JP7193819B1

JP7193819B1 - 押圧ローラ

Info

Publication number: JP7193819B1
Application number: JP2022009894A
Authority: JP
Inventors: 康男清水; 賢二清水; 宏晃清水
Original assignee: 若水技研株式会社
Priority date: 2022-01-26
Filing date: 2022-01-26
Publication date: 2022-12-21
Anticipated expiration: 2042-01-26
Also published as: JP2023108704A

Abstract

【課題】多種多様な薄膜銘柄に対応できる汎用性を保持しつつ、押圧対象とされる薄膜への皺の発生を押さえる押圧ローラを提供する。【解決手段】本開示による押圧ローラは、薄膜が巻き取られて成る巻取製品又は薄膜を送り出す搬送ガイドローラに薄膜を押圧する押圧ローラであって、回転軸と、円筒状の芯と、円筒状の弾性体層と、を備えている。円筒状の芯は、回転軸に同軸に固定されている。円筒状の弾性体層は、円筒状の芯の外周面を覆うように芯に固着されている。そして、弾性体層は、軸方向に沿って外周面の凹凸が反復するように、かつ軸方向に交差する方向に延びるように、外周面に設けられた溝を有している。また、溝は、軸方向の中央部から両端部へ至るほど深く、かつ、溝底から溝開口端へ向かうのに伴い、両端部のうち中央部を跨がない方の端部に近づくように傾斜している。【選択図】図７

Description

本発明は、薄膜が巻き取られて成る巻取製品又は薄膜を送り出す搬送ガイドローラに薄膜を押圧する押圧ローラに関する。

図１は、従来技術による押圧ローラの使用形態を例示する概略図である。図示例のように、押圧ローラ１は、プラスチックフィルム等の薄膜６０を巻き取る巻取ローラ５１に巻き取られている巻取製品６１、及び薄膜６０を搬送する搬送ガイドローラ５３等に、薄膜６０を押圧する目的で使用される。生産した製品である薄膜６０が巻取ローラ５１に巻取られる時に、ロール状に巻き取られる巻取製品６１への空気の捲き込みを抑制するために、製品である薄膜６０の巻き上がり境界近傍に圧力が印加される。また、生産機内で薄膜６０を搬送する際に、駆動ロールである搬送ガイドローラ５３に対して薄膜６０が滑れば駆動系が不成立となるため、その抑制を目的として、搬送ガイドローラ５３に対して薄膜６０を押し付けるために圧力が印加される。図示例では、押圧ローラ１の押圧力は、アクチュエータ９によって生成される。

図２は、押圧ローラ１の概略構成を例示する概略図である。また、図３は、押圧ローラ１の概略構成を例示する断面図である。これらの図に例示するように、押圧ローラ１は、円筒状の芯１１の外周面を円筒状のゴムなどの弾性体層３が覆う構造を成すのが、一般的である。芯１１は回転軸５に支持されており、回転軸５は軸受け７に、回転自在に支持されている。軸受け７にはアクチュエータ９が連結している。アクチュエータ９の押圧力が、軸受け７から回転軸５及び芯１１を通じて弾性体層３に伝えられる。それにより、弾性体層３が、押圧の対象とする薄膜６０を挟んで、巻取製品６１あるいは搬送ガイドローラ５３に押し当てられる（図１参照）。図示例では、アクチュエータ９は、シリンダ内に送られる流体によりピストンを押し出すように構成されている。

近年、電池のセパレータに用いられるプラスチックフィルムや電極用の金属箔など、多種多様なフィルムにおいて20ミクロンを下回るような薄膜の需要が拡大している。ミクロンオーダーの厚さの薄膜６０を巻き取ったり、搬送したりするには、押圧ローラ１にも搬送ガイドローラ５３と同等ないしそれ以上の精度が求められる。

図４に誇張して例示するように、巻取製品６１或いは搬送ガイドローラ５３（これら双方を含めて符号５０を付している）上の薄膜６０を、押圧ローラ１により単純に押さえたのみでは、押圧力がアクチュエータ９近傍の両端部では強く、反力を受ける中央部では弱い、という軸方向の不均一が現れる。この不均一を緩和する方法として、押圧力を大きくすることが想定されるが、印加する押圧力は薄膜６０に永久歪みを与えない程度に設定する必要があり、過大に設定することはできない。このため、図５に例示するように、押圧ローラ１の中央部は薄膜６０から浮き上がることとなり、薄膜６０が外力を受けた両端に引張られ、皺（しわ）の原因となる。図５は、押圧ローラ１を押圧面から見た概略図であり、薄膜６０に接している弾性体層３の表面領域を、白抜きで表している。

