JP2007153449A - シート状物の巻取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、シート状物を巻き取る際、巻芯の静止時であっても巻芯が傾くことなく巻芯保持部に固定され、かつ、巻芯保持部からの巻芯の着脱時に巻芯の内周面が削られることのないシート状物の巻取装置を提供する。
【解決手段】 本発明の巻取装置の巻芯保持部１は、巻芯固定機構２とメカニカルチャック３から成り、巻芯固定機構２は、ホルダ４にベアリング５、６を介して外周リング７とスライダ８とラグ９を設け、ピストン１２の作用でスライダ８のテーパ面８aをラグ９が摺動するようになっている。また、メカニカルチャック３は、カムリング１６外周のカム曲線面１６aを転動するコロ１８を設け、そのコロ１８を包囲するようにチャックリング１９が装着してある。
【選択図】 図１

Description

本発明は、合成樹脂フィルム、箔、電池用電極の積層シート等のシート状物を巻き取る巻取装置に関するものである。

シート状物を巻き取る巻取装置における巻芯の支持は、一般的にメカニカルチャックによるものが多く使用されている。つまり、コロ（ローラ）あるいはボール等によってリング等を巻芯の内周面に拡径して接触させることにより生じる巻芯の内周面とリング間の摩擦力によって支持するものであり、例えば、特許文献１には、巻取時に回転駆動される支持軸からの駆動を受ける支持環が支持軸とたわみ継手によって連結され、支持環が回転するとその支持環の外周に円周方向に設けられた傾斜溝の底面上の複数のローラがその傾斜溝の浅い部分に転動し、それによってローラを包囲したリングが拡径して巻芯の内周面に接触するように構成されている巻芯チャック（メカニカルチャック）を巻芯に挿入して巻芯を固定し、この巻芯チャックのみで巻芯を把持してシート状物の巻取りを行うことが記載されている。なお、巻芯の着脱のために巻芯の内周面と巻芯チャックの外周面間に若干の隙間が設けられていることは言うまでもない。

特開平６−４０６１３号公報

前述の特許文献１に記載されているようなシート状物の巻取りに際しては、巻芯チャックを巻芯に挿入して固定しょうとするとき、巻芯の静止時にあっては巻芯の内周面と巻芯チャックの外周面との隙間によって巻芯が支持軸に対して傾き、また、巻芯を固定するには支持軸が回転して巻芯チャックのローラが転動してリングが拡径することが必要である。つまり、巻芯チャックに所定のトルクが付加されなければ巻芯が固定されない。

そのため、前記巻芯の傾きによって、巻芯チャックに所定のトルクが付加されて巻芯が巻芯チャックに固定されるまでの巻き始めに、巻芯に貼り付けられたシート状物に皺が入り所望する品質が得られないという問題がある。

また、前記巻芯の固定時の傾きを防止するために、巻芯の内周面と巻芯チャックの外周面との隙間を極小にすることを試みると、巻芯チャックからの巻芯の着脱時に巻芯の内周面と巻芯チャックの外周面との接触による摩擦により巻芯の内周面が削られて粉塵化することが危惧される。

本発明は、シート状物を巻き取る際、巻芯の静止時であっても巻芯が傾くことなく巻芯保持部に固定され、かつ、巻芯チャック（メカニカルチャック）からの巻芯の着脱時に巻芯の内周面が削られることのないシート状物の巻取装置を提供することを目的とする。

本発明は、シート状物の巻取装置において、巻取り開始前の巻芯の静止時にこの巻芯を支持軸に対して傾くことなく同心的に固定する巻芯固定機構と、前記巻芯と前記支持軸に係合して巻芯に支持軸の回転運動を伝達するメカニカルチャックを備えることを特徴としている。

