JP6613487B2 - プラスチックフィルム巻取機における自動芯材装着／ボビン取り外しアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、プラスチックフィルム巻取機における自動芯材装着／ボビン取り外しアセンブリに関するものである。

現在、ボビン上へのプラスチックフィルムの巻取機の分野において、最も強く実感される問題の１つは、処理する製品にバリエーションを持つことによる使用の柔軟性および簡単さに関連することであり、この場合の製品とは、芯材およびボビンを指す。

現在の巻取機は、実際に、最終目的の巻回済みボビンに関連して、様々に異なるサイズの芯材にフィルムを巻き取ることが可能でなければならない。

周知の巻取機では、使用の柔軟性は、現在のところ、人間の介入に依存しており、それが、巻取機の各種要素に与えられた設定に関連して得られる所望の最終製品を選択する唯一の方法である。

各種要素の選択および設定における人間の介入は、ヒューマンエラーが生じ得るリスクにつながる可能性があり、全く意図的ではないにしても、誤動作、および／または得られる製品がユーザの期待するものに一致しない原因となる。

ストレッチフィルムの生産では、例えば、内径は同じであるが外径が異なる厚紙芯材を使用するのが通例であり、従って、芯材は、様々に異なる重量および厚さを有する。

特性および寸法が異なる、すなわち規格が異なるこれらの芯材を、同じ巻取機で使用しなければならない。

芯材およびボビンの規格におけるこれらの違いは、巻き取られるフィルム量と、さらにはボビンに特有の市場論理と、その両方に関係し得る。

フィルム量に関しては、実際に、巻き取られるフィルム量が多いほど、芯材単品での径方向耐圧潰性が高くなければならないことは明らかである。従って、一般的には、フィルム量が多いほど、フィルムが巻き取られる厚紙芯材の外径は、大きくなければならない。

特有の市場論理に関しては、生産されたボビンが、総重量で販売されるのか、または正味重量で販売されるのか、を考慮すべきである。実際に、厚紙芯材の存在およびそれ自体の重量の選択は、このようなバリエーションのある市場では決定的に重要である。

数値的には、例えば、芯材が典型的な３”（約７６ｍｍ）の内径を有する場合に、その芯材の外径は、表示上、９０ｍｍから１１０ｍｍまでのバリエーションがあり得る。

このようなバリエーションは、芯材を巻取リール上に挿通させる際に上記の寸法を考慮できるようにシステムを適合させる必要性につながる。

これは、現在のところ、操作員の介入によって達成されており、操作員が、適切な機構によって、選択された所望のサイズの芯材を扱うことが可能となるように巻取機を設定する。

具体的には、当技術分野の現状では、いずれの場合も、芯材が装入される特有の溝を有するリニアガイドシステムで一般に構成される自動芯材装着システムを手動で動かす必要性を想定している。従って、芯材は、それらのハウジングとして準備されたリールのスピンドルに簡便に「挿通される」必要があるが、これらのガイドの空間的位置は、芯材の具体的な寸法に応じて予め変更されなければならない。

ある程度の専門性のある操作員の存在の必要性に加えて、このような必要性があることは、時間の損失および生産性の損失につながる。

同様に、巻取機による生産は、様々な直径を有する完成品のボビンを対象とすることができ、それらは、典型的には、「手動」使用向けと呼ばれる（２”リール上に生産される）８０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲の直径を有するボビン、または所謂「自動」使用向けの最大２４０ｍｍまでの直径を有するボビン、または所謂「大型」使用向けの最大４００ｍｍまでの直径を有するボビンである（後者の２つの製品は３”リール上に生産される）。

ボビンの直径のバリエーションの比率は５：１であり、従って、この場合も、生産されるボビンの様々な寸法ひいては様々に異なる特性を考慮した取り外し回収システムが必要となる。

現在の巻取機では、このことは、特にロバストかつ複雑な機構を設けることを必要とし、それは、いずれの場合も、生産されるボビンのタイプに関連した選択、ひいてはリールのスピンドルから取り外しおよび回収されるボビンのタイプに関連した選択について、人間の介入を必要とする。

