JP4827505B2 - Sheet winding device - Google Patents
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Description
本発明は、合成樹脂フィルム、箔、電池用電極の積層シート等のシート状物を巻き取る巻取装置に関するものである。 The present invention relates to a winding device that winds up a sheet-like material such as a synthetic resin film, a foil, and a laminated sheet of battery electrodes.
シート状物を巻き取る巻取装置における巻芯の支持は、一般的にメカニカルチャックによるものが多く使用されている。つまり、コロ(ローラ)あるいはボール等によってリング等を巻芯の内周面に拡径して接触させることにより生じる巻芯の内周面とリング間の摩擦力によって支持するものであり、例えば、特許文献1には、巻取時に回転駆動される支持軸からの駆動を受ける支持環が支持軸とたわみ継手によって連結され、支持環が回転するとその支持環の外周に円周方向に設けられた傾斜溝の底面上の複数のローラがその傾斜溝の浅い部分に転動し、それによってローラを包囲したリングが拡径して巻芯の内周面に接触するように構成されている巻芯チャック(メカニカルチャック)を巻芯に挿入して巻芯を固定し、この巻芯チャックのみで巻芯を把持してシート状物の巻取りを行うことが記載されている。なお、巻芯の着脱のために巻芯の内周面と巻芯チャックの外周面間に若干の隙間が設けられていることは言うまでもない。 The support of the core in the winding device that winds up the sheet-like material is generally used by a mechanical chuck. That is, it is supported by the frictional force between the inner peripheral surface of the core and the ring that is generated by expanding the diameter of the ring or the like to the inner peripheral surface of the core with a roller (roller) or a ball. In Patent Document 1, a support ring that receives drive from a support shaft that is rotationally driven during winding is connected to the support shaft by a flexible joint, and is provided circumferentially on the outer periphery of the support ring when the support ring rotates. A core configured such that a plurality of rollers on the bottom surface of the inclined groove roll to a shallow portion of the inclined groove so that a ring surrounding the roller expands and contacts the inner peripheral surface of the core. It is described that a chuck (mechanical chuck) is inserted into a core to fix the core, and the core is gripped only by the core chuck to wind up the sheet-like material. Needless to say, a slight gap is provided between the inner peripheral surface of the core and the outer peripheral surface of the core chuck for attaching and detaching the core.
前述の特許文献1に記載されているようなシート状物の巻取りに際しては、巻芯チャックを巻芯に挿入して固定しょうとするとき、巻芯の静止時にあっては巻芯の内周面と巻芯チャックの外周面との隙間によって巻芯が支持軸に対して傾き、また、巻芯を固定するには支持軸が回転して巻芯チャックのローラが転動してリングが拡径することが必要である。つまり、巻芯チャックに所定のトルクが付加されなければ巻芯が固定されない。 When winding a sheet-like material as described in Patent Document 1 described above, when trying to insert and fix the core chuck into the core, the inner periphery of the core is when the core is stationary. The core is tilted with respect to the support shaft by the gap between the surface and the outer peripheral surface of the core chuck. To fix the core, the support shaft rotates and the roller of the core chuck rolls to expand the ring. It is necessary to diameter. That is, the core is not fixed unless a predetermined torque is applied to the core chuck.
そのため、前記巻芯の傾きによって、巻芯チャックに所定のトルクが付加されて巻芯が巻芯チャックに固定されるまでの巻き始めに、巻芯に貼り付けられたシート状物に皺が入り所望する品質が得られないという問題がある。 Therefore, due to the inclination of the core, a predetermined torque is applied to the core chuck, and at the beginning of winding until the core is fixed to the core chuck, wrinkles enter the sheet-like material attached to the core. There is a problem that desired quality cannot be obtained.
また、前記巻芯の固定時の傾きを防止するために、巻芯の内周面と巻芯チャックの外周面との隙間を極小にすることを試みると、巻芯チャックからの巻芯の着脱時に巻芯の内周面と巻芯チャックの外周面との接触による摩擦により巻芯の内周面が削られて粉塵化することが危惧される。 Further, in order to prevent the tilting of the core when the core is fixed, if the gap between the inner peripheral surface of the core and the outer peripheral surface of the core chuck is attempted to be minimized, the core is detached from the core chuck. At times, there is a concern that the inner peripheral surface of the core is scraped and becomes dust due to friction caused by contact between the inner peripheral surface of the core and the outer peripheral surface of the core chuck.
