JP7074736B2 - 巻芯支持装置と巻芯回転装置 - Google Patents

Description

本発明は、巻芯支持装置とそれを用いた巻芯回転装置に関するものである。

従来、フィルム、紙などの長尺状のウエブを巻芯に巻き取る場合には、巻取り装置が用いられている。この巻取り装置は左右一対の腕部の先端に設けられた左右一対のチャック部に筒状の巻芯を取り付け、チャック部を回転させることにより巻芯も回転して、搬送されてくるウエブを巻き取る。

特開２０１２－７６１５３号公報

上記のような巻取り装置において、左右一対のチャック部に巻芯を取り付ける場合には、作業員が巻芯を持ちながら左右一対のチャック部を操作して、巻芯を取り付けている。そのため、作業員による巻芯の取り付け作業に手間がかかり、また、巻芯を誤って落下させたりするという問題点もあった。

そこで本発明は上記問題点に鑑み、左右一対の腕部にあるチャック部に巻芯を簡単に取り付けることができる巻芯支持装置及び巻芯回転装置を提供することを目的とする。

本発明は、回転軸を中心に等角度毎に突出した複数組の左右一対の腕部と、複数組の左右一対の前記腕部にそれぞれ設けられ、筒状の巻芯を左右両側から挟持する左右一対のチャック部と、それぞれの前記チャック部を前記巻芯から着脱し、前記巻芯を回転させるチャック駆動手段と、前記回転軸からそれぞれの前記腕部と沿うように突出した複数組の左右一対の台腕部と、左右一対の前記台腕部にそれぞれ設けられ、前記巻芯の左右両端部を受ける左右一対の台座と、左右一対の前記腕部と左右一対の前記台腕部を、前記巻芯でウエブを巻き取る又は巻き出す芯回転位置と、前記巻芯を取り付ける取り付け位置に、前記回転軸を中心にそれぞれ回転させる主回転手段と、前記取り付け位置において、前記台腕部と共に前記台座を前記チャック部から離れた退避位置から、前記チャック部の下方にある受け位置まで軸方向に移動させ、前記芯回転位置において、前記台腕部と共に前記台座を前記受け位置から前記退避位置に軸方向に移動させる台移動手段と、を有し、前記台移動手段は、前記回転軸の外周にある前記腕部の基部に設けられる共に、前記台腕部の基部を軸方向に移動自在に支持する、ことを特徴とする巻芯回転装置である。

本発明によれば、左右一対の台座に巻芯の左右両端部を載置して、左右一対のチャック部で巻芯を挟持する。

本発明の一実施形態を示す巻取り装置の平面図である。 図１におけるＡ－Ａ線断面図である。 台座に巻芯が載置され、チャック部で受けようとしている状態の斜視図である。 第１工程の巻取り装置の説明図である。 第４工程の巻取り装置の説明図である。 第５工程の巻取り装置の説明図である。 第６工程の巻取り装置の説明図である。 第７工程の巻取り装置の説明図である。 第８工程の巻取り装置の説明図である。 第９工程の巻取り装置の説明図である。 第１０工程の巻取り装置の説明図である。 第１１工程の巻取り装置の説明図である。 巻取り装置のブロック図である。

以下、本発明の一実施形態の巻芯支持装置及び巻芯回転装置について図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、巻芯回転装置としてウエブＷを巻き取る巻取り装置１０を用い、その巻取り装置１０に巻芯支持装置を適用した場合を説明する。

（１）巻取り装置１０
巻取り装置１０について説明する。図４に示すように、巻取り装置１０は、長尺状のウエブＷを筒状の巻芯１，２に巻き取る巻取り機構１２と、巻き取るウエブＷを所定箇所で切断する切断機構１４とより構成されている。ウエブＷとしては、フィルム、紙などである。なお、ウエブＷの幅方向が左右方向、図２と図４～図１２において、紙面の右側が前方、紙面の左側が後方として説明する。

（２）巻取り機構１２
まず、巻取り機構１２について説明する。巻取り機構１２は、水平に設置された基台１６の上に設けられている。

左右一対の支持脚１８，１８が基台１６に立設され、これら左右一対の支持脚１８，１８に、回転軸２０が水平に架設されている。

回転軸２０からは、２組の左右一対の腕部２２が、１８０°離れて突出している。

左右一対の腕部２２の間であって、９０°離れた位置には、２組の左右一対の補助腕部２４が回転軸２０から突出している。２組の左右一対の補助腕部２４，２４の間には、補助ロール２６が回転自在にそれぞれ取り付けられている。回転軸２０が回転すると、２組の左右一対の腕部２２，２２と２組の左右一対の補助腕部２４，２４が一体に回転する。

