JP5517155B2

JP5517155B2 - 打抜装置

Info

Publication number: JP5517155B2
Application number: JP2010030367A
Authority: JP
Inventors: 貴司望月; 正典望月
Original assignee: ISEL Co Ltd
Current assignee: ISEL Co Ltd
Priority date: 2010-02-15
Filing date: 2010-02-15
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2030-02-15
Also published as: JP2011161617A

Description

本発明は、ワインダーによりリールから繰り出す帯状シートを間欠搬送手段により間欠送りしてプレス機で帯状シートをプレス加工する打抜装置に関する。

従来、この種の打抜装置として、図３に示すように、金型１４１を備えたプレス機１０４の出口側に上下一対の送りローラ（間欠搬送手段）１０５を設け、この送りローラ１０５により帯状シートＳをプレス機１０４に間欠送りさせる。プレス機１０４の上流側には帯状シートＳの送り調節部１０３が配設されている。この送り調節部１０３は、ワインダー１０２により断続的にリール１２１から繰り出される帯状シートＳを架け渡す前後の固定ローラ１３３，１３４と、前後の固定ローラ１３３，１３４間に帯状シートＳをＵ字状に垂らすように帯状シートＳ上に載せたダンサローラ１３１とを備える。そして、送りローラ１０５により帯状シートＳが間欠送りされて行き、送り調節部１０３での帯状シートＳのＵ字状の下端が所定高さまで上昇すると、ワインダー１０２より帯状シートＳが一定量繰り出される。すると、ダンサローラ１３１の重量により帯状シートＳのＵ字状の下端が所定高さまで下降する。ここで、帯状シートＳのＵ字状の下端は、概ね３００ｍｍ程度の落差で上下動する。このようにして、送り調節部１０３によってワインダー１０２による帯状シートＳの断続的な繰り出しと送りローラ１０５による帯状シートＳの間欠送りとを調節して、プレス機１０４に帯状シートＳが円滑に送り込まれるようにしている。なお、プレス機１０４の下流側には、前後の固定ローラ１６３，１６４及びダンサローラ１６１を備えた送り調節部１０６、プレス加工されて製品となった帯状シートＳの巻取りリール１７１を備えたリワインダー１０７が配設されている。

特開２００６−１９２５１３号公報特開２００５−８８１３８号公報

しかしながら、従来の打抜装置では、高速プレス加工を行うために帯状シートＳを高速送りすると、送り調節部１０３で帯状シートＳのＵ字状の下端が急上昇してダンサローラ１３１のはね上がりが起こり、シート送り量に誤差を生じさせる問題があった。例えば、シート送り停止時に、ダンサローラ１３１のはね上がりと帯状シートＳのＵ字状下端の急上昇によって帯状シートＳの移動の慣性が大きくなると共に送りローラ１０５の回転の慣性とも相まって帯状シートＳの送り過ぎを生じさせたり、また、はね上がったダンサローラ１３１の着地により帯状シートＳが引き戻されて送り不足を生じさせる。また、送りローラ１０５の圧接やダンサローラ１３１，１６１のはね上がりに伴う帯状シートＳのばたつきにより帯状シートＳの表面にホコリ等の異物を付着させたり、送りローラ１０５で急速にシート送りを始めると帯状シートＳのＵ字状下端の急上昇と共にダンサローラ１３１の重さとも相まって帯状シートＳに大きなテンションがかかり帯状シートＳを破断させるおそれもあった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高速送り時であっても、帯状シートの送り誤差を極力生じさせることがなくスムーズなシート送りを可能とし、且つ帯状シートの表面に異物を付着させたり帯状シートを破断させることもない打抜装置を提供することを課題とする。

本発明に係る打抜装置は、
ワインダーによりリールから繰り出す帯状シートを間欠搬送手段により間欠送りしてプレス機で帯状シートをプレス加工する打抜装置であって、
ワインダーとプレス機との間に配設する帯状シートの送り調節部は、箱筒型のダクトと、リールから繰り出す帯状シートをダクト上からダクト内にＵ字状に垂れ下がるように吸引するバキュームとを備え、
ダクト内には、帯状シートの入口側内壁付近と出口側内壁付近とのそれぞれに上下に配設する多数の案内ローラを設けてＵ字状の帯状シートがダクトに接触しないように構成し、
ダクトには、帯状シートのＵ字状の下端の高さを検知する高さ検知手段を備え、
ワインダーは、リールを連続回転させるモータ駆動源と、リールの巻径を検知する巻径検知手段とを備え、
プレス機内への帯状シートの送り速度に合せて、巻径検知手段で検知されるリールの巻径よりモータ駆動源の回転数を制御して帯状シートを連続的に繰り出し、高さ検知手段で検知される帯状シートのＵ字状の下端の高さ変動が微小範囲内に保持されるように制御する繰り出し制御部を備え、
プレス機の入口部には、帯状シートが配置されて間欠搬送手段による帯状シートの間欠送りと同期して回転及び回転停止される一対のバックテンションローラが設けられている。

