(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
長尺状の紙やフィルム、テープ、ラベル連続体など、巻回物として供給される商品が多くある。このような商品であって、末端消費者に供給される巻回物は、原反に比べて小幅のものが多い。そこで、原反から最終商品を巻回するためには、例えばスリッターと呼ばれる切断機によって原反を長手方向に切断し、複数の長尺状のシートを形成した上で、個別に巻回することが必要となる。複数の長尺状のシートを同時に巻き取るシート巻き取り装置としては、巻取軸が1軸のもの、2軸のもの、多軸のものが存在する。それぞれの巻取軸に切断後の各長尺シートの幅に合わせた単数あるいは複数の巻芯をそれぞれ取り付け、複数の長尺シートを同時に巻き取ることができる。例えば、特許文献1には2軸のスリッター付巻取装置が記載されている。
【0003】
ところで、2軸または多軸の巻取り装置を用いる場合、上記の複数の巻芯を、巻取軸において長尺シートが巻き取られる位置に、個別に位置合わせする必要がある。例えば、原反から8枚の長尺シートを形成し、2つの巻取り軸に振り分けて巻き取る場合、各巻取軸に巻芯をそれぞれ4巻ずつ位置合わせをしたのち、巻取軸に固定する必要がある。かかる作業は煩雑なものであり、手動で行うとすれば時間と手間が掛かる。一方、自動で位置合わせを行うとすれば、巻取軸上の巻芯の位置を検出する位置センサーを用いて制御する必要が生じ、装置が大型化したり、高額化する可能性がある。
【0004】
一方で、1軸の巻取り装置を用いる場合であって、複数の巻芯の幅の合計が、原反の幅と同じであれば、1つの巻芯の位置合わせをすれば、他の巻芯は、互いに接触するように配置するだけで位置合わせは完了する。
【0005】
しかしかかる場合であっても、位置合わせする上記1つの巻芯の位置がわずかでもずれていると、全ての巻芯の位置ずれが生じ、巻回した製品が全て不良品となる可能性がある。これを防止するためには、例えば、巻芯を長尺シートの幅よりもわずかに短くすることが考えられるが、かかる巻芯を用いた場合は、1軸の巻取装置を用いた場合であっても、各巻芯を個別に位置合わせする必要が生ずる。
【発明を実施するための形態】
【0017】
[第1の実施形態]
以下に、
図1〜
図7を参照し、本発明のシート巻取装置を1軸のスリッター付巻取装置に適用した第1の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、方向は図中に記載した矢印に従う。
【0018】
図1は、それぞれ本実施形態に係るシート巻取装置の巻取り開始時における正面図である。
図1に示すように、このシート巻取装置によって、原反支持軸A0に支持された原反はローラーR1〜R6を介して、巻芯支持軸A1〜A5にそれぞれ支持された巻芯C1〜C5に巻き取られる。巻芯支持軸A1〜A5は、装置本体10に回転可能に支持された円盤20の円周付近に等間隔に5本備えられており、それぞれ円盤20表面から原反の幅方向に突出するように配置されている。本図においては、巻芯支持軸A1が巻取り位置に配置されている。以下、シート巻取装置について詳説する。
【0019】
装置本体10から後方に延設されたアーム11に固定されている原反支持軸A0に、原反は支持される。この原反から巻出された幅広の長尺シートS0はローラーR1およびローラーR2に挟まれることにより前方に巻出される。巻出された長尺シートS0は、テンションローラーR3を介して、アンビルロールR4に摺接する。このアンビルロールR4に対向する位置に備えられたスリッターR5により、幅広の長尺シートが長手方向に連続的に切断され、小幅長尺シートS1が形成される。
【0020】
この小幅長尺シートS1は押さえローラーR6により巻芯支持軸A1に支持された巻芯C1に押さえつけられた状態で巻芯支持軸A1が回転することにより、巻芯支持軸A1に固定された巻芯C1が回転し、巻回が開始される。その後、
図2に示すように、押さえローラーR6は、小幅長尺シートS1の巻回物の形成の邪魔にならない位置、本図においては、下方に移動される。
【0021】
