JP4379310B2 - シート状物の同時二軸延伸機 - Google Patents

Description

本発明は、光学フィルム等の原反シート状物の同時二軸延伸機に関する。

従来の延伸機としては、様々な形態のものが知られている。

特に、特開２００３−２１１５３３号公報には、シート状物を間隔をおいてクリップで挟持し、各クリップを対向した辺縁に対して移動させて該シート状物を延伸することにより該シート状物を薄膜化するものにおいて、該シート状物における対向した各辺縁と平行に移動する複数の移動体を設けてあり、該各移動体にはクリップを個別にしかも各辺縁の方向に移動可能に設けてあり、該各移動体は該各辺縁と並行に移動するための個別の駆動源を備えており、該各移動体が各辺縁と並行に移動する場合に各クリップが各辺縁の方向に移動することを調整するガイド部材を設け、さらに各移動体は各辺縁と並行に設けてある複数の無端条体（チェーン）と個別に連結してあり、各無端条体は各駆動源により個別に駆動することが知られている。

特開２００３−２１１５３３号公報

上記特許文献１においては、クリップを備えた各移動体が、サーボモータにより速度制御可能な各無端条体（各チェーン）に取り付けられ、さらに、各移動体に各ガスシリンダの駆動源の出力を接続し、ガイド部材をシート状物の縦横延伸倍率に合うように傾斜させておき、上記各無端条体を等速度で移動させた状態で、各移動体のカムフォロアを上記ガイド部材に接触させることによってシート状物を横方向に延伸するものである。

また、上記特許文献１においては、シート状物を縦横同時に延伸する場合には、各サーボモータを制御して各無端条体の速度も制御することで、シート状物の横方向（ＴＤ方向）の延伸倍率と縦方向（ＭＤ方向）の延伸倍率を任意の制御することは可能である。しかしながら、実際の装置ではシート状物の長手方向に多数のクリップを設ける必要があるので、多数の移動体及びそれを駆動させる無端条体も多数必要で、機構が複雑であるばかりでなく，制御も複雑なものとなる。

本発明の目的は、上記課題を解決すべく、光学フィルム等のシート状物のＴＤ方向およびＭＤ方向の延伸倍率を独立して可変でき、しかも機構および制御を簡素化して大幅な原価低減を実現したシート状物の同時二軸軸延伸機を提供することにある。

また、本発明は、シート状物の両側の各々に一対の長円形状の走行レールを設け、該各走行レール上を走行用駆動源からの駆動力によって自走走行する複数の走行台車を設け、前記シート状物の端部を把持する掴み装置を内側端に設けたスライドアームを前記各走行台車に前記シート状物のＴＤ方向に摺動自在に支持し、さらに前記スライドアームを前記ＴＤ方向に移動させるアーム用駆動源を前記各走行台車上に設け、前記複数の走行台車について前記各走行レール上を前記ＭＤ方向に走行させる際、前記走行用駆動源を制御して前記隣接する走行台車間の前記ＭＤ方向の間隔を可変することによって前記スライドアームの前記ＭＤ方向の間隔を可変して前記掴み装置で端部を把持したシート状物を前記ＭＤ方向に延伸するＭＤ可変手段と、前記アーム用駆動源を制御して前記スライドアームを前記ＴＤ方向に移動させて前記掴み装置で端部を把持したシート状物を前記ＴＤ方向に延伸するＴＤ可変手段とを互いに独立させて可変制御できるように設けたことを特徴とするシート状物の同時二軸延伸機である。

また、本発明は、前記走行レール上における走行台車の位置制御及び該走行台車上におけるスライドアームの位置制御を、走行レール上に設けられた少なくとも予熱基準点、延伸基準点、熱固定基準点、及び出口基準点のリミットスイッチから得られる基準信号に基づいて実行する全体制御部を設けたことを特徴とする。

