JP5015122B2 - シート折り畳み装置およびシート折り畳み方法 - Google Patents

Description

本発明は、シートを蛇腹状に折り畳むためのシート折り畳み装置、およびシート折り畳み方法に関する。

例えば、特許文献１において、シート状の物品、例えば自動車のサイドエアバッグの折り畳みに用いられる折り畳み装置が複数開示されている。この折り畳み装置の１つ目の例では、基台と、基台の上面側に回動可能に設けられる複数の折り板と、エアバッグの下辺部を把持できる把持具と、を有している。複数の折り板は、基台と直交する方向に配置されており、その下端で回転軸を中心に回動可能になっている。複数の折り板は、エアバッグを間に挟んだ両側に、二つのグループに分かれて配置されている。

この折り畳み装置では、エアバッグを間に挟んだ両側から、交互に一枚ずつ折り板が倒れるように回動して、順次エアバッグを折り畳む。こうして、中央の位置にあるエアバッグが蛇腹状に折り畳まれる。

また、特許文献１に示される折り畳み装置の２つ目の例では、エアバッグを間に挟んだ両側に折り板が配置されるのは１つ目の例と同じであるが、各折り板は、基台に対して平行に配置され、前後にスライド移動可能になっている。この折り畳み装置では、両側に配置する折り板がエアバッグに向けて交互に一枚ずつ突出することにより、エアバッグに対して山折り谷折りを繰り返して、エアバッグを蛇腹状に折り畳む。

特許文献１に示される折り畳み装置の３つ目の例では、エアバッグを間に挟んだ両側に歯車が配置される。この歯車のうち、一方はロータリアクチュエータにより回転可能になっている。また、歯車のうち、他方は、エアシリンダ等によって一方の歯車に接近可能になっている。この折り畳み装置では、まず、他方の歯車が一方の歯車に噛み合うように接近する。このとき、両歯車の間にエアバッグが挟まれる。ロータリアクチュエータが駆動すると、両歯車が回転し、歯車の各歯においてエアバッグに谷折りされて、エアバッグが順次蛇腹状に折り畳まれる。

また、特許文献１に示される折り畳み装置のうち、４つ目の例では、エアバッグの両側に折り板が対向するように配置される。各折り板は、中央部で半分に折り曲げることができる。折り畳み装置は、さらに、折り板を送り駆動するための棒状の曲げ部材を有している。曲げ部材は、各折り板を織り込むとともに、折り板を前方に送るように揺動することができる。各折り板が半分に折り曲げられることにより、間に挟まれたエアバッグが蛇腹状に折り畳まれる（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−４３００４号公報

しかしながら、上記折り畳み装置のうち、１つ目の例では、装置の構造が複雑になるだけでなく、交互に倒れるように折り板を回動させる必要があるため、エアバッグを折るのに時間と労力がかかる。さらに、折り板の先端は、エアバッグに対して滑るように接触するため、折り畳みの対象がエアバッグのように丈夫なものならよいが、脆弱なシートに対して折り畳みをする場合には、シートが破れてしまう恐れがある。また、２つ目の例でも同様に、折り板の先端がエアバッグに対して滑るようになるため、脆弱なシートに対して折り畳みをする場合にシートが破れてしまう恐れがある。さらに、３つ目の例では、歯車の各歯の間の谷の位置でエアバッグが折り込まれる際に、他方の歯車の歯の先端がエアバッグに対して滑るように接触する。このため、折り畳み対象が弱いシートである場合には、シートが破れる可能性がありそのまま適用できない。また、４つ目の例では、装置の構造が大掛かりで複雑になるだけでなく、曲げ部材でシートを前方に送る際にシートに高い負荷がかかり、シートが破れてしまう恐れがある。

本発明の目的は、シートに無理な負荷をかけることなく、効率よく織り込むことができるシート折り畳み装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係るシート折り畳み装置は、シートを間に挟んだ両側の位置で、扇形に展開した第１の折り機構および第２の折り機構と、前記第１の折り機構と前記第２の折り機構とを互いに接近させたり、遠ざけたりする進退機構と、前記扇形を閉じる方向に前記第１の折り機構および前記第２の折り機構を付勢する閉じ機構と、を具備し、前記第１の折り機構および前記第２の折り機構は、平板状をなした複数の爪部と、前記複数の爪部同士が分離して前記扇形に展開した第１の位置と、前記複数の爪部同士が接触するように閉じた第２の位置との間で回動するように前記複数の爪部の一端を支持する支持部と、前記複数の爪部の先端部にそれぞれ固定され、前記シートに直接接触するとともに、前記複数の爪部が前記第１の位置にあるときに円弧状に展開する帯状部材と、をそれぞれ有し、前記進退機構は、前記第１の折り機構の前記爪部の先端部と、前記第２の折り機構の前記爪部の先端部と、がオーバーラップする位置まで前記第１の折り機構と前記第２の折り機構とを前進させ、前記閉じ機構は、前記複数の爪部を前記第１の位置から前記第２の位置に移動させ、前記帯状部材とともに前記シートを蛇腹状に折り畳む。

前記目的を達成するため、本発明の他の形態に係るシート折り畳み装置は、平板状をなした複数の爪部と、前記複数の爪部同士が分離して前記扇形に展開した第１の位置と、前記複数の爪部同士が接触するように閉じた第２の位置との間で回動するように前記複数の爪部の一端を支持する支持部と、前記複数の爪部の先端部にそれぞれ固定され、前記シートに直接接触するとともに、前記複数の爪部が前記第１の位置にあるときに円弧状に展開する帯状部材と、前記複数の爪部同士と、前記帯状部材とで囲まれる空間を密閉する密閉部材と、前記空間の内部の空気を吸引する吸引機構と、を具備し、前記吸引機構は、前記空間の内部の空気を吸引して、前記帯状部材とともに前記シートを蛇腹状に折り畳む。

