JP2018197156A - 巻替装置 - Google Patents

Abstract

【課題】供給機構のチャック部と原反の巻芯を確実に分離することにより、自動化、省力化、生産性の向上を図ることのできる巻替装置を提供する。【解決手段】筒形の巻芯２に樹脂フィルム４が巻回された原反１を供給機構１０に交換可能に支持させ、供給機構１０の原反１から樹脂フィルム４を下流の空の巻芯に供給して所定の長さ分巻き替える装置であり、供給機構１０は、原反１の供給位置と待機位置１２の間に回転可能に軸支されるターレットアームと、ターレットアームの両端部付近に配設され、基準位置から支持位置に進出して原反１の巻芯２の開口した端部内に嵌入する進退動可能な複数のチャック部１５と、チャック部１５が支持位置から基準位置に後退する場合に樹脂フィルム４の残量が不足した待機位置１２の原反１の巻芯両端部３にそれぞれ接触し、チャック部１５と原反１の巻芯２の分離に資する一対の分離補助爪１６とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、原反の樹脂フィルム等からなる長尺体を空の巻芯に所定の長さ分巻き替える巻替装置に関するものである。

従来、食品包装用の樹脂フィルムを製造する場合には、重い樹脂フィルムの原反を巻替装置の供給機構にセットし、この供給機構に支持させた原反の樹脂フィルムをローラを介して巻取ドラムに巻架し、巻架した樹脂フィルムを空の巻芯に所定の長さ分巻き替えるようにしている（特許文献１参照）。

原反は、図示しないが、筒形の巻芯に食品包装用の樹脂フィルムが巻回され、供給機構に複数個が回転可能に支持される。また、巻替装置の供給機構は、図示しないが、原反の供給位置と待機位置との間に回転可能に支持されるターレットアームを備え、このターレットアームがローラの上流に位置する。

ターレットアームは、対向して原反を挟持する一対のアームが対設され、この一対のアームの一端部に、ローラに樹脂フィルムを供給する原反用のチャック部がそれぞれ進退動可能に配設されており、一対のアームの他端部には、予備の原反用のチャック部がそれぞれ進退動可能に配設されている。各チャック部は、例えば略円柱形に形成され、基準位置から支持位置に進出して原反の巻芯の開口した端部内に嵌入し、原反を支持して回転するよう機能する。

このような巻替装置は、供給位置の原反から樹脂フィルムがローラに供給されるが、供給位置の原反の樹脂フィルムが残量不足になると、ターレットアームが回転して供給位置の原反を待機位置に移動させるとともに、待機位置で待機していた予備の原反を供給位置に移動させ、この供給位置に移動した予備の原反の樹脂フィルムが待機位置に移動した原反の未だ切断されていない樹脂フィルムに接続され、予備の原反から樹脂フィルムがローラに供給される。この予備の原反からの供給により、樹脂フィルムは、連続して自動的に供給される。

待機位置に樹脂フィルムの残量不足の原反が回転しながら移動すると、この回転中の原反が制動されて樹脂フィルムが引き千切られ、ターレットアームの一端部のチャック部が支持位置から基準位置に後退して原反の巻芯から外れることにより、樹脂フィルムの残量不足の原反が装置の系外に落下し、この原反の落下がセンサに検出される。原反の落下がセンサに検出されると、新たな原反が待機位置に自動的に供給され、この新たな原反の巻芯にターレットアームの一端部のチャック部が基準位置から支持位置に進出して嵌入し、新たな原反が予備の原反となる。

特開２００８‐２６５９３６号公報

従来における巻替装置は、以上のように構成され、新たな原反を待機位置に自動的に供給するためには、樹脂フィルムの残量が不足した待機位置の原反が装置の系外に完全に落下したのをセンサが正確に検出する必要がある。

