JP5585922B1 - 紙管製造装置および紙管製造方法 - Google Patents

紙管製造装置および紙管製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】紙管を確実に切断することができる紙管製造装置を提供する。
【解決手段】長手方向の前方に送り出される紙管に沿って往復し、往路である前方50に移動する速さが紙管の速さと同じであるテーブル21と、円盤状に形成されて紙管の長手方向に沿って同軸上に並列すると共にテーブル21に取り付けられ、前方50に送り出される紙管を切断する複数のカッター26,27,28と、往復中のテーブル21が復路(後方51)から往路(前方50)に反転する際に停止する位置53で順にカッター26,27,28と対峙して配置され、カッター26,27,28の刃を順に研磨する研磨器具31とから紙管製造装置を構成する。
【選択図】図4

Description

本発明は、ロール紙の芯に用いられる紙管を製造する紙管製造装置および紙管製造方法に関するものである。
従来、例えばトイレットペーパーやキッチンペーパーなどのロール紙の芯に紙管が用いられ、この紙管を製造する装置として、下記特許文献1に記載された紙管の製造装置が提案されている。この紙管の製造装置によれば、切断用芯部が内側に通された長手の紙管が、長手方向の前方に送り出されながら、紙管に沿って並べられた円盤状のカッターによって所定の長さに切断される。
特開2007−90445号公報
しかし、上記した紙管の製造装置は、紙管が切断される際に刃が紙管を貫通して切断用芯部に接触するため、刃が摩耗して切れ具合が悪くなる。
本発明は、上記の実情に鑑みて提案されたものである。すなわち、紙管を確実に切断することができる紙管製造装置および紙管製造方法の提供を目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る紙管製造装置は、長手方向の前方に送り出される紙管に沿って往復し、往路である前方に移動する速さが前記紙管の速さと同じであるテーブルと、前記紙管に沿って同軸上に並列すると共に前記テーブルに取り付けられ、前方に送り出される前記紙管を切断する複数のカッターと、が備えられた紙管製造装置において、往復中の前記テーブルが停止した位置で前記カッターと対峙して配置され、前記カッターを研磨する研磨器具が備えられた、ことを特徴とする。
本発明に係る紙管製造装置は、前記研磨器具が、往復中の前記テーブルが復路から往路に反転する際に停止する位置で前記カッターと対峙して配置される、ことを特徴とする。
本発明に係る紙管製造装置は、前記研磨器具が、前記テーブルが往復する都度前記テーブルに沿って移動すると共に、並列した順に前記カッターを巡回する、ことを特徴とする。
本発明に係る紙管製造装置は、前記カッターの表面側に配置された前記研磨器具が、反転して前記カッターの裏面側に配置される、ことを特徴とする。
本発明に係る紙管製造装置は、前記研磨器具が、後方に向けて前記カッターを巡回する都度、復路から往路に反転する際に前記テーブルが停止する位置で前記カッターの表面と対峙し、前方に向けて前記カッターを巡回する都度、復路から往路に反転する際に前記テーブルが停止する位置で前記カッターの裏面と対峙する、ことを特徴とする。
本発明に係る紙管製造装置は、前記カッターが研磨される際に、前記研磨器具に備えられた研磨部材が回転する、ことを特徴とする。
本発明に係る紙管製造方法は、長手方向の前方に送り出される紙管に沿ってテーブルを往復させ、往路である前方に前記紙管と同じ速さで前記テーブルを移動させる手順と、前記紙管に沿って同軸上に並列すると共に前記テーブルに取り付けられた複数のカッターで、前方に送り出される前記紙管を切断する手順と、を含む紙管製造方法において、往復中の前記テーブルが停止した位置で前記研磨器具を前記カッターと対峙させて配置し、前記カッターを研磨する手順を含む、ことを特徴とする。
本発明に係る紙管製造装置および紙管製造方法は、上記した構成である。この構成により、前後方向に往復するテーブルの移動方向が反転する際、すなわち、テーブル部の動きが停止したとき、カッターが研磨器具によって研磨される。そのため、カッターが研磨されて刃の切れ具合が良好となる。したがって、紙管を確実に切断することができる。また、製造ラインが稼働した状態でカッターが研磨されるため、製造ラインを停止することなく紙管を効率的に製造することができる。
