JP2010089303A - 熱成形装置用スクラップ巻取り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製品の抜きズレ問題を解消可能な熱成形装置用スクラップ巻取り装置を提供する。
【解決手段】原反ロールから繰り出される樹脂シートに真空成形機等の熱成形機で所定形状の成形品を所定間隔で熱成形し、当該成形品をトリミングすることにより下流側に送り出されるスクラップＳを巻き取るための巻取りローラ体を具備するスクラップ巻取り装置１である。このスクラップ巻取り装置１は、第１巻取りローラ体１０と、第２巻取りローラ体１１とを備え、スクラップＳの始端が何れか一方の巻取りローラ体に取り付け可能とされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱成形装置用のスクラップ巻取り装置に関する。

熱成形とは、成形適温まで加熱軟化された樹脂シートを成形型のキャビティに沿わせて変形させることによって所定形状の成形品を得る手法であり、食品、電気部品、日用品、医薬品等を収容する容器等、比較的薄肉の樹脂製品の製造手段として広く用いられている。熱成形には、成形に際して真空吸引を利用する真空成形、成形に際して圧空供給を利用する圧空成形、両者を併用する真空圧空成形等があり、何れの成形法を採用するかは製品形状等に応じて選択される。

熱成形装置として、例えば特開２００１−８８２０８号公報（特許文献１）に開示されたものが公知である。この熱成形装置は、原反ロールから繰り出される樹脂シートを成形適温まで加熱軟化させる加熱装置、加熱された樹脂シートに所定形状の成形品を所定間隔で型成形（熱成形）する熱成形機としての真空成形機、樹脂シートに所定間隔で熱成形された成形品をトリミングして個々の製品を取り出すトリミング装置、およびトリミング後の穴開きの樹脂シート（スクラップ）を巻取るスクラップ巻取り装置（スクラップワインダー）等を主要な構成として備えるものである。

上記構成の熱成形装置において、トリミング〜スクラップ巻取りに至る一連の工程を図５に模式的に示す。同図に示すように、樹脂シート５０に熱成形された成形品５１はトリミング装置の打ち抜き型５２でトリミングされ、これによって得られた製品は図示しない集積装置で集積される。打ち抜き型５２の下降中（成形品５１のトリミング中）、打ち抜き型５２の下流側に配置された送り装置５３の上ローラ５４および下ローラ５５は開放状態にある。トリミング後、打ち抜き型５２が上昇すると、上ローラ５４と下ローラ５５とが相対的に接近移動して穴開きの樹脂シート５０（スクラップ５０’）を挟み込む。そして、ローラ５４，５５の何れか一方又は双方を成形品５１の成形ピッチに対応した量だけ回転させて次にトリミングされるべき成形品５１を打ち抜き型５２の下方に送り込む。

一方、送り装置５３によって下流側に送り出されたスクラップ５０’は、送り装置５３の下流側に配置されたスクラップ巻取り装置６０に以下示す態様で順次巻き取られる。なお、同図に示すスクラップ巻取り装置６０は、図示しないモータによって回転駆動され、外周にスクラップ５０’を巻き取る巻取りローラ体６２、フレーム６１に対して揺動可能に設けられた揺動部材（振り子）６３等を主要な構成として備える。スクラップ５０’は、揺動部材６３の先端部および基端部を順に介して、その先端がローラ体６２に取り付けられる。

まず、送り装置５３の下流側にスクラップ５０’が間欠的に送り出されることにより、送り装置５３と巻取り装置６０の巻取りローラ体６２との間に介在するスクラップ５０’に弛みが生じると、巻取りローラ体６２が回転してその外周にスクラップ５０’を巻き取る。巻き取りによってスクラップ５０’の弛み量が徐々に減少するのに伴い、揺動部材６３の先端部が基端部を支点として回転し（図５中に黒塗り矢印で示す）、図５に示すような鉛直方向に対して所定の角度をなした姿勢から図６に示すような鉛直方向に沿った姿勢に近づく。そして、スクラップ５０’に対して所定の引張り力が付与されると、巻取りローラ体６２の回転（スクラップ５０’の巻取り）が停止する。以上のように、揺動部材６３の姿勢、さらに言えばスクラップ５０’の弛み量に応じて巻取りローラ体６２の回転・停止が切り替えられる。

