JPH0319039B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、連続的に形成される厚紙製の管状
体の切断装置に関する。

“らせん巻取機”と称される機械で１条または
複数条の帯状紙をらせん状に巻き取ることによ
り、紙管を製造する方法はよく知られている。

この形式の機械は、円筒状の固定マンドレルを
具備しており、このマンドレル上に、予め接着剤
を塗着しておいた１条または複数条の帯状紙（最
初の帯状紙には接着剤を塗着しない）をマンドレ
ルの軸に対して所定の角度でらせん状に巻き取る
が、形成された紙管は、その周りで遊び回転をす
る無端ベルトにより、回転させられながら縦方向
に移動させられる。

こうして連続的に製造される紙管は、その過程
でかつ切断ステーシヨンにおいて、単位管に切断
される。

切断装置はすべて、形成された紙管の前進速
度、および得るべき単位管の長さに応じて設定さ
れる循環動作を行なう。

切断装置を構成する各部は、直角な断面、すな
わち管軸に垂直な平面に沿つて切断が行なわれる
よう、切断時において管に従動する必要がある。

従来公知のある種のシステムは、往復台上に取
り付けられた円形ソーと、このソーを紙管に対し
て送り込む装置とを具備しており、ソー送り装置
と往復台駆動装置は、ソーを所望の時点で紙管に
切り込ませかつ切断中は紙管に従動させるように
制御される。

従来公知の別のシステムでは、ソーに循環的回
転動作を行なわせ、その動作時間が紙管の前進速
度および得るべき単位管の長さに従つて変化する
よう、かつ切断中におけるソーの縦方向運動が紙
管の前進速度とほぼ同じ速度で行なわれるよう、
ソーの動作を制御する。

これら従来公知のソー型装置は、操作取扱いが
危険なうえ、切断の質に関して欠点（マクレ、ダ
ストの発生など）がある。

このため、紙管の内部に位置する支持マンドレ
ルと共働する円形ナイフを用いる、よりすぐれた
性能をもつシステムが提唱されてきた。

かかるシステムでは、各動作サイクルごとに、
直角面に沿つて切断された、しかもほとんどマク
レを生じない単位管を得ることができる。

従来公知のナイフ型切断システムは通常、３種
類の要素、すなわち ａ） 紙管を支持および案内する、ローラおよび
キヤスターの形をした要素、 ｂ） 管内に配置される、通常はきわめて硬い金
属製の円筒状支持マンドレル、および ｃ） 剛性または弾性支持体上に固定された円板
形の切断ローレツトまたはナイフ を具備している。

これら３種類の要素ａ），ｂ），ｃ）は機械的に
相互に結合されており、それらの１つまたは２
つ、あるいは全部が、紙管の壁部にナイフが切り
込む際に切断を容易にするため、自己の回転軸に
よつて駆動される。

切断のあいだ、これらの要素の全体は、紙管の
前進速度に合わせた速度で縦方向に移動させられ
る。

この移動は、電気的、油圧的、空圧的等の駆動
装置によつて与えられるが、この駆動装置の動作
は、紙管駆動装置の動作速度および帯状紙送り速
度と比例するように制御される。

前記各装置の全体の移動が、紙管位置指示要素
から与えられる場合もあるが、その場合は、読取
り装置がこの紙管位置指示要素に追従して把捉し
た情報を、前記駆動装置の制御装置へ送る。

さらに、支持マンドレルに達するまでの管壁へ
のナイフの切り込みは、別の油圧的、空圧的また
は電気的駆動装置によつて確保される。

したがつて、これらのシステムは複雑であると
ともに、信頼度や安全性にも問題がある。

この発明の目的の１つは、従来公知のものに比
較して構造がより単純であり、したがつて信頼度
も高く、製作および保守が簡単であり、かつ安全
性の高い装置を提供することにある。

