JP2914929B2 - スパイラル紙管の製造方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、スパイラル紙管の製造
を継続しながら、形成された紙管を設定長さに切断でき
る紙管の製造方法及び装置において、寸法合わせのため
に端切りする無駄をなくし、且つ高能率に切断できる紙
管の製造方法及び製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スパイラル紙管を設定長さに切断するに
は、設定長さに対応する間隔を存して配備した複数の切
断刃によって行ない、紙管の先端部は切り捨てている。
この場合、切断毎に、紙管の先端部を切捨てる無駄が生
じる。そこで、図１１に示す如く、一端を基台(１)に支
持したマンドレル(２)に紙テープ(71)(72)(73)を斜めに
供給してベルト(23)(24)によって螺旋状に巻締めて紙管
を形成し、該紙管を下流側の切芯軸(43)に嵌まる様に送
り出し、切断装置(５)を搭載したスライド台(40)を、ス
ライド駆動装置(４)によって紙管の送り速度と一致して
紙管の軸芯に沿う方向に移動させつつ該切断装置(５)に
よって紙管を切断する装置(特公平８−１１４３０号)が
提案されている。

【０００３】上記切断装置(５)は、マンドレル(２)の直
径と紙テープの幅が決まれば、マンドレル(２)の軸方向
に隣合う紙テープが重ならず、しかも離間せずに紙テー
プを巻き付けたときの紙テープのマンドレル(２)に対す
る角度αが決まり、又、紙テープの送り量Ｌを測定すれ
ば、マンドレル(２)に紙テープを螺旋状に巻き付けたと
きの紙管の形成長さＰは、次式で求められることを利用
して、切断のタイミングを制御するものである（図１０
を参照）。 Ｐ＝Ｌsinα

【０００４】図１２に示す如く、紙テープを供給する送
りローラ(390)にロータリーエンコーダ(240)を設けて、
紙テープの送り量Ｌを検出している。紙管製造装置のコ
ントロールパネル(400)に、紙テープ(71)の幅、マンド
レル(２)の直径、ベルト(23)(24)の駆動モータ(30)の回
転数をセットして、紙管製造装置を稼働する。制御装置
のマイクロコンピュータ(330)は、駆動モータ(30)を回
転させ、ベルト(23)(24)をマンドレル及びプーリに周回
させ、紙テープをマンドレル(２)に螺旋状に巻き付け
て、紙管を形成する。同時に、スライド駆動装置(４)を
作動してスライド台(40)をマンドレル(２)に接近させ、
原点センサ(350)から検出信号が入力されると、その位
置で停止させて待機する。

【０００５】次に、紙管切断の制御動作を図１３に沿っ
て説明する。形成された紙管の先端が、例えば、スライ
ド台(40)に取り付けた切断装置(５)の切断刃(51)（図１
１を参照）の真下に達した際に、コントロールパネル(4
00)から制御装置(300)へリセット信号を入力すると、制
御装置(300)のマイクロコンピュータ(330)は、切断装置
(５)の現在位置カウンタ(310)と紙管の送り量カウンタ
(320)をリセットする（Ｓ10）。次に、前記マイクロコ
ンピュータ(330)は、送り量カウンタ(320)のカウント値
を逐次読み込み、その読み込んだ値から、切断装置(５)
の停止位置から紙管の先端までの紙管長Ｐを算出する。
そして、算出された紙管長Ｐが予め設定された切断長に
達するまで切断装置(５)を待機させる（Ｓ11）。

【０００６】前記紙管長Ｐが予め設定された切断長に達
すると、マイクロコンピュータ(330)は、スライド駆動
装置(４)を作動させ、切断装置(５)を停止位置から進行
させる（Ｓ12）。このとき、紙管長Ｐと前記切断長が等
しいから、紙管を切断すべき位置は切断装置(５)の停止
位置にある。同時に、マイクロコンピュータ(330)は、
一旦、送り量カウンタ(320)をリセットして新たにカウ
ントを開始する（Ｓ12）。この新たなカウント値を読み
込んで算出した紙管長Ｐは、切断装置(５)の進行を開始
してから形成された紙管の長さである。従って、該紙管
長Ｐは、切断装置(５)の停止位置から紙管を切断すべき
位置までの距離を示すことになる。

