JP2017154886A - 帯状体搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】帯状体を非接触で支持しつつ搬送する帯状体搬送装置において、下流側の部位に対して上流側の部位が、帯状体の表面の法線方向から見て傾いている場合であっても、帯状体に大きなストレスが掛かることを防止する。
【解決手段】帯状体の一部が掛け回されると共に上記帯状体を非接触支持する非接触案内部２、３を複数備える帯状体搬送装置１であって、複数の上記非接触案内部のうち１つあるいは２つ以上の非接触案内部を移動させる駆動部５、６と、上記帯状体の幅方向の一方のエッジが通る経路長と上記幅方向の他方のエッジが通る経路長とが異なるように上記非接触案内部を上記駆動部により移動させる制御部１０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、帯状体搬送装置に関するものである。

例えば、特許文献１に示すように、アルミニウム製の帯状のウェブを搬送する搬送装置として、非接触式のターンバーを備えるものが知られている。このような搬送装置では、ターンバーからウェブに流体を噴出することによってウェブを非接触にて支持している。特許文献１では、搬送されるウェブの中心位置を調整し、ウェブ搬送のセンタリングを容易かつ高精度で行うために、ターンバーの位置を変更するターンバー調整手段を備えている。

特開２００７−７００８４号公報

ところで、帯状体が多重に巻回されたロール体から送り出された帯状体を加工等する場合には、加工位置における帯状体の位置精度が重要となる。このため、加工位置における帯状体の位置は規制手段等によって予め定められた位置に固定される。一方で、ロール体における帯状体の巻取精度や、加工位置に至るまでの搬送時の位置ずれ等によって、加工位置よりも上流側における帯状体の位置は必ずしも安定しない。この結果、帯状体が表面を含む面内において傾き、これによって途中部位に局所的に応力が作用し、帯状体に変形等が生じる可能性がある。特に、近年においては、極めて薄い湾曲可能なガラスからなる帯状体を搬送する場合もあり、帯状体へのストレスを従来以上に回避する必要も生じている。

このような帯状体の変形等を防止するためには、帯状体の表面を含む面内において下流側の部位と上流側の部位とが傾いている場合であっても、帯状体にストレスを掛けることなく帯状体を案内する必要がある。しかしながら、特許文献１に開示された搬送装置では、帯状体の下流側が固定されることについては何ら考慮されておらず、さらに表面の垂線方向から見て帯状体が傾いている場合に、帯状体にストレスを低減させることについても考慮されていない。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、帯状体を非接触で支持しつつ搬送する帯状体搬送装置において、下流側の部位に対して上流側の部位が、帯状体の表面の法線方向から見て傾いている場合であっても、帯状体に大きなストレスが掛かることを防止することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

第１の発明は、帯状体の一部が掛け回されると共に上記帯状体を非接触支持する非接触案内部を複数備える帯状体搬送装置であって、複数の上記非接触案内部のうち１つあるいは２つ以上の非接触案内部を移動させる駆動部と、上記帯状体の幅方向の一方のエッジが通る経路長と上記幅方向の他方のエッジが通る経路長とが異なるように上記非接触案内部を上記駆動部により移動させる制御部とを備えるという構成を採用する。

第２の発明は、上記第１の発明において、 上記非接触案内部として、複数の上記非接触案内部のうち上記帯状体の走行方向の最も上流側に配置されると共に上記帯状体の走行方向を変更する上流側ターンバーと、複数の上記非接触案内部のうち上記帯状体の走行方向の最も下流側に配置されると共に上記帯状体の厚み方向の位置を上記上流側ターンバーに供給される前の位置に合わせる下流側ターンバーと、上記上流側ターンバーによって変更された上記帯状体の走行方向を上記下流側ターンバーに向けて反転する反転ターンバーとを備えるという構成を採用する。

第３の発明は、上記第２の発明において、上記上流側ターンバーと上記下流側ターンバーとが、非接触案内部に供給される前における上記帯状体の表面の垂線に沿う方向から見て、反対方向に回動されるという構成を採用する。

第４の発明は、上記第２または第３の発明において、上記上流側ターンバーよりも上流側に配置されると共に上記帯状体のエッジの傾きを検出する上流側エッジセンサユニットと、上記下流側ターンバーよりも下流側に配置されると共に上記帯状体のエッジの傾きを検出する下流側エッジセンサユニットとを備え、上記制御部が、上記上流側エッジセンサユニットの検出結果と上記下流側エッジセンサユニットの検出結果との少なくともいずれかに基づいて上記駆動部を制御するという構成を採用する。

本発明によれば、帯状体を非接触で支持しつつ搬送する帯状体搬送装置において、下流側の部位に対して上流側の部位が、帯状体の表面の法線方向から見て傾いている場合であっても、帯状体にストレスが掛かることを防止することができる。

