JP7306194B2 - 繊維処理装置、及び繊維体製造装置 - Google Patents

繊維処理装置、及び繊維体製造装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7306194B2
JP7306194B2 JP2019176770A JP2019176770A JP7306194B2 JP 7306194 B2 JP7306194 B2 JP 7306194B2 JP 2019176770 A JP2019176770 A JP 2019176770A JP 2019176770 A JP2019176770 A JP 2019176770A JP 7306194 B2 JP7306194 B2 JP 7306194B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
drum
bearing
rotation axis
processing apparatus
fiber processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019176770A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021055194A (ja
Inventor
直 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2019176770A priority Critical patent/JP7306194B2/ja
Priority to US17/031,962 priority patent/US11492729B2/en
Publication of JP2021055194A publication Critical patent/JP2021055194A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7306194B2 publication Critical patent/JP7306194B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01HSPINNING OR TWISTING
    • D01H4/00Open-end spinning machines or arrangements for imparting twist to independently moving fibres separated from slivers; Piecing arrangements therefor; Covering endless core threads with fibres by open-end spinning techniques
    • D01H4/38Channels for feeding fibres to the yarn forming region
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F9/00Complete machines for making continuous webs of paper
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07BSEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/18Drum screens
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07BSEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/18Drum screens
    • B07B1/22Revolving drums
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01GPRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G15/00Carding machines or accessories; Card clothing; Burr-crushing or removing arrangements associated with carding or other preliminary-treatment machines
    • D01G15/02Carding machines
    • D01G15/12Details
    • D01G15/14Constructional features of carding elements, e.g. for facilitating attachment of card clothing
    • D01G15/20Feed rollers; Takers-in
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/04Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres having existing or potential cohesive properties, e.g. natural fibres, prestretched or fibrillated artificial fibres
    • D04H1/26Wood pulp
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4274Rags; Fabric scraps
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/58Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives
    • D04H1/60Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives the bonding agent being applied in dry state, e.g. thermo-activatable agents in solid or molten state, and heat being applied subsequently
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/70Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
    • D04H1/72Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
    • D04H1/732Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged by fluid current, e.g. air-lay
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21BFIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/04Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
    • D21B1/06Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by dry methods
    • D21B1/08Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by dry methods the raw material being waste paper; the raw material being rags
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21DTREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D5/00Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor
    • D21D5/02Straining or screening the pulp
    • D21D5/06Rotary screen-drums
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/64Paper recycling

