(57)【要約】  巻直し機は、ウェブ材料をコアの周りのログに巻き取る。巻き取り対象のウェブ材料は、回転する巻取りドラムの周りに導かれる。連続ループは、巻取りドラムから間隔を置いて配置され、コアが通って挿入され、ウェブ材料が通って導かれるニップを巻取りドラムと共に画定する。ニップを挟んで巻取りドラムに対向する連続ループの表面は、ウェブ材料をコアの周りに巻き取るための巻取りドラムに概ね対向する方向に移動するように構成されている。ライダロールは、巻取りドラム及び連続ループと共に巻取りスペースを画定する。ライダロールは、連続ループ及び巻取りドラムに対して移動可能であり、コアの周りにウェブ材料を巻き付ける間に、巻取りスペース内のログの直径の増加させることを可能にする。
2021504266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェブ材料をコアの周りのログに巻き取るための巻直し機であって、
中心軸の周りに回転可能であり、その周りに巻くべき前記ウェブ材料が導かれる巻取りドラムと、
前記巻取りドラムから間隔を置いて配置され、前記コアに前記ウェブ材料を巻き取るときに、前記コアが通って挿入され、前記ウェブ材料が通って導かれるニップを前記巻取りドラムと共に画定する連続ループであって、前記連続ループが、前記ウェブ材料を前記コアの周りに巻き取るための前記ニップでの前記巻取りドラムの方向とは概して反対の方向に動くように構成される、前記連続ループと、
前記巻取りドラム及び前記連続ループと共に巻取りスペースを画定するライダロールであって、前記ライダロールは、前記連続ループ及び前記巻取りドラムに対して移動可能であり、前記コアの周りに前記ウェブ材料を巻き取る間に、前記巻取りスペース内の前記ログの直径を増加させることができる、前記ライダロールとを備える、前記巻直し機。
【請求項２】
前記連続ループは、前記ニップの間隔を変更するために前記巻取りドラムに対して移動可能である、請求項１に記載の巻直し機。
【請求項３】
前記ライダロールは、複合運動、円弧運動、及び直線往復運動の少なくとも１つを提供する位置決め機構で前記連続ループ及び前記巻取りドラムに対して位置決めされる、請求項１に記載の巻直し機。
【請求項４】
前記連続ループ、前記ライダロール、及び前記巻取りドラムに対して移動可能な更なるライダロールであって、前記コアの周りに前記ウェブ材料を巻き取る間に前記巻取りスペース内の前記ログの直径を増加させることができる、前記更なるライダロールを更に備える、請求項１に記載の巻直し機。
【請求項５】
前記ライダロールは、前記ライダロールに円弧運動をもたらす第１の位置決め機構を有し、前記更なるライダロールは、前記更なるライダロールに複合運動をもたらす第２の位置決め機構を有する、請求項４に記載の巻直し機。
【請求項６】
前記連続ループは、前記ログが前記巻取りスペース内を移動する表面を画定する前記巻取りドラムに面したスパンを有する、請求項１に記載の巻直し機。
【請求項７】
前記連続ループと前記巻取りドラムとの間の前記ニップで、前記連続ループにコアを送り出すように適合され、構成された転がり面を更に備える、請求項１に記載の巻直し機。
【請求項８】
前記転がり面は、前記巻取りドラムの周囲に展開され、前記連続ループと前記巻取りドラムとの間の前記ニップに向かって延在する、請求項７に記載の巻直し機。
【請求項９】
前記コアの周りの前記ウェブ材料の巻き取り中に、前記コアの端部に係合し、回転運動を前記コアに伝達するように適合され、構成された少なくとも１つのコア端部係合アセンブリを更に備える、請求項１に記載の巻直し機。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのコア端部係合アセンブリは、前記コアが回転させられて前記ウェブ材料と接触した後に前記コアと係合するように適合され、構成される、請求項９に記載の巻直し機。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのコア端部係合アセンブリは、前記コアが回転させられ、前記ログが前記連続ループと接触させられた後に前記コアと係合するように適合され、構成される、請求項９に記載の巻直し機。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのコア端部係合アセンブリは、前記コアへの前記ログの巻き取りが完了する前に前記コアから解放されるように適合され、構成される、請求項９に記載の巻直し機。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのコア端部係合アセンブリは、前記コアの内面と係合するように構成されたチャックを備える、請求項９に記載の巻直し機。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのコア端部係合アセンブリから、横方向に間隔を置いて配置された第２のコア端部係合アセンブリを更に備え、前記コア端部係合アセンブリは、前記コアの周りの前記ウェブ材料の巻き取り中に、前記コアに軸方向張力を加えるように適合され、構成される、請求項９に記載の巻直し機。
【請求項１５】
前記連続ループは、前記ウェブ材料を前記コアの周りに巻き取る間に、前記巻取りドラムの速度に対して速度を変えるように適合され、構成される、請求項１に記載の巻直し機。
【請求項１６】
前記連続ループは、前記巻取りドラムと前記連続ループとの間の前記ニップを通して前記コアを前進させるために、前記巻取りドラムの前記速度に対して速度を下げるように適合され、構成される、請求項１５に記載の巻直し機。
【請求項１７】
前記連続ループは、前記巻取りネストから前記ログを前進させるために、前記巻取りドラムの前記速度に対して速度を下げるように適合され、構成される、請求項１５に記載の巻直し機。
【請求項１８】
ウェブ材料をコアの周りのログに巻き取るための巻直し機であって、
中心軸の周りに回転可能であり、その周りに巻くべき前記ウェブ材料が導かれる巻取りドラムと、
前記巻取りドラムから間隔を置いて配置され、前記コアに前記ウェブ材料を巻き取るときに、前記コアが通って挿入され、前記ウェブ材料が通って導かれるニップを前記巻取りドラムと共に画定する連続ループであって、前記連続ループが、前記ニップで前記巻取りドラムの方向とは概して反対の方向に移動し、前記コアの周りに前記ウェブ材料を巻き取る間に、前記巻取りドラムの速度に対して速度を変えるように適合され、構成される、前記連続ループとを備える、前記巻直し機。
【請求項１９】
前記連続ループは、前記ニップの間隔を変更するために前記巻取りドラムに対して移動可能である、請求項１８に記載の巻直し機。
【請求項２０】
前記連続ループは、前記ログが前記巻取りスペース内を移動する表面を画定する前記巻取りドラムに面したスパンを有する、請求項１８に記載の巻直し機。
【請求項２１】
前記連続ループと前記巻取りドラムとの間の前記ニップで、前記連続ループにコアを送り出すように適合され、構成された転がり面を更に備える、請求項１８に記載の巻直し機。
【請求項２２】
前記連続ループは、前記巻取りドラムと前記連続ループとの間の前記ニップを通して前記コアを前進させるために、前記巻取りドラムの前記速度に対して速度を下げるように適合され、構成される、請求項１８に記載の巻直し機。
【請求項２３】
前記連続ループは、前記巻取りネストから前記ログを前進させるために、前記巻取りドラムの前記速度に対して速度を下げるように適合され、構成される、請求項１８に記載の巻直し機。
【請求項２４】
前記コアの周りの前記ウェブ材料の巻き取り中に、前記コアの端部に係合し、回転運動を前記コアに伝達するように適合され、構成された少なくとも１つのコア端部係合アセンブリを更に備える、請求項１８に記載の巻直し機。
【請求項２５】
前記少なくとも１つのコア端部係合アセンブリは、前記コアが回転させられて前記ウェブ材料と接触した後に前記コアと係合するように適合され、構成される、請求項２４に記載の巻直し機。
【請求項２６】
前記少なくとも１つのコア端部係合アセンブリは、前記コアが回転させられ、前記ログが前記連続ループと接触させられた後に前記コアと係合するように適合され、構成される、請求項２４に記載の巻直し機。
【請求項２７】
前記少なくとも１つのコア端部係合アセンブリは、前記コアが回転させられ、前記ログが前記巻取りドラム及び前記連続ループと接触した後に前記コアに係合するように適合され、構成される、請求項２４に記載の巻直し機。
【請求項２８】
前記少なくとも１つのコア端部係合アセンブリは、前記コアへの前記ログの巻き取りが完了する前に前記コアから解放されるように適合され、構成される、請求項２４に記載の巻直し機。
【請求項２９】
前記少なくとも１つのコア端部係合アセンブリは、前記コアの内面と係合するように構成されたチャックを備える、請求項２４に記載の巻直し機。
