JP2006016099A - シート巻取り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 巻芯の供給や巻取った製品（シートロール）の排出が容易な接触式のシート巻取り装置において、シート先端部を自動的に巻芯の近傍に搬送し、幅広い物性のシートに対して巻皺や折れ目を発生させることなく自動的に巻取りを開始可能で、継続して適正な巻取りを可能ならしめるなシート巻取り装置を提供する。
【解決手段】 並列する２個の巻取りロール８,９の上に巻芯５を載せて回転させ、巻芯５に対して巻取りロール８,９間の下方から前記シートＳを供給し、シートＳの供給上流側でシートＳの進行にブレーキ力を与えるとともに、巻芯５または外径が増大したシートロール２１の外周に、上方から接して押圧力を付与する駆動された２個の並列する押圧ロール１０,１１とを備えたシート巻取り装置により、シート先端部の巻芯への自動的な巻付け並びに継続する巻皺や折れ目のないシートの巻取りを実現する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、接触式のシート巻取り装置において、巻取りロール上の巻芯（クロスロール）に織布、編地、合成樹脂等のシートを巻取る際に、シートに巻皺や折れ目を発生させることなく円滑にシートを供給して巻芯の外周に巻取ることのできるシート巻取り装置に関するものである。

従来からシート巻取りに際し、巻芯交換時のシートの切断及び新たな巻芯に対するシート先端の巻付けに関する技術として、特開平０６−１３５６０４、特開平０６−１２３０４２があり、また、シートの巻付け開始時に一方の巻取りロール（回転ローラー）を巻芯（空ロール）から離間させてシート先端部の巻付けを容易化させる技術として特開平０６−１１６８３９があった。しかし、これら技術は幅広い物性を有する各種のシート先端部の自動的な巻付けには充分対応できず、また巻取り工程が進行してシートロールの径が大きくなった状態での巻取り堅さを充分に制御する機能を有していなかった。また、切断後の新たなシート先端部を空気ジェットで補助して巻付けを開始する構造のため、機能が不安定でシート先端部の巻芯への幅方向及び進行方向にばらつきが発生し、これらの課題を前提として前記特許文献の技術でシートの弛みを解消させる必要があった。（特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）

また、巻き皺の発生を防止する技術として、巻取りボビンの回転数及びシートの張力を制御する技術として特開平０６−１０１１３８等があるが、構成が複雑でシートの物性に対応して回転速度と張力の制御でシートの巻堅さを適正に制御することに困難性があった。また、特開２００３−２２１７６０に類する、やや早めに回転する押圧ロールをシートロールに押付けて、巻皺等の発生を防止する接触式巻取り装置が、永年実用ラインで利用されて来た。しかし、前記公用の装置においては、幅広い材質のシートに対して巻皺や折れ目を発生させないで安定してシートを巻取る機能に関して改善を要する点があり、また、新たな巻芯に対するシート先端部の自動的な巻付け機能を備えていない課題があった。（特許文献４、特許文献５参照）

前記の如く、巻芯の構造が簡単で巻芯の交換が容易な接触式のシート巻取り装置において、従来、幅広い材質のシートを対象として巻付けの全工程を通して、巻皺や折れ目を発生させない機能を備え、また、新しい巻芯へのシート先端部の確実な巻付けを自動的に実施できる簡易で使い勝手の良い技術がなかった。
特開平０６−１３５６０４ 特開平０６−１２３０４２ 特開平０６−１１６８３９ 特開平０６−１０１１３８ 特開２００３−２２１７６０

本発明はこのような問題点に鑑みて提案されたものであって、接触式のシート巻取り装置において、新規の原反ロールあるいは巻戻し途上で装置により切断したシートの先端部を自動的に新規の巻芯の近傍に搬送して、各種材質のシートに対して巻皺や折れ目を発生させることなく巻芯の外周に確実に巻取りを開始し、継続して適正な巻取りを可能ならしめるシート巻取り装置を提供しようとするものである。

即ち、請求項１に記載の発明は、少なくとも一方が駆動された並列する２個の巻取りロールの上に、巻芯を載せて回転することによりシートの巻取りを行う接触式のシート巻取り装置であって、前記巻芯に対して２個の前記巻取りロール間の下方から前記シートを供給するシート供給手段と、前記巻取りロールへのシート供給上流側で前記シートの進行にブレーキ力を与えるシートブレーキ手段と、前記巻芯の外周に対して、又は前記巻芯の外周にシートを巻取って順次外径が増大するシートロールの外周に対して、上方から接触して押圧力を付与する駆動された２個の並列する押圧ロールとを備えたことを特徴とするシート巻取り装置に係る。