また、本発明は、前記一対の長円形状の走行レールを縦型で構成することを特徴とする。また、本発明は、前記各走行台車に設けられた制御盤に電源を供給する集電レールを設けたことを特徴とする。また、本発明は、前記走行用駆動源及び前記アーム用駆動源をサーボモータで構成し、各サーボモータをシーケンシャルに制御するように構成したことを特徴とする。また、本発明は、前記一対の長円形状の走行レールの各々を囲んで室状に構成することを特徴とする。

本発明によれば、シート状物の同時二軸延伸機において、光学フィルム等のシート状物のＴＤ方向およびＭＤ方向の延伸倍率を独立させて可変でき、しかも可変機構を簡易にして可変精度を確保し易くすることができる効果を奏する。

本発明に係るシート状物の同時二軸延伸機の実施の形態について図面を用いて説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明に係るシート状物の同時二軸延伸機の第１の実施の形態を示す図２のＡ−Ａ’矢視概略正面図である。図２は、図１に示すシート状物の延伸機において長円形縦型の走行レールを断面させて示した図である。図３は、走行レールの走行方向に並べてられ各々自走する各走行台車に載置されたアーム用駆動源によって各スライドアームがＴＤ方向に可動する状態を示す平面図である。図４は、シート状物の片側におけるスライドアームをＴＤ方向に移動させるアーム用駆動源を載置した一つの走行台車と走行レールとの関係を示す部分断面図である。図５は、一つの走行台車が搭載された走行台車用駆動源によって走行レールに案内されて自走する状態を示す部分断面図である。

図１に示すような、長円形縦型の走行レール１０ａ，１０ｂは、図２に示すように、光学フィルム等の原板シート状物１の両側に、支柱１１ａ，１１ｂによって支持されて設けられる。走行台車（支持部材）２０ａ，２０ｂは、図１に示すように、走行レール１０ａ，１０ｂの各々において走行レールの走行方向にガイドレール１２ａ，１２ｂに案内されて多数並べて設置される。そして、走行台車２０ａ，２０ｂの各々は、図３に示すように、冂字断面形状の走行レール１０ａ，１０ｂの各々を跨ぐようにガイドレール１２ａ，１２ｂの各々によって案内される。

さらに、図４、図５に示すように、多数の走行台車（支持部材）２０ａ，２０ｂの各々は、自身に搭載したモータ等の走行用駆動源（図示せず）に回転接続された歯車２１ａ、２１ｂの各々を、各走行レール１０ａ，１０ｂ上面に設けられたピニオンラック１３ａ，１３ｂに噛み合わせることによって、自走できるように構成される。従って、走行レール上において各走行台車に設けられたモータ等の走行用駆動源を制御することによって図３に示すように隣接する走行台車間の距離を変えることによってシート状物１をＭＤ方向に独立させて延伸できることになる。

また、多数の走行台車２０ａ，２０ｂの各々には、スライドアーム（移動体）３０ａ，３０ｂをＴＤ方向に移動させる直線ガイド２２ａ，２２ｂが設けられる。そして、各走行台車２０ａ，２０ｂ上には、スライドアーム３０ａ，３０ｂを直線ガイド２２ａ，２２ｂに案内されてＴＤ方向に移動させるための例えばモータ等からなるアーム用駆動源（図示せず）を備え、該アーム用駆動源に回転接続された歯車２３ａ，２３ｂを上記スライドアーム３０ａ，３０ｂの各々の下面に設けられたピニオンラック３２ａ，３２ｂに噛み合わせることによってスライドアーム３０ａ，３０ｂの各々をＴＤ方向に移動するように構成される。従って、各走行台車上に設けられたアーム用駆動源を制御することによって図３に示すようにシート状物１をＴＤ方向に独立させて延伸できることになる。