本発明に係る紙管製造装置は、研磨器具が、テーブルが往復する都度テーブルに沿って移動すると共にカッターを巡回する。この構成により、複数のカッターが1台の研磨器具で個別に研磨される。したがって、効率的にカッターを研磨することができる。
本発明に係る紙管製造装置は、カッターの表面側に配置された研磨器具が反転して、カッターの裏面側に配置される。したがって、カッターを万遍なく研磨することができ、紙管を確実に切断することができる。
本発明に係る紙管製造装置は、前記カッターが研磨される際に、研磨器具に備えられた研磨部材が回転する。したがって、効率的にカッターを研磨することができる。
本発明の実施形態に係る紙管製造装置を示し、(a)が平面図、(b)が側面図、(c)正面図である。 本発明の実施形態に係る紙管製造装置の一部を拡大したものを示し、(a)が平面図、(b)が側面図、(c)が(a)C−C断面正面図である。 本発明の実施形態に係る紙管製造装置の研磨器具を示し、(a)が平面図、(b)が側面図、(c)が正面図である。 本発明の実施形態に係る紙管製造装置の研磨器具の動作を説明する動作説明図である。 本発明の実施形態に係る紙管製造装置の研磨器具の制御の流れを示した制御フロー図である。
以下に、本発明の実施形態に係る紙管製造装置を図1、図2、および図3に基づいて説明する。図1に本実施形態に係る紙管製造装置10の外観が示され、図2に紙管製造装置10の一部である切断部20の外観が示され、図3に研磨器具31の外観が示されている。なお、以下の説明において、紙管1が送り出される方向を前方50とし、前方50の逆方向を後方51とする。
図1に示されているとおり、本実施形態に係る紙管製造装置10は、例えばスパイラルや平巻の紙管1が連続して製造されるものであり、形成部11と切断部20とから構成される。形成部11は、長手の円筒状のマンドレル12に巻き付けられて長尺の紙管1が形成される。紙管1は形成部11で形成されながらシャフト13を通じて切断部20に送り出され、切断部20で所定の長さに切断される。なお、成形部11の具体的な構成は公知であるため、説明を省略する。
図1および図2に示されているとおり、切断部20は、長手方向の前方50に送り出される紙管1に沿って往復するテーブル21、このテーブル21に取り付けられて紙管1を所定の長さに切断する複数のカッター25、このカッター25と対峙して配置されてカッター25の刃を研磨する研磨器具31から構成されている。なお、以下の説明において、往復のうち、紙管1が送り出される方向(前方50)を往路とし、往路の逆方向(後方51)を復路とする。
テーブル21は、シャフト13に接続された芯部材22、芯部材22と並列して配置された支持ローラー部材23、カッター25が支持されたカッター支持部材24が取り付けられている。テーブル21が往路(前方50)を移動する速さは、紙管1が送り出される速さと同じである。
芯部材22は、例えばステンレスの化粧パイプが内側に嵌め込まれた長手の引抜鋼管であり、マンドレル12の内側に通されたシャフト13の前方50に接続されている。マンドレル12から送り出された紙管1は芯部材22に渡され、この芯部材22が内側に通される。支持ローラー部材23は長手であり、芯部材22に近接して平行に配置されている。カッター支持部材24は芯部材22に沿って配置され、芯部材22の側面と対峙させてカッター25が取り付けられている。
カッター25は円盤状に形成され、同軸上に並列して所定の等間隔で配置されている。カッター25はカッター支持部材24のピストンによって芯部材22に対して接近および離反する。また、カッター25はテーブル21の移動に伴って紙管1に沿って往復するため、往路(前方50)を移動する速さが、紙管1が送り出される速さと同じである。なお、カッター25には表面の刃29と裏面の刃30とがあるが、表面および裏面は、カッター25の向きを特定するものではなく、いずれか一方の面を示すものである。したがって、いずれが表面であってもよく、また、裏面であってもよい。
