JP2011088738A - テンター装置 - Google Patents

Abstract

【課題】テンター装置の安全を確保でき、また、左右一対のテンターチェーンの幅方向の間隔距離を高い精度で調整できるテンター装置を提供する。
【解決手段】テンター装置１０は、左右一対のテンターチェーン１２，１４の間隔を調整ネジ３２によって調整し、各調整ネジ３２における左テンターチェーン１２の拡縮角度を計算し、この拡縮角度が設定角度を超えた場合には報知信号を出力する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、フィルム等の基材を幅方向に延伸させるテンター装置に関するものである。

従来より、基材を幅方向に延伸させる場合には、テンター装置における左右一対のテンターチェーンの間隔を搬入口から搬出口に向かうほど順番に広くして、それら左右一対のテンターチェーンの間に基材をクリップ等で取り付け、この基材を加熱しながら幅方向に延伸させる。

この場合に、左右一対のテンターチェーンによって基材を幅方向に延伸させる度合いを調整するために、前後方向における所定間隔毎に、左右一対のテンターチェーンの幅方向の間隔を調整する調整手段が設けられている。

例えば、特許文献１には、左右一対のテンターチェーンの前後方向における所定間隔毎に調整ネジを設け、これら各調整ネジを使用者が回転させて、幅方向の間隔を調整する構成が開示されている。

また、特許文献２、３においては、その幅方向の調整を行う調整ネジを、モータによって回転させる構成が開示されている。

特開昭４７−４０４８ 特開平１１−１０７２８ 特開２００２−２０００７号公報

従来のテンター装置においては、左右一対のテンターチェーンの間隔を調整することができるが、テンターチェーンの機械的強度を考慮することが困難であり、テンターチェーンを破損させたりする問題点があった。

また、最近の液晶表示装置等の平面表示装置に使用される光学系フィルムにおいては、その延伸寸法の精度が、従来よりも高く要求される。しかし、手動による調整ネジの調整やインバータ駆動のモータによる調整だけでは１０ｍｍ単位の延伸寸法の調整が限界であり、これより高い１ｍｍ単位の延伸寸法の精度の要求を満たせないという問題点があった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、テンター装置の安全を確保でき、また、左右一対のテンターチェーンの幅方向の間隔距離を高い精度で調整できるテンター装置を提供する。

本発明は、左右一対のテンターチェーンの間に基材を前後方向に走行させて、前記基材を幅方向に延伸させるテンター装置において、前後方向における所定間隔毎に設けられ、かつ、前記左テンターチェーンと前記右テンターチェーンの幅方向の間隔を調整する複数の調整ネジと、前記各調整ネジをそれぞれ回転させる複数のサーボモータと、前記各サーボモータにそれぞれ設けられた位置検出手段と、前記各位置検出手段からのそれぞれの出力値に基づいて、前記調整ネジの位置における前記幅方向の間隔距離をそれぞれの計算する第１制御手段と、前記間隔距離と、隣接する前記調整ネジ間における前記左テンターチェーン又は前記右テンターチェーンの長さとから、前記調整ネジの位置における前記左テンターチェーン又は前記右テンターチェーンの前後方向に対する傾きを、前記調整ネジの位置毎にそれぞれ計算する第２制御手段と、一の前記調整ネジの前記傾きから、一の前調整ネジと隣接する前記調整ネジの前記傾きを差し引いて、一の前記調整ネジの位置における前記左テンターチェーン又は前記右テンターチェーンの拡縮角度を計算する第３制御手段と、前記各調整ネジの位置における前記拡縮角度の中で少なくとも一つの前記拡縮角度が、設定角度を超えた場合には報知信号を出力する報知手段と、を有したことを特徴とするテンター装置である。

本発明によれば、拡張角度が設定角度を越えた場合には報知信号が出力されるため、使用者はそれに基づいてテンター装置の安全を確保できる。また、サーボモータで調整するために、左右一対のテンターチェーンの幅方向の間隔距離を高い精度で調整できる。

本発明に係る一実施例のテンター装置の平面図である。 本実施例の左右一対のテンターチェーンの間隔を説明した図である。

以下、本発明の一実施例のテンター装置１０について、図１及び図２に基づいて説明する。

（１）テンター装置１０の構成
本実施例のテンター装置１０の構成について、図１に基づいて説明する。図１は、テンター装置１０の平面図である。

テンター装置１０は、不図示の熱処理室内部に配され、フィルムＦを搬入口から搬入して前後方向に走行させ、加熱してフィルムＦを幅方向に延伸させる。フィルムＦとしては、例えば、液晶表示装置等に使用される光学系フィルムであり、エンプラフィルム、ポリプロピレン、塩化ビニルデン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン、ポロエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリアミド、ポリカーボネイド、ＣＯＰ、ＴＡＣ、ＰＶＡ、フッ素樹脂、ＰＥＮ、ＰＭＭＡなどである。

