JP2008056382A - 原紙ロール交換装置及び原紙ロール交換方法 - Google Patents

Abstract

【課題】作業安全性が良好且つ省スペースで作業効率が良くサイクルタイムをより短縮することができるようにした、原紙ロール交換装置及び原紙ロール交換方法を提供する。
【解決手段】 紙処理装置に装備され、旧原紙ロールの原紙に新原紙ロールの原紙を紙継ぎして原紙供給する原紙ロール交換装置であって、一箇所の紙継ぎ位置の下方に配置された第１の載置台３と、紙継ぎ時に第１の載置台３の上方の紙継ぎ位置で原紙ロールを支持する第１の支持装置５，６と、原紙供給時に紙継ぎ位置に隣接する一箇所の原紙供給位置で原紙ロール９を支持する第２の支持装置５，６と、第１の載置台３に隣接した位置に配置され、旧原紙ロールを載置する第２の載置台５，６と、第１の載置台５，６に新原紙ロールを搬入する搬入レール２と、第２の載置台４から旧原紙ロールを搬出する搬出レール８と、をそなえる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、コルゲートマシンの原紙供給部等に用いられ、紙処理装置に原紙を供給する原紙ロールを交換する原紙ロール交換装置及び原紙ロール交換方法に関する。

図７は従来技術の原紙ロール交換装置を示す模式的な上面視図である。図７に示すように、原紙ロール交換装置は、スタンド１０１と、スタンド１０１の両側（図中上下方向両側）にそれぞれ軸を中心に同軸上に回動可能に配設された一対の支持アーム１０２Ａ及び一対の支持アーム１０２Ｂと、原紙ロールの搬送経路としての２本の搬送レール１０４Ａ，１０４Ｂと、１本の排出レール１０５とを備えており、各搬送レール１０４Ａ，１０４Ｂにより搬入された原紙ロール１０３Ａ，１０３Ｂが支持アーム１０２Ａ，１０２Ｂによって回転可能に支持されるように構成されている。そして、各支持アーム１０２Ａ，１０２Ｂに支持された各原紙ロール１０３Ａ，１０３Ｂのうちのどちらか一方の原紙ロール（ここでは原紙ロール１０３Ａとする）からウェブ（連続紙）が繰り出され、繰り出されたウェブは段ボールシートの製造等の紙処理に用いられるようになっている。

一方、ウェブを繰り出していない方の原紙ロール１０３Ｂは支持アーム１０２Ｂに支持された状態で紙継ぎ装置による紙継ぎが行われるまでの間待機状態とされる。そして、現在原紙供給を行っている原紙ロール１０３Ａの原紙残量が基準以上に少なくなった場合や次工程へ供給するウェブの紙種や紙幅の変更（これをオーダー変更という）を行う場合等には、紙継ぎ装置において紙継ぎを行うことにより原紙ロール１０３Ａから原紙ロール１０３Ａとは紙種や紙幅の異なる原紙ロール１０３Ｂに交換され、原紙ロール１０３Ｂからウェブが繰り出されるように構成されている。

紙継ぎ装置は現在供給されているウェブとオーダー変更後に供給するウェブとを貼り合わせる紙貼り装置と現在繰り出されているウェブを切断するウェブ切断装置とを備えており、これらの装置によって、次工程に供給されるウェブが途中で途切れることなく、ウェブを供給する原紙ロールを交換することが可能となっている。
次工程への原紙供給を終えた使用済みの原紙ロール（以下、旧原紙ロールともいい、ここでは支持アーム１０２Ａ側の原紙ロールを例として説明する）は支持アーム１０２Ａから取り外されて搬送レール１０４Ａ上に載置され、搬送レール１０４Ａによって排出レール１０５側に移送され排出レール１０５によって排出される。

一方、旧原紙ロールが排出されると、新たな原紙ロール（以下、新原紙ロールともいう）が供給側から搬送レール１０４Ａによって支持アーム１０２Ａの下部まで搬入され、搬入された新原紙ロール１０３Ａは支持アーム１０２Ａに把持されて次回の紙継ぎまでの間待機するようになっている。
このように、図７に示す原紙ロール交換装置では、紙継ぎにより支持アーム１０２Ａ側の原紙ロール１０３Ａと支持アーム１０２Ｂ側の原紙ロール１０３Ｂとが交互に原紙供給を行うように構成されており、原紙供給を終えた旧原紙ロールは搬送レール１０４Ａ，１０４Ｂにより排出側に搬送されるとともに新しい原紙ロールが搬送レール１０４Ａ，１０４Ｂにより供給されるようになっている。

この新旧の原紙ロールの交換作業にかかる時間をサイクルタイムといい、近年では、原紙ロールからウェブを供給される後段の紙工機械が高速化するとともに、紙工機械により製品の小ロット他品種化のために使用するウェブ種類も頻繁に変更する必要があり、原紙ロール交換装置において上述のオーダー変更が頻繁に行われるため、この原紙ロールの交換にかかるサイクルタイムをより短縮することが望まれている。

ところが、上述のような原紙ロール交換装置では左右それぞれの原紙ロール１０３Ａ，１０３Ｂから交互に原紙供給が行われるため、新原紙ロールの供給側には新原紙ロールをストックしておくスペースの他に、原紙ロールを２本の搬送レール１０４Ａ，１０４Ｂに順次振り分けるためのスペースが必要となるばかりか原紙ロールを２本の搬送レール１０４Ａ，１０４Ｂに振り分けるための装置を設ける必要があり、大きなスペースが必要となる上装置コストが増大する。

また、原紙ロールを２本の搬送レール１０４Ａ，１０４Ｂに振り分ける作業が煩雑であることに加えて各支持アーム１０２Ａ，１０２Ｂの下部付近では旧原紙ロールと新原紙ロールとの搬送経路が重なってしまい、例えば、旧原紙ロールの搬出が完了するまでは新原紙ロールを供給できない等、原紙ロールの排出・搬入作業の搬送タイミングが煩雑になり、原紙ロールの搬入・交換・排出にかかるサイクルタイムが増大するという不都合もあった。

