(57)【要約】【課題】回転する部材を用いて、材料を安定して搬送できる繊維搬送装置を提供する。【解決手段】繊維搬送装置は、繊維を含む原料片ＭＳを収容するケース１７０と、ケース１７０の側壁１８０に接続された搬送路１３３を通じて原料片ＭＳを搬送する搬送装置１３１と、搬送装置１３１を制御する制御部と、を備え、搬送装置１３１は、搬送路１３３に沿った軸線を中心として回転する排出パイプ１３２と、排出パイプ１３２を回転させる搬送モーター１５０と、を有し、制御部は、排出パイプ１３２の回転方向を正方向および逆方向に切替可能である。【選択図】図２
2020204117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維を含む繊維片を収容するケースと、
前記ケースの側面に接続された搬送路を通じて前記繊維片を搬送する搬送装置と、
前記搬送装置を制御する制御部と、を備え、
前記搬送装置は、前記搬送路に沿った軸線を中心として回転する回転体と、前記回転体を回転させる駆動部と、を有し、
前記制御部は、前記回転体の回転方向を正方向および逆方向に切替可能である、繊維搬送装置。
【請求項２】
前記回転体は、前記搬送路を構成する筒であり、前記駆動部は前記筒を回転させる、請求項１記載の繊維搬送装置。
【請求項３】
前記筒は軸方向の一端において前記ケースの内部空間に連通し、他端には前記繊維片を排出する排出口が開口し、
前記筒の内面に突起が配置されている、請求項２記載の繊維搬送装置。
【請求項４】
前記突起は、前記筒の軸に対して螺旋状に配置されている、請求項３記載の繊維搬送装置。
【請求項５】
前記筒は、前記ケースとの接続部よりも前記排出口が低くなるよう傾斜している、請求項３または４記載の繊維搬送装置。
【請求項６】
前記排出口の下方に前記繊維片を収容する容器が配置されている、請求項３から５のいずれか１項に記載の繊維搬送装置。
【請求項７】
前記容器に収容された前記繊維片の重量を検出する重量検出部が配置されている、請求項６記載の繊維搬送装置。
【請求項８】
前記ケースの内部において、前記ケースの高さ方向に延びる仮想の回転軸を中心として回転し、前記繊維片を攪拌する第２の回転体を有し、
前記筒は、前記ケースの高さ方向において前記第２の回転体と重なる位置で前記ケースに接続される、請求項３から７のいずれか１項に記載の繊維搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、容器内で攪拌された繊維片を容器から搬送する搬送装置が知られる。例えば、特許文献１には、繊維片が攪拌される貯留容器の下端の排出口に、四角枠状のケーシングが連通して取り付けられ、ケーシング内に配置された回転軸の掻き込み棒で、排出口からケーシング内に紙材を掻き落す構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２４１４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
中空状の搬送路において回転する部材が材料を搬送する場合、一方向の回転のみでは、材料の搬送量の調整が容易ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決する一態様は、繊維を含む繊維片を収容するケースと、前記ケースの側面に接続された搬送路を通じて前記繊維片を搬送する搬送装置と、前記搬送装置を制御する制御部と、を備え、前記搬送装置は、前記搬送路に沿った軸線を中心として回転する回転体と、前記回転体を回転させる駆動部と、を有し、前記制御部は、前記回転体の回転方向を正方向および逆方向に切替可能である、繊維搬送装置である。
【０００６】
上記繊維搬送装置において、前記回転体は、前記搬送路を構成する筒であり、前記駆動部は前記筒を回転させる構成であってもよい。
【０００７】
上記繊維搬送装置において、前記筒は軸方向の一端において前記ケースの内部空間に連通し、他端には前記繊維片を排出する排出口が開口し、前記筒の内面に突起が配置されている構成であってもよい。
【０００８】
上記繊維搬送装置において、前記突起は、前記筒の軸に対して螺旋状に配置されている構成であってもよい。
【０００９】
上記繊維搬送装置において、前記筒は、前記ケースとの接続部よりも前記排出口が低くなるよう傾斜している構成であってもよい。
【００１０】
上記繊維搬送装置において、前記排出口の下方に前記繊維片を収容する容器が配置されている構成であってもよい。
【００１１】
上記繊維搬送装置において、前記容器に収容された前記繊維片の重量を検出する重量検出部が配置されている構成であってもよい。
【００１２】
上記繊維搬送装置において、前記ケースの内部において、前記ケースの高さ方向に延びる仮想の回転軸を中心として回転し、前記繊維片を攪拌する第２の回転体を有し、前記筒は、前記ケースの高さ方向において前記第２の回転体と重なる位置で前記ケースに接続される構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】シート製造装置の構成を示す図。
【図２】貯留部の斜視図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における縦断面図。
【図４】排出パイプの断面図。
【図５】螺旋部材の斜視図。
【図６】排出パイプが正方向に回転するときの原料片の移動を示す説明図。
【図７】排出パイプが逆方向に回転するときの原料片の移動を示す説明図。
【図８】排出パイプの動作時間と排出される原料片の量との相関を示す図表。
【図９】排出パイプの回転速度と排出される原料片の量との相関を示す図表。
【図１０】シート製造装置の制御系の要部構成を示すブロック図。
【図１１】シート製造装置の動作を示すフローチャート。
【図１２】第２実施形態のシート製造装置の動作を示すフローチャート。
【図１３】第３実施形態のシート製造装置の動作を示すフローチャート。
【図１４】第３実施形態のシート製造装置の動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００１５】
［１．第１実施形態］
［１−１．シート製造装置の全体構成］
図１は、シート製造装置１００の構成を示す図である。
シート製造装置１００は、木質系パルプ材料やクラフトパルプ、古紙、合成パルプ等の繊維を含む原料ＭＡを繊維化して、シートＳを製造する。
【００１６】
シート製造装置１００は、供給部１０、粗砕部１２、貯留部１３、解繊部２０、選別部４０、第１ウェブ形成部４５、回転体４９、混合部５０、分散部６０、第２ウェブ形成部７０、ウェブ搬送部７９、加工部８０、及び、切断部９０を備える。
【００１７】
供給部１０は、粗砕部１２に原料ＭＡを供給する。粗砕部１２は、粗砕刃１４により原料ＭＡを裁断するシュレッダーである。原料ＭＡは、粗砕部１２により紙片状に裁断されて原料片ＭＳとなり、原料片ＭＳはホッパー９により集められて貯留部１３に搬送される。原料片ＭＳは粗砕片、或いは裁断片ということができ、繊維を含む繊維片の一例に対応する。原料片ＭＳは、例えば、長さが２０ｍｍ、幅が３ｍｍ程度の長方形状である。
【００１８】
貯留部１３は、粗砕部１２から供給された原料片ＭＳを一時的に貯留し、所定量を解繊部２０に供給する。これによって、シートＳの製造工程に供給される原料片ＭＳを所定量に保つことが可能となる。
【００１９】
解繊部２０は、粗砕部１２で裁断された細片を乾式で解繊して解繊物ＭＢにする。解繊とは、複数の繊維が結着された状態の原料片ＭＳを、１本または少数の繊維に解きほぐす加工である。乾式とは、液体中ではなく、空気中等の気中において、解繊等の処理を行うことを指す。解繊物ＭＢは、例えば、原料ＭＡに含まれた繊維や、樹脂粒、インクやトナーなどの色剤、にじみ防止材、紙力増強剤等の原料ＭＡに由来する成分を含む。
【００２０】
解繊部２０は、例えば、筒状の固定子２２と、固定子２２の内部で回転するローター２４とを備えるミルであり、原料片ＭＳを固定子２２とローター２４との間に挟んで解繊する。解繊物ＭＢは、配管を通じて選別部４０に送られる。
【００２１】
選別部４０は、ドラム部４１と、ドラム部４１を収容するハウジング部４３とを有する。ドラム部４１は、網、フィルター、スクリーン等の開口を有する篩であり、図示しないモーターの動力により回転する。解繊物ＭＢは、回転するドラム部４１の内部でほぐされて、ドラム部４１の開口を通過して下降する。解繊物ＭＢの成分のうちドラム部４１の開口を通過しないものは、管８を通じてホッパー９に搬送される。
【００２２】