前記目的を達成するため、本発明の他の形態に係るシート折り畳み装置は、シートを間に挟んだ両側で、前記シートに接触するように設けられる第１の帯状部材および第２の帯状部材と、前記シート、前記第１の帯状部材、および前記第２の帯状部材を間に挟んだ両側に配置される第１の折り機構および第２の折り機構と、前記第１の折り機構と前記第２の折り機構とを互いに接近させたり、遠ざけたりする進退機構と、を具備し、前記第１の折り機構および前記第２の折り機構は、支持部と、平板状をなすとともに、前記支持部に対して櫛歯状に固定される複数の爪部と、をそれぞれ有し、前記進退機構は、前記第１の折り機構の前記爪部の先端部と、前記第２の折り機構の前記爪部の先端部と、がオーバーラップする位置まで前記第１の折り機構と前記第２の折り機構とを前進させ、前記第１の帯状部材および前記第２の帯状部材とともに前記シートを蛇腹状に折り畳む。

前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係るシート折り畳み方法は、シートを間に挟んだ両側に配置されるとともにそれぞれ扇形をなした第１の折り機構および第２の折り機構を互いに接近させることで、前記第１の折り機構に円弧状に設けられる第１の帯状部材と前記第２の折り機構に円弧状に設けられる第２の帯状部材とをそれぞれ前記シートに密着させるとともに、前記扇形の半径方向に沿って前記第１の折り機構に設けられる複数の爪部の先端部と、前記扇形の半径方向に沿って前記第２の折り機構に設けられる複数の爪部の先端部と、がオーバーラップするように配置させ、前記シート、前記第１の帯状部材、および前記第２の帯状部材をジグザグ形に配置した後、前記シートの延びる方向に沿って前記シート、前記第１の帯状部材、および前記第２の帯状部材を押しつぶすことにより、前記シートを蛇腹状に折り畳む。

本発明によれば、シートに無理な負荷をかけることなく、効率よく織り込むことができるシート折り畳み装置を提供できる。

以下に、図１から図６を参照して、シート折り畳み装置の実施形態について説明する。本実施形態のシート折り畳み装置は、主として非燃焼型の煙草の先端に設けられる加熱源となるカーボンシートを蛇腹状に折り畳むのに用いられる。

図１と図２に示すように、シート折り畳み装置１１は、基台１２と、基台１２上でシート１３を間に挟んだ両側の位置に設けられる第１の折り機構１４および第２の折り機構１５と、第１の折り機構１４と第２の折り機構１５とを近づけたり遠ざけたりする進退機構１６と、第１の折り機構１４および第２の折り機構１５の扇形を閉じる方向にこれらを付勢する閉じ機構１７と、基台１２の下方に設けられるとともに、円筒形の煙草１８を支持する支持台１９と、第１の折り機構１４および第２の折り機構１５により折り畳まれたシート１３を煙草１８の先端部に押し込むためのプッシャ２０と、第１の折り機構１４および第２の折り機構１５の位置を決めるための位置決めピン２１と、を備えている。

基台１２は、方形の板状に形成されている。基台１２は、４本の脚部１２Ａを有している。また、基台１２は、中央部に、第１の折り機構１４および第２の折り機構１５によって折り畳まれたシート１３を下方に通すための円形の通し孔２２を有している。

進退機構１６は、例えば、エアシリンダ等で構成されている。また、閉じ機構１７は、第１の折り機構１４および第２の折り機構１５によって折り畳まれたシート１３を簡単に束ねるためのプレ成形ガイド２６と、プレ成形ガイド２６によって束ねられたシート１３を円筒形に成形する成形ガイド２７と、を有している。

図３に示すように、プレ成形ガイド２６および成形ガイド２７は、第１の折り機構１４および第２の折り機構１５が進退する方向とは直交する方向にスライド移動可能になっている。

プレ成形ガイド２６は、第１のリニアガイド３１と、第１のリニアガイド３１によってスライド移動可能な一対の第１のガイド本体３２と、を有している。第１のリニアガイド３１は、第１のレール３３と、第１のレール３３上をスライドする第１のスライダ３４（ベアリング）と、を有している。第１のガイド本体３２は、平板状に形成されている。第１のガイド本体３２は、略半円形の第１の切欠部３５を有し、第１の切欠部３５は、相手方の第１のガイド本体３２の第１の切欠部３５と共同して、端部が半円形になった長孔を形成する。

成形ガイド２７は、第２のリニアガイド３６と、第２のリニアガイド３６によってスライド移動可能な一対の第２のガイド本体４５と、を有している。第２のリニアガイド３６は、第２のレール３７と、第２のレール３７上をスライドする第２のスライダ３８（ベアリング）と、を有している。第２のガイド本体４５は、平板状に形成されている。第２のガイド本体４５は、半円形の第２の切欠部３９を有し、第２の切欠部３９は、相手方の第１のガイド本体３２の第１の切欠部３５と共同して、円形の貫通孔を形成する。なお、成形ガイド２７は、位置決めピン２１の外周部に当接して、第２のガイド本体４５の位置を決めるための当接凹部４０を有している。

なお、本実施形態において、成形ガイド２７およびプレ成形ガイド２６は、いずれも手動によって移動するようにしているが、これに限定されるものではない。成形ガイド２７およびプレ成形ガイド２６は、例えば、ボールねじを介したモータの駆動によって、自動で動作させるようにしてもよい。

図２に示すように、プッシャ２０は、成形ガイド２７およびプレ成形ガイド２６の上方に配置されている。プッシャ２０は、成形ガイド２７およびプレ成形ガイド２６の上方に固定された第３のリニアガイド４１と、第３のリニアガイド４１によって上昇および下降が可能な軸部本体４２と、を有している。第３のリニアガイド４１は、第３のレール４３と、第３のレール４３上をスライドする第３のスライダ４４（ベアリング）とを有している。第３のスライダ４４に軸部本体４２が固定される。さらに、プッシャ２０は、第３のスライダ４４の移動を駆動するための図示しないモータと、モータの駆動力を第３のスライダ４４に伝達するボールねじとを有している。

