JP2011225364A - ウェブガイド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】紙粉や埃などが飛散している環境で使用しても、円滑な動作とウェブから加わる力に対する耐久性を確保することができるウェブガイド装置を提供する。
【解決手段】ベース２の基準面２ｓと直交する軸周りに揺動する揺動フレーム４と、ベース２に対する揺動フレーム４の移動を支持する支持部４０と、を備えており、支持部４０が、ベース２に設けられた、ベース２の基準面２ｓと平行な転動面を有する基礎部材４１と、基礎部材４１の転動面を転動するように、揺動フレーム４に配設されたローラ４６と、を備えており、基礎部材４１の転動面は、その軸方向が、揺動フレーム４の揺動軸３を中心とする円弧と交差するように形成されており、ローラ４６は、その幅が基礎部材４１の転動面の幅よりも広くなっており、揺動フレーム４が揺動すると、揺動フレーム４の揺動軸３を中心とする円弧に沿って移動するように配設されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウェブガイド装置に関する。紙、不織布、フィルム、鋼板等の帯状とされた素材（以下、ウェブという）の製造ラインや所要の加工ラインにおいて、ウェブの走行時には、ローラの不釣り合いや、リールの芯ずれなどに起因してウェブが蛇行を生じる場合があり、かかるウェブの蛇行は、生産速度の低下や不良品の発生などを生じさせる原因となる。このため、かかるウェブの走行時における蛇行を適正に修正するために、ウェブガイド装置が使用される。
本発明は、かかるウェブの走行時における蛇行を適正に修正するためのウェブガイド装置に関する。

ウェブガイド装置として、ウェブが巻きかけられた一対のローラを備えた揺動フレームを有し、この揺動フレームを揺動させることによってウェブの蛇行を防止する装置が開発されている（特許文献１）。

特許文献１には、図６（Ａ）に示すように、一対のロ−ラ105，105を備えた可動テ−ブル104（揺動フレームに相当する）を備えたウェブガイド装置100が開示されている。このウェブガイド装置100では、可動テ−ブル104が、揺動軸103によって左右（図６では上下方向）に揺動可能に設けられており、この可動テ−ブル104の先端（揺動軸103から離れた位置）には、ホルダ−111によって支持されたガイドボ−ル112が設けられている。
かかる構成とすれば、可動テ−ブル104を揺動させたときに、可動テ−ブル104の先端がガイドボ−ル112によって支持されるので、可動テ−ブル104をスムースに揺動させることができ、ウェブの蛇行を防止することができる。

また、特許文献１には、図６（Ｂ）に示すように、一対のロ−ラ205，205を備えた可動テ−ブル204の移動を、リンク機構210によって支持するようにしたウェブガイド装置200も開示されている。リンク機構210は、可動テ−ブル204および基台202に設けられた一対の軸211，212と、この一対の軸211，212に対して回動可能に連結されかつ一対の軸211，212の間で屈曲可能に設けられたリンク部材213を備えている。
このウェブガイド装置200でも、可動テ−ブル104を揺動させたときに、可動テ−ブル204の先端がリンク機構210によって支持されるので、可動テ−ブル204をスムースに揺動させることができる。

しかるに、上記ウェブガイド装置100では、製紙工場等のように紙粉や埃などが飛散している場所で使用した場合、ホルダ−111とガイドボ−ル112との間に紙粉等が入り込んで、詰まる可能性がある。すると、ガイドボ−ル112が円滑に移動できなくなったり、最悪の場合、ガイドボ−ル112が動かなくなってしまう可能性がある。すると、揺動フレーム104を揺動できなくなるので、ウェブＷの蛇行を防ぐことができなくなってしまう。

一方、ウェブガイド装置200では、一対の軸211，212を軸受等によってリンク部材213と連結しているので、ガイドボ−ル112をホルダ−111に保持しているウェブガイド装置100に比べて、紙粉等に対する耐久性は高い。
しかし、ウェブガイド装置200では、一対のロ−ラ205，205に巻き掛けられているウェブから一対の軸211，212の軸方向に力が加わるが、この力に対しては、図６（Ａ）のウェブガイド装置100よりも耐久性が劣る。

以上のごとく、現存するウェブガイド装置では、紙粉等に対する耐久性とウェブから加わる力に対する耐久性の両方をある程度は満たしているが、両方の耐久性をより高いレベルで満たすウェブガイド装置が求められている。

特開２０００−１２８４０８号

本発明は上記事情に鑑み、紙粉や埃などが飛散している環境で使用しても、円滑な動作とウェブから加わる力に対する耐久性を確保することができるウェブガイド装置を提供することを目的とする。

