JP2006198854A - シート状物の延伸機 - Google Patents

Abstract

【課題】
無端リンク装置を用いてシート状物を延伸する装置に用いられ延伸倍率を可変可能としたガイドレールにおいて、無端リンク装置のガイドローラの走行面の段差を極力少なくし高速化を図る。
【解決手段】
ガイドレール５，６に案内される無端リンク装置３を用いたシート状物の延伸機において、シート状物１を延伸する末広がり状の区間のガイドレール５５，５６に連結した可撓性レールジョイント５１の屈曲部に複数のスリット５２を設け、ガイドレールの屈曲部の折れ曲がり角度を調節可能にする。
【選択図】図３

Description

本発明は、シート状物、例えば、熱可塑性樹脂フィルム等を延伸する装置に関するものである。

従来、無端リンク装置を用いたシート状物の延伸機において、ガイドレールを可変にする方式として、例えば、特開平１０−３３７７７３号公報に記載されているように、板バネを略円弧形状に湾曲させ直線形状部と円弧形状のレールを連続的に接続する方式が知られている。

また、特開２００４−１２２６４０号公報に記載されているように多関節ガイドレールを用いてレール角度を可変可能にしたものが知られている。

特開平１０−３３７７７３号公報 特開２００４−１２２６４０号公報

ガイドレールを所定の間隔で２本設けて案内する方式のものにおいて、その曲り部に板バネを適用した場合、板バネの両端を固定してガイドレールに角度をつけたとき、２本の板バネの内，外側になる板バネと内側になる板バネとにおいて曲率半径の差から内側の板バネが外側の板バネよりも凸状に曲ってしまい、曲り部において所定の間隔を取れなくなるので、少なくともどちらかの板バネをスライドさせる必要がある。この場合、隙間が空く方向にスライドさせる必要があるが、隙間が生じるとガイドローラが走行するときに段差ができてリンク装置の走行安定性を阻害するとともに、リンク装置の短命化を招く恐れがある。

また、多関節ガイドレールを用いた従来技術では、レール屈曲により関節部分において急激な角度変化が生じてしまい、滑らかなガイドロ−ラの走行を阻害する。多関節ガイドレールのブロックを小さくすればこの角度変化も小さくすることができるが、構造上、ブロックの大きさを小さくするにも限界があるため、関節部分でのブロックの折れ曲がりによる急激な角度変化を無くすことはできず、走行体の走行安定性を阻害するという問題がある。

なお、これら従来技術においてもガイドローラの外径を大きくすれば、比較的mmオーダの段差が生じても実質的には支障が無いと考えられるが、延伸装置の高速化のためには、走行体の小型・軽量化が重要となり、ガイドローラの大径化はできない。また、加工精度（シート状物の延伸精度）が要求されるものにおいては、加工精度と同等のμｍオーダの段差でなければ精度を維持することができなくなる。したがって、高い精度の延伸動作を可能にするためにも、走行体の走行安定性を阻害する段差を極力排除することが必要となる。

本発明の目的は、リンク走行面の段差を極力少なくし、延伸倍率の可変を可能にするシート状物の延伸機を提供することにある。

上記目的は、ガイドレールに案内される無端リンク装置を用いたシート状物の延伸機において、シート状物を延伸する部分のガイドレールの屈曲部に切り込みを設け、ガイドレールの屈曲部の折れ曲がり角度を調節可能にすることにより、達成される。

また、上記目的は、シート状物の端部を把持する複数の掴み装置をシート状物の両側端に具備した無端リンク装置を設け、該無端リンク装置は、折尺状に形成された複数個の等長リンク装置よりなり、入口側及び出口側のスプロケットにより駆動され、入口側スプロケットから送り出され進行方向に末広がり状に配置された案内用ガイドレールに案内されてシート状物を延伸させた後にシート状物を外し、出口側スプロケットを介して入口側スプロケットに戻るように構成されたシート状物の延伸機において、ガイドレールの屈曲部側面の長手方向に複数本の垂直方向のスリットを設けることにより、達成される。

