JP5372852B2 - フィルムの弛緩処理機構及びフィルムの横延伸機 - Google Patents

Description

本発明は、フィルムを直交２軸方向に弛緩させるフィルムの弛緩処理機構及び該弛緩処理機構を備える横延伸機に関する。特に、帯状のフィルムを把持して搬送しながら該フィルムを弛緩させるフィルムの弛緩処理機構に関する。

合成樹脂からなるフィルム状材料（以下、単にフィルムと称す）は、合成樹脂の分子を配向させることによってフィルムの強度が増すとともに透明性が高められる。そのため、フィルムに熱を加えた状態で、フィルム面に平行で且つ互いに垂直に交わる第１の方向及び第２の方向（それぞれ縦方向及び横方向とも呼ばれる）に延伸されることが多い。

フィルムを第１及び第２の方向に延伸する方法として、フィルムを第１の方向に搬送しながら、第１の方向に延伸させた後に第２の方向に延伸させる逐次延伸方法が知られている。

逐次延伸方法におけるフィルムを第１の方向に延伸させる方法では、縦延伸機と呼ばれる装置が用いられる。縦延伸機には、フィルムを第１の方向に搬送する少なくとも２つの搬送ロールが、第１の方向に間隔を隔てて配置されている。

縦延伸機では、フィルムを第１の方向に延伸させるために、搬送ロールのそれぞれにフィルムの一部を巻きつけ、搬送方向前方にあるロールを搬送方向後方にある搬送ロールよりも速い速度でフィルムの搬送方向に向かって回転させる。その結果、フィルムが搬送方向に移動すると同時に、フィルムに第１の方向の張力が加えられ、フィルムが第１の方向に延伸される。

逐次延伸方法におけるフィルムを第２の方向に延伸させる方法では、横延伸機と呼ばれる装置が用いられる。横延伸機では、フィルムの端部を把持する台車が第２の方向に対向するように配置されている。さらに、横延伸機には該台車を第１の方向及び第２の方向に移動させる台車移動機構が設けられている。

横延伸機は、フィルムを第２の方向に延伸させるために、一対の台車を用いて第２の方向におけるフィルムの両端部を把持する。その後、横延伸機は一対の台車の間隔を広げるように一対の台車のそれぞれ又は一方を第２の方向に移動させることによって、フィルムが第２の方向に延伸される。このときに、一対の台車を第１の方向に移動させることによって、フィルムを搬送しながらフィルムを第２の方向に延伸することができる。

該一対の台車のそれぞれは所定の循環経路に沿って移動するようになっており、各循環経路において複数の台車を連続して配置することによって、第１の方向に長尺なフィルムであってもフィルムを第２の方向に連続して延伸することができる。すなわち、逐次延伸方式では、縦延伸機及び横延伸機を用いて第１の方向に長尺フィルムを２方向に連続して延伸することができ、フィルムの生産性が向上する。

一方、フィルムが２方向に延伸されることによって、フィルムの内部応力や熱収縮率が増加する。その結果、フィルムを延伸した状態で冷却すると、フィルムにヒケや反りが生じやすくなり、フィルムの形状精度が低下することがある。フィルムの形状精度の低下に伴い、例えば屈折率といった光学性能にばらつきが生じる。液晶画面の部品として用いられるような光学用途フィルムでは、フィルムを介して画像が表示されることから、均一な光学性能がフィルムに要求されるため、フィルムの形状精度の向上が課題となっていた。

そこで、逐次延伸方式において、フィルムを第２の方向に延伸させた後にフィルムを第１及び第２の方向へ同時に弛緩させてフィルムの内部応力や熱収縮率を低減させるフィルムの弛緩処理機構が提案されている（特許文献１〜３等参照）。フィルムを弛緩した状態で冷却することによって、フィルムの内部応力や熱収縮率が低減された状態でフィルムが硬化され、フィルムの形状精度が向上する。

特公平７−６４０２２号公報 特開平６−２１１３９７号公報 特開昭６４−８５７３６号公報

特許文献１では、横延伸機の台車移動機構を用いてフィルムを第１及び第２の方向へ同時に弛緩させてフィルムを冷却硬化するフィルムの弛緩処理機構が開示されている。

特許文献１で開示されている横延伸機及び弛緩処理機構の構成と課題について説明する。

図１３は、特許文献１における横延伸機の概略を示す平面図である。図１３に示すように、横延伸機では、不図示の縦延伸機で第１の方向Ｘに延伸されたフィルム１が第１の方向Ｘに沿って搬送される。横延伸機には、フィルム１の第２の方向Ｙにおける両側に、一対のチェーン２が、それぞれ無端ベルト状に循環するように配置されている。

図１４は、図１３に示す横延伸機の第２の方向Ｙに対向する一対のチェーン２のうちの一方のチェーン２に連結された台車及びその周辺機構を拡大した平面図である。台車３は、横延伸機に敷設された不図示の案内レールに沿って走行される。図１４に示すように、台車３には、フィルム１の第２の方向Ｙにおける端部を把持するクランプ４が設けられている。また、複数の台車３が第１の方向Ｘに間隔を隔ててチェーン２を用いて連結されている。

