JP2014201401A

JP2014201401A - ガイドロール及びウェブ搬送装置

Info

Publication number: JP2014201401A
Application number: JP2013078886A
Authority: JP
Inventors: 高博西村; Takahiro Nishimura; 亮森川; Ryo Morikawa; 篠原　剛; Takeshi Shinohara; 剛篠原; 政一郎井上; Seiichiro Inoue
Original assignee: Fuji Kikai Kogyo Co Ltd
Current assignee: Fuji Kikai Kogyo Co Ltd
Priority date: 2013-04-04
Filing date: 2013-04-04
Publication date: 2014-10-27
Anticipated expiration: 2033-04-04
Also published as: JP5759501B2

Abstract

【課題】厚みが薄くて滑り易いウェブを折れジワや傷を発生させることなく搬送できるメンテナンスが容易なガイドロール及びそのガイドロールを備えたウェブ搬送装置を提供する。【解決手段】ガイドロール５の外周面５２ａには、回転軸心方向中央を境として螺旋状に対称に延びる螺旋帯５４ａが設けられ、螺旋帯５４ａは、回転軸心方向中央から回転方向に行くにつれて次第に回転軸心方向外側に位置している。螺旋帯５４ａは、外周面５２ａの螺旋帯５４ａを除く箇所と面一であるとともに螺旋帯５４ａを除く箇所より摩擦抵抗が高くなっている。接触領域Ｚの幅Ｈは、回転軸心方向中央から外側に行くにつれて次第に広くなっている。【選択図】図２

Description

本発明は、ウェブの搬送を回転動作により案内するガイドロール及びそのガイドロールを備えたウェブ搬送装置に関する。

従来より、例えば、巻取装置等には、ウェブの連続搬送を回転動作により案内する複数のガイドロールが設けられている。該ガイドロールの外周面のウェブ接触領域において、ウェブの搬送中にウェブが回転軸心方向に波状となるように撓んで臨界座屈荷重に達してしまうと折れジワが発生するので、上記ガイドロールには、ウェブに折れジワが発生しないように様々な工夫が凝らされている。

例えば、特許文献１に開示されているガイドロール外周面には、回転軸心方向中央を境として螺旋状に対称に延びる凹条溝が形成されている。該凹条溝は、回転軸心方向中央から回転方向に行くにつれて次第に回転軸心方向外側に位置し、その幅は、回転軸心方向中央から外側に行くにつれて次第に広くなっている。

そして、ガイドロール外周面の凹条溝を除く箇所は、ウェブに対して回転軸心方向の複数箇所で断続的に接触しており、上記ガイドロールが回転すると、断続的に接触する接触領域が回転軸心方向中央から外側に次第に移動することで摩擦抵抗によって搬送中のウェブを回転軸心方向外側に引き伸ばすようになっている。

特開２０００−１０９２５２号公報（段落０００８，０００９欄、図１）

ところで、近年、巻取装置等では、例えば、厚みが１０μｍ以下の薄くて滑り易いウェブを搬送する要求が高まってきている。このようなウェブは、温度変化等の外乱の影響を受けて回転軸心方向に撓み易く、単に特許文献１の如きガイドロールの外周面に凹条溝を形成するだけでは、折れジワの発生を完全に防止するのが困難であった。

また、ガイドロールの外周面に凹条溝を形成すると、凹条溝内にゴミが留まり易くメンテナンスが煩雑であるとともに、ウェブがガイドロールに案内される際に凹条溝の開放側縁部によってウェブの表面に傷がついてしまうおそれがある。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、厚みが薄くて滑り易いウェブを折れジワや傷を発生させることなく搬送できるメンテナンスが容易なガイドロール及びそのガイドロールを備えたウェブ搬送装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、ガイドロール外周面に摩擦抵抗の高い螺旋帯を設けるとともに、螺旋帯の形状に工夫を凝らしたことを特徴とする。

具体的には、連続して搬送されるウェブを回転動作により案内するガイドロールを対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明では、回転軸心方向中央を境として螺旋状に対称に延び、回転軸心方向中央から回転方向に行くにつれて次第に回転軸心方向外側に位置する螺旋帯が外周面に設けられ、該螺旋帯は、当該螺旋帯を除く箇所と面一であるとともに上記螺旋帯を除く箇所より摩擦抵抗が高くなっており、上記螺旋帯の幅は、回転軸心方向中央から外側に行くにつれて次第に広くなっていることを特徴とする。

第２の発明では、ウェブ搬送装置が、上記ウェブを回転動作により巻き取る巻取軸と、該巻取軸のウェブ搬送方向上流側に接近配置され、上記巻取軸に巻き取られる直前のウェブを案内する請求項１又は２に記載のガイドロールとを備えていることを特徴とする。

