JP5833588B2 - シート巻取装置 - Google Patents

Description

本発明は、シートを巻き取るシート巻取装置に関する。

従来、前工程から供給されるシートを巻き取る巻芯を切り替え可能なシート巻取装置が知られている。このようなシート巻取装置では、シートを巻き取る巻芯を新しい巻芯に切り替える場合に、供給されるシートの切断が行われる。

このシートの切断方法としては、新しい巻芯に接触するシートを切断機により切断する方法があるが、この場合には、新しい巻芯に傷がついてしまうという不都合があった。また、別のシートの切断方法としては、搬送されるシートを空中で切断機により切断する方法があるが、この場合には、切断端に割れなどが発生しやすいという不都合があった。

そこで、従来では、新しい巻芯に傷がつくのを抑制しながら、切断端に割れなどが発生するのを抑制することが可能なシート巻取装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１のシート巻取装置には、切断機によりシートを切断する際に、切断機を受ける受けローラが設けられている。受けローラは、シートを介して新しい巻芯に圧接されるとともに、供給されるシートを新しい巻芯に押圧する押圧ローラよりもシートの流れ方向における下流側に配置されている。

そして、このシート巻取装置では、受けローラに接触するシートが切断機により切断され、その後、受けローラが新しい巻芯の外周面に沿って移動することにより、切断されたシートが新しい巻芯に巻き付けられる。これは、シートが切断されたときに、切断されたシートの先端側が受けローラの外周面に沿って配置されており、その受けローラの外周面に沿って配置された部分を新しい巻芯の外周面に移す必要があるためであると考えられる。

登録実用新案第３１３９５７２号公報

しかしながら、上記のような従来のシート巻取装置では、新しい巻芯に傷がつくのを抑制しながら、切断端に割れなどが発生するのを抑制することが可能であるが、切断されたシートの先端側を受けローラから新しい巻芯に移す必要があるので、シートを切断して新しい巻芯に巻き付ける際に、シートの搬送を停止させる必要がある。この場合には、前工程から供給されるシートを貯留するためのアキューム装置が必要になるという問題点がある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、シートの搬送を停止することなく巻芯を切り替えることが可能なシート巻取装置を提供することである。

上記した課題を解決するために、本発明によるシート巻取装置は、複数の巻芯が着脱可能に装着され、供給されるシートを巻き取る巻取位置に巻芯を配置する巻芯駆動機構と、巻取位置の巻芯にシートを押圧する押圧ローラと、押圧ローラと巻取位置の巻芯との間にシートを案内するガイドローラと、シートを切断する刃を有する切断機と、切断機の刃を受ける受けローラとを備える。巻芯駆動機構は、巻芯を切り替える場合に、巻取位置の巻芯を巻取位置から退避させながら、巻取位置に新しい巻芯を搬送するように構成されている。ガイドローラは、巻芯を切り替える場合に、押圧ローラよりも上方に移動することにより、押圧ローラに対してシートを上方から供給するように構成されている。受けローラは、巻芯を切り替える場合に、押圧ローラの上方から移動することにより、ガイドローラから供給されるシートを介して押圧ローラに接触するように構成されている。受けローラがシートを介して押圧ローラに接触する第１接触位置は、押圧ローラがシートを介して巻取位置の巻芯に接触する第２接触位置よりも、シートの流れ方向における上流側である。切断機は、巻芯を切り替える場合に、ガイドローラから押圧ローラと受けローラとの間に向けて下方に搬送されるシートを切断位置で切断するように構成されている。切断位置は、第１接触位置よりもシートの流れ方向における上流側であり、シートが受けローラに接触する位置であり、切断機は、刃をシートの幅方向に走行させることにより、シートが受けローラに接触する切断位置でシートを切断するように構成されている。

このように、受けローラを押圧ローラに接触させることにより、第２接触位置よりもシートの流れ方向における上流側でシートを切断することができるので、その切断されたシートを第２接触位置（新しい巻芯）に搬送することができる。このため、従来のシート巻取装置のように切断されたシートの先端側を受けローラから新しい巻芯に移す作業が不要であるので、シートの搬送を停止することなく巻芯を切り替えることができる。また、シートが受けローラと接触する切断位置でシートを切断することによって、新しい巻芯に傷がつくのを抑制しながら、切断端に割れなどが発生するのを抑制することができる。

上記シート巻取装置において、好ましくは、巻芯を切り替える場合に、切断機により切断されたシートを新しい巻芯に巻き付けるために、第１接触位置から第２接触位置に向けて下方に搬送されるシートに対して接着剤を塗布する接着剤塗布機をさらに備える。

