JP6383042B1 - フィルム巻取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図ることが可能なフィルム巻取装置を提供する。【解決手段】フィルム巻取装置は、フィルムを巻き取る巻取軸１を備え、巻取軸１にフィルムを直接巻き取るように構成されている。巻取軸１は、フィルムを巻き取る外周面ＯＰを構成する複数のリーフ１１が回転軸１２に設けられ、リーフ１１が巻取軸１の径方向に移動可能に構成されている。回転軸１２は、一方端部が円筒状のケース３の内部に回転可能に支持されるとともに、他方端部が支持プレート４に回転可能に支持されている。支持プレート４は、巻取軸１と平行な回動軸を中心にして回動可能に構成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、フィルム巻取装置に関する。

従来、フィルムを巻取軸に直接巻き取るコアレス型のフィルム巻取装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１のフィルム巻取装置は、フィルムの幅方向に移動可能な一対の可動フレームを備え、その一対の可動フレームが伸縮機構により連結されている。一対の可動フレームの内側には、対向するように巻取軸が設けられている。巻取軸の外周部には複数のリーフが設けられ、各リーフは巻取軸の径方向に移動可能に構成されている。

このフィルム巻取装置では、フィルムの巻き取りが行われる場合に、伸縮機構により一対の可動フレームの間隔が狭くされ、対向する巻取軸が突き当てられることにより、リーフが径方向の外側に移動され、巻取軸の直径が大きくなる。そして、フィルムの巻き取りによって形成される巻取ロールが取り外される場合に、伸縮機構により一対の可動フレームの間隔が広くされ、巻取軸の突き当たりが解消されることにより、リーフが径方向の内側に移動され、巻取軸の直径が小さくなる。このため、巻取軸に対する巻取ロールの巻き付きの解消と、巻取ロールからの巻取軸の抜き出しとが同時に行われる。

特開２００９−１０７８２９号公報

しかしながら、上記した従来のフィルム巻取装置では、フィルムの幅方向に移動可能な一対の可動フレームを設ける必要があることから、装置が大型化するという問題点がある。特に、フィルムの幅が広い場合には、このような問題点が顕著になる。

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、小型化を図ることが可能なフィルム巻取装置を提供することである。

本発明によるフィルム巻取装置は、フィルムを巻き取る巻取軸を備え、巻取軸にフィルムを直接巻き取るように構成されている。巻取軸は、フィルムを巻き取る外周面を構成する複数の可動部材が回転軸に設けられ、可動部材が巻取軸の径方向に移動可能に構成されている。回転軸は、一方端部が円筒状のケースの内部に回転可能に支持されるとともに、他方端部が支持部材に回転可能に支持されている。支持部材は、巻取軸と平行な回動軸を中心にして回動可能に構成されている。可動部材は、第１アームを介して回転軸に設けられ、軸方向に揺動可能に構成されている。ケースおよび可動部材は、回転軸の外周部に配置されるとともに、軸方向に空間を介して連なるように配置されている。回転軸の外周には、ケースと可動部材との間の空間に、軸方向に移動可能なスライド部材が設けられている。円筒状のケースの外側には、可動部材を移動させるためのエアシリンダが設けられている。スライド部材は、ベアリングを介してエアシリンダのピストンに連結されるとともに、第２アームを介して可動部材に連結されている。フィルム巻取装置は、ピストンとともにスライド部材が軸方向に移動されることにより、可動部材が径方向に移動されるように構成されている。

このように構成することによって、フィルムの巻き取りによって形成される巻取ロールが取り外される場合に、支持部材が回動されることにより、片持ち状態の巻取軸から巻取ロールを抜き出すことができる。したがって、フィルムの幅方向に移動可能な一対の可動フレームを設ける必要がないので、小型化を図ることができる。

本発明のフィルム巻取装置によれば、小型化を図ることができる。

本発明の一実施形態によるフィルム巻取装置を示した側面図である。 図１のフィルム巻取装置の巻取軸を説明するための図である。 図２のフィルム巻取装置のエアシリンダを拡大して示した図である。 図３のフィルム巻取装置の巻取軸の直径が小さくされた状態を示した図である。 図１のフィルム巻取装置の支持プレートが回動さ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〜図５を参照して、本実施形態によるフィルム巻取装置１００の構成について説明する。