本発明の第１実施形態における帯状体搬送装置の概略構成を模式的に示す側面図である。 本発明の第１実施形態における帯状体搬送装置の概略構成を模式的に示す斜視図である。 （ａ）が本発明の第１実施形態における帯状体搬送装置が備える下流側ターンバーと上流側ターンバーと反転ターンバーとを上方から見た模式図であり、（ｂ）が本発明の第１実施形態における帯状体搬送装置が備える下流側ターンバーと反転ターンバーとを側方から見た模式図である。 本発明の第１実施形態における帯状体搬送装置において、フィードバック制御のみにより制御を行う場合の制御系統図である。 本発明の第１実施形態における帯状体搬送装置において、フィードバック制御に加えてフィードフォワード制御を行う場合の制御系統図である。 本発明の第１実施形態における帯状体搬送装置における傾斜角度と、下流側ターンバーと、上流側ターンバーと、反転ターンバーとの回動角度との関係を示す展開図である。 本発明の第２実施形態における帯状体搬送装置の概略構成を模式的に示す斜視図である。 （ａ）が本発明の第２実施形態における帯状体搬送装置が備える下流側ターンバーと上流側ターンバーと反転ターンバーとを上方から見た模式図であり、（ｂ）が本発明の第２実施形態における帯状体搬送装置が備える下流側ターンバーと反転ターンバーとを側方から見た模式図である。 本発明の第２実施形態における帯状体搬送装置において、フィードバック制御のみにより制御を行う場合の制御系統図である。 本発明の第２実施形態における帯状体搬送装置において、フィードバック制御に加えてフィードフォワード制御を行う場合の制御系統図である。 本発明の第２実施形態における帯状体搬送装置における傾斜角度及び移動量と、下流側ターンバーと、上流側ターンバーと、反転ターンバーとの回動角度との関係を示す展開図である。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態の帯状体搬送装置１の概略構成を模式的に示す側面図である。また、図２は、本実施形態の帯状体搬送装置１の概略構成を模式的に示す斜視図である。なお、図１においては、後述する下流側ターンバー２、上流側ターンバー３及び反転ターンバー４が軸芯を帯状体Ｗの幅方向に対して平行とされた状態を図示している。また、図２においては、下流側ターンバー２、上流側ターンバー３及び反転ターンバー４が軸芯を帯状体Ｗの幅方向に対して傾斜された状態を図示している。

図１及び図２に示すように帯状体搬送装置１は、下流側ターンバー２（非接触案内部）と、上流側ターンバー３（非接触案内部）と、反転ターンバー４（非接触案内部）と、下流側アクチュエータ５と、上流側アクチュエータ６と、反転アクチュエータ７と、下流側エッジセンサユニット８と、上流側エッジセンサユニット９と、制御部１０とを備えている。なお、本実施形態の帯状体搬送装置１においては、帯状体Ｗが図１及び図２の右側から左側に搬送されているものとする。すなわち、本実施形態においては、図１及び図２の矢印で示すように、図１及び図２における左方向が帯状体Ｗの主たる搬送方向とされている。ただし、帯状体Ｗは、主たる搬送方向に搬送される間に、走行方向が変更される。

下流側ターンバー２は、中心角が９０°とされた円弧に沿った周面を有する中空の棒状部材であり、下流側ターンバー２、上流側ターンバー３及び反転ターンバー４のうち、帯状体Ｗの走行方向の最も下流側に配置されている。この下流側ターンバー２は、図１に示すように、軸芯Ｌａが水平となり、周面が上流側ターンバー３側であってかつ下側に向く姿勢となるように不図示の支持部により移動可能に支持されている。下流側ターンバー２の周面には、不図示の複数の貫通孔が設けられており、不図示の流体供給部から下流側ターンバー２の内部に供給された流体が当該貫通孔から噴出される。このように貫通孔から噴射された流体が帯状体Ｗに向けて噴射されることによって帯状体Ｗが下流側ターンバー２に非接触支持される。つまり、下流側ターンバー２の周面は、帯状体Ｗを非接触で支持する非接触支持面２ａとして機能する。

この下流側ターンバー２は、上方から供給される帯状体Ｗの一部が非接触支持面２ａに沿って図１における右回りに掛け回され、帯状体Ｗの走行方向が９０°変更されるように帯状体Ｗを案内する。本実施形態では、このような下流側ターンバー２によって案内される帯状体Ｗは、下流側ターンバー２に到達される前においては表裏面が鉛直となる姿勢で走行し、下流側ターンバー２を通過した後においては表裏面が水平となる姿勢で走行する。このような下流側ターンバー２は、帯状体Ｗの鉛直方向の位置（帯状体の厚み方向の位置）を上流側ターンバー３に供給される前の位置に合わせる。

上流側ターンバー３は、下流側ターンバー２と同様に、中心角が９０°とされた円弧に沿った周面を有する中空の棒状部材であり、下流側ターンバー２、上流側ターンバー３及び反転ターンバー４のうち、帯状体Ｗの走行方向の最も上流側に配置されている。この上流側ターンバー３は、下流側ターンバー２と同一の高さに配置されており、基準姿勢において軸芯Ｌｂが下流側ターンバー２の軸芯Ｌａと平行となるように不図示の支持部により移動可能に支持されている。また、上流側ターンバー３は、周面が下流側ターンバー２側であってかつ下側に向く姿勢となるように配置されている。上流側ターンバー３の周面には、下流側ターンバー２の周面と同様に、不図示の複数の貫通孔が設けられており、不図示の流体供給部から上流側ターンバー３の内部に供給された流体が当該貫通孔から噴出される。このように貫通孔から噴射された流体が帯状体Ｗに向けて噴射されることによって帯状体Ｗが上流側ターンバー３に非接触支持される。つまり、上流側ターンバー３の周面は、帯状体Ｗを非接触で支持する非接触支持面３ａとして機能する。

この上流側ターンバー３は、水平方向から供給される帯状体Ｗの一部が非接触支持面３ａに沿って図１における右回りに掛け回され、帯状体Ｗの走行方向が９０°変更されるように帯状体Ｗを案内する。本実施形態では、このような上流側ターンバー３によって案内される帯状体Ｗは、上流側ターンバー３に到達される前においては表裏面が水平となる姿勢で走行し、上流側ターンバー３を通過した後においては表裏面が鉛直となる姿勢で走行する。

