(57)【要約】【課題】被巻き取り物がフィルタとしての濾過性を失わず、自動的かつ効率的に被巻き取り物を巻き取り、被挿入物に挿入する装置を提供する。【解決手段】帯状の被巻き取り物１を巻き取った後、円筒状の空間を有する被挿入物２に挿入する巻き取り挿入装置であって、被巻き取り物を巻き取るための相対向する互いに接離可能な２本の棒状の挟持手段１１と、挟持手段によって被巻き取り物を挟持しながら巻き取る際に、巻き取り方向とは反対方向に張力を付加する張力付加手段１７と、被巻き取り物の巻き取り外形寸法と同一の内径寸法を有する円筒状の空間を備え、円筒状空間内に挟持手段によって巻き取られた被巻き取り物を、被挿入物に挿入する直前の位置まで移動させる巻き取り案内手段１３とを備えることを特徴とする巻き取り挿入装置。２本の棒状の挟持手段で被巻き取り物を巻き取るため、中央部に空間が形成されない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の被巻き取り物を巻き取った後、円筒状の空間を有する被挿入物に挿入する巻き取り挿入装置であって、
前記被巻き取り物を巻き取るための相対向する互いに接離可能な２本の棒状の挟持手段と、
該挟持手段によって前記被巻き取り物を挟持しながら巻き取る際に、巻き取り方向とは反対方向に張力を付加する張力付加手段と、
前記被巻き取り物の巻き取り外形寸法と同一の内径寸法を有する円筒状の空間を備え、該円筒状空間内に前記挟持手段によって巻き取られた被巻き取り物を、前記被挿入物に挿入する直前の位置まで移動させる巻き取り案内手段とを備えることを特徴とする巻き取り挿入装置。
【請求項２】
前記巻き取り案内手段の前記円筒状空間内に巻き取られた被巻き取り物を前記被挿入物に挿入するにあたって、前記挟持手段を前記被巻き取り物の巻き取り方向に回動させる回動手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の巻き取り挿入装置。
【請求項３】
前記挟持手段は、相対向する２本のピンと、該２本のピンの少なくとも１本に圧力を加えることにより、前記２本のピンを互いに近接する方向に移動させる圧力手段であることを特徴とする請求項１又は２に記載の巻き取り挿入装置。
【請求項４】
前記張力付加手段は、相対向する２本のピンを有し、該２本のピンの間に前記被巻き取り物を掛けて前記巻き取り方向とは反対方向に張力を加える張力付加手段であることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の巻き取り挿入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻き取り挿入装置に関し、特に、フィルタのエレメント等に使用される不織布等の薄いシートを巻き取り、被挿入物に挿入する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、不織布等のシート状材料を巻き取るにあたって、例えば、特許文献１には、径方向に弾性的に変形可能な円筒状部材と、該円筒状部材に軸方向に延在して外周部から内周部に連通して形成されたスリットとを有する巻き取り軸を、巻き取り駆動軸にセットし、スリットに供給物の巻き始め先端部を挿入した後、巻き取り駆動軸の回転により巻き取り軸を回転させて、円筒状部材の外周部に供給物をロール状に巻き取るロール状供給物の巻き取り方法等が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３０１０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に記載の方法等を用いて不織布をロール状に形成してフィルタを構成すると、フィルタの中央部に紙管分の円筒空間が形成されてしまうため、被濾過物が巻き取られて形成されたフィルタ部を通らずに中央部の空間を通過すると、被濾過物が濾過されずに排出されてしまい、被巻き取り物がフィルタとしての濾過性を失うという問題があった。
