JP6653168B2 - シングルフェーサ - Google Patents

Description

本発明は、フルート形状に形成された中芯にライナを貼り合せて片面段ボールシートを製造するシングルフェーサに係り、特に、一対の段ロールをそれぞれ有する２組のカートリッジを切り替えることにより異なるフルート形状の片面段ボールシートを製造するシングルフェーサに関する。

従来から、フルート形状（波形段）に形成された中芯紙の段頂部に平坦な裏ライナ紙を貼り合わせて片面段ボールシートを製造するシングルフェーサが知られている。近年では、種類の異なるフルート形状の片面段ボールシートを簡便な切替操作により製造したいとの要請により、シングルフェーサ本体内に配置された２組のカートリッジから使用するカートリッジを選択して切り替えることができるシングルフェーサが開発されている（例えば特許文献１参照）。

この特許文献１に開示されたシングルフェーサにおいては、装置本体（３）に設けられたクランプ機構（３４）を上段のカートリッジ（１）の係止座（１５）内に挿入して係止し、この上下方向に積み重ねられた状態のカートリッジ（１、２）を油圧ジャッキ（４）によって上方に向けて押圧し、カートリッジ（１）の係止座（１５）の下面をクランプ機構（３４）の下面に押し当て、このようにして、カートリッジ（１）を油圧ジャッキ（４）とクランプ機構（３４）とによって実質的に挟み込み、カートリッジ（１、２）の上下方向における移動を規制している。

特開２０１５−２４５７７号公報

ところで、シングルフェーサにおいては比較的大きな熱が発生するが、上述の特許文献１のシングルフェーサ（１００）では、装置において発生した熱により、以下のような問題が発生していた。第１に、シングルフェーサ（１００）においては、発生した熱により、カートリッジ（１、２）及び装置本体（３）が熱変形するが、このときカートリッジ（１、２）と装置本体（３）の熱による変形量がそれぞれ異なるため、片面段ボールシートの製造時に配置されるべき所定の位置にあるカートリッジ（１）の係止座（１５）に対して、装置本体（３）のクランプ機構（３４）を適切に挿入できない場合が生じていた。第２に、カートリッジ（１）の係止座（１５）にクランプ機構（３４）を挿入した状態において熱変形が生じると、油圧ジャッキ（４）によるカートリッジ（１、２）の押圧によって、クランプ機構（３４）の移動軸がずれてしまう場合があった（例えば移動軸の方向が水平方向からずれるような場合である）。このようにクランプ機構（３４）の移動軸がずれると、クランプ機構（３４）によってカートリッジ（１）を適切な位置に保持できなくなるという問題があった。

このように、特許文献１に開示されたシングルフェーサ（１００）においては、発生した熱の影響により、片面段ボールシートの製造時に使用カートリッジ（１）の段ロール（１１、１２）を適切な位置に固定することができないという問題があった。
また、特許文献１に開示されたシングルフェーサ（１００）においては、質量の小さいクランプ機構（３４）を係止部材として用いてカートリッジ（１、２）を装置本体（３）に対して固定していたので、長時間の使用においてクランプ機構（３４）の変形が生じる場合があった。

従って、本発明は、熱による影響を抑制して、片面段ボールシートの製造時に上下方向に積み重ねられる２組のカートリッジを安定的に適切な位置に固定することができるシングルフェーサを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、フルート形状に形成された中芯にライナを貼り合せて片面段ボールシートを製造するシングルフェーサであって、所定のフルート形状の片面段ボールシートを形成するための一対の段ロールのそれぞれを側板により軸支する一のカートリッジと、このカートリッジとは異なるフルート形状の片面段ボールシートを形成するための一対の段ロールのそれぞれを側板により軸支する他のカートリッジとを備え、片面段ボールシートの製造時に上下方向に積み重ねられて、上側の使用位置と下側の休止位置とを取り得る、２組のカートリッジと、２組のカートリッジのそれぞれの配置位置を使用位置と休止位置との間で切り替えるために２組のカートリッジを移動可能に収容する装置本体と、上下方向に積み重ねられた２組のカートリッジの下方に配置され、この２組のカートリッジを上方に向けて押圧する押圧装置と、を有し、押圧装置により２組のカートリッジを上方に向けて押圧して、上段にあるカートリッジの側板の上端を装置本体の天井部の下端に押し付けて、２組のカートリッジ全体を押圧装置と装置本体の天井部とによって挟持する、ことを特徴とする。

このように構成された本発明においては、押圧装置による押圧によって２組のカートリッジ全体を押圧装置と重量物である装置本体の天井部とによって挟持することにより、２組のカートリッジを装置本体に対して安定的に固定して、２組のカートリッジの上下方向における移動を規制している。これにより、シングルフェーサにおいて発生する熱による影響を適切に抑制することができる。具体的には、上記の特許文献１に記載された技術では、シングルフェーサにおいて発生した熱による装置本体及びカートリッジの熱変形によって、片面段ボールシートの製造時にカートリッジを適切な位置に固定できない可能性があったが、本発明によれば、このような熱変形が生じても、カートリッジを上方に向けて押圧する押圧装置によって熱変形による影響を適切に抑制することができる。詳しくは、本発明によれば、熱変形による装置本体とカートリッジとの上下方向におけるずれ分を押圧装置の上下方向移動により吸収することができる。したがって、本発明によれば、シングルフェーサにおいて発生する熱による影響を抑制して、片面段ボールシートの製造時にカートリッジを適切な位置に固定することができる。

本発明において、好ましくは、カートリッジの側板の上端及び装置本体の天井部の下端には、押圧装置がカートリッジを上方に向けて押圧したときに装置本体の天井部に対するカートリッジの位置決めを行うための位置決め機構が形成されている。
このように構成された本発明によれば、押圧装置がカートリッジを上方に向けて押圧したときに、位置決め機構を利用して装置本体に対するカートリッジの位置決めを適切に行うことができる。

