JP4311884B2

JP4311884B2 - シートの供給装置

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Publication number: JP4311884B2
Application number: JP2001065478A
Authority: JP
Inventors: 直樹近藤; 博幸鴨; 清吾園本
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2001-03-08
Filing date: 2001-03-08
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2021-03-08
Also published as: JP2002265109A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙やウェブ等のロール状のシートを継ぎ足して連続的に供給する長尺シートの供給装置及び供給方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
二つの軸にそれぞれ回動自在に軸支されたロール状のシートを交互に継ぎ足しながら連続的に供給するシートの供給装置に関する従来技術としては、例えば、特公平６−４５４１２号公報に記載のウェブの接合装置が知られている。
【０００３】
このウェブの接合装置は、第一及び第二の材料ウェブをそれぞれの供給経路において吸引保持する第一及び第二のアンビルと、これらのアンビル間に配設され該第一及び第二の材料ウェブを狭持する一対の案内ロールと、第一及び第二の該アンビル上で該第一又は第二の材料ウェブを切断するカッターとを備えている。そして、一対の該案内ロール間において第一の材料ウェブを狭持するとともに、該第一の材料ウェブの供給経路における該狭持位置よりも上流で該第一の材料ウェブを吸引保持可能なアンビルで保持し、該ウェブを該アンビル上にてカッターで切断した後、切断された第１の材料ウェブの切断端部をアンビルに負圧吸引された該第二の材料ウェブの始端部に突き合わさるか又は重ね合わさるように手動で位置合わせして当該アンビルに負圧吸引させた状態で両者を接合できるようにしている。
【０００４】
ところで、このウェブ接合装置は、ウェブの継ぎ足しの度に、第一の材料ウェブの切断端部を第二の材料ウェブの始端部に手作業によって突き合わせるか又は重ね合わせなければならず、ウェブの位置合わせ作業が面倒であった。また、案内ロールによる材料ウェブの狭持位置から両アンビルまでの距離が等しければ問題ないが、その距離が異なる場合には、材料ウェブ同士を突き合わせるのに短すぎたり、重ね合わせ部分が長くなりすぎたりする等の安定した接合が得られない場合があった。
【０００５】
従って、本発明の目的は、シートの継ぎ足しの際におけるシートの位置合わせを自動で行うことができるとともに、シートの接合を安定的に行うことができるシートの供給装置及び供給方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、二つの軸にそれぞれ回転自在に軸支されたロール状のシートを交互に継ぎ足しながら連続的に供給するシートの供給装置において、一の軸に軸支された第一のシートをその供給経路における二箇所において保持する二つの保持手段と、二つの該保持手段による保持位置の間で該第一のシートを切断する第一の切断手段と、該第一の切断手段で切断された該第一のシートの切断端部を他の軸に軸支された第二のシートの始端部に接合する接合手段とを備えており、前記供給経路における下流側に配設された前記保持手段が、前記第一の切断手段で切断された前記第一のシートの前記切断端部を反転させて前記第二のシートの始端部に突き合わせるか又は重ね合わせるように回動自在に設けられていることを特徴とするシートの供給装置を提供することにより、前記目的を達成したものである。
【０００７】