Description

本発明は、繊維処理装置、及び当該繊維処理装置を備える繊維体製造装置に関する。
従来、古紙を原料として新しいシートを製造するシート製造装置(繊維体製造装置)が知られている(例えば、特許文献1)。
特許文献1に記載の繊維体製造装置は、繊維を含む原料を供給する供給部、供給部で供給された原料を粗砕する粗砕部、粗砕部で粗砕された粗砕片を解繊物に解繊する解繊部、解繊物を繊維の長さによって選別する選別部(繊維処理装置)、及びシートを成形する成形部などを備えている。
繊維処理装置は、例えば円筒形状の篩を有し、導入口から篩の中に導入された解繊物を、篩を通過する通過物(シート製造に適した解繊物)と、篩を通過しない非通過物(シート製造に適さない解繊物)とに選別する。シート製造に適した解繊物は成形部に向けて送り出され、シート製造に適さない解繊物は排出口から排出される。
繊維体製造装置は、シート製造に適した解繊物から不要物を除去し、不要物が除去されたシート製造に適した解繊物に繊維を結着させる樹脂を混合した後、成形部において当該解繊物と樹脂との混合物を成型し、新しいシートを製造する。
特開2016-113710号公報
繊維処理装置では、篩の中に導入された解繊物が導入口から排出口に向かう方向に流動するので、篩に対して導入口から排出口に向かう方向の力が作用する。このため、繊維処理装置を長期間使用すると、篩に対して作用する導入口から排出口に向かう方向の力により、篩の位置が不安定になるおそれがあった。
繊維処理装置は、外周に複数の開口を有し、繊維を含む原料を篩い、回転軸回りに回転可能なドラムと、前記ドラムを支持するハウジングと、前記ドラムの外周面に設けられているガイド部と、前記ガイド部に接触することによって前記ドラムの前記回転軸方向の移動を規制する規制部と、を備え、前記規制部及び前記ガイド部の少なくとも一方は、前記回転軸と直交する軸回りに回転可能であることを特徴とする。
繊維処理装置では、前記規制部は、前記ハウジングに設けられていることが好ましい。
繊維処理装置では、前記ガイド部は、前記外周面から外側に張り出す凸部であり、前記規制部は、前記回転軸と直交する軸回りに回転可能なベアリングであることが好ましい。
繊維処理装置では、前記ベアリングの外輪は、前記凸部よりも硬度が低い材料で覆われていることが好ましい。
繊維処理装置では、前記ガイド部は、前記外周面から内側に凹む溝であり、前記規制部は、前記溝の内側に配置され、前記回転軸と直交する軸回りに回転可能なベアリングであることが好ましい。
繊維処理装置では、前記ベアリングの外輪は、前記溝の壁面よりも硬度が低い材料で覆われていることが好ましい。
繊維処理装置では、前記ガイド部は、前記回転軸と直交する軸回りに回転可能なベアリングであり、前記規制部は、前記ベアリングに対して前記回転軸方向に配置されるフレームであることが好ましい。
繊維処理装置では、前記ガイド部は、前記回転軸と直交する面に交差するように配置され前記外周面から外側に張り出す凸部であり、前記凸部は、前記回転軸方向に蛇行し、前記規制部は、前記回転軸と直交する軸回りに回転可能なベアリングであることが好ましい。
繊維処理装置では、前記ガイド部は、前記回転軸と直交する面に交差するように配置され前記外周面から内側に凹む溝であり、前記溝は、前記ドラムの回転軸方向に蛇行し、前記規制部は、前記溝の内側に配置され、前記回転軸と直交する軸回りに回転可能なベアリングであることが好ましい。
繊維体製造装置は、上記繊維処理装置と、前記開口を通過する前記繊維を堆積させるメッシュと、前記メッシュに堆積された前記繊維を加圧する加圧部と、前記加圧部よりも上流で、前記繊維同士を結合させる結合材を供給する供給部と、を備えることを特徴とする。
実施形態1に係る繊維体製造装置の構成を示す模式図。 実施形態1に係る繊維処理装置の概要を示す斜視図。 繊維処理装置の構成要素であるドラムの斜視図。 変位抑制機構の概要を示す斜視図。 ベアリングの状態を示す平面図。 変位抑制機構を有する実施形態1に係る繊維処理装置の模式図。 実施形態2に係る繊維処理装置の模式図。 実施形態3に係る繊維処理装置の模式図。 実施形態4に係る繊維処理装置の模式図。 実施形態5に係る繊維処理装置の模式図。 実施形態6に係る繊維処理装置の模式図。 実施形態6に係る繊維処理装置が備えるドラムの斜視図。
1.実施形態1
1.1繊維体製造装置の概要
図1は、実施形態1に係る繊維体製造装置1の構成を示す模式図である。最初に、図1を参照し、本実施形態に係る繊維体製造装置1の概要を説明する。
繊維体製造装置1は、繊維を含む紙片(古紙)などのシート材料を乾式で解繊して繊維化した後、加圧、加熱、切断することによって、新しい紙(シートM)を製造することができる。さらに、繊維体製造装置1は、古紙が解繊され繊維化された解繊物に対してさまざまな結合材を混合することによって、用途に合わせて、紙製品の結合強度や白色度を向上したり、色や香りや難燃などの機能を付加することができる。
なお、解繊物は本願における繊維を含む原料の一例である。
図1に示す様に、繊維体製造装置1は、古紙や解繊物などが搬送される搬送経路に沿って順に配置された原料供給部10と、粗砕部12と、解繊部20と、実施形態1に係る繊維処理装置100と、第1ウエブ形成部45と、回転体49と、混合部50と、堆積部60と、第2ウエブ形成部70と、搬送部79と、シート形成部80と、切断部90とを備える。
さらに、繊維体製造装置1は、古紙や解繊物に対する加湿、及び/または古紙や解繊物が移動する空間を加湿する目的で、加湿部202,204,206,208,210,212を備える。加湿部202,204,206,208は、気化式または温風気化式の加湿器で構成され、水を湿潤させるフィルター(図示省略)を有し、フィルターに気体(空気)を通過させることにより、湿度を高めた加湿気体を供給する。加湿部210,212は、超音波式加湿器で構成され、水を霧化する振動部(図示省略)を有し、振動部により発生するミストを供給する。
なお、加湿部202,204,206,208,210,212の具体的な構成は任意であり、スチーム式、気化式、温風気化式、超音波式等が挙げられる。
原料供給部10は、粗砕部12に古紙をシート材料として供給する。シート材料は繊維を含むものであればよい。例えば、シート材料として、紙、パルプ、パルプシート、不織布を含む布、或いは織物等を使用することができる。原料供給部10は、例えば、古紙を重ねて蓄積するスタッカー(図示省略)と、スタッカーから古紙を粗砕部12に送り出す自動投入装置(図示省略)とを備える構成とすることができる。
粗砕部12は、原料供給部10によって供給された古紙を粗砕刃14によって裁断(粗砕)して、粗砕片にする。粗砕刃14は、大気等の気中で古紙を裁断する。粗砕部12は、例えば、古紙を挟んで裁断する一対の粗砕刃14と、粗砕刃14を回転させる駆動部(図示省略)とを備え、いわゆるシュレッダーと同様の構成とすることができる。粗砕片の形状や大きさは任意であり、解繊部20における解繊処理に適していればよい。例えば、粗砕部12は、古紙を、1~数cm四方またはそれ以下のサイズの紙片に裁断する。
粗砕部12は、粗砕刃14により裁断されて落下する粗砕片を受けるシュート9を有する。シュート9は、例えば、粗砕片が進行する方向において、徐々に幅が狭くなるテーパー形状を有する。シュート9には、解繊部20に連通する管5が連結され、管5は粗砕刃14によって裁断された古紙(粗砕片)を、解繊部20に搬送させるための搬送路を形成する。粗砕片はシュート9により集められ、管5を通って解繊部20に移送される。
粗砕部12が有するシュート9、或いはシュート9の近傍には、加湿部202により加湿気体が供給される。これにより、粗砕刃14により裁断された粗砕物が、静電気によってシュート9や管5の内面に吸着する現象を抑制できる。また、粗砕刃14が裁断した粗砕物は、加湿された気体とともに解繊部20に移送されるので、解繊部20の内部における解繊物の付着を抑制する効果も期待できる。
解繊部20は、粗砕部12で裁断された粗砕物を解繊する。より具体的には、解繊部20は、粗砕部12によって裁断された粗砕片を解繊処理し、解繊物を生成する。元の形がなくなるまで、古紙が繊維状に解繊されたものが解繊物である。解繊部20は、古紙に付着した樹脂粒やインク、トナー、にじみ防止剤等の物質を、繊維から分離させる機能も有する。
解繊部20を通過したものを解繊物という。解繊物には、解きほぐされた古紙の繊維の他に、古紙を解きほぐす際に繊維から分離される不要物(繊維同士を結着する樹脂、インクやトナーなどの色剤、にじみ防止剤、紙力増強剤等の添加剤など)が含まれる。
解繊部20は、乾式で解繊を行う。解繊部20は、例えばインペラーミルであり、高速回転するローター(図示省略)と、ローターの外周に位置するライナー(図示省略)とを有する。
粗砕部12で裁断された粗砕片は、解繊部20のローターとライナーとの間に挟まれて解繊される。解繊部20は、ローターの回転により気流を発生させる。この気流により、解繊部20は、粗砕片を管5から吸引し、解繊物を排出口24から管6に送り出すことができる。管6には解繊部ブロアー26が取り付けられている。解繊部20で生成された解繊物は、解繊部ブロアー26が発生する気流によって、管6を通って繊維処理装置100に移送される。
繊維処理装置100は、管6から解繊部20により解繊された解繊物が気流とともに流入する導入口102を有する。繊維処理装置100は、導入口102から導入される解繊物を繊維の長さによって選別する。詳しくは、繊維処理装置100は、解繊部20により解繊された解繊物のうち、予め定められたサイズ以下の解繊物を第1選別物として選別し、第1選別物より大きい解繊物を第2選別物として選別する。第1選別物は繊維または粒子等を含み、第2選別物は、例えば、大きい繊維、未解繊片(十分に解繊されていない粗砕片)、解繊された繊維が凝集し、或いは絡まったダマ等を含む。
繊維処理装置100は、ドラム110と、ドラム110を支持するハウジング130とを有する。なお、ハウジング130は、本願におけるハウジングの一例である。
ドラム110は、モーター106(図2参照)によって回転駆動される円筒の篩(ふるい)であり、回転軸110a(図3参照)回りに回転可能である。ドラム110は、外周に複数の開口(目開き)116が設けられた網115(フィルター、スクリーン)を有する。詳細は後述するが、ドラム110の篩部113(図6参照)の外周面113b(図6参照)に複数の開口116が設けられ、解繊物(繊維を含む原料)を篩う。
このように、繊維処理装置100は、外周(外周面113b)に複数の開口116を有し、解繊物(繊維を含む原料)を篩い、回転軸110a回りに回転可能なドラム110と、ドラム110を支持するハウジング130とを備える。
このように、ドラム110は、外周(外周面113b)に複数の網115の開口116を有する篩として機能し、導入口102から導入された解繊物(繊維を含む原料)を篩い、解繊物を開口116の大きさより小さい第1選別物と開口116より大きい第2選別物とに選別する。ドラム110の網115としては、例えば、金網、切れ目が入った金属板を引き延ばしたエキスパンドメタル、金属板にプレス機等で穴を形成したパンチングメタルを使用することができる。
導入口102から導入された解繊物は、気流とともにドラム110の内部に送り込まれ、ドラム110が回転することによって、第1選別物と第2選別部とに選別される。第1選別物は、ドラム110の開口116を通って、ドラム110の下方に位置する第1ウエブ形成部45のメッシュベルト46に向けて降下する。ドラム110の開口116を通過できない第2選別物は、導入口102からドラム110に流入する気流により流されて排出口103に導かれ、排出口103から管8に送り出され、管8を通って解繊部20に戻され、再度、解繊処理がなされる。
なお、繊維処理装置100の詳細は後述する。また、第1選別物は、本願における開口を通過する繊維の一例である。メッシュベルト46は、本願におけるメッシュの一例である。
第1ウエブ形成部45は、メッシュベルト46と、ローラー47と、吸引部(サクション機構)48と、を含む。メッシュベルト46は無端形状のベルトであって、3つのローラー47に懸架され、ローラー47の動きにより、図中に矢印で示される方向に搬送される。メッシュベルト46の表面は所定サイズの開口が並ぶ網で構成される。繊維処理装置100から降下する第1選別物のうち、網の目を通過するサイズの微粒子はメッシュベルト46の下方に落下し、網の目を通過できないサイズの繊維がメッシュベルト46に堆積し、メッシュベルト46とともに矢印方向に搬送される。
シートMを製造する動作中において、メッシュベルト46は一定の速度V1で移動する。
メッシュベルト46から落下する微粒子は、解繊物の中で比較的小さいものや密度の低いもの(樹脂粒、色剤、添加剤など)を含み、これらはシートMの製造に適さない不要物である。すなわち、第1ウエブ形成部45は、第1選別物からシートMの製造に適さない不要物を取り除く。第1ウエブ形成部45によって、第1選別物から不要物が取り除かれた残りは、シートMの製造に適した材料であり、メッシュベルト46に堆積して第1ウエブW1が形成される。すなわち、メッシュベルト46は、開口116を通過する第1選別物を堆積させ、第1ウエブW1を形成する。
このように、本実施形態に係る繊維体製造装置1は、開口116を通過する第1選別物(本願における繊維)を堆積させるメッシュベルト46(本願におけるメッシュ)を有する。
メッシュベルト46に対して下方側には、メッシュベルト46の下方から空気を吸引する吸引部48が設けられている。吸引部48に対して下方側には、集塵部27と捕集ブロアー28とが設けられている。吸引部48と集塵部27とは管23によって連結され、集塵部27と捕集ブロアー28とは管29によって連結されている。
捕集ブロアー28は、集塵部27と吸引部48とを介して空気を吸引する。捕集ブロアー28が、集塵部27と吸引部48とを介して空気を吸引すると、メッシュベルト46の網の目を通過する微粒子が、空気とともに吸引され、管23を通って集塵部27に送られる。集塵部27は、メッシュベルト46を通過した微粒子を気流から分離して蓄積する。また、捕集ブロアー28が排出する空気は、管29を経て繊維体製造装置1の外に排出される。
メッシュベルト46の上には、第1選別物から不要物が取り除かれた繊維が堆積することによって、第1ウエブW1が形成される。捕集ブロアー28が吸引を行うことで、メッシュベルト46上における第1ウエブW1の形成が促進され、かつ、不要物が速やかに取り除かれる。
ドラム110を含む空間には、加湿部204により加湿気体が供給される。この加湿気体によって、繊維処理装置100の内部で第1選別物を加湿する。これにより、静電力による第1選別物のメッシュベルト46への付着を弱め、第1選別物をメッシュベルト46から剥離し易くすることができる。さらに、静電力により第1選別物が回転体49やハウジング130の内壁に付着することを抑制することができる。また、吸引部48によって不要物を効率よく吸引できる。
メッシュベルト46の搬送経路において、繊維処理装置100の下流側には、加湿部210によって、ミストを含む気体が供給される。加湿部210が生成する水の微粒子であるミストは、第1ウエブW1に向けて降下し、第1ウエブW1に水分を供給する。これにより、第1ウエブW1が含む水分量が調整され、静電気によるメッシュベルト46への繊維の吸着等が抑制される。
メッシュベルト46に対して、第1ウエブW1の搬送方向の下流側には、メッシュベルト46に堆積した第1ウエブW1を分断する回転体49が設けられている。第1ウエブW1は、メッシュベルト46がローラー47により折り返す位置で、メッシュベルト46から剥離され、回転体49により分断される。
第1ウエブW1は、繊維が堆積してウエブ形状となった柔らかい材料である。回転体49は、第1ウエブW1の繊維をほぐして、後述する混合部50で樹脂が混合されやすい状態に加工する。
