JP6943488B1 - 切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ティッシュ製品製造設備の高速化が可能な切断装置を提供する。【解決手段】ティッシュ製品製造設備において、連続して送られてくるシート積層体ＬＳから所定長のティッシュ製品ＴＰに切り出すための切断装置ＣＤであって、シート積層体ＬＳを搬送するコンベヤに沿って、上流側に配置された第１切断機Ｃ１と、下流側に配置された第２切断機Ｃ２とを含んでおり、第１切断機Ｃ１は、ティッシュ製品ＴＰの２倍の長さ毎に切断して、２倍長半製品ＬＰを得る切断機であり、第２切断機Ｃ２は、２倍長半製品ＬＰを半分の長さに切断して所定長のティッシュ製品ＴＰを得る切断機である。第１切断機Ｃ１も、第２切断機Ｃ２も切断回数は製造すべきティッシュ製品ＴＰの数の半分の回数で済むので、ライン速度を高くしても追随できる。【選択図】図１

Description

本発明は、切断装置に関する。さらに詳しくは、ティッシュペーパーを何層にも折り畳んだティッシュ製品製造設備で使用される切断装置に関する。本明細書でいうティッシュペーパーには、木材パルプを原料とし乾いた薄紙を用いるティッシュペーパーのほか、主に不織布を素材とし種々の薬液を含浸させたウェットティッシュが含まれる。

ティッシュ製品製造設備の概略構成を図５に基づき説明する。同図において、（Ａ）は設備主要部を示し、折り加工部Ｉと切断部IIを含んでいる。（Ｂ）は折り加工部Ｉに原反シートＳを供給するシート供給部III示している。
折り加工部Ｉでは、帯状のシートＳが折板装置Ｆに供給され、内蔵の折り板でＺ字状あるいはＷ字状（ジグザク状ともいわれる）に折り畳まれる。この折板装置Ｆには（Ｂ）図に示すシート供給部IIIの原反ロールＲ１，Ｒ２から帯状のシートＳが繰り出され、適宜のガイドを経て供給される。原反ロールは２本（Ｒ１，Ｒ２）が用意されており、一方の原反ロールＲ１の給紙量が残り少なくなると、他方の原反ロールＲ２のシートの先端を引き出して原反ロールＲ１のシートＳの末端に継ぐ紙継ぎが行われる。この紙継ぎのため紙継ぎ装置ＪＤが設けられている。原反ロールＲ２の残量が少なくなると新しい原反ロールＲ１のシートを繰り出して紙継ぎを行い、以後はこれを繰り返す。

折板装置Ｆは数１０ユニットが直列に配置されている（図では４個のユニットのみ示している）。個々の折板装置ＦのそれぞれにシートＳが供給され、Ｚ字状あるいはＷ字状に折り畳まれる。そして、上流側の折板装置Ｆで折り畳まれたシートＳに下流側の折板装置Ｆで折り畳まれたシートＳが順次に重ねられつつジグザグ状に噛み合わされていく。これが折り加工であり、通常は数十枚から数百枚が折り畳まれてシート積層体ＬＳが得られる。
折り畳まれた長尺のシート積層体ＬＳは、切断部IIにおける丸刃等を用いた切断機Ｃで所定の長さ（１０ｃｍから３０ｃｍ位）に切断されティッシュ製品ＴＰとされる。
その後、ティッシュ製品ＴＰは包装容器や包装袋に収納され、市場に供される。

切断装置の従来技術としては、特許文献１，２のものがある。特許文献１，２の従来技術は、いずれも、丸刃等の切断装置を用いて、製品寸法毎に切断していくものである。製品寸法は一般に２０〜３０ｃｍ位であるから、シートが２０〜３０ｃｍ移動する間に切断完了し、次の製品の切断を始めなければならない。

上記従来技術の切断方法を図６に基づき説明する。１０１は丸刃、１０２はシート押え、１０３は移動ベッドである。これら丸刃１０１、シート押え１０２、移動ベッド１０３は切断装置を構成している。一方、シート積層体ＬＳを搬送するコンベヤ１１０が存在する。このコンベヤ１１０は、図５に示すコンベヤ５０の一部であり、搬送方向下流に存在する。
シート積層体ＬＳは移動ベッド１０３と共に移動し、この移動中に丸刃１０１が下降し、シート積層体ＬＳを切断する。シート押え１０２は丸刃１０１と同期して動き切断中にシート積層体ＬＳを押えておく。

