JP5317832B2 - Servo correction roller drive device - Google Patents
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Description
本発明は、コンデンサ、又は電池等の材料として巻回される帯状物の走行する方向を補正する蛇行補正ローラの駆動装置に関する。 The present invention relates to a drive device for a meandering correction roller that corrects the traveling direction of a strip wound as a material such as a capacitor or a battery.
コンデンサ、又は電池に適用される電極、又はセパレータ等の材料となる薄手の帯状物を、巻回装置を用いて巻回する場合、帯状物がその原反から巻回装置の巻芯へ至る行程を走行する。この行程で、帯状物の幅方向の反り、又は張力の不測の変化に起因する蛇行が起こらないように、帯状物の走行する方向を補正する技術が、下記の特許文献に開示されている。これは、帯状物が巻回装置の巻芯に巻き取られる手前で、スイングアームの先端に支持されたローラを帯状物に転がり接触させ、このローラをスイングアームの旋回に従わせて、帯状物の蛇行を打ち消す方向に傾けるものである。 When a thin band-shaped material, which is a material such as a capacitor or an electrode applied to a battery or a separator, is wound using a winding device, the process of the strip from the original fabric to the core of the winding device Drive on. The following patent document discloses a technique for correcting the traveling direction of the strip so that the meandering caused by the warp in the width direction of the strip or an unexpected change in tension does not occur in this process. This is because the roller supported at the tip of the swing arm is brought into rolling contact with the band before the band is wound around the core of the winding device, and the roller is made to follow the swing of the swing arm. It tilts in the direction to cancel the meandering.
しかしながら、上記のローラの動作は、スイングアームに連結したカムフォロアをカムに倣わせるカム機構によって実現されるものであり、次の点で改良の余地がある。即ち、カムにカムフォロアを押し付けるバネが不可欠であり、両者を密接させるためにバネの力を強化すると両者間の摩擦力が増大し、却ってローラの円滑な動作が妨げられる。また、ローラの動作はカム機構に依存するので、カムの仕上がり寸法、又はカムの配置に僅かな狂いも許されない。このため、カムの製作、カム機構の組み立て、又はその調整を行うのが難しい。 However, the operation of the roller described above is realized by a cam mechanism that follows the cam of the cam follower connected to the swing arm, and there is room for improvement in the following points. That is, a spring that presses the cam follower against the cam is indispensable. When the force of the spring is strengthened to bring them into close contact with each other, the frictional force between the two increases, and the smooth operation of the roller is hindered. Further, since the operation of the roller depends on the cam mechanism, a slight deviation in the finished size of the cam or the cam arrangement is not allowed. For this reason, it is difficult to manufacture a cam, assemble a cam mechanism, or adjust the cam.
本発明は、帯状物の蛇行を高い精度で補正できる蛇行補正ローラの駆動装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the drive device of the meandering correction | amendment roller which can correct | amend the meandering of a strip | belt-shaped object with high precision.
本発明は上記目的を達成するため、帯状物を走行させる行程で前記帯状物の変位を検出し、前記帯状物に転がり接触する蛇行補正ローラを、前記帯状物の変位を打ち消す方向へ前記帯状物を案内するよう動作させる蛇行補正ローラの駆動装置であって、筐体に固定された固定ギアと、前記固定ギアに噛み合う遊星ギアと、前記遊星ギアを回転自在に支持する可動ホルダーと、前記遊星ギアが前記固定ギアに従い公転する方向に前記可動ホルダーを回転させる主軸と、前記遊星ギアに連結されたウォームと、前記可動ホルダーに回転自在に支持され前記ウォームに噛み合うウォームホイールと、前記ウォームホイールに連結され前記蛇行補正ローラを支持するスイングアームとを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention detects the displacement of the belt-like object during the travel of the belt-like object, and causes the meandering correction roller that is in rolling contact with the belt-like object to cancel the displacement of the belt-like object. A meandering correction roller driving device that operates to guide a planetary gear, a planetary gear meshing with the stationary gear, a movable holder that rotatably supports the planetary gear, and the planetary gear. A main shaft that rotates the movable holder in a direction in which a gear revolves according to the fixed gear, a worm connected to the planetary gear, a worm wheel that is rotatably supported by the movable holder and meshes with the worm, and a worm wheel And a swing arm connected to support the meandering correction roller.
