(57)【要約】  巻戻し装置は、巻芯が導入され、かつ、ウェブ材料（Ｎ）が供給されるニップ（１５）を画定する第一巻取ローラ（１１）及び第二巻取ローラ（１３）と、少なくとも一対のモータ駆動係合部材（５７）とを備え、前記係合部材が、巻芯の両端に係合し、各ログの巻取サイクルの少なくとも一部分の間、巻芯に回転運動を伝達する。係合部材及び第一及び第二巻取ローラは、形成すべきログが第一及び第二巻取ローラに接触するように製造され配置される。さらに、前記第一及び第二巻取ローラと共に巻き取り空間を画定する第三巻取ローラ（１７）が設けられており、前記第三巻取ローラは、前記巻取空間における各ログの増大及び完成を可能にするために移動可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニップ（１５）を画定する第一巻取ローラ（１１）及び第二巻取ローラ（１３）を備え、前記ニップ（１５）を通して、巻芯（Ｃ、Ｃ２）が導入され、かつ、ウェブ材料（Ｎ）が供給され、
少なくとも一対のモータ駆動係合部材（５７）を有し、前記係合部材（５７）が、巻芯の両端部に係合し、かつ、各ログの巻取サイクルの少なくとも一部分の間、巻芯に回転運動を伝達し、
前記係合部材と前記第一及び第二の巻取ローラとが、前記第一及び第二ローラに形成すべきログが接触するように、設計され、かつ配置された
巻芯（Ｃ，Ｃ２）の周りにログ（Ｒ）の形態でウェブ材料を巻き取るための巻戻し装置において、
前記第一及び第二巻取ローラと共に、巻取空間を形成する第三巻取ローラ（１７）を設け、
前記第三巻取ローラ（１７）を、前記巻取空間において、各ログの巻取りが増大して完成することができるように移動可能にした
ことを特徴とする巻戻し装置。
【請求項２】
前記第三巻取ローラ（１７）が、第一アーム（１９）の振動を制御するために第一作動装置（２３）に結合された、第一振動軸（Ａ）を中心に振動する少なくとも一つのアーム（１９）で支持されている
ことを特徴とする請求項１に記載の巻戻し装置。
【請求項３】
前記第一振動軸（Ａ）が、移動可能な部材（２７）によって支持されている
ことを特徴とする請求項２に記載の巻戻し装置。
【請求項４】
前記第一振動軸（Ａ）が、第二アーム（２７）の振動を制御するために第二作動装置（３１）に結合された、第二振動軸（Ｂ）を中心に振動する少なくとも一つの第二アーム（２７）によって支持され、
前記第一及び第二振動軸（Ａ，Ｂ）が、相互に平行である
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の巻戻し装置。
【請求項５】
第一及び第二巻取ローラ（１１，１３）の回転軸を含む平面に対して、
前記第一振動軸（Ａ）が、ログ（Ｒ）の取出し側にあり、
前記第二振動軸（Ｂ）が、前記平面の反対側にある
ことを特徴とする請求項４に記載の巻戻し装置。
【請求項６】
前記少なくとも一つの第一振動アーム（１９）と前記少なくとも一つの第二振動アーム（２７）とが、少なくとも、ログの巻取サイクルの一部分の間、第一、第二及び第三巻取ローラの形成すべきログに対する接触領域が二等辺三角形の頂点に位置するように制御される
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の巻戻し装置。
【請求項７】
前記第三巻取ローラが、ログが三つのローラに接触するほぼ全巻取り段階の間、第一及び第二巻取ローラと前記ログとの各接触領域から実質的に等距離の領域でログに接触する
ことを特徴とする請求項６に記載の巻戻し装置。
【請求項８】
少なくとも各ログ（Ｒ）の巻取サイクルの一部分の間、第三巻取ローラの軸が、巻き取られるべきログ（Ｒ）の軸がそれに沿って移動する直線（Ｔ）に沿って移動するよう、前記第一及び第二振動アームが配置され、制御される
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の巻戻し装置。
【請求項９】
一対の前記係合部材（５７）を備えている
ことを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の巻戻し装置。
【請求項１０】
係合部材（５７）が、各巻芯が回転させられ、ウェブ材料と接触した後に、各巻芯（Ｃ，Ｃ２）と係合するよう配置され制御される
ことを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の巻戻し装置。
【請求項１１】
係合部材が、ログの巻取りが完了する前に、巻芯から解放されるよう配置され、制御される
ことを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の巻戻し装置。
【請求項１２】
第一及び第二巻取ローラの間のニップ（１５）に順次、巻芯を導入する巻芯導入装置（４７）を備え、
前記導入装置（４７）によって導入された各巻芯が、その後、前記係合部材によって係合される
