JP5152477B2

JP5152477B2 - フィルム状物等の浮揚装置

Info

Publication number: JP5152477B2
Application number: JP2007215396A
Authority: JP
Inventors: 秀夫鈴木
Original assignee: Bellmatic Ltd
Current assignee: Bellmatic Ltd
Priority date: 2007-08-22
Filing date: 2007-08-22
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2027-08-22
Also published as: JP2009046272A

Description

本発明は、フィルムや、金属箔、織物、紙などのフィルム状物、或いはガラス板や金属板の板状物、更には板厚の厚めの物体（以下、単にフィルム状物等という。）を流体によって浮揚させつつ、例えば当該フィルム状物等の搬送方向を転換して搬送できるようにした浮揚装置に関するものである。

従来から、フィルム状物をエアなどの流体によって浮揚させつつ搬送し、その搬送方向の方向転換を可能にする浮揚方向転換装置はある（例えば、特許文献１）。
この装置１００は、図８に示すように、フィルム状物Ｆを搬送するフィルム搬送面に多数の気体噴出孔１０１ａを有し、横長の中空体を形成してなり、両方の軸１０２端の中空体内に圧縮流体を供給する供給管（図示せず）を接続し、フィルム搬送面の気体噴出孔から当該搬送面に垂直にエアを吹き出し、非接触状態でフィルム状物Ｆを搬送する装置で、上記フィルム搬送面の、当該フィルム状物Ｆの搬送方向を変更する方向変換部分に配置される方向転換部材は、その断面形状が半円弧状面ａで、かつ搬送方向の上流部側（搬入側）表面と下流部側（搬出側）表面がフィルム搬送方向と略並行な直線状面ｂ，ｃにそれぞれ形成され（図９参照）、両軸１０２端に固定されたフランジ１０３間に多数の気体噴出孔１０１ａを有した薄板１０１が張設され、更に、所要の開孔率を得るべくフィルム搬送面には紐状物１０４が巻回されているものである。尚、図９中の矢印は、エアの流れ状況を示し、矢印Ａ１，Ａ２はフィルム状物Ｆの搬送方向を示す。
ところで、かかる方向転換部材の製作に使用される薄板１０１には種々の材質のものがあり、そのうち金属板を使用する場合は、気体噴出孔がパンチングされた、例えば隅角状を形成する半円形の鋼板と直線面を形成する平面状の鋼板とを溶接などして製作される。また、金属板に代えて多孔質焼結金属や多孔質プラスチックを使用して製作される場合もある。
ここで、開孔率とは、
開孔率≒（搬送面に対向する全気体噴出孔面積／搬送面積）ｘ１００
としている。
特開平８−２４５０２８号公報

しかしながら、上述した装置は、定常状態のときは安定した状態で搬送方向の転換が可能で、商品としてのフィルム状物Ｆの品質を低下させることなく、また、パンチングされた鋼板を用いることにより従来より簡易に製作できるものであるが、上述の半円弧状面ａや直線状面ｂ，ｃからの噴出流がこれら半円弧状面ａや直線状面ｂ，ｃに対し垂直方向に噴出しているため、これら半円弧状面ａ及び直線状面ｂ，ｃにおける横断面周りのエアの流れ状況は、図９に示す如く、直線状面ｂでは当該直線状面ｂの入口方向に向かう流れが形成され、また、直線状面ｃでは当該直線状面ｃの出口方向に向かう流れが形成され、これら直線状面ｂ，ｃでは流速が上がるため、この部分は減圧される。その結果、フィルム状物Ｆが直線状面ｂ，ｃに近接する方向に吸引されて、その浮揚量が半円弧状面ａのところでの浮揚量に比べて少なくなり、特に、上流部側表面の直線状面ｂへの入口付近や下流部側表面の直線状面ｃからの出口付近で接触する不具合が生じてしまうことがあって局所的に見ると安定した状態で搬送されているとは言い難いところがあった。また、上記接触に起因して、張力とのバランスがくずれるために生ずる振動により、フィルム状物のバタツキ等の発生が認められる場合があり品質への影響を無視することができなくなった。
更には、所要の開孔率を得るためには、方向転換部材に紐状物を巻回して、例えばパンチングされた孔径を絞ることで対応せざるを得ず、このような対応では手間やコスト等を要してしまい、パンチングされた鋼板を用いて簡易に製作できるという利点を減殺しかねないところがあった。