チェーン２は、複数のチェーンリンク５がヒンジを介して直列に連結されることによって形成されている。各々のチェーンリンク５はヒンジを回転軸として回転可能とされている。ヒンジは、各台車３に固定されている固定ヒンジ６ａと、台車３に固定されていない移動ヒンジ６ｂと、を含んでいる。移動ヒンジ６ｂを第２の方向Ｙへ移動させることによってチェーン２が屈曲し、第１の方向Ｘに隣り合う台車３の間隔を変えることができる。

特許文献１で開示されているフィルムの弛緩処理機構は、移動ヒンジ６ｂから突出するように設けられた不図示の部材と、該部材と当接するように設けられた調整レール７と、をさらに備えている。調整レール７は、台車３の移動に伴って移動ヒンジ６ｂが移動できるように敷設されている。すなわち、台車３の移動に伴って調整レール７により移動ヒンジ６ｂを第２の方向Ｙに移動させることで、チェーン２が屈曲して、隣り合う台車３の間隔が縮小される。

図１３に示すように、フィルム１が搬送されるにしたがって、第２の方向Ｙに対向するチェーン２同士の間隔を広げることによってフィルム１が第２の方向Ｙに延伸され、当該間隔を小さくすることによってフィルム１が第２の方向Ｙに弛緩される。フィルム１が第２の方向Ｙに弛緩されるときに、第１の方向Ｘに隣り合う台車３（図１４）の間隔を小さくすることによって、フィルム１が第１の方向Ｘにも弛緩される。

特許文献２及び特許文献３においても、特許文献１と同様に、移動ヒンジ６ｂを第２の方向Ｙに移動させて第１の方向Ｘに隣り合う台車３の間隔を変えるフィルムの弛緩処理機構が開示されている。特許文献２や特許文献３に開示されているフィルムの弛緩処理機構では、移動ヒンジ６ｂを介して連結された２つのチェーンリンク５のうちの一方のチェーンリンク５から突出するように設けられた調整レバーをさらに備えている。調整レール７を用いて、台車３の移動に伴って調整レバーを移動させることにより、チェーンリンク５が固定ヒンジ６ａを回転軸に回動し、移動ヒンジ６ｂを移動させることが可能となる。

このように、特許文献１、特許文献２及び特許文献３で開示されているフィルムの弛緩処理機構では台車３を案内するための案内レールのほかに、チェーン２を屈曲させるための調整レール７を必要とするため、弛緩処理機構の構造が複雑になる虞がある。また、調整レール７を設けるため、弛緩処理機構のコストアップを招く虞がある。

そこで、本発明は、フィルムを搬送方向に弛緩させることが可能なフィルムの二軸弛緩処理機構であって、より少ない部品数でより簡易な構造で形成されるフィルムの弛緩処理機構を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一つの態様は、フィルムの端部を把持して移動する台車と、第１の面と該第１の面とは反対側に位置する第２の面とを有し、第１の面と移動中の台車とが摺接されながら台車を案内する案内レールと、台車の進行方向に間隔を隔てて複数の台車を連結し、屈曲可能に設けられたチェーンと、を備え、チェーンを屈曲させることによって、台車に把持されたフィルムを台車の進行方向に弛緩させるフィルムの弛緩処理機構に係る。この態様において、本発明は、台車に設けられ、案内レールの第１の面に当接しながら回転する第１のローラと、台車とは固定されずにチェーンに設けられ、案内レールの第２の面に当接しながら回転する第２のローラと、をさらに備え、案内レールは、第１の面と第２の面との間隔が異なる部分を有することを特徴とする。

本発明によれば、フィルムを搬送方向に弛緩させることが可能なフィルムの二軸弛緩処理機構を、より少ない部品数でより簡易な構造とすることが可能となる。

本発明の実施形態を適用可能な横延伸機の概略を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態を構成している台車及びその周辺機構を上方から見た時の断面図（図３に示すＢ−Ｂ断面図）である。 図２に示す台車及びその周辺機構を台車進行方向と垂直に交わる面（図２に示すＡ−Ａ面）で切断したときの断面図である。 第１の実施形態をなす案内レールの構造を説明するための平面図である。 第１の実施形態をなす案内レールの他の構造を説明するための平面図である。 図５に示す案内レールを台車進行方向と垂直に交わる面（図５に示すＤ−Ｄ面）で切断したときの断面図である。 図２に示す状態よりも案内レール厚さが厚い位置における台車及びその周辺機構を上方からみたときの断面図（図８に示すＧ−Ｇ断面）である。 図７に示す台車及びその周辺機構を台車進行方向と垂直に交わる面（図７に示すＥ−Ｅ面）で切断したときの断面図である。 図１に示す２方向弛緩ゾーンにおける案内レール厚さの変化を示す概略図である。 本発明の第２の実施形態を構成している台車及びその周辺機構を上方から見たときの断面図である。 図１０に示す第２の実施形態に外外リンクを適用した図であり、図１０に示す台車及びその周辺機構を厚み方向Ｒと垂直に交わる面（図１０に示すＨ−Ｈ面）で切断したときの断面図に相当する図である。 本発明の第３の実施形態を構成している台車及びその周辺機構を上方から見たときの断面図である。 特許文献１で開示されている横延伸機の概略を示す平面図である。 図１３に示す横延伸機の第２の方向に対向する一対のチェーンのうちの一方のチェーンに連結された台車及びその周辺機構を拡大した平面図である。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態を適用可能な横延伸機の概略を示す平面図である。フィルム１を延伸するときや弛緩するときに重力の影響を小さくするために、横延伸機は第２の方向Ｙが水平になるように設けられている。