また、本発明は、二つの軸にそれぞれ回転自在に軸支されたロール状のシートを交互に継ぎ足しながら連続的に供給するシートの供給方法において、一の軸に軸支された第一のシートをその供給経路において保持手段で保持し、該保持手段による保持位置よりも上流で該第一のシートを第一の切断手段で切断し、前記保持手段を自動回動させて、前記第一の切断手段で切断された前記第一のシートの前記切断端部を反転させて他の軸に軸支された第二のシートの始端部に突き合わせるか又は重ね合わせ、前記第一のシートの前記切断端部を該第二のシートの該始端部に接合手段で接合することを特徴とするシートの供給方法を提供することにより、前記目的を達成したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその好ましい実施の形態に基づき、図面を参照しながら説明する。
図１〜図５は、本発明の一実施形態を示したものである。これらの図において、符号１はシートの供給装置（以下、単に供給装置ともいう。）を示している。
【０００９】
図１に示すように、供給装置１は、所定間隔を置いて平行に配設された二つの軸２，３にそれぞれ回転自在に軸支されたロール状のシート４，５を交互に継ぎ足しながら連続的に供給する装置である。なお、供給装置１は、以下に説明する各手段（保持手段６を除く）がほぼ左右対称に配設されているため、以下の説明においては、一方の手段についてのみ説明し、対応する手段については同一符号に「’」を付してその説明は省略する。
【００１０】
供給装置１は、軸（一の軸）２に軸支されたシート（第一のシート）４をその供給経路Ｒにおける二箇所において保持する二つの保持手段６，７と、二つの保持手段６，７による保持位置の間でシート４を幅方向に切断する切断手段（第一の切断手段）８と、切断手段８で切断されたシート４の切断端部４０と軸（他の軸）３に軸支されたシート（第二のシート）５の始端部５０とを接合する接合手段９とを備えている。なお、切断手段（第二の切断手段）８’は、継ぎ足されるシート５の始端部５０を形成するための切断手段ともなっている（切断手段８は、シート４の次に軸２に軸支されてシート５の次に継ぎ足されるシートの始端部（図示せず）を形成するための切断手段ともなっている）。
【００１１】
ロール状のシート４，５は、その巻き芯である紙管（図示せず）の内部から軸２，３に備えたエアチャック機構（図示せず）によって固定されている。なお、図には示していないが、軸２，３の奥側には、ロール状のシート４，５の巻き芯近傍部分に当接してこれらを位置決めする軸ストッパーが取り付けられている。この軸ストッパーは、シート４，５の紙管に接しないように凹部が形成されている。そして、ロール状のシート４，５がこれら軸２，３の軸方向に位置ずれを起こさずに略同位置で回転し、シート４，５が供給経路Ｒ，Ｒ’に蛇行せずに繰り出されるようになっている。
【００１２】
軸２，３には、各軸２，３に支持されたシート４，５のロール径に応じて屈曲して該ロールの最外周面に当接可能な繰り出しベルト２０，３０が付設されており、これらの繰り出しベルト２０，３０が回転することによって、シート４，５を所定の供給速度で下流に供給できるようになっている。繰り出しベルト２０，３０は、前記シート４，５の終端部を検出する終端検出センサー２１，３１がシート４，５の終端部に取り付けられたマーカー（図示せず）を検出した場合にその検出出力に基づいて直ちに作動するようになっている。
【００１３】
図２〜図４に示すように、保持手段６は、シート４を上下から機械的に狭持するクランプであり、固定クランプ６０と、シリンダーユニット６１によって回動する可動クランプ６２とを主体として構成されている。
【００１４】
固定クランプ６０は、板状部材から構成されており、固定クランプ６０の上面には、シャフト６０１が水平に支持されている。そして、このシャフト６０１にシリンダーユニット６１のシリンダー部分が連結されている。また、固定クランプ６０の上面のほぼ中央には、後述のガイド６４１に沿って摺動可能なスライダー６０２が固定されている。
【００１５】
可動クランプ６２は、固定クランプ６０の両側に配設されたＬ字状のアーム６２０間にシャフト６２１，６２２及びグリップ６２３が架設されて構成されている。シャフト６２１には、前記シリンダーユニット６１のロッドの先端部が連結されており、シリンダーユニット６１のロッドの伸縮に伴ってアーム６２０がシャフト６２２を支点として回動できるようになっている。
