JP2016023051A

JP2016023051A - 紙粉除去装置

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Publication number: JP2016023051A
Application number: JP2014148830A
Authority: JP
Inventors: 坂本優蔵; Yuuzou Sakamoto
Original assignee: US ENGINEERING CO Ltd
Current assignee: US ENGINEERING CO Ltd
Priority date: 2014-07-22
Filing date: 2014-07-22
Publication date: 2016-02-08
Anticipated expiration: 2034-07-22
Also published as: JP6316691B2

Abstract

【課題】紙粉が効率的に吸引される紙粉除去装置を提供する。
【解決手段】
コンベア３によって移送されるワークＷの左右両側には、それぞれ、ブラシスパイラルユニット１Ａが配置されている。その内部には、ワークＷの切断面から紙粉を掻き出す回転ブラシ１１、ならびに、掻き出された紙粉を摘み取るスパイラルローラ１２及びスチールローラ１３の組が設置されている。スパイラルローラ１２の外周面には螺旋状の溝が切られており、その螺旋の向きは、ワークＷの左右において互いに逆向きになっている。スパイラルローラ１２の回転方向は、ワークＷの左右において互いに逆向きになっている。ダクト５は、スパイラルローラ１２の回転に伴って溝がスチールローラ１３と接触する位置が変位する向きに、吸引を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸引装置に接続することにより、シート状の段ボール片の周囲に形成された切断面に残存する紙粉を効率的に除去することが可能な紙粉除去装置に、関するものである。

段ボールは、複数枚の平面状の紙（ライナー）同士の間に波状に加工した紙（中芯）を介在させて各ライナー相互間を接着剤にて接着することによって形成された紙類である。かかる段ボールは、その構造からして強靱であるために、箱のような包装資材や組み立て式の玩具などの立体状製品の素材として用いられている。ただ、立体状製品を組み立てた状態では体積が大きくなってしまい、また、最終ユーザへ納品する際に角がひしゃげるなどの損傷が生じやすくなるので、立体状製品の製造業者は、最終ユーザが折り曲げたり差し込んだりするだけで立体状製品を組み立て得る扁平状の部品状態にまで段ボールを加工して、最終ユーザに向けて出荷する必要がある。そのため、立体状製品の製造業者は、製紙工場から大面積の段ボールシートを購入し、オートメーション装置によって、段ボールシートをカッター（打ち抜き刃）によって打ち抜いて、不要部分を排除することによって、立体状製品の部品を製造している。最終ユーザが加工をする必要がない扁平状製品についても、段ボールシートから打ち抜くことによって製造される。

このように打ち抜き刃によって打ち抜く際に、打ち抜き刃と中芯の波の方向や波の位相との相対関係は一切考慮がされない。また、打ち抜き刃は、相対する雛形との間に段ボールシートを挟んで、これを押し潰した状態ではじめて段ボールシートを切断することができるが、このとき中芯を構成する波状の紙は、さまざまな形で折れ曲がっている。その結果、中芯における山状に折れ曲がった部分が根元から切断されることによって糸状の屑（紙粉）が生じてしまうことがある。

かかる紙粉はその後の工程において脱落したり最後まで残る場合もあるが、その後の工程において脱落する場合には塵芥の原因になるし、最後まで脱落しない場合には製品の美観を損ねたり、印刷ミスの原因ともなる。

そこで、出願人は、打ち抜き直後の立体状製品の部品又は扁平状製品（以下、これらを総称して「段ボール片」又は「ワーク」という）の切断面から紙粉を除去するための紙粉除去装置を提案している（非特許文献１）。

非特許文献１に記載された紙粉除去装置では、ワークを重ねて結束してなる束をその平面と平行（切断面と垂直）な方向（水平方向）へ移送させるコンベアの両側に、その中心軸がワークの平面と垂直（切断面と平行）な方向（鉛直方向）に向けられている円柱状の回転ブラシがそれぞれ配置されているとともに、その外周面に螺旋状の溝が切られており且つ中心軸が鉛直方向に向けられた円柱状の摩擦ローラと当該摩擦ローラに接触することによって従動する従動ローラの対が、それぞれ複数対配置されている。なお、摩擦ローラの材質としては、その外表面の摩擦係数が大きいことが要求されるので、例えば、ウレタンゴムなどが用いられる。

そして、当該紙粉除去装置では、コンベアによって移送されてきたワークの束の切断面に対して、まず回転ブラシが当接する。この回転ブラシは、ワークの切断面に毛先を擦り付けるように回転しているので、その毛先によって、切断面に露出した各ワークのライナー相互間の隙間から紙粉を掻き出す。

次に、ワークの束の切断面には摩擦ローラが当接する。そして、摩擦ローラはその外周面がワーク切断面に接触した直後に従動ローラと接触するように回転しているので、回転ブラシによってワーク切断面から掻き出された紙粉は、摩擦ローラの外周面に接触することによって従動ローラとの接触点にまで引き込まれ、その後、両者に挟まれて摘み取られる（第１の作用）。このようにして摘み取られた紙粉は、吸引機によって摩擦ローラ及び従動ローラの周囲に生じた気流によって吸い集められることになる。

また、摩擦ローラの外表面におけるらせん状の溝に入り込んだ紙粉は、摩擦ローラの回転に伴って当該溝の縁との接触点が当該溝の螺旋方向によって定まる一方向へ移動することに従って、上向き又は下向きに擦り取られる（第２の作用）。このようにして擦り取られた紙粉は、吸引機によって溝内に生じた気流に乗って、吸い集められることになる。

