JP3931031B2 - フイルム巻き付け装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、巻き替え機や裁断機に適用され、巻芯に長尺フイルムを巻き取って前記長尺フイルムを所定の長さに切断するフイルム巻き付け装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般的に、フイルムを巻芯に自動的に巻き付ける巻き替え機や、幅広のフイルムを裁断して巻芯に自動的に巻き付ける裁断機では、長尺なフイルムを巻き付けステーションの上流側で所定の長さに切断した後、所定長さのフイルムをこの巻き付けステーションに送り出す構成が採用されている。
【0003】
近年、商品の多様化に伴い、同一の商品であっても塗布面を巻芯側に巻き付ける、所謂、内巻きと、前記塗布面を前記巻芯の外側に巻き付ける、所謂、外巻きとの2系列の商品形態が必要不可欠となっている。このため、裁断工程や巻き替え工程において、フイルムの巻き付け方向が自動切り換え可能な自動巻き付け装置が種々採用されており、例えば、特開平10−25043号公報に開示された巻取装置が知られている。
【0004】
上記の従来技術は、図22に示すように、フイルム巻き取り位置に配置されている巻芯1の両側に、シリンダ2a、2bを介して揺動自在なロックアーム3a、3bが配置されており、前記ロックアーム3a、3bには、ゴムバンド4が巻き掛けられている。巻芯1の上方には、ガイドローラ5を介して鉛直下方向に搬送されてくるフイルム6を、この巻芯1の両側に振り分け搬送するための誘導板7が揺動自在に配置されている。
【0005】
そこで、巻芯1にフイルム6を反時計方向に巻き付ける際には、誘導板7が、図22中、実線の位置に配置されるとともに、シリンダ2bを介してロックアーム3bが開位置に配置されている。このため、ガイドローラ5を介して鉛直下方向に搬送されてくるフイルム6は、その先端部が誘導板7に案内されて巻芯1とロックアーム3bとの間に進入する。次いで、巻芯1が反時計方向(矢印方向)に回転することにより、前記巻芯1とゴムバンド4との間にフイルム6の先端が巻き込まれ、前記フイルム6が該巻芯1の外周面に巻き付けられる。
【0006】
また、巻芯1にフイルム6を時計方向に巻き付ける際には、誘導板7を実線の位置から二点鎖線の位置に揺動させるとともに、シリンダ2a、2bを駆動してロックアーム3aを前記巻芯1から離間する開位置に配置させる一方、ロックアーム3bを閉位置に配置させておく。これにより、フイルム6は、図22中、巻芯1の右側からこの巻芯1とゴムバンド4との間に進入し、前記巻芯1の外周面に時計方向に巻き付けられることになる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では、クロスカットされたフイルム6の先端がゴムバンド4と巻芯1の間に進入するまでの間に前記フイルム6が蛇行するため、あるいはベルトラッパである前記ゴムバンド4を前記フイルム6の幅方向に規制することが困難であるため、繰り出される前記フイルム6の先端位置が正確に規制されたとしても、前記ゴムバンド4の蛇行によって、図23に示すように、巻芯1の端面からフイルム6の端部6aが飛び出してしまうおそれがある。このため、巻芯1にフイルム6が巻き付けられた巻回体を次の包装工程に移送して包装処理を施す際や、包装後に輸送する際等に、飛び出し部分である端部6aが損傷し易いという不具合が指摘されている。
【0008】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単な構成で、フイルムの巻き付け方向を自動的に切り換えるとともに、巻芯に対して前記フイルムを高精度かつ効率的に巻き付けることが可能なフイルム巻き付け装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るフイルム巻き付け装置では、巻芯回転機構を介して巻芯が一方向に回転される際、この巻芯に長尺フイルムが前記一方向に所定の長さまで巻き付けられて巻回体が得られるとともに、前記巻芯が他方向に回転される際、該巻芯に前記長尺フイルムが前記他方向に所定の長さまで巻き付けられて巻回体が得られる。その際、巻芯を挟んで両側には、前記巻芯の外周面に長尺フイルムを押圧支持する複数のローラと、前記巻芯の外周面との間に前記長尺フイルムを挿通するための間隙を形成する複数のブロックとが配置されている。
【0010】
このため、長尺フイルムが巻芯のいずれかの側に送られる際、複数のローラの支持作用および複数のブロックの案内作用下に、前記長尺フイルムが前記巻芯の外周面に所望の方向に高精度かつ効率的に巻き付けられる。特に、巻芯の両側に配置される複数のローラおよび複数のブロックを介してこの巻芯の外周面に長尺フイルムが巻き付けられるため、従来のベルトラッパを用いるものに比べて、前記長尺フイルムの蛇行が有効に阻止される。これにより、高品質な巻回体が確実に得られるとともに、内巻きおよび外巻きにも効果的に対応することが可能になる。さらにまた、巻芯の両側には、長尺フイルムを切断する際に、前記長尺フイルムを巻芯の周面に保持する進退自在な第1および第2ニップローラと、切断された前記長尺フイルムの端部を前記巻芯の周面に倣わせる進退自在な第1および第2倣いローラとを備えている。これにより、長尺フイルムの巻き付け方向を自動的にかつ確実に切り換えるとともに、巻き付け作業を精度よくかつ円滑に遂行することができる。
【0011】
また、ブロックは、第1および第2導入ガイド部材を備えており、この第1および第2導入ガイド部材は、巻芯に対して長尺フイルムが挿入される側を開位置に配置する一方、挿入側とは反対側を閉位置に配置する。従って、巻芯の両側に対し、長尺フイルムを円滑に導入することができ、前記長尺フイルムの巻き付け方向を自動的に切り換えることが可能になる。
【0012】
さらに、ローラおよびブロックは、少なくとも2種類の径の異なる巻芯の外周形状に対応して位置切り換え可能に構成されている。これにより、巻芯の外径変更に自動的に対応することができ、径の異なる種々の前記巻芯に長尺フイルムを効率的に巻き付けることが可能になる。