請求項２の発明は、請求項１において、前記巻芯又は前記シートロールの外周に対する前記押圧ロールの押圧力を制御する押圧力制御手段を備えたことを特徴とするシート巻取り装置に係る。

請求項３の発明は、請求項１及び２において、２個の前記巻取りロール及び２個の前記押圧ロールの回転速度を個別に制御するロール回転制御手段を備えたことを特徴とするシート巻取りに係る。

請求項４の発明は、請求項１乃至３において、前記シートブレーキ手段のシート供給上流側にシート切断手段を備えたことを特徴とするシート巻取り装置に係る。

請求項１に記載の発明によれば、少なくとも一方が駆動された並列する２個の巻取りロールに巻芯を載せ、上方から接触する２個の駆動された押圧ロールで押圧力を付与しながら巻取るため、柔らかく変形しやすい材質のシートに対しても、前記巻芯あるいは前記シートロールの巻取りロール上の位置、及び摩擦による駆動力が安定して良好な巻取りを実現できる。

また、シート巻取り時にシートが２個の前記巻取りロール間の下方から供給されるため、前記シートロールはシート供給上流側のブレーキ力により引張られて２個の巻取りロールに押え付けられて、前記シートロールの位置が安定するとともに巻取りロールへの押圧力及び摩擦による駆動力がさらに安定して作用する。このため、巻芯の中心を駆動する巻取り装置と比較して巻芯の外周速度の安定化が困難な接触式のシート巻取り装置において、一方の巻取りロールの側方上面から巻芯にシートを供給して前記シートロールが横方向に引張られる従来のシート供給手段に較べて、前記シートロールの外周速度及びシートの張力が安定して、シートロールの巻取り品質が向上する効果がある。

また、前記シートロールの外径増大に従って、２個の駆動された押圧ロールは前記シートロールに接触しながら直径方向に移動するため、前記シートロールは直径が増大しても押圧ロールと巻取りロールとの間に拘束されて安定して回転駆動力が伝達され、シートは巻取りの全工程を通して安定した張力で適正な巻取りを実施できる。また、摩擦駆動力に起因にするシートへの張力に加えて、前記シートロールには４周から押さえる力が作用するため、従来技術に較べて低い張力で巻取りが可能となるとともに、前記シートロールの巻取り堅さが安定して巻皺や折れ目を発生させることのない確実なシート巻取りが可能となる効果がある。

また、請求項２に記載の発明によれば、前記巻芯又はシートロールに対する前記押圧ロールの押圧力を制御する押圧力制御手段を備えたことにより、シート素材の性質等に応じて前記シートロールの直径の増大に伴って巻取り時の前記シートロールへの押付け力を順次変化させることが可能となり、従来のシートロールの回転数やシートの張力のみを制御する装置に較べて、各種のシート素材の物性への対応性が向上し、幅広い材質のシートに対して巻皺や折れ目を発生させることなく確実なシート巻取りが可能となる。

また、請求項３に記載の発明によれば、２個の前記巻取りロール及び２個の前記押圧ロールの回転速度を個別に制御するロール回転制御手段を備えたことにより、シートが供給された巻取りロールから順次シートの供給下流側で接触するロールの外周速度を速く進行させて前記シートロールを巻締める方向で巻取ることができる。なお、対象とするシートの材質に従って、必要に応じて各ロールの外周速度をシートロールの外径増大に対応させて巻取り品質の向上を図ることができる。このため、従来技術に較べて幅広い材質のシートに巻皺や折れ目を発生させることのないシート巻取りが可能となる。また、ロール回転制御手段により、シート素材の物性に応じた各ロールの回転速度条件を短時間に設定することが可能となり、巻取り作業開始前の準備時間が短縮できる効果がある。

請求項４に記載の発明によれば、前記シートブレーキ手段のシート供給上流側に設置された前記シート切断手段を備えたことにより、原反ロールから供給される巻取り途上のシートを自動的に切断し、巻取り済みのシートロールを排出して新たな巻芯を供給した後、前記のシート巻取り部へのシート先端部の自動的な供給、及び巻芯へのシート先端部の自動的な巻付けが可能となり、人手を要せずに短時間で新たなシート巻取りが開始できる。このため、シート巻取り工程の装置稼働率向上と省人化が実現できるとともに、作業者の安全を向上させることができる効果がある。