図１に示すように、横延伸機は、フィルム１を内部に取り込むための入口８と、フィルム１を外部に排出するための出口９と、を備える。横延伸機には、入口８から出口９までの間に、フィルム１に熱を加える予熱ゾーン１０、フィルム１を第２の方向Ｙに延伸する延伸ゾーン１１、フィルム１を所定の温度に保持する熱処理ゾーン１２、フィルム１を第１及び第２の方向Ｘ、Ｙに弛緩する弛緩ゾーン１３、並びにフィルム１を冷却し硬化する冷却硬化ゾーン１４がこの順に設けられている。

入口８に送られるフィルム１は、不図示の縦延伸機で第１の方向Ｘに延伸されている。そのため、横延伸機で第２の方向Ｙに延伸されたフィルム１には第１及び第２の方向Ｘ、Ｙに平行な内部応力が生じている。弛緩ゾーン１３でフィルム１を第１及び第２の方向Ｘ、Ｙに弛緩し冷却することによって、フィルム１を延伸するときに生じた内部応力が低減され、フィルム１の熱収縮率を低下させることができる。

また、横延伸機には、フィルム１を入口８から出口９まで搬送するための台車移動機構１５が設けられている。台車移動機構１５は、フィルム１の第２の方向Ｙにおける端部を把持して移動する台車３を備えており、複数の台車３が間隔をおいてチェーン２を用いて連結されている。チェーン２を移動させることによって複数の台車３が同時に移動する。

出口９にはチェーン２を移動させるための駆動スプロケット１６が設けられており、入口８にはチェーン２の進行方向を反転させるリターンスプロケット１７が配設されている。駆動スプロケット１６とリターンスプロケット１７との間を無端ベルト状に循環するようにチェーン２が設けられている。不図示の駆動装置を用いて駆動スプロケット１６を駆動させることによりチェーン２が移動し、チェーン２の移動に伴って複数の台車３が循環する。

台車移動機構１５は、第２の方向に対向するように配置されており、台車３を用いてフィルム１の第２の方向における両端部を把持することによって、フィルム１を搬送しながら延伸することができる。

フィルム１は、入口８において第２の方向における両端部を台車３に把持される。台車３が入口８から出口９へ向かって移動している間は、台車３はフィルム１の端部を把持し続ける。台車３が出口９に到達したところでフィルム１の把持を解除し、フィルム１は出口９から排出される。その後、台車３はフィルム１を把持していない状態で出口９から入口８へ向かって移動する。

入口８から出口９へ向かって移動している間の、第２の方向Ｙに対向する台車３の間隔Ｐ１は変化している。具体的には、予熱ゾーン１０では、入口８における間隔Ｐ１を維持し、延伸ゾーン１１では出口９の方向へ進むにつれて間隔Ｐ１は大きくなる。熱処理ゾーン１２では延伸ゾーン１１の出口９の側の間隔Ｐ１を維持し、弛緩ゾーン１３では出口９の方向へ進むにつれて間隔Ｐ１が小さくなる。冷却硬化ゾーン１４では、弛緩ゾーン１３の出口９の側の間隔Ｐ１を維持している。

第２の方向Ｙに対向する台車３の間隔Ｐ１を変えることによって、フィルム１が延伸され、また弛緩される。弛緩ゾーン１３において、隣り合う台車３の間隔を小さくしながら台車３を移動させることによって、フィルム１が２方向に弛緩される。

ここで、フィルム１を２方向に弛緩する弛緩処理機構について詳細に説明する。

（実施例１）
図２は、図１に示す横延伸機の第２の方向Ｙに対向する一対の台車３のうちの一方の台車３及びその周辺機構を上方から見たときの断面図である。図３は、図２に示す台車３及びその周辺機構を台車３の進行方向と垂直に交わる面（図２に示すＡ−Ａ面）で切断したときの断面図である。なお、図２は、図３に示すＢ−Ｂ面における断面図である。
図２及び図３に示される状態は、進行方向に隣り合う台車３の間隔が最大台車間隔Ｐ２を有するときである。

本書の説明において、台車３の進行方向を台車進行方向Ｑとし、フィルム１（図１）の面と平行で台車進行方向Ｑと垂直に交わる方向を厚み方向Ｒと称す。

図２及び図３に示すように、チェーン２に沿って台車３を案内する案内レール１８が敷設されている。台車３は、フィルム１を把持するためのクランプ４と、案内レール１８の面のうちの鉛直方向上側に位置する上面１９に当接する支持ローラ２０と、を備える。支持ローラ２０は、台車３の自重を支える。

