JP4677264B2 - マージナル紙カッティングシステム - Google Patents

Description

本発明は、マージナル紙等から切断除去された紙片を裁断するマージナル紙カッターブロアー装置を有するマージナル紙カッティングシステムに関する。

従来は、紙片などの詰まりの検知には、管路内の気圧の変化や差圧による検知（特許文献１参照）や、モータの電圧、電流の変化による検知（特許文献２参照）が提案されている。
特開平8-109571 特開平7-7992

しかしながら、上記手法においては、マージナル紙の詰まりを検知した後に詰まりが抜けた場合など、停止する必要が無い場合にも停止する可能性があり、正確に紙詰まりを検知することが困難である。

そこで、本発明は、紙詰まりの検知手段をマージナル紙流入管路の気圧を計測する気圧計と、マージナル紙カッターブロアー装置を駆動させるモータの駆動電流を計測する電流計の２つの異常情報取得手段を用い、紙詰まりを検知する。気圧計から異常情報を取得した場合には、待ち時間なしで装置を停止する。また電流計から異常情報を取得した場合には、気圧計からの異常情報を優先して、所定時間経過後に装置を停止する。

これにより、正確に紙詰まりを検知することが可能となる。また、誤検知による停止を防ぐことが可能であり、装置の作業効率を向上することが可能となる。

以下に本発明を実施するための最良の形態を説明する。なお、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施しうる。
<実施形態１>
<実施形態１：概要>

実施形態１について説明する。図１に本実施形態を説明するための概念図を示した。本実施形態の技術は、紙片処理装置の一部を構成するものである。紙片処理装置は、「紙片投入装置」（0100）と、「配管」（0101）と、「マージナル紙カッティングシステム」（0102）と、「紙片分離機」（0103）と、「紙片圧縮装置」（0104）と、「コンテナ」（0105）と、「バグフィルタ」（0106）と、「ダストボックス」（0107）とからなる。

廃棄された紙片は、配管を通じて、マージナル紙カッティングシステムに送られる。紙片はマージナル紙カッティングシステムにて裁断される。裁断された紙片は、紙片分離機にて送風エアーと紙片に分離され、紙片は紙片圧縮装置にて圧縮され、コンテナに積載され、搬出される。

「マージナル紙カッティングシステム」は、マージナル紙を裁断する装置である。マージナル紙は、通常の紙とは異なり、長さが数百mから１km程度ある長尺の紙である。そのため、通常の紙を裁断するシュレッダー装置では、処理が困難であり、マージナル紙専用のカッティング装置が必要である。
<実施形態１：構成>

本実施形態のマージナル紙カッティング装置を図２に示した。図２に示す本実施形態の「マージナル紙カッティングシステム」（0200）は、「マージナル紙流入通路」（0201）と、「マージナル紙カッターブロアー」（0202）と、「制御部」（0203）と、からなる。

「マージナル紙カッティングシステム」は、長尺のマージナル紙を裁断するカッティング装置である。長尺の紙は、紙片投入通路からエアーが流れる管路内をマージナル紙カッティング装置まで運ばれる。マージナル紙カッティング装置は、マージナル紙を裁断するカッターと、紙片を流通させるエアーを送るブロワーの役割を担っている。

「マージナル紙流入管路」は、管路内気圧を計測する気圧計（0204）を有する。マージナル紙流入管路の上部は、複数のマージナル紙をまとめる役割を持つ、合流管が取り付けられてもよい。管路内の気圧を測定する気圧計は、マージナル紙流入管路内に取り付けられており、管路内の気圧値を制御部へ送信する。