以下、添付の図面に従ってこの発明を詳細に説明する。図１は本発明をシートの巻戻し作業に利用した実施例における装置全体を示す平面図、図２は図1のＸ−Ｘ断面図、図３は図１のシート巻取り部の詳細を示す断面図、図４は図３においてシートロールの直径が増大した状態を示す断面図である。

図１及び図２に示す如く、シートＳを巻いた状態の原反ロール４は、本発明の関連周辺設備としてのシート巻出し部1を構成する巻出しロール１５上に載せられている。原反ロール４は駆動されて回転する巻出しロール１５により接触回転し、シートＳは原反ロール４から巻出されてシート搬送手段２の領域を搬送され、シート巻取り部３において小巻用の巻芯５に巻き取られる。図２の断面図に示す如く、シート搬送手段２は受板７と複数の搬送ロール１６から構成され、原反ロール４から巻き出されたシートＳは、矢印方向に回転する上下の搬送ロール１６に挟まれて受板７上を速度Ｖ０の方向に搬送されてシート巻取り部３に供給される。なお、シート切断手段としてのシートカッター６はシート搬送手段２の途中に配設されている。

図３の断面図により巻芯５に対するシートの巻取り工程を説明すると、新しく供給された巻芯５は駆動された並列する２個の巻取りロール８,９の上に載せられて回転している。また、巻芯５の上方には図示省略のモータに駆動されて回転する押圧ロ−ル１０,１１が巻芯５に接触して押圧しており、押圧ロ−ル１０,１１は揺動軸２０に軸支された揺動レバー１７に取付けられている。原反ロール４から巻き出されたシートＳはシート搬送手段２により搬送されて、シートブレーキ手段としてのブレーキガイド１２,１３の間に供給されて進行し、シートＳの先端部は巻取りロール８と巻芯５の間に供給され、押圧ロ−ル１０、１１及び巻取りロール９に順次誘導されて巻芯５に巻付けられる。

ここで、図１に示す如く巻取りロール８、押圧ロール１０は、それぞれの軸に固定された巻取りロール円盤８ａ、押圧ロ−ル円盤１０ａで構成されており、相互の外周が相手側に進入可能となっている。このため、図３においてシートＳの先端部が巻芯５と巻取りロール８の間に供給されて押圧ロ−ル１０に接近したとき、押圧ロ−ル１０の外周は図示の如く巻取りロール８の外周を超えて巻取りロール８に接近してシートＳの先端部を誘導し、シートの先端部を巻芯５に接触させる。この後、押圧ロ−ル１０の外周速度が巻取りロール８より高速であるため、シートＳの先端部は、押圧ロ−ル１０と巻芯５の間で引張り勝手に搬送され、さらに高速の押圧ロール１１を経由して巻取りロール９に誘導される。そして、巻取りロール９と巻取りロール８の間をブレーキガイド１３の上端部に誘導されて、巻取りロール８と巻芯５の間に到達して、シートＳの先端部を巻芯５に巻付ける。

この後、同様の巻付け工程を繰り返して、シート巻取り部３はシートＳを順次巻芯５の回りに巻付ける。また、シートＳが巻芯５に巻付けられた後は、シートブレーキ手段としてのブレーキガイド１３がシートＳに抵抗を付与し、巻芯５に対してシートＳは張力を有する状態で巻芯５に緩みなく巻付けられる。なお、このときシートＳが巻取りロール８と巻取りロール９の間から、上方の巻芯５あるいはシートロール２１に対してブレーキをかけながら供給されるため、巻芯５あるいはシートロール２１は巻取りロール８、９に安定して押付けられる。この結果、巻芯５あるいはシートロール２１の位置が安定するとともに、巻取りロールへの押圧力及び摩擦によるシートロール２１への駆動力が安定して作用する。このため、一方の巻取りロールの側方上面から巻芯にシートを供給して前記シートロールが横方向に引張られる従来のシート供給手段に較べて、シートロール２１の回転及びシートＳの巻付け張力が均一化されて緩みや皺のない巻取りが実現される。