前記巻芯固定機構は、前記支持軸に係止されるホルダと、その外周側にベアリングを介して設けられる外周リングと、前記巻芯の内周面に当接するラグを摺動可能に保持して前記外周リングに係合するスライダからなっており、前記巻芯の内周面に当接するラグは、空気圧力によるピストンの作用とその作用の向きに相反する方向への弾性体の作用による前記スライダの移動によって摺動するようになっている。

また、前記メカニカルチャックは、前記支持軸に係止されるカムリングと、そのカムリングの外周部円周方向に形成されたカム曲線面上に載置されるコロと、そのコロを包囲するように装着されるチャックリングからなっている。

本発明のシート状物の巻取装置によれば、巻取り開始前の巻芯の静止時に巻芯を支持軸に対して傾くことなく同心的に固定する巻芯固定機構と、巻芯と支持軸に係合して巻芯に支持軸の回転運動を伝達するメカニカルチャックを備えているので、シート状物の巻き始めからシート状物に皺が入ることがなく良好な巻き姿が得られる。

また、巻取り開始前の巻芯の静止時に巻芯の支持軸に対する傾きの心配をする必要がないので、巻芯の内周面と巻芯固定機構の外周面及びメカニカルチャックの外周面との隙間を大きくとることができ、巻芯の着脱時に巻芯の内周面が削られることがない。

図１は本発明による巻取装置の巻芯aの両端が保持される巻芯保持部１の構成を示す軸心長手方向の断面図であり、図２は図１の切断線A−Aから見た断面図である。以下、図１、図２に基づいて巻芯保持部１の構成を説明する。

巻芯保持部１は、巻芯aの静止時に巻芯aを巻芯保持部１に固定する巻芯固定機構２と、巻取りのときに巻芯aに駆動力を伝達するメカニカルチャック３から成っており、その巻芯固定機構２は次により構成される。

巻芯aの端部側中央部に位置するホルダ４の外周面にベアリング５、６を嵌め、そのベアリング５の外輪の外周面に外周リング７を嵌め、ベアリング６の外輪の外周面にスライダ８を嵌めてある。ベアリング５はホルダ４の外周面に止め輪２０で固定してある。

スライダ８の外周面にはテーパ面８aが形成されている。そして、そのテーパ面８aに接して複数個のラグ９を載置する。その際、ラグ９に対応する外周リング７の外周面部に、ラグ９に係合する溝７aを等間隔に設けて、その溝７aにラグ９をはめ込むようにしてある。

ラグ９はスライダ８の軸心長手方向の移動（後述）によってテーパ面８aを摺動し、外周リング７の溝７a内で半径方向に張り出したり、引っ込んだりするようになっている。なお、外周リング７からラグ９を貫通しているボルト１０は、ラグ９の外部への飛散を防止するものであり、ラグ９の溝７a内での張り出し、引っ込みに干渉しないようラグ９には長孔９aが穿設してある。また、ラグ９の外周面に巻回してあるバネ輪１１は、ラグ９の収縮中での外周側への張り出しを防止するものである。

ホルダ４はベアリング６側に円周状の溝４aを有し、その溝４aにベアリング６に当接してピストン１２を装入してある。そして、ピストン１２は、巻取り時に回転駆動される支持軸１３とホルダ４を通して円周状の溝４aに連通している空気通路１４から供給される圧縮空気によってベアリング５の方向へ移動するようになっている。このピストン１２の移動によってベアリング６とスライダ８も連動し、ラグ９がスライダ８のテーパ面８aを下る方向に摺動して半径方向に引っ込む。

なお、圧縮空気の供給による空気通路１４のシール効果のために、要所要所に周知のＯリング１４a〜１４dが設けてある。

一方、スライダ８側の外周リング７の側面に、スライダ８にピストン１２を押し戻す方向に力が働くようにコイルバネ１５が埋入してある。このコイルバネ１５の反力によってスライダ８、ベアリング６及びピストン１２が連動して支持軸１３側に移動（このときピストン１２へ供給される圧縮空気の圧力値は０である）する。このスライダ８の移動によってラグ９がテーパ面８aを上がる方向に摺動して半径方向に張り出す。なお、前述のピストン１２へ供給される圧縮空気の圧力値は、コイルバネ１５の反力値とスライダ８の移動時の摺動抵抗値の和よりも大きく設定する。

