JP6132487B2 - シート材の蛇行防止装置 - Google Patents

Description

本発明は、移動するシート材を巻取る際に蛇行防止を図る、シート材の蛇行防止装置に関する。

従来から、布帛などのシート材を裁断機でパーツに裁断する生地として使用する場合、複数枚を積層した状態で行うので、生地の原反ロールから一定の長さに切断して積層する装置が使用されている（たとえば、特許文献１参照）。このような装置では、生地を載置して搬送するシート材を複数のローラー間の一方から繰出して他方で巻取り、他方から繰出して一方で巻取る動作が繰返される。シート材がローラー間を移動する際に蛇行が生じると、巻取る側のローラーに巻きずれが生じる。シート材の移動方向を切換えながら、巻取りと繰出しとを繰返すと、巻きずれの程度が拡大し、シート材にしわが寄って変形してしまう。また、搬送の際にシート材に張力を加えると、しわが寄った状態では、破損に至るおそれがある。シート材が変形したり破損したりすると、搬送する生地にも、積層の際に位置ずれなどが生じるおそれがある。

シート材を搬送する際に生じる蛇行を防止する技術は、種々提案されている。圧力定着ローラー方式の複写機では、定着ローラー間に挿入されるロール紙が蛇行するとラック模様が発生するので、定着ローラーの前に設けるローラーで補正するロール紙蛇行補正装置が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。

特開２０１０−０１３７４０号公報 特開昭５７−０３８２５８号公報

特許文献２に示す蛇行補正は、定着ローラーの前に設けるローラーを、軸方向に摺動可能にしておき、摺動時に戻すように付勢するバネを設けて行っている。ロール紙の蛇行時には、蛇行によるずれの方向に、軸方向に摺動するローラーも摺動し、バネ付勢と平衡して、このローラーと定着ローラーとの間では蛇行が補正されると考えられる。このため、蛇行時にロール紙が定着ローラー間を通るとラック模様が発生しても、蛇行を補正すればラック模様が発生しなくなると推定される。

しかしながら、特許文献１のような生地の積層装置では、特許文献２の技術を利用しようとしても、蛇行が発生すると、ローラーに巻取られるシート材が軸方向にずれて、巻きずれとなってしまうおそれがある。巻取られるシート材に巻きずれが生じると、巻取られたシート材を繰出す際に蛇行し、さらに搬送方向を反転して巻取る際に、蛇行の程度が大きくなってしまうおそれがある。

本発明の目的は、シート材が移動する際に、特に巻取る側での蛇行防止が可能な、シート材の蛇行防止装置を提供することである。

本発明は、繰出しローラーと中間ローラーとの間にパーツを載置して搬送するように巻取りローラーから繰出すシート材を、パーツの搬送後に、中間ローラーを経て巻取りローラーで巻取ることを繰返しながら、シート材を巻取る際に、蛇行の発生を防止するシート材の蛇行防止装置において、
回転駆動される巻取りローラーを、軸回りに、回転可能に支持するローラー支持体と、
ローラー支持体を、中間ローラーの下方で、巻取りローラーの軸と平行な方向に摺動可能に支持するリニアガイドと、
リニアガイドを側方で支持し、上方で中間ローラーおよび繰出しローラーを支持するフレームと、
ローラー支持体に対し、巻取りローラーの軸と平行な方向の両側に設けられ、フレームに対してローラー支持体が軸と平行な方向の中間で平衡するように付勢する一対のばねとを含み、
シート材は、中間ローラーの外周の少なくとも一部に沿って移動の方向を変え、
中間ローラーは、軸方向に摺動可能で、摺動が軸方向の中間で平衡するように、軸方向の両側からばね付勢される、
ことを特徴とするシート材の蛇行防止装置である。