【００１６】
保持手段６は、前記切断手段８で切断されたシート４の切断端部４０を反転させてシート５の始端部５０に突き合わせるか又は重ね合わせるように回動自在に設けられている。すなわち、保持手段６における前記固定クランプ６０は、ロータリーアクチュエータ（保持手段６の反転駆動手段）６３によって水平軸周り（時計回り及び反時計回り）に回動する回動アーム６４に取り付けられており、この回動アーム６４の回動に伴って当該保持手段６で保持したシート４の切断端部４０を反転させてシート５の始端部５０に突き合わせるか又は重ね合わせるように回動できるようになっている。図４に示すように、回動アーム６４には、前方に延出する取付プレート６４０が固定されており、この取付プレート６４０の先端部の下面には前記スライダー６０２が摺動するガイド６４１が固定されている。これにより、保持手段６は、その回動中心に向かう方向に沿って前後移動できるように構成されている。
【００１７】
図３及び図４に示すように、回動アーム６４の内側には、前記ロータリーアクチュエータ６３の回転軸を中心とし長軸が水平な楕円軌道を有するカム６５が取り付けられており、前記保持手段６は、このカム６５の楕円軌道に沿うように回動自在に設けられている。前記固定クランプ６０には、カム６５に当接しながら水平軸周りに回転するカムフォロア６０３が軸支されている。また、固定クランプ６０は、前記回動アーム６４の前面部にバネ６４２を介して連結されており、このバネ６４２の弾性によって、当該回動アーム６４の回動時において固定クランプ６０の前記スライダー６０２が前記ガイド６４１に沿って移動し、カムフォロア６０３がカム６５に追従するようになっている。このようにして、保持手段６は、シート４の切断端部４０が楕円軌道の長軸端部間を結ぶ軌道に沿うように回動できるように設けられている。
【００１８】
図１に示すように、保持手段７は、シート４の供給経路の上流における下方位置に配設された固定クランプ７０と、シリンダーユニット（図示せず）のロッドの先端部に取り付けられて固定クランプ７０に対向して上下動する可動クランプ７１とを備えている。
【００１９】
前記切断手段８は、シリンダーユニット８０のロッドの先端部に固定された可動プレート８１に取り付けられた、固定ブレード８２及び可動ブレード８３を主体として構成されており、シリンダーユニット８０のロッドを伸縮させることによって、前記保持手段６，７によるシート４の保持位置の間において当該前記シート４の切断位置を水平方向（供給方向）に変更自在に設けられている。また、シリンダーユニット８０は、図示しないシリンダーユニットにより水平方向（供給方向）に移動自在に設けられている。これにより、シート４の切断端部４０とシート５の始端部５０との突き合わせ位置を調整できるようになしてあり、また、シート５の待機位置における切断位置とシート４の切断位置とを両者の重ね合わせる分だけ移動させることによって、両シートの重ね合わせ位置を供給方向において調整できるようになしてある。
【００２０】
可動ブレード８３は、可動プレート８１に固定されたシリンダーユニット８４にリンク機構８５を介して連結されており、シリンダーユニット８４のロッドの伸縮にともなって、水平軸８６まわりに回動し、前記固定ブレード８２とともにシート４を幅方向に裁断できるようになっている。
【００２１】
接合手段９は、シート４，５をこれらの接合位置において上下から狭持して粘着テープ９０で接合するものであり、図５に示すように、ロール状の粘着テープ９０を回動自在に軸支する支持軸９１と、粘着テープ９０を切断する鋸歯状のカッター９２と、シリンダーユニット９３と、シリンダーユニット９３のロッドの先端部に取り付けられたバキュームユニット９４と、粘着テープ９０を所定の経路に導くガイド９５と、ガイド９５の軸周りに回動して粘着テープ９０の経路を変更する回動レバー９６と、カッター９２の刃をカバーする安全ガード９７とをそれぞれ上下に対向して備えている。カッター９２はバキュームユニット９４に付設されており、バキュームユニット９４は、カッター４２と隣接する角部が２〜５ｍｍ面取りされている。そして、粘着テープ９０をロールから手動で引き出し、ガイド９５、回動レバー９６を経由させてバキュームユニット９４に吸着させた状態で、回動レバー９６をバネ９６０が伸張するように矢印の方向（上側は上方に、下側は下方）に手動で動かすことによって、粘着テープ９０をカッター９２によって切断し、シリンダーユニット９３を作動してシート４，５をこれらの接合位置において上下から粘着テープ９０とともに狭持して接合できるようになっている。接合手段９は、シート４，５を上下何れか一方においてのみ接合する場合には、何れか一方の粘着テープ９０を省略することもできる。
