JP7125773B2

JP7125773B2 - 押圧ヘッド

Info

Publication number: JP7125773B2
Application number: JP2020114112A
Authority: JP
Inventors: 啓宇澤
Original assignee: 株式会社伸興
Priority date: 2020-07-01
Filing date: 2020-07-01
Publication date: 2022-08-25
Anticipated expiration: 2040-07-01
Also published as: JP2022012329A

Description

本発明は、清掃装置用の押圧ヘッドに関する。

フィルム基材、金属基板、一般金属ロール、冷却ロール、ヒートロール等の表面に付着した様々な種類の異物を除去するために、清掃クロス（ワイピングクロス）を使用した清掃装置が知られている（特許文献１参照）。
特に、清掃クロスとして、繊維径が数ミクロンの極細のマイクロファイバを使用する発明が、特許文献１において提案されている。

特許第５９５０４３４号公報

しかし、特許文献１記載の清掃装置用の押圧ヘッドは、押圧帯板（ブレード）の加工精度による押圧帯板表面の凹凸や、押圧帯板とロールとが設置状態によって非平行であること等による除塵ムラがあった。
そこで、除塵ムラを防止するために、（特許文献１の）硬い押圧帯板（ブレード）に代えて、従来、図12の底面図に示すような弾性膜200 を、ストレート状（一文字型）の窓部250 から（エアー圧によって）膨出自在に取着した押圧ヘッド100 が提案されている。
しかし、この図12に示した押圧ヘッド100 では、例えば、回転するローラの被清掃面（表面）に対して、清掃クロスを介して、膨張させた押圧ヘッド100 の弾性膜200 を、弾発的に押圧した場合、除塵が困難な一部の塵が取り残されたり、時間を要したり、除塵効率が良好でない場合もあった。そこで、本発明は、除塵効率を向上させることができる押圧ヘッドを提供することを目的とする。

本発明に係る押圧ヘッドは、ロールから成る被クリーニング体の被清掃面に対して清掃クロスを押圧する膨縮自在な弾性膜と、圧縮エアーの注入によって窓部から上記弾性膜を膨出弾性変形させるように取着した押圧ヘッド本体を、備え、上記ロールの軸心方向に送りが与えられる押圧ヘッドに於て、上記窓部は、ストレート状基幹部と、該基幹部から直交一方向に突出状に形成された複数の枝部と、から成る流線形の内周端縁部を備える櫛型であって、上記弾性膜が上記膨出弾性変形した膨出状態で、上記ストレート状基幹部に対応した主峰凸部と、上記枝部に対応した副峰凸部と、から成り、隣り合う副峰凸部と副峰凸部の間に、ポケット谷部が形成された丸味のある流線形の櫛型山状である。

本発明の押圧ヘッドによれば、窓部形状が一文字型の場合と比較して、被クリーニング体の被清掃面に接触する部位の全長が、十分に増加し、もって、除塵効率を向上させることができる。

本発明の実施の一形態を示す、帯状清掃クロスの繰り出し中の状態を示す構成説明図である。押圧ヘッドが、停止状態の清掃クロスを押圧して、異物を除去している作動状況を示した構成説明図である。押圧ヘッド本体の底面図である。押圧ヘッドの断面図であって、（Ａ）は内部未加圧状態の拡大横断面図、（Ｂ）は膨張状態の拡大横断面図である。弾性膜が膨らんだ膨出状態を示す斜視図である。図５の弾性膜のみを抽出して示した断面図であって、（Ａ）は図５のＸ－Ｘ断面図、（Ｂ）は図５のＹ－Ｙ断面図、（Ｃ）は図５のＺ－Ｚ断面図である。作用説明図である。図２の矢印Ｔ方向から見た除塵状態を示す説明図である。膨出状態の弾性膜が清掃クロス（及び被清掃面）を押圧する接触部位を示す説明図であって、（Ａ）は本発明の実施の一形態を示す説明図、（Ｂ）は図12に対応した従来例の説明図である。説明図である。図10の要部拡大図である。従来例を示す底面図である。

以下、図示の実施の形態に基づいて本発明を詳説する。図１は、本発明の押圧ヘッド10を有する清掃装置を示す。１は被クリーニング体であって、具体的には、超清浄度が要求される冷却ロールやヒートロール等のロール11である。

２は、被クリーニング体１（ロール11）の被清掃面１Ａに対して、接触して、異物を除去する清掃クロスである。この清掃クロス２は、不織布状又は織布状であって、マイクロファイバーが少なくとも２０％以上含まれており、所望により、５０％以上を含むものとする。
また、本発明にて除去される「異物」とは、固体のみならず、粘着物質や液状のものを含み、さらには、汚れをも含むものとする。