また本発明は、前記ローラー支持体に固定され、前記巻取りローラーを回転駆動する回転駆動源を、
含むことを特徴とする。

本発明によれば、シート材を巻取る巻取りローラーは、回転可能に支持するローラー支持体が軸方向に摺動可能なので、シート材に蛇行が発生すると、蛇行でずれる方向にローラー支持体とともに巻取りローラーもずれて、巻取られるシート材に巻きずれが生じないようにすることができる。巻取られたシート材を繰出す際には、軸方向の両側からばね付勢されて、軸方向の中間で平衡するローラー支持体で支持される巻取りローラーから繰出す。巻取りの際に蛇行が生じても、繰出しの際には蛇行の影響を受けないので、巻取りと繰出しとを繰返しても、蛇行の発生を防止することが可能となる。
また、軸方向に摺動可能で、軸方向の中間で平衡するように、軸方向の両側からばね付勢される中間ローラーを、シート材の移動に関して、巻取りローラーの上流側に設ける。シート材に蛇行が発生しても、中間ローラーで蛇行を補正して巻取りローラーで巻取ることができるので、蛇行の影響を一層低減させて巻取ることができる。

また本発明によれば、巻取りローラーの回転駆動源をローラー支持体に固定するので、回転駆動力の伝動が摺動の影響を受けなくなり、回転駆動力を巻取りローラーに与えながら、蛇行防止のための摺動を迅速に行わせることができる。

図１は、本発明の一実施例としてのシート材の蛇行防止装置１の概略的な構成を模式的に示す正面図および右側面図である。 図２は、図１のシート材の蛇行防止装置１に使用される巻取りユニット１０の構成を模式的に示す平面図、正面図および部分的な右側面図である。 図３は、図１のシート材の蛇行防止装置１のフレーム５の部分的な構成を模式的に示す平面図、正面図および右側面図である。 図４は、図１のシート材の蛇行防止装置１でシート材の蛇行を防止する動作原理を示す模式的な図である。 図５は、図２の巻取りユニット１０を組込んだシート材の積層装置２０の概略的な構成を示す斜視図である。 図６は、図５のシート材の積層装置２０について、動作を模式的に示す図である。

以下、図１〜図６で、本発明の一実施例としてのシート材の蛇行防止装置１の構成および動作を示す。説明の便宜上、説明対象の図には記載されていない部分について、他の図に記載される参照符を付して言及する場合がある。

図１は、本発明の一実施例としてのシート材の蛇行防止装置１の概略的な構成を模式的に示す。図１（ａ）は正面から見た構成、図１（ｂ）は図１（ａ）切断面線Ｂ−Ｂから見た構成をそれぞれ示す。

シート材の蛇行防止装置１は、巻取りローラー２と繰出しローラー３とを含む。シート材４は、巻取りローラー２と繰出しローラー３との間を移動する。シート材４が移動する方向は、繰出しローラー３から巻取りローラー２の方向と、巻取りローラー２から繰出しローラー３の方向との間で、転換可能であり、転換の繰返しによる複数回の往復移動も可能である。シート材の蛇行防止装置１は、特に、繰出しローラー３から巻取りローラー２の方向に移動するシート材４を巻取りローラー２で巻取る際に蛇行の発生を防止する。

巻取りローラー２は、軸２ａ方向に摺動可能で、摺動が軸２ａ方向の中間で平衡するように、軸２ａ方向の両側からばね２ｂで付勢されるとともに、シート材４の移動方向の下流側となるので、シート材４を巻取るように回転駆動される。繰出しローラー３は、巻取りローラー２で巻取られるシート材４を繰出す。

シート材の蛇行防止装置１のフレーム５は、設置場所の床上に固定され、テーブル６を水平に支える。後述するように、シート材の蛇行防止装置１をシート材の積層装置２０に適用する場合、巻取りローラー２は、テーブル６の端部の下方に設けられる。テーブル６の端部には、フレーム５で支持されるスタンド５ａで中間ローラー７が設けられる。後述するように、繰出しローラー３は、テーブル６上方の空間を移動しながら、シート材４の巻取りや繰出しを行う。

