JPH0712870B2 - ダンサ−ロ−ラ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は帯状シート巻取機等における帯状シートの走
行路に設けたダンサーローラ装置に関する。

（従来の技術） 従来のダンサーローラ装置は、たとえば実公昭60−1907
8号公報に開示されているように、ダンサーローラの両
端部を一点を中心に揺動可能な揺動支持体等により自由
回転可能に支持したものであった。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、帯状シートの走行に対応して従動回転するダン
サーローラには以下のような問題が存在する。

すなわち、プラスチックフィルム，紙，金属箔等の帯状
シートや、特に表面にスリ傷が生じやすく、その表面に
生じたスリ傷が製品価値を大きく左右する性質の帯状シ
ート、たとえば表面にアルミ蒸着を施したプラスチック
フィルム，写真用フィルムにあっては、分割巻取、ある
いはシート処理工程においてシート表面にスリ傷等をつ
けないことが必要とされ、そのためには帯状シートの走
行速度とシート走行路に設けたローラの周速とが一致し
ていることを要する。一方、周知のようにダンサーロー
ラは他の定置式の案内ローラと異なり、帯状シートの張
力変動によってたえず変位し、特に偏心した原反ロール
からの帯状シート引き出し走行路等の張力変動が大きい
個所に設けたものにあっては激しく変位を繰返す。した
がって、従来のダンサーローラでは慣性によりシートの
走行速度の急激な変化に追従して回転することができな
いことから帯状シートとの間で摩擦が生じ、これにより
帯状シートにスリ傷が発生して製品不良を招くことがあ
る。そして、上記問題は帯状シートの送り出し速度が高
速化される現在にあって、特に顕著である。

これに対処するためには、ダンサーローラを帯状シート
の走行速度に応じて積極的に回転駆動すればよいのでは
あるが、ダンサーローラが変位すると、例え帯状シート
の送り出し速度が一定であっても変位分だけシート走行
路の長さが変化することから、その長さに追従して変位
中のダンサーローラを定位状態に比して僅かに早く、あ
るいは遅く回転する必要がある。したがって、単に帯状
シートの送り出し速度に対応する一定の周速でダンサー
ローラを回転駆動したとしても、先述の問題を解消する
ことができない。

（問題点を解決するための手段） そこで本発明は、送り出しローラによって送り出される
帯状シートの走行路にあって、上記帯状シートの張力変
動に応じて変位可能に揺動支持体の一端に支持されたダ
ンサーローラと、上記揺動支持体の揺動支点と同心に設
けた第１伝動車、上記ダンサーローラの回転中心と同心
に設けた第２伝動車を有し、上記両伝動車の変速比を、
上記両伝動車の中心間の長さに上記ダンサーローラの半
径を加算した値を上記ダンサーローラの半径で除算した
値に一致させた伝動機構と、上記揺動支持体が静止して
いるとき、上記ダンサーローラが上記送り出しローラの
周速と同じ周速で回転するように上記第１伝動車を駆動
する駆動機構とを備えることを特徴とする。なお、ここ
での一致とは、完全一致のみならず、帯状シートに製品
価値を下げるスリ傷等をつけない範囲での誤差を許容す
る近似的な一致をも含むものである。

（作用） したがって、本発明によれば、伝動機構が両伝動車の中
心の長さに第２伝動車の半径を加算した値を第２伝動車
の半径で除算した値の変速比を有しているので、変位中
のダンサーローラを、帯状シート上をスリップせずに転
がることができるよう回転駆動することができる。