【０００７】次に、マイクロコンピュータ(330)は、切
断装置(５)の移動量を現在位置カウンタ(310)のカウン
ト値から読み取り、その値によって割り出した切断装置
(５)の位置と、前記送り量カウンタ(320)によって割り
出した紙管の切断すべき位置とを比較する（Ｓ13）。そ
して、両者の偏差でもってサーボアンプ(340)を駆動す
る（Ｓ14）。この比較と、サーボアンプ(340)の駆動と
を繰り返すことにより、両者の位置が一致するまで、切
断装置(５)を紙管に追従させて移動する。切断装置(５)
の位置と紙管の切断すべき位置が一致すると、マイクロ
コンピュータ(330)は、サーボアンプ(340)を駆動して、
切断装置(５)の移動速度を紙管の形成速度に一致させ且
つ保持する。

【０００８】又、マイクロコンピュータ(330)は、この
紙管の形成速度と切断装置(５)とを同速度に保持した状
態で、切断装置(５)を作動し、紙管を切断する（Ｓ1
5）。従って、紙管は、設定された切断長に切断され、
紙管の中心軸に垂直に切断される。紙管の切断後、マイ
クロコンピュータ(330)は、原点センサ(350)からの検出
信号が入力されるまで、スライド台(40)を上流側へ移動
する。切断装置(５)が停止位置まで戻されると、マイク
ロコンピュータ(330)は、スライド台(40)の移動を停止
して、現在位置カウンタ(310)をリセットする（Ｓ1
6）。紙管製造を続行する場合は（Ｓ17）、ステップＳ1
1まで戻り、上記ステップを繰り返すことにより、設定
した長さの紙管を連続して形成できる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】即ち、上記紙管製造装
置の制御方法は、紙管が設定長さに形成されると、切断
装置(５)が紙管の送り方向に移動を開始し、切断装置
(５)を紙管に追従させる。そして、紙管の切断すべき位
置と切断装置(５)の位置が一致し、且つ、紙管の送り速
度と切断装置(５)の移動速度が一致した時点で、紙管を
切断する様に制御するのである。従って、切断装置(５)
の紙管の軸方向に沿う移動位置と紙管の切断すべき位置
を常時比較しなければならず、切断のための制御の応答
速度が遅く、２０ｍ／分以上の形成速度で紙管を製造す
ることは出来なかった。本発明は、切断のための新たな
制御方法によって、切断紙管を高速、且つ切れ端を生じ
ることなく製造できる方法及び装置を提供するものであ
る。

【００１０】

【課題を解決する手段】本発明の紙管切断方法の概要を
図８に基づいて説明する。本発明では、紙管(７)の形成
速度を所定速度に維持するようにしている。また、本発
明では、切断装置(５)を、停止位置に停止した状態から
進行を開始して、所定期間に所定距離進行した後、所定
速度に維持するようにしている。紙管(７)が一定の形成
速度ｖ0で連続的に形成されているとき、切断装置(５)
は停止して待機している。切断装置(５)の停止位置と紙
管(７)の先端との距離Ｐが、後述する設定値Ｐsに達し
たとき、切断装置(５)の進行を開始する（ａ図）。切断
装置(５)の進行速度ｖが紙管形成速度ｖ0と等しく且つ
その速度ｖ0を維持する様になった時点Ｔc（ｂ図）で、
切断装置(５)は、紙管(７)と並進しながら切断し（ｃ
図）、元の停止位置へ急速後退する（ｄ図）。これによ
って設定紙管長Ｌ0の紙管(74)が形成される。紙管の形
成長Ｐは、センサ手段で直接計測するか、紙テープの供
給量から算出しており、切断装置(５)が進行を開始すべ
きときの紙管形成長Ｐsは、Ｐs＝Ｌ0＋Ｄc−ｖ0×Ｔcに
よって予め設定される。但し、Ｄcは、切断装置(５)が
進行を開始してからＴc時間までの移動距離である。

【００１１】本発明のスパイラル紙管を製造する方法
は、 ａ．切断装置を所定停止位置に停止させて待機する工
程、 ｂ．紙管の一定した形成速度と、切断装置が停止状態か
ら進行を開始して前記紙管の形成速度と等速に維持され
るまでの期間及び該期間に進む距離に基づいて算出した
長さに、切断装置の停止位置から紙管の先端までの距離
が等しくなったとき、切断装置の進行を開始する工程、 ｃ．切断装置の進行速度が紙管の形成速度と等速度にな
った後に、切断装置は紙管を切断する工程、及び、 ｄ．切断装置は元の停止位置に戻る工程が順次実行され
る。

