JP7430541B2

JP7430541B2 - 巻芯回転装置

Info

Publication number: JP7430541B2
Application number: JP2020025580A
Authority: JP
Inventors: 将花房
Original assignee: Hirano Tecseed Co Ltd
Current assignee: Hirano Tecseed Co Ltd
Priority date: 2020-02-18
Filing date: 2020-02-18
Publication date: 2024-02-13
Anticipated expiration: 2040-02-18
Also published as: JP2021130528A

Description

本発明は、ウエブを巻芯から巻き出す巻芯回転装置、又は、ウエブを巻芯に巻き付ける巻芯回転装置に関するものである。

従来、ウエブを加工するために巻芯に巻き付けられたウエブを巻き出す巻出し装置、又は、加工が終了したウエブを巻芯に巻き取る巻取り装置がある。これら装置には、左右一対の腕部の先端にチャックがそれぞれ設けられ、この左右一対のチャックで巻芯を回転自在に挟持する。この固定のときに巻芯をチャックの位置まで自動的に運搬する台車が提案されている。

特開２００１－１６３４８７号公報特許第４５２８２５０号公報

上記のように自動的に台車によって、巻芯を左右一対のチャックの位置まで運搬して取り付ける作業は、複雑で、かつ、正確性が必要で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、巻芯を左右一対のチャックに取り付ける作業が簡単に行える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と、それぞれの前記チャック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、左右一対の前記腕部を、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、左右一対の前記腕部にそれぞれ設けられた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、前記取り付け位置において、前記巻芯の左右両端部を載置するための左右一対の台座と、前記台座に載置された前記巻芯に、前記チャックが挿入されたときに径外方向に拡大して、前記巻芯の内周面に当接し、前記チャックを前記巻芯に固定する膨出部と、を有し、前記台座に前記巻芯が載置されたときは、前記巻芯の中心が前記チャックの中心より下方に位置し、前記膨出部で前記チャックを前記巻芯に固定したときは、前記巻芯の中心と前記チャックの中心が一致し、前記巻芯と前記台座との間に隙間が生じ、前記巻芯と前記台座とが接触しない、を有する巻芯回転装置である。

本発明によれば、巻芯の取り付け位置において左右一対のチャックの下方にある左右一対の台座に巻芯を載置すれば、チャックに巻芯を装着できる。

本発明の一実施形態を示す巻出し装置の側面図である。巻出し装置の一部欠裁平面図である。巻芯と台座の縦断面図である。台座に巻芯を載置し、チャックを差し込んだ状態の縦断面図である。チャックの膨出部を動作させ、台座から巻芯が浮上した状態の縦断面図である。左右一対のチャックの一部欠裁斜視図である。巻出し装置のブロック図である。巻出し装置の第６工程の説明図である。巻出し装置の第７工程の説明図である。巻出し装置の第８工程の説明図である。巻出し装置の第９工程の説明図である。巻出し装置の第１０工程の説明図である。巻出し装置の第１１工程の説明図である。

以下、本発明の一実施形態の巻芯支持装置について説明する。本実施形態では、巻芯回転装置としてウエブＷを筒状の巻芯から巻き出す巻出し装置１について、図１～図１３を参照して説明する。ウエブＷとしては、例えば布帛、フィルム、紙、金属箔などである。

（１）巻出し装置１
巻出し装置１の全体の構造について図１と図２を参照して説明する。水平な床に設置された基台２２には、左右一対の脚部２０，２０と立設され、その横にフレーム３が立設されている。

左右一対の脚部２０，２０の上部には、左右一対の軸受け２４が設けられ、左右一対の軸受け２４には、水平に配された回転軸２が設けられている。この回転軸２の一端であって、脚部２０の上部には、サーボモータよりなる主回転装置２６が設けられている。また、この腕部４から１８０°離れた位置においても、回転軸２から左右一対の腕部６，６が突出している。腕部４，６の先端には、巻芯Ｍ１、Ｍ２を取り付けるためのチャック３２が設けられているが、この構造については後から説明する。

