JP6527981B1 - ターンバー - Google Patents

Abstract

【課題】低い製造コストでありながらウェブを安定して支持できるターンバーを提供すること。【解決手段】本発明によれば、ウェブ状Ｗのワークを非接触でガイドするターンバーであって、多孔質体で構成された円筒状のロール本体２と、ロール本体の外表面からエアを吐出させるエア吐出機構４、６ｂ、１４と、を備え、ロール本体が、軸線方向端面同士が連結された複数の筒状多孔質体１２、１２・・・によって構成されているターンバーが提供される。【選択図】図１

Description

本発明は、ターンバーに関し、詳細には、長尺フィルム等のウェブを非接触でガイドするターンバーに関する。

上流側のロールから連続的に送出されたウェブを、所定経路に沿って搬送しながら処理し、下流側のロールに巻き取る処理方式が知られている。このような処理工程では、ウェブは、巻送りロール、ガイドロール、巻取りロール等の多くのロールによって規定される経路に沿って搬送されながら、印刷、ラミネート、乾燥、裁断等の処理等を受ける。

これらのロールの多くは、金属製あるいはゴム製であり、ウェブは、これらロールの表面と接触しながら搬送されることになる。このため、これらロールから離脱したパーティクルがウェブに転写され、ウェブから製造される最終製品の品質を低下させるという問題があった。

さらに、搬送中のウェブとロールとの速度差、ウェブに作用する張力、ウェブとロールの間の摩擦力により、ウェブに傷、折れシワ、伸び等が生じ、最終製品の歩留まりを低下させるという問題もあった。そして、このような問題は、搬送経路上でウェブの搬送方向を反転させるターンバーの部分で顕著であった。

このような問題に対処するため、空気膜を利用した非接触式のガイドロール（ターンバー）が提案されている（特許文献１）。この特許文献１のガイドロールでは、表面に多数の気体噴出孔が形成された中空体の内部に加圧気体を流入させることにより、中空体の表面の気体噴出孔から気体を噴出させ、長尺状フィルムを中空体の外周面に沿って非接触で支持し、長尺状フィルムの搬送経路を反転させている。

特開平８−２４５０２８号公報

上記ガイドロール（ターンバー）は、非接触で長尺状フィルムを反転させることができる等の長所を有しているが、機械加工で噴出孔を形成する場合には、噴出孔の径が大きくなるため、噴出孔の直上と周辺での圧力差が大きくなる。この結果、ウェブがバタツキ易くなり、ウェブを安定して支持できなくなる等の問題が発生している。また、レーザ加工で噴出孔を形成する場合には、製造コストが高くなるという問題が発生している。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、低い製造コストでありながらウェブを安定して支持できるターンバーを提供することを目的としている。

本発明によれば、
ウェブ状のワークを非接触でガイドするターンバーであって、
多孔質体で構成された円筒状のロール本体と、
前記ロール本体の外表面からエアを吐出させるエア吐出機構と、を備え、
前記ロール本体が、軸線方向端面同士が連結された複数の筒状多孔質体によって構成されている、
ことを特徴とするターンバーが提供される。

このような構成によれば、ウェブを非接触で支持するロール本体として、全体に微細な孔を有している多孔質体が利用されるので、ロール本体の外周面全体から均一に加圧気体を確実に噴出させることが可能であり、且つ、気体を噴出させる孔を加工により形成する工程が不要となる。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記エア吐出機構が、外周面に前記円筒状のロール本体が取付けられている中空シャフトを備え、
前記筒状多孔質体が、隣接する筒状多孔質体と接着により接合され、隣接する前記筒状多孔質体との接合部近傍の内周面に凹部を有している。

製造工程においてロール本体を構成する筒状多孔質体同士を接着剤で接合する際、接合部分からはみ出した余剰な接着剤が、ウェブ支持面となる筒状多孔質体の表面側に流出すると、ウェブ支持面からの加圧エアの吹出しが阻害される等して、ウェブ支持に支障をきたすことになる。

しかしながら、上記のような構成によれば、筒状多孔質体同士を接着剤で接合する際、接着剤が、隣接する筒状多孔質体との接合部近傍の内周面に設けられた凹部に収容されるため、凹部内の接着剤により、筒状多孔質体がロール本体に対してより強固に接合されている。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記凹部が、前記筒状多孔質体の内周面で円周方向に延びる環状溝を構成している。

本発明の他の好ましい態様によれば、
一の筒状多孔質体の他の筒状多孔質体と接合されている軸線方向端面と、前記他の筒状多孔質体の前記一の筒状多孔質体と接合されている端面とが、相補的な凹凸形状を備えている。