この発明による装置は、形成された紙管を案内
する装置と、往復台上に配置された少なくとも１
つのナイフと、紙管内に配置される支持マンドレ
ルとを具備しており、ナイフ往復台は、紙管の切
断中に紙管の自由端が往復台と連結された要素に
及ぼす推力により紙管の前進方向において縦方向
に移動させられ、かつ、前記往復台の移動中にナ
イフを管壁中に切り込ませるための装置を具備し
ており、このナイフの切り込み動作は、切断の瞬
間においてナイフの縦方向移動と紙管の前進とが
完全に同期されるように行なわれ、かつ、切断が
行なわれたあと、往復台を逆方向に駆動して初期
位置に戻すための装置を具備している。

前記内側支持マンドレルが、ナイフの切断動作
のあいだ完全に自由な状態となつて紙管の内壁と
接触し、こうしてマンドレルが紙管によつて移動
させられると同時に回転させられるように構成
し、かつ、切断後にマンドレルを初期位置へ戻す
ための装置を設けると有利である。

もし可能ならば、前記ナイフを切り込ませるた
めの装置が、管軸に対して直角に配置された少な
くとも１つのナイフを支持する少なくとも１つの
支持体を具備しており、かつこの支持体が、往復
台と関節式に接合されていて紙管から離れた初期
位置に強制力で維持されており、かつ、往復台の
前進運動のあいだかつその運動の作用のもとに、
支持体１４を旋回させてナイフの切り込みを行な
わせるための固定部上に設けられた１対の装置と
共働する装置を具備しており、また紙管切断後に
おける前記支持体の逆方向への旋回によつてナイ
フが紙管から分離されるように構成されているこ
とが望ましい。

かかる装置は、前進中における紙管の動作その
ものがナイフの動作を制御および同期化するた
め、きわめて単純かつ独創的な装置である。

かかる装置は、従来公知のシステムに比べ、多
くの要素（駆動装置、センサ等）を省くことがで
きる。

また、かかる装置は、既設の機械への取り付け
および調整が容易であり、切断すべき紙管の直径
および肉厚に関する融通性が大きい。

さらに、かかる装置は、製造中の紙管が存在す
る場合のみナイフが作動できるので、安全性がき
わめて高い。

以下において、添付の図面を参照しながらこの
発明を詳細に説明する。

第１図および第２図に示す実施態様は若干異な
るが、機能面で対応する要素には同じ参照番号を
付してある。

第１図において、帯状紙を巻き取るためのマン
ドレル１は、従来公知の形式で支持体２内に固定
されている。

帯状紙が、マンドレル１上に巻き付けられて、
連続した管状体３が形成される（紙のコイルおよ
び紙管３を前進させる装置は、この発明の範囲に
含まれないため、図示してない）。

支持マンドレル４は、充分に硬質ではあるがナ
イフの刃先を鈍らせないような材料で作られてい
る。

切断装置の主要部は、定置された水平板８上に
固定された垂直板７と結合された案内ロツド６
（第２図）または２本の案内ロツド６ａ，６ｂ（第
１図）によつて案内されることにより、第１図お
よび第２図に示す待機位置と前進位置との間で、
紙管３の軸に沿つて縦方向に移動できるように設
けられた往復台５を具備している。

この往復台５は、ジヤツキ９によつて駆動され
ており、かつ、前部プレート７を貫通するロツド
１０によつて支持体１３のロツド１２上に滑動で
きるように取り付けられたストツパ１１に固定さ
れている。

往復台５の各側には、ナイフ支持体１４が関節
式に接合されている。

各支持体１４は、その中央部において往復台５
に関節式に接合されており、かつ、紙管３の軸に
ほぼ垂直な平面に沿つて自由に回転することので
きる円板の形をしたナイフ１５を具備した調整可
能な取り付け部を一端に支持しており、ローラ１
６を他端に支持している。

ナイフ１５は、同一平面内に配置されており、
支持体１４は第１図および第２図に示す位置の方
へ弾力によつて押されているが、支持体１４が前
記位置にあるとき、ナイフは少なくとも紙管３の
直径に等しい距離だけ相互に分離されている。

たとえば建物の軒樋に似た形状の部材１７、高
さを調節できるローラ１８（第２図）、およびＶ
字状のローラ１９（第１図）等からなる、紙管３
を案内するための装置が設けられている。

