JP4222465B2 - 自動ワインダー装置とそれにより巻き取ったプラスチック発泡シートのコイル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長尺のシート状物を自動的に巻き取って、所定の巻取量を有する紙管レスのコイルとする自動ワインダー装置に関する。本発明の自動ワインダー装置は、とくにプラスチック気泡シート、すなわちプラスチックフィルムの真空成形により多数のキャップを成形したキャップフィルムの底面に平坦なバックフィルムを貼り合わせ、多数の密閉された空気室を有する成形品のような、軽量で嵩高のシート状物を巻き取ってコイルにする装置として好適である。したがって本発明は、この自動ワインダーで巻き取ることにより製造された、プラスチック気泡シートのコイルをも包含する。
【０００２】
【従来の技術】
長尺のシート状物を、製造または加工するにあたって、所定の巻取量のコイルとする操作が、しばしば必要になる。このとき、シート状物を巻き取るための軸として、通常は紙製の、ときにはプラスチックまたは金属製の、筒状物が使用されている。この「紙管」と総称される巻取軸は、巻き取られる対象がある程度高い密度をもつときは、コイルの形状を保持し、取り扱いを便にするために必要な資材である。
【０００３】
しかし、巻き取る対象がプラスチック気泡シートのような、密度がごく低いものの場合は、不可欠ではない。とくに、プラスチック気泡シートの大きな用途である、緩衝包装や断熱においては、コイルから巻き戻して使用した後は、紙管だけ残り、その返送の手数が無視できず、といって廃棄するとなれば資源の浪費になったり、環境問題を引き起こしたりする。
【０００４】
連続的に供給される長尺のシート状物を所定量ずつ巻き取ってコイルにする目的で、自動ワインダー装置が使用されている。自動ワインダー装置は一般に、２本以上の巻取軸が順次稼働するように回転させるターレット装置、巻き取られるシート状物に適切な張力を与えるテンションコントローラ、所定量を巻き取ったところでシート状物を切断するためのカッター、および稼働している巻取軸を回転させるための駆動手段を、本質的な構成要素とする。この種の自動ワインダー装置において、従来、紙管を使用しない「紙管レス」のコイルを製造することができるものはなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、自動ワインダー装置に関する技術の現状を改善し、紙管レスのコイルを製造することができる自動ワインダー装置を提供することにある。この自動ワインダー装置を使用して巻き取ることにより製造した、プラスチック気泡シートの特徴あるコイルを提供することも、本発明の目的に含まれる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に従う自動ワインダー装置は、長尺のシート状物を自動的に巻き取って、所定の巻取量をもった紙管レスのコイルとするワインダー装置であって、図１に全体の構成を概略示すように、２本以上の巻取軸（１、図示した例では３本）が順次稼働するように回転させるターレット装置（２）、巻き取られるシート状物（８）に適切な張力を与えるテンションコントローラ（３）、所定量を巻き取ったところでシート状物を切断するためのカッター（４）、および稼働している巻取軸を回転させるための駆動手段（図示してない）をそなえたワインダー装置において、図２および図３に基本的態様における主要部の構造と作用を示すように、巻取軸が左右の巻取軸（１Ａ，１Ｂ）に分割されていて、それぞれターレット装置（２）の軸受けを通って前進・後退することにより相互に接近・離隔することができ、最も接近したときでも左右の巻き取軸の間には間隔があって中央部には巻取軸が存在せず、最も離隔したときの間隔はコイルの幅より大きくなるように構成するとともに、左右の巻取軸が、ターレット装置の軸受けに支承される軸本体と、その内部を通って軸方向に前進・後退が可能なロッドと、ロッドの先端に連結され軸本体から外に延びる２本のツメとからなり、ロッドを軸本体の内部で後退させ、または前進させることにより、ツメが内側に向かって倒れフォークを形成し、または外側に向かって開くように構成し、かつ、図６および図７に示すように、一端を軸として他端がスイング可能なように設けたアームの、巻き取り開始時に巻取軸に接触する位置に接触回転ロールを設け、カッターが作動してシート状物を切断すると同時にアームがスイングして、接触回転ロールが新しく稼働する巻取軸との間にシート状物を挟み、回転してシート状物を引き出すことによりシート状物が巻取軸に巻き付くようにしたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施形態】
本発明の自動ワインダー装置の作用機構を説明すれば、まず図１において、左方から供給される長尺のシート状物（８）、たとえば製造されたばかりのプラスチック気泡シートは、テンションコントローラにより張力を調節されながら、ターレット装置（２）に設けた３本の巻取軸のうち第１軸に巻き取られている。このとき、第１軸を構成する左右の巻取軸（１Ａ，１Ｂ）は、図２に示すように互いに接近した位置にあり、シート状物のコイル（９）を、その左右両端近くで支え、駆動装置（図示してない）により回転駆動されている。軽量のシート状物は、その中央部を支えなくても、コイルが崩れることはない。
【０００９】
所定の巻取量に達したところで、カッター（４）が降下してきて、シート状物を切断する。図示した例では、カッターはスイング式のものであって、落下してシート状物を一挙に切断するが、走行式のカッターであってもよい。切断と同時に、ターレット装置が１／３回転して、コイルを支持している第１軸（１Ａ）は後に下がり、第２軸（１Ｂ）が、もと第１軸のあった位置に来て駆動され、回転を始める。切断されたシート状物の端が第２軸に乗ると、その回転に伴ってからめ取られて、巻き取りが開始される。
【００１０】
第１軸は、後方の位置に来たところで、回転を停止した巻取軸を構成する左右の巻取軸（１Ａ，１Ｂ）が、軸受けを通って後退し、互いに離隔する。図３に示すように、先端の間隔がコイル（９）の幅より大きくなると、コイルは巻取軸から放出される。以下、第２軸に続いて第３軸において巻き取りが行なわれ、同様の操作が繰り返される。
【００１１】
図２および図３に示した基本的な例では、左右の巻取軸が、回転駆動され、軸方向に前進・後退する左右の部分に、シート状物をからめ取って巻き取りを始めるためのツメ（５）が取り付けてある。このツメは、軟質のプラスチックなど、弾性のある材料で製造したものであるが、巻き取り時と待機時を通じて、形状に変化はない。しかし、ツメに関しては、別の態様があり得る。
【００１２】
図４および図５に示すものがその一例であって、ここでは、左右の巻取軸が、ターレット装置の軸受けに支承される軸本体（１１）と、その内部を通って軸方向に前進・後退が可能なロッド（６）と、ロッドの先端に連結され軸本体から外に延びる２本のツメ（５）とからなる。ロッドを軸本体の内部で後退させ、または前進させることにより、ツメが内側に向かって倒れてフォークを形成し、または外側に向かって開くように構成したものである。
【００１３】
図示した例では、ロッドを軸本体に対して後方に引くことにより、ツメが前方に倒れ（図４）、ロッドを前方に出すことにより、ツメが起きる（図５）。これと逆に、ツメを放射方向に取り付けておき、巻取を行なうときは、ロッドを軸本体の内部で前方に押してツメを倒すことによりフォークを形成し、コイルを解放した後はロッドを後方に引いてツメを解放することにより、ツメの弾性復元力により開かせるように構成することも可能である。
【００１４】
巻取軸の前進・後退、および図４および図５の態様における、軸本体に対するロッドの前進・後退の相対運動は、エアシリンダーその他、適宜の手段で行なうことができる。
【００１５】
上記の構成は、巻取軸に設けたツメでシート状物をからめ取って、新しい巻取軸による巻取作業を開始することに代え、シート状物の端を新しく稼働する巻取軸に確実に接触させて、その回転に合わせてシート状物を供給することにより、巻き取りを容易にしたものである。すなわち、ターレット装置の新しい巻取軸（１Ｂ）の回転に合わせて接触回転ロール（４２）が回転を始めることにより、シート状物（８）の端が引き取られ、回転を始めた新しい巻取軸上に供給されるため、シート状物が回転している巻取軸におのずから巻き取られて行くという機構である。
