JPS59209799A - 厚紙製の管状体の切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
遊び回転をする継目無しベルトにより、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
断ステーションにおいて、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
に垂直な平面に沿っ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、その動作時間が縦管の前進速度および得るべ
き単位管の長さに従って変化するよう、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
沿って切断された、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、ローラおよびホイール
の形における要素、 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ットまたはナイフ 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、自己の回転軸に沿って駆動される。

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
って与えられるが、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
置によって確保される。

したがって、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、したがって信頼度も高く、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って紙管の内壁と接触し、こうし
てマンドレルが紙管によっ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っ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ッド６（第２図）または
２本の案内ロッド６ａ、６ｂ（第１図）によって案内さ
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の軸に沿って縦方向に移動で
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、ジャッキ９によって駆動され、かつ、
前部プレート７を貫通するロッド１０によって支持体１
３のロッド１２上に滑動できるように取り付けられたス
トッパ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
に沿って自由に回転することのできる円板の形における
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１６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１
４は第１図および第２図に示す位置の方へ弾力によって
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字状に配置され
たローラ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を介してロッド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っ
ており、かつ、同じく紙管３内に挿入されたロッド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に沿っ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。

ロッド２０の端部は、ストッパ２４（第３図）を具備し
ており、こうして、ロッド２０はプレート２２を貫いて
滑動でき、かつ、場合によってはロッド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によって引っ張られることができるように
なっている。

プレート２２はさらに、ジャッキ２５（第１図および第
３図）のロッ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
的にロッド２０をジャッキ２５のロッドの端部に固定し
、かつ、以下に述べる理由により、ロッド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って、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）によって支持
体１３に取り付けられている案内ローラ１９は、さらに
、放出ジャッキ２８を具備しており、同様に、ストッパ
１１も、以下において明らかになる役割をもつジャッキ
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、実際は紙管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
って案内され、やがてその前端がストッパ１１と接触し
てそれを押す。ストッパ１１は、ロッド１２に沿って滑
動しながら、ロッド１０を介して往復台５を牽引する。

往復台５とストッパ１１との間におけるロッド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
たがって紙管と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１５のローラ１
６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って
おり、このため、カムのこの部分に沿って回転するロー
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
かっている。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ってもよい。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っ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、ジャッキ２９がストッパ１１を旋回させると
ともに、ジャッキ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、ジャッキ２８がローラ１９（第４図）の一方を旋
回させ、これによって、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
っ張るジャッキ２５の働きによりかつプレート２２を介
して与えられ、またストッパ２４（第３図）の働きはロ
ッド２０を引っ張る。

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、ジャッキ２５はプレート２２を押し、こうして
、ロッド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、ロッド２０の少なくとも一部をケーブ
ルで置き換えれば、ジャッキ２５がマンドレル４を引っ
張っ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、ストッパ１１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って駆動さ
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
、といっ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、別な方式によってマン
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って切断され
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。

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って、
   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って紙管（３）の内
   壁と接触し、こうしてマンドレルが紙管によって移動さ
   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）によって往復台と連結された機械的ストッパ（
   １１）であり、このストッパが往後台の復帰前に引っ込
   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（１４）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ってナイ
   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って得ら
   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って行く少なくとも１つの
   部分を有し、したがっ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、固定部によって停止させるまで
   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
   っ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）に挿入されるロッド（２０）および／またはケー
   ブルを含んでおり、このロッドおよび／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）によっ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
   置されたジャッキ（２５）のロッドにも接続されており
   、また場合により前記ジャッキ（２５）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。