【0013】
さらにまた、フイルム巻き取り機構に長尺フイルムを案内するためのニップローラあるいはパスローラが、前記長尺フイルムを巻芯の両側に振り分け搬送するために、移動手段を介して進退可能に構成されている。このため、長尺フイルムを巻芯の所望の側に正確に送り出すことができ、前記巻芯に対して前記長尺フイルムを内巻きおよび外巻きの2系列に容易に巻き付けることが可能になる。
【0014】
また、長尺フイルムの先端部を吸着保持し、かつ前記長尺フイルムにテンションを付与するフイルム保持機構と、前記長尺フイルムを幅方向に切断する切断機構とが、前記巻芯の少なくとも一方の側に配置されている。従って、長尺フイルムを巻芯に巻き付け開始する際に、この長尺フイルムの先端部を正確に切断するとともに、内巻きや外巻きされた巻回体の端部を自動的に切断し、巻き付け方向の変更や巻芯径の変更にも容易に対応することが可能になる。
【0016】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の第1の実施形態に係るフイルム巻き付け装置10を組み込むフイルム巻き替え機12の概略構成説明図である。
【0017】
フイルム巻き替え機12は、PETフイルム、TACフイルム、PENフイルムまたは印画紙等をベースとしたロール状感光材料(以下、フイルムロール14という)が配置され、このフイルムロール14を回転させて長尺フイルム16を送り出すフイルム送出装置18と、この長尺フイルム16を、次段の工程に、順次、搬送する搬送装置20と、前記搬送装置20により搬送される前記長尺フイルム16を幅方向に裁断するとともに耳落としをして所定の幅寸法を有する長尺フイルム24a、24bを形成する裁断装置26と、前記長尺フイルム24a、24bを巻芯28に巻き付けた後に所定の長さ毎に切断して製品30a、30bを得るためのフイルム巻き付け装置10とを備える。
【0018】
フイルム送出装置18は、一組のフイルムロール14が割り出し可能に支持される送出軸32を備えており、このフイルムロール14が図示しない繰り出しモータの作用下に繰り出される。搬送装置20は、サクションドラム等のメインフィードローラ34と、複数のローラ36とを備えており、このメインフィードローラ34は、図示しないサーボモータを介して周速が所定のパターンになるように速度制御される。メインフィードローラ34と送出軸32との間に配置されているいずれかのローラ36には、張力検出器(図示せず)が装着されており、この間におけるフイルム張力が前記張力検出器および前記送出軸32に装着された繰り出しモータ(図示せず)によって制御される。
【0019】
裁断装置26は、左右に配置された回転カッタ38a、38bを備えており、前記裁断装置26により形成された耳部は、幅サイズが切り換え可能な耳巻きユニット(図示せず)で巻き取られる。この耳部の張力は、サーボモータで所定の張力パターンになるように制御されている。
【0020】
裁断装置26の下方には、裁断された長尺フイルム24a、24bを互いに異なる方向に分離するための分離ローラ40a、40bが配置され、この分離ローラ40a、40bの下流側には、ニップローラ対42a、42bを介してフイルム巻き付け装置10が配設される。フイルム巻き付け装置10は、長尺フイルム24a、24bに対応して、図1中、左右一組ずつ設けられているが、以下、長尺フイルム24a側についてのみ説明し、長尺フイルム24b側については、同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
【0021】
フイルム巻き付け装置10は、巻芯28を保持して両方向に回転可能な巻芯回転機構48と、この巻芯28に長尺フイルム24aを所定の長さまで内巻きおよび外巻きに巻き付けて巻回体30を得るフイルム巻き取り機構50と、前記巻芯28に巻き付けられた前記長尺フイルム24aの周面をテンションが付与された状態で把持するとともに、前記フイルム巻き取り機構50から相対的に離間可能な製品受け取り機構52と、前記製品受け取り機構52により前記長尺フイルム24aにテンションが付与された状態で該長尺フイルム24aを幅方向に切断する左右一組の切断機構54と、前記巻芯28を前記フイルム巻き取り機構50に自動的に供給する巻芯供給機構56とを備える。
【0022】
図2に示すように、フイルム巻き替え機12を構成する上側枠体58には、ニップローラ対42aを構成するパスローラ60が移動手段62を介して矢印A方向に位置調整可能に配置される。パスローラ60には、図示しない回転駆動源が連結されており、このパスローラ60は、矢印B方向に対してメインフィードローラ34よりも速い送り速度になるように周速が設定されている。
【0023】
パスローラ60にはニップローラ64が摺接自在に配置されており、このニップローラ64がシリンダ66を介して前記パスローラ60に対して進退自在である。ニップローラ64がパスローラ60に長尺フイルム24aを挟んで押し付けられることにより、このニップローラ64の下流側の長尺フイルム24aにテンションが付与されていない状態でも、裁断装置26に所定のテンションを付与可能に構成されている。パスローラ60およびニップローラ64を支持する移動手段62は、巻芯28の両側位置に対応して矢印A方向に位置調整自在である。
【0024】
図1に示すように、分離ローラ40a、40bとニップローラ対42a、42bとの間には、前記ニップローラ対42a、42bが矢印A方向に移動する際、長尺フイルム24a、24bにテンションフリーが発生することを阻止するために、可動ローラ67a、67bが配置される。この可動ローラ67a、67bは、巻芯28の両側位置に対応して少なくとも2位置に配置可能である。
【0025】
図3に示すように、巻芯回転機構48は、巻芯28の両端を保持してこの巻芯28を回転させる巻き取りチャック68a、68bを備え、前記巻き取りチャック68a、68bがスライド手段70を介して互いに近接および離間する方向(矢印C方向)に進退可能である。巻き取りチャック68aには、長尺フイルム24aを巻芯28に巻き付けた後に前記長尺フイルム24aにテンションを付与するトルク制御可能なサーボモータ72が連結される。