第１の発明では、螺旋帯の回転軸心方向の複数箇所で断続的にウェブに接触する接触領域の面積が回転軸心方向外側に行くにつれて次第に広くなるので、螺旋帯によってウェブを回転軸心方向外側に引き伸ばす力が回転軸心方向中央部より回転軸心方向端部の方が大きくなる。したがって、外乱等によって不意にウェブに対して回転軸心方向内側に向かう力が加わっても、ウェブを回転軸心方向外側に引き伸ばそうとする力の向きが回転軸心方向内側に反転し難くなり、厚みが薄くて滑り易いウェブであっても折れジワの発生を防止することができる。また、特許文献１の如き凹条溝が外周面にないので、凹条溝内にゴミが留まってメンテナンスが煩わしいといったことがなく、しかも、ウェブの表面に傷をつけずにウェブを案内することができる。

第２の発明では、ウェブに折れジワが発生していない状態でウェブを巻取軸で巻き取るので、巻取軸によるウェブの巻取不良を防ぐことができる。

本発明の実施形態に係るウェブ搬送装置の概略正面図である。図１のＡ矢視図である。図１のＢ−Ｂ線における断面図である。ウェブに加わる回転軸心方向外側への力の大きさを計測する計測装置の概略正面図である。本発明の実施形態に係るガイドロールを用いて図４の装置で実験した結果を示すデータである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。

図１は、本発明の実施形態に係るウェブ搬送装置１を示す。該ウェブ搬送装置１は、図示しない印刷機で印刷が施された厚みが１０μｍ以下の薄くて柔らかい長尺状のプラスチックフィルムからなるウェブＷをロール状に巻き取るものである。

上記ウェブ搬送装置１は、正面視で略三角形状をなす支持台１０と、水平方向に延びる回転軸２ｃにより上記支持台１０に回転可能に軸支された回転体２とを備え、該回転体２は、水平方向に所定の間隔をあけて対向配置されている。

上記両回転体２は、回転中心を挟んで１８０°反対方向に延びるアーム部２ａ、２ｂを備え、両アーム部２ａの先端間及び両アーム部２ｂの先端間には、それぞれ回転軸心が水平方向に向く巻取軸２１が回転可能に軸支されている。

上記両アーム部２ａの先端間に軸支された巻取軸２１のウェブＷ搬送方向上流側には、ガイドロール５が接近配置され、該ガイドロール５は、上記巻取軸２１に巻き取られる直前のウェブＷを回転動作により案内するようになっている。

そして、上記巻取中の巻取軸２１がウェブＷをロール状に所定量巻き取ると、図示しない切断カッターによりウェブＷを切断して上記両アーム部２ａの先端間に軸支された巻取軸２１の巻き取りを終了するとともに、上記両アーム部２ｂの先端間に軸支された未巻取の巻取軸２１でウェブＷを巻き取り始めるようになっている。

また、ウェブＷの巻き取りを終了した巻取軸２１を回転体２から取り外した後、当該回転体２を回転させてアーム部２ａとアーム部２ｂとの位置を変えるようになっている。

上記ガイドロール５は、図２及び図３に示すように、炭素繊維強化プラスチックからなる円筒状のロール本体５１を備え、該ロール本体５１の外周には、ゴム材料で形成された表皮層５２が形成されている。

該表皮層５２には、回転軸心方向中央を境として螺旋状に対称に延びる凹条溝５３が複数形成され、該各凹条溝５３は、回転軸心方向中央から回転方向に行くにつれて次第に回転軸心方向外側に位置している。

上記凹条溝５３には、ゴム材料が充填され、当該ゴム材料は螺旋帯５４ａを構成していて、当該螺旋帯５４ａは、回転軸心方向の複数箇所で断続的にウェブＷに接触する接触領域Ｚを有している。

上記螺旋帯５４ａは、ガイドロール５において外周面５２ａの上記螺旋帯５４ａを除く箇所より摩擦抵抗が高く、螺旋帯５４ａの表面は、上記外周面５２ａの上記螺旋帯５４ａを除く箇所と面一となっている。

そして、上記接触領域Ｚの幅Ｈは、回転軸心方向中央から外側に行くにつれて次第に広くなっていて、各螺旋帯５４ａの回転軸心方向中央部分の幅ｈ_１が１０ｍｍ、各螺旋帯５４ａの回転軸心方向端部の幅ｈ_２が３０ｍｍとなっている。

尚、好ましい上記ガイドロール５の各部寸法は、回転軸心方向の長さＬ＝６００〜３０００ｍｍ、外径Ｄ＝６０〜１８０ｍｍ、螺旋帯５４ａの捻れ角θ_１＝４５°以下、回転軸心方向中央部の螺旋帯５４ａの幅ｈ_１＝１０〜２０ｍｍ、回転軸心方向中央部の螺旋帯５４ａの幅ｈ_２＝２０〜４０ｍｍ及びウェブＷに対する抱き角θ_２＝４０°以下である。

