JP7120877B2

JP7120877B2 - ウエブの蛇行修正装置

Info

Publication number: JP7120877B2
Application number: JP2018197863A
Authority: JP
Inventors: 行良中村; 昌也北本
Original assignee: 株式会社ヒラノテクシード
Priority date: 2018-10-19
Filing date: 2018-10-19
Publication date: 2022-08-17
Anticipated expiration: 2038-10-19
Also published as: JP2020063150A

Description

本発明は、ウエブの蛇行修正装置に関するものである。

合成樹脂フィルム、紙、布、金属箔等の長尺状のウエブは、その乾燥、塗工等の加工を施すときに、高速で走行しているためウエブの中心が搬送路の中心線から変位する横ずれ、いわゆる蛇行が生じることがある。

このようなウエブの蛇行を修正するために、ウエブが走行する修正ロールを軸方向に傾けて蛇行量を修正する蛇行修正装置が提案されている。

特開２００２－２８４４１５公報

上記のような蛇行修正装置において、修正ロールによる修正だけでは、ウエブの蛇行が大きく修正できないときがあるという問題点があった。

そこで本発明は上記問題点に鑑み、ウエブの蛇行が大きいときでも、蛇行を修正できるウエブの蛇行修正装置を提供することを目的とする。

本発明は、前後方向の搬送路に沿ってウエブを走行させる修正ロールと、前記修正ロールを回転自在に支持する左右一対の支持部と、左右一対の前記支持部が設けられた移動台と、固定台と、前記固定台の上面に設けられ、前記搬送路の中心線を中心に左右対称に配されたものであって、前記中心線上の位置を中心とした円弧状のラインに沿ってそれぞれ形成された左右一対の左レールと右レールと、前記移動台の下面の左側に設けられ、前記左レールに沿って移動する左移動部と、前記移動台の下面の右側に設けられ、前記右レールに沿って移動する右移動部と、前記移動台を移動させる台駆動部と、前記修正ロールを経て上下方向に移動する前記ウエブを９０°転換させて前後方向に走行させる調整ロールと、前記調整ロールの左側の回転軸を回転自在に支持する左腕部と、前記左腕部を前記ウエブに向かって伸縮させる左調整部と、前記調整ロールの右側の回転軸を回転自在に支持する右腕部と、前記右腕部を前記ウエブに向かって伸縮させる右調整部と、前記修正ロールによって修正する前記ウエブの第１蛇行量を検出する第１センサと、前記調整ロールによって修正する前記ウエブの第２蛇行量を検出する第２センサと、（１）前記第１センサによって検出した前記第１蛇行量に基づいて、前記第１蛇行量が所定の範囲内になるように前記台駆動部によって前記修正ロールを移動させ、（２）前記第２センサによって検出した前記第２蛇行量に基づいて、前記第２蛇行量が所定の範囲内になるように前記左調整部、又は前記右調整部によって前記調整ロールを移動させる制御部と、を有するウエブの蛇行修正装置である。

本発明によれば、修正ロールだけでウエブの蛇行が修正できないときでも、調整ロールでその蛇行を調整できる。

本発明の一実施形態の蛇行修正装置の側面図である。蛇行修正装置の移動台の平面図である。調整ロールの後面図である。（ａ）は正常な状態で蛇行修正装置を走行するウエブの概略平面図であり、（ｂ）は概略後面図である。（ａ）は蛇行した状態で蛇行修正装置を走行するウエブの概略平面図であり、（ｂ）は概略後面図である。蛇行修正装置のブロック図である。

以下、本発明の一実施形態のウエブＷの蛇行修正装置１０について図１～図６に基づいて説明する。図１に示すように、蛇行修正装置１０は、ウエブＷの乾燥工程の後に使用されるものであり、ウエブＷとしては、例えば、合成樹脂フィルム、金属箔、布、紙等である。

ウエブＷは、例えば、巻き出し装置から巻き出され、塗工装置などで塗工液が塗工され、乾燥装置１の直方体の断熱室２に搬入される。乾燥装置１の断熱室２に搬入されたウエブＷは、断熱室２内の直線状の搬送路の上下に配された複数のノズル３から熱風が吹き付けられ、塗工された塗工液が乾燥する。この後に乾燥装置１の断熱室２から搬出されるウエブＷは、蛇行している可能性があるため、本実施形態の蛇行修正装置１０によって蛇行を修正され、次の工程に搬送される。