【００１６】
接触回転ロールを設けるアームは、カッターのアームと兼用させることができ、かつ、それが好ましい。つまり、接触回転ロールを設けたアームの先端に、落下してシート状物を切断するカッターを設けた態様である。図６および図７に示したカッター（４）は、スイングタイプの、ノコ刃がついた二重関節式のものであって、接触回転ロール（４２）が巻取軸（１Ｂ）に接触すると刃が落下してシート状物を切断し、それと同時に、巻取軸（１Ｂ）の回転に同調して接触回転ロール（４２）が回転してシート状物（８）を引き取り、新しい巻取軸（１Ｂ）に巻き付かせる。カッターは、この場合ももちろん、走行刃とすることができる。
【００１７】
巻取軸によるシート状物の端の巻き取り開始を容易にするため、図８に示すように、巻取軸の全部または一部の長さにわたって、好適には向かい合う端に近いほぼ半分の部分において、平行に走る軸方向の溝（１２）を複数設けることが推奨される。この溝は、巻き取り開始に当たってシート状物がからみ付きやすいようにする一方で、コイル形成後に巻取軸を引き抜きやすいようにもする。容易に理解されるように、この態様の自動ワインダー装置は、プラスチック気泡シートを巻き取るために、とくにキャップをコイルの内側にした「粒内」の巻き取り作業を行なうのに適する。
【００１８】
巻取軸は、２段またはそれ以上のテレスコピック構造とすることができる。この態様の自動ワインダー装置であれば、両側から前進してきた巻取軸が、その中央にできる空間を少なくとも一部解消して、巻取の開始を安定に行なうことが可能になるから、とくに広幅のシート状物を巻き取る場合に有利である。
【００１９】
上述の自動ワインダー装置を使用し、プラスチック気泡シートを巻き取ってコイルを製造すると、外観が図９に若干誇張して示すようなコイル（９）が得られる。すなわち、両側縁（９１，９２）に対し中央部（９３）においてコイル径がわずかに細い、ツヅミ型のコイルである。このコイルの外側に現れたプラスチック気泡シートの巻き終わりの端部（９４）は、わずかな突出量であるが、舌状に突出した輪郭を有する。
【００２０】
コイルがツヅミ型になることは、巻き取り時、両側縁には軸が存在するが中央部には存在しないため、中央部が多少巻き締め作用を受けて細くなり、それがそのまま維持されてコイルが形成されることに起因すると解される。しかし、ツヅミ型であることは、プラスチック気泡シートの輸送・保管・使用に何ら支障を与えない。
【００２１】
一方、端部が舌状に突出した形状となることは、上述した巻き締まり状態にあるコイルに連なるプラスチック気泡シートの上にカッターの刃が降りてくることで、引き起こされるのであろう。この端部の形状は、プラスチック気泡シートの使用に当たって多くの場合に行なわれる加工工程、つまり、裁断・打抜・製袋・ヒートシールなどのためにコイルの端を加工機械にかけるとき、端部が一直線状であるよりも、通紙を容易にするから、むしろ好都合である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の自動ワインダーを用いれば、プラスチック気泡シートに代表される軽量で嵩高なシート状物を巻き取ってコイルにするに当り、コイルの中心に紙管を使用することなく「紙管レス」のコイルを形成することが可能になる。
【００２３】
紙管レスのコイルは、まず、シート状物の製造や加工において紙管が不要であるから、紙管に関連するコストを削減することができる。シート状物の使用に当たっては、使用の後に紙管が余ることがないから、その返送や処分にこれまで要していた手数と費用とを節約でき、省資源と環境への負荷の低減という要請に応えることができる。
【００２４】
