JPH03200668A - 切断機構を有するウェブ巻取機 - Google Patents

切断機構を有するウェブ巻取機

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JPH03200668A
JPH03200668A JP2056299A JP5629990A JPH03200668A JP H03200668 A JPH03200668 A JP H03200668A JP 2056299 A JP2056299 A JP 2056299A JP 5629990 A JP5629990 A JP 5629990A JP H03200668 A JPH03200668 A JP H03200668A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は1例えば紙などのウェブ材料の元ロールからウ
ェブを繰り出し、このウェブをコア上に巻取って消費用
ウェブ製品ロール、例えば紙タオルロールまたはトイレ
ットペーパロールを形成する装置、いわゆる巻取機に関
するものである。さらに詳しくは、本発明は、改良型切
断手段、すなわちロール終結のため走行ウェブをその横
方向弱化線に沿って破断する切断手段を含む巻取機を提
供するにある、 [従来技術と問題点コ 巻取機は例えば紙またはフィルムなどのウェブ材料の元
ロールからウェブを繰り出して、このウェブを多数の引
きちぎりシートを含むロール、例えばトイレットペーパ
ロールまたは紙タオルロールなどの消費用製品ロール状
に巻取る装置である。
巻取機は、シートの引き裂きの便宜上、ウェブの中にシ
ート長間隔に横方向穿孔線を作るための穿孔シリングと
、ワエブパを前記め穿孔線すなわち弱化線に泊って破断
する事によってロール長のウェブを分離する切断刃セッ
トを含むベッドロールメ切断ロール組立体とを含む。
1枚の切断刃を切断ロールそのものの上に配置し、2枚
の切断ロールをベッドロール上に配置した型の巻取機は
米国特許第4,687,153号に記載され。
これを引例として加える。この巻取機においては、切断
刃は放射方向に延在する。すなわちこれらの切断刃は、
切断−ロール終結作用のために相互にかみ合う際に相互
にローラ作用を実施する。切断ロールの切断刃がベッド
ロールの放射方向切断刃の開のスペースの中に出入する
際に、この切断ロールの切断刃はベッドロールの切断刃
に対して角度不整列となる。噛み合い部分の中心におい
てのみ、切断刃が相互に平行となる。噛み合いの生じる
時、ベッドロールの切断刃の先端の間に展張された走行
紙ウェブ部分が深いV形に延伸される。
ウェブの破断または破裂を生じるのに十分な延伸を威す
ために十分な噛み合いを生じなければならない。さもな
ければ巻取機が所望以上のロールを巻取り、故障の原因
となる。走行ウェブの一定長が少なくとも1本の穿孔線
を含むように走行ウェブが切断機構に対して割り出され
ている時、このウェブはその穿孔線に沿って破断される
。このようにウェブが切断機構に対して割り出されず、
またウェブ長が穿孔線を含まない場合には、ウェブの延
伸はそのギザギザの横方向引き裂きを生じ、これは醜い
ロール末端を威す。
前記の米国特許第4,887,153号の非平行ローラ
運動切断刃に対して、本発明は平行運動切断刃と好まし
くは幅広い切断刃窓を生じる。下記においてさらに詳述
するように、本発明の改良機構は、与えられた切断刃噛
み合い度と切断刃窓の幅において、非平行動作機構より
も大きな延伸度を生じ、また非平行動作機構よりも幅広
い切断刃窓を有効に使用する事ができる。これにより、
走行ウェブの確実な破断を保証して、きれいな穿孔線に
沿ってロール終結を実現する事ができる。また幅広い窓
を使用する事によって、装置はウェブ特性の変動に対し
て鈍感になる。このようなウェブ特性の変動は、前記の
ようなきれいなロール終結を得るために走行ウェブの穿
孔線と切断機構との間に保持する必要のある割り出し関
