(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のウェブロールからそれぞれウェブを繰り出させる一対のウェブロール駆動機構と、一方のウェブロールのウェブ終端部等の継ぎ合わせ部に他方のウェブロールのウェブ始端部を継ぎ合わせるウェブ継ぎ合わせ機構とを備えたウェブの連続継ぎ合わせ装置において、
一対の上記ウェブロール駆動機構のそれぞれが、定常的に上記ウェブロールを回転させて上記ウェブを繰り出させる主駆動機構と、駆動源との間にワンウェイクラッチを介して配設され、上記ウェブロールの回転駆動初期に該ウェブロールの回転を加速させる副駆動機構とを有しており、
上記主駆動機構は、上記ウェブロール外周に接触して該ウェブロールを回転駆動する無端ベルトを有し、上記副駆動機構は、上記ウェブロールが取り付けられたウェブロールシャフトを回転駆動し、
上記副駆動機構の動作時における、該副駆動機構によるウェブの繰り出し設定速度が、ウェブの定常走行速度の５０〜１００％に設定されていることを特徴とするウェブの連続継ぎ合わせ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェブの連続継ぎ合わせ装置、詳しくは、一対のウェブロールの連続自動継ぎ合わせ時に、ウェブの定常走行速度を低下させずに、継ぎ合わせ作業を円滑に行うことのできるウェブの連続継ぎ合わせ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一対のウェブロールからそれぞれウェブを繰り出させる一対のウェブロール駆動機構と、一方のウェブロールの終端部等の継ぎ合わせ部に他方のウェブロールの先端部を継ぎ合わせるウェブ継ぎ合わせ機構とを備えたウェブの連続継ぎ合わせ装置としては、本願出願人による特公平3-64416 号公報に記載のもの等が知られている。この装置は、定常的にウェブを繰り出している一方のウェブロールのウェブが残り少なくなったときに、このウェブの終端に新しい他方のウェブロールの始端を自動的に継ぎ合わせるものである。
【０００３】
この装置は、ウェブの残りが少ないウェブロールに新しいウェブロールのウェブを継ぎ合わせる以前に、予め新しいウェブロールのウェブを繰り出してダンサーロールに掛け渡しておき、新旧ウェブが継ぎ合わされた直後に、新しいウェブロールによるウェブの繰り出し速度が定常走行速度に達するまでに不足する繰り出し量を、上述したダンサーロールに掛け渡したウェブを該ダンサーロールの移動により繰り出して補充することにより、ウェブにかかる張力を低減させつつウェブの定常走行速度（ライン速度）を低下させないようにすることを目的としたものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したような装置であっても、回転駆動されるウェブロールに巻回されたウェブの量を増やそうとした場合に、ウェブロールの重量が重くなってしまうため、ウェブの繰り出し速度が定常走行速度にまで加速される際の速度の立ち上がり、即ち加速が鈍く、上述したダンサーロールで繰り出しておいたウェブだけで不足分を補充するのが困難である場合もあり、ウェブに加わる張力を十分に低下させにくかったり、ウェブの定常走行速度の維持が困難となる場合があった。また、この装置においては、ベルトをウェブロール外周に接触させてウェブロールを回転駆動しており、ウェブロールの重量が重くなると、回転駆動初期等にウェブロール表面とベルトとの間でスリップが発生しやすくなり、このスリップによりウェブの表面を破損させてしまうというおそれもあった。
【０００５】
一方、ウェブロールの外周側からではなく、ウェブロールが取り付けられるウェブロールシャフトを駆動して、ウェブロール全体を回転駆動させてやることも考えられるが、この場合であっても、ウェブロールシャフト又はウェブロールの巻芯部と巻回されたウェブとの間にスリップが発生してしまうため、やはり十分な加速が得られず、ウェブロールの速度立ち上がりを遅くせざるを得ないという問題や、ウェブに高い張力が作用してしまうおそれがあるという問題を解消することはできない。
【０００６】