本発明において、好ましくは、位置決め機構は、カートリッジの側板の上端における縁端に形成された突起部と、装置本体の天井部の下端において突起部に対応する位置に形成され、この突起部に係合する陥凹部とを備え、これらの突起部及び陥凹部はテーパー状に形成されている。
このように構成された本発明によれば、上段のカートリッジの側板の上端に形成されたテーパー状の突起部を、装置本体の天井部の下端に形成されたテーパー状の陥凹部に係合させるので、装置本体に対するカートリッジの水平方向の位置決めも適切に行うことができる。

本発明において、好ましくは、カートリッジの側板の上端には、突起部が形成された縁端とシングルフェーサによるシート搬送方向において反対側の縁端に平坦部が更に形成され、装置本体の天井部の下端には、平坦部に対応する位置に、押圧装置が２組のカートリッジを上方に向けて押圧したときに平坦部と面接触する突起部が更に形成されている。
このように構成された本発明によれば、押圧装置が押圧したときのカートリッジの側板の上端と装置本体の天井部の下端との接触が、上記したようなカートリッジの突起部と天井部の陥凹部との係合部分による接触と、カートリッジの平坦部と天井部の突起部との面接触とによって行われる。これにより、装置本体及びカートリッジの熱変形に拘わらず、２組のカートリッジ全体を押圧装置と装置本体の天井部とによって適切に挟持して固定することができる。

本発明において、好ましくは、装置本体には、上段にあるカートリッジの側板の側端に対して進退可能な突起状部材が設けられ、この突起状部材は、突出したときにカートリッジの側板の側端に先端が当接し、カートリッジの側板の側端には、突起状部材に対応する位置よりも上側に、突出した状態にある突起状部材の上面に対向する面を備える段差部が形成されている。
このように構成された本発明によれば、装置本体の突起状部材を突出させてカートリッジの側板の側端に当接させるので、カートリッジの水平方向における移動を適切に規制することができる。また、本発明によれば、カートリッジの側板の側端において突起状部材に対応する位置よりも上側に段差部を形成したので、下段のカートリッジを退避させて、上段のカートリッジを係止して保持している状態において、この上段のカートリッジの係止が何らかの原因で外れたとしても、突起状部材がカートリッジの段差部に係止して、このカートリッジの落下を防止することができる。更に、突出した状態にある突起状部材の上面と段差部の下面とが離間しているので、装置本体及びカートリッジが熱変形した場合にも、上述した特許文献１に開示されたシングルフェーサのクランプ機構と係止座との間において生じる問題を抑制することができる。具体的には、突起状部材及び段差部が装置本体に対するカートリッジの位置決めを阻害することを適切に抑制することができる。

本発明において、好ましくは、カートリッジを使用位置と休止位置とに交代的に位置させるために昇降させる上下方向移動装置と、カートリッジの上下配置位置を切替えるために、カートリッジをシングルフェーサによるシート搬送方向と平行な水平方向に移動させて、カートリッジを装置本体内の退避位置へ一時的に退避させる水平方向移動装置と、片面段ボールシートの製造時にカートリッジが配置されるべき所定の水平方向位置に、水平方向移動装置によってカートリッジが配置されたか否かを検出するための位置センサと、を更に有する。
このように構成された本発明によれば、上下方向移動装置及び水平方向移動装置のそれぞれを用いてカートリッジを上下方向及び水平方向に移動させるので、２組のカートリッジのそれぞれを使用位置と休止位置との間で簡便に入れ替えることができる。また、本発明によれば、カートリッジの水平方向位置を検出する位置センサを用いて、水平方向移動装置によってカートリッジを所定の水平方向位置に正確に配置することができる。

本発明において、好ましくは、水平方向移動装置は、上下方向移動装置によりカートリッジを昇降させるための昇降位置とシート搬送方向において下流側の退避位置との間でカートリッジを移動させるための第１移動装置と、昇降位置とシート搬送方向において上流側の退避位置との間でカートリッジを移動させるための第２移動装置とを備え、これらの第１及び第２移動装置は、装置本体の底部に設けられ、油圧シリンダによってカートリッジを移動させる。
このように構成された本発明によれば、第１及び第２移動装置を用いて、２組のカートリッジのそれぞれを昇降位置と２つの退避位置との間で移動させるので、２組のカートリッジにおける使用位置と休止位置との入れ替えを効率的に行うことができる。また、本発明によれば、第１及び第２移動装置を油圧シリンダによって構成したので、重量のあるカートリッジを所定の水平方向位置に適切に配置することができると共に、スペースが限られた装置本体の底部に、これらの移動装置を適切に設置することができる。

本発明によるシングルフェーサによれば、熱による影響を抑制して、片面段ボールシートの製造時に上下方向に積み重ねられる２組のカートリッジを安定的に適切な位置に固定することができる。

本発明の実施形態によるシングルフェーサを示す正面図である。 本発明の実施形態によるシングルフェーサのカートリッジを示す部分上面図である。 本発明の実施形態によるシングルフェーサを示す部分拡大正面図である。 本発明の実施形態によるシングルフェーサを示す部分拡大側面図である。 本発明の実施形態によるシングルフェーサの装置本体の底部を示す斜視図である。 本発明の実施形態による、カートリッジの切り替え途中（ステップＰ１）のシングルフェーサを示す正面図である。 本発明の実施形態による、カートリッジの切り替え途中（ステップＰ２、Ｐ３）のシングルフェーサを示す正面図である。 本発明の実施形態による、カートリッジの切り替え途中（ステップＰ４、Ｐ５）のシングルフェーサを示す正面図である。 本発明の実施形態による、カートリッジの切り替え途中（ステップＰ６）のシングルフェーサを示す正面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるシングルフェーサについて説明する。

先ず、図１乃至図５を参照して、本発明の実施形態によるシングルフェーサの基本構造について説明する。図１は、本発明の実施形態によるシングルフェーサを示す正面図であり、図２は、本発明の実施形態によるシングルフェーサのカートリッジを示す部分上面図であり、図３は、本発明の実施形態によるシングルフェーサを示す部分拡大正面図であり（具体的にはカートリッジの側板の上端と装置本体の天井部の下端との接触箇所付近についての部分拡大正面図である）、図４は、本発明の実施形態によるシングルフェーサを示す部分拡大側面図であり（具体的にはカートリッジと上下方向移動装置の昇降台との係合箇所付近についての部分拡大正面図である）、図５は、本発明の実施形態によるシングルフェーサの装置本体の底部を示す斜視図である。図１及び図３は、シート搬送方向ＦＤに直交する方向から見たシングルフェーサ１００を示している。また、図１及び図３は、通常運転時のシングルフェーサ１００を示している。