【請求項３０】
前記少なくとも１つのコア端部係合アセンブリから、横方向に間隔を置いて配置された第２のコア端部係合アセンブリを更に備え、前記コア端部係合アセンブリは、前記コアの周りの前記ウェブ材料の巻き取り中に、前記コアに軸方向張力を加えるように適合され、構成される、請求項２４に記載の巻直し機。
【請求項３１】
巻取りドラムの中心軸の周りに巻取りドラムを回転させ、前記巻取りドラムの周りにウェブ材料を導くこと、
前記巻取りドラムに対して間隔を空けた関係で連続ループを配置して、前記巻取りドラムに面する前記連続ループの表面と前記巻取りドラムとの間にニップを形成すること、
コアを挿入し、前記巻取りドラムに面する前記連続ループの前記表面と前記巻取りドラムとの間の前記ニップを通して前記ウェブ材料を導くこと、
前記連続ループ及び前記巻取りドラムに対してライダロールを配置して、前記巻取りドラム及び前記連続ループと共に巻取りスペースを画定すること、及び
前記巻取りスペースで前記コアの周りに前記ウェブ材料を巻き取り、巻かれたウェブ材料のログを形成するようにして、前記連続ループ、前記巻取りドラム、及び前記ライダロールを操作することを含む、方法。
【請求項３２】
前記巻取りドラムに対して前記連続ループを移動して、前記ニップの間隔を変更することを更に含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記連続ループ及び前記巻取りドラムに対して前記ライダロールを移動して、前記コアの周りに前記ウェブ材料を巻き取る間に、前記巻取りスペースで前記ログの直径を増加させることを可能にすることを更に含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
複合運動、円弧運動、及び直線往復運動のいずれか１つの運動で前記ライダロールを移動させることを更に含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
前記連続ループ、前記ライダロール、及び前記巻取りドラムに対して更なるライダロールを移動して、前記コアの周りに前記ウェブ材料を巻き取る間に、前記巻取りスペースで前記ログの直径を増加させることを可能にすることを更に含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３６】
前記ライダロールを円弧運動で移動させ、前記更なるライダロールを複合運動で移動させることを更に含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記巻取りスペースから前記ログが排出されている間に、前記更なるライダロールを移動させ、前記ログに係合させることを更に含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記巻取りスペースで前記コアの周りに前記ウェブ材料を巻き取り、前記ログを前記巻取りドラムから間隔を置いた状態で前記ログを形成するようにして、前記連続ループ、前記巻取りドラム、前記ライダロール、及び前記更なるライダロールを操作することを更に含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３９】
前記巻取りドラムと前記ログとの間の前記間隔を変更するようにして、前記連続ループ、前記巻取りドラム、前記ライダロール、及び前記更なるライダロールを操作することを更に含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項４０】
前記巻取りドラムと前記ログとの間の前記間隔を変更するステップは、巻取りサイクル中に前記ログの特性を測定するセンサによって生成される信号に応答して前記間隔を変更することを含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
少なくとも１つのコア端部係合アセンブリで前記コアを係合し、前記少なくとも１つのコア端部係合アセンブリで前記コアの周りにウェブ材料を巻き取る間に、回転運動を前記コアに伝達することを更に含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項４２】
前記コアを前記少なくとも１つのコア端部係合アセンブリと係合させるステップは、前記コアが回転させられて前記ウェブ材料と接触した後に前記コアを係合させることを含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記コアを前記少なくとも１つのコア端部係合アセンブリと係合させる前記ステップは、前記コアが回転させられ、前記ログが前記連続ループと接触させられた後に前記コアを係合させることを含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４４】
前記コアを前記少なくとも１つのコア端部係合アセンブリと係合させる前記ステップは、前記コアが回転させられ、前記ログが前記巻取りドラム及び前記連続ループと接触した後に前記コアを係合させることを含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４５】
前記コアへの前記ログの巻き取りが完了する前に、前記コアから前記少なくとも１つのコア端部係合アセンブリを解放することを更に含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４６】
前記少なくとも１つのコア端部係合アセンブリのチャックを操作して、前記コアの内面に係合させることを更に含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４７】
前記コアを少なくとも１つのコア端部係合アセンブリに係合させる前記ステップは、第１のコア端部係合アセンブリを使用して前記コアの一端を係合すること、及び第２のコア端部係合アセンブリを使用して前記コアの軸方向反対側の端部を係合すること、及び前記コア端部係合アセンブリを使用して、前記コアに軸方向の引張力を加えることを含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４８】
前記連続ループにより前記巻取りスペースで前記ログを支持することを更に含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項４９】
前記巻取りログの中心が、前記連続ループに沿って、前記巻取りドラムから離れるように並進できるようにして、前記巻取りドラムの前記速度に対して前記連続ループの速度を変更することを更に含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項５０】
前記巻取りスペースで前記コアの周りに前記ウェブ材料を巻き取り、前記ログを形成するようにして、前記連続ループ、前記巻取りドラム、及び前記ライダロールを操作するステップが、前記コアの周りに前記ウェブ材料を巻き取る間に、前記巻取りドラムの前記速度に対して前記連続ループの速度を変化させることを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項５１】
前記巻取りスペースで前記コアの周りに前記ウェブ材料を巻き取り、前記ログを形成するようにして、前記連続ループ、前記巻取りドラム、及び前記ライダロールを操作する前記ステップが、前記巻取りドラムの前記速度に対して前記連続ループの速度を低下させて、前記巻取りドラムと前記連続ループとの間の前記ニップを通して前記コアを前進させることを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項５２】
前記巻取りスペースで前記コアの周りに前記ウェブ材料を巻き取り、前記ログを形成するようにして、前記連続ループ、前記巻取りドラム、及び前記ライダロールを操作する前記ステップが、前記巻取りドラムの前記速度に対して前記連続ループの速度を低下させて、前記巻取りネストから前記ログを前進させることを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項５３】
巻取りドラムの中心軸の周りに巻取りドラムを回転させ、前記巻取りドラムの周りにウェブ材料を導くこと、
前記巻取りドラムに対して間隔を空けた関係で連続ループを配置して、前記巻取りドラムに面する前記連続ループの表面と前記巻取りドラムとの間にニップを形成すること、
コアを挿入し、前記巻取りドラムに面する前記連続ループの前記表面と前記巻取りドラムとの間の前記ニップを通して前記ウェブ材料を導くこと、及び