本発明は、上述の装置において継ぎ合わされたウェブロールの回転駆動初期の速度立ち上がり、即ち、加速を向上させるための改良に関するものであり、ウェブロールを定常的に回転駆動させる主駆動機構と、ウェブロールの回転駆動初期にその回転を加速させるための副駆動機構とを組み合わせることに特徴を有しており、本発明の目的は、一対のウェブロールの連続自動継ぎ合わせ時に、ウェブの定常走行速度を低下させずに、継ぎ合わせ作業を円滑に行うことのできるウェブの連続継ぎ合わせ装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一対のウェブロールからそれぞれウェブを繰り出させる一対のウェブロール駆動機構と、一方のウェブロールのウェブ終端部等の継ぎ合わせ部に他方のウェブロールのウェブ始端部を継ぎ合わせるウェブ継ぎ合わせ機構とを備えたウェブの連続継ぎ合わせ装置において、一対の上記ウェブロール駆動機構のそれぞれが、定常的に上記ウェブロールを回転させて上記ウェブを繰り出させる主駆動機構と、駆動源との間にワンウェイクラッチを介して配設され、上記ウェブロールの回転駆動初期に該ウェブロールの回転を加速させる副駆動機構とを有しており、上記主駆動機構は、上記ウェブロール外周に接触して該ウェブロールを回転駆動する無端ベルトを有し、上記副駆動機構は、上記ウェブロールが取り付けられたウェブロールシャフトを回転駆動し、上記副駆動機構の動作時における、該副駆動機構によるウェブの繰り出し設定速度が、ウェブの定常走行速度の５０〜１００％に設定されていることを特徴とするウェブの連続継ぎ合わせ装置を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のウェブの連続継ぎ合わせ装置の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は本実施形態を示す全体構成図であり、(a) が平面図、(b) が側面図である。なお、図１には、右側のウェブロールから定常的にウェブが繰り出され、左側のウェブロールが次の継ぎ合わせに対して準備されている状態が示されている。
【００１２】
本実施形態のウェブの連続継ぎ合わせ装置は、ロール状のウェブ同士、特に、引っ張り強度の弱いトイレットティッシュや使い捨ておむつのシート材等のウェブ同士を継ぎ合わせるのに好適なもので、図１に示されるように、一対のウェブロール１，１からそれぞれウェブＷ，Ｗを繰り出させる一対の『ウェブロール駆動機構』と、一方のウェブロール１のウェブ終端部等の継ぎ合わせ部に他方のウェブロール１のウェブ始端部を継ぎ合わせる『ウェブ継ぎ合わせ機構』とを備えている。これらの点に関しては従来のウェブの連続継ぎ合わせ装置と何等変わるところはない。
【００１３】
而して、本実施形態のウェブの連続継ぎ合わせ装置は、一対の上記『ウェブロール駆動機構』のそれぞれが、定常的に上記ウェブロール１を回転させて上記ウェブＷを繰り出させる「主駆動機構」と、駆動源であるモータ１０との間にワンウェイクラッチ５を介して配設され、上記ウェブロール１の回転駆動初期に該ウェブロール１の回転を加速させる「副駆動機構」とを有している。
【００１４】
また、本実施形態のウェブの連続継ぎ合わせ装置においては、上記「主駆動機構」が、上記ウェブロール１外周に接触して該ウェブロール１を回転駆動する無端ベルト３を有し、上記「副駆動機構」が、上記ウェブロール１が取り付けられたウェブロールシャフト２を回転駆動するようになしてある。更に、上記「副駆動機構」の動作時における、該「副駆動機構」によるウェブＷの繰り出し設定速度Ｖ”が、該ウェブＷの定常走行速度Ｖの５０〜１００％に設定されている。
【００１５】
本実施形態のウェブの連続継ぎ合わせ装置について更に詳しく説明する。本実施形態のウェブの連続継ぎ合わせ装置は、一対のウェブロール１，１が取付可能とされており、各ウェブロール１に対して上記ウェブロール駆動機構が１つずつ配設されている。以下には、一対のウェブロール駆動機構のうちの一方についてのみ説明するが、他方についても同様に構成されており、図１中においては、同様の構成については同一の符号を付して示してある。
【００１６】