反転ターンバー４は、水平方向から見て下流側ターンバー２と上流側ターンバー３との上方に配置されており、鉛直方向から見て下流側ターンバー２と上流側ターンバー３との間に配置されている。この反転ターンバー４は、中心角が１８０°とされた円弧に沿った周面を有する中空の棒状部材である。この反転ターンバー４は、基準姿勢において軸芯Ｌｃが下流側ターンバー２の軸芯Ｌａ及び上流側ターンバー３の軸芯Ｌｂと平行となるように不図示の支持部により移動可能に支持されている。また、反転ターンバー４は、周面が上方に向くように配置されている。反転ターンバー４の周面には、下流側ターンバー２の周面及び上流側ターンバー３の周面と同様に、不図示の複数の貫通孔が設けられており、不図示の流体供給部から反転ターンバー４の内部に供給された流体が当該貫通孔から噴出される。このように貫通孔から噴射された流体が帯状体Ｗに向けて噴射されることによって帯状体Ｗが反転ターンバー４に非接触支持される。つまり、反転ターンバー４の周面は、帯状体Ｗを非接触で支持する非接触支持面４ａとして機能する。

この反転ターンバー４は、上流側ターンバー３を通過して下方から供給される帯状体Ｗの一部が非接触支持面４ａに沿って図１における左回りに掛け回され、帯状体Ｗの走行方向が１８０°変更されるように帯状体Ｗを案内する。この反転ターンバー４は、上流側ターンバー３によって方向が変更された帯状体Ｗの走行方向を下流側ターンバー２に向けて反転する。本実施形態では、このような反転ターンバー４によって案内される帯状体Ｗは、反転ターンバー４に到達される前と通過した後とでは、走行方向が１８０°反転される。

下流側アクチュエータ５は、不図示の伝達機構を介して下流側ターンバー２と接続されており、下流側ターンバー２を回動（移動）させる。図３（ａ）は、下流側ターンバー２と上流側ターンバー３と反転ターンバー４とを上方（非接触案内部に供給される前における帯状体の表面の垂線に沿う方向）から見た模式図である。本実施形態において下流側ターンバー２は、下流側アクチュエータ５によって、図３に示すように、下流側ターンバー２の軸芯Ｌａに沿う方向における中心位置Ｏ１を中心として水平面内にて回動される。

上流側アクチュエータ６は、不図示の伝達機構を介して上流側ターンバー３と接続されており、上流側ターンバー３を回動（移動）させる。本実施形態において上流側ターンバー３は、上流側アクチュエータ６によって、図３（ａ）に示すように、上流側ターンバー３の軸芯Ｌｂに沿う方向における中心位置Ｏ２を中心として水平面内において回動される。

反転アクチュエータ７は、不図示の伝達機構を介して反転ターンバー４と接続されており、反転ターンバー４を回動（移動）させる。本実施形態において反転ターンバー４は、反転アクチュエータ７によって、図３（ａ）に示すように、反転ターンバー４の軸芯Ｌｃに沿う方向における中心位置Ｏ３を中心として水平面内において回動される。また、図３（ｂ）は、下流側ターンバー２と反転ターンバー４とを側方から見た模式図である。反転アクチュエータ７は、図３（ｂ）に示すように、さらに中心位置Ｏ３を中心として、反転ターンバー４が先端部を上下動させるように傾動（移動）させる。

ここで、本実施形態の帯状体搬送装置１では、帯状体Ｗの幅方向の一方のエッジが通る経路長と幅方向の他方のエッジが通る経路長とが異なるように下流側ターンバー２、上流側ターンバー３及び反転ターンバー４を回動あるいは傾動させる。例えば、制御部１０の制御の下、例えば、図３（ａ）に示すように、下流側ターンバー２を左回りに回動角度θで回動し、上流側ターンバー３及び反転ターンバー４を右回りに回動角度θで回動する。あるいは、制御部１０の制御の下、例えば、図３（ｂ）に示すように、反転ターンバー４のみを傾動角度θ’にて傾動する。このように下流側ターンバー２、上流側ターンバー３及び反転ターンバー４を回動あるいは傾動させることにより、帯状体Ｗの幅方向の一方のエッジが通る経路長と幅方向の他方のエッジが通る経路長とが異なる。

このように、本実施形態の帯状体搬送装置１は、下流側ターンバー２と、上流側ターンバー３と、反転ターンバー４とが水平面内において回動可能とされており、また、反転ターンバー４が鉛直面内において傾動可能とされている。また、制御部１０の制御の下、下流側ターンバー２と、上流側ターンバー３と、反転ターンバー４とを、帯状体Ｗの幅方向の一方のエッジが通る経路長と幅方向の他方のエッジが通る経路長とが異なるように回動あるいは傾動させる駆動部として、下流側アクチュエータ５、上流側アクチュエータ６及び反転アクチュエータ７を備える。つまり、本実施形態においては、本発明の駆動部が、これらの下流側アクチュエータ５、上流側アクチュエータ６及び反転アクチュエータ７によって構成されている。

下流側エッジセンサユニット８は、第１下流側エッジセンサ８ａと、第２下流側エッジセンサ８ｂとを備えている。第１下流側エッジセンサ８ａ及び第２下流側エッジセンサ８ｂとは、下流側ターンバー２のさらに下流側でかつ帯状体Ｗの走行方向に離間して配置されており、下流側ターンバー２を通過した帯状体Ｗの幅方向における一方側（本実施形態では図１及び図２の手前側）のエッジ位置を検出する。上流側エッジセンサユニット９は、第１上流側エッジセンサ９ａと、第２上流側エッジセンサ９ｂとを備えている。第１上流側エッジセンサ９ａ及び第２上流側エッジセンサ９ｂは、上流側ターンバー３のさらに上流側でかつ帯状体Ｗの走行方向に離間して配置されており、上流側ターンバー３に到達する前の帯状体Ｗの幅方向における一方側（本実施形態では図１及び図２の手前側）のエッジ位置を検出する。これらの第１下流側エッジセンサ８ａ、第２下流側エッジセンサ８ｂ、第１上流側エッジセンサ９ａ及び第２上流側エッジセンサ９ｂとしては、例えばレーザ式のエッジセンサを用いることができる。このような第１下流側エッジセンサ８ａ、第２下流側エッジセンサ８ｂ、第１上流側エッジセンサ９ａ及び第２上流側エッジセンサ９ｂは、制御部１０と電気的に接続されており、検出結果を制御部１０に向けて出力する。

