变形例的张力分布控制装置2A的构成图。

图10所示的张力分布控制装置2A具有：与接触于分割辊30的薄膜F的接触部F3接触的接触辊23A，以及，控制接触辊23A的旋转扭力的旋转扭力控制部24A。接触辊23A直接与薄膜F的一主面F1接触。旋转扭力控制部24A设置于接触辊23的内部。接触辊23A相对于轴50自由旋转，且借由设置在轴50的两端的缸筒28A而压附在薄膜F。旋转扭力控制部24A为中介存在于轴50与接触辊23A之间的离合器(粉末离合器等)，且控制接触辊23A的旋转扭力(旋转阻抗)。

依据此构成，接触辊23对被分割辊30的(导引辊21)所支撑的薄膜F的接触部F3施加负荷，故薄膜F不会产生表面外变形。另外，借由控制接触辊23A的旋转扭力所得的摩擦力，可对于薄膜F朝表面内方向施加负荷。因此，可不会使薄膜F表面外变形，而控制薄膜F的张力分布。

图11为本发明实施方式的一变形例的张力分布控制装置2B的构成图。

图11所示的张力分布控制装置2B形成旋转扭力控制部24B设置于分割辊30的内部的构成。该旋转扭力控制部24B为中介存在于轴40与分割辊30之间的离合器(粉末离合器等)，且控制分割辊30的旋转扭力(旋转阻抗)。借由此构成，用以在薄膜F的宽度方向形成张力分布的负荷施加于分割辊30所支撑的薄膜F的接触部F3，且由于施加该负荷的方向为薄膜F的表面内方向，故也可不会使薄膜F表面外变形，而控制薄膜F的张力分布。

另外，例如在上述实施方式中，例示薄膜F作为带状体，但例如于薄片或带体等其它的带状体的张力分布控制也可适用本发明。

[产业上的可利用性]

依据本发明，可提供一种可在抑制带状体的刮伤的同时，控制带状体的张力分布的张力分布控制装置及带状体搬运装置。

Claims (13)

1.一种张力分布控制装置，具有：

导引辊，其与行进的带状体接触；以及

张力分布形成部，其对于与所述导引辊接触的所述带状体的接触部，朝所述带状体的表面内方向施加负荷，由此使所述带状体的行进方向的张力中与所述行进方向交叉的宽度方向的张力分布形成，

所述导引辊在宽度方向被分割，由可以分别相异的旋转数旋转的多个分割辊形成，

所述张力分布形成部具有：

与所述分割辊接触的接触辊；以及

控制所述接触辊的旋转扭力的旋转扭力控制部。

2.根据权利要求1所述的张力分布控制装置，其中，所述张力分布形成部对于与所述多个分割辊接触的所述带状体的多个接触部中的至少一个，朝所述表面内方向施加负荷，由此形成所述张力分布。

3.根据权利要求1所述的张力分布控制装置，其中，所述多个分割辊具有：

与所述带状体的宽度方向中央部接触的中央辊；以及

设置于所述中央辊的两侧，且与所述带状体的宽度方向两侧接触的一对侧辊。

4.根据权利要求2所述的张力分布控制装置，其中，所述多个分割辊具有：

与所述带状体的宽度方向中央部接触的中央辊；以及

设置于所述中央辊的两侧，且与所述带状体的宽度方向两侧接触的一对侧辊。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的张力分布控制装置，其中，所述张力分布形成部具有：

接触辊，其与接触于所述分割辊的所述带状体的接触部接触；以及

旋转扭力控制部，其控制所述接触辊的旋转扭力。

6.根据权利要求4所述的张力分布控制装置，其中，所述旋转扭力控制部具有：

与所述接触辊连接的离合器；以及

与所述离合器连接的马达。

7.根据权利要求1所述的张力分布控制装置，其中，所述旋转扭力控制部具有：

与所述接触辊连接的离合器；以及

与所述离合器连接的马达。

8.根据权利要求5所述的张力分布控制装置，其中，所述旋转扭力控制部具有：

与所述接触辊连接的离合器；以及

与所述离合器连接的马达。

9.一种带状体搬运装置，具有：

使带状体行进的夹持辊；以及

控制所述带状体行进方向的张力的宽度方向中的张力分布的权利要求1至4中任一项所述的张力分布控制装置。

10.一种带状体搬运装置，具有：

使带状体行进的夹持辊；以及

控制所述带状体行进方向的张力的宽度方向中的张力分布的权利要求5所述的张力分布控制装置。

11.一种带状体搬运装置，具有：

使带状体行进的夹持辊；以及

控制所述带状体行进方向的张力的宽度方向中的张力分布的权利要求6所述的张力分布控制装置。

12.一种带状体搬运装置，具有：

使带状体行进的夹持辊；以及

控制所述带状体行进方向的张力的宽度方向中的张力分布的权利要求7所述的张力分布控制装置。

13.一种带状体搬运装置，具有：

使带状体行进的夹持辊；以及

控制所述带状体行进方向的张力的宽度方向中的张力分布的权利要求8所述的张力分布控制装置。