【００２２】
供給装置１は、シート４，５の供給経路にシート４，５の幅に対応した蛇行防止用の固定ガイド２２，３２を備えている。これらの固定ガイド２２，３２は、シートに対応する幅でその両側に鍔を有するロール状の形態で、シート４，５の供給時における当該シート４，５の蛇行を防止できるようになっている。
【００２３】
また、供給装置１は、シート４，５の供給経路にニップローラー１０を備えている。ニップローラー１０は、固定式のローラー１００と、シリンダーユニット１０１のロッドの先端部に取り付けられた可動ローラー１０２とを主体として構成されており、前記接合手段９によって粘着テープ９０で接合されたシート４，５を当該ニップローラー１０の通過時に強く狭持して両者を確実に接合できるようになっている。このようなニップローラー１０は、接合手段９によってシート４，５を片面側のみにおいて粘着テープで接合する場合に特に有効である。
【００２４】
供給装置１は、シートの供給路の下流側にアキュムレータ１１を備えている。このアキュムレータ１１は、所定間隔をおいて並列に配設された複数の固定ローラー１２と、所定間隔をおいて並列に配設された複数の可動ローラー１３と、可動ローラー１３の上下動を検出するポテンショメータ１４とを備えている。そして、シート４（又はシート５）を固定ローラー１２と可動ローラー１３とに交互に巻回して滞留させておき、可動ローラー１３の上下動をポテンショメータ１４で検出することによって前記繰り出しベルト２０，３０によるシート４又は５の繰り出しを制御し、供給装置１におけるシート４とシート５との継ぎ足しの間には、固定ローラー１２と可動ローラー１３との間隔を縮めることで、シート４（又はシート５）の下流への供給を行うようになっている。
【００２５】
また、供給装置１は、シーケンスプログラムを保持可能な制御部（図示せず）と、該制御部と前記各手段におけるシリンダーユニット等の駆動系及び前記終端検出センサー２１，３１、ポテンショメータ１４等の検出系との間で制御信号等の送受信を行う送受信回路（図示せず）とを備えており、所定のシーケンスプログラムに従って、以下に述べるように供給装置１が自動的に動作するようになっている。
【００２６】
次に、本発明のシートの供給方法の好ましい実施形態を、前記供給装置１の動作に基づいて説明する。なお、以下の説明では、軸２に支持されて供給経路Ｒを通じて供給されているシート４に、軸３に支持されて待機しているシート５を継ぎ足して供給する場合についてのみ説明し、軸３に支持されて供給経路を通じて供給されているシート５に軸２に支持されて待機しているシートを継ぎ足す場合の説明は省略する。
【００２７】
先ず、軸２にロール状のシート４を装着し、シート４を図１に示すような所定の供給経路Ｒに導き、アキュムレータ１１を経由して下流装置（図示せず）に配置する。その一方で、軸３にロール状のシート５を装着し、シート５の先端部を接合手段９の間の所定位置に導いて保持手段７’で保持する。そして、切断手段８’でシート５の先端部を予め切断して始端部５０を形成しておく。この場合、切断手段８’によるシート５の始端部５０を形成するための切断位置は、切断手段８’と回動後における保持手段６との距離が、切断手段８と回動前における保持手段６との距離に等しくなるように設定しておく。これにより、保持手段６を繰り返し反転するように回動させても、軸２，３に軸支されたシートの継ぎ足しを略同じ接合形態で安定的に接合することができるようになる。
【００２８】
供給装置１の作動前においては、保持手段６，７、切断手段８、接合手段９及びニップローラー１０は、いずれも開放状態とされている。また、切断手段８の固定ブレード８２及び可動ブレード８３は定位置に後退されている。
【００２９】
