JP2000127088A

JP2000127088A - 紙管切断装置

Info

Publication number: JP2000127088A
Application number: JP10299816A
Authority: JP
Inventors: Tetsuji Soga; 哲至曽我; Eishin Kamasaka; 英信釜坂; Taiji Maruyama; 泰治丸山
Original assignee: IKUTA TEKKO KK
Current assignee: IKUTA TEKKO KK
Priority date: 1998-10-21
Filing date: 1998-10-21
Publication date: 2000-05-09

Abstract

(57)【要約】【課題】紙管切断装置の各カッター装置ごとに移動用
モータと位置決めセンサを設けなくともよく、かつ、位
置決め精度の向上も図れるようにする。【解決手段】紙管１の挿通される切芯軸２の長さ方向
に沿って並行な第１の線路３が設けられ、その線路３に
複数のカッター装置４を移動自在に取り付けた紙管切断
装置に、前記第１の線路３と並行な第２の線路４０を設
け、その線路４０に位置決め用移動キャリア４１を設け
る。前記カッター装置４に、出没自在の連結ピン５０を
設け、移動キャリア４１に連結孔５３を設ける。そし
て、連結ピン５０を連結孔５３に嵌入して移動キャリア
４１にカッター装置４を連結して所定の位置に配置でき
るようにする。この移動キャリア４１に駆動源と位置決
めセンサを設けることにより、一つのセンサで位置決め
がきるようにしてセンサのバラツキを防ぎ、位置決め精
度の向上を図れるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、長く形成された
紙管から所定の長さの紙管を切り出すための紙管切断装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トイレットペーパーや食品包装用ラップ
フィルムなどの中芯として使用される紙管の切断装置と
して、複数のカッター装置を備えた紙管切断装置が考え
られている。

【０００３】例えば、この切断装置は、図１の実施形態
を示す平面図のように、紙管１の挿通される切芯軸２の
長さ方向に沿って並行な第１の線路３を設け、その線路
３に複数のカッター装置４を移動自在に取り付けるよう
にしている。

【０００４】そして、そのカッター装置４を所定の間隔
で配置し、各カッター装置４のカッター５を切芯軸２に
挿通された紙管１に圧接することにより、所定長さの複
数の紙管１に切断するというものである。

【０００５】そのため、線路３上の各カッター装置４を
紙管１の切断長に応じて配置する一つの方法として、従
来、各カッター装置４ごとに移動用のモータと位置決め
センサとを備え、各カッター装置４が位置決めセンサに
よって線路３上の自身の位置を検出しながら移動用モー
タで決められた所定の位置に移動するという方法が考え
られていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように各カッター装置に移動用モータと位置決めセンサ
を備えたものでは、カッター装置の数だけ移動用モータ
と位置決めセンサが必要となり、コストが掛かる。

【０００７】また、このものでは、各カッター装置が個
々に位置決めセンサでもって線路上の位置を検出して移
動する。そのため、各位置決めセンサに誤差があると、
その誤差によってカッター装置の配置に「バラツキ」を
生じることが考えられる。したがって、決められた長さ
に紙管を切断できないという問題がある。

【０００８】このとき、「バラツキ」を少なくしようと
すると、位置決めセンサには、それぞれ誤差の揃った精
度の高いものを必要とするが、このように精度が高く誤
差の揃った位置決めセンサは高価であるため、この点か
らもコストがかかるという問題がある。

【０００９】さらに、調整を行う場合も複数のセンサに
ついて調整を行う必要があり、調整作業が煩雑で難しい
という問題もある。

【００１０】また、複数個のセンサを用いることから、
経年変化によるセンサの誤差の発生も個々のセンサごと
に違ったものとなることが予想され、長期間の位置決め
精度の保障が難しいという問題がある。

