JP2004043179A - ウエブガイダ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一対のロール30,31はウエブWの面に接触しており、前記一対のロール30,31を回転可能に支持する揺動フレーム5が、固定フレーム6に対して揺動可能に設けられ、前記揺動フレーム5を前記固定フレーム6に対して揺動させる揺動装置が設けられ、前記揺動フレーム5が揺動することにより、前記ウエブWに対する前記一対のロール30,31の姿勢が変化して、前記ウエブWの移送軌跡が修正されるようにした。揺動装置は、円弧状のレール50に沿って円弧状にラック51が形成してある。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエブが移送される軌跡を修正するウエブガイダに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ウエブを移送すると、ウエブが一方の側縁に片寄るように搬送されて、ウエブの中心線が左右にズレる場合がある。かかる場合には、ウエブの両側縁のテンションを調整することにより前記ズレを修正することができる。そこで、従来より、一対のロールにウエブを案内させ、ウエブに対する前記ロールの姿勢を変化させることで、ウエブの軌跡の修正を行うウエブガイダが知られている。例えば、特開昭59−4558号公報のウエブガイダは、雄ネジと雌ネジとの噛み合いによって、左右一対のロールを揺動させてウエブのズレを修正している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、直線状の雄ネジと雌ネジとの噛み合いを採用しているので、ネジの回転量に対するロールの回転角の線形性が低いため制御が難しい。
【0004】
本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたもので、制御の容易なウエブガイダを提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のあるウエブガイダは、ウエブを受け取る搬入ロール、前記ウエブを排出する排出ロール及び湾曲したレールを有する動部と、前記レールを保持し前記動部を揺動可能に支持する案内部及び前記動部に動力を与える動力部を有する固定部とを備え、前記動力部は、前記動力を前記動力部の原動節を介して、前記レールが有する従動節に伝達し、前記レールにおける、前記原動節と前記従動節の接触位置を変化させ、前記動部の姿勢を変更する。
【0006】
動部を揺動させることにより、ウエブの流れ方向に対する一対のロールの姿勢を変化させると、ウエブにおける左右の側縁の張力が変化する。そのため、ウエブがロールの軸方向に移動してウエブの移送軌跡が変化する。
一方、原動節からの動力を動部に伝達する従動節が、レールの湾曲に沿った表面形状を有している場合、ロールの揺動角を大きくしても、原動節の駆動量とロールの回転角との線形性が高い。従って、容易、かつ、正確にロールの揺動角の制御を行うことができる。従動節は、レールに溝を掘ることにより形成されてもよい。レールの表面又はレールに掘られた溝により形成された従動節と原動節の組合せは、ネジの組合せ又は継手の組合せに比べ、本ガイダをコンパクトに作成することができる。
また、案内部は、湾曲したレールを保持することにより、そのレールが固定された動部を揺動可能に支持する。案内部は、支持部に回転可能な複数の案内ローラを有している。
【0007】
本発明において、搬入ロールと排出ロールとは、互いに概ね平行に設けられていてもよい。また、前記各ロールの長さは、ウエブの幅よりも長くてもよく、この場合、各ロールの両端部がウエブの両側縁から突出しているのが好ましい。ウエブの両側縁の張力を調節できるからである。
【0008】
前記一対のロールは、それぞれ、前記ウエブの一方の面に面接触してもよいし、搬入ロールと排出ロールとがウエブを挟持していない離間した位置で、それぞれ、ウエブの一方の面と他方の面(互いに異なる面)に面接触していてもよい。なお、ウエブの任意の部分に対し、搬入ロールは排出ロールよりも先に面接触する。
【0009】
