JP2018111559A

JP2018111559A - 旋回装置

Info

Publication number: JP2018111559A
Application number: JP2017002476A
Authority: JP
Inventors: 祥夫辻; Yoshio Tsuji
Original assignee: Hirano Tecseed Co Ltd; Hirano Steel Recycle Co
Current assignee: Hirano Tecseed Co Ltd; Hirano Steel Recycle Co
Priority date: 2017-01-11
Filing date: 2017-01-11
Publication date: 2018-07-19

Abstract

【課題】古い巻芯を支持するアームと新しい巻芯を支持するアームとがそれぞれ独立して旋回できる旋回装置を提供する。
【解決手段】第１巻芯３６と第２巻芯４６を公転させる中心に回転自在に水平に支持された公転軸２６と、公転軸２６の外周に公転自在に配された第１筒体２８と、第１筒体２８の左右から突出した左右一対の第１アーム３２と、左右一対の第１アーム３２の先端に自転自在に設けられ、かつ、第１巻芯３６を着脱自在に固定する左右一対の第１チャック３４と、第１筒体２８の左右両側であって、公転軸２６の左右両端部から突出した左右一対の第２アーム４２と、左右一対の第２アーム４２の先端に自転自在に設けられ、かつ、第２巻芯４６を着脱自在に固定する左右一対の第２チャック４４と、第１チャック３４を自転させる第１自転駆動モータ１２２と、第２チャック４４を自転させる第２自転駆動モータ１３２とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、フィルム、金属箔、布帛、紙などの長尺状のウエブの巻取り、巻出しのために用いる旋回装置に関するものである。

従来、熱処理や塗工液の塗工が終了したウエブを、巻芯に巻き取るために旋回装置が提案されている。この旋回装置は、２本の巻芯を有し、各巻芯はウエブを巻取るために自転する。そして、１本の巻芯にウエブが満巻になると巻取り位置から取り外し位置にアームを１８０°公転させ、ウエブが巻かれていない空の巻芯を巻取り位置に公転させ、その巻芯でウエブを再び巻き取る。

特開２００９−１４３７０７号公報特開２０１３−１４９６５号公報

しかし、上記旋回装置において、古い巻芯を支持するアームと新しい巻芯を支持するアームの角度は、１８０°開けて固定されているため、古いウエブを切断する作業において古い巻芯を支持したアームと新しい巻芯を支持したアームを１８０°公転させる必要があった。そのため、作業の安定性、それに続く作業が非効率的になる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、古い巻芯を支持するアームと新しい巻芯を支持するアームとがそれぞれ独立して旋回できる旋回装置を提供することを目的とする。

本発明は、巻芯が自転してウエブを巻取るか、又は、前記巻芯が自転して前記ウエブを巻出す旋回装置において、第１の巻芯である第１巻芯と、第２の巻芯である第２巻芯と、基台と、前記基台から立設された左右一対の支持脚と、前記第１巻芯と前記第２巻芯を公転させる中心に配され、かつ、左右一対の前記支持脚に対し回転自在に水平に支持された公転軸と、前記公転軸の外周に公転自在に配された第１筒体と、前記第１筒体の左右から突出した左右一対の第１アームと、左右一対の前記第１アームの先端に自転自在に設けられ、かつ、前記第１巻芯を着脱自在に固定する左右一対の第１チャックと、前記第１筒体の左右両側であって、前記公転軸の外周に固定された左右一対の第２筒体と、左右一対の前記第２筒体からそれぞれ突出した左右一対の第２アームと、左右一対の前記第２アームの先端に自転自在に設けられ、かつ、前記第２巻芯を着脱自在に固定する左右一対の第２チャックと、前記第１チャックを公転させる第１公転駆動部と、前記第２チャックを公転させる第２公転駆動部と、前記第１チャックを自転させる第１自転駆動部と、前記第２チャックを自転させる第２自転駆動部と、を有することを特徴とする旋回装置である。

本発明によれば、第１アームと第２アームがそれぞれ独立して公転するため、古い巻芯から新しい巻芯に切り換える場合に、古い巻芯を支持するアームに新しい巻芯を支持するアームを近づけることで、その作業の安定化と効率化を図ることができる。

本発明の一実施形態を示す旋回装置の正面図である。旋回装置の左側の拡大正面図である。旋回装置の左側の斜視図である。図２におけるＡ−Ａ線断面図である。図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。図２におけるＣ−Ｃ線断面図である。図２におけるＤ−Ｄ線断面図である。図２におけるＥ−Ｅ線断面図である。自転駆動部の横断面図である。自転駆動部の説明図である。