ここで、送り装置５３の下流側でスクラップ５０’が弛んでいると、送り装置５３の開放時にスクラップ５０’の自重によって成形品５１を有する樹脂シート５０が下流側に引っ張られたり、送り装置５３が開放するのと同時にスクラップ５０’が上流側に引き戻されたりする場合がある。これらによって、樹脂シート５０の送りピッチに狂いが生じると、トリミング精度が低下し、いわゆる製品の抜きズレ問題が発生するおそれがある。この点、上記のように、弛みが発生する都度スクラップ５０’を巻取り、スクラップ５０’に常時所定の引張り力を付与するようにすれば、上記の抜きズレ問題を効果的に防止することができる。
特開２００１−８８２０８号公報

ところで、ローラ体で巻取り可能なスクラップの量（最大外径）には上限がある。そのため、上記のようにローラ体が一つしかない巻取り装置を用いる場合には、巻き取られたスクラップ（以下、「スクラップロール」と言う）が最大外径に達すると、連続的に送り出されるスクラップを一旦切断してスクラップロールを巻取りローラ体から取り外した後、再度スクラップの始端を巻取りローラ体に取り付ける作業（いわゆる段取り替え）を行う必要がある。この段取り替えは、生産効率を考慮して、熱成形装置の運転を継続したまま行われるのが通例である。

しかしながら、スクラップロールは相当な重量物となっている場合が多く、上記の段取り替えを瞬時に行うのは困難である。そのため、スクラップに対して所定の引張り力を付与することができない時間が長時間に及び、上述した製品の抜きズレ問題が生じ易くなるという問題が指摘されている。

本発明の課題は、製品の抜きズレ問題を解消可能な熱成形装置用スクラップ巻取り装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明では、樹脂シートに所定間隔で熱成形された成形品をトリミングすることにより、送り出されるスクラップを巻き取るための巻取りローラ体を備える熱成形装置用スクラップ巻取り装置であって、第１の巻取りローラ体と、第２の巻取りローラ体とを備え、スクラップの始端を何れか一方の巻取りローラ体に取り付け可能としたことを特徴とする熱成形装置用スクラップ巻取り装置を提供する。

このように、２つの巻取りローラ体を設け、スクラップの始端を何れか一方の巻取りローラ体に取り付け可能としておけば、一方のローラ体に巻き取られたスクラップが最大外径に達した時点（満量となった時点）でスクラップを切断し、この切断されたスクラップの始端を他方のローラ体に取り付け、当該他方のローラ体でスクラップの巻取りを開始することができる。そのため、スクラップに対して、ほぼ連続的に所定の引張り力を付与することができる。そして、前記一方のローラ体に巻き取られたスクラップは、他方のローラ体でスクラップの巻取りを開始した後に取り外せば良い。そのため、スクラップに対して所定の引張り力が長時間付与されないことに起因して生じる製品の抜きズレ問題を効果的に解消することができる。

巻取りローラ体は、その長手方向の先端部を縮拡径可能に構成することができる。かかる構成とすれば、スクラップロールの取り外し時にはその先端部を縮径させて取り外しを容易化できる一方で、スクラップの巻取り時には、スクラップの巻きズレを防止することができる。

両巻取りローラ体は、その設置高さ（位置）を相互に異ならせることができる。このようにすれば、巻取り可能なスクラップロールの最大外径を大きくしつつ、当該スクラップ巻取り装置をコンパクト化することができる。もちろん、両巻取りローラ体を同一高さに設置することも可能である。

以上のように、本発明に係る熱成形装置用スクラップ巻取り装置によれば、スクラップに所定の引張り力が長時間付与されないことに起因して生じる製品の抜きズレ問題を効果的に解消することができる。

以下、本発明の実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。なお、図１は本実施形態に係るスクラップ巻取り装置１の正面図、図２はスクラップ巻取り装置１の右側面図（図１を同図中の矢印Ａ方向から見た図。但し、一部の部材は図示を省略している）、図３はスクラップ巻取り装置１の部分拡大斜視図、図４（ａ）はスクラップ巻取り装置１の部分背面図（図２を同図中の矢印Ｂ方向から見た図）、図４（ｂ）はスクラップ巻取り装置１の作動状態をそれぞれ示す。

