特開 2023-46355 ワインダーを備えた巻取機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023046355

(43)【公開日】2023-04-04

(54)【発明の名称】ワインダーを備えた巻取機

(51)【国際特許分類】

   B65H 19/12 20060101AFI20230328BHJP

   B65H 16/06 20060101ALI20230328BHJP

   B21C 47/18 20060101ALI20230328BHJP

【ＦＩ】

B65H19/12 B

B65H16/06 B

B21C47/18 Z

【審査請求】有

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021154961

(22)【出願日】2021-09-23

(71)【出願人】

【識別番号】510152585

【氏名又は名称】比奈鉄工株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000004617

【氏名又は名称】日本車輌製造株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 隆

(72)【発明者】

【氏名】西家 昌邦

【テーマコード（参考）】

3F052

3F064

4E026

【Ｆターム（参考）】

3F052AA01

3F052BA18

3F052CA08

3F052DA11

3F052DA13

3F052DA15

3F064AA01

3F064BA05

3F064CA10

3F064EB01

3F064EB08

3F064FA04

4E026AA10

4E026BA10

4E026CA10

(57)【要約】

【課題】一次原反ロールのセットを容易に行うことが可能なワインダーを備えた巻取機の提供。
【解決手段】原反ロールＲ１から抄紙Ｓ１を巻き出すワインダー２００を備えた巻取機３００において、原反ロールＲ１に挿入する巻出軸２１０の両端部を回動可能に保持する支持軸２０６と、支持軸２０６に巻出軸２１０が保持される位置を下端として、そこから上方に延設された斜面部２０１ａを有する軸ガイド２０１ｂと、を備え、この支持軸２０６は、原反ロールＲ１に挿入された巻出軸２１０を把持する把持機構２０７を備えていること。
【選択図】図１０

【特許請求の範囲】

【請求項1】

原反ロールから抄紙を巻き出すワインダーを備えた巻取機において、
前記原反ロールに挿入する巻出軸の両端部を回動可能に保持する軸受部と、
該軸受部に前記巻出軸が保持される位置を下端として、そこから上方に延設された斜面を有する軸ガイドと、
を備え、
前記軸受部は、前記原反ロールに挿入された前記巻出軸を把持する把持機構を備えていること、
を特徴とするワインダーを備えた巻取機。

【請求項2】

請求項１に記載のワインダーを備えた巻取機において、
前記軸ガイドは、前記斜面が対向して備えられ下端位置で接続されて略Ｖ字に構成されたＶ字ガイドであり、
該Ｖ字ガイドの前記下端位置にて前記巻出軸が前記軸受部に把持されること、
を特徴とするワインダーを備えた巻取機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワインダーを備えた巻取機についての技術に関する。詳しくは、ワインダーへの原反ロールをセットする際に効率的にセットできる構造についての技術である。

【背景技術】

【0002】

トイレットペーパーロールやキッチンペーパーロールなどの紙製品は、パルパーを用いて溶解した紙繊維を、抄紙機を用いてシート状にし、原反ロールと呼ばれる巨大な巻回体が最初に作られる。この原反ロールをワインダーに載置して巻き出し、ログと呼ばれるより小径の巻回体に巻き直し、ログカッターによって幅方向に切断して最終製品へと姿が変えられる。

【0003】

特許文献１には、トイレットロールの製品の製造方法及びトイレットロール製品に関する技術が開示されている。抄紙設備で製造した一次原反ロールをプライマシンにて薬液が付与された二次原反ロールとし、二次原反ロールを用いてワインダーにて二次原反ロールから薬液が付与された二次連続シートを巻き出している。

【0004】

特許文献２には、トイレットロールの製造方法及びトイレトロール製品に関する技術が開示されている。抄紙設備で製造した複数の一次原反ロールを、ワインダーにて積層した後、薬液付与、エンボス付与、製品径への巻き取りを行い、ログと呼ばれる小径のロールを製造し、この後の工程で幅方向のカットを行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２－１７０６５９号公報

