JP2015020809A - エアターンバー - Google Patents

Abstract

【課題】エアターンバーの消費電力を抑制でき、かつ、容易に加工する。
【解決手段】エアターンバーは、ウェブＷを気体の圧力で支持しつつウェブの搬送を補助する第３エアターンバー１０６であって、曲面１０６ｂを含んで形成される外周面１０６ａと、外周面において、ウェブの搬送方向に離隔して４つ以上設けられ、搬送方向に垂直な方向に延在し、気体が噴出してウェブを外周面から離隔させる長孔１０８、１１０と、を備え、外周面における長孔が形成された部位１０８ａ、１１０ａの面方向、または、部位の接線方向と、長孔からの気体の噴出方向とがなす角θ_１、θ_２は、５０度以上７０度以下の範囲に含まれる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ウェブを搬送するエアターンバーに関する。

近年、ガラスの薄型化が進むにつれて、ガラスの搬送に、フィルムなどのウェブ搬送（ウェブハンドリング）の技術を用いることが可能となっている。ウェブ搬送を遂行するウェブ搬送装置においては、例えば、ローラに巻き付けられたガラス等のウェブがローラから巻き出され、他のローラに巻き取られる過程において、ウェブに対する種々の加工処理が施される（ロールツーロール方式）。

ウェブ搬送装置に用いられるターンバーは、例えば、曲面を含んで形成された外周面を有し、ターンバーの外周面にウェブが巻き掛けられると、外周面に沿ってウェブの搬送方向が変化する。ターンバーのうち、外周面から空気を噴出するエアターンバーは、ウェブとエアターンバー外周面との間の空気の圧力によってウェブを浮上させており、エアターンバー外周面とウェブとが非接触状態に維持される（例えば、特許文献１）。特許文献１では、エアターンバーの外周面のうち、ウェブの搬送方向の両端側に、ウェブの幅方向に延在する第１の長孔（スリット孔）を設けている。また、第１の長孔よりもウェブの搬送方向の中心側に、第１の長孔よりもウェブの幅方向の長さが短く、ウェブの幅方向に離隔する複数の第２の長孔が設けられている。第１の長孔から噴出した空気は、第２の長孔同士の隙間を通って、ウェブの搬送方向の中心側に流入することができ、ウェブの搬送方向の両端側からの空気の流出が抑制される構成となっている。

特開２００９−２４２０２１号公報

上述したように、エアターンバーの外周面に長孔を形成して空気を噴出させ、ウェブを外周面から浮上させるとき、外周面のうち、ウェブの搬送方向の両端側からの空気の漏出が増えると、ウェブが浮上し難くなる。その結果、ウェブの外周面からの浮上量を十分に確保するため、長孔から噴出する空気の流量を増やさなければならず、消費電力の増大化を招いてしまう。また、上述した特許文献１の技術を用いた場合、ウェブの幅方向の長さが異なる複数種類の長孔を、エアターンバーの外周面に形成しなければならず、加工が複雑となってしまっていた。

本発明の目的は、消費電力を抑制でき、かつ、容易に加工することが可能となるエアターンバーを提供することである。

上記課題を解決するために、ウェブを気体の圧力で支持しつつウェブの搬送を補助する本発明のエアターンバーは、曲面を含んで形成される外周面と、外周面において、ウェブの搬送方向に離隔して４つ以上設けられ、搬送方向に垂直な方向に延在し、気体が噴出してウェブを外周面から離隔させる長孔と、を備え、外周面における長孔が形成された部位の面方向、または、該部位の接線方向と、長孔からの気体の噴出方向とがなす角は、５０度以上７０度以下の範囲に含まれることを特徴とする。