また、スリットはガイドレールの屈曲部両側面に設けられ、両側面のスリットを千鳥状に配置する。

また、ガイドレールの長手方向に設けたスリットの最初と最後のスリットの切り込み長さをその他のスリットより短くする。

また、最初と最後のスリットの切り込み長さをガイドレール幅の１／２未満とし、その他のスリットの切り込み長さをガイドレール幅の１／２以上とする。

また、ガイドレールの屈曲部の凸側のスリット幅より屈曲部の凹側のスリット幅を大きくする。

さらに、上記目的は、熱可塑性樹脂のシート状物の端部を把持する複数の掴み装置をシート状物の両側端に具備した無端リンク装置を設け、該無端リンク装置は、折尺状に形成された複数個の等長リンク装置よりなり、入口側及び出口側のスプロケットにより駆動され、入口側スプロケットから送り出され進行方向に末広がり状に配置された案内用ガイドレールに案内されてシート状物を延伸させた後にシート状物を外し、出口側スプロケットを介して入口側スプロケットに戻るように構成されたシート状物の延伸機において、末広がり状に配置された案内用ガイドレールの屈曲部を可動ガイドレールとし、該可動ガイドレールの屈曲位置に相当するレール側面の長手方向に垂直に千鳥状のスリットを複数配した可撓性レールジョイントを配置することにより、達成される。

本発明の延伸機は、簡便な構造でリンク走行用のガイドレールを可動させることができるため、リンク装置の走行安定性を向上させることができるとともに、リンク装置の延命化を図ることができるという効果がある。

本発明は、ガイドレールに案内される無端リンク装置を用いたシート状物の延伸機において、ガイドレールの屈曲位置に相当するレール側面の片側または両側の長手方向に垂直に複数のスリットを配した可撓性レールジョイントを設け、レールの曲げを容易にしレールの曲げ角度を任意に調節できるようにしたものである。

このようなガイドレールは、可撓性レールジョイントのスリットの幅を狭くすると共にレール長手方向に複数のスリットを設けることにより、可撓性レールジョイントのスリット配置部での剛性が小さくなりレールの曲げが容易になる。また、可撓性レールジョイントを曲げた場合の変位を各スリットに分散させることができ、各スリットでの変位を小さくできるので、無端リンク装置のガイドローラが通過する際の段差を極めて小さくでき、スムースな走行を可能とする。

また、可撓性レールジョイントのスリットを千鳥状に配することにより、スリットを片側に配した可撓性レールジョイントに比べ、レール曲げ部での変位を凸部凹部の両側のスリットで吸収できるのでさらに各スリットでの変位量が少なくなり、さらにガイドローラのスムースな走行を可能とする。また、レールの曲げもさらに容易になる。

以下、本発明の一実施例を図１〜図３により説明する。

図１は本発明の実施例である同時二軸延伸機の平面図であり、図２は図１に示す等長リンク３１の断面図であり、図３はシート延伸部をガイドするガイドレールの可撓性レールジョイントの平面図であり、その構成および動作は以下の通りである。

シート状物１の端部を把持する複数（多数）の掴み装置２をシート状物１の両側に具備した無端リンク装置３（図中リンクの一部並びに片側の無端リンクは省略）は、折尺状に形成された複数個（多数個）の等長リンク装置３１より構成される。さらに、無端リンク装置３は、シート状物の入口側スプロケット４で駆動される。そして、入口に設けられた開閉ガイド等の開閉手段（図示せず）により掴み装置２が開閉されてシート状物１を掴み、予熱区間（図示せず）で延伸に必要な温度に加熱される。さらに、無端リンク装置３は、延伸区間において、進行方向に末広がり状に配置されたガイドレール５，６に案内されて掴みピッチＰ１からＰ２に徐々に拡大することにより、シート状物１を縦横二方向
（ＭＤ方向およびＴＤ方向）に同時に延伸し、その後、熱処理区間において所定の温度で熱固定し、冷却区間で急冷し、出口に設けられた開閉ガイド等の開閉手段（図示せず）により掴み装置２を開閉してシート状物１を外し、外されたシート状物１はそのまま進行させることになる。さらに、無端リンク装置３は、出口側スプロケット７により駆動されて、入口側スプロケット４に戻るように構成される。