本発明は、シート状物を巻き取る際、巻芯の静止時であっても巻芯が傾くことなく巻芯保持部に固定され、かつ、巻芯チャック(メカニカルチャック)からの巻芯の着脱時に巻芯の内周面が削られることのないシート状物の巻取装置を提供することを目的とする。 In the present invention, when winding a sheet, the core is fixed to the core holding part without tilting even when the core is stationary, and the core is detached from the core chuck (mechanical chuck). It is an object of the present invention to provide a sheet winding device that sometimes does not scrape the inner peripheral surface of the winding core.
本発明は、シート状物の巻取装置において、巻取り開始前の巻芯の静止時にこの巻芯を支持軸に対して傾くことなく同心的に固定する巻芯固定機構と、前記巻芯と前記支持軸に係合して巻芯に支持軸の回転運動を伝達するメカニカルチャックを備えることを特徴としている。 The present invention provides a winding device for a sheet-like material, wherein the winding core is fixed concentrically without tilting with respect to the support shaft when the winding core is stationary before starting winding, and the winding core, A mechanical chuck that engages with the support shaft and transmits the rotational motion of the support shaft to the winding core is provided.
前記巻芯固定機構は、前記支持軸に係止されるホルダと、その外周側にベアリングを介して設けられる外周リングと、前記巻芯の内周面に当接するラグを摺動可能に保持して前記外周リングに係合するスライダからなっており、前記巻芯の内周面に当接するラグは、空気圧力によるピストンの作用とその作用の向きに相反する方向への弾性体の作用による前記スライダの移動によって摺動するようになっている。 The core fixing mechanism slidably holds a holder that is locked to the support shaft, an outer ring provided on the outer periphery of the holder via a bearing, and a lug that contacts the inner peripheral surface of the core. And a lug that contacts the inner peripheral surface of the winding core is formed by the action of the elastic body in the direction opposite to the action of the piston by the air pressure and the direction of the action. The slider slides as the slider moves.
また、前記メカニカルチャックは、前記支持軸に係止されるカムリングと、そのカムリングの外周部円周方向に形成されたカム曲線面上に載置されるコロと、そのコロを包囲するように装着されるチャックリングからなっている。 The mechanical chuck is mounted so as to surround a cam ring that is locked to the support shaft, a roller that is placed on a cam curve surface formed in a circumferential direction of the outer periphery of the cam ring, and the roller. Consists of a chuck ring.
本発明のシート状物の巻取装置によれば、巻取り開始前の巻芯の静止時に巻芯を支持軸に対して傾くことなく同心的に固定する巻芯固定機構と、巻芯と支持軸に係合して巻芯に支持軸の回転運動を伝達するメカニカルチャックを備えているので、シート状物の巻き始めからシート状物に皺が入ることがなく良好な巻き姿が得られる。 According to the sheet winding device of the present invention, the core fixing mechanism that concentrically fixes the core without tilting with respect to the support shaft when the core before the start of winding is stationary, and the core and support. Since the mechanical chuck that engages the shaft and transmits the rotational movement of the support shaft to the winding core is provided, the sheet-like material is not wrinkled from the beginning of winding the sheet-like material, and a good winding shape is obtained.
また、巻取り開始前の巻芯の静止時に巻芯の支持軸に対する傾きの心配をする必要がないので、巻芯の内周面と巻芯固定機構の外周面及びメカニカルチャックの外周面との隙間を大きくとることができ、巻芯の着脱時に巻芯の内周面が削られることがない。 In addition, since there is no need to worry about the inclination of the core relative to the support shaft when the core is stationary before starting winding, the inner peripheral surface of the core, the outer peripheral surface of the core fixing mechanism, and the outer peripheral surface of the mechanical chuck The gap can be made large, and the inner peripheral surface of the core is not scraped when the core is attached or detached.
図1は本発明による巻取装置の巻芯aの両端が保持される巻芯保持部1の構成を示す軸心長手方向の断面図であり、図2は図1の切断線A−Aから見た断面図である。以下、図1、図2に基づいて巻芯保持部1の構成を説明する。 FIG. 1 is a cross-sectional view in the longitudinal direction of the axial center showing the configuration of the core holding part 1 that holds both ends of the core a of the winding device according to the present invention. FIG. FIG. Hereinafter, the configuration of the core holding unit 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
巻芯保持部1は、巻芯aの静止時に巻芯aを巻芯保持部1に固定する巻芯固定機構2と、巻取りのときに巻芯aに駆動力を伝達するメカニカルチャック3から成っており、その巻芯固定機構2は次により構成される。 The core holding unit 1 includes a core fixing mechanism 2 that fixes the core a to the core holding unit 1 when the core a is stationary, and a mechanical chuck 3 that transmits a driving force to the core a during winding. The winding core fixing mechanism 2 is configured as follows.
