(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻芯を保持して前記巻芯を回転可能な巻芯回転機構と、
前記巻芯が回転される際に、該巻芯の外周面に長尺ウエブを支持するとともに、前記巻芯の軸方向に配列される複数の巻き付け機構と、
前記巻芯の軸長に応じて、所定数の前記巻き付け機構を該巻芯の軸方向に交差する方向に移動させ、所定数の該巻き付け機構のみを前記長尺ウエブの巻き付け位置に配置可能な移動機構と、
を備え、
前記巻き付け機構は、
前記巻芯の外周面に前記長尺ウエブを押圧支持する進退自在な巻き付けニップローラと下部巻き付けローラと、
前記巻芯の外周面との間に前記長尺ウエブを挿通するための間隙を形成する進退自在な上部ラッパと側面ラッパと、
を有し、
前記巻き付けニップローラと前記側面ラッパとは、前記巻芯の水平中心軸上で離間して前記巻芯を押圧支持し、前記下部巻き付けローラと前記上部ラッパとは、前記巻芯の鉛直中心軸上で離間して前記巻芯を押圧支持する
ことを特徴とするウエブ巻き付け装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、複数の前記巻き付け機構が前記巻芯の軸方向に交差する方向に個別に進退自在に配設されるユニット本体を備え、
前記巻き付け機構と前記ユニット本体とには、該巻き付け機構を前記巻き付け位置と退避位置とに固定可能なロック機構が設けられることを特徴とするウエブ巻き付け装置。
【請求項３】
請求項２記載の装置において、
前記ロック機構は、前記巻き付け機構に進退自在に設けられるロックピンと、
前記ユニット本体に、前記巻き付け位置および前記退避位置に対応して設けられ、前記ロックピンが嵌合可能な第１および第２孔部と、
を備えることを特徴とするウエブ巻き付け装置。
【請求項４】
請求項３記載の装置において、
前記ロックピンは、スプリングを介して前記第１および第２孔部の挿入方向に付勢されるとともに、前記ロックピンと一体的に進退可能な作動ピンが設けられる一方、前記ユニット本体には、前記作動ピンに対応しかつ前記巻き付け機構の移動範囲に対応してスリット状溝部が形成されており、前記移動機構は、前記スリット状溝部に挿入されて前記作動ピンを押圧することにより、前記ロックピンを前記第１および第２孔部に着脱可能な駆動部材と、
前記駆動部材を少なくとも前記スリット状溝部に沿って進退させる可動部と、
を備えることを特徴とするウエブ巻き付け装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置において、複数の前記巻き付け機構がそれぞれ前記巻き付け位置に配置されているか否かを検出する位置確認センサを備えることを特徴とするウエブ巻き付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、巻き替え機や裁断機に適用され、軸長の異なる種々の巻芯に長尺ウエブを巻き取るウエブ巻き付け装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、長尺ウエブ、例えば、長尺フイルムを巻芯に自動的に巻き取る巻き替え機や、幅広のフイルム原反を裁断して所定の幅寸法を有する長尺フイルムを得た後、この長尺フイルムを巻芯に自動的に巻き付ける裁断機では、巻き取り位置で前記巻芯が回転される際に、該巻芯の外周面に前記長尺フイルムを支持するために巻き付け機構が採用されている。
【０００３】
この種の巻き付け機構では、例えば、特公昭５７−４００５２号公報に開示されているように、ベルトラッパの先端にスプールを保持するホルダを備えるとともに、前記ホルダを回動自在に構成し、かつ前記ホルダに保持されたスプールの中心軸線を巻き取り胴の中心軸線に一致させるまで該ベルトラッパを往復移動させる駆動機構が設けられている。
【０００４】
また、実公昭４８−３８１４９号公報に開示されたストリップコイラでは、ストリップをコイル状に巻き取るマンドレルと、該マンドレルの周辺近くに複数個配置されてその内側にラッパロールとガイドプレートを備え、一端部をハウジングに枢着されたラッパロールフレームと該フレームに連結されてラッパロールをストリップの巻き始め位置に押し付け、あるいはこの位置から後退せしめる流体圧シリンダが備えられている。
【０００５】
ところで、近年、商品の多様化に伴い、フイルムの種類が同一であっても幅寸法が異なる多種類の商品形態に対応することが必要不可欠となっている。このため、裁断機や巻き替え機において、フイルムの幅寸法の変更に対応可能な巻き付け機構が望まれている。
【０００６】
例えば、図２２に示す巻き付け機構１では、巻芯回転機構２に支持されている巻芯３の両端側の所定の部位を保持する２台のベルトラッパ（またはブロックラッパ）４ａ、４ｂを備えるとともに、前記ベルトラッパ４ａ、４ｂを前記巻芯３の軸長に応じて軸方向（矢印Ａ方向）に移動させる移動機構５が設けられている。この移動機構５は、矢印Ａ方向に延在するガイドフレーム６を備え、このガイドフレーム６には、モータ７により駆動されるラック・ピニオン手段（図示せず）を介してベルトラッパ４ａ、４ｂがそれぞれ自走可能に配置されており、巻芯３の軸長（フイルム原反幅）に応じて前記ベルトラッパ４ａ、４ｂが所定の位置に位置決めされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の巻き付け機構１では、２台のベルトラッパ４ａ、４ｂで巻芯３にフイルムＦを支持するため、このフイルムＦの全幅を有効に押圧保持することができない。従って、巻芯３に巻回されたフイルムＦに巻き緩みや端部のずれ等が発生し易く、巻状が安定しないという問題が指摘されている。
【０００８】