なお、無端リンク装置３のリンク構成としては、特公平５−４８９６号公報に記載された無端リンク装置を参照することができる。

案内用ガイドレール５，６は、図２に示すように凸状部材で構成され、シート状物側と反シート状物側との一対の組になっている。シート状物１に近い方のシート側ガイドレール５にはシート状物１を把持する掴み装置２が連結されたジョイント用リンク軸８が配置され、他方の反シート側ガイドレール６には掴み装置２を有さないジョイント用リンク軸９が配置される。リンク軸８とリンク軸９とはリンクプレート１４及び１５により連結される。リンク軸８，９の最下端には第１の転がり軸受である軸受ローラを有する軸受ホルダ１０，１１が連結され、軸受ホルダ１０，１１の両側、すなわち、軸受ホルダ１０，
１１のそれぞれの軸受ローラの外周部に一対の第２の転がり軸受である鍔付ラジアル軸受１２［１２ａ，１２ｂ］，１３［１３ａ，１３ｂ］が取り付けられている。鍔付ラジアル軸受１２，１３は等長リンク装置３１の動きを規制する案内用ガイドレール５，６の両側面を転動し、かつ、案内用ガイドレール５，６の上面と鍔付ラジアル軸受１２，１３の鍔の接触で等長リンク装置３１の自重を保持するように配置されている。

一方、シート状物を延伸するように案内するガイドレール５，６には、その屈曲部に図３に示す可撓性レールジョイントを配置する。図３は、シート状物の一辺側に配置されるガイドレール５，６において、合わせて４箇所設けられる可撓性レールジョイントの内のフィルム入口側のレールジョイント（図１のＡ部）の平面図を示したものである。図中、左側が予熱側（シート入口側）で、右側が延伸側に相当する。また、図３（ａ）は横方向（ＴＤ方向）の延伸倍率が１.０ の時のレール状態（すなわち、横延伸なし）を示し、図３（ｂ）は横方向（ＴＤ方向）の延伸倍率がε倍（ε＞１.０）のレール状態を示す。

可撓性レールジョイント５１は、レール両側面の中央部に複数のスリット５２が千鳥状に施されたもので、可撓性レールジョイント５１の予熱側端部は固定ベット５０に固定され、延伸側端部は可動ベット５５又は５６に固定されて拘束される。なお、符号５３は固定用のボルトである。

固定ベット５０と可動ベット５５又は５６は回動可能にピン結合されており、固定ベット５０，可動ベット５５及び５６への可撓性レールジョイント５１の取り付けは、ピン中央に可撓性レールジョイント５１のスリット中央が位置するように配置される。可動ベット５５，５６が延伸方向（図面の下側）に所定量移動すると、図３（ｂ）に示すように内側すなわちシート状物側（図面の上側）に凸状となり、外側すなわち反シート状物側（図面の下側）に凹状となる。なお、延伸部のシート出口側の可撓性レールジョイント５１
（図１のＢ部）はこの逆の状態になる。

スリット部は図５に示されるようにスリット幅ｂ，スリット間の板厚（以下、「スリット板厚」と呼ぶ）ｔで構成され、スリット幅ｂ，スリット板厚ｔ及びスリット本数はフィルム延伸時のリンク抗力（ガイドレールがリンクにより受ける力）で決定される。可撓性レールジョイント寸法の一例としては、可撓性レールジョイント長さ：２００mm，レール幅：２５mm，スリット幅：０.３mm ，スリット板厚：４mm，スリット本数：２４本，スリット深さ／端部：１０mm，その他：２０mmとしてあり、リンク効力が大きい場合にはスリット本数を増やしてスリット板厚を厚くしたりスリット深さを短くする等により対応することもできる。なお、スリット本数を多くすればレールの曲げが容易になるとともに、スリット幅を狭く設定できるので、より滑らかなガイドローラの走行が可能となる。このとき、スリットの形成は用いる加工機具にもよるが、曲げによる変位量及びスリット本数を考慮しスリット幅をできるだけ狭くすることが望ましい。

スリットを用いた可撓性レールジョイントにおいては、例えば、図４に示すように入口フィルム幅をＷ１、出口フィルム幅をＷ２とすると、延伸部出口の移動量（Ｈ）はＨ≒Ｌ・sinθで近似できる。但し、Ｌ（延伸区間の長さ）はε（延伸倍率）＝１.０の時の延伸部長さで、θは延伸角度である。従って、可撓性レールジョイント５１の移動量ｈは同様に、ｈ≒Ｌｅ・sinθ で表される（Ｌｅ：可撓性レールジョイント５１の１／２の長さ）。

ここで、Ｗ１＝１０００mm，Ｗ２＝２０００mm(ε＝２.０) ，Ｌ＝４７８０mm、θ≒
６°でＬｅが１００mmとすると、可撓性レールジョイント５１の移動量は約１０.５mm となる。