巻芯aの端部側中央部に位置するホルダ4の外周面にベアリング5、6を嵌め、そのベアリング5の外輪の外周面に外周リング7を嵌め、ベアリング6の外輪の外周面にスライダ8を嵌めてある。ベアリング5はホルダ4の外周面に止め輪20で固定してある。
The
スライダ8の外周面にはテーパ面8aが形成されている。そして、そのテーパ面8aに接して複数個のラグ9を載置する。その際、ラグ9に対応する外周リング7の外周面部に、ラグ9に係合する溝7aを等間隔に設けて、その溝7aにラグ9をはめ込むようにしてある。
A taper surface 8 a is formed on the outer peripheral surface of the
ラグ9はスライダ8の軸心長手方向の移動(後述)によってテーパ面8aを摺動し、外周リング7の溝7a内で半径方向に張り出したり、引っ込んだりするようになっている。なお、外周リング7からラグ9を貫通しているボルト10は、ラグ9の外部への飛散を防止するものであり、ラグ9の溝7a内での張り出し、引っ込みに干渉しないようラグ9には長孔9aが穿設してある。また、ラグ9の外周面に巻回してあるバネ輪11は、ラグ9の収縮中での外周側への張り出しを防止するものである。
The
ホルダ4はベアリング6側に円周状の溝4aを有し、その溝4aにベアリング6に当接してピストン12を装入してある。そして、ピストン12は、巻取り時に回転駆動される支持軸13とホルダ4を通して円周状の溝4aに連通している空気通路14から供給される圧縮空気によってベアリング5の方向へ移動するようになっている。このピストン12の移動によってベアリング6とスライダ8も連動し、ラグ9がスライダ8のテーパ面8aを下る方向に摺動して半径方向に引っ込む。
The holder 4 has a
なお、圧縮空気の供給による空気通路14のシール効果のために、要所要所に周知のOリング14a〜14dが設けてある。
For the sealing effect of the
一方、スライダ8側の外周リング7の側面に、スライダ8にピストン12を押し戻す方向に力が働くようにコイルバネ15が埋入してある。このコイルバネ15の反力によってスライダ8、ベアリング6及びピストン12が連動して支持軸13側に移動(このときピストン12へ供給される圧縮空気の圧力値は0である)する。このスライダ8の移動によってラグ9がテーパ面8aを上がる方向に摺動して半径方向に張り出す。なお、前述のピストン12へ供給される圧縮空気の圧力値は、コイルバネ15の反力値とスライダ8の移動時の摺動抵抗値の和よりも大きく設定する。
On the other hand, a
このように、ラグ9の半径方向への張り出しにより複数個のラグ9が等間隔で巻芯aの内周面に当接することによって、巻芯が静止時において巻芯固定機構2に同心的に固定され、また、ラグ9の半径方向への引っ込みによりラグ9が巻芯aの内周面から離脱することによって、巻芯aが巻芯固定機構2から解放される。
As described above, the
前述したように、巻芯が静止時において巻芯固定機構2に同心的に固定されるので、ラグ9の引っ込み切った状態での外周面及び後述するチャックリング19の縮径し切った状態での外周面と巻芯aの内周面との隙間は比較的大きくとることができる。(隙間の寸法値は1.5〜2.0mmが好ましい)。つまり、その隙間が大きくても巻芯の静止時での支持軸に対する傾きが防げ、また、その隙間が大きいと、巻芯aの巻芯保持部1からの着脱時に巻芯aの内周面が削られるのを防ぐことができる。
As described above, since the core is fixed concentrically to the core fixing mechanism 2 when stationary, the outer peripheral surface when the
次に、メカニカルチャック3の構成は以下による。支持軸13にキー17を介して嵌挿して支持軸13に係止されるカムリング16を有し、そのカムリング16の外周部円周方向の位置にカム曲線面16aが複数箇所等間隔に形成してある。そして、それぞれのカム曲線面16a上にコロ18を載置し、そのコロ18を包囲するようにチャックリング19が装着してある。
Next, the structure of the mechanical chuck 3 is as follows. A
カム曲線面16aは、メカニカルチャック3を巻芯aに挿入してカムリング16が巻取りのときに回転すると、コロ18がカム曲線面16aに沿って転動することによりチャックリング19が拡径して巻芯aの内周面を圧接するよう円周方向に傾斜が付けてある。これにより支持軸13からの回転駆動力が巻芯aに伝達される。なお、チャックリング19には拡径し易いように円周上の一カ所に切れ目19aを入れるのが好ましい。
When the
また、巻芯固定機構2の外周リング7の支持軸13側に、カムリング16のカム曲線面16a部を覆う円筒部7bを設け、その円筒部7bにチャックリング19の縮径のときコロ18がカム曲線面16a上を遊動しないよう各コロ18を転動可能に挟み込んで規制する切り欠き7cが各コロ毎に設けてある。なお、チャックリング16の外径寸法は前述したように、縮径のとき外周面と巻芯aの内周面とに隙間が生じるように設定する。