本発明の自動ワインダーを使用して、プラスチック気泡シートを巻き取ってコイルとしたものは、巻き終わりの端部がわずかに突出した舌状の輪郭を有し、これが種々の加工機械にシートを通紙するとき、好都合に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従う自動ワインダーの第一の態様について、その全体の構成を示す概略の側面図。
【図２】 図１の自動ワインダーにおけるターレット装置の部分の正面図であって、左右の巻取軸が接近してシート状物をコイルに巻き取っている段階を示す。
【図３】 図２に続いて、左右の巻取軸が離隔してシート状物のコイルを放出した段階を示す。
【図４】 巻取軸の、図２および図３とは別の態様を示す縦断面図であって、ツメがフォークを形成したところを示す。
【図５】 図４の巻取軸の、ツメが倒れたところを示す縦断面図。
【図６】 本発明に従う自動ワインダー装置の第二の態様を示す、カッターおよび接触回転ロールと、新しく稼働する巻取軸との部分の側面図。
【図７】 図６のカッターおよび接触回転ロールと、巻取軸との作動状況を示す側面図。
【図８】 本発明に従う自動ワインダー装置の第二の態様における変更態様を示す、巻取軸部分の側面図および端面図。
【図９】 本発明の自動ワインダーでプラスチック気泡シートを巻き取って得たコイルの側面図。
【符号の説明】
１（１Ａ，１Ｂ） 巻取軸
１１ 軸本体 １２ 溝
２ ターレット装置
３ テンションコントローラ
４ カッター
４１ カッターアーム ４２ 接触回転ロール
５ ツメ
６ ロッド
８ シート状物
９ シート状物のコイル
９１，９２ 両側縁 ９３ 中央部 ９４ 巻き終わり端部

Claims (6)

1. 長尺のシート状物を自動的に巻き取って、所定の巻取量をもった紙管レスのコイルとするワインダー装置であって、２本以上の巻取軸が順次稼働するように回転させるターレット装置、巻き取られるシート状物に適切な張力を与えるテンションコントローラ、所定量を巻き取ったところでシート状物を切断するためのカッター、および稼働している巻取軸を回転させるための駆動手段をそなえたワインダー装置において、巻取軸が左右に分割されていて、それぞれターレット装置の軸受けを通って前進・後退することにより相互に接近・離隔することができ、最も接近したときでも左右の巻き取軸の間には間隔があって中央部には巻取軸が存在せず、最も離隔したときの間隔はコイルの幅より大きくなるように構成するとともに、左右の巻取軸が、ターレット装置の軸受けに支承される軸本体と、その内部を通って軸方向に前進・後退が可能なロッドと、ロッドの先端に連結され軸本体から外に延びる２本のツメとからなり、ロッドを軸本体の内部で後退させ、または前進させることにより、ツメが内側に向かって倒れフォークを形成し、または外側に向かって開くように構成し、かつ、一端を軸として他端がスイング可能なように設けたアームの、巻き取り開始時に巻取軸に接触する位置に接触回転ロールを設け、カッターが作動してシート状物を切断すると同時にアームがスイングして、接触回転ロールが新しく稼働する巻取軸との間にシート状物を挟み、回転してシート状物を引き出すことによりシート状物が巻取軸に巻き付くようにしたことを特徴とする自動ワインダー装置。
2. 接触回転ロールを設けたアームの先端に、落下してシート状物を切断するカッターが設けてある請求項１の自動ワインダー装置。
3. 巻取軸の全部または一部の長さにわたって、平行に走る軸方向の溝を複数設け、シート状物が巻き付きやすいようにした請求項１の自動ワインダー装置。
4. 巻取軸を、２段以上のテレスコピック構造とした請求項１の自動ワインダー装置。
5. 連続的に製造されるプラスチック気泡シートからコイルを製造するための請求項１ないし４のいずれかの自動ワインダー装置。
6. 請求項１〜５に記載の自動ワインダー装置を使用して巻き取った、プラスチック気泡シートのコイルであって、両側縁に対し中央部においてわずかにくびれたツヅミ型の形状を有し、かつ、コイルの外側に現れたプラスチック気泡シートの巻き終わり端部が、中央部において面方向に舌状に突出したコイル。

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