このような構成によれば、筒状多孔質体同士の接合部分において径方向の強度が増大し、接続された筒状多孔質体によって構成されるロール本体に中空シャフトからの加圧気体による力が作用しても、ロール本体が接続部分で破損することが回避される。

本発明の他の好ましい態様によれば、
一の筒状多孔質体の他の筒状多孔質体と接合されている軸線方向端面に少なくとも１つの環状凸部が形成され、
前記他の筒状多孔質体の前記一の筒状多孔質体と接合されている端面に前記環状凸部と相補的な環状凹部が形成されている。

このような構成によれば、筒状多孔質体同士の接続部分における径方向の強度がより増大し、接続された筒状多孔質体によって構成されるロール本体に、径方向内方から径方向外方に向かってより大きな力が作用しても、ロール本体が接続部分で破損することが回避される。

本発明の他の好ましい態様によれば、
一の筒状多孔質体が他の筒状多孔質体と接合されている軸線方向端面に少なくとも１つの環状のバッファ溝が形成されている。

このような構成によれば、筒状多孔質体同士を接着剤で接合する際、余剰な接着剤が、隣接する筒状多孔質体と接合されている筒状多孔質体の軸線方向端面に形成された環状のバッファ溝に収容されるため、ウェブ支持面となる筒状多孔質体の表面側に流出し難くなり、ターンバーの品質が向上する。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記筒状多孔質体が、多孔質カーボンで構成されている。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記筒状多孔質体の各々が長手方向中央位置で円周方向に延びる加圧空気流路を備え、
前記中空シャフトが、径方向に延びて前記加圧空気流路に接続され、前記加圧空気流路に加圧エアを供給する径方向流路を有している。

本発明によれば、低い製造コストでありながらウェブを安定して支持できるターンバーが提供される。

本発明の好ましい実施形態のターンバーの概略的な斜視図である。 図１のII-II線に沿った断面図である。 一端側に位置する筒状多孔質体近傍を拡大した図面である。 図１のIV-IV線に沿った断面図である。 図１のターンバーの作用を説明するための断面図である。 図１のターンバーの製造工程を説明する図面である。 図１のターンバーの製造工程を説明する図面である。 図１のターンバーの製造工程を説明する図面である。 図１のターンバーの変形例の筒状多孔質体の構成を示す断面図である。 図１のターンバーの他の変形例の筒状多孔質体の構成を示す断面図である。

以下、本発明の本発明の好ましい実施形態を図面に沿って詳細に説明する。図１は、本発明の好ましい実施形態のターンバー１の概略的な斜視図であり、図２は、図１のII-II線に沿った断面図である。

本実施態様のターンバー１は、長尺状フィルム等の長尺ウェブを搬送する搬送経路で、ウェブの搬送方向を反転させる反転部分等に配置され、非接触でウェブを支持し、その搬送方向を変えるために使用される部材である。

図１および図２に示されているように、ターンバー１は、略円筒状の形状を備え、多孔質体である多孔質カーボンで構成された略円筒状のロール本体２と、外周面にロール本体２が取付けられている略円筒状の中空シャフト４とを備えている。

中空シャフト４は、軸線方向中央の中空の大径部６と、大径部６の両端に配置された中空の小径部８、１０とを備えている。大径部６は、ロール本体２の内径と略等しい外径を有し、軸線方向両端部分に径方向外方に向かって延びるフランジ６ａ、６ａを備え、両フランジ６ａ、６ａ間に、ロール本体２が取付けられている。また、大径部６の内部空間は、小径部８、１０の内部空間と流体連通し、小径部を通して導入された加圧エアが、大径部６の内部空間に流入するように構成されている。

本実施態様のターンバー１では、ロール本体２は、３つの筒状多孔質体１２、１２、１２によって形成されている。各筒状多孔質体１２、１２、１２は、同一形状を有し、隣接する筒状多孔質体の軸線方向端面同士が接着剤による接着により接合されることにより、ロール本体２を形成している。ロール本体２、詳細には各筒状多孔質体１２、１２、１２は、接着剤によって中空シャフトに対して接合されている。

図３は、一端側の筒状多孔質体１２近傍を拡大した図面であり、図４は、筒状多孔質体１２単体の径方向断面図である。

図２ないし図４に示されているように、各筒状多孔質体１２は、内周面の長手方向中央位置に、周方向に伸びる環状の加圧空気流路１４を備えている。

一方、図２および図３に示されているように、筒状多孔質体１２の各加圧空気流路１４の径方向内方に位置する中空シャフト４の大径部６の部分には、大径部６の周壁を径方向に貫通する給気通路６ｂが形成されている。この結果、給気通路６ｂを介して、中空シャフト４の大径部６および小径部８、１０の内部空間と、筒状多孔質体１２の各加圧空気流路１４とが流体連通させられ、加圧空気流路に加圧エアを供給する径方向流路が形成されている。