【０００５】
また、同文献に記載のような従来の方法では、巻き始め先端を、弾性的に狭持するか、押さえ部材で押さえるか、巻き取り軸の内周と巻き取り駆動軸の間に位置させることにより被巻き取り物を巻き取り軸から外すには、巻き取り軸を巻き取り駆動軸から外した後、巻き始め先端を押さえている箇所を外して巻き取り軸から抜き取らなければならないため、巻き取り物を巻き取った後、連続的に被挿入物に挿入することができず、効率的な自動挿入装置としては成り立たないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、被巻き取り物がフィルタとしての濾過性を失うことがなく、自動的かつ効率的に被巻き取り物を巻き取り、被挿入物に挿入することのできる装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、帯状の被巻き取り物を巻き取った後、円筒状の空間を有する被挿入物に挿入する巻き取り挿入装置であって、前記被巻き取り物を巻き取るための相対向する互いに接離可能な２本の棒状の挟持手段と、該挟持手段によって前記被巻き取り物を挟持しながら巻き取る際に、巻き取り方向とは反対方向に張力を付加する張力付加手段と、前記被巻き取り物の巻き取り外形寸法と同一の内径寸法を有する円筒状の空間を備え、該円筒状空間内に前記挟持手段によって巻き取られた被巻き取り物を、前記被挿入物に挿入する直前の位置まで移動させる巻き取り案内手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
そして、本発明によれば、相対向する互いに接離可能な２本の棒状の挟持手段を用いて被巻き取り物を巻き取るため、従来のような巻き取り管を抜いた後の空間が形成されることがない。そのため、被巻き取り物は、フィルタとしての濾過性を失うことない。
【０００９】
また、本発明によれば、巻き取りを行う際に、被巻取り物を巻き取り案内手段によって押さえて２本の棒状の挟持手段に巻きつけるため、巻き取り加工後、２本の棒状の挟持手段を被巻き取り物から抜くことにより、被巻き取り物と挟持手段とを分離することができる。２本の棒状の挟持手段を被挿入物から抜くと、被巻き取り物だけが被挿入物に残るため、従来巻き取り管から被巻き取り物を取り外すのに必要であった複雑な作業が不要となり、巻き取り完了後、連続的に挿入作業を自動で行うことが可能となる。
【００１０】
さらに、本発明によれば、挟持手段によって被巻き取り物を挟持しながら巻き取る際に、張力付加手段によって巻き取り方向とは反対方向に張力を付加するため、挟持手段に対して被巻き取り物を弛みなく巻き上げることが可能となる。
【００１１】
また、前記巻き取り挿入装置において、前記巻き取り案内手段の前記円筒状空間内に巻き取られた被巻き取り物を前記被挿入物に挿入するにあたって、前記挟持手段を前記被巻き取り物の巻き取り方向に回動させる回動手段を備えることができる。これによって、固定されていない被巻き取り物の巻き取り終端に巻き取り加工時と同じ作用が働き、被巻き取り物が挟持手段に巻きつけられた状態で被挿入物に挿入されるため、巻き取り終端のほつれを防止することができ、高品質を確保することができる。
【００１２】
前記巻き取り挿入装置において、前記挟持手段を、相対向する２本のピンと、該２本のピンの少なくとも１本に圧力を加えることにより、前記２本のピンを互いに近接する方向に移動させる圧力手段とすることができる。
【００１３】