なお、スライドアーム３０ａ，３０ｂのシート状物側の先端部には、シート状物の縁を掴む掴み装置（クリップ機構）３１ａ，３１ｂが設けられている。

さらに、上述したように、走行レール１０ａ，１０ｂ上を走行させる隣接する走行台車間の距離を変えてＭＤ方向の延伸を行せる走行用駆動源（図示せず）およびスライドアーム３０ａ，３０ｂをＴＤ方向に移動させてＴＤ方向の延伸を行せるアーム用駆動源（図示せず）を走行台車２０ａ，２０ｂ上に搭載し、それらを制御する制御盤２５ａ，２５ｂも走行台車２０ａ，２０ｂに設けられる。そのため、少なくとも、上記駆動源に必要とする電源を走行レール１０ａ，１０ｂに沿って這わせた集電レール１５ａ，１５ｂから各制御盤２５ａ，２５ｂに供給することが必要となる。ただし、制御信号については、全体制御部４０から各制御盤２５ａ，２５ｂに無線で送信してもよいし、また通信ネットワークで接続してもよい。

また、掴み装置（クリップ機構）３１ａ，３１ｂの開閉は、図３に示すように入口部及び出口部に設けられた開閉ガイド１８、１９とバネ力の併用によって行えばよい。なお、制御盤２５ａ，２５ｂには電源が供給されるので、マグネットを用いて開閉させることも可能である。

次に、本発明に係るシート状物の同時二軸延伸機の制御の一実施例について図６を用いて説明する。まず、走行レール１０ａ、１０ｂ上には、原点（予熱基準点：予熱開始点）のリミットスイッチ１０１、延伸基準点（延伸開始点）のリミットスイッチ１０２、熱固定基準点（熱固定開始点）のリミットスイッチ１０３、出口基準点のリミットスイッチ１０４、減速基準点（上記原点の手前の戻り点）のリミットスイッチ１０５等が設けられる。各走行台車２０ａ−１〜２０ａ−ｎ； ２０ｂ−１〜２０ｂ−ｎに設けられた制御盤２５ａ−１〜２５ａ−ｎ；２５ｂ−１〜２５ｂ−ｎは、上記各種リミットスイッチから検出される信号に基づく全体制御部４０からの無線又は有線の指令信号に基づいてシーケンス制御を行うシーケンサー２５１と、シーケンサー２５１からのシーケンス制御に基づいて走行用駆動源である走行用サーボモータＭ_Ｍを駆動制御するサーボ駆動制御回路２５２と、シーケンサー２５１からのシーケンス制御に基づいてアーム用駆動源であるアーム用サーボモータＭ_Ｔを駆動制御するサーボ駆動制御回路２５３とを備えて構成される。

次に、本発明に係るシート状物の同時二軸延伸機の動作の一実施例について説明する。まず、図１に示すように、走行レール１０の下側を用いて左側から光学フィルム等の原板シート状物１を入れて、右側から延伸したシート状物を出す場合について説明する。各走行台車２０が走行用駆動源によって自走して次々と原点（予熱基準点である予熱開始点）に到達すると、全体制御部４０からのシーケンサーへの指令に基づいて先行隣接する走行台車との間隙が最も近づくように制御され、同時にアーム用駆動源によってスライドアーム３０が内側に位置するよう制御され、開閉ガイド機構１９によって掴み装置（クリップ機構）３１が開閉されてシート状物１の縁部（端）を掴み、予熱区間で延伸に必要な温度に加熱されことになる。このように、予熱区間の間は、走行台車２０間の間隔を狭めた状態で、しかもスライドアーム３０を止めた状態で走行することになる。

続いて、各走行台車２０が走行して次々と延伸基準点である延伸開始点に到達すると、図３に示すように、全体制御部４０からシーケンサー２５１への指令に基づく走行用駆動源Ｍ_Ｍに対するサーボ駆動回路２５２の駆動により後行隣接（後部）走行台車に対して徐々に間隔を広げるように（ＭＤ方向に徐々に延伸するように）独立に制御され、同時にアーム駆動源Ｍ_Ｔに対するサーボ駆動回路２５３の駆動によりスライドアーム３０が独立にＴＤ方向に徐々に移動するように制御されてシート状物１はＭＤ方向およびＴＤ方向に夫々独立させて延伸制御できることになる。このように、全体制御部４０は、シーケンサー２５１に対する指令により、シート状物の様々な種類の対象に適合するように、ＭＤ方向の延伸倍率（＝Ｐ２／Ｐ１）とＴＤ方向の延伸倍率（＝Ｂ２／Ｂ１）を互いに独立して任意に設定することが可能となる。