第１ウェブ形成部４５は、多数の開口を有する無端形状のメッシュベルト４６を備える。第１ウェブ形成部４５は、ドラム部４１から下降する繊維等をメッシュベルト４６に堆積させることにより、第１ウェブＷ１を製造する。ドラム部４１から下降した成分のうちメッシュベルト４６の開口より小さいものは、メッシュベルト４６を通過して吸引部４８により吸引除去される。これにより、解繊物ＭＢの成分のうち、シートＳの製造に適しない短い繊維や、樹脂粒、インク、トナー、にじみ防止剤等が除去される。
【００２３】
メッシュベルト４６の移動経路には加湿器７７が配置され、ミスト状の水または高湿度の空気により、メッシュベルト４６に堆積した第１ウェブＷ１が加湿される。
第１ウェブＷ１は、メッシュベルト４６により搬送され、回転体４９に接触する。回転体４９は、複数の羽根によって第１ウェブＷ１を分断し、材料ＭＣとする。材料ＭＣは管５４を通じて混合部５０に搬送される。
【００２４】
混合部５０は、材料ＭＣに添加材料ＡＤを添加する添加物供給部５２、及び、材料ＭＣと添加材料ＡＤとを混合する混合ブロアー５６を備える。添加材料ＡＤは、複数の繊維を結着させるための樹脂などの結合材料を含み、着色剤、凝集抑制剤、難燃剤等を含んでもよい。混合ブロアー５６は、材料ＭＣ及び添加材料ＡＤが搬送される管５４に気流を発生させて材料ＭＣと添加材料ＡＤとを混合し、混合物ＭＸを分散部６０に輸送する。
【００２５】
分散部６０は、ドラム部６１と、ドラム部６１を収容するハウジング６３とを有する。ドラム部６１は、ドラム部４１と同様に構成される円筒形状の篩であり、図示しないモーターにより駆動されて回転する。ドラム部６１の回転により、混合物ＭＸは解きほぐされてハウジング６３の内部を下降する。
【００２６】
第２ウェブ形成部７０は、多数の開口を有する無端形状のメッシュベルト７２を備える。第２ウェブ形成部７０は、ドラム部６１から下降する混合物ＭＸをメッシュベルト７２に堆積させて第２ウェブＷ２を製造する。混合物ＭＸの成分のうちメッシュベルト７２の開口より小さいものは、メッシュベルト７２を通過して吸引部７６により吸引される。
【００２７】
メッシュベルト７２の移動経路には加湿器７８が配置され、ミスト状の水または高湿度の空気により、メッシュベルト７２に堆積した第２ウェブＷ２が加湿される。
【００２８】
第２ウェブＷ２は、ウェブ搬送部７９によってメッシュベルト７２から剥がされ、加工部８０に搬送される。加工部８０は、加圧部８２、及び、加熱部８４を備える。加圧部８２は、一対の加圧ローラーにより第２ウェブＷ２を挟み、所定のニップ圧で加圧して、加圧後シートＳＳ１を形成する。加熱部８４は、一対の加熱ローラーによって加圧後シートＳＳ１を挟んで熱を加える。これにより、加圧後シートＳＳ１に含まれる繊維が、添加材料ＡＤに含まれる樹脂により結着し、加熱後シートＳＳ２が形成される。加熱後シートＳＳ２は、切断部９０に搬送される。
【００２９】
切断部９０は、加熱後シートＳＳ２を、搬送方向Ｆと交差する方向及び／または搬送方向Ｆに沿う方向に切断し、所定サイズのシートＳを製造する。シートＳは、排出部９６に貯留される。
【００３０】
シート製造装置１００は、制御装置１１０を備える。制御装置１１０は、解繊部２０、添加物供給部５２、混合ブロアー５６、分散部６０、第２ウェブ形成部７０、加工部８０、及び切断部９０を含むシート製造装置１００の各部を制御して、シートＳの製造方法を実行させる。また、制御装置１１０は、供給部１０、選別部４０、第１ウェブ形成部４５、及び、回転体４９の動作を制御するものであってもよい。
シート製造装置１００は、本発明の繊維搬送装置の一例に対応する。
【００３１】
［１−２．貯留部の構成］
図２は、貯留部１３の斜視図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における縦断面図である。図３では、計量部１３４を省略している。
【００３２】
貯留部１３は、攪拌装置１３０と、排出パイプ１３２と、計量部１３４とを備える。
攪拌装置１３０は、ホッパー９から搬送された原料片ＭＳを内部に一時的に貯留する機能、および、貯留している原料片ＭＳを攪拌する機能を有する。攪拌装置１３０は、図３に示すように、ケース１７０と、回転体１７２と、駆動機構１７４とを備える。
【００３３】
ケース１７０の開口部１８４の上方には、ホッパー９が位置し、開口部１８４を通して、ホッパー９からケース１７０の内部に原料片ＭＳが投入される。
【００３４】
ケース１７０は、円筒形状の部材である側壁１８０を載置台１３６に載置することで形成され、原料片ＭＳを収容する。側壁１８０の底部は開口し、載置台１３６の上面により塞がれる。すなわち、載置台１３６の上面がケース１７０の底面１８２を構成する。
【００３５】
側壁１８０は、複数の支持部材１２２によって載置台１３６に固定される。支持部材１２２は、図３に示すように、断面Ｃ字形状の柱状部材であり、載置台１３６の上面に立設される。支持部材１２２の上端には爪部１２４が設けられ、爪部１２４が側壁１８０の上端に係合することによって、側壁１８０が載置台１３６に固定される。本実施形態では、支持部材１２２がケース１７０の外周に沿って等間隔に４本配置された構成を例示する。図２では、一部の支持部材１２２のみを図示している。なお、側壁１８０は、支持部材１２２を用いずに、接着剤等によって、載置台１３６に固定されていてもよい。また、支持部材１２２と側壁１８０とが接着剤により固定されてもよい。
【００３６】
側壁１８０の内周面には、環状の張り出し部２３０が設けられる。張り出し部２３０は、攪拌装置１３０の内部で攪拌された原料片ＭＳが開口部１８４からあふれ出ないように、原料片ＭＳの巻き上げを規制する。張り出し部２３０の幅や高さ位置は、攪拌装置１３０の形状や大きさ、処理速度に応じて適宜に変更可能である。
【００３７】
側壁１８０には、排出部１８６が設けられる。排出部１８６は、接続部の一例に対応する。排出部１８６は、側壁１８０の下部からケース１７０の外側に向けて設けられた空洞状の張り出し部である。ケース１７０の外側には、排出部１８６に対向するように、計量部１３４が配置される。
【００３８】
排出部１８６は、計量部１３４に対向して下向きに傾斜する傾斜面１８８を有する。傾斜面１８８には排出口１８９が開口し、ケース１７０から排出口１８９を通じて原料片ＭＳを排出可能である。排出口１８９には排出パイプ１３２が接続される。
【００３９】
ケース１７０の底部には原料片ＭＳを攪拌する回転体１７２が配置される。回転体１７２は、撹拌部の一例に対応する。回転体１７２は、底面１８２に対して回転可能に設置され、回転部１９０、複数の羽根１９６、および突起部材１９８を備える。
【００４０】
回転部１９０は、底面１８２に重ねて配置される円板形状の部材であり、回転部１９０と底面１８２との境界はシーリング部材１９２により封止される。シーリング部材１９２は、原料片ＭＳが回転部１９０と底面１８２との間に入り込んで圧縮され、塊状になる事態を抑制する。シーリング部材１９２は、例えば、ポリアセタール等の樹脂によって形成される。
【００４１】
回転部１９０の回転中心には、貫通孔である中心孔１９１が設けられる。また、底面１８２には、回転部１９０の中心に重なる位置に、貫通孔である底面孔１８３が設けられる。回転部１９０には、中心孔１９１を貫通して底面孔１８３の内部に達する接続部材１９４が配置される。接続部材１９４は、回転部１９０に固定される。
【００４２】
回転体１７２は、駆動機構１７４に連結され、駆動機構１７４の動力により回転する。
駆動機構１７４は、攪拌モーター２１０と、収容部材２１４と、駆動軸２１６と、接続部材１９４とを備え、載置台１３６の下方に配置される。収容部材２１４は、駆動軸２１６を収容する円筒形の筐体であり、載置台１３６の下面に接続される。
【００４３】
駆動軸２１６は、攪拌モーター２１０の出力軸であり、収容部材２１４の内部を通り、底面孔１８３の内部で、接続部材１９４の下部に形成された挿通部１９５に接続される。駆動軸２１６は、２つの軸受２２０により回転可能に収容部材２１４に支持される。
【００４４】
この構成により、攪拌モーター２１０が動作して駆動軸２１６が回転すると、駆動軸２１６とともに回転体１７２が、ケース１７０の底部で回転する。
【００４５】