図3に示すように、巻芯C1に規定量の小幅長尺シートS1が巻回されたとき、円盤20が1/5回転することにより、巻芯支持軸A1は上方かつ前方の巻き終わり位置に移動するとともに、巻芯支持軸A2が下方の待機位置から、巻取り位置に移動する。同時に、押さえローラーR6が巻芯支持軸A2に近接し、小幅長尺シートS1を巻芯C2に接触させる。
【0022】
次に、第1の押さえ部材31が巻取り位置の上方から巻芯C2に近接することにより、巻芯支持軸A1と巻芯支持軸A2との間の小幅長尺シートS1を、巻芯C2に前方から押しつける。直後にカッター30が前方から後方の巻芯C近傍に移動することにより、小幅長尺シートS1を幅方向に切断する。切断された小幅長尺シートS1の端部は、第2の押さえ部材32により巻芯C2に押しつけられる。かかる状態で巻芯支持軸A2が回転することにより、巻芯C2が回転し、小幅長尺シートS1の巻芯C2への巻回が開始される。以下同様にして、巻芯C2〜C5への小幅長尺シートS1の巻回が繰り返される。
【0023】
巻芯C2への巻回が終了し、円盤20の回転することにより巻芯支持軸A2が巻き終わり位置に移動するのに連動して、巻芯支持軸A1は巻き終わり位置より前方の脱離位置に移動する。この脱離位置において、巻芯支持軸A1による巻芯C1の固定が解除され、巻芯C1が脱離される。
【0024】
巻芯C1が脱離された巻芯支持軸A1は、円盤20の回転により、脱離位置の下方かつやや後方の待機位置に移動した後、続く円盤20の回転によって、巻芯装着位置に移動される。この巻芯装着位置おいて、新規の巻芯C1が再度装着される。
【0025】
図4は、巻芯支持軸A1周辺の図面であって、
図4(a)は前方から見た図面である。
図4(a)に示すように、巻芯C1はまずスライド台40上に配置される。
図4(b)に示すように、スライド台40は、V字状に折り曲げられた板状部材で、V字状に形成された谷部に、巻芯C1を積載することができる。このスライド台40には、スライド台40を幅方向に移動されるための移動機構41が備えられているため、巻芯C1を保持したまま、図中に矢印で示す向きにスライド台40を移動させることにより、巻芯C1が巻芯支持軸A1に挿入される。その後スライド台40は下方に移動し、続いて反矢印向きに移動して元の位置に戻る。
【0026】
また、このシート巻取装置は、巻芯支持軸A1に支持された複数の巻芯C1を、複数の小幅長尺シートS1を巻き取る各々の位置に、各々位置合わせをする位置合わせ機構を備えている。具体的には、この位置合わせは巻芯支持軸A1の一方の端部を始点とし、始点から近い巻芯から順に複数の前記巻芯の各々の位置を合わせることにより行われる。この方法を、巻芯支持軸A1に巻芯C1を挿入する場合を例に挙げて、以下に詳説する。
【0027】
巻芯支持軸A1の幅方向における固定側の根本付近には巻芯の内径と同じかやや大きな外径を有する巻芯止めリングA12が固定されている。従って、巻芯止めリングA12の幅方向における解放側の端部より巻芯C1は固定側に配置されることはない。つまり、巻芯止めリングA12の幅方向における解放側の端部が、巻芯支持軸A1の幅方向の固定側の端部であって、この点を始点P0として巻芯C1の位置合わせを行うことができる。なお、この巻芯止めリングA12の幅方向の大きさを変えることにより固定側の端部の位置、即ち、始点P0を変えることができる。以下、全て同幅である巻芯C11〜C17の7つの巻芯C1の位置合わせを行う場合を例示し、
図5を用いて、より具体的に説明する。
【0028】
小幅長尺シートS1の幅がWであり、巻芯C11〜C17の幅がすべてLであって、W=Lである場合には、最も固定側の巻芯C11の固定側の端部を始点P0と一致させた状態で、巻芯C11〜C17の端部を互いに接触させれば、位置合わせが完了する。より具体的には、最も解放側の端部に位置する巻芯C17を端部側に押しつけるように移動させることにより、巻芯C11〜C17の端部を互いに接触させれば、巻芯C11の固定側の端部が始点P0に一致する。しかし、小幅長尺シートS1の幅Wより巻芯C11〜C17の幅Lが小さい場合には、かかる方法により位置合わせすることは不可能である。すでに述べたように、巻回された小幅長尺シートS1の幅方向に巻芯の端部がはみ出すことを避けるため、小幅長尺シートS1の幅Wより幅Lが狭い巻芯C1を使うことが要請されている。
【0029】