また、本発明は、前記主軸に回転力を入力する回転機と、前記帯状物の変位を検出し検出信号を送出する蛇行検出手段と、前記検出信号に基づき前記回転機が前記主軸を回転させる角度を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。 The present invention also provides a rotating machine that inputs rotational force to the main shaft, meandering detecting means that detects a displacement of the belt and sends a detection signal, and the rotating machine rotates the main shaft based on the detection signal. And a control means for controlling the angle.
本発明に係る蛇行補正ローラの駆動装置によれば、主軸の回転により可動ホルダーに支持されたウォームホイールと共に、スイングアーム、及びスイングアームに支持された蛇行補正ローラが、主軸を中心として旋回する。同時に、可動ホルダーに回転自在に支持された遊星ギアが、筐体に固定された固定ギアに従い公転し、遊星ギア自体も回転(自転)する。これにより、遊星ギアに連結されたウォームが回転し、ウォームに噛み合うウォームホイールに連結されスイングアームが旋回する。このスイングアームの旋回する方向は、主軸の軸方向に直交する軸を中心とするので、ウォームホイールが回転する分、蛇行補正ローラは主軸の軸方向に対して傾斜する。 According to the drive device for the meandering correction roller according to the present invention, together with the worm wheel supported by the movable holder by the rotation of the main shaft, the swing arm and the meandering correction roller supported by the swing arm rotate about the main shaft. At the same time, the planetary gear rotatably supported by the movable holder revolves according to the fixed gear fixed to the housing, and the planetary gear itself rotates (spins). As a result, the worm connected to the planetary gear rotates, and the swing arm turns by connecting to the worm wheel meshing with the worm. The direction in which the swing arm turns is centered on an axis orthogonal to the axial direction of the main shaft, so that the meandering correction roller is inclined with respect to the axial direction of the main shaft by the amount of rotation of the worm wheel.
当該駆動装置は、以上に述べた通り蛇行補正ローラの動作をカム機構に依存することなく行えるので、従来のようなカムにカムフォロアを押し付けるバネが不要であり、またカムとカムフォロアとの滑りが起こらないので、両者間に蛇行補正ローラの円滑な動作を妨げるような摩擦力が生じることもない。しかも、固定ギア、遊星ギア、ウォーム、及びウォームホイールの製作、組み立て、又はその調整が、従来のカム機構に比較して容易になるという利点がある。 Since the drive device can perform the operation of the meandering correction roller without depending on the cam mechanism as described above, there is no need for a spring for pressing the cam follower against the conventional cam, and the cam and the cam follower do not slip. Therefore, there is no frictional force that prevents smooth operation of the meandering correction roller between the two. In addition, there is an advantage that the manufacture, assembly, or adjustment of the fixed gear, the planetary gear, the worm, and the worm wheel is easier than the conventional cam mechanism.