回転体49の構成は任意であるが、本実施形態では、回転体49は、板状の羽根が回転する回転羽形状を有している。回転体49は、メッシュベルト46から剥離する第1ウエブW1に接触する位置に配置される。回転体49の回転(例えば、図中に矢印Rで示される方向への回転)により、メッシュベルト46から剥離して搬送される第1ウエブW1は、回転体49の羽根に衝突し、分断され、細分体Pが生成される。
回転体49は、回転体49の羽根がメッシュベルト46に衝突しない位置に設置されることが好ましい。例えば、回転体49の羽根の先端とメッシュベルト46との間隔を、0.05mm以上0.5mm以下とすると、回転体49は、メッシュベルト46に損傷を与えることなく第1ウエブW1を効率よく分断することができる。
回転体49によって分断された細分体Pは、管7の内部を下降して、管7の内部を流れる気流によって混合部50へ送られる。
また、回転体49を含む空間には、加湿部206により加湿気体が供給される。これにより、管7の内部や、回転体49の羽根に対し、静電気により繊維が吸着する現象を抑制できる。また、管7を通って、湿度の高い気体が混合部50に供給されるので、混合部50においても静電気による悪影響が抑制される。
混合部50は、繊維同士を結合させる結合材を供給する供給部52と、管7に連通され細分体Pを含む気流が流れる管54と、混合ブロアー56とを備える。供給部52は、後述する加圧部82よりも上流で、繊維同士を結合させる結合材(樹脂)を供給する。上述のように、細分体Pは、第1選別物から不要物が取り除かれた繊維である。混合部50は、細分体Pを構成する繊維に、樹脂を含む結合材を混合する。
なお、詳細は後述するが、細分体Pを構成する繊維と樹脂との混合物(第2ウエブW2)に対して加圧及び加熱の少なくとも一方の処理を施し、シートMを製造する。シートMの品質を安定化させるためには、細分体Pを構成する繊維と樹脂との混合比率を一定に制御することが重要である。
混合部50では、混合ブロアー56によって気流を発生させ、管54中において、細分体Pと結合材とが混合されながら、搬送される。細分体Pは、管7及び管54の内部を流れる過程でほぐされて、より細かい繊維状になる。
供給部52は、結合材を蓄積する結合材カートリッジ(図示省略)に接続され、結合材カートリッジ内部の結合材を管54に供給する。供給部52は、結合材カートリッジ内部の微粉または微粒子からなる結合材をいったん貯留する。供給部52は、いったん貯留した結合材を管54に送る排出部52aを有する。
排出部52aは、供給部52に貯留された結合材を管54に送出するフィーダ(図示省略)、及び、フィーダと管54とを接続する管路を開閉するシャッター(図示省略)を備える。このシャッターを閉じると、排出部52aと管54とを連結する管路が閉じられ、供給部52から管54への結合材の供給が絶たれる。
供給部52が供給する結合材は、複数の繊維を結着させるための樹脂を含む。結合材に含まれる樹脂は、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂であり、例えば、AS樹脂、ABS樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、などである。これらの樹脂は、単独または適宜混合して用いてもよい。すなわち、結合材は、単一の物質を含んでもよいし、混合物であってもよく、それぞれ単一または複数の物質で構成される、複数種類の粒子を含んでもよい。また、結合材は、繊維状であってもよく、粉末状であってもよい。
結合材に含まれる樹脂は、加熱により溶融して複数の繊維同士を結着させる。このため、繊維と樹脂とが混合された状態において、樹脂が溶融する温度まで加熱されていない場合、繊維同士は結着されない。
なお、供給部52が供給する結合材は、繊維を結着させる樹脂の他、製造されるシートの種類に応じて、繊維を着色するための着色剤や、繊維の凝集や樹脂の凝集を抑制するための凝集抑制剤、繊維等を燃えにくくするための難燃剤を含んでもよい。また、着色剤を含まない結合材は、無色、或いは無色と見なせる程度に薄い色であってもよいし、白色であってもよい。
混合ブロアー56が発生する気流により、管7を降下する細分体P、及び、供給部52により供給される結合材は、管54の内部に吸引され、混合ブロアー56内部を通過する。混合ブロアー56が発生する気流及び/または混合ブロアー56が有する羽根等の回転部の作用により、細分体Pを構成する繊維と結合材とが混合され、管54を通って堆積部60に送られる。
堆積部60は、混合部50を通過した混合物を導入口62から導入し、絡み合った繊維をほぐして、気体中で分散させながら降らせる。さらに、堆積部60は、供給部52から供給される結合材が繊維状の樹脂である場合、絡み合った繊維状の樹脂をほぐす。これにより、堆積部60は、第2ウエブ形成部70に、混合物を均一性よく堆積させることができる。
堆積部60は、ドラム61と、ドラム61を支持するハウジング63とを有する。ドラム61は、モーターによって回転駆動される円筒の篩である。ドラム61は、網(フィルター、スクリーン)を有し、篩(ふるい)として機能する。この網の目により、ドラム61は、網の目開き(開口)のより小さい繊維や粒子を通過させ、ドラム61から下降させる。ドラム61の構成は、ドラム110の構成と同じである。
ドラム61の下方には、第2ウエブ形成部70が配置される。第2ウエブ形成部70は、堆積部60を通過した混合物を堆積して、第2ウエブW2を形成する。第2ウエブ形成部70は、例えば、メッシュベルト72と、ローラー74と、サクション機構76と、を有する。
メッシュベルト72は無端形状のベルトであって、複数のローラー74に懸架され、ローラー74の動きにより、図中に矢印で示される方向に搬送される。メッシュベルト72は、例えば、金属製、樹脂製、布製、あるいは不織布等である。メッシュベルト72の表面は所定サイズの開口が並ぶ網で構成される。ドラム61から降下する繊維や粒子のうち、網の目を通過するサイズの微粒子はメッシュベルト72の下方に落下し、網の目を通過できないサイズの繊維がメッシュベルト72に堆積し、メッシュベルト72とともに矢印方向に搬送される。
シートMを製造する動作中において、メッシュベルト72は一定の速度V2で移動する。
メッシュベルト72の網の目は微細であり、ドラム61から降下する繊維や粒子の大半を通過させないサイズとすることができる。
サクション機構76は、メッシュベルト72の下方に設けられている。サクション機構76は、サクションブロアー77を備え、サクションブロアー77の吸引力によって、堆積部60からメッシュベルト72に向かう気流を発生させる。
サクション機構76によって、堆積部60により気体中に分散された混合物をメッシュベルト72上に吸引させる。これにより、メッシュベルト72上における第2ウエブW2の形成を促進し、堆積部60からの排出速度を大きくすることができる。さらに、サクション機構76によって、混合物の落下経路にダウンフローを形成することができ、落下中に解繊物や結合材が絡み合うことを防ぐことができる。
サクションブロアー77は、サクション機構76から吸引した気体を、図示しない捕集フィルターを通じて、繊維体製造装置1の外に排出する。なお、サクションブロアー77が吸引した気体を集塵部27に送り込み、集塵部27がサクション機構76が吸引した気体に含まれる不要物を捕集してもよい。
ドラム61を含む空間には、加湿部208により加湿気体が供給される。この加湿気体によって、堆積部60の内部を加湿することができ、静電力によるハウジング63への繊維や粒子の付着を抑え、繊維や粒子をメッシュベルト72に速やかに降下させ、好ましい形状の第2ウエブW2を形成させることができる。
このように、堆積部60及び第2ウエブ形成部70を経ることにより、気体を多く含み柔らかくふくらんだ状態の第2ウエブW2が形成される。そして、メッシュベルト72に堆積された第2ウエブW2は、シート形成部80へと搬送される。
メッシュベルト72の搬送経路において、堆積部60の下流側には、加湿部212によって、ミストを含む気体が供給される。これにより、加湿部212が生成するミストが第2ウエブW2に供給され、第2ウエブW2が含む水分量が調整される。さらに、静電気によるメッシュベルト72への繊維の吸着等が抑制される。
さらに、メッシュベルト72の搬送経路の下流側には、メッシュベルト72上の第2ウエブW2をシート形成部80に送り出す搬送部79が設けられている。搬送部79は、例えば、メッシュベルト79aと、ローラー79bと、サクション機構79cと、を有する。
サクション機構79cは、ブロアー(図示省略)を備え、ブロアーの吸引力によってメッシュベルト79aに上向きの気流を発生させる。この気流は第2ウエブW2を吸引し、第2ウエブW2は、メッシュベルト72から離れてメッシュベルト79aに吸着される。メッシュベルト79aは、ローラー79bの自転により移動し、第2ウエブW2をシート形成部80に送り出す。例えば、メッシュベルト72の移動速度と、メッシュベルト79aの移動速度とは、同じである。
このように、搬送部79は、メッシュベルト72に形成された第2ウエブW2を、メッシュベルト72から剥がして、シート形成部80に送り出す。
シート形成部80は、堆積部60で堆積させた堆積物(第2ウエブW2)からシートMを形成する。具体的には、シート形成部80は、搬送部79から送り出される第2ウエブW2を、加圧加熱してシートMを成形する。シート形成部80は、第2ウエブW2に含まれる繊維及び結合材に対して熱を加えることにより、混合物中の複数の繊維を、互いに結合材(樹脂)を介して結着させる。
シート形成部80は、第2ウエブW2を加圧する加圧部82と、加圧部82により加圧された第2ウエブW2を加熱する加熱部84とを備える。また、第2ウエブW2は第1ウエブW1であると言い換えることができるので、加圧部82は、メッシュベルト46(本願におけるメッシュ)に堆積された第1ウエブW1(本願における繊維)を加圧すると言い換えることができる。
すなわち、本実施形態に係る繊維体製造装置1は、メッシュベルト46(本願におけるメッシュ)に堆積された第1ウエブW1(本願における繊維)を加圧する加圧部82を有する。
加圧部82は、一対のカレンダーローラー85で構成され、第2ウエブW2を所定のニップ圧で挟んで加圧する。第2ウエブW2は、加圧されることによりその厚さが小さくなり、第2ウエブW2の密度が高められる。一対のカレンダーローラー85の一方は、モーター(図示省略)により駆動される駆動ローラーであり、他方は駆動ローラーに対して従動回転する従動ローラーである。カレンダーローラー85は、モーターの駆動力により回転し、第2ウエブW2を加圧し、加圧によって高密度になった第2ウエブW2を加熱部84に向けて搬送する。
加熱部84は、例えば、加熱ローラー、熱プレス成形機、ホットプレート、温風ブロアー、赤外線加熱器、フラッシュ定着器などで構成される。本実施形態では、加熱部84は、一対の加熱ローラー86を備える。加熱ローラー86は、内部または外部に設置されるヒーターによって、予め設定された温度に加温される。加熱ローラー86は、カレンダーローラー85によって加圧された第2ウエブW2を挟んで熱を与え、シートMを形成する。また、一対の加熱ローラー86の一方は、モーター(図示省略)により駆動される駆動ローラーであり、他方は駆動ローラーに対して従動回転する従動ローラーである。加熱ローラー86は、モーターの駆動力により回転して、第2ウエブW2から形成されるシートMを、切断部90に向けて搬送する。
切断部90は、シート形成部80によって成形されたシートMを切断し、所定サイズのシートM(以降、単票のシートMと称す)に加工する。詳しくは、切断部90は、シートMの搬送方向と交差する方向にシートMを切断する第1切断部92と、搬送方向に平行な方向にシートMを切断する第2切断部94とを有する。第2切断部94は、第1切断部92に対してシートMの搬送方向の下流側に配置される。そして、シート形成部80によって成形されたシートMは、第1切断部92と第2切断部94とによって、所定サイズの単票のシートMに切断加工される。
切断部90によって切断加工された単票のシートMは、トレイ96にむけて排出され、トレイ96に載置される。
1.2繊維処理装置の概要
図2は、本実施形態に係る繊維処理装置100の概要を示す斜視図である。図3は、繊維処理装置100の構成要素であるドラム110の斜視図である。
次に、図2及び図3を参照し、本実施形態に係る繊維処理装置100の概要を説明する。
図3に示す様に、繊維処理装置100の構成要素であるドラム110は、円筒形状の筒であり、内部に空洞を有する。ドラム110の断面形状は円形である。ドラム110は、図中に一点鎖線で図示される回転軸110aを回転中心として、回転軸110a回りに回転可能である。すなわち、ドラム110は、図中に矢印で示されるように、時計回りに回転可能である。また、断面が円形のドラム110の中心に回転軸110aが配置される。
以降の説明では、回転軸110aに平行な方向をX方向とし、回転軸110aに直交する方向をY方向とする。また、方向を示す矢印の先端側を+方向とし、方向を示す矢印の基端側を-方向とする。また、回転軸110aが延在する方向(X方向)は、水平面に対して平行である。
また、ドラム110の回転軸110aは、本願における回転軸の一例である。
図2に示す様に、繊維処理装置100は、円筒形状のドラム110と、ドラム110を支持するハウジング130と、モーター106と、ベルト107とを有する。
ハウジング130は、ドラム110やモーター106などを支持する部材である。ハウジング130の構成材料は、ステンレス鋼または鉄である。ハウジング130の構成材料をステンレス鋼または鉄にすることによって、ハウジング130の機械的強度が高められ、ハウジング130は、ドラム110やモーター106などを安定して支持することができる。
さらに、ハウジング130には、四つのベアリング132と、二つのベアリング142とが取り付けられている。四つのベアリング142は、ドラム110の下側の部分に接するように配置される。二つのベアリング142は破線で囲まれた領域Aの中に配置される。
なお、ベアリング142の詳細は後述する。
図2では、四つのベアリング132のうちの二つのベアリング132が図示され、四つのベアリング132のうちの他の二つのベアリング132の図示が省略されている。四つのベアリング132は、それぞれ水平面上に配置される。ベアリング132は、X方向に延在する軸部材133を介してハウジング130に取り付けられている。
詳しくは、ベアリング132は、外輪(図示省略)と、転動体(図示省略)と、内輪(図示省略)と、保持器(図示省略)とで構成される転がり軸受である。軸部材133は、ベアリング132の内輪の内側に配置され、ベアリング132の内輪を支持し、ハウジング130に固定されている。ベアリング132において、転動体は、外輪と内輪との間に配置され、互いに接触しないように保持器によって保持されている。転動体は、一定の間隔を保ちながら、外輪と内輪との間で転がりながら公転する。
かかる構成によって、ベアリング132は、ハウジング130に支持され、回転軸132a(図6参照)回りに回転可能となる。
ベアリング132の回転軸132aは、軸部材133の中心に配置される。ベアリング132の回転軸132aは、軸部材133が延在するX方向に対して平行に配置される。そして、四つのベアリング132は、それぞれX方向に対して平行な回転軸132a回りに回転可能となる。
さらに、ハウジング130には、導入口102が形成された配管104と、排出口103が形成された配管105とが取り付けられている。図2において、導入口102が形成された配管104は-X方向に位置し、排出口103が形成された配管105は+X方向に位置する。以降の説明では、導入口102が形成された配管104が取り付けられたハウジング130を、導入口側のハウジング130Aと称し、排出口103が形成された配管105が取り付けられたハウジング130を、排出口側のハウジング130Bと称す。