【特許文献2】特開２０１３－７０９５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１及び特許文献２にはワインダーに一次原反ロールをセットする方法には言及されていない。しかし一次原反ロールの直径は１０００ｍｍ～５０００ｍｍにもなるため、人手で搬送することは困難で、天井クレーンなどを用いて移動させることが想定される。

【0007】

しかし、天井クレーンなどを用いて作業する場合には、作業者のスキルに依存して作業時間が大きく異なる等の事情もあるため問題となっている。このため、簡易な方法で一次原反ロールのセッティングを行う方法が切望されている。

【0008】

そこで、本発明はこの様な課題を解決し、一次原反ロールのセットを容易に行うことが可能なワインダーを備えた巻取機の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記目的を達成するために、本発明の一態様によるワインダーを備えた巻取機は、以下のような特徴を有する。

【0010】

（１）原反ロールから抄紙を巻き出すワインダーを備えた巻取機において、
前記原反ロールに挿入する巻出軸の両端部を回動可能に保持する軸受部と、
該軸受部に前記巻出軸が保持される位置を下端として、そこから上方に延設された斜面を有する軸ガイドと、
を備え、
前記軸受部は、前記原反ロールに挿入された前記巻出軸を把持する把持機構を備えていること、
を特徴とする。

【0011】

上記（１）に記載の態様により、原反ロールのセットにあたって、必要とする時間を短縮することに貢献することができる。これは、原反ロールに挿入される巻出軸が、斜面を有する軸ガイドに従って誘導されるため、巻出軸の投入は比較的ラフにすることが可能となる。これは、原反ロールに巻出軸を挿入した状態で、天井クレーンなどを用いて原反ロールを移動させて所定の位置に降ろす場合、天井クレーンの揺れなどで位置を定めることが困難である。このため、上方から原反ロールを降ろした際に斜面に倣って所定の位置に誘導する軸ガイドを備えていることで、実現する。この結果、ワインダーに原反ロールをセットする時間を大幅に短縮することが期待出来る。

【0012】

（２）（１）に記載のワインダーを備えた巻取機において、
前記軸ガイドは、前記斜面が対向して備えられ下端位置で接続されて略Ｖ字に構成されたＶ字ガイドであり、
該Ｖ字ガイドの前記下端位置にて前記巻出軸が前記軸受部に把持されること、
が好ましい。

【0013】

上記（２）に記載の態様により、軸ガイドがＶ字に構成されて、上方に開口するように設けられる結果となり、巻出軸のガイド幅が広くなる。このため、より原反ロールのセットが行い易くなり、作業性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本実施形態の、巻取機に関する模式図である。

【図2】本実施形態の、スリッターの側面図である。

【図3】本実施形態の、スリッターの断面図である。

【図4】本実施形態の、スリッターの正面図である。

【図5】本実施形態の、キャンセラでの巻回途中の様子を示す説明図である。

【図6】本実施形態の、キャンセラでの巻回終了の様子を示す説明図である。

【図7】本実施形態の、キャンセラでの払い出しの様子を示す説明図である。

【図8】本実施形態の、ログを巻回する様子を示す説明図である。

【図9】本実施形態の、ワインダーの平面図である。

【図10】本実施形態の、ワインダーで原反ロールをセットする様子を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

まず、本発明の実施形態について、図面を用いて説明を行う。図１に、本実施形態の、巻取機３００に関する模式図を示す。図２に、スリッター１００の側面図を示す。巻取機３００は、スリッター１００とワインダー２００よりなり、スリッター１００には、キャンセラ１１０と、軸支持機構部１２０、押さえ機構部１３０、そしてスリット機構部１４０を備えている。巻取機３００は、ワインダー２００にセットした原反ロールＲ１に巻かれた抄紙Ｓ１を巻き出し、キャンセラ１１０で抄紙Ｓ１を巻き取ってログＲ２を形成する装置である。

