JP5134302B2 - Sheet winding device - Google Patents
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Description
本発明は、合成樹脂フィルム、箔、電池用電極の積層シート等のシート状物を巻き取る巻取装置に関するものである。 The present invention relates to a winding device that winds up a sheet-like material such as a synthetic resin film, a foil, and a laminated sheet of battery electrodes.
シート状物を巻き取る巻取装置における巻芯の支持は、一般的にメカニカルチャックによるものが多く使用されている。つまり、コロ(ローラ)あるいはボール等によってリング等を巻芯の内周面に拡径して接触させることにより生じる巻芯の内周面とリング間の摩擦力によって支持するものであり、例えば、特許文献1には、巻取時に回転駆動される支持軸からの駆動を受ける支持環が支持軸とたわみ継手によって連結され、支持環が回転するとその支持環の外周に円周方向に設けられた傾斜溝の底面上の複数のローラがその傾斜溝の浅い部分に転動し、それによってローラを内接したリングが拡径して巻芯の内周面に接触するように構成されている巻芯チャック(メカニカルチャック)を巻芯に挿入して巻芯を固定し、この巻芯チャックのみで巻芯を把持してシート状物の巻取りを行うことが記載されている。 The support of the core in the winding device that winds up the sheet-like material is generally used by a mechanical chuck. That is, it is supported by the frictional force between the inner peripheral surface of the core and the ring that is generated by expanding the diameter of the ring or the like to the inner peripheral surface of the core with a roller (roller) or a ball. In Patent Document 1, a support ring that receives drive from a support shaft that is rotationally driven during winding is connected to the support shaft by a flexible joint, and is provided circumferentially on the outer periphery of the support ring when the support ring rotates. A plurality of rollers on the bottom surface of the inclined groove roll to a shallow portion of the inclined groove, whereby the ring inscribed with the roller expands in diameter and comes into contact with the inner peripheral surface of the core. It is described that a core chuck (mechanical chuck) is inserted into the core to fix the core, and the core is gripped only by the core chuck to wind the sheet-like material.
しかし、このような巻芯の保持方法であると、巻芯チャックを巻芯に挿入して固定しょうとするとき、巻芯の静止時にあっては巻芯の内周面と巻芯チャックの外周面との隙間によって巻芯が支持軸に対して傾き、また、巻芯を固定するには支持軸が回転して巻芯チャックのローラが転動してリングが拡径することが必要である。つまり、巻芯チャックに所定のトルクが付加されなければ巻芯が固定されない。 However, with this method of holding the core, when trying to insert and fix the core chuck to the core, when the core is stationary, the inner surface of the core and the outer periphery of the core chuck The core is inclined with respect to the support shaft due to the gap with the surface, and in order to fix the core, the support shaft rotates and the roller of the core chuck rolls to expand the ring diameter. . That is, the core is not fixed unless a predetermined torque is applied to the core chuck.
そのため、前記巻芯の傾きによって、巻芯チャックに所定のトルクが付加されて巻芯が巻芯チャックに固定されるまでの巻き始めに、巻芯に貼り付けられたシート状物に皺が入り所望する品質が得られないという問題があった。 Therefore, due to the inclination of the core, a predetermined torque is applied to the core chuck, and at the beginning of winding until the core is fixed to the core chuck, wrinkles enter the sheet-like material attached to the core. There was a problem that desired quality could not be obtained.
また、前記巻芯の固定時の傾きを防止するために、巻芯の内周面と巻芯チャックの外周面との隙間を極小にすることを試みると、巻芯チャックからの巻芯の着脱時に巻芯の内周面と巻芯チャックの外周面との接触による摩擦により巻芯の内周面が削られて粉塵化することが危惧されていた。 Further, in order to prevent the tilting of the core when the core is fixed, if the gap between the inner peripheral surface of the core and the outer peripheral surface of the core chuck is attempted to be minimized, the core is detached from the core chuck. At times, there has been a concern that the inner peripheral surface of the core is scraped and made dust by friction caused by contact between the inner peripheral surface of the core and the outer peripheral surface of the core chuck.
そこで、これらの問題点を解決するため本出願人によって、シート状物の巻取り開始前の巻芯の静止時に巻芯を支持軸に対して傾くことなく同心的に固定する巻芯固定機構と、巻芯に支持軸の回転運動を伝達するメカニカルチャックとを備えたシート状物の巻取装置が既に出願(特許文献2)されている。 Therefore, in order to solve these problems, the present applicant has a core fixing mechanism that concentrically fixes the core without being inclined with respect to the support shaft when the core is stationary before starting the winding of the sheet-like material. An application for a sheet-like material winding device including a mechanical chuck that transmits the rotational motion of a support shaft to a winding core has already been filed (Patent Document 2).
