特許 7216783 ログ押さえ機構を備えた巻取機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-24

(45)【発行日】2023-02-01

(54)【発明の名称】ログ押さえ機構を備えた巻取機

(51)【国際特許分類】

   B65H 23/16 20060101AFI20230125BHJP

   B65H 18/04 20060101ALI20230125BHJP

   B65H 18/20 20060101ALI20230125BHJP

   A47K 10/16 20060101ALI20230125BHJP

【ＦＩ】

B65H23/16

B65H18/04

B65H18/20

A47K10/16 D

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2021154962

(22)【出願日】2021-09-23

【審査請求日】2021-09-23

(73)【特許権者】

【識別番号】510152585

【氏名又は名称】比奈鉄工株式会社

(73)【特許権者】

【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

【審査官】大山 広人

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５６－０７０２５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３２００５０６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１４－１３３６２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５０－１０７３７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平５－１８６１１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６２－５９６４６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｈ ２３／１６

Ｂ６５Ｈ １８／００－１９／３０

Ａ４７Ｋ １０／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

原反ロールから巻き出して抄紙を巻き取る巻取機において、
巻き取った前記抄紙で構成されるログを保持するロール保持部と、
前記ログの浮き上がりを押さえるライダーローラーと、
前記ログを支持する一対の支持ローラーと、を備え、
回動可能に保持された支持アームの、一端に前記ライダーローラーが回転可能に保持され、他端に前記支持アームを回動させる駆動機構を備えるとともに、
前記支持アームの回転中心は前記ライダーローラーの上昇端よりも低い位置に配置され、
前記ログに挿入される巻取軸と、
該巻取軸を回動可能に軸支する巻取軸受と、
該巻取軸受を保持する昇降機構と、を備え、
前記昇降機構に前記支持アームが回動可能に保持されていること、
を特徴とする巻取機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、巻取機についての技術に関する。詳しくは、紙製品の巻き取りを行う巻取機のログを押さえる機構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】

【文献】特開２０１２－１７０６５９号公報

【文献】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に示される製造方法を用いる場合には一次原反ロールを加工して二次原反ロールとするにあたって、巻き締める方法に関して記載されていない。二次原反ロールの直径は１０００ｍｍ～５０００ｍｍとなるが、必要なテンションをかけて巻かれる必要があり、これをコントロールする方法について言及されていない。また、特許文献２ではログの巻回についても、言及されていない。

【0007】

従来は、この二次原反ロール或いはログの巻回にあたって、上方から押さえつけるような構成を採用しているが、こういったログの上方から押さえつける構成を採用すると、ログを排出する時には上方に押さえつける機構を待避させる必要があり、ログの巻き終わり径に比例してそのスペースは大きくなる。つまり、装置の大型化を招いてしまう。しかし、天井の高い工場を建設することはコストが必要であることから、こういった部分の改善を求められていた。

【0008】

そこで、本発明はこの様な課題を解決し、コンパクトなログの押さえつけ機構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）原反ロールから巻き出して抄紙を巻き取る巻取機において、
巻き取った前記抄紙で構成されるログを保持するロール保持部と、
前記ログの浮き上がりを押さえるライダーローラーと、
前記ログを支持する一対の支持ローラーと、を備え、
回動可能に保持された支持アームの、一端に前記ライダーローラーが回転可能に保持され、他端に前記支持アームを回動させる駆動機構を備えるとともに、
前記支持アームの回転中心は前記ライダーローラーの上昇端よりも低い位置に配置されていること、
を特徴とする。

【0011】

上記（１）に記載の態様により、ログの浮き上がりを押さえるライダーローラーの昇降が、回転軸に支持された支持アームによってなされるため、全体的な装置の高さを抑えることが可能となる。これは、支持アームの回転によってログの浮き上がりを押さえることができる構造とすることで、装置の高さを抑えることを可能としたためである。この結果、装置の重心を低くする結果となり、装置の設置の他に搬送時にもメリットが得られる。

【0012】

（２）（１）に記載の巻取機において、
前記ログに挿入される巻取軸と、
該巻取軸を回動可能に軸支する巻取軸受と、
該巻取軸受を保持する昇降機構と、を備え、
前記昇降機構に前記支持アームが回動可能に保持されていること、
が好ましい。

【0013】

（２）に記載の態様によって、支持アームの長さを短く、全体の大きさをコンパクトにすることが可能となる。ログの回転中心には巻取軸を配置して回転させる場合、これを昇降させる必要がある。この昇降機構に支持アームの回転中心を支持させることで、ライダーローラーの可動域を広く採りつつ、支持アームの長さを短くすることが可能となる。この結果、装置全体の小型化に貢献することができる。

【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、作業者が持ち上げることが困難なので、図９に示すように天井クレーンなどを用いて第１ワインダー２００Ａ及び第２ワインダー２００Ｂにセットする。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の軸部がガイドされる。斜面０１ａ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。

【0032】

原反ロールＲ１から抄紙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Ｆ１をセットして、原反ロールＲ１に巻かれた抄紙Ｓ１を引き出し、２枚重ねて２プライにして、軸支持機構部１２０に支持される巻取軸１２１に固定する。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