腕部２２の先端（回転軸２０とは反対側）には、円錐台型のチャック部２８が内側に向かって水平に設けられている。チャック部２８は、腕部２２に設けられたチャック駆動部３０によって回転すると共に、軸方向に沿って移動する。すなわち、チャック部２８は、巻芯１，２を挟持する挟持位置と、巻芯１，２を挟持していない状態の退避位置に移動できる。このチャック駆動部３０は、エアシリンダとモータからなり、エアシリンダが、チャック部２８を軸方向に移動させて挟持状態を維持し、モータは、ウエブＷの巻き取り時にチャック部２８を回転させる。

左右一対の腕部２２の内側には、左右一対の台腕部３２が、回転軸２０を中心に、腕部２２に沿って設けられている。この左右一対の台腕部３２，３２の先端であって、チャック部２８の外周には、巻芯１，２を載置するための左右一対の台座３４，３４が設けられている。台座３４の巻芯１，２を受ける部分は円弧型に形成されている。台座３４に載置した巻芯１，２の縦断面円形の中心位置は、円錐台型のチャック部２８の中心位置が同一軸線上になる。

台腕部３２は、回転軸２０の外周であって、腕部２２の基部に設けられた台駆動部３６によって、軸方向に移動する。この台駆動部３６は、台座３４をチャック部２８の下方の受け位置と、チャック部２８から外側に離れた退避位置に移動させる。台駆動部３６は、台腕部３２を軸方向に移動させるエアシリンダと、台駆動部３６の軸方向への移動を案内するレールより構成されている。この台駆動部３６は、作業員が操作するスイッチ４２で動作する（図１３参照）。

左右一対の支持脚１８のうち、一方の支持脚１８から突出した回転軸２０には、回転軸２０を回転させる主回転装置３８が設けられている。この主回転装置３８によって回転軸２０が回転し、２組の左右一対腕部２２，２２と２組の左右一対の補助腕部２４，２４と２組の台腕部３２，３２が一体となって回転する。２組の左右一対の腕部２２が回転して、図２に示すように水平状態をなしたときに、一方の左右一対の腕部２２，２２が、例えば巻芯１にウエブＷを巻き取る芯回転位置にあり、他方の左右一対の腕部２２，２２が、巻芯２を取り外すための取り付け位置に位置する。また、取り付け位置において、台座３４がチャック部２８の下方に配され、芯回転位置において、台座３４がチャック部２８の上方に配される。

（３）切断機構１４
次に、切断機構１４について説明する。切断機構１４のフレーム５０は、基台１６に立設され、また、このフレーム５０は、左右一対の支持脚１８，１８の後方に位置している。

フレーム５０の上下方向における中央部には、前後方向に移動自在な移動体５２が設けられている。この移動体５２は、エアシリンダなどの移動駆動部７４によって前後方向に移動する（図１３参照）。

移動体５２の前端には、軸が水平方向に設けられた押圧ロール５４が回転自在に配されている。この押圧ロール５４は、移動体５２の前方への移動により、巻芯１を押圧する押圧初期位置と、後方に移動して巻芯１から離れた退避位置の間を移動する。押圧ロール５４は、押圧初期位置では巻芯１，２の外周面を直接押圧し、巻芯１，２がウエブＷを巻き付けると、最も外周面にあるウエブＷを押圧する。そのため、押圧ロール５４が、常にウエブＷの外周面を押圧できるように、巻き付け径の増大と共に、移動駆動部７４は移動体５２を後方に移動させる。

移動体５２には、押圧ロール５４にウエブＷを案内する案内ロール５６が設けられている。この案内ロール５６は、移動体５２と共に移動する。

フレーム５０には、案内ロール５６にウエブＷを案内するための複数の案内ロール５８，６０が設けられている。これら案内ロール５８，６０の配置位置及び個数は、搬入されるウエブＷの種類や速度によって異なるものであり、本実施形態では一例を示したものである。また、この移動体５２の案内ロール５６に至るまでに、アキューム装置を設けてもよい。アキューム装置は、ウエブＷを切断する場合に、ウエブＷの搬送を一時的に停止させるため、その間に搬入されるウエブＷを貯める装置である。