しかし、前記特許文献2によるシート状物の巻取装置によれば、巻芯保持部への固定時の傾きは解消されるものの、その巻芯の固定機構が、圧縮空気によるピストンの作用及び弾性体の作用によって支持軸長手方向に往復動するスライダを設け、そのスライダの傾斜面をラグが摺動して半径方向に張り出し、そのラグが巻芯の内周面を圧接することによって巻芯が保持部に固定される構成であるため、保持部の構成が複雑(部品点数多数)となり大幅なコスト高となっている。 However, according to the winding device for a sheet-like material according to Patent Document 2, although the inclination at the time of fixing to the core holding part is eliminated, the fixing mechanism of the core is the action and elasticity of the piston by compressed air. A slider that reciprocates in the longitudinal direction of the support shaft is provided by the action of the body, the lug slides on the inclined surface of the slider and projects in the radial direction, and the lug presses the inner peripheral surface of the core to thereby Since the structure is fixed to the holding part, the structure of the holding part is complicated (the number of parts is large), and the cost is greatly increased.
また、このような複雑な構成により、巻芯保持部の長手方向の寸法も非常に長くなるので、巻き始め、巻き終わり時の巻芯の着脱に必要な巻芯保持部の移動距離が大きくなり、巻取装置の据え付けスペースを大きくとらざるを得ず、狭幅のシート状物の巻取りには適用できないという問題がある。 In addition, due to such a complicated configuration, the length in the longitudinal direction of the core holding part becomes very long, so that the moving distance of the core holding part necessary for attaching and detaching the core at the start and end of winding becomes large. However, there is a problem that the installation space of the winding device must be increased, and it cannot be applied to winding a narrow sheet-like material.
本発明は、シート状物を巻き取る際、巻芯の静止時であっても巻芯が傾くことなく巻芯保持部に固定され、かつ、巻芯保持部がコンパクトであり、なおかつ、巻芯チャック(メカニカルチャック)からの巻芯の着脱時に巻芯の内周面が削られることのないシート状物の巻取装置を提供することを目的とする。 In the present invention, when winding a sheet, the core is fixed to the core holding part without tilting even when the core is stationary, and the core holding part is compact, and the core An object of the present invention is to provide a sheet-like material winding device in which the inner peripheral surface of the core is not scraped when the core is detached from the chuck (mechanical chuck).
本発明は、巻取り開始前の巻芯の静止時に、この巻芯を支持軸に対して傾くことなく支持軸に同心的に固定する巻芯センタリング部と前記巻芯に支持軸の回転運動を伝達するメカニカルチャック部とからなる巻芯保持部を有し、支持軸が回転してもメカニカルチャック部に巻芯が固定されるまでは巻芯センタリング部及び巻芯が回転しないことを特徴としている。
The present invention provides a core centering portion for concentrically fixing the core to the support shaft without tilting with respect to the support shaft when the core is stationary before starting winding, and rotational motion of the support shaft to the core. has a core holding portion made of a mechanical chuck unit for transmitting, to the support shaft winding core is fixed to a mechanical chuck portion be rotated characterized in that the winding core centering portion and the core is not rotated Yes.
前記巻芯センタリング部は、前記支示軸の外周面側にベアリングを介して外周リングが設けられ、その外周リングの巻芯側端部に形成されたテーパ部のテーパ面に、前記巻芯の端部内径面を系合させ、前記支持軸とともに前記外周リングのテーパ面部を前記巻芯端部側へ押し込むことにより、前記巻芯を前記テーパ面に沿ってセンタリングするようになっている。 The core centering portion is provided with an outer ring via a bearing on the outer peripheral surface side of the support shaft, and the taper surface of the taper portion formed at the core side end of the outer peripheral ring has the core of the core. The inner diameter surface of the end portion is combined, and the taper surface portion of the outer peripheral ring is pushed together with the support shaft toward the end portion of the core, whereby the core is centered along the taper surface.
また、前記メカニカルチャック部は、支持軸に係止される外周部円周方向に深み部と浅せ部からなるカム曲線面が形成されたカムリングと、そのカム曲線面上に配置されるコロと、そのコロに内接するように装着されるチャックリングからなり、前記カムリングの回転によって前記コロが前記カム曲線面に沿って深み部から浅せ部へ転動し、浅せ部に来たところで前記チャックリングが拡径して前記巻芯の内周面を圧接することで巻芯に回転駆動力が伝達されるようになっている。 Further, the mechanical chuck portion includes a cam ring formed with a cam curve surface including a deep portion and a shallow portion in a circumferential direction of the outer peripheral portion locked to the support shaft, and a roller disposed on the cam curve surface. The chuck ring is mounted so as to be inscribed in the roller, and the roller rolls from the deep part to the shallow part along the cam curve surface by the rotation of the cam ring, and when the roller comes to the shallow part, A rotation driving force is transmitted to the core by expanding the diameter of the chuck ring and press-contacting the inner peripheral surface of the core.