第１発明のウェブガイド装置は、連続して搬送されるウェブの蛇行を防ぐための装置であって、ベースと、前記ベースの基準面と直交する軸周りに揺動する揺動フレームと、該揺動フレームに設けられた、前記ウェブが巻き掛けられる、前記ベースの基準面と平行な回転軸を有するウェブ用ローラと、該揺動フレームと前記ベースとの間に設けられた、前記ベースに対する前記揺動フレームの移動を支持する支持部と、を備えており、該支持部が、前記ベースに設けられた、該ベースの基準面と平行な方向に沿って延びた転動面を有する基礎部材と、該基礎部材の転動面を転動するように、前記揺動フレームに配設されたローラと、を備えており、前記基礎部材の転動面は、その軸方向が、前記揺動フレームの揺動軸を中心とする円弧と接する又は交差するように形成されており、前記ローラは、その幅が前記基礎部材の転動面の幅よりも広くなっており、前記揺動フレームが揺動すると、該揺動フレームの揺動軸を中心とする円弧に沿って移動するように配設されていることを特徴とする。
第２発明のウェブガイド装置は、第１発明において、前記基礎部材が、前記ベースの基準面と平行な方向に沿って延びた長孔であって、前記ローラが配置される収容孔を備えており、該収容孔においてその軸方向に沿って延びた互いに対向する一対の内面に、前記転動面が一対形成されており、該収容孔内に前記ローラが配置されていることを特徴とする。

第１発明によれば、揺動フレームが、ベースの基準面と直交する軸周りに揺動するので、ウェブの幅方向の端部の位置がずれても、ウェブを所定の位置に戻すことができる。しかも、揺動フレームに設けられたローラは、基準面と平行な転動面上を転動するように設けられているので、揺動フレームを安定した状態で揺動させることができる。そして、ローラと転動面との面接触によってウェブから加わる力を支持するので、ウェブから加わる力に対する耐久性も高くすることができる。また、ローラは、転動面の軸方向と接する又は交差するように転動するので、転動面に紙粉等が堆積しても、ローラによって紙粉等を転動面から除去できる。よって、紙粉等が飛散している環境で使用しても、紙粉等によって揺動フレームの揺動不良などが生じにくく、紙粉等に対する耐久性も高くすることができる。
第２発明によれば、装置をどのような向きに配置しても、ローラを転動面に接触させることができるから、装置を設ける設備のレイアウト等の自由度を高くできる。

本実施形態のウェブガイド装置１の概略平面図である。 本実施形態のウェブガイド装置１の概略側面図である。 支持部４０の拡大説明図である。 揺動フレーム４の揺動状態と支持部４０の状態との関係を示した概略説明図である。 （Ａ）ローラ４６と転動面41hとの相対的な位置関係を示した図であり、（Ｂ）はローラ４６と転動面41hとの間に生じる力の関係を示した図である。 従来のウェブガイド装置の概略説明図である。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明のウェブガイド装置は、例えば、紙、不織布、フィルム、鋼板等が帯状になったウェブ等（以下、単にウェブという）を搬送する搬送経路に設けられる装置であり、ウェブがその幅方向に移動する現象、いわゆる蛇行が発生することを防ぐために使用されるものである。
そして、本発明のウェブガイド装置では、紙粉や埃等が飛散する環境で使用しても、円滑な動作を長期間持続できるようにしたことに特徴を有している。

（ウェブガイド装置１の概略）
まず、本実施形態のウェブガイド装置１の概略を説明する。
図１および図２において、符号２は、ウェブの製造ライン等に設けられた本実施形態のウェブガイド装置１のベースを示している。このベース２を図示しないフレーム等に固定することによって、ウェブガイド装置１は製造ライン等に設置されるのである。例えば、ウェブガイド装置１は、ベース２の上面２ｓが略水平になるように、フレーム等に固定することができる。

このベース２の上方には、揺動フレーム４が設けられている。この揺動フレーム４は、その一端部（図１では上端部）が、前記ベース２の上面に立設された揺動軸３に取り付けられている。この揺動軸３は、その中心軸が前記ベース２の上面２ｓと直交するように配設されており、揺動フレーム４は、この揺動軸３の中心軸周りに揺動可能となるように取り付けられている。つまり、揺動フレーム４は、ベース２の上面２ｓ（以下、ベース２の基準面２ｓという）と平行な面に沿って揺動可能となるように、揺動軸３に取り付けられているのである。