前記動部は、固定部に対して、一対のロールの軸線を含む平面に沿って揺動可能に設けてもよい。また、動部は、前記平面に対し傾いた(交差する)傾斜平面に沿って揺動してもよいし、更に、前記一対の軸線を含む平面に直交する平面に沿って揺動してもよい。
【0010】
前記レールは、排出ロールよりも搬入ロールに近い位置に設定された点を中心とする概ね円弧状に湾曲していてもよい。「円弧状」とは、円の一部の他に、楕円、放物線、双曲線、正弦曲線、サイクロイド曲線の一部のような円弧に近似した弧を採用してもよいことを意味する。また、前記レールは無端状であってもよい。
【0011】
前記原動節および従動節としては、ピニオンと湾曲したラックを採用してもよいし、ウォームとウォームホイールやネジ歯車の原理を採用してもよい。前記動力部としては、種々のモータの他にソレノイドを用いてもよいが、移送軌跡に関する位置情報を検出器で検出して、動力部の動作を制御するのが好ましい。
【0012】
また、本発明では、揺動動作を案内するレールに代えて、アームを設けてもよい。例えば、揺動するアームの基端部を固定部に取り付けると共に、前記アームの先端部に動部を取り付けて、動部をアームと一体に揺動させてもよい。
【0013】
前記検出器はウエブの被検出部を検出する。「被検出部」としては、一般に、ウエブの両側縁を検出するが、ウエブに模様や図が描かれている場合には、それらを被検出部とし、これを検出して画像処理することで、ウエブの位置情報を生成してもよい。
被検出部を検出する検出手段としては、超音波センサ、光学センサ(赤外線センサ等)またはエアセンサなどを用いることができる。また、CCDカメラや一次元リニアセンサ(ラインセンサ)により得られた画像を処理することにより、ウエブの偏りが検知されてもよい。
センサの種類は、ウエブの種類により適切に選択される。例えば、エアが容易にウエブを貫通する場合、超音波センサ又は光学センサを用いるのが好ましい。また、ウエブが透明や半透明である場合、超音波センサやエアセンサを用いるのが好ましい。
【0014】
なお、ウエブとしては、使い捨てオムツやパンツの他に生理用ナプキンなどの使い捨て着用物品の原反や、前記原反にレッグホールなどの孔を形成したものや、弾性体を接着したものや、あるいは、吸収体を積層したものなどの他、種々のウエブを含む。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図1(a)に示すようにウエブガイダ2は、動部5および固定部6を備えている。
【0016】
動部5は、ウエブWを受け取るための搬入ロール30と、ウエブWを排出するための排出ロール31とを備えている。両ロール30,31は、所定の間隔で互いに離間した状態で、動部5に回転可能に取り付けられている。ウエブWは、一対のロール30,31に掛け渡されており、搬入ロール30および排出ロール31の側面に接触した状態でウエブガイダ2から排出される。
【0017】
図1(a)に示すように、前記一対のロール30,31の長さは、それぞれ、ウエブWの幅Wwよりも大きく設定されている。一方、前記一対のロール30,31における互いに対向しない外側端の間の距離Dは、ウエブWの幅Wwの1/2以上に設定されている。なお、前記ロール30,31の外側端の距離Dは、ウエブWの幅Ww以上に設定するのが好ましい。
前記ロール30,31は、軽量化されていることが好ましく、例えば、アルミ合金やカーボングラファイトであってもよい。
【0018】
図1(a)の動部5は、固定部6に対して回転可能に設けられている。動部5の回転により、ウエブWに対するロール30,31の姿勢が変化して、ウエブWの移送の軌跡が修正される。
【0019】
図2(a),(b)に示すように、動部5には、動部5の姿勢を変化させるレール50が設けられている。動部5に固定されるレール50は円弧状又はU字状であってもよい。レール50が円弧状である場合、円弧の中心O(図3)を回転中心として、動部5が回転する。この場合、レール50は排出ロール31に向って凸となるように湾曲した配置となる。
【0020】
ウエブWに皺が生じるのを防止するためには、回転中心Oが、前記排出ロール31よりも搬入ロール30に近い位置に設定するのが好ましい。さらに、図3(a)に示すように、回転中心Oは搬入ロール30における排出ロール31とは逆の側端部の位置に設定されているのが最も好ましい。