この状態で、供給装置１の動作を開始すると、繰り出しベルト２０が駆動されてロール状のシート４が回転し、アキュムレータ１１の可動ローラー１３の上下動によるダンサー制御で、供給経路Ｒを通じて当該シート４が下流に安定的に供給される。
【００３０】
所定量のシート４が供給されてその終端部のマーカーが前記終端検出センサー２１によって検出されると、繰り出しベルト２０が停止し、これに伴ってアキュムレータ１１の可動ローラー１３が上昇し、下流にはアキュムレータ１１に滞留されたシート４が引き続き供給される。
【００３１】
次に、保持手段６，７が作動してシート４が保持され、シート４，５の継ぎ足しが開始される。
【００３２】
次に、図２に示した前記切断手段８のシリンダーユニット８０が作動し、固定ブレード８２及び可動ブレード８３が所定の切断位置まで前進して位置決めされた後、前記シリンダーユニット８４が作動して可動ブレード８３が回動し、シート４が幅方向に切断され切断端部４０が形成される。シート４の切断後、固定ブレード８２及び可動ブレード８３が定位置に後退し、シリンダーユニット８０が定位置に後退する。シート４，５を重ね合わせて継ぎ足す場合には、更にシリンダーユニット８０を前記図示しないシリンダーユニットで重ね合わせに必要な位置まで後退させておき、前述の動作をさせる。
【００３３】
次に、ロータリーアクチュエータ６３が作動して回動アーム６４が回動軸周り（反時計回り）に自動回動する。これに伴って、カムフォロア６０３がカム６５に追従して保持手段６が図１の仮想線で示す位置まで１８０度反転し、シート４の切断端部４０が待機しているシート５の先端部５０に突き合わせられる。この間、シート４の切断端部４０は楕円軌道に沿って移動するため、シート４にかかる負荷が低く抑えられる。
【００３４】
次に、図５に示した前記接合手段９のシリンダーユニット９３が作動し、バキュームユニット９４に吸着された粘着テープ９０がシート４，５の接合位置において接合される。シート４，５の接合後は、シリンダーユニット９３によってバキュームユニット９４がシート４，５の接合位置から退避される。
【００３５】
次に、ニップローラー１０のシリンダー１０１が作動して駆動ローラー１０２が固定ローラー１００に接近した圧着位置に移動し、保持手段６によるシート４の保持が解除されるとともに、保持手段７’によるシート５の保持が解除される。そして、繰り出しベルト３０によるシート５の繰り出しが開始されるとともに、駆動ローラー１０１も回転し、シート４，５の接合部がニップローラー１０を通過した後、シリンダー１０１が作動して駆動ローラー１０２が圧着位置から後退する。
【００３６】
次に、繰り出しベルト３０の回転が加速され、アキュムレータ１１の可動ローラ１３は、シート５が所定量安定的に繰り出されるまでバランス位置で停止する。その後可動ローラー１３が前記ポテンショメータ１４による検出位置まで降下し、当該可動ローラー１３の上下動によるダンサー制御で、供給経路Ｒ’を通じて当該シート５が下流に安定的に供給される。
【００３７】
軸２には再び新たなロール状のシートを配設し、所定の供給経路に導いて前記切断手段８で始端部を形成された後に、次の継ぎ足しまで待機状態とする。シート５からこの新たなシートへの継ぎ足しは、前記回動手段６が時計回りに回動されてシート５の切断端部が反転される以外は、前記同様の動作手順で行われる。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態の供給装置１及び供給方法によれば、シート４，５の継ぎ足しの際におけるシートの位置合わせを自動で行うことができるとともに、シート４，５の接合を安定的に行うことができる。
【００３９】
本発明のシートの供給装置は、ロール状のシートであれば特に制限無く用いることができるが、使い捨ておむつや、生理用ナプキン等の吸収性物品の製造に用いられるウェブシート、ファスニングテープ、紙材等の供給に特に好適に用いることができる。
【００４０】
本発明は、前記実施形態の供給装置１に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。
【００４１】