前記コアの周りに前記ウェブ材料を巻き取って、巻かれたウェブ材料のログを形成するようにして、前記連続ループ及び前記巻取りドラムを操作することであって、前記コアの周りの前記ウェブ材料の巻き取り中に、前記巻取りドラムの速度に対して前記ベルトの速度を変化させることを含む、前記操作することを含む、方法。
【請求項５４】
前記巻取りドラムに対して前記連続ループを移動して、前記ニップの間隔を変更することを更に含む、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
少なくとも１つのコア端部係合アセンブリで前記コアを係合し、前記コアの周りにウェブ材料を巻き取る間に、回転運動を前記コアに伝達することを更に含む、請求項５３に記載の方法。
【請求項５６】
前記コアを前記少なくとも１つのコア端部係合アセンブリと係合させるステップは、前記コアが回転させられて前記ウェブ材料と接触した後に前記コアを係合させることを含む、請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
前記コアを前記少なくとも１つのコア端部係合アセンブリと係合させる前記ステップは、前記コアが回転させられ、前記ログが前記連続ループと接触させられた後に前記コアを係合させることを含む、請求項５５に記載の方法。
【請求項５８】
前記コアを前記少なくとも１つのコア端部係合アセンブリと係合させる前記ステップは、前記コアが回転させられ、前記ログが前記巻取りドラム及び前記連続ループと接触した後に前記コアを係合させることを含む、請求項５５に記載の方法。
【請求項５９】
前記コアへの前記ログの巻き取りが完了する前に、前記コアから前記少なくとも１つのコア端部係合アセンブリを解放することを更に含む、請求項５５に記載の方法。
【請求項６０】
前記少なくとも１つのコア端部係合アセンブリのチャックを操作して、前記コアの内面に係合させることを更に含む、請求項５５に記載の方法。
【請求項６１】
前記少なくとも１つのコア端部係合アセンブリの横方向反対側に第２のコア端部係合アセンブリを提供すること、前記コアの軸方向反対側の端部を前記第２のコア端部係合アセンブリと係合すること、及び前記コア端部係合アセンブリを操作して、前記コアに引張力を加えることを更に含む、請求項５５に記載の方法。
【請求項６２】
前記ウェブ材料の巻き取り中に前記連続ループで前記ログを支持することを更に含む、請求項５３に記載の方法。
【請求項６３】
前記巻取りドラムの前記速度に対して前記連続ループの前記速度を変更するステップは、前記巻取りドラムと前記連続ループとの間の前記ニップを通して前記コアを前進させるために、前記巻取りドラムの表面速度に対して前記連続ループの接線方向表面速度を下げることを含む、請求項５３に記載の方法。
【請求項６４】
前記巻取りドラムの前記速度に対して前記連続ループの前記速度を変更する前記ステップは、前記巻取りネストから前記巻かれたログを前進させるために、前記巻取りドラムの表面速度に対して前記連続ループの接線方向表面速度を下げることを含む、請求項５３に記載の方法。
【請求項６５】
前記コアの周りに前記ウェブ材料を巻き取って、巻かれたウェブ材料の前記ログを形成するようにして、前記連続ループ及び前記巻取りドラムを操作するステップは、前記巻取りドラムに面する前記連続ループの前記表面を、前記巻取りドラムと前記連続ループとの間の前記ニップを通る前記コアの前進方向と実質的に反対の方向に移動させることを含む、請求項５３に記載の方法。
【請求項６６】
前記コアの周りに前記ウェブ材料を巻き取って、巻かれたウェブ材料の前記ログを形成するようにして、前記連続ループ及び前記巻取りドラムを操作する前記ステップは、前記巻取りドラムに面する前記連続ループの前記表面を、前記連続ループに沿った前記ログの前進方向と実質的に反対の方向に移動させることを含む、請求項５３に記載の方法。
【請求項６７】
巻かれたウェブ材料のログを形成するためにコアにウェブ材料を巻き付ける方法であって、
巻取りドラム及び連続ループを、前記巻取りドラムに対して間隔を空けた関係で提供して、巻取りネストを形成すること、
前記巻取りドラムをその中心軸の周りに回転させること、
前記連続ループをその表面に接する方向に移動させること、
前記巻取りネストに向けてウェブ材料を供給すること、
前記巻取りネストにコアを導くことであって、前記コアが前記ウェブをその周りに巻き付けるためのものである、前記導くこと、
回転する前記巻取りドラム及び移動する前記連続ループにログを接触させて配置することにより、前記巻取りネストで前記ログを回転させること、ならびに
ログが巻かれるときに、回転する前記巻取りドラムの速度に対して前記連続ループの速度を変更することを含む、前記方法。
【請求項６８】
前記連続ループを前記巻取りドラムに対して移動させて、前記連続ループと前記巻取りドラムとの間のスペースの距離を変更することを更に含む、請求項６７に記載の方法。
【請求項６９】
前記コアが回転させられ、前記ログが前記巻取りドラム及び前記連続ループと接触した後に、前記コアの軸端を少なくとも１つのコア端部係合アセンブリに係合させること、及び
前記少なくとも１つのコア端部係合アセンブリで回転運動を前記コアに伝達することを更に含む、請求項６７に記載の方法。
【請求項７０】
前記コアの軸方向反対側の端部を第２のコア端部係合アセンブリに係合させることであって、前記第２のコア端部係合アセンブリは、前記少なくとも１つのコア端部係合アセンブリの横方向に対向し、前記コアの周りのウェブ材料の巻き付け中に前記コアに引張力を加えるように前記コア端部係合アセンブリを操作することを更に含む、請求項６９に記載の方法。
【請求項７１】
前記ウェブ材料の巻き取り中に前記連続ループで前記ログを支持することを更に含む、請求項６７に記載の方法。
【請求項７２】
その表面に接する前記連続ループの前記移動は、前記ログに接触する前記表面が、前記ログの進行方向と実質的に反対の方向に移動するようにして提供される、請求項６７に記載の方法。
【請求項７３】
前記ログの外縁を少なくとも１つのライダロールと係合させ、前記少なくとも１つのライダロールを前記巻取りドラム及び前記連続ループに対して移動させて、前記ログの直径の増加を可能にすることを更に含む、請求項６７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願データ
本出願は、２０１７年１１月２９日に出願された仮出願番号６２／５９２，１０３号の利益を主張するものであり、上記仮出願の開示を参照により本明細書に援用する。
【０００２】
序論
この開示は、ウェブ材料を中央コアの周りに巻き付けて、巻きウェブ材料のログを形成する巻直し機に関する。特に、本開示は、導入段階、巻き取り段階、及び排出段階で、ログを巻き取るため、ならびにログを制御するための改良された装置及び方法を対象とする。とりわけ、少なくとも１つのベルトが、ウェブを供給する巻取りドラムと併せて使われて、巻取りネストを形成する。ドラムとベルトとの間に、巻芯が挿入され、かつウェブ材料が供給されるスペースがある。巻取りドラムに対するベルトの表面速度が、導入段階、巻取り段階、及び排出段階でのログの制御に使用される。
【背景技術】
【０００３】
大きな親ロールのウェブを、トイレットペーパ、キッチンタオル、硬巻きタオル、工業製品、不織布製品などの小さなサイズのロールに変換するために、リワインダが用いられる。リワインダラインは、１つ以上の巻出しステーションと、仕上げ（エンボス加工、印刷、ミシン目入れなど）用のモジュールと、巻き取りの最終段にある巻直しステーションとで構成される。一般に、巻直しステーションは、トイレットペーパ及びキッチンタオル向けに直径９０ｍｍ〜１８０ｍｍのログを、硬巻きタオル及び工業製品向けに直径１５０ｍｍ〜３５０ｍｍのログを製造する。ログの幅は、親ロールの幅に応じて、通常１．５ｍ〜５．４ｍである。一般に、ログは、その後横方向に切断されて、トイレットペーパの場合９０ｍｍ〜１１５ｍｍ、キッチンタオル及び硬巻きタオルの場合２００ｍｍ〜３００ｍｍの幅を有する小さなロールが得られる。一部の例では、親ロールからウェブが細長く切られてリボンにされ、その後の横切断の必要もなく、巻直しステーションにおいて完成品のロール幅で巻き取られる場合もある。
【０００４】
２種類の巻直しシステムが一般に利用される。すなわち、中心巻取り機及び表面巻取り機である。中心巻取り機をよく表している特徴は、ウェブがコアに巻き取られることであって、コアの内部のマンドレルによって支持されて回転駆動されるコアにウェブが巻き取られることである。表面巻取り機をよく表している特徴は、ウェブがログに巻かれることであって、ログの外縁で機械要素によって支持されて回転駆動されるウェブがログに巻かれることである。ほとんどの表面巻取り機は、ログ内に管状のコアを有する。ただし、マンドレルを用いて動作するものもあり、どちらも使用せず、代わりに中実なロールを製造するものもある。
【０００５】
