JP4802969B2 - 不織布の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は不織布の製造装置に関し、より詳しくは、板状部材に縦横に糸を巻き取って不織布を製造するようにした不織布の製造装置に関する。

従来、不織布の製造装置として、方形の板状部材の互いに対向する２辺Ａを回転軸の軸線と平行となる第１姿勢位置に位置させた状態で、上記軸線を中心として板状部材を回転させて上記２辺Ａに亘って糸を巻き取らせ、また互いに対向する上記２辺Ａと直交する２辺Ｂを上記軸線と平行となる第２姿勢位置に位置させた状態で、上記軸線を中心として板状部材を回転させて上記２辺Ｂに亘って糸を巻き取らせるようにしたものが知られている（特許文献１）。
上記不織布の製造装置においては、板状部材の１つの角部を連結軸を介して回転軸の先端部に揺動可能に連結し、該板状部材の上記２辺Ｂを回転軸の軸線と直交する方向に配置することにより、他の２辺Ａを回転軸の軸線と平行となる第１姿勢位置に位置させるようにしてある。
他方、板状部材を第２姿勢位置に位置させる際には、上記連結軸を中心として板状部材を上記回転軸に対して９０度回転させ、いままで回転軸の軸線と直交していた上記２辺Ｂを回転軸の軸線と平行となるようにして、第２姿勢位置に位置させるようにしてある。
特開２００３−３０１３６２号公報

上記板状部材は、その１つの角部を連結軸により回転軸の先端部に揺動可能に連結してあり、連結軸を中心として板状部材を９０度回転させることによって第１姿勢位置と第２姿勢位置との位置を切り換えるようになっている。
その結果、板状部材は１つの角部によって支えられることになるので充分な強度を確保することが困難で、長時間の使用により連結部分にガタが生じると糸の巻き取り精度が低下する虞があった。
また上記板状部材の上記各２辺のうち、一方の辺は回転軸の軸線に近接した位置となり、他方の辺は回転軸の軸線から遠ざかった位置となるので、板状部材は回転軸の回転に伴って上記回転軸の軸線に近接した一辺を中心として他方の辺が振り回されるように回転されるようになる。
そして板状部材が振り回されると、これに巻き取られる糸は、板状部材が一回転される間にその張力が大きく変動することになり、特に糸が上記特許文献１に記載されているコラーゲン糸状物のような脆弱な糸では、張力の変動によって切れる危険性が高くなっていた。
本発明はそのような事情に鑑み、充分な剛性を持って板状部材を支持することにより長期間精度よく糸を巻き取ることができ、また必要に応じて板状部材の互いに対向する２辺の中央部を回転軸の軸線に一致させることが可能な不織布の製造装置を提供するものである。

すなわち請求項１の発明は、方形の板状部材の互いに対向する２辺Ａを回転軸の軸線と平行となる第１姿勢位置に位置させた状態で、上記軸線を中心として板状部材を回転させて上記２辺Ａに亘って糸を巻き取らせ、また互いに対向する上記２辺Ａと直交する２辺Ｂを上記軸線と平行となる第２姿勢位置に位置させた状態で、上記軸線を中心として板状部材を回転させて上記２辺Ｂに亘って糸を巻き取らせるようにした不織布の製造装置において、
上記不織布の製造装置は、上記軸線と直交する方向に配設されて該軸線を中心に回転自在に軸支した第１ガイド部材と第２ガイド部材と、上記各ガイド部材にその長手方向に沿ってそれぞれ摺動自在に取り付けた第１スライダと第２スライダとを備え、上記板状部材は対角線位置となる角部を上記各スライダにそれぞれ揺動自在に取り付けてあり、
上記第１スライダを第１ガイド部材の一方の端部である第１端部に位置させるとともに、上記第２スライダを、上記第１ガイド部材の第１端部とは対角線位置となる第２ガイド部材の第２端部に位置させて上記板状部材を第１姿勢位置に位置させ、また上記第１スライダを第１ガイド部材の他方の端部である第２端部に位置させるとともに、上記第２スライダを、上記第１ガイド部材の第２端部とは対角線位置となる第２ガイド部材の第１端部に位置させて上記板状部材を第２姿勢位置に位置させることを特徴とするものである。