さらに、紙継ぎ装置が原紙ロール１０３Ａから原紙ロール１０３Ｂへの紙継用と原紙ロール１０３Ｂから原紙ロール１０３Ａへの紙継用との２種類必要となり、紙継ぎ装置を２箇所設ける分だけ装置コストが増大していた。
このような不都合を軽減するための技術として、従来、特許文献１〜３のものが提案されている。

特許文献１のものはいわゆる自走式と呼ばれるもので、図８に示すように原紙ロールを繰り出し可能に支持する原紙供給装置が複数配設され、この複数の原紙供給装置がローラ等の搬送手段により位置（ｄ）→（ｅ）→（ｆ）→（ｇ）→（ｄ）と順次移動するようになっている。
そして、位置（ｅ）において旧原紙ロールの排出を行い、位置（ｆ）において新原紙ロールを原紙供給装置に搬入する。また、位置（ｇ）において紙継ぎ装置により紙継を行うまでの間待機するとともに、位置（ｇ）において紙継が行われると、ウェブの繰り出しを開始した原紙ロールを支持した原紙供給装置は位置（ｇ）から位置（ｄ）へ移動する。

このように特許文献１の技術によれば、紙継を行う直前の原紙ロールは常に位置（ｇ）で待機するので紙継を行う際に現在ウェブの繰り出しを行っている原紙ロールと新原紙ロールとの位置関係が常に一定となるので、紙継のための紙継ぎ装置は１種類だけ設ければ良い。また、原紙ロールの原紙供給装置への搬入が常に位置（ｆ）で行われるとともに原紙供給装置からの原紙ロールの排出は常に位置（ｅ）で行われるので新原紙ロールと旧原紙ロールとの搬送経路が重複することがないので作業効率が向上し、サイクルタイムを短縮することができる。

一方、特許文献２及び特許文献３のものはいわゆる３本レール方式と呼ばれるものである。
例えば特許文献２のものは、図９に示すように、２本の搬入用コンベヤ（搬送レール）ＩＮ１，ＩＮ２と１本の搬出用コンベヤ（搬送レール）ＥＸとを備えている。またこれに加え、搬出用コンベヤＥＸの左右両側にはそれぞれ回動軸２０１，２０２を中心として所定の角度回動可能な一対のスイングアーム（支持アーム）２０３，２０４を備えている。

このような構成によれば、新原紙ロールの供給は２本の搬入用コンベヤＩＮ１，ＩＮ２によって行われるとともに旧原紙ロールの排出は搬出用コンベヤＥＸによって行われるので特許文献１のものと同様に新原紙ロールと旧原紙ロールとの搬送経路が重複することがないので作業効率が向上し、サイクルタイムを短縮することができる。
特公平７−７２０３９号公報 特許第２６５７１７３号公報 特公平６−１７１８６号公報

しかしながら、特許文献１のものは紙継待機位置である位置（ｇ）とウェブ繰り出し位置である位置（ｄ）との他に、新原紙ロールを原紙供給装置に搬入（セット）するための位置（ｆ）と原紙供給装置から旧原紙ロールを排出するための位置（ｅ）とを設ける必要がありこれらの位置（ｅ），（ｆ）を設けるためのスペースが必要となる。
また、ウェブを繰り出し可能に原紙ロールを支持する原紙供給装置が複数必要となる上、原紙供給装置を循環移動させるための搬送ローラ等の移送装置により自走させるため、各原紙供給装置に移送装置が必要である。また、移送を精度良く行うには適切な走行制御が必要となり装置コストが大きくなる。

さらに、原紙供給装置が原紙ロールを支持した状態で自走により移動するため、移動時に何らかの不具合が生じた場合には原紙ロールの支持が外れてしまうことが考えられ、搬送レールによって原紙ロールのみを搬送するものと比較して安定して搬送を行い難いことが考えられる。
また、特許文献２及び特許文献３のものは原紙ロールを搬送するための搬送レールを３本設ける必要があり、搬送用のレールが２本のものと比較して大きなスペースが必要となる上、搬送レールの経路が複雑になってしまうという不都合がある。

本発明はこのような課題に鑑み創案されたもので、ロールを安定して移送でき且つ省スペースで作業効率が良くサイクルタイムをより短縮することができるようにした、原紙ロール交換装置及び原紙ロール交換方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、請求項１記載の本発明の原紙ロール交換装置によれば、原紙ロールの原紙を用いて製品を製造する紙処理装置に装備され、使用を終える旧原紙ロールの原紙に新原紙ロールの原紙を紙継ぎして前記紙処理装置へ原紙供給する前記原紙ロールを前記旧原紙ロールから前記新原紙ロールに交換する原紙ロール交換装置であって、前記紙継ぎを行う一箇所のみに設定された紙継ぎ位置の下方に配置され、前記新原紙ロールが載置される第１の載置台と、前記紙継ぎ時に、前記第１の載置台の上方の前記紙継ぎ位置で前記原紙ロールを支持する第１の支持装置と、前記原紙供給時に、前記紙継ぎ位置に隣接して一箇所のみに設定された原紙供給位置で前記原紙ロールを支持する第２の支持装置と、前記原紙供給位置の下方の前記第１の載置台に隣接した位置に配置され、前記旧原紙ロールを載置する第２の載置台と、前記第１の載置台に前記新原紙ロールを搬入するための搬入レールと、前記第２の載置台から前記旧原紙ロールを搬出するための搬出レールと、をそなえたことを特徴としている。

また、基端を軸位置固定で回転可能に支持されて先端が揺動可能な一対のアームからなり、前記一対のアームの先端で前記原紙ロールの軸部両端を把持して前記原紙ロールを支持する第１及び第２の２組のロール支持機構をそなえ、前記第１及び第２のロール支持機構は、いずれも、上記一対のアームの先端を前記紙継ぎ位置に対応した姿勢とすることで前記第１の支持装置として機能し、上記一対のアームの先端を前記原紙供給位置に対応した姿勢とすることで前記第２の支持装置として機能し、前記第１及び第２のロール支持機構が前記揺動により交差する際に、一方のロール支持機構の軌道を他方のロール支持機構の軌道から退避させる退避構造がそなえられていることが好ましい（請求項２）。