本発明に係る蛇行補正ローラの駆動装置の実施形態について説明する。図1,2は、一定幅の帯状物1を走行させる行程で、帯状物1に転がり接触する蛇行補正ローラ3を動作させることにより、帯状物1の矢印wで指した幅方向の変位を打ち消す方向へ帯状物1を案内する蛇行補正ローラの駆動装置5を示している。帯状物1はその断面が図1に表れており、図2,3の矢印Fは帯状物1の走行する方向を指している。
An embodiment of a drive device for a meandering correction roller according to the present invention will be described. FIGS. 1 and 2 show the travel of the strip 1 having a constant width, and the
図1に示すように、蛇行補正ローラの駆動装置5は、筐体7に固定された固定ギア9と、固定ギア9に噛み合う遊星ギア11と、遊星ギア11を支持する可動ホルダー13と、遊星ギア11が固定ギア9に従い公転する方向に可動ホルダー13を回転させる主軸15と、遊星ギア11に連結されたウォーム17と、可動ホルダー13に支持されウォーム17に噛み合うウォームホイール19と、ウォームホイール19に連結され蛇行補正ローラ3を支持するスイングアーム21とを備える。説明の便宜により筐体7を図2で省略し、更に固定ギア9、可動ホルダー13、及び主軸15を図3で省略している。
As shown in FIG. 1, the meander correction
筐体7は、主軸15を挿通させる挿通口23を形成されている。主軸15を軸受けするベアリングが内装されたスリーブ16と、筐体7に固定されたフランジ18とを一体に形成した軸受部材20が、挿通口23の正面に配置されている。固定ギア9は、180°の範囲に歯切りされた平歯車から成るセクタギアを、軸受部材20のスリーブ16に固定したものである。図2の点Oは主軸15の回転する中心を指しており、固定ギア9のピッチ円の中心に一致する。符号22は、軸受部材20を筐体7に締付けるためのボルトが通される孔を指している。
The housing 7 is formed with an
図1,3に示すように、ウォーム17は、その両端部から軸部24,25を突出し、遊星ギア11は、軸部24の周面に形成された平歯車である。軸部24,25の回転する中心は遊星ギア11のピッチ円の中心に一致し、遊星ギア11とウォーム17とは軸部24,25を中心に一体に回転することができる。ウォームホイール19は、ウォーム17の軸部25に直交する方向に延びる軸部27を有する。可動ホルダー13は、ウォーム17の軸部24,25、及びウォームホイール19の軸部27の両端を、それぞれ軸受けする枠体である。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
スイングアーム21は、その二股状端29をウォームホイール19の側面に固定し、可動ホルダー13の下方へ先端31を突出させた棒材である。蛇行補正ローラ3は、スイングアーム21の先端31に固定された支軸33に回転自在に支持された筒体である。図1,3は、帯状物1の下面に蛇行補正ローラ3が接触する例を示しているが、帯状物1の上面に蛇行補正ローラ3を接触させても良い。
The
工場等に蛇行補正ローラの駆動装置5を設置する場合、その姿勢は任意であるが、以下の説明では主軸15の軸方向が水平方向に一致するものとし、図3に示すようにスイングアーム21が直立した状態で、蛇行補正ローラ3は水平姿勢をとる。このような蛇行補正ローラ3の位置を「中立位置」と称する。また、互いに直交する一点鎖線X,Yは、それぞれ主軸15の軸方向、及びウォームホイール19の軸部27の軸方向を表している。
When the meandering correction
更に、蛇行補正ローラの駆動装置5は、図4に示すように、主軸15に回転力を入力する回転機35と、帯状物1の変位を検出し検出信号を送出する蛇行検出手段37と、蛇行検出手段37の検出信号に基づき回転機35を動作させる制御手段39とを備える。
Further, as shown in FIG. 4, the meandering correction
回転機35は、図1に示すように、筐体7に固定金具36で固定された減速機38を介して主軸15に接続されたサーボモータであり、回転機35の出力は、減速機38で減速された回転力として可動ホルダー13に伝達される。回転機35のドライバー43は、電源41から回転機35に供給される電力を、制御手段39の指令に従い設定する電気回路である。
As shown in FIG. 1, the
蛇行検出手段37は、特に限定される要素ではないが、例えば発光部と受光部とを互いに対向させた光センサであっても良い。この場合、光センサを巻回装置の巻芯にできるだけ接近させることが望ましく、帯状物1の幅方向の一方の縁部45が発光部と受光部との間を通るように、光センサを帯状物1に対して位置決めする。また、制御手段39としてマイクロコンピュータを適用し、光センサの発光部から受光部に達する光を帯状物1の一方の縁部45が遮る度合いを、受光部から送出される検出信号の電圧として制御手段39に認識させる。
The
