JP2009113957A - 巻取装置と、その装置からの巻取製品の取外方法 - Google Patents

Abstract

【課題】既存の巻取装置の大幅な改造や多大な費用を要することなく、一の巻取軸から巻取製品を取り外すときに発生する他の巻取軸の振れを防止し、巻取中のウエブの蛇行を防止するのに好適な巻取装置と、その装置からの巻取製品の取外方法を提供する。
【解決手段】複数の巻取軸３、４のうち少なくとも一の巻取軸３によるウエブＦの巻取中に、ウエブＦの巻取りが終了した他の巻取軸４から巻取製品ＦＲを取り外すときに、その巻取製品ＦＲの荷重の方向と反対向きの力を当該巻取軸４に加えて、巻取製品ＦＲの取外位置を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、長尺のウエブを複数の巻取軸で交互に連続的に巻き取る形式の巻取装置と、その装置からウエブの巻取製品を取り外す方法に関する。

長尺のウエブを連続的に効率よく巻き取る装置として、２軸ターレット式の巻取装置が知られている。この形式の巻取装置は、ターレット軸によって間欠回転されるターレットアームと、ターレットアームに設けられた２つの巻取軸とを有し、その２つの巻取軸で交互にウエブを連続的に巻き取るものである（２つの巻取軸で交互にウエブを巻き取る巻取装置については、例えば、特許文献１、２を参照）。

前記のような従来の巻取装置によると、連続的なウエブの巻取りを行うため、一の巻取軸によるウエブの巻取中に、ウエブの巻取りが終了した他の巻取軸からウエブの巻取製品を取り外す必要がある。

しかしながら、従来の巻取装置では、他の巻取軸からウエブの巻取製品を取り外したときに、それまで他の巻取軸に加わっていた巻取製品の自重が急になくなることから、ウエブを巻取り中の巻取軸に振れが発生し、それが巻取中のウエブの張力変動や蛇行を生じさせ、最終製品としてのウエブの巻取製品に皺や気泡が入る等の問題点がある。

巻取製品の自重は数百キログラム〜１トンに達するものもあり、このような重さのウエブの巻取製品を巻取軸から取り外す作業では、その巻取製品の自重が巻取軸に与える前述の影響（巻取軸の振れ）を皆無にするのは難しい。

かかる影響を低減する方法として、振れを抑え込むように巻取軸を強固な設計にする方法が考えられるが、この方法によると、巻取軸の基本設計を初め、既存の巻取装置を大幅に改造しなければならず、その費用も多大なものとなる。
特開２００４−２０２５９３号公報

特開２００６−２２５１６０号公報

本発明は前記問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、既存の巻取装置の大幅な改造や多大な費用を要することなく、一の巻取軸からウエブの巻取製品を取り外すときに発生する他の巻取軸の振れを防止し、巻取中のウエブの蛇行を防止するのに好適な巻取装置と、その装置からウエブの巻取製品を取り外す方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る巻取装置は、ターレット軸によって間欠回転されるターレットアームと、前記ターレットアームに設けられた複数の巻取軸とを有する巻取装置において、前記巻取軸に巻き取られたウエブの巻取製品を取り外すときに、その巻取製品の荷重の方向と反対向きの力を当該巻取軸に加えて、巻取製品の取外位置を調整する少なくとも１つの調整手段を設けたことを特徴とする。

前記調整手段は、前記巻取製品の下部に配置される製品受取テーブルと、前記ターレットアームの傾きを検知する傾き検知手段と、前記傾き検知手段で検知されるターレットアームの傾きが設定値になるまで、前記製品受取テーブルを所定量上昇させる、または、前記ターレット軸を所定量回転させる制御手段とからなるものとしてもよい。

前記調整手段は、前記巻取製品の下部に配置される製品受取テーブルと、前記巻取軸の撓み量を検知する撓み検知手段と、前記撓み検知手段で検知される前記巻取軸の撓み量が設定値になるまで、前記製品受取テーブルを所定量上昇させる、または、前記ターレット軸を所定量回転させる制御手段とからなるものとしてもよい。

前記調整手段は、前記巻取製品の下部に配置される製品受取テーブルと、前記製品受取テーブルの表面に加わる荷重を検知する荷重検知手段と、前記荷重検知手段で検知される前記荷重が設定値になるまで、前記製品受取テーブルを所定量上昇させる、または、前記ターレット軸を所定量回転させる制御手段とからなるものとしてもよい。