回転部１９０の上面は、複数の羽根１９６が固定される。羽根１９６は、回転部１９０の回転中心から放射状に延びるように配置される。本実施形態では、回転体１７２に４つの羽根１９６が配置され、各々の羽根１９６は回転部１９０の周方向において所定の間隔を空けて配置される。羽根１９６の下端にはフランジ２００が形成され、フランジ２００が回転部１９０に面接触して固定される。この構成によれば、羽根１９６と回転部１９０との間に原料片ＭＳが入り込むことを抑制する効果がある。なお、図には羽根１９６が略垂直に立設された例を示すが、羽根１９６は、回転部１９０の上面に対して鋭角をなす角度、或いは鈍角をなす角度で設置されてもよい。羽根１９６は、回転部１９０とともに回転し、原料片ＭＳを攪拌する。羽根１９６は第２の回転体の一例に対応する。
【００４６】
回転体１７２の中心の近傍において、羽根１９６の一端部は接続部材１９４に近接する。また、羽根１９６の他端部は回転部１９０の周縁に近接する位置にある。このため、回転体１７２が回転すると、ケース１７０の径方向において、より広範囲に亘って原料片ＭＳが攪拌される。
【００４７】
回転体１７２の外周部において、羽根１９６の端には、回転部１９０の径方向に突出する突出片２０４が形成されている。突出片２０４は、ケース１７０の高さ方向において、排出口１８９に重なる位置に配置される。突出片２０４は、回転体１７２が回転する間、原料片ＭＳを排出口１８９に押し出すように作用する。
【００４８】
回転部１９０の上面の回転中心には、突起部材１９８が配置される。突起部材１９８は半楕円球あるいは半球形状の部材であり、接続部材１９４を覆う。また、羽根１９６の端部と接続部材１９４との間は、隙間がなく、或いは隙間が小さくなるように接続される。突起部材１９８の高さは、羽根１９６の高さよりも高いことが好ましく、本実施形態では、側壁１８０の高さ寸法の半分程度である。
【００４９】
突起部材１９８は、回転部１９０の回転中心における空間を閉塞し、この空間への原料片ＭＳの堆積を抑制する。回転部１９０の回転中心に位置する原料片ＭＳは、回転による遠心力の作用を受けにくく、羽根１９６に接触することもない。このため、回転部１９０を回転させた場合に、回転中心に原料片ＭＳが滞留しやすい。回転部１９０の回転中心に突起部材１９８を配置して、回転中心の空間を塞ぐことで、原料片ＭＳの滞留を抑制し、ケース１７０において原料片ＭＳを効果的に攪拌できる。なお、突起部材１９８の形状は、半球や半楕円球に限定されず、円錐や角錐等の錐体であってもよく、先端が球面状に形成された錐体であってもよい。
【００５０】
図４は、排出パイプ１３２の断面図である。
排出パイプ１３２は、中空の管状部材であり、原料片ＭＳをケース１７０から計量部１３４に向けて搬送する。本実施形態では、排出パイプ１３２は断面円形の直管であり、断面の中心を通る仮想の軸線を中心軸Ｌ１とする。排出パイプ１３２は回転体の一例に対応する。排出パイプ１３２は、筒の一例に対応する。中心軸Ｌ１は、軸線の一例に対応する。また、中心軸Ｌ１に沿った方向を、軸方向と呼ぶ。本実施形態の排出パイプ１３２は、ＡＢＳ樹脂で製造されるが、他の材料で製造してもよい。ここで、ＡＢＳは、Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ  Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ  Ｓｔｙｒｅｎｅの略語である。
【００５１】
排出パイプ１３２の両端は開口し、一方の端の開口は流入口１３２Ａであり、他方の端部の開口は排出口１３２Ｂである。流入口１３２Ａは、攪拌装置１３０の排出部１８６に接続され、ケース１７０の内部空間１７０Ａに連通する。排出口１３２Ｂは、計量部１３４に近接した位置に開口する。排出パイプ１３２は、内部空間１７０Ａから計量部１３４に原料片ＭＳを搬送する搬送路１３３として機能する。
【００５２】
排出パイプ１３２は、排出口１３２Ｂが流入口１３２Ａと同じ高さ位置となるように水平に、或いは、排出口１３２Ｂが流入口１３２Ａよりも低い位置となるように傾斜して、設置される。排出パイプ１３２の傾きは水平線Ｌ０に対する中心軸Ｌ１の角度θで特定され、例えば、角度θは０°以上１５°以下の範囲内とすることが好適であり、５°が特に好適である。
【００５３】
排出口１３２Ｂの縁には、円環状のリブ１４１が形成される。リブ１４１が形成されたことにより、排出口１３２Ｂの径が絞られる。リブ１４１には排出口１３２Ｂからの原料片ＭＳの排出を抑制し、排出口１３２Ｂから排出される原料片ＭＳの量の調整を容易にしている。
排出パイプ１３２の内部には、スパイラル部材１４０が配置される。
【００５４】
図５は、スパイラル部材１４０の斜視図である。
スパイラル部材１４０は、断面矩形の薄板が螺旋を描く形状を有する。図５に例示するスパイラル部材１４０は、等ピッチで三回半巻きの螺旋を構成するが、スパイラル部材１４０の巻き数およびピッチは任意に変更可能である。ここで、ピッチとは、１周回あたりのスパイラル部材１４０の軸線Ｌ２方向の長さをいう。軸線Ｌ２は、スパイラル部材１４０の周回の中心を通る仮想の軸線であり、軸線Ｌ２方向におけるスパイラル部材１４０の端を、端部１４０Ａおよび端部１４０Ｂとする。スパイラル部材１４０の幅は、全体にわたって均一であってもよいが、本実施形態では、端部１４０Ｂを含むほぼ１周回の幅Ｈ２は、他の部分の幅Ｈ１より大きい。
【００５５】
スパイラル部材１４０は、排出パイプ１３２の内周面１３２Ｃに沿って配置される。スパイラル部材１４０は内周面１３２Ｃに隙間なく密着することが好ましい。スパイラル部材１４０の軸線Ｌ２は、排出パイプ１３２の中心軸Ｌ１に一致するか、平行であることが好ましい。スパイラル部材１４０の端部１４０Ａは排出パイプ１３２の流入口１３２Ａの近傍に位置し、端部１４０Ｂは排出口１３２Ｂの近傍に位置する。端部１４０Ａと流入口１３２Ａとの間、および、端部１４０Ｂと排出口１３２Ｂとの間は離れていてもよい。内周面１３２Ｃは、筒である排出パイプ１３２の内面の一例に対応する。
【００５６】
スパイラル部材１４０を排出パイプ１３２の内部に配置することにより、内周面１３２Ｃに螺旋状の突起が形成される。スパイラル部材１４０が形成する突起の高さは、スパイラル部材１４０の幅Ｈ１、幅Ｈ２である。このため、排出パイプ１３２の内部空間において、排出口１３２Ｂに近い位置の突起の高さＨ２は、流入口１３２Ａに近い位置における突起の高さＨ１よりも高い。
【００５７】
排出パイプ１３２は、軸受１３７、１３７によって回転可能に支持される。排出パイプ１３２の外周面１３２Ｅには、円環状の軸受支持部１３２Ｄ、１３２Ｄが取り付けられ、軸受支持部１３２Ｄ、１３２Ｄが、それぞれ軸受１３７、１３７に嵌合する。一方の軸受１３７は、排出部１８６に固定され、他方の軸受１３７は、載置台１３６の側面に設けられたパイプ支持部材１３５に固定される。これにより、排出パイプ１３２は、長手方向における複数の位置で支持される。
【００５８】
軸受支持部１３２Ｄ、１３２Ｄの間において、排出パイプ１３２の外周面１３２Ｅには従動ギア１４２が設けられる。従動ギア１４２は、外周面１３２Ｅに周方向に配置または形成された平歯車である。従動ギア１４２は、パイプ支持部材１３５の上面に設置された搬送モーター１５０に連結される。ここで、搬送モーター１５０は、駆動部の一例に対応する。搬送モーター１５０の駆動軸には駆動ギア１５２が取り付けられ、駆動ギア１５２が従動ギア１４２に噛合する。搬送モーター１５０が駆動軸を回転させることにより、排出パイプ１３２が中心軸Ｌ１を中心として回転する。搬送モーター１５０は、後述するように正方向への回転、および逆方向への回転が可能であり、搬送モーター１５０の回転方向を制御することにより、排出パイプ１３２の回転方向を制御可能である。ここで、排出パイプ１３２の回転方向を、正方向ＲＯおよび逆方向ＲＶとする。
【００５９】
排出パイプ１３２、スパイラル部材１４０、従動ギア１４２、搬送モーター１５０、駆動ギア１５２などにより、原料片ＭＳを搬送する搬送装置１３１が構成される。
【００６０】
排出パイプ１３２は、搬送モーター１５０の回転速度に対応する速度で回転する。排出パイプ１３２の回転速度は、排出パイプ１３２により搬送される原料片ＭＳの搬送量に影響する。制御装置１１０は、排出パイプ１３２の回転速度が適切な範囲内の速度となるように、搬送モーター１５０の回転を制御する。
【００６１】
排出パイプ１３２の回転速度が低速すぎる場合、すなわち単位時間あたりの回転数が少ない場合、原料片ＭＳを排出パイプ内で持ち上げる作用が弱く、重力で落下させてほぐす効果が小さいため、塊状となっている原料片ＭＳを崩すことが難しい。また、排出パイプ１３２の回転速度が遅いため、原料片ＭＳが中心軸Ｌ１方向に移動しにくくなり、排出パイプ１３２により搬送される原料片ＭＳの量が少なくなる。一方、排出パイプ１３２の回転速度が高速すぎる場合、すなわち単位時間あたりの回転数が多い場合、排出パイプ１３２内の原料片ＭＳが、遠心力によって内周面１３２Ｃに付着した状態となり、原料片ＭＳを排出パイプ内で持ち上げた状態から重力で落下しないため搬送され難い。このため、原料片ＭＳが中心軸Ｌ１方向に移動しにくくなり、排出パイプ１３２により搬送される原料片ＭＳの量が少ない。