巻取りローラー２は、その回転駆動源となるサーボモーター８および伝動機構９とともに、巻取りユニット１０に組込まれる。ばね２ｂによる巻取りローラー２の軸２ａ方向の付勢は、巻取ユニット１０のローラー支持体１１に対して行われる。巻取りユニット１０では、ローラー支持体１１で巻取りローラー２の軸２ａの両端が中心線２ｃまわりの回転が可能な状態で支持される。伝動機構９は、サーボモーター８の出力軸に取付けられるプーリー９ａ、プーリー９ａに下端が懸る無端のベルト９ｂ、およびベルト９ｂの上端が懸るプーリー９ｃを含む。プーリー９ｃは、巻取りローラー２の軸２ａに取付けられる。

ローラー支持体１１は、フレーム５に対し、リニアガイド１２で軸２ａ方向への摺動が可能なように支持される。リニアガイド１２は、ローラー支持体１１側に取付けられる可動子１２ａと、フレーム５側に取付けられる固定子１２ｂとの組合せで、ローラー支持体１１を軸２ａ方向への摺動が円滑に行われるように案内する。固定子１２ｂは、取付板１３を介して、フレーム５に取付けられる。

前述の巻取ローラー２に対する軸２ａ方向の両側からのばね２ｂによる付勢は、ローラー支持体１１に対して、軸２ａと平行な方向に行われる。巻取りローラー２の軸２ａ方向の両側で、一対のばね２ｂは、一端をローラー支持体１１に接続され、他端をフレーム５の図示しない部分に固定される。

中間ローラー７は、巻取りローラー２と繰出しローラー３との間に設けられる。繰出しローラー３から巻取りローラー２の方向に移動するシート材４に関して、中間ローラー７は、巻取りローラー２の上流側となる。シート材４は、中間ローラー７の外周の少なくとも一部に沿って移動の方向を変え、繰出しローラー３と中間ローラー７との間でのほぼ水平な状態から、中間ローラー７で９０度よりも小さい角度で曲がって、下方の巻取りローラー２に向う。中間ローラー７は、軸７ａ方向に摺動可能で、摺動が軸７ａ方向の中間で平衡するように、一端側がスタンド５ａに固定されるばね７ｂの他端側で、軸７ａと平行な方向に付勢される。中間ローラー７の中心線７ｃは、巻取りローラー２の中心線２ｃと平行である。

図２は、巻取りユニット１０の構成を模式的に示す。図２（ａ）に示すように、ばね２ｂは、巻取りローラー２の中心線２ｃ上ではなく、中心線２ｃから離れた位置で、中心線２ｃと平行となるように、ローラー支持体１１を介して巻取りユニット１０を付勢する。図２（ｂ）に示すように、巻取りローラー２とその回転駆動源であるサーボモーター８とを組込んだ巻取りユニット１０を、ばね２ｂで軸２ａ方向に摺動させる。回転駆動力の伝動機構９が摺動の影響を受けないので、回転駆動力を巻取りローラー２に与えながら、蛇行防止のための摺動を迅速に行わせることができる。なお、図２（ｃ）に示すように、巻取りユニット１０にはリニアガイド１２が取付けられ、摺動の一層の円滑化が図られている。

なお、伝動機構９は、複数の歯車を組合わせて実現することもできる。たとえば、巻取りローラー２に、軸２ａ方向に長い歯車を設ければ、この歯車に噛合する中間の歯車が軸２ａ方向に関して固定されていても、摺動する軸２ａに、回転駆動力を伝動することが可能になる。このような構成では、回転駆動源となるサーボモーター８や中間の歯車をフレーム５に固定させ、摺動しないようにすることができる。

図３は、フレーム５の部分的な構成を模式的に示す。固定子１２ｂは、巻取りユニット１０をリニアガイド１２で摺動させる範囲に対応するように設けられる。図３（ｃ）に示すように、スタンド５ａは、フレーム５の端部よりも外方まで張出している。このため、フレーム５の固定子１２ｂに嵌合する移動子１２ａが取付けられる巻取りユニット１０は、スタンド５ａで張出した端部よりも内方に寄る。シート材の蛇行防止装置１を備える装置を、他の装置に接続するような場合、端部に存在しない巻取りユニット１０は他の装置側に突出することがなく、接続の障害とはなりにくくなる。