また、導入口102が形成された配管104は管6(図1参照)に接続され、排出口103が形成された配管105は管8(図1参照)に接続されている。
図3に示す様に、ドラム110は、円筒形状の部材であり、-X方向側に配置される端部111と、+X方向側に配置される端部112と、端部111と端部112との間に配置される篩部113とを有する。端部111は-X方向側に開口111aを有し、端部112は+X方向側に開口112aを有する。端部111は外周面111bを有し、端部112は外周面112bを有する。
さらに、篩部113は、本願における外周の一例である外周面113bを有する。篩部113の外周面113bには、複数の開口116が設けられている。すなわち、ドラム110は、外周(外周面113b)に複数の開口116を有する。
端部111,112及び篩部113のフレームの構成材料はアルミニウムである。また、網115は、アルミニウムで構成される篩部113のフレームに貼り付けられている。このように、ドラム110の主な構成材料はアルミニウムである。ドラム110の主な構成材料をアルミニウムにすることによって、ドラム110の軽量化が図られている。
ドラム110の端部111には、外周面111bから外側に張り出す凸部121と、外周面111bから内側に凹む凹部122とが設けられている。凸部121は、凹部122よりも開口111aから離れて配置される。端部111と凸部121とは、同じ部材(アルミニウム)を加工することによって一体で形成されている。凸部121の構成材料は、端部111の構成材料と同じアルミニウムである。
なお、端部111の外周面111bは本願における外周面の一例である。
図2に戻って、四つのベアリング132の上には、円筒形状のドラム110が載置される。詳しくは、ドラム110の端部111は四つのベアリング132のうち二つに載置され、ドラム110の端部112は四つのベアリング132のうち二つに載置される。
四つのベアリング132は水平面上に配置されるので、四つのベアリング132に載置されるドラム110は水平面上に配置される。さらに、軸部材133の中心に配置されるベアリング132の回転軸132a、及び、ドラム110の回転軸110aは、水平面に平行に配置される。
導入口側のハウジング130Aと、ドラム110の端部111との間には、隙間が設けられている。排出口側のハウジング130Bと、ドラム110の端部112との間には、隙間が設けられている。すなわち、ドラム110は、導入口側のハウジング130Aと排出口側のハウジング130Bとに接触しない。
ドラム110は、ベアリング132を介してハウジング130に支持される。すなわち、ドラム110は、ハウジング130のベアリング132が取り付けられた部分に接触し、ハウジング130の他の部分(例えば、導入口側のハウジング130Aや排出口側のハウジング130Bなど)に接触しない。換言すれば、ドラム110がハウジング130の他の部分に接触しないように、ドラム110の端部111と導入口側のハウジング130Aとの間に隙間が設けられ、ドラム110の端部112と排出口側のハウジング130Bとの間に隙間が設けられている。
かかる構成によって、ドラム110は、X方向に対して平行な回転軸110a回りに回転可能になる。詳しくは、ベアリング132はX方向に対して平行な回転軸132a回りに回転可能であるので、四つのベアリング132に接触するように配置されるドラム110もX方向に対して平行な回転軸110a回りに回転可能になる。さらに、ドラム110は、X方向(+X方向、-X方向)に移動可能である。
ベルト107は、ドラム110の凹部122とモーター106とに掛け回されている。そして、モーター106が回転駆動されると、モーター106の回転力がベルト107を介してドラム110に伝達される。
かかる構成によって、モーター106が回転駆動されると、ドラム110が回転軸110a回りに回転する。
繊維処理装置100では、解繊物(繊維を含む原料)が気流とともにドラム110の内部に送り込まれる。導入口102が設けられた配管104から導入された解繊物は、ドラム110が回転することによって、ドラム110の開口116の大きさより小さい第1選別物と、ドラム110の開口116の大きさより大きい第2選別物とに選別される。
第1選別物は、ドラム110の開口116を通過し、ドラム110の下方に位置する第1ウエブ形成部45(図1参照)に向けて降下する。第2選別物は、ドラム110の開口116を通過せず、導入口102が設けられた配管104から流入する気流により流されて、排出口103が設けられた配管105から排出される。
このように、解繊物はドラム110によって篩われ、開口116よりも小さい第1選別物がドラム110の下方に降下する。さらに、開口116よりも大きい第2選別物が、導入口102から排出口103に向けて流動し、排出口103が設けられた配管105から排出される。
第2選別物が導入口102から排出口103に向けて流動すると、導入口102から排出口103に向けて流動する第2選別物によって、導入口102から排出口103に向かう力(+X方向の力)がドラム110に作用する。
ドラム110はベアリング132に載置されているだけなので、+X方向の力がドラム110に長時間作用すると、ドラム110が+X方向に移動し、ドラム110が排出口側のハウジング130Bに接触するおそれがある。
さらに、繊維処理装置100のメンテンナスによって、ドラム110が-X方向に移動し、ドラム110が導入口側のハウジング130Aに接触するおそれがある。例えば、ドラム110の位置調整のために余分な力が作用すると、ドラム110が-X方向に移動し、ドラム110が導入口側のハウジング130Aに接触するおそれがある。
ところが、ドラム110が、ハウジング130(導入口側のハウジング130A、排出口側のハウジング130B)に接触すると、ドラム110の主な構成材料はアルミニウムであり、ハウジング130の構成材料はステンレス鋼または鉄であるので、ドラム110が摩耗し、ドラム110が劣化する。
さらに、ドラム110の劣化が進行すると、ドラム110を交換する修理が必要になる。ドラム110を交換する修理では、多大の費用が発生することに加えて、繊維体製造装置1が長時間停止し、繊維体製造装置1の生産性が大きく低下する。
1.3変位抑制機構の概要
本実施形態では、ドラム110の劣化を防止するために変位抑制機構140が設けられている。
図4は、図2の破線で囲まれた領域Aの拡大図であり、変位抑制機構140の概要を示す斜視図である。図5は、ベアリング142の状態を示す平面図である。図6は、変位抑制機構140を有する本実施形態に係る繊維処理装置100の模式図である。また、図4及び図6は、ドラム110と導入口側のハウジング130Aとの間、及びドラム110と排出口側のハウジング130Bとの間の両方に、隙間が設けられる場合の図である。
次に、図4~図6を参照し、変位抑制機構140の概要を説明する。
図4に示す様に、変位抑制機構140は、ドラム110の外周面111bに設けられた凸部121と、二つのベアリング142とを有する。二つのベアリング142は、それぞれY方向に延在する軸部材143を介してハウジング130に固定されている。すなわち、二つのベアリング142はハウジング130に設けられている。二つのベアリング142のうち+X方向に配置されるベアリング142がベアリング142Aであり、二つのベアリング142のうち-X方向に配置されるベアリング142がベアリング142Bである。ベアリング142Aとベアリング142Bとは、凸部121を挟むように対向配置される。
なお、ドラム110の外周面111bに設けられた凸部121は本願におけるガイド部の一例である。ベアリング142は本願における規制部の一例である。さらに、規制部の一例であるベアリング142がハウジング130に設けられる構成を有する。
図5に示す様に、ベアリング142は、内輪145と、転動体146と、外輪147と、保持器(図示省略)とで構成される転がり軸受である。軸部材143は、ベアリング142の内輪145の内側に配置され、ベアリング142の内輪145を支持し、ハウジング130に固定されている。ベアリング142において、転動体146は、内輪145と外輪147との間に配置され、互いに接触しないように保持器によって保持されている。転動体146は、一定の間隔を保ちながら、内輪145と外輪147との間で転がりながら公転する。
かかる構成によって、ベアリング142は、軸部材143を介してハウジング130に固定され、回転軸142aの回りに回転可能となる。
ベアリング142の回転軸142aは、軸部材143の中心に配置される。ベアリング142の回転軸142aは、軸部材143が延在するY方向に対して平行である。そして、四つのベアリング132は、それぞれX方向に平行な回転軸132a回りに回転可能となる。
さらに、ベアリング142の外輪147は、保護部材148によって覆われている。保護部材148は、凸部121(アルミニウム)よりも硬度が低い材料で構成される。例えば、保護部材148の構成材料は樹脂である。
このように、ベアリング142の外輪147は、凸部121よりも硬度が低い材料で覆われている。
次に、図6を参照し、繊維処理装置100の構成を簡単に説明する。
図6に示す様に、繊維処理装置100では、導入口側のハウジング130Aと、ドラム110と、排出口側のハウジング130Bとが+X方向に沿って順に配置される。ドラム110と導入口側のハウジング130Aとの間には隙間が形成され、ドラム110と排出口側のハウジング130Bとの間には隙間が形成されている。
ドラム110は、回転軸132a回りに回転するベアリング132に載置され、ドラム110の回転軸110aとベアリング132の回転軸132aとは平行であり、それぞれX方向に延在する。
さらに、ドラム110に対して不要な力が作用すると、ドラム110はX方向に移動可能である。
繊維処理装置100には、変位抑制機構140が設けられている。
変位抑制機構140は、規制部の一例である二つのベアリング142(ベアリング142A,142B)と、ガイド部の一例である凸部121とを有する。ベアリング142はハウジング130に固定され、ベアリング142のX方向の位置は変化しない。ベアリング142は、Y方向に延在する回転軸142a回りに回転可能である。ベアリング142の回転軸142aとドラム110の回転軸110aとは、直交する。すなわち、規制部の一例であるベアリング142は、ドラム110の回転軸110aと直交する回転軸142a回りに回転可能である。
このように、本実施形態は、規制部の一例であるベアリング142が、回転軸110aと直交する軸(回転軸142a)回りに回転可能である構成を有する。
ガイド部の一例である凸部121は、ドラム110の外周面111bに設けられ、ドラム110の外周面111bから外側に張り出す。ドラム110と凸部121とは互いに固定され、ドラム110のX方向の位置は凸部121のX方向の位置によって制御される。
図6では、回転軸110aと直交する面S1が二点鎖線で図示されている。
凸部121は、回転軸110aと直交する面S1に対して平行に配置される。厳密には、凸部121のベアリング142が接触する面は、回転軸110aと直交する面S1に対して平行である。このため、凸部121がドラム110と一緒に回転軸110a回りに回転しても、凸部121のX方向の位置は変化しない。
ドラム110が、導入口側のハウジング130A及び排出口側のハウジング130Bから等距離に配置される場合、すなわち、ドラム110と導入口側のハウジング130Aとの間の隙間と、ドラム110の端部112と排出口側のハウジング130Bとの間の隙間とが、同じ大きさである場合において、ベアリング142A,142Bは凸部121から離れて配置され、ベアリング142A,142Bはそれぞれ凸部121から等距離に配置される。
さらに、ドラム110が、導入口側のハウジング130A及び排出口側のハウジング130Bから等距離に配置される場合、ベアリング142A,142Bと凸部121との間の隙間のX方向の寸法は、ドラム110と導入口側のハウジング130Aとの間の隙間のX方向の寸法よりも短く、ドラム110と排出口側のハウジング130Bとの間の隙間のX方向の寸法よりも短い。すなわち、ドラム110が導入口側のハウジング130A及び排出口側のハウジング130Bから等距離に配置される場合、X方向におけるベアリング142A,142Bと凸部121との離間距離は、X方向におけるハウジング130A,130Bとドラム110との離間距離よりも短い。
変位抑制機構140がかかる構成を有すると、不要な力によってドラム110が+X方向に移動しようとすると、凸部121がベアリング142Aに接触し、ベアリング142Aによって凸部121(ドラム110)の+X方向の移動が規制され、ドラム110が排出口側のハウジング130Bに接触しなくなり、ドラム110と排出口側のハウジング130Bとの接触(ドラム110と排出口側のハウジング130Bとの摩擦)が低減される。
さらに、不要な力によってドラム110が-X方向に移動しようとすると、凸部121がベアリング142Bに接触し、ベアリング142Bによって凸部121(ドラム110)の-X方向の移動が規制され、ドラム110が導入口側のハウジング130Aに接触しなくなり、ドラム110と導入口側のハウジング130Aとの接触(ドラム110と排出口側のハウジング130Bとの摩擦)が低減される。
凸部121がベアリング142に接触すると、回転軸110a回りに回転する凸部121の回転力がベアリング142に伝達され、ベアリング142が回転軸142a回りに回転するようになる。これにより、ベアリング142と凸部121とが接触する部分において、ベアリング142及び凸部121の両方に摺動による摩耗が生じにくくなり、ベアリング142及び凸部121の両方が劣化しにくくなる。
すなわち、凸部121のX方向の移動を規制する規制部の一例であるベアリング142が回転軸142a回りに回転可能であると、凸部121のX方向の移動を規制する規制部が回転しない場合と比べて、ベアリング142及び凸部121の両方に摺動による摩耗が生じにくくなり、ベアリング142及び凸部121の両方が劣化しにくくなり、ドラム110が劣化しにくくなる。
さらに変位抑制機構140では、ベアリング142の外輪147が凸部121よりも硬度が低い保護部材148で覆われ、不要な力によってドラム110がX方向に移動しようとすると、硬度が低い保護部材148が凸部121に接触するので、硬度が高い材料が凸部121に接触する場合と比べて、凸部121(ドラム110)に機械的損傷が生じにくくなり、ドラム110の長寿命化が図られる。
仮に、凸部121と接触することによって、硬度が低い保護部材148に機械的損傷が生じても、ベアリング142を交換することによって、硬度が低い保護部材148を有するベアリングを正常な状態に回復させることができる。ベアリング142の交換は、ドラム110の交換と比べて容易であり、低コスト及び短時間でベアリング142を交換できる。すなわち、ドラム110を交換する場合に発生する多大の費用や繊維体製造装置1の長時間停止という不具合を抑制することができる。
2.実施形態2
図7は、図6に対応する図であり、実施形態2に係る繊維処理装置100Aの模式図である。
実施形態1における変位抑制機構140は、二つのベアリング142A,142Bと一つの凸部121とで構成される。実施形態2における変位抑制機構140Aは、二つのベアリング142A,142Bと二つの凸部121A,121Bとで構成される。この点が、実施形態2と実施形態1との主な相違点である。