幅W>幅Lの場合において、幅Wと幅Lとの差をDとする。このDは顧客の要望等により自由に決めて良いが、一般的には、0mm以上5mm以内、好ましくは、0mm以上2mm以内、より好ましくは0mm以上1mm以内である。また、巻芯C1は小幅長尺シートS1の中心にくることが望ましいため、小幅長尺シートS1が巻き取られる位置より幅方向の両端部がそれぞれD/2内方にずれた位置に巻芯C1をそれぞれ配置する。
【0030】
より具体的な位置合わせは以下の様に行われる。まず、
図5(a)に示すように、巻芯C11〜C17を積載したスライド台40が固定側に移動させられることにより、巻芯C11〜C17が始点P0に寄せて巻芯支持軸A1に挿入される。次に、
図5(b)に示すように、巻芯C11が始点P0より長さD/2だけ解放側に移動させられ、巻芯C11の位置合わせがなされる。このとき、巻芯C11に接する巻芯C12および間接的に接している巻芯C13〜C17もD/2だけ解放側に移動さられる。
【0031】
更に
図5(c)に示すように、巻芯C12が長さDだけ解放側に移動され、巻芯C12の位置合わせがなされる。このとき、巻芯C12に接する巻芯C13および間接的に接している巻芯C14〜C17も長さDだけ解放側に移動される。以下、巻芯C13〜C17についても順次位置合わせがなされ、
図5(d)に示すように、全ての位置合わせが終了する。
【0032】
ここで、幅W、幅Lおよび長さDはいずれも既知の大きさであるため、図示しない制御装置に予め入力しておくことができる。また、始点P0は予め巻芯止めリングA12により決定されている。巻芯C11は始点P0に基づき合わされるため、位置合わせにおいて、その位置を測定する必要がない。また、巻芯C12の位置もすでに合わされた巻芯C11の位置に基づき合わされる。以後、巻芯C12〜C17についても同様である。従って、位置合わせにおいて、特段に、巻芯C11〜C17の位置を測定する必要はない。そのため、巻芯C11〜C17の位置を知るためのセンサー等は不要である。即ち、入力された幅W、幅Lおよび長さDに基づき巻芯を移動させる命令を発する上記制御装置と、同命令に従い実際に巻芯C11〜C17を移動させる巻芯移動装置による簡素な構成で、センサーを用いることなく位置合わせ機構を構成することができる。
【0033】
図6および
図7は、上記巻芯移動装置の例である。
図6に示すように、巻芯移動装置50は2枚の押刃53を有する押刃装置51と、押刃装置51を幅方向に移動させる幅方向移動装置52とを備える。なお、説明の便のため、
図7において、巻芯移動装置50(
図7(a))の平面図と、巻芯支持軸A1周辺の右側面図(
図7(b))とを幅方向の位置を合わせて記載した。
【0034】
押刃装置51は巻芯支持軸A1の後方かつ下方に位置し、巻芯C1の位置合わせ時には、図示しないピストン機構により前方かつ上方に押刃53を移動させるとともに、巻芯C1に接触させる。かかる状態で、制御装置の命令に従い押刃装置51を幅方向に移動させることにより、上述の位置合わせを行う。
図7(a)に示すように、押刃装置51は幅方向移動装置52に固定されている。
図7(a)および (b)に示すように、この幅方向移動装置52は幅方向すなわち巻芯支持軸A1の軸方向に押刃装置51を移動させるためのスライド装置である。
【0035】
巻芯C11〜C17の位置合わせが終了した後、巻芯C11〜C17は巻芯支持軸A1に固定される。
図7(b)に示すように、巻芯支持軸A1には径方向において外方および内方に出入れ可能な突起A11が複数設けられている。この突起A11を巻芯C1が挿入された状態で突起A11を外方に突出させることにより、巻芯C1が巻芯支持軸A1に固定される。従って、突起A11が位置合わせされた巻芯C11〜C17の固定を行う巻芯固定機構として機能する。
【0036】
本実施形態のシート巻取装置によれば、以下の効果を得ることができる。
【0037】
(1)本実施形態においては、巻芯C11〜C17の位置合わせが、入力された小幅長尺シートS1の幅Wおよび巻芯の幅L並びに始点P0の位置に基づいて個別に行われるため、幅Wより小さい幅Lの巻芯C11〜C17を使用しても、位置合わせの精度が低下することがない。よって、巻芯C11〜C17の幅が小幅長尺シートS1の幅より小さい場合であっても、特に問題なく位置合わせが可能である。一般に、巻芯が巻回物の幅方向にはみ出すと、製品不良となることが多い。小幅長尺シートの幅より小さい幅の巻芯を使用することで、かかる製品不良を削減できる。