（実施例） 以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。

まず、第１図及び第２図は本発明の第１実施例を示すも
のである。

ダンサーローラ１は揺動支点0_aを中心に揺動可能な揺動
支持体２の一端に回転可能に支持されており、帯状シー
トＳの張力変動に応じて上下に変位可能である。上記ダ
ンサーローラ１は揺動支持体２に一端を連結したバネ３
により上方に付勢されており、シート張力の変動が無い
場合には、たとえば第２図の位置Ａに定位する。4aはダ
ンサーローラ１の上流側に設けた定置式の案内ローラ、
4bはダンサーローラ１の下流側に設けた定置式の案内ロ
ーラであり、上記案内ローラ4a,4bは帯状シートＳの走
行に対応して従動回転する周知の形式である。帯状シー
トＳはダンサーローラ１の下流側に設けられ、モータＭ
により回転駆動する送り出しローラ５によって原反ロー
ル、あるいは他のシート処理機等から引出され、上記ダ
ンサーローラ１を経て更に下流へと走行する。上記ダン
サーローラ１には、その回転中心0_bと同心の伝動車（ベ
ルト車）６を設けており、また、上記揺動支持体２に
は、その揺動支点0_aと同心に伝動車（ベルト車）７を設
けてある。８は上記揺動支持体側の伝動車７の回転をダ
ンサーローラ側の伝動車６に伝達するためのベルトであ
る。上記伝動車６と７は変位中のダンサーローラの駆動
速度を定位状態からの変位量（揺動支持体２の揺動角の
変化量）に応じて加減して帯状シートの走行速度と一致
させるべく、所定の変速比を有する。前記モータＭは、
伝動機構９を介して上記伝動車７を回転駆動する。上記
伝動機構９は、定位状態におけるダンサーローラ１の周
速と送り出しローラ５の周速とが一致するような変速比
を有する。

したがって、たとえば位置Ａで定位した状態における上
記ダンサーローラ１は、シート送り出し速度と同じ速度
で駆動される。よって、ダンサーローラ１と帯状シート
Ｓ間でスリップ等が生じることはない。

一方、先述したように、ダンサーローラ１は帯状シート
の走行中、上下に変位するものであるから、ダンサーロ
ーラ前後ローラ間の帯状シート長さが変化することによ
り帯状シートに追従して変位するダンサーローラに生じ
る回転角の変化量と、揺動支持体２が揺動したときにダ
ンサーローラ１に生じる回転角の変化量が同じになるよ
う前記伝動車6,7は変位量に応じた所定の変速比を有す
るようにしてある。以下、その詳細を第２図に基づいて
説明する。

第２図において、ｒはダンサーローラ１の半径、Ｌは揺
動支持体２の長さ（揺動支点0_aと回転中心0_bの間の距
離）、r_aは揺動支持体２側に設けた伝動車７の半径、r_b
はダンサーローラ１側に設けた伝動車６の半径を示す。
なお、伝動車７は送り出しローラ５と連動して駆動され
るので、等価的に帯状シートの送り出し速度を零（固定
状態）と仮定する。

ここで、送り出しローラが停止していると仮定して、ダ
ンサーローラ前後の案内ローラ間に上流側より帯状シー
トが長さΔι（Ｂ−Ｂ′分）だけ余分に送り込まれ、当
該ダンサーローラ１が第２図に示すように位置Ａから位
置Ａ′まで下方に変位したとすると、上記ダンサーロー
ラの変位量Δｈは、帯状シートの伸びが無いとすると、
Δι/2にほぼ等しくなる。

そして、上記ダンサーローラ１と帯状シートＳ間にスリ
ップがないと仮定すると、ダンサーローラ１は位置Ａか
ら位置Ａ′に移動する間に、たとえば位置Ａにおけるダ
ンサーローラ外周上の点ａが点ａ′の位置に来るように
回転角度φ分だけ転動する。

そして、上記ダンサーローラ１は、その前後の案内ロー
ラ間の帯状シート長さの変化に伴い回転しながら移動す
るので、前記回転角φ（単位；ラジアン）は帯状シート
長さの変化量Διをダンサーローラの半径ｒの２倍の値
（直径）で除した値に等しくなる。そして、上記値はダ
ンサーローラの変位量Δｈをダンサーローラ１の半径で
除した値に近似的に等しい。

