(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リニアモータにより駆動されて循環軌道を移動するキャリッジ又はクリップキャリッジと、流出ゾーン（９）と流入ゾーン（３）との間の戻り行程区間（１０）に制動のために設けられたキャリッジ又はクリップキャリッジの駆動装置とを備える搬送装置において、
戻り行程区間（１０）は、走行方向に見て、速度変更ゾーン（１７）、次の搬送ゾーン（１９）及びそれに続く制動ゾーン（２１）の少なくとも三つのゾーンを有し、
速度変更ゾーン（１７）及び制動ゾーン（２１）の長さの合計は、戻り行程区間（１０）の全長の４０％の長さより小さく、
戻り行程区間（１０）の速度変更ゾーン（１７）及び制動ゾーン（２１）以外の部分に設けた駆動装置より強力な駆動装置を速度変更ゾーン（１７）及び制動ゾーン（２１）に設けて、キャリッジ又はクリップキャリッジに急激な速度変更を与え、
戻り行程区間（１０）では、速度変更ゾーン（１７）及び制動ゾーン（２１）でのみキャリッジ又はクリップキャリッジを、速度変更ゾーン（１７）及び制動ゾーン（２１）以外の部分よりも急激に減速させることを特徴とするリニアモータにより駆動される搬送装置。
【請求項２】
速度変更ゾーン（１７）及び制動ゾーン（２１）の長さの合計は、戻り行程区間（１０）の全長の２０％より小さい請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
速度変更ゾーン（１７）及び制動ゾーン（２１）に設けられる駆動装置は同期リニアモータを備える請求項１又は２に記載の搬送装置。
【請求項４】
リニアモータの代わりに又はリニアモータの追加として、速度変更ゾーン（１７）及び制動ゾーン（２１）に機械的又は非接触式の渦電流ブレーキを設けた請求項１〜３のいずれか１項に記載の搬送装置。
【請求項５】
渦電流ブレーキは、キャリッジ又はクリップキャリッジに固定された導電材料及び／又は強磁性材料から成る制動要素と協働する固定された永久磁石又は電磁石を備える請求項４に記載の搬送装置。
【請求項６】
キャリッジ又はクリップキャリッジは、速度変更ゾーン（１７）に設けた駆動装置により加速されかつ制動される請求項１〜５のいずれか１項に記載の搬送装置。
【請求項７】
搬送ゾーン（１９）に設けられる駆動装置は、キャリッジ又はクリップキャリッジをこの領域にて実質的に一定の速度で制動ゾーン（２１）まで移動できる請求項１〜６のいずれか１項に記載の搬送装置。
【請求項８】
速度変更ゾーン（１７）及び制動ゾーン（２１）に設けられる駆動装置の能力は、速度変更ゾーン（１７）及び制動ゾーン（２１）の各両側に駆動装置を配置することによって、速度変更ゾーン（１７）と制動ゾーン（２１）との間の搬送ゾーン（１９）に設けられる駆動装置の能力よりも１００％大きい請求項１〜７のいずれか１項に記載の搬送装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は、リニアモータにより駆動される搬送装置、特に請求項１の前文による同時伸張装置に関する。
リニアモータにより駆動される搬送装置、特に伸張装置は、例えば米国特許第５０７２４９３号、ドイツ特許第２９３０５３４ Ａ１号、ドイツ特許第１９５１０２８１ Ｃ１号及び米国特許第５０３６２６２号又は米国特許第４８５３６０２号明細書より公知である。
この場合、同期モータ、非同期モータ又はヒステリシスモータにより動作するリニア駆動装置が問題となる。
その際、周知のように、循環するクリップキャリッジは、入口ゾーンでの初速から連続して伸張ゾーンにて徐々に強力に加速され、クリップキャリッジ相互間のピッチが大きくなる。通常、伸張ゾーンの終端での速度に対し、それに続く弛緩ゾーン又は定着ゾーンにおいてクリップ速度は僅かに減少する。
続く転回ゾーンでは、特に戻り側でクリップキャリッジは再び入口ゾーンにおける速度まで徐々に強力に制動される。
適切なフィルム特性を得るため、搬送装置の動作の際に、フィルム側、即ちクリップキャリッジがフィルムの縁部を把持、保持及び伸張する側に対し、所定の速度パターンが与えられる。走行する製品に対して搬送装置の速度を変化させる必要があり、搬送装置の動作中はクリップキャリッジの数が一定であるから、速度パターンの変化に対し次の関係式が成り立つ必要がある。