支持マンドレル４は、その後端において、マン
ドレル４の自由回転を可能にするたとえばスイベ
ルのような連結部２１を介してロツド２０に連結
されている。

支持マンドレル４は、紙管３内に挿入されるよ
うになつており、かつ、同じく紙管３内に挿入さ
れたロツド２０は、管状の巻き取りマンドレル
１、その支持体２、およびガイド２３に沿つて滑
動するように取り付けられたプレート２２を貫通
している。

ロツド２０の端部は、ストツパ２４（第３図）
を具備しており、こうして、ロツド２０はプレー
ト２２を貫いて滑動でき、かつ、場合によつては
ロツド２０が通過する部域に取り付けおよび取り
外しのための旋回部を有するプレート２２によつ
て引つ張られることができるようになつている。

プレート２２はさらに、ジヤツキ２５（第１図
および第３図）のロツドの端部に固定されてい
る。

しかしながら、滑動プレート２２を介すること
なく直接的にロツド２０をジヤツキ２５のロツド
の端部に固定し、かつ、以下に述べる理由によ
り、ロツド２０の全体または少なくとも一部分、
特にマンドレル４との連結部域をケーブルで置き
換えることも可能である。

特に第２図に示すように、プレート８はその切
り取り部に２つのカム２６を具備しており、これ
らのカムは、旋回できるよう関節式に接合されて
おりまた図示の位置では弾性力の作用下にあつ
て、プレート８の切り取り部以外の部分に強制的
に接触させられている。

取り付け部材２７（第１図および第４図）によ
つて支持体１３に取り付けられている案内ローラ
１９は、さらに、放出ジヤツキ２８を具備してお
り、同様に、ストツパ１１も、以下において明ら
かになる役割をもつジヤツキ２９を具備してい
る。

上述の各部からなる装置の動作原理は、簡単に
理解できよう。

先ず、支持マンドレル４が、形成中の紙管３内
へ、その自由端の付近において挿入される。

マンドレル４は、切断サイクルの開始時に自由
な状態とされて前方へ進み、その内面に接触して
いる紙管３とともに回転する（第２図では、図解
の目的のためにマンドレル４を紙管３から突出さ
せてあるが、切断サイクルの開始時には紙管３が
マンドレル４から突出する）。

紙管３は、軒樋状部材１７、ローラ１８および
１９によつて案内され、やがてその前端がストツ
パ１１と接触してそれを押す。ストツパ１１は、
ロツド１２に沿つて滑動しながら、ロツド１０を
介して往復台５を牽引する。往復台５とストツパ
１１との間におけるロツド１０の長さは、得るべ
き単位管の長さに応じて調節することができる。

このように、往復台は紙管３そのものの作用に
より、したがつて紙管とまつたく同じ速度で移動
させられる。

第２図からより明らかなごとく、支持体１４の
ローラ１６は、上記の運動の過程でカム２６とか
み合う。

カム２６の、最初にローラ１６とかみ合う部分
の輪郭線は、紙管の前進方向において管軸から次
第に遠去かつており、このため、カムのこの部分
に沿つて回転するローラ１６は、支持体１４を旋
回させて、ナイフ１５を紙管３の方へ接近させ
る。

カム２６の前記部分に続く部分の輪郭線は、ナ
イフが管壁に切り込んで支持マンドレル４と出会
うまでの段階に対応し、第１の部分よりもゆるや
かに紙管の軸から遠去かつている。この第２部分
の輪郭線は、もし第１部分の形状がナイフに管壁
を完全に切断させるのに充分なものであれば、管
軸とほぼ平行であつてもよい。重要な点は、ナイ
フ１５が自由に回転できるよう取り付けられてい
るため、紙管自体の回転によつてナイフが回転さ
せられるという点である。

カムの終端まで来ると、支持体１４は弾性力の
作用のもとに逆方向へ旋回し、この結果ナイフは
紙管から遠去けられる。

この瞬間、ジヤツキ２９がストツパ１１を旋回
させるとともに、ジヤツキ９が往復台５を逆方向
に移動させて初期位置へ戻し、ローラ１６は旋回
するカム２６の後ろを通過する。

また、上記の動きとほぼ同時に、マンドレル４
が引き戻され、ジヤツキ２８がローラ１９（第４
図）の一方を旋回させ、これによつて、切断され
た直後の単位管が回収され、かつ、次回の切断の
準備が整う。