本発明に係る巻取製品の取外方法は、ターレットアームに設けられている複数の巻取軸のうち少なくとも一の巻取軸によるウエブの巻取中に、ウエブの巻取りが終了した他の巻取軸から当該ウエブの巻取製品を取り外すときの巻取製品の取外方法であって、前記巻取製品の荷重の方向と反対向きの力を巻取製品に加えて、巻取製品の取外位置を調整することを特徴とする。

本発明において、ウエブとは、長尺状の連続体であれば特に限られるものではない。例えば、紙やプラスチックフイルム，布，金属箔など、あるいはそれらに表面処理、熱処理、含浸処理等の何らかの処理を行ったものなどを挙げることができる。また、本発明では前記ウエブを巻き取ったものを巻取製品という。

本発明によると、巻取軸に巻き取られたウエブの巻取製品を取り外すときに、その巻取製品の荷重の方向と反対向きの力を当該巻取軸に加えるものであるため、ウエブ巻取り中の巻取軸が振れず、巻取り中のウエブの蛇行がなくなり、最終製品としての巻取製品に皺や気泡が入る等の不具合を防止することができるようになる。

また、本発明では、巻取製品の自重が巻取軸に与える影響、すなわちウエブ巻取り中の巻取軸の振れを防止するのにあたり、巻取製品の荷重の方向と反対向きの力を巻取軸に加える構成であるから、既存の巻取装置の大幅な改造や多大な費用を要することなく、かかる影響の低減を実現できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態である巻取装置の側面図、図２は図１の矢印Ａからみた平面図であり、本実施形態ではウエブとしてプラスチックフイルムを巻き取る装置の例を説明する。

本巻取装置Ｍは、図１、図２に示した通り、ターレット軸１によって間欠回転されるターレットアーム２Ａ、２Ｂと、ターレットアーム２Ａ、２Ｂに設けられた複数の巻取軸３、４を有し、この複数の巻取軸３、４のうち少なくとも一の巻取軸によるウエブＦの巻取中に、ウエブＦの巻取りが終了した他の巻取軸からウエブＦの巻取製品ＦＲを取り外すようにした装置である。特に、本巻取装置Ｍは、巻取製品ＦＲを取り外すときに、その巻取製品ＦＲの荷重の方向と反対向きの力を巻取軸４に加えて、巻取製品ＦＲの取外位置を調整する調整手段５を設けたものである。

前記ターレット軸１は、図示しないベアリング等の軸受手段を介してフレーム６に取り付けられ、図示しないベルト等によって回転駆動される。また、前記ターレットアーム２Ａ、２Ｂは、ターレット軸１と直交するように該ターレット軸１の左右両端部に１本ずつ取り付けられたものであり、一方のターレットアーム２Ａの内部には巻取軸３、４を回転駆動するためのベルト等（図示省略）が内蔵されている。

前記各巻取軸３、４は、左右のターレットアーム２Ａ、２Ｂに設置された一対のスピンドル７Ａ、７Ｂの先端部で巻芯８を両側から挟持し、該スピンドル７Ａ、７Ｂの回転により巻芯８を回転させ、巻芯８の外周面でウエブＦを巻き取るように構成されている。

前記一対のスピンドル７Ａ、７Ｂは、図示しないエアー機構により図中矢印Ｘ１、Ｘ２の方向に移動することができ、そのＸ１方向への移動で巻芯８を挟持し、Ｘ２方向への移動で巻芯８を解放する。また、スピンドル７Ａ、７Ｂの回転は、前述したターレットアーム２Ａ内の図示しないベルト等により行われる。

前記調整手段５（第１の調整手段）は、巻取軸３、４に巻き取られた巻取製品ＦＲの下部に配置される製品受取テーブル９と、ターレットアーム２Ａの傾き量θを検知する傾き検知手段１０と、傾き検知手段１０で検知されるターレットアーム２Ａの傾き量θが設定値（設定角度）になるまで、製品受取テーブル９を所定量上昇させる制御手段１１とから構成される。