図3に示されているとおり、研磨器具31は、テーブル21に沿って平行に配置されたレール32に取り付けられている。研磨器具31は、レール32に取り付けられたベース部33、このベース部33に取り付けられて研磨器具31を稼働させる駆動本体部34、この駆動本体部34に取り付けられたアーム部35、アーム部35に取り付けられた砥石ユニット38から構成されている。
駆動本体部34は研磨器具31をレール32に沿って移動させ、アーム部35を稼働させる。アーム部35は、駆動本体部34が接続された軸部36、砥石ユニット38が取り付けられた砥石支持部37から構成されている。アーム部35は、軸部36が突出することで、研磨器具31が移動する方向とほぼ直交する方向に前進し、カッター25に対して接近および離反する。また、アーム部35は軸部36を軸としてほぼ180度旋回し、砥石支持部37の向きが反転する。砥石ユニット38は研磨部材としての砥石39、および砥石39を支持して回転させる砥石駆動部40から構成されている。砥石39はほぼ円盤状であり、カッター25の刃に対して傾斜して取り付けられている。
次に、紙管製造装置10の動作を図1、図2、図3、図4、および図5に基づいて説明する。図4に研磨器具31の動作の概略が示されている。なお、本発明を理解しやすくするため、図4では各構成が簡略化して示され、カッター25の数が3枚である。カッター25は並列した順に第一カッター26、第二カッター27、および第三カッター28である。動作M1から動作M8は、時系列に沿ったテーブル21および研磨器具31の動作である。
図1に示されているとおり、形成部11で紙管1が形成され、シャフト13を介してマンドレル12から切断部20の芯部材22に紙管1が送り出される。
図2および図4に示されているとおり、切断部20では、前方50に送り出される紙管1に沿ってテーブル21が所定の範囲を往復し続ける(動作M1からM8参照)。所定の範囲は、テーブル21が往路(前方50)から復路(後方51)に反転する際に停止する位置(先端位置52)から、テーブル21が復路(後方51)から往路(前方50)に反転する際に停止する位置(後端位置53)までである。テーブル21は紙管1が送り出される速さと同じ速さで往路(前方50)を移動する。テーブル21に取り付けられていることによってテーブル21と共に移動するカッター25により紙管1を切断しながら、前方50に送り出す。その際、支持ローラー部23が回転することで紙管1が回転する。カッター25が紙管1を切断した後、テーブル21は次に切断される紙管1が送り出されるまでの間に復路(後方51)を移動して後端位置53で停止し、待機する。この動作が繰り返される。
図3および図4に示されているとおり、研磨器具31は、テーブル21が往復する都度、レール32上をテーブル21に沿って平行に移動し、並列した順にカッター25を巡回する(動作M1からM8参照)。巡回は、前方50最端の第一カッター26から後方51最端の第三カッター28までが第一巡回路(動作M1からM5参照)であり、後方51最端の第三カッター28から前方50最端の第一カッター26までが第二巡回路である(動作M6からM8参照)。
図4に示されているとおり、第一巡回路では、研磨器具31が後方51に向けてカッター25(各カッター26,27,28)を巡回する都度、後端位置53(往復中のテーブル21が復路から往路に反転する際に停止する位置)で研磨器具31が各カッター26,27,28の表面と対峙する。
詳説すれば、動作M1において研磨器具31は、後端位置53におけるテーブル21のうち、最前方の第一カッター26と対峙する位置に配置されて停止し、テーブル21が後端位置53で停止すると第一カッター26の表面の刃29を研磨する。
動作M2において、再びテーブル21が往復する間に研磨器具31が後方51へ移動し、後端位置53におけるテーブル21のうち、第一カッター26と隣接した第二カッター27と対峙する位置に研磨器具31が配置されて停止する。
動作M3において、研磨器具31は、テーブル21が後端位置53で停止すると第二カッター27の表面の刃29を研磨する。研磨器具31が移動する距離は、隣接する各カッター26,27の間隔に相当する。
同様に、動作M4において、再びテーブル21が往復する間に研磨器具31が後方51へ移動し、後端位置53におけるテーブル21のうち、第二カッター27と隣接した第三カッター28と対峙する位置に研磨器具31が配置されて停止する。