ことを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載の巻戻し装置。
【請求項１３】
前記ニップ（１５）の上流で、前記第一巻取ローラ（１１）を囲むようにのびる転動面（３３）を備え、
前記導入装置（４７）が、第一巻取ローラ（１１）と転動面（３３）との間に巻芯を導入し、
前記係合部材が、前記転動面の下流、又は前記転動面の端部のレベルで、各巻芯（Ｃ，Ｃ２）に係合する
ことを特徴とする請求項１２に記載の巻戻し装置。
【請求項１４】
前記係合部材（５７）の各々が、巻芯をクランプするための少なくとも一つの膨張室（７１）を備えている
ことを特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載の巻戻し装置。
【請求項１５】
前記係合部材の各々が、巻芯をクランプするために相互に隣接する二つの膨張室（７１）を備えている
ことを特徴とする請求項１４に記載の巻戻し装置。
【請求項１６】
前記一つ又は複数の膨張室が、環状にのびている
ことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の巻戻し装置。
【請求項１７】
前記一つ又は複数の膨張室（７１）が、中空中央シャフト（６７）に回転可能に支持されたヘッド（６１）上に配置され、かつ、加圧流体源に接続され、
前記ヘッドが軸方向に動いて、巻芯に挿入され、かつ、巻芯から引き出される
ことを特徴とする請求項１４〜１６の何れか一項に記載の巻戻し装置。
【請求項１８】
前記ヘッドが、前記ヘッドの回転を生み出すために回転させられる回転スリーブ（７３）に回転方向に結合される
ことを特徴とする請求項１７に記載の巻戻し装置。
【請求項１９】
前記回転スリーブ及び前記ヘッドが、溝結合手段（７３Ａ）を用いて結合される
ことを特徴とする請求項１８に記載の巻戻し装置。
【請求項２０】
第一及び第二巻取ローラ（１１，１３）間のニップ（１５）を通して第一巻芯を導入し、第一のログ（Ｒ）を形成するために所定の量のウェブ材料を回転支持された前記巻芯の周囲に巻回し、巻き取りの間、巻芯及び形成すべきログの回転を前記第一及び第二巻取ローラと一対の巻芯係合部材とにより制御し、
巻取りの最後に、ウェブ材料を切断し、最後の自由端と最初の自由端を形成し、
第二の巻芯（Ｃ２）へのウェブ材料の巻取りを開始する
巻芯にウェブ材料のログを巻き取る方法において、
少なくとも巻取サイクルの一部分で、前記ログの回転を、第一及び第二巻取ローラと共に巻き取り空間を画定する可動軸を備えた第三巻取ローラ（１７）でも制御する
ことを特徴とする巻芯にウェブ材料のログを巻き取る方法。
【請求項２１】
前記巻芯の係合部材を、ログの巻取りが完了する前に、巻芯から外し、
前記三つのローラ間で巻取りが完了すると同時に、前記係合部材を次の巻芯との係合点に向けて移動させる
ことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記巻芯が、前記係合部材によって係合される前に、回転支持されている
ことを特徴とする請求項２０又は２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記巻芯が、前記係合部材によって係合される前に、ウェブ材料に接触させられる
ことを特徴とする請求項２０〜２２の何れか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記巻芯が、一対の係合部材によって係合され、
前記係合部材が、巻取りの完了前の形成段階においてログから外され、次の巻芯に係合するための係合位置まで戻される
ことを特徴とする請求項２０〜２３の何れか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記第三巻取ローラ（１７）が第一アーム（１９）によって支持され、
前記第一アーム（１９）が第二アーム（２７）に支持された軸を中心に振動し、
前記第二アーム（２７）が固定軸を中心に交互に振動する
ことを特徴とする請求項２０〜２４の何れか一項に記載の方法。
【請求項２６】
少なくともログの巻取サイクルの一部分の間、前記少なくとも一つの第一振動アーム（１９）と、前記少なくとも一つの第二振動アーム（２７）と制御して、
第一、第二及び第三ローラを、ログの円周に沿って、二等辺三角形の頂点のレベルに実質的に位置する領域のレベルで前記ログに接触させる
ことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
ログが三つのローラと接触するほぼ全巻取り段階において、ログと前記第三巻取ローラとの間の接触領域が、第一及び第二巻取ローラのログとの各接触領域から等距離にある
ことを特徴とする請求項２５又は２６に記載の方法。
【請求項２８】
巻取空間を画定する第一巻取ローラ（１１）、第二巻取ローラ（１３）及び第三巻取ローラ（１７）を備え、