制御部１０は、第１下流側エッジセンサ８ａ、第２下流側エッジセンサ８ｂ、第１上流側エッジセンサ９ａ及び第２上流側エッジセンサ９ｂの少なくともいずれかの検出結果に基づいて、下流側ターンバー２と、上流側ターンバー３と、反転ターンバー４との回動角度θを算出し、また反転ターンバー４の傾動角度θ’を算出する。なお、本実施形態において、回動角度θは、平面視における下流側ターンバー２と、上流側ターンバー３と、反転ターンバー４との基準姿勢に対する角度（軸芯のヨーイング方向の傾角）を意味するものとする。また、傾動角度θ’は、反転ターンバー４の先端を上下する方向における基準姿勢に対する角度（軸芯のピッチング方向の傾角）を意味するものとする。制御部１０は、これらの回動角度θあるいは傾動角度θ’に基づいて下流側アクチュエータ５と、上流側アクチュエータ６と、反転アクチュエータ７とを制御する。

図４は、本実施形態の帯状体搬送装置１において、フィードバック制御のみにより制御を行う場合の制御系統図である。この図に示すように、フィードバック制御のみにより制御を行う場合には、制御部１０は、目標値設定部１０ａと、減算器１０ｂと、フィードバック演算部１０ｃと、下流側傾角算出部１０ｄとして機能する。目標値設定部１０ａは、下流側ターンバー２を通過した後の帯状体Ｗのエッジ姿勢（図１及び図２の手前側のエッジの姿勢）を設定する。この目標値設定部１０ａは、予め記憶された値あるいは外部より入力される値を、目標値として設定する。減算器１０ｂは、下流側傾角算出部１０ｄから入力される下流側傾角と、目標値との差分を計算する。フィードバック演算部１０ｃは、減算器１０ｂで算出された下流側傾角と目標値との差分に基づいて例えばＰＩＤ処理を行い、下流側ターンバー２と、上流側ターンバー３との回動角度θを算出する。なお、下流側傾角算出部１０ｄは、第１下流側エッジセンサ８ａの検出結果及び第２下流側エッジセンサ８ｂの検出結果から下流側ターンバー２のさらに下流側における帯状体Ｗの傾角（下流側傾角）を算出する。

上述のようにして制御部１０によって算出された回動角度θに基づいて、例えば、下流側アクチュエータ５が下流側ターンバー２を左回りに回動角度θで回動し、上流側アクチュエータ６が上流側ターンバー３を右回りに回動角度θで回動し、反転アクチュエータ７が反転ターンバー４を右回りに回動角度θで回動する。

このように下流側ターンバー２と、上流側ターンバー３と、反転ターンバー４とが回動されると、帯状体Ｗの幅方向の一方のエッジ側で下流側ターンバー２と上流側ターンバー３とが近づき、帯状体Ｗの幅方向の他方のエッジ側で下流側ターンバー２と上流側ターンバー３とが遠ざかる。これによって、帯状体Ｗの幅方向の一方のエッジが通る経路長と幅方向の他方のエッジが通る経路長とが異なることになる。このように、帯状体Ｗの幅方向の一方のエッジが通る経路長と、帯状体Ｗの幅方向の他方のエッジが通る経路長とが異なると、図２に示すように、帯状体Ｗは、屈曲することなく表面が湾曲するように連続的に変形し、下流側の部位と上流側の部位とが傾くことができる。したがって、帯状体Ｗは、大きなストレスが掛かることなく、表面含む面内で傾くことができる。

さらに帯状体Ｗのエッジ位置が再び第１下流側エッジセンサ８ａ及び第２下流側エッジセンサ８ｂで検出され、その検出結果が制御部１０に入力されることにより、本制御系では連続的にフィードバック制御が行われる。

ここで、下流側傾角θ１は、例えば、下式（１）によって算出することができる。また、上流側傾角θ２は、例えば、下式（２）によって算出することができる。ここで、回動角度θの範囲はラジアン角度−π〜πであり、またθ＞０のときは基準姿勢から図６における時計回りに回転し、θ＜０のときは基準姿勢から図６における反時計回りに回転するものとする。

なお、下式（１）において、ｙ１が第１下流側エッジセンサ８ａの検出結果を示し、ｙ２が第２下流側エッジセンサ８ｂの検出結果を示し、Ｌ１が第１下流側エッジセンサ８ａと第２下流側エッジセンサ８ｂとの離間距離を示している。また、下式（２）において、ｙ３が第１上流側エッジセンサ９ａの検出結果を示し、ｙ４が第２上流側エッジセンサ９ｂの検出結果を示し、Ｌ１が第１上流側エッジセンサ９ａと第２上流側エッジセンサ９ｂとの離間距離を示している。ただし、エッジセンサ（第１下流側エッジセンサ８ａ、第２下流側エッジセンサ８ｂ、第１上流側エッジセンサ９ａ及び第２上流側エッジセンサ９ｂ）の値について、図２の幅方向を正としている。