【0038】
(2)本実施形態のシート巻取装置は、原反の長尺シートS0を長手方向に切断することにより複数の小幅長尺シートS1を形成するための切断機構であるスリッターR5を備えることにより、原反から長尺シートの巻回物を1工程で製造することができる。
【0039】
(3)本実施形態のシート巻取装置は、原反の長尺シートS0を長手方向に切断することにより複数の小幅長尺シートS1を形成するための切断機構であるスリッターR5を備えることにより、原反から長尺シートの巻回物を1工程で製造することができる。
【0040】
(4)本実施形態のシート巻取装置の位置合わせ機構は、巻芯C1に押刃53を押しつけ、この押刃53を巻芯支持軸A1の軸方向に動かすことにより行われる。かかる方法によれば、押刃53が巻芯C1に食い込むことにより、一時的に押刃53に巻芯C1が固定される。この押刃53を巻芯支持軸A1の軸方向に動かすことにより、巻芯C1が正確に軸方向に移動させることができる。従って、位置合わせが正確となる。
【0041】
(5)本実施形態のシート巻取装置は、巻芯支持軸A1に設けられた、径方向において外方および内方に出し入れ可能な突起A11により位置合わせ後の巻芯C11〜C17を固定する。従って、巻芯の位置がずれることを防止できる。よって、複数の小幅長尺シートS1を正確に巻き取ることが可能となる。
【0042】
(6)本実施形態のシート巻取装置の位置合わせ機構は、巻芯支持軸A1の一方の端部を始点P0とするので、始点P0は無条件に決定する。また、始点P0および巻芯C1の長さLが決まっているため、始点P0から一番近い巻芯C11の位置合わせは、センサー等を用いることなく行うことができる。始点P0から2番目に近い巻芯C12の位置は先に位置合わせした巻芯C11に基づき合わせることができる。巻芯C13以降も同様である。よって、全ての巻芯C1の位置を、巻芯の位置を測定するセンサー等を用いることなく決定することができる。そのため、制御装置と巻芯移動装置による簡素な構成で、この位置合わせが可能である。従って、装置の大型化を抑制し、低価格化に資する可能性がある。
【0043】
[第2の実施形態]
以下に、
図8および
図9を参照し、本発明のシート巻取装置を2軸のスリッター付巻取装置に適用した第2の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、方向は図中に記載した矢印に従う。また、同様の機能を有する部材には、第1の実施形態と同様の符号を付ストともにその説明を省略し、位置合わせ機構のみを詳説する。
【0044】
本実施形態においても、小幅長尺シートS1の幅をW、巻芯C11〜C17の幅をすべてLとし、幅W>幅Lであって、W−L=Dであるとする。また、小幅長尺シートS1は2本の巻芯支持軸に巻き取られるものとし、具体的には、巻芯C11,C13,C15,C17が巻芯支持軸A1に、巻芯C12,C14,C16が巻芯支持軸A2に同時に巻き取られる例につき説明する。
【0045】
具体的には、
図8(a)に示すように、巻芯C11,C13,C15,C17が、スライド台40により始点P0に寄せて巻芯支持軸A1に挿入される。次に
図8(b)に示すように、巻芯C11が始点P0より長さD/2だけ解放側に移動され、巻芯C11の位置合わせがなされる。このとき、巻芯C11に接する巻芯C13および間接的に接している巻芯C15およびC17もD/2だけ解放側に移動される。
【0046】
更に
図8(c)に示すように、巻芯C13が長さL+2Dだけ解放側に移動され、巻芯C13の位置合わせがなされる。このとき、巻芯C13に接する巻芯C15および間接的に接している巻芯C17も長さL+2Dだけ解放側に移動される。以下、巻芯C15およびC17についても順次位置合わせがなされ、
図8(d)に示すように、巻芯支持軸A1の位置合わせが終了する。
【0047】
一方、
図9(a)に示すように、巻芯C12,C14,C16が、スライド台40により始点P0に寄せて巻芯支持軸A2に挿入される。次に