また、前記巻き取り挿入装置において、前記張力付加手段を、相対向する２本のピンを有し、該２本のピンの間に前記被巻き取り物を掛けて前記巻き取り方向とは反対方向に張力を加える張力付加手段とすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、被巻き取り物がフィルタとしての濾過性を失うことがなく、自動的かつ効率的に被巻き取り物を巻き取り、被挿入物に挿入することなどが可能な巻き取り挿入装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明にかかる巻き取り挿入装置の一実施の形態について図１乃至図３を参照しながら説明する。尚、以下の説明においては、本発明にかかる巻き取り挿入装置をフィルタ等に使用される不織布に適用した場合を例にとって説明する。
【００１６】
図１に示すように、この巻き取り挿入装置は、ＮＣモータ３で駆動されるステージ４と、各々ステージ４上に配置される回転用ＮＣモータ５と、回転案内６と、第１直動アクチュエータ７と、回転案内６に保持される回転軸８と、回転軸８と回転用ＮＣモータ５とに取り付けられ、回転用ＮＣモータ５の回転を回転軸８に伝える回転伝達機構９と、回転軸８の内側で長手方向の直線運動を案内され、回転軸８とともに回転し、第１直動アクチュエータ７と連結し、回転軸８と独立して長手方向に移動可能な挿入軸１０と、挿入軸１０の端面に固定され、外形寸法が０．８ｍｍ程度で、被巻き取り物１の厚み寸法よりわずかに広い間隔で並べられた２本の巻き取りピン１１と、ステージ４上に配置される直線案内１２と、直線案内１２に取り付けられ、被巻き取り物１が巻き取られる時の外形寸法と同一の内径寸法を有する巻き取りガイド１３と、ステージ４上に配置される第２直動アクチュエータ１４と、第２直動アクチュエータ１４に取り付けられるプッシャ１５と、ステージ４上に配置される回転アクチュエータ１６と、回転アクチュエータ１６に取り付けられる２本のテンションバー１７と、回転軸８と同軸上にある被挿入物２を保持するとともに、位置決めするための位置決め部品１８と、図示しない本装置の制御部とを備える。
【００１７】
次に、上記構成を有する巻き取り挿入装置の動作について説明する。
【００１８】
図１（ｂ）に示すように、被巻き取り物１を２本の巻き取りピン１１及び２本のテンションバー１７の間にセットする。セット完了後、第１直動アクチュエータ１４を動作させてプッシャ１５を下降させ、巻取りピン１１に接触させることにより、２本の巻き取りピン１１で被巻き取り物１を挟持する。また、回転アクチュエータ１６を動作させてテンションバー１７を９０°回転させる。これにより、図２に示す状態となる。
【００１９】
図２に示すように、被巻き取り物１を巻き取りピン１１で挟持し、テンションバー１７によって被巻き取り物１を引っ張ることにより、被巻き取り物１に対して張力を付加する。これにより、巻き取りピン１１による巻き取り時に、被巻き取り物１に対して巻き取り方向とは逆方向の張力を付加することができるため、巻き取りピン１１に対して被巻き取り物１を弛みなく巻き付けることが可能となる。
【００２０】
次に、図１（ｃ）の回転用ＮＣモータ５を駆動し、回転軸８と挿入軸１０を図２の矢印方向に回転させる。これにより、巻き取りピン１１に被巻き取り物１を巻きつける。巻き取りが終了すると、図１の回転用ＮＣモータ５を停止する。被巻き取り物１は、プッシャ１５に押さえられながら巻き取られること、及び、巻き取られる時に巻き取りガイド１３の内径に沿って巻き取られることにより、所定の外形寸法に巻き取られる。
【００２１】
これと並行して、被挿入物２を位置決め部品１８にセットする。位置決め部品１８は、被挿入物２の外形形状に適合した形状を有し、被挿入物２をがたつきなく位置決め、保持することができる。
【００２２】
被巻取り物１の巻き取り作業、被挿入物２のセット作業が終了すると、第２直動アクチュエータ１４を動作させ、プッシャ１５を上昇させて被巻き取り物１から離すとともに、回転アクチュエータ１６を動作させ、テンションバー１７を元の位置に戻す。
【００２３】