一方、可撓性レールジョイント５１の凸側のスリット幅の拡大量、凹側のスリット幅の収縮量はスリット中央部のピン結合部を原点とすると、
ｘ′＝ｘcosθ＋ｙsinθ
ｙ′＝ｙcosθ−ｘsinθ
で計算できる。

つまり、可撓性レールジョイント５１のａ点座標が（ｘ，ｙ）＝(１００mm,１２.５mm)で、θ≒６°変化すると、（ｘ′，ｙ′）＝（１００.７６mm，１.９８mm）となる。

従って、凸側のスリット幅の拡大量および凹側のスリット幅の収縮量は、おおよそｘ座標分の差０.７６mm となり、複数本のスリットを設けることにより各スリット幅はμｍオーダの段差で屈曲部を構成することが可能となり、リンク装置の走行安定性に寄与し、リンク装置の延命化に効果がある。

尚、可撓性レールジョイント５１のスリット５２の形状は、スリットの根元の応力集中の抑制するために図５に示すようにスリット５２の両端、すなわち、スリット５２の最初と最後のスリット５２ｂの長さＳ２（切り込み深さ）を、その他のスリット５２ａの長さＳ１より短くすることが好ましい。より好ましくは、最初と最後のスリット５２ｂの切り込み長さをガイドレール幅の１／２未満とし、その他のスリット５２ａの切り込み長さをガイドレール幅の１／２以上とする。

また、好ましくは可撓性レールジョイント５１の屈曲部の凸側のスリット幅及び屈曲部の凹側のスリット幅を拡大・収縮量を見込んだサイズとし、凸側のスリット幅より凹側のスリット幅を大きくする。

また、可撓性レールジョイント５１の材質は鋼材が使用できるが、好ましくはバネ鋼材や耐熱性のエンジニアプラスチックが良い。

なお、本実施例では、スリットを千鳥状に配置したが、千鳥状の配置の仕方として、図６に示すように同方向のスリットを複数単位にして交互に配置しても良い。

また、図７に示すように凹部側にまとめてスリットを配置してもガイドレールの角度調整を行うことができる。なお、この場合も、スリットの両端の切り込み深さを他のスリットよりも短くする。これによれば、凸部側は連続した面で形成でき、凹部側のスリット幅は狭くなる方向なので、より滑らかなガイドローラの走行を可能にする。なお、ＴＤ方向（横方向）延伸倍率が大きくリンク効力が大きい場合には、レールの反シート側の面にガイドローラが常に接触するので、図７とは逆に凸部側にまとめてスリットを配置した可撓性レールジョイント５１を用意し、シート状物の入口側と出口側でスリットの向きを変えた可撓性レールジョイントを組合せて使用するのも良い。これによれば、常にスリットのない連続面でガイドロ−ラを支持できるので、ガイドローラのさらに滑らかな走行が可能となる。

また、延伸角度のさらに大きなものが必要な場合（本実施例の６°以上）には、例えば、可撓性レールジョイントを複数配置したり、可撓性レールジョイントのスリット数を設計仕様範囲内で増加させることで対応が可能となる。

なお、本実施例では、レール側面に直角方向のスリットを側面に対して直角方向に切込みを設けたものについて述べたが、スリットの切込みをレール側面に対して斜めに設けても良い。

また、上述の実施例によれば、次の特徴を有する。

（１）ガイドレールの屈曲部側面の長手方向に複数本の垂直方向のスリットを設けたことを特徴とする可撓性レールジョイント。
（２）（１）記載の可撓性レールジョイントにおいて、スリットはガイドレールの屈曲部両側面に設けられ、両側面のスリットを千鳥状に配置した可撓性レールジョイント。
（３）（２）記載の可撓性レールジョイントにおいて、ガイドレールの屈曲部の凸側のスリット幅より屈曲部の凹側のスリット幅を大きくした可撓性レールジョイント。
（４）（１）記載の可撓性レールジョイントにおいて、スリットはガイドレールの屈曲部の片側側面に設けられた可撓性レールジョイント。
（５）（４）記載の可撓性レールジョイントにおいて、ガイドレールの長手方向に直線部分となる所定の距離を置いて異なる位置の反対の片側側面に複数本の垂直方向のスリットを設けたことを特徴とする可撓性レールジョイント。
（６）（２）又は（４）記載の可撓性レールジョイントにおいて、ガイドレールの長手方向に設けたスリットの最初と最後のスリットの切り込み長さをその他のスリットより短くした可撓性レールジョイント。
（７）（６）記載の可撓性レールジョイントにおいて、最初と最後のスリットの切り込み長さをガイドレール幅の１／２未満とし、その他のスリットの切り込み長さをガイドレール幅の１／２以上とした可撓性レールジョイント。