しかしながら、樹脂フィルムの残量が不足した待機位置の原反の巻芯とターレットアームのチャック部との寸法公差が厳しく、きつく密嵌している場合には、例えチャック部が支持位置から基準位置に後退しても、樹脂フィルムの残量不足の原反の巻芯から抜けず、この巻芯が基準位置方向に引っ張られて位置ずれすることがあり、樹脂フィルムの残量不足の原反を装置の系外に完全に落下させることができないことがある。チャック部が樹脂フィルムの残量不足の原反の巻芯から抜けず、待機位置の原反が装置の系外に完全に落下しないと、センサの誤検出を招くので、新たな原反を待機位置に自動的に供給するのは困難である。

この場合には、手作業で樹脂フィルムの残量不足の原反を装置の系外に完全に落下させたり、新たな原反を待機位置に供給すれば良いが、これでは、樹脂フィルムの巻き替えの自動化、省力化、生産性の向上を図ることはきわめて困難である。

本発明は上記に鑑みなされたもので、供給機構のチャック部と原反の巻芯とを確実に分離することにより、自動化、省力化、生産性の向上を図ることのできる巻替装置を提供することを目的としている。

本発明においては上記課題を解決するため、筒形の巻芯に長尺体が巻かれた原反を供給機構が交換可能に支持し、この供給機構が支持した原反を回転させて長尺体を下流の空芯に供給して巻き替える装置であって、
供給機構は、原反の供給位置と待機位置との間に回転可能に支持されるターレットアームと、このターレットアームに設けられ、基準位置から支持位置に進出して原反の巻芯の開口した端部に嵌入する進退動可能なチャック部と、このチャック部が支持位置から基準位置に後退する場合に原反の巻芯に接触し、チャック部と原反の巻芯との分離に資する分離補助部材とを含んでなることを特徴としている。

なお、供給位置の原反の長尺体が巻き掛けられる巻出ローラと、この巻出ローラからの長尺体を案内するガイドローラと、このガイドローラからの長尺体が巻き掛けられるエキスパンダローラと、このエキスパンダローラからの長尺体が巻き掛けられるピンチローラと、このピンチローラの下流に位置して空芯に長尺体を巻き付ける巻取ドラムとを含むと良い。
また、原反の巻芯が略円筒形に形成され、この巻芯の開口した両端部が長尺体からそれぞれ突出することが好ましい。

また、供給機構のターレットアームは、対向して原反を挟み持つ上下方向に回転可能な複数のアームを含み、この複数のアームの両端部付近に、原反用のチャック部がそれぞれ回転可能に配設され、
供給機構の分離補助部材は、チャック部が支持位置から基準位置に後退する場合に長尺体の残量が不足した原反の巻芯両端部に接触し、チャック部を長尺体の残量が不足した原反の巻芯から抜き外すと良い。

また、供給機構の分離補助部材は、チャック部が支持位置から基準位置に後退する場合に供給位置と待機位置の少なくともいずれかに位置する原反の巻芯両端部に接触し、原反の巻芯からチャック部を抜き外す部材でも良い。

ここで、特許請求の範囲における原反の長尺体には、少なくとも透明、不透明、半透明の樹脂シート、樹脂フィルム、紙、不織布、金属箔等が含まれる。ターレットアームを構成する複数のアームの両端部付近には、少なくとも複数のアームの両端部とその近傍が含まれる。

分離補助部材は、板材や棒材等により、Ｉ字形、Ｊ字形、Ｌ字形、Ｚ字形等に形成される。この分離補助部材は、巻替装置や供給機構の架台に取り付けられ、原反の供給位置と待機位置のうち、少なくとも待機位置で原反の巻芯端部に接近することが好ましい。さらに、供給機構のチャック部が待機位置の原反の巻芯から抜き外され、待機位置の原反が装置の系外に落下した場合には、原反の落下が検出手段に検出され、この検出手段の検出に基づき、待機位置に新たな原反が供給されることが好ましい。