同図（Ａ）は、切断開始を示し、丸刃１０１がシート積層体ＬＳに切り込んでいる。シート積層体ＬＳは移動ベッド１０３によって送りをかけられているので、同図（Ｂ）に示すように、丸刃１０１は移動ベッド１０３の搬送方向と同方向に同速で移動する。シート積層体ＬＳの切断を終えると、同図（Ｃ）に示すように丸刃１０１はコンベヤから離れるように上昇する。そして同図（Ｄ）に示すように、元の切断開始位置まで復帰する。

上記の切断サイクルは、ティッシュ製品ＴＰを１個切断する度に繰り返される。この動作は、１サイクルの内に丸刃１０１の上下運動と往復運動が入るものであり、上下運動も往復運動も始点と終点では速度が０に低下し、次のサイクルでは再び加速するので、エネルギー消費量が多く、高速化に難点がある。
しかも、ティッシュペーパーが薬液を含浸させたウェットティッシュの場合、丸刃１０１の降下速度を早めると、丸刃１０１がウェットティッシュに接触した瞬間、含浸させていた薬液がウェットティッシュから漏れだしてしまうという不具合が発生する。これはウェットティッシュが切断されるよりも圧縮される現象が発生するからである。この場合、品質を満たしたウェットティッシュ製品を得ることはできない。

以上の理由により、ティッシュ製品製造設備における製造ラインの高速化に限界があり、生産性の向上が充分でなかった。

特開２０１６−１１２０８２号公報 特開２０１８−１２６５４１号公報

本発明は上記事情に鑑み、ティッシュ製品製造設備の高速化が可能な切断装置を提供することを目的とする。

第１発明の切断装置は、ティッシュ製品製造設備において、連続して送られてくる長尺のシート積層体から長尺方向において所定の長さをもつティッシュ製品に切り出すための切断装置であって、前記シート積層体を搬送するコンベヤが設けられており、該コンベヤの上流側に配置された第１切断機、および下流側に配置された第２切断機とからなり、前記第１切断機は、前記ティッシュ製品における製品長の２倍の長さに切断して、２倍長半製品を得る切断機であり、前記第２切断機は、前記第１切断機により得られた前記２倍長半製品を半分の長さに切断して所定の製品長のティッシュ製品を得る切断機であることを特徴とする。
第２発明の切断装置は、第１発明において、前記第１切断機は、スライドテーブルと、該スライドテーブルの往復動作駆動源と、丸刃の上下動駆動源と、制御器とを備えており、該制御器は、搬送中のシート積層体をティッシュ製品における製品長の２倍の長さ毎に丸刃動作部を上下動させ、かつ搬送速度に合わせてスライドテーブルを往動作させる制御する機能を有することを特徴とする。
第３発明の切断装置は、第１発明において、前記第２切断機は、スライドテーブルと、該スライドテーブルの往復動作駆動源と、丸刃の上下動駆動源と、制御器とを備えており、該制御器は、前記第１切断機で切断された２倍長半製品を半分の長さ位置で丸刃の切込み動作と搬送速度に合わせたスライドテーブルの往動作と、丸刃の離脱動作と、スライドテーブルの復動作を制御する機能を有することを特徴とする。

第１発明によれば、第１切断機は、所定の製品長さの２倍の長さに切ればよいので、切断回数は製造するティッシュ製品の数の半分の回数で済む。第２切断機も２倍長半製品を半分に切ればよいので、切断回数は製造すべきティッシュ製品の数の半分の回数で済む。切断回数が半分で済むと、上昇下降と往復動のサイクル数も半分で済むので、ライン速度を高くしても追随できる。よって、ティッシュ製品製造設備の生産性が向上する。
第２発明によれば、搬送中のシート積層体を製品長の２倍の長さ毎に丸刃で切断することができ、かつこの１次切断動作を繰り返すことができる。
第３発明によれば、前記第１切断機で切断された２倍長半製品を半分の長さ位置で丸刃で切断することができ、かつこの２次切断動作を繰り返すことができる。