【0026】
スライド手段70は、ガイドレール74に沿って位置調整可能なアーム部材76a、76bを備え、前記アーム部材76aには、第1シリンダ78aを介して進退自在な第1可動ベース80aが設けられる。この第1可動ベース80aにサーボモータ72が固定され、このサーボモータ72の駆動軸82にベルト・プーリ84を介して巻き取りチャック68aの回転軸86aが連結される。回転軸86aはベアリング(図示せず)を介して第1可動ベース80aに回転自在に支持されている。
【0027】
アーム部材76bには、第2シリンダ78bを介して第2可動ベース80bが進退自在に設けられるとともに、この第2可動ベース80bにベアリング(図示せず)を介して巻き取りチャック68bの回転軸86bが回転自在に支持される。
【0028】
図2に示すように、フイルム巻き取り機構50は、巻芯28を挟んで両側に配置され、前記巻芯28の外周面に長尺フイルム24aを押圧支持する第1および第2ニップローラ90a、90bと、前記巻芯28の両側に配置され、切断された前記長尺フイルム24aの端部を前記巻芯28の周面に倣わせる第1および第2倣いローラ92a、92bと、前記倣いローラ92a、92bを装着する第1および第2下部ラッパ94a、94bと、上部ラッパ96と、前記上部ラッパ96の両側に配置される第1および第2導入ガイド部材(ブロック)98a、98bとを備える。
【0029】
第1および第2ニップローラ90a、90b、第1および第2倣いローラ92a、92b、第1および第2下部ラッパ94a、94b並びに第1および第2導入ガイド部材98a、98bは、巻芯28の鉛直方向に延在する中心線を基準に線対称として配置されている。
【0030】
図4に示すように、第1および第2ニップローラ90a、90bは、互いに対向して配置されている第1および第2駆動シリンダ100a、100bから水平方向に延在するロッド102a、102bの先端に回転自在に支持されるとともに、ばね104a、104bを介してニップ圧が設定されている。この第1および第2ニップローラ90a、90bのニップ圧および材質は、長尺フイルム24aの巻き付け張力、摩耗係数および耐擦り傷性能等に応じて設定されている。
【0031】
ロッド102a、102bには、支持台106a、106bを介して第1および第2シリンダ108a、108bが装着されるとともに、前記第1および第2シリンダ108a、108bから巻芯28の略中心部に向かって延在するロッド110a、110bの先端には、第1および第2導入ガイド部材98a、98bが固着される。
【0032】
第1および第2導入ガイド部材98a、98bには、巻芯28の外径形状に沿って、かつその外径寸法よりも大きな径の円弧に沿って湾曲するガイド面112a、112bと、第1および第2ニップローラ90a、90bとの干渉を避けるための逃げ面114a、114bと、進出位置(閉位置)において上部ラッパ96に係合する鉛直面116a、116bとが設けられている。
【0033】
第1および第2下部ラッパ94a、94bは、第1および第2駆動シリンダ118a、118bから互いに対向して水平方向に延在するロッド120a、120bの先端に固着されている。図5に示すように、第1および第2下部ラッパ94a、94bは、スリット122を介して所定の幅寸法毎に分割された複数のガイド部124を備え、各ガイド部124の先端には、巻芯28の外径よりも若干大きな曲率半径を有するガイド面126が設けられる。
【0034】
各スリット122に対応して支持板128が配置され、前記支持板128が板ばね130を介して第1および第2下部ラッパ94a、94bの底面側に揺動自在に支持される。支持板128には、第1および第2倣いローラ92a、92bが回転自在に支持されており、前記第1および第2倣いローラ92a、92bは、金属、プラスチックあるいはゴム等により形成可能であり、長尺フイルム24aの材質によって最適なものが選択されている。
【0035】
図4に示すように、上部ラッパ96は、鉛直方向に向かって配置されるシリンダ132を備え、このシリンダ132から下方向に延在する一対のロッド132aに、ばね133を介してガイド部135が昇降自在に支持される。このガイド部135は、巻芯28の外周面形状に対応するガイド部135aを設けるとともに、このガイド部135a側に第1および第2フリーローラ137a、137bが回転自在に支持される。第1および第2フリーローラ137a、137bは、巻芯28の鉛直中心線を基準に線対称として左右に同一距離に設定されており、前記巻芯28の外周面に支持されてセンタリング可能である。上部ラッパ96は、幅狭に分割されてユニット化されており、リニアガイド(図示せず)を介して任意の位置に配置可能であるとともに、アーム部材76a、76bに干渉しない退避位置に退避自在である。
【0036】
図6に示すように、アーム部材76a、76b間に4つの上部ラッパ96が配置されており、長尺フイルム24aの幅寸法が変更される際には、前記アーム部材76a、76b間に配置される前記上部ラッパ96の数が増減されることになる。
【0037】
左右一組の切断機構54は、図2に示すように、ガイドレール134に沿って長尺フイルム24aの幅方向に進退自在な可動台136を備え、この可動台136の先端側に円盤状カッタ138が回転自在に装着される。切断機構54の下方には、フイルム保持機構139が配置されており、このフイルム保持機構139は、駆動シリンダ140を介して水平方向に進退自在なサクションボックス142を備える。このサクションボックス142の上部側には、パス変更ローラ144が回転自在に配置される。
【0038】
パス変更ローラ144は、長尺フイルム24aを巻芯28に巻き始める際に、この巻芯28と第1および第2ニップローラ90a、90bとの軸線を結ぶ直線に対し前記長尺フイルム24aを略直交させるように機能する。サクションボックス142は、長尺フイルム24aを吸着した状態で、前記長尺フイルム24aにテンションを付与すべく、例えば、パス変更ローラ144を支点にして揺動可能に構成される。
【0039】