すなわち、 となる。

一方、この場合、送り出しローラ５は停止していると仮
定しているので、揺動支持体２の揺動中心0_aの伝動車７
もフレーム等に固定していると考えてよく、また、上記
揺動支持体２はダンサーローラが変位することによって
角度Δθだけ揺動することになる。したがって、上記伝
動車７は相対的に角度Δθだけ回転することになる。そ
して、上記伝動車７の半径をr_a、伝動車６の半径をr_bと
すると、上記伝動車７が角度Δθだけ回転することによ
り伝動車６、つまりダンサーローラ１は伝動車７の半径
r_aと角度Δθの積を伝動車６の半径r_bで除した値に等し
い角度φ_１だけ揺動支持体２に対して相対的に反時計方
向に回転することになる。そして、上記揺動支持体２は
角度Δθだけ時計方向に揺動しているので、ダンサーロ
ーラ１はフレーム等に対しては、上記ダンサーローラ１
と揺動支持体２の相対回転角φ_１から揺動支持体の揺動
角Δθを差し引いた角度φ′分第２図において反時計方
向に回転することになる。

すなわち、 となる。

したがって、帯状シートＳとダンサーローラ１の間にス
リップがない場合、ダンサーローラ１の変位によって生
じるダンサーローラの回転角φと、揺動支持体が揺動す
ることにより伝動機構を介してダンサーローラに生じる
回転の角度φ′が等しくなるように伝動機構（伝動車）
の変速比を決定すればよい。

そして、ダンサーローラの変位量Δｈと揺動支持体の揺
動角度Δθは近似的に比例し、上記変位量Δｈは揺動支
持体の長さＬと揺動角Δθの積にほぼ等しくなる。な
お、変位量Δｈは Δｈ＝２・Ｌ・sin（Δh/2） として表すことができるが、揺動角Δθが小さい場合に
は、 Δｈ≒Ｌ・Δθ としても誤差が小さいので実用上さしつかえない。

ここで、上記φとφ′とが等しいとすると、 となる。上記の式のΔｈを先述したように近似的にＬ・
Δθとして、かつその両辺からΔθを消去すると、その
関係式は、 となり、伝動車７の半径r_aと伝動車６の半径r_bの比、つ
まり両伝動車における変速比r_a／r_bは、 として近似的に求めることが可能になる。

そして、上記式に基づいて伝動車6,7の変速比を調節し
ておけば、上下に変位中のダンサーローラ１の駆動速度
を変位量に応じて加減して帯状シートの走行速度に対応
させることが可能になる。

なお、この実施例における案内ローラ4a、4bは駆動ロー
ラであってもよいし、さらにシート巻出軸（原反ロー
ル）と巻取軸（シートロール）の関係であってもよい。
また、送り出しローラ５を回転駆動するシート巻取軸に
置換することも可能である。

一方、この実施例における揺動支持体はダンサーローラ
を帯状シートの走行方向の上流側から支持しており、ダ
ンサーローラが第１図において上方へ変位すると反時計
方向に揺動してダンサーローラの回転角を時計方向に増
加するが、その揺動支点が帯状シートの走行方向の下流
側にあるときは、ダンサーローラが上記と同様に変位し
た場合、当該揺動支持体は時計方向に揺動する。したが
って、このような場合には、伝動車７の駆動を伝動車６
に伝えるベルト８をたすき掛けにして伝動機構の変速比
を揺動支持体の長さとダンサーローラの半径の差をダン
サーローラの半径で除した値に等しく選定すればよい。

第3,4図は、この発明の他の一実施例を示すものであっ
て、この場合における帯状シートＳは、揺動支持体２に
一端を連結したバネ３によって上方に付勢され、シート
張力の変動がない状態にあっては定位置でシート送り出
し速度と同速で回転駆動するダンサーローラ１の上流側
に位置する送り出しローラ５により原反ロール等から引
取られて前記ダンサーローラに送り出され、上記ダンサ
ーローラ及び案内ローラ４を経てシート処理装置や巻取
装置へ走行する。