本発明の一実施形態の旋回装置１０について図１〜図１０に基づいて説明する。本実施形態の旋回装置１０は、長尺状のウエブＷを巻芯に巻き取る巻取り装置に用いるものであって、ウエブＷとしては例えば、フィルム、金属箔、紙、布帛などである。

なお、本明細書において、「公転」とは、第１巻芯３６、第２巻芯４６が公転軸２６を中心に公転軌道に沿って回転することをいう。「自転」とは、ウエブＷを巻き取る場合に第１巻芯３６、第２巻芯４６が回転することをいう。

（１）旋回装置１０の構造
旋回装置１０の構造について図１〜図１０に基づいて説明する。図１に示すように、旋回装置１０の基台１２は水平な床に載置され、基台１２の上面には左右一対の支持脚１４，１６が立設されている。基台１２の端部からは壁面１８が立設され、この壁面１８の上端部からは天井面２０が水平に設置されている。天井面２０の先端部から基台１８に向かって垂直に板状のフレーム２２が立設されている。このフレーム２２には、円形の開口部２４が開口している。図６に示すように、フレーム２２の開口部２４の表面縁部には、４個の第１支持コロ５８が回転自在に配されている。開口部２４の裏面縁部にも表面と同様に、４個の第２支持コロ７０が回転自在に配されている。図１に示すように、基台１２には、モータよりなる第１公転駆動装置６６、第２公転駆動装置７８が設置されている。図１に示すように、支持脚１６には、モータよりなる第１自転モータ１２２、第２自転モータ１３２が設けられている。

左右一対の支持脚１４，１６の上端部には、公転軸２６が水平方向に回転自在に支持されている。

公転軸２６の中央の外周には、第１筒体２８が、左右一対のベアリング３０，３０を介して回転自在に配されている。第１筒体２８の左右両端部から、左右一対の第１アーム３２，３２が外方に突出している。第１アーム３２の先端部には、筒状の第１チャック３４が、回転自在に設けられている。左右一対の第１チャック３４，３４の間には、第１の巻芯である第１巻芯３６が着脱自在に取り付けられている。

公転軸２６の外周であって、第１筒体２８の左右両側には、左右一対の第２筒体３８が公転軸２６に固定されている。左右一対の第２筒体３８からはそれぞれ第２アーム４２が外方に突出している。第２アーム４２の先端には、筒状の第２チャック４４が回転自在に設けられている。左右一対の第２チャック４４，４４の間には、第２の巻芯である第２巻芯４６が着脱自在に取り付けられている。

図１に示すように、公転軸２６の左側から右側に向かって順番にリング状の第２公転スプロケット４８、第２外輪５０、第１外輪５２、第１公転スプロケット５４が設けられている。

（２）第１巻芯３６と第２巻芯４６の公転構造
次に、第１巻芯３６と第２巻芯４６を公転させる公転構造について説明する。

図３と図７に示すように、第１外輪５２は、リング状であって、第１チャック３４の外周部に配され、公転軸２６を中心に配されている。第１外輪５２は、第１接合部５６を介して第１チャック３４と固定されている。第１外輪５２の外周部には、図７に示すように上右側、下右側、下左側、上左側に第１支持コロ５８がそれぞれ回転自在に配され、第１外輪５２は、４個の第１支持コロ５８によって回転自在に支持されている。そして第１外輪５２が回転することにより第１チャック３４が、公転軸２６を中心に回転する。

図３と図８に示すように、第１公転スプロケット５４は、リング状であって、第１固定部６０を介して第１外輪５２と同軸に固定されている。第１公転スプロケット５４は、図８に示すように無端状のベルトよりなる第１連結体６２を介して第１駆動スプロケット６４と連結されている。第１駆動スプロケット６４は、第１公転駆動装置６６の出力軸に固定されている。第１公転駆動装置６６によって第１駆動スプロケット６４が回転すると、第１連結体６２によって第１公転スプロケット５４が回転し、それと共に第１外輪５２が回転する。第１外輪５２が回転すると、第１外輪５２の内周側に取り付けられている第１チャック３４が、公転軸２６を中心に公転する。この公転は、左右の第１アーム３２，３２、第１チャック３４，３４が第１筒体２８によって一体化されていることで、駆動側（図１の左側）の第１チャック３４と従動側（図１の右側）の第１チャック３４が対面しつつ同期して公転する。

