JP2003146497A - シート材の巻取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シート材の搬送速度が速い場合においても、
簡単な構成でシート材を適正に切断して巻きロスの発生
を防止できるようにする。 【解決手段】 シート材１の巻付管２が装着される一対
の巻取１０，１１を有する巻取機構３と、一方の巻取軸
１０によるシート材の巻取終了後に、他方の巻取軸１１
の下流部近傍でシート材１を切断して、この巻取軸１１
に装着された巻付管２に上記シート材１の切断端部を巻
き付ける切断機構４とを有するシート材１の巻取装置に
おいて、上記シート材１の切断時に、シート材１の切断
位置の上流側に配設された調整ローラ３３をシート材１
に押し付けてその搬送経路長を一時的に増大させる経路
長調整機構５を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙、プラスチック
フイルムまたは包装用ラミネート材等からなるシート材
をロール状に巻き取るシート材の巻取装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特開平８−２８１９５４号
公報に示されるように、シート材の巻付管（紙管）が装
着される一対の巻取軸を有する巻取機構と、一方の巻取
軸によるシート材の巻取終了後に、他方の巻取軸の下流
部近傍でシート材を切断してその端部を、この巻取軸に
巻き付ける切断機構とを備えたシート材の巻取装置にお
いて、上記切断機構に設けられたカッター刃の駆動速度
が、上記巻取軸によるシート材の巻取速度よりも速くな
るように速度を設定することにより、上記他方の巻取軸
に装着された巻付管にシート材の切断端部を巻き付けて
固着する際に、このシート材の切断端部に皺が寄ること
に起因した巻きロスの発生を防止することが行われてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように切断機構
に設けられたカッター刃の駆動速度を、巻取軸によるシ
ート材の巻取速度よりも早くするように構成した場合に
は、シート材の搬送を停止することなくシート材を適正
に切断して、一方の巻取軸によるシート材の巻取状態か
ら他方の巻取軸によるシート材の巻取状態に移行させる
ことができるため、簡単な構成で巻取ロスの発生を防止
しつつ、巻取装置の作業効率を向上させることが可能で
ある。

【０００４】しかし、シート材の搬送速度を、例えば２
００ｍ／分程度以上の比較的速い値に設定した場合に
は、これ以上の速度で上記カッター刃を駆動することが
困難である。このため、シート材の切断時に、上記シー
ト材の搬送速度および巻取速度を低下させることによ
り、カッター刃の駆動速度に比べてシート材の巻取速度
を相対的に遅くしたり、シート材の搬送および巻取を一
時的に停止したりする等の制御を実行して上記巻きロス
の発生を防止することも考えられているが、このように
構成した場合には、シート材の搬送速度および上記巻取
軸の回転速度を、それぞれ所定のタイミングで所定値に
制御する制御部を設ける必要があり、巻取装置の構造が
複雑になるという問題がある。

【０００５】さらに、シート材に複数色のインクを順次
塗布する印刷機に、上記の構成を有するシート材の巻取
装置を適用した場合には、この巻取装置の上流側部にお
けるシート材の搬送速度が増減するのに対応してシート
材の延び量が変化することにより、上記インクの印刷位
置がずれることが避けられないという問題がある。ま
た、厚さが薄い複数のシート材を積層するラミネート装
置に、上記シート材の巻取装置を適用した場合には、こ
の巻取装置の上流側に配設された乾燥器内を通過するシ
ート材の通過速度が、上記搬送速度の変化に対応して増
減することにより、シート材の延び量が変化してシート
材がカールする等の問題がある。

【０００６】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、シート材の搬送速度が速い場合においても、簡
単な構成でシート材を適正に切断して巻きロスの発生を
防止することができるシート材の切断装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
シート材の巻付管が装着される一対の巻取軸を有する巻
取機構と、一方の巻取軸によるシート材の巻取終了後
に、他方の巻取軸の下流部近傍でシート材を切断して、
この巻取軸に装着された巻付管に上記シート材の切断端
部を巻き付ける切断機構とを有するシート材の巻取装置
において、上記シート材の切断時に、シート材の切断位
置の上流側に配設された調整ローラをシート材に押し付
けてその搬送経路長を一時的に増大させる経路長調整機
構を備えたものである。

