JP7095650B2 - 蛇行補正装置のグリス供給方法 - Google Patents

Description

本発明は、蛇行補正装置のグリス供給方法に関する。

燃料電池の電極を製造する方法として、基材シート上に形成された触媒層及びＭＰＬ（Micro Porous Layer）を電解質膜に転写した後に裁断する方法が知られている。燃料電池の電極を製造する際には、基材シート等のウェブを芯材に巻き付けたロールから当該ウェブを引き出して連続的に加工を行う。
例えば特許文献１には、ウェブの蛇行を補正する蛇行補正装置を備える電極製造システムが開示されている。

特開２０１４－２２６６３５号公報

発明者らは、蛇行補正装置に関し、以下の課題を見出した。
特許文献１に開示されている技術では、蛇行補正装置が備えるボールねじを動作させることによって、ウェブの幅方向に生じた蛇行を補正する。ボールねじが備えるねじの表面にはグリスが塗布されているため、ボールねじが備える摺動部材は、当該ねじの周囲を潤滑に摺動することができる。ウェブの幅方向に生じた蛇行を補正する際には、蛇行補正装置は、ボールねじを数ｍｍ程度動作させてウェブの位置を調節する。ボールねじを数ｍｍ程度動作することを繰り返し行うと、ボールねじの摺動部分においてグリス切れが起こりやすい。そこで、蛇行補正装置を使用する際には、適宜グリスの供給を行う必要がある。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、グリス切れを抑制可能である、蛇行補正装置のグリス供給方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための一態様は、蛇行補正装置のグリス供給方法であって、
巻取ロールを駆動してウェブ巻取装置内に配置されたウェブを緩める工程と、
前記ウェブが緩んだ状態で、前記巻取ロールが有する蛇行補正装置が備える摺動部材にグリスを供給する工程と、を備え、
前記グリスを供給する工程では、前記摺動部材にグリスが付着する程度の移動量で前記摺動部材を軸方向に往復移動させる。

本発明に係る蛇行補正装置のグリス供給方法は、巻取ロールを駆動してウェブ巻取装置内に配置されたウェブを緩める工程と、ウェブが緩んだ状態で、巻取ロールが有する蛇行補正装置が備える摺動部材にグリスを供給する工程と、を備える。グリスを供給する工程では、摺動部材にグリスが付着する程度の移動量で摺動部材を軸方向に往復移動させるため、摺動部材にグリスを付着されることができる。そのため、グリス切れを抑制することができる。

本発明によれば、グリス切れを抑制可能な蛇行補正装置のグリス供給方法を提供することができる。

本実施の形態に係るウェブ巻取装置の斜視図である。 本実施の形態に係るウェブ巻取装置の斜視図である。 巻取ロールの斜視図である。 巻取ロールの断面図である。 本実施の形態に係るグリス供給方法を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る蛇行補正装置及びその周辺の模式断面図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

まず、図１及び図２を参照して、本実施の形態に係るグリス供給方法を実施する蛇行補正装置を備えるウェブ巻取装置（本実施の形態に係るウェブ巻取装置）の構成について説明を行う。図１に示すように、ウェブ巻取装置１は、巻取ロール１０、側板３、及びフリーロール４を備える。なお、図１には、ウェブ巻取装置１に加えてウェブ２を図示している。

ウェブ巻取装置１は、複数の巻取ロール、複数のフリーロール、及び一対の側板を備える。複数の巻取ロール及び複数のフリーロールは、それぞれの軸方向が平行になるように配置される。一対の側板は、複数の巻取ロール及び複数のフリーロールの両端を支持するように対向配置されている。複数の巻取ロール及び複数のフリーロールは、一対の側板に支持された状態で回転可能である。図１及び図２に示す例では、一対の側板のうちの一方のみを側板３として図示している。以下、複数の巻取ロールのうちの１つを巻取ロール１０とし、複数のフリーロールのうちの１つをフリーロール４として説明を行う。

ウェブ２は、電極作成時に加工されるシート状部材である。ウェブ２は、例えば、触媒層及びＭＰＬ等が形成される基材シートである。ウェブ２は、基材シート上に形成された触媒層及びＭＰＬ等が転写される電解質膜であってもよい。ウェブ２は、巻取ロール１０に巻き取られている。ウェブ巻取装置１は、ウェブ２の一部を巻取ロール１０から繰り出してフリーロール４等を介して他の巻取ロールに巻き取ることによって、ウェブ２を巻取ロール１０から他の巻取ロールに搬送する。ウェブ２を巻取ロール１０から他の巻取ロールに搬送しつつ、巻取ロール１０と他の巻取ロールとの間に繰り出された部分に加工を行うことによって、ウェブ２全体に加工を行うことができる。巻取ロール１０においてウェブ２の繰り出し量を調節することによって、ウェブ２の繰り出された部分が受ける張力を調整することができる。