0004276297.tif 000002
ここで、ｘは走行キャリッジの位置、Ｌは周回長さ、ｖは位置ｘでのクリップ速度である。
工程管理システムでは、各動作状態に対する制動ゾーンでの必要な減速及び搬送ゾーンでの必要なクリップ速度を前記関係式から求めることができる。
前記搬送装置でも、クリップの全数を予め決定し、静止状態でのみ搬送装置を変更でき、更に工程側及びフィルム側で予め決定された工程条件（即ち縦方向伸張比）によってクリップの数を既に決定するので、戻り側でのクリップの全数に対する差に従って、（クリップがフィルム縁部を解放する）装置条件に対して搬送装置を調整しかつ変更する必要がある。この場合、任意の数のクリップを取り付けるため、戻り側にてクリップ間の平均ピッチを変更する必要があるが、特に米国特許第４８２５１１１号明細書に記載のように、平均ピッチは速度パターンにより決まる。
米国特許第４８２５１１１号明細書に開示の装置では、各クリップは戻り側において三つの領域を通過する。第一の領域では、クリップはフィルム終端速度と等しい一定速度で走行する。その後、クリップキャリッジは一段階又は多段階で減速される。第三の領域では、クリップキャリッジは再び入口速度と等しい一定速度で走行する。戻り側にてクリップキャリッジの平均ピッチを適宜調整するため、領域間の境界が移動する。このため、戻りの全長において、クリップを制動しかつ／又はクリップの搬送を更に真直に保持するモータが適宜設けられる。
これに対して、本発明の課題は、前記の従来技術に開示されたリニアモータにより駆動される搬送装置の戻り行程区間においてリニアモータにより駆動される搬送装置に沿って移動されるキャリッジの制動を最適化することにある。
この課題は、本発明によれば、請求項１に記載の特徴部分により解決される。本発明の有利な実施の形態を他の請求項に示す。
本発明では、戻り行程区間にて最適化されたゾーン分割によってモータの駆動力を低減できる。これにより、従来技術に対し、搬送装置の構成及び特に伸張装置でのコスト、更に伸張装置の動作の際に必要なエネルギ消費を節減できる。
本発明によれば、全ての戻り行程区間の比較的短い部分のみに強力モータを設けて、比較的短い部分での重要な減速を可能にすることにより、前記効果が得られる。従って、戻り行程区間の全体又はほぼ全体に対して強力モータを適宜装備する必要はない。
このため、本発明では、戻り行程区間は、第一の速度変更ゾーン、搬送ゾーン及び制動ゾーンの少なくとも三つの固定したゾーンに区分される。その際、第一の速度変更ゾーンは、一般に制動ゾーンとしても作動される。第一の速度変更ゾーン（加速又は制動ゾーン）及び第三のゾーンとしての制動ゾーンに対してのみ、リニアモータ駆動式キャリッジの制動及び減速（又は加速）のために、そして適宜の力を受容する前記のモータが必要であり、そのためにモータを設ける必要がある。これに対して、搬送ゾーンは摩擦力の制圧にのみ設けることができ、この場合、搬送ゾーンは入口ゾーンの方向に向かうリニアモータ駆動式キャリッジ又はクリップの戻りの大部分を引き受ける。
本発明の好適な実施の形態では、異なる装置速度及び／又は装置伸張比に適合して、リニアモータ駆動式キャリッジ又はクリップキャリッジのそれに依存した強力な制動が特に第一の速度変更ゾーンで行われる。しかしながら、続く搬送ゾーンでも、縦方向伸張比及び装置速度に従って全システムの搬送速度を種々調整できる。第二の制動ゾーンでは、装置速度及び特に伸張装置の場合は縦方向伸張比に依存せずに、リニアモータ駆動式キャリッジ又はクリップを常に同一の送り速度パターンで制動しかつ搬送するとよい。
最後に、前記の制動ゾーンにおいて入口速度まで減速させるため、リニアモータ駆動式キャリッジ又はクリップキャリッジが第一の速度変更ゾーンにて再度高い速度に加速できる。これにより、循環中のクリップの高い平均速度によって、システム内において必要なクリップ数を減少できる利点が生じる。しかしながら、この場合、特にリニアモータ駆動式キャリッジ又はクリップの制動ゾーンでのオーバーラン又は衝突により最終的な制動が行われる場合、単独の制動ゾーンでの強力な減速はリニアモータ駆動式キャリッジ又はクリップキャリッジの大きな機械的負荷となり得る。