以下、図7を参照し、本実施形態に係る繊維処理装置100Aの概要を、実施形態1との相違点を中心に説明する。また、実施形態1と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
本実施形態に係る繊維処理装置100A(繊維体製造装置)と、実施形態1に係る繊維処理装置100(繊維体製造装置1)とでは変位抑制機構の構成が異なり、他の構成は同じである。
図7に示す様に、実施形態2における変位抑制機構140Aは、ドラム110(端部111)の外周面111bに設けられた凸部121Bと、ドラム110(端部112)の外周面112bに設けられた凸部121Aと、ハウジング130に固定されるベアリング142A,142Bとを有する。
ドラム110の外周面111b,112bは、本願における外周面の一例である。ドラム110の外周面111b,112bに設けられた凸部121A,121Bは、本願におけるガイド部の一例であり、外周面111b,112bから外側に張り出す。ベアリング142A,142Bは、本願における規制部の一例であり、実施形態1と同じ構成を有する。
ベアリング142Aは、凸部121Aに対向するように、凸部121Aに対して-X方向に配置される。ベアリング142Bは、凸部121Bに対向するように、凸部121Bに対して+X方向に配置される。
ドラム110が、導入口側のハウジング130A及び排出口側のハウジング130Bから等距離に配置される場合、ベアリング142Aは凸部121Aから離れて配置され、ベアリング142Bは凸部121Bから離れて配置される。さらに、ドラム110が、導入口側のハウジング130A及び排出口側のハウジング130Bから等距離に配置される場合、X方向における凸部121Aとベアリング142Aとの離間距離、及びX方向における凸部121Bとベアリング142Bとの離間距離は、X方向におけるハウジング130A,130Bとドラム110との離間距離よりも短い。
変位抑制機構140Aがかかる構成を有すると、不要な力によってドラム110が+X方向に移動しようとすると、凸部121Bがベアリング142Bに接触し、ベアリング142Bによって凸部121B(ドラム110)の+X方向の移動が規制され、ドラム110が排出口側のハウジング130Bに接触しなくなり、ドラム110と排出口側のハウジング130Bとの接触(ドラム110と排出口側のハウジング130Bとの摩擦)が低減される。
さらに、不要な力によってドラム110が-X方向に移動しようとすると、凸部121Aがベアリング142Aに接触し、ベアリング142Aによって凸部121A(ドラム110)の-X方向の移動が規制され、ドラム110が導入口側のハウジング130Aに接触しなくなり、ドラム110と導入口側のハウジング130Aとの接触(ドラム110と導入口側のハウジング130Aとの摩擦)が低減される。
さらに、実施形態2における変位抑制機構140Aは、ドラム110とハウジング130との接触が低減されるという効果に加えて、上述した実施形態1における変位抑制機構140と同じ効果(例えば、ベアリング142の劣化の抑制、ドラム110の摩擦低減化など)を奏することができる。
3.実施形態3
図8は、図6に対応する図であり、実施形態3に係る繊維処理装置100Bの模式図である。なお、図8では、ドラム110に設けられた凹部151の輪郭が破線で図示されている。
実施形態1における変位抑制機構140は、二つのベアリング142A,142Bと一つの凸部121とで構成される。実施形態3における変位抑制機構140Bは、一つのベアリング142と一つ凹部151とで構成される。この点が、実施形態3と実施形態1との主な相違点である。
以下、図8を参照し、本実施形態に係る繊維処理装置100Bの概要を、実施形態1との相違点を中心に説明する。また、実施形態1と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
本実施形態に係る繊維処理装置100B(繊維体製造装置)と、実施形態1に係る繊維処理装置100(繊維体製造装置1)とでは変位抑制機構の構成が異なり、他の構成は同じである。
図8に示す様に、実施形態3における変位抑制機構140Bは、ドラム110の外周面111bに設けられた凹部151と、ハウジング130に固定されるベアリング142とを有する。ドラム110の外周面111bに設けられた凹部151は、外周面111bから内側に凹む溝である。ベアリング142は、ドラム110の回転軸110aと直交する回転軸142a回りに回転可能である。
なお、ドラム110の外周面111bに設けられた凹部151は、本願におけるガイド部の一例である。ベアリング142は、外周面111bから内側に凹む溝(凹部151)の内側に配置され、本願における規制部の一例である。また、ベアリング142の外輪147は、凹部151を形成する溝の壁面よりも硬度が低い材料(例えば、樹脂)で覆われている。
図8では、回転軸110aと直交する面S1が二点鎖線で図示されている。
凹部151は、回転軸110aと直交する面S1に平行に配置される。厳密には、凹部151のベアリング142が接触する壁面は、回転軸110aと直交する面S1に対して平行である。このため、ドラム110及び凹部151が回転軸110a回りに回転しても、ドラム110及び凹部151のX方向の位置は変化しない。
ドラム110が、導入口側のハウジング130A及び排出口側のハウジング130Bから等距離に配置される場合、ベアリング142は凹部151の壁面から離れて配置され、凹部151の壁面に接触しない。さらに、ドラム110が、導入口側のハウジング130A及び排出口側のハウジング130Bから等距離に配置される場合、+X方向における凹部151の壁面とベアリング142との離間距離、及び-X方向における凹部151とベアリング142との離間距離は、X方向におけるハウジング130A,130Bとドラム110との離間距離よりも短い。
変位抑制機構140Bがかかる構成を有すると、不要な力によってドラム110が+X方向に移動しようとすると、凹部151の壁面がベアリング142に接触し、ベアリング142によって凹部151(ドラム110)の+X方向の移動が規制され、ドラム110が排出口側のハウジング130Bに接触しなくなり、ドラム110と排出口側のハウジング130Bとの接触(ドラム110と排出口側のハウジング130Bとの摩擦)が防止される。
さらに、不要な力によってドラム110が-X方向に移動しようとすると、凹部151の壁面がベアリング142に接触し、ベアリング142によって凹部151の-X方向の移動が規制され、ドラム110が導入口側のハウジング130Aに接触しなくなり、ドラム110と導入口側のハウジング130Aとの接触(ドラム110と導入口側のハウジング130Aとの摩擦)が防止される。
さらに、実施形態3における変位抑制機構140Bは、ドラム110とハウジング130との摩擦が防止されるという効果に加えて、上述した実施形態1における変位抑制機構140と同じ効果(例えば、ベアリング142の劣化の抑制、ドラム110の摩擦低減化など)を奏することができる。
4.実施形態4
図9は、図6に対応する図であり、実施形態4に係る繊維処理装置100Cの模式図である。
実施形態1における変位抑制機構140は、二つのベアリング142A,142Bと一つの凸部121とで構成される。実施形態4における変位抑制機構140Cは、一つのベアリング142と一つのフレーム152とで構成される。さらに、実施形態1では二つのベアリング142A,142Bがハウジング130に固定されている。実施形態4では一つのベアリング142がドラム110に固定されている。これらの点が、実施形態4と実施形態1との主な相違点である。
以下、図9を参照し、本実施形態に係る繊維処理装置100Cの概要を、実施形態1との相違点を中心に説明する。また、実施形態1と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
本実施形態に係る繊維処理装置100C(繊維体製造装置)と、実施形態1に係る繊維処理装置100(繊維体製造装置1)とでは変位抑制機構の構成が異なり、他の構成は同じである。
図9に示す様に、実施形態4の変位抑制機構140Cは、ドラム110(端部111)の外周面111bに固定されるベアリング142と、ハウジング130に固定されるフレーム152とで構成される。
なお、ドラム110の外周面111bに固定されるベアリング142は、本願におけるガイド部の一例である。ハウジング130に固定されるフレーム152は、本願における規制部の一例である。
ベアリング142は、実施形態1と同じ構成を有し、軸部材143を介してドラム110に固定されている。ベアリング142は回転軸142a回りに回転可能である。ベアリング142の回転軸142aは、軸部材143が延在する方向に対して平行であり、ドラム110の回転軸110aと直交する。さらに、ベアリング142はドラム110に固定されているので、ベアリング142はドラム110と一緒に回転軸110a回りに回転可能である。すなわち、ベアリング142は、回転軸110a回りに回転可能であり、且つ、回転軸110aに直交する回転軸142a回りに回転可能である。
このように、本実施形態は、ガイド部の一例であるベアリング142が、回転軸110aと直交する軸(回転軸142a)回りに回転可能である構成を有する。
X方向及びY方向に交差する方向からフレーム152を見た場合、図9に示す様に、フレーム152の断面はコの字形状を有する。すなわち、フレーム152は、X方向及びY方向に交差する方向から見た場合の断面がコの字形状の部材である。ベアリング142はコの字形状のフレーム152の内側に配置される。その結果、フレーム152は、ベアリング142に対して-X方向側、及びベアリング142に対して+X方向側に配置され、ベアリング142のX方向(-X方向、+X方向)の移動を規制する。このように、規制部の一例であるフレーム152は、ベアリング142に対して回転軸110a方向(X方向)に配置される。
さらに、X方向(回転軸110aの方向)から見た場合、フレーム152の断面は円形である。すなわち、フレーム152は、X方向から見た場合の断面が円形の部材である。これにより、ベアリング142がドラム110と一緒に回転軸110a回りに回転しても、ベアリング142はフレーム152の内側に配置されるようになる。
ドラム110が、導入口側のハウジング130A及び排出口側のハウジング130Bから等距離に配置される場合、ベアリング142はフレーム152の壁面から離れて配置され、ベアリング142はフレーム152の壁面に接触しない。さらに、ドラム110が、導入口側のハウジング130A及び排出口側のハウジング130Bから等距離に配置される場合、+X方向におけるベアリング142とフレーム152の壁面との離間距離及び-X方向におけるベアリング142とフレーム152の壁面との離間距離は、X方向におけるハウジング130A,130Bとドラム110との離間距離よりも短い。
変位抑制機構140Cがかかる構成を有すると、不要な力によってドラム110が+X方向に移動しようとすると、ベアリング142がフレーム152の壁面に接触し、フレーム152によってベアリング142(ドラム110)の+X方向の移動が規制され、ドラム110が排出口側のハウジング130Bに接触しなくなり、ドラム110と排出口側のハウジング130Bとの接触(ドラム110と排出口側のハウジング130Bとの摩擦)が防止される。
さらに、不要な力によってドラム110が-X方向に移動しようとすると、ベアリング142がフレーム152の壁面に接触し、フレーム152によってベアリング142(ドラム110)の-X方向の移動が規制され、ドラム110が導入口側のハウジング130Aに接触しなくなり、ドラム110と排出口側のハウジング130Bとの接触(ドラム110と排出口側のハウジング130Bとの摩擦)が低減される。
さらに、実施形態4における変位抑制機構140Cは、ドラム110とハウジング130との接触が低減されるという効果に加えて、上述した実施形態1における変位抑制機構140と同じ効果(例えば、ベアリング142の劣化の抑制、ドラム110の摩擦低減化など)を奏することができる。
5.実施形態5
図10は、図6に対応する図であり、実施形態5に係る繊維処理装置100Dの模式図である。
実施形態1における変位抑制機構140は、二つのベアリング142A,142Bと一つの凸部121とで構成される。実施形態5における変位抑制機構140Dは、一つのベアリング142と一つの凸部121Dとで構成される。さらに、実施形態5と実施形態1とでは凸部の状態が異なる。これらの点が、実施形態5と実施形態1との主な相違点である。
以下、図10を参照し、本実施形態に係る繊維処理装置100Dの概要を、実施形態1との相違点を中心に説明する。また、実施形態1と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
本実施形態に係る繊維処理装置100D(繊維体製造装置)と、実施形態1に係る繊維処理装置100(繊維体製造装置1)とでは変位抑制機構の構成が異なり、他の構成は同じである。
図10に示す様に、実施形態5における変位抑制機構140Dは、ドラム110(端部111)の外周面111bに設けられた凸部121Dと、ハウジング130に固定されるベアリング142とを有する。ベアリング142は、凸部121Dに対して-X方向に位置する。
ドラム110の外周面111bに設けられた凸部121Dは、本願におけるガイド部の一例であり、外周面111bから外側に張り出す。ハウジング130に固定されるベアリング142は、本願における規制部の一例であり、実施形態1と同じ構成を有する。
凸部121Dは、ベアリング142と接触する接触部125を有する。接触部125はドラム110と一緒に回転しながらベアリングに接触するので、接触部125は凸部121Dの円周方向に配置され、X方向から見た場合の接触部125の形状は円形である。
凸部121Dは、回転軸110aと直交する面S1に対して交差する。一方、実施形態1の凸部121は、回転軸110aと直交する面S1に対して平行である。この点は、本実施形態の凸部121Dと実施形態1の凸部121との相違点である。
本実施形態では、バネなどの付勢部材(図示省略)によって、ドラム110に対して-X方向の力が常に作用するようになっている。このため、凸部121Dの接触部125がベアリング142に押し付けられ、凸部121Dの接触部125がベアリング142に接触している。
一方、実施形態1では、ドラム110が導入口側のハウジング130A及び排出口側のハウジング130Bから等距離に配置される場合、凸部121はベアリング142から離間している。この点も、本実施形態と実施形態1との相違点である。
ベアリング142は、実施形態1と同じ構成を有し、軸部材143を介してハウジング130に固定されている。このため、ベアリング142はドラム110の回転軸110aと直交する回転軸142a回りに回転可能であり、ベアリング142のX方向(回転軸110aの方向)の位置は変化しない。
凸部121Dは、ドラム110と一緒に回転軸110a回りに回転可能であり、ドラム110と一緒にX方向(回転軸110aの方向)に移動可能である。凸部121Dの接触部125のX方向の位置が変化すると、ドラム110のX方向の位置が変化する。
かかる構成を有すると、凸部121Dは回転軸110aと直交する面S1に対して交差するので、凸部121Dがドラム110と一緒に回転軸110a回りに回転すると、ベアリング142に接触する接触部125の位置が、X方向に変化する。また、ドラム110が回転軸110a回りに一回回転すると、図10に示す様に、接触部125のX方向の位置がΔH1変化する。
一方、実施形態1では、凸部121は回転軸110aと直交する面S1に対して平行であるので、凸部121がドラム110と一緒に回転軸110a回りに回転しても、ベアリング142に接触する凸部121の位置がX方向に変化しない。