図５は、本実施形態の帯状体搬送装置１において、フィードバック制御に加えてフィードフォワード制御を行う場合の制御系統図である。この図に示すように、フィードバック制御に加えてフィードフォワード制御を行う場合には、制御部１０は、上述の目標値設定部１０ａと、減算器１０ｂと、フィードバック演算部１０ｃと、下流側傾角算出部１０ｄに加えて、フィードフォワード演算部１０ｅと、加算器１０ｆと、上流側傾角算出部１０ｇして機能する。

フィードフォワード演算部１０ｅは、下流側傾角算出部１０ｄで算出された下流側傾角θ１と、上流側傾角算出部１０ｇで算出された上流側傾角θ２とに基づいて回動角度θを算出する。

なお、上流側傾角算出部１０ｇは、第１上流側エッジセンサ９ａの検出結果及び第２上流側エッジセンサ９ｂの検出結果から上流側ターンバー３のさらに上流側における帯状体Ｗの傾角（上流側傾角θ２）を算出する。また、加算器１０ｆは、フィードバック演算部１０ｃで算出された回動角度θとフィードフォワード演算部１０ｅで算出された回動角度θとを加算して、下流側アクチュエータ５、上流側アクチュエータ６及び反転アクチュエータ７に入力する回動角度とする。

このような、本制御系統図に示す構成によれば、フィードバック制御のみを行う場合よりも応答性能を向上させることが可能となる。

図６は、本実施形態の帯状体搬送装置１における帯状体Ｗの上流側と下流側との傾斜角度Δθと、下流側ターンバー２と、上流側ターンバー３との回動角度θとの関係を示す図２の展開図である。この図に示すように、下流側ターンバー２の軸芯Ｌａの回動角度を−θとし、上流側ターンバー３の軸芯Ｌｂと、下流側ターンバー２に供給される前の帯状体Ｗの一方側のエッジに重なる直線を直線ＬＡとし、下流側ターンバー２に供給される前の帯状体Ｗの他方側のエッジに重なる直線を直線ＬＢとし、軸芯Ｌａと直線ＬＡとの交点を点Ａ、軸芯Ｌｂと直線ＬＡとの交点を点Ｂとし、軸芯Ｌａと直線ＬＢとの交点を点Ａ’とし、軸芯Ｌｂと直線ＬＢとの交点を点Ｂ’とし、点Ａから点Ｂまでの経路長をＬとし、点Ａ’から点Ｂ’までの経路長をＬ’とする。ＡＡ’を水平方向に上流側に平行移動させ、点Ａと点Ｂとが重なるとき、Ａ’はＢ”の位置になり、傾斜角度Δθ（∠Ｂ”ＢＢ’）は、下式（３）によって示すことができる。

例えば、傾斜角度Δθは、第１下流側エッジセンサ８ａの検出結果、第２下流側エッジセンサ８ｂの検出結果に基づいて求めることができるため、制御部１０は、式（２）を用いることにより回動角度θを算出することができる。

以上のような本実施形態の帯状体搬送装置１では、帯状体Ｗの幅方向の一方のエッジが通る経路長と幅方向の他方のエッジが通る経路長とが異なるように下流側ターンバー２、上流側ターンバー３及び反転ターンバー４が回動される。このような本実施形態の帯状体搬送装置１においては、下流側ターンバー２と上流側ターンバー３の回動により、帯状体の下流側に対する上流側の傾きを吸収する。また、反転ターンバー４は、図６におけるＡＢとＡ’Ｂ’の経路差を吸収する。このため、帯状体Ｗは、屈曲することなく表面が湾曲するように連続的に変形し、下流側の部位と上流側の部位とが傾くことができる。したがって、帯状体Ｗは、大きなストレスが掛かることなく、表面含む面内で傾くことができる。よって、本実施形態の帯状体搬送装置１によれば、下流側の部位に対して上流側の部位が、帯状体Ｗの表面の法線方向（本実施形態では鉛直方向）から見て傾いている場合であっても、帯状体Ｗにストレスが掛かることを防止することができる。

また、本実施形態の帯状体搬送装置１においては、下流側ターンバー２、上流側ターンバー３及び反転ターンバー４を傾けるのみで帯状体Ｗの傾きを修正することができる。このため、外力を加えて帯状体Ｗの傾きを修正する場合と比較して、帯状体Ｗを低張力で搬送することができ、帯状体Ｗに過大な応力を発生させることがない。すなわち、下流側ターンバー２、上流側ターンバー３及び反転ターンバー４よりも上流側の帯状体Ｗが、ある基準となる方向に対してどの程度傾いているかに関わらず、下流側ターンバー２、上流側ターンバー３及び反転ターンバー４よりも下流側の帯状体Ｗを、所望（目標）の方向（例えば、本実施形態の図１及び図２における、主たる搬送方向）に過大な応力を発生させることなく向けて搬送することができる。例えば、帯状体搬送装置１よりもさらに下流側に、帯状体Ｗに対する加工（エッチング等）を行うエリアがある場合、下流側の帯状体Ｗを、一定の方向に搬送し、加工位置からずれないよう、加工位置に向かって適切な角度で搬入させることができる。

また、本実施形態の帯状体搬送装置１においては、棒状の下流側ターンバー２、上流側ターンバー３及び反転ターンバー４を用いて帯状体Ｗを案内している。このため、棒状体ではない形状の非接触案内部を用いて帯状体Ｗを案内する場合と比較して、非接触案内部の形状を単純化し、装置構成を簡素なものとすることが可能となる。