シート先端部を巻付けた以後、図４に示す如く、シートＳは巻芯５に巻取られて巻芯５はシートロール２１として順次直径を増大させる。この間、押圧ロ−ル１０、１１の少なくとも一方がシートロール２１に接触しながら、揺動レバー１７は流体シリンダ１８の作用により揺動軸２０を中心として揺動しながらシートロール２１の回転中心から後退する。そして、シートロール２１に所定長さのシートＳを巻取った時点で、巻取りロール８,９と押圧ロ−ル１０、１１、は回転を停止し、また、シート巻出し部１、供給搬送手段２はシートＳの供給を停止した状態で、シートＳはシートカッター６で切断される。この後、流体シリンダ１８を作動させて揺動レバー１７を揺動レバー１７ａに示す位置に移動して、押圧ロール１０,１１は押圧ロール１０ａ,１１ａに示す如くシートロール２１から離れて巻取り工程を完了する。以後、シートロール２１は巻取りロール８,９上から取り出されて、新しい巻芯５を供給して次のシート巻戻し工程を開始する。

前記説明において、巻取りロール８,９及び押圧ロ−ル１０、１１の適正な外周速度の相互の比率は、シートＳの材質、厚さ、硬度等の影響を受ける。巻取りロール８,９の外周速度を速度Ｖ８、Ｖ９、また押圧ロ−ル１０、１１の外周速度を速度Ｖ１０、Ｖ１１としたとき、実施例においては、速度Ｖ８の１００に対して速度Ｖ９を１０３に設定することにより、巻取りロール９の外周速度を巻取りロール８より早くして、シートＳを巻取りロール８の外周に対して巻取り勝手にしている。引続いて、速度Ｖ１０、Ｖ１１はそれぞれ１０５、１１０とすることにより、押圧ロ−ル１０、１１の外周速度を順次早く設定してシートＳを引張り勝手に巻芯５あるいはシートロール２１に巻付けるように、各ロールの外周速度を設定して円滑な巻取りを実現している。

前記の如く各ロールの速度設定を行った場合、シートＳの進行する速度Ｖ０はシートＳと各ロールとの摩擦係数やシートＳの剛性等物性の影響を受けて、速度Ｖ０は速度Ｖ８よりやや速い速度となっている。このとき、シートＳの搬送される速度Ｖ０は、各ロール外周速度と多少の速度差を生じるが、各ロールの表面の材質や疎度が適正に選定されているため、シートＳの品質に特段の悪影響を生ずることはない。なお、摩擦係数の高いシートの巻戻し作業においては、速度Ｖ９及び速度Ｖ１０、Ｖ１１の速度Ｖ８に対する増速の比率は例示した比率より小さくして、良好な巻取りが実施できる傾向がある。なお、前記の各ロールの外周速度はシートＳの厚さや剛性他の影響をあわせて受けるため、通常は正規の巻戻し作業に先立って、あらかじめ対象とするシートに対して巻戻しテストを実施して、適正な各ロール外周速度を求めて生産運転時の速度設定を行う。

前記の説明において、巻取りロール８、９及び押圧ロ−ル１０、１１の外周速度は、指定する比率に設定して巻取り工程中に変動制御させなかった。しかし、特に柔らくデリケートな巻取りを要求されるシートＳに対しては、巻取りロール８の速度を基準にして巻取りロール９及び押圧ロ−ル１０、１１の回転数をシートの巻取り工程の進行とともに、順次変速制御してシートロール２１内側のシートの皺や折れ目の発生を防止することができる。この際、巻取りロール９及び押圧ロール１０、１１のロール回転制御手段は、公知のシートロール２１の外径計測手段と各ロールの駆動用サーボモータ等を利用して、シートロール２１の外径増大に対応して予め設定しておいた回転数データに従って、各ロールの回転数を変速制御する。

図４に示す如く、シートＳの巻取りが進行してシートロール２１の直径が大きくなった状況では、流体シリンダ１８の働きにより揺動レバー１７に支持された押圧ロ−ル１０、１１が後退しながらシートロール２１の外周を押圧し、シートロール２１を緩みなく適正な堅さで巻取る。なお、シートロール２１の巻取り開始時から巻取り終了時の間、シートＳの物性に対応して流体シリンダ１８に供給する流体の圧力を公知の手段で制御して、押圧ロ−ル１０、１１のシートロール２１への押圧力を望ましい圧力に変動制御することができる。この押圧力制御手段は、通常、シートＳが柔らかくシートロール２１の直径増大により外周部で変形しやすい場合に必要に応じて適用する。

なお、巻戻した製品としてのシートロール２１の最終直径が小さい場合やシートＳの物性によっては、シートＳのシート先端部を巻芯５に巻付け開始するときに限られた巻数、例えばシートＳを巻芯５に２，３周巻付ける間のみ、押圧ロ−ル１０、１１を巻芯５に接触及び押圧させる状態とし、それ以降の巻取り工程では流体シリンダ１８により揺動レバー１７を後退させて、押圧ロ−ル１０、１１のシートロール２１への接触をなくしてシートＳの巻取りを実施することもできる。