凸部121D(接触部125)がベアリング142に押し付けられた状態で、ドラム110が回転軸110a回りに一回回転すると、接触部125のX方向の位置がΔH1変化するので、ドラム110のX方向の位置がΔH1変化する。このため、ドラム110が回転軸110a回りに回転すると、ドラム110のX方向の位置が周期的に変化し、ドラム110がX方向に振動することになる。
このように、本実施形態では、ガイド部の一例である凸部121Dが規制部の一例であるベアリング142に押し付けられた状態でドラム110が回転すると、ドラム110の回転軸110a方向(X方向)の位置が変化する。そして、ドラム110が回転軸110a回りに回転すると、ドラム110が回転軸110a方向に振動するようになる。
ドラム110がX方向に振動すると、ドラム110がX方向に振動しない構成(例えば、実施形態1の構成)と比べて、ドラム110の篩い性能が向上し、ドラム110の中に導入された解繊物は、第1選別部と第2選別部とに適正に選別される。
すなわち、本実施形態に係る繊維処理装置100Dは、実施形態1に係る繊維処理装置100が奏する効果に加えて、ドラム110の篩い性能が向上するという効果を奏することができる。
6.実施形態6
図11は、図6に対応する図であり、実施形態6に係る繊維処理装置100Eの模式図である。図12は、本実施形態に係る繊維処理装置100Eが備えるドラム110の斜視図である。なお、図11では、ドラム110に設けられた凹部151Eの輪郭が破線で図示されている。また、図12では、ドラム110の回転方向が実線の矢印で図示されている。
実施形態3における変位抑制機構140Bは一つのベアリング142と一つの凹部151とで構成され、実施形態6における変位抑制機構140Eは一つのベアリング142と一つの凹部151Eとで構成され、凹部の状態が実施形態6と実施形態3とで異なる。この点が、実施形態6と実施形態3との主な相違点である。
以下、図11及び図12を参照し、本実施形態に係る繊維処理装置100Eの概要を、実施形態3との相違点を中心に説明する。また、実施形態3と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
本実施形態に係る繊維処理装置100E(繊維体製造装置)と、実施形態3に係る繊維処理装置100B(繊維体製造装置)とでは変位抑制機構の構成が異なり、他の構成は同じである。
図11に示す様に、実施形態6における変位抑制機構140Eは、ドラム110(端部111)の外周面111bに設けられた凹部151Eと、ハウジング130に固定されるベアリング142とを有する。ベアリング142は、凹部151Eの内側に配置される。
なお、ドラム110の外周面111bに設けられた凹部151Eは、外周面111bから内側に凹む溝であり、本願におけるガイド部の一例である。ベアリング142は、外周面111bから内側に凹む溝(凹部151E)の内側に配置され、本願における規制部の一例である。
凹部151Eは、回転軸110aと直交する面S1に対して交差する。詳しくは、ベアリング142に接する凹部151Eの壁面は、回転軸110aと直交する面S1に対して交差する。一方、実施形態3の凹部151は、回転軸110aと直交する面S1に対して平行である。この点は、本実施形態の凹部151Eと実施形態3の凹部151との相違点である。
本実施形態では、バネなどの付勢部材(図示省略)によって、ドラム110に対して+X方向の力が常に作用するようになっている。このため、凹部151Eの壁面がベアリング142に押し付けられ、凹部151Eの壁面がベアリング142に接触している。以降、凹部151Eのベアリング142に接触する部分を接触部126と称す。
一方、実施形態3では、ドラム110が導入口側のハウジング130A及び排出口側のハウジング130Bから等距離に配置される場合、凹部151の壁面はベアリング142から離間している。この点も、本実施形態と実施形態3との相違点である。
ベアリング142は、実施形態3と同じ構成を有し、軸部材143を介してハウジング130に固定されている。このため、ベアリング142はドラム110の回転軸110aと直交する回転軸142a回りに回転可能であり、ベアリング142のX方向(回転軸110aの方向)の位置は変化しない。
凹部151Eは、ドラム110と一緒に回転軸110a回りに回転可能であり、ドラム110と一緒にX方向(回転軸110aの方向)に移動可能である。凹部151Eの接触部126のX方向の位置が変化すると、ドラム110のX方向の位置が変化する。
かかる構成を有すると、凹部151Eは回転軸110aと直交する面S1に対して交差するので、凹部151Eがドラム110と一緒に回転軸110a回りに回転すると、ベアリング142に接触する接触部126の位置が、X方向に変化する。また、ドラム110が回転軸110a回りに一回回転すると、図11に示す様に、接触部126のX方向の位置がΔH2変化する。
一方、実施形態3では、凹部151は回転軸110aと直交する面S1に対して平行であるので、凹部151がドラム110と一緒に回転軸110a回りに回転しても、ベアリング142に接触する凹部151の位置がX方向に変化しない。
凹部151E(接触部126)がベアリング142に押し付けられた状態で、ドラム110が回転軸110a回りに一回回転すると、接触部126のX方向の位置がΔH2変化するので、ドラム110のX方向の位置がΔH2変化する。このため、ドラム110が回転軸110a回りに回転すると、ドラム110のX方向の位置が周期的に変化し、ドラム110がX方向に振動することになる。
このように、本実施形態では、ガイド部の一例である凹部151Eが規制部の一例であるベアリング142に押し付けられた状態でドラム110が回転すると、ドラム110の回転軸110a方向(X方向)の位置が変化する。そして、ドラム110が回転軸110a回りに回転すると、ドラム110が回転軸110a方向に振動するようになる。
さらに、図11の破線及び図12に示すように、ドラム110に設けられた凹部151Eは、図中に実線の矢印で示されるドラム110の回転方向に対して蛇行している。
凹部151Eがドラム110の回転方向に対して蛇行しない場合、ドラム110が回転軸110a回りに一回回転すると、ドラム110がX方向に一回振動する。凹部151Eがドラム110の回転方向に対して蛇行する場合、ドラム110が回転軸110a回りに一回回転すると、ドラム110がX方向(+X方向、-X方向)に複数回振動する。
すなわち、凹部151Eがドラム110の回転方向に対して蛇行する場合、凹部151Eがドラム110の回転方向に対して蛇行しない構成と比べて、ドラム110の回転速度が同じである場合にドラム110の振動数が増加し、ドラム110がX方向に素早く振動するようになる。
このように、本実施形態では、実施形態5と比べて、ドラム110がX方向に素早く振動するようになる。ドラム110がX方向に素早く振動すると、ドラム110の篩い性能がさらに向上し、ドラム110の中に導入された解繊物は、第1選別部と第2選別部とにより適正に選別される。
すなわち、本実施形態に係る繊維処理装置100Eは、実施形態3に係る繊維処理装置100Bが奏する効果(実施形態1に係る繊維処理装置100が奏する効果)に加えて、ドラム110の篩い性能が向上するという効果を奏することができる。さらに、本実施形態に係る繊維処理装置100Eは、実施形態5に係る繊維処理装置100Dと比べて、ドラム110の篩い性能がさらに向上するという効果を奏することができる。
7.変形例1
実施形態1~3では、規制部の一例であるベアリング142が回転軸110aと直交する回転軸142a回りに回転し、ガイド部は回転しない。実施形態4では、ガイド部の一例であるベアリング142が回転軸110aと直交する回転軸142a回りに回転し、規制部は回転しない。このように、実施形態1~4は、規制部またはガイド部のいずれかが、回転軸と直交する軸回りに回転可能である構成を有する。
規制部またはガイド部のいずれかが回転軸と直交する軸回りに回転可能である構成に限定されず、規制部及びガイド部の両方が、回転軸と直交する軸回りに回転可能である構成であってもよい。すなわち、規制部及びガイド部の少なくとも一方が、回転軸と直交する軸回りに回転可能である構成であってもよい。
8.変形例2
ドラム61とハウジング63とを有する堆積部60は、ドラム110とハウジング130とを有する繊維処理装置100と同じ構成を有している。
変位抑制機構140,140A,140B,140C,140D,140Eを繊維処理装置100に設ける構成に限定されず、変位抑制機構140,140A,140B,140C,140D,140Eを堆積部60に設けてもよい。
9.変形例3
実施形態1では、ドラム110(凸部121)のX方向の移動を規制する規制部は、回転軸110aに直交する回転軸142a回りに回転可能なベアリング142であった。ドラム110のX方向の移動を規制する規制部は、回転軸(回転軸110a)に直交する軸(回転軸142a)回りに回転可能である構成に限定されず、回転しない構成であってもよい。
例えば、ドラム110と導入口側のハウジング130Aとの間、及び、ドラム110の端部112と排出口側のハウジング130Bとの間に、ドラム110よりも硬度が低いリング形状の部材を配置し、不要な力によってドラム110がX方向に移動する場合、ドラム110のX方向の端がリング形状の部材に接触するようにしてもよい。かかる構成によっても、ドラム110の劣化(摩耗)を抑制することができる。
また、ドラム110のX方向の移動を規制する規制部が回転しない構成である場合、当該規制部は、ドラム110よりも硬度が低いことに加えて、耐摩耗性に優れ低摩擦係数の材料で構成されることが好ましい。
以下に、実施形態から導き出される内容を記載する。
繊維処理装置は、外周に複数の開口を有し、繊維を含む原料を篩い、回転軸回りに回転可能なドラムと、前記ドラムを支持するハウジングと、前記ドラムの外周面に設けられているガイド部と、前記ガイド部に接触することによって前記ドラムの前記回転軸方向の移動を規制する規制部と、を備え、前記規制部及び前記ガイド部の少なくとも一方は、前記回転軸と直交する軸回りに回転可能であることを特徴とする。
ガイド部と規制部とが接触することによって、ドラムの回転軸方向の移動が規制されるので、ガイド部と規制部とが接触する部分以外では、ドラムはハウジングなどの他部材に接触しにくくなるので、ドラムとハウジングとの接触が低減できる。さらに、ガイド部と規制部とが接触する部分では、規制部及びガイド部の少なくとも一方は、回転軸と直交する軸回りに回転可能であるので、ドラムに摺動による摩耗が生じにくい。
このように、ドラムとハウジングとの接触が生じにくいので、ドラムとハウジングとの摩擦低減化が図られる。
繊維処理装置では、前記規制部は、前記ハウジングに設けられていることが好ましい。
規制部をハウジングに設けると、規制部をハウジング以外の他部材に設ける場合と比べて、構造が簡単になり、余分な部材を設ける必要がなくなる。
繊維処理装置では、前記ガイド部は、前記外周面から外側に張り出す凸部であり、前記規制部は、前記回転軸と直交する軸回りに回転可能なベアリングであることが好ましい。
ガイド部が外周面から外側に張り出す凸部であり、規制部が回転軸と直交する軸回りに回転可能なベアリングであると、ガイド部と規制部とが接触する部分において、規制部が回転軸と直交する軸回りに回転するので、規制部が回転しない場合と比べて、摺動による摩耗が生じにくくなり、ドラムが劣化しにくくなる。
繊維処理装置では、前記ベアリングの外輪は、前記凸部よりも硬度が低い材料で覆われていることが好ましい。
ベアリングの外輪が凸部よりも硬度が低い材料で覆われると、ガイド部と規制部とが接触する部分において、硬度が低い材料が凸部(ドラム)に接触するので、硬度が高い材料が凸部(ドラム)に接触する場合と比べて、凸部(ドラム)に摩耗が生じにくくなり、ドラムが劣化しにくくなる。
繊維処理装置では、前記ガイド部は、前記外周面から内側に凹む溝であり、前記規制部は、前記溝の内側に配置され、前記回転軸と直交する軸回りに回転可能なベアリングであることが好ましい。
ガイド部が外周面から内側に凹む溝(凹部)であり、規制部が回転軸と直交する軸回りに回転可能なベアリングであると、ガイド部と規制部とが接触する部分において、規制部が回転軸と直交する軸回りに回転するので、規制部が回転しない場合と比べて、摺動による摩耗が生じにくくなり、ドラムが劣化しにくくなる。
繊維処理装置では、前記ベアリングの外輪は、前記溝の壁面よりも硬度が低い材料で覆われていることが好ましい。
ベアリングの外輪が溝の壁面よりも硬度が低い材料で覆われると、ガイド部と規制部とが接触する部分において、硬度が低い材料が凹部(溝の壁面)に接触するので、硬度が高い材料が凹部に接触する場合と比べて、凹部(ドラム)に摩耗が生じにくくなり、ドラムが劣化しにくくなる。
繊維処理装置では、前記ガイド部は、前記回転軸と直交する軸回りに回転可能なベアリングであり、前記規制部は、前記ベアリングに対して前記回転軸方向に配置されるフレームであることが好ましい。
ガイド部が回転軸と直交する軸回りに回転可能なベアリングであり、規制部がベアリングに対して回転軸方向に配置されるフレームであると、規制部がガイド部に接触することによってドラムの回転軸方向の移動が規制される。ガイド部と規制部とが接触する部分では、ガイド部の回転軸と直交する軸回りの回転によって、摺動による摩耗が生じにくくなり、ドラムが劣化しにくくなる。
繊維処理装置では、前記ガイド部は、前記回転軸と直交する面に交差するように配置され前記外周面から外側に張り出す凸部であり、前記凸部は、前記回転軸方向に蛇行し、前記規制部は、前記回転軸と直交する軸回りに回転可能なベアリングであることが好ましい。
ドラムの回転軸方向の位置は、ガイド部と規制部とが接触する位置に依存する。ガイド部がドラムの回転方向に蛇行していると、ガイド部がドラムの回転方向に蛇行していない場合と比べて、ガイド部と規制部とが接触する位置が変化するようになり、ドラムが回転軸方向に振動するようになる。これにより、ドラムの篩い性能が向上する。
繊維処理装置では、前記ガイド部は、前記回転軸と直交する面に交差するように配置され前記外周面から内側に凹む溝であり、前記溝は、前記ドラムの回転軸方向に蛇行し、前記規制部は、前記溝の内側に配置され、前記回転軸と直交する軸回りに回転可能なベアリングであることが好ましい。
ドラムの回転軸方向の位置は、ガイド部と規制部とが接触する位置に依存する。ガイド部がドラムの回転方向に蛇行していると、ガイド部がドラムの回転方向に蛇行していない場合と比べて、ガイド部と規制部とが接触する位置が変化するようになり、ドラムが回転軸方向に振動するようになる。これにより、ドラムの篩い性能が向上する。
繊維体製造装置は、上記繊維処理装置と、前記開口を通過する前記繊維を堆積させるメッシュと、前記メッシュに堆積された前記繊維を加圧する加圧部と、前記加圧部よりも上流で、前記繊維同士を結合させる結合材を供給する供給部と、を備えることを特徴とする。
繊維処理装置は、ドラムが摩耗しにくくドラムが劣化しにくいので、長寿命化が図られる。当該繊維処理装置を有する繊維体製造装置も、長寿命化が図られる。
1…繊維体製造装置、10…原料供給部、12…粗砕部、20…解繊部、45…第1ウエブ形成部、46…メッシュベルト、50…混合部、52…供給部、60…堆積部、70…第2ウエブ形成部、82…加圧部、84…加熱部、90…切断部、100…繊維処理装置、102…導入口、103…排出口、104,105…配管、110…ドラム、110a…回転軸、111,112…端部、111b,112b…外周面、113…篩部、113b…外周面、115…網、116…開口、121…凸部、122…凹部、130…ハウジング、130A…導入口側のハウジング、130B…排出口側のハウジング、132…ベアリング、132a…回転軸、140…変位抑制機構、142,142A,142B…ベアリング、142a…回転軸。