長孔は、搬送方向における外周面の中心から、外周面の搬送方向の長さの５０パーセント以上、離隔した位置に設けられてもよい。

長孔は、搬送方向に垂直な方向に離隔して複数設けられてもよい。

本発明によれば、エアターンバーの消費電力を抑制でき、かつ、容易に加工することができる。

ウェブ搬送装置の構造を説明するための説明図である。 第３エアターンバーを説明するための説明図である。 長孔の傾斜角に応じた浮上力を示す説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

以下では、ウェブとして薄いガラスを搬送するウェブ搬送装置について説明する。しかし、ウェブは、ガラスに限らず、金属やプラスチックなどの他の材質で構成されてもよい。

（ウェブ搬送装置１００）
図１は、ウェブ搬送装置１００の構造を説明するための説明図であり、図１（ａ）には、ウェブ搬送装置１００の側面図を示し、図１（ｂ）には、ウェブ搬送装置１００の上面図を示す。

ウェブＷは、長手方向の一端側が送出ロールＲ_１に巻き付けられるとともに、長手方向の他端側が巻取ロールＲ_２に巻き付けられている。不図示のモータによって送出ロールＲ_１および巻取ロールＲ_２が、図１（ａ）中、反時計回りに回転すると、ウェブＷが、送出ロールＲ_１から送り出されるとともに、巻取ロールＲ_２に巻き取られる。

ウェブ搬送装置１００は、送出ロールＲ_１に巻き付けられたウェブＷが、巻取ロールＲ_２に巻き取られるまでのウェブＷの搬送経路に設けられる。ウェブ搬送装置１００を配することで、ウェブＷの中弛みを抑制して張力を維持することが可能となるとともに、ウェブＷの搬送経路を変更することができる。ここでは、詳細な説明は省略するが、ウェブ搬送装置１００を配しウェブＷの搬送経路を変更することで、ウェブＷに対する表面処理（例えば、コーティング）や乾燥処理といった種々の加工処理が、適切に遂行可能となる。

図１に示すように、ウェブ搬送装置１００は、第１エアターンバー１０２と、第２エアターンバー１０４と、第３エアターンバー１０６（エアターンバー）とを含んで構成される。

第１エアターンバー１０２、および、第２エアターンバー１０４は、図１（ｂ）に示すように、ウェブＷの幅（図１（ｂ）中、上下方向の長さ）よりも、ウェブＷの幅方向に長く延在する。

図１（ａ）に示す、第１エアターンバー１０２の外周面１０２ａ、および、第２エアターンバー１０４の外周面１０４ａには、不図示の長孔が設けられており、この長孔は、不図示のブロアなどから供給された空気（気体）を噴出する。また、外周面１０２ａ、１０４ａは、ウェブＷと対向するように形成されており、ウェブＷと外周面１０２ａ、１０４ａとの間の空気の圧力によって、ウェブＷが外周面１０２ａ、１０４ａから面に垂直な方向に離隔した位置に維持される。

第１エアターンバー１０２の外周面１０２ａを介することで、送出ロールＲ_１から搬送されるウェブＷの搬送方向は、外周面１０２ａに沿って変化し、図１（ａ）中、矢印ａの向きから矢印ｂの向きになって、第３エアターンバー１０６に向かってウェブＷが搬送される。同様に、第２エアターンバー１０４の外周面１０４ａを介することで、第３エアターンバー１０６から搬送されるウェブＷの搬送方向は、外周面１０４ａに沿って変化し、図１（ａ）中、矢印ｃの向きから矢印ｄの向きになって、巻取ロールＲ_２に向かってウェブＷが搬送される。

第３エアターンバー１０６は、図１（ａ）に示すように、ウェブＷの搬送経路のうち、第１エアターンバー１０２の下流側であって第２エアターンバー１０４の上流側に配される。第３エアターンバー１０６は、図１（ｂ）に示すように、ウェブＷの幅よりも、ウェブＷの幅方向に長く延在する外周面１０６ａを含んで構成される。