中心巻取り機は、低硬度の嵩高なログを巻くのに効果的であるが、特定の制限があることが業界で知られている。中心巻取り機は、引き込みウェブの張力のみを制御するので、硬い製品を高速で効率的に製造することができない。ウェブ張力が増えると製造されるログは硬くなるが、ウェブ張力の増加は、ミシン目の引き裂き、またはウェブの縁に沿った欠陥からの剥離が原因で、ウェブのブローアウトの高頻度化と相関関係を持つ。また、中心巻取り機は、ログ内部の細いマンドレルが様々な固有振動数モードで過度のログ振動を発生させるため、広いウェブ幅では高速動作ができない。別の制限は、ログを徐々に減速させるのに必要なサイクルの時間と、完成したログをマンドレルから取り出すためのサイクルの時間とのために、高サイクルレートで動作することが困難なことである。
【０００６】
表面巻取り機は、硬く、嵩が小さいログを巻くのに効果的であるが、特定の制限があることが業界で知られている。過度のログ振動が発生するため、低硬度で大口径の製品を高速で効率的に生産することが課題となっている。振動は、シワや偏芯などの巻き取りの不具合、エンボス模様のばらつき、ミシン目の損傷、及び最終のウェブ巻き付けでテールがぼろぼろに裂けることなどのシート不良、またはウェブの破損や完成したログの排出障害などの運転上の問題を招くほど激しい場合がある。
【０００７】
それにもかかわらず、業界では、表面巻取り機が全体的に多くの利点を持つことが認められている。表面巻取り機は、標準的な長さのマンドレルをコアから引き抜くための時間をサイクル内に必要としないので、サイクルレートを高くすることができる。表面巻取り機は、ログの支持及び駆動を行う要素が、高い変換速度でも広い幅に対応できるように、必要に応じて直径を大きくされ得、または中間支点を利用し得るので、幅を広くすることができる。また、表面巻取り機は、コアの内部に複雑なマンドレルを持たないので、コストを下げることもできる。表面巻取り機は、高程度及び中程度の硬さの製品を良好に巻くことができる。表面巻取り機は、低硬度の製品も巻くことができるが、過度のログ振動の発生を避けるために低速で巻き取りを行う。
【０００８】
一部の例では、中心巻取り機及び表面巻取り機の要素が組み合わされて、それぞれの不利な点が部分的に補われている場合もある。例えば、嵩を減らし硬くするログの製造を補助するために、中心巻取り機にライダロールを増設する場合がある。例えば、嵩を増やし軟らかくするログの製造を補助するために、表面巻取り機に、コアの端部に係合して回転駆動するチャックまたはプラグを増設する場合がある。これらは、中心表面巻取り機または中心リワインダと呼ばれ、ハイブリッド巻取り機またはハイブリッドリワインダと呼ばれることもある。
【０００９】
トイレットペーパ及びキッチンタオルの市場の動向としては、巻きを緩くしているために柔らかい感触が得られ、原材料が少なくて済む、大径化したロールが支持されている。材料の量は、製品の長さを短くすることによって減らすことができ、したがってリワインダのサイクルレートは高いことが必要となる。また、材料の量は、構造化したウェブや特殊化したエンボス加工を用いるなど、基材の密度を低下させることによっても減らすことができるが、そのように密度を下げると、ウェブを脆い厚さにしがちである。材料を少なくして構成され、しかも緩く巻かれた大径化したログは、高速のウェブ速度で、時には中速のウェブ速度でも、過度の振動を起こしやすくなることが大きな課題である。過度の振動は、上記のように、巻き取りの不具合、シート不良、及び運転上の問題を招き得る。過度の振動を避けるために巻き取り速度を低減させなければならないので、変換ラインの製造能力が減少してしまい、経済的ではない。
【００１０】
そのため、市場では、過度のログ振動を与えずに、高速で、低硬度の製品を巻くことができる巻直しシステムが望まれている。大口径で低硬度の製品を、過度のログ振動を与えずに高速で巻くことができる巻取りシステムが最も求められている。
【００１１】
さらに、市場では、操作者が、製造途中に補償的調節を行うために、特別な注意を払う必要もなく、専門的能力が要求されることもないように、ウェブ材料の特性のばらつきに寛容な巻直しシステムが望まれている。このシステムは、本質的に寛容な、ロバストであるとも呼ばれるシステムであり得る。このシステムは、自動的にそのシステム自体の補償的調節を行うシステムであり得る。このシステムは、両システムの組み合わせであり得る。
【００１２】
発明の概要
以下の開示は、ウェブ材料を中央コアの周りに巻き付けて巻きウェブ材料のログを形成するため、ならびに導入段階、巻取り段階、及び排出段階でログを制御するための改良された装置及び方法を説明する。少なくとも１つのベルトが、ウェブを供給する巻取りドラムと併せて使われて、巻取りネストを形成する。ドラムとベルトとの間に、巻芯が挿入され、かつウェブ材料が供給されるスペースがある。ベルトは、エンドレスループとして配置された連続可撓性部材であり、表面に接する速度をもって移動できるように、動作可能に取り付けられる。
【００１３】
本開示の一態様では、ベルトは、挿入されるコア及び供給ウェブの方向と概して反対の方向の表面速度で移動するように作られる。このベルトの表面速度は、巻取りドラムの概して反対の表面速度と作用して、ログを回転させてウェブ材料を巻き取る。
【００１４】
本開示の別の態様では、ベルトの表面速度が巻取りドラムの速度に対して周期的に変えられて、巻取りドラムとベルトとの間のスペースを通る巻取りネストへのログの前進を制御する。
【００１５】
本開示の別の態様では、ベルトの表面速度は、巻取りドラム内のログの巻き取りを制御するために、巻取りドラムの速度に対して周期的に変えられる。
【００１６】
本開示の別の態様では、ベルトの表面速度は、巻き取りドラムからのログの排出を制御するために、巻取りドラムの速度に対して周期的に変えられる。
【００１７】
本開示の別の態様では、ベルトの表面速度が巻取りドラムの速度に対して周期的に変えられ、かつベルトと巻取りドラムとの間の距離が周期的に変えられて、巻取りドラムとベルトとの間のスペースを通る巻取りネストへのログの前進を制御する。
【００１８】
本開示の別の態様では、ベルトの表面速度が巻取りドラムの速度に対して周期的に変えられ、かつベルトと巻取りドラムとの間の距離が周期的に変えられて、巻取りネストでのログの巻き取りを制御する。
【００１９】
本開示の別の態様では、ベルトの表面速度が巻取りドラムの速度に対して周期的に変えられ、かつベルトと巻取りドラムとの間の距離が周期的に変えられて、巻取りネストからのログの排出を制御する。
【００２０】
本開示の別の態様では、巻取りネストには、回転可能に取り付けられ、巻取りドラム及びベルトに対して移動可能にして、巻取りネスト内での各ログの直径の増加を可能にするライダロールが備えられている。
【００２１】
本開示の別の態様では、巻取りネストには、巻取りログの内側でコアの端部に係合してコアにトルクを加える少なくとも１つの回転駆動コアチャックが備えられている。本開示のさらなる態様では、巻取りネストには、コアの各端に１つずつ、巻取りログの内側のコアの端部と係合してトルクをコアに加える２つの回転駆動コアチャックが備えられている。
【００２２】
本開示の別の態様では、巻取りネストには、それぞれ回転可能に取り付けられ、巻取りドラム、ベルト、及び互いに対して移動可能にして、巻取りネスト内での各ログの直径の増加を可能にする２つのライダロールが備えられている。
【００２３】
本開示の別の態様では、固定された転がり面が、ベルトと同じ側に、巻取りドラムとベルトとの間のスペースのベルトの上流に設けられており、挿入されたコアは、固定された転がり面に沿って巻取りドラムによって回転駆動され、その後、巻取りドラムとベルトとの間のスペースに送り込まれる。
【００２４】
本開示の別の態様では、ベルトは、実質的に巻取りネスト内での巻き付けログの下にある。
【００２５】
本開示の別の態様では、１つまたは複数のコアチャックは、ログがベルト及び巻取りドラムと接触した後にコア端部を挿入して係合し、それらは巻取りネストからログを排出する前に係合解除して後退する。
【００２６】
本開示の別の態様では、巻取りログは、巻取りログが巻取りネストからのログ排出の開始時に巻取りドラムから分離するとき、巻取りログがほぼ完成するまで、大半の巻き取りサイクルの間、巻取りドラムと実質的に接触したままである。
【００２７】
本開示の別の態様では、巻取りログが最初にベルトに接触したときから、巻取りネストからのログ排出中に巻取りログがベルトから離れるまで、巻取りログは、大半の巻き取りサイクルの間、実質的にベルトと接触したままである。
【００２８】
本開示の別の態様では、巻取りログは、最初にライダロールに接触したときからほぼ完成するまでの間、大半の巻き取りの間、巻取りログはライダロールと実質的に接触したままであり、巻取りネストからのログの排出中にライダロールから離れる。