また、前記第１の載置台を昇降させる第１の昇降装置をそなえることが好ましい（請求項３）。また、前記第２の載置台を昇降させる第２の昇降装置をそなえることも好ましい（請求項４）。
また、前記搬入レールの搬入方向と前記搬出レールの搬出方向とが略平行且つ同方向となるように前記各レールが配設されていることが好ましい（請求項５）。

また、前記搬入レールの最下流部にはレール進行方向に対して略直交方向に前記新原紙ロールを移送して前記第１の載置台へ搬入する新原紙ロール搬入装置がそなえられていることが好ましい（請求項６）。
また、前記新原紙ロール搬入装置は、前記搬入レールが前記第１の載置台に向かって低くなるように前記搬入レールを傾斜させる搬入レール傾斜角付与機構を備えていることが好ましい（請求項７）。

また、前記第２の載置台には前記旧原紙ロールの軸方向と略直交する方向に前記旧原紙ロールを移送して前記搬出レールへ搬出する旧原紙ロール搬出装置がそなえられていることが好ましい（請求項８）。
また、前記旧原紙ロール搬出装置は前記第２の載置台が前記搬出レールに向かって低くなるように前記第２の載置台を傾斜させる傾斜角付与機構を備えていることが好ましい（請求項９）。

また、請求項１０記載の本発明の原紙ロール交換方法は、原紙ロールの原紙を用いて製品を製造する紙処理装置において、使用を終える旧原紙ロールから新原紙ロールに交換する原紙ロール交換方法であって、一箇所のみに設定された紙継ぎ位置に搬入レールにより前記新原紙ロールを搬入する新原紙ロール搬入ステップと、前記新原紙ロール搬入ステップ終了後、前記紙継ぎ位置に隣接して一箇所のみに設定された原紙供給位置に配置されて原紙供給を終えようとする旧原紙ロールの原紙に、前記紙継ぎ位置に配置された前記新原紙ロールの原紙を紙継ぎする紙継ぎステップと、前記紙継ぎステップ終了後、使用を終えた前記旧原紙ロールを搬出レールにより前記原紙供給位置から搬出する旧原紙ロール搬出ステップと、前記旧原紙ロール搬出ステップ終了後又は前記旧原紙ロール搬出ステップと同時に、前記原紙供給状態の原紙ロールを、前記紙継ぎ位置から前記原紙供給位置に移送する原紙供給位置移送ステップと、をそなえたことを特徴としている。

本発明の原紙ロール交換装置及び原紙ロール交換方法によれば、紙継ぎ位置及び原紙供給位置が一箇所にのみに設定されているので、紙継ぎ位置に対応して紙継ぎ装置を複数個設ける必要がなく装置コストを低減することができる。また、新原紙ロールの搬入経路と旧原紙ロールの搬出経路とが重複することないばかりか、原紙ロールの搬入・搬出にかかる原紙ロールの搬送経路が分岐することのない一筋の連続した経路となるので原紙ロールの交換を作業効率良く行うことができ、原紙ロールの交換にかかるサイクルタイムをより短縮することができる。

また、原紙ロールの搬入及び搬出は搬送レールによって行われるので、特許文献１のもののごとく自走式の原紙供給装置を用いることによる原紙ロールの搬送安全性の低下や原紙供給装置への原紙ロールの搬入及び原紙供給装置からの原紙ロールの搬出のための位置を確保することによる無駄スペースの発生を防止することができる。
さらに、紙継ぎ位置が一箇所にのみ設定されているので、特許文献２，３のごとく原紙ロールの搬入用に２本の搬送レールを配設する必要がなく、装置コストを低減できる上、装置をより小型化することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。本実施形態は、原紙ロールから繰り出された原紙（ウェブ）を用いて段ボールシートを製造する紙処理装置としてのコルゲートマシンの原紙供給部に本発明の原紙ロール交換装置を適用したものであり、原紙ロール交換装置がコルゲートマシンの原紙供給ラインの最上流部を形成するように構成されている。

図１〜図６はいずれも本発明の一実施形態としての原紙ロール交換装置及び原紙ロール交換方法を説明するためのものであって、図１は原紙ロール交換装置を上面視で模式的に示す図、図２は原紙ロール交換装置を側面視で模式的に示す図、図３は、図１のＸ−Ｘ断面を部分的に示す図、図４は原紙ロール交換装置の下部を側面視で模式的に示す図、図５（Ａ）〜（Ｄ）はいずれも原紙ロール交換装置の動作態様を示す上面視の模式図、図６（Ａ）〜（Ｄ）はいずれも原紙ロール交換装置の動作態様を示す側面視の模式図である。

図１，図２に示すように、原紙ロール交換装置１は、搬入レール２と、搬入側載置台（第１の載置台）３と、搬出側載置台（第２の載置台）４と、１組のスイングアーム５Ａ，５Ｂからなる上スイングアーム（第１のロール支持機構）５及び１組のスイングアーム６Ａ，６Ｂからなる下スイングアーム（第２のロール支持機構）６をそなえた原紙ロール支持装置７と、搬出レール８と、紙継ぎ装置（スプライサ）１０とを備えて構成されている。紙継ぎ装置１０については公知のものを使用可能であり、紙継ぎ装置１０により現在供給されている旧原紙に対して新たに供給する新原紙を継ぎ合わせることが可能に構成されている。

ここでは、紙継ぎ装置１０は、ガイドロール１３，１４，一対の圧着バー１５，ナイフ１６をそなえて構成され、紙継ぎの際にはガイドロール１４に内蔵された電磁ブレーキ機構（図示略）により走行するウェブが一端停止され、ウェブの走行が停止した状態で圧着バー１５により旧原紙と新原紙とが圧着されて、新原紙の先端部分に予め貼り付けられた両面テープを介して新旧の原紙が接合されるとともにナイフ１６により接合部よりも上流側の旧原紙のみが切断される。その後、ガイドロールのブレーキが解除されることにより紙継ぎされた新原紙が供給されるようになっている。なお、圧着バー１５には図示しない吸引機構がそなえられており、紙継ぎ待機中の新原紙は圧着バー１５に吸引された状態で保持されるようになっている。