マンドレル４の初期位置への復帰は、プレート
２２を引つ張るジヤツキ２５の働きによりかつプ
レート２２を介して与えられ、またストツパ２４
（第３図）の働きはロツド２０を引つ張る。

次回の切断のためにマンドレル４をあらためて
解放させるため、ジヤツキ２５はプレート２２を
押し、こうして、ロツド２０は、紙管３およびマ
ンドレル４の前進に合わせてプレート２２内を滑
動するための余地を得る。

前述したごとく、ロツド２０の少なくとも一部
をケーブルで置き換えれば、ジヤツキ２５がマン
ドレル４を引つ張つてそれを急に放したとき、ケ
ーブルがたるむので、プレート２２は不要にな
る。

かくして、この発明による装置は、再び新たな
サイクルの開始位置に戻る（この間、ストツパ１
１とローラ１９も、初期位置に戻る）。

以上の記述から明らかなように、この発明によ
る装置の場合、先行技術とは異なり、案内要素は
定置されており、かつ、往復台の移動、ナイフの
切り込み、ナイフの回転、および支持マンドレル
の牽引は、紙管から直接与えられるかもしくは紙
管を介して与えられる。また、様々な構成部分
は、互いに共働するものの、機械的には結合され
ておらず、しかも、特別の駆動装置によつて駆動
されることもない。

しかしながら、この発明の場合、上に述べた実
施態様の他に、様々な実施態様が可能である。た
とえば、ナイフを１個のみとする、あるいは逆
に、各支持体が複数のナイフを支持するようにす
る、あるいは複数の単位管が同時に得られるよう
往復台の各側に複数の支持体を設ける、といつた
実施態様が可能である。

さらに、カム２６は、それらの旋回を必要とし
ないような形状をもたせ、かつそのような位置に
配置することができ、また、添付図面に示した実
施態様においては切断時にマンドレルが解放され
るが、別な方式によつてマンドレルを制御するよ
うにしてもよい。