続いて、各走行台車２０が走行して次々と熱固定基準点である熱固定開始点に到達すると、延伸区間が終了して熱処理区間に入るため、後行隣接（後部）走行台車との間隙をほぼ変えない（多少狭める（シート状物１の縁部を少し圧縮させる）ことも考えられる）ように制御し、スライドアーム３０をほぼ移動させないように制御することによってシート状物１は所定の温度で熱固定され、冷却区間で急冷して、出口基準点に到達することになる。このように出口基準点に到達すると、シート状物１は開閉ガイド機構１９によって掴み装置（クリップ機構）３１から外され、該外されたシート状物１はそのまま進行されることになる。その後、走行台車２０は、入口まで比較的高速で走行し、原点の手前の戻り点である減速基準点に到達すると減速されて原点に到達することになる。要するに出口から入口までは走行台車の高速走行による戻りの区間である。

以上説明したように、全体制御部４０は、走行レール１０上に設置された原点（予熱基準点である予熱開始点）のリミットスイッチ１０１、延伸基準点である延伸開始点のリミットスイッチ１０２、熱固定基準点である熱固定開始点のリミットスイッチ１０３、出口基準点のリミットスイッチ１０４、減速基準点（上記原点の手前の戻り点）のリミットスイッチ１０５等を基準にした位置制御（Ｘ−Ｙ座標）に基づく例えば時間制御（シーケンス制御）により、ＭＤ方向（Ｘ方向）に自走する各走行台車２０の走行速度及び各走行台車上のＴＤ方向（Ｙ方向）のスライドアーム３０の引き込み速度を制御することになる。各走行台車２０上には、ＴＤ方向に移動するスライドアーム３０を設置し、該スライドアーム３０のシート状物側の先端に掴み装置３１を取り付けた構造である。各走行台車２０は、走行レール１０上を自走走行する。そして、本発明においては、自走走行台車２０の速度を変更して、後行隣接（後部）走行台車との間隔Ｐを変更してシート状物１のＭＤ方向の延伸を行う。さらに、伸ばしたスライドアーム３０を縮める（引き込ませる）ことで、シート状物１のＴＤ方向の延伸を行う。

なお、各走行台車にはシーケンサー２５１やサーボ駆動制御回路２５２、２５３を有する制御盤２５が搭載されている関係で、シート状物１が加熱区間、及び延伸区間等において加熱される熱が走行レール１０上に出来るだけ入らないように、図２及び図３に示すように、壁５０ａ，５０ｂで覆う必要がある。そして、壁５０ａ，５０ｂで囲まれた室５１ａ，５１ｂ内の圧力を少し高めて熱が室内に入り込まないように工夫することが好ましい。

また、図１に示すように、走行レール１０の下側においてシート状物１を同時二軸延伸するように構成したが、走行レール１０の上側においてシート状物１を同時二軸延伸するように構成してもよい。この場合、走行レール１０の下側は、各走行台車の戻りに利用される。

また、図１に示すように、長円状の走行レール１０を縦型に設置して構成したが、スペース的に平面的に設置することが可能であれば、横型に設置することも可能である。その場合、各走行台車は横型の長円状走行レールの上面を走行させるようにすればよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、シート状物の延伸機において、光学フィルム等のシート状物のＴＤ方向およびＭＤ方向の延伸倍率を独立的に可変でき、しかも機構および制御を簡素化して大幅な原価低減を実現することができる。