第三巻取ローラが、少なくとも第一振動軸（Ａ）を中心に振動する第一アーム（１９）によって支持され、
前記少なくとも一つの振動アーム（１９）の振動を制御するために、前記少なくとも一つの振動アーム（１９）が、第一作動装置（２３）に結合された
ウェブ材料のログ製造用巻戻し装置において、
前記第一振動軸が、少なくとも第二振動軸（Ｂ）を中心に振動する第二アーム（２７）によって支持され、
前記第二振動軸（Ｂ）が第一振動軸と平行であり、
第二振動アームの振動を制御するために、前記少なくとも一つの第二振動アームが、第二作動装置（３１）に結合されている
ことを特徴とする巻戻し装置。
【請求項２９】
第一及び第二巻取ローラ（１１，１３）の回転軸を含む平面に対して、
前記第一振動軸（Ａ）が、ログ（Ｒ）の取出し側にあり
第二振動軸が、前記平面の反対側にある
ことを特徴とする請求項２８に記載の巻戻し装置。
【請求項３０】
ログの巻取サイクルの少なくとも一部分の間、前記少なくとも一つの第一振動アーム（１９）と、前記少なくとも一つの第二振動アーム（２７）とを制御して、
ログの円周に沿って、二等辺三角形の頂点のレベルに実質的に位置する領域で、第一、第二及び第三巻取ローラが、前記ログに接触するようにした
ことを特徴とする請求項２８又は２９に記載の巻戻し装置。
【請求項３１】
ログが三つのローラと接触するほぼ全巻取り段階において、第一及び第二巻取ローラのログとの各接触領域から実質的に等距離の領域において、前記第三巻取ローラがログに接触する
ことを特徴とする請求項３０に記載の巻戻し装置。
【請求項３２】
各ログ（Ｒ）の巻取サイクルの少なくとも一部分の間、それに沿って巻回されるべきログ（Ｒ）の軸が移動する直線（Ｔ）に沿って第三巻取ローラの軸が移動するように、前記第一及び第二振動アームが制御され配置される
ことを特徴とする請求項２８〜３１の何れか一項に記載の巻戻し装置。
【請求項３３】
第一及び第二巻取ローラ（１１，１３）間のニップ（１５）を通して第一巻芯を導入し、
第一ログ（Ｒ）を形成するために回転支持された前記巻芯に所定量のウェブ材料を巻回し、
巻取サイクルの少なくとも一部分の間、形成すべきログが、前記第一及び第二巻取ローラと、第三可動巻取ローラ（１７）とに接触してログの直径の増大を制御し、
前記第三巻取ローラが、第一軸（Ａ）を中心に振動する少なくとも一つのアーム（１９）によって支持され、
巻取りの最後に、ウェブ材料を切断して、最後の自由端と最初の自由端を形成し、第二の巻芯へのウェブ材料の巻取りを開始する
巻芯にウェブ材料のログを巻き取る方法において、
前記第一軸（Ａ）が、第一軸と平行な第二振動軸（Ｂ）を中心に振動する
ことを特徴とする巻芯にウェブ材料のログを巻き取る方法。
【請求項３４】
前記第一振動アーム（１９）が、前記第一振動軸（Ａ）のレベルで第二振動アーム（２７）に枢止される
ことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
ログの巻取サイクルの少なくとも一部分の間、前記少なくとも一つの第一振動アーム（１９）と、前記少なくとも一つの第二振動アーム（２７）とを制御して、
第一、第二及び第三巻取ローラが、ログの円周に沿って、二等辺三角形の頂点に実質的に位置する領域のレベルで前記ログに接触するようにした
ことを特徴とする請求項３３又は３４に記載の方法。
【請求項３６】
ログが三つのローラと接触するほぼ全巻取り段階において、ログと前記第三巻取ローラとの間の接触領域が、第一及び第二巻取ローラとログとの各接触領域から等距離にある
ことを特徴とする請求項３３〜３５の何れか一項に記載の方法。
【請求項３７】
各ログ（Ｒ）の巻取サイクルの少なくとも一部分の間、第三巻取ローラの軸が、それに沿って巻回されるログ（Ｒ）の軸が移動する直線（Ｔ）に沿って移動するように、前記第一及び第二の振動アームが配置され、制御される
ことを特徴とする請求項３３〜３６の何れか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェブ材料を巻芯に巻き取って、巻回ウェブ材料のログを形成するための巻戻し装置に関する。
より具体的には、本発明は、形成すべきログの外面と接触することによって形成すべきログに回転運動を伝達する表面巻取り部材を備えた巻戻し装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トイレットペーパーやキッチンタオル等のロールを製造するためには、一つ又は複数のティッシュペーパーのパイルが、直径の大きい一つ又は複数の親リールから外され、一つ又は複数のパイルによって形成された所定の量のウェブ材料が、典型的には、厚紙やプラスチック等で形成された個々の筒状巻芯上に巻き取られる。従って、形成されたログは、順次、最終的な包装製品の長さに等しい軸長を有する小さいロールに切断される。
【０００３】