製品受け取り機構52は、基台146の側面に対してガイドレール148に沿って昇降自在な昇降台150を備え、この昇降台150上には、自動修正手段152を介して長尺フイルム24aの幅方向に進退自在な本体部154が載置される。本体部154にはトルクモータ156が組み込まれており、このトルクモータ156の駆動軸158には、第1ベルト・プーリ160および第2ベルト・プーリ162を介してテンション付与ローラ164が係合するとともに、このテンション付与ローラ164が第1揺動アーム166の先端部に駆動可能に支持されている。
【0040】
第1揺動アーム166の揺動支点には、第1歯車168が軸着されており、この第1歯車168に噛合する第2歯車170が第2揺動アーム172の揺動支点に固着される。第2揺動アーム172の先端部にフリーローラ174が回転自在に支持されるとともに、第1および第2揺動アーム166、172の略中央部に引っ張り用スプリング176が架け渡される。第1揺動アーム166および第2揺動アーム172には、これらを所定の開口状態で固定可能なロック機構(図示せず)が設けられている。製品30aを払い出す際に、製品受け取り機構52が上昇してこの製品30aにより第1揺動アーム166および第2揺動アーム172が広げられるため、前記ロック機構を介してフリーローラ174の位置を固定することにより、安定した製品30aの払い出しが可能になるからである。
【0041】
本体部154の側部には、スライドベース178が長尺フイルム24aの幅方向に進退自在に配置されるとともに、このスライドベース178上にモータ180が配置される。このモータ180にベルト・プーリ182を介してアーム184が揺動可能に支持されており、このアーム184の上部にライダローラ186が回転自在に支持される。第1および第2揺動アーム166、172の間には製品30aを払い出すためのコンベア188が配設されている。
【0042】
巻芯供給機構56は、図1に示すように、長尺フイルム24aのパスに対して両サイドに配置される一組のエアシリンダ190を備え、前記エアシリンダ190からそれぞれ巻き付け位置に向かって延在するロッド192の先端には、サクションカップ194が装着される。このサクションカップ194は、巻芯28の外周面を吸着して巻き取り位置に供給可能に構成されている。
【0043】
このように構成されるフイルム巻き替え機12の動作について、第1の実施形態に係るフイルム巻き付け装置10との関連で、以下に説明する。
【0044】
図1に示すように、フイルム送出装置18に装着されたフイルムロール14は、図示しない繰り出しモータの回転作用下に巻き戻され、長尺フイルム16が搬送装置20を構成するメインフィードローラ34に導かれる。このメインフィードローラ34は、例えば、サクションドラム等により構成されており、図示しないACサーボモータの作用下に所定の速度パターンで速度制御されるとともに、エンコーダ(図示せず)を介して長尺フイルム16の搬送長さが検出されている。
【0045】
メインフィードローラ34によって速度調整がなされた長尺フイルム16は、裁断装置26に送られて回転カッタ38a、38bの作用下に両耳部が裁断されるとともに、所定の幅寸法を有する長尺フイルム24a、24bとなってフイルム巻き付け装置10に搬送される。一方、両耳部は、図示しない耳巻きユニットにより所定のテンションパターンで巻き取られる。以下、長尺フイルム24a側の処理についてのみ説明する。
【0046】
フイルム巻き付け装置10では、初めて第1巻き目の巻き取り処理を開始する場合、図7に示すように、巻芯供給機構56を介して新たな巻芯28が巻き取り位置、すなわち、巻き取りチャック68a、68bに対応する位置に搬送され、この巻き取りチャック68a、68bにより前記巻芯28の両端が支持される。
【0047】
巻芯28と第1ニップローラ90aとの間に、長尺フイルム24aを挿入する際には、この巻芯28は、フイルム巻き取り機構50を構成する第2ニップローラ90b、第2下部ラッパ94a、第2倣いローラ92bおよび上部ラッパ96に保持される。このタイミングで、サーボモータ72にトルクが付与される。また、第1導入ガイド部材98aが退避して開位置に配置される一方、第2導入ガイド部材98bが進出位置である閉位置に配置されている。
【0048】
そこで、長尺フイルム24aが、パスローラ60の回転作用下にニップローラ64と前記パスローラ60とを介して鉛直下方向に搬送され、巻芯28と第1ニップローラ90aとの間を通ってその先端がサクションボックス142に吸着保持される。次いで、長尺フイルム24aは、パス変更ローラ144に支持されることにより、巻芯28と第1ニップローラ90aとの軸芯を結ぶ線に直交する方向に延在して保持されるとともに、サクションボックス142が矢印方向に揺動することによって前記長尺フイルム24aにテンションが付与されている。
【0049】
この状態で、切断機構54を構成するカッタ138がフイルム幅方向に移動して長尺フイルム24aを幅方向に切断(クロスカット)する。そして、駆動シリンダ118aを介して第1倣いローラ92aが巻芯28側に変位すると、この第1倣いローラ92aが、切断された長尺フイルム24aの先端部を前記巻芯28の周面に約90°の範囲にわたって巻き付ける(図8参照)。
【0050】
第1倣いローラ92aがストロークエンドまで到達した後、メインフィードローラ34が回転し、図3に示すように、サーボモータ72の駆動トルクにより、ベルト・プーリ84を介して巻き取りチャック68aが回転を開始する。これにより、巻芯28が回転し、この巻芯28の外周部に長尺フイルム24aがテンションを保持できる長さ分だけ、好ましくは、2〜3周だけ巻き付けられた後、図9に示すように、シリンダ132の作用下に上部ラッパ96が上方に待避するとともに、第1および第2駆動シリンダ100a、100bと第1および第2駆動シリンダ118a、118bとが駆動されて第1および第2ニップローラ90a、90bと第1および第2下部ラッパ94a、94bが巻芯28から離間する。
【0051】
