(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動手段により駆動される入力軸および鉛直方向に延びる出力軸を有する減速機と、
水平面に沿って揺動可能となるように前記出力軸の上端に固定された揺動体と、
前記揺動体に回転自在に設けられ、長尺シート体の移送を案内する一対のガイドローラと、
移送される長尺シート体の位置検出を行う位置検出器と、
前記位置検出器の検出に基づいて前記駆動手段の駆動を制御する制御装置とを備え、
前記減速機は、前記入力軸に設けられたウォームが前記出力軸に設けられたウォームホイールに噛合するように配置され、前記揺動体の揺動に伴う前記出力軸側からの前記入力軸の回転を防止するように構成されたセルフロック機能を有するウォーム減速機であり、
前記揺動体は、下方に突出して前記出力軸と嵌合する嵌合受部を備え、
前記減速機と前記揺動体との間には、前記嵌合受部を収容するように前記減速機に固定された補強支持具が設けられており、
前記補強支持具は、中空ハウジングの内壁面に、前記嵌合受部と当接して前記出力軸に作用するスラスト荷重およびラジアル荷重を支承する軸受を備える長尺シート体のガイド装置。
【請求項２】
前記出力軸は、一対の前記ガイドローラのうち、前記長尺シート体の移送方向上流側の前記ガイドローラが、平面視において重なるように配置されている請求項１に記載の長尺シート体のガイド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺シート体のガイド装置に関し、より詳しくは、不織布、紙、フィルム等の長尺シート体の移送時における蛇行を防止するための長尺シート体のガイド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
長尺シート体の移送中の蛇行を防止する装置として、例えば特許文献１に開示された構成が知られている。このガイド装置は、図５に示すように、ウェブの受け取りおよび排出を行う搬入ロール５０および排出ロール５１が、揺動フレーム５２に回転可能に支持されており、揺動フレーム５２は固定部５３に対して揺動可能に設けられている。走行中のウェブの位置ずれ量は、ウェブの側縁近傍に設置されたセンサ５４により検出され、この検出に基づいて揺動装置６０（図６）が揺動フレーム５２を揺動させることにより、ウェブの蛇行を防止する。
【０００３】
揺動装置６０は、図６に平面図で示すように、動力部６１の出力軸に設けられたピニオン６２と、ピニオン６２に噛合する円弧状のラック６３とを備えており、動力部６１およびラック６３は、それぞれ固定部５３および揺動フレーム５２に取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−４３１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、長尺シート体の移送には、生産効率の向上等を目的として高速化のニーズが高まっているため、ガイド装置に対しても、高速で走行するシート体を適切に案内することが必要とされる。
【０００６】
ところが、上記特許文献１の構成において、揺動フレーム５２は、揺動装置６０のピニオン６２およびラック６３を介して固定フレーム５３に揺動可能に設けられているため、揺動フレーム５２が高速駆動により激しく揺動すると、慣性力等による揺動フレーム５２側からの逆入力トルクが動力部６１に伝達されるおそれがあり、モータの負荷や消費電力が増大すると共に、揺動フレーム５２の正確な位置決め制御が困難なものとなっていた。
【０００７】
そこで、本発明は、高速で移送される長尺シート体の蛇行を低コストで確実に防止することができる長尺シート体のガイド装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の前記目的は、駆動手段により駆動される入力軸および鉛直方向に延びる出力軸を有する減速機と、水平面に沿って揺動可能となるように前記出力軸の上端に固定された揺動体と、前記揺動体に回転自在に設けられ、長尺シート体の移送を案内する一対のガイドローラと、移送される長尺シート体の位置検出を行う位置検出器と、前記位置検出器の検出に基づいて前記駆動手段の駆動を制御する制御装置とを備え、前記減速機は、前記入力軸に設けられたウォームが前記出力軸に設けられたウォームホイールに噛合するように配置され、前記揺動体の揺動に伴う前記出力軸側からの前記入力軸の回転を防止するように構成されたセルフロック機能を有するウォーム減速機であり、前記揺動体は、下方に突出して前記出力軸と嵌合する嵌合受部を備え、前記減速機と前記揺動体との間には、前記嵌合受部を収容するように前記減速機に固定された補強支持具が設けられており、前記補強支持具は、中空ハウジングの内壁面に、前記嵌合受部と当接して前記出力軸に作用するスラスト荷重およびラジアル荷重を支承する軸受を備える長尺シート体のガイド装置により達成される。
【０００９】
この長尺シート体のガイド装置において、前記出力軸は、一対の前記ガイドローラのうち、前記長尺シート体の移送方向上流側の前記ガイドローラが、平面視において重なるように配置されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、揺動体を駆動するための構成を単純化できると共に、駆動制御を高い精度で行うことができるので、高速で移送される長尺シート体の蛇行を低コストで確実に防止することができる長尺シート体のガイド装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る長尺シート体のガイド装置を一部断面で示す側面図である。