ユーエスエンジニアリング株式会社，「段ボール用紙粉除去装置」、［online］、平成２５年４月１日、埼玉県産業労働部産業支援課、［平成２５年５月１３日検索］、インターネット＜URL:http://www.pref.saitama.lg.jp/uploaded/attachment/381559.pdf＞

しかしながら、従来、摩擦ローラと従動ローラとの対に上記第１の作用に加えて上記第２の作用が存することは、あまり認識されていなかった。そのため、摩擦ローラや、吸引装置に連通するダクトの構造は、コンベアの左側に設置されるものと右側に設置されるものとで共通していたが、コンベアの左右で摩擦ローラの回転方向（従って、従動ローラの回転方向）は逆にされざるを得ないので、第２の作用によって紙粉が擦り取られる方向は左右において逆になってしまっていた。その結果、左右のいずれか一方においては第２の作用によって紙粉が擦り取られる方向と吸引の方向とが合致するが、他方においては第２の作用によって紙粉が擦り取られる方向と吸引の方向とが合致せず、擦り取られた紙粉が気流に乗らずに吹き溜まりに溜まってしまうという問題が生じていた。

そこで、本発明の課題は、吸引ダクトの形状がワーク移送用のコンベアの左右で同形状であったとしても、その表面に螺旋状の溝が形成された摩擦ローラと従動ローラによる第２の作用によって紙粉がワークの切断面から擦り取られる方向と吸引の方向が常に合致し、擦り取られた紙粉が吹き溜まりに溜まることがなく効率良く吸い集めることができる紙粉除去装置を提供することにある。

本発明による紙粉除去装置は、上記課題を解決するため、段ボール片を前記両切断面をともに含む平面と平行に移送する移送装置と、前記移送装置によって移送される段ボール片における前記各切断面にそれぞれ対向する位置において前記平面に直交する方向を向いた回転軸を中心に回転自在にそれぞれ配置され、回転に伴って前記段ボール片における自己に対向する切断面に接触する多数の毛を有する一対の回転ブラシと、各回転ブラシを回転させる回転ブラシ用駆動装置と、前記移送装置による段ボール片の移送方向に沿って前記回転ブラシよりも下流側において、前記移送装置によって移送される段ボール片における前記各切断面にそれぞれ対向する位置において、前記平面に直交する方向を向いた回転軸を中心に回転自在にそれぞれ配置され、前記段ボール片における自己に対向する切断面に接触する円柱状の外周面を有するとともに、前記外周面上に螺旋状の溝が切られた一対の摩擦ローラと、各摩擦ローラを回転させる摩擦ローラ用駆動装置と、前記各摩擦ローラの外表面が前記切断面と接触した後９０度回転する以前に接触する位置において、前記平面に直交する方向を向いた回転軸を中心に回転自在にそれぞれ配置され、前記各摩擦ローラに接触して従動する一対の従動ローラと、相互に接触している各摩擦ローラと各従動ローラの背後の空間を外部から区切る負圧ケースと、前記負圧ケース内を吸引装置に連通するダクトとを備え、前記一対の摩擦ローラの外周面に切られた溝の螺旋の向きが互いに逆向きであり、前記摩擦ローラ用駆動装置は、前記溝の前記従動ローラとの接触位置が前記ダクトを通じて前記吸引装置によってなされる吸引の方向と同じ方向に変位する向きに、前記一対の摩擦ブラシをそれぞれ回転させることを、特徴とする。

本発明によれば、吸引ダクトの形状がワーク移送用のコンベアの左右で同形状であったとしても、その表面に螺旋状の溝が形成された摩擦ローラと従動ローラによる第２の作用によって紙粉がワークの切断面から擦り取られる方向と吸引の方向が常に合致するので、紙粉が吹き溜まりに溜まることがなく効率よく吸い集められる。

本発明の実施形態である紙粉除去装置の概略平面図図１の矢印ＩＩ方向から見たブラシスパイラルユニット及びスパイラルユニットの斜視図図１の矢印ＩＩＩ方向から見たブラシスパイラルユニットの正面図図３のＩＶ−ＩＶ線に沿ったブラシスパイラルユニットの縦断面図図３及び図４のＶ−Ｖ線に沿ったブラシスパイラルユニットの横断面図図１の矢印ＶＩ方向から見たスパイラルユニットの正面図図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿ったスパイラルユニットの縦断面図図６及び図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿ったスパイラルユニットの横断面図図１のＩＸ方向から見た場合におけるブラシスパイラルユニットの斜視分解図図１のＸ方向から見た場合におけるスパイラルユニットの斜視分解図

以下、本発明による紙粉除去装置を実施した形態を、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明による紙粉除去装置の一例にすぎず、本発明の実施可能範囲はこれに限るものではなく、本発明の技術的思想から外れない限り、出願時に存在し、あるいは、出願後に利用可能になるあらゆる素材や部品を用いて、本発明を実施することが可能である。

図１は、本実施形態による紙粉除去装置を構成する各紙粉除去ユニット（ブラシスパイラルユニット１Ａ，１Ｂ，スパイラルユニット２）のレイアウトを示す平面図である。実際には、紙粉除去装置は、ワークＷの入口及び出口に夫々穴が開けられた箱型のハウジングによってその全体が覆われているが、図面が煩雑になるのを避けるため、図１では、それらの図示が省略されている。