図４は、シート材の蛇行防止装置１でシート材４の蛇行を防止する動作原理を示す。巻取りローラー２は、軸２ａ方向に摺動可能なので、シート材４に蛇行が発生すると、蛇行でずれる方向に巻取りローラー２もずれて、巻取られるシート材４に巻きずれが生じないようにすることができる。たとえば、巻取りユニット１０の巻取りローラー２にシート材４を巻取る際に、図の右方向への蛇行が発生する場合を想定する。巻取りローラー２も蛇行によるシート材４の張力変化に追従して右方にずれて蛇行を補正するので、巻取られたシート材４には、巻きずれが発生しない。巻取られたシート材４を繰出す際には、軸２ａ方向の両側からばね２ｂで付勢されて、軸２ａ方向の中間で平衡する状態の巻取りローラー２から繰出す。巻取りの際に蛇行が生じても、繰出しの際には蛇行の影響を受けないので、巻取りと繰出しとを繰返すような場合にも、蛇行の発生を防止することが可能となる。また、シート材の蛇行防止装置１では、巻取りローラー２にシート材４を１回だけ巻取るだけであったとしても、シート材４を巻取った巻取りローラー２は、他の装置に移動させて、シート材４を繰出すことが想定される。このような場合でも、本発明を適用すれば、蛇行の発生を有効に防止することができる。

図５は、図１のシート材の蛇行防止装置１を適用する例として、図２の巻取りユニット１０を組込んだシート材の積層装置２０の概略的な構成を示す。シート材の積層装置２０は、布帛などのシート材をパーツに裁断する裁断機の搬出側に接続して用いられ、シート材４を搬送ベルトとして使用して、裁断機で裁断されたパーツ２１ａを搬送する。シート材４は、テーブル６の上方を、裁断機に接続される基端側から先端側に伸長して移動する。シート材４上では、パーツ２１ａを載置させる状態で搬送する。展開したシート材４を収容させながら基端側に戻す際に、シート材４の先端からパーツ２１ａをテーブル６の表面に移行させて、テーブル６の表面にパーツ２１ｂとして積層させる。

繰出しローラー３は、ゲート２２に取付けられ、サーボモーター２３で回転駆動される。ゲート２２は、テーブル６の両側方に設けられるベルト２４で、矢符２２ａとして示すように、テーブル６の基端側と先端側との間を移動可能な状態で、フレーム５によって支持される。繰出しローラー３は、シート材４の先端側の巻取りと巻戻しとの両方が可能なように、ゲート２２に回転可能な状態で支持される。サーボモーター２３は、巻取りローラー２を回転駆動するサーボモーター８、およびベルト２４を駆動するサーボモーターとともに、コントローラー２０ａによって制御される。

図６は、シート材の積層装置２０について、裁断機の搬出テーブル３０に接続して行う動作を模式的に示す。図６（ａ）では、ゲート２２をテーブル６の先端側に移動させながら、サーボモーター２３で繰出しローラー３の軸をロックして固定し、シート材４を巻取りローラー２から引出す。巻取りローラー２を回転駆動するサーボモーター８では、引出す方向とは逆方向となる巻取り方向にトルクを印加して、引出すシート材４のテンションを確保する制御を行う。裁断機の裁断テーブルが無端コンベアとして搬送の機能を有していれば、シート材４を引張るゲート２２の移動速度とコンベアの搬送速度とを同期させて、パーツ２１ｃの移動を円滑に行うことができる。特に、シート材４上にパーツ２１ｃが搬入される初期には、裁断機側での搬送が必要となる。シート材４上にパーツ２１ｃがある程度搬入されると、裁断機側では搬出テーブルなどで搬送が行われなくなっても、シート材４に後続のパーツ２１ｃを引入れることができる。

図６（ｂ）では、シート材４上にパーツ２１ｃが搬入されて、搬送対象のパーツ２１ａとなる状態で、テーブル６上に積層すべきパーツ２１ｂの位置を過ぎると、ゲート２２を停止させる。繰出しローラー３の軸固定と、巻取りローラー２への巻取り方向へのトルク印加とに対する制御は継続する。搬出テーブル３０上には、次のパーツ２１ｃが送り込まれている。