テンター装置１０には、左右一対の左テンターチェーン１２と右テンターチェーン１４とが設けられている。この左テンターチェーン１２は、左前プーリ１６と、駆動プーリである左後プーリ１８との間に架け渡されている。左後プーリ１８は、左駆動モータ４４によって回転する。右テンターチェーン１４も同様に右前プーリ２０と、駆動プーリである右後プーリ２２との間に架け渡されている。右後プーリ２２は、右駆動モータ４６によって回転する。なお、左駆動モータ４４と右駆動モータ４６は、一台の駆動モータで兼用してもよい。

左テンターチェーン１２には、所定間隔毎に左クリップ２４が設けられ、右テンターチェーン１４にも所定間隔毎に右クリップ２６が設けられている。これら左右クリップ２４，２６は、フィルムＦの耳部を把持しつつ、左右テンターチェーン１２，１４が駆動することにより前後方向に移動する。

左テンターチェーン１２を走行可能に支持する左チェーン支持部２８が所定間隔毎に設けられている。また、右テンターチェーン１４を走行可能に支持する右チェーン支持部３０が、左チェーン支持部２８と相対向するように所定間隔毎に設けられている。左チェーン支持部２８には、左右方向（幅方向）に雌ネジ部が貫通し、右チェーン支持部３０にも同様に雌ネジ部が貫通している。左チェーン支持部２８と右チェーン支持部３０のそれぞれの雌ネジ部を１本の調整ネジ３２が貫通している。この調整ネジ３２は、左側と右側で雄ネジ部の刻み方向が反対であり、この調整ネジ３２を所定角度回転させると、左チェーン支持部２８と右チェーン支持部３０が、フィルムＦの搬送路の中心を境にそれぞれ左右対称に幅方向に移動する。図１では、例示として、搬入口側から７本の調整ネジ３２−１，３２−２、・・・・、３２−７が記載されている。

各調整ネジ３２−１、３２−２、・・・、３２−７には、この調整ネジ３２−１、３２−２、・・・、３２−７を一定の回転数だけ回転させるためのサーボモータ３４−１、３４−２、・・・、３４−７が連結されている。サーボモータ３４とは、サーボ機構において位置、速度等を制御する用途に使用するモータの総称であり、例えば、同期電動機（ブラシレスＤＣモータ、ＳＭ型）、誘導電動機（ＩＭ型）等のＡＣサーボモータ、ブラシ付きＤＣモータ等のＤＣサーボモータ、クローズ制御したステッピングモータ等があり、位置制御を行うことが可能なインバータ制御の誘導電動機でもよい。

各サーボモータ３４−１、３４−２、・・・、３４−７には、それぞれパルスジェネレータ３６−１、３６−２、・・・、３６−７が設けられ、各サーボモータ３４の回転数を計測して、パルス信号として出力する。

各サーボモータ３４−１、３４−２、・・・、３４−７と各パルスジェネレータ３６−１、３６−２、・・・、３６−７は、制御装置３８に接続されている。この制御装置３８には、入力手段と表示手段を兼ねるタッチパネル４０が接続されている。また、後から説明する警報を出力するための報知手段であるスピーカー４２が接続されている。

（２）テンター装置１０の制御方法
次に、図１と図２を用いてテンター装置１０の制御方法について説明する。図２は、左右一対のテンターチェーン１２，１４の間隔を示した図面である。

まず、使用者は、タッチパネル４０を用いて、各調整ネジ３２の位置における幅方向の間隔距離Ｗ１、Ｗ２、・・・・、Ｗ７を設定する。また、使用者は、幅方向の間隔距離Ｗ１、Ｗ２、・・・・、Ｗ７は、１ｍｍ単位、必要によっては０．１ｍｍ単位で設定する。

次に、制御装置３８は、その設定された各調整ネジ３２−１、３２−２、・・・、３２−７の位置における幅方向の間隔距離Ｗ１、Ｗ２、・・・・、Ｗ７に基づいて、各サーボモータ３４−１、３４−２、・・・、３４−７を回転させることにより調整ネジ３２−１、３２−２、・・・、３２−７を回転させて、左右一対のテンターチェーン１２，１４を左右対称に移動させる。この場合に、各サーボモータ３４−１、３４−２、・・・、３４−７は全て同時に回転して、各調整ネジ３２−１、３２−２、・・・、３２−７の調整を同時に行う。