上記構成によれば、板状部材が第１姿勢位置に位置している状態では、第１スライダは第１ガイド部材の一方の端部である第１端部に位置するとともに、第２スライダは、上記第１ガイド部材の第１端部とは対角線位置となる第２ガイド部材の第２端部に位置していることになる。そして板状部材を上記第１姿勢位置から第２姿勢位置に切り換える際には、第１スライダを第１ガイド部材の他方の端部である第２端部に移動させるとともに、第２スライダを、上記第１ガイド部材の第２端部とは対角線位置となる第２ガイド部材の第１端部に移動させればよい。
そして板状部材は第１スライダと第２スライダとによってその対角線位置となる角部が支持されることになるので、その１つの角部を支持していた従来装置に比較して、より高い剛性を持って板状部材を支持することができ、したがって長時間に亘って糸の巻き取り精度が高精度に維持することが可能となる。
また、第１ガイド部材と第２ガイド部材は、上記回転軸の軸線と直交する方向に配設されて該軸線を中心に回転自在に軸支されていればよいので、従来のように板状部材を回転軸に振り回されるように連結する必要がない。換言すれば、板状部材の回転軸による回転中心を板状部材に対して自由な位置に設定することができるので、好ましくは回転軸の軸線を、第１姿勢位置における２辺Ａの中央部に位置させ、かつ第２姿勢位置における２辺Ｂの中央部に位置させることが可能となる。これにより板状部材によって巻き取られる糸の張力の変動を可及的に小さくして、その切断を防止することができる。

以下図示実施例について本発明を説明すると、図１において、本発明に係る不織布の製造装置１は、基台２に所定の間隔をあけて立設した２つの支持フレーム３、４を備えており、各支持フレームにそれぞれ回転軸５、６を回転自在に軸支してある。
上記回転軸５、６は同一直線上に配置してあり、各回転軸の互いに対向する端面に、各回転軸の軸線と直交させて第１ガイド部材７と第２ガイド部材８とをそれぞれ固定してある。したがってこれらガイド部材７、８は、回転軸５、６の回転に伴ってその軸線を中心として回転されるようになる。

上記第１ガイド部材７の長手方向両端部には、第２ガイド部材８側に突出するブラケット７ａをそれぞれ設けてあり、両ブラケット７ａ間に第１ガイド部材７の長手方向に沿って２本の平行なガイドロッド９（図では１本のみ記載）を設けてある。同様に、第２ガイド部材８の長手方向両端部に第１ガイド部材７側に突出するブラケット８ａをそれぞれ設けてあり、両ブラケット８ａ間に第２ガイド部材８の長手方向に沿って２本の平行なガイドロッド１０を設けてある。
そして一方のガイドロッド９に第１スライダ１１を摺動自在に設けるとともに、他方のガイドロッド１０に第２スライダ１２を摺動自在に設けてあり、各スライダ１１、１２は、上記各一対のブラケット７ａ、８ａの間で、各ガイド部材７、８の一方の端部である第１端部Ｘから他方の端部である第２端部Ｙに亘って移動することができるようになっている。

糸を巻き取るための方形の板状部材２１は、４辺を構成する４本の断面角型の棒状体を正方形状に組み合わせて構成してあり、その対角線位置となる角部をそれぞれ連結軸２２を介して上記各スライダ１１、１２に揺動自在に取り付けてある。
図１は、板状部材２１の互いに対向する２辺Ａが回転軸５、６の軸線と平行となる第１姿勢位置を示しており、この状態では第１スライダ１１は第１ガイド部材７の一方の端部となる第１端部Ｘに位置しており、また第２スライダ１２は、上記第１ガイド部材７の第１端部Ｘとは対角線位置となる第２ガイド部材１２の第２端部Ｙに位置している。
他方、図６は板状部材２１の互いに対向する上記２辺Ａと直交する２辺Ｂを上記回転軸５、６の軸線と平行となる第２姿勢位置に位置させた状態を示しており、この状態では第１スライダ１１は第１ガイド部材７の上記第１端部Ｘとは他方の端部となる第２端部Ｙに位置しており、また第２スライダ１２は、上記第１ガイド部材７の第２端部Ｙとは対角線位置となる第２ガイド部材１２の第１端部Ｘに位置している。なお、図６は図１に対して、第１スライダ１１を第１ガイド部材７の第２端部Ｙに位置させるとともに第２スライダ１２を第２ガイド部材８の第１端部Ｘに位置させた状態で、さらに板状部材２１を回転軸５、６の軸線を中心として１８０度回転させた状態を示している。