次に、再度回転用ＮＣモータ５を巻き取り方向に動作させるとともに、ステージ４を被挿入物２側に移動させ、位置決めされている被挿入物２に被巻き取り物１を挿入する。この時、被巻き取り物１と巻き取りガイド１３とは、被巻き取り物１が被挿入物２に挿入される直前まで同期して動作し、巻き取りガイド１３は、位置決め部品１８の側面に接触して止まり、被巻き取り物１のみが被挿入物２内の所定位置までステージ４により移動する。この移動位置は、ＮＣモータ３を制御することにより自由に設定することが可能である。
【００２４】
巻き取りガイド１３は、直線案内１２により、接触した位置決め部品１８の側面位置に停止する。これにより、巻き取られた被巻き取り物１は、被挿入物２に挿入される直前まで、巻き取りガイド１３に外形をガイドされ、その外形寸法を維持することが可能となる。被巻き取り物１を被挿入物２の所定位置まで挿入すると、回転用ＮＣモータ５及びステージ４の動作を停止する。挿入動作の際に、被巻き取り物１を回転させるのは、巻き取り終端がほつれるのを防止するためである。
【００２５】
挿入動作停止後、巻き取りピン１１を抜きやすくするため、巻き取りピン１１を数回転巻取りとは逆方向に回転させる。これにより、図３（ａ）に示す状態となる。その後、図１の第１直動アクチュエータ７を動作させ、挿入軸１０のみを後退させ、巻き取りピン１１を被巻き取り物１から抜き取る。これにより、図３（ｂ）に示す状態となる。巻き取りピン１１を抜いた後、ステージ４を動作させて全体を元の位置に戻して作業が完了する。
【００２６】
ここで、巻き取りピン１１の外形寸法が０．８ｍｍ程度であるため、被巻き取り物１から巻き取りピン１１を引き抜いても、被巻き取り物１の弾性により巻き取りピン１１を抜いた箇所は自然に塞がれる。
【００２７】
また、巻き取り動作時には、図示しない制御部によって、被巻き取り物１の外径が時時刻刻変化することによる巻き取り速度の変化に対応するため、段階的に回転用ＮＣモータ５の回転速度を変化させ、常に一定の速度で均一に巻き取ることができるように制御する。さらに、被挿入物２へ被巻き取り物１を挿入する際に、挿入速度と回転速度の最適組み合わせを設定することにより、被巻き取り物１の終端のほつれをなくすことが可能となる。
【実施例】
【００２８】
次に、図４乃至図１１を参照しながら、本発明にかかる巻き取り挿入装置の実施例について説明する。尚、以下の説明においても、本発明にかかる巻き取り挿入装置をフィルタ等に使用される不織布に適用した場合を例にとって説明する。
【００２９】
図４乃至図６に示すように、この巻き取り挿入装置は、ＮＣモータ３で駆動される移動するステージ４と、各々ステージ４上に配置される回転用ＮＣモータ５と、回転案内６と、第１直動アクチュエータ７と、回転案内６に保持される回転軸８と、この回転軸８と回転用ＮＣモータ５とに取り付けられ、回転用ＮＣモータ５の回転を回転軸８に伝達する回転伝達機構９と、回転軸８の内側で長手方向に案内され、回転軸８とともに回転し、第１直動アクチュエータ７と連結され、回転軸８と独立して長手方向に移動可能な挿入軸１０と、挿入軸１０の端面に固定され、外形寸法が０．８ｍｍ程度で、被巻き取り物１の厚み寸法よりわずかに広い間隔で並べられた２本の巻き取りピン１１と、ステージ４上に配置される直線案内１２と、直線案内１２に取り付けられ、被巻き取り物１が巻き取られる時に所定の外形と同一の内径を有する巻き取りガイド１３と、ステージ４の上に配置される第２直動アクチュエータ１４と、第２直動アクチュエータ１４に取り付けられるプッシャ１５と、ステージ４上に配置される回転アクチュエータ１６と、回転アクチュエータ１６に取り付けられる２本のテンションバー１７と、巻き取りピン１１の巻き取り位置の直下まで移動可能な第３直動アクチュエータ１９と、第３直動アクチュエータ１９に取り付けられ、昇降動作を行う第４直動アクチュエータ２０と、第４直動アクチュエータ２０に取り付けられ、被巻き取り物１を保持するための真空吸着穴と、巻き取りピン１１とテンションバー１７用の逃げ溝とを有する吸着プレート２１を有する。