Further, a cylindrical portion 7b that covers the
このように、各部品が組み込まれた巻芯固定機構2とメカニカルチャック3は、巻芯固定機構2のホルダ4端部に設けたフランジ21とメカニカルチャック3のカムリング16とをボルト22で連結して一体化した上で、図1に示すように、カムリング16をキー17を介して支持軸13に嵌挿し、支持軸13の先端部段落軸端面にボルト23によって固着して巻芯保持部1を形成している。
As described above, the core fixing mechanism 2 and the mechanical chuck 3 in which the respective parts are incorporated connect the
次に、本発明のシート状物の巻取装置における巻芯保持部1の動作について説明する。巻芯aを巻芯保持部1に装着するに当たり、まず、巻芯固定機構2において、空気通路14に圧縮空気が供給されてピストン12がベアリング5の方向に移動するとベアリング6と共にスライダ8も連動し、ラグ9がスライダ8のテーパ面8aを下って巻芯aの内周面より引っ込んだ状態になっている。(図1、図2実線部参照)。
Next, the operation of the core holding unit 1 in the sheet winding device of the present invention will be described. In attaching the core a to the core holding portion 1, first, in the core fixing mechanism 2, when compressed air is supplied to the
また、メカニカルチャック3において、コロ18がカムリング16のカム曲線面16aの深み部に位置し、コロ18を包囲するチャックリング19が縮径の状態で、チャックリング19の外周面が巻芯aの内周面より内側にある。(図1、図2実線部参照)。
Further, in the mechanical chuck 3, the
次に、その状態で巻芯aを巻芯保持部1に嵌挿した後、空気通路14の圧縮空気の供給を停止し、空気圧力値を0にする。すると、コイルバネ15の反力によってスライダ8、ベアリング6及びピストン12が連動して支持軸13側に移動する。このスライダ8の移動によってラグ9がテーパ面8aを上がる方向に摺動して半径方向に張り出し巻芯aの内周面を押圧する。(図1、図2の一点鎖線部参照)。この状態で巻芯aは静止時に巻芯固定機構2に支持軸13と同芯的に固定される。
Next, after inserting the core a into the core holder 1 in this state, the supply of compressed air in the
次ぎに、巻芯aにシート状物を貼り付けた後、支持軸13に駆動をかける。すると、巻芯固定機構2では巻芯aと前記シート状物が連結されており、かつ、巻芯aと外周リング7もラグ9によって固定されているので、巻芯aと外周リング7は回転せず、メカニカルチャック3では支持軸13の回転によってカムリング16のカム曲線面16aの深み部に位置しているコロ18が曲線面16aの浅い部分まで転動してチャックリング19が拡径
する。(図1、図2の一点鎖線部参照)。
Next, after a sheet-like material is attached to the core a, the
そして、拡径したチャックリング19が巻芯aの内周面を押圧することにより、メカニカルチャック3に巻芯3が固定されて支持軸13の駆動が停止する。以上のような巻芯aを巻芯固定機構2及びメカニカルチャック3に固定する動作については、支持軸13に連結されるモータをトルク制御することによって行うようにする。
The
その後、巻芯aが回転駆動されて前記シート状物の巻取りが開始される。 Thereafter, the winding core “a” is rotationally driven to start winding the sheet-like material.
このように、巻芯固定機構2に巻芯aが静止時において傾きなく支持軸13と同芯的に固定され、かつ、メカニカルチャック3に巻芯aが支持軸13からの回転駆動力が伝達されるように固定されるので、シート状物の巻き始めからそのシート状物に皺が入ることなく良好な巻き姿を得ることができる。
Thus, the core a is fixed to the core fixing mechanism 2 concentrically with the
1 巻芯保持部
2 巻芯固定機構
3 メカニカルチャック
4 ホルダ
7 外周リング
8 スライダ
9 ラグ
13 支持軸
16 カムリング
18 コロ
19 チャックリング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Core holding part 2 Core fixing mechanism 3 Mechanical chuck 4 Holder 7
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