【００１１】そこで、この発明の課題は、各カッター装
置ごとに移動用モータと位置決めセンサを設けることな
く、位置決め精度の向上も図れるようにすることであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１では、紙管の挿通される切芯軸の長さ方向
に沿って並行な第１の線路を設け、その線路に移動自在
に支持された複数のカッター装置を所定の間隔で配置
し、各カッター装置の前記切芯軸と直角に対向したカッ
ターを切芯軸に挿通された紙管に圧接して紙管の切断を
行う紙管切断装置において、上記第１の線路と並行な第
２の線路を設け、かつ、その第２の線路に移動自在に支
持される位置決め用移動キャリアを設けるとともに、前
記移動キャリアとカッター装置のいずれか一方に出没自
在の連結ピンを設け、他方に前記ピンが嵌入される連結
孔を設けた構成を採用したのである。

【００１３】このような構成を採用して、第１の線路と
並行に第２の線路を設けることにより、前記移動キャリ
アあるいはカッター装置間で連結ピンを出して連結孔に
嵌入すると両者を連結できるので、移動キャリアを移動
することで、カッター装置を移動させることができる。

【００１４】また、カッター装置を移動させたのち、連
結ピンを引っ込めて連結孔との係合を解除すれば、カッ
ター装置を所定位置に配置することができる。この移動
と配置とを順に行うことにより、複数のカッター装置を
所定の位置に配置することができる。

【００１５】このように、移動キャリアによって複数の
カッター装置を所定の位置に配置できるので、移動キャ
リアに駆動源と位置決めセンサを設ければ、複数のカッ
ター装置の位置決めができる。このため、センサも一つ
で済むので、精度のバラツキを生じない。しかも、セン
サの調整も一つで済むので、長期間の精度の保障も容易
にできる。

【００１６】このとき、請求項２では、上記各カッター
装置に移動を規制するブレーキ手段を備え、そのブレー
キ手段を上記連結ピンが上記移動キャリアの連結孔との
係合時に解除され、係合解除後に作動するようにした構
成を採用したのである。

【００１７】このような構成を採用することにより、カ
ッター装置を所定位置に配置後に連結ピンと連結孔との
係合を解除すれば自動的にブレーキが働いて固定でき
る。

【００１８】また、請求項３では、上記ブレーキ手段を
空気圧が入力された際に規制を解除し、排気された際に
移動を規制する空気圧ブレーキとした構成を採用するこ
とにより、装置の停止時にも空気圧を入力することな
く、ブレーキをかけて位置を固定することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００２０】この形態の紙管切断装置は、図１、図２に
示すように、切芯軸部Ａ、給排部Ｂ、切断部Ｃとで構成
されている。

【００２１】切芯軸部Ａは、図３に示すように、三本の
切芯軸２が等間隔で取り付けられた回転ドラム６とチャ
ック機構７とで構成される。

【００２２】回転ドラム６は、割り出しモータＭ１と軸
受け８を介して接続されており、前記軸受け８には、デ
ィスクブレーキ９が取り付けられている。

【００２３】また、回転ドラム６には、位置検出用の近
接センサｐｘが備えられ、ドラム６を回転させて切芯軸
２を１２０°ごとに設定された処理位置ａ〜ｃで停止で
きるようになっている。

【００２４】チャック機構７は、図３に示すように、回
転ドラム６と対向して設けられている。

【００２５】チャック本体１０は、空気圧によって開閉
するツメ１２を有し、レールに載置された軸受１３によ
って回動自在に支持されている。また、その軸受１３
は、図３に示すようにリンクを介してエアーシリンダ１
１と連結されており、エアーシリンダ１１を作動してチ
ャック本体１０を前後にスライドさせるようになってい
る。

【００２６】さらに、チャック本体１０は、連結用ギア
とベルトを介して駆動モータＭ２に接続されており、前
記ギアに幅広ギアを用いることでチャック本体１０のス
ライドに係わりなくチャック本体１０に回転を付与でき
るようになっている。

【００２７】また、切芯軸部Ａには、図２に示すような
原管寄せ機構１４が設けられている。原管寄せ機構１４
は、エアーシリンダのロッドの先端に圧接用のツメ１５
を設けたもので、回転ドラム６の軸芯位置に取り付け台
１６を設けて取り付け、ロッド先端のツメ１５がａ点の
切芯軸２に当接するようになっている。そして、先端の
ツメ１５が、ロッドの前進位置で図１に示すように、切
芯軸２の支持端側に当接し、ロッドの後退に伴って切芯
軸２の開放端まで移動するようになっている。