前記製品受取テーブル９は、昇降装置１２によって上下方向に昇降可能となっていて、ウエブＦの巻取りが終了した巻取軸３又は４から巻取製品ＦＲを受け取る。

前記傾き検知手段１０は、ターレットアーム２Ａ上の平面にデジタル式水準器１０Ａを固定し、ターレットアーム２Ａの傾きを検知する。例えば、ターレットアーム２Ａが通常の位置から巻取製品ＦＲの持ち上げ方向に設定角度（例えばθ＝０．２度）だけ傾いた時点で、デジタル式水準器１０Ａは図示しない警報器に信号を出力し、警報を鳴らすようにしてもよい。

前記制御手段１１は、次の（１）（２）（３）のような動作を実行する。

（１）昇降装置１２を介して製品受取テーブル９を上昇させる。

（２）製品受取テーブル９の上昇動作により図示しないセンサが製品受取テーブル９と巻取製品ＦＲとの接触を検知したかどうかを監視する。

（３）製品受取テーブル９と巻取製品ＦＲが接触した時点から、傾き検知手段１０で検知されるターレットアーム２Ａの傾きθを監視し、ターレットアーム２Ａ、２Ｂが通常の位置から巻取製品ＦＲの持ち上げ方向に設定角度だけ傾くまで、製品受取テーブル９を所定量上昇させ、その製品受取テーブル９で巻取製品ＦＲを持ち上げるようにする。

次に、前記の如く構成された本巻取装置の動作について図１、図２を用いて説明する。

なお、以下の説明では、図１に示したように、本巻取装置Ｍの上流には、上下動可能な複数のダンサーローラ５０Ａを備えたダンサー機構部５０が設けられ、このダンサー機構部５０からガイドローラＧＲを経由して本巻取装置Ｍに当該ウエブＦが供給されるものとする。

本巻取装置Ｍによると、巻取軸３によるウエブＦの巻取中に、ウエブＦの巻取りが終了した巻取軸４から巻取製品ＦＲを取り外すための準備作業を行う。この準備作業は、巻取製品ＦＲの下部に製品受取テーブル９を配置し、図示しない養生用フイルムを巻取製品ＦＲの外層に巻き付けテープで固定した後、図示しない準備完了ボタンを押下する。

前記準備完了ボタンの押下により、製品受取テーブル９が上昇して巻取製品ＦＲに接触する。そして、ターレットアーム２Ａ、２Ｂが図１に示す通常の位置から巻取製品ＦＲの持ち上げ方向に設定角度（例えばθ＝０．２度）だけ傾くまで、製品受取テーブル９が所定量上昇し停止する。これにより、製品受取テーブル９によって巻取製品ＦＲが持ち上げられ、巻取製品ＦＲの荷重の方向と反対向きの力が当該巻取軸４に加わり、巻取製品ＦＲの取外位置が適切な位置に調整される。

そして、前記のような製品受取テーブル９の上昇停止を図示しないセンサが検知し、巻取軸４のスピンドル７Ａ、７ＢをＸ２方向に移動させる動作が行われ、巻取軸４から巻取製品ＦＲが切り離されて製品受取テーブル９上に移り、巻取製品ＦＲの取外動作が完了する。その後、製品受取テーブル９が所定位置まで下降し、巻取軸４に新品の巻芯８Ａがセットされる。

その後、巻取軸３に巻き取られているウエブＦの巻取量が設定量に達したことを図示しないセンサが検知することにより、巻取軸３が減速を開始すると同時に、ダンサーローラ５０Ａが図１に示す現在の場所（以下「原点」という）から下降を開始する。これにより、ダンサー機構部５０より上流側のウエブ供給スピードを変えることなく、ダンサー機構部５０より下流へのウエブＦの供給ラインが停止する。

前記のように減速した巻取軸３の速度がゼロになると、ターレットアーム２Ａ、２Ｂが１８０度回転し、新品の巻芯８Ａをセットした巻取軸４付近で図示しないカッター装置がウエブＦを切断する。その切断されたウエブＦの一端は先ほどまでウエブＦを巻き取っていた巻取軸３の巻芯８に巻き取られ、また、切断されたウエブＦの他端は前記新品の巻芯８Ａに接着される。この接着は、予め新品の巻芯８Ａに両面テープ等（図示省略）を貼付しておき、その両面テープ等に切断されたウエブＦの他端部を押し付け接着されるようにする。この間、ダンサーローラ５０Ａは下降し続けることで、ダンサー機構部５０より下流へのウエブＦの供給ラインは停止状態を維持している。