【００１２】

【作用】本発明では、切断装置は、停止状態から進行を
開始して紙管の一定した形成速度ｖ0と等速になるまで
の速度パターンには、サーボ機構により再現性があるか
ら、該速度になるまでの期間Ｔc及び該期間に進む距離
Ｄcが予測できる。従って、切断装置が紙管の先端から
前記期間Ｔcに切断装置が進む位置Ｄcまでの長さが、設
定の形成長すなわち切断長Ｌ0となるときに、切断装置
が該位置に到達するように、切断装置の進行を開始すべ
き時刻において形成される紙管長さを算出する。算出し
た紙管長さに紙管が形成された時点で切断装置の進行を
設定パターンで開始すれば、前記位置Ｄcに切断装置が
達したときに、紙管の先端から該位置までの長さが切断
長Ｌ0となり、同時に、切断装置は、紙管の形成速度に
等しい速度ｖ0で移動する。従って、切断装置は、前記
位置に切断装置が達したとき以降であれば、所定の切断
長に紙管を切断できる。

【００１３】

【本発明の効果】本発明によれば、紙管の切断すべき位
置と切断装置の位置が一致するか否かを調べる比較工程
が不要であるため、切断のための制御の応答速度が速
く、従って、切断紙管の製造を高速で実行できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、紙管製造装置の平面図で
あり、基台(１)の略中央部から上流側が紙管製造部(10
0)、下流側が紙管切断部(101)となっている。図２は、
紙管製造部(100)の正面図を示している。紙管製造部(10
0)の上流端に設けたヘッド(11)に、中空で丸筒状のマン
ドレル(２)を下流側に向けて水平に固定している。ヘッ
ド(11)を通り、マンドレル(２)の軸芯を貫通してスライ
ド軸(21)が摺動且つ回転可能に配備されている。ヘッド
(11)を摺動可能に貫通し、マンドレル(２)の下方にマン
ドレル(２)と平行に連結杆(25)が配備され、該連結杆(2
5)とスライド軸(21)の夫々の上流端は、連結具(10)にて
連結され、両者は一体に摺動する。スライド軸(21)は、
連結具(10)に回転可能に支持されている。連結杆(25)は
ヘッド(11)の側面に配備されたモータ(22)によって回転
駆動される。

【００１５】基台(１)上には、マンドレル(２)の長さの
略中央部に、マンドレル(２)の一方の側に１つ、他方の
側に２つ、計３つの筒状基筒(３)(31)(32)が垂直に配備
される。基筒(３)は、定位置にあり、該基筒(３)を中心
に一対の開閉台(34)(35)が水平面内で回動可能に配備さ
れ、各開閉台(34)(35)の自由端側に他の基筒(31)(32)が
配備されている。各基筒(３)(31)(32)には夫々独立して
回転駆動モータ(12)(13)(14)が連繋され、強制回転す
る。開閉台(34)(35)の自由端は、ネジ軸(36)(37)が貫通
螺合しており、該ネジ軸(36)(37)は、巻付角調整用のサ
ーボモータ(38)に連繋されている。

【００１６】基筒(３)(31)間及び基筒(３)(32)間に跨が
り、且つマンドレル(２)に１回巻き付けて第１、第２の
ベルト(23)(24)が無端状に張設される。上流側の第１ベ
ルト(23)とヘッド(11)の間にて、マンドレル(２)を挟ん
で一方から１番紙と呼ばれる紙管の最内層を形成する紙
テープ(71)が、他方から２番紙、３番紙と呼ばれる２条
の紙テープ(72)(73)がずれて重なった状態で、夫々マン
ドレル(２)に斜めに下流側に向けて供給される。各紙テ
ープ(71)(72)(73)の幅は同じである。

【００１７】１番紙と呼ばれる紙テープ(71)は、マンド
レル(２)との滑りを良くするために、図５に示す蝋付け
装置(６)により、内面に蝋が塗布される。蝋付け装置
(６)は、テープドラム(70)から引き出した紙テープ(71)
を、蝋を入れた容器(62)にローラ列(61)によって案内す
るものである。ローラ列(61)の内、紙テープ(71)の走行
に対応して回転するローラ(64)にロータリーエンコーダ
(63)を設けて、紙テープ(71)の供給量を検出する。２
番、３番の紙テープ(72)(73)は、糊付け装置(図示せず)
によって、裏面に糊が塗布される。