そして、原紙ロール（巻き取り紙）９は搬入レール２，搬入側載置台３，原紙ロール移送機構７，搬出側載置台４，搬出レール８の順にこれらの各部により形成される原紙ロール搬送ライン上を搬送されるようになっている。
なお、以下、原紙供給前の原紙ロール９を新原紙ロールと呼び、原紙供給終了時（終了直前及び終了後を含む）の原紙ロール９を旧原紙ロールと呼ぶ。

搬入レール２は複数あるいは単数の上流側ベルトコンベア２Ａ及び最下流部のベルトコンベア２Ｂによって構成されており、搬入レール２は新原紙ロール９がストックされている図示省略の新原紙ロール置き場から搬入側載置台３の近傍にまで新原紙ロール９を搬入し得るように配設されている。
なお、新原紙ロール９は新原紙ロール置き場において使用順に搬入レール２上に載置されるが、このとき新原紙ロール９は搬入レール２の搬送方向と軸方向が一致するように配向され、搬入レール２により搬送されるようになっている。

搬入レール２の最下流部のベルトコンベア２Ｂは搬送する新原紙ロール９の幅方向長さに対応した長さに設定されている。ベルトコンベア２Ｂは適当な間隔を有して配設された２本のブリッジ部材１１を介して搬入側載置台３と接続されており、各ブリッジ部材１１を介して新原紙ロール９をベルトコンベア２Ｂから搬入側載置台３へと搬入可能となっている。なお、各ブリッジ部材１１はいずれもベルトコンベア２Ｂのベルト搬送方向と直交あるいは略直交方向に搬入側載置台３の近傍付近にまで延在している。

ベルトコンベア２Ｂには図４に示すように新原紙ロール搬入装置として油圧シリンダ及びピン等で構成される傾斜角付与機構（搬入レール傾斜角付与機構）２Ｃが配設されており、傾斜角付与機構２Ｃは図中２点鎖線で示すようにベルトコンベア２Ｂが搬入側載置台３に向かって低くなるように下流側ベルトコンベア２Ｂ及びブリッジ部材１１に傾斜角を付与可能に構成されている。

搬入側載置台３は後述する紙継ぎ位置（図中Ｐ１）の下方（本実施形態では直下）に配設されており、新原紙ロール９を下方から支持する支持床３Ａ，新原紙ロール９の転がり方向両端側を支持して新原紙ロール９の転がりを規制するための規制部３Ｂ，３Ｃ，支持床３Ａ及び各規制部３Ｂ，３Ｃを昇降させる新原紙ロールリフタ（第１の昇降装置）３Ｄを備えて構成されている。

搬出側載置台４は後述する原紙供給位置（図中Ｐ２）の下方（本実施形態では直下）に配設されており２本のブリッジ部材１２を介して搬出レール８と接続されている。搬出側載置台４は旧原紙ロール９を支持する支持床４Ａと、支持床４Ａを昇降させる旧原紙ロールリフタ（第２の昇降装置）４Ｂと、搬出側載置台４から搬出レール８に向かって低くなるように支持床４Ａ及び各ブリッジ部材１２を傾斜させる傾斜角付与機構４Ｃを備えて構成されている。

搬出レール８は最上流のベルトコンベア８Ａと単数又は複数の下流側ベルトコンベア８Ｂによって構成されており、搬出レール８は旧原紙用載置台４から搬出された旧原紙ロール９を図示省略の旧原紙ロール置き場まで搬送可能に配設されている。
また、最上流のベルトコンベア８Ａの両端部には原紙ロールの転落を防止するための規制部８Ｃ，８Ｄが設けられている。

（ロール支持装置）
次に、原紙ロール支持装置７の構成について説明する。図１，図２に示すように原紙ロール支持装置７は、ロール支持機構としての上スイングアーム５及び下スイングアーム６，上アーム支点シャフト２０，下アーム支点シャフト２１，アームスタンド（フレーム）２２Ａ，２２Ｂとを備えて構成されている。なお、図２では搬入側載置台３及び搬出側載置台４は簡略化して表現している。

上支点シャフト２０は原紙供給位置での原紙ロール９の軸芯部（軸部）よりも上方において各アームスタンド２２Ａ，２２Ｂにそれぞれ枢支されるとともに、各スイングアーム５Ａ，５Ｂに挿通されている。なお、各アームスタンド２２Ａ，２２Ｂはそれぞれ基端がフロアに固設されている。
上スイングアーム５は上述したように一対のスイングアーム５Ａ，５Ｂによって構成されている。各スイングアーム５Ａ，５Ｂは基端を上支点シャフト２０により回転可能に支持されており、先端部には互いに向かい合うように突出し原紙ロール９の図示省略の軸芯部に挿入され原紙ロール９を回転可能に支持（把持）する挿入部２３Ａ，２３Ｂが形成されている。なお、挿入部２３Ａ，２３Ｂは原紙ロール９の軸芯部（軸部）に容易に挿入しうるように先端が先細りのテーパ状に形成されている。

上支点シャフト２０と各スイングアーム５Ａ，５Ｂとは上支点シャフト２０の回転により各スイングアーム５Ａ，５Ｂが上支点シャフト２０を回転軸として揺動可能となるように回転力を伝達可能となるように後述するようにアーム回転機構が形成されている。
また、各スイングアーム５Ａ，５Ｂは上支点シャフト２０の軸方向にそれぞれスライド変位可能となっており、各スイングアーム５Ａ，５Ｂは後述するスライド機構（退避構造）により上支点シャフト２０の軸方向であり原紙ロール９の幅方向（ウェブ幅方向）である方向に駆動され、各スイングアーム５Ａ，５Ｂの挿入部２３Ａ，２３Ｂが原紙ロール９の軸芯部に挿入されて原紙ロール９を把持する把持位置と原紙ロール９の把持を解除する把持解除位置とを変位可能に構成されている。