【００２８】給排部Ｂは、紙管１を切芯軸部Ａへ供給す
る紙管供給装置Ｅと切断した紙管１を排出する紙管排出
装置Ｇとで構成されている。

【００２９】紙管供給装置Ｅは、図１に示すように、紙
管ホルダー２１と挿入手段Ｆとからなっている。

【００３０】紙管ホルダー２１は、図２、図４、図５に
示すように、昇降用のエアーシリンダ２２が取り付けら
れ、エアーシリンダ２２によって上昇及び下降するよう
になっており、後述するように、紙管１の供給位置から
ｂ点の切芯軸２の挿入位置へ移動するようになってい
る。

【００３１】また、紙管ホルダー２１は、図４に示すよ
うにＶ型断面に形成され、両端部に落下防止用の突起２
１’を設けて紙管１の挿入がやりやすいように支持する
構造となっている。なお、図２中符号２２’は、リニア
ブッシュである。

【００３２】挿入手段Ｆは、図２、図４に示すように、
リニアウェー２３に載置されたスライダー２５とそのス
ライダー２５に取り付けられたＬ型の当接板２６とで構
成されている。

【００３３】前記スライダー２５は、図２に示すよう
に、リニアウェー２３の両端部に設けたプーリー２７に
掛け渡したベルト２８と連結し、この掛け渡したプーリ
ー２７の一方をモータＭ３と接続して、モータＭ３の正
逆転で挿入プレート２４を前後進できるようになってい
る。

【００３４】排出装置Ｇは、図４、図５に示すように、
切断した紙管１を狭持する把持機構３０と把持機構３０
によって取り出した切断紙管１を運ぶ排出キャリア３４
とから構成されている。

【００３５】把持機構３０は、２台の紙管１を狭持する
ためのチャックを、図２に示すように、ロッド３６によ
って連結し、リニアウェー１７上を走行するようにした
ものである。

【００３６】すなわち、把持機構３０は、図４に示すよ
うに、エアーシリンダ３１によってツメ３５を開閉する
ようにしたチャックを紙管長に合わせたロッド３６で連
結し、そのロッド３６を台車３７で支持してモータＭ６
によってリニアウェー１７を移動するようにしたもので
ある。そして、前記ロッド３６に、リンク機構を介して
エアーシリンダ２０を取り付け、前記チャックが図４の
矢印で示すようにスイングするようになっている。

【００３７】排出キャリア３４は、紙管ホルダー２１と
同形状のＶ型断面に形成されたもので、図５の背面から
見た図に示すように、リニアウェー３５によって把持機
構３０と並行に移動するようになっており、載置された
紙管１を装置外へ運ぶことができるようになっている。

【００３８】次に、切断部Ｃは、図１に示すように、切
芯軸２の長さ方向に沿って並行に設けられた第１の線路
３と、その線路３に移動自在に取り付けられた複数のカ
ッター装置４と、前記第１の線路３と並行に設けられた
第２の線路４０と、その第２の線路４０に移動自在に支
持される位置決め用移動キャリア（以下、移動キャリ
ア）４１とで構成される。

【００３９】第１の線路３は、この形態の場合、図６に
示すように、基台３’に設けられ、その基台３’の開口
内に第２の線路４０が設けられている。

【００４０】各カッター装置は、図６、図７、図８に示
すように、前記第１の線路３に載置された台部４２と、
その台部４２に設けられたカッター部４３とからなって
いる。

【００４１】前記台部４２は、第１の線路３に載置さ
れ、切芯軸２の長さ方向に沿って移動自在となってい
る。

【００４２】カッター部４３は、カッター５とその駆動
装置４５とからなり、スライドブロック４６に取り付け
られている。

【００４３】カッター５は、ギアを介して駆動用モータ
Ｍ４と接続されており、カッター５上方にはピンチロー
ラ４８が設けられている。このピンチローラ４８は切断
時に紙管１に当接して紙管１の動揺を抑制し、切断がス
ムースに行えるようにするためのものである。

【００４４】前記スライドブロック４６は線路４６’に
載置され、継手を介してエアーシリンダ４７のロッドと
連結されている。そのため、ロッドが前進すると、カッ
ター５をａ点（切断位置）の切芯軸２に圧接できるよう
になっている。