以上のようにしてウエブＦが前記新品の巻芯８Ａに接着された直後、その新品の巻芯８Ａをセットしてある巻取軸４が増速を開始し、これと同時にダンサーローラ５０Ａが上昇を開始し、ダンサー機構部５０より下流へウエブＦが供給されるようになり、ダンサーローラ５０Ａが原点に復帰した時点で、巻取軸３、４の切り換えが終了する。

以上説明した本実施形態の巻取装置Ｍによると、一の巻取軸３によるウエブＦの巻取中に、ウエブＦの巻取りが終了した他の巻取軸４からウエブＦの巻取製品ＦＲを取り外すときに、その巻取製品ＦＲの荷重の方向と反対向きの力を巻取軸に加えたため、巻取り中の一の巻取軸３が振れず、巻取り中のウエブＦの蛇行がなくなり、最終製品としてのウエブＦの巻取製品ＦＲに皺や気泡が入る等の不具合を防止することができるようになった。

また、本実施形態の巻取装置にあっては、巻取製品の自重が巻取軸に与える影響、すなわち巻取り中の巻取軸３の振れを防止するのにあたり、巻取製品ＦＲの荷重の方向と反対向きの力を巻取軸４に加える構成であるから、既存の巻取装置の大幅な改造や多大な費用を要することなく、かかる影響の低減を実現できる。

前記実施形態では、ターレットアーム２Ａ、２Ｂを通常の位置から巻取製品ＦＲの持ち上げ方向に０．２度だけ傾けるようにしたが、これは実験結果に基づくものである。実験結果によると、かかる傾きが０．２度のときに、巻芯８からスピンドル７Ａ、７Ｂを抜くときの抵抗が最も少なく、スムーズにスピンドルを抜くことができ、かつ、巻取軸４から製品受取テーブル９へ巻取製品ＦＲが移る時に、ターレットアーム２Ａ、２Ｂが全く振動せず、巻取り中のウエブＦに生じる蛇行を防止できることが判明した。なお、スピンドルや巻芯の改良により０．２度以上または０．２度以下でも巻芯からスピンドルをスムーズに抜くことが可能となれば、０．２度以上または０．２度以下の傾きを採用することもできる。

巻取製品ＦＲの荷重の方向と反対向きの力を巻取軸４に加える方法としては、前記制御手段１１において、製品受取テーブル９を所定量上昇させる代わりに、ターレット軸１を所定量回転させることにより、巻取製品ＦＲを製品受取テーブル９へ押し付けるようにしてもよい。この方法でも、巻取製品ＦＲの荷重の方向と反対向きの力を当該巻取軸４に加えることができ、前記実施形態と同様な作用効果が期待できる。

調整手段５の他の例（以下「第２の調整手段」という）としては、巻取製品ＦＲの下部に配置される製品受取テーブル９と、ひずみゲージ等を利用して巻取軸３、４の撓み量を検知する公知の撓み検知手段１３（図２参照）と、その撓み検知手段１３で検知される巻取軸３、４の撓み量が設定値になるまで、製品受取テーブル９を所定量上昇させる制御手段（図示省略）とからなる構成を採用することもできる。この場合も、製品受取テーブル９を所定量上昇させる代わりに、ターレット軸１を所定量回転させるようにしてもよい。

第２の調整手段は、巻取製品ＦＲの自重によって巻取軸３、４のスピンドル７Ａ、７Ｂが撓むことに着目し、その撓みをなくしてから、巻取製品ＦＲを取り外すことにしたものである。この第２の調整手段ではスピンドル７Ａ、７Ｂの撓みをなくすものであるから、前述した撓み量の設定値は０が理想である。しかしこれに限られるものではない。

かかる撓みをなくす手段として、第２の調整手段では、撓み検知手段１３をスピンドル７Ａ、７Ｂに設け、その撓み検知手段１３で検知した撓み量に基づいて製品受取テーブル９を所定量上昇させ、巻取製品ＦＲの荷重の方向と反対向きの力を当該巻取軸４に加えるようにした。

以上説明したように、第２の調整手段でも巻取製品ＦＲの荷重の方向と反対向きの力を当該巻取軸４に加えるから、この第２の調整手段を採用した巻取装置でも前記実施形態の巻取装置と同様な作用効果が得られる。