シングルフェーサ１００は、平坦な中芯用原紙からフルート形状（波形段）を形成した中芯の段頂部に対して、平坦な裏ライナを貼り合わせて、片面段ボールシートを製造するための装置である（図１などでは中芯や裏ライナや片面段ボールシートについては図示していない）。具体的には、図１に示すように、シングルフェーサ１００は、所定のフルート形状を中芯に形成するための一対の段ロール１１、１２を軸方向両端において軸支したカートリッジ１と、この段ロール１１、１２とは異なるフルート形状を中芯に形成するための一対の段ロール２１、２２を軸方向両端において軸支し、カートリッジ１が上に積み重ねられたカートリッジ２と、これらのカートリッジ１、２を移動可能に収容する装置本体３と、を有する。また、シングルフェーサ１００は、カートリッジ２を上方に向けて押圧する押圧装置である油圧ジャッキ４と、カートリッジ１、２を上下方向に移動（昇降）させる上下方向移動装置５と、カートリッジ１、２をシート搬送方向ＦＤと平行な水平方向に移動させる水平方向移動装置６と、を有する（図５参照）。

なお、以下において、カートリッジ１、２を区別しないで用いる場合には、符号を省略して、単に「カートリッジ」と表記し、段ロール１１、１２、２１、２２を区別しないで用いる場合には、符号を省略して、単に「段ロール」と表記する。
また、上述した「使用位置」は、シングルフェーサ１００において段ロールを片面段ボールシートの製造に使用するときの段ロール及びカートリッジの位置を意味し、上述した「休止位置」は、シングルフェーサ１００において段ロールを片面段ボールシートの製造に使用せず休止するときの段ロール及びカートリッジの位置を意味する。以下において、片面段ボールシートの製造に使用するカートリッジを適宜「使用カートリッジ」と呼び、片面段ボールシートの製造に使用せず休止するカートリッジを適宜「休止カートリッジ」と呼ぶ。図１においては、カートリッジ１が使用カートリッジに該当し、カートリッジ２が休止カートリッジに該当する。また、「退避位置」は、使用する段ロールを切り替えるときにカートリッジを一時的に退避させる位置を意味し、「昇降位置」は、上記した休止位置の下側に位置し、且つ、水平方向において退避位置と隣接し、カートリッジを上下方向移動装置５によって昇降させるための位置である

シングルフェーサ１００のカートリッジ１は、平板状に形成され、段ロール１１、１２の両端が取り付けられる一対の側板１３を有すると共に（図１乃至図４では１つの側板１３のみを示している）、一対の側板１３の下端が取り付けられる底板（図示せず）を有している。カートリッジ１の側板１３は、上端の縁端に形成され、上方に突出するテーパー状（具体的には山形、換言すると逆Ｖ字状）の突起部１４と、この突起部１４が形成された縁端と反対側の縁端に形成された平坦部１５と、突起部１４及び平坦部１５が形成された縁端に対応する下端の縁端にそれぞれ形成されたテーパー状（具体的には逆Ｖ字状）の陥凹部１６及び突起部１９と、両側端に形成された段差部１７ａ、１７ｂと、を有する（図１、図３参照）。より詳しくは、突起部１４及び陥凹部１６は、側板１３において片面段ボールシートの搬送方向ＦＤ（以下単に「シート搬送方向ＦＤ」という）の上流側の縁端に形成され、平坦部１５及び突起部１９は、側板１３においてシート搬送方向ＦＤの下流側の縁端に形成され、段差部１７ａ、１７ｂは、側板１３の側端において上下方向にずれた位置に形成されている。また、側板１３は、その上端付近に形成された突出する２つの突起部１８を有する（図２参照）。

カートリッジ２も、カートリッジ１と同様に、段ロール２１、２２が取り付けられる一対の側板２３と、一対の側板２３が取り付けられる底板（図示せず）を有している。また、カートリッジ２の側板２３も、カートリッジ１の側板１３と同様に、突起部２４と、平坦部２５と、陥凹部２６と、突起部２９と、段差部２７ａ、２７ｂと、２つの突起部２８と、を有する。但し、カートリッジ１の一対の段ロール１１、１２とカートリッジ２の一対の２１、２２との外周面には、それぞれ異なる形状の段部が形成され、種類の異なるフルート形状に対応するようになっている。シングルフェーサ１００の運転時においては、休止カートリッジであるカートリッジ２の上に使用カートリッジであるカートリッジ１が積み重ねられ、カートリッジ２がカートリッジ１を下方から支持する。この状態においては、カートリッジ１の側板１３の下端に形成された陥凹部１６及び突起部１９に、カートリッジ２の側板２３の上端に形成された突起部２４及び平坦部２５がそれぞれ係合している。

装置本体３は、カートリッジ１、２を収容し、これらを支持するように、装置本体３の上側部分が門型フレーム状に形成されている（図１参照）。また、装置本体３には、カートリッジがシート搬送方向ＦＤと平行な水平方向に移動できるようにした水平方向移動通路３１、３２と、カートリッジが上下方向に移動できるようにした上下方向移動通路３３とが形成されている。これらの水平方向移動通路３１、３２と上下方向移動通路３３とは、逆Ｔ字状に交差している。上下方向移動通路３３には、使用カートリッジとしてのカートリッジ１が配置されている。また、水平方向移動通路３１、３２においてシート搬送方向ＦＤと平行な方向における中央位置付近には、休止カートリッジとしてのカートリッジ２が配置されている。水平方向移動通路３１、３２は、このような休止カートリッジが配置される休止位置の下方に昇降位置を形成すると共に、使用する段ロールを切り替えるときにカートリッジを一時的に退避させる退避位置を形成する。具体的には、水平方向移動通路３２は、シート搬送方向の下流側の退避位置を形成し、水平方向移動通路３１は、シート搬送方向の上流側の退避位置を形成する。また、上記した昇降位置は、これらの水平方向移動通路３１、３２が形成する空間において水平方向における中央位置付近に設けられる。