【００１８】紙テープ(71)(72)(73)は、ベルト(23)(24)
によって巻締められて紙管が連続して形成されつつ、巻
締め力によってマンドレル(２)の下流側へ送り出され、
後記する切芯軸(43)に受け渡される。マンドレル(２)に
対するべルト(23)(24)の巻付け角によって、紙テープ(7
1)の巻き角度が決るが、紙テープ(71)はマンドレル(２)
上で、隣合う端縁が重ならず、又、離間しない様に端縁
が突き合う様に、螺旋状に巻くことにより、紙テープの
供給量と紙管の形成長さが比例する。そこで、後記する
制御パネル(80)にマンドレル(２)の直径と紙テープ(71)
の幅を入力すると、前記巻付角調整用のサーボモータ(3
8)が作動して、ネジ軸(36)(37)を回転させ、開閉台(34)
(35)の開き角度を調整して、ベルト(23)(24)が紙テープ
(71)を正しくマンドレル(２)に巻き付ける様に、ベルト
(23)(24)の角度を自動調整する。

【００１９】図１０は、形成された紙管を軸に沿って切
開いた図である。図のように、紙テープ(71)が隣り合う
端縁を突き合う様に巻き付けられると、辺ＢＣは紙テー
プ(71)の幅Ｗとなる。ここで、紙テープ(71)の供給量Ｌ
をベクトルＡＤで表わすと、紙管の形成長Ｐはベクトル
ＥＤにて表わされることになる。三角形ＡＢＣと三角形
ＡＤＥは相似であり、辺ＡＢは紙管の円周２πａ（ａは
紙管の半径である。）であることから、紙管の形成長Ｐ
は次式で表わされる。 Ｐ＝ＷＬ／（２πａ） 従って、紙テープ(71)の幅Ｗ及び紙管の半径ａが一定で
あれば、紙管の形成長Ｐは、紙テープ(71)の供給量Ｌに
比例することなり、その比例定数はＷ／（２πａ）であ
る。実際には、紙テープ(71)が隣り合う端縁は、多少離
間するか或いは重なるため、紙管の形成長Ｐは、上式に
よる算出値と実測値に若干の誤差（１ｍにつき±５mm程
度である）が生じる。従って、その誤差に基づいて上式
が補正される。

【００２０】図３は、紙管切断部(101)を示している。
基台(１)上に、スライド台(40)が紙管の送り方向に摺動
可能に配備され、該スライド台(40)にスライド駆動装置
(４)が連繋される。スライド駆動装置(４)は、基台(１)
に設けた正逆回転可能なサーボモータ(45)にネジ軸(46)
を連繋し、スライド台(40)の下面に突設した内ネジ部材
(47)をネジ軸(46)に螺合して構成され、ネジ推力でスラ
イド台(40)を往復駆動するものである。本発明では、ス
ライド駆動装置(４)によって駆動されるスライド台(40)
は、紙管を切断するため紙管の進行方向に駆動する際に
は、短期間に所定速度が維持される必要がある

【００２１】スライド台(40)には切芯軸(43)及び切断装
置(５)が配備される。切芯軸(43)は、マンドレル(２)の
直径と同径または稍小さい径であり、一対の長尺受けロ
ーラ(41)(41)上にて前記マンドレル(２)の延長上に配備
されている。長尺受けローラ(41)(41)は、夫々短尺受け
ローラ(42)(42)に回転可能に支持されている。切芯軸(4
3)は、マンドレル(２)を貫通したスライド軸(21)の延長
上に配置され、スライド軸(21)に着脱可能且つスライド
軸(21)と一体回転可能に連結される。スライド台(40)は
マンドレル(２)下方の連結杆(25)に連結されており、従
ってスライド台(40)と切芯軸(43)は一体的に往復動す
る。

【００２２】切断装置(５)は、図４に示す如く、切芯軸
(43)と平行にスライド台(40)上に配備した案内バー(44)
に支持台(53)を摺動可能且つ位置決め可能に配備し、該
支持台にシリンダ(52)を配備し、該シリンダにより、切
芯軸(43)の真上位置に回転自由に支持した切断刃(51)を
昇降させる。スライド軸(21)を介して切芯軸(43)を回転
駆動するモータ(22)、スライド駆動装置(４)のサーボモ
ータ(45)、巻付角調整用サーボモータ(38)、ベルト周回
駆動用基筒(３)(31)(32)の各モータ(12)(13)(14)は、制
御装置(８)に連繋されている。また、基台(１)には、ス
ライド台(40)が停止位置に達したことを検出するリミッ
トスイッチ(15)が配備される。該リミットスイッチ(15)
は、制御パネル(80)を具えた制御装置(８)に連繋されて
いる。