【０００８】上記構成によれば、シート材の切断時に、
調整ローラをシート材に押し付けてその搬送経路長を増
大させることにより、シート材の搬送速度を遅くする等
の制御を実行することなく、上記他方の巻取軸の設置部
を通過するシート材の通過速度を一時的に遅くした状態
で、シート材を適正に切断して上記巻付管に巻き付ける
ことが可能となる。

【０００９】請求項２に係る発明は、上記請求項１記載
のシート材の巻取装置において、シート材の種類に応じ
て上記調整ローラの駆動部を制御する経路長制御部を備
えたものである。

【００１０】上記構成によれば、切断機構により切断さ
れたシート材の切断端部を適正状態で上記巻付管に巻き
付けることができるように、シート材の種類に応じて上
記調整ローラの駆動時期および駆動速度等を制御するこ
とにより、上記他方の巻取軸の設置部を通過するシート
材の通過速度を一時的に遅くする制御が適正に実行され
ることになる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１〜図３は、本発明に係るシー
ト材１の巻取装置の実施形態を示している。このシート
材１の巻取装置は、紙管等からなる巻付管２にシート材
１を巻き付けてロール状に巻き取る巻取機構３と、シー
ト材１の巻取終了後に、このシート材１を切断して新た
な巻付管２に巻き付ける切断機構４と、この切断機構４
によるシート材１の切断時に、その搬送経路長を一時的
に増大させる経路長調整機構５とを備えている。

【００１２】上記巻取機構３は、フロア上に立設された
基台フレーム６と、この基台フレーム６の上端部に支持
された水平軸７と、この水平軸７を支点にして回動可能
に支持された巻取アーム８および支持アーム９と、上記
巻取アーム８の両端部に設けられた一対の巻取軸１０，
１１と、上記支持アーム９の両端部に設けられた一対の
支持ローラ１２，１２とを備えている。そして、上記巻
取軸１０，１１を図外の駆動モータ等によって回転駆動
することにより、上記支持ローラ１２によってシート材
１を支持しつつ、その搬送方向の下流側においてシート
材１をロール状に巻き取るように構成されている。

【００１３】また、上記巻取機構３には、一方の巻取軸
１０によるシート材１の巻取終了後に、上記水平軸７を
支点にして巻取アーム８および支持アーム９を１８０°
旋回させることにより、他方の巻取軸１１を、シート材
１の搬送方向の上流側における待機位置から、上記巻取
位置に移動させる旋回駆動手段（図示せず）が設けられ
ている。

【００１４】上記切断機構４は、シート材１の搬送方向
の上流側部において上記基台フレーム６に隣接した位置
に立設された支柱１４と、この支柱１４に設けられた軸
受により回転自在に支持された支持軸１５と、この支持
軸１５を支点にして揺動可能に支持された第１揺動アー
ム１６と、この第１揺動アーム１６を図１に示す待機位
置から図２に示す使用位置に揺動変位させるエアシリン
ダ等からなる第１駆動手段１７とを備えている。

【００１５】また、切断機構４には、上記支持軸１５に
よって揺動自在に支持された第２揺動アーム１８と、こ
の第２揺動アーム１８の先端部に回転自在に支持された
圧接ローラ１９と、上記第２揺動アーム１８を図１示す
待機位置から、図２に示す使用位置に揺動変位させて、
上記圧接ローラ１９をシート材１の保持位置に移動させ
ることにより、上記巻取軸１１に装着された巻付管２の
周面に上記シート材１を圧接させて保持させるエアシリ
ンダ等からなる第２駆動手段２０とが設けられている。

【００１６】また、上記切断機構４の第１揺動アーム１
６には、図２に示すように、先端部にカッター刃２１が
取り付けられた切断アーム２２と、この切断アーム２２
を駆動する切断駆動部２３とが設けられている。そし
て、上記切断アーム２２を、図２の仮想線で示す退避位
置から実線で示す切断位置に揺動変位させることによ
り、上記待機位置にある巻取軸１１よりもシート材１の
搬送方向の下流側において、上記カッター刃２１により
シート材１を切断するように構成されている。このシー
ト材１の切断端部は、上記巻取軸１１に装着された巻付
管２に巻き付けられることにより、その周面に設けられ
た粘着剤層を介して固着されることになる。

