JP2006327818A - スリッターリワインダー - Google Patents

Abstract

【課題】スリッターリワインダーにおいて、材質、厚み等に関して多様な帯材をフレア等が生じないようにスリッターで分割するために、そのスリッターを通過する帯材に所要張力を簡単にかつ精度よく付与することができるようにする。
【解決手段】原反ロールＲ０から引出しローラｒ７により帯材Ｓ０を引出してスリッター４により複数の帯材Ｓに分割して上下に振分け、その振り分けた帯材Ｓを夫々送出しローラｒ１２、ｒ１６により巻取部５Ａ、５Ｂへ送出す。帯材Ｓ０を、引出しローラｒ７及びスリッター４の間に設けたダンサーローラｒ８に巻掛け、その帯材Ｓ０に所要張力を生じさせるための推力を推力付与手段７によりダンサーローラｒ８に付与すると共に、変位検出装置８により検出した、ダンサーローラｒ８の基準位置からの変位検出信号に基づき、引出しローラｒ７の駆動速度を、ダンサーローラｒ８が基準位置に戻るように制御装置９により調節する。
【選択図】図１

Description

本発明は、銅箔、アルミ箔、金属薄板、偏光フィルム等の広幅の帯材を複数条の狭幅帯材に分割し、その分割した帯材を帯材幅方向に順次交互に上下又は前後に振分けて巻取るスリッターリワインダーに関する。

スリッターリワインダーでは上刃と下刃からなるスリッターで広幅帯材を縦方向に切断して複数の狭幅帯材に分割するが、分割した帯材の縁が波打つように変形して所謂フレア状になり製品価値を損なうという問題が生じるため、従来においては、専らスリッターの刃物の刃先形状、材質などを工夫することにより切断状態の改善を図っている。

ところが、スリッターによる帯材の切断状態にはスリッター自体の構造とスリッターを通過する帯材の張力が大きく関わっている。そのため、フレア等が生じないように帯材を品質よく切断するには、帯材の材質、厚みなどに応じてスリッターを通過する帯材の張力を微妙に調節することが必要であり、単にスリッターの刃物の構造、刃先の形状、材質などを改良しただけでは、帯材の材質、厚み等が多様に変わる場合には、帯材を適正に切断できないことが少なくない。

また、従来のスリッターリワインダーには、巻取装置へ供給される帯材の張力（伸び）や張力変動が巻取品質に悪影響を及ぼして巻絞りや巻崩れ等が生じないようにするために、帯材の搬送経路の上流側と下流側に配置した二つの搬送ローラのうち、下流側の搬送ローラの外周速度より上流側の搬送ローラの外周速度が僅かに速くなるように、搬送駆動用のモータの回転を下流側の搬送ローラに微変速機構を介して伝達することにより、二つの搬送ローラ間に外周速度差を生じさせて、帯材の伸びを戻したり、巻出張力の変動を沈静化したりすることができるようにしたものがある。そこで、スリッターを通過する帯材の張力を、前述の機構と同様の機構を採用することも考えられるが、そのようにしても帯材に所要張力を正確に付与することができない。つまり、帯材の引張り応力は伸び歪と帯材の縦弾性係数の積に等しくなり、帯材の伸び歪は前後の被駆動ローラ間の外周速度の差に関係する。例えば厚みが５０μｍ、幅が１ｍ、縦弾性係数が１２０ＧＰａの銅の薄板の場合、この帯材の張力を１００Nにするには、伸び歪が１０万分の１．６７になるようにしなければならない。そのためには微変速機構により二つの被駆動ローラ間の外周速度差を、長さ１ｍの前述の帯材が１６．７μｍだけ引き伸ばされるように調節しなければならない。また帯材の張力を２００Nにするには、長さ１ｍの前述の帯材が３３．３μｍだけ引き伸ばされるように調節しなければならない。したがって、二つの被駆動ローラ間の微小な外周速度差によって大きい張力差が生じるので、帯材に必要な張力を精度よく付与することができない。
特開平６−２３６９１号公報 特公昭６１−５４７１７号公報