移動体５２の上方には、切断装置６２が設けられている。切断装置６２は、切断腕部６４を有し、この切断腕部６４は、その下端において支持軸６６を中心に上下方向に回転自在である。この切断腕部６４を回転させるのは、エアシリンダよりなる切断駆動部７６である（図１３参照）。

切断腕部６４の先端には切断案内ロール６８が設けられ、切断案内ロール６８よりも支持軸６６側には切断押圧ロール７０が設けられている。切断案内ロール６８と切断押圧ロール７０との間には、カッタ装置７２が設けられ、ウエブＷの幅方向にカッタで切断する。

（４）巻取り装置１０の電気的構成
次に、巻取り装置１０の電気的構成について図１３を参照して説明する。コンピュータよりなる巻取り装置１０の制御部４０は、チャック駆動部３０、台駆動部３６、主回転装置３８、移動駆動部７４、切断駆動部７６、カッタ装置７２が接続されている。そして、台駆動部３６には、スイッチ４２が設けられ、このスイッチ４２を作業員が操作すると、台駆動部３６が、台座３４と台腕部３２を退避位置又は受け取り位置にそれぞれ移動させる。

（５）巻取り装置１０の動作状態
巻取り装置１０の動作状態について説明する。

第１工程において、図４に示すように、左右一対の腕部２２，２２を水平状態に維持する。この状態において、取り付け位置にある左右一対の腕部２２，２２の左右一対のチャック部２８，２８に空の巻芯１を取り付ける。なお、巻芯１の外周部の幅方向には、ウエブＷの先端を固定するための両面接着テープが貼られている。空の巻芯１の取り付け方法は、次の通りである。

１）作業員は、退避位置にある左右一対の台腕部３２，３２を、台駆動部３６で受け位置までスイッチ４２を操作して移動させる。このときに、台座３４の上面の円弧状の受け部分は、挟持位置にあるチャック部２８の下方に位置する。

２）作業員は、図３に示すように、左右一対の台座３４，３４の上に筒状の巻芯１の左右両端部をそれぞれ載置する。

３）制御部４０は、チャック駆動部３０によって左右一対のチャック部２８で、巻芯１を挟持する。この場合に、台座３４の上面部は、円弧型に形成されているため、巻芯１を安定よく載置できる。さらに、台座３４に載置した巻芯１の縦断面円形の中心位置と、円錐台型のチャック部２８の中心位置が同一軸線上にあるため、チャック部２８を挟持位置にチャック駆動部３０で移動させるだけで、円錐型のチャック部２８が、筒状の巻芯１の内周面に嵌まり込み、チャック部２８の中心位置と同軸に筒状の巻芯１が挟持できる。

第２工程において、作業員は、スイッチ４２を操作して、台駆動部３６によって、台腕部３２の台座３４を、受け位置から退避位置に軸方向に移動させる。なお、図４～図１２では、台座３４が受け位置にあるときは実線、退避位置にあるときは一点鎖線で記載する。

第３工程として、制御部４０は、巻芯１が取り付けられた左右一対の腕部２２を、主回転装置３８で１８０°回転させ、取り付け位置から芯回転位置（巻取り位置）に回転させる。また、制御部４０は、押圧ロール５４を退避位置に移動させている。

第４工程において、作業員は、案内ロール５８、６０を経て案内ロール５６にウエブＷを架け渡し、さらに押圧ロール５４を経てウエブＷの先端を巻芯１の上方にある両面接着テープに固定する。

第５工程において、図５に示すように、制御部４０は、移動体５２を押圧初期位置に移動させ、押圧ロール５４を巻芯１に接触させ、チャック駆動部３０によってチャック部２８で巻芯１を回転させ、ウエブＷを巻き始める。この場合に、台座３４は退避位置にあるため、ウエブＷの巻き取りに障害とならない。

第６工程において、図５に示すように、作業員は、他方の左右一対の腕部２２，２２にも、巻芯２を取り付ける。この場合に、第１工程と同様に、作業員は、左右一対の台腕部３２の台座３４を受け位置にスイッチ４２で移動させ、その上に巻芯２を載置し、左右一対のチャック部２８で挟持する。その後に左右一対の台腕部３２は、退避位置に台駆動部３６で退避させる。なお、巻芯２の外周部の幅方向にも、ウエブＷの先端を固定するための両面接着テープが貼られている。