【００１７】上記切断駆動部２３は、切断アーム２２の
基端部に固定された駆動軸２４と、この駆動軸２４と一
体に回転する駆動ギア２５と、この駆動ギア２５と歯合
する扇形の歯面を有するセクタギヤ２６と、上記第１揺
動アーム１６に設けられた支持軸を支点にして上記セク
タギヤ２６を揺動変位させるエアシリンダ等からなる第
３駆動手段２７とを有し、この第３駆動手段２７の駆動
力を上記駆動ギア２５および駆動軸２４に伝達して駆動
ギア２５を揺動変位させることにより、上記カッター刃
２１を所定速度で上記待機位置から切断位置に移動させ
るように構成されている。

【００１８】上記カッター刃２１の駆動速度は、通常時
におけるシート材１の搬送速度、つまり上記巻取軸１０
によるシート材１の巻取速度よりも遅い値に設定される
とともに、後述するように、上記経路長調整機構５によ
ってシート材１の搬送経路長を一時的に増大させる制御
を実行した場合に、上記巻取軸１１の設置部を通過する
シート材１の通過速度よりも早い値に設定されている。

【００１９】上記経路長調整機構５は、図３に示すよう
に、上記切断機構４の下方において支柱１４に支持され
た支持軸３１と、この支持軸３１を支点にして揺動可能
に支持された揺動アーム３２と、この揺動アーム３２の
先端部に回転自在に支持された調整ローラ３３と、上記
揺動アーム３２を駆動して調整ローラ３３を実線で示す
待機位置から仮想線で示すシート材１の押付位置に移動
させるエアシリンダ等からなる押付駆動手段３４と、シ
ート材１を案内する複数のガイドローラ３５〜３８とを
備えている。

【００２０】そして、上記切断機構４によってシート材
１を切断する直前に、下記制御手段３９から出力される
制御信号に応じ、上記押付駆動手段３４を作動させて上
記調整ローラ３３を上記押付位置に移動させることによ
り、上記ガイドローラ３５〜３８等の設置部を通過する
シート材１の搬送経路を一時的に増大させるように構成
されている。この搬送経路を一時的に増大させる制御を
実行することにより、上記シート材１の巻取抵抗が増大
するため、上記巻取軸１１の設置部を通過するシート材
１の通過速度が一時的に低下することになる。

【００２１】上記制御手段３９には、図４に示すよう
に、シート材１の材質および厚さ等からなるシート材１
の種類を入力する入力部４０と、上記巻取軸１０等によ
り巻き取られたシート材１のロール径を検出する演算回
路等からなる検知部４１と、上記押付駆動手段３４から
なる調整ローラ３３の駆動部を制御する経路長制御部４
２と、上記切断機構４の第１〜第３駆動手段１７，２
０，２７にそれぞれ所定のタイミングで作動指令信号を
出力する切断制御部４３と、上記巻取軸１０，１１を回
転駆動してシート材１の巻取張力を制御する駆動モータ
４４に作動指令信号を出力する巻取制御部４５とが設け
られている。

【００２２】上記経路長制御部４２は、上記検知部４１
から出力された検出信号に応じて上記巻取軸１０等によ
るシート材１の巻取が終了したことが確認された場合
に、所定のタイミングで上記押付駆動手段３４を作動さ
せて、上記調整ローラ３３を所定速度で上記押付位置に
移動させるとともに、シート材１の切断後に、上記待機
位置に復帰させる制御信号を上記押付駆動手段３４に出
力するように構成されている。

【００２３】すなわち、上記シート材１の材質および厚
さ等からなるシート材１の種類に応じて予め設定された
マップから、上記入力部４０によって入力されたシート
材１の種類に対応した押付駆動手段３４の作動タイミン
グおよび作動速度が読み出され、これらに対応した制御
信号が上記経路長制御部４２から上記押付駆動手段３４
に出力されるようになっている。上記マップは、予め行
った実験のデータに基づいて作成され、例えばシート材
１の厚みが薄く、かつ弾性係数の小さいほど、早い時期
に高速で上記調整ローラ３３を押付位置に移動させるよ
うに設定されている。