現在の巻戻し装置では、巻取りは、周囲又は表面巻取り部材(peripheral or surface winding members)、典型的には、巻取ローラ、ベルト又はこれらの要素の組み合わせによって行われる。形成すべきログの外面に接触するこれらの部材によって、巻芯及び形成すべきログへ回転運動が付与される。典型的には、三つの巻取ローラによって画定された巻取クレードル内でログは形成される。前記巻取ローラの一つは、形成すべきログの直径の増大を許容し、かつ制御するために移動可能である。
【０００４】
このタイプの表面巻戻し装置の例は、米国特許Ａ５９７９８１８号、英国特許Ｂ２１０５６８８号、欧州特許Ａ０５２４１５８号及び米国特許Ａ５７６９３５２号に開示されている。
【０００５】
米国特許Ａ６３７８７９９号には、三つのローラを備えた表面巻戻し装置が開示されており、この装置では、第三ローラは、軸を中心に回転する一対のアームによって支持されており、前記軸は、三つのローラによって画定された巻取クレードル内におけるログの増大方向と平行に移動するスライド部材によって支持されている。このレイアウトの目的は、ログの直径が変わった時の巻取りを改善することにある。
【０００６】
装置の望ましい設計では、巻芯を回転することによって、又はセントラル機構(central mechanism)、即ち、スピンドル又は巻芯に係合するモータ駆動軸を用いた巻取り軸によって巻取りは実行される。このタイプの巻戻し装置の例は、米国特許Ａ６５１３７５０号、米国特許Ａ６１７９２４１号及び米国特許Ａ５７２５１７６号に開示されている。
【０００７】
国際特許公開０２０５５４２０号には、ニップを画定する第一巻取ローラ及び第二巻取ローラを備え、前記ニップを通して、巻芯が導入され、かつ、ウェブ材料が供給される巻芯の周りにウェブ材料をログの形態で巻き取る巻戻し装置が開示されている。また、この巻戻し装置は、少なくとも一対のモータ駆動係合部材を備え、この係合部材は、モータ駆動センター部材の形態であり、巻芯の両端に係合し、各ログの巻取サイクルの間、巻芯に回転運動を伝達する。係合部材と第一及び第二巻取ローラとは、形成すべきログが巻取り中に巻取ローラに接触するように設計され配置される。
【０００８】
【特許文献１】米国特許Ａ５９７９８１８号
【特許文献２】英国特許Ｂ２１０５６８８号
【特許文献３】欧州特許Ａ０５２４１５８号
【特許文献４】米国特許Ａ５７６９３５２号
【特許文献５】米国特許Ａ６３７８７９９号
【特許文献６】米国特許Ａ６５１３７５０号
【特許文献７】米国特許Ａ６１７９２４１号
【特許文献８】米国特許Ａ５７２５１７６号
【特許文献９】国際特許公開０２０５５４２０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本巻戻し装置は、二つの巻取りシステムを組み合わせて、固有の特性を有するログを連続して高速で製造することを可能にしている。従って、特に、発明されたシステムは、形成すべきログの軸の正確な位置を瞬間毎に認識し、従って、この位置を制御するという利点を提供する。これにより、センター部材の動作が電子的に制御され、その結果、制御ユニットは、巻取サイクル中のどの瞬間においても、この位置を認識し、及び／又は修正することができる。さらにまた、その軸を中心に回転するセンター部材の回転が、例えば、速度において、制御され得るので、システムは、巻取ローラによってログに伝達される巻取りトルクと、センター部材によって伝達される巻取りトルクとのバランスをとることができ、内側の巻芯と外側の巻かれたウェブ材料との間の相互スリップを防止することができる。これらの動作特性は、柔らかいログの巻取りの時、即ち、低密度なログの巻取りの時、及び／又は高度なエンボス加工が施された紙ウェブ材料の巻き取りの時に、特に有利である。
【００１０】
本発明の目的は、周囲巻取り手段と中心巻取り手段とを組み合わせて、例えば、製品品質、構造の簡単化、及び巻取り制御効率に関する利点を得ることが可能な、上記したタイプの巻戻し装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本質的には、第一の特徴によれば、本発明は、一つのローラが形成されるべきログが増大することを可能にするために移動可能な三つの巻取ローラで形成される巻取クレードルに、各ログの巻取サイクルの少なくとも一部分の間、前記ログに巻取りトルクの一部を伝達するモータ駆動センター部材から成るシステムを組み合わせる。巻芯の両端に係合するセンター部材又は他の一対のモータ駆動部材と組み合わせて三つのローラを使用することにより、巻取サイクルの制御が改善される。この方法では、巻芯の係合部材は巻取りが完了する前に外すことができ、及び／又は、前記係合部材は巻取りが開始する瞬間に対して遅れて巻芯に係合することができる。特に、これにより、装置の管理をより柔軟に行うことが可能になり、また、一対の係合部材を設ける可能性を提供する。