【００２９】
本開示の別の態様では、巻取りログは、大半の巻き取りの間、巻取りドラム、ベルト、及びライダロールと実質的に接触したままである。
【００３０】
本開示の別の態様では、巻取りログは、大半の巻き取りの間、巻取りドラム、ベルト、ライダロール、及び更なるライダロールと実質的に接触したままである。
【００３１】
本開示の別の態様では、巻取りログは、巻き取りサイクルの一部の間、巻取りドラム、ベルト、及びライダロールと実質的に接触している。次に、それは実質的にベルト、ライダロール、及び巻き付けサイクルの後半の間に別のライダロールと接触しており、巻取りログは巻取りドラムとの接触から外れている。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】巻取りドラム、ベルト、及びライダロールを備える巻取りネスト構成の例示的な一実施形態を示す。
【図２】図１の巻取りネストを示す。
【図３】ライダロールが搬入ログと出合っている状態での図２の巻取りネストを示す。
【図４】図２の巻取りネストが直径１３０ｍｍのログを巻く様子を示す。
【図５】図２の巻取りネストが直径１３０ｍｍのログを排出する様子を示す。
【図６】図２の巻取りネストが直径１３０ｍｍのログを引き続き排出する様子を示す。
【図７】例示的な巻き付けプロファイルを示す。
【図８】コアを係合させる前の例示的なコア端部係合アセンブリを示す。
【図９】図８のコア端部係合アセンブリがコアに係合する様子を示す。
【図１０】巻取りドラム、ベルト、及び２つのライダロールを備える巻取りネスト構成の代替実施形態を示す。
【図１１】ライダロールが搬入ログと出合っており、明瞭性のために第２の更なるライダロールを図示しない状態での図１０の巻取りネストを示す。
【図１２】ライダロールが直径９０ｍｍのログと接触しており、明瞭性のために第２の更なるライダロールを図示しない状態での図１０の巻取りネストを示す。
【図１３】両方のライダロールが直径９５ｍｍのログに接触している状態での図１０の巻取りネストを示す。
【図１４】図１０の巻取りネストが直径１００ｍｍのログを巻く様子を示す。
【図１５】図１０の巻取りネストが直径１３０ｍｍのログを巻く様子を示す。
【図１６Ａ】図１０の巻取りネストが直径１６５ｍｍのログを巻く様子を示す。
【図１６Ｂ】図１０の巻取りネストが直径２００ｍｍのログを巻く様子を示す。
【図１７】図１０の巻取りネストが直径１３０ｍｍのログを排出する様子を示す。
【図１８】図１０の巻取りネストが直径１３０ｍｍのログを排出する様子を示す。
【図１９】図１０の巻取りネストが直径１３０ｍｍのログを排出する様子を示す。
【図２０】図１０の巻取りネストが直径１３０ｍｍのログを排出する様子を示す。
【図２１】図１０の巻取りネストが直径１３０ｍｍのログを排出する様子を示す。
【図２２】図１０の巻取りネストが、代替の方法に従って直径１３０ｍｍのログを排出する様子を示す。
【図２３】図１０の巻取りネストが、代替の方法に従って直径１３０ｍｍのログを排出する様子を示す。
【図２４】図１０の巻取りネストが、代替の方法に従って直径１３０ｍｍのログを排出する様子を示す。
【図２５】巻取りログが巻取りドラムから距離を置いて配置された、巻取りドラム、ベルト、及び２つのライダロールを備える巻取りネスト構成の代替実施形態を示す。
【図２６】図２５の巻取りネストが直径１００ｍｍのログを巻く様子を示し、そこでログの巻取りドラムとのギャップは５ｍｍであり、ウェブスパンの長さは約３７ｍｍである。
【図２７】図２５の巻取りネストが直径１１０ｍｍのログを巻く様子を示し、そこでログの巻取りドラムとのギャップは１７ｍｍであり、ウェブスパンの長さは約７１ｍｍである。
【図２８】図２５の巻取りネストが直径１２０ｍｍのログを巻く様子を示し、そこでログの巻取りドラムとのギャップは２５ｍｍであり、ウェブスパンの長さは約８８ｍｍである。
【図２９】図２５の巻取りネストが直径１３０ｍｍのログを巻く様子を示し、そこでログの巻取りドラムとのギャップは３５ｍｍであり、ウェブスパンの長さは約１０８ｍｍである。
【図３０】図２５の巻取りネストが直径１３０ｍｍのログを排出する様子を示す。
【図３１】巻取りログが巻取りドラムから距離を置いて配置された、巻取りドラム、ベルト、及び２つのライダロールを備える巻取りネスト構成の代替実施形態を示す。
【図３２】図３１の巻取りネストが直径１００ｍｍのログを巻く様子を示し、そこでログの巻取りドラムとのギャップは２ｍｍであり、ウェブスパンの長さは約２３．１ｍｍである。
【図３３】図３１の巻取りネストが直径１１０ｍｍのログを巻く様子を示し、そこでログの巻取りドラムとのギャップは２ｍｍであり、ウェブスパンの長さは約２３．５ｍｍである。
【図３４】図３１の巻取りネストが直径１２０ｍｍのログを巻く様子を示し、そこでログの巻取りドラムとのギャップは２ｍｍであり、ウェブスパンの長さは約２４．０ｍｍである。
【図３５】図３１の巻取りネストが直径１３０ｍｍのログを巻く様子を示し、そこでログの巻取りドラムとのギャップは２ｍｍであり、ウェブスパンの長さは約２４．４ｍｍである。
【図３６】図３１の巻取りネストが直径１６０ｍｍのログを巻く様子を示し、そこでログの巻取りドラムとのギャップは２ｍｍであり、ウェブスパンの長さは約２５．６ｍｍである。
【図３７】図３１の巻取りネストが直径２００ｍｍのログを巻く様子を示し、そこでログの巻取りドラムとのギャップは２ｍｍであり、ウェブスパンの長さは約２７．１ｍｍである。
【図３８】巻取りドラム及びベルトを備える巻取りネスト構成を組み込んだ巻直しシステムの例示的な一実施形態の側面図を示す。
【図３９】ベルトと接触した時の搬入ログを示し、説明しやすくするために巻直し装置の他の構造要素を取り去った、図３８の巻取りネスト構成の例示的な一実施形態を示す。
【図４０】ベルトがより低い位置にあり、ログがより進んだ位置で、より大きな直径を有する、図３９の巻取りネストを示す。
【図４１】ベルトがより低い位置にあり、ログがより進んだ位置で、より大きな直径を有する、図４０の巻取りネストを示す。
【図４２】ベルトがより低い位置にあり、ログがより進んだ位置で、より大きな直径を有しており、ライダロールがログに接している、図４１の巻取りネストを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１〜図６は、巻取りドラム５０、ベルト５２、及びライダロール５４を備える巻取りネストＮ構成の例示的な実施形態を示す。図１〜図６の例示的な実施形態は、９０ｍｍ〜２２５ｍｍの範囲のログ直径を有する製品を対象にして使用され得る。巻取りドラムは、１６５ｍｍの直径を有し得る。ライダロールは、８５ｍｍの直径を有し得る。ウェブＷは、上から巻取りドラム５０に接近し、ドラムに巻き付いてウェブ巻取り領域に至る。それに伴って、巻取りドラム５０は、ウェブを巻取りネストＮ内のログに向けて送り出しもする。巻取りドラム５０及びベルト５２は、間に、巻取りネスト構成中をコア６２及びウェブＷ（ならびに一体となってログ６４を巻くコア及びウェブ）が通るスペースを形成する。ベルト５２はプーリ６６の周りに配置され、プーリ６６の少なくとも１つが駆動されて、ベルトの表面は、上記のスペースを挟んでベルトに向かい合う上部の巻取りドラム５０の表面と反対の方向に移動する。この方向へのベルト５２の運動により、コア６２を含むログ６４が回転して供給ウェブＷをログに巻き付け、結果としてログの直径を増加させる。ウェブは、可撓性のあるウェブ供給デバイスまたはウェブ搬送デバイスを用いて、巻取りドラム５０に供給され得る。
【００３４】