そこで、本発明は、材質、厚み等に関して多様な帯材をフレア等が生じないようにスリッターにより分割するために、スリッターを通過する帯材に所要張力を簡単にかつ精度よく付与することができるようにすることを課題としている。

本発明は、原反ロールから帯材を引出す引出しローラと、前記引出しローラ上の帯材を押圧する引出しニップローラと、下刃を有する下刃ローラ及び前記下刃に噛み合う上刃を有する上刃装置からなり、引出しローラにより引出された帯材を長手方向に切断することにより複数の帯材に分割するスリッターと、前記スリッターにより分割した複数の帯材を複数箇所へ振分けて巻取ることができるように複数箇所に配置した巻取部と、前記スリッターにより分割して複数の方向へ振分けた帯材を前記巻取部へ送出す、複数の振分け方向夫々の送出しローラと、前記送出しローラ上の前記分割した帯材を押圧する、前記送出しローラ毎の送出しニップローラと、前記引出しローラ及び前記スリッターの間に配置したダンサーローラと、前記ダンサーローラを回転自在に保持した揺動腕と、前記ダンサーローラに巻掛けた前記帯材に所要張力を生じさせるための推力を、前記揺動腕を通じて前記ダンサーローラに付与する推力付与機構と、前記ダンサーローラの基準位置からの変位を検出する変位検出装置と、前記引出しローラ又は前記送出しローラの駆動速度を前記変位検出装置の検出信号に基づき前記ダンサーローラが基準位置に戻るように調節する制御装置とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、巻戻し張力や巻取張力に関係なく、スリッターを通過する帯材に所要張力を精度よく簡単に付与することができる。またバネ端移動機構の可動部の位置に基づき帯材に付与される張力を正確に把握できるので、帯材の材質、厚み等が変わっても、その帯材のスリッターによる切断に最適な張力を見つけ易い。そのため、材質、厚み等が多様な帯材を個々に適した張力を付与することによりフレアが発生しないように分割することが可能になり、歩留を向上させることができる。

ダンサーローラに必要な推力を切断領域の張力の設定値に基づき自動的に付与できるようにし、また切断領域の帯材の張力の大きさを表示できるようにした。

図１は本発明の一実施例に係るスリッターリワインダーの説明図、図２はスリッターリワインダーの概略立面図である。このスリッターリワインダーは、原反ロールＲ０から帯材Ｓ０を引出す引出しローラｒ７と、引出しローラｒ７上の帯材Ｓ０を押圧する引出しニップローラｒ６と、下刃１を有する下刃ローラｒ１０及び下刃１に噛み合う上刃２を有する上刃装置３からなり、引出しローラｒ７により引出された帯材Ｓ０を長手方向に切断することにより複数の狭幅の帯材Ｓに分割するスリッター４と、スリッター４により分割した複数の帯材Ｓを上下２箇所へ振分けて巻取ることができるように上下に配置した巻取部５Ａ、５Ｂと、スリッター４により分割して複数の方向へ振分けた帯材Ｓを巻取部５Ａ、５Ｂへ送出す、上下振分け方向夫々の送出しローラｒ１２、ｒ１６と、送出しローラｒ１２、ｒ１６上の分割した帯材Ｓを押圧する、送出しローラｒ１２、ｒ１６毎の送出しニップローラｒ１１、ｒ１５と、引出しローラｒ７及びスリッター４の間に配置したダンサーローラｒ８と、ダンサーローラｒ８を回転自在に保持した揺動腕６と、ダンサーローラｒ８に巻掛けた帯材Ｓ０に所要張力を生じさせるための推力を、揺動腕６を通じてダンサーローラｒ８に付与する推力付与機構７と、ダンサーローラｒ８の基準位置からの変位を検出する変位検出装置８と、引出しローラｒ７の駆動速度を変位検出装置８の検出信号に基づきダンサーローラｒ８が基準位置に戻るように調節する制御装置９とを備える。