そこで、図２３に示す巻き付け機構１ａを用いることが考えられる。この巻き付け機構１ａでは、巻芯回転機構２に支持されている巻芯３の外周面を保持する複数台のブロックラッパ（またはベルトラッパ）８を備えるとともに、前記巻芯３の軸長に応じて所定台数の前記ブロックラッパ８を巻き取り位置に配置するための移動機構５ａが設けられている。この移動機構５ａは、矢印Ａ方向に延在するガイドフレーム６ａを備えており、このガイドフレーム６ａには、複数台のブロックラッパ８がそれぞれモータ７ａを介して自走可能に配置されている。
【０００９】
しかしながら、上記の巻き付け機構１ａでは、フイルムＦの幅方向にサイズ切り替えが行われる際、巻芯回転機構２と干渉する領域に位置するブロックラッパ８をフイルム原反幅９よりも外側の退避ゾーン９ａ、９ｂに退避させる必要がある。これにより、ガイドフレーム６ａが矢印Ａ方向に相当に長尺化してしまい、巻き付け機構１ａ全体の大型化が惹起されるという問題がある。
【００１０】
しかも、巻芯３のサイズ切り替えやフイルムＦの巻き方向の切り替えを行う際には、巻き付け機構１ａ全体をユニット化し、ユニット単位で交換することが考えられるが、前記巻き付け機構１ａが大型化するためにユニット交換が困難なものになってしまうおそれがある。
【００１１】
さらに、各ブロックラッパ８を矢印Ａ方向に移動させる際に、シリンダ等のストロークが固定されているアクチュエータを使用すると、特定サイズのフイルムＦにしか対応することができず、汎用性に劣ってしまう。従って、各ブロックラッパ８には、位置決め可能なモータ７ａとしてサーボモータやパルスモータが使用されることになり、配線や制御が複雑化するという問題がある。
【００１２】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単かつコンパクトな構成で、軸長の異なる種々の巻芯に長尺ウエブを円滑かつ高精度に巻き付けることが可能なウエブ巻き付け装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るウエブ巻き付け装置は、巻芯を保持して前記巻芯を回転可能な巻芯回転機構と、前記巻芯が回転される際に、該巻芯の外周面に長尺ウエブを支持するとともに、前記巻芯の軸方向に配列される複数の巻き付け機構と、前記巻芯の軸長に応じて、所定数の前記巻き付け機構を該巻芯の軸方向に交差する方向に移動させ、所定数の該巻き付け機構のみを前記長尺ウエブの巻き付け位置に配置可能な移動機構と、を備え、前記巻き付け機構は、前記巻芯の外周面に前記長尺ウエブを押圧支持する進退自在な巻き付けニップローラと下部巻き付けローラと、前記巻芯の外周面との間に前記長尺ウエブを挿通するための間隙を形成する進退自在な上部ラッパと側面ラッパと、を有し、前記巻き付けニップローラと前記側面ラッパとは、前記巻芯の水平中心軸上で離間して前記巻芯を押圧支持し、前記下部巻き付けローラと前記上部ラッパとは、前記巻芯の鉛直中心軸上で離間して前記巻芯を押圧支持することを特徴とする。
【００１４】
このため、巻き付け機構をフイルム原反幅よりも外方に移動させる必要がなく、ウエブ巻き付け装置全体の小型化が容易に図られる。しかも、各巻き付け機構は、巻き付け位置に対して進退するだけでよく、シリンダ等のアクチュエータが使用可能であり、配線および制御が有効に簡素化される。
【００１５】
また、複数の巻き付け機構が巻芯の軸方向に交差する方向に進退自在に配設されるユニット本体を備え、前記巻き付け機構と前記ユニット本体とには、該巻き付け機構を巻き付け位置と退避位置とに固定可能なロック機構が設けられている。その際、ロック機構は、巻き付け機構に進退自在に設けられるロックピンと、ユニット本体に巻き付け位置および退避位置に対応して設けられ、前記ロックピンが嵌合可能な第１および第２孔部とを備えている。これにより、簡単な構成で、各巻き付け機構を巻き付け位置と退避位置とに確実に配置固定することができる。
【００１６】
ここで、ロックピンは、スプリングを介して第１および第２孔部の挿入方向に付勢されるとともに、前記ロックピンと一体的に進退可能な作動ピンが設けられる一方、ユニット本体には、前記作動ピンに対応しかつ巻き付け機構の移動範囲に対応するスリット状溝部が形成されている。さらに、移動機構は、スリット状溝部に挿入されて作動ピンを押圧することにより、ロックピンを第１および第２孔部に着脱可能な駆動部材と、少なくとも前記駆動部材を前記スリット状溝部に沿って進退させる可動部とを備えている。
【００１７】
従って、移動機構を構成する駆動部材が作動ピンを押圧することにより、ロックピンが第１または第２孔部から離脱して巻き付け機構が移動可能になる。そこで、可動部の作用下に駆動部材がスリット状溝部に沿って移動すると、巻き付け機構が移動して巻き付け位置または退避位置に配置される。次いで、駆動部材による作動ピンの押圧作用が解除されると、この作動ピンと一体的にロックピンが移動し、このロックピンが第２または第１孔部に挿入されて巻き付け機構が位置決め固定される。このため、簡単な構成で、各巻き付け機構を巻き付け位置と退避位置とに自動的かつ円滑に配置することが可能になる。
【００１８】
さらに、複数の巻き付け機構がそれぞれ巻き付け位置に配置されているか否かを検出する位置確認センサを備えている。これにより、巻き付け機構が他の設備に干渉することを確実に阻止することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係るフイルム巻き付け装置１０が組み込まれるフイルム加工裁断機１２の概略構成説明図である。
【００２１】