また、装置本体３は、テーパー状（具体的には逆Ｖ字状）の陥凹部３５及び先端が平坦な突起部３６のそれぞれが下端に形成された天井部３４と、油圧ジャッキ４及び水平方向移動装置６が設置された底部３８と、を有する。天井部３４の陥凹部３５は、カートリッジ１の側板１３の突起部１４に対応する位置に形成され、この突起部１４に係合するようになっており、天井部３４の突起部３６は、カートリッジ１の側板１３の平坦部１５に対応する位置に形成されている（図３参照）。装置本体３において門型フレーム状に形成された上側部分（天井部３４も含む）は、鋳物などによって一体成型され、陥凹部３５及び突起部３６は、このように一体成型された部材に対して別部材として接合される。これにより、陥凹部３５及び突起部３６を高い硬度を有する材料により形成すると共に、陥凹部３５及び突起部３６の寸法精度を向上させるようにしている。同様に、上記したカートリッジ１、２の突起部１４、２４、平坦部１５、２５、陥凹部１６、２６、及び突起部１９、２９も、側板１３、２３の本体部分とは別部材により形成され、硬度及び寸法精度を確保するようにしている。

油圧ジャッキ４は、装置本体３の底部３８に設置されている（図１及び図５参照）。詳しくは、油圧ジャッキ４は、水平方向移動通路３１、３２においてシート搬送方向ＦＤと平行な方向における中央位置付近に設置されている。この油圧ジャッキ４は、作用する油圧によって昇降する２つの作動ピン４１と、これら２つの作動ピン４１の端部に連結され、作動ピン４１の動作によって昇降すると共に、休止カートリッジとしてのカートリッジ２が配置される載置台４２と、を有する。油圧ジャッキ４は装置本体３の底部３８に２つ設けられており（図５参照）、２つの載置台４２によってカートリッジ２の底部の２箇所を支持するようになっている。

積み重ねられたカートリッジ１、２が油圧ジャッキ４の載置台４２に載置された状態において油圧ジャッキ４の作動ピン４１が上昇するように動作すると、カートリッジ２が上方に向けて押圧され、カートリッジ１の側板１３の上端が装置本体３の天井部３４の下端に押し付けられる。この場合、側板１３の上端に形成された突起部１４が天井部３４の下端に形成された陥凹部３５にまず嵌入し、その状態でカートリッジ１がさらに上昇し、側板１３の突起部１４が天井部３４の陥凹部３５のテーパー面に押し付けられることにより、側板１３のシート搬送方向ＦＤにおける調整移動が生じる。そして、上記突起部１４が陥凹部３５の最深部（最上部）に達した時、側板１３の上端に形成された平坦部１５が、天井部３４の下端に形成された突起部３６に面接触した状態において押し付けられる（図３参照）。これにより、上下方向に関して、カートリッジ１、２が油圧ジャッキ４と装置本体３の天井部３４とによって挟持されて、カートリッジ１、２の上下方向及びシート搬送方向における移動が規制される。

上述したように、カートリッジ１、２を油圧ジャッキ４によって押圧して装置本体３の天井部３４と油圧ジャッキ４とによって挟持するときに、カートリッジ１の側板１３の上端に形成されたテーパー状の突起部１４が天井部３４の下端に形成されたテーパー状の陥凹部３５に係合するが、これらの突起部１４と陥凹部３５とを係合させることにより、装置本体３に対するカートリッジ１、２の上下方向の位置決め及び水平方向の位置決めが行われる。したがって、これらの突起部１４及び陥凹部３５は、位置決め機構として機能する。

また、装置本体３には、上下方向移動通路３３の上下方向における中間位置付近に、突起状部材としてのクランプ機構３７ａ、３７ｂが上下方向移動通路３３の内方に進退可能に設けられている（図１参照）。クランプ機構３７ａ、３７ｂは、上下方向においてずれた位置に設けられ、図示しない流体圧シリンダなどにより爪を作動させる。クランプ機構３７ａ、３７ｂの爪が通路内方に突出すると、使用カートリッジであるカートリッジ１の側板１３の段差部１７ａ、１７ｂの直ぐ下側にクランプ機構３７ａ、３７ｂの爪が配置される。このときに、クランプ機構３７ａ、３７ｂのそれぞれの爪の先端が、段差部１７ａ、１７ｂの直ぐ下側の側板１３の側端に当接する。これにより、シート搬送方向ＦＤと平行な水平方向に関して、カートリッジ１がクランプ機構３７ａ、３７ｂによって挟持されて、カートリッジ１の水平方向における移動が規制される。なお、クランプ機構３７ａ、３７ｂが突出した状態では、このクランプ機構３７ａ、３７ｂの爪の上面が段差部１７ａ、１７ｂの下面に対向するが、基本的には、これらの面は離間しており、接触しない。

他方で、上下方向移動装置５は、装置本体３の上側部分に設けられている（図１参照）。この上下方向移動装置５は、装置本体３の上端付近に設けられた駆動モータ５１と、この駆動モータ５１の駆動軸に連結されると共に、装置本体３の上端から上下方向移動通路３３の下端まで延びる昇降ねじ軸５３と、この昇降ねじ軸５３の回動に伴って昇降する昇降ナット５４と、この昇降ナット５４に連結された昇降台５５と、を有する。昇降台５５は、昇降ねじ軸５３及び昇降ナット５４を介して伝達された駆動モータ５１の駆動力によって、上下方向移動通路３３に沿って上下方向に移動する。また、上下方向移動装置５は、装置本体３の上端から上下方向移動通路３３の下端まで延び、装置本体３に取り付けられた案内レール５６を有しており、この案内レール５６によって昇降台５５の移動が案内される。更に、図４に示すように、昇降台５５には、使用カートリッジであるカートリッジ１の側板１３に形成された突起部１８に係合する突起状係合部５５ａが形成されている。昇降台５５の突起状係合部５５ａがカートリッジ１の側板１３の突起部１８に係合した状態で昇降台５５が上下方向に移動すると、この昇降台５５の移動に伴ってカートリッジ１が上下方向に移動する。