広幅の帯材Ｓ０は原反ロールＲ０から巻戻され、図２に示すように案内ローラｒ１，ｒ２、ｒ３、ｒ４、ｒ５を経て引出しローラｒ７に至る。引出しローラｒ７から送出された帯材Ｓ０はダンサーローラｒ８、案内ローラｒ９を経てスリッター４に至り、下刃ローラｒ１０上で下刃１と上刃２により複数の帯材Ｓに分割され、帯材幅方向に端から順番に上下に交互に振分けられ、上側に振分けられた帯材Ｓは送出しローラｒ１２、案内ローラｒ１３を経て巻取部５Ａへ搬送され、下側に振分けられた帯材Ｓは案内ローラｒ１４、送出しローラｒ１６、案内ローラｒ１７を経て巻取部５Ｂへ搬送される。

スリッター４は、この実施例によれば所謂シェアカッターで、その下刃１は円筒状に形成してあり、図１に示すように下刃ローラｒ１０は回転軸１２の外周面に複数の下刃１と複数の円筒状のスペーサ１３とを交互に装着して構成してあり、上刃２は円筒状に形成し、上刃装置３に備えた回転軸１４に所定の間隔で装着し、下刃１と噛み合わせることができるようにしてある。

ダンサーローラｒ８に作用する重力による帯材の張力への影響を微小にするために、図２に示すように揺動腕６を揺動中心軸１１から下方に伸長させ、揺動腕６の下側自由端にダンサーローラｒ８を取付け、引出しローラｒ７からダンサーローラｒ８へ帯材Ｓ０が略水平に走行するようにダンサーローラｒ８を配置すると共に、ダンサーローラｒ８を巻掛けた帯材Ｓ０が略水平に走行するように、スリッター４の上流側に案内ローラｒ９を配設している。

ダンサーローラｒ８は、図２に示すように推力付与機構７によって揺動腕６の上端を引張ることにより、引出しローラｒ７と案内ローラｒ９間の帯材走行経路長さが増大する方向（図２では右向き）に推力を付与される。またダンサーローラｒ８の基準位置は、この実施例では図２に示す位置に設定してある。ここで揺動腕６の揺動中心軸１１とダンサーローラｒ８までの長さをＬ１、揺動中心軸１１からコイルバネ１０ｃの作用点までの長さＬ２、コイルバネ１０ｃのバネ定数をＫ、コイルバネ１０ｃの伸びをΔＬとすると、コイルバネ１０ｃによる引張り力Ｆｓは、Ｆｓ＝Ｋ×ΔＬとなり、ダンサーローラｒ８の推力Ｆは、Ｆ＝Ｆｓ×Ｌ２／Ｌ１となる（×は乗算、／は除算の演算子）。またダンサーローラｒ８に巻掛けた帯材Ｓ０には、ダンサーローラｒ８の推力Ｆの２分の１の大きさの張力Ｔが生じる。したがって、スリッター４を通過する帯材Ｓ０の張力Ｔと、コイルバネの伸びΔＬとの間には、Ｔ＝Ｋ／２×Ｌ２／Ｌ１×ΔＬの関係が成り立つ。

図１に示す変位検出装置８は、揺動腕６の揺動中心軸１１の回転角度に応じた検出信号を出すポテンショメータからなる。

推力付与機構７は、入力軸１０ｂの回転運動を移動体であるネジ棒１０ａの軸線方向の直線運動に変えることができるスクリュウジャッキ（ネジ式ジャッキ）１０と、ネジ棒１０ａと揺動腕６とを繋ぐコイルバネ１０ｃとからなる。スクリュウジャッキ１０は、入力軸１０ｂを回転駆動するサーボモータ１５を備え、更に入力軸１０ｂの回転角度を検出することによりネジ棒１０ａの先端の現在位置を検出するロータリーエンコーダからなる位置検出手段１０ｅから検出信号を受け、設定部１０ｆに設定した帯材の張力の設定値に基づき帯材の張力に相当するネジ棒の先端の目的位置を演算し、この目的位置と検出した現在位置とを比較してネジ棒先端１０ａが目的位置に到達するようにサーボモータ１５を作動させる制御装置１０ｄを備えている。またスリッター４へ供給される帯材Ｓ０の現在の張力値を容易に把握できるようにするために、ネジ棒１０ａ上の所定位置に指針１０ｇを設けると共に、帯材Ｓ０に付与される張力に対応する目盛をつけた表示板１６を設け、切断領域に設定された張力の大きさを指針１０ｇと表示板１６により表示できるようにしてある。