係を中断する傾向がある。本発明は、特に非常に延伸性
のウェブ、例えばクレープ紙ウェブおよび熱可塑性フィ
ルムに対して有効であるが、これには限定されない。
[発明の概要] 本発明は、紙ウェブの引き裂きを簡便にするため、シー
ト長の間隔で走行ウェブに穿孔するための穿孔シリンダ
と対応のアンビルなどの手段と、製品ロールウェブ長の
間隔で走行ウェブを破断またはその他の形で分離するた
めの切断手段とを含み、前記切断手段はベッドロールと
、切断ロールと、前記ベッドロールと切断ロールを調時
関係に回転させる手段と、1セットの切断刃とを含み、
前記切断刃の一部は前記ペッドロール上に取り付けられ
、他の切断刃は前記切断ロール上に取り付けら、また前
記切断刃をロール終結動作のために調時的に噛み合わせ
る手段と、ウェブの各製品ロール長を例えば使い捨てコ
ア上に巻き付けてトイレットペーパまたは使い捨て紙タ
オルなどのロール製品を製造するための多マンドレルタ
レント組立体などの手段とを含む型の(紙またはその他
のウェブ用)改良型巻取機を提供する。
本1cuAの1つの態様によれば、ウェブの元口−・ル
を多数の分離可能シートの製品ロールに変換するための
改良型巻取機は、改良型切断手段を含み、この切断手段
は切断刃を連続的に平行関係に保持する手段を含む。前
記の連続的に切断刃を平行関係に保持する手段は、ペン
ドロールに隣接した円形軌道に沿ってまたベッドロール
に対して調時関係に前記切断ロールを移動させる手段と
、前記切r¥Tロールをその!!lll@回りにベッド
ロールと同一角速度で回転させる手段と、ロール終結時
点において前記切断ロールの切断刃がベッドロールの切
断刃に対して連続的に平行に調時速度でかみ合うように
前記移動手段を前記ペンドロールの回転に対して割り出
す手段とを含む。
本発明の好ましい態様において、切断刃セットは切断ロ
ール上に並置された2枚の切断刃と、ベッドロール上に
並置された3枚の切断刃とを含む。
また切断ロールの軌道角速度はベッドロールの角速度の
2倍であるが逆方向である。
以下、本発明を図面に示す実施例について詳細に説明す
る。
[実施例] 第工図に図示の本発明の切断機構はベッドロール21と
、ベッドロール軸22と、切断ロール23と、切断ロー
ル軸24と、切断ロールキャリヤ26と、キャリヤ26
に固着された軸27と、調時滑車28 、29と、調時
ベルト30とを含む。さらにベッドロール21の要素と
しての3枚の放射方向に平行に延在する切断刃31がそ
れらの延長位置に図示され、これらの切断刃31は、切
断ロール23の平坦部から放射方向に延在する2枚の切
断刃32に対して平行にかみ合った位置に図示されてい
る。これらの刃31.32は5刃セットを或す。
Mmに述べれば、切断機構とは、紙またはその他のウェ
ブ材料の元ロールを製品サイズのロール、例えばトイレ
ットティシュロールおよび使い捨て紙タオルロールの形
に変換するために使用される型の巻取装置の一部である
。この切断機構は一般に、マシン方向にシート長間隔に
配置された横方向線に沿ってウェブに穿孔する穿孔機と
、ウェブを好ましくは所定のシートカウントを有するロ
ール状に巻取るロール巻取機そのものとの間に配置され
る。切断機は、穿孔機と巻取機との間に配置されて1巻
取られるロールが完了し次のロールの巻取開始端部を威
すようにウェブを定期的に切断しまたは破断する。この
ような切断または破断作用を下記においてロール終結作
用と呼ぶ。また好ましくは破断は例えば穿孔線などの横
方向弱化線に沿って生じる。このような破断は破裂と呼
ぶ事もでき、また穿孔線に沿って生じない剪断はギザギ
ザ破断と呼ばれる。
第1図に図示の切断機構20は本発明の改良型切断機構
であって、これは平行運動切断刃を成し、これらの切断
刃が従来の装置の場合よりも広い窓によって効果的に作
動される。これらの刃は従来より確実で一貫性のあるロ
ール終結作用を生じ、この作用中に走行紙ウェブは横方
向穿孔線に治って破裂または破断される。第1図の切断