「マージナル紙カッターブロアー装置」は、マージナル紙カット羽根を駆動するモータ（0205）と前記モータの駆動電流を計測する電流計（0206）を有する。

マージナル紙カッティングシステム（0300）の内部構造概念図を、図３に示した。マージナル紙流入管路（0301）から流入したマージナル紙は、マージナル紙カット羽根（0302）により裁断される。マージナル紙カット羽根には、モータ（0303）の回転軸（0304）から伸びた羽根に、マージナル紙を裁断するカッターと、紙片を流通させるエアーを送るブロワーの役割がある。図３のように、マージナル紙カット羽根は、モータと接続されたモータの回転軸を中心に羽根が伸びており、高速で回転している。マージナル紙は、マージナル紙カット羽根の中心付近から吸引され、風圧で円周の外側方向へ流れる際に、マージナル紙カット羽根に裁断される。裁断されたマージナル紙片は、風圧によりマージナル紙カッターブロアー装置から外部（0305）へ排出される。

「制御部」は、マージナル紙流入管路内で測定された気圧値と、マージナル紙カット羽根を駆動するモータの駆動電流値を取得し、気圧値と電流値が所定の異常状態を示した場合には、モータの停止命令を出力する。

図４に制御部（0403）での情報のやり取りを示した。気圧計（0401）にて計測される気圧値が、通常の稼動状態の気圧値から第一割合低下した時の気圧値を第一異常情報として、第一異常情報取得手段（0402）を用いて制御部が取得する。また電流計（0404）にて計測される電流値が、通常の稼動状態の電流値から第二割合低下した時の電流値を第二異常情報として、第二異常情報取得手段（0405）を用いて制御部が取得する。制御部は、これらの異常情報取得手段から取得した異常情報に基づき、予め設定された停止命令手段（0403）の条件に合致した場合には、駆動モータ（0406）へ停止命令を出力する。第一割合および第二割合は、必ずしもパーセントで表示されるものではなく、圧力値や電流値で表されてもよい。

「停止命令手段」は、マージナル紙流入管路の気圧計からの第一異常情報を第一異常情報取得手段が取得した場合には、待ち時間なしで駆動モータの停止命令である第一停止命令を出力する。マージナル紙カット羽根を駆動するモータの電流計からの第二異常情報を第二異常情報取得手段が取得した場合には、気圧計からの前記第一異常情報取得手段が第一異常情報による第一停止命令を優先出力することを条件として、所定の待ち時間の間に継続的または断続的に電流計の第二異常情報が取得される場合に、停止命令である第二停止命令を出力する。

マージナル紙流入管路内の気圧は、変動の幅が小さく、紙詰まりが発生した際の気圧の低下は、即時に判断でき、また紙詰まりが自然に解消する可能性も少ないため、第一異常情報を取得した場合には、待ち時間なしで即時に第一停止命令を出力する。駆動モータの電流値は、通常稼動状態から変動の幅が大きく、また詰まった紙片が抜ける可能性もあることから、一時的な第二異常情報だけでは、正確に紙詰まりの判断が出来ない。そこで、第二異常情報に関しては、第一異常情報を優先し、所定の待ち時間の間に継続的または断続的に取得した場合に、第二停止命令を出力する。

図５に紙詰まりの状態を表した概念図を示した。マージナル紙カッティングシステムでの紙詰まりは、紙詰まりによるマージナル紙流入管路（0501）の閉塞（A）と、マージナル紙カッターブロアー装置（0502）のマージナル紙カット羽根（0503）にマージナル紙の塊が送られることなどによる紙詰まり（B）の２つが考えられる。管路の閉塞は、マージナル紙流入管路に設けられた、気圧計（0504）により圧力の低下を検知する。マージナル紙カット羽根での紙詰まりは、マージナル紙カット羽根の空転をもたらし駆動するモータ（0505）にかかる負荷が小さくなり、駆動電流の低下を電流計（0506）が検知する。

Aの紙詰まりは、紙片投入通路より複数のマージナル紙が同時にマージナル紙カッターブロアーへ送られる際に発生する。複数のマージナル紙が紙片投入通路を通る際、マージナル紙の終端などが通過すると、マージナル紙の流れが乱れ、マージナル同士が絡まり塊となって管路を塞ぐ可能性がある。管路が閉塞すると、マージナル紙カッターブロアーは、空転し紙片投入通路の気圧計は低下する。