このように構成すれば、第２接触位置よりもシートの流れ方向における上流側で、シートに接着剤を付けることができるので、新しい巻芯に切断されたシートを容易に巻き付けることができる。

本発明のシート巻取装置によれば、シートの搬送を停止することなく巻芯を切り替えることができる。

本発明の一実施形態によるシート巻取装置の概略を示した模式図である。 図１のシート巻取装置において巻取位置の巻芯にシートが巻き取られている状態を示した図である。 図２のシート巻取装置においてターレット機構が回動された状態を示した図である。 図３のシート巻取装置においてガイドローラおよび受けローラが回動された状態を示した図である。 図４のシート巻取装置においてシートが切断された状態を示した図である。 図５のシート巻取装置において切断されたシートにホットメルト接着剤が塗布された状態を示した図である。 図６のシート巻取装置において切断されたシートが巻取位置の巻芯に巻き付けられた状態を示した図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

−構成−
まず、図１を参照して、本実施形態によるシート巻取装置１００の構成の概略について説明する。なお、シート巻取装置１００において、Ｙ２方向側が上流側であり、Ｙ１方向側が下流側である。

シート巻取装置１００は、図１に示すように、前工程（上流側）から供給される帯状のシート（ウェブ）１５０を巻き取るとともに、そのシート１５０を巻き取る巻芯３１を切り替え可能に構成されている。なお、シート１５０は、たとえばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの樹脂製である。

シート巻取装置１００は、ガイドローラ１および２と、ターレット機構３と、押圧ローラ４と、切断機５と、受けローラ６と、接着剤塗布機７とを備えている。なお、ターレット機構３は、本発明の「巻芯駆動機構」の一例である。

ガイドローラ１および２は、前工程から供給されるシート１５０をターレット機構３にガイドするために設けられている。ガイドローラ１は、予め設定された位置で回転可能に構成されている。ガイドローラ２は、アーム２ｂの先端に設けられるとともに、アーム２ｂに対して回転可能に構成されている。アーム２ｂは、基端側の回動軸２ａを中心にして回動可能に構成されている。なお、ガイドローラ１および２は、搬送されるシート１５０により従動回転される。

ターレット機構３は、複数（本実施形態では２つ）の巻芯３１が着脱可能に装着され、装着された巻芯３１を回転可能に構成されている。また、ターレット機構３は、回動軸３ａを中心にして回動（旋回）可能に構成され、巻芯３１の一方を巻取位置Ｐａ１に配置し、巻芯３１の他方を交換位置Ｐａ２に配置している。このため、ターレット機構３は、１８０度回動することにより、巻取位置Ｐａ１に位置する巻芯３１を交換位置Ｐａ２に移動させるとともに、交換位置Ｐａ２に位置する巻芯３１を巻取位置Ｐａ１に移動させるように構成されている。

なお、巻取位置Ｐａ１は、供給されるシート１５０を主に巻き取るための位置である。交換位置Ｐａ２は、巻取位置Ｐａ１よりも下流側であり、巻芯３１を交換するための位置である。また、交換位置Ｐａ２は、巻芯３１の切り替え時に、新しい巻芯３１を巻取位置Ｐａ１に移動させるために、巻取位置Ｐａ１で巻き取りを行っている巻芯３１を巻取位置Ｐａ１から退避させるための位置である。

押圧ローラ４は、ガイドローラ２から供給されるシート１５０を巻取位置Ｐａ１の巻芯３１に押圧するために設けられている。この押圧ローラ４は、巻取位置Ｐａ１の巻芯３１に巻き付けられたシート１５０の巻径に応じて揺動するように構成されている。具体的には、押圧ローラ４は、アーム４ｂの先端に設けられるとともに、アーム４ｂに対して回転可能に構成されている。アーム４ｂは、基端側の回動軸４ａを中心にして回動可能であり、巻取位置Ｐａ１の巻芯３１側に付勢されている。なお、押圧ローラ４は、搬送されるシート１５０により従動回転される。ここで、押圧ローラ４がシート１５０を介して巻取位置Ｐａ１の巻芯３１に接触する接触位置Ｐｔ２は、軸方向から見て押圧ローラ４の側端部であって、押圧ローラ４の回転中心とほぼ同じ高さ位置である。なお、接触位置Ｐｔ２は、本発明の「第２接触位置」の一例である。