上記板状部材２１は、第１姿勢位置又は第２姿勢位置の状態で、回転軸５、６の回転に伴って両ガイド部材７、８、ガイドロッド９、１０及びスライダ１１、１２と共に一体的に回転されるようになっており、第１姿勢位置では板状部材２１の２辺Ａに亘って糸を巻き取らせ、第２姿勢位置では板状部材２１の２辺Ｂに亘って糸を巻き取らせることができるようになっている。
なお、図示しないが板状部材２１に糸を供給する糸送り装置は、糸を板状部材２１の１つの辺Ａ又はＢに対する一端部から他端部に亘って往復案内する往復機構を備えており、それによって糸は上記２辺Ａ又はＢに亘って一定間隔で、かつ複数回往復されて均一に巻き取られるようになっている。
このとき、上記回転軸５，６はそれぞれガイド部材７、８の長手方向中央部に固定してあり、それによって両回転軸５，６の軸線は、第１姿勢位置における２辺Ａの中央部に位置するようになっており、同様に第２姿勢位置における２辺Ｂの中央部にも位置するようになっている。これにより、上記２辺Ａ又はＢに亘って糸を巻き取る際に、糸に加わる張力の変動を可及的に小さくすることができるようになっている。

次に、図１において、一方の回転軸５を回転自在に軸支する支持フレーム３は、該回転軸５の軸線に沿って進退動自在に設けられている。上記支持フレーム３を進退動させるために、上記基台２にガイドブロック３１を固定してあり、このガイドブロック３１の両側に上記軸線と平行となるようにレール３２（図では１本のみ記載）を取り付け、両レール３２に上記支持フレーム３の底部を摺動自在に係合させている。
上記ガイドブロック３１の内部には、図示しないが支持フレーム３を進退動させる駆動手段としてのエアシリンダ装置を設けてあり、このエアシリンダ装置に圧縮エアを給排することによって上記支持フレーム３を往復作動させることができるようになっている。
他方の回転軸６を回転自在に軸支する支持フレーム４は、その内部に回転軸６を回転駆動するサーボモータ３３を設けてあり、このサーボモータ３３によって回転軸６を一方向に回転させることができるようにしてある。
上記サーボモータ３３は図示しない制御装置によって運転が制御されるようになっており、またサーボモータ３３又は回転軸５，６のいずれかに設けた図示しないタコジェネレータなどの回転位置検出手段により、上記板状部材２１の回転角度位置を検出できるようにしてある。

上記各ガイド部材７、８の第２端部Ｙ側には、各スライダ１１，１２をそれぞれ第２端部Ｙ側から上記第１端部Ｘ側へ向けて押し出す押し出し手段３４、３５を設けてある。つまり本実施例では、各ガイド部材７、８における押し出し手段３４、３５を設けた側が第２端部Ｙとなっており、設けていない側が第１端部Ｘとなっている。
上記押し出し手段３４、３５は同一構成を有しているので、その一方の押し出し手段３５について説明すると、図２に示すように、該押し出し手段３５は、エアシリンダ装置３６を備えており、該エアシリンダ装置３６のロッド３６ａは第２スライダ１２に向けて出没して、その突出時に第２スライダ１２を上記第２端部Ｙ側から第１端部Ｘ側へ向けて押し出すことができるようになっている。
上記エアシリンダ装置３６へ圧縮エアを供給するチューブ３７は、図１に示すように、回転軸６の軸部に設けた通路３８、ロータリージョイント３９及び図示しない電磁弁を介して圧縮エアの供給源に連通しており、上記電磁弁が開かれた際にエアシリンダ装置３６へ圧縮エアを供給することができるようになっている。

以上の構成において、板状部材２１は図１に示す第１姿勢位置の状態で、すなわち互いに対向する２辺Ａが回転軸５、６の軸線と平行となる状態でサーボモータ３３により回転軸６を介して回転されており、それによって２辺Ａに亘って糸を巻き取っている。
上述したように、糸送り装置の往復機構によって糸が上記辺Ａに沿って複数回往復されて板状部材２１に均一に巻き取られ、それによって２辺Ａにおける糸の巻取りが終了すると、糸が辺Ａの一端部に移動したこと、つまり上記糸送り装置の往復機構が一端部に移動したことが図示しないセンサにより検出される。そしてさらに、図１に示すように第１スライダ１１が上方位置となったことが前述の回転位置検出手段によって検出されると、ガイドブロック３１内に設けたエアシリンダ装置に圧縮エアが供給されて、上記支持フレーム３が図１左方に移動されるようになる。
これにより図３に示すように、ガイド部材７、８の間隔が広げられると、両ガイド部材７、８の間隔が拡開するのに伴って、第１スライダ１１は自重により第１端部Ｘから第２端部Ｙへ向けて移動されるようになり、やがて第１スライダ１１は第２端部Ｙへ到達することになる（図４）。
この状態では、両方のスライダ１１、１２が共に第２端部Ｙに位置していることになる。