帯状物1が蛇行することなく直進しているときに、光センサの受光部から送出される検出信号の電圧を基準値として制御手段39に記憶させておけば、この基準値と、帯状物1の蛇行により帯状物1の一方の縁部45が変位したときの検出信号の電圧とを比較することにより、制御手段39は、一方の縁部45の変位の大きさを算定することができる。この検出信号の電圧に基づいて、制御手段39は、回転機35のドライバー43を制御することにより、回転機35が主軸15を回転させる速度、角度、及びその方向を次のように設定する。
If the voltage of the detection signal sent from the light receiving portion of the optical sensor is stored in the control means 39 as the reference value when the belt 1 is traveling straight without meandering, this reference value and the belt 1 The control means 39 can calculate the magnitude of the displacement of the one
即ち、中立位置にある蛇行補正ローラ3が、図1に示すように帯状物1に転がり接触し、帯状物1がその一方の縁部45に偏る方向へ変位したことを蛇行検出手段37が検出したとき、回転機35は主軸15を図3に示す矢印[+α]方向へ最大で15°回転させる。これにより、可動ホルダー13と共にウォームホイール19が一点鎖線Xを中心に回転し、スイングアーム21と共に蛇行補正ローラ3は、一点鎖線Xを中心に矢印[+α]方向へ最大で15°旋回することになる。
That is, the meandering detection means 37 detects that the
ここに述べた動作と同時に、上記のように回転する可動ホルダー13に支持された遊星ギア11は、図2に示す固定ギア9に従い公転し、仮想の線図11'で表した位置へ向かって移動する。この過程で、遊星ギア11自体が回転(自転)するので、ウォーム17が回転することによりウォームホイール19が図3に示す矢印[+β]方向へ回転し、スイングアーム21と共に蛇行補正ローラ3が一点鎖線Yを中心に最大で5.5°旋回する。このようにウォームホイール19が一点鎖線Yを中心に回転した分、蛇行補正ローラ3が、その一端47を他端49よりも高くした傾斜姿勢となり、帯状物1を蛇行補正ローラ3の他端49へ向けて案内する。これにより、帯状物1の変位が減少し打ち消される。制御手段39は、帯状物1の変位が減少するに従って主軸15を矢印[−α]方向へ回転させ、蛇行補正ローラ3を中立位置に復帰させる。
Simultaneously with the operation described here, the
或いは、図1に示す帯状物1がその他方の縁部46に偏る方向へ変位したことを蛇行検出手段37が検出したとき、回転機35が主軸15を図3に示す矢印[−α]方向へ回転させる。これにより、中立位置にある蛇行補正ローラ3が一点鎖線Xを中心に矢印[−α]方向へ最大で15°旋回する。同時に、遊星ギア11が固定ギア9に従い図2に示す矢印[−α]方向へ公転し、遊星ギア11と共にウォーム17が回転するので、ウォームホイール19が回転し、蛇行補正ローラ3が一点鎖線Yを中心に矢印[−β]方向へ最大で5.5°旋回する。このようにウォームホイール19が一点鎖線Yを中心に回転した分、蛇行補正ローラ3が、その他端49を一端47よりも高くした傾斜姿勢となり、帯状物1を蛇行補正ローラ3の一端47へ向けて案内する。これにより、帯状物1の変位が減少し打ち消される。制御手段39は、帯状物1の変位が減少するに従って主軸15を矢印[+α]方向へ回転させ、蛇行補正ローラ3を中立位置に復帰させる。
Alternatively, when the meandering detecting
また、蛇行補正ローラ3が一点鎖線Xを中心に旋回する上記の動作は、蛇行補正ローラ3が帯状物1に転がり接触する距離を積極的に稼ぐことにより、蛇行補正ローラ3が帯状物1を案内する作用を増幅させるためである。また、回転機35が主軸15を回転させる速度は、帯状物1が短時間に大きく変位する程速くするのが好ましい。
Further, the above-described operation in which the
以上に述べた蛇行補正ローラの駆動装置5は、蛇行補正ローラ3の動作をカム機構に依存することなく行えるので、従来のようなカムにカムフォロアを押し付けるバネが不要であり、またカムにカムフォロアを滑り接触させる構造ではないので、両者間に蛇行補正ローラ3の円滑な動作を妨げるような摩擦力が生じることもない。しかも、固定ギア9、遊星ギア11、ウォーム17、及びウォームホイール19の製作、組み立て、又はその調整が、従来のカム機構に比較して容易であるという利点がある。
Since the meandering correction
尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、又は変形した形態で実施し得るものである。また、これらの形態は何れも本発明の範囲に属するものである。以上の説明はウォーム17の歯形が右巻きであることを前提としたが、これを反対にすることで、主軸15が矢印[+α]方向へ回転したときウォームホイール19が矢印[−β]方向へ回転し、主軸15が矢印[−α]方向へ回転したときウォームホイール19が矢印[+β]方向へ回転するようにしても良い。また、上記の15°,5.5°は設計値であり増減しても良い。ウォームホイール19はその全周に歯切りしなくても良い。スイングアーム21に2つ以上の蛇行補正ローラ3を取付けても良い。