動作M5において、研磨器具31は、テーブル21が後端位置53で停止すると第三カッター28の表面の刃29を研磨する。研磨器具31は各カッター26,27,28を研磨する際、砥石39が回転する。
動作M6において、各カッター26,27,28を巡回して最後方の第三カッター28の表面の刃29の研磨が終了すると、テーブル21が往復する間に、カッター25の表面側に配置されていた研磨器具31が反転してカッター25の裏面側に配置される。詳説すれば、図3に示されているとおり、研磨器具31は、アーム部35が軸部36を軸としてほぼ180度旋回することで、第三カッター28の表面の刃29に対して傾斜して対峙する位置に配置されていた砥石39が、第三カッター28の裏面の刃30に対して傾斜して対峙する位置に配置される。
第二巡回路では、前方50に向けて各カッター26,27,28を巡回する都度、後端位置53で各カッター26,27,28の裏面と対峙する。詳説すれば、動作M7において、研磨器具31は、後端位置53におけるテーブル21のうち、最後方の第三カッター28と対峙する位置に配置されて停止し、テーブル21が後端位置53で停止すると第三カッター28の裏面の刃30を研磨する。
動作M8において、再びテーブル21が往復する間に研磨器具31が前方50へ移動し、後端位置53におけるテーブル21のうち、第三カッター28隣接した第二カッター27と対峙する位置に研磨器具31が配置されて停止し、テーブル21が後端位置53で停止すると第二カッター27の裏面の刃30を研磨する。
同様に、再びテーブル21が往復する間に研磨器具31が前方50へ移動し、後端位置53におけるテーブル21のうち、第二カッター27と隣接した第一カッター26と対峙する位置に研磨器具31が配置されて停止し、テーブル21が後端位置53で停止すると第一カッター26の裏面の刃30を研磨する。
なお、第一巡回路でカッター25の裏面の刃30が研磨され、第二巡回路でカッター25の表面の刃29が研磨されてもよい。また、第一巡回路と第二巡回路は順不同である。
次に、研磨器具31の制御の流れを図5に基づいて説明する。図5は研磨器具31の制御のフローが示されている。
研磨器具31が所定の位置(原点)に配置される(ステップS1)。研磨器具31の運転種類が1サイクルであるか、連続運転であるかが選択される(ステップS2、S3)。切断部11におけるテーブル21の速度が計測され(ステップS4)、速度が所定の値(Am/min)以下であればステップS5が処理され、所定の値(Am/min)より高ければテーブル21の速度が所定の値(Am/min)以下に減速される(ステップS6)。
研磨器具31が移動し、カッター25と対峙する位置に研磨器具31が配置されて停止し、砥石39がカッター25の表面の刃29と対峙して配置される(ステップS5)。テーブル21が後端位置53(図4参照)で停止したことが確認できると(ステップS7)、軸部36が突出することでアーム部35がカッター25に向けて前進し、砥石ユニット38が紙管1に接近する(ステップS8)。砥石駆動部40が稼働して砥石39が回転し(ステップS9)、カッター25の表面の刃29に押し当てられ、刃が研磨される(ステップS10)。軸部36が引き込むことでアーム部35がカッター25から後退し、砥石ユニット38が表面の刃29から離反する(ステップS11)。砥石駆動部40が休止して砥石39の回転が停止する(ステップS12)。
カッター25の設定枚数(B枚)が判定され(ステップS13)、研磨されたカッター25の枚数がBよりも少なければ、上記したステップS5からS12の動作が繰り返され、隣接したカッター25の表面の刃29が順次研磨される。
研磨されたカッター25の枚数がBと一致すると、砥石ユニット38がカッター25の表面側から裏面側に反転する(ステップS14)。すなわち、アーム部35が軸部36を軸にほぼ180度旋回することで、カッター35の表面の刃29と対峙していた砥石39が移動し、カッター25の裏面の刃30と対峙する。
上記したステップS5からS12と同様、研磨器具31が移動し、カッター25と対峙する位置に研磨器具31が配置されて停止し、砥石39がカッター25と対峙して配置される。カッター25の裏面の刃30が研磨され、順次隣接するカッター25の裏面の刃30が研磨される(ステップS15からステップS21)。