フィルム巻取装置１００は、フィルム１５０を巻取軸１に直接巻き取るコアレス型のフィルム巻取装置である。このフィルム巻取装置１００は、図１に示すように、フィルム１５０を巻き取る巻取軸１と、フィルム１５０を巻取軸１に案内するガイドローラ２とを備えている。フィルム巻取装置１００には、上流側に設けられた製膜装置（図示省略）からフィルム１５０が供給されるようになっている。なお、フィルム１５０は、たとえば、帯状に形成された樹脂製薄膜であり、４ｍ程度の幅を有する幅広フィルムである。

巻取軸１は、フィルム１５０を巻き取る外周面ＯＰの直径を変更可能に構成されている。これは、フィルム１５０の巻き取りによって形成される巻取ロール１５１を取り外す際に、巻取軸１の外周面ＯＰの直径を小さくし、その巻取ロール１５１を巻取軸１から抜き出せるようにするためである。具体的には、巻取軸１は、図２に示すように、外周面ＯＰを構成する複数（たとえば６つ）のリーフ１１が回転軸１２に設けられ、リーフ１１が巻取軸１の径方向に移動可能に構成されている。なお、リーフ１１は、本発明の「可動部材」の一例である。

各リーフ１１は、円弧状の表面を有し、巻取軸１の軸方向（Ｘ１およびＸ２方向）に延びるように形成されている。各リーフ１１は、フィルム１５０を巻取可能なように、軸方向の長さがフィルム１５０の幅よりも大きくなっている。複数のリーフ１１は巻取軸１の周方向に間隔を隔てて配置されており、その複数のリーフ１１により円形の外周面ＯＰが構成されている。各リーフ１１は、アーム１３を介して回転軸１２に設けられ、回転軸１２に対して軸方向に揺動可能に構成されている。アーム１３は、一端がリーフ１１に回動可能に取り付けられ、他端が回転軸１２に回動可能に取り付けられている。なお、アーム１３は、本発明の「第１アーム」の一例である。

回転軸１２は、一方端部（Ｘ２方向側の端部）がケース３に回転可能に支持され、他方端部（Ｘ１方向側の端部）が支持プレート４に回転可能に支持されている。回転軸１２の一方端部にはプーリ１２１が設けられ、プーリ１２１にはベルト（図示省略）などを介してモータ（図示省略）が連結されている。このモータからの出力により、回転軸１２が回転されるようになっている。また、回転軸１２の他方端部にはベアリング１２２が設けられている。

ケース３は、円筒状に形成され、サイドフレーム５に取り付けられている。ケース３の内部にはベアリング３１が設けられ、そのベアリング３１により回転軸１２の一方端部が回転可能に支持されている。すなわち、回転軸１２の一方端部がケース３の内部に配置されている。なお、サイドフレーム５は、フィルム１５０を挟んでサイドフレーム６と対向するように配置されている。このため、フィルム１５０に対して、サイドフレーム５がＸ２方向側に配置され、サイドフレーム６がＸ１方向側に配置されている。また、サイドフレーム５および６は、それぞれ、動かないように固定されている。

支持プレート４は、サイドフレーム６に対して回動可能に構成されている。具体的に、サイドフレーム６には内側に延びる軸部６１が取り付けられ、その軸部６１の先端に支持プレート４が回動可能に設けられている。軸部６１は巻取軸１と平行に配置されている。このため、支持プレート４は、巻取軸１と平行な回動軸を中心にして回動可能に構成されている。なお、支持プレート４は、本発明の「支持部材」の一例である。

図１に示すように、支持プレート４の軸部６１に対する一方側には、回転軸１２のベアリング１２２を受ける半円弧状の受け部４ａが形成されている。支持プレート４の受け部４ａの近傍には、ベアリング１２２を受け部４ａに押さえ付ける押さえ部材４１が設けられている。支持プレート４の軸部６１に対する他方側には、エアシリンダ７のピストン７２が連結されている。エアシリンダ７は、サイドフレーム６に固定されるシリンダ本体７１と、シリンダ本体７１に対してスライド移動可能なピストン７２とを有する。このため、図１に示すように、ピストン７２が突出された場合に、支持プレート４により巻取軸１の他方端部が下支えされ、図５に示すように、ピストン７２が退避された場合に、支持プレート４による巻取軸１の下支えが解除されるようになっている。サイドフレーム６の巻取ロール１５１と対応する位置には、巻取ロール１５１を抜き出すための切欠部６ａが形成されている。