テンター方式のフィルム延伸装置全般に適用できる。また、比較的軽荷重のコロをガイドするレールの曲線レールに適用できる。

本発明の実施例である同時二軸延伸機の平面図である。 本発明の図１の延伸機の等長リンクを示す断面図である。 本発明の図１のシート状物を延伸する部分に設けた可撓性レールジョイント部を示す平面図である。 本発明の図１の装置の延伸部における寸法を示す説明図である。 本発明の図３における可撓性レールジョイントの実施例を示す平面図である。 本発明の図５の可撓性レールジョイントの他の実施例を示す平面図である。 本発明の図５の可撓性レールジョイントのさらに他の実施例を示す平面図である。

符号の説明

１…シート状物、２…掴み装置、３…無端リンク装置、４…入口側スプロケット、５，６…ガイドレール、７…出口側スプロケット、８，９…ジョイント用リンク軸、１０，
１１…軸受ホルダ、１２，１３…鍔付ラジアル軸受、１４，１５…リンクプレート、３１…等長リンク装置、５０…固定ベット、５１，５１ａ，５１ｂ…可撓性レールジョイント、５２，５２ａ，５２ｂ…スリット、５３…ボルト、５５，５６…可動ベット。

Claims (7)

1. ガイドレールに沿って折尺状に形成された複数の等長リンク装置から成る無端リンク装置を駆動して、シート状物を延伸するシート状物の延伸機において、
   前記シート状物を延伸する部分の前記ガイドレールの屈曲部に切り込みを設け、前記ガイドレールの屈曲部の折れ曲がり角度を調節可能にしたことを特徴とするシート状物の延伸機。
2. シート状物の端部を把持する複数の掴み装置を前記シート状物の両側端に具備した無端リンク装置を設け、該無端リンク装置は、折尺状に形成された複数個の等長リンク装置よりなり、入口側及び出口側のスプロケットにより駆動され、前記入口側スプロケットから送り出され進行方向に末広がり状に配置された案内用ガイドレールに案内されてシート状物を延伸させた後にシート状物を外し、前記出口側スプロケットを介して前記入口側スプロケットに戻るように構成されたシート状物の延伸機において、
   前記ガイドレールの屈曲部側面の長手方向に複数本の垂直方向のスリットを設けたことを特徴とするシート状物の延伸機。
3. 請求項２記載のシート状物の延伸機において、前記スリットは前記ガイドレールの屈曲部両側面に設けられ、両側面のスリットを千鳥状に配置したシート状物の延伸機。
4. 請求項３記載のシート状物の延伸機において、前記ガイドレールの長手方向に設けた前記スリットの最初と最後のスリットの切り込み長さをその他のスリットより短くしたシート状物の延伸機。
5. 請求項４記載のシート状物の延伸機において、前記最初と最後のスリットの切り込み長さを前記ガイドレール幅の１／２未満とし、その他のスリットの切り込み長さを前記ガイドレール幅の１／２以上としシート状物の延伸機。
6. 請求項３記載のシート状物の延伸機において、前記ガイドレールの屈曲部の凸側のスリット幅より屈曲部の凹側のスリット幅を大きくしたシート状物の延伸機。
7. 熱可塑性樹脂のシート状物の端部を把持する複数の掴み装置を前記シート状物の両側端に具備した無端リンク装置を設け、該無端リンク装置は、折尺状に形成された複数個の等長リンク装置よりなり、入口側及び出口側のスプロケットにより駆動され、前記入口側スプロケットから送り出され進行方向に末広がり状に配置された案内用ガイドレールに案内されてシート状物を延伸させた後にシート状物を外し、前記出口側スプロケットを介して前記入口側スプロケットに戻るように構成されたシート状物の延伸機において、
   前記末広がり状に配置された案内用ガイドレールの屈曲部を可動ガイドレールとし、該可動ガイドレールの屈曲位置にレール側面の長手方向に垂直に千鳥状のスリットを複数配した可撓性レールジョイントを配置したことにことを特徴とするシート状物の延伸機。
   
   

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