前述のように、人間の介入は、実施されなければならない数多くの較正操作のいずれかにおいてエラーを伴う可能性があることによって、生産の減速または停止の原因となる。

また、完成品のボビンは、リニアアクチュエータによって駆動されるメカニカルアームによってリールのスピンドルから「引き抜かれる」ということも想起されるべきである。

この操作では、リールのスピンドルの端部は、通常、巻取りフェーズでは堅固に保持されているのに対し、引き抜きの際には解放されていなければならない。

このとき、リールのスピンドルは、一端は楔留めされ、他端は解放されるので、曲がりが生じる。巻回済みボビンの重量に明らかに依存する、ひいてはそれらの直径に直接依存する、この曲がりによって、取り外しシステムは、この問題への対処を試みることで、ボビンが引き抜かれるときに損傷させることなく移動させることを可能とすることが要求される。

本発明の広い目的は、極めて簡単かつ経済的で、特に機能的な方法で、周知技術の上記の欠点を解消することである。

本発明のさらなる目的は、人間の介入を可能な限り回避する、プラスチックフィルム巻取機における自動芯材装着／ボビン取り外しアセンブリを提供することである。

本発明の別の目的は、いかなる介入もなしに、様々に異なる外径を有する芯材の使用を可能にする、自動芯材装着／ボビン取り外しアセンブリを提供することである。

本発明のさらに別の目的は、その適応のための巻取機の停止時間を排除または最小限とする、自動芯材装着／ボビン取り外しアセンブリを提供することである。

本発明のさらなる目的は、様々に異なる外径を有するボビンを損傷させることなく扱うことに適した、自動芯材装着／ボビン取り外しアセンブリを提供することである。

本発明の別の目的は、ボビン取り外しフェーズにおいて、ある程度の重量を有するボビンがある場合でも、片持ち配置されたリールのスピンドルを維持する、自動ボビン取り外しアセンブリを提供することである。

上記目的に鑑み、本発明により、添付の請求項で規定される特徴を有する、プラスチックフィルム巻取機における自動芯材装着／ボビン取り外しアセンブリを考案している。

本発明の構造的および機能的特徴、ならびに周知技術に対するその効果は、特に、本発明により得られる、プラスチックフィルム巻取機における自動芯材装着／ボビン取り外しアセンブリの実施形態を示す添付の図面を参照して、以下の説明から、より一層明らかになるであろう。

本発明により得られる自動芯材装着アセンブリを備えた巻取機の部分を示す概略立正面図である。 異なる芯材装着動作フェーズにある、図１のものと完全に類似した図である。 本発明により得られる自動ボビン取り外しアセンブリの部分が配置された巻取機の部分を示す概略立正面図である。 異なるボビン取り外し動作フェーズにある、図３のものと完全に類似した図である。 本発明による自動芯材装着アセンブリと自動ボビン取り外しアセンブリの両方を示す概略立側端面図である。

図１および２をまず参照すると、これらは、本発明による芯材装着／ボビン取り外しアセンブリを備えた巻取機の部分の概略立正面図を示している。

このアセンブリは、巻取リールに対応させて、その下方に配置されている。

特に、本例の巻取機は、２つの垂直支柱１２、１３を備え、これらはそのショルダ部を形成している。第１の支柱１２は、回転支持プレート１４上に中心シャフト１５を片持ち保持しており、これは他端で第２の支柱１３に対応して支持されている。中心シャフト１５の周りに回転するプレート１４は、さらに、互いに対して１２０°で配置された３つのスピンドルを保持し、そのうちの２つ１６および１７を図示しており、これらによって巻取リールを完成している。

本発明によれば、本発明により得られる芯材装着／ボビン取り外しアセンブリは、リールと関連付けられている。

図１および２は、特に、芯材４３装着部を示しており、これは巻取リールに対して一部は並置され、一部は下方に配置されている（図５）。

この芯材装着部では、本アセンブリは、図示のように、概略的には、例えば周波数制御されるモータ６６によって駆動されるリニアアクチュエータ６５で構成されて、前後に移動可能なガイドサポート６７を保持しており、このガイドサポートに、貯蔵所（図示せず）から自動的に装填される特定数の芯材４３を収容する。