Claims (10)

  1. 外周に複数の開口を有し、繊維を含む原料を篩い、回転軸回りに回転可能なドラムと、
    前記ドラムを支持するハウジングと、
    前記ドラムの外周面に設けられているガイド部と、
    前記ガイド部に接触することによって前記ドラムの前記回転軸方向の移動を規制する規制部と、
    を備え、
    前記規制部及び前記ガイド部の少なくとも一方は、前記回転軸と直交する軸回りに回転可能であることを特徴とする繊維処理装置。
  2. 前記規制部は、前記ハウジングに設けられていることを特徴とする請求項1に記載の繊維処理装置。
  3. 前記ガイド部は、前記外周面から外側に張り出す凸部であり、
    前記規制部は、前記回転軸と直交する軸回りに回転可能なベアリングであることを特徴とする請求項1または2に記載の繊維処理装置。
  4. 前記ベアリングの外輪は、前記凸部よりも硬度が低い材料で覆われていることを特徴とする請求項3に記載の繊維処理装置。
  5. 前記ガイド部は、前記外周面から内側に凹む溝であり、
    前記規制部は、前記溝の内側に配置され、前記回転軸と直交する軸回りに回転可能なベアリングであることを特徴とする請求項1または2に記載の繊維処理装置。
  6. 前記ベアリングの外輪は、前記溝の壁面よりも硬度が低い材料で覆われていることを特徴とする請求項5に記載の繊維処理装置。
  7. 前記ガイド部は、前記回転軸と直交する軸回りに回転可能なベアリングであり、
    前記規制部は、前記ベアリングに対して前記回転軸方向に配置されるフレームであることを特徴とする請求項1または2に記載の繊維処理装置。
  8. 前記ガイド部は、前記回転軸と直交する面に交差するように配置され前記外周面から外側に張り出す凸部であり、前記凸部は、前記回転軸方向に蛇行し、
    前記規制部は、前記回転軸と直交する軸回りに回転可能なベアリングであることを特徴とする請求項1または2に記載の繊維処理装置。
  9. 前記ガイド部は、前記回転軸と直交する面に交差するように配置され前記外周面から内側に凹む溝であり、前記溝は、前記ドラムの回転軸方向に蛇行し、
    前記規制部は、前記溝の内側に配置され、前記回転軸と直交する軸回りに回転可能なベアリングであることを特徴とする請求項1または2に記載の繊維処理装置。
  10. 請求項1~9のいずれか1項に記載の繊維処理装置と、
    前記開口を通過する前記繊維を堆積させるメッシュと、
    前記メッシュに堆積された前記繊維を加圧する加圧部と、
    前記加圧部よりも上流で、前記繊維同士を結合させる結合材を供給する供給部と、
    を備えることを特徴とする繊維体製造装置。
JP2019176770A 2019-09-27 2019-09-27 繊維処理装置、及び繊維体製造装置 Active JP7306194B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019176770A JP7306194B2 (ja) 2019-09-27 2019-09-27 繊維処理装置、及び繊維体製造装置
US17/031,962 US11492729B2 (en) 2019-09-27 2020-09-25 Fiber processing device and fiber body manufacturing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019176770A JP7306194B2 (ja) 2019-09-27 2019-09-27 繊維処理装置、及び繊維体製造装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021055194A JP2021055194A (ja) 2021-04-08
JP7306194B2 true JP7306194B2 (ja) 2023-07-11