次に、図３及び図４を参照して、巻取ロール１０の構成について説明を行う。図３は、巻取ロールの斜視図である。図４は、巻取ロールの断面図である。図３に示すように、巻取ロール１０は、ボビン１１、エアーシャフト１２、ダイレクトモーター１３、蛇行補正装置１６、及びモーター１９を備える。ダイレクトモーター１３は、モーター１４、及び軸１５を備える。図４に示すように、蛇行補正装置１６は、ガイド１７及びボールねじ１８を備える。

ボビン１１は、中心部に貫通孔が形成された筒状部材である。ボビン１１には、図１に示すウェブ２が巻き付けられている。ボビン１１が備える貫通孔には、エアーシャフト１２が嵌め込まれている。エアーシャフト１２は、軸１５に固定されている。エアーシャフト１２及び軸１５は、モーター１４を駆動すると、回転する。ボビン１１は、エアーシャフト１２によって固定されている。したがって、ボビン１１は、モーター１４を駆動すると、エアーシャフト１２と共に回転する。巻取ロール１０は、ボビン１１の回転によって、ウェブ２を繰り出すことができる。

蛇行補正装置１６は、ダイレクトモーター１３を軸方向に移動させることによって、ボビン１１に巻き付けられたウェブ２の蛇行を補正する。巻取ロール１０は、図示しないセンサー及び制御部を備える。図示しないセンサーは、軸１５の端部の位置を検出する。図示しない制御部は、センサーが検出した軸１５の端部の位置に基づいて、モーター１９を駆動する。モーター１９が駆動すると、蛇行補正装置１６が備えるボールねじ１８が回転し、ガイド１７を軸方向に移動させる。

ダイレクトモーター１３は、ガイド１７に固定されている。そのため、ダイレクトモーター１３は、モーター１９の駆動によるガイド１７の動きに伴って、軸方向に動く。ボビン１１に巻き付けられたウェブ２は、ダイレクトモーター１３の軸方向の移動に伴って軸方向に移動する。図示しない制御部は、モーター１９の駆動を調節することによって、ダイレクトモーター１３の軸方向の位置を補正することができる。

次に、図５及び図６を参照して、本実施の形態に係るグリス供給方法について説明する。図５は、本実施の形態に係るグリス供給方法を示すフローチャートである。図６は、本実施の形態に係る蛇行補正装置及びその周辺の模式断面図である。

図６に示すように、ボールねじ１８は、ねじ１８ａ、摺動部材１８ｂ、及びナット１８ｃを備える。ねじ１８ａの側面には、図６に示すように螺旋状の溝が形成されている。ナット１８ｃのねじ１８ａと接する部分には、ねじ１８ａに形成された溝に対向するように螺旋状の溝が形成されている。摺動部材１８ｂは、ねじ１８ａの側面に形成された溝とナット１８ｃに形成された溝との間隙に配置される。摺動部材１８ｂは、図６に示すように、複数のボールである。

ボールねじ１８は、ねじ１８ａの側面に形成された溝とナット１８ｃに形成された溝との間隙において、摺動部材１８ｂを無限に摺動可能とする機構を備える。図６に示す例では、ナット１８ｃに、経路１８ｄが形成されている。経路１８ｄは、ナット１８ｃに形成された溝の両端部に連通している。経路１８ｄは、摺動部材１８ｂを通すことが可能な太さの貫通孔である。

摺動部材１８ｂは、ねじ１８ａが回転すると、ねじ１８ａの側面に形成された溝とナット１８ｃに形成された溝との間隙を摺動して経路１８ｄに入る。経路１８ｄに入った摺動部材１８ｂは、経路１８ｄ内を摺動して、ねじ１８ａの側面に形成された溝とナット１８ｃに形成された溝との間隙に入る、このようにして、摺動部材１８ｂは、ねじ１８ａの側面に形成された溝とナット１８ｃに形成された溝との間隙と、経路１８ｄと、を無限に循環することができる。

ねじ１８ａは、モーター１９の駆動によって回転する。ナット１８ｃは、ねじ１８ａの回転によって、軸方向に移動する。ナット１８ｃは、図４に示したガイド１７に固定されている。したがって、ガイド１７は、ねじ１８ａが回転すると、ナット１８ｃに伴って軸方向に移動する。摺動部材１８ｂは、ねじ１８ａが回転する際にねじ１８ａの側面に形成された溝とナット１８ｃに形成された凹部との間隙において摺動することによって、ねじ１８ａとナット１８ｃとの摩擦を低減する。