図４に示すシートカッター６は、公用されているカッターをシート巻取り部３の上流のシート搬送手段２の途中に配設したものである。シートＳの進行を一時停止させてシートＳを切断した後、再度シートＳを進行させて新規に巻取りを開始するとき、シート搬送手段２の途中に配設しているため、簡易な構成で新しく搬送されるシートＳの先端を円滑に進行させて、巻取り部３に供給して新しい巻芯５へのシートＳの自動的な巻取りを行うことができる。本発明のシートカッター６の構成によれば、前記の特開平０６−１３５６０４、特開平０６−１２３０４２の如きシートＳのシート先端部のエアー吹付けによる取扱いや、巻取り駆動部を逆転させる等の複雑な操作が要求されず、効率的にまた安定して新しい巻芯に対する巻取り工程をスタートすることができる。

前記に説明の如く、本発明により広範囲な物性のシートの巻取りに際して、巻芯交換時のシートの切断及び新たな巻芯に対するシート先端の巻付け工程を安定して自動化することが可能となる。また、巻取り工程が進行してシートロールの径が大きくなる過程でのシートＳの巻皺や折れ目の発生を防止しながら、シートロールの巻取り堅さを適正に保ってシートの巻取りを実施することができる。このため、シートの巻取り工程において良好な品質のシートロールを製造できるとともに、巻戻し工程で必要であった人手を不要として大幅な省力化を実現することができる。

なお、前記実施例においては、原反ロール４から巻芯５に小分けして巻戻す場合に関して説明したが、本発明は特に原反ロールからの巻戻しに限定されるものではなく、上流側に設置された織機等から連続的にシートが供給される場合に対しても、巻芯交換時に上流側に公知のダンサーロール等を設置して、本発明に係るシート巻取り装置を利用することができる。また、本発明において押圧ロールの個数は２個としたが、特に大きな巻芯に対して巻付け開始時のシート先端の誘導機能を高めるために、押圧ロールの個数を３個以上とすることは容易に可能である。また、本発明は実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨の範囲で各種の応用が実施できることはいうまでもない。

シートの巻戻しに利用した実施例における装置全体を示す平面図 図1のＸ−Ｘ断面図 図２のシート巻取り部の詳細を示す断面図 図３においてシートロールの直径が増大した状態を示す断面図

符号の説明

１ シート巻出し部
２ シート搬送手段
３ シート巻取り部
４ 原反ロール
５ 巻芯
６ シートカッター
７ 受板
８ 巻取りロール
８ａ 巻取りロール円盤
９ 巻取りロール
１０ 押圧ロ−ル
１０ａ 押圧ロ−ル
１１ 押圧ロ−ル
１１ａ 押圧ロ−ル
１２ ブレーキガイド
１３ ブレーキガイド
１５ 巻出しロール
１６ 搬送ロール
１７ 揺動レバー
１８ 流体シリンダ
１９ 支点
２０ 揺動軸
２１ シートロール
Ｓ シート
Ｖ０ 速度
Ｖ８ 速度
Ｖ９ 速度
Ｖ１０ 速度
Ｖ１１ 速度

Claims (4)

1. 少なくとも一方が駆動された並列する２個の巻取りロールの上に巻芯を載せて回転することによりシートの巻取りを行う接触式のシート巻取り装置であって、
   前記巻芯に対して２個の前記巻取りロール間の下方から前記シートを供給するシート供給手段と、
   前記巻取りロールへのシート供給上流側で前記シートの進行にブレーキ力を与えるシートブレーキ手段と、
   前記巻芯の外周に対して、又は前記巻芯の外周にシートを巻取って順次外径が増大するシートロールの外周に対して、上方から接触して押圧力を付与する駆動された２個の並列する押圧ロールとを
   備えたことを特徴とするシート巻取り装置
2. 請求項１において、前記巻芯又は前記シートロールの外周に対する前記押圧ロールの押圧力を制御する押圧力制御手段を備えたことを特徴とするシート巻取り装置
3. 請求項１及び２において、２個の前記巻取りロール及び２個の前記押圧ロールの回転速度を個別に制御するロール回転制御手段を備えたことを特徴とするシート巻取り装置
4. 請求項１乃至３において、前記シートブレーキ手段のシート供給上流側に設置されるシート切断手段を備えたことを特徴とするシート巻取り装置
   
   

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