図１に示すように、図示せぬハウジングの上記入口と上記出口との間を貫通するように移送装置としてのコンベア３が、設置されている。このコンベア３は、相互に平行な二つの外縁に夫々切断面を有する段ボール片であるワークＷを上記入口から導入し、ハウジング内部を直線移動させた後に、上記出口を通って退出させる。このコンベア３により、ワークＷは、両切断面をともに含む平面と平行に、図１における左側から右側へ移送される。

このコンベア３の左右（図１における上下）には、それぞれ、上流側（図１における左側）から順に、２台のブラシスパイラルユニット１Ａ，１Ｂ及び１台のスパイラルユニット２が設置されている。

図２は、これらのうちワークＷの進行方向に向かって右側（図１における下側）に設置された２台のブラシスパイラルユニット１Ａ，１Ｂ及び１台のスパイラルユニット２を図１における矢印ＩＩの方向から見た状態を示す斜視図（ただし、後述する吸引装置のダクトの図示を省略している）である。

また、図３は、ワークＷの進行方向に向かって左側（図１における上側）に設置された各ブラシスパイラルユニット１Ａ，１Ｂを図１における矢印ＩＩＩの方向に見た状態を示す正面図である。図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った縦断面図であり、図５は、図３及び図４の各Ｖ−Ｖ線に沿った横断面図である。また。図９は、図１における矢印ＩＸ方向から見た状態で表した各ブラシスパイラルユニット１Ａ，１Ｂの斜視分解図である。

これら各図に示されるように、各ブラシスパイラルユニット１Ａ，１Ｂは、コンベア３に対向する面が開口した縦長の箱型の負圧ケース１０と、当該負圧ケース１０の内部において、それぞれ垂直方向（ワークＷの両切断面をともに含む平面に直交する方向）を向いた回転軸によって回転自在に軸支された回転ブラシ１１，スパイラルローラ１２，及びスチールローラ１３と、負圧ケース１０の上部に設けられた箱状のカップリング収容部１４と、負圧ケース１０における開口部とは反対側（背側）に設けられたダクト１５（図２，図５では図示略）と、カップリング収容部１４の上面に設けられた回転ブラシ駆動モータ１６及びスパイラルローラ駆動モータ１７とから、構成されている。

負圧ケース１０の内部は、コンベア３と平行に設置されたベース板１１５におけるワークＷの移送方向に対して垂直な方向を向いた両側縁上に夫々固定された２枚の側板１１１，１１２，及び、これら両側縁１１１，１１２と平行且つ略同寸法に設けられた板（支柱板１１３）によって、二つの部屋に分かれている。ただし、支柱板１１３は、上流側の側板１１１との間の幅が下流側の側板１１２との間の幅よりも大きくなるように配置されているので、上流側の部屋の方が下流側の部屋よりも幅広である。そして、上流側の部屋のみ、その背側が仕切板１１４によって塞がれている。なお、両側板１１１，１１２及び支柱板１１３の幅（奥行）は、ベース板１１５及びカップリング収容部１４の底板を兼ねる天板１４１（図９参照）の奥行よりも狭いので、両側板１１１，１１２及び支柱板１１３におけるコンベア３に対向する縁は、ベース板１１５及び天板１４１よりも奥まっている。そして、コンベア３を挟んで左右（図１における上下）に対向する各対のブラシスパイラルユニットＡ，１Ａ，１Ｂ，１Ｂの両側板１１１，１１２及び支柱板１１３の縁同士の間隔が、ワークＷの幅とほぼ同じとなるになるように、これら左右のブラシスパイラルユニット１Ａ，１Ａ，１Ｂ，１Ｂの相対位置が定められている。

ダクト１５は、負圧ケースの背面と寸法の外縁を有するとともにその中央にテーバー状の孔が形成されたシーリングキャップ１５１における当該テーバー状の孔の端部に、取り付けられている。このシーリングキャップ１５１が負圧ケース１０の背面に固定されていることにより、負圧ケース１０における仕切板１１４によって閉ざされていない下流側の部屋が、ダクト１５に連通している。

そして、上流側の側板１１１と支柱板１１３によって囲まれた部屋には、その回転軸１１ａを鉛直方向に向けた状態で回転自在に、回転ブラシ１１が保持されている。具体的には、回転ブラシ１１の回転軸１１ａの一端は、ベース１１５に穿たれた貫通孔１１５ａに嵌めこまれて当該ベース１１５の下面に固着されたベアリングホルダー１１６によって抜け止めされた２個一組のベアリング１８，１８によって軸支されている。同様に、回転軸１１ａの他端は、天板１４１に穿たれた貫通孔１４１ａに嵌めこめられて当該天板１４１の上面に固着されたベアリングホルダー１１７よって抜け止めされた２個一組のベアリング１８，１８によって軸支されている。ただし、回転軸１１ａの他端は、ベアリングホルダーを貫通して、カップリング収納部１４内に突き出している。