図１に示すように、第１の折り機構１４および第２の折り機構１５は、それぞれ扇形に展開して設けられている。第１の折り機構１４は、複数の爪部４７と、複数の爪部４７を回動可能に支持する第１の支持部４８と、複数の爪部４７の先端部にそれぞれ固定された一枚の第１の帯状部材４９と、を有している。爪部４７は、例えば金属材料によって、長方形の平板状、すなわち短冊状に形成されている。爪部４７は、金属製のものに限定されるものではなく、合成樹脂によって形成されていてもよい。第１の折り機構１４は、奇数、例えば、９個の爪部４７を有している。図３と図４に示すように、第１の支持部４８は、「コ」字状をなした支持部本体５０と、９個の爪部４７に対応する９個の軸部５１を有している。支持部本体５０は、９個の軸部５１の上端および下端が通される計１８個の貫通孔５２を有している。図４に示すように、９個の軸部５１は、シート１３の延びる方向と平行な方向Ｌに沿って互い違いの位置、つまり千鳥状に配置されている。

貫通孔５２の内側に嵌っている軸部５１は、それぞれ爪部４７を回転可能に支持することができる。第１の支持部４８は、軸部５１を介して、複数の爪部４７同士が分離して扇形に展開した第１の位置Ｐ１と、複数の爪部４７同士が接触するように閉じた第２の位置Ｐ２との間で回動するように、複数の爪部４７の一端を支持している。

第１の帯状部材４９は、例えば綿布であるが、これに限定されるものではない。第１の帯状部材４９は、伸縮しない材質であればよく、例えば、不織布等の樹脂製の布でもよい。第１の帯状部材４９は、複数の爪部４７が開いた第１の位置Ｐ１にあるときに円弧状に展開する。図１に示すように、第１の帯状部材４９によって結ばれた爪部４７の先端部同士の間隔は、扇形の外側に行くにつれて小さくなっている。

第２の折り機構１５は、複数の爪部４７と、複数の爪部４７を回動可能に支持する第２の支持部５５と、複数の爪部４７の先端部にそれぞれ固定された一枚の第２の帯状部材５６と、を有している。爪部４７は、第１の折り機構１４のものと同様の材質で形成され、同様の形態を有している。第２の折り機構１５は、偶数、例えば、８個の爪部４７を有している。第２の支持部５５は、支持部本体５０と、８個の爪部４７に対応する８個の軸部５１を有している。支持部本体５０は、８個の軸部５１の上端と下端とが通される計１６個の貫通孔５２を有している。第１の折り機構１４のものと同様に、８個の軸部５１は、シート１３の延びる方向と平行な方向に沿って互い違い、すなわち千鳥状に配置されている。

貫通孔５２の内側に嵌っている軸部５１は、それぞれ爪部４７を回転可能に支持することができる。第２の支持部５５は、軸部５１を介して、複数の爪部４７同士が分離して扇形に展開した第１の位置Ｐ１と、複数の爪部４７同士が接触するように閉じた第２の位置Ｐ２との間で回動するように、複数の爪部４７の一端を支持する。第２の帯状部材５６は、第１の帯状部材４９と同じ材質ものであり、複数の爪部４７が開いた第１の位置Ｐ１にあるときに円弧状に展開する。図１に示すように、第２の帯状部材５６によって結ばれた爪部４７の先端部同士の間隔は、扇形の外側に行くにつれて小さくなっている。

位置決めピン２１は、円柱形状に形成されている。位置決めピン２１は、その中央部にスリット５７を有する。スリット５７の内側に、第１の折り機構１４の中央部に位置する爪部４７がスライド可能に保持されている。このスリット５７によって、第１の折り機構１４の位置がずれないようになっている。本実施形態において、折り畳みに使用されるシート１３は、例えば、カーボンフィルムであり、引っ張り方向の張力に対して脆弱性を有している。

シート１３は、例えば、１０ｍｍの幅を有している。これに対して、第１の折り機構１４および第２の折り機構１５の爪部４７、および第１の帯状部材４９および第２の帯状部材５６は、例えば、６ｍｍの幅を有している。シート１３の上端部および下端部には、第１の帯状部材４９および第２の帯状部材５６に接触しないマージン領域がそれぞれ２ｍｍずつ形成されるが、このマージン領域は、プレ成形ガイド２６で保持する際の重ね代として利用される。

続いて、図１、図５〜図８を参照して、本実施形態のシート折り畳み装置１１を利用したシート折り畳み方法について説明する。まず、図１に示すように、第１の折り機構１４および第２の折り機構１５の間の位置にシート１３を配置する。そして、進退機構１６を駆動して、第１の折り機構１４および第２の折り機構１５を互いに接近させる。これによって、シート１３に対して第１の帯状部材４９と第２の帯状部材５６とが密着する。この状態では、図５に示すように、シート１３、第１の帯状部材４９、および第２の帯状部材５６が蛇行するようにジグザグ形に配置する。この状態で、図６に示すように、プレ成形ガイド２６の第１のガイド本体３２同士が第１の折り機構１４および第２の折り機構１５が進退する方向と直交する方向から接近して、互いに突き合わされる。これによって、シート１３、第１の帯状部材４９、および第２の帯状部材５６は、シート１３の延びる方向に沿って軽く押しつぶされる。なお、図６では、第１の帯状部材４９および第２の帯状部材５６の図示を省略している。

続いて、進退機構１６が駆動して第１の折り機構１４および第２の折り機構１５が後退して、互いに分離する。このとき、シート１３の上端および下端は、プレ成形ガイド２６の第１のガイド本体３２によって保持されているため、シート１３が再び展開してしまうことはない。シート１３をプレ成形ガイド２６によって保持した状態で、図７に示すように、成形ガイド２７の第２のガイド本体４５を第１の折り機構１４および第２の折り機構１５が進退する方向と直交する方向から接近させ、互いに突き合わされる。こうして、ジグザグ形に配置していたシート１３はさらにシート１３の延びる方向に押しつぶされて、蛇腹状に折り畳まれる。この状態で、プッシャ２０によって上方から下方に向けて押し込まれることで、シート１３は、図８に示すように、支持台１９に支持された煙草１８の円筒形の外筒部１８Ａの内側に差し込まれる。