台車３は、案内レール１８の、厚み方向Ｒに対向する側面のうち、フィルム１と反対側に位置する第１の面２１に摺接しながら移動する。

台車３の、案内レール１８よりもフィルム１の側には、チェーン２が設けられている。チェーン２は、複数のチェーンリンク（外リンク５ａ、内リンク５ｂ）がヒンジ（固定ヒンジ６ａ、移動ヒンジ６ｂ）を介して直列に連結されることによって形成されている。各々のチェーンリンクは、ヒンジを回転軸として回動可能とされている。すなわち、チェーンは各ヒンジのところで屈曲可能になっている。

前記チェーンリンクは、ヒンジの軸方向の両端に連結された設けられた外リンク５ａと、外リンク５ａよりもヒンジの軸方向の内側でヒンジに連結された内リンク５ｂと、を含む。外リンク５ａと内リンク５ｂとが交互に連結されてチェーン２が形成されている。

前記ヒンジは、各台車３に固定されている固定ヒンジ６ａと、台車３に固定されていない移動ヒンジ６ｂとを含んでいる。本実施形態では、１つの台車３に対して１つの固定ヒンジ６ａが設けられており、固定ヒンジ６ａと移動ヒンジ６ｂとが交互にチェーン２に配設されている。移動ヒンジ６ｂを厚み方向Ｒに移動させることによってチェーン２が屈曲し、台車進行方向Ｑに沿って隣り合う台車３の間隔が変動する。

移動ヒンジ６ｂには、移動ヒンジ６ｂの位置を調整させるための第２のローラ（以下、調整ローラ２２と称す）がその中心軸周りに回転可能に設けられている。本実施形態では、調整ローラ２２の回転軸は移動ヒンジ６ｂとなっており、調整ローラ２２は台車３に対して移動可能に設けられている。調整ローラ２２は、案内レール１８の、第１の面２１とは反対側の第２の面２３に当接するように設けられている。

台車３には、第１の面２１に当接する第１のローラ（以下、案内ローラ２４と称す）が設けられている。案内ローラ２４はその中心軸周りに回転可能に設けられており、台車３がフィルム１の側に引っ張られても、台車３が案内レール１８の第１の面２１に沿って滑らかに移動できる。

また、案内レール１８は、第１の面２１と第２の面２３との間隔（以下、案内レール厚さｔと称す）が異なる部分を備えている。図２及び図３は、案内レール厚さｔが最も薄い案内レール厚さｔ１を有する位置における台車３及びその周辺機構の平面図及び断面図である。調整ローラ２２の外径は、案内レール１８が案内レール厚さｔ１を有する位置における、固定ヒンジ６ａの中心と第２の面２３との間の厚み方向Ｒにおける距離Ｃと等しくなるように設計されている。

案内レール１８は、板形状のベースレール２５を厚み方向Ｒに向かって複数積層して形成されている。図１に示すように、横延伸機では、台車３は入口８から出口９までの間に曲線を描くように移動する。すなわち、図２及び図３に示される案内レール１８も台車３の経路にしたがって曲げられる。複数のベースレール２５を積層してレール厚さｔ１の案内レール１８を形成することによって、１枚のベースレール２５でレール厚さｔ１の案内レール１８を形成する場合よりも、案内レール１８の加工性が高められる。その結果、台車３の所望の経路に沿って容易に案内レール１８を敷設することが可能となる。

図１に示す、入口８から出口９までの距離が長く、入口８と出口９とを１つの案内レール１８で敷設することができない場合には、不図示のジョイント部材を用いて複数の案内レール１８を台車進行方向Ｑに連結して形成してもよい。

また、図４に示すように、案内レール１８の、台車進行方向Ｑの一部にはベースレール２５の間に複数の板部材２６を積層した積層体２７が挿入されている箇所がある。図４の（ａ）は、ベースレール２５の間に積層体２７が挿入されている箇所の案内レール１８の平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す積層体２７の１つの板部材２６の特徴部を拡大して示した図である。本実施形態では、積層体２７をベースレール２５の間に挿入することによって案内レール厚さｔを台車進行方向Ｑの位置で変化させている。

図４に示す例では、案内レール厚さｔを、積層体２７が挿入されていないときの案内レール厚さｔ１から積層体２７を挿入したときの案内レール厚さｔ２まで緩やかに変化させている。台車進行方向Ｑにおける積層体２７の厚さを段階的に厚くすることによって実現される。板部材２６の枚数を段階的に増すことによって積層体２７の厚さを変化させてもよい。板部材２６の、台車進行方向Ｑにおける端面にテーパ２８を設けることによって、案内レール厚さｔをより滑らかに変化させることができる（図４（ｂ））。

図５は、案内レール１８の他の実施形態を示す平面図である。図５に示すように、ベースレール２５の、厚み方向Ｒに対向する面のうちの片方の面に板部材２６を積層した積層体２７を設けることによって、案内レール厚さｔが変化している。図５に示す案内レール１８の構造では、ベースレール２５を単層で用いることも可能である。