【００２３】図６に示したように、制御装置(８)は、各
種制御を実行するマイクロコンピュータ(81)を具える。
マイクロコンピュータ(81)は、各種の処理を実行する処
理装置（図示せず）と、各種のデータを記憶するメモリ
(82)を具える。マイクロコンピュータ(81)は、スライド
台(40)が停止位置に達したことを検出するリミットスイ
ッチ(15)からの検出信号を受信する。また、制御装置
(８)は、前記蝋付け装置(６)に配備されたエンコーダ(6
3)からのパルス信号をカウントして、そのカウント値を
マイクロコンピュータ(81)に送信する供給量カウンタ(8
3)を具える。供給量カウンタ(83)は、マイクロコンピュ
ータ(81)からのリセット信号を受信することにより、カ
ウント値がリセットされる。

【００２４】また、制御装置(８)は、データ表示とデー
タ入力を行なう制御パネル(80)を具える。制御パネル(8
0)には、データ表示手段としてディスプレイが配備さ
れ、データ入力手段として各種のスイッチが配備され
る。さらに、ディスプレイ上には、データ入力手段とし
て透明のタッチパネルが配備される。制御パネル(80)
は、マイクロコンピュータ(81)からのデータを受信し
て、該データに基づいて文字または図形をディスプレイ
に表示する。また、制御パネル(80)は、各種スイッチま
たはタッチパネルからの入力に基づくデータをマイクロ
コンピュータ(81)に送信する。この制御パネル(80)にお
いて、各種回転駆動用モータ(12)(13)(14)(22)の作動、
速度調整および停止、紙管製造の開始および停止、紙管
を所定の長さに切断する動作の開始および停止、紙テー
プ(71)の幅Ｗ、紙管の半径ａ等の必要なデータの入力、
等の操作を行ない、マイクロコンピュータ(81)に送信す
る。なお、データ入力手段のうち、基筒回転調節用ボリ
ューム(84)のようなアナログデバイスから送信されるア
ナログ信号は、制御装置(８)に配備したＡ／Ｄコンバー
タ(85)によりデジタル信号に変換されてから、マイクロ
コンピュータ(81)に送信される。

【００２５】また、制御装置(８)は、マイクロコンピュ
ータ(81)から送信される制御信号に基づいて、サーボモ
ータ(38)(45)の回転駆動を制御するサーボコントローラ
(86)(86)と、該サーボコントローラ(86)(86)からの信号
に応じてサーボモータ(38)(45)を駆動するアンプ(87)(8
7)とを具える。また、制御装置(８)は、マイクロコンピ
ュータ(81)から送信される制御信号に基づいて、その他
のモータ(12)(13)(14)(22)の回転駆動を制御するため、
該制御信号（デジタル信号）をアナログ信号に変換する
Ｄ／Ａコンバータ(88)(88)と、該アナログ信号に応じて
モータを駆動するアンプ(89)(89)とを具える。

【００２６】次に、本実施形態におけるスパイラル紙管
の製造方法について説明する。まず、紙管の製造を始め
る前に、制御装置(８)を作動させ、スライド駆動装置
(４)によって駆動されるスライド台(40)及び切断装置
(５)が、停止位置からスライドを開始して所定の定速度
に達するまでに要する時間Ｔc（以下、定速到達時間と
呼ぶ）と、該時間Ｔcに停止位置から進んだ距離Ｄc（以
下、定速到達距離と呼ぶ）を測定して、該定速度と共に
メモリ(82)に記憶しておく。停止位置から定速度に達す
るまでのスライド台(40)及び切断装置(５)の速度変化
は、図９のようになり、これから、定速到達時間Ｔc及
び定速到達距離Ｄcが測定できる。スライド駆動装置
(４)はサーボモータ(45)によって駆動されるから、前記
速度変化には再現性があり、従って、定速到達時間Ｔc
及び定速到達距離Ｄcは所定の定速度のみに依存する。
即ち、予め定速度を設定すれば、定速到達時間Ｔc及び
定速到達距離Ｄcは特定される。前記所定の定速度は、
紙管(７)の形成速度に等しいことが望ましい。また、紙
管(７)の形成速度が複数の速度から選択できるならば、
該複数の速度を所定の定速度としたときの夫々の定速到
達時間Ｔc及び定速到達距離Ｄcをメモリ(82)に記憶して
おくことが望ましい。