【００１２】
有利な実施例によれば、第三巻取ローラは、第一振動軸を中心に振動する少なくとも一つのアームによって支持され、前記アームは、アームの振動を制御するために第一作動装置に結合される。また、好ましくは、第一振動軸は、可動要素によって、詳細には、第二振動軸を中心に振動する第二アームによって支持され、前記第二アームは、第二アームを制御するために第二作動装置に結合される。
【００１３】
第一及び第二の振動軸は、相互に平行である。このレイアウトにより、巻取り中に、ログが増大する方向に平行な方向に沿って、第三巻取ローラの軸を移動し、第三巻取ローラの軸をログの軸を含む平面上に維持することが可能になる。巻取り中に類似した動きを可能にする他の形態に関しては、二重振動アームを使用することにより、さらなる利点を得ることが可能になる。一方において、メカニズムシステムが簡単化され、かつ、より簡単に、より迅速に制御することが可能になる。さらにまた、ログが完成してログを取り出さなければならない時、第三巻取ローラは、ログの取り出しに必要な空間を作るために、その位置から離れるように動かされなければならず、そして、その後直ぐに、次の形成すべきログに接触するために第一及び第二巻取ローラの間のニップに向けて戻されなければならない。二重振動アームを供えたメカニズムを使用することにより、この動作を極めて迅速に行うことが可能になる。ログの巻取サイクルが数秒（現在の巻戻し装置においては約２，３秒）しか続かないことを考慮すると、第三ローラがログの最終巻取位置から次のログの初期巻取位置まで移動する速度は、機械を正確に動作させ、高い製造速度を得るための本質的要素である。
【００１４】
実際、交換段階の間、言い換えれば、ウェブ材料が切断され、完成したログが取り出され、次の巻取サイクルを開始するために、ウェブ材料の切断によって形成された最初の自由端を次の巻芯に接着する段階の間、巻取領域に向かうウェブ材料の速度が下がらないことを考慮しなければならない。実質的に、様々なログの様々な連続巻取サイクルの間、ウェブ材料の供給速度は、原則として一定のままである。
【００１５】
上記した連接アームシステムで巻取ローラを支持するレイアウトによって、第三巻取ローラは、巻取サイクルの殆どにおいて、第一及び第二巻取ローラから等距離の位置に有利に保持され得る。言い換えれば、ローラのログとの三つの接触点は、二等辺三角形の頂点のレベルにあり、その二等辺三角形の底辺は、第一及び第二巻取ローラの中心を結ぶ線によって画定される。
【００１６】
実際、第三巻取ローラがログの増大する線に追従するように第三巻取ローラの動きは制御される。前記ログの増大する線は、増大するログの軸が、それに沿って動く線である。好ましくは、この線は、直線であり、同じ直径の第一及び第二巻取ローラを使用することによって得ることができる。
【００１７】
前述のレイアウトにより、特に、非常に巻数の多い製品の巻取りに対して、巻取りの最適な制御が可能になり、高品質な最終製品を得ることができる。三つの巻取ローラの存在により、ログとその軸の位置を正確に確認することが可能になり、その結果、各ログの巻取りが始まった後に前記係合を行う時でも、前記係合部材による巻芯の係合が容易になる。
【００１８】
また、巻取ローラの配置と、少なくとも一つの振動アーム（好ましくは、一対の振動アーム）によって支持された移動可能な巻取ローラを設けること、そして、前記振動アームの振動軸を他の振動アーム又は他の一つの振動アームに連結することは、巻取りが単独面(exclusively surface)であるか、又は周辺タイプ(peripheral type)である時、即ち、巻芯と係合して巻芯を回転させる部材がない時に、有利に用いられ得る。特に、第一及び第二巻取ローラに関して第三巻取ローラを一定の距離に維持することができるという利点が得られ、この構造により、第三ローラを、完成したログの取出位置から、次のログの初期巻取位置まで急速に移動させることが可能になる。
【００１９】
三つの巻取ローラ群を用いることにより、一対の巻芯係合部材を用いることが可能になる。実際、これらの係合部材、即ち、センター部材は、巻取領域へ巻芯が導入され始めた直後に巻芯に係合することができ、及び／又は巻取りが完了する前に巻芯から外れることができる。実際、各ログの巻取サイクルの第一段階及び／又は最終段階は、巻芯係合部材の貢献なしに、巻取ローラの独占制御(exclusive control)下で行われる。これにより、装置は構造的観点及び制御的観点から簡単化され、経済的及び機能的な利点が得られる。
【００２０】
好ましくは、この場合、係合部材は、巻芯が回転させられ、かつ、巻芯がウェブ材料に接触させられた後に、巻芯に係合するよう配置され制御される。有利には、選択的に、係合部材は、ログの巻取りが完了する前に、巻芯から外れるように設計され配置される。
【００２１】