下支点シャフト２１は上支点シャフトの略鉛直方向下方であるとともに原紙供給位置での原紙ロール９の軸心よりも下方において、各アームスタンド２２Ａ，２２Ｂに枢支されるとともに、各スイングアーム６Ａ，６Ｂに挿通されている。
下スイングアーム６は一対のスイングアーム６Ａ，６Ｂによって構成されており、各スイングアーム６Ａ，６Ｂは基端を下支点シャフト２１により回転可能に支持され、上スイングアーム５と同様に先端部分には互いに向かい合うように突出して原紙ロール９の図示省略の軸芯部に挿入可能であり、原紙ロール９を回転可能に支持する挿入部２４Ａ，２４Ｂが形成されている。なお、挿入部２４Ａ，２４Ｂは原紙ロール９の軸芯部に容易に挿入しうるように先細りのテーパ状に形成されている。

下支点シャフト２１と各スイングアーム６Ａ，６Ｂとは下支点シャフト２１の回転により各スイングアーム６Ａ，６Ｂが下支点シャフト２１を回転軸として揺動可能となるように回転力を伝達可能となるように後述するアーム回転機構が形成されている。
また、各スイングアーム６Ａ，６Ｂは下支点シャフト２１の軸方向にそれぞれスライド変位可能となっており、各スイングアーム６Ａ，６Ｂは後述するのスライド機構により下支点シャフト２１の軸方向であり原紙ロール９の幅方向（ウェブ幅方向）に変移可能となっている。

ここで、上述のアーム回転機構及びスライド機構の構成についてより詳しく説明する。なお、これら両機構の構成は上支点シャフト２０側と下支点シャフト２１側とで上下対称に構成されるので、ここでは下支点シャフト２１側のアーム回転機構及びスライド機構を例に説明し、上支点シャフト側についての説明は省略する。
図３に示すように、下支点シャフト２１はフロアに立設されたアームスタンド２２Ａ，２２Ｂによって、両端が回転自在に支持され、一端に設けられたシャフト駆動モータ３０により回転駆動されるようになっている。この下支点シャフト２１には、軸線方向に沿ってキー３３が固設されるとともに、互いに逆方向に形成された雄ねじ３６，３７を有するねじ軸３１が軸受け３４，３５で回転自在に支持され配設されている。各スイングアーム６Ａ，６Ｂには、キー３３と係合するキー溝３３ａ及びねじ軸３１の雄ねじ３６，３７と螺合する雌ねじ３６ａ，３７ａが形成される。

また、下支点シャフト２１の一端（ここでは、シャフト駆動モータ３０が配設される側の端部）には、ネジ軸駆動モータ３２が設置されており、ねじ軸３１の一端に固設された歯車３８と、歯車３８よりも小さくネジ軸駆動モータ３２の回転軸に固設されて歯車３８と噛合する歯車３８よりも小さい歯車３９とからなる減速機構を介して、ネジ軸駆動モータ３２の回転が減速されて下支点シャフト２１に伝達されるようになっている。

キー３３のキー溝３３ａへの係合により、各スイングアーム６Ａ，６Ｂは下支点シャフト２１に対して一体に回転し且つ軸方向にスライド可能に結合されている。また、雄ねじ３６，３７と雌ねじ３６ａ，３７ａとの螺合により、ねじ軸３１が回転すると、各スイングアーム６Ａ，６Ｂは下支点シャフト２１に沿って互いに接近する方向或いは互いに離隔する方向に装置幅方向のセンタを中心に対称に移動するようになっている。

アーム回転機構は、シャフト駆動モータ３０と、シャフト駆動モータ３０により回転駆動される下支点シャフト２１と、各スイングアーム６Ａ，６Ｂを下支点シャフト２１に対して一体回転するように回転方向に係止するキー３３及びキー溝３３ａとからなり、シャフト駆動モータ３０が下支点シャフト２１を回転駆動すると、各スイングアーム６Ａ，６Ｂが下支点シャフト２１と一体に回転駆動されるようになっている。

また、スライド機構は、各スイングアーム６Ａ，６Ｂを下支点シャフト２１に対して軸方向にスライド可能に係止するキー３３及びキー溝３３ａと、ネジ軸駆動モータ３２と、ネジ軸駆動モータ３２により回転駆動されるねじ軸３１と、ねじ軸３１の雄ねじ３６，３７と、各スイングアーム６Ａ，６Ｂに形成され雄ねじ３６，３７とそれぞれ螺合しねじ軸３１の回転運動をスイングアーム６Ａ，６Ｂのスライド運動に変換する雌ねじ３６ａ，３７ａとからなり、ネジ軸駆動モータ３２がねじ軸３１を回転駆動すると、その回転方向に応じて、各スイングアーム６Ａ，６Ｂが装置幅方向のセンタを中心に対称に離隔駆動又は接近駆動されるようになっている。

つまり、上支点シャフト２０及び下支点シャフト２１はそれぞれ上述したアーム回転機構及びスライド機構により、上スイングアーム５及び下スイングアーム６を揺動させて上下のスイングアーム５，６の各挿入部２３Ａ，２３Ｂ，２４Ａ，２４Ｂがそれぞれ紙継ぎ位置に対応した姿勢と原紙供給位置に対応した姿勢との間を変位可能となっている。なお、上下のスイングアーム５，６が紙継ぎ位置に対応した姿勢のときの各挿入部２３Ａ，２３Ｂ，２４Ａ，２４Ｂと原紙供給位置に対応した姿勢のときの各挿入部２３Ａ，２３Ｂ，２４Ａ，２４Ｂとは同一鉛直方向位置あるいは略鉛直方向位置に位置するように構成されている。

なお、上下の各スイングアーム５，６は、原紙ロール把持解除状態にあるときにはスライド機構によりそれぞれ原紙ロール把持状態の他方の各スイングアーム５，６の軌道と干渉しないように十分にウェブ幅方向外側に退避するようになっており、上下の各スイングアーム５，６がそれぞれ干渉することなく交差可能となっている。