図２は、第３エアターンバー１０６を説明するための説明図であり、図２（ａ）には、第３エアターンバー１０６の斜視図を示し、図２（ｂ）には、第３エアターンバー１０６の上面図を示し、図２（ｃ）には、第３エアターンバー１０６の図２（ｂ）におけるＩＩ（ｃ）‐ＩＩ（ｃ）線断面を示す。

図２（ａ）に示すように、第３エアターンバー１０６の外周面１０６ａは、曲面１０６ｂを含んで構成される。外周面１０６ａのうち、曲面１０６ｂの両端にはそれぞれ平面１０６ｃが形成されている。

曲面１０６ｂは、側面１０６ｄから見たとき、中心角が大凡１８０度の円弧となっており、その両端に設けられた２つの平面１０６ｃは、互いに大凡平行となっている。

第３エアターンバー１０６の内部には、不図示のブロアなどによって空気が供給される流路１０６ｅが形成されている。また、図２（ｂ）に示すように、第３エアターンバー１０６の外周面１０６ａには、複数の孔からなる長孔１０８、１１０（スリット孔）が設けられている。長孔１０８、１１０は、流路１０６ｅに連通し、流路１０６ｅから導かれた空気を噴出する。ただし、図２（ｃ）においては、長孔１０８、１１０と流路１０６ｅとの連通部分については図示を省略する。

第３エアターンバー１０６の外周面１０６ａは、搬送中のウェブＷと対向する面であり、第３エアターンバー１０６は、長孔１０８、１１０から噴出する空気の圧力によって、ウェブＷを外周面１０６ａから面に垂直な方向に離隔した状態で支持する。

ウェブＷは、第３エアターンバー１０６の外周面１０６ａに、空気の圧力で浮上した状態で巻き掛けられており、第３エアターンバー１０６によってウェブＷの搬送方向が反転する。このように、第３エアターンバー１０６は、ウェブＷを空気の圧力で支持しつつウェブＷの搬送を補助する。

長孔１０８と長孔１１０は、実質的に同じ構成の孔であって、長孔１０８は曲面１０６ｂに形成されており、長孔１１０は平面１０６ｃに形成されている。また、長孔１０８、１１０は、外周面１０６ａのうち、ウェブＷの搬送方向（図２（ｂ）中、上下方向）に垂直な方向（図２（ｂ）中、左右方向であって、搬送中のウェブＷの幅方向）に延在している。また、長孔１１０の方が長孔１０８よりも、外周面１０６ａのうち、ウェブＷの搬送方向の両端（一端１０６ｆおよび他端１０６ｇ）側に設けられている。

また、長孔１０８、１１０は、それぞれ、搬送中のウェブＷの幅方向（図２（ｂ）中、左右方向であって、搬送中のウェブＷの幅方向、すなわち、ウェブＷの搬送方向に垂直かつ外周面１０６ａに平行な方向）に離隔して複数、ここでは、３つずつ設けられている。仮に、この３つの長孔をまとめて１つの長孔とすると、長孔が細長くなって加工が困難である。長孔１０８、１１０を、ウェブＷの幅方向に離隔して複数設けることで、長孔１０８、１１０それぞれの加工長さを短く区切ることができ、長孔１０８、１１０を形成する加工が容易となる。また、上記のように３つの長孔をまとめた１つの長孔とすると、外周面１０６ａのうち、ウェブＷの搬送方向に隣り合う２つの長孔の隔壁部分が歪み易い。長孔１０８、１１０を、ウェブＷの幅方向に離隔して複数設けることで、このような歪みを抑制することが可能となる。

長孔１０８と長孔１１０とは、ウェブＷの搬送方向に離隔して、それぞれ２つずつ、合わせて４つ、ウェブＷの搬送方向に並設されている。長孔１０８は、主に、噴出した空気の制圧によってウェブＷを外周面１０６ａから離隔させ、長孔１１０は、主に、外周面１０６ａの一端１０６ｆや他端１０６ｇに、ウェブＷが接触することを防ぐ。