図3(b)に示すように、揺動中心Oを搬入ロール30の中心の位置に設定した場合に比べ、図3(a)に示すように、揺動中心Oを搬入ロール30における排出ロール31とは逆の側端部に設定した場合の方が、ウエブWが搬入される位置の変化がより小さくなるので、ウエブWに皺が生じるのを、より一層防止することができる。
【0021】
図2(a),(b)に示すように、固定部6(図1(a))は案内ローラ62を支持する支持部60を有している。複数の案内ローラ62が回転自在に支持部60に取り付けられている。レール50は、一定の軌道を動くため前記複数の案内ローラ62によって挟持されている(図4(a)参照)。そのため、案内ローラ62の間を少ない摩擦力で移動することが可能である。図2(a),(b)に示す本実施形態では、4つの案内ローラ62によってレール50が挟持されている。案内ローラ62がレール50を挟持していることにより、レール50は、殆どずれることなく、回転中心O(図3(a))を中心とした所定の円弧に沿って回動することが可能である。
【0022】
動力部Mは、動部5を駆動させる動力を入力するための原動節を備えている。原動節は動力部Mからの動力を従動節に伝える。原動節と従動節とが互いに接触している部位によって、ロール30,31の姿勢が決定される。前記従動節はレール50と概ね同じ曲率で、かつ、レール50と概ね同じ位置に設けてもよい。
【0023】
例えば、図2(b)に示すように、レール50に沿ってラック(従動節)51が設けられている。支持部60には動力部Mが固定され、動力部Mの出力軸に設けられたピニオン(原動節)61が動部のラック51に係合するように設けられている(図4(b)参照)。動力部Mが回転することにより、ピニオン61が回転し、ラック51が移動される。このため、動部5が揺動中心Oを中心として左右に回転するように揺動する。従って、ピニオン61と噛み合うラック51のギア(係合部)の位置によって、動部5に設けられたロール30,31の姿勢が正確に決定される。なお、ラックの形状は、直線状である必要はなく、湾曲状、例えば楕円状、放物線状、円弧状であってもよい。
【0024】
動力部Mとしては、ステッピングモータが用いられてもよい。動力部Mの回転により、ロール30,31が所定角度回転される。所定の角度としては、−20°〜+20°の範囲であってもよい。
なお、ラック51はレール50の凸面側に設けられてもよいし、レール50の凹面側(すなわち、揺動中心Oに近い側)に設けられてもよい。ただし、動部5に大きなトルクを与えるには、レール50の凸面側にラック51が設けられることが好ましい。
【0025】
このように、本実施形態では、レール50に沿ってラック51が配置されているので、継手等により動部が回転するものに比べ、動力部Mの回転量と、当該回転に対応する動部5の回転角との間の線形性が高くなる。このため、ロール30,31の揺動角が大きくても、前記動部5の回転量を正確に制御することができる。
また、本実施形態では、円弧状のレール50にラック51が設けられているため、特開昭54−65542号公報に示すような継手等を使用しているものに比べ、ロール30,31の揺動角を大きくすることができる。従って、ロール30,31の揺動角を制御できる範囲が広いので、ウエブWの軌跡を大きく矯正することができる。さらに、ネジの組合せや継手を用いた場合に比べ、本ガイダをコンパクトに作成することができる。
【0026】
図5に示すように、ウエブガイダ2は、ウエブWの移送軌跡の基準となるウエブWの被検出部を検出し、検出した移送軌跡に関する位置情報を出力する検出器と、検出器からの位置情報に基づき、動力部Mの回転を制御する制御器10を備えていてもよい。
制御器10は、例えばCPU10aおよびメモリ10bを備えた演算処理装置で構成され、制御器10には、図示しないインターフェイスを介して、1つ以上の第1センサ(検出器)41、動力部M、および後述する表示器7が接続されている。または、外部コントローラの指示に基づき制御器が動力部Mの回転を制御してもよい。
【0027】
図1(a)に示すように、第1センサ(検出器)41は、排出ロール31の下流に配置され、排出ロール31と排出ロール31よりも下流の次のロールの間に配置されることが好ましい。前記次のロールよりも下流に配置されると、ウエブWの幅方向への動きが小さくなるからである。なお、第1センサ41は、排出ロール31と前記次のロールとの間において、前記排出ロール31に近い位置に設けられているのがより好ましい。