従って、排出パイプ１３２の回転速度を適切な範囲内に調整することにより、排出パイプ１３２内で、原料片ＭＳがほぐされながら、安定的に搬送することができる。
【００６２】
排出パイプ１３２の回転速度は、例えば、４５ｒｐｍ（回転数／分）以上１０５ｒｐｍ以下の範囲内に調整される。特に、５０ｒｐｍ以上９５ｒｐｍ以下の範囲内の速度が好適であり、原料片ＭＳを効果的に搬送することができる。本実施形態では、一例として、排出パイプ１３２を７５ｒｐｍで回転させる。
【００６３】
排出パイプ１３２の回転方向は、排出パイプ１３２により搬送される原料片ＭＳの搬送量に影響する。制御装置１１０は、排出パイプ１３２の回転速度が適切な範囲内の速度となるように、搬送モーター１５０の回転方向を切り替える。
【００６４】
図６は、排出パイプ１３２が正方向ＲＯに回転するときの原料片ＭＳの移動を示す説明図であり、図７は排出パイプ１３２が逆方向ＲＶに回転するときの原料片ＭＳの移動を示す説明図である。
【００６５】
排出パイプ１３２が正方向ＲＯに回転する場合、および、逆方向ＲＶに回転する場合のいずれも、スパイラル部材１４０は、排出パイプ１３２の内部で原料片ＭＳを攪拌する。これにより、塊状になっている原料片ＭＳがほぐされ、排出パイプ１３２の内部を移動しやすくなる効果が得られる。
【００６６】
排出パイプ１３２が正方向ＲＯに回転する場合、排出パイプ１３２の内部のスパイラル部材１４０は、流入口１３２Ａから排出口１３２Ｂに向けて原料片ＭＳを送り出す方向に作用する。このため、原料片ＭＳは、矢印Ａ１で示すように速やかに排出口１３２Ｂに搬送される。
【００６７】
これに対し、排出パイプ１３２が逆方向ＲＶに回転する場合、スパイラル部材１４０は、矢印Ａ２で示すように、原料片ＭＳを排出口１３２Ｂから流入口１３２Ａに向けて送るように作用する。しかしながら、流入口１３２Ａにはケース１７０に貯留されている原料片ＭＳが存在し滞在しているため、排出パイプ１３２の内部に存在している原料片ＭＳは、排出パイプ１３２からケース１７０への原料片ＭＳの流出を抑制する。結果として、排出パイプ１３２内の原料片ＭＳの大部分は、スパイラル部材１４０によって攪拌されながら排出パイプ１３２の内部にとどまる。
【００６８】
さらに、排出パイプ１３２の内部において、スパイラル部材１４０の幅Ｈ１、Ｈ２よりも高い位置にある原料片ＭＳには、スパイラル部材１４０が原料片ＭＳを流入口１３２Ａに向けて送る作用が働きにくい。すなわち、図７において、スパイラル部材１４０よりも中心軸Ｌ１に近い位置に存在する原料片ＭＳは、スパイラル部材１４０に接触しないため、スパイラル部材１４０の搬送作用を受けにくい。これらの原料片ＭＳは、排出パイプ１３２が傾斜して設置されている場合には、排出パイプ１３２の傾斜に沿って、矢印Ａ３で示すように排出口１３２Ｂに向けて移動する。このような矢印Ａ３方向への原料片ＭＳの移動は、スパイラル部材１４０が原料片ＭＳを攪拌することによって、促進される。結果として、排出パイプ１３２が逆方向ＲＶに回転する場合も、排出口１３２Ｂから原料片ＭＳが排出される。この場合、排出口１３２Ｂから排出される原料片ＭＳの量は、スパイラル部材１４０による搬送作用が働かない分だけ、排出パイプ１３２が正方向ＲＯに回転する場合に比べて少ない。
【００６９】
従って、排出パイプ１３２が回転すると、回転方向が正方向ＲＯであっても、逆方向ＲＶであっても、排出口１３２Ｂから原料片ＭＳが排出される。制御装置１１０は、後述するように、排出パイプ１３２の回転方向を正方向ＲＯと逆方向ＲＶとに切り替えることによって、排出口１３２Ｂから排出される原料片ＭＳの排出量を調整できる。
【００７０】
排出パイプ１３２の回転により原料片ＭＳを送り出す作用は、原料片ＭＳの比重の影響を受けにくい。後述するように、原料片ＭＳの１片の重量は、原料ＭＡの厚みや比重により変化する。一方、原料片ＭＳの１片の重量が変化しても、排出パイプ１３２から排出される原料片ＭＳの数の変化は小さい。つまり、排出パイプ１３２の回転方向による原料片ＭＳの排出量の変化は、排出される原料片ＭＳの数の変化と言い換えることができる。シート製造装置１００は、排出パイプ１３２の回転方向を正方向ＲＯと逆方向ＲＶとに切り替えることによって、排出口１３２Ｂから単位時間あたりに排出される原料片ＭＳの数を調整できる。以下の説明では、排出パイプ１３２を正方向ＲＯに回転させる動作を正回転とし、逆方向ＲＶに回転させる動作を逆回転という。
【００７１】
図２に示すように、排出パイプ１３２の排出口１３２Ｂの下方には、計量部１３４が配置される。計量部１３４は、排出口１３２Ｂから排出される原料片ＭＳを貯留する受け部１６０と、受け部１６０の重量を検出するロードセル１６４とを備える。受け部１６０は、原料片ＭＳを収容する容器の一例に対応する。ロードセル１６４は、支持台１３８に固定される。ロードセル１６４は、受け部１６０の重量を検出することによって受け部１６０に貯留された原料片ＭＳの重量を検出するものであり、重量検出部の一例に対応する。
【００７２】
受け部１６０は、上面が開口している中空の箱型部材である。受け部１６０の上面開口部１６６の上方には、排出口１３２Ｂが位置するので、原料片ＭＳが排出口１３２Ｂから落下し、受け部１６０に貯留される。
【００７３】
受け部１６０の側面には、側方に突出する突出部１６９が設けられ、突出部１６９の底部がロードセル１６４に当接する。このため、受け部１６０から突出部１６９を介してロードセル１６４に荷重が加わる。
【００７４】
受け部１６０の底面には、底面開口部１６８が開口しており、底面開口部１６８には閉塞部材１６２が取り付けられる。
閉塞部材１６２は、軸１６０Ａによって回動可能に取り付けられる。閉塞部材１６２は、後述する開閉モーター１６５の動力により、底面開口部１６８を閉塞する閉塞位置と、底面開口部１６８を開放する開放位置とに回動可能である。つまり、開閉モーター１６５の動作によって受け部１６０の底面開口部１６８が開閉される。底面開口部１６８が開かれると、受け部１６０に貯留されている原料片ＭＳが排出され、解繊部２０に送られる。なお、底面開口部１６８がスライドする板状部材により開閉される構成であってもよい。
【００７５】
ロードセル１６４は、重さやトルク等の力を検出するセンサーである。図２に示す構成において、ロードセル１６４は、突出部１６９を介して加わる力を検出し、検出値に応じた信号を制御装置１１０に出力する。
【００７６】
［１−３．原料の種類に応じた動作］
上述のように、シート製造装置１００では様々な種類の原料ＭＡを使用することができるが、発明者らは、原料ＭＡの種類によって、原料片ＭＳの搬送状態に差異が生じるとの知見を得た。具体的な例として、原料ＭＡの坪量、或いは比重が異なると、原料片ＭＳの１つあたりの重量が異なるため、排出パイプ１３２を動作させた場合に排出される原料片ＭＳの量が異なることを見いだした。ここで、原料片ＭＳの量とは、原料片ＭＳの総重量を指す。
【００７７】
図８は、排出パイプ１３２を正方向ＲＯに回転させた場合に排出される原料片ＭＳの量と時間の相関を示す図表であり、横軸は時間の経過を示し、縦軸は排出パイプ１３２から排出される原料片ＭＳの量を示す。原料片ＭＳの量は、ロードセル１６４の検出値から求められた値である。図８に示す３本の曲線ＭＡ０、ＭＡ１、ＭＡ２は、いずれも、排出パイプ１３２の回転中に、排出口１３２Ｂから排出される原料片ＭＳの量が増加する様子を示している。
【００７８】
曲線ＭＡ１は、原料ＭＡとして普通紙を用いた場合の原料片ＭＳの量の変化を示し、曲線ＭＡ２は原料ＭＡとして厚紙を用いた場合の原料片ＭＳの量の変化を示す。ここで、普通紙とは、いわゆるＰＰＣ用紙を指し、例えば、坪量が６０ｇ／ｍ２以上８０ｇ／ｍ２以下の紙である。ＰＰＣ用紙の厚みは、９０μｍ−１００μｍ程度であることが知られている。また、厚紙とは、普通紙よりも坪量が大きい紙をいう。原料ＭＡとして厚紙を用いる場合、原料片ＭＳの１片あたりの重量が、普通紙に比べて重い。上述したように、排出パイプ１３２から排出される原料片ＭＳの数は、原料片ＭＳの１片あたりの重量の影響を受けにくいので、原料ＭＡとして厚紙を用いる場合に排出される原料片ＭＳの総重量は、普通紙を用いる場合に比べて速い。図８においては、曲線ＭＡ２は、曲線ＭＡ１に比べて時間の経過に伴う原料片ＭＳの重量の増加が速い。
【００７９】