カッター25の設定枚数が判定され(ステップS22)、研磨されたカッター25の枚数が、Bよりも少なければ、上記したステップS15からS21の動作が繰り返される。一方、研磨されたカッター25の枚数がBと一致すると、研磨器具31は所定の位置(原点)に戻る(ステップS23)。研磨器具31の運転種類が1サイクルであるか、連続運転であるかが判定され(ステップS24)、1サイクルであれは原点で待機し(ステップS1)、一方、連続運転であれば、設定された所定の時間(C秒)が経過するまで原点で待機し(ステップS25)、その後上記したステップS5からS21が繰り返される。
次に、紙管製造装置10および紙管製造方法の効果について説明する。
上記したとおり、紙管製造装置10および紙管製造方法によれば、研磨器具31は、テーブル21が往復する都度、レール32上をテーブル21に沿って平行に移動し、並列した順にカッター25を巡回する(動作M1からM8参照)。研磨器具31は、後端位置53(往復中のテーブル21が復路から往路に反転する際に停止する位置)におけるテーブル21のうち、最前方50のカッター25と対峙する位置に配置されて停止し(動作M1)、カッターの表面の刃29を研磨する。再びテーブル21が往復する間に研磨器具31が移動し、後端位置53におけるテーブル21のうち、カッター25と隣接したカッター25と対峙する位置に研磨器具31が配置されて停止し(動作M2)、カッター25の刃を研磨する(動作M3)。そのため、カッター25が研磨されて刃の切れ具合が良好となる。
したがって、紙管1を確実に切断することができる。また、製造ラインが稼働した状態でカッター25が研磨されるため、製造ラインを停止することなく紙管1を効率的に製造することができる。
また、上記した構成により、複数のカッター25が1台の研磨器具31で個別に研磨される。したがって、効率的にカッター25を研磨することができる。
紙管製造装置10および紙管製造方法によれば、研磨器具31は、駆動本体部34にアーム部35が取り付けられ、このアーム部35が、駆動本体部34が接続された軸部36、砥石ユニット38が取り付けられた砥石支持部37から構成されている。この構成により、研磨器具31は、アーム部35が軸部36を軸としてほぼ180度旋回することで、カッター25の表面の刃29に対して傾斜して対峙する位置に配置されていた砥石39が、カッター25の裏面の刃30に対して傾斜して対峙する位置に配置される。したがって、カッター25を万遍なく研磨することができ、紙管1を確実に切断することができる。
紙管製造装置10および紙管製造方法によれば、砥石ユニット38が、砥石39、および砥石39を支持して回転させる砥石駆動部40から構成され、砥石39がカッター25を研磨する際回転する。したがって、効率的にカッター25を研磨することができる。
なお、本発明の他の実施形態として、紙管製造装置および紙管製造方法は、研磨器具が複数取り付けられて複数のカッターの刃が同時に研磨される構成であってもよい。また紙管製造装置は、テーブルが待機する位置が先端位置(往復中のテーブルが往路から復路に反転する際に停止する位置)であり、研磨器具が、先端位置におけるテーブルのうち、各カッターと対峙する位置に配置されて停止し、カッターの刃を研磨する構成であってもよい。
以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。
1 紙管
10 紙管製造装置
11 形成部
12 マンドレル
13 シャフト
20 切断部
21 テーブル
22 芯材部
23 支持ローラー部
24 カッター支持部材
25 カッター
26 第一カッター
27 第二カッター
28 第三カッター
29 表面の刃
30 裏面の刃
31 研磨器具
32 レール
33 ベース部
34 駆動本体部
35 アーム部
36 軸部
37 砥石支持部
38 砥石ユニット
39 砥石
40 砥石駆動部
50 前方
51 後方
52 先端位置
53 後端位置

Claims (8)

  1. 長手方向の前方に送り出される紙管に沿って往復し、往路である前方に移動する速さが前記紙管の速さと同じであるテーブルと、前記紙管に沿って同軸上に並列すると共に前記テーブルに取り付けられ、前方に送り出される前記紙管を切断する複数のカッターと、が備えられた紙管製造装置において、