図６（ｃ）では、テーブル６の基端側へゲート２２を移動させる。この移動速度は、図６（ａ）よりも高速にすることができる。繰出しローラー３は、ゲート２２の移動に同期して、シート材４を巻取る。巻取りローラー２は固定されるけれども、巻取りローラー２への巻取り方向トルクの印加によるシート材４のテンション確保の制御は継続する。シート材２１ａは、先端からテーブル６上に降り始める。

図６（ｄ）では、パーツ２１ａの全体がテーブル６上のパーツ２１ｂ上に降りた位置で、ゲート２２を停止する。既にテーブル６の表面上にパーツ２１ｂが積層されていれば、その上にパーツ２１ａが重なる。繰出しローラー３によるシート材４の巻取りも停止する。巻取りローラー２への巻取り方向トルクの印加は継続する。

図６（ｅ）では、繰出しローラー３に巻取られているシート材４を繰出して、巻取りローラー２で巻取る。巻取りローラー２を含む巻取りユニット１０は、前述のようなシート材蛇行防止装置１として機能するので、シート材４を高速で巻取っても、蛇行による巻きずれが発生しない。また、繰出しローラー３と巻取りローラー２との間の距離が近いので、巻戻す速度を高速化して、時間短縮を図ることができる。巻取りローラー２では巻取るための回転駆動を行う。なお、次のパーツ２１ｃの先端と繰出しローラー３との距離をオフセットΔＬとして、この分のシート材４は繰出しローラー３に残しておく。繰出しローラー３では、巻取り方向のトルクを印加して、シート材４のテンションを確保する制御を行う。

図６（ｆ）では、オフセット分のシート材４を繰出しローラー３から繰出しながら、ゲート２２をテーブル６の先端側に移動させる。巻取りローラー２には、シート材４のテンションを確保するための巻取り方向トルクを印加しておく。繰出しローラー３からオフセット分のシート材４が繰出されると、図６（ａ）の状態に戻り、次のパーツ２１ｃを搬送して積層する動作が開始される。

図１のシート材の蛇行防止装置１は、図５および図６に示すシート材の積層装置２０で、搬送ベルトを巻取る際の蛇行防止ばかりではなく、各種素材のシート材を巻取る場合にも有効に適用することができる。

１ シート材の蛇行防止装置
２ 巻取りローラー
２ａ，７ａ 軸
２ｂ，７ｂ ばね
２ｃ，７ｃ 中心線
３ 繰出しローラー
４ シート材
５ フレーム
６ テーブル
７ 中間ローラー
８，２３ サーボモーター
１０ 巻取りユニット
１１ ローラー支持体
１２ リニアガイド
２０ シート材の積層装置

Claims (2)

1. 繰出しローラーと中間ローラーとの間にパーツを載置して搬送するように巻取りローラーから繰出すシート材を、パーツの搬送後に、中間ローラーを経て巻取りローラーで巻取ることを繰返しながら、シート材を巻取る際に、蛇行の発生を防止するシート材の蛇行防止装置において、
   回転駆動される巻取りローラーを、軸回りに、回転可能に支持するローラー支持体と、
   ローラー支持体を、中間ローラーの下方で、巻取りローラーの軸と平行な方向に摺動可能に支持するリニアガイドと、
   リニアガイドを側方で支持し、上方で中間ローラーおよび繰出しローラーを支持するフレームと、
   ローラー支持体に対し、巻取りローラーの軸と平行な方向の両側に設けられ、フレームに対してローラー支持体が軸と平行な方向の中間で平衡するように付勢する一対のばねとを含み、
   シート材は、中間ローラーの外周の少なくとも一部に沿って移動の方向を変え、
   中間ローラーは、軸方向に摺動可能で、摺動が軸方向の中間で平衡するように、軸方向の両側からばね付勢される、
   ことを特徴とするシート材の蛇行防止装置。
2. 前記ローラー支持体に固定され、前記巻取りローラーを回転駆動する回転駆動源を、
   含むことを特徴とする請求項１記載のシート材の蛇行防止装置。

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