ここで、原料片ＭＳの排出量、すなわち排出された原料片ＭＳの重量の基準として、基準量Ｍ１、Ｍ２を設定する。
曲線ＭＡ１に基づき原料片ＭＳの排出量が基準量Ｍ２に達するまでの経過時間Ｔｃを求め、曲線ＭＡ２に基づき原料片ＭＳの排出量が基準量Ｍ２に達するまでの経過時間Ｔｄを求めて比較すると、経過時間Ｔｄは経過時間Ｔｃに比べて大幅に短い。この結果から、排出パイプ１３２が搬送する原料片ＭＳの数が原料ＭＡの種類による影響を受けにくく、原料片ＭＳの１片あたりの重量の差が排出パイプ１３２から排出される原料片ＭＳの量の変化を生じる要因となっていることが明らかとなった。
【００８０】
解繊部２０が生成する解繊物ＭＢの量は、解繊部２０に供給される繊維の量に対応する。言い換えれば、排出パイプ１３２から排出される原料片ＭＳの重量に対応する。
従って、排出パイプ１３２から単位時間あたりに排出される原料片ＭＳの重量を、好適な範囲内となるように制御すれば、単位時間あたりの解繊物ＭＢの生成量を安定化でき、シート製造装置１００が製造するシートＳの品質を安定化できる。
【００８１】
そこで、本実施形態のシート製造装置１００は、原料ＭＡの坪量を判定する基準を定めるため、原料ＭＡの比重が大きい場合と比重が小さい場合とを区別するための境界を定める。具体的には、図８において、曲線ＭＡ１と曲線ＭＡ２とを区別する境界となる曲線ＭＡ０を求める。曲線Ｍ０は、例えば、基準量Ｍ２に達するまでの経過時間が経過時間Ｔｃと経過時間Ｔｄの間の値となるように求められた曲線である。図８の曲線ＭＡ１、ＭＡ２はいずれもほぼ直線であるため、曲線ＭＡ０は直線として求めることができる。
【００８２】
シート製造装置１００は、曲線ＭＡ０に基づき、原料片ＭＳの量が基準量Ｍ１に達するまでの経過時間を求め、時間閾値Ｔａとする。制御装置１１０は、ロードセル１６４の検出値から求められる原料片ＭＳの量が基準量Ｍ１に達するまでの時間を計測し、計測した時間を閾値Ｔａと比較することにより、原料ＭＡの比重が大きいか小さいかを判定する。制御装置１１０は、原料ＭＡの比重が大きいと判定した場合は、排出パイプ１３２の回転方向を逆方向ＲＶに切り替えることによって、排出口１３２Ｂから単位時間あたりに排出される原料片ＭＳの数を抑制する。これにより、排出パイプ１３２から単位時間あたりに排出される原料片ＭＳの重量を調整することができ、解繊部２０により生成される解繊物ＭＢの量の安定化を図る。
【００８３】
供給部１０から供給される原料ＭＡの種類は一定しているとは限らず、供給される原料ＭＡの種類が変化することはあり得る。この場合、ケース１７０の内部には、異なる種類の原料片ＭＳが混在する可能性があり、さらに、ケース１７０の内部で原料片ＭＳの種類の分布に偏りを生じる可能性もある。これらの要因により、排出パイプ１３２から排出される原料片ＭＳの重量が変動することがあるが、シート製造装置１００は、閾値Ｔａを基準として排出パイプ１３２の回転方向を制御することにより、解繊部２０に送られる原料片ＭＳの量を安定化できる。
【００８４】
さらに、排出パイプ１３２から排出される原料片ＭＳの搬送量は、排出パイプ１３２の回転速度の影響を受けて変化する。
図９は、排出パイプ１３２の回転速度と排出される原料片ＭＳの量との相関を示す図表である。図９において、縦軸は原料片ＭＳの量をいい、排出口１３２Ｂから単位時間あたりに排出される原料片ＭＳの重量を示している。図９に示す相関は、ある１種類の原料ＭＡを使用する場合の例を示しており、例えば、普通紙を原料ＭＡとする場合である。
図９の横軸は排出パイプ１３２の回転速度を示している。横軸における中央は、速度ゼロ、すなわち排出パイプ１３２の停止状態を示し、図中の中央より左側は正回転の速度を示し、中央より右側は逆回転の速度を示している。
【００８５】
図９の左部分に示すように、排出パイプ１３２の回転方向が正方向の場合、回転速度が高いほど、単位時間あたりの原料片ＭＳの排出量が大きくなる相関が明らかとなった。これに対し、図９の右半分に示すように、排出パイプ１３２の回転方向が逆方向の場合、回転速度が高いと単位時間あたりの原料片ＭＳの排出量が大きくなるが、さらに回転速度が高いと排出量が低下するという相関が明らかとなった。回転方向が逆の場合には、遠心力で原料片ＭＳが排出パイプ１３２の内壁に張り付く作用が起こりやすいことが要因として考えられる。
【００８６】
シート製造装置１００では、排出パイプ１３２の回転速度として、正方向の回転速度Ｐ１、および、逆方向の回転速度Ｒ１を利用する。回転速度Ｐ１は、例えば、上述した７５ｒｐｍであり、回転速度Ｒ１は、例えば、逆方向に７５ｒｐｍである。回転速度Ｒ１の場合の原料片ＭＳの排出量は、回転速度Ｐ１の場合に比べて小さい。これは、上記のように正回転の場合は逆回転の場合より原料片ＭＳの排出量が多いことを示している。回転速度Ｐ１、および回転速度Ｒ１を、標準の回転数とする。
【００８７】
シート製造装置１００は、回転速度Ｐ１および回転速度Ｒ１よりも低い回転数で排出パイプ１３２を回転させる動作状態を、採用してもよい。例えば、図９の回転速度Ｐ２は、回転速度Ｐ１より低回転であり、原料片ＭＳの排出量が回転速度Ｐ１より顕著に小さい。また、回転速度Ｒ２は、回転速度Ｒ１より低回転であり、原料片ＭＳの排出量が回転速度Ｒ１より顕著に小さい。排出パイプ１３２の回転速度を、回転速度Ｐ１、Ｒ１に加え、回転速度Ｐ２または回転速度Ｒ２に設定可能な構成であってもよい。また、回転速度Ｐ２、Ｒ２における原料片ＭＳの排出量の差が小さいため、回転速度Ｐ２、Ｒ２のいずれか一方を、回転速度Ｐ１、Ｒ１に加えて採用してもよい。
【００８８】
［１−４．シート製造装置の制御系の構成］
図１０は、シート製造装置１００の制御系の要部構成を示すブロック図である。
制御装置１１０は、図示しない操作部における入力操作、および、シート製造装置１００が備える各種センサーの検出値を取得し、これらに基づきシート製造装置１００の各部を制御して、シートＳを製造する。
【００８９】
制御装置１１０は、例えば、ＣＰＵやマイコン等のプロセッサーを備え、プログラムを実行することにより、シート製造装置１００の各部を制御する。制御装置１１０は、上記のプロセッサーのほか、ＲＯＭ、ＲＡＭ、その他の信号処理回路等を備える構成とすることができ、これらを統合したＳｏＣで構成されてもよい。制御装置１１０は、例えばＣＰＵが、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭに読み出して処理を実行し、また例えば信号処理回路で信号処理を行って処理を実行する等、ハードウェアとソフトウェアとの協働により処理を実行する。また、制御装置１１０は、ＡＳＩＣを備え、ＡＳＩＣに実装された機能により処理を実行する構成等、ハードウェアに実装された機能で各種処理を実行する構成であってもよい。
【００９０】
ここで、ＲＯＭは、Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙの略語である。ＲＡＭは、Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙの略語である。ＣＰＵは、Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔの略語である。ＳｏＣは、Ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐの略語である。ＡＳＩＣは、Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔの略語である。
【００９１】
図１０には、制御装置１１０に接続されるセンサーのうち、ロードセル１６４を図示する。また、制御装置１１０に接続される駆動部として、攪拌モーター２１０、搬送モーター１５０、および、開閉モーター１６５を図示する。これらのほか、制御装置１１０には、シート製造装置１００の動作を制御するための各種センサー、および、シート製造装置１００を動作させる各種の駆動部が接続されているが、これらの図示を省略する。
【００９２】
制御装置１１０には、ロードセル１６４から、受け部１６０の重量の検出値を示す信号が入力される。制御装置１１０は、攪拌モーター２１０の駆動および停止を制御する。制御装置１１０は、搬送モーター１５０の駆動、停止、および、搬送モーター１５０の回転方向の切り替えを制御することにより、排出パイプ１３２を正回転および逆回転させる。制御装置１１０は、開閉モーター１６５の駆動、停止、および開閉モーター１６５の回転方向を制御し、閉塞部材１６２を動作させることにより、底面開口部１６８を開閉させる。
【００９３】