本発明のシート状物の巻取装置によれば、巻取り開始前の巻芯の静止時に巻芯を支持軸に対して傾くことなく同心的に固定する巻芯センタリング部と巻芯に支持軸の回転運動を伝達するメカニカルチャック部からなる巻芯保持部を有しているので、シート状物の巻き始めからシート状物に皺が入ることがなく良好な巻き姿が得られる。 According to the sheet-like material winding device of the present invention, the core centering portion that concentrically fixes the core without tilting with respect to the support shaft when the core is stationary before starting winding, and the support shaft on the core. Therefore, the sheet-like object is not wrinkled from the beginning of winding of the sheet-like material, and a good winding shape is obtained.
また、巻取り開始前の巻芯の静止時に巻芯の支持軸に対する傾きの心配をする必要がないので、巻芯の内周面と巻芯保持部の外周面との隙間を大きくとることができ、巻芯の着脱時に巻芯の内周面が削られることがない。 In addition, since there is no need to worry about the inclination of the core with respect to the support shaft when the core is stationary before starting winding, it is possible to increase the clearance between the inner peripheral surface of the core and the outer peripheral surface of the core holding portion. The inner peripheral surface of the core is not scraped when the core is attached or detached.
さらに、前記巻芯センタリング部が非常にコンパクトなことにより、本巻取装置が低コストに上がり、かつ、本装置の設置面積の縮小にも貢献できることから、経済的な効果も期待できる。 Furthermore, since the winding centering portion is very compact, the winding device can be reduced in cost and can contribute to a reduction in the installation area of the device, so that an economic effect can be expected.
図1は本発明の巻取装置における巻芯aの両端を保持する巻芯保持部1の構成を示す軸心長手方向の片側の断面図であり、図2は図1の切断線A−Aから見た断面図である。 FIG. 1 is a sectional view of one side in the longitudinal direction of the axial center showing the configuration of a core holding part 1 for holding both ends of a core a in the winding device of the present invention, and FIG. 2 is a cutting line AA in FIG. It is sectional drawing seen from.
以下、図1、図2に基づいて巻芯保持部1の構成を説明するが、まず、本巻取装置において、支持軸2がベアリングケース3の内周面側に嵌め込まれたベアリング4を介してベアリングケース3に取り付けられている。ベアリング4は支持軸2に止め輪5にて固定されている。
Hereinafter, the configuration of the core holding unit 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. First, in the winding device, the support shaft 2 is interposed via a
支持軸2の反巻芯a側の端部にはカップリング(図示せず)を介して駆動モータ(図示せず)が連結されており、前記駆動モータはベアリングケース3と一体的に設けられている。また、ベアリングケース3の巻芯a側の端面には、ベアリング4を保持するブラケット6がボルト7にてベアリングケース3と一体的になるように取り付けられている。
A drive motor (not shown) is connected to the end of the support shaft 2 on the side opposite to the winding core a via a coupling (not shown), and the drive motor is provided integrally with the
このブラケット6の端側にはエアーシリンダー8のロッド9が固着され、エアーシリンダー8は機枠(図示せず)に取り付けられている。そして、ロッド9の伸縮によってベアリングケース3が支持軸2と同時に押し出されたり、引き戻されたりする構成になっている。
A rod 9 of an air cylinder 8 is fixed to the end side of the bracket 6, and the air cylinder 8 is attached to a machine frame (not shown). The
次に、巻芯保持部1は、巻芯aの静止時に巻芯aをセンタリングして固定する巻芯センタリング部10と、巻取りのときに巻芯aに支持軸2の回転駆動力を伝達するメカニカルチャック部11から成っている。
Next, the core holding part 1 transmits the rotational driving force of the support shaft 2 to the core a when the core a is stationary, and the
巻芯センタリング部10は、支持軸2の巻芯a側外周面に嵌装されたベアリング19を介して支持軸2と相対回転可能に設けられた外周リング12から成っている。ベアリング19は外周リング12の内周面に止め輪13で固定されている。