切断機５は、巻芯３１の切り替え時に供給されるシート１５０を切断するために設けられ、ガイドローラ２から押圧ローラ４へと搬送されるシート１５０の下方に配置されている。この切断機５は、アーム５１と、アーム５１の先端に設けられた刃５２とを含んでいる。アーム５１は、基端側の回動軸５ａを中心にして回動可能に構成されている。刃５２は、シート１５０の幅方向における全長にわたって形成されていてもよいし、シート１５０の幅方向に走行するように構成されていてもよい。

受けローラ６および接着剤塗布機７は、アーム８の先端側に設けられている。アーム８は、基端側の回動軸８ａを中心にして回動可能に構成され、ガイドローラ２から押圧ローラ４へと搬送されるシート１５０の上方に配置されている。

受けローラ６は、シート１５０の切断時に切断機５の刃５２を受けるように構成されている。受けローラ６は、アーム６ｂの先端に設けられるとともに、アーム６ｂに対して回転可能に構成されている。アーム６ｂは、基端側の回動軸６ａを中心にして回動可能であり、接着剤塗布機７側に付勢されている。この回動軸６ａは、アーム８の先端側に設けられている。なお、受けローラ６は、巻芯３１の切り替え時に搬送されるシート１５０により従動回転される。また、受けローラ６には、シート１５０にエアを吹き付けるための開口部（図示省略）が外周面に形成されている。

接着剤塗布機７は、巻芯３１の切り替え時に、シート１５０にホットメルト接着剤１６０（図６参照）を塗布してシート１５０を新しい巻芯３１に巻き付けるために設けられている。

−動作−
次に、図１〜図７を参照して、本実施形態によるシート巻取装置１００の動作の概略について説明する。

［シートの巻取時］
まず、図１に示すように、前工程（上流側）から供給されるシート１５０が、ガイドローラ１および２を介して、巻取位置Ｐａ１の巻芯３１と押圧ローラ４との間に搬送される。そして、巻取位置Ｐａ１の巻芯３１がＲ１方向に回転されることにより、その巻芯３１にシート１５０が巻き取られる。このとき、押圧ローラ４がシート１５０と接触する角度範囲は９０度程度（押圧ローラ４の上端部から接触位置Ｐｔ２まで）である。すなわち、押圧ローラ４は、シート１５０を巻き取る巻取位置Ｐａ１の巻芯３１に対してほぼ同じ高さ位置に配置されるとともに、その巻芯３１に対してＹ２方向側（シート巻取装置１００における上流側）に配置されている。また、ガイドローラ２は、押圧ローラ４および巻取位置Ｐａ１の巻芯３１とほぼ同じ高さ位置に配置されている。

そして、シート１５０の巻き取りに起因して巻径が増大すると、図２に示すように、その巻径の増大に応じて押圧ローラ４がＹ２方向に移動される。

［巻芯の切り替え時］
そして、巻芯３１の切り替えが開始されると、まず、ターレット機構３が回動軸３ａを中心にしてＲ２方向に１８０度回動される。これにより、図３に示すように、巻取位置Ｐａ１に位置していた巻芯３１が交換位置Ｐａ２に退避されるとともに、交換位置Ｐａ２に位置していた新しい巻芯３１が巻取位置Ｐａ１に搬送される。

ここで、この巻芯３１の切り替え時において、シート１５０が巻取位置Ｐａ１の新しい巻芯３１に巻き付けられるまでは、交換位置Ｐａ２の巻芯３１によりシート１５０が巻き取られる。すなわち、前工程から供給されるシート１５０の搬送が停止されることなく、巻芯３１の切り替えが行われる。

次に、ガイドローラ２が回動軸２ａを中心にしてＲ３方向に回動されるとともに、アーム８が回動軸８ａを中心にしてＲ４方向に回動されることにより、図４に示すように、ガイドローラ２が上方に移動されるとともに、受けローラ６および接着剤塗布機７が下方に移動される。これにより、ガイドローラ２は、押圧ローラ４とほぼ同じ高さ位置から押圧ローラ４よりも上方に移動される。また、受けローラ６は、シート１５０を上方から押さえるようになり、シート１５０を介して押圧ローラ４に接触される。なお、受けローラ６がシート１５０を介して押圧ローラ４に接触する接触位置Ｐｔ１は、軸方向から見て押圧ローラ４の上端部であり、接触位置Ｐｔ２よりもシート１５０の流れ方向における上流側である。すなわち、受けローラ６は、押圧ローラ４の上方に押圧ローラ４と対応するように配置され、ガイドローラ２は、受けローラ６の上方に配置されるとともに、受けローラ６および押圧ローラ４に対してＹ２方向側（シート巻取装置１００における上流側）に配置される。また、接着剤塗布機７は、巻取位置Ｐａ１の新しい巻芯３１と受けローラ６との間に、押圧ローラ４と対向するように配置される。すなわち、接着剤塗布機７が接触位置Ｐｔ１およびＰｔ２の間に配置される。なお、接触位置Ｐｔ１は、本発明の「第１接触位置」の一例である。