【0028】
第1センサ41はウエブWの位置を検出可能である。例えば、第1センサ41がウエブWの側縁(被検出部)を検出することにより、前記ズレ量の検出を行うことが可能である。
【0029】
図5の制御器10は、例えば、オペレータが手動でウエブWの軌跡の調整を行う手動モード又は、後述するように、制御器10が自動で調整を行う自動モードを備えている。制御器10は、自動モードにおいて、一対の第1センサ41を用いて、以下のようにウエブWの軌道を制御する。例えば、図1(b)に示すように、第1センサ41は、光を発する発光部Saと、発光部Saからの光を受信(受光)する受光部Sbとを有している。
【0030】
図1(a)の一対の第1センサ41のうち、一方の第1センサ41がウエブWの一側縁を検出し、他方の第1センサ41がウエブWの他側縁を検出する。この場合、ウエブWの軌跡の調整を行うには、一方の第1センサ41から出力される検出信号(位置情報)の値と他方の第1センサ41から出力される検出信号(位置情報)の値とが、ほぼ同じ値になるように、制御器10がウエブWの軌道を制御してもよい。すなわち、ウエブWの軌道が変化して、一方に偏ると、当該偏りの度合に応じて、前記受光部Sbが受光する受光量が変化する。前記制御器10は、かかる受光量の変化に基づいて動力部Mの回転を制御するようにしてもよい。
【0031】
例えば、図3(c)の概念図に示すように、ウエブWが左方向Lにズレた場合には、左側の第1センサ41の受光量が減少すると共に、右側の第1センサ41の受光量が増大する。制御器10は、両第1センサ41からの検出信号に応じて、動力部Mを回転させ、図3(a)に示すように、ロール30,31を時計回りに揺動させることにより、ウエブWの移送の軌跡を右方向Rに移動させる。
【0032】
なお、第1センサ41を一対設けるかわりに、第1センサ41を1個のみ設け、ウエブWの一方の側縁のみを検出するようにしてもよい。かかる第1センサ41を用いたウエブWの軌跡の調整方法の例について、第1センサ41が光学センサである場合を例示して説明する。
(1) オペレータが所定の操作を行い、第1センサ41の受光部SbがウエブWにより全く覆われていない場合、受光部Sbが出力する検出信号の値LMAX を制御器10に記録させる。
(2) つぎに、受光部Sbの全面がウエブWによって覆われた場合、受光部Sbが出力する検出信号の値LMIN を前記制御器10に記録させる。
(3) 制御器10は、記録された前記LMAX およびLMIN により、受光部Sbが出力する信号の大小を表す表示域を決定する。ここで、制御器10は、後述する表示器7に、受光部Sbが出力する信号の値を決定された表示域において表示することが可能である。オペレータは、前記LMAX とLMIN との平均値となるように、ウエブに対する第1センサ41の位置を調整する。
(4) 制御器10は、受光部Sbから出力された実際の検出信号のレベルLR がLMAX とLMIN との間の値となるように、制御信号を出力し、当該制御信号に基づいて動力部Mを回転させる。例えば、LMAX とLMIN との平均値をLSTN とし、Aを定数とした場合、前記制御信号の値Cは、下記の(1) 式により与えられてもよい。
C=A・(LR −LSTN ) (1)
【0033】
一般に、光学センサの受光部は丸く形成されている(例えば、特開平6−115782号公報)が、光学センサの発光部および受光部は横長であってもよい。また、前記発光部は、コヒーレントがよい光を発することが好ましい。光の位相や光の直進性が悪いと、それらが外乱となり、測定精度を向上できないからである。そのため、発光された光が光ファイバ束を通過するようにしてもよい。また、発光部を複数の領域に分けて、各領域を一定の間隔で順次発光させることにより、隣接する発光素子が発する光の干渉をさけて、測定精度を向上させるようにしてもよい。また、コヒーレントを整えるようなフィルタを介して発光部から光が発せられても良い。なお、光は可視光である必要はない。
【0034】