図9(b)に示すように、巻芯C12が始点P0より長さL+3D/2だけ解放側に移動され、巻芯C12の位置合わせがなされる。このとき、巻芯C12に接する巻芯C14および間接的に接している巻芯C16もL+3D/2だけ解放側に移動される。
【0048】
更に
図9(c)に示すように、巻芯C14が長さL+2Dだけ解放側に移動され、巻芯C14の位置合わせがなされる。このとき、巻芯C14に接する巻芯C16も長さL+2Dだけ解放側に移動される。以下、巻芯C16についても同様に位置合わせがなされ、
図9(d)に示すように、巻芯支持軸A1の位置合わせが終了する。
【0049】
本実施形態のシート巻取装置によれば、上述した(1)〜(6)の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
【0050】
(7)本実施形態のシート巻取装置は、巻芯支持軸A1によって巻芯C11,C13,C15,C17を、巻芯支持軸A2によって巻芯C12,C14,C16を支持し、それぞれに同時に小幅長尺シートS1を巻き取るため、隣り合う巻芯に巻回される小幅長尺シートS1が重なって巻回されることが防止される。例えば、巻芯C11および巻芯C12に巻回される小幅長尺シートS1が重なり合うことがない。
【0051】
(8)本実施形態のシート巻取装置は、巻芯支持軸A1によって巻芯C11,C13,C15,C17を、巻芯支持軸A2によって巻芯C12,C14,C16を支持し、それぞれに同時に小幅長尺シートS1を巻き取るため、巻芯の幅が小幅長尺シートS1より大きい場合でも、巻芯の位置合わせが可能である。
【0052】
なお、上記実施形態は以下のように変更しても良い。
【0053】
・第1の実施形態においては1軸巻取り、第2の実施形態においては2軸同時巻取り方式のシート巻取装置を例示したが、3軸以上の同時巻取り方式であっても良い。同時に巻き取る巻取り軸が複数ある場合であっても、各巻取り軸ごとに、始点を設定し、その軸で用いる巻芯の位置を順次確定することが可能である。この場合にも、上述の(7)および(8)の効果を得ることができる。
【0054】
・上記実施形態において、巻芯の幅Lが、小幅長尺シートS1の幅Wより小さい場合を例示したが、幅Lと幅Wは同じであっても良い。また、同時に巻き取る巻取り軸が2軸以上である場合には、巻芯の幅Lが、小幅長尺シートS1の幅Wより大きい場合であっても、同様に位置合わせすることができる。
【0055】
・上記実施形態において、巻芯支持軸A1には、スリッターR5が備えられているが、原反から小幅長尺シートS1の巻取りを1工程で行う必要がなければ、割愛しても良い。
【0057】
・上記実施形態において、巻芯C1に押刃53を押しつける構造として、ピストン機構を用いているが、巻芯C1に押刃53を適当な強度で押しつけられる公知の方法であれば、他の構造を用いても良い。また、ピストン機構を用いる場合であっても、エアピストンであっても、油圧シリンダー等を用いる液体ピストンであっても良い。
【0058】
・上記実施形態において、押刃装置51を移動させるための構造としてスライド装置を用いているが、押刃装置51を軸方向に移動させる公知の方法であれば、他の構造を用いても良い。
【0059】
・上記実施形態において、位置合わせ機構は巻芯の位置を測定するセンサーを用いることなく構成されているが、同センサーを用いても良い。同センサーを用いることとで、事後的な位置ずれ等に対応することができる。
【0060】
・上記実施形態において、巻芯固定機構は径方向において外方または内方に出入れ可能な突起A11により構成されているが、巻芯を巻芯支持軸A1に固定することができる方法であれば、他の構成を用いても良い。例えば、巻芯支持軸が径方向に膨張する構造であっても良い。
【0061】
・上記実施形態において、本発明を単体のシート巻取装置に適用したが、本発明のシート巻取装置を生産ラインの一部に組み入れても良い。例えば、アーム11や原反支持軸A0に代えて、原反の製造装置を設けても良いし、本装置の前方に巻回された小幅長尺シートを移動させる移動装置や、包装する包装装置などを併設しても良い。
【0062】
・またその他の部分においても、請求項に記載の範囲内で構成を変えても良いことは、当然のことである。