この清掃クロス２は所定幅寸法の長尺物であって繰出巻設ロール部３から矢印Ｅのように繰出されて、２個のローラ４，５を経て、巻取ロール部６として巻取り可能として懸架されている。
２個の案内用ローラ４，５は、被クリーニング体１に接近した位置に配設され、２個のローラ４，５の間に張架されたクロス辺部２Ａは、（図１に示すように）ロール11の円形に接する水平状接線と平行をなして、小寸法だけ離間している。
矢印Ｅ，Ｇ方向への送りは、僅かな寸法を送るのみであり、かつ、間欠的に送られる。なお、清掃クロス２を（矢印Ｅ，Ｇ方向へ）送る際は、清掃クロス２と被クリーニング体１（ロール11）とを離間させた状態で送りを与える。

図１・図２に示すように、押圧へッド10を被清掃面１Ａに対して接近分離移動させる直線往復移動手段８を、備える。図１・図２では、直線往復移動手段８がエアーシリンダ７の場合を示す。エアーシリンダ７は、往復作動タイプであって、空気ポンプ17からの圧縮エアーが、切換弁18を介して送られ、伸縮作動する。押圧ヘッド10がエアーシリンダ７のピストンロッド19の先端に固着される。エアーシリンダ７の伸長作動によって、押圧ヘッド10を、所定位置まで、被クリーニング体１に近づける。そして、圧縮エアーの注入Ａ₀によって押圧ヘッド10の弾性膜20を膨張させて、弾性膜20によって、清掃クロス２を、被クリーニング体１としてのロール11の被清掃面１Ａに弾発的に押圧する。

押圧ヘッド10が、被クリーニング体１の被清掃面１Ａに対して清掃クロス２を押圧する膨縮自在な弾性膜20と、圧縮エアーの注入Ａ₀ によって弾性膜20を膨出弾性変形させるように取着した押圧ヘッド本体46を備える。

図３に示すように、押圧ヘッド本体46は、窓部45を有する。窓部45は、ストレート状基幹部47と、基幹部47から直交一方向に突出状に形成された複数（図例では４本）の枝部48と、から成る流線形の内周端縁部49を備える櫛型である。内周端縁部49は、複数の枝部48によって、山部50と谷部51を交互に有するいわゆる波型形状を有する。なお、本発明に於て、「流線形」とは、角張った部分（角）が存在しないことを言う。また、２点鎖線Ｌ₄₅は、ストレート状基幹部47と枝部48との境界線を示している。

図４（Ａ）は、エアーを抜いた状態を示す。図４（Ｂ）に示すように、エアーの注入Ａ₀ によって、弾性膜20が窓部45から膨出弾性変形する。
この図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、押圧ヘッド本体46は、凹溝22を有する板材23と、上記窓部45が貫設形成された押え板25とを備え、かつ、多数のネジ26によって、押え板25は板材23に取着されるが、このとき上記弾性膜20の外周縁部はサンドイッチ状に圧着されて、固着される。
この多数個のネジ26は、図３と図５等では図示省略する。
この多数個のネジ26は、小ピッチをもって列設されて、弾性膜20の外周縁部から空気洩れが生じないように、強固に押え板25と板材23の間に挾圧されて密封状態を維持している。

図５は、弾性膜20が、窓部45から膨出弾性変形した状態を示す。図６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は図５における弾性膜20のみの断面形状を示す。図６（Ａ）は、図５のＸ－Ｘ断面を示し、図６（Ｂ）は、図５のＹ－Ｙ断面を示し、図６（Ｃ）は、図５のＺ－Ｚ断面を示す。図５・図６に示すように、弾性膜20は、窓部45の形状に対応して、櫛型山状に膨張する。
そして、図３、及び、図５，図６に示すように、弾性膜20が膨出弾性した膨出状態では、窓部45のストレート状基幹部47に対応した主峰凸部13と、窓部45の枝部48に対応した複数の副峰凸部15と、から成り、流線形の（丸味のある）櫛型山状に膨張する。しかも、隣り合う副峰凸部15と副峰凸部15の間に、ポケット谷部16が形成されている。
このポケット谷部16の奥方部は、主峰凸部13によって、閉鎖され、後述のように、粉塵がこのポケット谷部16で捕集され、効率良く除塵を行うのに貢献する。