解決しようとする課題は、浮揚装置の安定した状態での搬送、特に左端面部及び右端面部での安定した状態での搬送を行うことによってフィルム状物等のバタツキ等に起因する品質不良の発生を無くすことであり、また、搬送面に紐状物を巻回しなくても所要の開孔率が得られるようにすることである。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係るフィルム状物等の浮揚装置は、例えばエアや不活性ガスなどの流体を噴出する複数の開口部が設けられた搬送面を備えてなり、無端のフィルム状物等を前記複数の開口部から噴出する流体によって前記搬送面から浮揚させつつ連続的に搬送する装置であって、前記搬送面は、前記フィルム状物等の搬送方向を転換する曲面と、前記曲面の上流及び下流に連続する一対の平面と、を備えてなり、前記開口部として、少なくとも前記曲面に設けられ拡散するように流体を噴出する複数の拡散開口部と、前記一対の平面のそれぞれに設けられ前記曲面に向けて流体を同時に噴出することで前記フィルム状物等との間の圧力を調節する複数の圧力調節用開口部と、を備えるようにしたもので、浮揚装置の安定した状態での搬送、特に平面での安定した状態での搬送を行うことが可能になり、フィルム状物等のバタツキ等に起因するシワ等の品質不良の発生を無くすことができる。
また、一対の平面での流速が抑えられる一方、圧力の減少が生じないために、結果として浮揚量が低下せず、浮揚装置の安定した状態での搬送はもとより、平面での極めて安定した状態での搬送を行うことが可能になる。
尚、本装置の基本的構造は、例えば薄鋼板などを水などの液体で浮揚しつつ搬送したり、或いは搬送方向の転換をしたりするための装置にも適宜変更を加えて流用できることは言うまでもない。

また、本発明の請求項２に係るフィルム状物等の浮揚装置において、前記複数の拡散開口部は、所定ピッチを有する螺旋状に配列されるようにしたものであり、これにより、拡散開口部からの噴出流が全体としてフィルム状物に均一に当るようになるので、これによる衝突痕がある特定の部位に局部的に現れることがなくなる（単に拡散開口部を格子状に配列したものでは、フィルム状物に衝突痕が付く部位と付かない部位が生ずる。但し、衝突痕が付きにくい、例えばガラス板や金属板の板状物、更には板厚の厚めの物体に対しては、敢えて拡散開口部を螺旋状に配列せずに格子状に配列することであってもよい。）。
ところで、上記ピッチとは、例えば曲面が半円形状の筒体の場合、螺旋がこの半円形状を含む円形状の仮想筒体を一回りして軸方向に進む長さを言う。

また、本発明の請求項３に係るフィルム状物等の浮揚装置において、前記開口部は、前記搬送面の裏面に突設された突状部の、当該突状部の突設の際に形成されるスリット状の吐出孔と連通されるもので、上記請求項１又は２に係る装置の具体的態様であり、これにより、搬送面に紐状物を巻回しなくても所要の開孔率、具体的には３％を越えないもの、好ましくは１％以下のものを得ることができる。