また、各筒状多孔質体１２は、内周面の軸線方向両端部に、環状の切欠き部状の凹部１６を備えている。軸線方向に隣接する筒状多孔質体１２、１２同士が接合されているロール本体２では、隣接する筒状多孔質体１２、１２の対向する凹部１６、１６が連通し、ロール本体２の内周面に、接合部近傍に円周方向に延びる環状溝１７を形成している。

そして、この環状溝１７には、隣接する筒状多孔質体１２、１２同士の接合部の端が位置している。この環状溝１７には、筒状多孔質体１２、１２同士を接合する接着剤の一部が、収容され、環状溝１７内の接着剤により、ロール本体２、詳細には各筒状多孔質体１２、１２、１２が、中空シャフト４に対してより強固に接合されている。

環状溝１７の深さ（径方向長さ）は、環状溝１７の長さ（軸線方向長さ）の１：６０（２％）乃至１：１３（８％）に設定されるのが好ましく、４％乃至５％に設定されるのが更に好ましい。

本実施形態のターンバー１では、各筒状多孔質体１２の軸線方向一端面１８と他端面２０とが同様の相補的な形状を有している。具体的には、図４に示されているように、各筒状多孔質体１２は、軸線方向の一端面１８が、周方向内方側に軸線方向外方に階段状に突出した環状の凸状段部２２を有し、軸線方向の他端面２０が、周方向外方側に突出した環状の凸状段部２２と相補的に軸線方向内方に階段状に引っ込んだ環状の凹状段部２４を有している。

したがって、図３に示されているように、一の筒状多孔質体１２と他の筒状多孔質体１２とを、一の筒状多孔質体１２の一端面１８と他の筒状多孔質体１２の他端面２０とを接合した状態で連結すると、図２および図３に示されているように、一の筒状多孔質体１２の軸線方向一端面１８の環状の段部２２が、他の筒状多孔質体１２の軸線方向他端面２０の環状の段部２２に嵌合し、径方向の力に対して高い機械的強度が得られる。

さらに、本実施形態のターンバー１では、筒状多孔質体１２の軸線方向の他端面２０の径方向外方側位置に、環状のバッファ溝２６が形成されている。この環状のバッファ溝２６にも、筒状多孔質体１２、１２同士を接合する接着剤の余剰部分が、収容される。

このように構成されたターンバー１では、図２に矢印A、Bで示すように、中空シャフト４の小径部８、１０を介して大径部４の内部空間に加圧空気を導入すると、この加圧空気が、図３に矢印Ｃで示すように、給気通路６を介して筒状多孔質体１２の各加圧空気流路１４に流入し、さらに、通気性を有する多孔質カーボンで形成された筒状多孔質体１２の内部を通過し、図３に矢印Ｄで示されるように、筒状多孔質体１２によって構成されたロール本体２の外表面全体から噴出することになる。
この結果、図５に示されるように、ロール本体２の外周面で、ウェブＷの非接触で支持し、搬送経路を反転させることができる。

次に、本実施形態のターンバー１の製造方法について説明する。
図６乃至図８は、ターンバー１の製造において筒状多孔質体１２を中空シャフト４に取付る工程を模式的に示す図面である。

まず、図６に示されているように、第１の筒状多孔質体１２を中空シャフト２の外周面の所定位置に取付け、第１の筒状多孔質体１２の軸線方向の一端面に、接着剤Ｓを配置する。次いで、図７に示されているように、中空シャフト２の外周面上で、第２の筒状多孔質体１２’を、接着剤Ｓを配置されている第１の筒状多孔質体１２の他端面に押圧しながら、中空シャフト２の外周面上の所定位置に配置する。

次いで、図８に示されているように、第２の筒状多孔質体１２’の軸線方向の一端面に、接着剤Ｓを配置する。最後に、中空シャフト２の外周面上で、第３の筒状多孔質体を、接着剤Ｓを配置されている第２の筒状多孔質体１２’の他端面に押圧しながら、中空シャフト２の外周面上の所定位置に配置する。尚、筒状多孔質体同士を接合する接着剤は、筒状多孔質体を中空シャフトにも接合することになる。

中空シャフト２の外周面上で、第２または第３の筒状多孔質体を、接着剤Ｓを配置されている第１または第２の筒状多孔質体の他端面に押圧すると、接着剤Ｓが押し拡げられる。この際、余剰の接着剤Ｓは、隣接する筒状多孔質体の接合部近傍に形成されている環状の凹部１８、および筒状多孔質体１２の他端面２０のバッファ溝２６に収容され、ロール本体２の外周面側にあふれ出ることが抑制される。