また、本実施形態の帯状体搬送装置１においては、第１下流側エッジセンサ８ａと、第２下流側エッジセンサ８ｂと、第１上流側エッジセンサ９ａと、第２上流側エッジセンサ９ｂとを備え、これらの第１下流側エッジセンサ８ａと、第２下流側エッジセンサ８ｂと、第１上流側エッジセンサ９ａと、第２上流側エッジセンサ９ｂとの検出結果に基づいて、下流側アクチュエータ５、上流側アクチュエータ６及び反転アクチュエータ７を制御する制御部１０を備えている。このため、帯状体Ｗの位置を、自動かつ正確に調整することが可能となる。

また、本実施形態の帯状体搬送装置１においては、下流側ターンバー２と上流側ターンバー３とを反対方向に回動角度θで回動させる構成を採用している。このため、下流側ターンバー２と上流側ターンバー３とを回動させる制御を簡素にすることができる。また、下流側ターンバー２と上流側ターンバー３とを反対方向に回動角度θで回動させるため、例えば、下流側ターンバー２と上流側ターンバー３とを移動させる動力を発生する単一のアクチュエータを設置し、このアクチュエータで生成された動力をリンク機構で下流側ターンバー２と上流側ターンバー３を回動させる構成を簡素な構成で実現することができる。このような場合には、アクチュエータの設置数を削減することができる。

なお、上述したような下流側ターンバー２と上流側ターンバー３とを回動させる構成ではなく、反転ターンバー４のみを傾動させる構成を採用することも可能である。この場合、フィードバック演算部１０ｃとフィードフォワード演算部１０ｅとは、傾動角度θ’を求める。この傾動角度θ’は、例えば、下式（４）によって算出することができる。なお、下式（４）において、Ｗは帯状体の幅を示している。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図７〜図１１を参照して説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

図７は、本実施形態の帯状体搬送装置１Ａの概略構成を模式的に示す斜視図である。なお、図７においては、下流側ターンバー２、上流側ターンバー３及び反転ターンバー４が軸芯を帯状体Ｗの幅方向に対して傾斜された状態を図示している。また、図８（ａ）は、下流側ターンバー２と上流側ターンバー３と反転ターンバー４とを上方（非接触案内部に供給される前における帯状体の表面の垂線に沿う方向）から見た模式図である。また、図８（ｂ）は、下流側ターンバー２と反転ターンバー４とを側方から見た模式図である。

これらの図に示すように、本実施形態の帯状体搬送装置１Ａにおいては、下流側ターンバー２、上流側ターンバー３及び反転ターンバー４の各々とが異なる回動角度で回動され、さらに反転ターンバー４が傾動される。これにより、帯状体Ｗをさらに幅方向に移動させる。なお、本実施形態において、下流側ターンバー２の回動角度をα、上流側ターンバー３の回動角度をβ、反転ターンバー４の回動角度をγ１、反転ターンバー４の傾動角度をγ２とする。

図９は、本実施形態の帯状体搬送装置１Ａにおいて、フィードバック制御のみにより制御を行う場合の制御系統図である。なお、説明の便宜上、図９においては、反転アクチュエータ７と反転ターンバー４とを各々２つずつ図示しているが、これらはいずれも同一のものである。この図に示すように、本実施形態の帯状体搬送装置１Ａでは、制御部１０は、目標値設定部１０ｈと、減算器１０ｉと、フィードバック演算部１０ｊと、減算器１０ｋと、加算器１０ｍとしてさらに機能する。

目標値設定部１０ｈは、下流側ターンバー２を通過した後の帯状体Ｗのエッジ位置（図７の手前側のエッジの位置）を設定する。この目標値設定部１０ｈは、予め記憶された値あるいは外部より入力される値を、目標値として設定する。減算器１０ｉは、第１下流側エッジセンサ８ａ（第２下流側エッジセンサ８ｂの検出結果でも良い）の検出結果と目標値設定部１０ｈで設定された目標値との差分を計算する。フィードバック演算部１０ｊは、減算器１０ｉで算出された第１下流側エッジセンサ８ａの検出結果と目標値設定部１０ｈで設定された目標値との差分に基づいて例えばＰＩＤ処理を行い、下流側ターンバー２と、上流側ターンバー３と、反転ターンバー４との回動角度を算出する。

減算器１０ｋは、フィードバック演算部１０ｊで算出された回動角度と、上記第１実施形態で説明したフィードバック演算部１０ｃで算出された回動角度との差分を算出し、回動角度βとして上流側アクチュエータ６に入力する。また、加算器１０ｍは、フィードバック演算部１０ｊで算出された回動角度と、上記第１実施形態で説明したフィードバック演算部１０ｃで算出された回動角度とを加算して回動角度αとして下流側アクチュエータ５に入力する。なお、フィードバック演算部１０ｊで算出された回動角度は、回動角度γ１として反転アクチュエータ７に入力される。また、上記第１実施形態で説明したフィードバック演算部１０ｃで算出された傾動角度も傾動角度γ２として反転アクチュエータ７に入力される。

このようにして制御部１０によって算出された回動角度及び傾動角度に基づいて、下流側アクチュエータ５と、上流側アクチュエータ６と、反転アクチュエータ７との制御が行われ、下流側ターンバー２と、上流側ターンバー３と、反転ターンバー４とが回動される。