本質的に公知の方法では、巻戻し装置は、巻芯を第一及び第二ローラ間のニップに向けて順次、導入するための芯導入装置を備えることができ、前記芯導入装置によって導入された各巻芯は、係合部材によって順次係合される。本発明の好ましい実施例には、第一及び第二巻取ローラ間のニップの上流において、第一巻取ローラの周囲に伸びる転動面が設けられる。芯導入装置は、第一巻取ローラと転動面との間に巻芯を導入するよう配置され設計され、同時に、係合部材は、転動面の下流で各巻芯に係合するよう製造され配置される。
【００２２】
好ましい実施例においては、前記係合部材の各々が、巻芯をクランプするための少なくとも一つの膨張室を備える。膨張室は、例えば、回転ヘッドの外側に配置された環状室から成り、巻芯の端部に挿入され、そして、膨張室を膨張させることにより、筒状巻芯の内面をクランプする。また、センター部材又は他の係合部材と巻芯との間に、他の相互作用する係合機構を設けることもできる。好ましくは、クランプの信頼性を向上させるために、二つの隣接する環状膨張室が用いられる。
【００２３】
好ましい実施例においては、一つ又は複数の膨張室を支持するヘッドは、回転軸に設けられ、加圧流体源に接続される。前記ヘッドは、巻芯に対して軸方向に挿入され、かつ取り外されるよう作動する。また、ヘッドは、ヘッドを回転させるために回転した回転スリーブに回転方向に連結され得る。
【００２４】
異なる特徴によれば、本発明は、巻取空間を画定する第一巻取ローラ、第二巻取ローラ及び第三巻取ローラを備え、第三巻取ローラが、第一振動軸を中心に振動する少なくとも一つの第一アームによって支持され、前記少なくとも一つの第一振動アームが、前記少なくとも一つの第一振動アームの振動を制御するために第一作動装置に接続されたウェブ材料のログを製造するための巻戻し装置に関する。特徴的には、第一振動軸は、第一振動軸と平行な第二振動軸を中心に振動する少なくとも一つの第二アームによって支持され、前記少なくとも一つの第二振動アームは、第二振動アームの振動を制御するために第二作動装置に接続されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明は、以下の説明及び発明の非限定的な実施例を示す添付図面によってより良く理解される。各図において同一の符号は、同一又は同等の部材を示している。
【００２６】
図１は、本発明に係る巻戻し装置の好ましい構成の概略側面図である。巻き取るべきウェブ材料Ｎの軌道に沿って、スプレッダローラ１と一対の供給及びガイドローラ３とが配置されている。前記供給及びガイドローラ３の下流には、ミシン目開けユニット５が配置されている。このミシン目開けユニット５は公知の形式のものであるので、ここでは、詳細には説明しない。ミシン目開けユニット５は、等間隔なミシン目線をウェブ材料Ｎ上に形成する。前記ミシン目線は、ウェブ材料Ｎを、最終的な使用者が前記ミシン目線に沿って分離することができる複数の個別セクション又はシートに分割する。
【００２７】
巻取りシステムは、ミシン目開けユニット５の下流に配置されている。この巻取りシステムは、第一巻取ローラ１１を備え、ウェブ材料Ｎは、この第一巻取ローラ１１を中心として供給される。第一巻取ローラ１１は、第二巻取ローラ１３と共に、ニップ１５を形成し、このニップ１５を通ってウェブ材料を移動し、また、巻芯もこのニップ１５を通って移動する。また、第一及び第二巻取ローラ１１，１３は、第三巻取ローラ１７と共に、ウェブ材料ＮのログＲを形成するための巻取クレードルを形成する。二つの巻取ローラ１１及び１３の直径は同一であり、これらの直径は、第三巻取ローラ１７の直径より大きい。
【００２８】
第三巻取ローラ１７は、第一振動軸Ａを中心にヒンジ止めされた一対の振動アーム１９によって支持されている。振動アーム１９は、図式的に示された制御ユニット２５で電子的に制御される作動装置２３によって、ロッド２１を介して振動させられる。
【００２９】
一対のアーム１９の振動軸Ａは、アーム１９をヒンジ止めするための一対のアーム２７によって支持されている。アーム２７は、軸Ａと平行な軸Ｂを中心に振動し、その振動は、作動装置３１によって制御ユニット２５に接続されたロッド２９を用いて制御される。二組のアーム１９及びアーム２７の振動運動は、以下に説明する方法で同期させられている。アーム２７の振動軸Ｂが、巻取ローラ１１及び１３の両軸を含む平面の一方側にあるのに対して、振動軸Ａは前記平面の他方側にある。
【００３０】
連続する平行な薄板によって画定された転動面３３が、第一巻取ローラ１１の周囲にのびている。転動面３３は、第一巻取ローラ１１と実質的に同軸であり、ログＲを形成するための巻芯を送り込むために用いられる。全体を符号３５で示したウェブ材料用切断装置は、巻取ローラの回転軸と平行な軸Ｄを中心に回転する。このウェブ材料用切断装置３５の動作は当業者に公知であり、また、欧州特許Ｂ６９４０２０号及び米国特許Ａ５９７９８１８号において詳細に説明されている。
【００３１】