この状態から両ガイド部材７、８および板状部材２１の一体的な回転が継続すると、両方のスライダ１１、１２は共に下方位置から上方位置へ移動されるようになり、両ガイド部材７、８の第２端部Ｙが水平状態よりも上方となれば、両方のスライダ１１、１２は共に両ガイド部材７、８の第１端部Ｘに向けて自重によって移動されることになる。
しかしながら、両ガイド部材７、８の第２端部Ｙがほぼ水平状態となると、そのタイミングを見計らって第２スライダ１２側の押し出し手段３５が作動され、第２スライダ１２を第２ガイド部材８における第２端部Ｙから第１端部Ｘに向けて押し出すようになる。またこれと同時に、支持フレーム３が図示しないエアシリンダ装置によって作動され、それによって両ガイド部材７、８の間隔が狭められるので、第１スライダ１１は第１ガイド部材７の第２端部Ｙに保持されたまま、第２スライダ１２のみが自重により第２ガイド部材８の第２端部Ｙから第１端部Ｘに向けて移動されるようになり（図５）、やがてガイド部材８の第１端部Ｘに至ることとなる（図６）。

この状態では、前述したように板状部材２１は第２姿勢位置となっており、したがって互いに対向する２辺Ｂが回転軸５、６の軸線と平行となる状態でサーボモータ３３により回転軸６を介して回転されるようになり、それによって２辺Ｂに亘って糸が巻き取られるようになる。
このとき、糸は、糸送り装置の往復機構が一端部に移動した状態で板状部材２１に供給されており、板状部材２１の姿勢が第１姿勢位置から第２姿勢位置に変換されると、糸送り装置の往復機構が再び作動されるようになり、糸は上記辺Ｂに沿って複数回往復されて板状部材２１に均一に巻き取られるようになる。

板状部材２１を第２姿勢位置から第１姿勢位置に変換する際にも同様な制御が行われる。すなわち図６の状態から板状部材２１が１８０度回転されると、つまり第２スライダ１２が上方位置となるとガイド部材７、８の間隔が広げられるようになり、両ガイド部材７、８の間隔が拡開するのに伴って、第２スライダ１２は自重により第１端部Ｘから第２端部Ｙへ向けて移動されるようになり、やがて第２端部Ｙへ到達することになる（図４の状態）。
次に、前回は両ガイド部材７、８の第２端部Ｙがほぼ水平状態となると、そのタイミングを見計らって第２スライダ１２側の押し出し手段３５が作動されたが、今回は第１スライダ１１側の押し出し手段４１が作動され、第１スライダ１１を第１ガイド部材７における第２端部Ｙから第１端部Ｘに向けて押し出すようになる。
そしてこれと同時に、両ガイド部材７、８の間隔が狭められるので、第２スライダ１２は第２ガイド部材８の第２端部Ｙに保持されたまま、第１スライダ１１のみが自重により第１ガイド部材７の第２端部Ｙから第１端部Ｘに向けて移動され、やがてガイド部材７の第１端部Ｘに至ることとなる（図１の状態）。
したがってこの状態では、板状部材２１は第１姿勢位置の状態となっており、以後、同様な作動が繰り返されて板状部材２１は第１姿勢位置と第２姿勢位置との間で複数回姿勢が切換えられ、それによって板状部材２１の２辺ＡとＢとに亘って交互に糸が巻き取られるようになる。

なお、上記支持フレーム３の代わりに支持フレーム４を往復作動させるようにしてもよいことは勿論であり、両支持フレーム３、４の移動位置をそれぞれ制御できるのであれば、両フレーム３、４を往復作動させてもよい。
また上記実施例では自重を利用して各スライダ１１，１２を往復作動させるようにしているが、リニアソレノイドやねじ機構等のスライダ駆動手段によって各スライダ１１，１２を往復作動させるようにしてもよい。より具体的には、例えばねじ機構を用いる場合には、各２本のガイドロッド９、１０のうち、１本のロッドをねじ棒としてこれを各スライダ１１，１２に螺合させ、サーボモータによって各ねじ棒を回転させることにより各スライダ１１，１２を往復作動させるようにすることができる。この場合には、押し出し手段３４、３５を省略することができ、また支持フレーム３又は４は、単に往復動可能であればよい。
さらに、上記実施例では回転軸５，６の軸線を第１姿勢位置における２辺Ａの中央部と第２姿勢位置における２辺Ｂの中央部とに位置させるようにしているが、これに限定されるものではなく、糸の強度が大きければどこに設定してもかまわない。