２組の腕部４，６の間であって９０°離れた位置には、それぞれ左右一対の補助腕部８，８が突出し、左右一対の補助腕部８，８から１８０°離れた位置に左右一対の補助腕部１０，１０が突出している。左右一対の補助腕部８，８の間と左右一対の補助腕部１０，１０との間には、ウエブＷを案内するための補助ロール１２が水平方向にそれぞれ配されている。

フレーム３の上部には、切断腕部２８が設けられている。この切断腕部２８は、長方形状であって、その下端部には支点３０が設けられ、この支点３０を中心に、エアーシリンダよりなる切断駆動部４８によって切断腕部２８の先端が上下動する。切断腕部２８の先端には、切断時においてウエブＷを押圧する押圧ロール１６が設けられ、さらにその押圧ロール１６から支点３０側にはウエブＷを切断するカッタ１８が設けられ、このカッタ１８からさらに支点３０側には切断時にウエブＷを案内するタッチロール１４が設けられている。カッタ１８は、切断腕部２８に設けられたモータよりなるカッタ装置５２によって作動する。

フレーム３には、巻芯Ｍ１から巻き出されたウエブＷを外部に案内する案内ロール５４が複数設けられている。

（２）腕部４，６のチャック３２
次に、左右一対の腕部４，４と左右一対の腕部６，６の先端に設けられている左右一対のチャック３２，３２について説明する。

図２と図６に示すように、それぞれの腕部４の先端内側にはチャック３２が設けられ、腕部４の先端外側には、チャック駆動部３４が設けられ、チャック駆動部３４の回転軸に、筒状の巻芯Ｍ１に挿入されるチャック３２が設けられている。チャック駆動部３４はエアーシリンダとモータを有し、エアーシリンダによってチャック３２を軸方向に移動させ、モータによってチャック３２を所定の回転速度で回転させる。なお、本実施形態においては、チャック３２を回転させるモータと、チャック３２を軸方向に移動させるエアーシリンダとは一体にして記載しているが、それぞれ別体の構造であってもよい。

図２と図６に示すように、腕部４の内側から連結部３７が突出している。この連結部３７の内端部には板状の台腕部３８が固定され、腕部４の先端に向かって延びている。その台腕部３８の先端は、チャック３２の周囲に位置し、そのチャック３２の位置には台座４０が設けられている。台座４０は、巻芯Ｍ１を左右一対の腕部４，４に取り付ける取り付け位置において、チャック３２の下方に位置する。図３に示すように、台座４０の上面は三角形状に切り欠かれ、載置部４２が形成されている。この三角形状の載置部４２の最も深い位置が、チャック３２の中心Ｏの真下、すなわち図３の垂線ｇの位置が同じである。また、この台座４０の幅方向の位置は、巻芯Ｍ１にウエブＷを巻回した場合に、巻回されたウエブＷから突出した巻芯Ｍ１が載置される位置に設けられている。

次に、チャック３２の先端の構造について説明する。図４と図５に示すように、チャック駆動部３４の近傍にはエアーシリンダよりなる膨出駆動部３６が設けられている。この膨出駆動部３６から突出したシャフト６０は、チャック３２内部を移動自在に貫通し、その先端がチャック３２の先端のやや内側まで延びている。このシャフト６０の先端には円錐台形の楔部５６が設けられている。円錐台形の楔部５６の外周には複数枚の押圧片５８が等角度上に配置されている。この押圧片５８の内辺は、楔部５６の斜面と当接するように傾斜して形成され、押圧片５８の外辺はチャック３２の軸方向と平行に形成されている。図４に示すように、膨出駆動部３６が待機状態においてはシャフト６０の先端にある楔部５６は、最もチャック駆動部３４側に位置している。これにより、押圧片５８の斜面と楔部５６の傾斜面とが当接していても、押圧片５８はチャック３２の外周面とほぼ同じ位置にある。そして、図５に示すように、膨出駆動部３６が作動しシャフト６０が延びると、楔部５６がチャック３２の先端側に移動しそれと共に押圧片５８が、斜面の当接によりチャック３２の外周面より外方に突出する。これにより、巻芯Ｍ１の外周面に複数枚の押圧片５８が突出し、チャック３２と巻芯Ｍ１が固定される。この押圧片５８は３６０°同じ寸法で突出するため、チャック３２の中心Ｏと、巻芯Ｍ１Ｏ’とが一致する。なお、この膨出駆動部３６、楔部５６、複数の押圧片５８が膨出部を構成している。