（１）蛇行修正装置１０
次に、蛇行修正装置１０について図１～図３を参照して説明する。

図１と図２に示すように、乾燥装置１を出口側に配された固定台（フレーム）１２の上面の上方には、移動台１４が配されている。移動台１４は、左右一対の移動支持板１５，１５と、左右一対の移動支持板１５，１５を固定する固定シャフト４２から形成されている。左右一対の移動支持板１５，１５の前部から左右一対の第１支持部２０，２０が縦方向にそれぞれ立設され、その間に第１修正ロール１６が回転自在に支持されている。左右一対の移動支持板１５，１５の後端部から左右一対の第２支持部２２，２２が横方向にそれぞれ突出し、その間に第２修正ロール１８が回転自在に支持されている。なお、固定シャフト４２は、第１修正ロール１６と第２修正ロール１８の回転軸と平行である。

図１と図２に示すように、固定台１２の上面には、ウエブＷの搬送路の中心線Ｓを中心に左右一対の左レール２４と右レール２６が設けられている。搬送路の中心線Ｓにおける任意の点を中心に円弧状のラインを描いた場合に、左レール２４と右レール２６は、そのライン上にそれぞれ位置している。

図１と図２に示すように、左右一対の移動支持板１５，１５の下部には左右一対の移動脚部２８，３０が延設され、この左右一対の移動脚部２８，３０の下部には、左移動部３２と右移動部３４が回転軸２９，３１を用いて回転自在に設けられている。左移動部３２と右移動部３４は、左レール２４と右レール２６をそれぞれ移動する。左移動部３２には、接続部材４０が設けられている。左移動部３２の近傍であって固定台１２の上面には、移動センサ４４が設けられている。

図１と図２に示すように、左移動部３２の近傍であって固定台１２の上面には、アクチュエーターよりなる台駆動部３６が設けられ、この台駆動部３６のシャフト３８の先端が、左移動部３２の接続部材４０に固定されている。台駆動部３６のシャフト３８が伸縮することにより左移動部３２が左レール２４に沿って移動し、左移動部３２に回転自在に取り付けられている左側の移動脚部２８が移動する。左側の移動支持板１５が、円弧状のライン上の左レール２４に沿って移動すると、右側の移動支持板１５がそれと共に移動し、第１修正ロール１６と第２修正ロール１８の回転軸が、中心線Ｓの法線に対してθ１°傾斜するように移動する（図５（ａ）参照）。すなわち、第１修正ロール１６と第２修正ロール１８とは、ステアリングローラ方式で軸方向に対しθ１°傾斜するように移動させるものである。そして、この移動量は、台駆動部３６のシャフト３８の移動量を移動センサ４４で検出できる。

図１と図３に示すように、固定台１２の後面の下側には、調整ロール４６が配されている。この調整ロール４６から突出した左右一対の回転軸は、左右一対の左腕部４８と右腕部５０にそれぞれ回転自在に支持されている。左腕部４８は、アクチュエーターよりなる左調整部５２によって伸縮自在であり、右腕部５０は、アクチュエーターよりなる右調整部５４により伸縮自在である。左調整部５２と右調整部５４はそれぞれ固定台１２に設けられている。なお、調整ロール４６は、初期位置において左右一対の回転軸は、水平に配されている。

図１に示すように、固定台１２の後方にはガイドロール５６が設けられている。

図１に示すように、第２修正ロール１８と調整ロール４６の間には、ウエブＷの両耳部の位置を検出するための左右一対のセンサからなる蛇行センサ５８が設けられている。なお、ウエブＷの片耳の位置だけ検出してもよい。

図１～図３に示すように、乾燥装置１からほぼ前後方向に搬送されたウエブＷは、第１修正ロール１６を経て第２修正ロール１８に抱きかかえられるようにして方向が転換され、ほぼ上下方向に上から下に移動する。上下方向に移動しているウエブＷは、調整ロール４６の下方に抱きかかえられ、前後方向に転換し、ガイドロール５６を経て次の工程に搬送される。