転動面３３は、第一巻取ローラ１１の外面と共に、巻芯の導入通路を画定している。（ローラ１１の円筒状面と転動面３３との間の隙間によって画定されている）導入通路の横断寸法は、巻芯の直径と等しいか、又は巻芯の直径より僅かに小さい。実際、巻芯を中心とする第一の巻取り回転は、前記導入通路内で開始されるので、導入通路の横断寸法は、その伸長に沿って従って僅かに変化し得、かつ、全ての地点において、導入通路内の全ての位置において巻芯に巻かれるウェブ材料の厚さによって増大される巻芯の直径と等しいか、それより僅かに小さくなるように選択され得る。導入通路の横断寸法を巻芯の直径より僅かに小さくすることにより、巻芯の径方向圧縮を通して巻芯の僅かな変形を生み出し、巻芯を制御下に正確に維持することが可能になる。
【００３２】
通路３７は、巻芯を導入する入口端部と、巻取ローラ１１及び１３間のニップ１５のレベルにある出口端部とを有する。
【００３３】
図示実施例において、巻芯Ｃは、通路３９からガイドユニット４１の方向に供給される。ガイドユニット４１は、接着剤タンク４５内に沈められ、そこから持ち上がって巻芯Ｃに長手方向の接着線を塗布するブレード４３を備えている。接着剤が塗布された個々の巻芯Ｃは、挿入装置４７によって通路３７の入口に導入される。一度、通路３７に導入されると、巻芯Ｃは回転が促進され、巻取ローラ１１の周囲に供給されたウェブ材料Ｎに接触して表面３３上を転がり始める。
【００３４】
巻戻し装置の二つの側面には、二つの支持部材、即ち、スライド５１が配置されている。スライド５１は、制御ユニット２５で制御される作動装置５５によって、ロッド５３を用いて制御された交互の動きで、側面パネル５４（図５参照）に一体的に設けられたガイド５２に沿ってスライドする。二つの支持部材５１の各々に、係合部材、即ち、センター部材５７が配置される。センター部材５７は、巻芯Ｃがログ巻取領域内にある時に、巻芯Ｃの各端部に挿入される。カートリッジ５１の動きにより、センター部材５７は、巻芯Ｃの動きに追従し、ログが増大している間、それは実行される。この動きは、符号Ｔで示す直線軌道をたどる。また、第三巻取ローラ１７の軸線も、この軌道Ｔに沿って動く。アーム１９，２７のレイアウト及び、各作動装置によって伝達されるその動作制御は、形成すべきログＲに対するローラ１７の接触点が、常に、直線Ｔ上に残るようにされ、その結果、ログＲが三つの巻取ローラ１１，１３及び１７に、底辺が第一及び第二巻取ローラ１１，１３による接点を結ぶ線である二等辺三角形の頂点に対応する三つの領域で接触するようにされる。
【００３５】
センター部材５７は、実質的に左右対称であり、それらの一方が、図３及び図４に詳細に示されており、それを支持する支持部材、即ち、スライド５１が、関連する作動装置と共に、図５に示されている。
【００３６】
図３Ａ及び図３Ｂは、センター部材の二つの状態、即ち、巻芯Ｃにはめ込まれた状態及び巻芯Ｃから外された状態を示している。
【００３７】
センター部材は、軸方向には可動であるが回転はしない中空シャフト６７上に、ベアリング６３及び６５によって支持されているヘッド６１を有する。中空シャフト６７の内側６７Ａは、ダクト６９によって、ヘッド６１に設けられた相互に平行な二つの環状膨張室７１に連結されている。これらの膨張室は、巻芯Ｃの内面に対して膨張して、ヘッド６１を、巻芯Ｃの各端部に回転方向に係合させるために用いられる。
【００３８】
ヘッド６１は、巻芯Ｃに挿入されるため、かつ、巻芯Ｃから引き出されるために軸方向にスライドする。また、ヘッド６１は、ヘッド６１と一体のロッド７５が係合する溝７３Ａが設けられたスリーブ７３に、溝によって回転方向に係合される。スリーブ７３は、ベアリング７７，７９によって固定軸８１上に支持され、スリーブ７３と一体の歯車８６の周囲に設けられたベルト８５（図５参照）を介して、モータ８３によって回転させられる。この方法では、その角速度によって巻芯Ｃとその周りに形成されるべきログとがローラ１１，１３及び１７で回転しながら支持されるように決められた角速度で、ヘッド６１を回転させる。ヘッド６１の角速度は、巻取ローラ１１，１３，１７によってログに伝達される角速度に等しい値であり得る。しかし、巻回されるべきウェブ材料の最も外側の回転に関して、巻芯の角摺動を制御するために、前記角速度を僅かに異ならせることもできる。
【００３９】
ヘッド６１を回転可能に支持した中空シャフト６７は、固定軸８１の内部でスライドする。固定軸８１は、圧縮空気を膨張室７１へ供給するためのダクト８１Ａを有する。ダクト８１Ａを通して供給された圧縮空気は、中空シャフト６７の径方向孔６７Ａを通って中空シャフト６７内に到達する。
【００４０】
ヘッド６１は、中空シャフト６７がピストンシリンダ作動装置９１のロッドと一体的であるため、又は、それ自身が前記作動装置のロッドを形成しているため軸方向にスライドする（図５参照）。軸方向の動きにより、ヘッド６１を巻芯Ｃの対応する端部に挿入すること、そして、それを巻芯Ｃから抜き出すことが可能になる。