ねじ１８ａの側面に形成された溝、ナット１８ｃに形成された凹部、及び摺動部材１８ｂには、グリスが塗布されている。グリスが十分に塗布されている場合、摺動部材１８ｂが摺動する際に生じる摩擦がさらに低減される。ウェブ２の蛇行を補正する際には、ボビン１１を狭い範囲で軸方向に動かす動作を繰り返す必要がある。したがって、ウェブ２の蛇行を補正する際には、ねじ１８ａを軸方向に狭い範囲で繰り返し動かす必要がある。

摺動部材１８ｂを構成する複数のボールのそれぞれが１回転しない程度の範囲でねじ１８ａを軸方向に繰り返し動かすと、摺動部材１８ｂに付着したグリスが十分に循環しない。したがって、摺動部材１８ｂ及びその周囲においてグリス切れが発生する。グリス切れが発生すると、摺動部材１８ｂとねじ１８ａ及びナット１８ｃとが直接接触するため、発生する摩擦が大きくなる。そのため、グリス切れが発生すると、ボールねじ１８の動作不良及びボールねじ１８の破損が発生しやすい。そこで、本実施の形態に係るグリス供給方法を行うことによって、ボールねじ１８にグリスを供給する。

図５に示すように、本実施の形態に係るグリス供給方法では、まず、ウェブ２を緩める工程（ステップＳ１）を行う。ウェブ２を緩める工程（ステップＳ１）では、巻取ロール１０から繰り出すウェブ２の量を増やすことによって、繰り出された部分が張力を受けていない状態とする。以下、ウェブ２が張力を受けていない状態を、ウェブ２が緩んだ状態と称する。

続いて、ウェブ２が緩んだ状態で、グリスを供給する工程（ステップＳ２）を行う。グリスを供給する工程（ステップＳ２）では、摺動部材１８ｂを軸方向に往復移動させることによって摺動部材１８ｂ及びその周辺にグリスを供給する。具体的には、摺動部材１８ｂがそれぞれ１回転以上する移動量でねじ１８ａを軸方向に往復移動させることによって摺動部材１８ｂにグリスを付着させる。

図６に示す例では、まず、ｘ軸正方向にａｍｍボールねじ１８を移動させた後に、続いてｘ軸負方向に（ａ＋ｂ）ｍｍボールねじ１８を移動させ、さらにｘ軸正方向にｂｍｍボールねじ１８を移動させる。移動量（ａ＋ｂ）ｍｍは、摺動部材１８ｂを構成する複数のボールのそれぞれが少なくとも１回転する移動量である。摺動部材１８ｂを構成する複数のボールのそれぞれは、１回転以上すると、隣り合うボール同士が擦れ合うことによって、グリスが循環する。

ステップＳ２を行う際には、ウェブ２が緩んだ状態でボールねじ１８を軸方向に移動させる。ウェブ２が緩んだ状態であると、ボールねじ１８を軸方向に移動させても、ウェブ２に力が加わりにくい。したがって、ステップＳ２では、ボールねじ１８の軸方向の移動に起因するウェブ２の破損が抑制される。このようにして、本実施の形態に係るグリス供給方法は、グリス切れを抑制する。

本実施の形態に係るグリス供給方法は、巻取ロール１０からウェブ２を取り外すことなく実施可能である。したがって、作業者は、本実施の形態に係るグリス供給方法を任意のタイミングで実施することができる。例えば、ウェブ巻取装置１を操作する操作盤（不図示）上に「ならし動作」ボタンを設置し、作業者が「ならし動作」ボタンを選択したときに、上記のステップＳ１及びステップＳ２を実行する。

ウェブ２を加工する際には、繰り出された部分が適切な張力を受けた状態となっていることが好ましい。そのため、ウェブ２を加工する際には、適宜、ウェブ２が受ける張力の調節を行う。張力の調節を行う際には、ウェブ２を緩めた状態にすることがある。そこで、ウェブ２を緩める操作が行われた際に、上記のステップＳ２を行うことによってグリスの供給を行ってもよい。

以上で説明した本実施の形態に係る発明により、グリス切れを抑制可能な蛇行補正装置のグリス供給方法を提供することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１ ウェブ巻取装置
２ ウェブ
３ 側板
４ フリーロール
１０ 巻取ロール
１１ ボビン
１２ エアーシャフト
１３ ダイレクトモーター
１４ モーター
１５ 軸
１６ 蛇行補正装置
１７ ガイド
１８ ボールねじ
１８ａ ねじ
１８ｂ 摺動部材
１８ｃ ナット
１８ｄ 経路
１９ モーター

Claims (1)

1. 巻取ロールを駆動してウェブ巻取装置内に配置されたウェブを緩める工程と、
   前記ウェブが緩んだ状態で、前記巻取ロールが有する蛇行補正装置が備える摺動部材にグリスを供給する工程と、を備え、
   前記グリスを供給する工程では、前記摺動部材にグリスが付着する程度の移動量で前記摺動部材を軸方向に往復移動させる、
   蛇行補正装置のグリス供給方法。

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