【００４５】一方、各カッター装置４には、出没自在の
連結ピン５０が設けられている。連結ピン５０は、この
形態の場合、図６に示すように、エアーシリンダ５１と
接続されており、台部４２に設けた貫通孔５２に対して
垂直に取り付けられている。この連結ピン５０は、後述
するように、エアーシリンダ５１の前進により位置決め
用移動キャリア４１の連結孔５３に嵌入され、カッター
装置４と移動キャリア４１とを連結する。

【００４６】さらに、各カッター装置４には、台部４２
の下部に、ブレーキ手段としてエアーブレーキユニット
（以下、ブレーキ）６０が取り付けられている。このブ
レーキ６０には、第１の線路３と並行に設けた制動用の
パイプ６１が挿通されており、このパイプ６１に空気圧
でブレーキシューを圧接することにより制動を掛けるこ
とができるようになっている。

【００４７】この形態では、空気圧が入力された際にパ
イプ６１とブレーキシューの圧接を解除し、排気された
際に圧接するようになっており、空気圧を入力してカッ
ター装置４を移動し、排気を行えばブレーキ６０が働い
てその位置を保持できるようにしてある。なお、符号７
０はブレーキ６０用のバルブである。

【００４８】第２の線路４０は、この形態では、ボール
ネジ６３とガイド用のシャフト６２からなっている。前
記ボールネジ６３は、図３に示すように、駆動装置６４
と接続されている。駆動装置６４は、ボールネジ６３と
パルスジェネレータ付のサーボモータＭ５をタイミング
ベルトを介して連結し、ボールネジ６３に付与した回転
角と回転数とを検出できるようになっている。

【００４９】移動キャリア４１は、図８に示すように、
移動キャリア本体６５と連結部６６からなっており、前
記連結部６６には連結孔５３が設けられている。

【００５０】移動キャリア本体６５は、図６に示すよう
に、ガイド用シャフト６２を挿通するリニアブッシュ６
７とボールネジ６３と螺合するネジホルダー６８とを備
え、ネジホルダー６８によってボールネジ６３の回転角
と回転数とに応じた移送量が得られるようになってい
る。

【００５１】また、連結部６６は、図６に示すように、
カッター装置４の連結ピン５０の下方に位置するように
形成されており、連結孔５３をすり鉢型に形成して、連
結ピン５０とピタリと嵌合するようになっている。その
ため、移動キャリア４１をカッター装置４の下方に移動
し、連結ピン５０を進出して連結孔５３に嵌入すると、
両者を連結することができる。

【００５２】したがって、この連結状態で移動キャリア
４１を移動すると、カッター装置４を所定の位置まで移
動することができる。そして、移動後に、連結ピン５０
を後退して連結孔５３との係合を解除すると、所定位置
にカッター装置４を配置できる。この移動と配置とを順
に行うことで、複数のカッター装置４を所定の位置に配
置することができる。

【００５３】この形態は、以上のように構成され、この
切断装置では、まず、紙管１の切断寸法に合わせてカッ
ター装置４を移動する。

【００５４】すなわち、各カッター装置４に空気圧を入
力し、ブレーキ６０を解除したのち、例えば、この形態
では全カッター装置４と移動キャリア４１とを右端のホ
ームポジションに移動する。この移動は、図には示して
いないが、ゼロ点検出用のセンサを設けて自動的に行う
ようになっている。

【００５５】次に、移動キャリア４１を一番内側のカッ
ター装置４の直下へ移動する。この移動はボールネジ６
３を駆動装置６４により回転させて移動する。このと
き、各カッター装置４はホームポジションにあることか
ら、各カッター装置４と移動キャリア４１との距離は予
めわかる。そのため、例えば、移動中にパルスジェネレ
ータからのパルスを計数すれば、移動キャリア４１を各
カッター装置４の直下へ正確に移動させることができ
る。