本発明のフィルム状物等の浮揚装置は、基面部と左端面部及び右端面部とで開口部の形状や開口部からの流体の噴出方向を異ならしめることにより、浮揚装置の安定した状態での搬送はもとより、左端面部及び右端面部での安定した状態での搬送を行うことが可能になり、即ち、フィルム状物等が左端面部及び右端面部に接触することなく、したがって、接触による振動を生ずることなく搬送を行うことが可能になり、かかる振動によるバタツキ等に起因するシワ等の品質不良の発生を無くすことができる利点があり、また、開口部を突状部の突設の際に形成されるスリット状の吐出孔と連通させる態様を採ることにより、搬送面に紐状物を巻回しなくても所要の開孔率、具体的には３％を越えないもの、好ましくは１％以下のものを得ることができる利点がある。

本発明の実施の形態に係るフィルム状物等の浮揚装置を図１〜７を参照して説明する。
本装置１は、図１に示すように、後に詳述する薄板２を、当該薄板２の長手方向の両側に配された鍔付きの円筒部材３間に装架し、これら円筒部材３を当該円筒部材３に取付ネジ４により取り付けられるフランジ５を介して基台（図示せず）に取り付け、本発明の実施の形態では、フィルム状物Ｆを、この薄板２で構成される搬送面に渡って設けられた開口部から噴出するエア（流体）によって浮揚させつつ、当該フィルム状物Ｆの搬送方向の方向転換、具体的には、同図（Ａ）のような矢印Ａ１からＡ２方向への１８０゜方向転換を可能にする装置である。尚、６は、圧縮エアを取り込むための供給管である。かかる供給管６は、場合によっては両方のフランジ５に設けるようにしてもよい。

ところで、薄板２は、図２のような矩形形状をした鋼板を図１のように湾曲させて、上述のように円筒部材３に装架させたものである。
即ち、薄板２は、矩形形状の鋼板の中央部をフィルム状物Ｆの搬送面とすべく当該中央部を、中央域Ａ、この中央域Ａの、図２では下方に隣接する下方域Ｂ、及びこの中央域Ａの、図２では上方に隣接する上方域Ｃと区画し、このうちの中央域Ａが、この薄板２を円筒部材３に装架させたときに、本実施の形態では略半円形状をなす湾曲面で形成される搬送面としての方向転換部（基面部）２ａ（図１（Ａ））に相当するように、また、下方域Ｂが、方向転換部２ａに滑らかに連設される平面で、且つ、フィルム状物Ｆの搬送方向と平行をなす平面で形成されるフィルム状物Ｆの搬送面としての搬入部（右端面部）２ｂ（図１（Ａ））に相当するように、また、上方域Ｃが、方向転換部２ａに滑らかに連設される平面で、且つ、フィルム状物Ｆの搬送方向と平行をなす平面で形成されるフィルム状物Ｆの搬送面としての搬出部（左端面部）２ｃ（図１（Ａ））に相当するように形成される。

そして、方向転換部２ａの開口部１０、搬入部２ｂの開口部１１、及び搬出部２ｃの開口部１２においては、その開口形状、及び当該開口部からのエアの噴出方向がそれぞれ異なっている。
まず、方向転換部２ａの開口部１０は、本実施の形態では、図２、図３（Ａ）に示すように長方形をなし、この長方形の長辺がフィルム状物Ｆの搬送方向に形成され、このような長方形が互いに適宜な間隔を空けて中央域Ａ全体に渡り多数配設されたもので形成されている。そして、ある任意の開口部１０と、この開口部１０の直上に位置する開口部１０ａと、上記開口部１０の直下に位置する開口部１０ｂとにおいて、これら開口部１０，１０ａ，１０ｂは、これらの各中心点を結ぶ仮想直線ｋがフィルム状物Ｆの搬送方向に対し適宜な角度、例えば１０〜１５゜だけ傾斜して配設されており、これにより、この薄板２を円筒部材３に装架させたときに、方向転換部２ａの湾曲面上で所定ピッチｐを有する螺旋状として配列されることになる。
因みに、本実施の形態では、開口部１０，１０ａ，１０ｂの大きさは横８．４ｍｍ、縦１２．６ｍｍであり、開口部１０，１０ａ，１０ｂにおける中心点間の横方向の隔たりは４．２ｍｍで、これら中心点間の縦方向の隔たりは１０．０ｍｍである。