このとき、シート１３は、直線状の折り目（折り返し）が形成されることない。また、第１の支持部４８および第２の支持部５５の複数の軸部５１が千鳥状に配置されるため、爪部４７の先端部の位置も千鳥状になり、その結果折り畳まれるシート１３は、折り目となるアーチ部分の位置が互い違いになるように位置ずれしている（図８参照）。

第１の実施形態によれば、シート折り畳み装置１１は、シート１３を間に挟んだ両側の位置で、扇形に展開した第１の折り機構１４および第２の折り機構１５と、第１の折り機構１４と第２の折り機構１５とを互いに接近させたり、遠ざけたりする進退機構１６と、扇形を閉じる方向に第１の折り機構１４および第２の折り機構１５を付勢する閉じ機構１７と、を具備し、第１の折り機構１４および第２の折り機構１５は、平板状をなした複数の爪部４７と、複数の爪部４７同士が分離して扇形に展開した第１の位置Ｐ１と、複数の爪部４７同士が接触するように閉じた第２の位置Ｐ２との間で回動するように複数の爪部４７の一端を支持する支持部と、複数の爪部４７の先端部にそれぞれ固定され、シート１３に直接接触するとともに、複数の爪部４７が第１の位置Ｐ１にあるときに円弧状に展開する帯状部材と、をそれぞれ有し、進退機構１６は、第１の折り機構１４の爪部４７の先端部と、第２の折り機構１５の爪部４７の先端部と、がオーバーラップする位置まで第１の折り機構１４と第２の折り機構１５とを前進させ、閉じ機構１７は、複数の爪部４７を第１の位置Ｐ１から第２の位置Ｐ２に移動させ、帯状部材とともにシート１３を蛇腹状に折り畳む。

また、第１の実施形態のシート折り畳み方法によれば、シート１３を間に挟んだ両側に配置されるとともにそれぞれ扇形をなした第１の折り機構１４および第２の折り機構１５を互いに接近させることで、第１の折り機構１４に円弧状に設けられる第１の帯状部材４９と第２の折り機構１５に円弧状に設けられる第２の帯状部材５６とをそれぞれシート１３に密着させるとともに、扇形の半径方向に沿って第１の折り機構１４に設けられる複数の爪部４７の先端部と、扇形の半径方向に沿って第２の折り機構１５に設けられる複数の爪部４７の先端部と、がオーバーラップするように配置させ、シート１３、第１の帯状部材４９、および第２の帯状部材５６をジグザグ形に配置した後、シート１３の延びる方向に沿ってシート１３、第１の帯状部材４９、および第２の帯状部材５６を押しつぶすことにより、シート１３を蛇腹状に折り畳む。

これらの構成によれば、シート１３を順次折るのではなく、第１の折り機構１４および第２の折り機構１５によって複数の箇所を同時に折り畳むことができるため、折り畳み作業を簡単かつ一括して迅速に行うことができる。また、シート１３に密着した帯状部材がシート１３とともに折り畳まれるため、シート１３に対して爪部４７が滑るようなことなく、シート１３の一箇所に張力が集中してしまうことがない。このため、張力に対して脆弱なシート１３を折り畳む場合等に、シート１３の一部に負荷が掛かることなく、シート１３をやさしく折り畳むことができる。さらに、シート１３とともに第１の帯状部材４９および第２の帯状部材５６が折り畳まれるため、シート１３を傷つけるような強い折り目がシート１３についてしまうこともなく、アーチ状の折り目を有するようにシート１３をやさしく折りたたむことができる。

また、第１の折り機構１４の複数の爪部４７および第２の折り機構１５の複数の爪部４７のいずれか一方は、奇数で構成されるとともに、第１の折り機構１４の複数の爪部４７および第２の折り機構１５の複数の爪部４７のいずれか他方は、偶数で構成される。この構成によれば、爪部４７同士の間の位置に相手方の折り機構の爪部４７を配置させることができる。これによって、シート１３をジグザグ形に配置することができ、簡単な閉じ操作でシート１３を蛇腹状に折り畳むことができる。

また、複数の爪部４７は、互いに同一の寸法に形成され、支持部は、複数の爪部４７に対応する複数の軸部５１を含み、軸部５１は、それぞれ爪部４７を回転可能に支持し、複数の軸部５１は、シート１３の延びる方向と平行な方向Ｌに沿って千鳥状に配置される。この構成によれば、シート１３のアーチ状の折り目を互い違いの位置に配置させることができる。これによって、折り目の部分同士が干渉してしまうことを防いで、折り目の部分においてシート１３が急角度で折り曲げられて、シート１３を痛めてしまうことを防止できる。また、特に本実施形態のように、カーボンフィルムをシート１３として用い、このカーボンフィルムを煙草１８の加熱源として利用する場合には、シート１３同士の隙間を十分に確保することができ、空気の流れる流路を確保するのに特に有効である。

また、本実施形態において、帯状部材によって結ばれる複数の爪部４７の先端部同士の間隔は、扇形の外側に行くにつれて小さくなる。この構成によれば、シート１３の両端部に行くにつれて折り畳みの間隔を小さくするような折り畳み方法を簡単な構造で実現することができる。これによって、例えば、本実施形態のように、円筒形の煙草１８の外筒部１８Ａにシート１３を挿入する場合など、円形の小さいスペースにコンパクトに収容するのに特に有効である。

続いて、図９から図１２を参照して、シート折り畳み装置の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態のシート折り畳み装置６１は、１つの折り機構６２を用いる点、吸引機構が設けられている点、折り機構６２に対抗する吸引ブロック６４が設けられる点などにおいて第１の実施形態と異なっているが、他の部分は第１の実施形態と共通している。このため、ここでは、主として第１の実施形態と異なる点について説明し、第１の実施形態と共通する箇所には共通の符号を付して説明を省略する。