フイルム加工裁断機１２は、ＰＥＴフイルム、ＴＡＣフイルム、ＰＥＮフイルムまたは印画紙等をベースとしたロール状感光材料（以下、フイルムロール１４という）が配置され、このフイルムロール１４を回転させて長尺フイルム原反（ウエブ原反）１６を送り出すフイルム送出装置１８と、この長尺フイルム原反１６を、次段の工程に、順次、搬送する搬送装置２０と、前記搬送装置２０により搬送される前記長尺フイルム原反１６を幅方向に複数本に裁断するとともに耳落としをして所定の幅寸法を有するそれぞれ２本の長尺フイルム（長尺ウエブ）２４ａ、２４ｂを形成する裁断装置２６と、前記長尺フイルム２４ａ、２４ｂを巻芯２８に巻き付けた後に所定の長さ毎に切断して製品３０ａ、３０ｂを得るための本実施形態に係るフイルム巻き付け装置１０と、前記長尺フイルム原反１６から排出された両方の耳部３２を処理するための耳部処理装置３４とを備える。
【００２２】
フイルム送出装置１８は、一組のフイルムロール１４が割り出し可能に支持される送出軸３６を備えており、このフイルムロール１４が図示しない繰り出しモータの作用下に繰り出される。搬送装置２０は、メインフィードローラであるサクションドラム３８と、複数のローラ４０とを備えており、このサクションドラム３８は、図示しないサーボモータを介して周速が所定のパターンになるように速度制御される。
【００２３】
送出軸３６とサクションドラム３８との間に配置されているいずれかのローラ４０には、張力検出器（テンションピックアップ）４２が装着されており、この間におけるフイルム張力が前記張力検出器４２および前記送出軸３６に装着された繰り出しモータ（図示せず）によって制御される。送出軸３６側には、長尺フイルム原反１６の端部位置を検出して端部位置調整するためのＥＰＣセンサ４４と、前記長尺フイルム原反１６の終端と新たな長尺フイルム原反１６の先端とを接合するための接合用サクションテーブル４６とが配設される。
【００２４】
裁断装置２６は、左右に配置された複数組の回転カッタ４８ａ、４８ｂを備えており、裁断幅に対応して選択的に所定の裁断位置に配置され、長尺フイルム原反１６を所望の幅寸法に裁断する機能を有する。裁断装置２６の下方には、裁断された長尺フイルム２４ａ、２４ｂを互いに異なる方向に分離するための分離ローラ５０ａ、５０ｂが配置され、この分離ローラ５０ａ、５０ｂの下流側には、ニップローラ対５２ａ、５２ｂを介してフイルム巻き付け装置１０が配設される。
【００２５】
フイルム巻き付け装置１０は、長尺フイルム２４ａ、２４ｂに対応して、図１中、左右一組ずつ設けられているが、以下、長尺フイルム２４ａ側についてのみ説明し、長尺フイルム２４ｂ側については、同一の構成要素に同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００２６】
図２に示すように、ニップローラ対５２ａは、図示しない回転駆動源が連結されるバックアップローラ５４と、前記バックアップローラ５４に対して進退自在なニップローラ５６とを備える。このバックアップローラ５４は、矢印Ｂ方向に対してサクションドラム３８よりも速い送り速度になるように周速が設定されている。ニップローラ５６がバックアップローラ５４に長尺フイルム２４ａを挟んで押し付けられることにより、このニップローラ５６の下流側の長尺フイルム２４ａにテンションが付与されていない状態でも、裁断装置２６に所定のテンションを付与可能に構成されている。
【００２７】
図１および図２に示すように、フイルム巻き付け装置１０は、巻芯２８を保持して回転可能な巻芯回転機構５８と、この巻芯２８に長尺フイルム２４ａを所定の長さまで巻き付けて巻回体３０を得る複数台（例えば、１４台）のブロックラッパ（巻き付け機構）６０と、前記巻芯２８の軸長に応じて、所定数の前記ブロックラッパ６０を該巻芯２８の軸方向（矢印Ｄ方向）に交差する方向（矢印Ｃ方向）に移動させ、所定数の該ブロックラッパ６０を前記長尺フイルム２４ａの巻き付け位置Ｐ１（図５参照）に配置可能な移動機構６２と、前記巻芯２８に巻き付けられた前記長尺フイルム２４ａの周面をテンションが付与された状態で把持するとともに、前記ブロックラッパ６０から相対的に離間可能な製品受け取り機構６４と、前記製品受け取り機構６４により前記長尺フイルム２４ａにテンションが付与された状態で該長尺フイルム２４ａを幅方向に切断する切断機構６６と、前記巻芯２８を前記ブロックラッパ６０に自動的に供給する巻芯供給機構６８とを備える。
【００２８】
図３に示すように、巻芯回転機構５８は、例えば、２本の巻芯２８を同軸上に配置して、各巻芯２８に長尺フイルム２４ａを同時に巻回可能に矢印Ｄ方向（巻芯２８の軸方向）に延在するガイドレール７２ａ、７２ｂおよびボールねじ７４を介して位置調整可能に配置されている。
【００２９】
図３および図４に示すように、巻芯回転機構５８は、ガイドレール７２ａ、７２ｂおよびボールねじ７４に支持されるそれぞれ２台の可動ベース７６ａ、７６ｂを備え、前記可動ベース７６ａ、７６ｂには、ボールねじ７４が螺合するナット部７８ａ、７８ｂと、前記ナット部７８ａ、７８ｂをベルト・プーリ手段８０ａ、８０ｂを介して個別に回転可能なサーボモータ８２ａ、８２ｂとが設けられる。
【００３０】
可動ベース７６ａ、７６ｂには、シリンダ８４ａ、８４ｂが固定されており、このシリンダ８４ａ、８４ｂから突出するロッド８６ａ、８６ｂに巻き取りアーム８８ａ、８８ｂが固着される。巻き取りアーム８８ａ、８８ｂには、巻芯チャック９０ａ、９０ｂが回転自在に装着されるとともに、前記巻芯チャック９０ａは、サーボモータ９２を介して回転駆動される。
【００３１】
このサーボモータ９２は、可動ベース７６ａに固定されており、その駆動軸９４にベルト・プーリ手段９６を介して回転筒体９８が連結される。この回転筒体９８は、可動ベース７６ａに支持されるとともに、内周面にスプライン溝が形成されており、このスプライン溝にスプラインシャフト１００が嵌合する。スプラインシャフト１００は、巻き取りアーム８８ａに固着されたケーシング１０２に回転自在に支持されており、このスプラインシャフト１００の端部には、ベルト・プーリ手段１０４を介して巻芯チャック９０ａが連結されている。
