JP4425308B2 - 切換可能なエンボス加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、切換可能なエンボス加工装置に関するものである。エンボス加工装置は、米国特許６１７６２８７、ＷＯ２００４／００２７２７、欧州特許９８０７５０及びＷＯ９９／４１０６４によって公知である。

エンボス加工が、しなやかな材料の上に、例えば紙の繊維すなわち「層」の上に多数のパターンを付与するための機械的手法から構成される、ことは公知である。この目的を達成するために、エンボス加工される材料は、実質的に点状の***を示している一対の鋼製逆回転ロールと、対応する一対の加圧ロールとから構成されているエンボシングカレンダに通される。いわゆる「入れ子（nested）」型のエンボス加工では、製造の間に、カレンダーの一方のロールにおける***は、他方のロールにおける、***によって画成された窪みに合致する。いわゆる「先端対先端（tip to tip）」型のエンボス加工では、製造の間に、一方のロールにおける***は他方のロールにおける***に常に合致する。一方の型のエンボス加工から他方の型のエンボス加工へ変更するためには、その都度、製造を停止するとともに、いくつかの部品を分解することによって同装置を再構成し、さらに、分解した部品を当面の特定作業のための適切な大きさと形状構成とからなる他の物で置き換えることに備える必要がある。同装置を再構成するために必要な時間が増大しているという不都合があり、そのことは今日では製造基準とは相容れない。さらにまた、利用可能な２つの切換キットと、これらのキットの１つを他の１つが利用されるときに排除するために必要な空間とが備わっていることが必要である。

本発明の主要な目的は、上記不都合を解消することである。

本発明によれば、この成果は、請求項１に開示された特徴を有している装置を創造するという概念を採用することによって達成された。本発明のさらに別の特徴は従属請求項において取り扱われている。

本発明によれば、「入れ子」型のエンボス加工から「先端対先端」型のエンボス加工へ、およびその逆へ変更するために必要な操作の数を、常に同じ装置を利用して抜本的に減少させることができる。同様に、製造の一方の型から他方の型へ変更する必要が生じるたびに、装置を再構成するために必要な時間もまた減少している。加えて、本発明による切換可能なエンボス加工装置は比較的、作りやすく、費用効率が高く、また、長期間の使用の後であっても信頼度が高い。

本発明のこれらのかつ他の利点および特徴は、本発明の実際的な例示として付与されているが限定的な意味に考察されない添付図面とともに以下の説明を読むことで、どのような当業者にも最もよく理解される。

その基本的構造のみが示された添付図面における図を参照すると、本発明による切換可能なエンボス加工装置には、構造体（１）が備わっており、これには２つの固定側部（１０）があり、２つの可動側部（１１）がヒンジ留めされている。これらの固定側部（１０）のそれぞれは、外側面（ＥＦ）と内側面（ＩＦ）とを示しており、後者は対応する可動側部（１１）に対向している。同じように、これらの可動側部（１１）のそれぞれは、外側面（ＥＭ）と内側面（ＩＭ）とを示しており、後者はそれぞれの固定側部（１０）に対向している。それぞれの固定側部（１０）の内側面（ＩＦ）は２つの円弧状窪み（１２，１２′）を示しており、そのうちの一方（１２）はより上方に位置しており、他方（１２′）はより下方に位置している。それぞれの可動側部（１１）の内側面（ＩＭ）は、同じような２つの窪み（１３，１３′）を示しており、また、円弧状輪郭を有している。以下でいっそう詳しく良好に説明されるように、側部（１０）および（１１）の内側面（ＩＦ，ＩＭ）に設けられた上記窪み（１２，１２′，１３，１３′）はエンボス加工ロール（２，３）のための支持座として機能する。可動側部（１１）は、上記側部（１０，１１）に対して直交する軸を有しているピン（４）によって、固定側部（１０）の下側基部へヒンジ留めされている。さらにまた、可動側部（１１）は、一対のアクチュエーター（５）へ連結されており、これらのアクチュエーターによって、図１および図３に示されたように可動側部（１１）が固定側部（１０）へ接近することが可能になり、また、逆に、図２および図４に示されたようにそれらを離すことが可能になる。添付図面における図に示された実施例では、それぞれのアクチュエーター（５）のスカートがそれぞれの固定側部（１０）へヒンジ留めされており、一方、そのロッドの自由端部が対応する可動側部（１１）へヒンジ留めされている。アクチュエーター（５）のロッドが引き出されると、可動側部がピン（４）の軸の周りに回転して可動側部（１１）は固定側部から離される。逆に、アクチュエーター（５）のロッドが引き込まれると、可動側部が常にピン（４）の軸の周りに回転して可動側部（１１）は固定側部（１０）へ接近する。