本発明の一実施形態にかかる原紙ロール交換装置はこのように構成されているので、以下、図５，図６を用いて説明するような作用及び効果を奏する。
まず、図５（Ａ），図６（Ａ）に示す状態では原紙ロール９Ａが搬出側載置台４の上方にある原紙供給位置において上スイングアーム５Ａ，５Ｂにより把持されており、原紙ロール９Ａから原紙（ウェブ）Ｗが繰り出され、繰り出されたウェブＷは紙継ぎ装置１０を経由してコルゲートマシンの後段の各装置へと搬送されている。
一方、原紙ロール９Ａの次に使用する原紙ロール９Ｂは搬入側載置台３の上方にある紙継ぎ位置において下スイングアーム６Ａ，６Ｂにより把持され、原紙ロール９Ｂから紙継ぎ装置１０まではウェブＷが繰り出され、原紙ロール９Ｂは紙継ぎ装置１０により紙継ぎが行われるまで紙継ぎ位置で待機する。

このとき、搬入レール２の最下流のベルトコンベア２Ｂには原紙ロール９Ｂの次に使用する原紙ロール９Ｃが搬入され、原紙ロール９Ｃがベルトコンベア２Ｂ上で待機する。
そして、コルゲートマシンに供給する原紙を変更（オーダー変更）する際には紙継ぎ装置１０により原紙ロール９ＡのウェブＷと原紙ロール９ＢのウェブＷとが貼り合わされるとともに、原紙ロール９ＡのウェブＷが切断されて紙継ぎが行われる。この紙継ぎにより使用を終え、旧原紙ロールとなる原紙ロール９ＡのウェブＷに次の原紙ロール９ＢのウェブＷが紙継ぎされ、原紙ロール９Ａの原紙からサイズや紙質等が変更された原紙ロール９Ｂの原紙が途切れることなく連続してコルゲートマシンへ原紙供給されることとなる（紙継ぎステップ）。

図５（Ｂ），図６（Ｂ）に示す状態は、図５（Ａ），図６（Ａ）に続く状態であり、ここでは、使用を終えた旧原紙ロール９Ａが搬出される（旧原紙ロール搬出ステップ）。
より詳しくは紙継ぎ装置１０により紙継ぎを終えるかもしくは紙継ぎ動作中に図４及び図６（Ｂ）に示すように搬出側載置台４の支持床４Ａが旧原紙ロールリフタ４Ｂにより旧原紙ロール９Ａの下方に当接あるいは略当接（直近まで接近）する位置まで上昇する。

そして、紙継ぎ装置１０による紙継ぎ動作が完了すると、図５（Ｂ）に示すように上スイングアーム５Ａ，５Ｂは上支点シャフト２０に沿って原紙ロールのウェブ幅方向外側にそれぞれスライド移動して旧原紙ロール９Ａの把持を解除する。各上スイングアーム５Ａ，５Ｂにより把持を解除された旧原紙ロール９Ａは搬出側載置台４の支持床４Ａ上に載置される。

旧原紙ロール９Ａが支持床４Ａに載置されると旧原紙ロールリフタ４Ｂにより搬出レール８と略等しい高さにまで支持床４Ａが徐々に降下するとともに、傾斜角付与機構４Ｃにより降下した支持床４Ａ及び各ブリッジ部材１２が搬出側載置台４から搬出レール８に向かって低くなるように傾斜角を付与される。
これにより、支持床４Ａに載置された旧原紙ロール９Ａは原紙供給位置から下方の搬出側載置台４へと搬出される。その後、支持床４Ａ及びブリッジ部材１２の傾斜により、支持床４Ａからブリッジ部材１２を経由して搬出レール８へと転がり、旧原紙ロール９Ａは搬出レール８へと搬出され、搬出レール８の各ベルトコンベア８Ａ，８Ｂにより図示省略の旧原紙ロール置き場へと搬出されることとなる（旧原紙ロール搬出ステップ）。

図５（Ｃ），図６（Ｃ）に示す状態は、図５（Ｂ），図６（Ｂ）に続く状態であり、ここでは、紙継ぎ終了後、原紙供給状態の原紙ロール９Ｂが原紙供給位置へと移送されるとともに原紙ロール９Ｂの次の原紙ロール９Ｃが搬入側載置台３へと搬入される（供給位置移送ステップ，新原紙ロール搬入ステップ）。
より詳しくは、図５（Ｃ）及び図６（Ｃ）に示すように、下スイングアーム６Ａ，６Ｂが原紙供給状態にある原紙ロール９Ｂを把持した状態で図６（Ｃ）中時計回りに揺動し、原紙ロール９Ｂを紙継ぎ位置から原紙供給位置へと移送する（供給位置移送ステップ）。また、このとき上スイングアーム５Ａ，５Ｂは原紙ロールの把持を解除して、互いにウェブ幅方向に拡開した位置にあるが、上スイングアーム５Ａ，５Ｂは下スイングアーム６Ａ，６Ｂと行き交うように図６中時計回りに揺動し、原紙供給位置に対応するアーム角度から紙継ぎ位置に対応するアーム角度となるようにそれぞれ移動する。

一方、原紙ロール９Ｂが紙継ぎ位置から原紙供給位置へと移送されると、搬入レール２の傾斜角付与機構２Ｃによりベルトコンベア２Ｂ及びブリッジ部材１１が搬入側載置台３に向かって低くなるように傾斜され、ベルトコンベア２Ｂ上に載置されている原紙ロール９Ｃは傾斜に沿って転がり、ベルトコンベア２Ｂからブリッジ部材１１を経由して搬入側載置台３へと搬入される。搬入側載置台３は原紙ロール９Ｃが搬入されると、各規制部３Ｂ，３Ｃが起立し、これにより原紙ロール９Ｃの搬入側載置台３の支持床３Ａからの脱落を防止する。

図５（Ｄ），図６（Ｄ）に示す状態は、図５（Ｃ），図６（Ｃ）に続く状態であり、ここでは、原紙供給位置において原紙ロール９Ｂにより原紙供給が行われるとともに次の原紙ロール９Ｃが紙継ぎ位置に搬入されて紙継ぎまでの間待機される。
より詳しくは、図５（Ｄ），図６（Ｄ）に示すように、搬入側載置台３の新原紙ロールリフタ３Ｄにより新原紙ロール９Ｃを載置した支持床３Ａが徐々に上昇して新原紙ロール９Ｃを紙継ぎ位置あるいはその近傍にまで移送する。