【００３２】
図５に示すように、複数のブロックラッパ６０は、ユニット本体２００に対して、巻芯２８の軸方向（矢印Ｄ方向）に交差する方向（矢印Ｃ方向）に個別に進退自在に配設されるとともに、このユニット本体２００は、駆動手段２０２を介して矢印Ｃ方向に進退可能である。駆動手段２０２は、矢印Ｄ方向に所定の間隔だけ離間した一対の枠体２０４を備え、少なくとも一方の枠体２０４にはサーボモータ２０６が装着される。サーボモータ２０６の駆動軸２０８には、ベルト・プーリ手段２１０を介してボールねじ２１２が連結されており、このボールねじ２１２が枠体２０４の上部に回転自在に支持されている。ボールねじ２１２は、可動本体２１４に設けられている図示しないナット部に螺合するとともに、前記可動本体２１４は、前記枠体２０４上に設けられたガイドレール２１６に支持される。
【００３３】
一対の可動本体２１４間には、ユニット本体２００が取り外し可能に固定されており、前記ユニット本体２００と各ブロックラッパ６０とには、前記ブロックラッパ６０を巻き付け位置Ｐ１と退避位置Ｐ２とに固定可能なロック機構２５０が設けられる。ロック機構２５０は、ユニット本体２００に各ブロックラッパ６０の巻き付け位置Ｐ１および退避位置Ｐ２に対応して設けられる第１および第２孔部２５２ａ、２５２ｂと、各ブロックラッパ６０を装着する基台２５４に進退自在に設けられ、前記第１孔部２５２ａと前記第２孔部２５２ｂとに嵌合可能なロックピン２５６とを備える。
【００３４】
図６および図７に示すように、基台２５４はユニット本体２００上に設けられたガイドレール２５８に沿って矢印Ｃ方向に進退自在に配置されており、この基台２５４には、ロックピン２５６がスプリング２６０を介して下方向に付勢されて配置される。ロックピン２５６には、このロックピン２５６と一体的に進退（昇降）可能な作動ピン２６２が設けられている。ユニット本体２００には、作動ピン２６２に対応し、かつ各ブロックラッパ６０の移動範囲に対応してスリット状溝部２６４が形成されており、この溝部２６４に前記作動ピン２６２がブッシュ２６６を介して挿入される。
【００３５】
基台２５４上には、図６に示すように、ブロックラッパ６０を構成する上部ラッパ３００が昇降手段３０２を介して昇降自在に設けられるとともに、側面ラッパ３０４が進退手段３０６を介して水平方向に進退自在に配設される。昇降手段３０２は、基台２５４上に設けられて鉛直上方向に延在する支持角筒３０８を備え、この支持角筒３０８の一側面部に鉛直上方向に向かってシリンダ３１０が固定される。シリンダ３１０から上方向に延在するロッド３１２には、昇降ベース３１４が固定されるとともに、この昇降ベース３１４は、支持角筒３０８の別の側面に固着されたガイドレール３１６に昇降自在に支持される。
【００３６】
昇降ベース３１４の先端部底面側に、上部ラッパ３００が装着される。上部ラッパ３００の巻芯２８側の端部には、この巻芯２８の外径よりも若干大きな曲率半径を有するガイド面３１８が設けられるとともに、このガイド面３１８側に対応して第１および第２フリーローラ３２０ａ、３２０ｂが回転自在に支持される。第１および第２フリーローラ３２０ａ、３２０ｂは、巻芯２８の鉛直中心線を基準に線対称をなして左右に同一距離に設定されている。
【００３７】
進退手段３０６は、基台２５４上に水平方向に装着されるシリンダ３２２を備え、このシリンダ３２２から水平方向に延在するロッド３２４には、進退ベース３２６が固着される。進退ベース３２６は、基台２５４上に設けられたガイドレール３２８に支持されて矢印Ｃ方向に進退可能であり、この進退ベース３２６上に側面ラッパ３０４が装着される。
【００３８】
側面ラッパ３０４は、巻芯２８側にこの巻芯２８の外径よりも若干大きな曲率半径を有するガイド面３３０を設けるとともに、このガイド面３３０側に対応して第３および第４フリーローラ３３２、３３４が回転自在に支持される。第３フリーローラ３３２は、巻芯２８の水平中心軸上に対応して配置される。第４フリーローラ３３４は、側面ラッパ３０４に対して揺動ブロック３３６を介し回動可能に支持されるとともに、この揺動ブロック３３６にはエアシリンダ３３８がエアばねとして当接する。巻芯２８の外径寸法が多少変動しても、対応可能にするためである。
【００３９】
図８に示すように、移動機構６２は、矢印Ｄ方向に所定の長さを有するフレーム３４０を備え、このフレーム３４０の一端部側にサーボモータ３４２が装着される。サーボモータ３４２にはボールねじ３４４が連結されており、このボールねじ３４４がフレーム３４０に沿って矢印Ｄ方向に延在し、前記フレーム３４０に対して回転自在に支持される。フレーム３４０には、ボールねじ３４４を挟んでガイドレール３４６ａ、３４６ｂが設けられ、前記ボールねじ３４４および前記ガイドレール３４６ａ、３４６ｂに移動ベース３４８が係合する。
【００４０】
移動ベース３４８には、ボールねじ３４４が螺合するナット部３５０が設けられるとともに、この移動ベース３４８上には、前記移動ベース３４８の長手方向（矢印Ｃ方向）に進退自在な可動台３５２が設けられる。この可動台３５２は、例えば、ロッドレスシリンダを構成しており、前記可動台３５２に取り付け板３５４が立設され、この取り付け板３５４にシリンダ３５６が鉛直上方向に向かって装着される。このシリンダ３５６から上方に突出するロッド（図示せず）にフレーム部材３５８が支持されるとともに、このフレーム部材３５８には、鉛直上方向に向かって駆動ロッド（駆動部材）３６０が固定される。
【００４１】