固定側部（１０）は、上記窪み（１２，１２′）の反対側に設置されている２つの加圧ロール（６）、すなわち、図１における線図を参照すると、窪み（１２）の上側における加圧ロール（６）と窪み（１２′）の下側における加圧ロール（６）とを支持している。いっそう詳しく説明すると、これらの加圧ロールは対応アーム（６０）の上に取り付けられているが、それぞれのアームは、側部（１０）およびそれぞれのアーム（６０）と直交するピン（６１）によって、それぞれの側部（１０）へ固定されている。さらにまた、これらのアーム（６０）のそれぞれは、上記ピン（６１）の周りのその回転を制御する対応アクチュエーター（６２）へ連結されている。上記加圧ロール（６）のそれぞれは、対応アーム（６０）の前方端部（それぞれの側部（１０）の内側面ＩＦに対向している端部）の上に取り付けられており、一方、対応アクチュエーター（６２）は、アームの後方端部（上記のそれとは反対側の端部）に介在している。アクチュエーター（６２）のスカートは固定側部（１０）へヒンジ留めされ、一方、それぞれのロッドはアーム（６０）の後方端部へヒンジ留めされている。固定側部（１０）に関連した加圧ロール（６）は、この装置が図１における位置にあるとき、すなわち、エンボス加工ロール（２，３）の一方が他方の上に垂直に配置されているときに、エンボス加工ロール（２，３）と協働する。この装置が図１における位置にあるときには、エンボス加工された二重層になるように意図されたそれぞれの紙層（ＶＳ，ＶＩ）はまず、加圧ロール（６）および対応エンボス加工ロール（２，３）の一方によって構成されたカレンダーを通り、その後、２つのエンボス加工ロール（２，３）を通る。エンボス加工された二重層は文字「Ｇ」で表わされている。

固定側部（１０）は、上記側部の内側面に設けられた窪み（１２，１２′）の一方の高さで（詳しくは、添付図面における実施例では、上側窪み（１２）の高さで）設置されかつ作動する、この分野の技術者にそれ自体が公知であるサイジングユニット（７）を支持している。このサイジングユニット（７）は、この装置がこの分野の技術者にとって公知である手法で、「先端対先端」型のエンボス加工かあるいは「入れ子」型のエンボス加工かのいずれかのために構成されているときに、以下でさらに説明されるように、固定側部（１０）の上側窪み（１２）と対応して配置されているエンボス加工ロールを作動させることが意図されている。サイジングユニット（７）の構造および機能はこの分野の技術者にとって公知であるので、それらは本明細書でさらに説明されることはない。

第３の加圧ロール（８）が可動側部（１１）によって支持されている。詳しく説明すると、添付図面における実施例によれば、第３加圧ロール（８）は対応する支持体（８０）の上に取り付けられている。次に、後者は、可動側部（１１）の内側にあって上記側部（１１）に対して直交するピン（８１）によって上記側部（１１）に枢着された２つの平行なプレートから作られている。さらにまた、これらのプレートのそれぞれは、上記ピン（８１）の軸の周りにおけるその回転を制御するアクチュエーター（８２）に連結されている。アクチュエーター（８２）および支持体（８０）の位置、それゆえ第３加圧ロール（８）の位置は、この装置の構成によって変化する。さらに詳しく説明すると、この装置が図１におけるような構成にあるときには、支持体（８０）は、加圧ロール（８）が上側エンボス加工ロール（３）に押し付けられるような位置に置かれ、また、この装置が図３におけるような構成にあるときには、支持体（８０）は、加圧ロール（６）が右側エンボス加工ロール（２）に押し付けられるような位置に置かれる。この目的を達成するためには、支持体（８０）およびアクチュエーター（８２）を手で再配置するとともに、図１における位置から図３における位置までかつその逆に変化することが必要であるたびにロール（８）の代わりに下側ロール（６）を取り付けることで足りるであろう。アクチュエーター（８２）によれば、所望の構成に左右されるが、加圧ロール（８）あるいはロール（６）が圧力をエンボス加工ロール（３）に及ぼすことが保証される。可動側部（１１）および支持体（８０）には、支持体（８０）を図１および図３にそれぞれ示された位置で可動側部（１１）へ固定するねじ留め手段のための対応する多数の穴が作られている。