【0016】

ワインダー２００は図１に示すように、第１ワインダー２００Ａと第２ワインダー２００Ｂの２基からなる。そして、第１ワインダー２００Ａ及び第２ワインダー２００Ｂには、それぞれに原反ロールＲ１がセットされる。そして、原反ロールＲ１から抄紙Ｓ１は重ねられて２プライ（いわゆるダブル）にしてスリッター１００に搬送される。なお、ワインダー２００は２つではなく３つ用意することで抄紙Ｓ１を３プライ（いわゆるトリプル）とすることも可能であるし、ワインダー２００を１つだけ用意して抄紙Ｓ１を１プライ（いわゆるシングル）とすることも可能である。

【0017】

図３に、スリッター１００の断面図を示す。図３は図２の第１側板１０５Ａを外して見せた筐体１５０の内側の様子を示す図となっている。図４に、スリッター１００の正面図を示す。

【0018】

キャンセラ１１０には、第１支持ローラー１１１Ａと第２支持ローラー１１１Ｂが回動可能に駆動側支持板１１２Ａ及び側面支持板１１２Ｂに支持されている。駆動側支持板１１２Ａ及び側面支持板１１２Ｂは、第１支持ローラー１１１Ａと第２支持ローラー１１１Ｂの幅方向両端側に１枚ずつ設けられる板材であり、ベース１０１に固定された支持マウント１０２にそれぞれ回動可能に支持されている。

【0019】

駆動側支持板１１２Ａ及び側面支持板１１２Ｂは棒状の連結部材１１３によって連結されている。同径とされた第１支持ローラー１１１Ａと第２支持ローラー１１１Ｂは駆動側支持板１１２Ａ及び側面支持板１１２Ｂに固定された支持ローラー軸受１１４によって回転可能に保持されている。ログＲ２は、第１支持ローラー１１１Ａと第２支持ローラー１１１Ｂによって下面を支持される構造となる。

【0020】

第１支持ローラー１１１Ａの駆動側支持板１１２Ａに保持された側の端部には、第１従動プーリーＰ２が固定され、第２支持ローラー１１１Ｂの駆動側支持板１１２Ａに保持された側には、第２従動プーリーＰ３が固定される。駆動側支持板１１２Ａに固定されている駆動モータ１０３の軸に取り付けられた駆動プーリーＰ１と、駆動側支持板１１２Ａに回動可能に保持されるアイドラープーリーＰ４とテンショナープーリーＰ５、及び前述した第１従動プーリーＰ２と第２従動プーリーＰ３に駆動ベルト１１５が巻き掛けられる。この駆動ベルト１１５によって駆動モータ１０３からの駆動力が伝達される。このため、第１支持ローラー１１１Ａと第２支持ローラー１１１Ｂは、同じ速度で同方向に回転する。

【0021】

軸支持機構部１２０は、ログＲ２を軸支持する目的で設けられた巻取軸１２１と、それを回動可能に支持する中心軸受１２２及び中心軸受１２２が固定される第１昇降ガイド板１２３Ａ及び第２昇降ガイド板１２３Ｂよりなる。第１昇降ガイド板１２３Ａと第２昇降ガイド板１２３Ｂは板状の部材であり、中心軸受１２２及び中心軸受１２２の間に配置される支持柱１２４によって接続されて支持されている。

【0022】

軸支持機構部１２０は、キャンセラ１１０に隣接して配置される筐体１５０に昇降可能に保持される。筐体１５０は、第１側板１０５Ａと第２側板１０５Ｂの２枚の板状部材とその間を繋ぐ２本の梁１０６によって構成される。第１側板１０５Ａと第２側板１０５Ｂの下端はベース１０１に接して位置決めされて固定される。上部は平行に配置された梁１０６によって連結される。