この問題に対処するために、図６の断面図に概略構成を例示するように、円筒状の芯１１の中央部のみを回転軸６により支持する構造を有する押圧ローラ２が提案されている。特許文献１に記載される加圧ローラも、同一の思想に基づくものである。しかし、押圧ローラ２は、押圧対象とされる多種多様な銘柄の薄膜６０毎に、精密に作り込むことを要し、汎用性に欠け、コスト高となる、という問題点があった。

特開2017-173393号公報

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、多種多様な薄膜銘柄に対応できる汎用性を保持しつつ、押圧対象とされる薄膜への皺の発生を抑える押圧ローラを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のうち第１の態様によるものは、薄膜が巻き取られて成る巻取製品又は薄膜を送り出す搬送ガイドローラに薄膜を押圧する押圧ローラであって、回転軸と、円筒状の芯と、円筒状の弾性体層と、を備えている。円筒状の芯は、前記回転軸に同軸に固定されている。円筒状の弾性体層は、前記円筒状の芯の外周面を覆うように前記芯に固着されている。そして、前記弾性体層は、軸方向に沿って外周面の凹凸が反復するように、かつ前記軸方向に交差する方向に延びるように、外周面に設けられた溝を有している。また、前記溝は、前記軸方向の中央部から両端部へ至るほど深く、かつ、溝底から溝開口端へ向かうのに伴い、前記両端部のうち前記中央部を跨がない方の端部に近づくように傾斜している。

この構成によれば、弾性体層が押圧対象となる薄膜を押圧するときに、弾性体層のうち溝に挟まれた部分、すなわち溝の底から突起した個々の壁状の部分が、その根元に発生する曲げモーメントにより、傾斜方向に変形するため、薄膜が柔軟に押さえられる。加えて、溝の深さは、軸方向の中央部から両端部へ至るほど大きいので、中央部から両端部に至るほど、柔軟性が増す。このため、従来問題となっていた、押圧力が両端部では強く、中央部では弱い、という軸方向の不均一が解消ないし改善され、押圧対象となる薄膜に皺が発生し難くなる。押圧対象となる薄膜は、溝の底から突起した個々の壁状の部分が、その根元に発生する曲げモーメントにより、傾斜方向に変形することにより柔軟に押さえられるので、本構成による押圧ローラは、薄膜の銘柄毎に精密に作り込むことを要さず、汎用性の高いものとなる。

本発明のうち第２の態様によるものは、第１の態様による押圧ローラであって、前記溝は、前記中央部から前記両端部へ螺旋状に延びる螺旋溝を有している。
この構成によれば、押圧対象となる薄膜の端が、原反の端を基準とする安定した位置へ移動する間、あるいは薄膜の反りの影響により、溝内へ落ち込むことが抑制される。それにより、溝内に薄膜の端が落ちることにより折れ込みが発生するという不具合が抑制される。

以上のように本発明によれば、多種多様な薄膜銘柄に対応できる汎用性を保持しつつ、押圧対象とされる薄膜への皺の発生を抑える押圧ローラが実現する。

従来技術による押圧ローラの使用形態を例示する概略図である。従来技術による押圧ローラの概略構成を例示する概略図である。図２の押圧ローラの概略構成を例示する断面図である。図２の押圧ローラの問題点を例示する概略図である。図２の押圧ローラの問題点を例示する概略図である。別の従来技術による押圧ローラの概略構成を例示する断面図である。本発明の一実施の形態による押圧ローラの概略構成を例示する断面図である。図７の押圧ローラの弾性体層の拡大断面図である。図７の押圧ローラを押圧面から見た概略図である。図７の押圧ローラの溝の配置を例示する図面代用写真である。

図７は、本発明の一実施の形態による押圧ローラの概略構成を例示する断面図である。この押圧ローラ１０１は、回転軸５、円筒状の芯１１、及び円筒状の弾性体層２１を有している。芯１１は、回転軸５に同軸に固定されている。弾性体層２１は、円筒状の芯１１の外周面を覆うように芯１１に固着されている。ここで「固着」とは、互いにずれないようにその位置を保つことができれば足り、弾性体層２１の弾性復元力により密着していてもよく、接着剤により固着されていてもよい。弾性体層２１は、例えば合成ゴム製である。回転軸５及び芯１１は、例えば金属製である。