ここで、長孔１０８に供給される空気に対して、長孔１１０に供給される空気が少なくてもよい。これは、長孔１１０から噴出する空気よりも、長孔１０８から噴出する空気の方が、ウェブＷ全体の浮上に寄与するためである。このように、長孔１０８、１１０に対する空気の供給量に差異を設けることで、長孔１０８、１１０それぞれからの空気の噴出量の合計量を減少させ、空気の噴出に要する消費電力を抑制することが可能となる。

また、図２（ｃ）に示すように、外周面１０６ａにおける長孔１０８が形成された部位１０８ａの接線（図２（ｃ）中、破線ｅで示す）方向と、長孔１０８からの空気の噴出方向（図２（ｃ）中、矢印ｆで示す）とがなす角θ_１は、５０度以上７０度以下の範囲に含まれる。ここでは、６０度となっている。

同様に、外周面１０６ａのうち長孔１１０が形成された部位１１０ａの面方向（図２（ｃ）中、破線ｇで示す）と、長孔１１０からの空気の噴出方向（図２（ｃ）中、矢印ｈで示す）とがなす角θ_２は、５０度以上７０度以下の範囲に含まれる。ここでは、６０度となっている。以下、角θ_１、角θ_２をまとめて、単に傾斜角と称す。

図３は、長孔１０８、１１０の傾斜角に応じた浮上力を示す説明図であり、横軸に傾斜角を示し、縦軸に浮上力を示す。ここでは、同じ流量の空気を長孔１０８、１１０から噴出し、長孔１０８、１１０の傾斜角を変化させた場合の浮上力を示す。また、図３のグラフは、図２（ｃ）に示す断面形状における水平方向の単位長さ当たりの浮上力の計算結果を示しているため、浮上力の単位は、単位面積当たりの力（圧力）ではなく、単位長さ当たりの力（Ｎ／ｍ）で示される。

図３に示すように、この計算例においては、傾斜角が９０度となる従来の一般的な構成における浮上力（図３に比較値αで示す）に対し、傾斜角が６０度となる本実施形態の構成は、浮上力（図３に最大値βで示す）は１．２７倍程度の値となる。このように、傾斜角が６０度のときに最も浮上力が高い。また、実施に際しては様々な条件によって浮上力にばらつきが生じることが考えられる。そのため、計算上、傾斜角が９０度の構成に対して差異があっても、実際の浮上力に十分な有意差が生じないおそれがある。そこで、傾斜角が９０度の構成に対して、十分な有意差を生じさせるためには、比較値αの１．１８倍の浮上力（図３に示す下限値γ）以上に、大きな浮上力を発生させる必要があることが確認された。このような浮上力となる傾斜角の範囲は、浮上力が最も高くなる傾斜角６０度に対して、±１０度の範囲となる５０度〜７０度となる。傾斜角を５０度〜７０度とすることで、少ない空気の流量であってもウェブＷを十分に浮上させることができ、空気の噴出に要する消費電力を抑制することが可能となる。

また、長孔１０８、１１０は、いずれも同じ寸法形状となっており、複数種類の形状の長孔を形成する場合に比べ、容易に加工することが可能となる。

また、本実施形態では、長孔１０８と長孔１１０とは、ウェブＷの搬送方向に離隔して、それぞれ２つずつ、合わせて４つ形成されている場合について説明したが、長孔１０８、１１０の合計数は、４つ以上であればよい。ただし、長孔１０８、１１０の合計数を奇数とする場合、その数よりも１本、長孔１０８または長孔１１０の数を減らしたときと、ウェブＷに作用する浮上力に大きな差異は生じないことが、計算によって確認されている。そのため、長孔１０８、１１０の合計数は偶数であるとよい。