Bの紙詰まりは、前記Aの状態のように、複数のマージナル紙が塊の状態でマージナル紙カッターブロアーに送られると、マージナル紙辺投入管路とマージナル紙カット羽根の隙間を抜けられず、閉塞しマージナル紙カット羽根の空転をもたらしてしまう可能性が考えられる。

図６に本実施形態の制御部（0600）の概念図を示した。気圧計（0601）からの第一異常情報を第一異常情報取得手段（0602）が取得した場合、待ち時間無しで第一停止命令を停止命令出力手段（0603）より駆動モータ（0604）へ出力する。電流計（0605）からの第二異常情報を第二異常情報取得手段（0606）が取得した場合は、気圧計からの第一異常情報を優先出力することを条件に、所定の待ち時間の間に継続的または断続的に第二異常情報が取得された場合には、第二停止命令を停止命令出力手段より駆動モータへ出力する。

図７に本実施形態の具体例を示した。マージナル紙流入管路（0701）は、その外形は例えば、内径が略250mmの円形の管である。マージナル紙（0702）は、その外形は例えば、幅略20mm、長さ略100m-1kmの長尺の紙片である。マージナル紙は、マージナル紙流入管路を略20m/sの速度で流通し、マージナル紙カッターブロアー装置（0703）に吸引され切断される。マージナル紙カッターブロアー装置は、その外形は例えば、高さ略1090mm、幅略1080mm、奥行き略200mmである。マージナル紙カット羽根（0704）を駆動するモータ（0705）は、その外形は例えば幅略400ｍｍ、長さ略600mmである。マージナル紙カッターブロアーのマージナル紙カット羽根は、回転数略2900r.p.m.である。駆動モータの出力は略30KW、風量略75m²/minである。

複数のマージナル紙がマージナル紙流入管路を通る際、マージナル紙の終端などが通過すると、マージナル紙の流れが乱れ、塊となって管路を塞ぐ可能性がある。管路が閉塞すると、マージナル紙カッターブロアーは、空転しマージナル紙流入管路の気圧計は低下する。低下する割合が、通常稼働状態の圧力値に比べて、４０％となったとき、第二異常情報を制御部へ送信する。制御部は直ちに第一停止命令を出力し、駆動モータを停止する。

また、マージナル紙は長尺であるため、複数のマージナル紙が塊の状態でマージナル紙カッターブロアーに送られることで空転をもたらし、駆動モータに流れる電流値が低下する。低下する割合が、通常稼働状態の電流値に比べて、２０％となったとき、第二異常情報を制御部へ送信する。制御部は、第一異常情報を優先的に出力することを条件に所定時間を5秒間として、その間、継続的または断続的に第二異常情報を取得した場合には、第二停止命令を出力し、駆動モータを停止する。

第一停止命令および第二停止命令は、駆動モータの回転を遅くしたり、断続的に回転するなど、停止と同様の効果を有するものであってもよい。尚、駆動モータの逆回転であってもよい。また駆動モータの停止は、待機状態および完全に装置の電源を切る停止のどちらであってもよい。
<実施形態１：処理の流れ>

図８は、実施形態１での処理の流れの一例を示したものである。S0801では、マージナル紙流入管路に設けられた圧力計から、第一異常情報を取得したかどうかを判断する。第一異常情報を取得した場合には、第二異常情報の有無にかかわらず待ち時間なしで、駆動モータを停止する（S0807）。第一異常情報を取得しなかった場合には、S0802にてマージナル紙カット羽根を駆動するモータに設けられた電流計からの第二異常情報の有無を判断する。第二異常情報を取得していた場合には、S0803にて、第二異常情報の出力時間を測定する計測タイマーが既に動作しているかどうかを判断し、動作していない場合には、S0804にて計測タイマーをスタートする。S0805では第二異常情報が所定時間、継続または断続的に取得した稼働かを判断する。所定時間異常情報が取得された場合は、計測タイマーを停止し（S0806）、マージナル紙カット羽根を駆動するモータを停止する（S0807）。
<実施形態１：効果>