このように、ラグ９の半径方向への張り出しにより複数個のラグ９が等間隔で巻芯aの内周面に当接することによって、巻芯が静止時において巻芯固定機構２に同心的に固定され、また、ラグ９の半径方向への引っ込みによりラグ９が巻芯aの内周面から離脱することによって、巻芯aが巻芯固定機構２から解放される。

前述したように、巻芯が静止時において巻芯固定機構２に同心的に固定されるので、ラグ９の引っ込み切った状態での外周面及び後述するチャックリング１９の縮径し切った状態での外周面と巻芯aの内周面との隙間は比較的大きくとることができる。（隙間の寸法値は１．５〜２．０ｍｍが好ましい）。つまり、その隙間が大きくても巻芯の静止時での支持軸に対する傾きが防げ、また、その隙間が大きいと、巻芯aの巻芯保持部１からの着脱時に巻芯aの内周面が削られるのを防ぐことができる。

次に、メカニカルチャック３の構成は以下による。支持軸１３にキー１７を介して嵌挿して支持軸１３に係止されるカムリング１６を有し、そのカムリング１６の外周部円周方向の位置にカム曲線面１６aが複数箇所等間隔に形成してある。そして、それぞれのカム曲線面１６a上にコロ１８を載置し、そのコロ１８を包囲するようにチャックリング１９が装着してある。

カム曲線面１６aは、メカニカルチャック３を巻芯aに挿入してカムリング１６が巻取りのときに回転すると、コロ１８がカム曲線面１６aに沿って転動することによりチャックリング１９が拡径して巻芯aの内周面を圧接するよう円周方向に傾斜が付けてある。これにより支持軸１３からの回転駆動力が巻芯aに伝達される。なお、チャックリング１９には拡径し易いように円周上の一カ所に切れ目１９aを入れるのが好ましい。

また、巻芯固定機構２の外周リング７の支持軸１３側に、カムリング１６のカム曲線面１６a部を覆う円筒部７bを設け、その円筒部７bにチャックリング１９の縮径のときコロ１８がカム曲線面１６a上を遊動しないよう各コロ１８を転動可能に挟み込んで規制する切り欠き７cが各コロ毎に設けてある。なお、チャックリング１６の外径寸法は前述したように、縮径のとき外周面と巻芯aの内周面とに隙間が生じるように設定する。

このように、各部品が組み込まれた巻芯固定機構２とメカニカルチャック３は、巻芯固定機構２のホルダ４端部に設けたフランジ２１とメカニカルチャック３のカムリング１６とをボルト２２で連結して一体化した上で、図１に示すように、カムリング１６をキー１７を介して支持軸１３に嵌挿し、支持軸１３の先端部段落軸端面にボルト２３によって固着して巻芯保持部１を形成している。

次に、本発明のシート状物の巻取装置における巻芯保持部１の動作について説明する。巻芯aを巻芯保持部１に装着するに当たり、まず、巻芯固定機構２において、空気通路１４に圧縮空気が供給されてピストン１２がベアリング５の方向に移動するとベアリング６と共にスライダ８も連動し、ラグ９がスライダ８のテーパ面８aを下って巻芯aの内周面より引っ込んだ状態になっている。（図１、図２実線部参照）。

また、メカニカルチャック３において、コロ１８がカムリング１６のカム曲線面１６aの深み部に位置し、コロ１８を包囲するチャックリング１９が縮径の状態で、チャックリング１９の外周面が巻芯aの内周面より内側にある。（図１、図２実線部参照）。