エンボス加工ロール（２，３）のそれぞれは、それぞれの軸（２１，３１）のそれぞれの端部において円形フランジ（２０，３０）を示している。これらのフランジ（２０，３０）のそれぞれは円周溝（２３，３３）を示している。さらにまた、端部の一方（図５における線図の右側側部）に対応して、それぞれのエンボス加工ロール（２，３）の軸（２１，３１）には、エンボス加工ロール（２，３）がそれ自体の軸（２１，３１）の周りに回転するように駆動されてもよい手段によって、軸方向駆動用の頭部あるいは取出部（２２，３２）が設けられている。

エンボス加工ロール（２，３）は、側部（１０）および（１１）の窪み（１２，１３，１２′，１３′）を利用することで、図１に示されたように位置決めされているので、上記エンボス加工ロール（２，３）が垂直に整合することになる。図３における構成では、エンボス加工ロール（２，３）は、固定側部（１０）および可動側部（１１）のそれぞれの上側窪み（１２，１３）だけを利用することで、位置決めされている。両方の場合に、エンボス加工ロール（２，３）のフランジ（２０，３０）は、選択された座（１２，１３，１２′，１３′）にまたがってそれぞれの溝（２３，３３）に位置決めされている。図１における「入れ子」型構成の場合と図３における「先端対先端」型構成の場合の両方とも、固定側部（１０）および可動側部（１１）の上側窪み（１２，１３）が利用される。

この装置には、「入れ子」型構成および「先端対先端」型構成の両方におけるエンボス加工ロール（２，３）のための取扱手段が備わっている。添付図面の図に示された例によれば、このエンボス加工ロールの取扱手段には、固定側部（１０）の窪み（１２，１２′）および可動側部（１１）の上側窪み（１３）と列をなして設置された３組の水平駆動シャフト（９，９０，９１）がそれぞれ備わっている。言い換えれば、正面から見て、これらのシャフト（９，９０，９１）の軸は三角形の頂点に位置しており、それぞれの頂点は、「先端対先端」位置にある固定側部（１０）の窪み（１２，１２′）を画成する円弧の中心、および可動側部（１１）の上側窪み（１３）を画成する円弧の中心に対応している。３つの駆動シャフト（９，９０，９１）の位置は明白に画成されているが、その理由は、円弧（１２）の中心と円弧（１２′）の中心との距離（ａ）および円弧（１２）の中心と円弧（１３）の中心との距離（ｂ）は両方とも、この装置が「先端対先端」型構成にあるときには知られており、かつ、あらかじめ決められているからである。これらの距離（ａ，ｂ）は、この装置によって利用されるように意図されたエンボス加工ロール（２，３）の幾何学的形態および公称寸法によってあらかじめ決められている。さらに言い換えると、側部（１０，１１）の上側窪み（１２，１３）に対応するシャフト（９）および（９１）は、可動側部を固定側部へ固定するピン（４）の軸に中心を有しているとともに角度的拡張がエンボス加工ロール（２，３）の、公知かつあらかじめ決められた幾何学的特徴および公称寸法に比例している理想的な円弧の２つの端部に位置決めされている。

上記駆動シャフト（９，９０，９１）は、支持用構造体（１）の固定された側方付属体（１４）によって支持されているとともに、ベルトおよびプーリ型かあるいはギア型かのいずれかである従来の変速装置によって、３つの対応独立モータ（図示略）へあるいはその代わりに単独モータ（図示略）へ連結されている。

上記シャフト（９，９０，９１）のそれぞれは、公知であるように、同じシャフトの軸とエンボス加工ロール（２，３）の軸との間の偶発的な不完全整合を補償することのできる薄板状継手（Ｔ）によってそれぞれのエンボス加工ロール（２，３）へ連結されてもよい。以下でいっそう詳しく説明されるように、それぞれのエンボス加工ロール（２，３）の動力取出部（２２，３２）を係合させるために、上記継手（Ｔ）のそれぞれの後方部分（Ｐ）はそれぞれのシャフト（９，９０，９１）へ直接連結されており、前方部分（Ｈ）は適切な形状にされている。図５Ａにおける実施例と図５Ｂにおける実施例とは、継手（Ｔ）の前方部分（Ｈ）の形状とエンボス加工ロール（２，３）の動力取出部（２２，３２）の前方部分の形状とが、正確には互いに異なっている。図５Ａの場合には、継手（Ｔ）の前方部分（Ｈ）に中心くさび形状歯（ＤＨ）が設けられ、かつ、エンボス加工ロール（２，３）の側方動力取出部（２２，３２）に対応形状の中心長穴（ＣＣ）が示されている。図５Ｂの場合には、継手（Ｔ）の前方部分（Ｈ）は、溝付き棒材から作られ、上記継手の内側で軸方向へスライドすることができるとともに外側歯部が設けられており、かつ、エンボス加工ロール（２，３）の側方動力取出部（２２，３２）は、カップ形状であるとともに対応する内側歯部が設けられている。継手（Ｔ）の前方部分がエンボス加工ロール（２，３）の動力取出部（２２，３２）へ接近するようにするために、構造体（１）の固定部によって支持された２つのアクチュエーター（Ｅ）に連結されたプレート（Ｄ）が、図では見えないベアリングを介在して継手（Ｔ）の前方部分（Ｈ）へ固定されている。アクチュエーター（Ｅ）のロッドが引き出されると、継手（Ｔ）の前方部分（Ｈ）は対応ロール（２，３）の動力取出部（２２，３２）に係合し、逆に、アクチュエーター（Ｅ）のロッドが引き込まれると、上記動力取出部は係合が解除されてエンボス加工ロール（２，３）は自由になる。図５Ａおよび図５Ｂにおける実施例のように、内側ロール（３）は自由であり、一方、下側ロール（２）の動力取出部（２２）は相対継手（Ｔ）の前方部分（Ｈ）によって係合されている。同じ線図では、図面上の簡潔さのために、第３シャフトは示されていない（９１）。