積層体２７をベースレール２５に設けるときに、図６に示すように、調整ローラ２２が当接する領域にのみ積層体２７を設けても良い。図６は、積層体２７が設けられた案内レール１８を台車進行方向Ｑに垂直な面（図５に示すＤ−Ｄ面））で切断したときの断面図である。調整ローラ２２が当接する領域にのみ積層体２７を設けることによって、案内レール１８の材料費を低減することができる。

また、積層体２７を、第２の面２３（図２又は図３）にのみ設けることによって、ベースレール２５で台車３の経路を設定し、積層体２７で案内レール厚さｔを調整することができる。

案内レール１８は、図４または図５に示す例に限られず、案内レール厚さｔが異なるように、第１の面２１と第２の面２３とが構成されていればよい。具体的には、第１の面２１が、台車３が走行する基準面として平坦な面で構成され、第２の面２３が、第１の面２１に対して傾斜している、または曲面で構成されていればよい。もちろん、一の部材から案内レールが構成されていてもよい。

次に、本実施形態における台車移動機構１５の動作について説明する。

図２に示すように、駆動スプロケット１６（図１）を動作させると、各チェーンリンクに張力Ｆが発生し、台車３が移動する。案内レール厚さｔ１を有する案内レール１８の位置では、各々のヒンジを結ぶ線が案内レール１８と平行になり、案内レール１８に沿って隣り合う台車３の間隔が最大台車間隔Ｐ２となる。外リンク５ａ及び内リンク５ｂの長さの和が最大台車間隔Ｐ２となる。

その後、台車３は案内レール厚さｔ２を有する案内レール１８の位置に移動する。図７は、案内レール厚さｔがｔ２の位置における台車３及びその周辺機構を上方からみたときの断面図である。図８は、図７に示す台車３及びその周辺機構を台車進行方向Ｑと垂直に交わる面（図７に示すＥ−Ｅ面）で切断したときの台車３及びその周辺機構の断面図である。なお、図７は、図８に示すＧ−Ｇ面における断面図である。

固定ヒンジ６ａは台車３に固定されているため、図７に示すように、固定ヒンジ６ａの中心と第２の面２３との間の厚み方向Ｒにおける距離Ｃは図２に示す状態から案内レール厚さｔの増加分、すなわちｔ２−ｔ１の分だけ小さくなる。移動ヒンジ６ｂの中心と第２の面２３との厚み方向Ｒにおける距離は、調整ローラ２２が第２の面２３に当接しているため、図２に示す状態から変化しない。

したがって、外リンク５ａ及び内リンク５ｂは固定ヒンジ６ａを中心に第２の面２３から離れる方向に回動する。外リンク５ａ及び内リンク５ｂの長さが同じ場合、図２に示す外リンク５ａ及び内リンク５ｂの状態からそれぞれ角度αだけ傾く。角度αは、外リンク５ａ及び内リンク５ｂの長さＬから、

として表される。

隣り合う固定ヒンジ６ａと移動ヒンジ６ｂとの間の台車進行方向Ｑにおける距離は、図２に示す状態からｃｏｓα倍に短縮される。その結果、隣り合う台車３の間隔が最小台車間隔Ｐ３となり、短縮される弛緩長さＰＰは、

と表される。

例えば、最大台車間隔Ｐ２を１２７ｍｍとし、案内レール厚さｔ１及びｔ２を８ｍｍ、２７．８ｍｍとすると、角度αは約１８．２度となり、弛緩長さＰＰは約６．３ｍｍとなる。弛緩長さＰＰを最大台車間隔Ｐ２で除した弛緩率は約５％となる。

数１及び数２に示した式を用いて所望の弛緩率を得るためのレール厚さｔ２を算出することもできる。もちろん、外リンク５ａおよび内リンク５ｂの長さが異なる場合でも同様の計算により所望の弛緩率を得るためのレール厚さｔ２を算出することができる。

案内レール厚さｔが厚くなるにつれて、距離Ｃは小さくなる。第２の面２３とチェーン２との接触を避けるために、あらかじめ固定ヒンジ６ａは第２の面２３から離して台車３に設けておく。調整ローラ２２の外径も固定ヒンジ６ａの位置に合わせて設計すればよい。

図９は、弛緩ゾーン１３（図１）における案内レール厚さｔの変化を示す概略図である。図９（ａ）は、案内レール厚さｔをｔ１からｔ２に変化させるときに、台車３の進行距離に比例して案内レール厚さｔを増加させている例である。図９（ｂ）は、案内レール厚さｔを、ｔ１からｔ１’、ｔ２に２段階に変化させた例であり、弛緩率も同様に段階的に変化する。

図９（ｃ）は、弛緩率を台車３の走行距離に比例して変化させるための案内レール厚さｔの変化を示したものである。弛緩率は角度α（図７）の余弦に比例するため、角度αが小さい領域では弛緩率の変化が小さくなる。そこで、案内レール厚さｔを厚くする初期において案内レール厚さｔの変化を大きくし、徐々に案内レール厚さｔの変化を小さくしている。