フイルム巻き取り機構50を介して巻芯28に長尺フイルム24aが規定の長さまで巻き取られると、製品受け取り機構52が上昇してライダローラ186とテンション付与ローラ164およびフリーローラ174とにより巻回体30が保持される(図10参照)。ここで、製品受け取り機構52を構成するライダローラ186とテンション付与ローラ164およびフリーローラ174とにより巻回体30が保持された際、巻芯回転機構48を構成するサーボモータ72のトルク制御が行われており、この巻回体30を構成する長尺フイルム24aには所定のテンションが付与されている。
【0052】
この状態で、トルクモータ156が駆動され、第1および第2ベルト・プーリ160、162を介してテンション付与ローラ164には、図10中、矢印D方向に回転力が付与される。従って、長尺フイルム24aには、テンション付与ローラ164を介して所定のテンションが与えられる。
【0053】
次に、巻芯回転機構48を構成するサーボモータ72の駆動が停止されるとともに、スライド手段70を構成する第1および第2シリンダ78a、78bが駆動され、巻き取りチャック68a、68bが巻回体30の両端部から離脱されてこの巻回体30をアンチャックする。これにより、巻回体30は、テンション付与ローラ164およびフリーローラ174により長尺フイルム24aに所定のテンションが付与された状態で製品受け取り機構52に受け渡され、この製品受け取り機構52が製品払い出し位置まで下降する。
【0054】
その際、図11に示すように、長尺フイルム24aの上部側がパスローラ60とニップローラ64とにより移動不能に保持されている。このため、製品受け取り機構52が下降すると、巻回体30は矢印方向に回転してその外周から長尺フイルム24aを巻き戻しながら下降する。ここで、トルクモータ156は、図11中、矢印D方向にトルクが付与されている。
【0055】
なお、巻回体30の下降時には、ライダローラ186とテンション付与ローラ164およびフリーローラ174とによりこの巻回体30の外周部を保持した状態で、長尺フイルム24aをパスローラ60とニップローラ64との間から引き出すようにして、すなわち、前記巻回体30を回転させることなく固定した状態で、下降させることもできる。ここで、トルクモータ156は、長尺フイルム24aのテンションより大きいテンションを付与するトルクで、図11中、矢印D方向に回転されている。
【0056】
巻回体30の下降が完了した後、巻芯28が巻芯供給機構56を介して巻き取り位置に供給され、この新たな巻芯28が巻き取りチャック68a、68bに保持される。その際、長尺フイルム24aのパスが巻芯28の中心と第1ニップローラ90aの中心を結ぶ線に略直交するように、パスローラ60の位置が設定されている。
【0057】
巻芯28が巻芯回転機構48に保持されると、第1ニップローラ90aが第1駆動シリンダ100aを介して前進し、この第1ニップローラ90aが長尺フイルム24aを巻芯28の外周面に押圧保持する。そして、上部ラッパ96が下降するとともに、第2下部ラッパ94bおよび第2ニップローラ90bが第2駆動シリンダ118b、100bを介して前進し、巻芯28の周囲を囲む位置に配置される(図12参照)。
【0058】
製品受け取り機構52に保持されている巻回体30が下降した後、この製品受け取り機構52を構成するトルクモータ156が駆動されることにより、長尺フイルム24aに一定の張力が付与された状態で、切断機構54を構成するカッタ138が駆動される。なお、比較的破断し易い長尺フイルム24aが用いられる際には、テンション付与ローラ164にブレーキをかけた後、トルクモータ156の駆動を停止させた状態で、切断機構54を介して切断するように制御してもよく、あるいは前記切断機構54による切断途中に前記トルクモータ156の駆動を停止するように制御してもよい。
【0059】
これにより、長尺フイルム24aが幅方向に切断され、第1駆動シリンダ118aの駆動作用下に、第1倣いローラ92aが巻芯28側に移動し、第1ニップローラ90aとカッタ138との間でフリー状態の長尺フイルム24aの端部が、この巻芯28の周面に巻き付けられる(図13参照)。
【0060】
さらに、フイルム巻き取り機構50の作用下に、巻芯28の外周に長尺フイルム24aが2〜3周だけ巻き付けられた後、図14に示すように、第1および第2ニップローラ90a、90b、上部ラッパ96並びに第1および第2下部ラッパ94a、94bが巻芯28から離間する方向に変位した後、この巻芯28には規定長さまで前記長尺フイルム24aが巻き取られる。
【0061】
一方、製品受け取り機構52では、テンション付与ローラ164の回転作用下に、製品30aが巻き取り方向に回転し、切断された長尺フイルム24aの後端が適当な長さまで巻き取られる。この製品30aは、製品受け取り機構52からコンベア188に受け渡され、このコンベア188を介して排出される。なお、製品受け取り機構52の近傍に、製品30aに巻き付けられた長尺フイルム24aの後端をテープ止めするためのテープ貼り付け機構(図示せず)を配置してもよい。
【0062】
上記の製品30aは、長尺フイルム24aを巻芯28の外周に時計回りに巻き付ける、所謂、内巻きタイプであり、次に、前記長尺フイルム24aを前記巻芯28の外周部に反時計回りに巻き付ける、所謂、外巻きの場合について説明する。
【0063】
図15に示すように、ニップローラ対42aが、巻芯28の直径分の長さに対応して矢印A1方向に移動する。そして、パスローラ60の回転作用下に、長尺フイルム24aが鉛直下方向に搬送され、この長尺フイルム24aの端部が巻芯28と第2ニップローラ90bとの間に挿入される。その際、第2導入ガイド部材98bは、所定の退避位置(開位置)に配置されており、長尺フイルム24aを円滑に案内することができる。長尺フイルム24aの先端部が、フイルム保持機構139に対応して配置されると、サクションボックス142が駆動されてこの長尺フイルム24aが吸着保持される。
【0064】
以下、上記の内巻き工程と同様の動作を行って、巻芯28の外周部に反時計回りに長尺フイルム24aを巻き付けることにより、外巻きタイプの製品30aが製造される。
【0065】