また、外周面１０６ａの中心１０６ｈや、中心１０６ｈに近い位置に長孔１０８、１１０を設けても、ウェブＷの浮上力が高まりにくく、外周面１０６ａの一端１０６ｆ、他端１０６ｇ側に近い方が、ウェブＷの浮上力が高まることも、計算によって確認されている。

そこで、長孔１０８、１１０は、搬送方向における外周面１０６ａの中心１０６ｈから、外周面１０６ａの搬送方向の長さの５０パーセント以上、離隔した位置に設けられている。具体的には、外周面１０６ａの搬送方向の長さをＬ_１とし、外周面１０６ａの中心１０６ｈから長孔１０８の中心までの外周面１０６ａ上の距離をＬ_２とすると、離隔比率＝Ｌ_１／Ｌ_２×１００の式で導出される。

そのため、長孔１０８、１１０の数を４本など、少なく抑えても、ウェブＷを十分に浮上させることができ、外周面１０６ａの中心１０６ｈ側に長孔を設け、長孔の数が５本以上である場合に比べ、長孔１０８、１１０の加工が容易となる。

また、長孔１０８、１１０の離隔比率が５０パーセント未満となると、外周面１０６ａの中心１０６ｈに局所的に高い圧力が生じ、ウェブＷのうち、外周面１０６ａの中心１０６ｈに対向する部分の曲げ半径が小さくなり過ぎる可能性がある。長孔１０８、１１０の離隔比率を５０パーセント以上とすることで、ウェブＷの曲げ半径が大きく維持され、ウェブＷの品質を高めることが可能となる。

以上説明したように、本実施形態の第３エアターンバー１０６によれば、空気を噴出するための消費電力を抑制でき、かつ、長孔１０８、１１０を容易に加工することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

上述した実施形態では、第３エアターンバー１０６の外周面１０６ａには、平面１０６ｃが含まれる場合について説明したが、外周面１０６ａは、曲面１０６ｂが含まれていれば、どのような形状であってもよい。また、曲面１０６ｂは、側面１０６ｄから見たとき、中心角が大凡１８０度の円弧に限らず、中心角が異なっていてもよいし、円弧でなくてもよい。

また、上述した実施形態では、第１エアターンバー１０２、第２エアターンバー１０４、第３エアターンバー１０６から噴出される気体が空気である場合について説明したが、空気以外の気体であってもよい。

また、上述した実施形態では、長孔１０８が外周面１０６ａの曲面１０６ｂに形成され、長孔１１０が外周面１０６ａの平面１０６ｃに形成される場合について説明したが、長孔１０８、１１０の両方が曲面１０６ｂに形成されてもよいし、長孔１０８、１１０の両方が平面１０６ｃに形成されてもよい。

本発明は、ウェブを搬送するエアターンバーに利用することができる。

Ｗ ウェブ
θ_１ 角
θ_２ 角
１０６ 第３エアターンバー（エアターンバー）
１０６ａ 外周面
１０６ｈ 中心
１０８、１１０ 長孔
１０８ａ、１１０ａ 部位

Claims (3)

1. ウェブを気体の圧力で支持しつつ該ウェブの搬送を補助するエアターンバーであって、
   曲面を含んで形成される外周面と、
   前記外周面において、前記ウェブの搬送方向に離隔して４つ以上設けられ、該搬送方向に垂直な方向に延在し、気体が噴出して該ウェブを前記外周面から離隔させる長孔と、
   を備え、
   前記外周面における前記長孔が形成された部位の面方向、または、該部位の接線方向と、該長孔からの前記気体の噴出方向とがなす角は、５０度以上７０度以下の範囲に含まれることを特徴とするエアターンバー。
2. 前記長孔は、前記搬送方向における前記外周面の中心から、該外周面の搬送方向の長さの５０パーセント以上、離隔した位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載のエアターンバー。
3. 前記長孔は、前記搬送方向に垂直な方向に離隔して複数設けられることを特徴とする請求項１または２に記載のエアターンバー。

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