本発明に係るシート状物の同時二軸延伸機の第１の実施の形態を示す図２のＡ−Ａ’矢視概略正面図である。 図１に示すシート状物の延伸機において長円形縦型の走行レールを断面させて示した図である。 走行レールの走行方向に並べてられ各々自走する各走行台車に載置されたアーム用駆動源によって各スライドアームがＴＤ方向に可動する状態を示す平面図である。 シート状物の片側におけるスライドアームをＴＤ方向に移動させるアーム用駆動源を載置した一つの走行台車と走行レールとの関係を示す部分断面図である。 一つの走行台車が搭載された走行台車用駆動源によって走行レールに案内されて自走する状態を示す部分断面図である。 本発明に係るシート状物の同時二軸延伸機の制御の一実施例について説明するための図である。

符号の説明

１…シート状物、１０，１０ａ，１０ｂ…走行レール、１１ａ、１１ｂ…支柱、１３ａ、１３ｂ…ピニオンラック、１５ａ、１５ｂ…集電レール、１８、１９…開閉ガイド、２０、２０ａ、２０ｂ…走行台車（支持部材）、２１ａ、２１ｂ…歯車、２３ａ、２３ｂ…歯車、３０、３０ａ、３０ｂ…スライドアーム（移動体）、３１、３１ａ、３１ｂ…掴み装置（クリップ機構）、３２ａ、３２ｂ…ピニオンラック、２５ａ、２５ｂ…制御盤、４０…全体制御部、５０ａ、５０ｂ…壁、５１ａ，５１ｂ…室、１０１…原点リミットスイッチ、１０２…延伸基準点リミットスイッチ、１０３…熱固定基準点リミットスイッチ、１０４…出口基準点リミットスイッチ、１０５…減速基準点リミットスイッチ、２５１…シーケンサー、２５２、２５３…サーボ駆動回路、ＭＭ…走行用サーボモータ、ＭＴ…アーム用サーボモータ。

Claims (6)

1. シート状物の両側の各々に一対の長円形状の走行レールを設け、
   該各走行レール上を走行用駆動源からの駆動力によって自走走行する複数の走行台車を設け、
   前記シート状物の端部を把持する掴み装置を内側端に設けたスライドアームを前記各走行台車に前記シート状物のＴＤ方向に摺動自在に支持し、さらに前記スライドアームを前記ＴＤ方向に移動させるアーム用駆動源を前記各走行台車上に設け、
   前記複数の走行台車について前記各走行レール上を前記ＭＤ方向に走行させる際、前記走行用駆動源を制御して前記隣接する走行台車間の前記ＭＤ方向の間隔を可変することによって前記スライドアームの前記ＭＤ方向の間隔を可変して前記掴み装置で端部を把持したシート状物を前記ＭＤ方向に延伸するＭＤ可変手段と、前記アーム用駆動源を制御して前記スライドアームを前記ＴＤ方向に移動させて前記掴み装置で端部を把持したシート状物を前記ＴＤ方向に延伸するＴＤ可変手段とを互いに独立させて可変制御できるように設けたことを特徴とするシート状物の同時二軸延伸機。
2. 前記走行レール上における走行台車の位置制御及び該走行台車上におけるスライドアームの位置制御を、走行レール上に設けられた少なくとも予熱基準点、延伸基準点、熱固定基準点、及び出口基準点のリミットスイッチから得られる基準信号に基づいて実行する全体制御部を設けたことを特徴とする請求項１記載のシート状物の同時二軸延伸機。
3. 前記一対の長円形状の走行レールを縦型で構成することを特徴とする請求項１記載のシート状物の同時二軸延伸機。
4. 前記各走行台車に設けられた制御盤に電源を供給する集電レールを設けたことを特徴とする請求項１記載のシート状物の同時二軸延伸機。
5. 前記走行用駆動源及び前記アーム用駆動源をサーボモータで構成し、各サーボモータをシーケンシャルに制御するように構成したことを特徴とする請求項１記載のシート状物の同時二軸延伸機。
6. 前記一対の長円形状の走行レールの各々を囲んで室状に構成することを特徴とする請求項１記載のシート状物の同時二軸延伸機。

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