図１に示す本発明に係るスクラップ巻取り装置１は、原反ロールから繰り出される樹脂シートに所定間隔で熱成形された成形品をトリミングすることにより、トリミング装置の下流側に連続的に送り出される穴開きの樹脂シート（スクラップＳ）を巻き取るためのものであり、外周にスクラップＳを巻き取る第１および第２巻取りローラ体１０，１１と、揺動体２０と、ガイド体３０と、巻取りローラ体１０，１１をそれぞれ回転駆動する図示しないモータとを主要な構成として備え、これらは全てフレーム２に取り付けられている。ローラ体１０，１１を回転駆動するモータはここではエアーモータであり、従い、モータには、モータの駆動・停止を制御するエアー回路が接続されている。なお、第１巻取りローラ体１０の駆動用エアーモータと第２巻取りローラ体１１の駆動用エアーモータとは共通のエアー源を駆動源としており、何れの巻取りローラ体を使用するかは、エアー回路上に設けられたバルブを切り替えることによって選択可能となっている。

第１巻取りローラ体１０は、図２に示すように、軸受を介してフレーム２に対して回転可能に設けられた水平方向に延びる回転軸１２と、回転軸１２の長手方向に離隔した二箇所に設けられた取り付け金具１５，１６を介して回転軸１２に取り付けられた一対の羽根部材１３，１３とで主要部が構成される。回転軸１２の長手方向の一端部（基端部）には歯車部１２ａが一体的に設けられており、該歯車部１２ａがモータの歯車部と噛み合ってモータの駆動力を受けることにより、この第１巻取りローラ体１０が回転駆動する。回転軸１２の長手方向の他端部（先端部）には、図３にも拡大して示すような把手１４が設けられる。

上記両取り付け金具１５，１６のうち、回転軸１２の先端部側に設けられた取り付け金具１６は、その外径側一端が羽根部材１３と一体的に設けられた受け部材１７に対して揺動可能に取り付けられ、またその内径側一端が把手１４に対して揺動可能に取り付けられる。かかる構成から、把手１４を進退動作させることにより、第１巻取りローラ体１０の長手方向の先端部が縮拡径する。

第２巻取りローラ体１１は、第１巻取りローラ体１０から水平方向に所定量離隔した位置に設けられ、かつ図１からも明らかなように第１巻取りローラ体１０よりも所定量上方に設けられる。このようにすることで巻取り可能なスクラップＳ（スクラップロール）の最大外径を大きくしつつ、このスクラップ巻取り装置１をコンパクト化することができる。なお、第２巻取りローラ体１１は第１巻取りローラ体１０と基本的に同一構造であるから、詳細な説明を省略する。

揺動体２０は、軸受を介してフレーム２に対して揺動（回転）可能に設けられた水平方向に延びる支軸２１と、連結部材２２，２２を介して支軸２１に連結され、支軸２１と一体的に揺動する水平方向に延びる従動軸２３と、従動軸２３に回転自在に外嵌されたフリーローラ２４とで主要部が構成される。支軸２１の長手方向の一端部（基端部）には、後述する制御機構４０のカム部材４１が固定される。支軸２１の長手方向に離隔した二箇所には、スクラップＳの幅方向の移動を規制する規制部２１ａ，２１ａが一体又は別体に設けられている。これにより、巻取りローラ体に対するスクラップＳの巻きズレが防止される。

この揺動体２０は、両巻取りローラ体１０，１１で共用される。すなわち、後述するように、スクラップＳは、この揺動体２０を介してその始端が第１巻取りローラ体１０あるいは第２巻取りローラ体１１に取り付けられる。

ガイド体３０は、フレーム２に固定された水平方向に延びるブラケット３１と、連結部材３３を介してブラケット３１に連結された固定支軸３２と、固定支軸３２に回転自在に外嵌されたフリーローラ３４とで主要部が構成される。このガイド体３０は、第２の巻取りローラ体１１を用いてスクラップＳの巻取りを行う際にのみ用いられる。