次に、本発明の実施形態に係るガイドロール５を用いて実験した結果について説明する。

図４は、ウェブＷを案内するガイドロール５がウェブＷに対してどれくらい回転軸心方向外側に力を加えるかを計測する計測装置６である。

該計測装置６は、上記ガイドロール５をフロアから上方に離間した位置において回転可能に軸支する一対のサイドフレーム７を備え、上記ガイドロール５のウェブ搬送方向上流側には、当該ガイドロール５に案内される直前のウェブＷの幅方向中央を切断する切断カッター８が設けられている。尚、ガイドロール５の回転軸心から切断カッター８までの距離ｈは、３００ｍｍである。

そして、上記ガイドロール５に案内された直後のウェブＷの切断箇所の離間距離Ｓを計測することにより、ウェブＷをガイドロール５で案内する際におけるウェブＷに加わる回転軸心方向外側の力の大きさが分かるようになっている。

図５は、螺旋帯５４ａの無いガイドロール５、幅Ｈが一定の接触領域Ｚを有するガイドロール５及び本発明のガイドロール５の各々の上記離間距離Ｓを上記計測装置６を用いて計測したデータである。

図５の結果から判るように、ガイドロール５の外周面５２ａに螺旋帯５４ａを設けた方がウェブＷに加える回転軸心方向外側の力が大きく、しかも、接触領域Ｚの幅Ｈを回転軸心方向中央から外側に行くにつれて次第に広くした方がさらに回転軸心方向外側の力が大きくなることを確認できた。

以上より、本発明の実施形態によると、螺旋帯５４ａの回転軸心方向の複数箇所で断続的にウェブＷに接触する接触領域Ｚの面積が回転軸心方向外側に行くにつれて次第に広くなるので、螺旋帯５４ａによってウェブＷを回転軸心方向外側に引き伸ばす力が回転軸心方向中央部より回転軸心方向端部の方が大きくなる。したがって、外乱等によって不意にウェブＷに対して回転軸心方向内側に向かう力が加わっても、ウェブＷを回転軸心方向外側に引き伸ばそうとする力の向きが回転軸心方向内側に反転し難くなり、厚みが薄くて滑り易いウェブＷであっても折れジワの発生を防止することができる。また、特許文献１の如き凹条溝が外周面にないので、凹条溝にゴミが留まってメンテナンスが煩わしいといったことがなく、しかも、ウェブＷの表面に傷をつけずにウェブＷを案内することができる。

また、本発明のウェブ搬送装置１は、ウェブＷに折れジワが発生していない状態でウェブＷを巻取軸２１で巻き取るので、巻取軸２１によるウェブＷの巻取不良を防ぐことができる。

尚、本発明の実施形態では、表皮層５２をゴム材料で形成しているが、これに限らず、ガイドロール５の外周面５２ａにおいて、螺旋帯５４ａが、当該螺旋帯５４ａを除く箇所より摩擦抵抗が高くなるのであれば、その他の材料で形成してもよい。

また、本発明の実施形態では、外周面５２ａに螺旋帯５４ａを複数設けているが、外周面５２ａに螺旋帯５４ａが１つであってもよい。

また、本発明の実施形態のガイドロール５は、炭素繊維強化プラスチックで形成されているが、金属で形成されていてもよい。

さらに、本発明の実施形態では、ウェブ搬送装置１におけるウェブＷの搬送にガイドロール５を適用したが、これに限らず、塗工装置や印刷装置のウェブＷの搬送にもガイドロール５を適用することができる。また、ガイドロール５を巻取装置のタッチロールやニップロールにも適用することができる。

本発明は、ウェブの搬送を回転動作により案内するガイドロール及びそのガイドロールを備えたウェブ搬送装置に適している。

１ウェブ搬送装置
５ガイドロール
５２ａ外周面
５４ａ螺旋帯
Ｗウェブ
Ｚ接触領域

Claims

連続して搬送されるウェブを回転動作により案内するガイドロールであって、
回転軸心方向中央を境として螺旋状に対称に延び、回転軸心方向中央から回転方向に行くにつれて次第に回転軸心方向外側に位置する螺旋帯が外周面に設けられ、
該螺旋帯は、当該螺旋帯を除く箇所と面一であるとともに上記螺旋帯を除く箇所より摩擦抵抗が高くなっており、
上記螺旋帯の幅は、回転軸心方向中央から外側に行くにつれて次第に広くなっていることを特徴とするガイドロール。
上記ウェブを回転動作により巻き取る巻取軸と、
該巻取軸のウェブ搬送方向上流側に接近配置され、上記巻取軸に巻き取られる直前のウェブを案内する請求項１に記載のガイドロールとを備えていることを特徴とするウェブ搬送装置。