上記ウェブロール駆動機構は、上述したように上記「主駆動機構」と上記「副駆動機構」とからなっている。上記「主駆動機構」は、駆動源である上記モーター１０−変速機９−クラッチ６−駆動ベルトコンベアからなる。上記駆動ベルトコンベアは、上記クラッチ６に結合されて駆動される駆動ロール４と、該駆動ロールと一対に配されたフリーロール４’と、これらのロール４，４’に取り付けられた無端ベルト３とからなり、上記駆動ロール４の中心を軸に、上記フリーロール４’側が図中Ａ方向に移動可能とされている。なお、上記変速機９からの出力は、２つに分岐されて一対のウェブロール１，１側にそれぞれ振り分けられるようにしてある。
【００１７】
上記「副駆動機構」は、上記モーター１０−変速機８−クラッチ７−ワンウェイクラッチ５−ウェブロールシャフト２からなる。上記ワンウェイクラッチ５は、一方向の回転のみを伝達するような構造を有するクラッチで、本実施形態においては、上記ウェブロールー１から上記ウェブＷを繰り出させる方向にのみ駆動力を伝達するようにされている。
【００１８】
即ち、上記モーター１０から上記クラッチ７を介して伝達された駆動力が上記ウェブＷを繰り出させる方向とは反対方向に上記ウェブロール１を回転駆動させるものである場合や、上記モーター１０から上記クラッチ７を介して伝達された駆動力の回転が既に回転駆動されている上記ウェブロール１の回転よりも遅いような場合には、上記ワンウェイクラッチ５が空回りをして駆動力が伝達されないようにしてある。
【００１９】
上記ワンウェイクラッチ５としては、いわゆるスプラグクラッチ等の公知のものが用いられる。その他の上記クラッチ６，７は、その前後の回転差を吸収しながら駆動力の接続及び切断を行うものである。なお、上記変速機８からの出力も、上記変速機９からの出力と同様に２つに分岐されて一対のウェブロール１，１側にそれぞれ振り分けられるようにしてある。また、上記変速機８，９は、その上流側に接続された上記モーターからの駆動力の伝達・非伝達を切り替えると共に、この駆動力を変速させて下流側のクラッチ６，７に伝達するものである。
【００２０】
そして、上記変速機９には、上記ウェブＷの張力を計測する測定ユニット１６が接続されており、該測定ユニット１６には、張力を検出するためのダンサーロール１５が接続されている。上記ダンサーロール１５は、後述するニップロール１４，１４等の上記ウェブ継ぎ合わせ機構の下流側に配設されており、一対のガイドロール１２，１２間の上記ウェブＷが掛けられており、その上下動から上記ウェブＷに加わる張力を上記計測ユニット１６において検出するようにしてある。
【００２１】
上記ウェブ継ぎ合わせ機構は、進退動可能なシリンダーアーム１３，１３と、その先端に対向して取り付けられた上記ニップロール１４，１４を有している。
上記ウェブロールシャフト２に取り付けられた上記ウェブロール１から繰り出された上記ウェブＷは、ダンサーロール１１に掛けられた後、いくつかのガイドロール１２，１２・・に掛けられて、上記ニップロール１４に掛けられる。
【００２２】
上記ダンサーロール１１は、基端を上記ウェブロールシャフト２部に結合されたアームの先端に回転自在に取り付けられており、該アームがその基端部を中心に移動されるのに伴って図１中Ｂ方向に移動されるようにしてある。
【００２３】
上記ウェブＷの定常走行時（図１中右側）においては、上記ニップロール１４は、走行している上記ウェブＷに対して特に何の作用も及ぼしていない。継ぎ合わされるのを待機している上記ウェブＷ（図１中左側）の始端部は、上記ニップロール１４の表面に吸引されて保持されている。そして、上記ウェブＷの継ぎ合わせ時には、対向している一対の上記ニップロール１４，１４が上記シリンダーアーム１３，１３により突き合わされて、一方の上記ウェブＷの終端と他方の上記ウェブＷの始端とが継ぎ合わされる。
【００２４】
次に、上述した本実施形態の装置により、ウェブを自動的に継ぎ合わせる際の工程について簡単に説明する。図１に示されるように、通常は一方のウェブロール１（図１右側）が定常的に回転駆動されており、その繰り出し速度Ｖ’は定常走行速度Ｖに等しく安定的にされている。このとき、複数のクラッチのうち、右側の上記クラッチ６のみが上記モーター１０の駆動力をその下流側に伝達しており、右側の上記無端ベルト３が上記ウェブロール１の外周に接触されて上記ウェブロール１を回転駆動させている。
【００２５】