図１および図２に示すように、揺動フレーム４には、ウェブＷが巻き掛けられる一対のローラ５，５が配設されている。この一対のローラ５，５は、回転軸が互いに平行かつ、両回転軸がいずれもベース２の基準面２ｓと平行となるように配設されている。言い換えれば、一対のローラ５，５は、その両方の回転軸を含む面が存在し、かつ、その面がベース２の基準面２ｓと互いに平行となるように配設されているのである。
しかも、一対のローラ５，５は、その軸方向における中間点が、揺動軸３の中心軸を含みかつベースの基準面２ｓと直交する平面上に位置するように配設されている。

また、揺動フレーム４の他端部（図１では下端部）には、一対の支持部４０，４０が設けられている。この一対の支持部４０，４０は、揺動フレーム４が揺動軸３の中心軸周りに揺動する際に、揺動フレーム４の他端部を支持するものであるが、詳細は後述する。

そして、図１および図２に示すように、本実施形態のウェブガイド装置１には、一対のローラ５，５にウェブＷが巻き掛けられたウェブＷの幅方向の端部を検出する位置検出センサ１０が設けられている。この位置検出センサ１０は、図示しない制御装置に接続されており、この制御装置では位置検出センサ１０から送信される信号に基づいて揺動フレーム４を揺動させる揺動手段の作動が制御されている。

上記のごとき構成であるから、本実施形態のウェブガイド装置１によれば、ウェブＷが搬送中に幅方向（図１では左右方向）に移動すると、位置検出センサ１０がウェブＷの幅方向の端部の移動を検出し、図示しない制御装置によって揺動手段が作動される。
揺動手段が作動すると、揺動フレーム４が揺動軸３を支点として揺動し、一対のローラ５，５の回転軸をベースの基準面２ｓと平行に揺動させることができる。すると、一対のローラ５，５の回転軸をウェブＷの搬送方向に対して傾けることができるから、ウェブＷと一対のローラ５，５との間にはウェブＷの幅方向に沿った力を発生させることができる。
よって、一対のローラ５，５の回転軸方向に沿ってウェブＷをその幅方向に移動させることができる、つまり、ウェブＷをその幅方向に移動させることができるから、ウェブＷをもとの位置に戻すことができるのである。

なお、上述した揺動手段は、揺動フレーム４を揺動させることができるのであれば、とくに限定されない。例えば、モータやシリンダなどの公知の駆動装置を作動させることによって揺動フレーム４を揺動させる公知の機構を採用することができる。

（支持部４０の説明）
図１に示すように、本実施形態のウェブガイド装置１は、一対の支持部４０，４０を備えている。この一対の支持部４０，４０は、揺動軸３の中心軸を含みかつベースの基準面２ｓと直交する平面に対して対称となる位置に配設されている。

なお、一対の支持部４０，４０は、上記のごとき位置に配設されていなくてもよいが、上記のごとき配置とすれば安定した状態で揺動フレーム４の揺動を支持することができる。
また、支持部４０を設ける数は、必ずしも２つでなくてもよく、１つでもよいし３つ以上設けてもよい。

図３に示すように、支持部４０は、ベース２の基準面２ｓに設けられた基礎部材４１と、揺動フレーム４におけるベース２の基準面２ｓと対向する面（図３では下面、以下、単に下面という）に取り付けられたローラ部材４５とから構成されている。

（基礎部材４１の説明）
図３に示すように、基礎部材４１は、板状の部材をＬ字状に折り曲げて形成された部材である。この基礎部材４１は、その取付部41aの下面をベース２の基準面２ｓに面接触させた状態で取り付けられており、その垂直部41bがベース２の基準面２ｓに対して垂直となるように配設されている。つまり、基礎部材４１は、垂直部41bの表面の法線方向がベース２の基準面２ｓと平行となるように、ベース２の基準面２ｓに取り付けられている。
また、基礎部材４１は、垂直部41bの表面の法線方向が揺動軸３の中心軸を中心とする円弧の接線方向と直交するように配設されている。

図３に示すように、基礎部材４１の垂直部41bには、収容孔41hが形成されている。この収容孔41hは、その軸方向（図３（Ａ）では左右方向）がベース２の基準面２ｓと平行となるように形成された貫通孔である。しかも、収容孔41hにおいて、その中心軸を挟む一対の内面41f（図３（Ａ）では上下の内面41f）は、ベース２の基準面２ｓと平行な平坦面に形成されている。しかも、この一対の内面は、その軸方向が揺動軸３を中心とする円弧の接線方向と平行となるように形成されているが、その理由は後述する。
以下、この収容孔41hにおける一対の内面41fを、転動面41fという。