図４と図５に示すように、左右一対の台座４０の載置部４２の外側には、巻芯Ｍ１が左右方向にずれるのを防止するための防止部４４，４４がそれぞれ突出している。巻芯Ｍ１を左右一対の防止部４４，４４の間に載置すれば所定の位置に載置されたこととなる。左右の防止部４４には、光電センサよりなるセンサ４６がそれぞれ設けられ、それぞれの台座４０に巻芯Ｍ１が載置されたことを検出する。

左右一対の腕部６，６についても同様に、左右一対のチャック３２，３２と台腕部３８，３８がそれぞれ設けられている。

（３）巻出し装置１の電気的構成
次に、巻出し装置１の電気的構成について図７のブロック図を参照して説明する。巻出し装置１は、コンピュータよりなる制御部５０を有する。この制御部５０には、主回転装置２６、チャック駆動部３４、切断駆動部４８、カッタ装置５２、左右一対の台座４０にそれぞれ設けられた４つのセンサ４６が接続されている。

なお、制御部５０は、左右一対のセンサ４６が巻芯Ｍ１を検出すると、左右一対の台座４０に巻芯Ｍ１が載置されたものとして、巻芯Ｍ１を運んできた台車などの装置にその情報を出力する。巻芯Ｍ１を運んできた台車は、その情報が入力すると、搬送作業が終了したとして元の位置に復帰する。

（４）台座４０に巻芯Ｍ１を載置したときの状態
左右一対の台座４０，４０の上に巻芯Ｍ１を載置したときの状態について説明する。

図３に示すように、左右一対の台座４０，４０の載置部４２に、巻芯Ｍ１の両端部をそれぞれ載置すると、載置部４２の形状が三角形状であるため、巻芯Ｍ１がその三角形の角部に滑り落ちるように載置される。このとき、図４に示すように、円柱形のチャック３２の中心Ｏと、巻芯Ｍ１の中心Ｏ’とは高さ方向においてずれており、巻芯Ｍ１の中心Ｏ’の方が、チャック３２の中心よりも下方に位置している。

図５に示すように、チャック３２がチャック駆動部３４によって軸方向に移動し、チャック３２の先端が巻芯Ｍ１の内部に挿入され、巻芯Ｍ１が挟持される。次に、エアーシリンダよりなる膨出駆動部３６が作動し、チャック３２の先端内部にある楔部５６を移動させる。すると、楔部５６の外周に位置する複数枚の押圧片５８がチャック３２の外周方向に広がり、巻芯Ｍ１の内周面に当接される。このようになると、巻芯Ｍ１が押圧片５８によって上方に移動し、図５に示すように、中心Ｏと中心Ｏ’とが一致する。そして巻芯Ｍ１がチャック３２に固定される。一方、図５に示すように、巻芯Ｍ１が上方に移動するため、載置部４２と巻芯Ｍ１の外周面との間に隙間Ｓが生じる。この隙間Ｓが重要であり、チャック駆動部３４によってチャック３２と巻芯Ｍ１を回転させた場合に、巻芯Ｍ１の外周面が載置部４２に接触せずスムーズに回転できる。この状態は、台座４０が巻芯Ｍ１の下方に位置しているとき及び上方に位置しているときでも、チャック３２に巻芯Ｍ１が固定されているため実現される。