本実施形態のマージナル紙カッティング装置によれば、カッターブロアー管路内の紙詰まりを的確に察知し、モータの発熱による火災などを未然に防ぐことが可能となる。また、管路内の気圧と、駆動モータの駆動電流の二つのパラメータにより紙詰まりを検知することにより、誤作動を防ぎ、不必要な装置の停止が避けられ、効率的な作業が可能となる。

実施形態１に係る紙片処理装置全体構成を示す概念図 実施形態１の構成を説明する概念図 実施形態１の内部構造の概念図 実施形態１の情報伝達経路の概念図 実施形態１の紙片の紙詰まりの場所を示す概念図 実施形態１の制御部の概念図 実施形態１の具体例を示す概念図 実施形態１の処理の流れを示すフローシート

符号の説明

0600 制御部
0601 気圧計
0602 第一異常情報取得手段
0603 停止命令出力手段
0604 駆動モータ
0605 電流計
0606 第二異常情報取得手段

Claims (5)

1. マージナル紙流入管路と、マージナル紙カッターブロワー装置と、制御部と、からなるマージナル紙カッティングシステムにおいて、
   前記マージナル紙流入管路は、
   管路内気圧を計測する気圧計を有し、
   前記マージナル紙カッターブロワー装置は、
   マージナル紙カット羽根を駆動し、停止命令に基づいて停止するモータと、
   前記モータの駆動電流を計測する電流計と、
   を有し
   前記制御部は、
   前記気圧計にて計測される気圧値が通常稼動状態から第一割合低下する気圧値を第一異常情報として取得する第一異常情報取得手段と、
   前記電流計にて計測される電流値が通常稼動状態から第二割合低下する電流値を第二異常情報として取得する第二異常情報取得手段と、
   前記モータの停止命令を出力する停止命令出力手段と、
   を有し、
   停止命令出力手段は、
   第一異常情報取得手段が第一異常情報を取得した場合には、待ち時間なしで停止命令である第一停止命令を出力し、
   第二異常情報取得手段が第二異常情報を取得した場合には、前記第一異常情報取得手段が第一異常情報を取得した場合には第一停止命令を優先出力することを条件として所定の待ち時間の間に継続的に第二異常情報が取得される場合には、停止命令である第二停止命令を出力する
   マージナル紙カッティングシステム。
2. 前記第一割合は、４０％である請求項１に記載のマージナル紙カッティングシステム
3. 前記第二割合は、２０％である請求項１又は２に記載のマージナル紙カッティングシステム。
4. 前記所定の待ち時間は、５秒である請求項１から３のいずれか一に記載のマージナル紙カッティングシステム。
5. マージナル紙流入管路と、マージナル紙用カッターブロワー装置と、からなるマージナル紙カッティングシステムであって、
   前記マージナル紙流入管路は、
   管路内気圧を計測する気圧計を有し、
   前記マージナル紙カッターブロワー装置は、
   マージナル紙カット羽根を駆動し、停止命令に基づいて停止するモータと、
   前記モータの駆動電流を計測する電流計と、
   を有するマージナル紙カッティング装置の動作方法であって、
   前記気圧計にて計測される気圧値が通常稼動状態から第一割合低下する気圧値を第一異常情報として取得した場合に待ち時間なしで前記モータを停止する第一停止ステップと、
   前記電流計にて計測される電流値が通常稼動状態から第二割合低下する電流値を第二異常情報として取得した場合に、前記第一停止ステップが実行される条件が整わない限り、所定の待ち時間で前記モータを停止する第二停止ステップと、
   からなるマージナル紙カッティングシステムの動作方法。
   

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