本発明によれば、供給機構のターレットアームのチャック部が支持位置から基準位置に後退する際、分離補助部材が原反の巻芯に接近あるいは接触し、原反の巻芯の軸方向への移動を規制する。この分離補助部材の移動規制作用により、原反の巻芯からチャック部が適切に外れ、原反の巻芯がチャック部と共に基準位置方向に移動することが少ない。

本発明によれば、供給機構のチャック部が支持位置から基準位置に後退する場合に原反の巻芯に分離補助部材が接触し、チャック部と原反の巻芯との取り外しに寄与するので、長尺体の巻き替えの自動化、省力化、生産性の向上を図ることができるという効果がある。

請求項２記載の発明によれば、巻出ローラにより、長尺体を原反からガイドローラに円滑に繰り出し供給することができる。また、ガイドローラにより、長尺体の供給方向を変更したり、皺や弛みを抑制することができる。また、エキスパンダローラの活用により、長尺体の皺や弛みを抑制することが可能となる。また、ピンチローラの活用により、長尺体を一定速度で巻取ドラムに供給することが可能となる。

請求項３記載の発明によれば、原反の長尺体から突出した巻芯の端部に分離補助部材を接触させることができるので、長尺体と分離補助部材との接触に伴い、長尺体が損傷するのを防ぐことが可能になる。

請求項４記載の発明によれば、コンベヤ等により原反を搬送して移し替えなくても、ターレットアームを構成する複数のアームを上下方向に回転させるだけで、供給位置から待機位置に長尺体の残量が不足した交換対象の原反を迅速に移動させることができるとともに、待機位置から供給位置に長尺体が十分に巻かれた新たな原反を迅速に供給することができ、作業性の向上が期待できる。さらに、原反の巻芯両端部に分離補助部材がそれぞれ接触するので、原反の巻芯がその一端部方向や他端部方向に位置ずれするのを抑制することが可能になる。

本発明に係る巻替装置の実施形態を模式的に示す全体説明図である。 本発明に係る巻替装置の実施形態における待機位置の原反と供給機構を模式的に示す要部説明図である。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明すると、本実施形態における巻替装置は、図１や図２に示すように、重い複数の原反１を供給機構１０のターレットアーム１３に交換可能に支持させ、このターレットアーム１３に支持させた原反１の樹脂フィルム４を多数のローラ２０を介して巻取ドラム３０に巻架し、巻架した樹脂フィルム４を下流の空の巻芯３１に供給して巻き替える装置であり、供給機構１０のチャック部１５が支持位置から基準位置に後退する場合に、樹脂フィルム４の残量が不足した原反１の巻芯２に一対の分離補助爪１６を接触させ、原反１の巻芯２とチャック部１５とを確実に分離して取り外すようにしている。

各原反１は、図１や図２に示すように、巻芯２に食品包装用の帯形の樹脂フィルム４が巻回され、供給機構１０のターレットアーム１３に回転可能に支持される。この原反１の巻芯２は、例えば紙製の円筒形に形成され、開口した両端部３が樹脂フィルム４の両側からそれぞれ僅かに突出する。樹脂フィルム４としては、例えば耐熱性や耐水性等に優れるポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン等により柔軟な薄膜に成形される。

供給機構１０は、図１や図２に示すように、原反１の供給位置１１と待機位置１２との間に回転可能に軸支されるターレットアーム１３と、このターレットアーム１３に配設され、基準位置から支持位置に進出して原反１の巻芯２の両端部３に嵌入する回転可能な複数のチャック部１５と、チャック部１５が支持位置から基準位置に後退する場合に、樹脂フィルム４の残量が不足した原反１の巻芯２の両端部３に接触し、チャック部１５と原反１の巻芯２との取り外しに資する一対の分離補助爪１６とを備えて構成される。