上記ウェブロール１に巻回された上記ウェブＷがなくなった場合に継ぎ合わされる新しい他方の上記ウェブロール１（図１左側）が上記ウェブロールシャフト２に取り付けられ、その外側には左側の上記無端ベルト３が接触されるとともに、上記ウェブロール１から上記ウェブＷが一部繰り出されて上記ダンサーロール１１及び複数の上記ガイドロール１２に掛けられた後に、その先端が上記ニップロール１４に掛けられ、該ニップロール１４において上記ウェブＷの端部が吸引されて保持されており、上記ダンサーロール１１は、図１中右方の上記ウェブＷを繰り出させた位置に移動されている。
【００２６】
右方の上記ウェブロール１に巻回された上記ウェブＷの残量が残り少なくなったのをセンサー等により検知し、センサーからの信号を元にタイミングをはかって上記シリンダーアーム１３，１３を突出させて上記ニップロール１４，１４を突き合わせ、右方の上記ウェブロール１の上記ウェブＷの終端と左方の上記ウェブロール１の始端とを結合させる。結合に際しては、左方の上記ウェブロール１の始端に両面テープ等を貼着しておけば、上記ニップロール１４，１４を突き合わせた際に自動的に結合される。
【００２７】
継ぎ合わせがされると同時に、上述したセンサーからの信号を元にタイミングをはかって右方の上記クラッチ６が切られると共に、左方の上記クラッチ６及び上記クラッチ７により上記モーター１０の駆動力がその下流側に伝達される。左方の上記ウェブロール１の回転は、その外周側からは上記無端ベルト３との接触により駆動されると共に、その中心側からは上記ウェブロールシャフト２を介して駆動され、良好な速度立ち上がり即ち加速を発現させ、早期にその上記ウェブＷの繰り出し速度Ｖ’が定常走行速度Ｖにされる。
【００２８】
このとき、上記クラッチ７よりの駆動力は上記ワンウェイクラッチ５を介して上記ウェブロールシャフト２に伝達されており、この駆動力による上記ウェブＷの繰り出し設定速度Ｖ”は定常走行速度Ｖの５０〜１００％の範囲に設定されており、上記ウェブロール１からの繰り出し速度Ｖ’がこの繰り出し設定速度Ｖ”よりも速くなった時点で上記ワンウェイクラッチ５は空回りを始め、上記ウェブロールシャフト２へは駆動力が伝達されなくなり、それ以後は上記無端ベルト３によってのみ駆動される。
【００２９】
上記ウェブＷの定常走行時には、上記ダンサーロール１５の移動量により該ウェブＷに加わる張力を上記測定ユニット１６により検出し、検出された値に応じて上記変速機９を制御して、定常走行速度Ｖが一定に保持されるように制御される。なお、本実施形態のように、定常的な駆動を上記無端ベルト３との接触により行うようにすれば、該無端ベルト３を定速で駆動させておけば、上記ウェブロール１の半径が上記ウェブＷの繰り出しに伴って変化したとしても、繰り出し速度Ｖ’を一定に保持させておくのが容易である。
【００３０】
なお、上記ウェブロール１からの上記ウェブＷの繰り出しが進むにつれて、該ウェブロール１の半径は小さくなるが、上記フリーロール４’を図１中Ａ方向に移動させることにより、常に上記無端ベルト３を上記ウェブロール１の外周に接触させておくことができる。
【００３１】
繰り出し速度Ｖ’が定常走行速度Ｖにまで加速される間においても、上記ウェブＷの次工程への送出は定常走行速度Ｖを維持しなくてはならないため、継ぎ合わせ直後にウェブ繰り出し速度Ｖ’が定常走行速度Ｖにまで加速される間に不足する上記ウェブＷの繰り出しを上記ダンサーロール１１を図中Ｂ方向に移動させることにより補充して上記ウェブＷの次工程への送出を定常走行速度Ｖに維持する。
【００３２】
上記ダンサーロール１１のＢ方向への移動は、上記ウェブＷに加わる張力を受けて受動的に移動するようなパッシブ制御方式としても良いが、上記ウェブＷにできるだけ余計な張力を与えないという観点から、リニアサーボモータ等を用いて積極的に上記ダンサーロール１１をＢ方向に移動させるようにしたアクティブ制御方式によるのが好ましい。
【００３３】
本実施形態においては、繰り出し速度Ｖ’の立ち上がり、即ち加速が良好であるため、上記ダンサーロール１１により繰り出されている上記ウェブＷを不足分として繰り出している間に繰り出し速度Ｖ’を定常走行速度Ｖにすることが容易に行え、補充すべき上記ウェブＷがなくなってしまうようなことはない。
【００３４】