つまり、図１に示すように、スクラップＳは、揺動体２０のフリーローラ２４および支軸２１を介して（フリーローラ２４の下側および支軸２１の上側を通過させた後）、その始端が第１巻取りローラ体１０あるいは第２巻取りローラ体１１に取り付けられるが、例えば第１巻取りローラ体１０で巻き取られたスクラップＳが満量となり、スクラップＳの巻取りを第２巻取りローラ体１１で即座に開始するような場合には、スクラップＳが第１巻取りローラ体１０に巻き取られたスクラップロールと干渉してしまい、第２巻取りローラ体１１によるスクラップＳの巻取りを円滑に行うことができなくなる。ガイド体３０は、かかる問題を解消するために設けられている。

なお、図示は省略しているが、ガイド体３０には、両巻取りローラ体１０，１１の何れを使用するかを選択するための切り替えスイッチが設けられている。

揺動体２０の支軸２１には、巻取りローラ体１０，１１の駆動・停止等を制御するための制御機構４０が接続される。制御機構４０は、図４（ａ）に示すように、支軸２１の基端部に固定され、支軸２１と一体的に回転（揺動）するカム部材４１と、支持部材４３と、一端（シリンダロッド４２ａ）がカム部材４１の先端部に固定され、他端が支持部材４３に固定されたエアシリンダ４２と、バルブ４４とで主要部が構成される。カム部材４１は、揺動体２０の連結部材２２と平行配置され、従い、連結部材２２と平行な状態を保ったまま揺動する（図４（ｂ）を参照）。バルブ４４にはスイッチ部４４ａが設けられており、カム部材４１が回転することによってカム部材４１の先端部がスイッチ部４４ａに接触すると、バルブ４４が閉じられてエアー源から第１巻取りローラ体１０の駆動用エアーモータ（あるいは第２巻取りローラ体１１の駆動用エアーモータ）へのエアー供給が遮断され、巻取りローラ体が停止するように構成されている。

以上の構成を有するスクラップ巻取り装置１の動作を以下説明する。なお、（ａ）準備段階、（ｂ）巻取り段階、および（ｃ）巻取りローラ変更段階とに分けて説明を行う。

（ａ）準備段階
この段階では、スクラップＳの始端を第１巻取りローラ体１０に取り付ける。第１巻取りローラ体１０に対するスクラップＳの取り付けは、図１に示すように、揺動体２０のフリーローラ２４および支軸２１を介して（フリーローラ２４の下側および支軸２１の上側を通過させた後）、その始端を第１巻取りローラ体１０に取り付けることにより行われる。

（ｂ）巻取り段階
上流側から送り出されたスクラップＳに弛みがあり、揺動体２０に所定の引張り力が作用していない状態では、第１巻取りローラ体１０が回転駆動してその外周にスクラップＳを巻き取る。スクラップＳが巻き取られ、スクラップＳに所定の引張り力が付与されるのに伴い、揺動体２０およびカム部材４１が一体的に回転してカム部材４１の先端部がバルブ４４のスイッチ部４４ａに接触すると、第１巻取りローラ体１０の駆動用エアーモータへのエアー供給が遮断され、第１巻取りローラ体１０によるスクラップＳの巻取りが停止する。第１巻取りローラ体１０によるスクラップＳの巻取りが停止した状態で上流側からスクラップＳが送り出されることによってスクラップＳに弛みが生じ、揺動体２０に所定の引張り力が作用しなくなると、エアシリンダ４２のシリンダロッド４２ａが後退動作し、これに追従してカム部材４１が反時計回りに回転する。カム部材４１の反時計回りの回転が進行して、カム部材４１とスイッチ部４４ａとの接触状態が解除されると、第１巻取りローラ体１０の駆動用エアーモータへのエアー供給、すなわち第１巻取りローラ体１０によるスクラップＳの巻取りが再開される。

以上のように、スクラップＳに弛みが生じる都度スクラップＳの巻取りを行い、巻取り装置１と、これの上流側に配置されたトリミング装置（図５を参照）との間に介在するスクラップＳに所定の引張り力を付与し、スクラップＳに過剰な弛みが生じないようにすることにより、いわゆる抜きズレの問題が効果的に解消される。