これにより、シート１５０は、ガイドローラ２から押圧ローラ４と受けローラ６との間に向けて下方に搬送され、押圧ローラ４と受けローラ６との間から押圧ローラ４の外周面に沿って、押圧ローラ４と巻取位置Ｐａ１の新しい巻芯３１との間に向けて下方に搬送される。なお、このとき、受けローラ６がシート１５０と接触する角度範囲は９０度程度（Ｙ２方向側の端部（側端部）から接触位置Ｐｔ１まで）であり、押圧ローラ４がシート１５０と接触する角度範囲は９０度程度（接触位置Ｐｔ１から接触位置Ｐｔ２まで）である。

次に、切断機５が回動軸５ａを中心にしてＲ５方向に回動されることにより、図５に示すように、切断機５の刃５２が上方に移動される。これにより、ガイドローラ２から押圧ローラ４と受けローラ６との間に向けて下方に搬送されるシート１５０が切断位置Ｐｃで切断される。この切断位置Ｐｃは、接触位置Ｐｔ１よりもシート１５０の流れ方向における上流側であり、シート１５０が受けローラ６と接触する位置である。そして、シート１５０の切断後に切断機５が元の位置に戻される。

なお、搬送されるシート１５０は帯電されており、シート１５０の切断端１５０ａおよび１５０ｂは受けローラ６の外周面から離れないようにされている。切断端１５０ａは、流れ方向における下流側の切断端であり、交換位置Ｐａ２の巻芯３１に巻き取られるシート１５０の後端である。切断端１５０ｂは、流れ方向における上流側の切断端であり、巻取位置Ｐａ１の新しい巻芯３１に巻き付けられるシート１５０の先端である。

そして、シート１５０の切断端１５０ａおよび１５０ｂが押圧ローラ４と受けローラ６との間を通過する際に、その切断端１５０ａおよび１５０ｂに対して受けローラ６の外周面からエアが吹き付けられることにより、切断端１５０ａおよび１５０ｂが押圧ローラ４の外周面に沿って押圧ローラ４と巻取位置Ｐａ１の新しい巻芯３１との間に向けて下方に搬送される。すなわち、受けローラ６の外周面からエアを吹き付けることにより、接触位置Ｐｔ１を通過した切断端１５０ｂが受けローラ６に巻き付くことを抑制している。

そして、シート１５０の切断端１５０ｂが押圧ローラ４の外周面に沿って搬送されているときに、図６に示すように、接着剤塗布機７によりシート１５０の切断端１５０ｂの近傍にホットメルト接着剤１６０が塗布される。このため、シート１５０の切断端１５０ｂが押圧ローラ４と巻取位置Ｐａ１の新しい巻芯３１との間を通過する際に、シート１５０の切断端１５０ｂが巻取位置Ｐａ１の新しい巻芯３１に巻き付けられる。これにより、図７に示すように、前工程から供給されるシート１５０を巻き取る巻芯３１が切り替えられる。なお、シート１５０の切断端１５０ａは、交換位置Ｐａ２の巻芯３１により巻き取られる。

その後、ガイドローラ２およびアーム８が回動され、元の位置（図１の位置）に戻される。また、交換位置Ｐａ２の巻芯３１が取り外され、交換位置Ｐａ２に新しい巻芯３１が装着される。

以上の動作が繰り返し行われることにより、巻芯３１の切り替えを行いながら、シート１５０が連続的に巻き取られる。

−効果−
本実施形態では、上記のように、受けローラ６がシート１５０を介して押圧ローラ４に接触することによって、シート１５０の流れ方向において切断位置Ｐｃを接触位置Ｐｔ２よりも上流側にすることができるので、切断されたシート１５０の切断端１５０ｂを接触位置Ｐｔ２（新しい巻芯３１）に搬送することができる。このため、従来のシート巻取装置のように切断されたシートの先端側を受けローラから新しい巻芯に移す作業が不要であるので、シート１５０の搬送を停止することなく巻芯３１を切り替えることができる。したがって、前工程から供給されるシート１５０を貯留するためのアキューム装置が不要である。また、シート１５０が受けローラ６と接触する切断位置Ｐｃでシート１５０を切断することによって、新しい巻芯３１に傷がつくのを抑制しながら、切断端１５０ａおよび１５０ｂに割れなどが発生するのを抑制することができる。また、ガイドローラ２から接触位置Ｐｔ１を介して接触位置Ｐｔ２へとシート１５０を下方に向けて搬送することによって、シート１５０の切断端１５０ｂが搬送経路から外れることを抑制することができる。