本発明の一実施形態に係る切断装置の説明図である。 第１切断機Ｃ１の正面図である。 第１切断機Ｃ１の側面図である。 図１の切断装置による切断動作の説明図である。 ティッシュ製品製造設備の説明図である。 従来技術の切断装置による切断動作の説明図である。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は本実施形態に係る切断装置ＣＤの基本構造を示している。切断装置ＣＤは、第１切断機Ｃ１と第２切断機Ｃ２とからなる。
第１切断機Ｃ１は第１コンベヤ５１に沿って設置され、第２切断機Ｃ２は第２コンベヤ５２に沿って設置されている。第１コンベヤ５１および第２コンベヤ５２は、図５に示すティッシュ製品製造設備における出側のコンベヤ５０の一部を構成するものである。

第１切断機Ｃ１は、ティッシュ製品の２倍の長さ毎に切断して、２倍長半製品ＬＰを得る切断機であり、第２切断機Ｃ２は、２倍長半製品ＬＰを半分の長さ（これが製品長さ）に切断して所定長のティッシュ製品ＴＰを得る切断機である。

ここで、第１切断機Ｃ１の構造を図２および図３に基づき説明する。
１１は固定ベッドであり、１２はスライドテーブルである。スライドテーブル１２は固定ベッド１１上に固定されたスライドガイド１３によって支持され、かつスライド動作をガイドされる。
固定ベッド１１上には、丸刃１を回転させる回転駆動軸１５が２本の支持台１６とその上端に取付けられた軸受１７により支持されている。回転駆動軸１５の一端にはモータ１８が連結されている。モータ１８は支持台１９により固定ベッド１１上に支持されている。

丸刃１用のボス部２１は、回転駆動軸１５上を軸方向への移動が許容されるが、回転駆動力は受け取るように構成されている。このような構成は、たとえばボス部２１に内蔵された内歯歯車とこれに噛み合ったスプライン軸で実現できる。また、ボス部２１には回転駆動軸１５から受け取った回転力を外部に伝えるプーリ等が設けられている。

スライドテーブル１２上には、支持台２２を介して丸刃１用のボス部２１が固定されている。ボス部２１にはアーム２３が取付けられている。アーム２３の先端部には、丸刃１の支軸２５が回転自在に取付けられている。丸刃１の支軸２５とボス部２１内のプーリ等とは、ベルトが巻き掛けられており、回転駆動軸１５の回転動力が丸刃１に伝達されるようになっている。

アーム２３の基端部には、エアシリンダ等で構成された昇降シリンダ２６のロッドが取付けられ、シリンダ本体は、スライドテーブル１２に固定されている。
上記の構成により、モータ１８で回転駆動軸１５を回転させれば丸刃１が回転し、昇降シリンダ２６を昇降させるとアーム２３が揺動して丸刃１を上下動させることができる。

スライドテーブル１２には、支持コンベヤ３０が取付けられている。支持コンベヤ３０は丸刃１の切込み空間３１を形成したコンベヤであって、前進方向のローラ３２の組と後退方向のローラ３３との間の切込み空間３１の底部にローラ３４を備えている。これらローラ３２，３３，３４にベルトが巻き掛けられ、切断中のティッシュ製品ＴＰを下から支えるようになっている。

丸刃１の前後には紙押え３８が配置されている。紙押え３８は丸刃１と同期して上下動するように構成されている。切断中のシート積層体Ｌ３を支持コンベヤ３０上に押し付けられ、丸刃１で切断される間における形崩れが防止される。

スライドテーブル１２が移動するときは丸刃１も回転駆動軸１５上で移動する。また、スライドテーブル１２の移動に伴って支持コンベヤ３０も移動する。
スライドテーブル１２および支持コンベヤ３０の移動距離は、ティッシュ製品ＴＰの製品長の２倍の長さに設定されている。この設定はコンピュータ等で構成された制御器で実現される。

図１に示す第２切断機Ｃ２は、図２および図３に示す第１切断機Ｃ１と構造と機能は同じである。そのため、図１および図４では、同一部材には同一符号を付す。ただし、第２切断機Ｃ２におけるスライドテーブル１２と支持コンベヤ３０の移動距離は、ティッシュ製品ＴＰの製品長に設定されている。

第１切断機Ｃ１は、図示しない制御器により、搬送中のシート積層体ＬＳをティッシュ製品ＴＰの２倍の長さ毎に丸刃１を上下動させ、かつ搬送速度に合わせてスライドテーブル１２を往動作させる制御を行う。
第２切断機Ｃ２は、図示しない制御器により、第１切断機Ｃ１で切断された２倍長半製品ＬＰを半分の長さ位置で丸刃１の切込み動作と搬送速度に合わせたスライドテーブル１２の往動作と、丸刃１の離脱動作と、スライドテーブル１２の復動作を制御する機能を有する。