【００５６】そして、例えば、移動キャリア４１が一番
左端のカッター装置４の直下へ移動すると、前記カッタ
ー装置４の連結ピン５０を空気圧を入力して進出させ、
移動キャリア４１の連結孔５３に嵌入する。こうしてカ
ッター装置４と連結すると、空気圧を入力してブレーキ
６０を開放した状態で、ボールネジ６３を駆動して所定
の位置まで移動する。このとき、移動キャリア４１の位
置は、パルスジェネレータのパルスを計数することによ
り検出できる。例えば、右方向に移動したときは計数し
たパルスを減算し、逆に左方向に移動したときには計数
したパルスを加算すれば、算出したパルス数によってホ
ームポジションからの位置が特定できる。

【００５７】こうしてカッター装置４を所定の位置へ移
動させると、排気してブレーキ６０を掛け、連結ピン５
０を後退させて係合を解除する。

【００５８】このように、排気によりブレーキ６０が掛
かるようにしてあるので、一度位置決めを行うと、再度
空気圧を入力するまで、その位置を維持することができ
る。このため、例えば、切断する紙管１の長さが同じ場
合は、一旦位置決めをしておけば、切断装置を停止して
も再開時に再度位置決めを行わなくともよいので、効率
よく作業を行うことができる。

【００５９】こうして一つのカッター装置４の位置決め
ができると、移動キャリア４１を次のカッター装置４の
直下へ移動させ、前述したのと同様にして連結ピン５０
で連結し、所定の位置へ移動する。

【００６０】この操作を順次繰り返すことにより、各カ
ッター装置４を所定の位置へ配置する。

【００６１】このように、この切断装置では、カッター
装置４の位置決めを移動キャリア４１によって行う。そ
のため、カッター装置４ごとに移動用モータや位置決め
センサを設ける必要がない。

【００６２】各カッター装置４の位置決めができると、
給排部Ｂによりホルダー部Ａへ紙管１の供給が行われ
る。

【００６３】この供給は、例えば、コンベアなどの搬送
装置により紙管ホルダー２１へ紙管１を供給する。この
とき、紙管ホルダー２１はエアシリンダー２２により供
給位置に下降してコンベアから供給を受けるようになっ
ている。そして、紙管１が載置されるとエアシリンダー
２２により挿入位置まで上昇する。同時に、挿入装置Ｆ
の挿入プレート２４が移動を開始し、当接部２６が紙管
キャリア２１に載置された紙管１の後端を押して進出さ
せ、図９（ａ）に示すように、ｂ点（供給位置）の切芯
軸２に挿通する。

【００６４】一方、このように紙管１が挿通されると、
ホルダー部Ａでは、回転ドラム６が１２０°回転し、挿
通された紙管１をａ点（切断位置）に移動する。する
と、図９（ｂ）に示すように、原管寄せ機構１４のシリ
ンダが後退し、ａ点の切芯軸２に嵌入された紙管１をチ
ャック機構７側に寄せる。このとき、チャック機構７
は、エアーシリンダ１１を作動してツメ１２で紙管１の
端部を挟持する。次に、モータＭ２が作動し、挟持した
紙管１に回転を付与する。一方、各カッター装置４のモ
ータＭ４も作動し、同時に、カッター装置４のエアーシ
リンダ４７が作動して図９（ｃ）に示すように、カッタ
ー５を回転させながら紙管１に圧接し、紙管１を所定の
長さに切断する。こうして紙管１が切断されると、カッ
ター装置４のエアーシリンダ４７は後退して紙管１から
カッター５を離す。同時にチャック機構７もシリンダ１
１を後退してツメ１２を開放し、紙管１との係合を解除
すると、回転ドラム６が１２０°回転し、切断した紙管
１をｃ点（排出位置）に移動する。すると、排出装置Ｇ
が作動して切断された紙管１の排出が行われる。

【００６５】このとき、排出装置Ｇは、エアーシリンダ
によってチャックを図４のように開放し、ツメ３５を開
いた状態で切芯軸部Ａ側に移動して待機しており、切断
された紙管１がｃ点（排出位置）に移動すると、前記チ
ャックをスイングして紙管１に当接し、ツメ３５を閉じ
て紙管１を掴み、台車１８を移動して給排部Ｂへ移動す
る。すると、前記ツメ３５によって紙管１は挟持され、
排出キャリア３３に取り出される。このとき、引き抜か
れた紙管１端の規定に満たないロス分は切芯軸２と排出
キャリア３３間に形成された隙間によって脱落し、直下
に設けた排出孔３２から排出される。