回転ブラシ１１は、プラスチック，植物繊維又は動物の体毛からなる同長の多数の毛を回転軸１１ａから放射状に植毛してなる巨視的に円柱状の刷毛である。回転ブラシ１１の外径は、側板１１１と支柱板１１３との間隔よりも若干だけ小径である。そして、この回転ブラシ１１を構成する毛の一部（コンベア３側を向いた毛）が、両側板１１１，１１２及び支柱板１１３におけるコンベア３に対向する縁よりも若干量だけコンベア３側に突出するように、各貫通孔１１５ａ，１４１ａの位置が決められている。

また、下流側の側板１１２と支柱板１１３によって囲まれた部屋には、その回転軸１２ａを鉛直方向に向けた状態で回転自在に、摩擦ローラとしてのスパイラルローラ１２が保持されている。具体的には、スパイラルローラ１２の回転軸１２ａの一端は、ベース１１５に穿たれた貫通孔１１５ｂに嵌めこまれて当該ベース１１５の下面に固着されたベアリングホルダー１１６によって抜け止めされた１個のベアリング１８によって軸支されている。

同様に、回転軸１２ａの他端は、天板１４１に穿たれた貫通孔１４１ｂに嵌めこまれて当該天板１４１の上面に固着されたベアリングホルダー１１９よって抜け止めされた１個のベアリング１８によって軸支されている。ただし、回転軸１２ａの他端は、ベアリングホルダーを貫通して、カップリング収納部１４内に突き出している。

スパイラルローラ１２は、たとえばウレタンのような表面の摩擦係数が大きい素材から形成されているとともにその中心に金属シャフトからなる回転軸１２ａが貫通した円柱状の部品である。このスパイラルローラ１２の素材は、ウレタンの他、ゴムでも良いし、シリコンでも良いし、多孔質であっても良いし緻密体であっても良い。また、スパイラルローラ１２の外周面には、螺旋状の溝１２ｂが刻まれている。この溝１２ｂは、一本であっても良いし、複数本であっても良い。また、各溝１２ｂの幅は、溝１２ｂ同士の間に残されたスパイラルローラ１２の外周面の幅よりも広くても良いし、狭くても良い。また、両側板１１１，１１２及び支柱板１１３におけるコンベア３に対向する縁を全て含む面がスパイラルローラ１２の接平面と一致し且つ支柱版１１３との間に公差相当分の隙間だけをあけるように、各貫通孔１１５ｂ，１４１ｂ及び各ベアリング１８の保持位置が決められている。

ただし、ワークＷの進行方向に向かって左側（図１における上側）に設置された各ブラシスパイラルユニット１Ａ，１Ｂ（図３に示すもの）内のスパイラルローラ１２の溝１２ｂは、下方から見て上方に向けて反時計方向に旋回するように切られている。すなわち、左ネジと同様の巻き方で溝１２ｂが切られている。これに対して、ワークＷの進行方向に向かって右側（図１における下側）に設置された各ブラシスパイラルユニット１，１（図２に示すもの）内のスパイラルローラ１２の溝１２ｂは、下方から見て上方に向けて時計方向に旋回するように切られている。すなわち、右ネジと同様の巻き方で溝１２ｂが切られている。このように、コンベア３の左右で、スパイラルローラ１２の溝１２ｂの巻き方が、逆向きになっている。

また、下流側の側板１１２と支柱板１１３によって囲まれた部屋における下流側には、さらに、その回転軸を鉛直方向に向けた状態で回転自在に、従動ローラとしてスチールローラ１３が保持されている。具体的には、スチールローラ１３の一端は、ベース１１５に穿たれた貫通孔１１５ｃを貫通して、当該ベース１１５の下面に固着されたベアリングホルダー１１６に嵌めこまれた１個のベアリング１８によって軸支されている。同様に、スチールローラ１３の他端は、天板１４１に穿たれた貫通孔１４１ｃを貫通して、当該天板１４１の上面に固着されたベアリングホルダー１１９に嵌めこまれた１個のベアリング１８によって軸支されている。スチールローラ１３は、金属製の円柱であるが、金属の代わりに他の素材によって形成されても良い。また、両側板１１１，１１２及び支柱板１１３におけるコンベア３に対向する縁を全て含む面がスチールローラ１３の接平面となり且つスチールローラ１３とスパイラルローラ１２の外表面同士が接触し、側板１１２の内側面との間に公差相当分の隙間だけあけるように、各貫通孔１１５ｃ，１４１ｃ及び各ベアリング１８の保持位置が決められている。つまり、スチールローラ１３の位置は、スパイラルローラ１２の外表面の任意の個所がワークＷの切断面と接触した後スパイラルローラ１２が９０度回転する以前に当該個所と接触する位置である。

このように、支柱板１１３とスパイラルローラ１２の外表面との間、及び、スチールローラ１３と側板１１２との間は、公差相当分の隙間しかあいておらず、スパイラルローラ１２の外表面とスチールローラ１３の外表面とは接触している。その結果、ダクト１５を通じて図示せぬ吸引装置による吸引がなされると、側板１１２と支柱板１１３との間の部屋の気圧が負圧となり、支柱板１１３とスパイラルローラ１２との間、及び、スパイラルローラ１２とスチールローラ１３との間において、ほぼ溝１２ｂのみを通じて、コンベア３周辺の外気が吸い込まれる。