なお、シングルフェーサ１００の運転時には（図１参照）、カートリッジ１、２が油圧ジャッキ４によって押圧されて装置本体３の天井部３４と油圧ジャッキ４とによって挟持されており、カートリッジ１の側板１３の突起部１８は昇降台５５の突起状係合部５５ａよりも上側に位置して離間し、突起部１８と突起状係合部５５ａとは係合していない。カートリッジの切り替え時に、油圧ジャッキ４による押圧が停止されて載置台４２が下降すると、カートリッジ１も下降して、図４に示すように、側板１３の突起部１８が昇降台５５の突起状係合部５５ａに係合する。

図５に示すように、水平方向移動装置６は、装置本体３の底部３８に設置されている。この水平方向移動装置６は、カートリッジを水平方向に移動させるときにカートリッジが載置される搬送台６１、６２（カートリッジは搬送台６１、６２の一方にのみ載置される）と、これらの搬送台６１、６２のそれぞれを移動させる油圧シリンダ６３、６４と、カートリッジを水平方向に移動させるときにカートリッジの底部を支持する複数のコロ６５と、を有する。搬送台６１は、油圧シリンダ６３によって矢印Ａ１１に示す方向（具体的には水平方向移動通路３１に沿った方向）に移動され、カートリッジを昇降位置と水平方向移動通路３１の退避位置との間で移動させるときに用いられる（図１参照）。また、搬送台６２は、油圧シリンダ６４によって矢印Ａ１２に示す方向（具体的には水平方向移動通路３２に沿った方向）に移動され、カートリッジを昇降位置と水平方向移動通路３２の退避位置との間で移動させるときに用いられる（図１参照）。このように、搬送台６２及び油圧シリンダ６４は、第１移動装置に相当し、搬送台６１及び油圧シリンダ６３は、第２移動装置に相当する。

ここで、シングルフェーサ１００の運転時には、カートリッジ１、２を油圧ジャッキ４と装置本体３の天井部３４とによって挟持すべく押圧している油圧ジャッキ４の載置台４２の上面は、水平方向移動装置６の搬送台６１、６２の上面よりも高い場所に位置する。そのため、シングルフェーサ１００の運転時には、カートリッジ２の底面は水平方向移動装置６の搬送台６１、６２の上面から離間しており、カートリッジ２は、油圧ジャッキ４の載置台４２にのみ載置され、搬送台６１、６２には載置されない。他方で、カートリッジの切り替え時に、油圧ジャッキ４による押圧が停止されると、油圧ジャッキ４の載置台４２が下降して、この載置台４２の上面が、水平方向移動装置６の搬送台６１、６２の上面よりも低い場所に配置される。そのため、油圧ジャッキ４の載置台４２の下降に伴って下降したカートリッジ２が、水平方向移動装置６の搬送台６１、６２（詳しくは搬送台６１、６２の一方）に載置される。

また、図５に示すように、水平方向移動装置６の油圧シリンダ６３、６４のそれぞれの近傍には、位置センサとしての近接センサ７１、７２が設けられている。近接センサ７１、７２は、それぞれ、油圧シリンダ６３、６４において搬送台６１、６２を移動させるための可動部の位置（搬送台６１、６２の位置に一義的に対応する）を検出する。具体的には、油圧シリンダ６３、６４のそれぞれの可動部にセンサドッグ（図示せず）を取り付け、近接センサ７１、７２は、それぞれ、油圧シリンダ６３、６４の可動部に取り付けられたセンサドッグが最も近付いたときに、センサドッグが最も近付いたことを示す信号を出力するようになっている。したがって、搬送台６１、６２が所定の位置にあるか否かを近接センサ７１、７２によって適切に検出できるような位置に、これらの近接センサ７１、７２及びセンサドッグを配置すればよい。これにより、近接センサ７１、７２の出力を監視することにより、カートリッジを水平方向移動装置６によって所定の水平方向位置に正確に配置できるようになる。この所定の水平方向位置は、片面段ボールシートの製造時にカートリッジが配置されるべき位置であり、具体的には、水平方向移動通路３１、３２においてシート搬送方向ＦＤと平行な方向における中央位置付近である（図１参照）。

次に、シングルフェーサ１００の運転時にカートリッジを位置決め動作について説明する（図１参照）。シングルフェーサ１００の運転時においては、休止カートリッジであるカートリッジ２の上に使用カートリッジであるカートリッジ１を積み重ねて、カートリッジ１をカートリッジ２が下方から支持する。このとき、カートリッジ２の側板２３の上端に形成された突起部２４が、カートリッジ１の側板１３の下端に形成された陥凹部１６に係合して、カートリッジ１、２間での水平方向の位置ずれを抑制する。

また、このように積み重ねられた状態にあるカートリッジ１、２を油圧ジャッキ４の載置台４２に載置して、油圧ジャッキ４の作動ピン４１を作動してカートリッジ２を上方に向けて押圧する。これにより、カートリッジ１、２を油圧ジャッキ４と装置本体３の天井部３４とによって挟持して、カートリッジ１、２の上下方向における移動を規制する、つまり上下方向の位置決めを行う。このとき、カートリッジ１の側板１３の上端に形成された突起部１４が、天井部３４の下端に形成された陥凹部３５と係合すると共に、カートリッジ１の側板１３の上端に形成された平坦部１５に対して、天井部３４の下端に形成された突起部３６の先端が当接して、装置本体３に対するカートリッジの上下方向の位置決め及び水平方向の位置決めを行う。

更に、装置本体３のクランプ機構３７ａ、３７ｂが通路内方に突出して、クランプ機構３７ａ、３７ｂの爪の先端がカートリッジ１の側板１３の側端（段差部１７ａ、１７ｂの直ぐ下側の側端）に当接する。これにより、カートリッジ１をクランプ機構３７ａ、３７ｂによって挟持して、カートリッジ１の水平方向における移動を規制する、つまり水平方向の位置決めを行う。