【0023】

この筐体１５０には、第１リニアガイド１０７及び第２リニアガイド１０８がそれぞれ垂直方向に設置されて、第１昇降ガイド板１２３Ａと第２昇降ガイド板１２３Ｂをガイドしている。第１リニアガイド１０７は、筐体１５０に隣接して配置されているキャンセラ１１０側の第１昇降ガイド板１２３Ａと第２昇降ガイド板１２３Ｂの側面に固定され、第２リニアガイド１０８は、筐体１５０の内側に配置されるように第１側板１０５Ａと第２側板１０５Ｂの表面に固定される。したがって、軸支持機構部１２０は、２本の第１リニアガイド１０７と２本の第２リニアガイド１０８の合計４本のリニアガイドによってガイドされ、筐体１５０の内部を昇降する。

【0024】

第１側板１０５Ａ及び第２側板１０５Ｂの外側には、それぞれ昇降シリンダ１０４のヘッド側端部が支持されており、第１昇降ガイド板１２３Ａ及び第２昇降ガイド板１２３Ｂに、それぞれ昇降シリンダ１０４のロッド側端部が支持されている。つまり、第１昇降ガイド板１２３Ａは、第１側板１０５Ａに端部が支持された昇降シリンダ１０４によって、第２昇降ガイド板１２３Ｂは、第２側板１０５Ｂに端部が支持された昇降シリンダ１０４によって、昇降される。すなわち２本の昇降シリンダ１０４によって軸支持機構部１２０が昇降される。

【0025】

巻取軸１２１は、図４に示すように第２側板１０５Ｂの側に張り出して支持されている軸外し機構１２６によって、取り外しが可能である。軸把持ブラケット１２８によって巻取軸１２１の端部を保持した状態で、ガイド付きシリンダ１２７を作動させることで、ログＲ２からその中心を貫通する巻取軸１２１を取り外すことができる。この際に、巻取軸１２１の両端を保持している中心軸受１２２からは巻取軸１２１が取り外されている。

【0026】

押さえ機構部１３０は、ライダーローラー１３１と、ライダーローラー１３１を支持する左右に備えられたライダーアーム１３２を備えている。ライダーローラー１３１は図示しない軸受けなどを介して２枚のライダーアーム１３２の先端側に回転可能に支持されており、ライダーアーム１３２は左右に備える第１昇降ガイド板１２３Ａ及び第２昇降ガイド板１２３Ｂにライダーアーム１３２の中央辺りで回転可能に保持されている。

【0027】

また、２枚のライダーアーム１３２の間には、アーム支持柱１３４が備えられている。ライダーアーム１３２の後端部には、アーム回動シリンダ１２５のロッド側端部が回動可能に固定され、一方で、第１昇降ガイド板１２３Ａ及び第２昇降ガイド板１２３Ｂにアーム回動シリンダ１２５のヘッド側端部が回動可能に固定されている。つまり、ライダーアーム１３２の一端側にアーム回動シリンダ１２５のロッド側先端が接続され、他端側にライダーローラー１３１が保持されているので、アーム回動シリンダ１２５を伸縮することで、ライダーアーム１３２を回動させ、ライダーローラー１３１を昇降させることができる。この結果、ライダーローラー１３１でログＲ２の上面を押さえるように機能させる。

【0028】

キャンセラ１１０と、筐体１５０を構成する第１側板１０５Ａ及び第２側板１０５Ｂとは、傾斜シリンダ１０９で接続されている。第１側板１０５Ａ及び第２側板１０５Ｂには、傾斜シリンダ１０９のヘッド側端部が回動可能に支持されて、キャンセラ１１０を構成する駆動側支持板１１２Ａ及び側面支持板１１２Ｂには、傾斜シリンダ１０９のロッド側端部が回動可能に支持されている。

【0029】

筐体１５０には、テンションコントロール機構１５１とグリップ機構１５２が備えられていて、テンションコントロール機構１５１の働きによって抄紙Ｓ１の巻き取りをコントロールしている。詳細は割愛するが、テンションコントロール機構１５１は第１側板１０５Ａと第２側板１０５Ｂに保持されているローラーを備えて抄紙Ｓ１に負荷をかけることでテンションをコントロールしており、グリップ機構１５２はログＲ２を巻き終えた際に、抄紙Ｓ１を保持しておくために抄紙Ｓ１を上下から挟み込むことが可能な構成となっている。ログＲ２が巻き終わった段階で抄紙Ｓ１を挟み込み、ログＲ２の端部でカットする。