図３と図５に示すように、第２外輪５０は、リング状であって、第２チャック４４の外周部に配され、公転軸２６を中心に配されている。第２外輪５０は、第２接合部６８を介して第２チャック４４と固定されている。第２外輪５０の外周部には、図５に示すように上右側、下右側、下左側、上左側に第２支持コロ７０がそれぞれ回転自在に配され、第２外輪５０は、４個の第２支持コロ７０によって回転自在に支持されている。そして第２外輪５０が回転することにより第２チャック４４が、公転軸２６を中心に回転する。

図３と図４に示すように、第２公転スプロケット４８は、リング状であって、第２固定部７２を介して第２外輪５０と固定されている。第２公転スプロケット４８は、無端状のベルトよりなる第２連結体７４によって第２駆動スプロケット７６と連結されている。この第２駆動スプロケット７６は、第２公転駆動装置７８の出力軸に固定されている。第２公転駆動装置７８によって第２駆動スプロケット７６が回転すると、第２連結体７４によって第２公転スプロケット４８が回転し、それと共に第２外輪５０が回転する。第２外輪５０が回転すると、第２外輪５０の内周側に取り付けられている第２チャック４４が、公転軸２６を中心に公転する。この公転は、左右の第２アーム４２，４２、第１チャック４４，４４が第２筒体３８によって一体化されていることで、駆動側（図１の左側）の第２チャック４４と従動側（図１の右側）の第２チャック４４が対面しつつ同期して公転する。

第１チャック３４と第２チャック４４とが公転し接近して機械的に衝突しないようにするために、接近センサ１０４が第１アーム３２と第２アーム４２にそれぞれ設けられている。また、第１外輪５２、第２外輪５０には、第１チャック３４、第２チャック４４の角度検出器がそれぞれ設けられ、下記で説明する第１自転モータ１２２、第１自転モータ１３２を含む自転駆動部が保有している巻径の大きさを示す巻径信号に基づいて、２本の巻芯３６，４６の相対位置とそれぞれの巻径から２本の巻芯３６，４６（公転角度）を制御する。

（３）第１巻芯３６と第２巻芯４６の自転構造
次に、第１巻芯３６と第２巻芯４６を自転させる自転駆動部について図１、図９、図１０を参照して説明する。この自転駆動部は、右側の第１チャック３４と右側の第２チャック４４にのみ設けられている。この自転駆動部には、図９に示すダブルスプロケット１４０が用いられ、ダブルスプロケット１４０は、筒状の第１連結管１２４と、その外周にベアリングを介して配された筒状の第２連結管１３４を有している。

まず、第１チャック３４の自転駆動部について説明する。

右側の第１チャック３４の右端部には、第１チャックスプロケット１２０が設けられている。

右支持脚１６の一方には、第１自転モータ１２２が設けられている。

右側の公転軸３８の外周には、ベアリングを介して筒状の第１連結管１２４が回転自在に設けられている。

第１自転モータ１２２のプーリ１２３と第１連結管１２４の一端部ギアとの間には、無端状のベルト１２８が架け渡されている。

第１チャックスプロケット１２０と第１連結管１２４の他端部ギアとの間には、無端状の歯付きベルト１２６が架け渡されている。

これにより、左右一対の第１チャック３４（駆動側），３４（従動側）の間に第１巻芯３６を装着した状態で、第１自転モータ１２２が回転すると、第１連結管１２４と第１チャックスプロケット１２０が回転し、第１巻芯３６が自転する。

次に、第２チャック４４の自転駆動部について説明する。

右側の第２チャック４４の右端部には、第２チャックスプロケット１３０が設けられている。

右支持脚１６の他方には、第２自転モータ１３２が設けられている。

右側の公転軸３８の外周で、かつ、第１連結管１２４の外周には、ベアリングを介して筒状の第２連結管１３４が回転自在に設けられている。

第２自転モータ１３２のプーリ１３３と第２連結管１３４の一端部ギアとの間には、無端状のベルト１３８が架け渡されている。

第２チャックスプロケット１３０と第２連結管１３４の他端部ギアとの間には、無端状の歯付きベルト１３６が架け渡されている。

これにより、左右一対の第２チャック４４（駆動側），４４（従動側）の間に第２巻芯４６を装着した状態で、第２自転モータ１３２が回転すると、第２連結管１３４と第２チャックスプロケット１３０が回転し、第２巻芯４６が自転する。