本発明の一実施例を示し、板状部材２１が第１姿勢位置となっている状態を示す正面図。 押し出し手段３５の拡大正面図。 板状部材２１を第１姿勢位置から第２姿勢位置へ変換する際の中間の作動状態を示す正面図。 板状部材２１を第１姿勢位置から第２姿勢位置へ変換する際の図３とは異なる中間の作動状態を示す正面図。 板状部材２１を第１姿勢位置から第２姿勢位置へ変換する際の図３、図４とは異なる中間の作動状態を示す正面図。 板状部材２１が第２姿勢位置となっている状態を示す正面図。

符号の説明

１ 不織布の製造装置 ３、４支持フレーム
５、６ 回転軸 ７ 第１ガイド部材
８ 第２ガイド部材 ９、１０ ガイドロッド
１１ 第１スライダ １２ 第２スライダ
２１ 板状部材 ２２ 連結軸
３４、３５ 押し出し手段 ３６ エアシリンダ装置

Claims (7)

1. 方形の板状部材の互いに対向する２辺Ａを回転軸の軸線と平行となる第１姿勢位置に位置させた状態で、上記軸線を中心として板状部材を回転させて上記２辺Ａに亘って糸を巻き取らせ、また互いに対向する上記２辺Ａと直交する２辺Ｂを上記軸線と平行となる第２姿勢位置に位置させた状態で、上記軸線を中心として板状部材を回転させて上記２辺Ｂに亘って糸を巻き取らせるようにした不織布の製造装置において、
   上記不織布の製造装置は、上記軸線と直交する方向に配設されて該軸線を中心に回転自在に軸支した第１ガイド部材と第２ガイド部材と、上記各ガイド部材にその長手方向に沿ってそれぞれ摺動自在に取り付けた第１スライダと第２スライダとを備え、上記板状部材は対角線位置となる角部を上記各スライダにそれぞれ揺動自在に取り付けてあり、
   上記第１スライダを第１ガイド部材の一方の端部である第１端部に位置させるとともに、上記第２スライダを、上記第１ガイド部材の第１端部とは対角線位置となる第２ガイド部材の第２端部に位置させて上記板状部材を第１姿勢位置に位置させ、また上記第１スライダを第１ガイド部材の他方の端部である第２端部に位置させるとともに、上記第２スライダを、上記第１ガイド部材の第２端部とは対角線位置となる第２ガイド部材の第１端部に位置させて上記板状部材を第２姿勢位置に位置させることを特徴とする不織布の製造装置。
2. 上記第１ガイド部材と第２ガイド部材とはそれぞれ支持フレームに回転自在に軸支されており、少なくともいずれか一方の支持フレームは上記軸線に沿って進退動自在に設けられて、その進退動に伴って、第１スライダが第１ガイド部材に沿って移動及び第２スライダが第２ガイド部材に沿って移動することを特徴とする請求項１に記載の不織布の製造装置。
3. 上記板状部材は、上記第１ガイド部材と第２ガイド部材とによって上記軸線を中心として回転されながら上記第１姿勢位置と第２姿勢位置との間で移動されるようになっており、
   第１スライダは、第１ガイド部材が回転されることによって上方となる端部から下方となる端部に自重によって移動され、また第２スライダは、第２ガイド部材が回転されることによって上方となる端部から下方となる端部に自重によって移動されて、上記第１姿勢位置と第２姿勢位置との間で姿勢が変換されることを特徴とする請求項２に記載の不織布の製造装置。
4. 上記第１ガイド部材に、該第１スライダを他方の端部に向けて押し出す第１押し出し手段が設けられ、また上記第２ガイド部材に、該第２スライダを他方の端部に向けて押し出す第２押し出し手段が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の不織布の製造装置。
5. 上記支持フレームを進退動させる駆動手段を備えることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の不織布の製造装置。
6. 上記第１スライダと第２スライダとをそれぞれ各ガイド部材に沿って移動させるスライダ駆動手段を設けたことを特徴とする請求項２に記載の不織布の製造装置。
7. 上記回転軸の軸線は、第１姿勢位置における２辺Ａの中央部に位置し、かつ第２姿勢位置における２辺Ｂの中央部に位置していることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の不織布の製造装置。

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