図４に基づき、本実施形態の切断装置ＣＤによる切断作用を説明する。
（１）切断開始
同図（Ａ）に示すように、第１切断機Ｃ１はシート積層体ＬＳの切断を開始し、２倍長半製品ＬＰを切り出していく。第２切断機Ｃ２は２倍長半製品ＬＰを半分の長さに切断する。このとき、紙押え３８はシート積層体ＬＳ、２倍長半製品ＬＰ、ティッシュ製品ＴＰを押えている。
（２）同期前進
同図（Ｂ）に示すように、第１切断機Ｃ１も第２切断機Ｃ２もシート積層体ＬＳの搬送速度と同期して前進する。具体的には、スライドテーブル１２と支持コンベヤ３０が前進する。この間、切断作業は継続している。

（３）切断終了
第１切断機Ｃ１によりシート積層体ＬＳの切断が終了し、第２切断機Ｃ２により２倍長半製品ＬＰの切断が終了すると、それぞれの切断機Ｃ１，Ｃ２の丸刃１，１は上方に退避する。このとき、紙押え３８も上下に退避する。第２切断機Ｃ２からは所定の製品長に切られたティッシュ製品ＴＰが払い出される。
（４）同期後退
第１切断機Ｃ１および第２切断機Ｃ２の丸刃１，１は支持コンベヤ３０の動きと共に、初期（切断開始位置）まで後退する。

以上のように、第１切断機Ｃ１は、所定の長さのティッシュ製品ＴＰの２倍の長さに切ればよいので、切断回数は製造予定のティッシュ製品ＴＰの数の半分の回数で済む。第２切断機Ｃ２も２倍長半製品ＬＰを半分に切ればよいので、切断回数は製造予定のティッシュ製品ＴＰの数の半分の回数で済む。このように切断回数が半分で済むと、丸刃１の上昇下降と往復動のサイクル数も半分で済むので、ライン速度を高くしても追随できる。よって、ティッシュ製品製造設備の生産性が向上する。

第１切断機Ｃ１および第２切断切断機Ｃ２の切断動作を制御する制御器は、スライドテーブル１２の往復動作を制御するが、その往復距離も長短に調整することができる。この往復距離を調整することで、ティッシュ製品ＴＰの製品長も簡単に変更することができる。一般にティッシュ製品の製品長は１０〜２０ｃｍ位であるが、この製品長の変更は制御器に付属のタッチパネル等で簡単な操作で行える。

Ｃ１ 第１切断機
Ｃ２ 第２切断機
１ 丸刃
１５ 回転駆動軸
１８ モータ
１１ 固定ベッド
１２ スライドテーブル
１３ スライドガイド
２１ ボス部
２５ 支軸
３０ 支持コンベヤ
３１ 切込み空間
ＬＳ シート積層体
ＬＰ ２倍長半製品
ＴＰ ティッシュ製品

Claims (3)

1. ティッシュ製品製造設備において、連続して送られてくる長尺のシート積層体から長尺方向において所定の長さをもつティッシュ製品に切り出すための切断装置であって、
   前記シート積層体を搬送するコンベヤが設けられており、該コンベヤの上流側に配置された第１切断機、および下流側に配置された第２切断機とからなり、
   前記第１切断機は、前記ティッシュ製品における製品長の２倍の長さに切断して、２倍長半製品を得る切断機であり、
   前記第２切断機は、前記第１切断機により得られた前記２倍長半製品を半分の長さに切断して所定の製品長のティッシュ製品を得る切断機である
   ことを特徴とする切断装置。
2. 前記第１切断機は、スライドテーブルと、該スライドテーブルの往復動作駆動源と、丸刃の上下動駆動源と、制御器とを備えており、
   該制御器は、搬送中のシート積層体をティッシュ製品における製品長の２倍の長さ毎に丸刃動作部を上下動させ、かつ搬送速度に合わせてスライドテーブルを往動作させる制御する機能を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の切断装置。
3. 前記第２切断機は、スライドテーブルと、該スライドテーブルの往復動作駆動源と、丸刃の上下動駆動源と、制御器とを備えており、
   該制御器は、前記第１切断機で切断された２倍長半製品を半分の長さ位置で丸刃の切込み動作と搬送速度に合わせたスライドテーブルの往動作と、丸刃の離脱動作と、スライドテーブルの復動作を制御する機能を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の切断装置。

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