図３に示すように、ケース３の外側には、リーフ１１を移動させるためのエアシリンダ８が設けられている。エアシリンダ８は、ケース３に固定されるシリンダ本体８１と、シリンダ本体８１に対してスライド移動可能なピストン８２とを有する。シリンダ本体８１の内部には、エア室８３ａおよび８３ｂが設けられ、そのエア室８３ａおよび８３ｂは、ピストン８２に設けられた仕切部８２ａによって区画されている。これにより、ピストン８２は、エア室８３ａおよび８３ｂの差圧に応じて軸方向に移動するように構成されている。また、ピストン８２の先端部（Ｘ１方向側の端部）には、内側にベアリング８２ｂが設けられている。

回転軸１２の外周には、リーフ１１とケース３との間にスライド部材１４が設けられている。このスライド部材１４は、軸方向に移動可能であり、ベアリング８２ｂを介してピストン８２に連結されるとともに、アーム１５を介してリーフ１１に連結されている。このため、スライド部材１４は、ピストン８２とともに軸方向に移動するとともに、ピストン８２に対して回転可能に構成されている。つまり、スライド部材１４は、回転軸１２およびリーフ１１と一体的に回転するようになっている。アーム１５は、一端がリーフ１１に回動可能に取り付けられ、他端がスライド部材１４に回動可能に取り付けられている。なお、アーム１５は、本発明の「第２アーム」の一例である。

この巻取軸１では、図４に示すように、ピストン８２がＸ１方向側に移動され、リーフ１１がＸ１方向側に揺動された場合に、リーフ１１が径方向の内側に移動されることから、外周面ＯＰの直径が小さくなる。このとき、アーム１３の一端側が径方向の内側に配置され、アーム１３の軸方向に対する傾斜度合いが小さくなる。また、図３に示すように、ピストン８２がＸ２方向側に移動され、リーフ１１がＸ２方向側に揺動された場合に、リーフ１１が径方向の外側に移動されることから、外周面ＯＰの直径が大きくなる。このとき、アーム１３の一端側が径方向の外側に配置され、アーム１３の軸方向に対する傾斜度合いが大きくなる。この傾斜度合いが大きい状態では、アーム１３は、軸方向と直交する方向（径方向）に対してＸ１方向側に若干傾斜されている。これにより、巻取軸１でのフィルム１５０の巻き取りに起因して、そのフィルム１５０によって巻取軸１が締め付けられる締付力が発生する場合に、その締付力の一部がリーフ１１をＸ１方向側に揺動させる成分として作用するようになっている。

−動作−
次に、図１〜図５を参照して、本実施形態によるフィルム巻取装置１００の動作について説明する。

フィルム１５０（図１参照）の巻き取りが開始されるときには、図３に示すように、エアシリンダ８のピストン８２がＸ２方向側に移動されることにより、リーフ１１がＸ２方向側に揺動されている。このため、巻取軸１の外周面ＯＰの直径が最も大きい状態で巻き取りが開始される。また、図１に示すように、エアシリンダ７のピストン７２が突出されることにより、巻取軸１のベアリング１２２（図２参照）が支持プレート４の受け部４ａによって下支えされるとともに、押さえ部材４１が巻取軸１側に突出されることにより、その押さえ部材４１によってベアリング１２２が受け部４ａに押さえ付けられる。すなわち、支持プレート４によりベアリング１２２が保持されることから、回転軸１２（図２参照）の他方端部が回転可能に保持される。なお、回転軸１２の一方端部はケース３（図２参照）に回転可能に保持されている。

そして、巻き取りが開始されると、製膜装置（図示省略）からガイドローラ２を介して巻取軸１にフィルム１５０が供給される。巻取軸１はモータ（図示省略）によって駆動回転され、その回転する巻取軸１にフィルム１５０が巻き取られる。

ここで、巻取軸１でのフィルム１５０の巻き取りに起因して締付力が発生し、その締付力よるリーフ１１をＸ１方向側に揺動させようとする力が、エアシリンダ８によるリーフ１１をＸ２方向側に揺動させようとする力を上回ると、リーフ１１がＸ１方向側に揺動して巻取軸１の外周面ＯＰの直径が小さくなる。これにより、締付力を逃がすことが可能である。そして、巻取軸１の周囲のフィルム１５０が硬くなると、締付力が巻取軸１に作用しなくなる。