上記構成により、ダクト内にＵ字状に垂れ下がった帯状シートは、多数の案内ローラによってガイドされるので、帯状シートがバキュームの吸引によってばたついたりダクトに静電付着することもない。従って、帯状シートの表面への異物の付着を抑制することができる。

また、繰り出し制御部によりダクト内における帯状シートのＵ字状の下端の高さ変動が微小範囲内に保持されるので、高速プレス加工を行っても帯状シートのＵ字状下端が急上昇するのを防止することができる。これにより、シート送り停止時に帯状シートの移動の慣性が大きくなるのを抑制することができる。しかも、帯状シートにテンションを掛けるダンサローラも存在しない。従って、高速プレス加工を行うために帯状シートを高速送りしても、シート送り量に誤差を生じさせることなくスムーズなシート送りを行うことができる。また、帯状シートに大きなテンションが掛かって帯状シートを破断させることもない。
また、バックテンションローラが回転停止されることによって、シート送り停止時に帯状シートが慣性力で送り過ぎとなることを抑制することができる。
さらには、プレス機の出口側には、間欠搬送手段による帯状シートのシート送り停止時に帯状シートの幅方向の両端をクランプするクランパーが設けられていることが望ましく、これによっても、シート送り停止時に帯状シートが慣性力で送り過ぎとなることを抑制することができる。

上記間欠搬送手段は、プレス機の入口側又は出口側にリニアモータ駆動の２台のクランプ機構付スライダーを前後に備え、
各スライダーは、帯状シートの幅方向の両端をクランプして帯状シートを間欠送りさせるように構成し、一方のスライダーが帯状シートをクランプして間欠送りしている間に、他方のスライダーは帯状シートのクランプを開放して原点位置まで復帰移動するように構成するのが望ましい。

これにより、帯状シートの幅方向の両端をクランプして帯状シートを間欠送りさせるスライダーを用いても、プレス機での高速プレス加工に追従して帯状シートを高速送りすることができる。
また、従来例として上述した送りローラは、帯状シートの挟持部分の全部にロール面が接触されるが、上記クランプ機構は、帯状シートの挟持部分（帯状シートの幅方向の両端）の一部をクランプするだけなので、帯状シートとの接触面積が非常に少なく、それゆえに製品となる帯状シート表面への異物の付着を抑制することができる。

以上のように、本発明に係る打抜装置によれば、帯状シートを高速送りしても、帯状シートの送り誤差を生じさせることがなくスムーズなシート送りを可能とし、且つ帯状シートの表面に異物を付着させたり帯状シートを破断させることもない。従って、生産性を大幅に向上することができ、且つ高品質な帯状シート製品を提供することができる。

実施形態による打抜装置の構成を示す側面図である。実施形態による打抜装置の構成を示す上面図である。従来の打抜装置の構成を示す模式図である。

図１、図２に示すように、実施形態による打抜装置１は、ワインダー２によりリール２１から繰り出す帯状シートＳを間欠搬送手段５により間欠送りしてプレス機４でプレス加工し、このプレス加工により製品となった帯状シートＳをリワインダー７で巻き取るようにする装置である。また、ワインダー２とプレス機４との間には帯状シートＳの送り調節部となるバキュームテンショナー３が配設されており、また、間欠搬送手段５とリワインダー７との間にも第２バキュームテンショナー６が配設されている。ここで、帯状シートＳは、例えば、太陽電池の電極や電池のセパレータ等に使用される金属箔フィルム、液晶用パネル等に使用される樹脂フィルム等の薄膜（例えば、厚さ１ｍｍ以下）のものが挙げられる。