原反１の供給位置１１と待機位置１２とは、例えば１８０°の角度で対向し、上流の待機位置１２に、必要量の樹脂フィルム４が巻回された新規の原反１が上流から自動的に供給される。原反１の待機位置１２の下方には、使用済みの原反１を回収するベルトコンベヤやローラコンベヤ等のコンベヤが必要に応じて設置される。

ターレットアーム１３は、相対向して原反１を挟持する上下方向に回転可能な一対のアーム１４が所定の間隔をおいて対設され、各アーム１４が略長方形の板材に形成される。一対のアーム１４の一端部付近には、多数のローラ２０に樹脂フィルム４を供給する原反１用のチャック部１５がそれぞれ進退動可能（往復動可能）に対向して配設され、一対のアーム１４の他端部付近には、予備の原反１用のチャック部１５がそれぞれ進退動可能（往復動可能）に対向して配設される。

各チャック部１５は、例えば略円柱形に形成され、原反１を支持して回転する場合には、基準位置から支持位置に水平に進出して原反１の巻芯２の開口した端部内に嵌挿される。これに対し、原反１を取り外して交換する場合には、支持位置から基準位置に水平に後退して原反１の巻芯２の開口した端部３から抜き外される（図２の矢印参照）。

一対の分離補助爪１６は、図２に示すように、巻替装置の架台に複数の締結具を介しそれぞれ螺着され、原反１の待機位置１２で相互に対向しており、樹脂フィルム４の残量が不足した待機位置１２の原反１の巻芯２に近接する。各分離補助爪１６は、例えば金属棒の屈曲により略Ｌ字形に形成され、屈曲した長片部が架台に水平に螺着されており、短片部１７が下方に伸びて巻芯２の開口した端部３の周縁に上方から係止することにより、樹脂フィルム４の残量が不足した待機位置１２の原反１の巻芯２が位置ずれするのを防止する。

分離補助爪１６の材質としては、強度や剛性に優れるのであれば、特に限定されるものではないが、例えば、鉄、各種の鋼材、鋳鉄等があげられる。分離補助爪１６の位置や高さは、ターレットアーム１３やチャック部１５の回転に支障を来さない範囲に設定される。

多数のローラ２０は、図１に示すように、供給位置１１に位置決め配置された原反１からの樹脂フィルム４が巻架される巻出ローラ２１と、この巻出ローラ２１からの樹脂フィルム４が巻架される複数のガイドローラ２２と、この複数のガイドローラ２２からの樹脂フィルム４が巻架されるエキスパンダローラ２３と、このエキスパンダローラ２３と下流の巻取ドラム３０との間の樹脂フィルム４が巻架されるピンチローラ２４とを備える。

巻出ローラ２１は、供給位置１１の原反１と上方下流の複数のガイドローラ２２との間に揺動可能に配設される。この巻出ローラ２１は、供給位置１１の原反１の下部下流に摺接し、樹脂フィルム４を複数のガイドローラ２２に繰り出し供給するよう機能する。また、複数（本実施形態では３本）のガイドローラ２２は、下方上流の巻出ローラ２１と下流のエキスパンダローラ２３との間に介在され、上下方向に所定の間隔をおき自由回転可能に軸支される。

各ガイドローラ２２は、例えば樹脂フィルム４に摺接する円柱形のローラ部の中心に支持軸が嵌通され、この支持軸のローラ部からそれぞれ突出した両端部が軸受を介し回転可能に支持されており、巻出ローラ２１の下流に位置して樹脂フィルム４の供給方向を変更したり、樹脂フィルム４の皺や弛みを除去する。

エキスパンダローラ２３は、例えばゴム質のローラ部に支持軸が嵌通され、この支持軸のローラ部からそれぞれ突出した両端部が軸受を介し回転可能に支持されており、最下流のガイドローラ２２の下流に湾曲して位置し、樹脂フィルム４の皺や弛みを除去する。また、ピンチローラ２４は、例えばゴム質の円柱形のローラ部に支持軸が嵌通され、この支持軸のローラ部からそれぞれ突出した両端部が軸受を介し回転可能に支持されており、エキスパンダローラ２３の下流に位置して樹脂フィルム４を一定速度で巻取ドラム３０に供給する。