It should be noted that the present invention can be implemented in various improvements, modifications, or variations based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Further, any of these forms belongs to the scope of the present invention. The above description is based on the assumption that the tooth profile of the
本発明は、電池素子材料、又はコンデンサのセパレータに限らず、あらゆる材質の帯状物を巻回するのに有益な技術である。 The present invention is not limited to battery element materials or capacitor separators, and is a useful technique for winding strips of any material.
1…帯状物、3…蛇行補正ローラ、5…蛇行補正ローラの駆動装置、7…筐体、9…固定ギア、11…遊星ギア、13…可動ホルダー、15…主軸、17…ウォーム、19…ウォームホイール、20…軸受部材、21…スイングアーム、23…挿通口、24,25,27…軸部、29…基端、31…先端、33…支軸、35…回転機、37…蛇行検出手段、38…減速機、39…制御手段、41…電源、43…ドライバー、45,46…縁部、47…一端、49…他端。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Band-shaped object, 3 ... Serpentine correction roller, 5 ... Drive apparatus of meandering correction roller, 7 ... Housing, 9 ... Fixed gear, 11 ... Planetary gear, 13 ... Movable holder, 15 ... Main shaft, 17 ... Worm, 19 ... Worm wheel, 20 ... bearing member, 21 ... swing arm, 23 ... insertion port, 24, 25, 27 ... shaft, 29 ... base end, 31 ... tip, 33 ... spindle, 35 ... rotating machine, 37 ... meandering detection Means 38 ...
Claims (2)
筐体に固定された固定ギアと、前記固定ギアに噛み合う遊星ギアと、前記遊星ギアを回転自在に支持する可動ホルダーと、前記遊星ギアが前記固定ギアに従い公転する方向に前記可動ホルダーを回転させる主軸と、前記遊星ギアに連結されたウォームと、前記可動ホルダーに回転自在に支持され前記ウォームに噛み合うウォームホイールと、前記ウォームホイールに連結され前記蛇行補正ローラを支持するスイングアームとを備えることを特徴とする蛇行補正ローラの駆動装置。 A meandering correction roller that detects a displacement of the belt in a process of traveling the belt, and operates a meandering correction roller that is in rolling contact with the belt to guide the belt in a direction that cancels the displacement of the belt. A driving device comprising:
A fixed gear fixed to a housing; a planetary gear meshing with the fixed gear; a movable holder that rotatably supports the planetary gear; and the movable holder rotated in a direction in which the planetary gear revolves according to the fixed gear. A main shaft, a worm connected to the planetary gear, a worm wheel rotatably supported by the movable holder and meshing with the worm, and a swing arm connected to the worm wheel and supporting the meandering correction roller. A meandering correction roller driving device.
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