機構20の回転要素は矢印で示す方向に回転されながら
第1図の位置に近づくに従って、切断刃31が図示され
ない手段(米国特許第4,687,153号に詳細に説
明、この特許を引例として加える)によって放射方向に
図示の位置まで延長される。この時点において、ウェブ
がペンドロール21の隣接面から上昇されて。
切断刃31の先端に掛けられる。またウェブはこの時点
においてビン33の横方向列上に串刺しにされる。これ
らのビンの1本のみを第1図に示す。またこの時点にお
いて、ウェブの穿孔線が刃31の先端に掛けられたウェ
ブ部分の中に配置されるようにウェブが切断機構に対し
て割り出される。切断機構の回転要素が第1図の位置に
向かってさらに回転する際に、弾性パッド34がウェブ
を切断刃31の先端に対して圧着し、また切断刃32が
切断刃31の間隙の中に入る。その際に、さらに詳細に
後述するように、これらの切断刃は相互に平行になる。
従って、切断刃31と32の噛み合いは先行技術のロー
リング型の歯車状噛み合いではなく、非接触的滑り運動
である。噛み合いが進行するに従って。
切断刃31の先端に掛けられたウェブ部分が深いW形に
延伸され、前記の穿孔線が破断するにいたる。
完全なロールができあがるまで、ビン33とバンド34
がウェブの自由端部を保持し続け、つぎに米国特許第4
,887,153号に記載のように次のロールの巻取が
開始される。
第1図に図示のベッドロール21はさらにシェル40と
放射方向可動のブーティズ41とを含む。ロール終結/
開始時点以外は、この放射方向可動ブーティズ41と切
断刃31組立体がシェル表面40下方の引っ込み位置に
配置される。ロールの終結/開始時点において、これら
は前記の目的のためにシェル40のクロスマシン方向の
みぞ大判を通して延長される。さらに、ベッドロール2
1は、その軸22上に取り付けられて切断機構の他の要
素およびウェブに対して調時的にモータ邪動される手段
(図示されず)を含む。
第1図に図示の切断ロール23は、直径方向に両側に配
置された平坦部分43.44以外は円筒形である。
切断刃32の組立体は平坦面43の中央部分に取り付け
られ、その両側に弾性パッド34が配置される。
好ましい実施態様において、切断刃32の先端はロール
の円弧の中に配置される。ロールの反対側面44はロー
ルの平衡手段として平坦面を威す。
第1図の切断ロールキャリヤ26は狭い末端とテーパ末
端を有する。このキャリヤ2日は軸27上に回転自在に
取り付けられ、モータおよび邪動歯車列(図示されず)
によってベッドロール21と調時的に回転される。また
キャリヤ26は回転切断ロール23を軸24上に取り付
けるための手段を備える。さらに、調時滑車28を軸2
7上において回転しないように取り付けるための手段が
W2置される。滑車28は非回転滑車であって、空間的
に固定/静止している。キャリヤの広いテーパ末端は、
その狭い末端上に取り付けられた切断ロールに対して動
的平衡を威すように配置されている。
調時滑車29はl1I124に対して固定されているの
で、滑車29が回転される時、Nl24とこれに固着さ
れた切断ロール23とを回転させる。
調時ベルト30が非回転−静止調時滑*28と回転調時
滑車29とに掛は回されているので、下記において詳述
するように、滑車29が軸24と切断ロール23とをキ
ャリヤ26に対して一定の調時関係において回転させる
切断機[20は第1図に図示のように前記のように組立
てられている。装置の動作に際して、軸27と22が図
示されていない手段によって調時関係に回転させられる
。ベッドロール21は時計方向に回転し、切断ロールキ
ャリヤ26は逆時計方向に回転する。切断ロールキャリ
ヤ26が回転するに従って、切断ロール23を円形軌道
に沿って移動させる。調時滑車28が静止しく非回転)
、切断ロール23が円形軌道に沿って移動し、また調時
滑車28,29が調時ベルト30によって相互に連結さ
れているので、切断ロール23はそれ自体の軸線、すな