次に、図６乃至図９を参照して、カートリッジの切り替え動作について説明する。図６乃至図９は、それぞれ、本発明の実施形態によるシングルフェーサ１００の正面図を示している。具体的には、図６は、本実施形態によるシングルフェーサ１００においてカートリッジを切り替えるときに最初に行われるステップＰ１を示し、図７は、本実施形態によるシングルフェーサ１００においてカートリッジを切り替えるときにステップＰ１の後に行われるステップＰ２、Ｐ３を示し、図８は、本実施形態によるシングルフェーサ１００においてカートリッジを切り替えるときにステップＰ３の後に行われるステップＰ４、Ｐ５を示し、図９は、本実施形態によるシングルフェーサ１００においてカートリッジを切り替えるときにステップＰ５の後に行われるステップＰ６を示している。

最初に、図６に示すように、カートリッジ２（休止カートリッジ）を、水平方向移動通路３１によって形成された退避位置に退避させる（ステップＰ１）。具体的には、まず、油圧ジャッキ４の作動ピン４１を下降させて、カートリッジ２を支持する油圧ジャッキ４の載置台４２を下降させる。これにより、カートリッジ２が、休止位置から昇降位置まで移動して、水平方向移動装置６の搬送台６１に載置される（図５参照）。この後、水平方向移動装置６の油圧シリンダ６３によって搬送台６１を図６における左方向に移動させて、カートリッジ２を水平方向移動通路３１の退避位置に移動させる。

他方で、上記のようなステップＰ１が行われている間、カートリッジ１は、上下方向移動装置５の昇降台５５によって保持される。具体的には、油圧ジャッキ４が下降したときに、カートリッジ２と共にカートリッジ１が僅かに下降して（このときにカートリッジ１の側板１３の上端が装置本体３の天井部３４の下端から離間する）、カートリッジ１が上下方向移動装置５の昇降台５５によって係止される。詳しくは、カートリッジ１の側板１３の突起部１８が、昇降台５５の突起状係合部５５ａに係合する（図４参照）。これにより、カートリッジ１が使用位置から若干下がった位置に保持される。なお、このようにカートリッジ１が昇降台５５によって保持されているときには、基本的には、装置本体３に設けられたクランプ機構３７ａ、３７ｂの上面は、カートリッジ１の側板１３の段差部１７ａ、１７ｂの下面と離間しており、クランプ機構３７ａ、３７ｂは、カートリッジ１の保持に寄与しない。

次に、図７に示すように、カートリッジ１（使用カートリッジ）を、休止位置の下側の昇降位置まで下降させた後、他方の水平方向移動通路３２によって形成された退避位置に退避させる（ステップＰ２、Ｐ３）。具体的には、ステップＰ２において、クランプ機構３７ａ、３７ｂの爪を上下方向移動通路３３の外方に退出させる。この後、ステップＰ３において、まず、上下方向移動装置５の駆動モータ５１が駆動して昇降ねじ軸５３を回動させ、昇降台５５に係止されたカートリッジ１を昇降位置まで下降させる。これにより、カートリッジ１が水平方向移動装置６の搬送台６２に載置される（図５参照）。このようにカートリッジ１が昇降位置まで下降して搬送台６２に載置されたときに、昇降台５５によるカートリッジ１の係止が解除される、詳しくは昇降台５５の突起状係合部５５ａによるカートリッジ１の突起部１８の係合が解除される。この後、水平方向移動装置６の油圧シリンダ６４によって搬送台６２を図７における右方向に移動させて、カートリッジ１を昇降位置から水平方向移動通路３２の退避位置に移動させる。

次に、図８に示すように、水平方向移動通路３１に退避させたカートリッジ２を昇降位置に戻して上昇させる（ステップＰ４、Ｐ５）。具体的には、ステップＰ４において、まず、水平方向移動装置６の油圧シリンダ６４によって搬送台６１を図８における右方向に移動させて、カートリッジ２を水平方向移動通路３１の退避位置から昇降位置に移動させる。このときに、近接センサ７１の出力を監視して、水平方向移動装置６の油圧シリンダ６４によってカートリッジ２が正確に昇降位置に移動したか否かを判断するのがよい。この後、上下方向移動装置５の駆動モータ５１が駆動して昇降ねじ軸５３を回動させ、昇降台５５に係止されたカートリッジ２を使用位置（厳密には使用位置の若干下側の位置）まで上昇させる。なお、昇降台５５によるカートリッジ２の係止、すなわち、昇降台５５の突起状係合部５５ａによるカートリッジ２の突起部２８の係合は、昇降台５５が上昇し始めたときに行われる。そして、ステップＰ５において、クランプ機構３７ａ、３７ｂの爪を上下方向移動通路３３の内方に突出させ、カートリッジ２の段差部２７ａ、２７ｂの直ぐ下側の側板２３の側端に当接させる。

次に、図９に示すように、水平方向移動通路３２に退避させたカートリッジ２を、昇降位置に移動させて、上記のように上昇させたカートリッジ２（新たな使用カートリッジ）を下方から支持する（ステップＰ６）。具体的には、まず、水平方向移動装置６の油圧シリンダ６４によって搬送台６２を図９における左方向に移動させて、カートリッジ１を水平方向移動通路３２の退避位置から昇降位置に移動させる。このときに、近接センサ７２の出力を監視して、水平方向移動装置６の油圧シリンダ６４によってカートリッジ１が正確に昇降位置に移動したか否かを判断するのがよい。この後、油圧ジャッキ４の作動ピン４１及び載置台４２を上昇させて、カートリッジ１を載置台４２に載置させて、カートリッジ１を上昇させる。これにより、カートリッジ１の上端がカートリッジ２の下端に当接して、カートリッジ１と共にカートリッジ２が上昇する。その結果、カートリッジ２の上端が装置本体３の天井部３４の下端に当接して、カートリッジ１、２全体が油圧ジャッキ４と装置本体３の天井部３４とによって挟持される。このときに、カートリッジ２が使用位置に配置され、カートリッジ１が休止位置に配置される。

なお、図８に示したステップＰ５を、図９に示したステップＰ６の後に行ってもよい。つまり、退避位置にあるカートリッジ１を昇降位置に移動させて、油圧ジャッキ４の押圧によりカートリッジ１、２を装置本体３の天井部３４と油圧ジャッキ４とによって挟持した後に、クランプ機構３７ａ、３７ｂの爪を通路内方に突出させて、カートリッジ２の側板２３の側端に当接させて、カートリッジ２をクランプ機構３７ａ、３７ｂによって挟持してもよい。