制御装置１１０は、シートＳの製造の開始を指示する操作を検出すると、シート製造装置１００の各部を初期化し、動作を開始させる。この際、制御装置１１０は、攪拌モーター２１０および搬送モーター１５０の動作を開始させ、原料片ＭＳの攪拌および搬送を開始させる。また、制御装置１１０は、ロードセル１６４の検出値が設定された目標値に達した場合に、開閉モーター１６５を動作させて底面開口部１６８を開く。
【００９４】
制御装置１１０は、計時機能を有し、ロードセル１６４の検出値が目標値に達するまでの時間を計時する。制御装置１１０は、計時した時間を予め設定された閾値と比較することにより、搬送モーター１５０の回転方向、および／または回転速度を制御する。
制御装置１１０は、本発明の制御部の一例に対応する。
【００９５】
［１−５．シート製造装置の動作］
図１１は、シート製造装置１００の動作を示すフローチャートであり、特に、貯留部１３から解繊部２０に原料片ＭＳを搬送する動作を示す。
制御装置１１０は、シート製造装置１００によるシートＳの製造を開始する際に、ロードセル１６４を含むシート製造装置１００の各部を初期化してから図１１の動作を開始する。
【００９６】
図１１の動作において、制御装置１１０は、排出パイプ１３２の回転方向、すなわち搬送モーター１５０の回転方向を初期値に設定し（ステップＳ１１）、搬送モーター１５０の回転を開始させる（ステップＳ１２）。搬送モーター１５０は、上述のように、正回転および逆回転に切り替え可能であり、初期値は正回転である。搬送モーター１５０の正回転および逆回転は、排出パイプ１３２の正回転および逆回転に対応する。貯留部１３が動作を開始すると、ステップＳ１２で、排出パイプ１３２が正回転を開始する。また、ステップＳ１２で、制御装置１１０は、攪拌モーター２１０の回転を開始させ、回転体１７２を回転させる。ステップＳ１２では回転体１７２および排出パイプ１３２が回転を開始するため、排出パイプ１３２から受け部１６０に原料片ＭＳが輩出される。図１１の動作を開始する時点でロードセル１６４は初期化されているため、制御装置１１０は、ステップＳ１２およびこれ以後においてロードセル１６４の検出値に基づいて原料片ＭＳの排出量を検出可能である。
【００９７】
制御装置１１０は、時間のカウント値ｔをリセットする（ステップＳ１３）。カウント値ｔは原料片ＭＳが排出される時間を計時した値であり、具体的には、受け部１６０に原料片ＭＳが溜まる時間を示す。制御装置１１０は、ステップＳ１３で時間ｔをリセットし、ステップＳ１４で時間ｔのカウントを開始する。
【００９８】
制御装置１１０は、ロードセル１６４の検出値に基づき原料片ＭＳの量を算出し、受け部１６０に貯留された原料片ＭＳの量が基準量Ｍ１に達したか否かを判定する（ステップＳ１５）。制御装置１１０は、原料片ＭＳの量が基準量Ｍ１に達していないと判定した場合（ステップＳ１５；ＮＯ）、待機する。原料片ＭＳの量が基準量Ｍ１に達したと判定した場合（ステップＳ１５；ＹＥＳ）、制御装置１１０は、時間ｔが、予め設定された閾値Ｔａより小さいか否かを判定する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６で、制御装置１１０は、閾値Ｔａより短時間で原料片ＭＳの量が基準量Ｍ１に達したか否かを判定する。
【００９９】
時間ｔが閾値Ｔａより小さい場合（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、制御装置１１０は、排出パイプ１３２の回転方向を逆方向ＲＶに設定する（ステップＳ１７）。また、時間ｔが閾値Ｔａ以上の場合（ステップＳ１６；ＮＯ）、制御装置１１０は、排出パイプ１３２の回転方向を正方向ＲＯに設定する（ステップＳ１８）。
制御装置１１０は、ステップＳ１７およびステップＳ１８で排出パイプ１３２の回転方向を決定するが、実際に回転方向を切り替える制御は後述するステップＳ２２まで行わない。
【０１００】
ステップＳ１７またはステップＳ１８の処理を行った後、制御装置１１０は、ロードセル１６４の検出値に基づき原料片ＭＳの量を算出し、受け部１６０に貯留された原料片ＭＳの量が基準量Ｍ２に達したか否かを判定する（ステップＳ１９）。制御装置１１０は、原料片ＭＳの量が基準量Ｍ２に達していないと判定した場合（ステップＳ１９；ＮＯ）、待機する。原料片ＭＳの量が基準量Ｍ２に達したと判定した場合（ステップＳ１９；ＹＥＳ）、制御装置１１０は、開閉モーター１６５を動作させて底面開口部１６８を開く（ステップＳ２０）。これにより、受け部１６０に貯留された原料片ＭＳが解繊部２０に向けて送られ、受け部１６０が空の状態となる。
【０１０１】
制御装置１１０は、シートＳを製造する動作を終了するか否かを判定する（ステップＳ２１）。動作を終了しない場合（ステップＳ２１；ＮＯ）、制御装置１１０は、搬送モーター１５０の回転方向を、ステップＳ１７またはステップＳ１８で設定した回転方向に基づいて切り替え（ステップＳ２２）、ステップＳ１３に戻る。ステップＳ２２で、制御装置１１０は、切り替えの前後の回転方向が同一である場合には、回転方向を切り替えずにステップＳ１３に戻る。
また、シートＳの製造を終了する場合（ステップＳ２１；ＹＥＳ）、制御装置１１０は、攪拌モーター２１０および搬送モーター１５０を含むシート製造装置１００の各部を停止させる（ステップＳ２３）。
【０１０２】
以上説明したように、本実施形態のシート製造装置１００は、繊維を含む原料片ＭＳを収容するケース１７０と、ケース１７０の側壁１８０に接続された搬送路１３３を通じて原料片ＭＳを搬送する搬送装置１３１と、を備える。シート製造装置１００は、搬送装置１３１を制御する制御装置１１０を備える。搬送装置１３１は、搬送路１３３に沿った中心軸Ｌ１を中心として回転する排出パイプ１３２と、排出パイプ１３２を回転させる搬送モーター１５０と、を有する。制御装置１１０は、排出パイプ１３２の回転方向を正方向および逆方向に切替可能である。
この構成により、ケース１７０に収容された原料片ＭＳを、搬送路１３３を通じて搬送する場合に、排出パイプ１３２の回転方向を切り替えることにより、原料片ＭＳの搬送量を調整できる。このため、貯留部１３から解繊部２０へ、シートＳを製造する原料である原料片ＭＳを安定して供給でき、解繊部２０に供給される原料片ＭＳの量を安定化できる。
【０１０３】
シート製造装置１００は、搬送路１３３を構成する回転体として、筒の一例に対応する排出パイプ１３２を備え、搬送モーター１５０により排出パイプ１３２を回転させる。このため、回転体の回転方向を正方向および逆方向に切替可能な構成を容易に実現できる。また、回転体として筒形状の排出パイプ１３２を採用することで、排出パイプ１３２の内部を貫通する軸を有する部材を用いる必要がない。このため、原料片ＭＳの搬送を妨げる部材を用いずに、排出パイプ１３２の内部で原料片ＭＳを攪拌し、搬送することができる。原料片ＭＳを攪拌すると、塊状となった原料片ＭＳをほぐす作用が期待でき、原料片ＭＳが塊のまま搬送される場合に起こり得る搬送量の変動を抑制できる。加えて、原料片ＭＳの塊を解消することにより、排出パイプ１３２の回転方向の切り替えにより原料片ＭＳの搬送量が変化しやすくなるため、原料片ＭＳの搬送量の調整が、より一層容易になる。従って、紙等のシート状の原料ＭＡを粗砕部１２で裁断した原料片ＭＳを搬送する場合の搬送量を、安定化できる。
【０１０４】
排出パイプ１３２は、中心軸Ｌ１方向の一端においてケース１７０の内部空間１７０Ａに連通し、他端には原料片ＭＳを排出する排出口１３２Ｂが開口し、排出パイプ１３２の内周面１３２Ｃにスパイラル部材１４０が配置されている。この構成によれば、内部空間１７０Ａから排出パイプ１３２を通じて、排出口１３２Ｂに原料片ＭＳを排出することができる。排出パイプ１３２の内部にスパイラル部材１４０が配置されていることにより、排出パイプ１３２の回転によって原料片ＭＳを速やかに排出口１３２Ｂに搬送できる。また、排出パイプ１３２の内部で、スパイラル部材１４０によって原料片ＭＳが攪拌されるので、より効果的に、塊状となった原料片ＭＳをほぐすことができる。このため、排出パイプ１３２の内部に中心軸Ｌ１に沿った軸を有する部材を配置することなく、原料片ＭＳを効率よく攪拌し、搬送できる。さらに、例えばスパイラル部材１４０の配置状態および／または形状が、排出パイプ１３２の回転方向に応じて搬送作用の差異を生じる態様である場合、排出パイプ１３２の回転方向を切り替えることで、原料片ＭＳの搬送量を容易に調整できる。
【０１０５】