巻取ドラム３０は、円筒形に形成された紙製の巻芯３１が順次供給され、この巻芯３１に摺接して回転させ、巻芯３１の外周面にピンチローラ２４から供給された樹脂フィルム４を所定の長さ分巻き付けるよう機能する。

上記構成において、食品包装用の樹脂フィルム４を製造する場合には、巻替装置を起動して供給位置１１の原反１を順方向に回転させれば良い。すると、原反１の巻芯２に巻回されていた樹脂フィルム４は、巻出ローラ２１、複数のガイドローラ２２、エキスパンダローラ２３、ピンチローラ２４、及び巻取ドラム３０に順次繰り出し供給され、巻取ドラム３０上の巻芯３１の外周面に所定の長さ分巻き付けられる。

供給位置１１の原反１の樹脂フィルム４が繰り出され、残量不足になると、ターレットアーム１３が図１の時計方向に１８０°回転して供給位置１１で回転する原反１を待機位置１２に移動させるとともに、待機位置１２で待機していた予備の原反１を供給位置１１に移動させ、この供給位置１１に移動した予備の原反１の樹脂フィルム４が待機位置１２に移動した原反１の未だ切断されていない樹脂フィルム４にシールを介して接続され、予備の原反１から樹脂フィルム４が巻出ローラ２１に供給される。この予備の原反１からの供給により、樹脂フィルム４は、途絶えることなく、連続して自動的に繰り出し供給される。

待機位置１２に樹脂フィルム４の残量不足の原反１が回転しながら移動すると、この回転中の原反１が制動されて樹脂フィルム４が引き千切られ、ターレットアーム１３の一端部のチャック部１５が支持位置から基準位置に後退して原反１の巻芯２から抜き外れることにより、樹脂フィルム４の残量不足の原反１が装置の系外に落下し、この原反１の落下がセンサに検出される。

この際、待機位置１２の一対の分離補助爪１６の短片部先端が樹脂フィルム４の残量が不足した原反１の巻芯２の両端部周縁に上方からそれぞれ係止し、巻芯２の軸方向への位置ずれを規制してチャック部１５の抜き外しを補助する（図２参照）ので、例えチャック部１５が支持位置から基準位置に後退しても、巻芯２内に密嵌して抜けず、この巻芯２が基準位置方向に引っ張られて位置ずれするのを有効に防止することができる。

原反１の落下がセンサに検出されると、新たな原反１が待機位置１２に自動的に供給され、この新たな原反１の巻芯２にターレットアーム１３の一端部のチャック部１５が基準位置から支持位置に進出して嵌入し、新たな原反１が予備の原反１として利用されることとなる。

上記構成によれば、樹脂フィルム４の残量が不足した原反１の巻芯２の両端部３に分離補助爪１６がそれぞれ干渉して巻芯２の動きを規制するので、チャック部１５が支持位置から基準位置に後退する場合に、例え樹脂フィルム４の残量不足の原反１の巻芯２とチャック部１５とがきつく密嵌していても、樹脂フィルム４の残量不足の原反１の巻芯２からチャック部１５が円滑、かつ確実に抜けることとなる。

したがって、樹脂フィルム４の残量不足の原反１を装置の系外に完全に落下させることができるので、センサの誤検出を招くことがなく、新たな原反１を待機位置１２に自動的に供給することができる。この自動供給により、樹脂フィルム４の巻き替えの自動化、省力化、生産性の著しい向上が大いに期待できる。さらに、樹脂フィルム４に分離補助爪１６の短片部１７が直接干渉するのではなく、樹脂フィルム４から突出した巻芯２の端部３に分離補助爪１６の短片部１７が干渉するので、樹脂フィルム４と分離補助爪１６との接触に伴い、樹脂フィルム４が損傷するのを有効に防止することができる。