次に、上述した本発明の実施形態によるシングルフェーサ１００の作用効果について説明する。ここで、本実施形態において、カートリッジ１が使用カートリッジであり、カートリッジ２が休止カートリッジである場合、つまりカートリッジ２の上にカートリッジ１が積み重ねられた配置状態にある場合における作用効果について説明する。ここで述べる作用効果は、カートリッジ２が使用カートリッジであり、カートリッジ１が休止カートリッジである場合にも同様に得られる。

本実施形態によるシングルフェーサ１００では、積み重ねられた状態にあるカートリッジ１、２を油圧ジャッキ４によって上方に向けて押圧して、カートリッジ１の側板１３の上端を装置本体３の天井部３４の下端に押し付けて、カートリッジ１、２全体を油圧ジャッキ４と重量物である装置本体３の天井部３４とによって挟持している。これにより、カートリッジ１、２全体を装置本体３に対して安定的に固定して、カートリッジ１、２の上下方向における移動を規制している。

このような本実施形態によるシングルフェーサ１００によれば、シングルフェーサ１００において発生する熱による影響を適切に抑制することができる。具体的には、上述した特許文献１に記載された技術では、シングルフェーサにおいて発生した熱による装置本体及びカートリッジの熱変形によって、片面段ボールシートの製造時にカートリッジの段ロールを適切な位置に固定できない可能性があるが、本実施形態によるシングルフェーサ１００によれば、このような熱変形が生じても、カートリッジ１、２を上方に向けて押圧する油圧ジャッキ４によって熱変形による影響を適切に抑制することができる。より詳しくは、本実施形態によれば、熱変形による装置本体３とカートリッジ１、２との上下方向における位置のずれ分を、油圧ジャッキ４の作動ピン４１及び載置台４２の上下方向における移動量を調整することにより吸収することができる。典型的には、装置本体３の上側部分が熱膨張して天井部３４の下端の位置が下がることとなるが、この場合には、油圧ジャッキ４による上方向への移動量が少なくなり、カートリッジ１、２を上昇させる量が減少する。以上より、本実施形態によれば、シングルフェーサ１００において発生する熱による影響を抑制して、片面段ボールシートの製造時に使用カートリッジの段ロールを適切な位置に固定することができる。

また、本実施形態によれば、カートリッジ１の側板１３の上端に突起部１４を形成すると共に、装置本体３の天井部３４の下端に、この突起部１４に係合する陥凹部３５を形成したので、油圧ジャッキ４がカートリッジ１、２を上方に向けて押圧したときに、これらの突起部１４及び陥凹部３５を位置決め機構として利用して、装置本体３に対するカートリッジ１、２の水平方向の位置決めも適切に行うことができる。特に、本実施形態では、カートリッジ１の突起部１４を側板１３の上端の縁端にテーパー状に形成すると共に、装置本体３の天井部３４の陥凹部３５をテーパー状に形成したので、装置本体３及びカートリッジ１、２が熱変形した場合にも、装置本体３に対するカートリッジ１、２の位置決めを確実に行うことができる。

また、本実施形態によれば、カートリッジ１の側板１３の上端に、突起部１４が形成された縁端と反対側の縁端に平坦部１５を形成すると共に、装置本体３の天井部３４の下端において平坦部１５に対応する位置に突起部３６を形成して、油圧ジャッキ４がカートリッジ１、２を上方に向けて押圧したときに装置本体３の天井部３４の突起部３６をカートリッジ１の平坦部１５に面接触させる。この場合、油圧ジャッキ４が押圧したときのカートリッジ１の側板１３の上端と装置本体３の天井部３４の下端との接触は、上記したようなカートリッジ１の突起部１４と天井部３４の陥凹部３５との係合部分による接触と、カートリッジ１の平坦部１５と天井部３４の突起部３６との面接触と、によって行われる。
したがって、本実施形態によれば、装置本体３及びカートリッジ１、２の熱変形に拘わらず、油圧ジャッキ４の押圧によってカートリッジ１の側板１３の上端を装置本体３の天井部３４の下端に押し付けて、カートリッジ１、２を油圧ジャッキ４と装置本体３の天井部３４とによって適切に挟持することができる。特に、カートリッジ１の突起部１４及び平坦部１５と、天井部３４の陥凹部３５及び突起部３６は、それぞれ、硬度及び寸法精度が確保された別部材により形成されているので、これらの部分においてカートリッジ１の側板１３の上端と装置本体３の天井部３４の下端とを接触させることにより、油圧ジャッキ４と装置本体３の天井部３４とによって挟持するときのカートリッジ１、２の位置決め精度を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、装置本体３に設けられたクランプ機構３７ａ、３７ｂを通路内方に突出させて、カートリッジ２の側板２３の側端に当接させるので、カートリッジ１、２の水平方向における移動を適切に規制することができる。これにより、シングルフェーサ１００において、原紙の紙継箇所でありシートの厚みの大きい部分が通過するときに水平方向に生じる衝撃荷重を抑制することができる。
更に、本実施形態によれば、カートリッジ２の側板２３の側端においてクランプ機構３７ａ、３７ｂが当接する位置よりも上側に段差部１７ａ、１７ｂを形成したので、例えばカートリッジ２を退避させた状態で昇降台５５に係止されているカートリッジ１のメンテナンスを行う場合などにおいて（図６参照）、何らかの原因で昇降台５５によるカートリッジ１の係止が外れたとしても、クランプ機構３７ａ、３７ｂがカートリッジ１の段差部１７ａ、１７ｂに係止して、カートリッジ１の落下を防止することができる。
加えて、突出した状態にあるクランプ機構３７ａ、３７ｂの爪の上面と段差部１７ａ、１７ｂの下面とが離間するように、クランプ機構３７ａ、３７ｂ及び段差部１７ａ、１７ｂを形成したので、装置本体３及びカートリッジ１、２が熱変形した場合にも、上述した特許文献１に開示されたシングルフェーサのクランプ機構と係止座との間において生じる問題を抑制することができる。具体的には、装置本体３及びカートリッジ１、２が熱変形しても、クランプ機構３７ａ、３７ｂ及び段差部１７ａ、１７ｂが、装置本体３に対するカートリッジ１、２の位置決めを阻害することを適切に抑制することができる。