図９と図１０に示すように、シート折り畳み装置６１は、基台１２と、基台１２上に設けられる１つの折り機構６２と、折り機構６２を真空状態に吸引するための第１の吸引機構６３と、折り機構６２に正対する吸引ブロック６４と、吸引ブロック６４を吸引するための図示しない第２の吸引機構と、吸引ブロック６４を進退させるための進退機構１６と、シート１３を円筒形に成形するための成形ガイド２７と、基台１２の下方に設けられるとともに、円筒形の煙草１８を支持する支持台１９と、第１の折り機構１４および第２の折り機構１５により折り畳まれたシート１３を煙草の先端部に押し込むためのプッシャ２０と、を有している。第１の吸引機構６３および第２の吸引機構は、例えば真空ポンプ等で構成される。

シート折り畳み装置６１は、さらに、ガイド溝６６と、ガイド溝６６の内側に引っ掛けられるワイヤ６７と、を折り機構６２の両側の位置にそれぞれ有している。ガイド溝６６およびワイヤ６７は、第１の吸引機構６３による吸引によって、折り機構６２の閉じる速度を低減して、シート１３が急速に折り畳まれてしまうことを防止する。シート折り畳み装置６１は、第１の吸引機構６３の吸引力をシート１３に効率よく作用させるためのブロック６８を、シート１３の両端部の近傍に一対に有している。

成形ガイド２７は、第１の実施形態の成形ガイド２７とほぼ同様の構成であり、例えば、半円形の切欠部３９を有するガイド本体４５を一対に有している。プッシャ２０は、第１の実施形態のものと同一である。

図９に示すように、折り機構６２は、複数の爪部４７と、複数の爪部４７を回動可能に支持する支持部４８と、複数の爪部４７の先端部にそれぞれ固定された一枚の帯状部材４９と、複数の爪部４７同士の間の空間を密閉する密閉部材６９と、を有している。折り機構６２は、例えば、９個の爪部４７を有している。爪部４７は、それぞれ短冊状に形成されている。爪部４７は、例えば金属材料によって、平板状に形成されている。爪部４７は、合成樹脂によって形成されていてもよい。また、扇形の外側の端部に位置する爪部４７は、補強のため、それぞれ外側に折り曲げられた折り曲げ部４７Ａを有している。爪部４７は、その先端部の近傍に、スペーサ７２を有している。スペーサ７２は、爪部４７の先端同士が接近しすぎることを回避して、シート１３に強い折り目が形成されてしまうことを防止する。

支持部４８は、支持部本体５０と、９個の爪部４７に対応する９個の軸部５１を有している。支持部本体５０は、９個の軸部５１の上端および下端が通される計１８個の貫通孔５２を有している。図９に示すように、９個の軸部５１は、シート１３の延びる方向と平行な方向に沿って互い違い、すなわち千鳥状に配置されている。また、支持部本体５０の内側は、中空になっており、上記第１の吸引機構６３に連通している連通穴７３を有している。

貫通孔５２の内側に嵌っている軸部５１は、それぞれ爪部４７を回転可能に支持することができる。支持部４８は、軸部５１を介して、複数の爪部４７同士が分離して扇形に展開した第１の位置Ｐ１と、複数の爪部４７同士が接触するように閉じた第２の位置Ｐ２との間で回動するように、複数の爪部４７の一端を支持する。

帯状部材４９は、例えばナイロン等のメッシュ状の繊維であるが、これに限定されるものではない。帯状部材４９は、開口度の大きいメッシュ状の材質であればよい。帯状部材４９は、複数の爪部４７が開いた第１の位置Ｐ１にあるときに円弧状に展開する。図９に示すように、帯状部材４９によって結ばれた爪部４７の先端部同士の間隔は、扇形の外側に行くにつれて小さくなっている。

密閉部材６９は、複数の爪部４７の上側に配置された平板状のプレートである。爪部４７同士の間にある空間部分は、このプレートと基台１２との間で挟まれた密閉空間となる。吸引ブロック６４は、シート１３に吸引力を作用させるためのスリット状の吸引孔７４を有している。吸引ブロック６４は、中空になった内部空間を有しており、この内部空間は、第２の吸引機構６５に連通されている。

続いて、図９から図１２を参照して、第２の実施形態のシート折り畳み装置６１を利用したシート折り畳み方法について説明する。まず、図９に示すように、折り機構６２および吸引ブロック６４の間の位置にシート１３を配置する。このとき、折り機構６２は、扇形に展開している。続いて、第１の吸引機構６３を駆動して、折り機構６２およびシート１３に対して吸引力を作用させる。これによって、シート１３は、帯状部材４９に密着する。また、第１の吸引機構６３によって、爪部４７同士の間の空間の空気が吸引され、折り機構６２は、図１１に示すように閉じられる。こうして、帯状部材４９に密着されたシート１３は、帯状部材４９とともに蛇腹状に折り畳まれる。なお、図１１ではシート１３の図示を省略している。なお、スペーサ７２の作用によって、爪部４７の先端同士が付き合わされることが防止されている。

そして、進退機構１６が駆動して、吸引ブロック６４を折り機構６２に近づける。また、第２の吸引機構６５を駆動して吸引ブロック６４に吸引力を発生させる。これと同時に、第１の吸引機構６３である真空ポンプを逆回転させて正圧の空気を送って、折り機構６２の真空状態を破壊して、帯状部材４９からシート１３を分離させる。このとき、シート１３は、吸引ブロック６４の吸引孔７４に密着し、蛇腹状に折り畳まれた状態で保持される。そして、図１２に示すように、成形ガイド２７のガイド本体４５同士が突き当たるように移動して、シート１３を円筒形に成形する。このように成形されたシート１３は、第１の実施形態と同様に、プッシャ２０によって下方に押しこまれて、煙草１８の円筒形の外筒部１８Ａの内側に挿入される。