ここで、上記副駆動機構による上記ウェブＷの繰り出し設定速度Ｖ”は、該ウェブＷの定常走行速度Ｖの５０〜１００％の範囲に設定されており、この繰り出し設定速度Ｖ”が、定常走行速度Ｖの５０％未満に設定されると、上記副駆動機構による上記ウェブロール１の回転を加速させる効果がほとんど得られなくなってしまい、該ウェブロール１からの上記ウェブＷの繰り出し速度Ｖ’の立ち上がりを良くすることはできない。
【００３５】
また、上記副駆動機構による上記ウェブロール１の回転駆動は、できるだけ速く該ウェブロール１の上記ウェブＷの繰り出し速度Ｖ’を定常走行速度Ｖにすることが目的であり、定常走行速度Ｖとなった後は上記主駆動機構により駆動すれば良く、繰り出し設定速度Ｖ”を定常走行速度Ｖの１００％を超える範囲に設定することは意義のあることではない。また、継ぎ動作後の上記ウェブロール１の繰り出し速度Ｖ’をできるだけはやく、効率良く定常走行速度Ｖに到達させるためには、加速過程における上記副駆動機構のトルク付加時間はできるだけ長い程良く、この観点から、繰り出し設定速度Ｖ”は上述の範囲の中でも特に８０〜１００％の範囲に設定されることが好ましい。
【００３６】
なお、上記ウェブロール１の繰り出し速度Ｖ’が定常走行速度Ｖとなった後にしばらくの間、繰り出し速度Ｖ’を定常走行速度Ｖよりもやや速くし、この間に上記ダンサーロール１１を初期位置に戻すようにするようにすることができる。
このようにして、一方のウェブロール１に巻回された上記ウェブＷの終端部に、他方のウェブロール１に巻回された上記ウェブＷの始端部を円滑に継ぎ合わせることができる。
【００３７】
本実施形態のウェブの連続継ぎ合わせ装置は上述の如く構成されており、本実施形態のウェブの連続継ぎ合わせ装置によれば、上記ウェブロール１を停止状態から回転駆動する際に、該ウェブロール１を定常的に回転駆動させる主駆動機構に加えて、回転駆動初期の加速を効率的に行うための副駆動装置をも有しているため、上記ウェブロール１の初期重量が重いような場合であっても、上記ウェブロール１からの上記ウェブＷの繰り出し速度Ｖ’の初期立ち上がりが良く、上記ウェブＷに過大な張力を作用させてしまうことなく且つ定常走行速度（ライン速度）Ｖを低下させることなく、円滑に継ぎ合わせを行うことができる。
【００３８】
また、本実施形態の場合、上記ウェブロール１の回転駆動初期に、主駆動機構により該ウェブロール１を外周側から駆動させると共に、副駆動機構により該ウェブロール１を中心側から駆動させ、外周表面及び中心軸においてスリップを発生させにくくしており、この点からも上記ウェブＷの継ぎ合わせを円滑が行えるようになしてある。
【００３９】
更に、本実施形態のウェブの連続継ぎ合わせ装置は、上記副駆動機構による上記ウェブＷの繰り出し設定速度Ｖ”が、ウェブ定常走行速度Ｖの５０〜１００％の範囲に設定されているため、繰り出し速度Ｖ’の立ち上がり、即ち加速を効率的に行え、その結果、繰り出し速度Ｖ’が早期に定常走行速度Ｖにまで達し、上記ウェブＷに余計な張力を与えず、且つ継ぎ合わせも円滑に行うことができる。
【００４０】
本発明のウェブの連続継ぎ合わせ装置は上記実施形態に制限されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更可能である。
【００４３】
【発明の効果】
本発明のウェブの連続継ぎ合わせ装置によれば、一対のウェブロールの連続自動継ぎ合わせ時に、ウェブの定常走行速度を低下させずに、継ぎ合わせ作業を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のウェブの連続継ぎ合わせ装置の一実施形態を示す全体構成図であり、(a) が平面図、(b) が側面図である。
【符号の説明】
１  ウェブロール
２  ウェブロールシャフト
３  無端ベルト
４  駆動ロール
４’フリーロール
５  ワンウェイクラッチ
６，７  クラッチ
８，９  変速機
１０  モータ
１１  ダンサーロール
１２  ガイドロール
１３  シリンダーアーム
１４  ニップロール
１５  ダンサーロール
１６  測定ユニット
Ｖ    定常走行速度
Ｖ’  繰り出し速度
Ｖ”  繰り出し設定速度
【図１】
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