次に、本発明の押圧ヘッドの使用方法及び作用等について説明する。
図７に示すように、押圧ヘッド10の弾性膜20は、清掃クロス２（図７では図示省略。図２・図８等参照。）を介して、ロール11等の被クリーニング体１に弾発的に押圧される。押圧ヘッド10は、窓部45のストレート状基幹部47（図３参照）の長手方向が、ロール11の軸心方向Ｐと略一致するように、かつ、窓部45の枝部48の（ストレート状基幹部47からの）突出方向が、ロール11の回転方向Ｊに対向する方向（逆方向）となるように、配設される。
言い換えると、図５等に示した主峰凸部13がロール11の軸心方向Ｐと略一致して（平行に）配設され、複数本の副峰凸部15がロール11の回転方向Ｊと逆の方向に向くように、配設される。従って、ポケット谷部16は、ロール11の回転方向Ｊと逆方向に向いて、粉塵等Ｒがポケット谷部16に集められる。

図８は、図２の矢印Ｔ方向から見た除塵状態を示し、Ｒは、清掃クロス２に付着した粉塵等（異物）を示す。窓部45から膨出した弾性膜20と、清掃クロス２との接触部位Ｓ（図10に於て斜線部にて示す）に於て、除塵される。異物の除去に於ては、異物が、清掃クロス２の表面に付着ないし清掃クロス２の内部（繊維の隙間）に入り込んで、被クリーニング体１の被清掃面１Ａから除去される。

清掃クロス２の除塵量には、上限があり、上限を超えると、粉塵等（異物）Ｒが被クリーニング体１の被清掃面１Ａ上に残ってしまうので、所定時間毎に、清掃クロス２を図１の矢印Ｅ，Ｇ方向に送って、停止させ、清掃クロス２の新しい部位にて、除塵を行う。

図９に於て、本発明に係る押圧ヘッド10と、従来例の図12に示した押圧ヘッド100 とを比較するために、各々の弾性膜20，200 が膨張状態下で、清掃クロス２を介して被清掃面１Ａを弾発的に押圧する接触部位Ｓを、底面から見た（図２の矢印Ｔの方向から見た）場合を、簡略化して示す。斜線は、上記接触部位Ｓを示し、網目部は接触部位Ｓの中央の稜線Ｓ₀を示す。

本発明に係る押圧ヘッド10では、膨出状態の弾性膜20は、図５と図３に示すように、ストレート状基幹部47に対応した主峰凸部13と、枝部48に対応した副峰凸部15と、から成り、隣り合う副峰凸部15と副峰凸部15の間には、ポケット谷部16が形成されているために、上記接触部位Ｓは、図９（Ａ）に示す如く、流線形の櫛型となり、かつ、稜線Ｓ₀は、幅が狭くて間隔の大きな線状の櫛型を示すこととなる。
これに対し、従来例（図12参照）の押圧ヘッド100 では、接触部位Ｓが一本のストレート状の、両端に丸味のある帯状を示し、かつ、稜線Ｓ₀は一本のストレートの直線を示している。

図９（Ａ）（Ｂ）から、以下のことが明らかとなる。
即ち、（ｉ）本発明では、図９（Ａ）に示した稜線Ｓ₀の長さ寸法は、Ｌ₁₃＋４×Ｌ₁₅となり、従来例では、Ｌ₂₀₀ である。Ｌ₁₃＝Ｌ₂₀₀ とすれば、本発明の稜線の長さ寸法は、十分に、従来例よりも長くなるので、本発明の除塵効率は、従来例よりも、十分に高い。
（ii）従来例では、粉塵等の異物Ｒが、一旦、図９（Ｂ）に示すように集められたとしても、その両端から矢印300 ，300 のように、異物Ｒが離脱していって、再び、被クリーニング体（ロール）等へ付着する虞れがある。
(iii) それに対し、本発明では、図９（Ａ）に示すように、複数のポケット谷部16に異物Ｒが捕集される。従って、図９（Ｂ）の矢印300 方向への異物Ｒの離脱を防止できる。

次に、図10と図11に於て、本発明の除塵作用が、従来例（図９（Ｂ）参照）よりも、一層優れている点を説明する。
図10は、矢印Ｊ方向に回転するロール11の被清掃面１Ａを上方から見下した平面簡略作用説明図である。しかも、（押圧ヘッド10の）弾性膜20は、矢印Ｑ方向に（低速で）送りが与えられる場合に於て、この（押圧ヘッド10の）弾性膜20を仮に静止して示した図である。従って、太線400 にて示した異物Ｒの付着した点の移動軌跡は、ロール11の回転毎に、順次、401 ，402 ，403 と平行移動するように、描くことができる。

既に述べたように、本発明に係る押圧ヘッド10の弾性膜20の膨出状態の形状は、図５、及び、図６に示す如く、主峰凸部13及び複数本の副峰凸部15を有する立体的に複雑な連峰山脈凸形状を呈しているために、図10に於て、異物Ｒの付着点が、ロール11の回転に伴って、次々と相違する軌跡400 ，401 ，402 ，403 を描くように、移動してゆく。