【図２】図１に示す長尺シート体のガイド装置の平面図である。
【図３】図１に示す長尺シート体のガイド装置における制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る長尺シート体のガイド装置を一部断面で示す要部側面図である。
【図５】従来のガイド装置の斜視図である。
【図６】図５に示すガイド装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る長尺シート体のガイド装置を一部断面で示す側面図であり、図２は、図１の平面図である。図１および図２に示すように、長尺シート体のガイド装置１は、駆動手段としてのサーボモータ２、減速機３、揺動体４、一対のガイドローラ５，６、位置検出器７および制御装置（図示せず）を主な構成要素として備えている。サーボモータ２は、本実施形態では高速対応や高精度化の観点から三相のＡＣサーボモータを使用しており、各相の磁極位置がエンコーダ２ａにより検出されるように構成されており、台板８上にブラケット８ａにより固定されている。サーボモータ２は、ＤＣブラシレスモータやステッピングモータ等、他の安価な駆動手段を使用することもできる。
【００１３】
減速機３は、サーボモータ２の出力軸１１と軸心が一致するようにカップリング１２により結合された入力軸１３と、揺動体４に結合された出力軸１４とを備えており、台板８上に設けられている。入力軸１３は、水平に延びるように配置され、先端側がハウジング１５内に収容されており、ハウジング１５の側壁に軸受１６を介して回転可能に支持されている。入力軸１３のハウジング１５内に収容される部分には、ウォーム１７が固定されている。減速機３の入力軸１３は、カップリング１２によりサーボモータ２に直結する以外に、サーボモータ２の出力軸自体を減速機３の入力軸１３とすることも可能である。また、図１では図示していないが、入力軸１３の先端側も軸受により回転自在に支持することができる。
【００１４】
出力軸１４は、ハウジング１５内で鉛直方向に延びるように配置されており、出力軸１４の上端には、拡径された嵌入部１８が、ハウジング１５の上方に突出するように設けられている。ハウジング１５の上部と嵌入部１８との間にはスラスト軸受１９が介在されている。また、ハウジング１５の下部と出力軸１４の下部との間には軸受２０が介在されている。このような構成により、出力軸１４は、上方から荷重を受けた状態で回転可能となるように、ハウジング１５の上部および下部において支持されている。出力軸１４の下端には、軸受２０を固定するためのカラー２１が設けられている。また、出力軸１４には、ウォーム１７と噛合するようにウォームホイール２２が固定されており、入力軸１３の回転力が出力軸１４に伝達されるように構成されている。
【００１５】
本実施形態の減速機３は、後述する揺動体４の揺動に伴う出力軸１４側からの入力軸１３の回転を防止するように構成されたセルフロック機能を有している。具体的には、ウォーム１７の進み角を小さい値（例えば、約３度）に設定し、出力軸１４に逆入力トルクが作用した時に、ウォーム１７とウォームホイール２２との間に大きな摩擦力が生じるように構成される。
【００１６】
揺動体４は、水平な底板２３と、底板２３の両側から起立する一対の側板２４，２５とを備えており、一対の側板２４，２５の間に一対のガイドローラ５，６が回転自在に支持されている。一対のガイドローラ５，６は、同じ高さ位置に間隔をあけて並設されており、長尺シート体であるウェブｗの移送を矢示Ａ方向に案内する。底板２３には下方に突出する中空筒状の嵌合受部２６が設けられており、嵌合受部２６に出力軸１４の嵌入部１８が嵌合することで、出力軸１４の正逆回転に伴い、揺動体４が水平面に沿って図２の矢示Ｂ方向に揺動する。出力軸１４の嵌入部１８は、２つのガイドローラ５，６のうち、ウェブｗの移送方向（矢示Ａ方向）の上流側に位置するガイドローラ５と、少なくとも一部が平面視において重なり合うことが好ましく、更に、このガイドローラ５の軸方向中央に位置することが好ましい。嵌入部１８がこのような配置となるように嵌合受部２６を設けることで、出力軸１４の僅かな回動により移送方向下流側のガイドローラ６の軸線を大きく傾斜させることができ、揺動体４を高速で揺動させる場合に特に効果的である。
【００１７】
位置検出器７は、ウェブｗの側縁を検出する公知のエッジ検出器であり、不図示のブラケットに支持されて、ウェブｗの移送方向と直交する幅方向の所定位置からのずれを検出する。位置検出器７は、本実施形態ではウェブｗの一方側縁を検出するように配置しているが、ウェブｗの両側縁を検出するように複数配置してもよい。
【００１８】