【0030】

本実施形態の巻取機３００は上記構成であるため、以下に説明するように動作する。図５は、キャンセラ１１０での巻回途中の様子を示している。図６は、キャンセラ１１０での巻回終了時の様子を示している。図７は、キャンセラ１１０でのログＲ２の払い出しの様子を示している。図８は、抄紙Ｓ１を巻き取ってログＲ２が成長する様子を示す。図８は側面からの断面図となっている。図９は、ワインダー２００の平面図である。図１０は、ワインダー２００に原反ロールＲ１をセットする様子を説明図に示す。

【0031】

原反ロールＲ１は図示しない抄紙機で作られた抄紙Ｓ１が大径に巻き取られたものであり、作業者が一人で持ち上げることは困難である。そこで、図１０に示すように天井クレーン６０を用いて第１ワインダー２００Ａ及び第２ワインダー２００Ｂに原反ロールＲ１をセットする。この際に、第１ワインダー２００Ａ及び第２ワインダー２００Ｂの幅方向両側に配置されるＶ字プレート２０１の、対向して略Ｖ字状に形成される斜面部２０１ａに、原反ロールＲ１に挿入された巻出軸２１０がガイドされる。

【0032】

つまり、斜面部２０１ａが略Ｖ字状に形成されて原反ロールＲ１の軸をガイドする。所定の位置についた巻出軸２１０は、図９に示されるように巻出軸２１０の左右に配置された把持機構２０７として機能する支持軸２０６は予め収縮させてあり、原反ロールＲ１が所定の位置に載置された後、軸把持シリンダ２０５によって押されることで巻出軸２１０に向けて前進して、把持する。軸把持シリンダ２０５によって左右から巻出軸２１０が把持された状態で、原反ロールＲ１は回動可能に支持される。

【0033】

原反ロールＲ１がワインダー２００に保持された状態で抄紙Ｓ１を引き出して、スリッター１００に通して行く。本実施形態では、第１ワインダー２００Ａ及び第２ワインダー２００Ｂにそれぞれ原反ロールＲ１をセットして、それぞれの原反ロールＲ１に巻かれた抄紙Ｓ１を引き出し、２プライにして、スリッター１００に設けられた軸支持機構部１２０に支持される巻取軸１２１に固定する。

【0034】

そして、キャンセラ１１０に備えた第１支持ローラー１１１Ａと第２支持ローラー１１１Ｂを、駆動モータ１０３を回転させることで駆動し、図５及び図６に示すようにログＲ２を形成する。ログＲ２は、駆動モータ１０３の回転速度にもよるが数分で巻き終わる。ログＲ２は、図８に示すように上部からライダーローラー１３１によって押さえられながら形成される。ライダーローラー１３１のログＲ２に対する負荷は、アーム回動シリンダ１２５によって制御されている。

【0035】

ログＲ２が出来上がった段階で、巻取軸１２１を中心軸受１２２から外して軸外し機構１２６を用いて巻取軸１２１をログＲ２から取り外す。そして、ライダーローラー１３１をアーム回動シリンダ１２５によって持ち上げた状態で、傾斜シリンダ１０９を用いてキャンセラ１１０を傾けることで、ログＲ２を図示しない荷台に払い出す。

【0036】

本実施形態のワインダーを備えた巻取機３００は上記構成であるため、以下に示すような作用及び効果を奏する。

【0037】

まず、本実施形態のワインダー２００を備えた巻取機３００によって、原反ロールＲ１のセットを容易に行うことが可能となる。これは、原反ロールＲ１から抄紙Ｓ１を巻き出すワインダー２００を備えた巻取機３００において、原反ロールＲ１に挿入する巻出軸２１０の両端部を回動可能に保持する軸受部（支持軸２０６）と、支持軸２０６に巻出軸２１０が保持される位置を下端として、そこから上方に延設された斜面部２０１ａを有する軸ガイド２０１ｂと、を備え、この支持軸２０６は、原反ロールＲ１に挿入された巻出軸２１０を把持する把持機構２０７を備えていることによる。