本例では、リニアアクチュエータ６５は、例えばアウタケーシング６８で構成されており、その中で、可動ガイドサポート６７は、前後に並進スライドするように駆動される。ガイドサポート６７は、「Ｖ」形の上側部分を有し、そこに、本例では３つの厚紙芯材４３を収容する。

そしてリニアアクチュエータ６５のアウタケーシング６８は、副モータ７０によって組み合わせで駆動される一対のアクチュエータ６９に対向する長手方向の端部領域に対応して、支持されている。本例では、各アクチュエータ６９は、ねじジャッキで構成されており、これら２つのねじジャッキ６９は、これらを堅固に接続する水平バー７１によって、動作中に同期させられる。

リフトされたときの、アウタケーシング６８ひいてはアクチュエータ６５の垂直位置によって、芯材４３は、同図ではスピンドル１６である空き状態のリールのスピンドル１６または１７に対して正確に位置合わせされて、挿通される。矢印７２によるアクチュエータ６５の垂直リフト位置は、使用されている芯材４３の外径に厳密に関連付けられている。

同じく図１および２に示すように、ねじジャッキ対６９に接続された第２のモータ７０は、リニアポテンショメータ７３によって位置制御される。このリニアポテンショメータ７３は、本アセンブリ全体の垂直位置を制御する。この位置は、図面に７４で示す巻取機のコントロールパネルで操作員によって直接設定される使用する芯材４３の外径に基づいて、自動的に算出されて到達され、周知の巻取機で想定されている機械的レベルでの直接介入を不要としている。コントロールパネル７４は、ライン７５で示すように、両方のモータ６６、７０およびリニアポテンショメータ７３に直接接続されている。

従って、本発明によれば、本アセンブリのこの第１の部分では、ガイドサポート６７を、芯材装填器（図示せず）に関連付けられた位置と、芯材４３が挿通される巻取リールのスピンドル１６または１７に対して並置かつ軸方向に平行に配置される位置との間で、前後に移動させることができる。前述のように、リニアアクチュエータ６５は、芯材４３の同芯材４３の直径に対する外径の違いに応じて、垂直方向にリフトされることができる。

図１は、空き状態にあるスピンドル１６の位置にある本アセンブリを示しており、リニアアクチュエータ６５のガイドサポート６７に３つの厚紙芯材４３を収容している。

図２は、芯材４３の装着位置にある本アセンブリを示している。これは、芯材４３を保持しているガイドサポート６７を、空いているリールのスピンドル１６に対して「中心位置合わせ」する必要性を示している。

ガイドサポート６７の特有の「Ｖ」構造は、芯材の直径にかかわりなく任意のタイプの芯材４３をリールのスピンドルの軸に対して横方向に完全に中心位置合わせすることを保証できる、略唯一の構造である。

実際に、装着される芯材を、それらを受けるスピンドル１６に対して位置合わせするためには、芯材４３の外径の違いによって、ガイドサポート６７は異なる高さを強要される。

空間的制御は、モータ６６の軸に組み込まれたアブソリュートエンコーダ６６’によって自ずと確保され、これにより、操作員は、単にコントロールパネル７４から芯材４３の長さおよび数を設定することにより、巻き取られるフィルムに対して常に芯材４３を中心合わせして位置決めすることが可能となる。

このように、装着される各芯材４３の長さと数をコントロールパネル７４から設定すれば十分であり、その後、システムは、予め設定された固定基準に対して必要な位置決め高さを自動的に算出する。

アブソリュートエンコーダは、リニアアクチュエータ６５の長さを「ｎ」個のセクションに「分割」して、ガイドサポート６７を算出された位置に絶対精度で位置決めする。

よって、本発明は、生じた問題を完全に解決しており、操作員の任務を、使用される芯材４３の外径とその数、さらにはそれらの長さを単にコントロールパネル７４で設定することに限定している。

図３および４は、特に、巻取リールのスピンドル１６または１７上に配置された上記で示す芯材４３上に得られるボビン３５の、その取り外し部分において、本発明のアセンブリを示している。