また、制御装置３８は、サーボモータ３４で位置決めをする場合に、間隔距離を必ず縮小方向へ移動させた状態で終了させる。例えば、間隔距離を１０００ｍｍから９００ｍｍに移動する場合は、１０００ｍｍ、９９９ｍｍ、・・・、９００ｍｍと移動して停止する。一方、間隔距離を９００ｍｍから１０００ｍｍに広げる場合には、９００ｍｍ、９０１ｍｍ、・・・・、１０００ｍｍ、１００１ｍｍ、１００２ｍｍ、そして、再び縮小させて１００１ｍｍ、１０００ｍｍの状態で停止させる。これによって、機械のバックラッシュをキャンセルできる。

また、制御装置３８は、目的の幅方向の間隔距離の位置（以下、目的位置という）に調整した後は、サーボモータ３４はブレーキトルクを掛けて、左右一対のテンターチェーン１２，１４が、その目的位置から移動しないように位置決め制御する。

また、制御装置３８は、サーボモータ３４の駆動電流を常に検知し、その駆動電流から駆動トルクを求めてタッチパネル４０に表示する。

また、制御装置３８は、タッチパネル４０には、幅方向の間隔距離Ｗ１、Ｗ２、・・・・、Ｗ７がデジタル表示される。

（３）テンター装置１０の異常時
上記のように、左右一対のテンターチェーン１２，１４の幅方向の間隔距離を調整ネジ３２によって調整する。しかし、左テンターチェーン１２を一つの位置で曲げ過ぎた場合には、左テンターチェーン１２を破壊することがある。右テンターチェーン１４も同様である。そのため、それを防止するための手段をテンター装置１０は有している。

まず、制御装置３８には、図２に示すように、第１の調整ネジ３２−１と第２の調整ネジ３２−２の距離Ｌ１、第２の調整ネジ３２−２と第３の調整ネジ３２−３の距離Ｌ２、以下同様に各距離Ｌ３〜Ｌ６がそれぞれ記憶されている。

制御装置３８は、サーボモータ３４−１、３４−２、・・・、３４−７を回転させて各調整ネジ３２−１、３２−２、・・・、３２−７を回転させている場合に、パルスジェネレータ３６−１、３６−２、・・・、３６−７からのパルス値に基づいて、現在の幅方向の間隔距離Ｗ１〜Ｗ７を常に計測している。

制御装置３８は、予め記憶しているＬ１とＷ１とＷ２から、左テンターチェーン１２の第１の調整ネジ３２−１における左テンターチェーン１２の前後方向に対する傾きＡ１を下記の（１）式に基づいて計算する。なお、傾きＡは左右対称のため右テンターチェーン１４でも同じ値となる。

Ａ１＝ｓｉｎ^−１（Ｗ２−Ｗ１）／（２＊Ｌ１） ・・・（１）

第２調整ネジ３２−２の傾きＡ２も同様に計算し、以下同様に第６の調整ネジ３２−６の傾きＡ６まで計算する。

隣接する調整ネジ３２−１での傾きＡの差である拡縮角度Ｂ１を下記の（２）式で計算する。

Ｂ１＝Ａ２−Ａ１ ・・・（２）

第２調整ネジ３２−２の拡縮角度Ｂ２も同様に計算し、以下同様に第６の調整ネジ３２−６の拡縮角度Ｂ６まで求める。

この求めた拡縮角度Ｂ１〜Ｂ６の中で、一つでも設定角度Ｃよりも大きくなった場合には、左テンターチェーン１２及び右テンターチェーン１４が破損するる可能性があるため、制御装置３８はタッチパネル４０の表示及びスピーカー４２からの警報音によってその旨を知らせる。例えば、図２の場合には、傾きＡ２が大きいため、拡縮角度Ｂ１が設定角度Ｃを超えたとして警告する。なお、このときに安全のために、サーボモータ３４を停止させてもよい。

（３）効果
本実施例によれば、設定角度Ｃを超えたという警告で、使用者はテンター装置１０の安全を確保することができる。また、この設定角度Ｃを、テンター装置１０の安全を確保する角度に設定するだけなく、フィルムＦの品質を維持する角度を考慮した角度に設定すれば、フィルムＦの品質を維持こともできる。すなわち、テンター装置１０の安全を確保できる範囲ではあるが、拡縮角度Ｂが大きすぎると、フィルムＦを引っ張れすぎて品質が落ちる場合がある。そのため、テンター装置１０の安全を確保でき、かつ、フィルムＦの品質を維持できる角度に設定角度Ｃを設定する。

また、サーボモータ３４の駆動電流を常に検知し、その駆動電流から駆動トルクを求めてタッチパネル４０に表示する。これによって、機械的な負荷の増大をリアルタイムで確認することができ、駆動トルクに関しても設定トルク以上になった場合に、タッチパネル４０の表示及びスピーカー４２の警告音で使用者に知らせることができる。

また、７本の調整ネジ３２を同時に動作させるため、左右一対のテンターチェーン１２，１４の間隔を短時間で調整することができる。例えば、２分〜３分で調整することができる。