わち軸24の軸線回りに回転させられる。
本発明の好ましい実施態様において、ベッドロール21
は14.324インチ(約36.4cm)の直径を有し
、切断ロール23は6インチ(約15.2cm)の直径
を有し、軸22と27の間隔は15.521インチ(約
39.4cm)、軸24と27の中心間隔は5.275
インチ(約13.4cm) 。
また切断刃31は60/1000インチ(約0.15c
口)の厚さを有し、相互に174インチ(約0.84c
m) 11間され、その延長位置においてベンドロール
21の表面から約0.384インチ(約0.98cm)
上方に突出する。また切断刃32は約60/1000イ
ンチ(約0.15cm)の厚さを有し、相互に174イ
ンチ(約0.64cm) li関し、1/2インチ(約
1.27cm)の高さを有し、それぞれの末端は切断ロ
ール23の円弧の中にある。このゼオメトリは、3/1
0インチ(釣0 、78cm)の最大噛み合い度(すな
わち切断ロール31と32の重なり合い度)を生じる。
さらに、切断ロールキャリヤ26はベッドロール21の
時計方向回転の角速度の2倍の速度で逆時計方向に回転
する。また切断ロール23はベッドロール21の角速度
の3倍の角速度でその軸線回りに時計方向に回転する。
このようにして切断ロール23は空間的にベッドロール
21と同一の角速度を有する。従って、この機構は切断
刃31と切断刃32が組合わされた時に相互に平行にな
るように構成されているので、巻取機の作動中にこれら
の切断刃は連続的に平行関係にある。さらにこのゼオメ
トリにより、これらの切断刃が噛み合い関係に入りまた
は出る際に、すなわちロール終結−ウェブ切断時点にお
いて、実質的に同等の速度を有する。
m1図の切断手段20の好ましい実施態様の動作につい
て、第1図(および第3図)、第5図、第7図の11ホ
序で説明する。第1図と第3図においては切断機構がそ
の噛み合い行程の中心にある(ベッドロール21.切断
ロール23およびキャリヤ26の1!11線が垂直に整
列する)のに対して、第5図は各要素が噛み合い関係か
ら出ようとしている状態を示し、また第7図は切断刃3
1がベッドロール21の中に後退するまで回転した状態
を示す。切断刃31はロール終結時点の直前まで後退し
ている。つぎにこれらの切断刃31は図示されない手段
によって延長され、かみ合った切断刃の中に通されたウ
ェブのロール#結破断を生じ、そこで後退される。
さらに切断刃31が後退される際に、ブーティズ41の
横方向列(その1つのみを図示する)が外側に延長され
る。これは、ロールの終結時点に際して。
ビン33上に突き刺されたウェブの自由端を開放する。
そこでブーティズが急速に戻される。
第2図、m4図およびfiG図に図示の従来の切断機構
120について述べれば、数字は、前記の第1図、第3
図、第5図および第7図の切断機構20の対応の要素の
数字と1桁および1o桁は同一であるが、100桁に1
を有する。
これらの図に示す従来の切断機構の動作は、切断刃13
1. 132が回転運動によって相互に噛み合い関係に
出入する事以外は前記の切!!?機構20の動作と同様
である。すなわち、ベッドロール121がその軸122
回りに回転し切断ロール123がその11124回りに
回転する際に、切断刃131が図示のように延長されて
いる時、上下の切断刃131,132がローラ作用で相
互に噛み合い関係に出入する。すなわち先行技術の切断
機構120は、その切断刃131,132のローラ作用
を示すのに対して、本発明は平行運動噛み合いを威す。
さらに第2図、第4図および第6図について述べれば、
先行技術の切断機構120の他の要素は弾性パッド13
4.ブーティズ141およびベッドロールシェルまたは
シリンダ140を含む。
第8図について述べれば、この図の切断刃角度不整列(
度数):係合%グラフは、従来の切断機#l1120:
本発明の改良型切断機構20の一定平行噛み合い作用の