この実施例においては、第２図と同様にシート送り出し
速度を零と仮定すると、ダンサーローラ１が帯状シート
Ｓの走行路長さを増大する方向（下向き）に変位すると
き、当該ダンサーローラ１と帯状シートＳ間にスリップ
を生じさせないようにするには、ダンサーローラを帯状
シートＳの走行方向とは逆の方向（図面上は時計方向）
に回転する必要がある。すなわち、揺動支持体２の揺動
に伴い生じるダンサーローラ１の回転方向を先述の第１
実施例（第２図参照）とは逆にする必要がある。このこ
とは、シートをダンサーローラ１の上流側の送り出しロ
ーラ５により送り出すことに基く。

そのため、この実施例は送り出しローラ５と連動して駆
動するための動力を上記ダンサーローラ１に伝える伝動
機構として、揺動支持体２の揺動中心0_aと同心な伝動車
としてのベルト車７、ダンサーローラの回転中心と同心
な伝動車としての歯車10、前記歯車10と噛合う歯車11、
前記歯車11と同軸に設けられて一体的に回転するベルト
車12、上記ベルト車7,12に無端状に掛けたベルト13を用
いている。

上記ベルト車７と歯車10は定位置から上下に変位中のダ
ンサーローラ１の周速を加減してシート走行速度と一致
させるために、先の実施例と同様な手法により変速比を
調節してある。

ダンサーローラ１は帯状シートの両側に設けたフレーム
14に帯状シートの幅方向に平行な姿勢で回動自在に支持
された支点軸15の両端近くに一端を夫々固定された腕状
の揺動支持体２の他端に回転可能に支持されている。上
記支点軸15の右端はフレーム14を貫通しており、その端
部には揺動支持体２に平行な補助腕16が固定されてい
る。そして、その更に外側にはベルト車７と、送り出し
ローラ５と連動して回転駆動される歯車17が一体的に組
立てられており、上記ベルト車７と歯車17は支点軸15と
同心で回転可能である。

歯車10は上記補助腕16の一端の端部にダンサーローラ１
の軸線と同心に回転可能に支持された軸18に同軸に固定
されている。そして、前記ベルト車７からベルト13を介
して動力を伝達されるベルト車12と、上記ベルト車12と
同軸であって、歯車10と噛合う歯車11は、上記補助腕16
に固定された軸20に回転自在に、かつ一体に組立てられ
て支持されている。上記軸18に伝達された動力は継手19
を介してダンサーローラ１の支持軸に伝達される。した
がって、この実施例のダンサーローラ１は、歯車17,ベ
ルト車7,ベルト13,ベルト車12,歯車11,歯車10,軸18,継
手19を介して図示しない駆動機構により積極的に回転駆
動される。

以上少数の実施例によって本発明を説明したが、その実
施における態様が設計者等の周知技術により多様に変
化、応用されることは言うまでもない。

たとえば、ダンサーローラは一点を中心に揺動する揺動
支持体によって支持され揺動変位する形式のものであれ
ば、図示した実施例のものに限定されない。ダンサーロ
ーラは巻出し、あるいは巻取ロールの変形、その他によ
り帯状シート走行路に生じる張力変動を単に吸収するた
めの用途のみならず、特開昭60−167847号公報で開示さ
れているような帯状シートへの押付力を積極的に調節し
て帯状シートの走行張力を制御するための用途のもので
あってもよい。ダンサーローラのシートへの押付力調節
手段としては、実開昭60−141913号公報に開示されたも
のを適用することもできる。揺動支持体は回動自在に支
持された支点軸に固定されたもののみならず、フレーム
間に固定された支点軸に回動自在に支持されるものでも
よい。伝動機構は、実施例に示したベルトや歯車を用い
るもののみならず、チェーン伝動やロープ伝動等多様に
応用し得る。伝動車として摩擦車、スプロケット等を用
いることもできる。伝動機構として変速比の調節可能な
ものを設けておき、装置完成前に実験等により変速比を
調整するようにしてもよい。