このように、第1の実施形態では、フイルム巻き取り機構50が、巻き取り位置に配置されている巻芯28の鉛直中心線を線対称として第1および第2ニップローラ90a、90b、第1および第2倣いローラ92a、92b、第1および第2下部ラッパ94a、94b、第1および第2導入ガイド部材98a、98bおよび上部ラッパ96をそれぞれ進退自在に備えている(図4参照)。このため、長尺フイルム24aが、巻芯28と第1ニップローラ90aとの間に挿入される際に、この巻芯28を時計方向に回転させることにより、前記長尺フイルム24aが前記巻芯28の外周面と第1および第2下部ラッパ94a、94b、第2導入ガイド部材98b並びに上部ラッパ96との間に形成される間隙に沿って円滑に送られ、該巻芯28の外周に所定の長さだけ時計方向に巻き付けられる。
【0066】
一方、長尺フイルム24aが、巻芯28と第2ニップローラ90bとの間に挿入される際には、この巻芯28が反時計方向に回転されることにより、同様に、前記長尺フイルム24aが該巻芯28の外周面に所定の長さだけ反時計方向に円滑に巻き付けられる。これにより、巻芯28の外周面に対して内巻きと外巻きとの2系列の巻き付け処理が円滑に遂行されるとともに、従来のベルトラッパを用いる際のようなエンドレスベルトの蛇行による長尺フイルム24aの端部飛び出し等が発生することがなく、高品質な製品30aを効率的に製造することができるという効果が得られる。
【0067】
ここで、長尺フイルム24aが巻芯28と第1ニップローラ90aとの間に挿入される際、第1導入ガイド部材98aが第1シリンダ108aを介して退避位置、すなわち、開位置に配置されて前記長尺フイルム24aを円滑に導入する。一方、長尺フイルム24aが巻芯28と第2ニップローラ90bとの間に挿入される際には、第2導入ガイド部材98bが第2シリンダ108bを介して退避位置、すなわち、開位置に配置され、前記長尺フイルム24aの挿入動作が円滑に遂行される。
【0068】
また、図2に示すように、ニップローラ対42aは、移動手段62を介して矢印A方向に移動自在であり、長尺フイルム24aの巻き方向に対応して巻芯28の両側に前記ニップローラ対42aが選択的に配置される。従って、長尺フイルム24aを巻芯28の所望の側(右側または左側)に対して正確に送り出すことが可能になり、前記長尺フイルム24aの巻き付け作業が精度よく遂行されるという利点がある。
【0069】
なお、第1の実施形態では、巻芯28の両側に対応して一組の切断機構54が設けられているが、図16に示す切断機構196を用いてもよい。この切断機構196は単一のカッタ198を備えており、このカッタ198は、スライド手段199を介して進退することにより、巻芯28の両側に選択的に配置される長尺フイルム24aを切断可能に構成される。このため、単一のカッタ198を設けるだけでよく、構成が有効に簡素化される。
【0070】
図17は、本発明の第2の実施形態に係るフイルム巻き付け装置を構成するフイルム巻き取り機構200の概略構成を示す正面図である。なお、第1の実施形態に係るフイルム巻き付け装置10と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【0071】
このフイルム巻き取り機構200を構成する第1および第2導入ガイド部材202a、202bは、図17および図18に示すように、軸方向に複数に分離された第1および第2ニップローラ90a、90bの幅方向に対応して離間する一組の支持板203と、前記支持板203間に回転自在に支持されるフリーローラ204とを備える。支持板203は、第1および第2ニップローラ90a、90bの軸部側に入り込んで櫛歯状に構成されており、前記支持板203がばね206を介してシリンダ208から延在するロッド210に進退自在に保持されている。
【0072】
このように構成される第2の実施形態では、巻芯28の外周面に巻き付けられる長尺フイルム24aが、第1および第2導入ガイド部材202a、202bを構成するフリーローラ204に接触して案内されるため、このフリーローラ204の回転作用下に、前記長尺フイルム24aに損傷を与えることを確実に阻止することが可能になる。
【0073】
しかも、第1および第2ニップローラ90a、90bと、第1および第2導入ガイド部材202a、202bとは、相互にオーバーラップする櫛歯状に配置されている。これにより、長尺フイルム24aのガイド機能を向上させるとともに、前記長尺フイルム24aに弛み等が発生することを有効に阻止することができ、前記長尺フイルム24aを巻芯28の外周面に高品質に巻き付けることが可能になる。
【0074】
図19は、本発明の第3の実施形態に係るフイルム巻き付け装置を構成するフイルム巻き取り機構220の正面説明図である。なお、第1の実施形態に係るフイルム巻き付け装置10と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【0075】
フイルム巻き取り機構220は、直径の異なる2種類の巻芯28a、28bに対応するとともに、前記巻芯28a、28bの外周面に長尺フイルム24aを内巻きおよび外巻き可能に巻き取る機能を有している。このフイルム巻き取り機構220では、第1および第2下部ラッパ222a、222bと、上部ラッパ224とに特別な工夫を用いている。
【0076】
第1および第2下部ラッパ222a、222bは、所定の位置に固定された第1および第2駆動シリンダ226a、226bを備え、前記第1および第2駆動シリンダ226a、226bから延在するロッド228a、228bにベース230a、230bが矢印A方向に進退自在に固着される。このベース230a、230b上には、可動ベース232a、232bが図示しないシリンダ等のアクチュエータを介してリニアガイド234a、234bに沿って矢印A方向に移動可能に載置される。
【0077】
可動ベース232a、232bの先端に第1および第2固定ガイド部236a、236bが設けられるとともに、この可動ベース232a、232bの後端に第1および第2シリンダ238a、238bが揺動自在に装着される。第1および第2シリンダ238a、238bのロッド240a、240bには、連結部242a、242bを介して第1および第2可動ガイド部244a、244bが固定される。図20に示すように、可動ガイド部244a、244bには、鉛直方向に対して互いに離間する方向に傾斜するガイドバー246a、246bが設けられており、前記ガイドバー246a、246bは、第1および第2固定ガイド部236a、236bに形成された筒部248a、248bに挿入されている。