また、第1センサ41は、受光部および/または発光部を掃除するクリーナを有していてもよい。例えば、受光部または発光部に付着したゴミをクリーナがエアによって吹き飛ばす。図1(b)に示す第1センサ41が、ウエブWが流れる方向またはその反対方向に向ってエアを吹き出す孔8または隙間を有している。エアは制御器10によって、連続または間欠的に吹き出される。エアが間欠的に吹き出される場合、制御器10は、周期的またはランダムにエアを吹き出すように制御する。なお、孔などからエアが吹き出すとオリフィス効果が生じる。
【0035】
ウエブガイダ2は、表示器を更に備えていてもよい。すなわち、図5の制御器10には、表示器7が接続されていてもよい。表示器7は、例えば液晶表示器、プラズマ表示器であってもよい。表示器7には、図6(a),(b)に示す運転画面や設定画面などが表示されてもよい。図6(a)に示すように、表示器7の運転画面には、自動モードボタン70、手動モードボタン71、左センサボタン72、右センサボタン73、設定ボタン74、ズレ量表示部76および揺動ボタン77などが表示される。図6(b)に示す設定画面には、テンキー75などが表示される。
【0036】
表示器7は、図1(a)の固定部6に設けられていてもよいし、固定部6とは別に設けられていてもよい。なお、表示器7は、前述した第1センサ41の情報を表示するウエブガイダ2から1.5m以内に設けられるのが好ましい。表示器7がウエブガイダ2から離れすぎると、データ線がワイヤである場合、データ線にノイズが加わり易いからである。また、表示器7はタッチスクリーンであってもよい。
【0037】
なお、図5の制御器10は、レール50が移動した量を測定してもよい。例えば、動力部Mが所定の回数回転すると(1回未満も含む)、動力部Mが所定の信号を出力し、制御器10が前記所定の信号をカウントすることにより、レール50が移動した量を計測することができる。また、レール50に記されたマークによって、制御部がレール50の位置を知ってもよい。例えば、固定部6に前記マークを読み取る第2センサが取り付けられ、制御部が第2センサからの位置情報を受け取ってもよい。特に、前記マークが動部5が回転できる限界を指し示してもよい。この場合、第2センサが限界を検知すると、制御部は動力部の回転を停止させる。
【0038】
つぎに、本ウエブガイダの用い方の一例として、一対の第1センサ41に光学センサを用いた場合について説明する。
【0039】
まず、本ウエブガイダ2を自動モードで運転する場合について説明する。
オペレータは自動モードでの運転に先立ち、まず、第1センサ41の調整を行う。なお、一度、第1センサ41の位置を調整すれば、幅の異なるウエブを使用しない限り、位置等を再び調整する必要はない。
ロール30,31にウエブWを通さない状態で第1センサ41の検出を行う。つぎに、ロール30,31にウエブWを通し、ウエブWの幅Wwに応じて、第1センサ41が当該ウエブWの両側縁を検出可能な位置に第1センサ41を移動させる。オペレータは、図6(a)の前記ズレ量表示部76に表示されたウエブWの側縁の位置に基づいて、第1センサ41の位置設定を行う。
【0040】
なお、オペレータは、所定の操作を行い、図6(b)に示す設定画面を表示させて、テンキー75を用いて、予め設定された初期値の変更を行ってもよい。前記設定画面では、例えば、センサ検出幅、シフト上限および不感帯等の設定を行うことが可能である。センサ検出幅は、第1センサ41によるウエブWの側縁の検出幅に関する値である。シフト上限値は、修正されたウエブWの移送軌跡が第1センサ41の検出範囲を超えて移動しないように、動力部Mを制御するための値である。不感帯は、第1センサ41が検出する範囲(ガイデングポイント)の値である。
【0041】
その後、オペレータが、自動モードボタン70および前記センサボタン72,73にそれぞれタッチし、ウエブWの移送を開始させる。なお、一対の第1センサ41のうち、何れか一方の第1センサ41のみを用いる場合には、左右のセンサボタン72,73のうち、何れか一方のボタンのみにタッチする。
【0042】