（２）蛇行修正装置１０の電気的構成
次に、蛇行修正装置１０の電気的構成について、図６のブロック図を参照して説明する。コンピュータよりなる制御部６２に、左調整部５２、右調整部５４、台駆動部３６、移動センサ４４、蛇行センサ５８が接続され、さらにウエブＷを走行させる搬送モータ６０が接続されている。この搬送モータ６０は、例えば巻き取り装置の巻き取りロールを回転させるモータ等である。これによって、一定のテンションでウエブＷを走行させることができる。

（３）蛇行修正装置１０の動作状態
次に、蛇行修正装置１０の動作状態について説明する。ここで「蛇行」とは、搬送路の中心線ＳとウエブＷの左右方向の中心が変位して横ずれすることを言い、「蛇行量」とはその変位量を意味する。そして、この蛇行が発生することにより、ウエブＷの一側部が緊張し、他側部が弛んだ状態となる。蛇行センサ５８は、ウエブＷの両耳部の位置を検出して、そこから横ずれの量を求め、これを蛇行量とする。

ウエブＷが蛇行しておらず真っ直ぐに正常に搬送されていると、図４（ａ）の平面図に示すように、前後方向の搬送路の中心線ＳとウエブＷの中心が一致し、また、図４（ｂ）の後面図に示すように、上下方向の搬送路の中心線ＳとウエブＷの中心が一致している。この場合には、第１修正ロール１６、第２修正ロール１８、調整ロール４６の回転軸は、搬送路の中心線Ｓに対して直角になるように並んで配置されている。この状態で蛇行センサ５８が、ウエブＷの両耳部の位置を検出すると、左右同じ値のため、横ずれがなく蛇行も発生していないと、制御部６２は認識できる。

しかし、図５に示すようにウエブＷが実際に蛇行すると、蛇行センサ５８が、ウエブＷの両耳部の位置を検出した場合に、蛇行による横ずれのために左右異なる値となり、制御部６２は、蛇行方向と横ずれ量を求めることができる。そこで、蛇行修正装置１０が蛇行を修正する。このウエブＷの蛇行の修正は、以下の２段階の制御方法で実現している。

（３－１）第１制御方法
第１制御方法について説明する。制御部６２は、蛇行センサ５８でウエブＷの蛇行量を検出し、蛇行している方向と横ずれ量に基づいて、台駆動部３６を移動させ、第１修正ロール１６と第２修正ロール１８の平行を維持しつつステアリングさせ、図５（ａ）に示すように第１修正ロール１６と第２修正ロール１８の回転軸を搬送路の中心線Ｓの法線方向とはθ１°傾けて、ウエブＷの蛇行を修正する。

蛇行を修正できる限界範囲は、移動センサ４４によって検出した台駆動部３６のシャフト３８の位置が移動限界に到達するまでである。台駆動部３６のシャフト３８のストロークの限界（移動限界の範囲）が６０ｍｍのときは、この６０ｍｍ未満であれば蛇行を修正できる。制御部６２は、例えば、図５（ａ）に示すように、ウエブＷが左側（蛇行方向が左側）に５０ｍｍ横ずれしてる場合には、台駆動部３６のシャフト３８を移動させて、第１修正ロール１６と第２修正ロール１８の右側を左側よりも前方に移動させる。これによって蛇行が修正される。

制御部６２は、蛇行が修正できれば、台駆動部３６のシャフト３８の位置を元の位置に復帰させ、第１修正ロール１６と第２修正ロール１８が搬送路の中心線Ｓと直角になるようにする。

以後、制御部６２は、ウエブＷの蛇行が修正されるように、第１修正ロール１６と第２修正ロール１８を移動させてフィードバック制御する。なお、ウエブＷの左右の蛇行方向が逆の場合には、上記動きとは左右逆に制御する。

しかし、上記のような第１制御方法を制御部６２が行っても、蛇行が修正できない場合、すなわち、移動センサ４４によって検出した台駆動部３６のシャフト３８の位置が移動限界位置（シャフト３８のストロークが６０ｍｍ）になっても、蛇行が修正できない場合には、台駆動部３６のシャフト３８の位置が移動限界位置内になるようにウエブＷの蛇行を納める第２制御方法を行う。