間欠搬送手段５は、プレス機４の出口側に配設されて帯状シートＳをプレス機４に間欠送りするものであり、リニアモータ駆動の２台のクランプ機構付スライダー５１，５２を前後に配設したものからなる。各スライダー５１，５２は、シート送り方向に沿って配置する２列のレール５５上の前後に設置され、各スライダー５１，５２の両端のそれぞれにクランプ機構５３，５４が設けられている。各スライダー５１，５２には、電磁コイルを備え、また、２列のレール５５間に永久磁石５６が設置されており、これによって、スライダー５１，５２の電磁コイルに励磁電流を印加することでスライダー５１，５２がレール５５上を走行するリニアモータ駆動となっている。スライダー５１，５２に設けるクランプ機構５３，５４は、帯状シートＳの幅方向端部をクランプする爪部と、この爪部をクランプ作動及びクランプ開放作動させる駆動源とを備える。そして、各スライダー５１，５２は、帯状シートＳの幅方向の両端をクランプ機構５３，５４によりクランプして帯状シートＳを間欠送りさせるように構成し、一方のスライダー５１（又は５２）が帯状シートＳをクランプして間欠送りしている間に、他方のスライダー５２（又は５１）は帯状シートＳのクランプを開放して原点位置まで復帰移動するように構成する。すなわち、２台のスライダー５１，５２は、同一のレール５５上で同期して対向移動する。

このようにして、２台のクランプ機構付スライダー５１，５２を対向して移動させることにより、帯状シートＳの幅方向の両端をクランプして帯状シートＳを間欠送りさせるようにしても、プレス機４での高速プレス加工にも追従して帯状シートＳを高速送りすることができる。また、従来例として上述した送りローラ１０５は、帯状シートＳの挟持部分の全部にロール面が接触されるが、上記クランプ機構５３，５４は、帯状シートＳの挟持部分（帯状シートＳの幅方向の両端）の一部をクランプするだけなので、帯状シートＳとの接触面積が非常に少なく、それゆえに製品となる帯状シートＳの表面への異物の付着を抑制することができる。さらに、２台のクランプ機構付スライダー５１，５２を同期して対向移動させることにより、各スライダー５１，５２の移動に伴って生じる振動が相殺されるので、打抜装置１がスライダー５１，５２の移動方向に揺れることもない。
なお、この実施形態では、１台のスライダーの原点位置から前進限までの移動がプレス機４での１回のプレス加工に対応しているが、２台のスライダーの原点位置から前進限までの移動がプレス機４での１回のプレス加工に対応するようにしてもよい。

バキュームテンショナー３は、箱筒型のダクト３１と、ダクト３１の下方に配設されてダクト３１内の内部空気を下方へ吸引するバキューム３２とを備える。ダクト３１の上端には、ワインダー２寄り側である帯状シートＳの入口側とプレス機４寄り側である帯状シートＳの出口側とのそれぞれに固定ローラ３３，３４が設けられ、これら前後の固定ローラ３３，３４間にワインダー２から繰り出される帯状シートＳがダクト３１上に配置されるように架け渡されている。また、ダクト３１内には、帯状シートＳのシート幅に応じてハンドル３９により接近・離反自在に調節可能な一対のガイド板３８が配設されている。そして、ワインダー２から繰り出される帯状シートＳを前後の固定ローラ３３，３４間に架け渡すと共に一対のガイド板３８を帯状シートＳのシート幅に合わせるように調節してバキューム３２を駆動すると、帯状シートＳがダクト３１上からダクト３１内にＵ字状に垂れ下がった状態に配置される。なお、ダクト３１の下部付近には、複数のレーザ式センサ（高さ検知手段）３７が上下に配設され、これらレーザ式センサ３７により帯状シートＳのＵ字状の下端の高さが検知されるようになっている。なお、上記高さ検知手段３７としては、上記レーザ式センサ以外に、赤外線センサ等の各種のセンサを使用することもできる。

また、ダクト３１内には、帯状シートＳの入口側内壁付近と出口側内壁付近とのそれぞれに上下に配設する多数の案内ローラ３５，３６が設けられ、Ｕ字状に垂れ下がった帯状シートＳがダクト３１内壁に接触しないようにしている。これにより、ダクト３１内にＵ字状に垂れ下がった帯状シートＳは、多数の案内ローラ３５，３６によってガイドされるので、帯状シートＳがバキューム３２の吸引によってばたついたりダクト３１内壁に静電付着することもない。従って、帯状シートＳの表面への異物の付着を抑制することができる。