また、本実施形態では、案内レール厚さｔの変更、すなわち、弛緩パターンの変更を容易に行うことができる。図３及び図８に示すように、案内レール１８はボルト２９を用いてレールフレーム３０に固定されている。したがって、ボルト２９を外し、板部材２６の枚数を変える、又は積層体２７の厚みを変えることによって案内レール厚さｔを変えることができる。

図６に示す案内レール１８においても同様に行うことができる。すなわち、積層体２７をベースレール２５にサラボルト３１を用いて取付ける。案内レール厚さｔを変更するときにはサラボルト３１を外して板部材２６の枚数を増減させればよい。

ベースレール２５をレールフレーム３０に固定するボルト２９を外すことなく案内レール厚さｔを変更できる利点がある。また、調整ローラ２２が当接する位置のみに分割した積層体２７を使用することで、積層体２７の寸法や重量が小さくなり、積層体２７を容易に扱うことが可能となる。

図３や図６に示す、案内レール１８を固定するボルト２９は、案内レール１８の表面よりも飛び出しているが、サラボルトや薄頭ボルトなどを使用して案内レール１８の表面から飛び出さない固定方法としても良い。ボルト２９が案内レール１８の表面から飛び出さないことによって、チェーン２とボルト２９との接触を防止することができる。

板部材２６は扱い易い長さ、例えば１ｍ程度の長さとしておけばよい。また、案内レール１８をジョイント部材で連結する場合には、ジョイント部材を避けた範囲で案内レール厚さｔの変更を行う方がよい。

次に、調整ローラ２２に負荷される荷重について説明する。

図７に示すように、案内レール厚さｔが増加すると、外リンク５ａ及び内リンク５ｂが固定ヒンジ６ａを中心に回動する。その結果、外リンク５ａ及び内リンク５ｂの張力Ｆ１は角度αが増加するとともに増加して、

になる。また、移動ヒンジ６ｂにおいて張力Ｆ１は台車進行方向Ｑに平行な力Ｆと厚み方向Ｒに平行な力Ｆ２に分けられる。結果的に力Ｆ２は基のチェーン張力であるＦのｔａｎα倍となる。

１つの移動ヒンジ６ｂには外リンク５ａ及び内リンク５ｂがそれぞれ１つずつ連結されているため、１つの移動ヒンジ６ｂには力Ｆ２の２倍の力が発生する。図８に示すように、１つの移動ヒンジ６ｂに対して２つの調整ローラ２２が設けられている場合、１つの調整ローラ２２には力Ｆ２と同じ荷重が生じる。

チェーン張力Ｆを１０００ｋｇ、角度αを１８．２度とすると、１つあたりの調整ローラ２２が受ける荷重は約３２９ｋｇとなる。

図７に示すように、案内ローラ２４は、案内レール１８に沿って１つの台車３に２つ設けられており、案内レール１８に沿った隣り合う案内ローラ２４の中心間の距離Ｐ４は、最大台車間隔Ｐ２の半分よりも大きくなるように設計されている。これにより、案内ローラ２４から案内レール１８へ負荷される力が調整ローラ２２から案内レール１８へ負荷される力で打ち消されやすくなり、案内レール１８の湾曲を防ぐことができる。

台車３に案内ローラ２４が複数備えられていても良い。案内ローラ２４は、力Ｆ２に相当する強度を有するローラを使用する。

本実施形態では、調整ローラ２２の外径は案内ローラ２４の外径よりも大きい。案内ローラ２４は調整ローラ２２の倍の数が配置されているため、案内ローラ２４に負荷される荷重は調整ローラ２２の半分になる。調整ローラ２２の大型化は負荷荷重容量を大きくすることになり、調整ローラ２２の延命化に寄与することができる。

１つの移動ヒンジ６ｂに２つ以上の調整ローラ２２を上下に重ねて設けることによって、調整ローラ２２の１つ当たりにかけられる負荷を軽減しても良い。

また、図１に示す弛緩ゾーン１３や冷却硬化ゾーン１４では、台車３がフィルム１に引っ張られる力はほぼ無いが、チェーン２が引っ張られることによって調整ローラ２２が台車３をフィルム１の側に引っ張る力が発生する。また当然ながら、案内ローラ２４及び調整ローラ２２によって、台車３は案内レール１８に沿って移動することが可能となる。

本実施形態によれば、案内レール厚さｔを変えることによって、調整ローラ２２を厚み方向Ｒに移動させることができる。その結果、別途調整ローラ２２の位置を調整するためのレールを設ける必要がなく、少ない部品数で簡易な構造で形成することができる。

（実施例２）
次に、本発明の第２の実施形態について、図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は、第２の実施形態における台車３及びその周辺機構を上方から見たときの断面図である。