カップリング収納部１４は、上述した天板１４１の背側の縁に固定された支柱板１４２，当該支柱板１４２と平行に当該支柱板１４２と両ベアリングホルダー１１７，１１９との間に固定された支柱板１４３と、これら両支柱板１４２，１４３によって天板１４１と平行に支持されたモータベース板１４４と、天板１４１の他の３つの縁とモータベース板１４４との間の隙間をそれぞれ塞ぐ３枚のカバー坂１４５，１４６，１４７とから、構成されている。

モータベース板１４４には、回転ブラシ１１の回転軸１１ａの延長線を中心とした円形の貫通孔１４４ａ，及び、スパイラルローラ１２の回転軸１２ａの延長線を中心とした円形の貫通孔１４４ｂが、穿たれている。そして、モータベース板１４４の上面には、その出力軸１６ａを貫通孔１１４ａの中心に挿入させた回転ブラシ駆動用モータ１６，及び、その出力軸１７ａを貫通孔１４４ｂの中心に挿入させたスパイラルローラ駆動用モータ１７が、それぞれ固定されている。これら各モータ１６，１７としては、たとえば誘導機を用いることができるが、それ以外の種類のモータであっても良い。

カップリング収容部１４内におけるベアリングホルダー１１７上には、回転ブラシ１１の回転軸１１ａと回転ブラシ駆動用モータ１６の出力軸１６ａとを接続するカップリング１４８が設けられている。同様に、ベアリングホルダー１１９上には、スパイラルローラ１２の回転軸１２ａとスパイラルローラ駆動用モータ１７の出力軸１７ａとを接続するカップリング１４９が設けられている。

そのため、回転ブラシ駆動用モータ１６がその出力軸１６ａを回転させると、カップリング１４８を介して、回転ブラシ１１が回転駆動される。このとき、上流側のブラシスパイラルユニット１Ａ，１Ａでは、ワークＷの進行方向とは逆向きにワークＷの切断面に毛を擦り付けるべく、ワークＷの進行方向に向かって左側（図１における上側）に設置されたブラシスパイラルユニット１Ａ（図３乃至図５に示すもの）内の回転ブラシ１１は、上方から見て時計方向に回転し、ワークＷの進行方向に向かって右側（図１における下側）に設置された各ブラシスパイラルユニット１Ａ（図２に示すもの）内の回転ブラシ１１は、上方から見て反時計方向に回転する。すなわち、コンベア３の左右において回転ブラシ駆動用モータ１６の回転方向は逆となっている。これに対して、下流側のブラシスパイラルユニット１Ｂ，１Ｂでは、ワークＷの進行方向とは同じ向きにワークＷの切断面に毛を擦り付けるべく、ワークＷの進行方向に向かって左側（図１における上側）に設置されたブラシスパイラルユニット１Ｂ（図３乃至図５に示すもの）内の回転ブラシ１１は、上方から見て反時計方向に回転し、ワークＷの進行方向に向かって右側（図１における下側）に設置された各ブラシスパイラルユニット１Ｂ（図２に示すもの）内の回転ブラシ１１は、上方から見て時計方向に回転する。ここでも、コンベア３の左右において回転ブラシ駆動用モータ１６の回転方向は逆となっている。つまり、回転ブラシ駆動用モータ１６及びカップリング１４８が回転ブラシ用駆動装置に該当する。なお、左右のブラシスパイラルユニット１Ａ，１Ａの間で回転ブラシ駆動用モータ１６が共用されても良いし、前後のブラシスパイラルユニット１Ａ，１Ｂの間で回転ブラシ駆動用モータ１６が共用されても良い。

また、スパイラルローラ駆動用モータ１７がその出力軸１７ａを回転させると、カップリング１４９を介して、スパイラルローラ１２が回転駆動され、これに接触しているスチールローラ１３が反対方向に回転する。このとき、ワークＷに対向した側において両ローラ１２，１３の外周面同士が相互に接近するように、ワークＷの進行方向に向かって左側（図１における上側）に設置された各ブラシスパイラルユニット１Ａ，１Ｂ（図３乃至図５に示すもの）内のスパイラルローラ１２は上方から見て反時計方向に回転し、スチールローラ１３は上方から見て時計方向に回転する。これに対して、ワークＷの進行方向に向かって右側（図１における下側）に設置された各ブラシスパイラルユニット１Ａ，１Ｂ（図２に示すもの）内のスパイラルローラ１２は時計方向に回転し、スチールローラ１３は上方から見て反時計方向に回転する。すなわち、コンベア３の左右においてスパイラルローラ駆動用モータ１７の回転方向は逆となっている。つまり、スパイラルローラ駆動用モータ１７及びカップリング１４９が摩擦ローラ用駆動装置に該当する。なお、左右のブラシスパイラルユニット１Ａ，１Ａの間でスパイラルローラ駆動用モータ１７が共用されても良いし、前後のブラシスパイラルユニット１Ａ，１Ｂや後述するスパイラルユニット２との間でスパイラルローラ駆動用モータ１７が共用されても良い。

また、図６は、ワークＷの進行方向に向かって左側（図１における上側）に設置されたスパイラルユニット２を図１における矢印ＶＩの方向に見た状態を示す正面図である。図７は、図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った縦断面図であり、図８は、図６及び図７の各ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った横断面図である。また。図１０は、図１における矢印Ｘ方向から見た状態で表したスパイラルユニット２の斜視分解図である。