そして、紙継ぎ位置あるいはその近傍において、上スイングアーム５Ａ，５Ｂが互いにウェブ幅方向内側にスライド移動し、各挿入部２３Ａ，２３Ｂが新原紙ロール９Ｃの軸芯に挿入され、紙継ぎ位置で上スイングアーム５Ａ，５Ｂにより新原紙ロール９Ｃが把持状態となる。この後、新原紙ロールリフタ３Ｄにより搬入側載置台３の支持床３Ａが、搬入レール２のベルトコンベアと略同じ高さまで降下する。

そして、図５（Ｄ），図６（Ｄ）の状態の後には、上述の図５（Ａ），図６（Ａ）の状態から上下のスイングアーム５，６の位置関係のみが入れ換わった状態へと続き、以降、上下のスイングアーム５，６の位置関係のみが入れ換わった状態で図５（Ａ）〜（Ｄ），図６（Ａ）〜（Ｄ）の動作を行った後に図５（Ａ），図６（Ａ）の状態へ戻る。
このように、本実施形態にかかる原紙ロール交換装置及び原紙ロール交換方法によれば、原紙ロール９の搬入及び搬出にかかる搬送ラインが搬入レール２，搬入側載置台３，原紙ロール移送機構７，搬出側載置台４，搬出レール８の順に分岐あるいは合流することなく連続しているので、原紙ロールの搬送経路が重複することがなく、経路の重複区間において一方の原紙ロールが搬送される間他方の原紙ロールが待機状態となる等の不必要な待ち時間等が生じることを防止して原紙ロールの交換にあたっての作業効率を向上させることができ、原紙ロールの交換にかかるサイクルタイムを低減することができる。

また、搬入レール２及び搬出レール８のそれぞれの原紙ロール搬送方向が略平行且つ同じ向きとなるように構成されているので、使用前の新原紙ロール置き場と使用を終えた旧原紙ロール置き場とをコルゲートマシンあるいは原紙ロール交換装置を挟んだ異なる位置に配設することができ、新原紙ロールと旧原紙ロールとがストックヤードにおいて混在する等の不都合を防止することができる。

さらに、ロール支持装置（ロール支持機構）としての上下のスイングアーム５，６が、それぞれ、自身が原紙ロール９を把持していないときにはスライド機構（退避構造）により他方のスイングアームの軌道と干渉しないように十分にウェブ幅方向外側に退避するので、上下のスイングアーム５，６がそれぞれ干渉することなく交差することができ、これにより、一方で原紙ロール９を紙継ぎ位置から原紙供給位置へと移送すると同時に他方では次の原紙ロールを把持するためのアームを原紙供給位置から紙継ぎ位置へと準備することができる。

さらに、上スイングアーム５の支点軸である上支点シャフト２０と下スイングアーム６の支点軸である下支点シャフト２１とが略鉛直方向に並設されているので、高さ方向のスペースを有効に利用して、装置の省スペース化を図ることができる。

［その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述の実施形態においては紙処理装置として段ボールシートを製造するコルゲートマシンを例に説明したが本発明の紙処理装置はコルゲートマシンに限定するものではなく、輪転印刷機等、連続紙を使用する印刷機やその他の紙工機械に広く適用可能である。

また、上述の実施形態では第１及び第２の支持装置としてのロール支持機構として、上下のスイングアームを例に説明したが、第１及び第２の支持装置としては実施形態における上下のスイングアームに限定するものではなく紙継ぎ位置及び原紙供給位置のそれぞれにおいて原紙ロールを支持可能なものであればよい。もちろん、紙継ぎ位置と原紙供給位置との間を、原紙ロールを支持した状態で移動させるものであることが好ましく、例えば、水平方向にスライドするアーム等を適用してもよい。また、上述の実施形態のように、上下に各一組ずつスイングアームを配設することに代えて、紙継ぎ位置及び原紙供給位置の上部あるいは下部のどちらか一方に２組のスイングアームを配設するようにしてもよい。このとき、一方のスイングアームの各基端の位置が他方のスイングアームの各基端の位置のウェブ幅方向内側に配設することが好ましい。このようにすれば、それぞれのスイングアームの揺動軌道が干渉することがなく、各スイングアームを円滑に交差させることができる。

本発明の一実施形態にかかる原紙ロール交換装置及び原紙ロール交換方法を説明するためのものであって、原紙ロール交換装置の上面視を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態にかかる原紙ロール交換装置及び原紙ロール交換方法を説明するためのものであって、原紙ロール交換装置を側面視で模式的に示す図である。 本発明の一実施形態にかかる原紙ロール交換装置及び原紙ロール交換方法を説明するためのものであって、図１のＸ−Ｘ断面を部分的に示す図である。 本発明の一実施形態にかかる原紙ロール交換装置及び原紙ロール交換方法を説明するためのものであって、原紙ロール交換装置の下部を側面視で模式的に示す図である。 本発明の一実施形態にかかる原紙ロール交換装置及び原紙ロール交換方法を説明するためのものであって、（Ａ）〜（Ｄ）はいずれも原紙ロール交換装置の動作態様を示す上面視の模式図である。 本発明の一実施形態にかかる原紙ロール交換装置及び原紙ロール交換方法を説明するためのものであって、（Ａ）〜（Ｄ）はいずれも原紙ロール交換装置の動作態様を示す側面視の模式図である。 従来技術における原紙ロール交換装置を説明するためのものであって、従来技術の原紙交換装置を上面視で模式的に示す図である。 従来技術における原紙ロール交換装置を説明するためのものであって、従来技術の原紙交換装置の平面レイアウト図である。 従来技術における原紙ロール交換装置を説明するためのものであって、従来技術の原紙交換装置の平面レイアウト図である。