本アセンブリのこのボビン取り外し部分は、基本的に、巻取リールに対して並置されている（図５）。

このボビン取り外し部分において、本アセンブリは、図示のように、概略的には、モータ８４により駆動されるコンベアベルト７７で構成されている。コンベアベルト７７は、延長部または伸縮部７８を有し、これは、すべて巻回済みのボビン３５を保持する１つのスピンドル１６または１７の下方に位置決めすることができる。

コンベアベルト７７の延長部７８は、スピンドルの下で前後に動かすことができ、これにより、スピンドル１６または１７上に生成されたボビン３５を取り外すときに、それらを受ける。

図３では、実際に、リニアアクチュエータにより駆動されるメカニカルアーム（これらは、図示しておらず、本発明の対象でもない）によって、ボビン３５が、リールのスピンドル１６から「取り外される」とともに送り出されていることに注目することができる。

延長部７８は、例えば、ベルトのリターンロール８０を保持する移動台車７９で構成され、これにより、ベルトを張った状態に維持しつつ、その移動を可能として、延長部の前後移動を可能としている。

コンベアベルト７７が、その延長部７８において、スピンドル１６の、搬送されるボビン３５の下に位置決めされるように設けられることによって、リールのスピンドル１６を損傷させる可能性がある過度の曲がりを防いでいる。

コンベアベルト７７の延長部７８は、実際に、リールのスピンドル１６の自由端の下に、その自由端がそのエンドサポート（図示せず）から自動操作によって解放されて片持ち配置とされる前に、自動的に挿入される。

コンベアベルト７７ひいてはその延長部７８の垂直高さは、ボビン３５の、これによって生成される最終直径に対応し、これにより、ボビンとの干渉を回避する。

ボビンの直径は、巻取機の（本特許の対象ではない）他の部分に配置されたリニアポテンショメータによって特定されるので、これを、コンベアベルト７７を正しい高さにするための基準として用いる。

この目的で、モータ８１により運動学的機構８５を駆動し、これはリニアポテンショメータ８２に接続されているので、これにより、所要かつ所望の程度に応じてコンベアベルト７７のリフティングを制御する。

回転するコンベアベルト７７の動きにより、引き抜きひいては取り外し操作を容易とする「支援を受けて」、前述のメカニカルアーム（図示せず）によってボビン３５を引き抜くのは、この時点のみである。

リールのスピンドル１６からボビン３５を引き抜いた後に、コンベアベルト７７の延長部７８は所定位置に戻される。これにより、後に続く新規のボビンへの巻取りのために、リールのスピンドルの自由端の締め付けを可能とする適切な空間が開放される。

よって、本発明によれば、ボビン３５の取り外しアセンブリのこの第２の部分では、モータ８４で駆動されるコンベアベルト７７が、少なくとも１つの延長部７８を備え、これを、巻回済みボビン３５を保持したスピンドル１６または１７の下の位置と、ボビン取り出し部との間で、移動させることができる。

コンベアベルト７７は、ボビン３５の同ボビン３５の直径に対する外径の違いに応じて、垂直方向にリフトされることができる。

図４は、前述のように伸縮式とすることもできるコンベアベルト７７の延長部７８を、戻した直後の段階を示している。

図４は、異なる（前の図３の例よりも小さい）外径を有するボビン３５を示している。ボビン３５の直径の違いによって、コンベアベルト７７の異なる垂直高さが決定され、それは、この場合、ボビンの直径がより小さいので、明らかにより大きい。

従って、この異なる高さは、モータ８１および運動学的機構８５によって実現され、リニアポテンショメータ８２によって制御される、矢印Ｚに従ったコンベアベルト７７の垂直方向の動きをより良く合成するのに適したものである。

よって、本発明は、コントロールパネルで制御される介入が、略即時であることにより、アイドル停止時間を最小限に抑えるだけではなく、巻取機において人間の介入により現れるばらつきを、それを自動化することによって排除する。