制御器10は、両第1センサ41からの検出信号に応じて、動力部Mを回転させ、左右にロール30,31を回動させることにより、ウエブWの移送軌跡の修正を行う。例えば、図3(c)に示すように、ウエブWが左方向にズレた場合には、動力部Mを回転させることで、図3(a)のロール30,31を時計回り(ズレ方向とは逆の方向)に回動させて、ウエブWの移送の軌跡を右方向に移動させる。一方、ウエブWが右方向にズレた場合には、ロール30,31を反時計回り(ズレ方向とは逆の方向)に回動させて、ウエブWを左方向に移動させる。制御器10は、第1センサ41からの検出信号に応じて前記ロール30,31の回動を繰り返し、ウエブWの移送の軌跡の修正を行う。
【0043】
このように、第1センサ41により検出されたウエブWのズレ量に応じて、動部5のロール30,31が揺動し、ウエブの両側縁の張力がロール30,31により制御されることにより、ウエブWの移送軌跡が修正される。
【0044】
オペレータは必要に応じて、ウエブガイダ2を手動モードで運転させる。オペレータが表示器7の手動モードボタン71にタッチすると、CPU10aが手動モードに設定される。オペレータは、表示器7の左右何れかの揺動ボタン77にタッチして、ロール30,31を回動させて、ウエブWの移送軌跡の修正を行う。
【0045】
なお、図7に示すように、ロール30,31間にウエブWを「N」字状や「S」字状に掛け渡してもよい。
【0046】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、原動節からの動力を動部に伝達する従動節が、レールの湾曲に沿った表面形状を有しているから、ロールの揺動角を大きくしても、前記ロールの回転角と原動節の駆動量との線形性が高くなる。従って、容易、かつ、正確にロールの揺動角の制御を行うことができる。特に、動部の回動中心を、排出ロールよりも搬入ロールに近づけることにより、搬入ロールの姿勢を変えた際の搬入ロールの変位が小さくなるから、前記皺を小さくすることができる。また、円弧状に湾曲した案内用のレールを設けることで、動部の回動動作を簡便に、かつ、確実に実現することができる。また、移送軌跡のズレを検出して、この検出出力に基づいて動力部を制御して、ズレを自動的に修正できるようにすれば、連続した自動運転が可能になる。さらに、前記検出したウエブのズレ量を表示器に表示できるようにすれば、検出器を取り付ける位置を容易に知ることができるので、装置やメンテナンス作業が著しく容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の一実施形態にかかるウエブガイダの斜視図、(b)は第1センサの斜視図である。
【図2】ウエブガイダの底面断面図および平面断面図である。
【図3】ウエブの軌跡の調整方法を示す概略平面図である。
【図4】ウエブガイダの側面断面図である。
【図5】ウエブガイダの概略構成図である。
【図6】表示器の表示画面を示す正面図である。
【図7】変形例を示す概略側面図である。
【符号の説明】
2:ウエブガイダ
5:動部
6:固定部
7:表示器(タッチスクリーン)
30:搬入ロール
31:排出ロール
41:第1センサ(検出器)
50:レール
51:ラック(従動節,係合部)
61:ピニオン(原動節,係合部)
M:モータ(原動機)
O:揺動中心
W:ウエブ
Claims (5)
- ウエブを受け取る搬入ロール、前記ウエブを排出する排出ロール及び湾曲したレールを有する動部と、前記レールを保持し前記動部を揺動可能に支持する案内部及び前記動部に動力を与える動力部を有する固定部とを備えたウエブガイダであって、
前記動力部は、前記動力を前記動力部の原動節を介して、前記レールが有する従動節に伝達し、
前記レールにおける、前記原動節と前記従動節の接触位置を変化させ、前記動部の姿勢を変更するウエブガイダ。 - 請求項1において、
前記原動節および従動節には、両者の間に滑りが生じるのを防止する係合部が設けられているウエブガイダ。 - 請求項2において、
前記動部の揺動中心が、前記排出ロールよりも前記搬入ロールに近い位置に設けられているウエブガイダ。 - 請求項3において、
前記レールが概ね円弧状であるウエブガイダ。 - 請求項1ないし4のいずれか1項において、
前記一対のロールの長さが、それぞれ、ウエブの幅よりも大きく、かつ、前記一対のロールにおける互いに対向しない外側端の間の距離が前記ウエブの幅の1/2以上に設定されているウエブガイダ。
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