【００６６】こうして排出が終わると紙管キャリア２１
には、搬送装置により新しい紙管１が載置される。ま
た、このように紙管１が載置されると、再び紙管キャリ
ア２１は上昇して挿入装置Ｆを作動して上述したように
切断部Ｃによる切断と排出部Ｇによる切断紙管１の排出
とを繰り返す。このような一連の動作は、制御装置によ
ってコントロールされる。

【００６７】このように、この切断装置では、カッター
装置４の位置決めに移動キャリア４１を用いるようにし
たので、カッター装置４ごとに移動用モータと位置決め
センサを設ける必要がなく、複数の位置決めセンサの誤
差によってカッター装置４の移動位置に「バラツキ」を
生じることはない。

【００６８】また、複数個の精度の高いセンサを用いな
くてよいので、コストも押さえられる。

【００６９】同時に、経時変化によるセンサの誤差の発
生も、複数個のセンサを用いたときのように、それぞれ
のセンサの誤差が「バラツク」ことがなく、誤差が加算
されることがないので、相対的な誤差を生じない。した
がって、長期間の位置決め精度の保障ができ、調整作業
も簡単にできる。

【００７０】なお、実施形態では、連結ピンをカッター
装置側に設け、連結孔を移動キャリア側に設けたが、こ
れに限定されるものではない。例えば連結ピンを移動キ
ャリア側に設け、連結孔をカッター装置側に設けるよう
にしてもよい。このようにすると、突出させる機構の必
要な連結ピンが一つだけで済むので、コストの低減が図
れる。

【００７１】また、実施形態では、各種駆動装置の駆動
源としてエアーシリンダを用いたが、これに限定される
ものではない。例えば、これ以外に、油圧、ソレノイド
やモータなどを駆動源とすることもできる。

【００７２】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成し、移動
キャリアによってカッター装置の位置決めをできるよう
にし、各カッター装置ごとに移動用モータと位置決めセ
ンサを設けなくとも良いようにしたので、コストの低減
と位置決め精度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の平面図

【図２】実施形態の正面図

【図３】実施形態の要部の正面図

【図４】実施形態の要部の断面図

【図５】実施形態の要部の背面図

【図６】実施形態の要部の縦断面図

【図７】実施形態の要部の斜視図

【図８】実施形態の要部の平面図

【図９】（ａ）〜（ｄ）実施形態の作用説明図

【符号の説明】

１紙管２切芯軸３第１の線路４カッター装置５カッター４０第２の線路４１位置決め用移動キャリア５０連結ピン５３連結孔６０エアーブレーキユニット６５移動キャリア本体６６連結部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者丸山泰治大阪市東淀川区下新庄５丁目５番19号生田鉄工株式会社内Ｆターム(参考） 3E075 AA04 AA10 AA28 BA72 DB02 DB14 FA04 FA15 GA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】紙管の挿通される切芯軸の長さ方向に沿
って並行な第１の線路を設け、その線路に移動自在に支
持された複数のカッター装置を所定の間隔で配置し、各
カッター装置の前記切芯軸と直角に対向したカッターを
切芯軸に挿通された紙管に圧接して紙管の切断を行う紙
管切断装置において、上記第１の線路と並行な第２の線路を設け、かつ、その
第２の線路に移動自在に支持される位置決め用移動キャ
リアを設けるとともに、前記移動キャリアとカッター装
置のいずれか一方に出没自在の連結ピンを設け、他方に
前記ピンが嵌入される連結孔を設けた紙管切断装置。
【請求項２】上記各カッター装置に移動を規制するブ
レーキ手段を備え、そのブレーキ手段を上記連結ピンが
上記移動キャリアの連結孔との係合時に解除され、係合
解除後に作動するようにしたことを特徴とする請求項１
に記載の紙管切断装置。
【請求項３】上記ブレーキ手段を空気圧が入力された
際に規制を解除し、排気された際に移動を規制する空気
圧ブレーキとしたことを特徴とする請求項２に記載の紙
管切断装置。