また、本実施形態によれば、カートリッジ１、２の水平方向位置を検出する近接センサ７１、７２を設けたので、この近接センサ７１、７２を利用して、水平方向移動装置６によってカートリッジ１、２を所定の水平方向位置に正確に配置することができる。

また、本実施形態によれば、第１移動装置としての搬送台６１及び油圧シリンダ６３と、第２移動装置としての搬送台６２及び油圧シリンダ６４のそれぞれを用いて、カートリッジ１、２を昇降位置と２つの退避位置との間で移動させるので、カートリッジ１、２の切り替えを効率的に行うことができる。加えて、本実施形態によれば、油圧シリンダ６３、６４によって第１及び第２移動装置を構成したので、重量のあるカートリッジ１、２を所定の水平方向位置に適切に配置することができると共に、スペースが限られた装置本体３の底部３８に、これらの第１及び第２移動装置を適切に設置することができる。

なお、上記した実施形態では、油圧ジャッキ４によりカートリッジ１、２を上方に向けて押圧して、油圧ジャッキ４と装置本体３の天井部３４とによってカートリッジ１、２を挟持していたが、このような油圧ジャッキ４を用いて押圧することに限定はされず、油圧ジャッキ４以外の種々の装置を用いてカートリッジ１、２を上方に向けて押圧してもよい。

１、２ カートリッジ
３ 装置本体
４ 油圧ジャッキ
５ 上下方向移動装置
６ 水平方向移動装置
１１、１２、２１、２２ 段ロール
１４、２４ 突起部
１５、２５ 平坦部
１６、２６ 陥凹部
１７ａ、１７ｂ、２７ａ、２７ｂ 段差部
３１、３２ 水平方向移動通路
３３ 上下方向移動通路
３４ 天井部
３５ 陥凹部
３６ 突起部
３７ａ、３７ｂ クランプ機構
４２ 載置台
５５ 昇降台
６１、６２ 搬送台
６３、６４ 油圧シリンダ
７１、７２ 近接センサ
１００ シングルフェーサ

Claims (7)

1. フルート形状に形成された中芯にライナを貼り合せて片面段ボールシートを製造するシングルフェーサであって、
   所定のフルート形状の片面段ボールシートを形成するための一対の段ロールのそれぞれを側板により軸支する一のカートリッジと、このカートリッジとは異なるフルート形状の片面段ボールシートを形成するための一対の段ロールのそれぞれを側板により軸支する他のカートリッジとを備え、片面段ボールシートの製造時に上下方向に積み重ねられて、上側の使用位置と下側の休止位置とを取り得る２組のカートリッジと、
   上記２組のカートリッジのそれぞれの配置位置を上記使用位置と上記休止位置との間で切り替えるために上記２組のカートリッジを移動可能に収容する装置本体と、
   上下方向に積み重ねられた上記２組のカートリッジの下方に配置され、この２組のカートリッジを上方に向けて押圧する押圧装置と、
   を有し、
   上記押圧装置により上記２組のカートリッジを上方に向けて押圧して、上段にあるカートリッジの側板の上端を上記装置本体の天井部の下端に押し付けて、上記２組のカートリッジ全体を上記押圧装置と上記装置本体の天井部とによって挟持する、ことを特徴とするシングルフェーサ。
2. 上記カートリッジの側板の上端及び上記装置本体の天井部の下端には、上記押圧装置が上記カートリッジを上方に向けて押圧したときに上記装置本体の天井部に対する上記カートリッジの位置決めを行うための位置決め機構が形成されている、請求項１に記載のシングルフェーサ。
3. 上記位置決め機構は、上記カートリッジの側板の上端における縁端に形成された突起部と、上記装置本体の天井部の下端において上記突起部に対応する位置に形成され、この突起部に係合する陥凹部とを備え、これらの突起部及び陥凹部はテーパー状に形成されている、請求項２に記載のシングルフェーサ。
4. 上記カートリッジの側板の上端には、上記突起部が形成された縁端と上記シングルフェーサによるシート搬送方向において反対側の縁端に平坦部が更に形成され、
   上記装置本体の天井部の下端には、上記平坦部に対応する位置に、上記押圧装置が上記２組のカートリッジを上方に向けて押圧したときに上記平坦部と面接触する突起部が更に形成されている、請求項３に記載のシングルフェーサ。
5. 上記装置本体には、上段にあるカートリッジの側板の側端に対して進退可能な突起状部材が設けられ、この突起状部材は、突出したときに上記カートリッジの側板の側端に先端が当接し、
   上記カートリッジの側板の側端には、上記突起状部材に対応する位置よりも上側に、突出した状態にある上記突起状部材の上面に対向する面を備える段差部が形成されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシングルフェーサ。
6. 上記カートリッジを上記使用位置と上記休止位置とに交代的に位置させるために昇降させる上下方向移動装置と、
   上記カートリッジの上下配置位置を切り替えるために、上記カートリッジを上記シングルフェーサによるシート搬送方向と平行な水平方向に移動させて、上記カートリッジを上記装置本体内の退避位置へ一時的に退避させる水平方向移動装置と、
   片面段ボールシートの製造時に上記カートリッジが配置されるべき所定の水平方向位置に、上記水平方向移動装置によって上記カートリッジが配置されたか否かを検出するための位置センサと、
   を更に有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のシングルフェーサ。
7. 上記水平方向移動装置は、上記上下方向移動装置により上記カートリッジを昇降させるための昇降位置とシート搬送方向において下流側の上記退避位置との間で上記カートリッジを移動させるための第１移動装置と、上記昇降位置とシート搬送方向において上流側の上記退避位置との間で上記カートリッジを移動させるための第２移動装置とを備え、
   これらの第１及び第２移動装置は、上記装置本体の底部に設けられ、油圧シリンダによって上記カートリッジを移動させる、請求項６に記載のシングルフェーサ。

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