また、本実施形態では、巻芯３１の切り替え時に、接触位置Ｐｔ１およびＰｔ２の間に接着剤塗布機７を配置することによって、新しい巻芯３１に向けて下方に搬送されるシート１５０の切断端１５０ｂにホットメルト接着剤１６０を付けることができるので、新しい巻芯３１に切断されたシート１５０を容易に巻き付けることができる。

−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、本実施形態では、ターレット機構３が回動（旋回）することにより、巻芯３１が巻取位置Ｐａ１に搬送される例を示したが、これに限らず、水平方向および垂直方向に移動することにより、巻芯を巻取位置に搬送する巻芯駆動機構が設けられていてもよい。

また、本実施形態では、ターレット機構３に２つの巻芯３１が装着される例を示したが、これに限らず、ターレット機構に３つ以上の巻芯が装着されていてもよい。

また、本実施形態では、ホットメルト接着剤１６０を用いてシート１５０を新しい巻芯３１に巻き付ける例を示したが、これに限らず、その他の接着剤を用いてシートを新しい巻芯に巻き付けるようにしてもよい。

また、本実施形態において、切断機５の刃５２を受ける受けローラ６を交換可能に構成してもよい。

また、本実施形態では、アーム８が回動軸８ａを中心にして回動されることにより、受けローラ６がシート１５０を介して押圧ローラ４に接触される例を示したが、これに限らず、アーム８が回動軸８ａを中心にして回動された後に、アーム６ｂが回動軸６ａを中心にして下方（押圧ローラ４側）に回動されることにより、受けローラ６がシート１５０を介して押圧ローラ４に接触されるようにしてもよい。

２ ガイドローラ
３ ターレット機構（巻芯駆動機構）
４ 押圧ローラ
５ 切断機
６ 受けローラ
７ 接着剤塗布機
３１ 巻芯
５２ 刃
１００ シート巻取装置
１５０ シート
１６０ ホットメルト接着剤（接着剤）

Claims (2)

1. 複数の巻芯が着脱可能に装着され、供給されるシートを巻き取る巻取位置に巻芯を配置する巻芯駆動機構と、
   前記巻取位置の巻芯にシートを押圧する押圧ローラと、
   前記押圧ローラと前記巻取位置の巻芯との間にシートを案内するガイドローラと、
   シートを切断する刃を有する切断機と、
   前記切断機の刃を受ける受けローラとを備えるシート巻取装置であって、
   前記巻芯駆動機構は、巻芯を切り替える場合に、前記巻取位置の巻芯を前記巻取位置から退避させながら、前記巻取位置に新しい巻芯を搬送するように構成され、
   前記ガイドローラは、巻芯を切り替える場合に、前記押圧ローラよりも上方に移動することにより、前記押圧ローラに対してシートを上方から供給するように構成され、
   前記受けローラは、巻芯を切り替える場合に、前記押圧ローラの上方から移動することにより、前記ガイドローラから供給されるシートを介して前記押圧ローラに接触するように構成され、
   前記受けローラがシートを介して前記押圧ローラに接触する第１接触位置は、前記押圧ローラがシートを介して前記巻取位置の巻芯に接触する第２接触位置よりも、シートの流れ方向における上流側であり、
   前記切断機は、巻芯を切り替える場合に、前記ガイドローラから前記押圧ローラと前記受けローラとの間に向けて下方に搬送されるシートを切断位置で切断するように構成され、
   前記切断位置は、前記第１接触位置よりもシートの流れ方向における上流側であり、シートが前記受けローラに接触する位置であり、
   前記切断機は、刃をシートの幅方向に走行させることにより、シートが前記受けローラに接触する前記切断位置でシートを切断するように構成されていることを特徴とするシート巻取装置。
2. 請求項１に記載のシート巻取装置において、
   巻芯を切り替える場合に、前記切断機により切断されたシートを新しい巻芯に巻き付けるために、前記第１接触位置から前記第２接触位置に向けて下方に搬送されるシートに対して接着剤を塗布する接着剤塗布機をさらに備えることを特徴とするシート巻取装置。

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