例えば、前記実施形態の供給装置１では、シートの保持手段として何れも機械的なクランプによる保持手段を採用したが、供給経路の二箇所においてシートを保持する保持手段の何れか一方又は両方を、バキュームユニットを用いた吸着方式による保持手段とすることもできる。
【００４２】
また、前記実施形態の供給装置のように、シートの供給経路における下流側の保持手段は、切断端部が楕円軌道の長軸端部間を結ぶ軌道に沿うように回動自在に設けられていることが好ましいが、切断端部が円周軌道に沿うように回動自在に設けることもできる。
【００４３】
また、前記実施形態の供給装置１におけるように、ニップロール１０を備えていることが好ましいが、接合手段９によって強固な接合状態が得られる場合には、ニップロールは設けなくても良い。
【００４４】
また、切断手段は、前記実施形態の供給装置１におけるように、可動ブレード８３、固定ブレード８２によって裁断する形態のものが好ましいが、他の形態、例えば、ロータリースリット刃とストレートの固定ブレードとを使用した形態とすることもできる。
【００４５】
また、シリンダーユニット８０に代えて、単軸ロボットを用いて切断位置の位置決めを行うこともできる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明のシートの供給装置及び供給方法によれば、シートの継ぎ足しの際におけるシートの位置合わせを自動で行うことができるとともに、シートの接合を安定的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシートの供給装置における一実施形態を模式的に示した概略図である。
【図２】同実施形態の要部の一部を断面視した拡大正面図である。
【図３】同実施形態の要部の一部を断面視した拡大平面図である。
【図４】同実施形態の要部の一部を断面視した拡大側面図である。
【図５】同実施形態における接合手段を示す概略図である。
【符号の説明】
１シートの供給装置
２，３軸
４，５シート
６，７保持手段
８第一の切断手段
８’ 第二の切断手段
９接合手段

Claims

二つの軸にそれぞれ回転自在に軸支されたロール状のシートを交互に継ぎ足しながら連続的に供給するシートの供給装置において、
一の軸に軸支された第一のシートをその供給経路における二箇所において保持する二つの保持手段と、二つの該保持手段による保持位置の間で該第一のシートを切断する第一の切断手段と、該第一の切断手段で切断された該第一のシートの切断端部を他の軸に軸支された第二のシートの始端部に接合する接合手段とを備えており、
前記供給経路における下流側に配設された前記保持手段が、前記第一の切断手段で切断された前記第一のシートの前記切断端部を反転させて前記第二のシートの始端部に突き合わせるか又は重ね合わせるように回動自在に設けられており、
前記供給経路における下流側に配設された前記保持手段が、前記第一のシートの前記切断端部が楕円軌道の長軸端部間を結ぶ軌道に沿うように回動自在に設けられている、シートの供給装置。
前記第一の切断手段が前記第一のシートの切断位置を供給方向に変更自在に設けられており、前記第一のシートの前記切断端部と前記第二のシートの始端部との突き合わせ位置又は重ね合わせ位置を調整できるようになしてある請求項１記載のシートの供給装置。
前記第二のシートを切断して前記始端部を形成する第二の切断手段を備えており、前記第一の切断手段と回動前における該保持手段との距離が、該第二の切断手段と回動後における前記保持手段との距離と等しくなしてある請求項１記載のシートの供給装置。
請求項１記載のシートの供給装置を用い、
二つの軸にそれぞれ回転自在に軸支されたロール状のシートを交互に継ぎ足しながら連続的に供給するシートの供給方法であって、
一の軸に軸支された第一のシートをその供給経路における二箇所において二つの保持手段で保持し、二つの該保持手段による保持位置の間で該第一のシートを第一の切断手段で切断し、前記供給経路における下流側に配設された前記保持手段を自動回動させて、前記第一の切断手段で切断された前記第一のシートの前記切断端部を反転させて他の軸に軸支された第二のシートの始端部に突き合わせるか又は重ね合わせ、前記第一のシートの前記切断端部を該第二のシートの該始端部に前記接合手段で接合することを特徴とするシートの供給方法。