第２の実施形態によれば、シート折り畳み装置６１は、平板状をなした複数の爪部４７と、複数の爪部４７同士が分離して扇形に展開した第１の位置Ｐ１と、複数の爪部４７同士が接触するように閉じた第２の位置Ｐ２との間で回動するように複数の爪部４７の一端を支持する支持部４８と、複数の爪部４７の先端部にそれぞれ固定され、シート１３に直接接触するとともに、複数の爪部４７が第１の位置Ｐ１にあるときに円弧状に展開する帯状部材４９と、複数の爪部４７同士と、帯状部材４９とで囲まれる空間を密閉する密閉部材６９と、空間の内部の空気を吸引する吸引機構と、を具備し、吸引機構は、空間の内部の空気を吸引して、帯状部材４９とともにシート１３を蛇腹状に折り畳む。

この構成によれば、折り機構６２を１つのみ有する構成であっても、シート１３を一括して効率よく蛇腹状に折り畳むことができる。また、シート１３は、帯状部材４９に密着された状態で折り畳まれるため、シート１３に対して爪部４７が滑ってしまうことがない。このため、張力に対して脆弱なシート１３を折り畳む場合等に、シート１３の一部に負荷をかけることなく、シート１３をやさしく折り畳むことができる。また、シート１３とともに帯状部材が折り畳まれるため、シート１３に強い折り目がついてしまうことを防いで、シート１３をやさしく折り畳むことができる。

また、爪部４７は、隣接する他の爪部４７との間で所定の隙間を確保するためのスペーサ７２を先端部の近傍に有する。この構成によれば、爪部４７同士が突き当たることを防いで、シート１３に強い折り目（折り返し）が形成されて、シート１３を痛めてしまうことを防止できる。

続いて、図１３から図１６を参照して、シート折り畳み装置の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態のシート折り畳み装置８１は、第１の折り機構８２および第２の折り機構８３の構成が異なる点等において第１の実施形態と異なっているが、他の部分は第１の実施形態と共通している。このため、ここでは、主として第１の実施形態と異なる点について説明し、第１の実施形態と共通する箇所には共通の符号を付して説明を省略する。なお、第３の実施形態では、基台１２、進退機構１６、閉じ機構１７、プッシャ２０、支持台１９は、第１の実施形態のものと同一であるため、その図示を省略している。

シート折り畳み装置８１は、シート１３を間に挟んだ両側の位置に設けられる第１の折り機構８２および第２の折り機構８３と、第１の折り機構８２と第２の折り機構８３とを近づけたり遠ざけたりする進退機構１６と、シート１３の一方の面に対向して配置された第１の帯状部材４９と、シート１３の他方の面に対向して配置された第２の帯状部材５６と、シート１３の位置ずれを防止するための保持機構８４と、を備えている。第１の帯状部材４９および第２の帯状部材５６は、ばね機構８５によって、図１３における左右方向の両側から引っ張られた状態で保持されている。保持機構８４は、シート１３とほぼ同一の幅を有する平板状の形状を有している。

図１３に示すように、第１の折り機構８２は、第１の支持部４８と、第１の支持部４８に対して櫛歯状に固定される複数の爪部４７と、を有している。爪部４７は、例えば金属材料によって平板状に形成されている。爪部４７は、合成樹脂によって形成されていてもよい。第１の折り機構８２は、奇数、例えば、９個の爪部４７を有している。９個の爪部４７は、互いの長さが若干異なっており、爪部４７の先端部の高さが互い違い（千鳥状）になるように長さが調整されている。

第２の折り機構８３は、第２の支持部５５と、第１の支持部４８に対して櫛歯状に固定される複数の爪部４７と、を有している。爪部４７は、金属材料によって、平板状に形成されている。第２の折り機構８３は、偶数、例えば、８個爪部４７を有している。８個の爪部４７は、互いの長さが若干異なっており、爪部４７の先端部の高さが互い違い（千鳥状）になるように長さが調整されている。

第１の帯状部材４９および第２の帯状部材５６は、例えば高分子プラスチック製の繊維であるが、これに限定されるものではない。第１の帯状部材４９は、例えば、カーボン繊維、ナイロン、フッ素樹脂製の繊維でもよい。第２の帯状部材５６は、第１の帯状部材４９と同じ材質ものである。

続いて、図１３から図１６を参照して、本実施形態のシート折り畳み装置８１を利用したシート折り畳み方法について説明する。まず、図１３に示すように、第１の折り機構８２および第２の折り機構８３の間の位置にシート１３を配置する。このとき、第１の帯状部材４９および第２の帯状部材５６には、ばね機構８５の張力が作用している。そして、図１４に示すように、保持機構８４が先に移動して、シート１３、第１の帯状部材４９、および第２の帯状部材５６を間に挟んで、第１の折り機構８２の中央部にある爪部４７の先端部に突き当たる。保持機構８４が爪部４７の先端部に突き当たることによって、シート１３の中央部の位置が固定され、シート１３が左右方向にずれてしまうことが防止される。なお、保持機構８４は、第１の折り機構８２に突き当たるものに限定されるものでなく、第２の折り機構８３の中央部にある爪部４７の先端部に突き当たるようにしてもよい。

そして、進退機構１６の駆動で第１の折り機構８２と第２の折り機構８３とが接近して、図１５に示すように、互いの爪部４７の先端部がオーバーラップする位置まで接近する。これによって、第１の折り機構８２および第２の折り機構８３の間の位置にあるシート１３は、第１の帯状部材４９および第２の帯状部材５６とともに蛇腹状に折り込まれる。このとき、第１の折り機構８２の爪部４７および第２の折り機構８３の爪部４７は、第１の帯状部材４９および第２の帯状部材５６に対して滑るように作用するが、シート１３と第１の帯状部材４９との間、およびシート１３と第２の帯状部材５６との間には、滑りは生じない。