【0078】
第1および第2可動ガイド部244a、244bの先端側には、板ばね130a、130bを介して第1および第2倣いローラ92a、92bが移動可能に装着されている。第1および第2可動ガイド部244a、244bと第1および第2固定ガイド部236a、236bとは、所謂、櫛歯状に互いにオーバーラップしており、それぞれの先端部には、大径側の巻芯28aの外周半径よりも若干大きな曲率半径を有するガイド面250a、250b、252aおよび252bが形成される。
【0079】
上部ラッパ224を構成するフレーム254には、それぞれ水平方向に対して下方向に傾斜するように第1および第2シリンダ256a、256bが装着される。第1および第2シリンダ256a、256bからそれぞれ斜め下方向に延在するロッド258a、258bには、第1および第2可動ガイド部260a、260bが支持される。第1および第2可動ガイド部260a、260bは、巻芯28aの外周半径より若干大きな曲率半径を有するガイド面262a、262bを有している。
【0080】
このように構成される第3の実施形態において、まず、大径側の巻芯28aの外周面に長尺フイルム24aを、例えば、反時計方向に巻き付ける際には、図19および図20に示すように、フイルム巻き取り機構220が配置される。具体的には、図20に示すように、上部ラッパ224を構成する第1および第2シリンダ256a、256bが駆動され、ロッド258a、258bに連結されている第1および第2可動ガイド部260a、260bが、それぞれ互いに離間する方向でかつ斜め下方向(矢印参照)に向かって変位する。このため、第1および第2可動ガイド部260a、260bのガイド面262a、262bは、大径側の巻芯28aの外周面形状に対応して位置調整されることになる。
【0081】
そこで、図19に示すように、第1駆動シリンダ226aが駆動され、ベース230aが巻芯28a側に移動して、このベース230aに配置されている第1可動ガイド部244aおよび第1固定ガイド部236aのガイド面250a、252aが、前記巻芯28aの外周面との間に所定の隙間を有して配置されるとともに、第1倣いローラ92aが前記巻芯28aの外周面に接触している。また、第1駆動シリンダ100aの駆動作用下に、第1ニップローラ90aが巻芯28a側に移動してこの巻芯28aの外周面に接触するとともに、第1導入ガイド部材98aが前記巻芯28aの外周部に対応して配置される。
【0082】
次いで、長尺フイルム24aが巻芯28aと第2ニップローラ90bとの間に挿入されると、第2駆動シリンダ100bが駆動されて、第2ニップローラ90bが長尺フイルム24aを巻芯28aの外周面に保持した状態で、第1の実施形態と同様に、この長尺フイルム24aの先端部が切断される。さらに、第2駆動シリンダ226bが駆動され、第2可動ガイド部244bおよび第2固定ガイド部236bが巻芯28a側に移動し、第2倣いローラ92bが切断された長尺フイルム24aの端部をこの巻芯28aの外周面に巻き付けるとともに、前記第2可動ガイド部244bおよび前記第2固定ガイド部236bのガイド面250b、252bが前記巻芯28aの外周部に対応して配置される。その後、第1の実施形態と同様に、巻芯28aが反時計方向に回転され、この巻芯28aの外周面に長尺フイルム24aが所定の長さだけ巻き付けられる。
【0083】
一方、巻芯28aよりも小径な巻芯28bが用いられる際には、図21に示すように、上部ラッパ224を構成する第1および第2可動ガイド部260a、260bが第1および第2シリンダ256a、256bを介してフレーム254側に移動し、ガイド面262a、262bが前記巻芯28bの外周面形状に対応して位置決めされる。第1および第2可動ガイド部244a、244bでは、第1および第2シリンダ238a、238bが駆動されてロッド240a、240bが内方に変位する。
【0084】
これにより、第1および第2可動ガイド部244a、244bは、ガイドバー246a、246bと筒部248a、248bの案内作用下に、第1および第2固定ガイド部236a、236bに対して斜め上方に移動する。そして、可動ベース232a、232bが、リニアガイド234a、234bの案内作用下にベース230a、230bに対して巻芯28b側に所定の距離だけ移動する。これにより、第1および第2可動ガイド部244a、244bのガイド面250a、250bと第1および第2倣いローラ92a、92bとが、巻芯28bの外周形状に対応して位置決めされることになる。
【0085】
このように、第3の実施形態では、外径寸法の異なる巻芯28a、28bに自動的かつ容易に対応することができるとともに、前記巻芯28a、28bへの長尺フイルム24aの巻き付け方向を自動的に切り換えることが可能になる。従って、単一のフイルム巻き取り機構220を用いるだけで、長尺フイルム24aの巻き付け方向の変化および外径寸法の異なる巻芯28a、28bに自動的に対応することができ、フイルム巻き付け作業全体を効率的に行うとともに、極めて汎用性に優れるという効果が得られる。
【0086】
なお、第1乃至第3の実施形態では、フイルム巻き付け装置10がフイルム巻き替え機12に組み込まれているが、このフイルム巻き付け装置10を裁断機(図示せず)に組み込んでも、同様の効果が得られる。
【0087】
【発明の効果】
本発明に係るフイルム巻き付け装置では、巻芯を挟んで両側に複数のローラおよび複数のブロックが配置されており、前記巻芯に対して長尺フイルムを所望の巻き付け方向に自動的に巻き付けることができる。これにより、フイルムの巻き付け方向の変更に自動的に対応するとともに、巻芯に対して長尺フイルムを高精度かつ効率的に巻き付けることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るフイルム巻き付け装置が組み込まれるフイルム巻き替え機の概略構成説明図である。