図10と図11とを対比して判るように、軌跡400 では、ポケット谷部16の奥部に於て、異物ＲはベクトルＦ₂₀で示す斜め左方向の力を受ける。軌跡401 では、ポケット谷部16の奥部ではあるが、ベクトルＦ₂₀で示した右方向の力を受ける。
それでも異物Ｒが除去されなければ、軌跡402 のように、副峰凸部15の先端によって、ベクトルＦ₂₀のように、軌跡402 に略直交方向の力を、右方向に向かって、受ける。
さらに、強固に付着した異物Ｒであれば、軌跡403 に示すように、副峰凸部15の長い側縁に沿いつつ、逆方向（左方向）のベクトルＦ₂₀を受ける。このベクトルＦ₂₀は軌跡403 と略直交方向、かつ左方向に向かうベクトルである。

このように、ロール11の被清掃面１Ａに付着した異物Ｒは、主峰凸部13と副峰凸部15とポケット谷部16を備える膨出状態の弾性膜20によって、図11に示したベクトルＦ₂₀の如く、次々と相違した方向の力を受けて、強固に付着した異物Ｒであっても、確実に除去できる。いわば“バウシンガー作用”によって、異物Ｒは相違する方向の力を受けることで、容易かつ迅速に、分離・除去されてゆく。
しかも、図11の軌跡400 ，401 ，402 ，403 毎に、異物Ｒに対して、ベクトルＦ₂₀の作用している距離（時間）が相違している点によって、異物Ｒの種類や付着力の大小にかかわらず、異物Ｒを完全除去できることとなる。

なお、本発明は、設計変更可能であって、押圧ヘッド10に間欠的に送りを与えることも好ましい。

本発明は、以上詳述したように、被クリーニング体１の被清掃面１Ａに対して清掃クロス２を押圧する膨縮自在な弾性膜20と、圧縮エアーの注入Ａ₀ によって窓部45から上記弾性膜20を膨出弾性変形させるように取着した押圧ヘッド本体46を、備えた押圧ヘッドに於て、上記窓部45は、ストレート状基幹部47と、該基幹部47から直交一方向に突出状に形成された複数の枝部48と、から成る流線形の内周端縁部49を備える櫛型であるので、膨出した弾性膜20には、ポケット谷部16が形成されて、粉塵等の異物Ｒを確実に捕集でき、除塵効率が著しく改善できた。

また、本発明は、上記弾性膜20が上記膨出弾性変形した膨出状態で、上記ストレート状基幹部47に対応した主峰凸部13と、上記枝部48に対応した副峰凸部15と、から成り、隣り合う副峰凸部15と副峰凸部15の間に、ポケット谷部16が形成されているので、図９（Ｂ）（従来例）に示した矢印300 方向の異物Ｒの離脱をポケット谷部16によって、防止できる。しかも、図11と図10に於て述べたように、付着した異物Ｒは、次々と、相違する方向及び大きさのベクトルＦ₂₀を受けることにより、迅速かつ確実に、しかも、強固に付着していても容易に、除去可能である。しかも、異物Ｒに対して、力を作用させる時間の長さ、力の大小変化、力の方向が刻々変化しつつ複数回に渡って作用するため、ロール11等の除塵に特に好適である。

１被クリーニング体
１Ａ被清掃面
２清掃クロス
10 押圧ヘッド
11 ロール
13 主峰凸部
15 副峰凸部
16 ポケット谷部
20 弾性膜
45 窓部
46 押圧ヘッド本体
47 （ストレート状）基幹部
48 枝部
49 内周端縁部
Ａ₀ 圧縮エアーの注入

Claims

ロール（11）から成る被クリーニング体（１）の被清掃面（１Ａ）に対して清掃クロス（２）を押圧する膨縮自在な弾性膜（20）と、圧縮エアーの注入（Ａ₀ ）によって窓部（45）から上記弾性膜（20）を膨出弾性変形させるように取着した押圧ヘッド本体（46）を、備え、上記ロール（11）の軸心方向に送りが与えられる押圧ヘッドに於て、
上記窓部（45）は、ストレート状基幹部（47）と、該基幹部（47）から直交一方向に突出状に形成された複数の枝部（48）と、から成る流線形の内周端縁部（49）を備える櫛型であって、
上記弾性膜（20）が上記膨出弾性変形した膨出状態で、上記ストレート状基幹部（47）に対応した主峰凸部（13）と、上記枝部（48）に対応した副峰凸部（15）と、から成り、隣り合う副峰凸部（15）と副峰凸部（15）の間に、ポケット谷部（16）が形成された丸味のある流線形の櫛型山状であることを特徴とする押圧ヘッド。