比較を示す、線r PMCJ本発明の平行噛み合い切断
機構20のものであり、 「先行技術」線は先行技術の
ローラ作用切断機構120のものである。
PMC!、を整列している(平行、ゼロ不整列)である
が、先行技術の切断刃は噛み合い当初において−28,
2゜不整列であり、噛み合い末端において28.2’不
整列である。すなわち、与えられた幅の切断刃について
、先行技術の切断刃は相互干渉を避けるためにPMC機
構の切断刃以上に離間されなければならない。このよう
な先行技術の切断刃の広い間隔の故に、本発明のPMC
機構の場合よりも切断刃の先端に掛けられるウェブ部分
の最大延伸%が減少する。
例えば、先行技術の切断刃131,132は60/10
00インチ(約0.15cm)の厚さを有し、ローラ型
噛み合いを成すために3ノ8インチ(約0.95cm 
) 11間されるが、本発明の切断刃31,32は同じ
厚さを有するけれども174インチ(約0.84cm)
 jiI間するにすぎない。
故に同一の最大噛み合い度(例えば0.300インチ)
(約0 、78cm)について、先行技術の機構はその
378インチのウェブ長を最大約80%延伸するのに対
して、3セットの切断刃を有するPMCMC機構上の1
/4インチのウェブ長を最大約160%延伸させる。本
発明のP肛機構による最大延伸%が大である力1ら、先
行技術の機構の場合よりもロールの終結切断【こ際して
ウェブの破断が確実に保証される。この事番よ、前記の
3セットの切断刃構造につし)ても、また3セット以上
の切断刃構造についても同様である。
例えば本発明において切断刃をさらに近接させる事がで
きるのであるから、図示のよ運こして5セットの切断刃
を使用する事もできる。これらの切断刃は前記より幅広
い切断窓を生じ、従って走↑テするウェブの横方向弱化
線と切断刃の窓との間番こ所望の割り出し関係を保持し
やすくなり、故【こ弱化線に沿ったウェブの破断を確実
に実施して、このような割り出し関係のなし)ウェブ破
断よりもきれいなロール末端を得る事ができる。
第9図において、それぞれ3切断刃と5切断刃を有する
切断機構について切断窓の幅と最大延伸%との関係を示
すグラフを表示する。いずれのグラフも6071000
インチ(約0.15cm)の厚さと、3/lOインチ(
約0.76cm)の最大噛み合い度を有する9J断刃機
構に関するものである。点73は3セットの切断刃を有
するPMC構造に対応し、点173は3セットの従来構
造に対応する。点75は5セットの切断刃を有するPM
C装置に対応する。これは本発明よって得られる延伸度
が大きい事を示し、これは例えばクレープ紙および熱可
塑性フィルムなどの高延伸特性を有するウェブの切断機
について重要な特性である。
本発明は前記の説明のみに限定されるものでなく、その
主旨の範囲内において任意に変更実施できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の切断機構の一部破断された側面図、第
2図は先行技術の切WR機構の一部破断された側面図、
第3図は第1図の切断機構の一部破断された拡大図、9
4図は先行技術の切断機構の一部破断された拡大図、第
5図は第3図の切断機構においてその回転要素が時計方
向に回転されてその切断刃を噛み合いiI!後の位置に
配置した状態を示す側面図、第6図は第4図の切断機構
においてその回転要素が一方は時計方向に他方は逆時計
方向に回転されてその切断刃を噛み合い直後の位置に配
置した状態を示す側面図、第7図は第1図、@3図およ
び第5図の切断機構において1回転要素が第5図の位置
以上に回転され、ベッドロールの延長/P&退自在の切
断刃が図示されない手段によって後退された状態を示す
側面図、第8図は本発明の切断刃の平行作用と先行技術
の切断刃の非平行作用とを示すグラフ、また第9図は3
セット切断刃と5セット切断刃についてウェブ延伸度と
切断窓の幅とを比較するグラフである。 20、、、切断手段、21.、、ベッドロール、23.