添付図面の図からわかるように、エンボス加工ロール（２，３）の軸、駆動シャフト（９，９０，９１）の軸、加圧ロール（６，８）の軸、およびここでは加圧ロールの支持体（６０，８０）が枢着されているピンの軸は、互いに平行であって、固定側部（１０）および可動側部（１１）に対して直交している。

この装置を「入れ子」型構成で作動させるために、すなわちそれを図１におけるように配置するために、エンボス加工ロールは、可動側部（１１）の座（１３，１３′）におけるそれぞれのフランジ（２０，３０）で位置決めされ、その後、可動側部（１１）をピン（４）の周りに回転させてそれらを固定側部（１０）へ接近させるために、アクチュエーター（５）のロッドの引き込みのためのコマンドが付与されなければらない。このような回転の終わりに、エンボス加工ロール（２，３）のフランジ（２０，３０）は、固定側部（１０）の窪み（１２′，１２）の中と可動側部（１１）の窪み（１３′，１３）の中にある。アクチュエーター（５）によって及ぼされた牽引力は、作動位相の間においてもこの装置のこの構成を維持するのに充分である。加圧ロール（８）の支持体（８０）は図１のように構成されているので、加圧ロール（８）はサイジングユニット（７）の直径方向反対側における上側ロール（３）に接している。エンボス加工ロール（２，３）を動かすためには、シャフト（９）および（９０）だけが利用され、シャフト（９１）は利用されない。

この装置を「先端対先端」型構成で作動させるために、すなわちそれを図３におけるように配置するために、エンボス加工ロール（３）のフランジ（３０）は可動側部（１１）の上側窪み（１３）の中に位置決めされ、エンボス加工ロール（２）のフランジ（２０）は固定側部（１０）の上側窪み（１２）の中に置かれる。半円形の閉鎖フランジ（１５，１６）が、ねじ手段によって上記窪みのそれぞれに対応して連結されている。この場合においても、アクチュエーター（５）によって可動側部（１１）へ及ぼされた牽引力は、エンボス加工ロール（２，３）の間に必要な圧力を保証するのに充分である。この装置がこの構成にあるとき、加圧ロール（６）の支持体（８０）は、この加圧ロールが下方からエンボス加工ロール（３）に接することになるように位置決めされる。エンボス加工ロール（２，３）を動かすためには、シャフト（９）および（９１）が利用され、シャフト（９０）は利用されない。

実際には、図１における作動位置では、可動側部（１１）は固定側部（１０）へ接近しており、かつ、それぞれの上側および下側窪み（１２，１３，１２′，１３′）によって、互いに協働することで、エンボス加工ロール（２，３）の端部におけるフランジ（２０，３０）の（閉鎖環状）座が画成されている。これらの座は４つあり、すなわちそれぞれのエンボス加工ロール（２，３）について２つあり、図１には２つだけが見えるが、その理由は図１がこの装置の側面図であるからである。図３における作動位置では、可動側部（１１）は固定側部（１０）から離れており、かつ、これらの側部（１０，１１）の上側窪み（１２，１３）によって、それぞれの１つが対応する半円形フランジすなわち「ハット」（１５，１６）と協働することで、エンボス加工ロール（２，３）の端部におけるフランジ（２０，３０）の（閉鎖環状）座が画成されている。この場合においても、これらの座は４つあり、図３には２つだけが見えるが、その理由は図３がこの装置の側面図であるからである。エンボス加工ロール（２，３）の動力取出部（２２，３２）を継手（Ｔ）に関して係合／係合解除するための上記機構は実際には、エンボス加工ロール（２，３）と係合した位置にあるときにただ２つの駆動シャフトを設置することのできる選択装置から構成されている。