更に、調整手段５の他の例（以下「第３の調整手段」という）としては、巻取製品ＦＲの下部に配置される製品受取テーブル９と、ロードセル等を利用して製品受取テーブル９の表面に加わる荷重を検知する荷重検知手段１４（図１参照）と、荷重検知手段１４で検知される前記荷重が設定値になるまで、製品受取テーブル９を所定量上昇させる制御手段（図示省略）とからなる構成を採用することもできる。この場合も、製品受取テーブル９を所定量上昇させる代わりに、ターレット軸１を所定量回転させるようにしてもよい。

前記荷重の設定値については、巻芯８からスピンドル７Ａ、７Ｂを抜く時の抵抗が最も少なく、スムーズにスピンドルを抜くことができる製品受取テーブル９の位置での荷重を設定値とすればよい。そのような荷重の設定値を採用した場合は、０．２度だけターレットアーム２Ａ、２Ｂを傾けたときと同様の力で巻取製品ＦＲがその荷重と反対向きに加わるから、この第３の調整手段を採用した巻取装置でも前記実施形態の巻取装置と同様な作用効果が得られる。

また、調整手段５としては、前記傾き検知手段１０を用いた調整手段、前記撓み検知手段１３を用いた調整手段、前記荷重検知手段１４を用いた調整手段のうち、いずれか２つ以上の調整手段を組み合わせて使用してもよい。このような使用形態によると、例えば１つの調整手段が何らかの原因によって故障しても他の調整手段が正常に機能するから、障害に強く、巻取製品の取外位置を確実に調整できる等の利点がある。

前記実施形態では、２つの巻取軸３、４を有する巻取装置の例について説明したが、本発明は、３以上の巻取軸を有する巻取装置にも適用できる。

本発明は例えば抄紙機、製膜機、塗工機などの巻取装置として利用することができる。

本発明の一実施形態である巻取装置の側面図。 図１の矢印Ａからみた平面図。

符号の説明

１ ターレット軸
２Ａ、２Ｂ ターレットアーム
３、４ 巻取軸
５ 調整手段
６ フレーム
７Ａ、７Ｂ スピンドル
８ 巻芯
８Ａ 新品の巻芯
９ 製品受取テーブル
１０ 傾き検知手段
１１ 制御手段
１２ 昇降装置
１３ 撓み検知手段
１４ 荷重検知手段
５０ ダンサー機構
５０Ａ ダンサーローラ
ＧＲ ガイドローラ
Ｆ ウエブ
ＦＲ 巻取製品
Ｍ 巻取装置

Claims (5)

1. ターレット軸によって間欠回転されるターレットアームと、前記ターレットアームに設けられた複数の巻取軸とを有する巻取装置において、
   前記巻取軸に巻き取られたウエブの巻取製品を取り外すときに、その巻取製品の荷重の方向と反対向きの力を当該巻取軸に加えて、巻取製品の取外位置を調整する少なくとも１つの調整手段を設けたこと
   を特徴とする巻取装置。
2. 前記調整手段は、
   前記巻取製品の下部に配置される製品受取テーブルと、
   前記ターレットアームの傾きを検知する傾き検知手段と、
   前記傾き検知手段で検知されるターレットアームの傾きが設定値になるまで、前記製品受取テーブルを所定量上昇させる、または、前記ターレット軸を所定量回転させる制御手段とからなること
   を特徴とする請求項１に記載の巻取装置。
3. 前記調整手段は、
   前記巻取製品の下部に配置される製品受取テーブルと、
   前記巻取軸の撓み量を検知する撓み検知手段と、
   前記撓み検知手段で検知される前記巻取軸の撓み量が設定値になるまで、前記製品受取テーブルを所定量上昇させる、または、前記ターレット軸を所定量回転させる制御手段とからなること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の巻取装置。
4. 前記調整手段は、
   前記巻取製品の下部に配置される製品受取テーブルと、
   前記製品受取テーブルの表面に加わる荷重を検知する荷重検知手段と、
   前記荷重検知手段で検知される前記荷重が設定値になるまで、前記製品受取テーブルを所定量上昇させる、または、前記ターレット軸を所定量回転させる制御手段とからなること
   を特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の巻取装置。
5. ターレットアームに設けられている複数の巻取軸のうち少なくとも一の巻取軸によるウエブの巻取中に、ウエブの巻取りが終了した他の巻取軸から当該ウエブの巻取製品を取り外すときの巻取製品の取外方法であって、
   前記巻取製品の荷重の方向と反対向きの力を巻取軸に加えて、巻取製品の取外位置を調整すること
   を特徴とする巻取製品の取外方法。

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