本実施形態のログ押さえ機構を備えた巻取機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。

【0036】

まず、本実施形態の巻取機３００によって、コンパクトなログＲ２の押さえつけ機構を備えた巻取機３００の提供が可能となる。これは、原反ロールＲ１から巻き出して抄紙Ｓ１を巻き取る巻取機３００において、巻き取った抄紙Ｓ１で構成されるログＲ２を保持するロール保持部（スリッター１００）と、ログＲ２の浮き上がりを押さえるライダーローラー１３１と、ログＲ２を支持する一対の支持ローラー（第１支持ローラー１１１Ａ及び第２支持ローラー１１１Ｂ）を備え、回動可能に保持された支持アーム（ライダーアーム１３２）の、一端にライダーローラー１３１が回転可能に保持され、他端にライダーアーム１３２を回動させる駆動機構（アーム回動シリンダ１２５）を備え、ライダーアーム１３２の回転中心はライダーローラー１３１の上昇端よりも低い位置に配置されているためである。

【0037】

また、ログＲ２に挿入される巻取軸１２１と、巻取軸１２１を回動可能に軸支する巻取軸受（中心軸受１２２）と、中心軸受１２２を保持する昇降機構（軸支持機構部１２０）と、を備え、軸支持機構部１２０にライダーアーム１３２が回動可能に保持されていることで、アーム回動シリンダ１２５のストローク長さを短くすることが可能となる。

【0038】

つまり、図８に示すように、ライダーアーム１３２の先端に備えるライダーローラー１３１はログＲ２の成長に従って高い位置を採るように移動している。ログＲ２の直上からログＲ２を押さえる構成にした場合、ログＲ２の直径分はストロークが必要となるため、シリンダなどを用いる場合にはこのストロークに加えて待避する分の高さを要する。そうすると、５ｍを越えるようなストロークを必要とすることになって、その分、スリッター１００の高さが高くなってしまうという問題があった。

【0039】

しかしながら、２本のライダーアーム１３２を用いてライダーアーム１３２を第１昇降ガイド板１２３Ａ及び第２昇降ガイド板１２３Ｂにそれぞれ回動可能に支持する構造とすることで、スリッター１００の高さを抑えることが可能となった。更に、第１昇降ガイド板１２３Ａ及び第２昇降ガイド板１２３Ｂが筐体１５０に昇降可能に保持されている。具体的には、第１側板１０５Ａと第２側板１０５Ｂに、第１リニアガイド１０７及び第２リニアガイド１０８が設けられていて、この第１リニアガイド１０７及び第２リニアガイド１０８にガイドされ、昇降シリンダ１０４によって昇降する構成になっているので、ライダーアーム１３２の支持位置が図８に示すように変化することになる。このため、結果的にライダーアーム１３２の回動角度を減らすことができ、つまりアーム回動シリンダ１２５のストロークが短くて済むことになる。

【0040】

したがって、ライダーアーム１３２や軸支持機構部１２０の昇降機能を設けることで、スリッター１００の筐体１５０の高さを低くすることが可能となる。この結果、スリッター１００或いは巻取機３００の装置高さを低くすることで、搬送時や設置時におけるメリットが得られる。搬送時のメリットについては、装置搬送は道路交通法の制限を受けるために、背の高い装置は分解して搬送する必要がある。このため分割数を少なくした方が搬送する車両の数を減らすことができるし、設置時の工数を減らすことにも繋がる。

【0041】

また、図７に示すように、傾斜シリンダ１０９を用いてキャンセラ１１０を傾斜させログＲ２を排出するにあたって、ライダーアーム１３２をアーム回動シリンダ１２５の働きによって待避させることが容易となる点もポイントである。これは、ログＲ２の排出方向とは反対側にアーム回動シリンダ１２５が備えられており、アーム回動シリンダ１２５を前進させてライダーアーム１３２を回動させると、ライダーアーム１３２の先端に保持されているライダーローラー１３１は、ライダーアーム１３２の回転に従って後方に待避する結果となる。

【0042】

したがって、ログＲ２の排出方向とは反対方向にライダーローラー１３１が移動することになるので、ライダーローラー１３１を大きく待避させる必要が無くなり移動量を最低限にすることが可能となる。この結果、アーム回動シリンダ１２５のストロークを最小限に抑えることに繋がって、スリッター１００の高さを抑えることに寄与する。

【0043】

以上、本発明に係る巻取機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。例えば、本実施形態で示した機械の構造に関して、別の機能で置き換えることを妨げない。具体的には、筐体１５０の外側に設けられた昇降シリンダ１０４をモータなどの駆動装置を用いる方式にするなど、駆動方式の変更などが考えられる。

【符号の説明】

【0044】

１００ スリッター
１１０ キャンセラ
１１１Ａ 第１支持ローラー
１１１Ｂ 第２支持ローラー
１３０ 押さえ機構部
１３１ ライダーローラー
３００ 巻取機
Ｒ１ 原反ロール
Ｒ２ ログ

【要約】

【課題】コンパクトなログの押さえつけ機構を備えた巻取機の提供。
【解決手段】原反ロールＲ１から巻き出して抄紙Ｓ１を巻き取る巻取機３００において、巻き取った抄紙Ｓ１で構成されるログＲ２を保持するスリッター１００と、ログＲ２の浮き上がりを押さえるライダーローラー１３１と、ログＲ２を支持する一対の第１支持ローラー１１１Ａ及び第２支持ローラー１１１Ｂと、を備え、回動可能に保持されたライダーアーム１３２の、一端にライダーローラー１３１が回転可能に保持され、他端にライダーアーム１３２を回動させるアーム回動シリンダ１２５を備えるとともに、ライダーアーム１３２の回転中心はライダーローラー１３１の上昇端よりも低い位置に配置される。
【選択図】図８

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】