好ましくは、速度変更ゾーン及び／又は制動ゾーンでの駆動装置は強力なリニアモータ、特に同期リニアモータを備える。同期リニア駆動装置は戻りゾーンにて著しい減速を発生し、これは特に経済的な理由から一般的な駆動原理を装置全体に亘って備える利点を有するので、戻り行程区間にも同期駆動装置を設けることが好ましい。しかしながら、本発明による他の実施の形態によれば、同期駆動装置を追加せずに、非同期モータ又はヒステリシスモータ原理により動作するリニア駆動装置を使用できる。
以下、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明する。本実施の形態では、
図１は、戻り行程区間の速度グラフを含む搬送装置を略示する平面図である。
図２は、全循環区間に亘るクリップ速度を示すグラフである。
図１は、搬送装置の中心縦軸に対して対称に配設された二つの閉じたクリップ循環軌道２を有する搬送装置を略示する平面図である。クリップ循環軌道２は、矢印１１方向に循環しかつ樹脂フィルム１の把持及び搬送に使用するクリップを支持するクリップキャリッジ（図示せず）の案内に使用される。一般に幅スリットノズルにより冷却ローラを介して供給される樹脂フィルム１は、搬送装置の入口側で流入ゾーン３に供給され、ここで樹脂フィルム１はクリップにより把持されかつ予熱される。樹脂フィルム１は、流入ゾーン３の後方の伸張ゾーン４にて縦方向（搬送方向）及び横方向に同時に伸張される。その後、樹脂フィルム１は所謂緩衝ゾーン５において一定時間温度が保持され、その後より高い温度で熱定着ゾーン６にて短時間熱定着される。樹脂フィルム１は、続く弛緩ゾーン７において二軸方向に僅かに弛緩される。これは、クリップ循環軌道２の僅かに縮む軌道調整により達成され、同時にクリップピッチが低減される。その後、樹脂フィルム１は、冷却ゾーン８にて冷気流内で冷却される。そして、伸張された樹脂フィルム１は、流出端９においてクリップから解放され、ローラ（図示せず）により次の工程に引き継がれる。
特に循環に関する前記説明のように、流入ゾーン３から伸張ゾーン４〜冷却ゾーン８までクリップキャリッジの移動及び加速をリニアモータにより行う。
次に説明する行程区間１０は、広義には、リニアモータ駆動式キャリッジ又はクリップキャリッジ間に張架された樹脂フィルム縁部を解放する流出端９から流入ゾーン３まで戻す行程区間を意味する。
戻り行程区間１０は、狭義には、流出端９の転回領域９’と流入ゾーン３の転回領域３’との間の実質的に真直に延びる行程区間を意味する。
戻り行程区間１０は、更に少なくとも三つのゾーン、即ち第一の実施の形態で第一の制動ゾーンとしての第一の速度変更ゾーン１７、続く搬送ゾーン１８及びそれに続く第二の制動ゾーン２１に区分される。
全ての戻り行程区間１０に対し比較的短い行程区間に、より高い速度で走行するクリップの対応する必要な減速及び制動を実現するため、第一の制動ゾーン１７及び第二の制動ゾーン２１にのみ強力制動モータが適宜設けられる。
制動モータとして特にリニアモータを使用できる。しかしながら、リニアモータの代わりに又はリニアモータに追加して、機械的又は非接触式渦電流ブレーキが減速のために設けられる。
例えば、電気伝導材料及び磁気伝導材料から成る反作用面、例えば銅及び鉄の板から成る複合部材を移動するクリップキャリッジに取り付けて、渦電流ブレーキを行う。この場合、搬送システムの固定部分に永久磁石又は電磁石を取り付ける。例えば磁石と移動する反作用部分との間の距離を変更することによって制動力を調整できる。電磁石の場合、制動力をコイル電流の制御により調整できる。
また、個々のクリップキャリッジが適当な作用面を把持する一次部分の追加により、第一の制動ゾーン１７及び第二の制動ゾーン２１でのクリップキャリッジの減速の際に（又は変形例では第一の速度変更ゾーン１７における加速の際に）リニアモータの力を増強できる。例えば双方の制動ゾーン１７、２１では、制動モータの一次部分を制動ゾーン１７、２１の両側へ配置すると共に、搬送ゾーン１９では一側にのみ、例えば下側にのみ制動モータの一次部分を設けることができる。リニア駆動装置を制動ゾーン１７、２１の各両側に配置することによって、制動ゾーン１７、２１での制動能力は、搬送ゾーン１９に対して１００％増大する。