（ｃ）巻取りローラ変更段階
以上に示す巻取り動作の繰り返しにより、第１巻取りローラ体１０の外周に巻き取られたスクラップＳが満量になると（スクラップロールが最大外径に達すると）、スクラップＳの巻取りローラ体を、第１巻取りローラ体１０から第２巻取りローラ体１１へと切り替える。この切り替えは、スクラップＳを一旦切断し、スクラップＳの始端を第２巻取りローラ体１１に取り付けることにより行う。なお、第２巻取りローラ体１１へのスクラップＳの取り付けに際し、スクラップＳは、ガイド体３０のフリーローラ３４の下側を通過させる。これにより、上述したように、第１巻取りローラ体１０に巻き取られたスクラップＳ（スクラップロール）と、第２巻取りローラ体１１で巻き取られるべきスクラップＳとの干渉が防止される。またこのとき、ガイド体３０に設けた図示しない切り替えスイッチを操作し、第１巻取りローラ体１０の駆動用エアーモータに対してエアーが供給されるようになっていたエアー回路を、第２巻取りローラ体１１の駆動用エアーモータに対してエアーが供給されるように切り替える。

そして、第２巻取りローラ体１１によるスクラップＳの巻取りが開始された後、第１巻取りローラ体１０の把手１４を引っ張って、第１巻取りローラ体１０の先端部を縮径させ、第１巻取りローラ体１０の外周に巻き取られたスクラップＳ（スクラップロール）を第１巻取りローラ体１０から取り外す。

以上に示すように、２つの巻取りローラ体１０，１１を設け、スクラップＳの始端を何れか一方の巻取りローラ体に取り付け可能としておけば、一方の巻取りローラ体に巻き取られたスクラップＳが満量に達した時点でスクラップを切断し、この切断されたスクラップＳの始端を他方の巻取りローラ体に取り付け、当該他方の巻取りローラ体でスクラップＳの巻取りを開始することができる。そのため、スクラップＳに対して、ほぼ連続的に所定の引張り力を付与することができる。そして、一方の巻取りローラ体に巻き取られたスクラップＳは、他方の巻取りローラ体でスクラップＳの巻取りを開始した後に取り外せば良い。従って、スクラップＳに対して所定の引張り力が長時間に亘って付与されないことに起因して生じる製品の抜きズレ問題を効果的に解消することができる。

また、巻取りローラ体１０，１１の長手方向の先端部を縮径可能に構成したことから、スクラップＳ（スクラップロール）の取り外し時にはその先端部を縮径させて取り外しを容易化できる一方で、スクラップＳの巻取り時には、スクラップＳの巻きズレを防止することができる。

本発明に係る熱成形装置用スクラップ巻取り装置の一実施形態を示す正面図である。 図１に示すスクラップ巻取り装置の右側面図である。 図１の部分拡大斜視図である。 （ａ）図は図１に示すスクラップ巻取り装置の部分背面図、（ｂ）図はスクラップ巻取り装置の作動状態を示す図である。 従来構成の熱成形装置におけるトリミングからスクラップ巻取りに至る一連の工程を模式的に示す図である。 従来構成の熱成形装置用スクラップ巻取り装置によるスクラップの巻上げ状態を示す図である。

符号の説明

１ （熱成形装置用）スクラップ巻取り装置
１０ 第１巻取りローラ体
１１ 第２巻取りローラ体
２０ 揺動体
３０ ガイド体
４０ 制御機構
４１ カム部材
Ｓ スクラップ

Claims (3)

1. 樹脂シートに所定間隔で熱成形された成形品をトリミングすることにより、送り出されるスクラップを巻取るための巻取りローラ体を備える熱成形装置用スクラップ巻取り装置であって、
   第１の巻取りローラ体と、第２の巻取りローラ体とを備え、スクラップの始端を何れか一方の巻取りローラ体に取り付け可能としたことを特徴とする熱成形装置用スクラップ巻取り装置。
2. 両巻取りローラ体は、その長手方向の先端部が縮拡径可能に構成された請求項１記載の熱成形装置用スクラップ巻取り装置。
3. 両巻取りローラ体の設置高さを相互に異ならせた請求項１記載の熱成形装置用スクラップ巻取り装置。

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