この際、接着剤Ｓの一部が、隣接する筒状多孔質体の接合部近傍に形成されている環状の凹部１６に収容され、多孔質体１２と中空シャフト４を接合する。また、余剰の接着剤Ｓは、筒状多孔質体１２の他端面２０のバッファ溝２６に収容され、ロール本体２の外周面側にあふれ出ることが抑制される。

本発明は、上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。

上記実施形態のターンバー１では、筒状多孔質体は、多孔質カーボンで形成されていたが、多孔質セラミックス、多孔質メタル等の他の多孔質材料で形成してもよい。

また、上記実施形態のターンバー１は、筒状多孔質体の軸線方向の他端面の径方向外方側位置に、環状のバッファ溝が形成されている構成であったが、バッファ溝を設けない構成、あるいは他の態様（配置、数）のバッファ溝を設けた構成でもよい。

さらに、上記実施形態では、各筒状多孔質体１２の軸線方向一端面１８が、周方向内方側に軸線方向外方に階段状に突出した環状の凸状段部２２を有し、軸線方向他端面２０が、周方向外方側に突出した環状の凸状段部２２と相補的に軸線方向内方に階段状に引っ込んだ環状の凹状段部２４を突出した段部を有している構成であるが、筒状多孔質体同士の接合部となる端面だけ相補的な形状を有する構成でもよい。

さらに、段部の形状および位置も、他の形状であってもよい。例えば、図９に示されているように、傾斜面によって構成された凸状の段部２２０と、凸状の段部２２０と相補的な凹状と段部２４０とによって、相補的な形状が達成されている構成でもよい。さらに、図１０に示されているように、径方向中央位置に設けられた凸部３２０と相補的な凹部３４０とによって、相補的な形状が達成されている構成でもよい。

１：ターンバー
２：ロール本体
４：中空シャフト
６：大径部
６ｂ：給気通路
８、１０：小径部
１２：筒状多孔質体
１４：加圧空気流路
１６：凹部
１７：環状溝
１８：筒状多孔質体の軸線方向一端面
２０：筒状多孔質体の軸線方向他端面
２２：凸状段部
２４：凹状段部

Claims (7)

1. ウェブ状のワークを非接触でガイドするターンバーであって、
   多孔質体で構成された円筒状のロール本体と、
   前記ロール本体の外表面からエアを吐出させるエア吐出機構と、を備え、
   前記ロール本体が、軸線方向端面同士が連結された複数の筒状多孔質体によって構成され、
   前記エア吐出機構が、外周面に前記円筒状のロール本体が取付けられている中空シャフトを備え、
   前記筒状多孔質体が、隣接する筒状多孔質体と接着により接合され、隣接する前記筒状多孔質体との接合部近傍の内周面に設けられた凹部であって、前記筒状多孔質体の径方向内方および軸線方向外方に向かって開放し、隣接する筒状多孔質体との接合時に、隣接する筒状多孔質体の凹部と径方向内方に開放した状態で連通する凹部を有している、
   ことを特徴とするターンバー。
2. 前記凹部が、前記筒状多孔質体の内周面で円周方向に延びる環状溝を構成している、
   請求項１に記載のターンバー。
3. 一の筒状多孔質体の他の筒状多孔質体と接合されている軸線方向端面と、前記他の筒状多孔質体の前記一の筒状多孔質体と接合されている端面とが、相補的な凹凸形状を備えている、
   請求項１または２に記載のターンバー。
4. 一の筒状多孔質体の他の筒状多孔質体と接合されている軸線方向端面に少なくとも１つの環状凸部が形成され、
   前記他の筒状多孔質体の前記一の筒状多孔質体と接合されている端面に前記環状凸部と相補的な環状凹部が形成されている、
   請求項１または２に記載のターンバー。
5. 一の筒状多孔質体が他の筒状多孔質体と接合されている軸線方向端面に少なくとも１つの環状のバッファ溝が形成されている、
   請求項１ないし４のいずれか１項に記載のターンバー。
6. 前記筒状多孔質体が、多孔質カーボンで構成されている、
   請求項１ないし５のいずれか１項に記載のターンバー。
7. 前記筒状多孔質体の各々が長手方向中央位置で円周方向に延びる加圧空気流路を備え、
   前記中空シャフトが、径方向に延びて前記加圧空気流路に接続され、前記加圧空気流路に加圧エアを供給する径方向流路を有している、
   請求項１ないし６のいずれか１項に記載のターンバー。

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