【００２７】次に、制御装置(８)を作動させ、紙テープ
(71)の幅Ｗと紙管(７)の半径ａ（またはマンドレル(２)
の直径）を制御パネル(80)から入力する。すると、マイ
クロコンピュータ(81)は、マンドレル(２)に対するべル
ト(23)(24)の最適な巻付け角を該入力値から算出し、該
巻付け角となるように、巻付角調整用サーボモータ(38)
を駆動してネジ軸(36)(37)を回転させ、開閉台(34)(35)
の開き角度を調整して、ベルト(23)(24)の角度を調整す
る。次に、紙管製造部(100)の上流側にある第１ベルト
(23)とヘッド(11)の間において、マンドレル(２)を挟ん
で一方から１番紙の紙テープ(71)を、他方から２番紙、
３番紙の紙テープ(72)(73)を、夫々マンドレル(２)に斜
めに下流側に向けて巻き付け、第１ベルト(23)に挟み込
む。次に、制御パネル(80)において、各基筒(３)(31)(3
2)の回転駆動モータ(12)(13)(14)の回転数と、スライド
軸(21)の回転駆動モータ(22)の回転数を設定し、紙管形
成スイッチ（図示せず）をオンにする。すると、マイク
ロコンピュータ(81)は、各基筒(３)(31)(32)のモータ(1
2)(13)(14)を回転駆動させて第１ベルト(23)及び第２ベ
ルト(24)を周回させる。紙テープ(71)(72)(73)は、周回
するベルト(23)(24)によって巻締められて紙管が連続し
て形成されつつ、巻締め力によってマンドレル(２)の下
流側へ送り出され、切芯軸(43)に受け渡される。また、
マイクロコンピュータ(81)は、スライド軸(21)のモータ
(22)を回転駆動させてスライド軸(21)を回転させる。ま
た、マイクロコンピュータ(81)は、スライド駆動装置
(４)のサーボモータ(45)を駆動させてスライド台(40)を
上流側へ移動させ、リミットスイッチ(15)からの検出信
号を受信すると、スライド台(40)の移動を停止させる。

【００２８】それから、形成された紙管の先端が、例え
ば、切断装置(５)の停止位置に達した時に、制御パネル
(80)の紙管切断スイッチ（図示せず）をオンにし、紙管
の切断を開始する。このとき、マイクロコンピュータ(8
1)の制御により、形成された紙管を所定の長さ（切断
長）に切断する動作を図７及び図８に沿って説明する。
まず、供給量カウンタ(83)がリセットされ（Ｓ１）、所
定期間経過後に、基筒回転駆動用モータ(12)(13)(14)の
回転速度を固定して紙管の形成速度を固定し、制御パネ
ル(80)からの補正データ等の入力は受け付けないロック
モードにする（Ｓ２）。逆に言えば、ロックモードに入
る以前であれば、制御パネル(80)に配備した基筒回転調
節用ボリューム(84)によりモータ(12)(13)(14)の回転速
度を変更して紙管の形成速度を変更でき、又は、制御パ
ネル(80)からの補正データ等をマイクロコンピュータ(8
1)に入力できる。なお、前記所定期間経過後に、切断装
置(５)が進行を開始すべき時点を特定して該時点に切断
装置(５)の進行を開始できるならば、前記所定期間は、
切断動作の開始時点または前回の紙管切断時点から任意
の期間が選択できる。このとき、所定期間経過後に固定
された紙管の形成速度ｖ0を、供給量カウンタ(83)から
算出した紙テープ(71)の供給量Ｌと、前述した式Ｐ＝Ｗ
Ｌ／（２πａ）に基づいて決定する。

【００２９】次に、スライド台(40)及び切断装置(５)の
上記所定の定速度を、紙管の固定された形成速度ｖ0に
等しくしたときの定速到達時間Ｔc及び定速到達距離Ｄc
を、予め記憶している図９の関係から求める（Ｓ３）。
複数の異なった速度と、夫々に対応する定速到達時間Ｔ
c及び定速到達距離Ｄcのデータを、予めメモリ(82)に、
入力しておくことができる。この場合、固定された紙管
形成速度ｖ0に一致する定速度をメモリ(82)に記憶して
いるデータ中から検索し、一致する該定速度に関する定
速到達時間Ｔc及び定速到達距離Ｄcをメモリ(82)から読
み出すだけでよい。もし、固定形成速度ｖ0に一致する
定速度がメモリ(82)に記憶されていなければ、メモリ(8
2)に記憶されている定速度の中で、固定形成速度ｖ0に
近い定速度に関する定速到達時間Ｔc及び定速到達距離
Ｄcを読み出して補間計算を行ない、固定形成速度ｖ0に
等しい定速度に対する定速到達時間Ｔc及び定速到達距
離Ｄcを算出すればよい。次に、紙管の切断長Ｌ0、紙管
の固定された形成速度ｖ0、算出した定速到達時間Ｔc及
び定速到達距離Ｄcから、スライド台(40)及び切断装置
(５)の送り駆動を開始すべき時点で、既に形成されてい
る紙管の先端から切断装置(５)の停止位置までの紙管の
形成長Ｐsを、次式を用いて算出する（Ｓ４）。 Ｐs＝Ｌ0＋Ｄc−ｖ0×Ｔc