第７工程において、図６に示すように、ウエブＷが巻芯１に巻かれていると巻径が大きくなるため、制御部４０は、移動体５２を前方に移動させ、それと共に移動体５２を後方に移動させる。これによって、押圧ロール５４が、巻かれている最も外側のウエブＷに常に押圧し、巻き付けをスムーズに行うことができる。そして巻芯１が満回に近くなると第８工程に進む。

第８工程において、図７に示すように、制御部４０は、巻芯１が満回近くになると巻芯２と交換するため、移動体５２を後方により退避させ、押圧ロール５４を巻芯１に巻かれているウエブＷの外周面から離す。

第９工程において、図８に示すように、制御部４０は、主回転装置３８で回転軸２０を回転させ、２組の左右一対腕部２２，２２と２組の左右一対の補助腕部２４，２４と２組の台腕部３２，３２を一体に回転させる（図８において時計回りの方向）。

第１０工程において、図９に示すように、巻芯１を支えている左右一対の腕部２２，２２が、取り付け位置で水平状態になった場合に、巻かれているウエブＷは押圧ロール５４の下周面、補助ロール２６の上面を通って巻かれている。

第１１工程において、図１０に示すように、制御部４０は、切断腕部６４を支持軸６６を中心に下方に回転させる。また、制御部４０は、移動体５２を押圧初期位置に同時に移動させ、芯回転位置（巻取り位置）に移動した巻芯２の外周面にウエブＷを押圧する。

第１２工程において、図１１に示すように、制御部４０は、ウエブＷの搬送を停止する。前の装置から搬送されてくるウエブＷは、アキューム装置によって貯める。下方に移動した切断押圧ロール７０は、巻芯２の外周面にある両面接着テープにウエブＷを押圧する。また、切断案内ロール６８は、補助ロール２６と切断押圧ロール７０との間でウエブＷを下方に押圧する。この状態で、カッタ装置７２のカッタがウエブＷを切断する。

第１３工程において、図１２に示すように、制御部４０は、ウエブＷの切断後に切断腕部６４を支持軸６６を中心に上方に回転させる。また、チャック駆動部３０によって巻芯２の回転を始めて、巻芯２でウエブＷを新たに巻き取っていく。切断されたウエブＷは巻芯１で完全に巻き取る。

第１４工程において、ウエブＷが満回の巻芯１を取り外すため、作業員は、スイッチ４２を操作して左右一対の台座３４，３４を受け位置に移動させ、その後に制御部４０は、左右一対のチャック部２８，２８を退避位置に移動させる。すると、左右一対のチャック部２８，２８に支えられていた満回の巻芯１は、左右一対の台座３４，３４に載置する。作業員は、左右一対の台座３４，３４に載置された満回の巻芯１を運び出す。その後、第１行程と同様に、空の巻芯１を左右一対の台座３４，３４に載置し、再び左右一対のチャック部２８，２８で挟持する。以下、同様の行程を繰り返す。

（６）効果
本実施形態によれば、空の巻芯１，２を取り付けるときは、作業員は、スイッチ４２で左右一対の台座３４，３４を受け位置に移動させ、左右一対の台座３４，３４に空の巻芯１，２を載置する。その後に左右一対のチャック部２８，２８で、筒状の巻芯１，２を挟持する。このとき、巻芯１，２の縦断面円形の中心位置と円錐型のチャック部２８の中心位置が同一軸線上に位置しているため、左右一対の台座３４，３４に載置したまま左右一対のチャック部２８，２８が巻芯１，２の内周に嵌合し、巻芯１，２を左右一対のチャック部２８，２８で挟持できる。そのため、巻芯１，２の取り付け作業が簡単であり、巻芯１，２が落下しない。

また、満回に巻かれた巻芯１，２を外すときには、作業員がスイッチ４２を操作して、左右一対の台座３４をチャック部２８の下方に移動させ、その後に左右一対のチャック部２８，２８を巻芯１，２から外すと、巻芯１，２は左右一対のチャック部２８，２８から外れ、左右一対の台座３４，３４に載置される。これにより、作業員は、満回の巻芯１，２を簡単に取り外すことができる。