図面中にほぼ垂直に示しているのは、ＵＳ６０５６２２９に示されているシステムに類似したウェブ切断を実行するために用いられ得るピンチプレート５６である。このＵＳ６０５６２２９の開示を参照により援用する。図面は、ウェブＷが巻取りドラム５０に概して垂直に接近する様子を示すが、ウェブの巻取りドラム５０への進入角は、図面に示す略垂直から右または左に向かう角度であってもよい。ピンチプレートは、ウェブの巻取りドラム５０への進入の角度に呼応して対応するように設けられてもよい。巻取りドラムの左及び左下に示しているのは、ＵＳ６０５６２２９のシステムと同様に、ウェブ移送時にコア６２を案内し、その後、転がるログ６４を巻取り領域に案内するために用いられ得るフィンガ５８及び湾曲状転がり面６０である。ＵＳ５５３８１９９、ＵＳ５８３９６８０、ＵＳ５９７９８１８、ＵＳ７６１４３２８、ＵＳ５１５０８４８、ＵＳ６４２２５０１、ＵＳ６９４５４９１、ＵＳ７１７５１２６、ＵＳ７１７５１２７、ＵＳ８１８１８９７、ＵＳ９５８６７７９、ＥＰ３１４８９０６に開示されているシステム、及び可動刃またはピンチパッドを用いて巻取りドラム上のウェブを切断し、及び／または接着剤もしくは水分の縦方向ラインもしくは円周方向リング、静電手段、またはウェブ挟み込みシステムに相対してウェブを移送する他のシステムを含めて、他のウェブ切断機構及び／またはウェブ移送機構が設けられてもよい。以下の説明では、単一のベルトについて述べているが、この説明は、いかなる意味においても限定することを意図したものではなく、数個の平行なベルトが設けられてもよい。さらに、ベルトという用語は限定することを意図したものではなく、本明細書に記載されている機能及び特性をもたらす１つの材料、複数の材料、または構成技法が何であるかに関係なく、そのベルト表面に接線方向の速度を付与することが可能なエンドレスループ状に配置された連続可撓性部材と見なすことができる。さらに、コアまたは巻芯という用語は、管状または中実のマンドレル、スピンドル、軸、シャフト、ボール紙のコア、巻かれた材料の中心部、例えばＵＳ９２８４１４７に示されているように、芯の無い製品を作るために巻き取り後の動作で取り除かれるコアなどを含めた、ウェブ材料が周りに巻き付けられ得る任意の中心構造または内部構造を説明するために用いられる。さらに、用語「ウェブ」は、巻き出し後に細長く切られ、または切断されるにせよ、複数の巻き出し動作から生じるにせよ、幅広いウェブ、細いウェブ、単一のウェブ、及び複数のウェブ（リボン）の材料を対象として含むことを意図している。
【００３５】
コア６２がウェブ移送用の挿入装置（図示せず）によって導入されると、コア６２は、コア挿入溝の巻取りドラムとは反対側にある移送フィンガ５８によって、巻取りドラム５０と接触するように案内される。コア６２が巻取りドラム５０に接触すると、コア６２は、その回転速度の段階的増加を非常に急激に受け、巻取りドラム５０によって湾曲状転がり面６０に沿ってベルト５２へ向けて回転駆動される。湾曲状転がり面６０及び巻取りドラム５０は、コア挿入溝を画定する。湾曲状転がり面６０の形状は、巻取りドラムに対して概して凹面であり、コアが半径方向に可撓性を有し、コアが溝を転がり進む際に半径方向に収縮し得る場合には、巻取りドラムから、巻取りログの直径よりもわずかに小さい間隔を置いて配置され、より好ましくは、巻取りドラムから、巻取りログ内のコアの直径よりもわずかに小さい間隔を置いて配置される。ログの半径方向の圧縮、より好ましくは同様にコアの半径方向の圧縮は、ログがコア挿入溝内を通って巻取りドラムによって駆動されるとき、ログの正回転を保証する。図１に示すように、ログ６４が湾曲状転がり面６０に沿って移動した後、ログ６４は、巻取りドラム５０とベルト５２との間のスペースＳの最も狭い箇所（例えば、最小ギャップ寸法の箇所）の少し手前でベルト５２に接触する。回転するログ６４が転がり面６０から離れてベルト５２の上に移行すると、湾曲状転がり面６０がゼロ速度を有し、ベルト５２が巻取りドラム、供給ウェブ、及び挿入コアとは反対方向の表面速度を有するという事実のために、ログ６４は、その回転速度の段階的増加と、その並進速度の段階的低下とを非常に急激に受ける。図１に示すように、ログ６４は、ベルト表面がプーリ６６の周りに湾曲する箇所を少し超えてベルト５２に接触する。この位置では、ベルトの相対表面速度は、ベルトがプーリ６６の周りを曲がるときのベルトの表面速度よりも小さく、ベルトがプーリ６６の周りを曲がり始めるところで、その厚さのために発生し得るベルト表面速度の段階的変化を回避することによって、ログ６４が巻取りドラムとベルトとの間のスペースを通過する際のログ６４を巻き取り制御するための動態を安定化させる。
【００３６】
巻取りログ６４がベルト５２と接触した後に、巻取りログは、巻取りドラム５０とベルト５２との間のスペースを通して、巻取りネストＮへ向けて更に進められる必要がある。このことは、ログの導入またはログの前進と呼ばれる場合がある。この段階は、ログが非常に急速に前進しており、かつ直径が非常に急速に増加しているので、巻き取りサイクルにおける制御のための重要な段階であることが理解される。適切に制御されている場合、巻取りログ６４は、巻取りネストＮに向かって前進するとき、回転及び並進の両方とも減速し、この移行の間、巻取りドラム及びベルトの両方と接触を保ち続ける。ログ６４を巻取りネストＮ内に進めるために、ベルト５２の表面速度は、巻取りドラム５０の表面速度よりも小さい。ベルト５２の速度は、ログが、制御された方式で巻取りネストＮに進入するようなプロファイルに従って、製品サイクルを通じて変化させてもよい。好ましくは、ベルト５２の速度プロファイルは、送り出されるウェブ、ログの直径、ログの位置、またはそれらの任意の組み合わせの関数として計算される。ベルトの速度プロファイルは、ログ６４の接触が巻取りドラム５０及びベルト５２との間で維持される制御された方式でログ６４を前進させるように計算される。巻き取りサイクルのこの導入段階の間に、巻取りドラム５０とベルト５２との間のギャップ距離は、相対的に一定の寸法に維持され得る。この場合、ログの前進は、ベルト５２の速度プロファイルによって制御される。ログは、最初に、巻取りドラム５０とベルト５２との間のスペースＳの最も狭い箇所の少し手前でベルト５２に接触し、この時、ログの直径は急速に増加しつつあるので、ログは、その最狭箇所を通過するときに、半径方向に圧縮しまたは変形し得る。この技法を用いると、高ニップ圧によって、コア近くの最初のウェブ巻き付けを、きつく巻けるようになる。巻取りドラム５０とベルト５２との間のスペースＳの最狭箇所の近く、及び更にはこの最狭箇所で、ログをベルトに接触させることによって、巻き始めの締まり具合を弱めることができる。使用先、特に、搬入ログが大きな運動量を有する比較的高速の使用に応じて、ログがニップを介して滑らず、巻取りドラムとの接触を失うことなく、回転を止めないように、動作させるベルトの表面速度を上げてもよい。すなわち、巻取りログを、その最初の接触のために、巻取りドラム５０とベルト５２との間のスペースＳの最狭箇所に接近させるとき、ベルト速度を上げてもよい。したがって、巻取りドラムに対するベルト速度及びベルト位置は、使用速度、製品のサイズ、及び結果として得られるログの所望の硬さに基づいて、必要に応じて変更することができる。巻取りドラムに対して相対的に固定の位置にベルトを有することは、巻き取りをきつくするために、より効果的である場合があり、このことは、特定の硬さ及び高硬度の製品に対して求められる場合がある。
【００３７】
軟らかく低硬度の製品を巻く場合は、最初に巻き取りをきつくすることは望ましくない。この関連で、運転柔軟性に対応するために、ログが、狭いニップ点を通過することによって半径方向に圧縮または変形を伴わずに、制御された方式で巻取りネストＮに進入することを可能にするプロファイルに従って、ベルト５２と巻取りドラム５０との間の距離が製品サイクルを通じて変化し得るように、ベルト５２に第２の自由度を追加してもよい。好ましくは、ベルト５２の位置プロファイルは、送り出されるウェブ、ログの直径、ログの位置、またはそれらの任意の組み合わせの関数として計算される。ベルトの位置プロファイルは、ログ６４の接触が巻取りドラム５０及びベルト５２との間で維持される制御された方式でログ６４を前進させるように計算され得る。この場合は、強化した制御を用いて、巻き取りをきつくする動きは伴わずに、ログを、巻取りドラム５０とベルト５２との間のスペースＳの最狭箇所から更に離してベルトに接触させることができる。この場合、ログの前進は、ベルト５２の速度プロファイル及びベルト５２の位置プロファイルによって制御され、これらの組み合わせにより、製品を軟らかく低硬度にするために、制御が強化され、かつ巻き取りの品質が高められる。
【００３８】
巻取りログ６４が巻取りネストＮに進み入り続け、直径が増加するにつれて、ベルト５２の速度が上がり続け得る。巻取りドラム５０とベルト５２との間のスペースは、ほんのわずかに広がるか、広がらないか、またはわずかに集まりすらするので、巻取りログ６４は、ベルト５２に最初に接触したときに最大の並進前進速度を有する。巻取りログ６４が巻取りネストＮ中をますます先に進み入ると、巻取りドラム５０及びベルト５２の表面は、より一層大きく分岐し、ログは、その増大する円周のために、これまでよりも遅い速度で直径が増加する。したがって、ベルト５２の表面速度は、各サイクルの開始時には比較的遅くなり、巻き取りサイクル中に増加させて、ログを適正に制御する。その後、巻き取りサイクルの終了に近づくと、ベルトの速度を低減させて、ほぼ完成したログまたは完成したログが巻取りネストＮから排出されるようにする。ベルト５２の減速により、完成したログ６４は、更なる処理に備えて、巻取りネストＮから離れて排出面６８上へ、図面の右方向に転がって行く。この右方向の移動は、次のコアへの移送のためにウェブが切断される少し前に始まることが好ましいが、ウェブが切断されると同時に、またはウェブが切断された後に始めてもよい。巻き取りサイクルの終わり近くでベルト５２を減速させる更なる目的は、巻取りネストＮへの導入及び前進のために、次のログ６４がベルト５２に到着したときに、そのログ６４を制御するための適正な速度にまで十分に減速させることである。減速の開始は、完成したログまたはほぼ完成したログの適正な排出をもたらすように、タイミングが取られ得る。減速の大きさは、次のログの適正な導入をもたらすように選択され得る。減速の大きさは、完成したログまたはほぼ完成したログの適正な排出をもたらすと共に、次のログの適正な導入をもたらすように選択されてもよい。