【００３０】
また、この巻き取り挿入装置は、搬送用の回転用モータ２２と、回転モータ２２に連結され、回転モータ２２の回転を伝達する回転駆動部２３と、回転駆動部２３に連結され、被挿入物２を支持するためのサポートを複数有するベルト２４と、ベルト２４の終端付近に配置される被挿入物回収箱２５と、昇降動作を行う第５直動アクチュエータ２６と、第５直動アクチュエータ２６に取り付けられ、被挿入物２の外形寸法と同一寸法の溝を有する第１位置決め部品２７と、回転軸８と同軸上に存在し、かつ、第１位置決め部品２７と対向して取り付けられ、被挿入物２の外形寸法と同一寸法の溝を有する第２位置決め部品２８を有する。
【００３１】
次に、上記構成を有する巻き取り挿入装置の動作について説明する。
【００３２】
図６に示すように、図示しない被巻き取り物を被巻き取り物供給位置で供給する。被巻き取り物が供給されると、吸着プレート２１が被巻き取り物を真空吸着して保持した後、第３直動アクチュエータ１９によって吸着プレート２１を巻き取り位置まで移動させる。
【００３３】
吸着プレート２１の移動後、図５の第４直動アクチュエータ２０を動作させて吸着プレート２１を上昇させる。吸着プレート２１を上昇させると、ステージ４を巻き取り位置まで前進させる。この時、被巻き取り物は、２本の巻き取りピン１１及びテンションバー１７の間に保持される。
【００３４】
ステージ４の移動が終わると、吸着プレート２１の真空吸着を切断する。真空吸着の切断後、第４直動アクチュエータ２０を動作させて吸着プレート２１を下降させる。吸着プレート２１の下降後、第２直動アクチュエータ１４を動作させ、プッシャ１５を下降させて巻取りピン１１に接触させるとともに、回転アクチュエータ１６を動作させてテンションバー１７を９０°回転させる。この状態により、被巻き取り物に対して張力を付加することになる。上からのプッシャ１５による押圧による巻き取りピン１１による挟持、及び、テンションバー１７による巻き取り方向と逆の張力により、被巻き取り物の巻き取り時に、巻き取りピン１１に対して被巻き取り物を弛みなく巻き付けることが可能となる。
【００３５】
次に、回転用ＮＣモータ５を駆動して、回転軸８と挿入軸１０とを回転させる。これにより、巻き取りピン１１に被巻き取り物を巻きつける。被巻き取り物の巻き取りが終了すると、回転用ＮＣモータ５を停止する。被巻き取り物は、プッシャ１５に押さえられながら巻き取られること、巻き取られるときに巻き取りガイド１３の内径に沿って巻き取られることにより、所定の外形寸法に巻き取られる。
【００３６】
上記動作と並行して、被巻き取り物の被挿入物２への供給を行う。図６に示す供給位置でベルト２６のサポート部に被挿入物２をセットする。被挿入物２のセットが完了すると、図７及び図８に示す状態となる。次に、図６の回転用モータ２２を動作させる。これにより、回転駆動部２３を通じてベルト２４により被挿入物２を挿入位置まで搬送する。搬送が完了すると、第５直動アクチュエータ２６を動作させて、第１位置決め部品２７によりベルト２４上の被挿入物２を持ち上げ、第２位置決め部品２８と合わせて、図９及び図１０に示す被挿入物２の位置決め、保持を行う。この位置は回転軸８と同軸位置となる。
【００３７】
被巻き取り物の巻き取り作業と、被挿入物２の搬送、位置決めが終了すると、図４の第２直動アクチュエータ１４を動作させ、プッシャ１５を上昇させて被巻き取り物１から離すとともに、回転アクチュエータ１６を動作させ、テンションバー１７を元の位置に戻す。
【００３８】
次に、再度図６の回転用ＮＣモータ５を巻き取り方向に動作させるとともに、ステージ４を被挿入物側２に移動させ、位置決めされている被挿入物２に被巻き取り物を挿入する。この時、被巻き取り物と巻き取りガイド１３とは、挿入直前まで同期して動作し、巻き取りガイド１３は、位置決め部品の側面に接触して止まり、被巻き取り物のみが被挿入物２内の所定位置までステージ４により移動する。