変更例

上記実施形態では、巻芯１，２で、ウエブＷを巻き取る巻取り装置１０において説明したが、これに代えてウエブＷを巻芯から巻き出す巻出し装置においても、同様に適応できる。すなわち、満回に巻かれた巻芯を左右一対のチャック部に取り付けるときには左右一対の台座に載置して、その後に左右一対のチャック部で挟持する。また、巻き出して空になった巻芯を左右一対のチャック部から取り外すときも、左右一対の台座の上に載置させればよい。

また、上記実施形態では、左右一対の腕部２２，２２と左右一対の台腕部３２，３２は１８０°離れた位置に設けられていたが、これ以外に等間隔の角度毎（例えば、９０°）に設けられた複数組の左右一対の腕部２２と左右一対の台腕部３２を有する巻取り装置又は巻出し装置であってもよい。

また、上記実施形態では、巻取り装置１０と巻出し装置について説明したが、これに限らず筒状の巻芯を左右一対のチャック部で挟持する他の装置であっても、チャック部の下方に台座を設けて、本実施形態を実施してもよい。

上記では本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１・・・巻芯、２・・・巻芯、１０・・・巻取り装置、２０・・・回転軸、２２・・・腕部、２８・・・チャック部、３０・・・チャック駆動部、３２・・・台腕部、３４・・・台座、３８・・・主回転装置、６２・・・切断装置、６４・・・切断腕部、６６・・・支持軸、６８・・・切断案内ロール、７０・・・切断押圧ロール、７２・・・カッタ装置

Claims (8)

1. 回転軸を中心に等角度毎に突出した複数組の左右一対の腕部と、
   複数組の左右一対の前記腕部にそれぞれ設けられ、筒状の巻芯を左右両側から挟持する左右一対のチャック部と、
   それぞれの前記チャック部を前記巻芯から着脱し、前記巻芯を回転させるチャック駆動手段と、
   前記回転軸からそれぞれの前記腕部と沿うように突出した複数組の左右一対の台腕部と、
   左右一対の前記台腕部の先端にそれぞれ設けられ、前記巻芯の左右両端部を受ける左右一対の台座と、
   左右一対の前記腕部と左右一対の前記台腕部を、前記巻芯でウエブを巻き取る又は巻き出す芯回転位置と、前記巻芯を取り付ける取り付け位置に、前記回転軸を中心にそれぞれ回転させる主回転手段と、
   前記取り付け位置において、前記台腕部と共に前記台座を前記チャック部から離れた退避位置から、前記チャック部の下方にある受け位置まで軸方向に移動させ、前記芯回転位置において、前記台腕部と共に前記台座を前記受け位置から前記退避位置に軸方向に移動させる台移動手段と、
   を有し、
   前記台移動手段は、前記回転軸の外周にある前記腕部の基部に設けられる共に、前記台腕部の基部を軸方向に移動自在に支持する、
   ことを特徴とする巻芯回転装置。
2. 前記台移動手段によって、前記台腕部を軸方向に沿って移動させて、前記台座を前記退避位置と前記受け位置にそれぞれ移動させるスイッチを有する、
   請求項１に記載の巻芯回転装置。
3. 左右一対の前記腕部が１８０°開けて２組設けられ、
   左右一対の前記台腕部が１８０°開けて２組設けられている、
   請求項１に記載の巻芯回転装置。
4. 前記巻芯回転装置は、左右一対の前記チャック部を回転させて、前記ウエブを前記巻芯に巻き取る巻取り装置である、
   請求項３に記載の巻芯回転装置。
5. 前記巻芯回転装置は、左右一対の前記チャック部を回転させて、前記ウエブを前記巻芯から巻き出す巻出し装置である、
   請求項３に記載の巻芯回転装置。
6. 前記台座における前記巻芯を受ける部分が、円弧型である。
   請求項１に記載の巻芯回転装置。
7. 前記チャック部は、円錐台型であり、
   前記台座で前記巻芯を受けた場合に、前記巻芯の縦断面円形の中心位置と、円錐台型の前記チャック部の中心位置が同一軸線状にある、
   請求項１に記載の巻芯回転装置。
8. 隣接する左右一対の前記腕部の間において、前記回転軸から左右一対の補助腕部が突出し、
   左右一対の前記補助腕部の間に補助ロールが回転自在に取り付けられている、
   請求項３に記載の巻芯回転装置。

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