【００２４】また、切断制御部４３は、上記検知部４１
から出力された検出信号に応じて上記巻取軸１０等によ
るシート材１の巻取が終了したことが確認された時点
で、上記第１，第２駆動手段１７，２０を作動させて上
記第１，第２揺動アーム１６，１８を、それぞれ図２に
示す使用位置に揺動変位させることにより、上記第３駆
動手段２７を作動させてカッター刃２１により上記シー
ト材１を切断し、圧接ローラ１９によってシート材１を
巻付管２の周面に圧接させてシート材１を保持する制御
を実行するように構成されている。

【００２５】さらに、上記巻取制御部４５は、例えば図
５に示すように、それぞれシート材１の巻取径（ロール
径）Ｄをパラメータとして予め設定された複数のグラフ
から、シート材１の種類等に応じたものを読み出し、こ
のグラフに基づいて巻取張力Ｆを目標値に一致させるフ
ィードバック制御を実行するように構成されている。

【００２６】上記各巻取張力Ｆの目標値は、シート材１
の巻取径Ｄが予め設定された基準値Ａとなるまでの間、
つまり巻付管２に巻き付けられたシート材１の厚さが所
定値となるまでの初期巻取状態にある場合に、それぞれ
一定値に維持されるように設定されている。そして、上
記シート材１の巻取径Ｄが上記基準値Ａを超えると、こ
の巻取径Ｄと、上記巻取張力Ｆとの積が一定値となるよ
うに設定され、これによって上記シート材１の巻取トル
クが一定値に維持されるようになっている。

【００２７】上記のようにシート材１の初期巻取状態に
ある場合に巻取張力Ｆを一定値に維持するとともに、そ
の後にシート材１の巻取トルクが一定値に維持されるよ
うに巻取張力Ｆを設定するのは、上記シート材１の巻取
時に層間滑りが発生するのを効果的に防止し、この層間
滑りに起因してシート材１の巻取状態が不揃いとなるの
を防ぐためである。

【００２８】上記構成においてシート材１の搬送方向の
下流側に位置する一方の巻取軸１０によるシート材１の
巻取が終了したことが確認された時点で、上記第１，第
２揺動アーム１６，１８を、それぞれ図１に示す待機位
置から、図２に示す使用位置に揺動変位させることによ
り、上記切断機構４を使用位置に移動させる。

【００２９】次いで、上記押付駆動手段３４を作動させ
て調整ローラ３３を押付位置に移動させることにより、
上記シート材１の搬送経路を一時的に増大させた状態
で、上記第３駆動手段２７を作動させてカッター刃２１
により上記シート材１を切断するとともに、このシート
材１の切断端部を、巻取軸１１に装着された巻付管２に
巻き付けて固着し、圧接ローラ１９によってシート材１
を巻付管２の周面に圧接させてシート材１を保持させ
る。その後、上記巻取アーム８および支持アーム９を１
８０°だけ旋回させて、上記他方の巻取軸１１を巻取位
置に移動させることにより、シート材１の巻取作業を継
続する。

【００３０】上記のようにシート材１の巻付管２が装着
される一対の巻取軸１０，１１を有する巻取機構３と、
一方の巻取軸１０によるシート材１の巻取終了後に、他
方の巻取軸１１の下流部近傍でシート材１を切断して、
この巻取軸１１に装着された巻付管２にシート材１の切
断端部を巻き付ける切断機構４とを有するシート材１の
巻取装置において、上記シート材１の切断時に、シート
材１の切断位置の上流側に配設された調整ローラ３３を
シート材１に押し付けてその搬送経路長を一時的に増大
させる経路長調整機構５を設けたため、簡単な構成で上
記巻取軸１１の設置部を通過するシート材１の通過速度
を一時的に遅くした状態で、シート材１を適正に切断す
ることができる。