【００４１】
ここで、上記した巻戻し装置の動作について図２Ａ〜図２Ｄを参照して説明していく。
【００４２】
図２Ａにおいて、巻芯Ｃは巻取ローラ１１及び転動面３３によって画定された通路内に導入され、巻取ローラ１１及び１３間のニップに供給されている。ウェブ材料Ｎは装置３５によって切断され、その結果形成されたヘッド、即ち、最初の自由端(initial free end)が、ディスペンサー（ガイドユニット）４１で塗布された接着剤によって巻芯Ｃに接着される。最後の自由端(final free end)は、前に形成されたログに巻回され、巻取クレードルから取り出される。
【００４３】
ニップ１５において、係合部材、即ち、センター部材５７が巻芯Ｃの各端部に挿入され、そして、膨張室７１が膨張させられ、巻芯Ｃ内にヘッド６１が固定される。二つのセンター部材５７の挿入は、例えば、図２Ｂに示す状態において、続けて瞬間的に行われ得る。この場合、ログＲの巻取サイクルの第一段階は、巻取ローラ１１，１３及び１７のみの作用でログを回転状態に維持することによって実行される。
【００４４】
各モータ８３によって、センター部材５７のヘッド６１は、巻芯Ｃの端部に挿入する前に、適当な回転速度に到達させられる。巻芯の正確な位置と、その回転速度を、制御ユニット２５に認識させることにより、センター部材５７の動きを正確に制御し得る。
【００４５】
巻芯がニップ１５から出た後も、ログＲの巻取りは、ローラ１１，１３及び１７によって画定されている巻取クレードル内において、前記ローラ及びモータ駆動センター部材５７の制御の下で継続する。ログＲの直径が増大すると、第三巻取ローラ１７及びセンター部材５７が、ログＲの増大に追従して、直線Ｔに沿って動く。ローラ１７の動きは、軸Ａ及びＢを中心とするアーム１９及び２７の揺動の組み合わせによって得られる。
【００４６】
巻取りが完成する前に、センター部材５７は巻芯Ｃから解放され、ログＲが増大する段階においてログＲに追従する動きとは反対の直線運動を介して、ニップ１５の方へ戻る。例えば、図２Ｃに示すように、ログＲが、その最終直径にほぼ到達しているが、未だ完成していない時に、センター部材５７は解放され、ニップ１５の領域に戻ることができる。ログの巻取りが、ローラ１１，１３，１７の間で完了すると同時に、センター部材５７がニップ１５の方に戻り、ローラ１１と転動面３３との間の通路に導入された新しい巻芯に係合する。
【００４７】
一度、ログＲが完成すると、巻取ローラ１７の軸を直線Ｔから移動して、ローラ１７とローラ１３との間に、完成したログを取り出すための隙間を形成することによって（図２Ｄ参照）、ログＲは巻取クレードルから取り出される。ログの取り出しは、巻取ローラ１３，１７の周囲速度を変更し、ローラ１３の周囲速度よりローラ１７の周囲速度を速くするか、及び／又はローラ１７の周囲速度よりローラ１３の周囲速度を遅くすることによる公知の方法で行われる。また、この減速の結果、新しい巻芯Ｃがニップ１５を通して供給される。その間に、ウェブ材料Ｎを切断することによって形成された最初の自由端が前記巻芯に接着され、かつ、新しいログの第一巻取り段階を制御するために係合部材５７がその巻芯の両端部に挿入される。また、図２Ｄでは、新しい巻芯は符号Ｃ２で示されており、新しい巻芯Ｃ２は通路３７に沿って巻取りを開始し、ニップ１５に到達し、かつ、完成したログＲと置き換わる。
【００４８】
図面は、単に本発明の好ましい実施例を示しているにすぎず、発明の基礎となる概念の範囲から逸脱することなく、形態や配置を変更し得る。特許請求の範囲に付け加えた符号は何れも、単に、上記した説明及び添付図面を踏まえて読むことを容易にするために付されたものであり、如何なる場合であっても、権利の保護範囲を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る巻戻し装置の側面図である。
【図１Ａ】巻取領域の拡大図である。
【図２Ａ】単一ログの巻取サイクルのある瞬間の状態を示している。
【図２Ｂ】単一ログの巻取サイクルの異なる瞬間の状態を示している。
【図２Ｃ】単一ログの巻取サイクルの異なる瞬間の状態を示している。
【図２Ｄ】単一ログの巻取サイクルの異なる瞬間の状態を示している。
【図３Ａ】巻芯のセンター部材又は係合部材の長手方向断面のある状態を示している。
【図３Ｂ】巻芯のセンター部材又は係合部材の長手方向断面の異なる状態を示している。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った部分断面図である。
【図５】図１ＡにおけるＶ−Ｖ断面図である。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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