実際に、このようにして得られる各種操作の自動化によって、さもなければヒューマンエラーに起因して生じるばらつきが、最大限抑制（さらには排除）される。

従って、本明細書の序文で述べたすべての目的を達成している。

本発明により、プラスチックフィルム巻取機における自動芯材装着／ボビン取り外しアセンブリを実現するための構造の形態は、材料および組立方法と共に、当然のことながら、単に例示的かつ非限定的なものとして図面に示すものとは異なり得る。

よって、本発明の保護範囲は、添付の請求項によって定められる。

Claims (9)

1. プラスチックフィルム巻取機において、巻取リールに対して一部は並置され、一部は下方に配置される自動芯材装着／ボビン取り外しアセンブリであって、
   モータ（６６）駆動されるリニアアクチュエータ（６５）で構成される芯材装着部であって、前記リニアアクチュエータは、プラスチックフィルムを受けるのに適した所定数の芯材（４３）を収容するガイドサポート（６７）を保持しており、前記ガイドサポート（６７）は、芯材装填器に関連付けられた位置と、前記巻取リールのスピンドル（１６，１７）に対して軸方向に平行に並置されるとともに該スピンドル（１６）上に前記芯材（４３）が挿通される位置との間で前後に移動可能であり、前記リニアアクチュエータ（６５）は、前記芯材（４３）の直径に対する前記芯材（４３）の外径の違いに応じて、垂直方向にリフトさせることも可能である、芯材装着部、および、
   モータ駆動されるコンベアベルト（７７）で構成されるボビン取り外し部であって、前記コンベアベルト（７７）は、巻回済みボビン（３５）を保持する前記スピンドル（１６、１７）の下方の位置と、前記ボビン取り外し部との間で移動可能な少なくとも１つの延長部（７８）を備え、前記コンベアベルト（７７）は、前記ボビン（３５）の直径に対する前記ボビン（３５）の外径の違いに応じて、垂直方向にリフトさせることが可能である、前記ボビン取り外し部、を備え、
   前記垂直方向のリフティングは両方とも、リニアポテンショメータ（７３，８２）によって操作される、アセンブリ。
2. 前記ガイドサポート（６７）は、「Ｖ」形の上側部分を有することを特徴とする、請求項１に記載のアセンブリ。
3. 前記リニアアクチュエータ（６５）は、周波数制御される前記モータ（６６）によって駆動されることを特徴とする、請求項１または２に記載のアセンブリ。
4. 前記リニアアクチュエータ（６５）は、対応するモータ（７０）によって組み合わせで駆動される一対のアクチュエータ（６９）によって、垂直方向にリフトされることが可能であることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のアセンブリ。
5. 各前記アクチュエータ（６９）は、ねじジャッキ（６９）で構成されており、２つの前記ねじジャッキ（６９）は、これらを堅固に接続する水平バー（７１）によって、これらの動作中に同期させられる、ことを特徴とする、請求項４に記載のアセンブリ。
6. 前記モータ（６６，７０）に直接接続されるとともに、前記リニアポテンショメータ（７３）にも直接接続されたコントロールパネル（７４）が設けられていることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか一項に記載のアセンブリ。
7. 空間的制御は、前記モータ（６６）の軸に組み込まれたアブソリュートエンコーダによって確保され、これにより、操作員は、単にコントロールパネル（７４）から前記芯材（４３）の長さおよび数を設定することにより、前記プラスチックフィルムに対して常に前記芯材（４３）を中心合わせして位置決めすることが可能である、ことを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか一項に記載のアセンブリ。
8. 前記コンベアベルト（７７）の前記延長部（７８）は、前記コンベアベルト（７７）のリターンロール（８０）を保持する移動台車（７９）を有し、これにより、前記コンベアベルト（７７）を張った状態に維持しつつ、前記コンベアベルト（７７）の移動を可能として、前記延長部（７８）の前後移動を可能としている、ことを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか一項に記載のアセンブリ。
9. 前記コンベアベルト（７７）は、前記コンベアベルト（７７）のリフティングを操作する前記リニアポテンショメータ（８２）に接続されたモータ（８１）によって駆動される運動学的機構（８５）に接続されていることによって、垂直方向にリフトされることが可能である、ことを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか一項に記載のアセンブリ。

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