（５）巻出し装置１の作動状態
巻出し装置１の作動状態について図３～図１２を参照して説明する。

第１工程において、制御部５０は、主回転装置２６によって左右一対の腕部４，４を、巻芯Ｍ１の取り付け位置に回転させる。

第２工程において、台車又は作業員が、ウエブＷを満巻に巻き付けた巻芯Ｍ１の両端部を左右一対の台座４０，４０に載置する。このとき、図３と図４に示すように、載置部４２が設けられているため、図３に示すように、チャック３２の中心Ｏ’が、巻芯Ｍ１の中心Ｏよりも若干上方（約１ｍｍ）に配される。さらに、左右一対の台座４０の載置部４２の外側には防止部４４，４４があるため、巻芯Ｍ１が左右方向にずれない。

第３工程において、左右一対のセンサ４６，４６が巻芯Ｍ１の載置を検出すると、制御部５０は、左右一対のチャック３２をチャック駆動部３４によって巻芯Ｍ１に挿入する。また、制御部５０は巻芯Ｍ１がチャック３２に挿入されると、膨出駆動部３６が作動させて、チャック３２の先端内部にある楔部５６を移動させ、複数枚の押圧片５８をチャック３２の外周方向に拡大させ、巻芯Ｍ１の内周面に当接させる。これにより、巻芯Ｍ１が押圧片５８によって上方に移動し、図５に示すように、中心Ｏと中心Ｏ’とが一致する。そして、図６に示すように、巻芯Ｍ１がチャック３２に挟持される。なお、巻芯Ｍ１が上方に移動するため、載置部４２と巻芯Ｍ１の外周面との間に隙間Ｓが生じ、チャック３２で巻芯Ｍ１を回転させた場合に、巻芯Ｍ１の外周面が載置部４２に接触せずスムーズに回転できる。

第４工程において、左右一対の腕部４，４を時計回りの方向に回転させ、ウエブＷの巻き出し位置（芯回転位置）に移動させる。巻き出し位置は、左右一対の腕部４，４が水平になった位置であり、フレーム３の案内ロール５４の近くに位置している。

第５工程において、巻芯Ｍ１から巻出しを開始する。

第６工程において、巻芯Ｍ１から巻出しが継続しているときに、左右一対の腕部６，６にある左右一対の台座４０，４０に、満巻の巻芯Ｍ２を載置する。この巻芯Ｍ２を載置する手順は、上記で説明した巻芯Ｍ１と同じ手順である。

第７工程（図８参照）では、巻芯Ｍ１に巻かれているウエブＷが残り少なくなってくると、回転軸２を時計回りの方向に回転させ、巻芯Ｍ１と巻芯Ｍ２の位置を１８０°反対の位置に回転させる。

第８工程（図９、図１０参照）では、巻芯Ｍ１と巻芯Ｍ２を時計回りの方向に回転させると、巻芯Ｍ１から供給されているウエブＷは補助ロール１２を介して引き続き供給される。

第９工程（図１１参照）では、巻芯Ｍ１から供給されているウエブＷに、タッチロール１４と押圧ロール１６とカッタ１８を有する切断腕部２８を切断駆動部４８によって近づける。

第１０工程（図１２参照）では、タッチロール１４と押圧ロール１６によって古いウエブＷを巻芯Ｍ２の新しいウエブＷに押圧しつつ、不図示の両面接着テープによって接続し、カッタ１８で古いウエブＷを切断する。