その後、巻取軸１によるフィルム１５０の巻き取りが完了され、フィルム１５０の巻き取りによって形成された巻取ロール１５１が取り外される場合には、まず、巻取軸１の回転が停止される。そして、押さえ部材４１が巻取軸１から離れる方向に移動されることにより、支持プレート４によるベアリング１２２の保持が解除される。次に、図５に示すように、エアシリンダ７のピストン７２が退避されることにより、支持プレート４が軸部６１を中心にして回動され、支持プレート４による巻取軸１の下支えが解除される。これにより、巻取ロール１５１が片持ち状態の巻取軸１によって支持される。なお、巻取ロール１５１が抜き出されるときに支持プレート４と干渉しないように、支持プレート４の一方側が下方に退避される。

そして、図４に示すように、エアシリンダ８のピストン８２がＸ１方向側に移動されることにより、リーフ１１がＸ１方向側に揺動される。このため、巻取軸１の外周面ＯＰの直径が最小になり、巻取軸１に対する巻取ロール１５１の巻き付きが解消され、巻取ロール１５１を巻取軸１から抜き出し可能になる。その後、サイドフレーム６の切欠部６ａ（図５参照）を介して巻取ロール１５１がＸ１方向に抜き出される。

−効果−
本実施形態では、上記のように、回転軸１２の一方端部がケース３に回転可能に支持されるとともに、回転軸１２の他方端部が支持プレート４に回転可能に支持され、かつ、支持プレート４が回動可能に構成されている。このように構成することによって、巻取ロール１５１が取り外される場合に、支持プレート４が回動されることにより、片持ち状態の巻取軸１から巻取ロール１５１を抜き出すことができる。したがって、フィルムの幅方向に移動可能な一対の可動フレームを設ける必要がないので、小型化を図ることができる。

また、本実施形態では、リーフ１１を移動させるためのエアシリンダ８を設けることによって、巻取軸１に対する巻取ロール１５１の巻き付きを解消した後に、巻取ロール１５１を巻取軸１から抜き出すことができるので、巻き付きの解消と抜き出しとを同時に行う場合に比べて、巻取ロール１５１が崩れるのを抑制することができる。

また、本実施形態では、エアシリンダ８をケース３の外側に設けることによって、エアシリンダのピストンを巻取軸の内部に設ける場合に比べて、巻取軸１の剛性を向上させることができる。

また、本実施形態では、ピストン８２がＸ２方向側に移動された場合に、アーム１３が軸方向と直交する方向に対してＸ１方向側に若干傾斜されることによって、締付力が発生した場合に、その締付力の一部がリーフ１１をＸ１方向側に揺動させる成分として作用するので、締付力を逃がすことができる。

−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、フィルム巻取装置１００により巻き取られるフィルム１５０が幅広フィルムである例を示したが、これに限らず、フィルム巻取装置により巻き取られるフィルムがスリッターで分割された場合に幅方向の両端に発生する残余フィルム（耳部）であってもよい。

１ 巻取軸
３ ケース
４ 支持プレート（支持部材）
８ エアシリンダ
１１ リーフ（可動部材）
１２ 回転軸
１３ アーム（第１アーム）
１４ スライド部材
１５ アーム（第２アーム）
８２ ピストン
８２ｂ ベアリング
１００ フィルム巻取装置
１５０ フィルム

Claims (1)

1. フィルムを巻き取る巻取軸を備え、前記巻取軸にフィルムを直接巻き取るように構成されたフィルム巻取装置であって、
   前記巻取軸は、フィルムを巻き取る外周面を構成する複数の可動部材が回転軸に設けられ、前記可動部材が前記巻取軸の径方向に移動可能に構成され、
   前記回転軸は、一方端部が円筒状のケースの内部に回転可能に支持されるとともに、他方端部が支持部材に回転可能に支持され、
   前記支持部材は、前記巻取軸と平行な回動軸を中心にして回動可能に構成され、
   前記可動部材は、第１アームを介して前記回転軸に設けられ、軸方向に揺動可能に構成され、
   前記ケースおよび前記可動部材は、前記回転軸の外周部に配置されるとともに、前記軸方向に空間を介して連なるように配置され、
   前記回転軸の外周には、前記ケースと前記可動部材との間の前記空間に、前記軸方向に移動可能なスライド部材が設けられ、
   前記円筒状のケースの外側には、前記可動部材を移動させるためのエアシリンダが設けられ、
   前記スライド部材は、ベアリングを介して前記エアシリンダのピストンに連結されるとともに、第２アームを介して前記可動部材に連結され、
   前記ピストンとともに前記スライド部材が前記軸方向に移動されることにより、前記可動部材が前記径方向に移動されるように構成されていることを特徴とするフィルム巻取装置。

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