図８は、押圧ローラ１０１の弾性体層２１の拡大断面図である。弾性体層２１は、その軸方向に沿って外周面の凹凸が反復するように、外周面に設けられた溝２３を有している。溝２３は、弾性体層２１の軸方向に交差する方向に延びるように、弾性体層２１の外周面に設けられている。軸方向に交差する方向は、軸方向に直交する方向でもよく、斜めに交差する方向でも良い。一例として、後述する図１０に明示するように、溝２３は螺旋状の溝として形成されている。溝２３は、軸方向の中央部から両端部へ至るほど深く、かつ、溝２３の底から開口端（すなわち図において溝２３の上面）へ向かうのに伴い、両端部のうち中央部を跨がない方の端部に近づくように傾斜している。図示例では、特に、溝２３は所定の間隔をもって軸方向に沿って外周面に凹凸が反復するように配置されている。また、溝２３は、軸方向の中央において軸方向に直交する面を仮想的な対称面として、両端部へ至るほど深く、かつ、溝底から表面へ向かうのに伴い、両端部のうち近い方の端部に近づくように傾斜している。

押圧ローラ１０１は、上記の通り構成されているので、弾性体層２１が薄膜６０を押圧するときに、弾性体層２１のうち溝２３に挟まれた部分、すなわち溝２３の底から突起した個々の壁状の部分が、その根元（すなわち基端）に発生する曲げモーメントにより、傾斜方向に変形するため、押圧対象となる薄膜６０（図１参照）が柔軟に押さえられる。加えて、溝２３の深さは、軸方向の中央部から両端部へ至るほど大きいので、中央部から両端部に至るほど、柔軟性が増す。このため、従来問題となっていた、押圧力が両端部では強く、中央部では弱い、という軸方向の不均一が、図９に例示するように解消ないし改善され、押圧対象となる薄膜６０に皺が発生し難くなる。図９は、押圧ローラ１０１を押圧面から見た概略図であり、薄膜６０に接している弾性体層２１の表面領域を、白抜きで表している。

押圧対象となる薄膜６０は、溝２３の底から突起した個々の壁状の部分が、その根元に発生する曲げモーメントにより傾斜方向に変形することにより、柔軟に押さえられるので、図４に例示した既存の押圧ローラ２とな異なり、押圧ローラ１０１は、薄膜６０の銘柄毎に精密に作り込むことを要さず、汎用性の高いものとなる。

図１０は、押圧ローラ１０１の溝２３の配置を例示する図面代用写真であり、弾性体層２１の外周面の一部を拡大して示している。図示例では、溝２３は、弾性体層２１の軸方向中央部から両端部へ螺旋状に延びる螺旋溝として形成されている。螺旋状の溝２３は、軸方向中央において軸方向に直交する面を仮想的な対称面２５として、近いほうのローラ端部へ螺旋状に延びている。螺旋状の溝２３は、複数条の螺旋溝で形成され、薄膜６０（図１参照）を装置内に通す際、ローラ上の薄膜６０の端が、原反の端を基準とする安定した位置へ移動する間や、薄膜６０の反りの影響による溝２３内への落ち込みを抑制することができる。薄膜搬送の性質上、薄膜６０はローラ軸方向に垂直に走行するため、溝２３が押圧ローラ１０１の軸方向に直交する方向に延びるように環状に設置されていれば、溝２３内に薄膜６０の端が落ちて折れ込みが発生し得る。これに対し、軸方向に捩れを有す螺旋状に溝２３を配置することにより、折れ等の不良をより効果的に抑制できる。

なお、押圧ローラ１０１は、図７に例示するように、対象となる薄膜に駆動力を伝達しない従動ローラに限らず、回転軸５に駆動力が付与され、薄膜６０に駆動力を伝える駆動ローラであってもよい。また、押圧対象となる薄膜６０は、プラスチックフィルムに限らず、例えば金属薄膜であってもよい。

１，２押圧ローラ、３弾性体層、５回転軸、７軸受け、９アクチュエータ、１１芯、２１弾性体層、２３溝、２５対称面、５１巻取ローラ、５０，５３搬送ガイドローラ、６０薄膜、５０，６１巻取製品、１０１押圧ローラ。

Claims

薄膜が巻き取られて成る巻取製品又は薄膜を送り出す搬送ガイドローラに薄膜を押圧する押圧ローラであって、
回転軸と、
前記回転軸に同軸に固定された円筒状の芯と、
前記円筒状の芯の外周面を覆うように前記芯に固着された円筒状の弾性体層と、を備え、
前記弾性体層は、軸方向に沿って外周面の凹凸が反復するように、かつ前記軸方向に交差する方向に延びるように、前記外周面に設けられた溝を有しており、
前記溝は、前記軸方向の中央部から両端部へ至るほど深く、かつ、溝底から溝開口端へ向かうのに伴い、前記両端部のうち前記中央部を跨がない方の端部に近づくように傾斜しており、
前記弾性体層は、前記外周面のうち前記溝を除いた部分の径が、前記軸方向の一端から他端まで一定である、押圧ローラ。
前記溝は、前記中央部から前記両端部へ螺旋状に延びる螺旋溝を有する、請求項１に記載の押圧ローラ。