なお、ダンサーローラは揺動支持体によって揺動案内さ
れているので、揺動支持体の揺動角とダンサーローラ前
後のシート走行長さの変化量は完全には比例しておら
ず、厳密に帯状シートとダンサーローラ間にスリップを
生じさせないためのダンサーローラの伝動機構の変速比
は一定でないが、ダンサーローラが通常に変位する範囲
では厳密な意味におけるダンサーローラの伝動機構の変
速比の変化量は非常に小さいので無視することが可能で
ある。そして、上述の厳密な意味における伝動機構の所
要変速比の変化はダンサーローラ装置の帯状シート走行
路がＵ字形、つまり走行帯状シートが前後平行状態であ
るほど少ないが、上記理由によりダンサーローラ装置の
帯状シートの走行路がＶ字形、つまりダンサーローラへ
向う帯状シートとダンサーローラから離れる帯状シート
が平行で無い状態であっても本発明を適用することがで
きる。

この発明のダンサーローラ装置はダンサーローラと帯状
シートとの間のスリップを無くすための伝動機構の所要
変速比を、近似的に一定として選定することにより簡単
な機構によりダンサーローラ部での帯状シートのスリ傷
の発生を防止したものであって、厳密には帯状シートと
ダンサーローラの間にごく微小なスリップが生じるかも
しれないが、実用上の問題となるスリ傷等が生じなけれ
ば問題無い。したがって、たとえば、揺動支持体の長さ
に比してダンサーローラの半径が小さい場合には、その
変速比を揺動支持体長さをダンサーローラ半径で除した
値としてもさしつかえない場合もあり得る。つまり、こ
の発明における一致とは、ダンサーローラの周速を帯状
シートの走行速度に完全に一致させる場合のみならず、
スリ傷等が生じない範囲で近似的に一致する場合をも含
むのである。

（発明の効果） 本発明によれば、従来、端に帯状シートの走行に従動回
転するだけであったダンサーローラを帯状シートの送り
出し速度、つまり、送り出しローラの周速で積極的に回
転駆動させ、しかも、揺動支持体の変位中のダンサーロ
ーラに対しては第１伝動車を揺動支持体との間の相対回
転が生じることを利用し、ダンサーローラが変位して走
行中の帯状シートに対し、さらに相対速度を生じても、
帯状シート上をスリップせずに転がることができるよう
駆動速度を加減することができる。したがって、揺動支
持体の静止中だけでなく変位中もダンサーローラと帯状
シートとがスリップしなくなり、帯状シートを高速で送
り出したり、急加速、急減速したりしてもダンサーロー
ラで帯状シートの表面にスリ傷等をつけ、帯状シートの
品質を低下させることがない。また、複雑な電気的な検
出機構やコントローラを必要としないので、構成が簡単
で、安価なダンサーローラ装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例におけるダンサーローラ装置の側面
説明図、第２図は第１実施例における伝動機構の変速比
に関する説明図、第３図は他の一実施例の側面説明図、
第４図はその平面説明図である。 Ｓ…帯状シート、Ｍ…モータ、１…ダンサーローラ、２
…揺動支持体、５…送り出しローラ、6,7,12…伝動車
（ベルト車）,8,13…ベルト、10,11…歯車。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】送り出しローラによって送り出される帯状
   シートの走行路にあって、上記帯状シートの張力変動に
   応じて変位可能に揺動支持体の一端に支持されたダンサ
   ーローラと、 上記揺動支持体の揺動支点と同心に設けた第１伝動車、
   上記ダンサーローラの回転中心と同心に設けた第２伝動
   車を有し、上記両伝動車の変速比を、上記両伝動車の中
   心間の長さに上記ダンサーローラの半径を加算した値を
   上記ダンサーローラの半径で除算した値に一致させた伝
   動機構と、 上記揺動支持体が静止しているとき、上記ダンサーロー
   ラが上記送り出しローラの周速と同じ周速で回転するよ
   うに上記第１伝動車を駆動する駆動機構と、 を備えることを特徴とするダンサーローラ装置。