これら各図に示されるように、スパイラルユニット２は、コンベア３に対向する面が開口した縦長の箱型の負圧ケース２０と、当該負圧ケース２０の内部において、それぞれ垂直方向を向いた回転軸によって回転自在に軸支された３組のスパイラルローラ２２及びスチールローラ２３と、負圧ケース２０の上部に設けられた箱状のベルト収容部２４と、負圧ケース２０における開口部とは反対側（背側）に設けられたダクト２５（図２，図８では図示略）と、ベルト収容部２４の上面に設けられたベルト駆動モータ２７とから、構成されている。

負圧ケース２０の内部は、コンベア３と平行に設置されたベース板２１５，当該ベース板２１５におけるワークＷの移送方向に対して垂直方向を向いた両側縁上に夫々固定された２枚の側板２１１，２１２，及び、これら両側板２１１，２１２によってベース板２１５と平行に支持された天板２１４（図１０参照）によって囲まれた一つの部屋となっている。なお、両側板２１１，２１２の幅（奥行）は、ベース板２１５及び天板２４１の奥行よりも狭いので、両側板２１１，２１２におけるコンベア３に対向する縁は、ベース板２１５及び天板２４１よりも奥まっている。そして、コンベア３を挟んで左右（図１における上下）に対向するスパイラルユニット２，２の両側板２１１，２１２及び角柱２１３，２１０，２１７の縁同士の間隔がワークＷの幅とほぼ同じとなるになるように、これらスパイラルユニット２，２の相対位置が定められている。

ダクト２５は、負圧ケース２０の背面と寸法の外縁を有するとともにその中央にテーバー状の孔が形成されたシーリングキャップ２５１における当該テーバー状の孔の端部に、取り付けられている。このシーリングキャップ２５１が負圧ケース２０の背面に固定されていることにより、負圧ケース２０の内部空間がダクト２５に連通している。

そして、両側板２１１，２１２におけるコンベア３に対向する縁の間には、均等なピッチで、上述したスパイラルローラ２２及びスチールローラ２３の組が、３組配置されている。これらスパイラルローラ２２及びスチールローラ２３の構成は、コンベア３の左右においてスパイラルローラ２２の外周面に切られた螺旋状の溝２２ｂの向きが逆になっていることも含め、ブラシスパイラルユニット１内のものと同じであるので、その説明を省略する。最も上流側に位置するスパイラルローラ２２は、公差相当分の間隙のみをあけて側板２１１に隣接している。また、各組のスチールローラ２３と隣接する組のスパイラルローラ２２との間には、大量の空気が流入することを防止して負圧ケース２０内の負圧を維持するための角柱２１３，２１０が、ベース２１５と天板２１４との間に架け渡されて、固定されている。さらに、最も下流側に位置するスチールローラ２３と側壁１２２との間にも、角柱２１７が、ベース２１５と天板２１４との間に架け渡されて、固定されている。

各スパイラルローラ２２の回転軸２２ａの一端は、ベース２１５に穿たれた貫通孔２１５ｂ内に保持されて当該ベース２１５の下面に固着されたベアリングホルダー２１６によって抜け止めされた１個のベアリング２８によって軸支されている。同様に、回転軸２２ａの他端は、天板２４１に穿たれた貫通孔２４１ｂに嵌めこまれて当該天板２４１の上面に固着されたベアリングホルダー２１９よって保持された１個のベアリング２８によって軸支されている。ただし、回転軸２２ａの他端は、ベアリングホルダー２１９を貫通して、ベルト収納部２４内に突き出している。また、両側板２１１，２１２及び各角柱２１３，２１０，２１７におけるコンベア３に対向する縁を全て含む面がスパイラルローラ２２の接平面と一致するように、各貫通孔１１５ｂ，１４１ｂ及び各ベアリング１８の保持位置が決められている。

また、各スチールローラ２３の一端は、ベース２１５に穿たれた貫通孔２１５ｃを貫通して、当該ベース２１５の下面に固着されたベアリングホルダー２１６によって保持された１個のベアリング２８によって軸支されている。同様に、スチールローラ２３の他端は、天板２４１に穿たれた貫通孔２４１ｃを貫通して、当該天板２４１の上面に固着されたベアリングホルダー２１９よって保持された１個のベアリング２８によって軸支されている。また、両側板２１１，２１２及び各角柱２１３，２１０，２１７におけるコンベア３に対向する縁を全て含む面が各スチールローラ２３の接平面と一致し且つ各スチールローラ２３とスパイラルローラ２２の外表面同士が接触するように、各貫通孔２１５ｃ，２４１ｃ及び各ベアリング２８の保持位置が決められている。

以上のように、側板２１１及び角柱２１３，２１０とこれらに隣接するスパイラルローラ２２の外表面との間、及び、各スチールローラ２３とこれらに隣接する角柱２１３，２１０，２１７との間は、公差相当分の隙間しかあいておらず、各組のスパイラルローラ２２の外表面とスチールローラ２３の外表面とは接触している。その結果、ダクト２５を通じて図示せぬ吸引装置による吸引がなされると、負圧ケース２０内が負圧となり、側板２１１，角柱２１３，２１０とこれらに隣接するスパイラルローラ２２との間、及び、各組のスパイラルローラ２２とスチールローラ２３との間において、ほぼ溝２２ｂのみを通じて、コンベア３周辺の外気が吸い込まれる。