駆動ロッド３６０は、ユニット本体２００に設けられた溝部２６４に挿入されており、作動ピン２６２を押圧することによってロックピン２５６を第１孔部２５２ａまたは第２孔部２５２ｂから着脱可能にする機能を有するとともに、前記溝部２６４に沿って矢印Ｃ方向に進退可能である。なお、移動機構６２では、各ブロックラッパ６０毎に可動台３５２を配設し、任意の前記可動台３５２を矢印Ｃ方向に選択的に移動させることにより、所望の前記ブロックラッパ６０を進退移動させるように構成してもよい。
【００４２】
ユニット本体２００の上方には、各ブロックラッパ６０がそれぞれ巻き付け位置Ｐ１に配置されているか否かを検出するために、複数の位置確認センサ３６２が前記ブロックラッパ６０に対応して１４箇所に配置されている。
【００４３】
図２に示すように、複数のブロックラッパ６０に対向して巻き付け機構を構成する巻き付けニップローラユニット４００が組み込まれる。この巻き付けニップローラユニット４００は、図２および図９に示すように、巻芯２８の外周面に長尺フイルム２４ａを押圧支持する巻き付けニップローラ４０２と、切断された前記長尺フイルム２４ａの端部を前記巻芯２８の周面に倣わせる下部巻き付けローラ４０４とを備える。巻き付けニップローラ４０２および下部巻き付けローラ４０４は、ブロックラッパ６０に対応して矢印Ｄ方向に複数個、例えば、１４個配列されている。
【００４４】
巻き付けニップローラユニット４００を構成するユニット本体４０６には、上部プレート４０８が固定されており、この上部プレート４０８の先端側に巻き付けニップローラ４０２がそれぞれ個別に回転自在に装着される。上部プレート４０８の底面側には、下部プレート４１０がリニアガイド４１２を介して矢印Ｃ方向に進退自在に装着される。上部プレート４０８に一対のシリンダ４１４が固定されており、このシリンダ４１４から延在するロッド４１６が下部プレート４１０に固定されている。
【００４５】
下部プレート４１０の先端には、スプリング４１８を介して揺動アーム４２０が揺動自在に支持されるとともに、前記揺動アーム４２０の先端側に下部巻き付けローラ４０４が回転自在に装着される。下部プレート４１０には、一対のラック４２２が固定される一方、上部プレート４０８には、このラック４２２に対応して開口部４２４が形成され、前記開口部４２４を介して前記ラック４２２にピニオン４２６が噛合する。一対のピニオン４２６は、ロッド４２８を介して一体的に支持されており、前記ピニオン４２６および前記ラック４２２の作用下に、下部プレート４１０が平行姿勢を維持して進退可能となる。
【００４６】
ユニット本体４０６には、切断機構６６が組み込まれる。図２および図１０に示すように、ユニット本体４０６には、切断機構６６を構成するロッドレスシリンダ４３０が巻芯２８の軸方向（矢印Ｄ方向）に延在するロッド４３２を介して装着される。このロッドレスシリンダ４３０には、ベース部材４３４が固定されており、このベース部材４３４は、リニアガイド４３６を介して矢印Ｄ方向に案内される。リニアガイド４３６に平行してラック部材４３８が設けられており、このラック部材４３８に第１ピニオン４４０が噛合し、この第１ピニオン４４０に第２ピニオン４４２が噛合する。
【００４７】
第２ピニオン４４２には、円盤状クロスカッタ刃４４６が固着されるとともに、このクロスカッタ刃４４６の先端側には、長尺フイルム２４ａを案内するための振り分けガイド４４８が配設されている。長尺フイルム２４ａの切断は、クロスカッタ刃４４６単独で行ってもよく、またこのクロスカッタ刃４４６を上刃とし、この上刃に対向して下刃を配設することにより、該上刃と該下刃とで前記長尺フイルム２４ａを切断するようにしてもよい。
【００４８】
この切断機構６６の下方には、ユニット本体４０６に支持されてフリーローラ４５０が配設されている（図２参照）。
【００４９】
図２に示すように、製品受け取り機構６４は昇降フレーム５００を備え、この昇降フレーム５００は、サーボモータ５０２の作用下に上端位置、中間待機位置、フイルム切断位置および下端位置の４位置に停止可能である。サーボモータ５０２の駆動軸５０４には、鉛直方向に向かって配置されるボールねじ５０６が連結されるとともに、このボールねじ５０６には、昇降フレーム５００に設けられたナット部５０８が螺合する。
【００５０】
昇降フレーム５００には、シリンダ５１０が固定され、このシリンダ５１０から上方に延在するロッド５１２に本体部５１４が連結される。本体部５１４から上方に延在する第１アーム部５１６の先端に払い出しローラ５１８が設けられるとともに、この払い出しローラ５１８には、テンション付与用のサーボモータ５２０がベルト・プーリ手段５２２を介して連結される。本体部５１４を構成する第２アーム部５２４の先端には、フリーローラ５２６が回転自在に支持される。
【００５１】
第１および第２アーム部５１６、５２４の間には、製品３０ａを払い出すためのコンベア５２８が配設されている。昇降フレーム５００には、シリンダ５３０が固定され、このシリンダ５３０から上方に延在するロッド５３２には、揺動アーム５３６を介してライダローラ５３８が配設されている。
【００５２】
巻芯供給機構６８はプッシャ５５０を備え、このプッシャ５５０は、櫛歯状に構成されており、ブロックラッパ６０間の隙間に前記櫛歯の位相を合わせることによって、巻芯２８を巻芯受け渡し位置Ｐ３に円滑に供給可能に構成されている。
【００５３】
このように構成されるフイルム加工裁断機１２の動作について、本実施形態に係るフイルム巻き付け装置１０との関連で、以下に説明する。
【００５４】