また、搬入部２ｂの開口部１１と搬出部２ｃの開口部１２とは、本実施の形態では、図２、図３（Ｂ）に示すように、同一の二等辺三角形をなし、この三角形が互いに適宜な間隔を空けて、且つ、上記三角形の行列が、所謂ちどり模様を形成するように下方域Ｂ及び上方域Ｃ全体に渡りそれぞれ多数配設されたもので形成されている。しかも、下方域Ｂの三角形は、その頂点１１ａが当該頂点１１ａの対辺に対し図２では上方に位置するように、また、上方域Ｃの三角形は、その頂点１２ａが当該頂点１２ａの対辺に対し図２では下方に位置するように、したがって、下方域Ｂの三角形の頂点１１ａと上方域Ｃの三角形の頂点１２ａとが互いに向き合うように形成されている。これにより、この薄板２を円筒部材３に装架させたときに、搬入部２ｂの三角形は、その頂点１１ａが上記方向転換部２ａの方を向く態様にして配設され、また、搬出部２ｃの三角形も、その頂点１２ａが上記方向転換部２ａの方を向く態様にして配設されることになる。

ところで、方向転換部２ａの開口部１０は、例えば本装置１で用いた図４（Ａ）の場合では、薄板２の裏面に突設された半円柱状の突状部１３の、当該突状部１３の突設の際に形成される半円型スリット状の吐出孔１３ａ，１３ｂと連通される。このような吐出孔１３ａ，１３ｂを備えたものにあっては、これら吐出孔１３ａからのエアと吐出孔１３ｂのエアとが開口部１０の直下でぶつかり合って流速が弱められ、流速が弱められたエアは、開口部１０から四方八方に拡散する流れを形成して（矢印はエアの流れを示す）、フィルム状物Ｆを押し上げることになる。このように方向転換部２ａにおいては、搬送面に対し無方向に四方八方に拡散する、無方向性の流れが形成される。また、上記開孔率における全吐出孔の面積は、全吐出孔１３ａと全吐出孔１３ｂとの和であり、これに基づく開孔率が３％を越えないもの、好ましくは１％以下のものとされていることはもちろんである。
図４（Ａ）の場合では、長方形状をなす開口部１０は、半円柱状の突状部１３の半円型スリット状の吐出孔１３ａ，１３ｂと連通する態様のものであったが、これに限らず同図（Ｂ）や（Ｃ）の態様のものであってもよい。同図（Ｂ）の場合は、突状部１４が三角柱状をなし、吐出孔１４ａ，１４ｂが三角形型スリット状をなすもので、開口部１０が、突状部１４の、当該突状部１４の突設の際に形成される吐出孔１４ａ，１４ｂと連通するようにしたものである。また、同図（Ｃ）の場合は、突状部１５が四角柱状をなし、吐出孔１５ａ，１５ｂが長方形型スリット状をなすもので、開口部１０が、突状部１５の、当該突状部１５の突設の際に形成される吐出孔１５ａ，１５ｂと連通するようにしたものである。