【００３９】
この移動位置は、ＮＣモータ３を制御することにより自由に設定することが可能である。巻き取りガイド１３は、直線案内１２により、接触した位置決め部品１８の側面位置で止まる。これにより、巻き取られた被巻き取り物は、挿入直前まで巻き取りガイド１３に外形をガイドされ、その外形寸法を維持することが可能となる。被巻き取り物を被挿入物２の所定位置まで挿入すると、回転用ＮＣモータ５及びステージ４の動作を停止する。
【００４０】
被巻き取り物の挿入動作時に被巻き取り物を回転させるのは、巻き取り終端がほつれるのを防止するためである。被巻き取り物の挿入動作の停止後、巻き取りピン１１を抜き易くするため、数回転巻取り方向とは逆方向に回転させる。巻き取りピン１１を回転させた後、第１直動アクチュエータ７を動作させ、挿入軸１０のみを後退させ、巻き取りピン１１を被巻き取り物から引き抜く。巻き取りピン１１を抜いた後、ステージ４を動作させ、全体を元の位置に戻す。
【００４１】
ステージ４の動作完了後、第５直動アクチュエータ２６を動作させ、第１位置決め部品２７を下降させ、被挿入物２をベルト２４に移載する。被挿入物２の移載後、回転用モータ２２を動作させ、ベルト２４によって被挿入物２を搬送する。最終的に被挿入物２は、ベルト２４から被挿入物回収箱２５に移される。
【００４２】
以上のように、これら一連の作業を連続して行うことにより、被巻き取り物の供給、搬送、巻き取り、被挿入物２への挿入、及び被挿入物２の供給、搬送、回収を自動で行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明にかかる巻き取り挿入装置の一実施の形態を示す図であって（ａ）は一部破断正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は一部破断平面図である。
【図２】図１の巻き取り挿入装置の巻き取り動作直前の状態を示す側面図である。
【図３】図１の巻き取り挿入装置の回転軸、挿入軸、被巻取り物及び被挿入物の詳細を示す断面図であって、（ａ）は、被巻取り物を被挿入物に挿入した直後の状態を示し、（ｂ）は、被巻取り物を被挿入物に挿入した後、巻き取りピンを抜いた状態を示す図である。
【図４】本発明にかかる巻き取り挿入装置の実施例を示す側面図である。
【図５】図４の巻き取り挿入装置の一部破断正面図である。
【図６】図５の巻き取り挿入装置の一部破断平面図である。
【図７】図４の巻き取り挿入装置の被挿入物の搬送状態を示す図５のＡ−Ａ線矢視図である。
【図８】図７の巻き取り挿入装置の側断面図である。
【図９】図４の巻き取り挿入装置の被挿入物の位置決め状態を示す図５のＡ−Ａ線矢視図である。
【図１０】図９の巻き取り挿入装置の側断面図である。
【図１１】図４の巻き取り挿入装置の被巻き取り物を搬送する機構を示す図５のＢ−Ｂ線矢視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  被巻き取り物
２  被挿入物
３  ＮＣモータ
４  ステージ
５  回転用ＮＣモータ
６  回転案内
７  第１直動アクチュエータ
８  回転軸
９  回転伝達機構
１０  挿入軸
１１  巻き取りピン
１２  直線案内
１３  巻き取りガイド
１４  第２直動アクチュエータ
１５  プッシャ
１６  回転アクチュエータ
１７  テンションバー
１８  位置決め部品
１９  第３直動アクチュエータ
２０  第４直動アクチュエータ
２１  吸着プレート
２２  回転用モータ
２３  回転駆動部
２４  ベルト
２５  回収箱
２６  第５直動アクチュエータ
２７  第１位置決め部品
２８  第２位置決め部品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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