図１０に示すように、本実施形態では、隣り合う固定ヒンジ６ａの間に２つの移動ヒンジ６ｂが設けられ、それぞれの移動ヒンジ６ｂに調整ローラ２２が設けられている。すなわち、隣り合う固定ヒンジ６ａの間に２つの調整ローラ２２が設けられている。調整ローラ２２の個数を増やすことによって、１つ当たりの調整ローラ２２に負荷される力を軽減することができる。

移動ヒンジ６ｂと移動ヒンジ６ｂとを連結するチェーンリンクは、外リンク形または内リンク形の平行リンク５ｃで構成される。各台車３の固定ヒンジ６ａに回動可能に設けられた外リンク５ａ及び内リンク５ｂは、隣り合う台車３ごとに外リンク５ａ及び内リンク５ｂの位置が入れ替えられる。それにあわせて、移動ヒンジ６ｂと移動ヒンジ６ｂとを連結するチェーンリンクも台車３ごとに外リンク形の平行リンク５ｃと内リンク形の平行リンク５ｃとが入れ替えられる。

最大台車間隔Ｐ２、案内レール厚さｔ１及びｔ２を第１の実施形態と同じ条件とし、各チェーンリンクの長さを等しくした場合において、弛緩率が５％となる角度αは、本実施形態では２２．４度となる。

チェーン２の張力Ｆを１０００ｋｇと仮定すると、１つ当たりの移動ヒンジ６ｂにおける厚み方向Ｒに平行な力Ｆ２は４１２ｋｇとなる。すなわち１つ当たりの調整ローラ２２では２０６ｋｇとなる。したがって、第１の実施形態における１つあたりの調整ローラ２２の力３２９ｋｇに比べ、本実施形態における調整ローラ２２への荷重が軽減され、調整ローラ２２の寿命を延ばすことができる。

また、図１０に示される平行リンク５ｃにおいて、その配置を外リンク５ａよりもヒンジ軸方向の外側に設けられたリンク（外外リンクと称する）としてもよい。

図１１は、平行リンク５ｃを外外リンクとして適用した場合の図であり、図１０に示す台車及びその周辺機構を厚み方向Ｒと垂直に交わる面（図１０に示すＨ−Ｈ面）で切断したときの断面図に相当する。図１１に示すように、リンク配列として左側より順次、平行リンク５ｃ（外外リンク）＋移動ヒンジ６ｂ＋外リンク５ａ＋固定ヒンジ６ａ＋内リンク５ｂ＋移動ヒンジ６ｂ＋平行リンク５ｃ（外外リンク）＋・・・となる。この配列によれば、台車１組を同じリンク配列で構成できるため、台車１組ごとに容易にチェーン２の長さを変更することができる。

なお、図１０に示す例において、平行リンク５ｃの形状を、その一端を内リンク５ｂのように配置し、他端を外リンク５ａのように配置したオフセットリンクとすることでも、台車１組を同じリンク配置で構成することができる。

（実施例３）
次に、第３の実施形態について、図１２を用いて説明する。図１２は、第３の実施形態における台車３及びその周辺機構を上方から見たときの断面図である。

図１２に示すように、第３の実施形態では、第２の実施形態と同様に、隣り合う固定ヒンジ６ａの間に２つの移動ヒンジ６ｂが設けられている。移動ヒンジ６ｂから案内レール１８に向かって突出部３２が設けられており、突出部３２の、案内レール１８の側の端部に調整ローラ２２が設けられている。

調整ローラ２２は軸３３を介して突出部３２に設けられている。すなわち、調整ローラ２２は軸３３の周りに回転可能となっている。突出部３２は、移動ヒンジ６ｂに連結される２つのチェーンリンク（外リンク５ａ、内リンク５ｂ）のうちの一方と一体に成形され、例えばＬ字形状に形成されていてもよい。

調整ローラ２２を突出部３２の端部に設けることによって、調整ローラ２２の外径が小さくても固定ヒンジ６ａの中心と案内レール１８の第２の面２３との距離Ｃを確保することが可能となる。突出部３２を長くすることにより、案内レール厚さｔの変化をより大きくしても、チェーン２と案内レール１８との接触を防止することができる。

また、チェーンリンクをＬ字形状にすることによって、チェーンリンクが傾いたときに、台車３の進行方向における固定ヒンジ６ａと軸３３との距離Ｐ５が、固定ヒンジ６ａと突出部３２の基部との距離Ｐ６よりも大きくなる。

第３の実施形態で弛緩率を５％とすると、各チェーンリンクの長さが等しい条件では角度α＝２２．４度となる。また、距離Ｐ５及び距離Ｐ６は、５０ｍｍ、３９ｍｍ程度なので、チェーン２の張力Ｆを１０００ｋｇとしたときの調整ローラ２２にかかる厚み方向Ｒに平行な力Ｆ２は、本実施形態では調整ローラ２２の１つ当たり１６０ｋｇ程度となる。すなわち、第２の実施形態における調整ローラ２２に１つ当たりの荷重２０６ｋｇよりさらに小さくすることができる。