このような本実施形態の帯状体搬送装置１Ａにおいては、下流側ターンバー２、上流側ターンバー３及び反転ターンバー４を傾けるのみで帯状体Ｗの傾き及び位置を修正することができる。このため、外力を加えて帯状体Ｗの傾き及び位置を修正する場合と比較して、帯状体Ｗを低張力で搬送することができ、帯状体Ｗに過大な応力を発生させることがない。すなわち、下流側ターンバー２、上流側ターンバー３及び反転ターンバー４よりも上流側の帯状体Ｗが、ある基準となる方向及び位置に対してどの程度傾いているかまたは変位しているかに関わらず、下流側ターンバー２、上流側ターンバー３及び反転ターンバー４よりも下流側の帯状体Ｗを、目標の方向及び位置に過大な応力を発生させることなく向けて搬送することができる。例えば、帯状体搬送装置１Ａよりもさらに下流側に、帯状体Ｗに対する加工を行うエリアがある場合、下流側の帯状体Ｗを、一定の方向に搬送し、加工位置からずれないよう、加工位置に向かって適切な角度及び位置で搬入させることができる。

このような本実施形態の帯状体搬送装置１Ａによれば、図７に示すように、帯状体Ｗが上流側ターンバー３に沿って大きく螺旋状に捩られ、上流側ターンバー３を通過した後の帯状体Ｗの走行方向が、上流側ターンバー３に供給される前の帯状体Ｗの法線に対して帯状体Ｗの幅方向に大きく傾く。このようにして、上流側ターンバー３によって走行方向が傾いた帯状体Ｗは、反転ターンバー４によって走行方向が反転され、上流側ターンバー３に供給される前の帯状体Ｗの法線に対して走行方向が大きく傾いたまま下流側ターンバー２に到達する。下流側ターンバー２では、上流側ターンバー３と反対方向に帯状体Ｗが螺旋状に捩られ、帯状体Ｗの捩れが解消される。ここで、帯状体Ｗは、上流側ターンバー３から下流側ターンバー２に到達するまでの間、上流側ターンバー３に供給される前の帯状体Ｗの法線に対して傾いた状態で走行するため、この結果、下流側ターンバー２を通過した後の帯状体Ｗの部位が、上流側ターンバー３に供給される前の帯状体Ｗの部位に対して、幅方向に移動される。なお、幅方向の位置について、下流側では第１エッジセンサ第１下流側エッジセンサ８ａで計測し、上流側では第１上流側エッジセンサ９ａで計測する。

図１０は、本実施形態の帯状体搬送装置１Ａにおいて、フィードバック制御に加えてフィードフォワード制御を行う場合の制御系統図である。この図に示すように、フィードバック制御に加えてフィードフォワード制御を行う場合には、制御部１０は、フィードフォワード演算部１０ｎと、加算器１０ｏとして機能する。

フィードフォワード演算部１０ｎは、第１下流側エッジセンサ８ａの検出結果（第２下流側エッジセンサ８ｂの検出結果でも良い）と第１上流側エッジセンサ９ａ（第２上流側エッジセンサ９ｂの検出結果でも良い）の検出結果とに基づいて回動角度を算出する。

加算器１０ｏは、フィードバック演算部１０ｊで算出された回動角度とフィードフォワード演算部１０ｎで算出された回動角度とを加算する。また、本制御系統では、減算器１０ｋは、加算器１０ｏで得られた算出結果と、上記第１実施形態で説明した加算器１０ｆで得られた算出結果との差分を算出し、回動角度βとして上流側アクチュエータ６に入力する。また、加算器１０ｍは、加算器１０ｏで得られた算出結果と、上記第１実施形態で説明した加算器１０ｆで得られた算出結果とを加算し、回動角度αとして下流側アクチュエータ５に入力する。なお、加算器１０ｏで得られた算出結果は、回動角度γ１として反転アクチュエータ７に入力される。また、加算器１０ｆは、フィードバック演算部１０ｃで算出された傾動角度とフィードフォワード演算部１０ｅで算出された傾動角度とを加算し、傾動角度γ２として反転アクチュエータ７に入力する。このような制御によれば、フィードバック制御のみを行う場合よりも応答性能を向上させることが可能となる。

図１１は、図７において本実施形態の帯状体搬送装置１における帯状体Ｗの上流側と下流側との傾斜角度Δθと、回動角度α、回動角度β及び回動角度γ１との関係、及び、帯状体Ｗの上流側と下流側とエッジ位置の移動量Δｈと、回動角度α、回動角度β及び回動角度γ１との関係との関係を示す展開図である。なお、図１１において、軸芯Ｌｃと直線ＬＡとの交点をＡ”とし、軸芯Ｌｃと直線ＬＢとの交点をＢ”としている。なお、点Ａから点Ａ”までの距離と、点Ａ”から点Ｂまでの距離は等しい。また、点Ａ’から点Ｂ”までの距離と、点Ｂ”から点Ｂ’までの距離は等しい。

この図から分かるように、移動量Δｈは、下式（５）で示すことができる。また、傾斜角度Δθは、下式（６）で示すことができる。さらに、回動角度αと回動角度βとが十分に小さい場合には下式（７）及び下式（８）を得ることができる。例えば、これらの式に基づいて、制御部１０は、回動角度α、回動角度β及び回動角度γ１を算出することができる。

また、反転ターンバー４ａの回動角度γ１は、下式（９）に基づき、第１下流側エッジセンサ８ａの検出結果ｙ１と、第１上流側エッジセンサ９ａの検出結果ｙ３と、図６における点Ａから点Ｂまでの経路長Ｌとを用いて決定することができる。

また、上流側ターンバー３の回動角度αは、下式（１０）に基づき、第１下流側エッジセンサ８ａの検出結果ｙ１と、第１上流側エッジセンサ９ａの検出結果ｙ３と、図６における点Ａから点Ｂまでの経路長Ｌと、下流側傾角θ１と、上流側傾角θ２とを用いて決定することができる。