【0038】

また、軸ガイド２０１ｂは、斜面部２０１ａが対向して備えられ下端位置で接続されて略Ｖ字に構成されたＶ字ガイドであり、Ｖ字ガイドの下端位置にて巻出軸２１０が支持軸２０６によって把持される。斜面部２０１ａが対向して設けられたＶ字ガイドを用いることで、巻出軸２１０の軸ガイド２０１ｂは開口部分を広く取ることが可能となり、作業性が向上する。また、巻出軸２１０の把持方法が単純化されていることでも、作業性が向上する。

【0039】

ワインダー２００に原反ロールＲ１をセットする場合には、図１０に示すように天井クレーン６０などを利用して行うことが多い。これは、原反ロールＲ１の直径が１０００ｍｍ～５０００ｍｍ程度とお大きくなることがあり、幅も２０００ｍｍを超えるケースが多いことから、作業者一人で運ぶことが難しいためである。また、ワインダー２００の高さも作業性を悪化させる一因となって、ワインダー２００の上方から原反ロールＲ１をセットする必要がある。このため、巻出軸２１０を差し込んだ状態で天井クレーン６０を移動させて原反ロールＲ１の両端を引っ掛けて搬送し、ワインダー２００のＶ字プレート２０１の上に移載する。

【0040】

ここで、原反ロールＲ１を徐々に降下させると、斜面部２０１ａがＶ字ガイドに倣ってＶ字ガイドの底部分、つまり斜面部２０１ａの交わる位置に移動するため、原反ロールＲ１のセットは比較的ラフでも良いことになる。そうすると、作業者の天井クレーン６０の操作の習熟度が低くても、比較的短時間に作業が完了するようになる。つまり、作業時間の短縮がなされる。巻取機３００によるログＲ２の巻取り作業そのものは、高速で巻き取るために数分で終了するが、原反ロールＲ１のセッティングやスリッター１００からのログＲ２の排出などには数十分程度の時間を要する。特に、原反ロールＲ１のセッティングには習熟度による差が大きく出るため、この作業の改善によって全体工程のタクトタイム短縮に繋がり、結果的に製品コストを下げることになる。

【0041】

以上、本発明に係るワインダー２００を備えた巻取機３００に関する説明をしたが、本発明はこれに限定されるわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0042】

６０ クレーン
１００ スリッター
２００ ワインダー
２０１ Ｖ字プレート
２０１ａ 斜面
２０１ｂ 軸ガイド
２０６ 軸受部
２０７ 把持機構
２１０ 巻出軸
３００ 巻取機
Ｒ１ 原反ロール
Ｒ２ ログ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【手続補正書】

【提出日】2022-09-28

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

原反ロールから抄紙を巻き出すワインダーを備えた巻取機において、
前記原反ロールに挿入された巻出軸の両端部を回動可能に保持する軸受部と、
前記ワインダーの両側に配置されるプレートであって、前記軸受部に前記巻出軸が保持される位置を下端として、そこから上方に延設された斜面を有する軸ガイドと、
前記軸受部に、前記原反ロールに挿入された前記巻出軸を把持する把持機構と、を備え、
前記原反ロールを上方から降下させる際に、前記巻出軸が前記軸ガイドに倣って前記把持機構で把持可能な所定の位置に誘導されること、
を特徴とするワインダーを備えた巻取機。

【請求項2】

請求項１に記載のワインダーを備えた巻取機において、
前記軸ガイドは、前記斜面が対向して備えられ下端位置で接続されて略Ｖ字に構成されたＶ字ガイドであり、
該Ｖ字ガイドの前記下端位置にて前記巻出軸が前記軸受部に把持されること、
を特徴とするワインダーを備えた巻取機。