上記説明は、本発明による切換可能なエンボス加工装置が、エンボス加工ロールのための座をその都度取り替える必要なく１つの型のエンボス加工装置から別のエンボス加工装置へ容易かつ迅速に変更される方法を明確にするものである。

実際には、細部の構成は、利用される要素および材料の形状、寸法、性質が採択された解決案の範囲からそれにもかかわらず逸脱することがなく、それによって、産業上の発明についての本発明へ与えられた保護の制限の内部にとどまる限り、任意の等価な方法で変更することができる。

「入れ子」型のエンボス加工位置にある、本発明による切換可能なエンボス加工装置の模式的な側方透視図である。 開放位置、すなわちエンボス加工ロールの交換が可能な位置にある、図１における装置を示している。 「先端対先端」型のエンボス加工位置にある、本発明による切換可能なエンボス加工装置の模式的な側方透視図である。 開放位置、すなわちエンボス加工ロールの交換が可能な位置にある、図３における装置を示している。 本発明による装置の部分正面図を示しており、ここで、この装置の可能な実施形態によるエンボス加工ロールの取扱手段の細部は見えている。 図５Ａと同じやり方で、さらに別の可能な実施形態によるエンボス加工ロールの取扱手段の細部を示している。 構造体（１）の模式的な側方透視図を示している。

Claims (7)

1. 外側面（ＥＦ，ＥＭ）と内側面（ＩＦ，ＩＭ）とをそれぞれが有している２つの固定側部（１０）と２つの可動側部（１１）とを有する構造体（１）を具備し、構造体（１）の側部（１０，１１）に対して直交する２つのエンボス加工ロール（２，３）の端部フランジ（２０，３０）を支持するように意図された円弧輪郭のある２つの上側窪み（１２，１３）と２つの下側窪み（１２′，１３′）とが、それぞれの内側面（ＩＦ，ＩＭ）に対応して設けられ、可動側部（１１）が、固定側部（１０）に接続されているとともに対応するアクチュエーター（５）へ連結されている切換可能なエンボス加工装置であって、第１作動位置において、可動側部（１１）が、固定側部（１０）へ接近しており、かつ、それぞれの上側および下側窪み（１２，１３，１２′，１３′）が、互いに協働することで、前記エンボス加工ロール（２，３）の端部フランジ（２０，３０）のための２対の環状座を画成していることと、第２作動位置において、可動側部（１１）が、固定側部（１０）から離れており、かつ、前記側部（１０）および（１１）の上側窪み（１２，１３）が、それぞれの１つが対応する半円形閉鎖フランジ（１５，１６）と協働することで、前記エンボス加工ロール（２，３）の端部フランジ（２０，３０）のための２対の環状座を画成していることを特徴とする切換可能なエンボス加工装置。
2. 前記エンボス加工ロール（２，３）のためのエンボス加工ロール取扱手段を具備し、３つの駆動シャフト（９，９０，９１）があり、そのうちの２つの駆動シャフト（９，９０）が固定側部（１０）における窪み（１２，１２′）の中心を通るそれぞれの軸を有しており、第３の駆動シャフトが他の２つの駆動シャフトから事前設定された距離だけ離れた箇所でその軸を有していることを特徴とする請求項１に記載のエンボス加工装置。
3. 前記可動側部（１１）が、前記エンボス加工ロール（２，３）の軸に平行である軸を有しているヒンジ（４）によって、前記固定側部（１０）へヒンジ留めされていることを特徴とする請求項１に記載のエンボス加工装置。
4. 前記可動側部（１１）が、前記ヒンジ（４）の軸の周りにそれらを固定側部に対して回転させる２つのアクチュエーター（５）へ連結されていることを特徴とする請求項１または請求項３に記載のエンボス加工装置。
5. 前記構造体（１）の固定側部（１０）によって前記固定側部（１０）の上側窪み（１２）と同じ高さで支持されたサイジングユニット（７）を具備することを特徴とする請求項１に記載のエンボス加工装置。
6. 前記駆動シャフト（９，９０，９１）は、対応する薄板状継手（Ｔ）によって前記エンボス加工ロール（３）へ連結可能であることを特徴とする請求項２に記載のエンボス加工装置。
7. 前記エンボス加工ロール（２，３）と係合した位置にあるときに２つの駆動シャフトのみを配置するための選択装置を具備することを特徴とする請求項２に記載のエンボス加工装置。

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