（４）旋回装置１０の動作状態
旋回装置１０を巻取り装置として使用した場合の動作状態のその一例を説明する。

まず、巻取り位置において第１アーム３２が固定され、第１巻芯３６がウエブＷを巻き取る。この場合に、第１自転モータ８０が回転し、第１チャック３４が自転することにより、第１巻芯３６がウエブＷを巻き取ることができる。

次に、第１巻芯３６が満巻に近づくと、停止していた第２巻芯４６を公転させる。この場合に、第２公転駆動装置７８が回転し、第２駆動プーリ７６が回転することによって、第２公転プーリ４８が回転し、それと共に第２外輪５０が回転して第２チャック４４が公転軸２６を中心に公転軌道を移動し、第１チャック３４に近づく。第１巻芯３６の巻径を小さくても、２本の巻芯３６，４６の巻取り姿勢を、接近センサ１０４が第１アーム３２又は第２アーム４２に設けられているため、両者は衝突しない。これにより、図示していないスプライス装置によって第１巻芯３６に対し第２巻芯４６が接近して古い巻芯から新しい巻芯に、移ることができるため、その移行作業を効率的かつ短時間で行うことができる。

次に、第１巻芯３６の巻取りが終了し、第２巻芯４６に巻取りが移る前に第２自転モータ９２が回転し、第２巻芯４６を自転させて、ウエブＷを新しく巻き取っていく。

第１巻芯３６は、第２巻芯４６に対し離れるように、第１アーム３２を第１公転駆動装置６６が公転させて、巻芯の取り出し及び巻芯装着位置に移動する。

（５）効果
本実施形態によれば、第１アーム３２と第２アーム４２とは互いに自由旋回（自由公転）できるため、第１アーム３２を第２アーム４２に近づけたり、又は、第２アーム４２に第１アーム３２を近づけたりすることができる。そのため、ウエブＷの巻取りのときにおいて、古い巻芯から新しい巻芯に効率的にかつ短時間で変更できる。

また、第１アーム３２と第２アーム４２とは、接近センサ１０４によって互いの接近を検出しているため、第１アーム３２と第２アームが衝突しない。

また、第１アーム３２と第２アーム４２とは、第１外輪５２と第２外輪５０にそれぞれ取り付けられているため、公転時に揺れたりすることがなく確実に回転できる。

（６）変更例
上記実施形態では、第１連結体６２、第２連結体７４、第１連結体８８，９０、第２連結体１００，１０２は、無端状の歯付きベルトであったが、これに代えてチェーン又はギア構成でもよい。

また、上記実施形態では、公転駆動機構を巻芯の左側のみに設けたが、水平性をより確保するために、自転駆動部のある右側にも設けて、巻芯を左右両側から公転させてもよい。

また、上記実施形態では、旋回装置１０を巻取り装置で使用したが、これに代えて旋回装置１０を巻出し装置として使用する場合であっても、古い巻芯である第１巻芯３６から殆どウエブＷが巻き出された場合に、満巻である第２巻芯を接近させて巻出し装置の古いウエブＷから新しいウエブＷへの移行を効率的かつ短時間で行うことができる。

上記では本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０・・・旋回装置、１２・・・基台、１４・・・支持脚、１６・・・支持脚、２２・・・フレーム、２４・・・開口部、２６・・・公転軸、２８・・・第１筒体、３２・・・第１アーム、３４・・・第１チャック、３６・・・第１巻芯、３８・・・第２筒体、４２・・・第２アーム、４４・・・第２チャック、４６・・・第２巻芯、４８・・・第２公転スプロケット、５０・・・第２外輪、５２・・・第１外輪、５４・・・第１公転スプロケット、６６・・・第１公転駆動装置、７８・・・第２公転駆動装置、１０４・・・接近センサ、１２２・・・第１自転モータ、１３２・・・第２自転モータ