なお、上記実施形態では原反１の巻芯２を紙製の円筒形としたが、樹脂製や金属製の円筒形としても良い。また、樹脂フィルム４の残量が不足した原反１の巻芯２の両端部周縁に待機位置１２の分離補助爪１６をそれぞれ係止したが、何らこれに限定されるものではない。例えば分離補助爪１６の本数を増加し、樹脂フィルム４の残量が不足した原反１の巻芯２の両端部周縁に複数の分離補助爪１６をそれぞれ係止しても良い。また、必要に応じ、一対の分離補助爪１６を、巻替装置の架台に複数の締結具でそれぞれ螺着することにより、原反１の供給位置１１で相互に対向させ、供給位置１１の原反１の巻芯２に接近させても良い。

また、必要に応じ、樹脂フィルム４が十分に巻回された巻芯２の両端部周縁に待機位置１２の一対の分離補助爪１６をそれぞれ係止しても良い。また、分離補助爪１６の短片部１７を上方又は横方向に伸ばし、巻芯２の開口した端部周縁に下方又は横方向から係止しても良い。また、分離補助爪１６の短片部１７に緩衝材を覆着し、樹脂フィルム４に分離補助爪１６の短片部１７を緩衝材を介して接触させることもできる。さらに、樹脂フィルム４の残量の不足した原反１が装置の系外に落下した場合、落下した原反１をコンベヤにより自動的に回収しても良いが、手作業で回収することもできる。

本発明に係る巻替装置は、フィルムロール等の巻回体、家庭用品、化学製品、建築用品、食材等の製造分野で使用される。

１ 原反
２ 巻芯
３ 端部
４ 樹脂フィルム（長尺体）
１０ 供給機構
１１ 供給位置
１２ 待機位置
１３ ターレットアーム
１４ アーム
１５ チャック部
１６ 分離補助爪（分離補助部材）
１７ 短片部
２１ 巻出ローラ
２２ ガイドローラ
２３ エキスパンダローラ
２４ ピンチローラ
３０ 巻取ドラム
３１ 巻芯（空芯）

Claims (4)

1. 筒形の巻芯に長尺体が巻かれた原反を供給機構が交換可能に支持し、この供給機構が支持した原反を回転させて長尺体を下流の空芯に供給して巻き替える巻替装置であって、
   供給機構は、原反の供給位置と待機位置との間に回転可能に支持されるターレットアームと、このターレットアームに設けられ、基準位置から支持位置に進出して原反の巻芯の開口した端部に嵌入する進退動可能なチャック部と、このチャック部が支持位置から基準位置に後退する場合に原反の巻芯に接触し、チャック部と原反の巻芯との分離に資する分離補助部材とを含んでなることを特徴とする巻替装置。
2. 供給位置の原反の長尺体が巻き掛けられる巻出ローラと、この巻出ローラからの長尺体を案内するガイドローラと、このガイドローラからの長尺体が巻き掛けられるエキスパンダローラと、このエキスパンダローラからの長尺体が巻き掛けられるピンチローラと、このピンチローラの下流に位置して空芯に長尺体を巻き付ける巻取ドラムとを含んでなる請求項１記載の巻替装置。
3. 原反の巻芯が略円筒形に形成され、この巻芯の開口した両端部が長尺体からそれぞれ突出する請求項１又は２記載の巻替装置。
4. 供給機構のターレットアームは、対向して原反を挟み持つ上下方向に回転可能な複数のアームを含み、この複数のアームの両端部付近に、原反用のチャック部がそれぞれ回転可能に配設され、
   供給機構の分離補助部材は、チャック部が支持位置から基準位置に後退する場合に長尺体の残量が不足した原反の巻芯両端部に接触し、チャック部を長尺体の残量が不足した原反の巻芯から抜き外す請求項２又は３記載の巻替装置。

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