図１に示すように、フイルム送出装置１８に装着されたフイルムロール１４は、図示しない繰り出しモータの回転作用下に巻き戻され、長尺フイルム原反１６が搬送装置２０を構成するサクションドラム３８に導かれる。このサクションドラム３８は、例えば、図示しないＡＣサーボモータの作用下に所定の速度パターンで速度制御されるとともに、エンコーダ（図示せず）を介して長尺フイルム原反１６の搬送長さが検出されている。
【００５５】
サクションドラム３８によって速度調整がなされた長尺フイルム原反１６は、裁断装置２６に送られて回転カッタ４８ａ、４８ｂの作用下に両方の耳部３２が裁断されるとともに、所定の幅寸法を有する２本ずつの長尺フイルム２４ａ、２４ｂとなってフイルム巻き付け装置１０に搬送される。一方、耳部３２は、耳部処理装置３４により所定のテンションパターンで巻き取られる。長尺フイルム２４ａ、２４ｂでは、同様の処理が施されるため、以下、長尺フイルム２４ａ側の処理についてのみ説明する。
【００５６】
フイルム巻き付け装置１０では、巻芯２８に長尺フイルム２４ａを巻き付ける際には、図１１に示すように、この巻芯２８がブロックラッパ６０に周面を把持されて巻き取り処理位置に配置されるとともに、前記巻芯２８の両端が巻芯チャック９０ａ、９０ｂに支持される。
【００５７】
一方、巻き付けニップローラユニット４００では、ユニット本体４０６の移動作用下に、巻き付けニップローラ４０２が巻芯２８側に移動し、この巻芯２８の外周面に長尺フイルム２４ａを支持する。さらに、図９に示すように、シリンダ４１４の作用下に、下部プレート４１０が上部プレート４０８に対して前方（矢印Ｃ１方向）に移動し、前記下部プレート４１０に装着されている下部巻き付けローラ４０４が前記長尺フイルム２４ａの先端部を前記巻芯２８の周面に約９０゜の範囲にわたって巻き付ける。
【００５８】
この状態で、サクションドラム３８が回転するとともに、図３および図４に示すように、サーボモータ９２の駆動トルクによりベルト・プーリ手段１０４を介して巻芯チャック９０ａが回転を開始する。このため、巻芯２８が回転し、この巻芯２８の外周面に長尺フイルム２４ａが下部巻き付けローラ４０４に保持された位置から１８０゜だけ（巻芯２８の外周面に、実際上、長尺フイルム２４ａが２７０゜だけ）巻き付けられた後、巻き付けニップローラユニット４００を構成する巻き付けニップローラ４０２および下部巻き付けローラ４０４が前記巻芯２８から離間する（図１２参照）。
【００５９】
サーボモータ９２の作用下に、巻芯２８の外周部に長尺フイルム２４ａがさらに９０゜（合計３６０゜）だけ巻き付けられた後、図１３に示すように、各ブロックラッパ６０を構成する側面ラッパ３０４が、シリンダ３２２の作用下に前記巻芯２８から離間する方向に移動する。その後、巻芯２８の外周部に長尺フイルム２４ａが１周以上巻き付けられると、図１４に示すように、各ブロックラッパ６０を構成する上部ラッパ３００が、シリンダ３１０を介して上方に退避するとともに、ニップローラ５６がバックアップローラ５４から離間する。
【００６０】
巻芯回転機構５８を介して巻芯２８に長尺フイルム２４ａを巻き付けている間、各ブロックラッパ６０が装着されたユニット本体２００は、サーボモータ２０６の作用下にベルト・プーリ手段２１０を介して回転駆動されるボールねじ２１２により巻芯２８から離間する方向（図５中、矢印Ｃ１方向）に一旦移動する。そこで、図１５に示すように、巻芯供給機構６８を構成するプッシャ５５０が新たな巻芯２８を保持して上方に移動して、この巻芯２８を巻芯受け渡し位置Ｐ３に配置する。
【００６１】
新たな巻芯２８が巻芯受け渡し位置Ｐ３に配置されると、この巻芯２８の軸長に対応して配置されている所定数のブロックラッパ６０は、ユニット本体２００を介してこの巻芯受け渡し位置Ｐ３に一体的に移動された後、まず、図６に示すように、昇降手段３０２を構成するシリンダ３１０の作用下に、上部ラッパ３００が下降して前記巻芯２８の上部側を支持する。次いで、巻芯供給機構６８による巻芯２８の把持が解除されるとともに、進退手段３０６を構成するシリンダ３２２が駆動され、側面ラッパ３０４が前進して前記巻芯２８の側部および下部側を支持する（図１６参照）。さらに、プッシャ５５０が下降することにより、新たな巻芯２８をブロックラッパ６０に受け渡す作業が終了する。
【００６２】
巻芯回転機構５８を介して巻芯２８に長尺フイルム２４ａが規定の長さまで巻き取られると、図１６に示すように、ニップローラ５６がバックアップローラ５４側に移動してフイルムパス上流側のテンション変動を抑える一方、製品受け取り機構６４が上昇する。この製品受け取り機構６４では、ライダローラ５３８、払い出しローラ５１８およびフリーローラ５２６により巻回体３０が保持される。製品受け取り機構６４では、サーボモータ５０２の駆動作用下に、ボールねじ５０６が回転され、本体部５１４が巻回体３０を切断高さ位置まで下降させる。その際、巻回体３０は、長尺フイルム２４ａを巻き解しながら下降することにより、前記長尺フイルム２４ａのテンションを維持している。
【００６３】
次に、駆動手段２０２の作用下にユニット本体２００が前進（矢印Ｃ２方向）し、新たな巻芯２８が巻芯回転機構５８に保持されるとともに、ユニット本体４０６が前進して巻き付けニップローラ４０２により長尺フイルム２４ａが前記巻芯２８の外周部に押し付けられる。
【００６４】
この状態で、図１０に示すように、切断機構６６を構成するロッドレスシリンダ４３０が駆動され、このロッドレスシリンダ４３０と一体的にベース部材４３４がフイルム幅方向（矢印Ｄ方向）に移動する。このため、矢印Ｄ方向に延在するラック部材４３８に噛合する第１ピニオン４４０およびこの第１ピニオン４４０に噛合する第２ピニオン４４２を介し、クロスカッタ刃４４６が回転しながら矢印Ｄ方向に移動し、振り分けガイド４４８の案内作用下に長尺フイルム２４ａを幅方向に切断（クロスカット）する。
【００６５】