スパイラル部材１４０は、排出パイプ１３２の中心軸Ｌ１に対して螺旋状に配置されている。したがって、排出パイプ１３２を回転させることで、原料片ＭＳを排出パイプ１３２の内部において速やかに排出できる。排出パイプ１３２の回転方向が正方向の場合と逆方向の場合とで、スパイラル部材１４０が原料片ＭＳを搬送する作用の差が大きい。このため、排出パイプ１３２の回転方向を切り替えることにより、原料片ＭＳの搬送量を確実に変動させることが可能となり、制御装置１１０によって原料片ＭＳの搬送量を調整する効果が増す。
【０１０６】
排出パイプ１３２は、ケース１７０との接続部である排出部１８６よりも排出口１３２Ｂ側が低くなるように傾斜している。このため、排出パイプ１３２を回転させることにより、重力によって原料片ＭＳを効率よく搬送できる。
【０１０７】
シート製造装置１００において、排出口１３２Ｂの下方に原料片ＭＳを収容する受け部１６０が配置されている。この構成によれば、制御装置１１０が搬送モーター１５０を動作させることにより、排出パイプ１３２から受け部１６０に原料片ＭＳを搬送し、受け部１６０に原料片ＭＳを収容できる。そして、制御装置１１０の制御により、受け部１６０に収容される原料片ＭＳの量を調整できる。
【０１０８】
シート製造装置１００においては、受け部１６０に収容された原料片ＭＳの重量を検出するロードセル１６４が配置されている。この構成によれば、受け部１６０に収容された原料片ＭＳの重量を測定することができ、制御装置１１０が、測定した原料片ＭＳの重量に基づく制御を実行できる。例えば、制御装置１１０は、排出パイプ１３２から受け部１６０に搬送された原料片ＭＳの重量に基づき、排出パイプ１３２の回転方向を切り替える制御を行って、原料片ＭＳの搬送量や搬送速度を調整し、原料片ＭＳの搬送を安定化できる。
【０１０９】
シート製造装置１００は、ケース１７０の内部において、ケース１７０の高さ方向に延びる仮想の回転軸を中心として回転し、原料片ＭＳを攪拌する回転体１７２を有する。排出パイプ１３２は、ケース１７０の高さ方向において回転体１７２と重なる位置でケース１７０に接続される。この構成によれば、回転体１７２によって原料片ＭＳを攪拌することにより、ケース１７０において、塊状となった原料片ＭＳをほぐすことができる。また、回転体１７２が原料片ＭＳを攪拌することによって、ケース１７０から排出パイプ１３２に原料片ＭＳを押し出す作用が期待できる。このため、排出パイプ１３２によって、より効率よく原料片ＭＳを搬送できる。
【０１１０】
［２．第２実施形態］
図１２は、第２実施形態におけるシート製造装置１００の動作を示すフローチャートであり、特に、貯留部１３から解繊部２０に原料片ＭＳを搬送する動作を示す。図１２のフローチャートにおいて、図１１と同様の処理には同じステップ番号を付して説明を省略する。
【０１１１】
第２実施形態は、制御装置１１０の別の動作例を示す。第２実施形態のシート製造装置１００は、第１実施形態と共通であり、図１２のステップＳ３１−Ｓ３５が相違する。制御装置１１０は、排出パイプ１３２の回転方向を正方向ＲＯおよび逆方向ＲＶに切り替え可能であり、さらに、排出パイプ１３２の回転速度を複数段階に切り替え可能である。より詳細には、制御装置１１０は、排出パイプ１３２の正回転の回転速度を、標準と低速の２段階に切り替えることができる。標準の回転速度は、例えば図９の回転速度Ｐ１であり、低速の回転速度は、例えば図９の回転速度Ｐ２である。
【０１１２】
図１２の動作例において、制御装置１１０は、ステップＳ１７またはステップＳ１８で回転方向を設定した後に、現在の排出パイプ１３２の回転方向が正方向ＲＯであるか否かを判定する（ステップＳ３１）。正方向ＲＯであると判定した場合（ステップＳ３１；ＹＥＳ）、制御装置１１０は、ロードセル１６４の検出値に基づき原料片ＭＳの量を求め、原料片ＭＳの量が基準量Ｍ１２に達したか否かを判定する（ステップＳ３２）。基準量Ｍ１２は、原料片ＭＳの排出量の増加状態を判定するために基準量Ｍ１および基準量Ｍ２とは別に設定された値であり、基準量Ｍ１＜基準量Ｍ１２＜基準量Ｍ２である。
【０１１３】
制御装置１１０は、原料片ＭＳの量が基準量Ｍ１２に達していないと判定した場合（ステップＳ３２；ＮＯ）、待機する。原料片ＭＳの量が基準量Ｍ１２に達したと判定した場合（ステップＳ３２；ＹＥＳ）、制御装置１１０は、時間ｔが、予め設定された閾値Ｔｂより小さいか否かを判定する（ステップＳ３３）。換言すれば、制御装置１１０は、閾値Ｔｂより短時間で原料片ＭＳの量が基準量Ｍ１２に達したか否かを判定する。閾値Ｔｂは、原料片ＭＳの排出量の増加状態を判定するために閾値Ｔａとは別に設定された時間の閾値であり、閾値Ｔａ＜閾値Ｔｂである。
【０１１４】
時間ｔが閾値Ｔｂより小さい場合（ステップＳ３３；ＹＥＳ）、制御装置１１０は、現在の排出パイプ１３２の回転方向を逆方向ＲＶに変更し（ステップＳ３４）、ステップＳ１９に移行する。一方、時間ｔが閾値Ｔｂより小さい場合（ステップＳ３３；ＹＥＳ）、制御装置１１０は、現在の排出パイプ１３２の回転速度を回転速度Ｐ２に変更し（ステップＳ３４）、ステップＳ１９に移行する。また、現在の排出パイプ１３２の回転方向が逆方向ＲＶであると判定した場合（ステップＳ３１；ＮＯ）、ステップＳ１９に移行する。
ステップＳ１９以後の動作は第１実施形態で説明したとおりである。ステップＳ２２では、ステップＳ１７またはステップＳ１８で設定された回転方向が、排出パイプ１３２の回転方向として設定される。また、ステップＳ２２では、排出パイプ１３２の回転速度は標準の速度である回転速度Ｐ１または回転速度Ｒ１に設定される。
【０１１５】
第２実施形態では、受け部１６０に貯留された原料片ＭＳの量が基準量Ｍ１２に達した後に、排出パイプ１３２の回転方向を逆方向ＲＶとするか、或いは、排出パイプ１３２の回転速度が回転速度Ｐ２に切り替えられる。つまり、原料片ＭＳの量が基準量Ｍ１２に達した後に、排出パイプ１３２を回転速度Ｐ１で回転させることがない。従って、原料片ＭＳの量が基準量Ｍ１２になった後は、原料片ＭＳの搬送速度が、回転速度Ｐ１の場合よりも低速となり、原料片ＭＳがゆっくりと受け部１６０に送られる。
【０１１６】
この動作例によれば、原料片ＭＳの量が基準量Ｍ１２に達してから基準量Ｍ２に達するまでの間は原料片ＭＳの搬送の速度が高速にならないので、原料片ＭＳの量が基準量Ｍ２を超える、いわゆるオーバーシュートを避けることができる。このため、受け部１６０に過剰量の原料片ＭＳが貯留される状態を回避または抑制することができ、解繊部２０への原料片ＭＳの搬送を、より一層、安定化できる。さらに、排出パイプ１３２が正回転する場合、原料片ＭＳが基準量Ｍ１２に達するまでの間は回転速度Ｐ１で動作するので、原料片ＭＳの搬送速度を過剰に低くしてしまうことがなく、搬送効率の低下は懸念されないという利点がある。
【０１１７】
［３．第３実施形態］
図１３および図１４は、第３実施形態におけるシート製造装置１００の動作を示すフローチャートであり、特に、貯留部１３から解繊部２０に原料片ＭＳを搬送する動作を示す。図１３および図１４のフローチャートにおいて、図１２と同様の処理には同じステップ番号を付して説明を省略する。
【０１１８】
第３実施形態は、制御装置１１０の別の動作例を示す。第３実施形態のシート製造装置１００は、第１実施形態と共通であり、図１４のステップＳ４１−Ｓ４９が相違する。
第３実施形態において、制御装置１１０は、排出パイプ１３２の回転方向を正方向ＲＯおよび逆方向ＲＶに切り替え可能であり、さらに、排出パイプ１３２の回転速度を、正方向ＲＯおよび逆方向ＲＶの各々について、複数段階に切り替え可能である。より詳細には、制御装置１１０は、排出パイプ１３２の正回転の回転速度を、標準と低速の２段階に切り替えることができ、逆回転の回転速度を、標準と低速の２段階に切り替えることができる。標準の回転速度は、例えば図９の回転速度Ｐ１、Ｒ１であり、低速の回転速度は、例えば図９の回転速度Ｐ２、Ｒ２である。
【０１１９】
図１３および図１４の動作例において、ステップＳ１１−Ｓ１９の動作は、上述した通りである。
制御装置１１０は、ステップＳ１９で原料片ＭＳの量が基準量Ｍ２に達したと判定した場合に（ステップＳ１９；ＹＥＳ）、連続して正回転の動作を行うか否かを判定する（ステップＳ４１）。ステップＳ４１で、制御装置１１０は、ステップＳ１７またはステップＳ１８で設定した回転方向、および、現在設定されている回転方向を取得する。制御装置１１０は、ステップＳ１３−Ｓ１９を正回転で実行する動作が、連続するか否かを判定する。
【０１２０】
連続して正回転の動作を実行する場合（ステップＳ４１）、制御装置１１０は、ステップＳ１９で原料片ＭＳが基準量Ｍ２に達した場合の時間ｔの値が予め設定された閾値Ｔｆより小さいか否かを判定する（ステップＳ４２）。閾値Ｔｆは、原料片ＭＳの排出量の増加状態を判定するために閾値Ｔａ、Ｔｂとは別に設定された時間の閾値である。