原反ロールＲ０は、その巻芯Ｃ０の両端部を原反スタンド１７の一対の回転可能な巻戻し軸に装着してあり、巻戻し張力制御装置１８を備えるブレーキ装置１９により所要の制動トルクで制動される。

巻取部５Ａ、５Ｂに搬送された帯材Ｓは、夫々タッチローラｒｔを経て巻軸２０に装着した巻芯Ｃのまわりにロール状に巻取られて巻取ロールＲとなる。二つの巻取部５Ａ、５Ｂの各巻軸２０は、共通の巻軸支持装置２１により支持されており、巻軸支持装置２１は巻取ロールＲの半径が大きくなるにつれてタッチローラｒｔから後退するようになっている。

下刃ローラｒ１０、上刃２の回転軸１４、送出しローラｒ１２及びｒ１６は、送出しモータＭ２により回転駆動される。引出しローラｒ７、案内ローラｒ４及び案内ローラｒ５は引出しモータＭ１により回転駆動される。

送出しモータＭ２の回転速度は、ライン速度設定部２２に設定したライン速度に基づき速度制御装置２３により制御される。そして運転中の送出しモータＭ２の回転速度はライン速度検出装置２４により時々刻々検出される。

ダンサーローラｒ８を基準位置に戻すように引出しローラｒ７の駆動速度を調節するために、制御装置９は、変位検出装置８からの変位信号、及びライン速度検出装置２４からのライン速度の検出信号を受け取り、変位量に応じた正又は負の補正値をライン速度に加えた引出しローラｒ７の回転速度を引出しモータＭ１に指令する。このときダンサーローラｒ８が基準位置から、帯材走行経路の長さが増大する方向（図２では右方）へ移動すると、引出しローラｒ７の回転速度がライン速度に対して遅くなり、その反対方向（図２では左方）へ移動すると、引出しローラｒ７の回転速度が、ライン速度に対して速くなるように引出しモータＭ１に回転速度を指令する。

巻軸２０は巻取モータＭ３により回転駆動され、巻取モータＭ３の回転速度は、公知の巻取速度制御装置２５により送出しローラｒ１２、ｒ１６の送り速度より僅かに速い速度で巻軸２０が回転するように、ライン速度検出装置２４からの検出信号、及び公知の巻取ロール半径検出装置２７からの検出信号に基づき制御される。巻軸２０は、摩擦クラッチ機構２８を備えており、巻芯Ｃの回転速度より巻軸２０の回転速度が速いと摩擦クラッチ機構２８でスリップが生じると共に、巻軸２０から巻芯Ｃに必要なトルクが伝達されるようになっている。摩擦クラッチ機構２８は公知の巻取張力制御装置２９からの出力信号を受け巻軸２０から巻芯Ｃに伝達する巻取トルクを調節する。

上述のように構成されたスリッターリワインダーにより広幅の帯材Ｓ０を分割して巻取るには、予め巻戻し張力制御装置１８に必要な巻戻し張力を設定し、巻取張力制御装置２９に必要な巻取張力を設定し、推力付与機構７の設定部１０ｆに、予めカットアンドトライ（試し切り）により実験的又は経験的に得た最適張力を設定しておき、帯材Ｓ０を引出しニップローラｒ５、送出しニップローラｒ１１、ｒ１５により夫々引出しローラｒ７、送出しローラｒ１２、ｒ１６に押付けた状態で、モータＭ１、Ｍ２、Ｍ３を起動する。そうすると、原反ロールＲ０から引き出しローラｒ６までの巻戻し領域、引出しローラｒ６から送出しローラｒ１２、ｒ１６までの切断領域、及び送出しローラｒ１２、ｒ１６以後の巻取領域において、所要の巻戻し張力、切断張力及び巻取張力が夫々独立して帯材に付与される。そして帯材Ｓ０の走行中、ダンサーローラｒ８は常に所要の推力を付与され、その推力に応じた張力が、ダンサーローラｒ８に巻掛けた帯材Ｓ０に生じ、引出しローラｒ７の回転速度に多少の誤差があっても、それに応じてダンサーローラｒ８が変位することで、その回転速度の誤差が吸収されるので、切断領域の帯材Ｓ０の張力は高精度に所要値に維持される。また新しい材料、厚みの帯材Ｓ０を分割して巻取る場合、スリッター４による帯材Ｓの切断状態が悪いときは、設定部１０ｆを操作してネジ棒１０ａを移動させることにより、ダンサーローラｒ８の推力を変えて、フレア等が生じない最適張力を求める。