また、タッチパネル４０には、幅方向の間隔の距離がデジタル表示されるため、使用者はその間隔を把握できる。

また、電源がオフになった場合でも、現在の間隔を記憶しておけば、起動時に呼び出すことができる。

また、サーボモータ３４を用いているため、１．０ｍｍ又は０．１ｍｍ単位で位置決めすることができ、フィルムＦを目的の幅に延伸することができる。

また、テンター装置１０の動作中においては、サーボモータ３４にブレーキトルクが動作しているため、熱処理中に左右一対のテンターチェーン１２，１４の幅が変わることがない。

（４）変更例
本発明は上記各実施形態に限らず、その主旨を逸脱しない限り種々に変更することができる。

上記実施例では、クリップを用いたテンター装置１０を用いたが、これに限らずピンテンター装置にも用いてもよい。

上記実施例では、バッククラッシュを防止するために縮小方向時には停止し、拡張する場合には一旦オーバーさせたが、これに代えて拡大する場合には停止させ、縮小時には一旦オーバーラップさせて最終位置に停止させてもよい。

上記実施例では、複数のサーボモータ３４が全て同時に回転して、各間隔を全て同時に調整したが、これに代えてそれぞれのサーボモータ３４を順番に回転させて、各間隔を調整してもよい。

上記実施例では、一つのサーボモータ３４を回転させて、左右一対のテンターチェーン１２，１４の幅方向の間隔距離を調整ネジ３２によって調整したが、これに代えて、左テンターチェーン１２用の左調整ネジを左サーボモータで回転させ、右テンターチェーン１４用の右調整ネジを右サーボモータで回転させてもよい。

上記実施例では、フィルムＦを幅方向のみに延伸させたが、これに代えて、フィルムＦを縦横の同時２軸延伸させてもよい。

上記実施例では、位置検出手段として、パルスジェネレータを使用したが、これに限らず、位置が検出できるものであればよく、例えば、レゾルバ、インクリメタルエンコーダ、アプソリュートエンコーダ、ポテンショメータでもよい。

入力手段と表示手段として、タッチパネルを使用したが、これに限らず、入力手段としては、例えば、キーボード、マウスなどを使用してもよく、また、表示手段としては、例えば、液晶表示装置、ＣＲＴなどを使用してもよい。

１０ テンター装置
１２ 左テンターチェーン
１４ 右テンターチェーン
３２ 調整ネジ
３４ サーボモータ
３６ パルスジェネレータ
３８ 制御装置

Claims (5)

1. 左右一対のテンターチェーンの間に基材を前後方向に走行させて、前記基材を幅方向に延伸させるテンター装置において、
   前後方向における所定間隔毎に設けられ、かつ、前記左テンターチェーンと前記右テンターチェーンの幅方向の間隔を調整する複数の調整ネジと、
   前記各調整ネジをそれぞれ回転させる複数のサーボモータと、
   前記各サーボモータにそれぞれ設けられた位置検出手段と、
   前記各位置検出手段からのそれぞれの出力値に基づいて、前記調整ネジの位置における前記幅方向の間隔距離をそれぞれの計算する第１制御手段と、
   前記間隔距離と、隣接する前記調整ネジ間における前記左テンターチェーン又は前記右テンターチェーンの長さとから、前記調整ネジの位置における前記左テンターチェーン又は前記右テンターチェーンの前後方向に対する傾きを、前記調整ネジの位置毎にそれぞれ計算する第２制御手段と、
   一の前記調整ネジの前記傾きから、一の前調整ネジと隣接する前記調整ネジの前記傾きを差し引いて、一の前記調整ネジの位置における前記左テンターチェーン又は前記右テンターチェーンの拡縮角度を計算する第３制御手段と、
   前記各調整ネジの位置における前記拡縮角度の中で少なくとも一つの前記拡縮角度が、設定角度を超えた場合には報知信号を出力する報知手段と、
   を有したことを特徴とするテンター装置。
2. 前記各サーボモータは、前記間隔を調整した後、前記各調整ネジが回転しないように停止トルクをかける、
   ことを特徴とする請求項１に記載のテンター装置。
3. 前記各サーボモータは、前記間隔を所定の距離で停止させる場合に、前記間隔が縮小しているときは前記所定の距離で停止させ、前記間隔が拡大しているときは前記所定の距離よりも一旦拡大させた後に再び縮小させて前記所定の距離で停止させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のテンター装置。
4. 前記各サーボモータは、前記間隔を所定の距離で停止させる場合に、前記間隔が拡大しているときは前記所定の距離で停止させ、前記間隔が縮小しているときは前記所定の距離よりも一旦縮小させた後に再び拡大させて前記所定の距離で停止させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のテンター装置。
5. 複数の前記サーボモータが全て同時に回転して、前記間隔を全て同時に調整する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のテンター装置。

Images