【００３０】そして、供給量カウンタ(83)によって算出
される紙管の形成長が前記駆動開始形成長Ｐsに達した
時点で、スライド駆動装置(４)を駆動し、スライド台(4
0)及び切断装置(５)を停止位置から下流方向へ移動開始
する（図８（ａ））。同時に、供給量カウンタ(83)をリ
セットする（Ｓ５）。以後のカウント値は次回の紙管切
断制御に利用される。スライド台(40)及び切断装置(５)
の移動開始時点から前記定速到達時間Ｔcを経過した時
点で、紙管の先端から切断装置(５)の停止位置までの紙
管の形成長はＬ0＋Ｄcとなる。さらに、切断装置(５)
は、停止位置から距離Ｄc離れた位置に達し、且つ、紙
管の形成速度ｖ0と等速になる（図８（ｂ））。この時
点またはその後に、切断装置(５)が作動して紙管(７)を
切断する（Ｓ６）（図８（ｃ））。これにより、紙管
(７)は設定された切断長Ｌ0に切断される。また、紙管
(７)の形成速度と切断装置(５)の移動速度が等しいか
ら、紙管(７)は中心軸に垂直に切断される。紙管の切断
が完了した時点で、ロックモードが解除される。紙管
(７)の切断後、設定された切断長Ｌ0に切断された紙管
(74)は、引続き形成される紙管(７)によって押し出され
て切芯軸(43)の自由端から排出され、スライド台(40)及
び切断装置(５)は、スライド駆動装置(４)により停止位
置に戻される（Ｓ７）（図８（ｄ））。紙管の製造を続
行する場合は（Ｓ８）、ステップＳ２に戻って上記動作
が繰り返される。その結果、紙管(７)は、設定された切
断長Ｌ0に繰り返し切断できる。

【００３１】上記の如く、本発明では、紙管を切断すべ
き位置と切断装置(５)の位置が一致するか否かを調べる
比較工程が不要であるため、切断のための制御の応答速
度が速く、従って、毎分５０〜６０ｍの速さで紙管を製
造しても、設定長さの切断が可能である。また、切断装
置(５)の移動中の現在位置を知る必要がないため、現在
位置カウンタ(310)を配備する必要がない。即ち、本発
明に於て使用するセンサ手段は、紙管の形成速度または
形成長を検出するセンサ手段（本実施形態では、ロータ
リーエンコーダ(63)）のみでよい。また、ロックモード
の期間以外であれば、紙管形成速度の変更、切断長の変
更、計算式の補正等が可能であるから、製造装置を停止
させることなく様々な変更及び調整が可能であり、さら
に、該変更及び調整が次回の切断に直ちに反映される。

【００３２】尚、図３のように、スライド台(40)の案内
バー(44)上に、複数の切断装置(５)(5a)(5b)(5c)(5d)を
間隔調整可能に配備し、同時に作動または下流側から順
次作動させれば、設定長さの紙管を一度に複数本切断で
き一層能率が高まる。また、上記実施形態では、スライ
ド台(40)及び切断装置(５)の送り駆動を開始すべき紙管
の形成長Ｐsを算出したが、送り駆動を開始すべき時刻
Ｔsを算出してもよい。この場合、前回の切断から紙管
の形成速度が固定されるまでの間に形成された紙管長さ
Ｐ0を測定して、 Ｔs＝（Ｌ0＋Ｄc−Ｐ0）／ｖ0−Ｔc を用いて算出することになる。

【００３３】本発明の実施において、紙管の形成長さ
は、紙テープ(71)の供給量から算出したが、この場合、
マンドレル(２)上での紙テープ(71)の端縁の重なり、或
いは開きが生じたり、検出ローラ(64)と紙テープとのス
リップ等により、紙管の形成長さには誤差の生じる虞れ
がある。そこで、走行物の表面にレーザ光を当てて、反
射光のドップラーシフトから、又は、反射光の干渉によ
って生じるスペックルパターンから走行物の速度を測定
できる非接触式センサ(103)を切芯軸(43)上の紙管の移
行路に向けて配備し、該センサ(103)によって紙管の形
成速度を正確に測定し、制御装置(８)に入力して、前記
同様にして設定長さに紙管を切断するようにしてもよ
い。