なお、第２バキュームテンショナー６も、上記バキュームテンショナー３と同様の構成を備えており、ダクト６１、バキューム６２、前後の固定ローラ６３，６４、多数の案内ローラ６５，６６、レーザ式センサ（高さ検知手段：上記高さ検知手段３７と同様）６７を有する。この第２バキュームテンショナー６では、プレス機４によりプレス加工された帯状シートＳがバキューム６２の駆動によりダクト６１上からダクト６１内にＵ字状に垂れ下がった状態に配置される。

ワインダー２は、リール２１を連続回転させるサーボモータ（モータ駆動源）２２と、リール２１の巻径を検知する超音波式センサ（巻径検知手段）２３とを備える。なお、上記巻径検知手段２３としては、上記超音波式センサ以外に、レーザ式センサ、赤外線センサ等の各種のセンサを使用することもできる。また、本打抜装置１は、ワインダー２におけるリール２１からの帯状シートＳの連続的な繰り出し速度を制御する繰り出し制御部８を備える。この繰り出し制御部８は、プレス機４内への帯状シートＳの送り速度に合せて、超音波式センサ２３で検知されるリール２１の巻径よりサーボモータ２２の回転数を制御して帯状シートＳを連続的に繰り出し、バキュームテンショナー３でのレーザ式センサ３７で検知される帯状シートＳのＵ字状の下端の高さ変動が微小範囲内に保持されるように制御する。例えば、繰り出し制御部８は、ワインダー２からの帯状シートＳの連続的な繰り出し速度が、間欠搬送手段５によりプレス機４内に帯状シートＳを間欠送りする送り速度の平均値と一致するように、リール２１の巻径に応じてリール２１の回転数、すなわちサーボモータ２２の回転数を制御する。さらには、バキュームテンショナー３でのレーザ式センサ３７で検知される帯状シートＳのＵ字状の下端の高さ変動が微小範囲を超えると、この帯状シートＳのＵ字状の下端の高さ変動が微小範囲内に収まるようにサーボモータ２２の回転数を補正する。ここで、上記微小範囲は、一例として、８０ｍｍ以下の落差の範囲に設定される。

このようにして、繰り出し制御部８によりダクト３１内における帯状シートＳのＵ字状の下端の高さ変動が微小範囲内に保持されるので、高速プレス加工を行うために帯状シートＳを高速送りしてもバキュームテンショナー３での帯状シートＳのＵ字状下端の急上昇が防止される。これにより、シート送り停止時に帯状シートＳの移動の慣性が大きくなるのを抑制することができる。しかも、バキュームテンショナー３には、従来例のような帯状シートＳにテンションを掛けるダンサローラ１３１も存在しない。従って、高速プレス加工を行うために帯状シートＳを高速送りしても、シート送り量に誤差を生じさせることなくスムーズなシート送りを行うことができる。また、帯状シートＳに大きなテンションが掛かって帯状シートＳを破断させることもない。

このように、実施形態による打抜装置１によれば、帯状シートＳを高速送りしても、帯状シートＳの送り誤差を生じさせることがなくスムーズなシート送りを行うことができる。しかも、帯状シートＳの表面に異物を付着させたり帯状シートＳを破断させることもない。従って、生産性を大幅に向上することができ、且つ高品質な帯状シートＳ製品を提供することができる。

なお、リワインダー７も、上記ワインダー２と同様の構成を備えており、また、本打抜装置１には、帯状シートＳを連続的に巻き取るリワインダー７でのリール７１の巻き取り速度を制御する巻き取り制御部９を備える。この巻き取り制御部９は、プレス機４内への帯状シートＳの送り速度に合せて、超音波式センサ（巻径検知手段：上記巻径検知手段２３と同様）７３で検知されるリール７１の巻径よりサーボモータ７２の回転数を制御してプレス加工された帯状シートＳを連続的に巻き取り、第２バキュームテンショナー６でのレーザ式センサ６７で検知される帯状シートＳのＵ字状の下端の高さ変動が微小範囲内に保持されるように制御する。例えば、巻き取り制御部９は、リワインダー７での帯状シートＳの連続的な巻き取り速度が、間欠搬送手段５によりプレス機４内に帯状シートＳを間欠送りする送り速度の平均値と一致するように、リール７１の巻径に応じてリール７１の回転数、すなわちサーボモータ７２の回転数を制御する。さらには、第２バキュームテンショナー６でのレーザ式センサ６７で検知される帯状シートＳのＵ字状の下端の高さ変動が微小範囲を超えると、この帯状シートＳのＵ字状の下端の高さ変動が微小範囲内に収まるようにサーボモータ７２の回転数を補正する。ここでの微小範囲も、上記同様に、一例として、８０ｍｍ以下の落差の範囲に設定される。