また、下流側ターンバー４の回動角度βは、下式（１１）に基づき、上流側ターンバー３の回動角度αと、図６に示す回動角度θとを用いて決定することができる。

さらに、下流側ターンバー２と上流側ターンバー３とを帯状体Ｗの幅方向の修正のみに寄与させ、反転ターンバー４を帯状体Ｗの幅方向の修正及び傾きの修正に寄与させる構成を採用する場合には、下式（１２）及び下式（１３）に基づいて、回動角度αと、回動角度βと、回動角度γ１と、回動角度γ２とを決定する。

以上、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、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、本発明の非接触案内部として、下流側ターンバー２と、上流側ターンバー３と、反転ターンバー４とを備える構成を採用した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、棒状ではない他の形状の非接触案内部を備える構成を採用することも可能である。この場合、全ての非接触案内部が同一形状である必要はない。

また、非接触案内部を２つのみあるいは４つ以上備える（複数備える）構成を採用することも可能である。また、非接触案内部を３つ以上備える構成を採用する場合には、これらの全ての非接触案内部を回動させる必要はなく、１つの非接触案内部を移動させて、帯状体Ｗの幅方向の一方のエッジが通る経路長と上記幅方向の他方のエッジが通る経路長とが異なるようにすれば良い。

また、上記実施形態においては、下流側エッジセンサユニット８及び上流側エッジセンサユニット９を備える構成を採用した。しかしながら、帯状体Ｗのエッジ位置を検出可能なセンサであれば、配置箇所及び設置数は、上記実施形態に限定されるものではない。

また、上記実施形態においては、流体を噴出することによって帯状体Ｗを非接触支持する構成を採用した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば磁力や静電気力によって帯状体Ｗを非接触支持する構成を採用することも可能である。

上記実施形態における帯状体Ｗは、例えば、ガラス、セラミック、又はシリコン等の脆性材料からなる帯状体であってもよく、また、有機材料等のフィルムであってもよい。ガラスからなる帯状体の場合、厚みが例えば０．２ｍｍ以下の、極薄ガラスであってもよい。

また、上記実施形態においては、帯状体Ｗの主たる搬送方向が水平方向である構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、上記実施形態の装置構成の全体を傾ける等により、帯状体Ｗの主たる搬送方向を水平方向以外の方向とすることも可能である。

また、上記実施形態において、制御部１０は、フィードバック制御、あるいは、フィードバック制御と共にフィードフォワード制御を行っている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、制御部１０がフィードフォワード制御のみで制御を行うようにしても良い。

１ 帯状体搬送装置
１Ａ 帯状体搬送装置
２ 下流側ターンバー（非接触案内部）
２ａ 非接触支持面
３ 上流側ターンバー（非接触案内部）
３ａ 非接触支持面
４ 反転ターンバー（非接触案内部）
４ａ 非接触支持面
５ 下流側アクチュエータ（駆動部）
６ 上流側アクチュエータ（駆動部）
７ 反転アクチュエータ（駆動部）
８ 下流側エッジセンサユニット
８ａ 第１下流側エッジセンサ
８ｂ 第２下流側エッジセンサ
９ 上流側エッジセンサユニット
９ａ 第１上流側エッジセンサ
９ｂ 第２上流側エッジセンサ
１０ 制御部
１０ａ 目標値設定部
１０ｂ 減算器
１０ｃ フィードバック演算部
１０ｄ 下流側傾角算出部
１０ｅ フィードフォワード演算部
１０ｆ 加算器
１０ｇ 上流側傾角算出部
１０ｈ 目標値設定部
１０ｉ 減算器
１０ｊ フィードバック演算部
１０ｋ 減算器
１０ｍ 加算器
１０ｎ フィードフォワード演算部
１０ｏ 加算器
Ｗ 帯状体

Claims (4)

1. 帯状体の一部が掛け回されると共に前記帯状体を非接触支持する非接触案内部を複数備える帯状体搬送装置であって、
   複数の前記非接触案内部のうち１つあるいは２つ以上の非接触案内部を移動させる駆動部と、
   前記帯状体の幅方向の一方のエッジが通る経路長と前記幅方向の他方のエッジが通る経路長とが異なるように前記非接触案内部を前記駆動部により移動させる制御部と
   を備えることを特徴とする帯状体搬送装置。
2. 前記非接触案内部として、
   複数の前記非接触案内部のうち前記帯状体の走行方向の最も上流側に配置されると共に前記帯状体の走行方向を変更する上流側ターンバーと、
   複数の前記非接触案内部のうち前記帯状体の走行方向の最も下流側に配置されると共に前記帯状体の厚み方向の位置を前記上流側ターンバーに供給される前の位置に合わせる下流側ターンバーと、
   前記上流側ターンバーによって変更された前記帯状体の走行方向を前記下流側ターンバーに向けて反転する反転ターンバーと
   を備えることを特徴とする請求項１記載の帯状体搬送装置。
3. 前記上流側ターンバーと前記下流側ターンバーとが、非接触案内部に供給される前における前記帯状体の表面の垂線に沿う方向から見て、反対方向に回動されることを特徴とする請求項２記載の帯状体搬送装置。
4. 前記上流側ターンバーよりも上流側に配置されると共に前記帯状体のエッジの傾きを検出する上流側エッジセンサユニットと、
   前記下流側ターンバーよりも下流側に配置されると共に前記帯状体のエッジの傾きを検出する下流側エッジセンサユニットと
   を備え、
   前記制御部は、前記上流側エッジセンサユニットの検出結果と前記下流側エッジセンサユニットの検出結果との少なくともいずれかに基づいて前記駆動部を制御する
   ことを特徴とする請求項２または３記載の帯状体搬送装置。

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