【００３４】上記実施形態の説明は、本発明を説明する
ためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限
定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、
本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の
範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であるこ
とは勿論である。

【図面の簡単な説明】

〔図面の簡単な説明〕

【図１】紙管製造装置の平面図である。

【図２】紙管製造部の正面図である。

【図３】紙管切断部の正面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図５】蝋付け装置の斜視図である。

【図６】制御装置のブロック図である。

【図７】本実施形態における紙管の切断動作を示すフロ
ーチャートである。

【図８】本実施形態における紙管の切断動作を示す模式
図である。

【図９】本実施形態の切断動作において、スライド台及
び切断装置が移動開始し、定速度に達するまでの速度の
時間的な変化を示すグラフである。

【図１０】形成された紙管を軸に沿って切開いたときの
平面図である。

【図１１】従来の紙管製造装置の正面図である。

【図１２】従来の制御装置のブロック図である。

【図１３】従来の紙管切断動作を示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

(１) 基台 (２) マンドレル (23) ベルト (24) ベルト (４) スライド駆動装置 (40) スライド台 (５) 切断装置 (６) 蝋付け装置 (７) 紙管 (８) 制御装置

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基端が支持されたマンドレル(２)に紙テ
   ープを螺旋状に巻締めながらマンドレルの先端側に連続
   的に送り出して紙管を形成しつつ、紙管の進行方向に移
   動可能な切断装置(５)を、紙管と同一速度で進行させな
   がら紙管(７)を切断するスパイラル紙管の製造方法に於
   て、紙管の形成速度は、所定速度に維持されるようにしてお
   り、 切断装置(５)は、停止位置に停止した状態から進行を開
   始して、所定期間に所定距離進行した後、所定速度に維
   持されるようにしており、 該製造方法は、 ａ．切断装置(５)を所定停止位置に停止させて待機する
   工程、 ｂ．紙管(７)の一定した形成速度ｖ0と、切断装置(５)
   が停止状態から進行を開始して前記紙管の形成速度ｖ0
   と等速に維持されるまでの期間Ｔc及び該期間に進む距
   離Ｄcとから算出した長さＰsに、切断装置(５)の停止位
   置から紙管(７)の先端までの距離が等しくなったとき、
   切断装置(５)の進行を開始する工程、 ｃ．切断装置(５)の進行速度が紙管(７)の形成速度ｖ0
   と等速になった後に、切断装置(５)は紙管(７)を切断す
   る工程、及び、 ｄ．切断装置(５)は元の停止位置に戻る工程を含むこと
   を特徴とする、スパイラル紙管を製造する方法。
2. 【請求項２】 基端が支持されたマンドレル(２)に紙テ
   ープを螺旋状に巻締めながらマンドレルの先端側に連続
   的に送り出して紙管を形成しつつ、紙管の進行方向に移
   動可能な切断装置(５)を、紙管と同一速度で進行させな
   がら紙管(７)を切断するスパイラル紙管の製造装置に於
   て、紙管の形成速度を、所定速度に維持する手段と、 切断装置(５)を、停止位置に停止した状態から進行を開
   始して、所定期間に所定距離進行した後、所定速度に維
   持する手段と、 切断装置(５)を所定停止位置に停止させて待機する手段
   と、 紙管(７)の一定した形成速度ｖ0と、切断装置(５)が停
   止状態から進行を開始して前記紙管の形成速度ｖ0と等
   速に維持されるまでの期間Ｔc及び該期間に進む距離Ｄc
   とから算出した長さＰsに、切断装置(５)の停止位置か
   ら紙管(７)の先端 までの距離が等しくなったとき、切断
   装置(５)の進行を開始する手段と、 切断装置(５)の進行速度が紙管(７)の形成速度ｖ0と等
   速になった後に、切断装置(５)は紙管(７)を切断する手
   段と、 切断装置(５)を元の停止位置に戻す手段、を具えることを特徴とする スパイラル紙管の製造装置。
3. 【請求項３】 紙管の形成速度または形成長を検出する
   センサ手段を具え、該センサ手段は、レーザ光を紙管
   (７)の側壁に入射し、ドップラー効果を利用して紙管の
   形成速度を算出する非接触式センサ(103)である、請求
   項２に記載のスパイラル紙管の製造装置。