一方、搬入部２ｂの開口部１１は、例えば本装置１で用いた図５（Ａ）の場合では、薄板２の裏面に突設された三角錐状の突状部１６の、当該突状部１６の突設の際に形成される三角型スリット状の吐出孔１６ａと連通される。尚、開口部１１は、図６に示すように、三角錐をなす突状部１６の底面に相当するところであることは言うまでもない。このような吐出孔１６ａを備えたものにあっては、この吐出孔１６ａから開口部１１を介して薄板２の表面に噴出するエアの噴出方向は、方向転換部２ａの方向であって、フィルム状物Ｆの搬送方向と同一方向となる（図６の矢印はエアの流れを示す）。但し、上記開孔率における全吐出孔１６ａの面積は、これに基づく開孔率が３％を越えないもの、好ましくは１％以下のものとされていることはもちろんである。
図５（Ａ）の場合では、三角形状をなす開口部１１は、三角錐状の突状部１６に形成された三角型スリット状の吐出孔１６ａと連通する態様のものであったが、これに限らず同図（Ｂ）や（Ｃ）の態様のものであってもよい。同図（Ｂ）の場合は、突状部１７が変形された三角錐状をなし、吐出孔１７ａが円弧型スリット状をなすもので、開口部１１が、突状部１７の、当該突状部１７の突設の際に形成される吐出孔１７ａと連通するようにしたものである。また、同図（Ｃ）の場合は、突状部１８が変形された三角錐状をなし、吐出孔１８ａが長方形型スリット状をなすもので、開口部１１が、突状部１８の、当該突状部１８の突設の際に形成される吐出孔１８ａと連通するようにしたものである。

ところで、搬出部２ｃの開口部１２については、その形状が搬入部２ｂの開口部１１のそれと同一であり、三角形をなす開口部１２の頂点１２ａが三角形をなす開口部１１の頂点１１ａとは互いに向き合うような態様をなしていることを上述した。これに呼応して、開口部１２に連通する吐出孔（図示せず）、及び吐出孔が形成される突状部（図示せず）は、それらの形状が、例えば図５（Ａ）のような、開口部１１に連通する吐出孔１６ａの形状、及び吐出孔１６ａが形成される突状部１６の形状とは同一であるものの、吐出孔１６ａ及び突状部１６とは互いに向き合うような態様をなしている。したがって、搬出部２ｃの開口部１２においては、その吐出孔から当該開口部１２を介して薄板２の表面に噴出するエアの噴出方向は、方向転換部２ａの方向であって、フィルム状物Ｆの搬送方向と逆方向となる。
尚、搬出部２ｃの、三角形状をなす開口部１２もまた、図５（Ａ）の場合のように、三角錐状の突状部に形成された三角型スリット状の吐出孔と連通する態様のものに限らず、同図（Ｂ）や（Ｃ）の態様のものであってもよいことはもちろんである。

本装置１によるフィルム状物Ｆの搬送動作を図１，７を参照して説明する。尚、図７中の矢印はエアの流れ状況を示す。
供給管６から圧縮エアが供給されると、エアは、方向転換部２ａでは吐出孔１３ａ，１３ｂから開口部１０を介してフィルム状物Ｆに対し無方向に四方八方に拡散する態様で噴出し、噴出したエアは、図７に示すように、方向転換部２ａの、フィルム状物Ｆとの隙間に沿う態様で当該方向転換部２ａの頂点２ａ_１から搬入部２ｂに向かう流れが形成される一方、当該方向転換部２ａの頂点２ａ_１から搬出部２ｃに向かう流れが形成され、また、搬入部２ｂでは吐出孔１６ａから開口部１１を介してフィルム状物Ｆに対し当該フィルム状物Ｆの搬送方向と同一方向に噴出し、また、搬出部２ｃでは吐出孔から開口部１２を介してフィルム状物Ｆに対し当該フィルム状物Ｆの搬送方向と逆方向に噴出してフィルム状物Ｆを浮揚しつつ矢印Ａ１からＡ２方向への１８０゜方向転換を可能にする。このとき、方向転換部２ａでは、流速の弱められたエアの噴出流が、上述のようにフィルム状物Ｆに対し四方八方に拡散する無方向の流れとなってフィルム状物Ｆを押し上げることになるので、従来に比べ十分な浮揚力を得て安定した状態で搬送できるようになり、しかも、フィルム状物Ｆに噴出流が勢いよく当ってできる、所謂筋状痕を防止することができる。更に、開口部が、湾曲面上で所定ピッチｐを有する螺旋状に配列される態様が採られており、これにより上記噴出流が全体としてフィルム状物に均一に当るようになるので、この点からも上述した所謂筋状痕を防止するための配慮がなされている。