第１１工程（図１３参照）では、古いウエブＷを切断した後、巻芯Ｍ２から新しいウエブＷを巻き出す。

（６）効果
上記実施形態によれば、左右一対の台座４０，４０に巻芯Ｍ１を載置するだけで、チャック３２の中心Ｏと巻芯Ｍ１の中心Ｏ’が一致するように簡単に固定できる。

また、台座４０に巻芯Ｍ１を載置したときに、左右一対の防止部４４，４４があるため、巻芯Ｍ１が軸方向に横ずれを起こさない。

また、巻芯Ｍ１を台座４０に載置したときに、三角形状の載置部４２によって巻芯Ｍ１の中心Ｏ’とチャック３２の中心Ｏとが一致する。

また、チャック３２から複数の押圧片５８が、膨出駆動部３６によって径外方向に拡大し、巻芯Ｍ１を内周側から押圧して固定するため、巻芯Ｍ１がチャック３２から外れない。

また、巻芯Ｍ１がチャック３２に固定されるときに、巻芯Ｍ１が上方に移動するため、載置部４２と巻芯Ｍ１の外周面との間に隙間Ｓが生じる。そのため、チャック３２で巻芯Ｍ１を回転させた場合に、巻芯Ｍ１の外周面が載置部４２に接触せずスムーズに回転できる。

変更例

上記実施形態の変更例について説明する。

（１）変更例１
上記実施形態では、巻芯回転装置として、巻出し装置１で説明したが、これに代えて巻芯Ｍ１にウエブＷを巻き取る巻取り装置に適用してもよい。この場合には、空の巻芯Ｍ１を左右一対の台座４０，４０に載置し、満巻になった巻芯Ｍ１を左右一対の台座４０，４０から取り外す。

（２）変更例２
チャック３２の膨出部としては、コンプレッサから空気を吸入して膨らむゴム製の膨出部材をチャック３２の先端の外周に設けた構造であってもよい。

（３）その他
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・・・巻出し装置、２・・・回転軸、４・・・腕部、６・・・腕部、８・・・補助腕部、１０・・・補助腕部、１８・・・カッタ、３２・・・チャック、３６・・・膨出駆動部、３８・・・台腕部、４０・・・台座、４２・・・載置部、４６・・・センサ

Claims

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と、
それぞれの前記チャック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、
左右一対の前記腕部を、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、
左右一対の前記腕部にそれぞれ設けられた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、前記取り付け位置において、前記巻芯の左右両端部を載置するための左右一対の台座と、
前記台座に載置された前記巻芯に、前記チャックが挿入されたときに径外方向に拡大して、前記巻芯の内周面に当接し、前記チャックを前記巻芯に固定する膨出部と、
を有し、
前記台座に前記巻芯が載置されたときは、前記巻芯の中心が前記チャックの中心より下方に位置し、
前記膨出部で前記チャックを前記巻芯に固定したときは、前記巻芯の中心と前記チャックの中心が一致し、前記巻芯と前記台座との間に隙間が生じ、前記巻芯と前記台座とが接触しない、
巻芯回転装置。
左右一対の前記台座の上面は前記巻芯を載置するために、側面から見て三角形に切り欠かれて載置部が形成され、前記チャックの中心から降ろした垂線が、三角形の前記載置部の最深部を通り、
三角形に凹んだ前記載置部の外側に防止部材がそれぞれ設けられ、
前記膨出部で前記チャックを前記巻芯に固定して前記巻芯と前記台座との間に隙間が生じても、前記防止部材が前記巻芯の横ずれを防止する、
請求項１に記載の巻芯回転装置。
前記膨出部は、コンプレッサから空気を吸入して膨らむゴム製の膨出部材をチャックの先端の外周に設けたものである、
請求項１に記載の巻芯回転装置。
前記巻芯が前記台座に載置されたことを検出するセンサを有する、
請求項１に記載の巻芯回転装置。
制御部を有し、前記制御部は、
前記センサが前記巻芯を検出すると、
前記チャック駆動手段によって前記チャックを前記巻芯に挿入し、
前記膨出部を径外方向に拡大させて、前記チャックに前記巻芯を固定する、
請求項４に記載の巻芯回転装置。
前記巻芯回転装置は、
前記芯回転位置において前記チャック駆動手段によって左右一対の前記チャックを回転させ、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１に記載の巻芯回転装置。
前記巻芯回転装置は、
前記芯回転位置において前記チャック駆動手段によって左右一対の前記チャックを回転させ、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１に記載の巻芯回転装置。