ベルト収納部２４は、上述した天板２４１の上面における両脇のベアリングホルダー２１９，２１９の背側に固定された支柱板２４２，２４３と、これら両支柱板２４２，２４３によって天板２４１と平行に支持されたモータベース板２４４と、天板２４１の四縁とモータベース板２４４との間の隙間をそれぞれ塞ぐ４枚のカバー坂２４５，２４６，２４７，２４８とから、構成されている。

モータベース板２４４には、各スパイラルローラ２２の回転軸２２ａの延長線から後方にオフセットされた位置に、円形の貫通孔２４４ｂが、穿たれている。そして、モータベース板２４４の上面には、その出力軸を貫通孔２４４ｂの中心に挿入させたスパイラルローラ駆動用モータ２７が固定されている。

ベルト収容部２４内に挿入されたスパイラルローラ駆動用モータ２７の出力軸にはプーリ２７１が固定されている。同様に、各ベアリングホルダー２１９から突出した各スパイラルローラ２２の回転軸２２ａの他端にも、それぞれ、プーリ２７２が固定されている。そして、プーリ２７１及び各プーリ２７２の間には、ゴムベルト２８が掛けられている。

そのため、スパイラルローラ駆動用モータ２７がその出力軸及びプーリ２７１を回転させると、ゴムベルト２８及び各プーリ２７２を通じて各スパイラルローラ２２が回転駆動され、これらにそれぞれ接触している各スチールローラ２３が反対方向に回転する。このとき、ワークＷに対向した側において両ローラ２２，２３の外周面同士が相互に接近するように、ワークＷの進行方向に向かって左側（図１における上側）に設置されたスパイラルユニット２（図６乃至図８に示すもの）内のスパイラルローラ２２は上方から見て反時計方向に回転し、スチールローラ２３は上方から見て時計方向に回転する。これに対して、ワークＷの進行方向に向かって右側（図１における下側）に設置されたスパイラルユニット２（図２に示すもの）内のスパイラルローラ２２は時計方向に回転し、スチールローラ２３は上方から見て反時計方向に回転する。すなわち、コンベア３の左右においてスパイラルローラ駆動用モータ２７の回転方向は逆となっている。これらスパイラルローラ駆動用モータ２７，プーリ２７１，ゴムベルト２８及び各プーリ２７２が、摩擦ローラ用駆動装置に相当する。

以上のように構成された本実施形態の紙粉除去装置によると、コンベア３によって導入されたワークＷの束は、まず、上流側のブラシスパイラルユニット１Ａ，１Ａの対の間を通過する。このとき、ワークＷの束は、ベース板１１５と天板１１４との間に入り込み、その切断面が、両側板１１１，１１２及び支柱板１１３におけるコンベア３に対向する縁にそれぞれ接触する。

そして、ワークＷの束の切断面は、まず、回転ブラシ１１と接触する。このとき、上述したように、両側板１１１，１１２及び支柱板１１３におけるコンベア３に対向する縁よりも若干量だけコンベア３側に突出しているので、回転ブラシ１１の毛の先端が各ワークＷを構成するライナー相互間の間隙に入り込む。そして、ワークＷの束の移動方向とは逆方向に擦るように回転ブラシ１１が回転しているので、回転ブラシ１１の毛が、紙粉を掻き出すことができる。その結果、紙粉が、切断面から完全に脱落するか、根元において各ワークＷの中芯との繋がりを残したまま切断面から突出した状態となる。

そして、コンベア３によって移動されるにつれて、ワークＷの束の断面は、次に、スパイラルローラ１２に接触する。上述した回転ブラシ１１による掻き出しによって、各ワークＷの切断面から突出した紙粉は、回転するスパイラルローラ１２の外表面の摩擦係数が大きいため、その摩擦によって引きずり出されて、スチールローラ１３との接触点に引き込まれる。その結果、紙粉は、スパイラルローラ１２とスチールローラ１３とによって摘まれ、ワークＷの中芯から引きちぎられて、その切断面から抜き取られる。このようにしてワークＷの切断面から引き抜かれた紙粉は、負圧を維持された負圧ケース１内における側板１１２及び支柱板１１３に囲まれた部屋内へ、両ローラ１１，１２によって水平向きに投入され、ダクト１５を通じて図示せぬ吸引装置に吸引される（第１の作用）。

ただし、スパイラルローラ１２の外表面は粘着性を有しているわけではない（粘着性を有していると引き抜いた紙粉が貼りついてしまい、負圧ケース１内に投入できない）ので、スパイラルローラ１２の外表面の摩擦作用だけでは、紙粉を引きずり出す可能性は高くない。しかしながら、糸紙片の先端がスパイラルローラ１２の外表面に切られた螺旋状の溝に入り込むと、当該紙粉の先端が当該溝の縁に引っ掛かる可能性が生じる。このようにして紙粉の先端が溝の縁に引っ掛かると、スパイラルローラ１２の回転に伴って、紙粉の先端に引っ掛かっている溝の縁の高さが高くなってくので、紙粉が上方に向けてワークＷの切断面から引きずり出されて、中芯から引きちぎられて、負圧ケース１内における側板１１２及び支柱板１１３に囲まれた部屋内へ、斜め上方に向けて投入され、ダクト１５を通じて図示せぬ吸引装置に吸引される（第２の作用）。このとき、ダクト１５が上方に向けてカーブして図示せぬ吸引装置に連通していることから、負圧ケース１内では斜め上方へ向かって吸引される気流が生じているので、紙粉の投入方向が気流の方向と合致して、効率良く吸引される。