図３に示すように、位置検出器７で検出されたウェブｗのエッジ位置は、エッジセンサ増幅器３１を経て、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等の制御装置３２にリアルタイムに入力される。制御装置３２においては、位置検出器７が検出するウェブｗの基準位置Ｓが設定値としてメモリ３３に格納されており、比較器３４において位置検出器７からの測定値（現在値）とメモリ３３内の設定値とが比較され、この偏差が演算器３５に入力される。演算器３５は、比較器３４から入力された偏差に対してＰＩＤ演算等の演算処理を行い、制御値を出力する。この制御値は、サーボ増幅器３６を経てサーボモータ２に入力され、エンコーダ２ａの検出に基づくフィードバック制御により、サーボモータ２の駆動制御が行われる。すなわち、図２において、ウェブｗがローラ６上で左側に片寄っている場合、支持軸１８を左回転させて揺動体４を矢示Ｃ方向に揺動させる一方、ウェブｗがローラ６上で右側に片寄っている場合、支持軸１８を右回転させて揺動体４を矢示Ｄ方向に揺動させ、サーボモータ２に対して設定値からの偏差に応じた揺動速度を与える。
【００１９】
また、ハウジング１５の上面には、ブラケットを介してリミットスイッチ２７が設けられていると共に、揺動体４の下面側には、リミットスイッチ２７を挟んで揺動方向両側にドク２８（図１に手前側の一方のみを示す）が設けられており、異常揺動時にはドク２８がリミットスイッチ２７を作動させることにより、揺動体４の過剰な揺動を抑制することができる。
【００２０】
上記の構成を備える長尺シート体のガイド装置１によれば、減速機３がウォーム減速機であることから、噛み合い部であるウォーム１７とウォームホイール２２間におけるバックラッシを、従来のラック・ピニオン機構等に比べて容易に小さくすることができる（例えば、０．９度）。したがって、サーボモータ２の正逆回転による揺動体４の揺動を、高速で制御することが可能である。
【００２１】
また、減速機３は、揺動体４の高速揺動による慣性力が逆入力トルクとして出力軸１４に作用した場合でも、ウォーム１７とウォームホイール２２との間に生じる摩擦力によって入力軸１３の回転を防止するように構成された、いわゆるセルフロック機能を有するので、サーボモータ２の負荷や消費電力の増大を抑制することができると共に、単純な構成で高速追従性に優れたものとすることができ、コストダウンを図ることができる。
【００２２】
このように、本実施形態の長尺シート体のガイド装置１は、高速（例えば、約３００ｍ／分）でウェブｗが移送される場合にも、一対のガイドローラ５，６上でのウェブｗの片寄りに対して揺動体４の揺動を適切に追従させることができ、ウェブｗの蛇行を確実に防止することができる。この結果、生産性の向上や製造設備の小型化を図ることができる等、優れた効果を奏する。
【００２３】
また、本実施形態においては、揺動体４の自重および回転によって出力軸１４に作用する荷重を、減速機３が備える軸受１９，２０によって支承するように構成しているが、図４に示すように、減速機３の上面に補強支持具４０を設けて、出力軸１４に作用するスラスト荷重およびラジアル荷重を補強支持具４０により支承するように構成してもよい。図４は、長尺シート体のガイド装置の補強支持具４０近傍を示す要部側面図であり、補強支持具４０のみを断面で示している。また、図４において図１と同様の構成部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。なお、図４においては減速機３の入力軸を図示していないが、水平方向に配置されていることが好ましく、例えば、図１に示す入力軸１３と同様にガイドローラ５，６の回転軸と直交する配置の他、ガイドローラの回転軸と平行な配置であってもよい。
【００２４】
補強支持具４０は、直方体ブロック状に形成された中空ハウジング４１の内壁面４１ａに軸受４４を備えて構成されており、揺動体４の嵌合受部２６を収容するように、四隅のボルト孔に挿通されたボルト５２によって減速機３に固定されている。出力軸１４および嵌合受部２６は、キーおよびキー溝によって一体的に回転するように嵌合されている。軸受４４は、内輪４５と外輪４７との間に複数のボール４６が周方向に等間隔に配置され、内輪４５の外周面と外輪４７の内周面にボール４６を案内する溝が形成された深溝玉軸受であり、内輪４５と外輪４７との間でスラスト荷重とラジアル荷重とを支承することができる。内輪４５および外輪４７は、嵌合受部２６およびハウジング４１の内壁面４１ａにそれぞれ形成された段部２６ａ，４１ｂに当接しており、揺動体４の自重および回転によって作用する荷重の一部を、支持具４０によって支持することができる。軸受４４は、スラスト荷重およびラジアル荷重を支承可能な他の軸受であってもよく、或いは、スラスト荷重およびラジアル荷重をそれぞれ異なる軸受によって支承するように構成してもよい。
【００２５】
このような補強支持具４０を備えることにより、揺動体４を支持する出力軸１４を補強することができ、揺動体４が高速で揺動する場合であっても出力軸１４のスムーズな回転を促して、揺動体４の追従性、耐久性を良好に維持することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１  長尺シート体のガイド装置
２  サーボモータ（駆動手段）
３  減速機
４  揺動体
５，６  ガイドローラ
７  位置検出器
１３  入力軸
１４  出力軸
１７  ウォーム
２２  ウォームホイール
３２  制御装置
４０  補強支持具
４４  軸受
【図１】
0005648254.tif 000002
【図２】
0005648254.tif 000003
【図３】
0005648254.tif 000004
【図４】
0005648254.tif 000005
【図５】
0005648254.tif 000006
【図６】
0005648254.tif 000007