（３－２）第２制御方法
第２制御方法について説明する。制御部６２は、第１修正ロール１６と第２修正ロール１８に関して、最大限に蛇行が修正できる位置である移動限界位置で飽和状態となっている。

このときに、上下方向に走行するウエブＷは大きな蛇行により、図５（ｂ）では右側が弛み状態、左側が緊張状態となっているとする。このかなり大きい蛇行を修正するため、図１の点線に示すように、調整ロール４６の右腕部５０を、弛んだウエブＷを押す方向（斜め下方）に右調整部５４によって初期位置から一定長さ移動させて押圧する。なお、調整ロール４６の左側の位置は初期位置で固定しておく。

この調整ロール４６の右側のみの押圧により、ウエブＷの弛んだ状態の右側のパス長のみが長くなって緊張状態となり、ウエブＷの大きな蛇行が修正され、蛇行センサ５８が検出する蛇行量が、移動限界位置内の横ずれ（蛇行）となる。なお、「パス長」とは、ウエブＷが搬送路を走行するときの距離をいい、真っ直ぐに走行しているときはウエブＷの左右両側共に同じ距離であるが、上記の場合には、右側のパス長＞左側のパス長となる。

以後、制御部６２は、第１制御方法のみで上記のフィードバック制御を行い、ウエブＷの蛇行を修正する。

この調整ロール４６による蛇行の修正は、調整ロール４６の前後の搬送路上だけでなく、断熱室２から搬出された位置から修正できる。その理由は、第１修正ロール１６と第２修正ロール１８は、ウエブＷの搬送方向をθ１°変えて修正するのに対し、調整ロール４６は、弛んだ側のウエブＷを押圧してパス長を長くし、左右両側を均等の緊張状態にしてウエブＷを搬送路に沿って真っ直ぐ引っ張る状態となって、ウエブＷの蛇行が始まった位置から修正できるからである。

また、この蛇行の修正は、上から下に移動しているウエブＷを前後方向に転換する調整ロール４６であるので抱き角が大きく引っ張り力が掛かりやすく、かつ、調整ロール４６の片側（例えば、右側）のみの押圧が斜め下方に行われるので、調整ロール４６が滑ることなくウエブＷを片側を押圧できることから実現できる効果である。

（４）効果
本実施形態によれば、第１修正ロール１６と第２修正ロール１８だけではウエブＷの蛇行が修正できない場合に、調整ロール４６を用いて蛇行をさらに修正するため、確実に蛇行を修正できる。

また、調整ロール４６による蛇行の修正は、調整ロール４６の前後の搬送路上だけでなく、断熱室２から搬出された位置から修正できる。そのため、断熱室２に搬入されたときにウエブＷが蛇行していても、断熱室２内のウエブＷの蛇行も修正できる。

（５）変更例
上記実施形態では、２本の修正ロール１６，１８を用いたが、これに代えて１本の修正ロールだけでもよい。

また、上記実施形態では、調整ロール４６の左右の位置をアクチュエーターよりなる左調整部５２と右調整部５４によって移動させたが、これに代えてそれぞれ手動で移動させてもよい。

また、上記実施形態では、蛇行センサ５８は一個であったが、修正ロール１６，１８によって修正するウエブＷの第１蛇行量を検出する第１蛇行センサと、調整ロール４６によって修正するウエブＷの第２蛇行量を検出する第２蛇行センサを設けてもよい。

また、上記実施形態では、乾燥装置１の断熱室２に搬入されたウエブＷは、断熱室２内の直線状の搬送路を走行させたが、これに代えてアーチ状の断熱室を有する乾燥装置１からウエブＷを搬入させてもよい。アーチ状の断熱室は、搬送路を平面から見て直線であり、側面から見て中央部が上に突出した弓状になっているものである。

また、上記実施形態の構成に加えて、第２修正ロール１８の左右一対の回転軸に、張力検出装置を取り付け、ウエブＷの左右の張力で弱い張力の側に弛みがあるとし、この弛みに合わせて調整ロール４６を移動させてもよい。