【００３９】
リワインダを制御することにより、巻取りドラムとベルトとの間に速度差を設けることができ、この速度差により、巻取りドラムとベルトとの間のニップを通るログの前進が制御される。ベルトの表面速度は、コア／ログが届く直前に最低速度であってもよく、ベルトがコア／ログに接触したときに、ベルトの速度が上昇していくようにする。ログの直径を増加させるには、ログの順方向の進行を遅くする必要があり、かつ巻取りネストの幾何学的形状により、ログの順方向の進行を遅くすることが要求されるので、ベルトの表面速度は巻き取りサイクルを通して増加され得る。ベルトの表面速度は、巻き取りサイクルの終わり近くで比較的急速に減少させてもよく、それによってログが、排出のために再び、更に速く前進し始める。この制御装置は、時間経過に伴うベルト速度、またはベルト速度対巻き付けサイクル比を相互に関係させる速度プロファイルを、その巻き付けサイクルのためにメモリに記憶してもよい。ベルト速度プロファイルは、位置制御された運動として実行されてもよい。速度プロファイルは、速度プロファイルを積分することによって位置制御される運動として実行され得る。ベルト速度プロファイルは、要求された製品パラメータに基づいて予め設定されていてもよく（すなわち、計算され、リワインダの制御装置のメモリに記憶されていてもよく）、その後、必要に応じて、巻き付けサイクルの間中、または巻き付けサイクルの合間に変更されてもよい。ベルト速度プロファイルは、大半のログ巻き取りが行われる巻き取りサイクルの少なくとも中間段階に備えて、予め設定されてもよい。また、ベルト速度プロファイルは、ログの導入段階、及び／またはログの排出段階に備えて予め設定されてもよい。ベルト速度プロファイルを計算して、巻取りネスト内のログの前進、巻き取り中のログの直径の増加、ベルト位置の移動、またはそれらの任意の組み合わせを明らかにすることができる。巻き取りの均一化、直径の最大化、及び振動の減少化を促進できるように、プロセスの物理学に基づいて計算された速度プロファイルが使用され得る。図７は、例示的な巻取りベルト速度プロファイルのグラフである。
【００４０】
図３は、ライダロール５４が搬入ログに出合う様子を示す。図４は、巻き取り中のログ上のライダロール５４が、巻取りドラム５０及びベルト５２から実質的に等距離の位置にある様子を示す。図５及び図６は、ライダロール５４が、ログ６４上の高い位置にある様子を示す。排出ログが通過できる十分なギャップをとるために、ライダロールをより高い位置に移動させて、ライダロール５４とベルト５２との間のスペースを大きくすることができる。
【００４１】
ライダロール５４は、位置決め機構７０（図１）を用いて巻取りネストＮ内に位置決めされ得る。位置決め機構７０は、位置決めモータ及びリンク機構を介して、複合運動、円弧運動、直線往復運動、またはそれらの任意の組み合わせを可能にし得る。ライダロール５４用の位置決め機構は、好ましくは、ライダロールが、大半のログ巻き取りサイクルの間に、巻取りネストＮ内の好ましいログ保持位置を維持することができるように、複合運動を可能にする。巻き取りサイクルの終わり近くで、ライダロール位置決め機構は、ライダロール５４を上方に移動させて巻取りログ６４の上端に近づけて、ライダロール５４とベルト５２との間に、ログを排出面６８まで通過させるための十分に大きなギャップを提供することができる。ライダロールは、その移動がログウェブ巻き付けを擦り、または損傷を与え、またはしわをよせることがないように、ログの周りを上向きに移動する間に、その表面速度を増加させてもよい。ライダロールは、その表面速度を、巻き付けサイクルの終了時または終わり頃に上昇させて、排出のためにログを加速するのを補助してもよい。完成したログ６４がライダロール５４及びライダロールの巻取りネストＮへの復帰経路から離れて移動した後、ライダロールは、次の搬入ログに出合うために速やかに下降し得る。巻取りドラム５０、ベルト５２、及びライダロール５４は、巻き取りサイクルの間中、巻取りログの駆動及び制御のために、ログの外縁に接触する３つの領域を提供する。巻取りネスト内のログの前進、巻き取り中のログの直径の増加、ベルト位置の移動、またはそれらの任意の組み合わせを明らかにするために、ライダロール速度プロファイル及びライダロール位置運動プロファイルが計算されてもよい。
【００４２】
排出面６８は、ベルト５２の終端から下流側に設けられ得る。排出面６８は、ベルトが回転可能なプーリ６６の周りで曲がり始める箇所を越えたすぐのところに開始位置を有するテーブルを含み得る。複数の平行ベルトが使用されている場合、テーブルは、平行ベルト間の間隔と互いに噛み合うフィンガを含んでもよい。フィンガは、ベルトの湾曲部分を越えて延在していてもよく、それによってログ６４は、ベルトの表面から排出テーブルのフィンガへと徐々に移行する。排出テーブルのフィンガは、ベルトの位置決め機構と協調して運動することができるので、フィンガとベルトとの間に恒常的関係が維持される。排出テーブルフィンガは、例えば、小径製品の場合、巻取りネストのさらに上流の位置で、大径製品の場合、巻取りネストのさらに下流の位置でベルトの下に引っ込ませるように、ベルトとは独立して位置決め可能であってよい。フィンガは、ログが排出されるときにログがベルト上を転がる所望の距離を設定するために配置されてもよい。完成した巻きログを捕獲し、及び／または完成した巻きログがリワインダから出るタイミングを制御するために、巻取りネストの下流に、排出ゲート、または当技術分野で知られている他のデバイスを設けてもよい。
【００４３】
いかなる理論にも制限されることはないが、例えば図１〜図６（及び後述する他の図）に示すように、巻取りドラム及びベルトを含む巻取りネストは、低硬度で大径の低ログ硬度のログを、振動を少なく抑え、高速で走行させるのに有利な巻取りネストを形成するものであると考えられる。第１に、いかなる理論にも限定されることはないが、巻取りログの表面に対するベルトのニップは、巻取りログの表面に対するドラムのニップよりも、回転ログの内部で連続するウェブ巻き付けの間に層間スリップを招く可能性が低いと考えられる。巻取りネストが上部及び下部の巻取りドラムによって形成されている構成においては、上部及び下部の巻取りドラムが巻取りログの外縁に及ぼす接触圧力によって、ログの内側がログの外縁に対して段階的に進むログの内部に、層間スリップが誘発され得ると考えられる。このような相対的な運動は、ログをきつく小さく巻く効果があり、これは、低高度で直径の大きな製品を巻く場合には望ましくない傾向がある。このような構成では、上部及び下部の巻取りドラムによって及ぼされる、巻取りログに対する接触圧力を大きくすると、層間スリップの発生は多くなり得、巻取りログの外縁に対する接触圧力を小さくすると、層間スリップの発生は少なくなり得ると考えられる。下部の巻取りドラムの代わりに巻取りベルトを使用することで、ログとニップが接触する面積を大幅に増加させることができ、それによってニップ圧が減少して層間スリップが減少する。また、いかなる理論にも制限されることはないが、上部及び下部の巻取りドラムによって巻取りネストが形成されている構成においては、低硬度のログは変形しやすいため、低硬度のログは、巻取りドラムとのニップに、凹面形の窪みを有し得るものであると考えられる。この窪みの形状は、そのニップ接触の小さな面積の大きな圧力と相まって、より深く巻取りログに入り込み、結果として、巻き付けられたウェブのより多くの層と連通して、層間スリップを促進し得る。だが、巻取りベルトに対しては、低硬度のログは、実質的に平坦な、それどころか場合によってはわずかに凸状の変形を有し得るものであると考えられる。この窪みの形状は、巻取りログの巻き付けられたウェブの層に、それほど深く入り込まない傾向があり、それによって層間スリップを減少させることができる。すなわち、ベルトの幾何学的形状は、巻取りドラムのように凸面形ではなく、巻取りログに対して平坦か、またはわずかに凹面形であり、層間スリップを減少させるのに役立つ場合がある。第２に、いかなる理論にも限定されることはないが、巻取りログの表面に対するベルトのニップは、回転ログに巻かれているウェブのキャリパ、すなわち厚さを維持する可能性が高くなると考えられる。上記のように、ドラムの代わりに巻取りベルトを使用することで、ログとのニップ接触の面積を大幅に増加させることができ、それによってニップ圧が低下する。ニップ圧が低下すると、キャリパを押しつぶす、またはエンボス加工を圧縮することでウェブ材料を薄くする傾向が減少する。ウェブ材料の厚さを維持することは、高嵩な低硬度の製品、及び低硬度の大径製品を高速で巻く場合に有利である。ログが振動を伴って巻かれる範囲では、振動エネルギーは、ベルトとのニップを介して吸収または分散が行われ得、振動エネルギーは、巻取りドラムに関する場合よりも広い接触面積にわたって広がる可能性があり、それによって、規格外れのログを生成する傾向が少なくなるという結果をもたらし得る。