【０１２１】
時間ｔの値が閾値Ｔｆより小さい場合（ステップＳ４２；ＹＥＳ）、制御装置１１０は、排出パイプ１３２の回転速度を、低速に設定し（ステップＳ４３）、ステップＳ２０に移行する。また、時間ｔの値が閾値Ｔｆ以上である場合（ステップＳ４２；ＮＯ）、制御装置１１０は、排出パイプ１３２の回転速度を標準の速度に設定し（ステップＳ４４）、ステップＳ２０に移行する。
【０１２２】
制御装置１１０は、連続して正回転の動作を行う場合でないと判定した場合（ステップＳ４１；ＮＯ）、連続して逆回転の動作を実行するか否かを判定する（ステップＳ４５）。ステップＳ４５で、制御装置１１０は、ステップＳ１７またはステップＳ１８で設定した回転方向、および、現在設定されている回転方向に基づき、ステップＳ１３−Ｓ１９を逆回転で実行する動作が連続するか否かを判定する。
【０１２３】
連続して逆回転の動作を実行する場合（ステップＳ４５）、制御装置１１０は、ステップＳ１９で原料片ＭＳが基準量Ｍ２に達した場合の時間ｔの値が予め設定された閾値Ｔｇより小さいか否かを判定する（ステップＳ４６）。閾値Ｔｇは、原料片ＭＳの排出量の増加状態を判定するために閾値Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｇとは別に設定された時間の閾値である。
【０１２４】
時間ｔの値が閾値Ｔｇより小さい場合（ステップＳ４６；ＹＥＳ）、制御装置１１０は、排出パイプ１３２の回転速度を、低速に設定し（ステップＳ４７）、ステップＳ２０に移行する。また、時間ｔの値が閾値Ｔｇ以上である場合（ステップＳ４６；ＮＯ）、制御装置１１０は、排出パイプ１３２の回転速度を標準の速度に設定し（ステップＳ４８）、ステップＳ２０に移行する。
【０１２５】
制御装置１１０は、連続して逆回転の動作を行う場合でないと判定した場合（ステップＳ４５；ＮＯ）、ステップＳ２０に移行する。
【０１２６】
図１４の動作例では、ステップＳ２２に代えて、ステップＳ４９の動作を実行する。ステップＳ４９で、制御装置１１０は、搬送モーター１５０の回転方向を、ステップＳ１７またはステップＳ１８で設定した回転方向に基づいて切り替え、さらに、回転速度を、ステップＳ４３、Ｓ４４、Ｓ４７、Ｓ４８のいずれかで設定した速度に切り替える。ステップＳ４５において連続して逆回転する場合でないと判定した場合（ステップＳ４５；ＮＯ）、ステップＳ４９では、回転速度を標準の速度とする。
【０１２７】
第３実施形態では、制御装置１１０が正回転の動作を連続して実行する場合であって、閾値Ｔｆより短時間で原料片ＭＳの量が基準量Ｍ２に達した場合に、回転速度を低速に設定する。また、制御装置１１０が逆回転の動作を連続して実行する場合であって、閾値Ｔｇより短時間で原料片ＭＳの量が基準量Ｍ２に達した場合に、回転速度を低速に設定する。この場合、原料片ＭＳを受け部１６０に貯留する動作を実行した場合の実績値である時間ｔの値に基づき、原料片ＭＳが短時間で基準量Ｍ２に達した場合には、次回に受け部１６０に原料片ＭＳを供給する速度を低速にすることができる。ここで、次回の動作とは、底面開口部１６８を開放した後に、受け部１６０に原料片ＭＳを貯留する動作をいう。
【０１２８】
図１３に示す動作では、ステップＳ１６で閾値Ｔａを基準として、次回の動作を正回転とするか逆回転とするかが決定される。図１４のステップＳ４１−Ｓ４８では、閾値Ｔｆ、Ｔｇを利用して、さらに細かく原料片ＭＳの搬送状態を判定し、排出パイプ１３２の回転速度を決定できる。これにより、搬送速度が高速である場合に生じ得る原料片ＭＳの量のオーバーシュートを防止できる。また、オーバーシュートが懸念されない状態では回転速度を標準の速度に維持することで、原料片ＭＳの搬送効率の低下を防止できる。従って、原料片ＭＳを効率よく、速やかに搬送することが可能であり、搬送量を安定化させることができるという効果が得られる。
【０１２９】
［４．他の実施形態］
上述した各実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明を実施する具体的態様に過ぎず、本発明を限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、例えば以下に示すように、種々の態様において実施することが可能である。
【０１３０】
例えば、各実施形態において、制御装置１１０は、排出パイプ１３２を逆方向に回転させる動作中に、攪拌モーター２１０を停止させ、回転部１９０の回転を停止させてもよい。上記各実施形態では、ステップＳ１２で攪拌モーター２１０および搬送モーター１５０の回転を開始させた後は、ステップＳ２３まで、各モーターの動作を継続させる。この場合において、ステップＳ２２またはステップＳ４９で、搬送モーター１５０の回転方向を逆方向ＲＶに切り替えた場合に、制御装置１１０は、攪拌モーター２１０を停止させてもよい。さらに、ステップＳ２２またはステップＳ４９で、搬送モーター１５０の回転方向を逆方向ＲＶから正方向ＲＯに切り替えた場合に、制御装置１１０は、攪拌モーター２１０の動作を開始させてもよい。攪拌モーター２１０を停止させた場合、ケース１７０から排出パイプ１３２に原料片ＭＳを送り出す作用が低減する。このため、排出パイプ１３２から単位時間あたりに排出される原料片ＭＳの量が、より一層低減される。つまり、排出パイプ１３２を正回転させる場合と逆回転させる場合の、原料片ＭＳの搬送量の差が拡大する。このため、制御装置１１０が、原料片ＭＳの搬送量を、より大きな幅で調整可能となる。
上記実施形態において、回転体１７２として円板状の回転部１９０が回転する構成を説明した。しかし、特許文献１に記載のように、回転体を、回転軸と回転軸に支持された棒部材とによって構成し、その回転体をケース１７０内で回転させる構成でもよい。
【０１３１】
上記実施形態では、突起の一例に対応するスパイラル部材１４０が長手方向に一体に連続して形成されたが、長手方向に分離された複数の螺旋部材が設けられる構成でもよい。また、突起は、螺旋状に湾曲した板材でなくてもよい。
【符号の説明】
【０１３２】
９…ホッパー、１０…供給部、１２…粗砕部、１３…貯留部、２０…解繊部、４０…選別部、４５…第１ウェブ形成部、５０…混合部、６０…分散部、７０…第２ウェブ形成部、８０…加工部、９０…切断部、９６…排出部、１００…シート製造装置（繊維搬送装置）、１１０…制御装置（制御部）、１２２…支持部材、１２４…爪部、１３０…攪拌装置、１３１…搬送装置、１３２…排出パイプ（回転体、筒）、１３２Ｃ…内周面（内面）、１３３…搬送路、１３４…計量部、１３５…パイプ支持部材、１３６…載置台、１３７…軸受、１３８…支持台、１４０…スパイラル部材（突起）、１４０Ａ、１４０Ｂ…端部、１４１…リブ、１４２…従動ギア、１５０…搬送モーター（駆動部）、１５２…駆動ギア、１６０…受け部（容器）、１６０Ａ…軸、１６２…閉塞部材、１６４…ロードセル（重量検出部）、１６５…開閉モーター、１６６…上面開口部、１６８…底面開口部、１６９…突出部、１７０…ケース、１７０Ａ…内部空間、１７２…回転体（攪拌部）、１７４…駆動機構、１８０…側壁、１８２…底面、１８３…底面孔、１８４…開口部、１８６…排出部（接続部）、１８８…傾斜面、１８９…排出口、１９０…回転部、１９１…中心孔、１９２…シーリング部材、１９４…接続部材、１９５…挿通部、１９６…羽根（第２の回転体）、１９８…突起部材、２０４…突出片、２１０…攪拌モーター、２１４…収容部材、２１６…駆動軸、２２０…軸受、２３０…張り出し部、Ｆ…搬送方向、Ｌ１…中心軸（軸線）、ＭＡ…原料、ＭＢ…解繊物、ＭＳ…原料片（繊維片）、Ｓ…シート。
【図１】
2020204117.tif 000003
【図２】
2020204117.tif 000004
【図３】
2020204117.tif 000005
【図４】
2020204117.tif 000006
【図５】
2020204117.tif 000007
【図６】
2020204117.tif 000008
【図７】
2020204117.tif 000009
【図８】
2020204117.tif 000010
【図９】
2020204117.tif 000011
【図１０】
2020204117.tif 000012
【図１１】
2020204117.tif 000013
【図１２】
2020204117.tif 000014
【図１３】
2020204117.tif 000015
【図１４】
2020204117.tif 000016