長尺フイルム２４ａが切断された後、図９に示すように、シリンダ４１４が駆動されて下部プレート４１０と一体的に下部巻き付けローラ４０４が前進（矢印Ｃ１方向）する。このため、図１７に示すように、長尺フイルム２４ａの切断された先端部は、巻芯２８の周面に約９０゜の範囲にわたって巻き付けられる。
【００６６】
次いで、図１８に示すように、巻芯２８の外周部に長尺フイルム２４ａの巻き取り作業が遂行されるとともに、製品受け取り機構６４側では、サーボモータ５２０が駆動されることにより、製品３０ａが巻き取り方向に回転し、切断された長尺フイルム２４ａの後端が適当な長さまで巻き取られる。この製品３０ａは、製品受け取り機構６４からコンベア５２８に受け渡され、このコンベア５２８を介して次段の工程に供給される。
【００６７】
ところで、本実施形態では、巻芯２８の軸長（フイルム原反幅）に応じて複数のブロックラッパ６０の中、任意のブロックラッパ６０が巻き付け位置Ｐ１に対応して配置される。すなわち、図８に示すように、サーボモータ３４２の作用下に、ボールねじ３４４が回転されると、このボールねじ３４４が螺合するナット部３５０を備えた移動ベース３４８が矢印Ｄ方向に移動し、巻き付け位置Ｐ１に配置されるブロックラッパ６０の１つに対応して位置決めされる。
【００６８】
そこで、シリンダ３５６が駆動され、駆動ロッド３６０が上方に突出されると、この駆動ロッド３６０が所定のブロックラッパ６０が装着された基台２５４に設けられている作動ピン２６２を上方に押し上げる。この作動ピン２６２には、ロックピン２５６が一体的に連結されており、図１９に示すように、前記ロックピン２５６が上方に移動してユニット本体２００に設けられている第１孔部２５２ａから離脱する。この状態で、図８に示すように、可動台３５２が移動ベース３４８上を巻芯２８側（矢印Ｃ２方向）に移動し、駆動ロッド３６０を介してブロックラッパ６０が退避位置Ｐ２から巻き付け位置Ｐ１側に移動する。
【００６９】
可動台３５２が所定の位置に配置されると、シリンダ３５６を介して駆動ロッド３６０が下方向に移動する。このため、作動ピン２６２への押圧力が解除され、ロックピン２５６がスプリング２６０の付勢作用下に下方向に移動して、ユニット本体２００に設けられている第２孔部２５２ｂに嵌合する。これにより、ブロックラッパ６０は、巻き付け位置Ｐ１に位置決め固定されることになる。
【００７０】
同様にして、所定のブロックラッパ６０が退避位置Ｐ２から巻き付け位置Ｐ１に移動され、巻芯２８の軸長に対応した所定数のブロックラッパ６０の交換作業が自動的に行われる。なお、各ブロックラッパ６０の位置は、位置確認センサ３６２を介して検出されている。
【００７１】
このように、本実施形態では、巻芯２８の軸方向（矢印Ｄ方向）に所定数、例えば、１４台のブロックラッパ６０が配置されるとともに、各ブロックラッパ６０は、移動機構６２を介して前記矢印Ｄ方向に交差する矢印Ｃ方向に進退可能に構成されている。そして、種々の軸長の異なる巻芯２８に対応して、所定数のブロックラッパ６０が前方、すなわち、巻き付け位置Ｐ１に対応して配置されている。従って、ブロックラッパ６０は、フイルム原反幅より外方に延在することがなく、フイルム巻き付け装置１０全体の小型化が容易に図られるという効果が得られる。
【００７２】
しかも、各ブロックラッパ６０は、退避位置Ｐ２と巻き付け位置Ｐ１とに進退するだけでよく、前記ブロックラッパ６０を進退移動させるための移動機構６２では、可動台３５２としてロッドレスシリンダが使用可能である。これにより、例えば、各ブロックラッパ６０を矢印Ｄ方向に個別に移動制御するために、それぞれのブロックラッパ６０にサーボモータ等を組み込む構成に比べ、配線および制御が有効に簡素化される。
【００７３】
さらに、各ブロックラッパ６０を退避位置Ｐ２と巻き付け位置Ｐ１とに位置決め固定するために、ロック機構２５０が設けられるとともに、このロック機構２５０は、ユニット本体２００に設けられている第１および第２孔部２５２ａ、２５２ｂと、基台２５４に進退可能に設けられているロックピン２５６とを備えている。このため、ロック機構２５０の構成が簡素化され、経済的なものとなる。
【００７４】
その際、ロック機構２５０を構成するロックピン２５６に作動ピン２６２が一体的に進退可能に設けられており、移動機構６２を構成する駆動ロッド３６０を介して前記作動ピン２６２が昇降可能である。従って、作動ピン２６２を駆動ロッド３６０を介して上方に移動させると、ロックピン２５６が第１孔部２５２ａまたは第２孔部２５２ｂから離脱し、前記駆動ロッド３６０をユニット本体２００に設けられている溝部２６４に沿って進退させるだけで、各ブロックラッパ６０を退避位置Ｐ２と巻き付け位置Ｐ１とに円滑かつ効率的に配置することができる。
【００７５】
これにより、簡単な構成および制御で、巻芯２８の軸長に対応した所定数のブロックラッパ６０を巻き付け位置Ｐ１に配置することが可能になり、特に、軸長の異なる種々の巻芯２８への長尺フイルム２４ａの巻き付け作業が高精度かつ効率的に遂行されるという利点が得られる。
【００７６】
なお、本実施形態では、巻き付け機構としてブロックラッパ６０を用いて説明したが、これに限定されるものではなく、前記ブロックラッパ６０に代替して、例えば、図２２に示すベルトラッパ４ａを互いに近接して複数配列し、前記ベルトラッパ４ａを移動機構６２を介して、図８中、矢印Ｃ方向に個別に進退可能に構成してもよい。
【００７７】
また、図１０に示す切断機構６６に代替して、例えば、図２０に示す切断機構６６ａを用いてもよい。この切断機構６６ａは、サーボモータ５６０を備え、このサーボモータ５６０の駆動軸５６２に軸着されたプーリ５６４にタイミングベルト５６６が係合するとともに、このタイミングベルト５６６にベース部材４３４が固着される。タイミングベルト５６６は、プーリ５６４と図示しないプーリとに架け渡されている。