【図2】前記フイルム巻き付け装置の構成説明図である。
【図3】前記フイルム巻き付け装置を構成する巻芯回転機構の正面説明図である。
【図4】前記フイルム巻き付け装置を構成するフイルム巻き取り機構の正面説明図である。
【図5】前記フイルム巻き取り機構を構成する下部ラッパの斜視説明図である。
【図6】前記フイルム巻き取り機構を構成する上部ラッパの斜視説明図である。
【図7】前記フイルム巻き取り機構に長尺フイルムが送り出された際の動作説明図である。
【図8】前記長尺フイルムの端部を巻芯の外周面に倣わせる際の動作説明図である。
【図9】前記長尺フイルムが巻芯に巻き付けられる際の動作説明図である。
【図10】製品受け取り機構により巻回体を受け取る際の動作説明図である。
【図11】前記製品受け取り機構を下降させる際の動作説明図である。
【図12】前記長尺フイルムを切断する際の動作説明図である。
【図13】前記巻芯に前記長尺フイルムを巻き始める際の動作説明図である。
【図14】前記巻芯に前記長尺フイルムを巻き付ける際の動作説明図である。
【図15】前記巻芯の反対側に前記長尺フイルムを送り出して、該巻芯を逆方向に回転させる際の動作説明図である。
【図16】他の切断機構を組み込むフイルム巻き取り機構の概略説明図である。
【図17】本発明の第2の実施形態に係るフイルム巻き付け装置を構成するフイルム巻き取り機構の正面説明図である。
【図18】前記フイルム巻き取り機構の一部斜視説明図である。
【図19】本発明の第3の実施形態に係るフイルム巻き付け装置を構成するフイルム巻き取り機構の正面説明図である。
【図20】前記フイルム巻き取り機構により大径側の巻芯に長尺フイルムを巻き付ける際の一部拡大説明図である。
【図21】前記フイルム巻き取り機構により小径側の巻芯に長尺フイルムを巻き付ける際の説明図である。
【図22】従来技術に係る巻き取り装置の要部説明図である。
【図23】巻芯に巻回された長尺フイルムの端部が飛び出した状態の説明図である。
【符号の説明】
10…フイルム巻き付け装置 12…フイルム巻き替え機
16、24a、24b…長尺フイルム 18…フイルム送出装置
20…搬送装置 26…裁断装置
28、28a、28b…巻芯 30…巻回体
30a、30b…製品 34…メインフィードローラ
38a、38b…回転カッタ 40a、40b…分離ローラ
42a、42b…ニップローラ対 64、90a、90b…ニップローラ
48…巻芯回転機構
50、200、220…フイルム巻き取り機構
52…製品受け取り機構 54、196…切断機構
56…巻芯供給機構 60…パスローラ
62…移動手段 67a、67b…可動ローラ
68a、68b…巻き取りチャック 92a、92b…倣いローラ
94a、94b、222a、222b…下部ラッパ
96、224…上部ラッパ
98a、98b、202a、202b…導入ガイド部材
100a、100b、118a、118b、140、226a、226b…駆動シリンダ
108a、108b、132、208、238a、238b、256a、256b…シリンダ
124、138…ガイド部 128、203…支持板
130、130a、130b…板ばね
137a、137b、204…フリーローラ
138、198…カッタ 139…フイルム保持機構
150…昇降台 190…エアシリンダ
194…サクションカップ 199…スライド手段
206…ばね 236a、236b…固定ガイド部
244a、244b、260a、260b…可動ガイド部
Claims (5)
- 巻芯を保持して前記巻芯を両方向に回転可能な巻芯回転機構と、
前記巻芯が一方向に回転される際に、該巻芯に長尺フイルムを前記一方向に所定の長さまで巻き付けて巻回体を得るとともに、前記巻芯が他方向に回転される際に、該巻芯に前記長尺フイルムを前記他方向に所定の長さまで巻き付けて巻回体を得るフイルム巻き取り機構と、
を備え、
前記フイルム巻き取り機構は、前記巻芯を挟んで両側に配置され、前記巻芯の外周面に前記長尺フイルムを押圧支持する進退自在な複数のローラと、
前記巻芯を挟んで両側に配置され、前記巻芯の外周面との間に前記長尺フイルムを挿通するための間隙を形成する進退自在な複数のブロックと、
を備え、
前記ローラは、前記巻芯の両側に配置され、前記長尺フイルムを切断する際に該長尺フイルムを新たな巻芯の周面に保持する進退自在な第1および第2ニップローラと、
前記巻芯の両側に配置され、切断された前記長尺フイルムの端部を前記新たな巻芯の周面に倣わせる進退自在な第1および第2倣いローラと、
を備えることを特徴とするフイルム巻き付け装置。 - 請求項1記載の装置において、前記ブロックは、前記巻芯に対して前記長尺フイルムを挿入する側が開位置に配置されるとともに、挿入側とは反対側が閉位置に配置される進退可能な第1および第2導入ガイド部材を備えることを特徴とするフイルム巻き付け装置。
- 請求項1または2記載の装置において、前記ローラおよび前記ブロックは、少なくとも2種類の径の異なる前記巻芯の外周形状に対応して位置切り換え可能に構成することを特徴とするフイルム巻き付け装置。
- 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の装置において、前記フイルム巻き取り機構に前記長尺フイルムを案内するニップローラと、
前記長尺フイルムを前記巻芯の両側に振り分けるために前記ニップローラを進退させる移動手段と、
を備えることを特徴とするフイルム巻き付け装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の装置において、前記巻芯の少なくとも一方の側に配置され、前記長尺フイルムの先端部を吸着保持しかつ該長尺フイルムにテンションを付与するフイルム保持機構と、
前記巻芯の少なくとも一方の側に配置され、前記フイルム保持機構により前記長尺フイルムにテンションが付与された状態で、該長尺フイルムを幅方向に切断するとともに、前記巻芯に前記長尺フイルムが巻き付けられた前記巻回体の端部を幅方向に切断する切断機構と、
を備えることを特徴とするフイルム巻き付け装置。
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