、、切断ロール、28.、、キャリヤ、28,29.、
。滑車、30.、、ベルト、31,32.、、切断刃、
 33.、、ピン、 34.、、パッド。 40、、、シェル、41.、、ブーテイズ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ウェブ材料の元ロールからウェブを繰り出し繰り出
    されたウェブを前進させる手段と、前記ウェブの中にマ
    シン方向にシート長間隔に横方向弱化線を配備する手段
    と、製品ロールのウェブ長の間隔の弱化線に沿つてウェ
    ブを破断する切断手段と、製品ロールのウェブ長を製品
    ロール上に巻取る手段とを含み、前記切断手段はベッド
    ロールと、切断ロールと、前記ベッドロールと切断ロー
    ルを調時関係に回転させる手段と、1セットの切断刃と
    を含み、前記切断刃の一部は前記ベッドロール上に取り
    付けられ、他の切断刃は前記切断ロール上に取り付けら
    れ、前記の切断刃はウェブ破断−ロール終結時点におい
    てのみベッドロールと切断ロールの単なる回転運動によ
    つて非接触噛み合い関係に出入するように成された巻取
    装置中の改良型切断手段において、前記切断刃が前記の
    非接触噛み合い関係に出入する際に前記切断刃を相互に
    平行に同期速度関係に保持する手段を含む事を特徴とす
    る改良型切断機構を有するウェブ巻取機。 2、連続的に切断刃を平行関係に保持する手段を含む事
    を特徴とする請求項1に記載の切断機構を有するウェブ
    巻取機。 3、前記の連続的に切断刃を平行関係に保持する手段は
    、ベッドロールに隣接した円形軌道に沿ってまたベッド
    ロールに対して調時関係に前記切断ロールを移動させる
    手段と、前記切断ロールをその軸線回りにベッドロール
    と同一の空間角速度でベッドロールに対して角度的割り
    出し関係において回転させる手段と、前記切断刃が連続
    的に平行関係に保持されるように前記移動手段をベッド
    ロールの回転に対して割り出す割り出す手段とを含む事
    を特徴とする請求項2に記載の切断機構を有するウェブ
    巻取機。 4、前記切断刃セットは少なくとも3切断刃を含み、ま
    た各ロール上に少なくとも1枚の切断刃が取り付けられ
    る事を特徴とする請求項1に記載の改良型切断機構を有
    するウェブ巻取機。 5、前記切断刃セットは少なくとも4切断刃を含み、ま
    た各ロール上に少なくとも2枚の切断刃が取り付けられ
    る事を特徴とする請求項1に記載の改良型切断機構を有
    するウェブ巻取機。 6、前記切断刃セットは5切断刃を含み、その2枚は切
    断ロール上に取り付けられ、その3枚はベッドロール上
    に取り付けられる事を特徴とする請求項1に記載の改良
    型切断機構を有するウェブ巻取機。 7、前記の切断刃は、前記の噛み合いが単なるベッドロ
    ールと切断ロールとの回転運動によって実施される場合
    よりも周方向に相互に隣接させられる事を特徴とする請
    求項1に記載の切断機構を有するウェブ巻取機。
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