（ローラ部材４５の説明）
図３に示すように、基礎部材４１の収容孔41h内には、ローラ４６が配置されている。このローラ４６は、揺動フレーム４の下面に固定されたブラケット４７によって、回転自在に支持されている。
このローラ４６は、ブラケット４７に対して、その回転軸46aの延長線が揺動軸３の延長線と交差するように配設されている。つまり、ローラ４６は、その回転軸46aの中心軸が、揺動軸３を含みかつベースの基準面２ｓと直交する平面上に位置するように配設されているのである。
また、ローラ４６には、その幅（回転軸方向の長さ）が、基礎部材４１の垂直部41bの板厚よりも長いもの、つまり、転動面41fの幅よりも長いものが使用されている（図３（Ｂ））。

以上のごとき構成であるので、本実施形態のウェブガイド装置１では、揺動フレーム４を揺動させれば、ローラ４６は、揺動フレーム４の揺動軸３の中心軸を中心とする円弧に沿って、転動面41fを転動しながら移動する。このとき、転動面41fがベースの基準面２ｓと平行であるから、揺動フレーム４が揺動しても、一対のローラ５，５の回転軸はベースの基準面２ｓと平行に維持される。

また、一対のローラ５，５にウェブＷが巻き掛けられているので、一対のローラ５，５を介して、揺動フレーム４には、ベース２に向かって押し付けるような力が加わる。この力は、揺動軸３と一対の支持部４０，４０によって支持される。
本実施形態のウェブガイド装置１では、上記力は揺動フレーム４のローラ部材４５のローラ４６から基礎部材４１に加わる。このとき、ローラ４６の表面と転動面41fとが面接触して力を支持するので、この力に対する支持部４０の耐久性も高くすることができる。

さらに、紙粉等の飛散するような環境で使用した場合、転動面41fに紙粉などが堆積する可能性があり、この堆積した紙粉等によってローラ４６の転動が妨げられる可能性がある。
しかし、本実施形態のウェブガイド装置１では、揺動フレーム４が揺動したときに、ローラ４６は揺動フレーム４の揺動軸を中心とする円弧に沿って移動するのに対して、転動面41fはその軸方向が揺動軸３を中心とする円弧の接線方向と平行となるように形成されている。
このため、ローラ４６は、転動面41fの軸方向と交差するように転動するので、転動面41fに紙粉等が堆積しても、ローラ４６によって紙粉等を転動面41fから除去できる。
よって、紙粉等が飛散している環境で使用しても、転動面41fに紙粉などが堆積することに起因する揺動フレーム４の揺動不良などが生じにくく、紙粉等に対する耐久性を高くすることができる。

ローラ４６によって紙粉等を転動面41fから除去できる理由は以下のとおりである。
図５に示すように、ローラ４６が転動するときには、転動面41fとローラ４６との間にローラ４６を移動させる力Ｆ１とつりあう摩擦力Ｆ２が発生する。ここで、ローラ４６の移動方向は転動面41fの軸方向に対して傾いているので、摩擦力Ｆ２の方向は転動面41fの軸方向に対して傾く。
すると、摩擦力Ｆ２は、転動面41fの軸方向と直交する方向の分力Ｆａを有するので、転動面41f上に紙粉等が積もっても、この分力Ｆａによって紙粉等は転動面41fと直交する方向に掻き出される。
よって、転動面41fに紙粉等が積もっても、ローラ４６の転動によって転動面41fから紙粉等が適宜排出されるので、紙粉等が転動面41fに堆積することに起因する揺動フレーム４の揺動不良などが生じにくく、紙粉等に対する耐久性を高くすることができる。

（基礎部材４１について）
なお、上記基礎部材４１として板状の部材を使用した場合を説明したが、基礎部材４１を形成する材料はとくに限定されない。例えば、ブロック状の部材（ローラ４６の幅よりも広い幅を有するもの等）を基礎部材４１とすることも可能であるが、上述した転動面41fから紙粉等を掻き出す効果を得るために、転動面41fの周囲に、掻き出された紙粉等を排出するための空間（例えば、転動面41fに沿って形成された溝など）を形成しなければならない。しかし、基礎部材４１を板状部材とすれば、貫通孔を形成するだけで、収容孔41h内や転動面41fを形成でき、転動面41fの周囲に紙粉等を排出するための空間も形成されるので、好ましい。

また、転動面41fの幅が細いほど紙粉等が堆積しにくいし、紙粉等を掻き出す効果を効果的に発揮させることができる。よって、基礎部材４１を板状部材とした場合におけるその板厚、つまり、転動面41fの幅は、ローラ４６から加わる荷重に耐えることができる厚さであれば薄い方が好ましい。