図１６に示すように、進退機構１６が駆動して、第１の折り機構８２と第２の折り機構８３とが分離する。このとき、シート１３は、図示しない閉じ機構のプレ成形ガイドに保持される。その後は、第１の実施形態と同様の工程で、プレ成形ガイド、成形ガイド、およびプッシャの作用によって煙草１８の円筒形の外筒部１８Ａの内側にシート１３が挿入される。

第３の実施形態によれば、シート折り畳み装置８１は、シート１３を間に挟んだ両側で、シート１３に接触するように設けられる第１の帯状部材４９および第２の帯状部材５６と、シート１３、第１の帯状部材４９、および第２の帯状部材５６を間に挟んだ両側に配置される第１の折り機構８２および第２の折り機構８３と、第１の折り機構８２と第２の折り機構８３とを互いに接近させたり、遠ざけたりする進退機構１６と、を具備し、第１の折り機構８２および第２の折り機構８３は、支持部と、平板状をなすとともに、支持部に対して櫛歯状に固定される複数の爪部４７と、をそれぞれ有し、進退機構１６は、第１の折り機構８２の爪部４７の先端部と、第２の折り機構８３の爪部の先端部と、がオーバーラップする位置まで第１の折り機構８２と第２の折り機構８３とを前進させ、第１の帯状部材４９および第２の帯状部材５６とともにシート１３を蛇腹状に折り畳む。

この構成によれば、第１の帯状部材４９および第２の帯状部材５６ととともにシート１３が折りたたまれるため、第１の帯状部材４９および第２の帯状部材５６に対して第１の折り機構８２および第２の折り機構８３の複数の爪部４７が滑るように作用するが、シート１３と第１の帯状部材４９および第２の帯状部材５６との間では滑りを生じない。このため、シート１３に対して張力が集中することがなく、シート１３を一括して蛇腹状に折りたたむことができる。また、シート１３とともに第１の帯状部材４９および第２の帯状部材５６とが折り畳まれるため、シート１３に強い折り目がついてしまうことを防止できる。

また、シート折り畳み装置８１は、第１の折り機構８２および第２の折り機構８３の複数の爪部４７のうち、少なくとも１つの爪部４７との間でシート１３、第１の帯状部材４９、および第２の帯状部材５６を挟んで保持する保持機構８４をさらに具備する。

この構成によれば、保持機構８４によって第１の折り機構８２および第２の折り機構８３に対してシート１３の位置を固定することができる。これによって、第１の折り機構８２および第２の折り機構８３が互いに近づいてシート１３を折りたたむ際に、シート１３の位置がずれてしまうことを防止することができる。

本発明のシート折り畳み装置８１は、上記した非燃焼型の煙草のほか、昆布、海苔、チューインガム、パスタといった食品の折り畳みや、コンデンサの折り畳み、電池に用いられる電極の折り畳み、有機ＥＬ装置等のシート状の表示装置等の折り畳みにも用いることができる。このとき、折り畳まれる対象の製品に折り目をつけることなく、コンパクトに収容することができる。このほか、本発明は、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。

第１の実施形態に係るシート折り畳み装置を示す上面図。 図１に示すシート折り畳み装置を示す側面図。 図１に示すシート折り畳み装置の第１の折り機構および閉じ機構の周囲を拡大して示す斜視図。 図３に示す第１の折り機構の支持部に含まれる９個の軸部の配置を示す模式図。 図１に示すシート折り畳み装置を用いたシート折り畳み方法において、第１の折り機構の爪部の先端部と、第２の折り機構の爪部の先端部とがオーバーラップした工程を示す上面図。 図５に示す工程の次の工程において、プレ成形ガイドがシートを成形する工程を示す上面図。 図６に示す工程の次の工程において、成形ガイドがシートを成形する工程を示す上面図。 図１に示すシート折り畳み装置によって折り畳んだシートを外筒部の内側に挿入した製造した煙草を示す正面図。 第２の実施形態に係るシート折り畳み装置を示す上面図。 図９に示すシート折り畳み装置を示す側面図。 図９に示すシート折り畳み装置を用いたシート折り畳み方法において、第１の吸引機構によって折り機構が吸引されている工程を示す上面図。 図１１に示す工程の次の工程において、成形ガイドがシートを成形する工程を示す上面図。 第３の実施形態に係るシート折り畳み装置を示す上面模式図。 図１３に示すシート折り畳み装置を用いたシート折り畳み方法において、保持機構が第２の折り機構の爪部の先端に突き当たっている工程を示す上面模式図。 図１４に示す工程の次の工程において、第１の折り機構の爪部の先端部と、第２の折り機構の爪部の先端部とがオーバーラップした工程を示す上面模式図。 図１５に示す工程の次の工程において、第１の折り機構と第２の折り機構とが分離した工程を示す上面模式図。

符号の説明

１１…シート折り畳み装置、１３…シート、１４…第１の折り機構、１５…第２の折り機構、１６…進退機構、１７…閉じ機構、４７…爪部、４８…第１の支持部、４９…第１の帯状部材、５１…軸部、５５…第２の支持部、５６…第２の帯状部材、６１…シート折り畳み装置、６２…折り機構、６３…第１の吸引機構、６４…吸引ブロック、６５…第２の吸引機構、６９…密閉部材、７２…スペーサ、８１…シート折り畳み装置、８２…第１の折り機構、８３…第２の折り機構、８４…保持機構、Ｐ１…第１の位置、Ｐ２…第２の位置、Ｌ…シートの延びる方向と平行な方向

Claims (12)