次に、その状態で巻芯aを巻芯保持部１に嵌挿した後、空気通路１４の圧縮空気の供給を停止し、空気圧力値を０にする。すると、コイルバネ１５の反力によってスライダ８、ベアリング６及びピストン１２が連動して支持軸１３側に移動する。このスライダ８の移動によってラグ９がテーパ面８aを上がる方向に摺動して半径方向に張り出し巻芯aの内周面を押圧する。（図１、図２の一点鎖線部参照）。この状態で巻芯aは静止時に巻芯固定機構２に支持軸１３と同芯的に固定される。

次ぎに、巻芯aにシート状物を貼り付けた後、支持軸１３に駆動をかける。すると、巻芯固定機構２では巻芯aと前記シート状物が連結されており、かつ、巻芯aと外周リング７もラグ９によって固定されているので、巻芯aと外周リング７は回転せず、メカニカルチャック３では支持軸１３の回転によってカムリング１６のカム曲線面１６aの深み部に位置しているコロ１８が曲線面１６aの浅い部分まで転動してチャックリング１９が拡径
する。（図１、図２の一点鎖線部参照）。

そして、拡径したチャックリング１９が巻芯aの内周面を押圧することにより、メカニカルチャック３に巻芯３が固定されて支持軸１３の駆動が停止する。以上のような巻芯aを巻芯固定機構２及びメカニカルチャック３に固定する動作については、支持軸１３に連結されるモータをトルク制御することによって行うようにする。

その後、巻芯aが回転駆動されて前記シート状物の巻取りが開始される。

このように、巻芯固定機構２に巻芯aが静止時において傾きなく支持軸１３と同芯的に固定され、かつ、メカニカルチャック３に巻芯aが支持軸１３からの回転駆動力が伝達されるように固定されるので、シート状物の巻き始めからそのシート状物に皺が入ることなく良好な巻き姿を得ることができる。

本発明における巻芯保持部の構成を示す軸心長手方向の断面図である。 図１における切断線A−Aから見た断面図である。

符号の説明

１ 巻芯保持部
２ 巻芯固定機構
３ メカニカルチャック
４ ホルダ
７ 外周リング
８ スライダ
９ ラグ
１３ 支持軸
１６ カムリング
１８ コロ
１９ チャックリング

Claims (4)

1. シート状物の巻取用巻芯を支持軸に両端支持して前記シート状物を巻き取る巻取装置において、巻取り開始前の前記巻芯の静止時にこの巻芯を前記支持軸に対して傾くことなく同心的に固定する巻芯固定機構と、前記巻芯と前記支持軸に係合して巻芯に支持軸の回転駆動力を伝達するメカニカルチャックを有することを特徴とするシート状物の巻取装置。
2. 前記巻芯固定機構が、前記支持軸に係止されるホルダと、そのホルダの外周側にベアリングを介して設けた外周リングと、前記ホルダの外周側に前記ベアリングとは別のベアリングを介して軸心長手方向に移動可能に設けたスライダと、前記外周リングに前記スライダの移動に伴うスライダ上の摺動が可能なように保持されるラグとからなり、そのラグが前記スライダ上を摺動し前記巻芯の内周面に対して当接、離脱することを特徴とする請求項１に記載のシート状物の巻取装置。
3. 前記スライダの軸心長手方向の移動が、圧縮空気によるピストンの作用と、その作用の向きに相反する方向への弾性体の作用によることを特徴とする請求項２に記載のシート状物の巻取装置。
4. 前記メカニカルチャックが、前記支持軸に係止されるカムリングと、そのカムリングの外周部円周方向に形成されたカム曲線面上に載置されるコロと、そのコロを包囲するように装着されるチャックリングからなり、前記カムリングの回転によって前記コロが前記カム曲線面に沿って転動することにより前記チャックリングが拡径して前記巻芯の内周面を圧接することで巻芯に回転駆動力が伝達されることを特徴とする請求項１に記載のシート状物の巻取装置。

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