また、図７に示すように、搬入部２ｂでは、噴出流が、フィルム状物Ｆの搬送方向と同一方向となり、搬出部２ｃでは、噴出流が、フィルム状物Ｆの搬送方向と逆方向となるため、方向転換部２ａの頂点２ａ_１から搬入部２ｂに向かう流れは、この搬入部２ｂにおいて、当該搬入部２ｂの噴出流と衝突して流速が抑えられる一方、圧力の減少が生じないために、結果として浮揚量が低下せずに方向転換部２ａのところでの浮揚量と同程度に維持される。また、方向転換部２ａの頂点２ａ_１から搬出部２ｃに向かう流れは、この搬出部２ｃにおいて、当該搬出部２ｃの噴出流と衝突して流速が抑えられる一方、圧力の減少が生じないために、結果として浮揚量が低下せず方向転換部２ａのところでの浮揚量と同程度に維持される。これにより、搬入部２ｂや搬出部２ｃでの接触不具合、特に搬入部２ｂのエッジ部Ｅ１や搬出部２ｃのエッジ部Ｅ２での接触不具合が無くなって安定した状態で搬送することができるようになる。また、上記接触に起因して、張力とのバランスがくずれるために生ずる振動が無くなるために、フィルム状物Ｆのバタツキ等が生じなくなりシワの品質不良の発生を抑えることができる。

本浮揚装置のように、基面部と左端面部及び右端面部とで開口部の開口形状や開口部からの流体の噴出方向を適宜異ならしめて、安定した状態での搬送を行えるようにした点で利用可能性が高く、また、搬送面に紐状物を巻回しなくても所要の開孔率が得られるようにできる点においても利用可能性が高い。

本実施の形態に係る浮揚装置の構成図である。図１の薄板の、湾曲して装架する前の正面図である。図２の一部拡大図である。図２の中央域Ａの開口部に連通した吐出孔が形成される突状部の構成図である。図２の下方域Ｂ又は上方域Ｃの開口部に連通した吐出孔が形成される突状部の構成図である。図５の詳細断面図である。図１の装置でのエアの流れ状況を示す模式図である。従来の浮揚方向転換装置の構成図である。図８の装置でのエアの流れ状況を示す模式図である。

符号の説明

１浮揚装置
２薄板
２ａ方向転換部（基面部）
２ｂ搬入部（右端面部）
２ｃ搬出部（左端面部）
１０，１１，１２開口部
１３，１４，１５突状部
１３ａ，１３ｂ吐出孔
１４ａ，１４ｂ吐出孔
１５ａ，１５ｂ吐出孔
１６，１７，１８突状部
１６ａ，１７ａ，１８ａ吐出孔
Ｆフィルム状物
ｐピッチ

Claims

流体を噴出する複数の開口部が設けられた搬送面を備えてなり、無端のフィルム状物等を前記複数の開口部から噴出する流体によって前記搬送面から浮揚させつつ連続的に搬送する装置であって、
前記搬送面は、前記フィルム状物等の搬送方向を転換する曲面と、前記曲面の上流及び下流に連続する一対の平面と、を備えてなり、
前記開口部として、少なくとも前記曲面に設けられ拡散するように流体を噴出する複数の拡散開口部と、前記一対の平面のそれぞれに設けられ前記曲面に向けて流体を同時に噴出することで前記フィルム状物等との間の圧力を調節する複数の圧力調節用開口部と、を備えることを特徴とするフィルム状物等の浮揚装置。
前記複数の拡散開口部は、所定ピッチを有する螺旋状に配列されてなることを特徴とする請求項１に記載のフィルム状物等の浮揚装置。
前記開口部は、前記搬送面の裏面に突設された突状部の、当該突状部の突設の際に形成されるスリット状の吐出孔と連通されることを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルム状物等の浮揚装置。