速度グラフを略示する図２では、横座標に循環するクリップ軌道の全行程区間を示し、縦座標にクリップ入口速度ｖ0に対する実際のクリップ速度ｖの比をＭＤＸとして示す。図２では二つの異なるパターンを示し、一つは特に伸張ゾーン４の終端にて高い伸張比及び高いクリップキャリッジ速度を備えた速度パターンＭＤＸ５を示す。図２にて点線で示す第二の速度パターンＭＤＸ３は、より小さい伸張値及びより小さい最大クリップ速度を有する搬送装置の他の調整法を示す。
更に、図２のグラフでは、所謂フィルム側、即ちクリップキャリッジが樹脂フィルム１の縁部を把持、固定及び移動する流入ゾーン３から流出ゾーン９までの行程区間を符号２３で示す。個々のゾーンに対する配置を明らかにして理解を容易にするため、続く戻りゾーン１０の速度パターンを図１の下側にも示す。図２の横座標の長さの値は大幅に短縮した図である。実際に一般に使用される搬送装置は、基本的に更に長い循環行程を有するのが普通である。
図２より、速度が流入ゾーン３から始まって伸張ゾーン４にて最大速度まで増大し、弛緩ゾーン７にて再び僅かに低減され、ある一定の行程区間に亘って一定に保持されることが明らかである。
速度パターンＭＤＸ５によれば、戻り行程区間１０において、クリップは第一の制動ゾーン１７に予め設けられたモータにより、速度ｖT即ち搬送ゾーン１９の速度まで強力に制動される。
そうでなければ、搬送ゾーン１９に小さな駆動力のリニアモータ駆動装置のみを設けて、移動するクリップキャリッジの摩擦力を制圧し、図示の実施の形態では、リニアモータ駆動装置に大きなエネルギを供給してクリップキャリッジを実質的に一定速度で整列して次の制動ゾーン２１まで移動する必要がある。
第二の制動ゾーン２１においても、全戻り行程区間１０に対し比較的短い行程区間にて、同様に更に流入速度ｖ0又はそれを僅かに越えた速度への比較的急激な制動を行う更に強力モータが設けられる。
戻り行程区間１０の全長に関する第一の制動ゾーン１７及び第二の制動ゾーン２１の長さの合計は、戻り行程区間１０の全長の２０％より小さく、好ましくは１０％より小さい。図示の実施の形態では、第一の制動ゾーン１７及び第二の制動ゾーン２１の長さの合計は、戻り行程区間１０の全長に対し５％より小さい。絶対値では、第一の制動ゾーン１７及び第二の制動ゾーン２１の長さの合計がそれぞれ例えば僅か２ｍであることを意味し、その場合のこの長さは明らかに２ｍより小さく、例えば１ｍ又は０．５ｍで設計できる。強力モータは、戻り行程区間に関する有効長が、５０ｃｍ、４０ｃｍ又は３０ｃｍより小さくなる。
特に点線で示す第二のグラフでは、クリップキャリッジを弛緩ゾーン７から多少同じ一定速度で搬送ゾーン１９を介して第二の制動ゾーン２１に供給するために、伸張ゾーン４の終端、そして特に弛緩ゾーン７の領域での低いクリップ速度に基づき、場合によっては第一の制動ゾーン１７におけるクリップキャリッジの制動を完全に回避できることが明らかである。本実施の形態でも、第二の制動ゾーン２１の領域でクリップキャリッジは前記の流入速度ｖ0まで制動される。
動作中の装置でも、装置速度及び伸張比即ち特に縦方向伸張比の変更によって、システム制御により第一及び第二の制動ゾーンにおけるクリップキャリッジの適宜の制動と、搬送ゾーンでの所定の速度パターンの調整とを自動的に行い適合できる。
図２及び図１のグラフに示す速度パターンと異なり、原則として、クリップキャリッジは、例えば（そのために一般的に制動ゾーンとしてではなく速度変更ゾーンとして示す）第一のゾーン１７にて、また第二の制動ゾーン２１にて、搬送ゾーン１９での速度から流入速度まで減速されるように、再度高い速度に加速することも考えられる。これは、循環中のクリップキャリッジのより高い平均速度によって、全システム中で必要なクリップ数を減少できる利点を有する。勿論、クリップによる循環軌道の与えられた全長において、第二の制動ゾーン２１における減速が大き過ぎる値を持たないように、比較的多数のクリップキャリッジを選択することも可能である。これは、流入速度への制動がオーバーランするクリップキャリッジの前に制動されたクリップキャリッジへの機械的衝突により生じ、特に第二の制動ゾーン２１が激しい衝突により当然に相当大きな機械的負荷が生じると考えられるからである。
【図１】
0004276297.tif 000003
【図２】
0004276297.tif 000004