また、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。

１０・・・蛇行修正装置、１２・・・固定台、１４・・・移動台、１６・・・第１修正ロール、１８・・・第２修正ロール、２４・・・左レール、２６・・・右レール、３６・・・台駆動部、４６・・・調整ロール、４８・・・左腕部、５０・・・右腕部、５２・・・左調整部、５４・・・右調整部、５８・・・蛇行センサ

Claims

前後方向の搬送路に沿ってウエブを走行させる修正ロールと、
前記修正ロールを回転自在に支持する左右一対の支持部と、
左右一対の前記支持部が設けられた移動台と、
固定台と、
前記固定台の上面に設けられ、前記搬送路の中心線を中心に左右対称に配されたものであって、前記中心線上の位置を中心とした円弧状のラインに沿ってそれぞれ形成された左右一対の左レールと右レールと、
前記移動台の下面の左側に設けられ、前記左レールに沿って移動する左移動部と、
前記移動台の下面の右側に設けられ、前記右レールに沿って移動する右移動部と、
前記移動台を移動させる台駆動部と、
前記修正ロールを経て上下方向に移動する前記ウエブを９０°転換させて前後方向に走行させる調整ロールと、
前記調整ロールの左側の回転軸を回転自在に支持する左腕部と、
前記左腕部を前記ウエブに向かって伸縮させる左調整部と、
前記調整ロールの右側の回転軸を回転自在に支持する右腕部と、
前記右腕部を前記ウエブに向かって伸縮させる右調整部と、
前記修正ロールによって修正する前記ウエブの第１蛇行量を検出する第１センサと、
前記調整ロールによって修正する前記ウエブの第２蛇行量を検出する第２センサと、
（１）前記第１センサによって検出した前記第１蛇行量に基づいて、前記第１蛇行量が所定の範囲内になるように前記台駆動部によって前記修正ロールを移動させ、
（２）前記第２センサによって検出した前記第２蛇行量に基づいて、前記第２蛇行量が所定の範囲内になるように前記左調整部、又は前記右調整部によって前記調整ロールを移動させる制御部と、
を有するウエブの蛇行修正装置。
前記制御部は、
前記第２蛇行量に基づいて、前記ウエブの左側がたるんでいると検出した場合には、前記左調整部によって前記左腕部を初期位置から前記ウエブに向かって伸ばして、前記ウエブの左側のパス長を長くし、
前記第２蛇行量に基づいて、前記ウエブの右側がたるんでいると検出した場合には、前記右調整部によって前記右腕部を前記初期位置から前記ウエブに向かって伸ばして、前記ウエブの右側のパス長を長くする、
請求項１に記載のウエブの蛇行修正装置。
前記制御部は、
前記左調整部によって前記左腕部を前記ウエブに向かって伸ばすときは、前記右腕部を前記初期位置で固定し、
前記右調整部によって前記右腕部を前記ウエブに向かって伸ばすときは、前記左腕部を前記初期位置で固定する、
請求項２に記載のウエブの蛇行修正装置。
前記制御部は、前記ウエブの前記第１蛇行量が減少するように、前記台駆動部によって前記修正ロールを移動させる、
請求項２に記載のウエブの蛇行修正装置。
前記第１センサと第２センサが共通の共通センサであり、
前記共通センサは、前記修正ロールと前記調整ロールの間の搬送路上に設けられ、前記ウエブの両耳部、又は片耳部の位置を検出するセンサであり、
前記第１蛇行量と前記第２蛇行量が、共通の蛇行量である、
請求項３に記載のウエブの蛇行修正装置。
前記制御部は、
（１）前記共通の蛇行量が所定の限界範囲内であれば、前記修正ロールの移動のみで前記ウエブの蛇行を修正し、
（２）前記共通の蛇行量が前記限界範囲外であれば、前記調整ロールの移動を加えて前記ウエブの蛇行を調整する、
請求項４に記載のウエブの蛇行修正装置。
前記限界範囲とは、前記台駆動部によって移動する前記左移動部と前記右移動部の移動限界であって、第３センサによって前記台駆動部の前記移動限界を検出する、
請求項６に記載のウエブの蛇行修正装置。
前記修正ロールは、前後方向に沿って２本設けられている、
請求項１に記載のウエブの蛇行修正装置。