The
外周リングの巻芯a側端面には、巻芯aの内径寸法よりも大きい寸法の径を起点Kとして巻芯側へ小径となるテーパ面12aが形成されている。そして、前述の支持軸2の押し出しによって外周リング12が巻芯aに向かって移動していき、巻芯aの内周部が外周リング12のテーパ面12aに当接した後、巻芯aの内周部がテーパ面12aに沿ってセンターリングされていき、エアーシリンダー8の加圧力によって巻芯aは外周リング12に支持軸2と同心的に固定されるようになっている。
On the end surface of the outer peripheral ring on the side of the core a, a
一方、メカニカルチャック部11は、支持軸2の巻芯a側先端部外周面にキー20を介して支持軸2に嵌挿されるカムリング14と、カムリング14の外周面に配置されるコロ15と、コロ15に内接するように装着されるチャックリング16から成っている。そして、支持軸2の端面には、カムリング14、コロ15及びチャックリング16の脱落防止用にフタ17がボルト18によって取り付けられている。
On the other hand, the
カムリング14の外周面円周方向には、深み部と浅せ部とからなるカム曲線面14aが複数箇所等間隔に形成されており、それぞれのカム曲線面14a上にコロ15が1個づつ配置される。
In the circumferential direction of the outer peripheral surface of the
巻き芯の静止時はコロ15はカムリング14のカム曲線面14aの深み部に配置され、支持軸2の回転と同時にカムリング14も回転し、コロ15がカム曲線面に沿って深み部から浅せ部へ転動することによって、コロ15に内接しているチャックリング16が拡径して巻芯aの内周面を圧接する。これにより、支持軸2からの回転駆動力が巻芯aに伝達される。なお、チャックリング16には拡径し易いように円周上の一箇所に切れ目16aを入れるのが好ましい。
When the winding core is stationary, the
また、巻芯センタリング部10の外周リング12には、カムリング14のカム曲線面14aを覆う円筒部12bが設けられ、円筒部12bには、コロ15がカム曲線面14a上を遊動しないよう各コロ15を転動可能に挟み込んで規制する切り欠き12cが設けてある。
The outer
以上のように、支持軸2に巻芯センタリング部10及びメカニカルチャック部11が組み込まれて巻芯保持部1が形成され、この巻芯保持部1によって巻芯aが両端内面部から保持される。
As described above, the
次に、本発明のシート状物の巻取装置における巻芯保持部1の動作について説明する。巻芯aを巻芯保持部1に装着するに当たり、まず、メカニカルチャック部11のコロ15をカムリング14に形成されているカム曲線面14aの深み部に配置し、コロ15に内接するチャックリング16の外周面が縮径の状態で巻芯aの内周面より内側になるようにしておく。
Next, the operation of the core holding unit 1 in the sheet winding device of the present invention will be described. In attaching the core a to the core holding portion 1, first, the
ピストン8によるロッド9の伸長により、巻芯保持部1が静止状態の巻芯aの両端内周部に進入する。そして、巻芯センタリング部10の外周リング12に形成されたテーパ面12aに巻芯aの端部内周部が当接した後、巻芯aの内周部がテーパ面12aに沿ってセンタリングされていき、エアーシリンダー8によるロッド9の加圧力によって巻芯aが巻芯センタリング部10の外周リング12に支持軸2と同心的に固定される。
The extension of the rod 9 by the piston 8 causes the core holding part 1 to enter the inner peripheral portions of both ends of the core a in a stationary state. Then, after the inner peripheral portion of the end of the core a comes into contact with the
次に、巻芯aにシート状物を貼り付けた後、支持軸2に駆動をかける。ここで、巻芯センタリング部10では巻芯aと前記シート状物が連結されているので巻芯aは回転せず、外周リング12も巻芯aと固定されているので回転しない。
Next, after attaching a sheet-like material to the core a, the support shaft 2 is driven. Here, in the
この状態で支持軸2が僅かに回転することでメカニカルチャック部11ではコロ15がカムリング14のカム曲線面14aを深み部から浅せ部まで転動しチャックリング16が拡径する。そして、拡径したチャックリング16の外周面が巻芯aの内周面を押圧することによりメカニカルチャック部11に巻芯aが固定されて支持軸2の駆動が停止する。このときの支持軸2の駆動においては、支持軸2に連結されるモータをトルク制御することによって行う。
In this state, when the support shaft 2 rotates slightly, the
その後、巻芯aが回転駆動されて前記シート状物の巻取りが開始される。 Thereafter, the winding core a is rotationally driven and winding of the sheet-like material is started.
このように、巻芯センタリング部10に巻芯aが静止時において傾きなく支持軸2と同心的に固定され、かつ、メカニカルチャック部11に巻芯aが支持軸2からの回転駆動力の伝達によって固定されるので、シート状物の巻き始めからシート状物に皺が入ることなく良好な巻き姿を得ることができる。
As described above, the core a is fixed to the
1 巻芯保持部
2 支持軸
10 巻芯センタリング部
11 メカニカルチャック部
12 外周リング
12a テーパ面
12b 円筒部
12c 切り欠き
14 カムリング
15 コロ
16 チャックリング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Core holding part 2
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