また、上記例では、ローラ４６が収容孔41h内に配置されている場合を説明したが、ローラ４６は基礎部材４１の上面等に載せられて、その上面を転動面として転動する構成としてもよい。
しかし、上記のごとき構成とすれば、収容孔41hの軸を挟む両面を転動面として機能させることができる。
すると、ベース２に対して揺動フレーム４が下方に位置するように装置を配置しても（図２と天地が逆な状態）、収容孔41hの内面（図３では上方の内面）を転動面41fとしてローラ４６を転動させることができる。つまり、装置をどのような場所に配置しても、ローラ４６を転動面41fに接触させることができるから、装置を設ける設備のレイアウト等の自由度を高くできる。

なお、ローラ４６を収容孔41h内に配置した場合、ローラ４６に転動面41f上をスムースに転動させるためには、ローラ４６と収容孔41hの内面との隙間Ｄが必要である（図３参照）。この隙間Ｄが小さすぎると、紙粉等が堆積したときにローラ４６をスムースに転動させることができなくなる可能性がある。一方、隙間Ｄが大きすぎると、ベース２に対して揺動フレーム４が下方に位置するように装置を配置したときに、ローラ４６を転動面41fに接触させることができなくなる可能性がある。また、ローラ４６をスムースに転動させるのに適した隙間Ｄは、使用する環境（例えば飛散している紙粉の状態や気温、湿度等）によっても変化する。
よって、隙間Ｄは、装置をどのような方向にむけてもローラ４６を転動面41fに接触させることができ、しかも、使用する環境等においてローラ４６に転動面41f上をスムースに転動させることができる、最適な状態に調整すればよい。

また、上記例では、基礎部材４１は、垂直部41bの表面の法線方向が揺動軸３を中心とする円弧の接線方向と直交するように配設されている場合を説明したが、基礎部材４１は、上述した効果、つまり、ローラ４６が転動したときにローラ４６によって転動面41fから紙粉等を掻き出されるという効果を発揮させることができるように配置されていればよい。つまり、揺動フレーム４が揺動したときに、ローラ４６が転動面41fの軸方向と交差する中心軸周りに回転して転動面41fの軸方向に沿って転動するように、基礎部材４１は配置されていればよい。
具体的には、ローラ４６は、揺動軸３の中心軸を中心とする円弧に沿って転動するので、転動面41fの軸方向が、このローラ４６が通過する円弧状の通路と交差するように形成されていればよい。

本発明のウェブガイド装置は、紙、不織布、フィルム、鋼板等の帯状とされた素材（ウェブ）の製造ラインや所要の加工ラインにおいて、ウェブ走行時におけるウェブの蛇行を適正に修正する装置として好適である。

１ ウェブガイド装置
２ ベース
２ｓ 基準面
３ 揺動軸
４ 揺動フレーム
５ ローラ
３２ シール部材
４０ 支持部
４１ 基礎部材
４１ｈ 収容孔
４１ｆ 転動面
４６ ローラ

Claims (2)

1. 連続して搬送されるウェブの蛇行を防ぐための装置であって、
   ベースと、
   前記ベースの基準面と直交する軸周りに揺動する揺動フレームと、
   該揺動フレームに設けられた、前記ウェブが巻き掛けられる、前記ベースの基準面と平行な回転軸を有するウェブ用ローラと、
   該揺動フレームと前記ベースとの間に設けられた、前記ベースに対する前記揺動フレームの移動を支持する支持部と、を備えており、
   該支持部が、
   前記ベースに設けられた、該ベースの基準面と平行な転動面を有する基礎部材と、
   該基礎部材の転動面を転動するように、前記揺動フレームに配設されたローラと、を備えており、
   前記基礎部材の転動面は、
   その軸方向が、前記揺動フレームの揺動軸を中心とする円弧と交差するように形成されており、
   前記ローラは、
   その幅が前記基礎部材の転動面の幅よりも広くなっており、
   前記揺動フレームが揺動すると、該揺動フレームの揺動軸を中心とする円弧に沿って移動するように配設されている
   ことを特徴とするウェブガイド装置。
2. 前記基礎部材が、
   前記ベースの基準面と平行な方向に沿って延びた長孔であって、前記ローラが配置される収容孔を備えており、
   該収容孔においてその軸方向に沿って延びた互いに対向する一対の内面に、前記転動面が一対形成されており、
   該収容孔内に前記ローラが配置されている
   ことを特徴とする請求項１記載のウェブガイド装置。

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