また、往復台発出装置、ばね式緩衝装置等を設
けることもできる。

さらに、この発明は切断装置に関するが、連続
的に形成され、上に説明した装置と同様の装置に
よつて切断された厚紙管から得られる厚紙管に適
用することも可能である。

【図面の簡単な説明】

添付図面の第１図は、この発明による装置の斜
視図である。第２図は、第１図とは若干異なる実
施態様におけるこの発明による装置の一部の斜視
図である。第３図は、第１図の部分平面図であ
る。第４図は、第１図に示す案内および放出ロー
ラの詳細図である。 １…固定マンドレル、３…紙管、４…支持マン
ドレル、５…往復台、８…固定部、９…初期位置
に戻すための装置、１０…連結装置、１１…機械
的ストツパ、１４…ナイフ支持体、１５…ナイ
フ、１６…ローラ、１７，１８，１９…紙管を案
内する装置、２０…ロツド、２１…取り付け部、
２２…放出装置、２５…ジヤツキ、２６…カム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ １条または複数条の帯状紙を巻き取る固定マ
   ンドレル１と、形成された紙管３を回転させなが
   ら縦方向に移動させる駆動装置とを具備せる機械
   であつて、形成された紙管を案内する装置１７，
   １８，１９と、往復台５上に配置された少なくと
   も１つのナイフ１５と、紙管内に位置する支持マ
   ンドレル４とを具備する、連続的に製造される厚
   紙製の管状体の切断装置において、前記ナイフ往
   復台５は、紙管の切断中に紙管の自由端がナイフ
   往復台と連結された要素に及ぼす推力により紙管
   の前進方向において縦方向に移動させられ、か
   つ、前記往復台の移動中にナイフを管壁に切り込
   ませるための装置を具備しており、このナイフの
   切り込み動作は、切断の瞬間においてナイフの縦
   方向移動と紙管の前進とが完全に同期化されるよ
   うに行なわれ、かつ、切断が行なわれたあと、往
   復台を逆方向へ移動させて初期位置に戻すための
   装置９を具備していることを特徴とする厚紙製の
   管状体の切断装置。 ２ 前記内側の支持マンドレル４が、ナイフの切
   断動作のあいだ完全に自由な状態となつて紙管３
   の内壁と接触し、こうしてマンドレルが紙管によ
   つて移動させられると同時に回転させられ、か
   つ、切断後にマンドレルを初期位置へ戻すための
   装置を具備していることを特徴とする、特許請求
   の範囲第１項に記載の装置。 ３ 往復台５と連結された前記要素が、各単位管
   の所望長さに応じて長さを調節することのできる
   連結装置１０によつて往復台と連結された機械的
   ストツパ１１であり、このストツパが往復台の復
   帰前に引つ込むことができるように構成されてい
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項また
   は第２項に記載の装置。 ４ 前記ナイフを管壁に切り込ませるための装置
   が、管軸に対して直角に配置された少なくとも１
   つのナイフを支持する少なくとも１つの支持体１
   ４を具備しており、かつこの支持体が、往復台５
   と関節式に接合されていて紙管から離れた初期位
   置に強制力で維持されており、かつ、往復台の前
   進運動のあいだかつその運動の作用のもとに、支
   持体１４を旋回させてナイフの切り込みを行なわ
   せるための固定部８上に設けられた１対の装置と
   共働する装置を具備しており、また紙管切断後に
   おける前記支持体の逆方向への旋回によつてナイ
   フが紙管から分離されることを特徴とする、特許
   請求の範囲第１項ないし第３項の任意の１項に記
   載の装置。 ５ 円板状の各ナイフ１５が自由に回転できるよ
   う支持体１４の一端に取り付けられており、支持
   体１４の他端がローラ１６を具備しており、かつ
   支持体１４が両端間において往復台５に関節式に
   接合されており、固定部８上に設けられた１対の
   装置が各支持体に対応するカム２６を含んでお
   り、このカム２６が前記ローラ１６と共働して支
   持体の旋回によるナイフ１５の切り込み動作を起
   こさせかつ紙管の切断後にナイフ１５を逆方向へ
   遠ざけ、かつ、ナイフの回転が紙管そのものの回
   転によつて得られることを特徴とする、特許請求
   の範囲第４項に記載の装置。 ６ 前記カム２６はそれぞれ、輪郭線が紙管の前
   進方向において管軸から遠ざかつて行く少なくと
   も１つの部分を有し、したがつてカムのこの部分
   において支持体１４が旋回させられる結果、ナイ
   フ１５が紙管３へ接近しかつ管壁に切り込むこと
   を特徴とする、特許請求の範囲第５項に記載の装
   置。 ７ 各カム２６が、固定部によつて停止させるま
   で旋回できるよう関節式に接合されておりかつ弾
   性力によつて固定部の方へ強制されており、こう
   して、支持体１４のローラ１６が往復台５の復帰
   動作中にカムを旋回させながらカムの後ろを通過
   できることを特徴とする、特許請求の範囲第５項
   または第６項に記載の装置。 ８ 前記支持マンドレル４が牽引装置と結合され
   ており、この牽引装置が、紙管の切断後にマンド
   レルを牽引して初期位置へ復帰させ、次いですべ
   ての作用を停止することによりマンドレルを解放
   し、こうしてマンドレルが接触している紙管の動
   作に追従できるように構成されていることを特徴
   とする、特許請求の範囲第２項ないし第７項の任
   意の１項に記載の装置。 ９ 前記支持マンドレル４を牽引する装置が、固
   定された管状の巻き取りマンドレル１の支持体２
   および巻き取りマンドレル１を貫いて形成中の紙
   管３に挿入されるロツド２０および／またはケー
   ブルを含んでおり、このロツドおよび／またはケ
   ーブルが、支持マンドレルの自由な回転を可能に
   する取り付け部２１によつて支持マンドレルに接
   続されておりかつ巻き取りマンドレル１の支持体
   ２の後ろに配置されたジヤツキ２５のロツドにも
   接続されており、また場合により前記ジヤツキ２
   ５が、支持マンドレルに対するあらゆる作用を一
   瞬のうちに解消させるための放出装置２２を具備
   していることを特徴とする、特許請求の範囲第８
   項に記載の装置。