本発明によれば、必要に応じて、引出しローラｒ７の駆動速度を、変位検出装置８の検出信号に基づきダンサーローラｒ８が基準位置に戻るように制御装置９により調節する代わりに、送出しローラｒ１２、ｒ１６の駆動速度を、変位検出装置８の検出信号に基づきダンサーローラｒ８が基準位置に戻るように制御装置９により調節するようにしてもよい。また推力付与機構は、コイルバネの一端を保持した移動体を所要の位置に位置決めできるものであれば、上述のスクリュウジャッキに替えて、ラックギヤ式ジャッキや油圧シリンダ等を採用したものでもよく、またコイルバネを不要にするために、ピストンロッドを移動させつつ推力を所要の大きさに維持できる公知の流体圧シリンダ装置を用いることもできる。また送出しローラ、送出しニップローラは、切断時の切り粉を除去する為に、粘着ロールとして兼用することも可能である。

本発明の一実施例に係るスリッターリワインダーの説明図である。 本発明のスリッターリワインダーの概略立面図である。

符号の説明

Ｒ０ 原反ロール
Ｓ０ 広幅の帯材
Ｓ 分割された帯材
ｒ６ 引出しニップローラ
ｒ７ 引出しローラ
ｒ８ ダンサーローラ
ｒ９ 案内ローラ
ｒ１０ 下刃ローラ
ｒ１１ 送出しニップローラ
ｒ１２ 送出しローラ
ｒ１５ 送出しニップローラ
ｒ１６ 送出しローラ
１ 下刃
２ 上刃
３ 上刃装置
４ スリッター
５Ａ 巻取部
５Ｂ 巻取部
６ 揺動腕
７ 推力付与機構
８ 変位検出装置
９ 制御装置
１０ スクリュウジャッキ
１０ａ 移動体（ネジ棒）
１０ｂ 入力軸
１０ｃ コイルバネ
１０ｄ 制御装置
１０ｆ 設定部
１１ 揺動中心軸
１５ サーボモータ
１６ 表示板
１８ 巻戻し張力制御装置
２３ ライン速度制御装置
２４ ライン速度検出装置
２５ 巻取速度制御装置
２６ 送り速度検出装置
２９ 巻取張力制御装置

Claims (1)

1. 原反ロールから帯材を引出す引出しローラと、前記引出しローラ上の帯材を押圧する引出しニップローラと、下刃を有する下刃ローラ及び前記下刃に噛み合う上刃を有する上刃装置からなり、前記引出しローラにより引出された帯材を長手方向に切断することにより複数の帯材に分割するスリッターと、前記スリッターにより分割した複数の帯材を複数箇所へ振分けて巻取ることができるように複数箇所に配置した巻取部と、前記分割して複数方向へ振分けた帯材を前記巻取部へ送出す、複数の振分け方向夫々の送出しローラと、前記送出しローラ上の前記分割した帯材を押圧する、前記送出しローラ毎の送出しニップローラと、前記引出しローラ及び前記スリッターの間に配置したダンサーローラと、前記ダンサーローラを回転自在に保持した揺動腕と、前記ダンサーローラに巻掛けた前記帯材に所要張力を生じさせるための推力を、前記揺動腕を通じて前記ダンサーローラに付与する推力付与機構と、前記ダンサーローラの基準位置からの変位を検出する変位検出装置と、前記引出しローラ又は前記送出しローラの駆動速度を前記変位検出装置の検出信号に基づき前記ダンサーローラが基準位置に戻るように調節する制御装置とを備えることを特徴とするスリッターリワインダー。

Images