次に、ワークＷの束は、下流側のブラシスパイラルユニット１Ｂ，１Ｂの対の間を通過する。上述したように、下流側のブラシスパイラルユニット１Ｂ，１Ｂは、上流側のブラシスパイラルユニット１Ａ，１Ａとは、回転ブラシ１１の回転方向のみが異なる。すなわち、ワークＷの束の移動方向と同じ方向に擦るように回転ブラシ１１が回転しているので、上流側のブラシスパイラルユニット１Ａ，１Ａの回転ブラシ１１によって掻き出された紙粉とは根元及び先端の向きが逆になっている紙粉が、当該下流側のブラシスパイラルユニット１Ｂ，１Ｂの回転ブラシ１１によって掻き出される。このように、上流側のブラシスパイラルユニット１Ａ，１Ａと下流側のブラシスパイラルユニット１Ｂ，１Ｂとで回転ブラシ１１の回転方向が逆となっているので、これら二組のブラシスパイラルユニット１Ａ，１Ａ，１Ｂ，１Ｂの間と通過することにより、ほぼ全ての紙粉がワークＷの切断面から掻き出される。なお、下流側のブラシスパイラルユニット１Ｂ，１Ｂによるその他の作用は、上流側のブラシスパイラルユニット１Ａ，１Ａのものと同じであるので、その説明を省略する。

次に、ワークＷの束は、スパイラルユニット２，２の間を通過する。このとき、ワークＷの束は、ベース板２１５と天板２１４との間に入り込み、その切断面が、両側板２１１，２１２及び各角柱２１３，２１０，２１７におけるコンベア３に対向する縁にそれぞれ接触する。スパイラルユニット２，２におけるスパイラルローラ２２及びスチールローラ２３の各組の作用は、上述した上流側のブラシスパイラルユニット１Ａ，１Ａ中のスパイラルローラ１２及びスチールローラ１３のものと同じであるので、その説明を省略する。

以上のように、本実施形態の紙粉除去装置によると、計２組の回転ブラシ１１によりワークＷの切断面から紙粉がほぼ掻き出されて、計５組のスパイラルローラ１２，２２及びスチールローラ１３，２３により紙粉がほぼ除去され、真空ケース１０，２０内の吹き溜まりに滞留することなく、図示せぬ吸引装置によって吸引される。

１ブラシスパイラルユニット
２スパイラルユニット
３コンベア
１０負圧ケース
１１回転ブラシ
１２スパイラルローラ
１２ｂ溝
１３スチールローラ
１５ダクト
１６回転ブラシ駆動用モータ
１７スパイラルローラ駆動用モータ
２０負圧ケース
２２スパイラルローラ
２２ｂ溝
２３スチールローラ
２５ダクト
２７スパイラルローラ駆動用モータ

Claims

相互に平行な二つの外縁に夫々切断面を有する段ボール片の前記両切断面からそれぞれ紙粉を除去するための紙粉除去装置であって、
段ボール片を前記両切断面をともに含む平面と平行に移送する移送装置と、
前記移送装置によって移送される段ボール片における前記各切断面にそれぞれ対向する位置において前記平面に直交する方向を向いた回転軸を中心に回転自在にそれぞれ配置され、回転に伴って前記段ボール片における自己に対向する切断面に接触する多数の毛を有する一対の回転ブラシと、
各回転ブラシを回転させる回転ブラシ用駆動装置と、
前記移送装置による段ボール片の移送方向に沿って前記回転ブラシよりも下流側において、前記移送装置によって移送される段ボール片における前記各切断面にそれぞれ対向する位置において、前記平面に直交する方向を向いた回転軸を中心に回転自在にそれぞれ配置され、前記段ボール片における自己に対向する切断面に接触する円柱状の外周面を有するとともに、前記外周面上に螺旋状の溝が切られた一対の摩擦ローラと、
各摩擦ローラを回転させる摩擦ローラ用駆動装置と、
前記各摩擦ローラの外表面が前記切断面と接触した後９０度回転する以前に接触する位置において、前記平面に直交する方向を向いた回転軸を中心に回転自在にそれぞれ配置され、前記各摩擦ローラに接触して従動する一対の従動ローラと、
相互に接触している各摩擦ローラと各従動ローラの背後の空間を外部から区切る負圧ケースと、
前記負圧ケース内を吸引装置に連通するダクトとを備え、
前記一対の摩擦ローラの外周面に切られた溝の螺旋の向きが互いに逆向きであり、前記摩擦ローラ用駆動装置は、前記溝の前記従動ローラとの接触位置が前記ダクトを通じて前記吸引装置によってなされる吸引の方向と同じ方向に変位する向きに、前記一対の摩擦ブラシをそれぞれ回転させる
ことを特徴とする紙粉除去装置。
前記回転ブラシを二対備えるととともに、
前記回転ブラシ用駆動装置は、前記移送装置によって移送される段ボール片における同一の切断面に接触する二つの回転ブラシを互いに逆方向に回転させる
ことを特徴とする請求項１記載の紙粉除去装置。
前記摩擦ローラ用駆動装置は、前記移送装置による段ボール片の移送方向と同じ方向に前記摩擦ローラを回転させ、前記従動ローラは、前記段ボール片の移送方向に沿って前記摩擦ローラの下流側に配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の紙粉除去装置。