これにより、高速プレス加工に対応して帯状シートＳを高速送りしても第２バキュームテンショナー６での帯状シートＳのＵ字状下端の急降下が防止され、帯状シートＳのばたつきを防止することができる。従って、帯状シートＳを高速送りしても、リワインダー７のリール７１に帯状シートを円滑に巻取ることができる。

プレス機４は、上型と下型とストリッパーからなる金型４１と、上型を昇降させる昇降機構とを備え、この金型４１によって帯状シートＳに対して所定のプレス加工を行う。また、プレス機４の入口部には、サーボモータ駆動される上下一対のバックテンションローラ４２が設置され、この一対のバックテンションローラ４２間に帯状シートＳが配置される。そして、このバックテンションローラ４２は、間欠搬送手段５のスライダー５１，５２による帯状シートＳの間欠送りと同期して回転及び回転停止される。このバックテンションローラ４２が回転停止されることによっても、シート送り停止時に帯状シートＳが慣性力で送り過ぎとなることを抑制している。また、プレス機４の出口側には、帯状シートＳの幅方向の両端をクランプ可能とするクランパー４３が設けられている。このクランパー４３は、シート送り停止時に帯状シートＳの幅方向の両端をクランプする。これによっても、シート送り停止時に帯状シートＳが慣性力で送り過ぎとなることを抑制している。

なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されず、本発明内容の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。例えば、間欠搬送手段５は、プレス機４の入口側に配設するようにしてもよい。

１打抜装置
２ワインダー
３バキュームテンショナー（送り調節部）
４プレス機
５間欠搬送手段
６第２バキュームエンショナー（送り調節部）
７リワインダー
８繰り出し制御部
９巻き取り制御部
２１，７１リール
２２，７２サーボモータ（モータ駆動源）
２３，７３超音波式センサ（巻径検知手段）
３１，６１ダクト
３２，６２バキューム
３５，３６，６５，６６案内ローラ
３７，６７レーザ式センサ（高さ検知手段）
５１，５２クランプ機構付スライダー
Ｓ帯状シート

Claims

ワインダーによりリールから繰り出す帯状シートを間欠搬送手段により間欠送りしてプレス機で帯状シートをプレス加工する打抜装置であって、
ワインダーとプレス機との間に配設する帯状シートの送り調節部は、箱筒型のダクトと、リールから繰り出す帯状シートをダクト上からダクト内にＵ字状に垂れ下がるように吸引するバキュームとを備え、
ダクト内には、帯状シートの入口側内壁付近と出口側内壁付近とのそれぞれに上下に配設する多数の案内ローラを設けてＵ字状の帯状シートがダクトに接触しないように構成し、
ダクトには、帯状シートのＵ字状の下端の高さを検知する高さ検知手段を備え、
ワインダーは、リールを連続回転させるモータ駆動源と、リールの巻径を検知する巻径検知手段とを備え、
プレス機内への帯状シートの送り速度に合せて、巻径検知手段で検知されるリールの巻径よりモータ駆動源の回転数を制御して帯状シートを連続的に繰り出し、高さ検知手段で検知される帯状シートのＵ字状の下端の高さ変動が微小範囲内に保持されるように制御する繰り出し制御部を備え、
プレス機の入口部には、帯状シートが配置されて間欠搬送手段による帯状シートの間欠送りと同期して回転及び回転停止される一対のバックテンションローラが設けられている打抜装置。
請求項１に記載の打抜装置において、
プレス機の出口側には、間欠搬送手段による帯状シートのシート送り停止時に帯状シートの幅方向の両端をクランプするクランパーが設けられている打抜き装置。
請求項１又は２に記載の打抜装置において、
上記間欠搬送手段は、プレス機の入口側又は出口側にリニアモータ駆動の２台のクランプ機構付スライダーを前後に備え、
各スライダーは、帯状シートの幅方向の両端をクランプして帯状シートを間欠送りさせるように構成し、一方のスライダーが帯状シートをクランプして間欠送りしている間に、他方のスライダーは帯状シートのクランプを開放して原点位置まで復帰移動するように構成する打抜装置。