1. シートを間に挟んだ両側の位置で、扇形に展開した第１の折り機構および第２の折り機構と、
   前記第１の折り機構と前記第２の折り機構とを互いに接近させたり、遠ざけたりする進退機構と、
   前記扇形を閉じる方向に前記第１の折り機構および前記第２の折り機構を付勢する閉じ機構と、
   を具備し、
   前記第１の折り機構および前記第２の折り機構は、
   平板状をなした複数の爪部と、
   前記複数の爪部同士が分離して前記扇形に展開した第１の位置と、前記複数の爪部同士が接触するように閉じた第２の位置との間で回動するように前記複数の爪部の一端を支持する支持部と、
   前記複数の爪部の先端部にそれぞれ固定され、前記シートに直接接触するとともに、前記複数の爪部が前記第１の位置にあるときに円弧状に展開する帯状部材と、
   をそれぞれ有し、
   前記進退機構は、前記第１の折り機構の前記爪部の先端部と、前記第２の折り機構の前記爪部の先端部と、がオーバーラップする位置まで前記第１の折り機構と前記第２の折り機構とを前進させ、前記閉じ機構は、前記複数の爪部を前記第１の位置から前記第２の位置に移動させ、前記帯状部材とともに前記シートを蛇腹状に折り畳むことを特徴とするシート折り畳み装置。
2. 前記第１の折り機構の複数の爪部および前記第２の折り機構の複数の爪部のいずれか一方は、奇数で構成されるとともに、前記第１の折り機構の複数の爪部および前記第２の折り機構の複数の爪部のいずれか他方は、偶数で構成されることを特徴とする請求項１に記載のシート折り畳み装置。
3. 前記複数の爪部は、互いに同一の寸法に形成され、
   前記支持部は、前記複数の爪部に対応する複数の軸部を含み、前記軸部は、それぞれ前記爪部を回転可能に支持し、
   前記複数の軸部は、前記シートの延びる方向と平行な方向に沿って千鳥状に配置されることを特徴とする請求項２に記載のシート折り畳み装置。
4. 前記帯状部材によって結ばれる前記複数の爪部の先端部同士の間隔は、前記扇形の外側に行くにつれて小さくなることを特徴とする請求項３に記載のシート折り畳み装置。
5. 平板状をなした複数の爪部と、
   前記複数の爪部同士が分離して前記扇形に展開した第１の位置と、前記複数の爪部同士が接触するように閉じた第２の位置との間で回動するように前記複数の爪部の一端を支持する支持部と、
   前記複数の爪部の先端部にそれぞれ固定され、前記シートに直接接触するとともに、前記複数の爪部が前記第１の位置にあるときに円弧状に展開する帯状部材と、
   前記複数の爪部同士と、前記帯状部材とで囲まれる空間を密閉する密閉部材と、
   前記空間の内部の空気を吸引する吸引機構と、
   を具備し、
   前記吸引機構は、前記空間の内部の空気を吸引して、前記帯状部材とともに前記シートを蛇腹状に折り畳むことを特徴とするシート折り畳み装置。
6. 前記複数の爪部は、互いに同一の寸法に形成され、
   前記支持部は、前記複数の爪部に対応する複数の軸部を含み、前記軸部は、それぞれ前記爪部を回転可能に支持し、
   前記複数の軸部は、前記シートの延びる方向と平行な方向に沿って千鳥状に配置されることを特徴とする請求項５に記載のシート折り畳み装置。
7. 前記帯状部材によって結ばれる前記複数の爪部の先端部同士の間隔は、前記扇形の外側に行くにつれて小さくなることを特徴とする請求項６に記載のシート折り畳み装置。
8. 前記爪部は、隣接する他の爪部との間で所定の隙間を確保するためのスペーサを前記先端部の近傍に有することを特徴とする請求項７に記載のシート折り畳み装置。
9. シートを間に挟んだ両側で、前記シートに接触するように設けられる第１の帯状部材および第２の帯状部材と、
   前記シート、前記第１の帯状部材、および前記第２の帯状部材を間に挟んだ両側に配置される第１の折り機構および第２の折り機構と、
   前記第１の折り機構と前記第２の折り機構とを互いに接近させたり、遠ざけたりする進退機構と、
   を具備し、
   前記第１の折り機構および前記第２の折り機構は、
   支持部と、
   平板状をなすとともに、前記支持部に対して櫛歯状に固定される複数の爪部と、
   をそれぞれ有し、
   前記進退機構は、前記第１の折り機構の前記爪部の先端部と、前記第２の折り機構の前記爪部の先端部と、がオーバーラップする位置まで前記第１の折り機構と前記第２の折り機構とを前進させ、前記第１の帯状部材および前記第２の帯状部材とともに前記シートを蛇腹状に折り畳むことを特徴とするシート折り畳み装置。
10. 前記第１の折り機構の複数の爪部および前記第２の折り機構の複数の爪部のいずれか一方は、奇数で構成されるとともに、前記第１の折り機構の複数の爪部および前記第２の折り機構の複数の爪部のいずれか他方は、偶数で構成されることを特徴とする請求項９に記載のシート折り畳み装置。
11. 前記第１の折り機構の前記複数の爪部および前記第２の折り機構の前記複数の爪部のうち、少なくとも１つの前記爪部との間で前記シート、前記第１の帯状部材、および前記第２の帯状部材を挟んで保持する保持機構をさらに具備することを特徴とする請求項１０に記載のシート折り畳み装置。
12. シートを間に挟んだ両側に配置されるとともにそれぞれ扇形をなした第１の折り機構および第２の折り機構を互いに接近させることで、前記第１の折り機構に円弧状に設けられる第１の帯状部材と前記第２の折り機構に円弧状に設けられる第２の帯状部材とをそれぞれ前記シートに密着させるとともに、前記扇形の半径方向に沿って前記第１の折り機構に設けられる複数の爪部の先端部と、前記扇形の半径方向に沿って前記第２の折り機構に設けられる複数の爪部の先端部と、がオーバーラップするように配置させ、前記シート、前記第１の帯状部材、および前記第２の帯状部材をジグザグ形に配置した後、前記シートの延びる方向に沿って前記シート、前記第１の帯状部材、および前記第２の帯状部材を押しつぶすことにより、前記シートを蛇腹状に折り畳むことを特徴とするシート折り畳み方法。

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