Claims

巻芯が自転してウエブを巻取るか、又は、前記巻芯が自転して前記ウエブを巻出す旋回装置において、
第１の巻芯である第１巻芯と、
第２の巻芯である第２巻芯と、
基台と、
前記基台から立設された左右一対の支持脚と、
前記第１巻芯と前記第２巻芯を公転させる中心に配され、かつ、左右一対の前記支持脚に対し回転自在に水平に支持された公転軸と、
前記公転軸の外周に公転自在に配された第１筒体と、
前記第１筒体の左右から突出した左右一対の第１アームと、
左右一対の前記第１アームの先端に自転自在に設けられ、かつ、前記第１巻芯を着脱自在に固定する左右一対の第１チャックと、
前記第１筒体の左右両側であって、前記公転軸の外周に固定された左右一対の第２筒体と、
左右一対の前記第２筒体からそれぞれ突出した左右一対の第２アームと、
左右一対の前記第２アームの先端に自転自在に設けられ、かつ、前記第２巻芯を着脱自在に固定する左右一対の第２チャックと、
前記第１チャックを公転させる第１公転駆動部と、
前記第２チャックを公転させる第２公転駆動部と、
前記第１チャックを自転させる第１自転駆動部と、
前記第２チャックを自転させる第２自転駆動部と、
を有することを特徴とする旋回装置。
前記第１公転駆動部は、
前記第１チャックの公転軌道の外周に配された第１外輪と、
前記第１外輪の内周に沿って移動可能であり、かつ、前記第１チャックが自転できるように支持する第１チャック支持部と、
前記第１外輪を公転させる第１公転モータと、
を有し、
前記第２公転駆動部は、
前記第２チャックの公転軌道の外周に配された第２外輪と、
前記第２外輪の内周に沿って移動可能であり、かつ、前記第２チャックが自転できるように支持する第２チャック支持部と、
前記第２外輪を公転させる第２公転モータと、
を有することを特徴とする請求項１に記載の旋回装置。
前記第１外輪と前記第２外輪とは、同じ直径である、
ことを特徴とする請求項２に記載の旋回装置。
前記第１公転駆動部は、
前記第１公転モータによって回転する第１公転スプロケットと、
前記第１外輪と同軸に固定されたリング状の第１公転ホイールと、
前記第１公転スプロケットと前記第１公転ホイールの間に架け渡された無端状のベルト、又は、チェーンよりなる第１公転連結体と、
を有し、
前記第２公転駆動部は、
前記第２公転モータによって回転する第２公転スプロケットと、
前記第２外輪と同軸に固定されたリング状の第２公転ホイールと、
前記第２公転スプロケットと前記第２公転ホイールの間に架け渡された無端状のベルト、又は、チェーンよりなる第２公転連結体と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の旋回装置。
前記第１外輪と前記第２外輪との間であって、かつ、前記基台から立設されたフレームと、
前記フレームに開口し、かつ、前記公転軸、前記第１チャック、前記第２チャックが貫通する支持孔と、
前記支持孔の外周における前記フレームの表面に設けられ、かつ、前記第１外輪の外周部を回転自在に支持する複数の第１コロと、
前記支持孔の外周における前記フレームの裏面に設けられ、かつ、前記第２外輪の外周部を回転自在に支持する複数の第２コロと、
を有することを特徴とする請求項２に記載の旋回装置。
前記第１アーム、又は、前記第１チャックに第１接近センサが設けられ、
前記第２アームが前記第１アームに所定角度まで接近したことを、前記第１接近センサが検出したときに、前記第１公転駆動部、又は、前記第２公転駆動部は、前記第１アーム、又は、第２アームの公転を停止させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の旋回装置。
前記第２アーム、又は、前記第２チャックに第２接近センサが設けられ、
前記第１アームが前記第２アームに所定角度まで接近したことを、前記第２接近センサが検出したときに、前記第１公転駆動部、又は、前記第２公転駆動部は、前記第１アーム、又は、第２アームの公転を停止させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の旋回装置。
前記第１アームを公転させるときは、前記第２アームの公転を停止させ、
前記第２アームを公転させるときは、前記第１アームの公転を停止させる、
ことを特徴とする請求項３に記載の旋回装置。
前記第１自転駆動部は、
前記第１チャックに設けられた第１チャックスプロケットと、
一方の前記公転軸の外周に回転自在に設けられた第１連結管と、
前記第１自転モータと、
前記第１自転モータと前記第１連結管の一端部ギアとを接続する第１伝達部と、
前記第１チャックスプロケットと前記第１連結管の他端部ギアとを接続するベルト又はチェーンと、
を有することを特徴とする請求項１に記載の旋回装置。
前記第２自転駆動部は、
前記第２チャックに設けられた第２チャックスプロケットと、
一方の前記公転軸の外周に回転自在に設けられた第２連結管と、
前記第２自転モータと、
前記第２自転モータと前記第２連結管の一端部ギアとを接続する第２伝達部と、
前記第２チャックスプロケットと前記第２連結管の他端部ギアとを接続するベルト又はチェーンと、
を有することを特徴とする請求項９に記載の旋回装置。
前記第１連結管と前記第２連結管によりダブルスプロケットを構成している、
ことを特徴とする請求項１０に記載の旋回装置。