本実施形態における構成では、図２、図３と同様な効果を得られ、調整ローラ２２にかかる荷重が少なく、調整ローラ２２の寿命を長くすることができる。

なお、本発明におけるチェーンリンクの角度αは、０〜３０度が好ましい。これは、フィルムの弛緩処理機構の弛緩率は一般的に５％あれば良いとされているので、角度αが３０度あれば目的を満足することができるためである。一方、角度αが３０度を超えると調整ローラや案内ローラの荷重が大きくなり寿命が短くなるため、通常では好ましくない。但し、薄いフィルムの場合には調整ローラや案内ローラにかけられる荷重が小さいため、角度αが３０度以上でも使用することができる。

１ フィルム
２ チェーン
３ 台車
５ａ 外リンク
５ｂ 内リンク
６ａ 固定ヒンジ
６ｂ 移動ヒンジ
１３ 弛緩ゾーン
１８ 案内レール
２１ 第１の面
２２ 調整ローラ
２３ 第２の面
２４ 案内ローラ

Claims (13)

1. フィルムの端部を把持して移動する台車と、
   第１の面と該第１の面とは反対側に位置する第２の面とを有し、前記第１の面と移動中の前記台車とが摺接されながら前記台車を案内する案内レールと、
   前記台車の進行方向に間隔を隔てて複数の前記台車を連結し、屈曲可能に設けられたチェーンと、を備え、
   前記チェーンを屈曲させることによって、前記台車に把持されたフィルムを前記台車の進行方向に弛緩させるフィルムの弛緩処理機構において、
   前記台車に設けられ、前記案内レールの前記第１の面に当接しながら回転する第１のローラと、
   前記台車とは固定されずに前記チェーンに設けられ、前記案内レールの前記第２の面に当接しながら回転する第２のローラと、をさらに備え、
   前記案内レールは、前記第１の面と前記第２の面との間隔が異なる部分を有することを特徴とするフィルムの弛緩処理機構。
2. 前記案内レールが、それぞれが前記第１の面と前記第２の面を形成する対向した一対のベースレールと、該一対のベースレールの間に複数の板部材を積層した積層体と、を備え、
   前記積層体の厚みが前記台車の進行方向に沿って段階的に変化していることを特徴とする請求項１に記載のフィルムの弛緩処理機構。
3. 前記板部材の、前記台車の進行方向における端面が、テーパを有しており、前記第１の面と前記第２の面との間隔が滑らかに変化していることを特徴とする請求項２に記載のフィルムの弛緩処理機構。
4. 前記第１の面が、前記台車が走行する基準面として平坦な面で構成され、前記第２の面が、前記第１の面に対して傾斜している、または曲面で構成されていることによって、前記間隔が異なっていることを特徴とする請求項１に記載のフィルムの弛緩処理機構。
5. 前記案内レールが、前記第１の面を有するベースレールと、複数の板部材を積層した積層体であって、前記第２の面を形成するように前記ベースレールに固定されている積層体と、を備え、前記積層体の厚みが前記台車の進行方向に沿って変化していることを特徴とする請求項１に記載のフィルムの弛緩処理機構。
6. 前記積層体が、前記第２の面の、前記第２のローラが当接する領域にのみ設けられていることを特徴とする請求項５に記載のフィルムの弛緩処理機構。
7. それぞれの前記台車は、前記第１のローラを前記台車の進行方向に沿って複数備えており、前記台車の進行方向に隣り合う前記第１の案内ローラの中心間の距離が、隣り合う前記台車の間隔の半分よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のフィルムの弛緩処理機構。
8. 前記第２のローラの外径が、前記第１のローラの外径よりも大きいことを特徴とする請求項７に記載のフィルムの弛緩処理機構。
9. 複数の前記第２のローラが、隣り合う前記台車の間に前記台車の進行方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のフィルムの弛緩処理機構
10. 前記チェーンがヒンジを介して複数のチェーンリンクを直列に連結して形成されており、
    前記チェーンリンクは、前記ヒンジの軸方向の両端に連結された外リンクと、該外リンクよりも前記ヒンジの軸方向の内側で前記ヒンジに連結された内リンクと、該外リンクよりも前記ヒンジ軸方向の外側で前記ヒンジに連結された外外リンクと、を含んでいることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のフィルムの弛緩処理機構。
11. 前記第２のローラが、前記チェーンから前記案内レールに向かって突出するように設けられた突出部に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のフィルムの弛緩処理機構。
12. 前記チェーンを前記台車に固定する固定ヒンジに備え、
    前記台車の進行方向における前記固定ヒンジと前記第２のローラの中心との距離が、前記台車の進行方向における前記固定ヒンジと前記突出部の基部との間の距離よりも長いことを特徴とする請求項１１に記載のフィルムの弛緩処理機構。
13. 請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のフィルムの弛緩処理機構の一対を備え、且つ一対の前記案内レールが前記台車の進行方向と交わる方向にて対向するように設けられており、
    前記台車の進行方向に進むにつれて、前記対向する前記案内レールの前記第１の面の間隔が狭まり、且つ各々の前記案内レールの前記第１の面と前記第２の面との間隔が厚くなっている弛緩ゾーンを有する、横延伸機。

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