【００７８】
このように構成される切断機構６６ａでは、サーボモータ５６０の作用下にタイミングベルト５６６が周回走行し、クロスカッタ刃４４６を介して長尺フイルム２４ａが切断される。
【００７９】
さらにまた、巻き付けニップローラユニット４００に代替して、例えば、図２１に示す巻き付けニップローラユニット４００ａを採用してもよい。この巻き付けニップローラユニット４００ａでは、巻き付けニップローラ４０２を矢印Ｃ方向に進退させるために、シリンダ５７０を備えている。このシリンダ５７０から延在するロッド５７２に可動型上部プレート４０８ａが連結されており、前記シリンダ５７０の作用下に前記上部プレート４０８ａと一体的に巻き付けニップローラ４０２が進退可能である。
【００８０】
また、長尺ウエブとして長尺フイルム２４ａ、２４ｂを用いて説明したが、これに限定されるものではなく、樹脂シートや紙類等、種々の長尺ウエブを使用することができる。
【００８１】
【発明の効果】
本発明に係るウエブ巻き付け装置では、巻芯の軸方向に配列される複数の巻き付け機構が、前記巻芯の軸方向に交差する方向に移動可能であり、前記巻芯に対応した所定数の前記巻き付け機構のみが巻き付け位置に配置される。このため、巻芯の軸方向に巻き付け機構を移動可能に構成するものに比べ、前記軸方向の寸法を可及的に短尺化することが可能になり、ウエブ巻き付け装置全体の小型化が容易に図られる。
【００８２】
しかも、各巻き付け機構は、巻き付け位置と退避位置とに進退するだけでよく、シリンダ等のアクチュエータが使用可能であって、配線および制御が有効に簡素化される。これにより、簡単かつコンパクトな構成で、種々の軸長の異なる巻芯に対し、長尺ウエブを高精度かつ効率的に巻き付けることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るフイルム巻き付け装置が組み込まれるフイルム加工裁断機の概略構成説明図である。
【図２】前記フイルム巻き付け装置の構成説明図である。
【図３】前記フイルム巻き付け装置を構成する巻芯回転機構の斜視図である。
【図４】前記巻芯回転機構の平面図である。
【図５】フイルム巻き取り機構を構成するブロックラッパおよびユニット本体の斜視図である。
【図６】前記ブロックラッパの構成を示す側面図である。
【図７】前記ブロックラッパを固定するためのロック機構の説明図である。
【図８】前記ブロックラッパを移動させるための移動機構および該ブロックラッパの斜視図である。
【図９】前記フイルム巻き付け装置を構成する巻き付けニップローラユニットの一部省略斜視図である。
【図１０】前記フイルム巻き付け装置を構成する切断機構の斜視図である。
【図１１】前記巻芯に長尺フイルムを巻き付け開始する際の動作説明図である。
【図１２】前記巻芯から巻き付けニップローラユニットを離脱する際の動作説明図である。
【図１３】前記巻芯から側面ラッパを離脱する際の動作説明図である。
【図１４】前記巻芯から上部ラッパを離脱する際の動作説明図である。
【図１５】前記巻芯に前記長尺フイルムを巻き付ける際の動作説明図である。
【図１６】巻き付け後の巻回体を払い出す際の動作説明図である。
【図１７】前記巻回体から前記長尺フイルムを切断する際の動作説明図である。
【図１８】切断された前記長尺フイルムの端部を巻き取って製品を得る際の動作説明図である。
【図１９】前記移動機構を構成する駆動ロッドにより作動ピンを押圧する際の斜視図である。
【図２０】別の切断機構の斜視図である。
【図２１】別の巻き付けニップローラユニットの説明図である。
【図２２】従来のベルトラッパの移動機構を説明する斜視図である。
【図２３】従来のブロックラッパの移動機構を説明する斜視図である。
【符号の説明】
１０…フイルム巻き付け装置      １２…フイルム加工裁断機
１４…フイルムロール            １８…フイルム送出装置
２０…搬送装置                  ２４ａ、２４ｂ…長尺フイルム
２６…裁断装置                  ２８…巻芯
３０ａ、３０ｂ…製品            ３４…耳部処理装置
３８…サクションドラム          ４８ａ、４８ｂ…回転カッタ
５２ａ、５２ｂ…ニップローラ対  ５４…バックアップローラ
５６…ニップローラ              ５８…巻芯回転機構
６０…ブロックラッパ            ６２…移動機構
６４…製品受け取り機構          ６６、６６ａ…切断機構
６８…巻芯供給機構
８２ａ、８２ｂ、２０６、３４２、５２０、５６０…サーボモータ
９０ａ、９０ｂ…巻芯チャック    ２００…ユニット本体
２０２…駆動手段                ２５０…ロック機構
２５２ａ、２５２ｂ…孔部        ２５６…ロックピン
２６０…スプリング              ２６２…作動ピン
２６４…溝部                    ３００…上部ラッパ
３０４…側面ラッパ
３２０ａ、３２０ｂ、３３２、３３４、４５０、５２６…フリーローラ
３４８…移動ベース              ３５２…可動台
３６０…駆動ロッド              ３６２…位置確認センサ
４００、４００ａ…巻き付けニップローラユニット
４０２…巻き付けニップローラ    ４０６…ユニット本体
４４６…クロスカッタ刃          ５７０…シリンダ
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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