符号の説明

１ 原紙ロール交換装置
２ 搬入レール
２Ａ 上流側ベルトコンベア
２Ｂ 最下流のベルトコンベア
２Ｃ 傾斜角付与機構（搬入レール傾斜角付与機構）
３ 搬入側載置台（第１の載置台）
３Ａ 支持床
３Ｂ，３Ｃ 規制部
３Ｄ 新原紙ロールリフタ（第１の昇降装置）
４ 搬出側載置台（第２の載置台）
４Ａ 支持床
４Ｂ 旧原紙ロールリフタ（第２の昇降装置）
４Ｃ 傾斜角付与機構
５，５Ａ，５Ｂ 上スイングアーム
６，６Ａ，６Ｂ 下スイングアーム
７ ロール支持装置
８ 搬出レール
８Ａ 最上流のベルトコンベア
８Ｂ 下流側ベルトコンベア
８Ｃ，８Ｄ 規制部
９ 原紙ロール
１０ 紙継ぎ装置
１１，１２ ブリッジ部材
２０ 上支点シャフト
２１ 下支点シャフト
２２Ａ，２２Ｂ アームスタンド
２３Ａ，２３Ｂ，２４Ａ，２４Ｂ 挿入部
３０ シャフト駆動モータ
３１ ねじ軸
３２ ねじ軸駆動モータ
３３ キー
３３ａ キー溝
３４，３５ 軸受け
３６，３７ 雄ねじ
３６ａ，３７ａ 雌ねじ
３８，３９ 歯車
１０１ スタンド
１０２Ａ，１０２Ｂ 支持アーム
１０３Ａ，１０３Ｂ 原紙ロール
１０４Ａ，１０４Ｂ 搬送レール
１０５ 排出レール
２０１，２０２ 回動軸
２０３，２０４ スイングアーム
ＩＮ１，ＩＮ２ 搬入用コンベヤ
ＥＸ 搬出用コンベヤ

Claims (10)

1. 原紙ロールの原紙を用いて製品を製造する紙処理装置に装備され、使用を終える旧原紙ロールの原紙に新原紙ロールの原紙を紙継ぎして前記紙処理装置へ原紙供給する前記原紙ロールを前記旧原紙ロールから前記新原紙ロールに交換する原紙ロール交換装置であって、
   前記紙継ぎを行う一箇所のみに設定された紙継ぎ位置の下方に配置され、前記新原紙ロールが載置される第１の載置台と、
   前記紙継ぎ時に、前記第１の載置台の上方の前記紙継ぎ位置で前記原紙ロールを支持する第１の支持装置と、
   前記原紙供給時に、前記紙継ぎ位置に隣接して一箇所のみに設定された原紙供給位置で前記原紙ロールを支持する第２の支持装置と、
   前記原紙供給位置の下方の前記第１の載置台に隣接した位置に配置され、前記旧原紙ロールを載置する第２の載置台と、
   前記第１の載置台に前記新原紙ロールを搬入するための搬入レールと、
   前記第２の載置台から前記旧原紙ロールを搬出するための搬出レールと、をそなえた
   ことを特徴とする、原紙ロール交換装置。
2. 基端を軸位置固定で回転可能に支持されて先端が揺動可能な一対のアームからなり、前記一対のアームの先端で前記原紙ロールの軸部両端を把持して前記原紙ロールを支持する第１及び第２の２組のロール支持機構をそなえ、
   前記第１及び第２のロール支持機構は、いずれも、上記一対のアームの先端を前記紙継ぎ位置に対応した姿勢とすることで前記第１の支持装置として機能し、上記一対のアームの先端を前記原紙供給位置に対応した姿勢とすることで前記第２の支持装置として機能し、
   前記第１及び第２のロール支持機構が前記揺動により交差する際に、一方のロール支持機構の軌道を他方のロール支持機構の軌道から退避させる退避構造がそなえられている
   ことを特徴とする、請求項１記載の原紙ロール交換装置。
3. 前記第１の載置台を昇降させる第１の昇降装置をそなえた
   ことを特徴とする、請求項１又は２記載の原紙ロール交換装置。
4. 前記第２の載置台を昇降させる第２の昇降装置をそなえた
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の原紙ロール交換装置。
5. 前記搬入レールの搬入方向と前記搬出レールの搬出方向とが略平行且つ同方向となるように前記各レールが配設されている
   ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の原紙ロール交換装置。
6. 前記搬入レールの最下流部にはレール進行方向に対して略直交方向に前記新原紙ロールを移送して前記第１の載置台へ搬入する新原紙ロール搬入装置がそなえられている
   ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の原紙ロール交換装置。
7. 前記新原紙ロール搬入装置は、前記搬入レールが前記第１の載置台に向かって低くなるように前記搬入レールを傾斜させる搬入レール傾斜角付与機構を備えている
   ことを特徴とする、請求項６記載の原紙ロール交換装置。
8. 前記第２の載置台には前記旧原紙ロールの軸方向と略直交する方向に前記旧原紙ロールを移送して前記搬出レールへ搬出する旧原紙ロール搬出装置がそなえられている
   ことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の原紙ロール交換装置。
9. 前記旧原紙ロール搬出装置は前記第２の載置台が前記搬出レールに向かって低くなるように前記第２の載置台を傾斜させる傾斜角付与機構を備えている
   ことを特徴とする、請求項８記載の原紙ロール交換装置。
10. 原紙ロールの原紙を用いて製品を製造する紙処理装置において、使用を終える旧原紙ロールから新原紙ロールに交換する原紙ロール交換方法であって、
    一箇所のみに設定された紙継ぎ位置に搬入レールにより前記新原紙ロールを搬入する新原紙ロール搬入ステップと、
    前記新原紙ロール搬入ステップ終了後、前記紙継ぎ位置に隣接して一箇所のみに設定された原紙供給位置に配置されて原紙供給を終えようとする旧原紙ロールの原紙に、前記紙継ぎ位置に配置された前記新原紙ロールの原紙を紙継ぎする紙継ぎステップと、
    前記紙継ぎステップ終了後、使用を終えた前記旧原紙ロールを搬出レールにより前記原紙供給位置から搬出する旧原紙ロール搬出ステップと、
    前記旧原紙ロール搬出ステップ終了後又は前記旧原紙ロール搬出ステップと同時に、前記原紙供給状態の原紙ロールを、前記紙継ぎ位置から前記原紙供給位置に移送する原紙供給位置移送ステップと、をそなえた
    ことを特徴とする、原紙ロール交換方法。

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