    往復中の前記テーブルが停止した位置で前記カッターと対峙して配置され、前記カッターを研磨する研磨器具が備えられ、
    この研磨器具が、前記テーブルが往復する都度前記テーブルに沿って移動すると共に前記カッターを巡回する
    ことを特徴とする紙管製造装置。
  2. 長手方向の前方に送り出される紙管に沿って往復し、往路である前方に移動する速さが前記紙管の速さと同じであるテーブルと、前記紙管に沿って同軸上に並列すると共に前記テーブルに取り付けられ、前方に送り出される前記紙管を切断する複数のカッターと、が備えられた紙管製造装置において、
    往復中の前記テーブルが停止した位置で前記カッターと対峙して配置され、前記カッターを研磨する研磨器具が備えられ、
    前記カッターの表面側に配置された前記研磨器具が反転して、前記カッターの裏面側に配置される、
    ことを特徴とする紙管製造装置。
  3. 長手方向の前方に送り出される紙管に沿って往復し、往路である前方に移動する速さが前記紙管の速さと同じであるテーブルと、前記紙管に沿って同軸上に並列すると共に前記テーブルに取り付けられ、前方に送り出される前記紙管を切断する複数のカッターと、が備えられた紙管製造装置において、
    前記カッターを研磨する研磨器具が備えられ、
    前記研磨器具が、後方に向けて前記カッターを巡回する都度、復路から往路に反転する際に前記テーブルが停止する位置で前記カッターの表面と対峙し、前方に向けて前記カッターを巡回する都度、復路から往路に反転する際に前記テーブルが停止する位置で前記カッターの裏面と対峙する、
    ことを特徴とする紙管製造装置。
  4. 前記研磨器具が、往復中の前記テーブルが復路から往路に反転する際に停止する位置で前記カッターと対峙して配置される、
    ことを特徴とする請求項1または2に記載された紙管製造装置。
  5. 前記カッターが研磨される際に、前記研磨器具に備えられた研磨部材が回転する、
    ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載された紙管製造装置。
  6. 長手方向の前方に送り出される紙管に沿ってテーブルを往復させ、往路である前方に前記紙管と同じ速さで前記テーブルを移動させる手順と、前記紙管に沿って同軸上に並列すると共に前記テーブルに取り付けられた複数のカッターで、前方に送り出される前記紙管を切断する手順と、を含む紙管製造方法において、
    前記テーブルが往復する都度前記テーブルに沿って研磨器具を移動させると共に前記カッターを巡回し、往復中の前記テーブルが停止した位置で前記研磨器具を前記カッターと対峙させて配置し、前記カッターを研磨する手順を含む、
    ことを特徴とする紙管製造方法
  7. 長手方向の前方に送り出される紙管に沿ってテーブルを往復させ、往路である前方に前記紙管と同じ速さで前記テーブルを移動させる手順と、前記紙管に沿って同軸上に並列すると共に前記テーブルに取り付けられた複数のカッターで、前方に送り出される前記紙管を切断する手順と、を含む紙管製造方法において、
    往復中の前記テーブルが停止した位置で研磨器具を前記カッターと対峙させて配置し、前記カッターを研磨する手順と、
    前記カッターの表面側に配置された前記研磨器具を反転させて、前記カッターの裏面側に配置する手順と、を含む、
    ことを特徴とする紙管製造方法。
  8. 長手方向の前方に送り出される紙管に沿ってテーブルを往復させ、往路である前方に前記紙管と同じ速さで前記テーブルを移動させる手順と、前記紙管に沿って同軸上に並列すると共に前記テーブルに取り付けられた複数のカッターで、前方に送り出される前記紙管を切断する手順と、を含む紙管製造方法において、
    前記カッターを研磨する研磨器具が、後方に向けて前記カッターを巡回する都度、復路から往路に反転する際に前記テーブルが停止する位置で前記カッターの表面と対峙し、前方に向けて前記カッターを巡回する都度、復路から往路に反転する際に前記テーブルが停止する位置で前記カッターの裏面と対峙する手順、を含む、
    ことを特徴とする紙管製造方法。
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