【００３１】すなわち、上記カッター刃２１によってシ
ート材１を切断する直前に、調整ローラ３３をシート材
１に押し付けてその搬送経路長を一時的に増大させるこ
とにより、上記調整ローラ３３の上流部におけるシート
材１の搬送速度と、上記巻取軸１０による巻取速度とを
低下させる等の制御を実行することなく、上記巻取軸１
１の設置部を通過するシート材１の通過速度を遅くする
ことができる。このため、上記シート材１の搬送速度
を、２００ｍ／分以上の速い速度に設定した場合におい
て、上記カッター刃２１の駆動速度を極端に速くするこ
となく、上記巻取軸１１の設置部を通過するシート材１
の通過速度よりも速い速度で、上記切断機構４のカッタ
ー刃２１を駆動することができる。

【００３２】したがって、シート材１の切断時に、その
搬送速度および巻取速度を一時的に遅くする制御部を設
けることなく、簡単な構成でシート材１を適正に切断し
て、その切断端部に皺が寄るのを防止した状態で、この
切断端部を上記巻付管２の周面に密着させて固着するこ
とにより、シート材１の巻きロスが発生するのを防止す
ることができる。しかも、シート材に複数色のインクを
順次塗布する印刷機または厚さが薄い複数のシート材を
積層するラミネート装置に、上記シート材の巻取装置を
適用した場合においても、この巻取装置の上流側部にお
けるシート材の搬送速度が増減するのに対応してインク
の印刷位置がずれたり、ラミネート材がカールしたりす
るのを防止することができる。

【００３３】また、上記実施形態では、シート材１の種
類に応じて上記調整ローラ３３の駆動部を制御する経路
長制御部４３を設けたため、上記調整ローラ３３の駆動
時期および駆動速度を、シート材１の種類に対応させて
適正に制御することにより、簡単な構成で各種のシート
材１をそれぞれ適正に切断し、その切断端部に皺が寄る
のを確実に防止した状態で、この切断端部を巻付管２の
周面に密着させて固着することができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、シート
材の巻付管が装着される一対の巻取軸を有する巻取機構
と、一方の巻取軸によるシート材の巻取終了後に、他方
の巻取軸の下流部近傍でシート材を切断して、この巻取
軸に装着された巻付管に上記シート材の切断端部を巻き
付ける切断機構とを有するシート材の巻取装置におい
て、上記シート材の切断時に、上記シート材の切断位置
の上流側に配設された調整ローラをシート材に押し付け
てその搬送経路長を一時的に増大させる経路長調整機構
を設けたため、シート材の搬送速度が速い場合において
も、簡単な構成で上記シート材を適正に切断し、その切
断端部に皺が寄るのを防止した状態で、上記巻付管の周
面に密着させて固着することにより、シート材の巻きロ
スが発生するのを防止できる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシート材の巻取装置の実施形態を
示す説明図である。

【図２】切断機構の具体的構成を示す説明図である。

【図３】経路長調整機構の具体的構成を示す説明図であ
る。

【図４】制御手段の具体的構成を示すブロック図であ
る。

【図５】シート材の巻取張力の目標値とシート材の巻取
径との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ シート材 ２ 巻付管 ３ 巻取機構 ４ 切断機構 ５ 経路長調整機構 １０，１１ 巻取軸 ３３ 調整ローラ ４２ 経路長制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沖広 誠志 広島県安芸郡府中町茂陰２丁目３番17号 富士機械工業株式会社内 (72)発明者 西村 高博 広島県安芸郡府中町茂陰２丁目３番17号 富士機械工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3F064 AA01 AA03 CA02 CB10 DA01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シート材の巻付管が装着される一対の巻
   取軸を有する巻取機構と、一方の巻取軸によるシート材
   の巻取終了後に、他方の巻取軸の下流部近傍でシート材
   を切断して、この巻取軸に装着された巻付管に上記シー
   ト材の切断端部を巻き付ける切断機構とを有するシート
   材の巻取装置において、上記シート材の切断時に、シー
   ト材の切断位置の上流側に配設された調整ローラをシー
   ト材に押し付けてその搬送経路長を一時的に増大させる
   経路長調整機構を備えたことを特徴とするシート材の巻
   取装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のシート材の巻取装置にお
   いて、シート材の種類に応じて上記調整ローラの駆動部
   を制御する経路長制御部を備えたことを特徴とするシー
   ト材の巻取装置。