Family

ID=75162968

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019176770A Active JP7306194B2 (ja) 2019-09-27 2019-09-27 繊維処理装置、及び繊維体製造装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11492729B2 (ja)
JP (1) JP7306194B2 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015120132A (ja) 2013-12-25 2015-07-02 セイコーエプソン株式会社 シート製造装置
JP2015120317A (ja) 2013-12-25 2015-07-02 セイコーエプソン株式会社 シート製造装置
JP2018162537A (ja) 2017-03-27 2018-10-18 セイコーエプソン株式会社 シート製造装置、及び、シート製造装置の制御方法
JP2019123972A (ja) 2018-01-18 2019-07-25 セイコーエプソン株式会社 繊維処理装置、繊維原料再生装置、および、繊維処理装置の制御方法
JP2019123973A (ja) 2018-01-18 2019-07-25 セイコーエプソン株式会社 繊維処理装置、繊維原料再生装置、および、繊維処理装置の制御方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4422508C1 (de) 1994-06-28 1996-02-15 Fleissner Maschf Gmbh Co Vorrichtung zum durchströmenden Behandeln von Textilgut od. dgl.
US5793561A (en) * 1994-10-14 1998-08-11 Canon Kabushiki Kaisha Rotary drum assembly having dynamic-pressure generating mechanism between rotary shaft and bearing
JPH08115512A (ja) 1994-10-14 1996-05-07 Canon Inc 回転ドラム装置
DE10322052A1 (de) 2003-05-15 2004-12-02 Fleissner Gmbh Wasserdurchlässige Trommel für die hydrodynamische Vernadelung von textilen Warenbahnen und Verfahren zur Herstellung der Trommel
JP6357767B2 (ja) * 2013-12-25 2018-07-18 セイコーエプソン株式会社 シート製造装置
JP6264986B2 (ja) * 2014-03-26 2018-01-24 セイコーエプソン株式会社 シート製造装置
JP6269235B2 (ja) * 2014-03-26 2018-01-31 セイコーエプソン株式会社 シート製造装置
JP6500401B2 (ja) * 2014-11-26 2019-04-17 セイコーエプソン株式会社 シート製造装置
JP6492576B2 (ja) * 2014-11-26 2019-04-03 セイコーエプソン株式会社 シート製造装置
US9890500B2 (en) * 2014-11-26 2018-02-13 Seiko Epson Corporation Sheet manufacturing apparatus
JP6508452B2 (ja) 2014-12-12 2019-05-08 セイコーエプソン株式会社 シート製造装置
JP6511839B2 (ja) * 2015-02-02 2019-05-15 セイコーエプソン株式会社 シート製造装置およびシート製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015120132A (ja) 2013-12-25 2015-07-02 セイコーエプソン株式会社 シート製造装置
JP2015120317A (ja) 2013-12-25 2015-07-02 セイコーエプソン株式会社 シート製造装置
JP2018162537A (ja) 2017-03-27 2018-10-18 セイコーエプソン株式会社 シート製造装置、及び、シート製造装置の制御方法
JP2019123972A (ja) 2018-01-18 2019-07-25 セイコーエプソン株式会社 繊維処理装置、繊維原料再生装置、および、繊維処理装置の制御方法
JP2019123973A (ja) 2018-01-18 2019-07-25 セイコーエプソン株式会社 繊維処理装置、繊維原料再生装置、および、繊維処理装置の制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021055194A (ja) 2021-04-08
US20210095400A1 (en) 2021-04-01
US11492729B2 (en) 2022-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6492576B2 (ja) シート製造装置
JP7124925B2 (ja) 解繊物製造装置、及びシート製造装置
JP6357767B2 (ja) シート製造装置
JP6500401B2 (ja) シート製造装置
WO2015097943A1 (ja) シート製造装置
US11261565B2 (en) Defibration processing device, and fibrous feedstock recycling device
WO2017043066A1 (ja) シート製造装置およびシート製造方法
JP2019026969A (ja) 解繊物製造装置、及びシート製造装置
JP7306194B2 (ja) 繊維処理装置、及び繊維体製造装置
JP6687124B2 (ja) ウェブ形成装置およびシート製造装置
JP2020158944A (ja) 解繊処理装置、および、繊維処理装置
CN109996995B (zh) 气化式加湿单元、气化式加湿单元的控制方法以及薄片制造装置
US11173627B2 (en) Transport device and sheet manufacturing apparatus
JP7375368B2 (ja) スリット装置、シート製造装置
WO2017154526A1 (ja) シート製造装置
JP6519337B2 (ja) シート製造装置
JP7395884B2 (ja) シート製造装置
JP7183660B2 (ja) 解繊処理装置、および、シート製造装置
WO2018100979A1 (ja) シート製造装置
JP2018076621A (ja) シート製造装置
JP7167590B2 (ja) 解繊処理装置、および、シート製造装置
JP7028173B2 (ja) シート製造装置
JP2022055780A (ja) シート製造装置
JP2017094525A (ja) シート製造装置
JP2016130008A (ja) シート製造装置、紙供給装置、紙細断装置

Legal Events

Date Code Title Description
RD07 Notification of extinguishment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7427

Effective date: 20200817

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20210914

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20211101

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220823

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230516

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230530

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230612

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7306194

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150