【００４４】
ログのベルト５２とのニップにおける実質的に平坦な、更に場合によってはわずかに凸状の変形は、他の利点を提供する場合があり、ベルトの特性または調整を変えることによって増強することができる。ベルトの表面の材料は可撓性であってもよく、この結果として、ログの荷重下で適合し、その接触面積を増加させ、ログ上の接触圧力及び変形を減少させる。ベルト自体は、伸縮性または弾性があってもよく、ログの荷重下で伸縮することができ、ログをわずかに包み込み、その接触面積を増加させ、それによってログ上の接触圧力及び変形を減少させる。また、ベルトの張力設定は、ログ上の接触圧力及び変形に影響を与えるよう変えることもできる。さらに、巻取りログの下のベルトの位置は、ベルトがログの大半の重量負荷を担い、巻取りネストの他の構成、またはログに対する巻取りベルトの他の可能な位置よりも有利な場合がある。
【００４５】
表面巻直し機の巻取りネストでは、ログは、その外縁に支持されている。ただ巻取りドラムだけを備えた巻取りネストの場合、ログの重量負荷はそのドラムによって支持され、典型的には主として下部の巻取りドラムによって支持される。上部及び下部の巻取りドラムを備えた巻取りネストでは、ログの重量によって圧力が生じるため、下部の巻取りドラムのニップにおける圧力を低下させることはほとんどできない。しかしながら、上記のように、ベルト５２の形状をニップ圧を低減するための形状とした場合、下部巻取りドラムと比べて、より少ないニップ圧力で同じログ重量を支持することができる。したがって、ログの下にベルトを配置することは、そこでベルトがログの大半の重量を支持することができるので、大径で低硬度のログにとっては特に有益であり得る。ログのサイズが大きくなると、ログは重量負荷を追加するので、巻き付けサイクルを通じてニップ力の増加が起こる。
【００４６】
ベルトは、巻取りログのどの側にも利用することができるが、ログの重量負荷は避けられないということもあって、ログの下が最も効果的な場所である。低硬度のログを３ドラム式表面巻直し機で巻く場合、（本開示の次の段落で説明するように、ベルトシステムほど効果的ではないが）上部巻取りドラム及びライダロールでのニップ圧を下げる取り組みを行うことはできるが、下部ドラム上のログの重量についてはほとんど行うことができず、そこでのニップは、典型的には最大の圧力を有するはずであり、そのニップ圧は、ログの直径が増加するにつれて増加することになる。そのため、ログの下は、ベルトがニップ圧を緩和するために最も有利な位置である。この配置はまた、ベルト構成のニップにおける接触圧力が、巻取りドラムを備えた構成と比較して低いことが、ウェブ材料の構造もしくはテクスチャまたはエンボス加工を押しつぶし、または圧縮することによる薄化を減らす傾向があり得るため、巻き付けサイクルの間に、構造化されたウェブ及び／またはテクスチャード加工されたウェブ（例えば、ＮＴＴ、ＱＲＴなど）の処理、またはウェブの特殊化したエンボス加工の処理に有利であり得る。ログのベルトとのニップにおけるログの半径方向の変形の大きさが、巻取りドラムとのニップと比較して減少することにより、ウェブ巻き付けがニップを通過する際に、ウェブ巻き付けに誘発される歪みを少なくすることもでき、このことは、構造化ウェブの厚さを保つと共に、構造化ウェブの伸長を防止するのに役立ち得る。歪みの減少は、構造化ウェブが、引張荷重の除去または低減が行われたときに、構造化ウェブの厚さのかなりの部分が、それを超えるとその公称厚さに戻らなくなる歪み閾値に達する可能性を減らし得る。
【００４７】
上記のように、いかなる理論にも制限されることはないが、巻取りログのニップ圧を下げると、ログ内の層間スリップを減らすことができ、それによって、過度の振動を伴わず、または振動の少ない、高速で、低硬度のログ、及び低硬度の大径ログを巻くことを促進すると考えられる。したがって、巻取りドラム及び任意のライダロールを含む、巻取りログとの全てのニップでの圧力を低減することによって利益を得ることができると考えられる。巻取りログの下にベルトを用い、ベルトを水平から１５°未満（より好ましくは１１°未満、より好ましくは７°未満）だけ傾斜させるなど、ベルトをほぼ水平にし、または実質的に水平にすることの更なる利点は、この構成では、ベルトにより、ログと巻取りドラムとの間、及びログとライダロール（複数可）との間のニップ圧を低くすることが可能になり得ることである。巻取りドラム５０は、ログの重量を実質的に負担しないものとみることができるので、ベルト５２の表面速度を用いて、ログの重量とは無関係にニップ圧を調節することができる。ベルト速度を上げると、ログと巻取りドラムとの間のニップでの接触圧力は増加し得る。ベルト速度を低下させると、ログと巻取りドラムとの間のニップでの接触圧力を低下させること、最小化すること、または無くすことさえもができる。ベルトの傾斜角が０度の場合、ライダロールもまた、ログの重量を実質的に負担せず、傾斜角が小さい角度の場合、ライダロールは、ログの重量のほんのわずかのみを負担し得るとみることができる。ベルト速度を低下させると、ログとライダロールとの間のニップでの接触圧力は増加し得る。ベルト速度を上げると、ログとライダロールとの間のニップでの接触圧力を低下させること、最小化すること、または無くすことさえもができる。ベルトの速度及び位置、ならびにライダロールの位置を最適化すると、巻取りドラムとログとの間、及びライダロール（複数可）とログとの間のニップでの接触圧力が低下すること、最小化すること、または無くなることさえもがもたらされ得る。
【００４８】
ベルト５２には、ベルト位置決め機構が備わっている場合があり（図３８〜図３９、「１３０」）、巻取りドラム５０及びライダロール５４に対するベルトの角度及びベルトの間隔Ｓを、ウェブ材料特性、コアの直径、及び完成ログの直径に基づいて、特定のログ６４製品に従って調節できるようにする。ベルトは、巻取りドラムとログとの間、ベルトとログとの間、ライダロール（複数可）とログとの間のニップ点での接触圧力を最小限に抑えるために、必要に応じて配置してもよい。こうすると、巻きログの直径を最大化するために有利になる傾向がある。さらに、巻取りドラム５０とログ６４との間、ベルト５２とログとの間、及びライダロールとログとの間の接触圧力は、ベルト位置決め機構を用いてベルトの大まかな位置を調節することによって、またはベルトの相対角度を略水平から多少傾斜した角度に調節することによって、増加または減少させることができる。巻き取りサイクル中のベルトの位置により、巻き取りサイクル全体の間、低減されもしくは最小化された、または最適化されたニップ圧で、異なる直径の製品を巻くことができるようになる。対照的に、上部及び下部の巻取りドラム構成では、ログは、通常は、巻取りネストに入る際に、下部の巻取りドラムに沿って上向きに上昇しなければならない。したがって、巻き取りサイクルの早い段階で、ログが上部ドラムに「寄りかかる」傾向があり、ニップ圧が必要以上に高くなり得る。大径のログの場合には、ログは、下部ドラムの上死点に達するまで直径を大きくしながら前進し続け、その上死点では、ログは、上部ドラムとライダロールとの間で一時的にバランスが取られる。ログが大きくなると、ログは、上死点を通り越して、ログの軌道が下向きになるためにライダロールに「寄りかかり」始め、ニップ圧が必要以上に高くなり得る。
【００４９】
いかなる理論にも制限されることはないが、例えば図１〜図６（及び後述する他の図）に示すように、巻取りドラム及びベルトを含む巻取りネストは、巻取りネストＮへの導入時のログの制御性を改善するのに有利な巻取りネストを形成するものであると考えられる。上に述べたように、搬入ログが、効率的かつ確実に巻取りネスト内に引き入れられるように、巻取りドラム５０とベルト５２との間のスペースを通して、良好な制御の下で減速されなければならない。ログの減速が、より長いログ並進運動の距離にわたって実行される場合には、加速度の大きさを低減させることができ、それによって、ログを巻取りネストへ導入する際の重要な段階が、搬入ウェブ材料の特性、及び機械の動作条件のばらつきに良く対応できるようになり得ると考えられる。加速度の大きさを低減させると、ログを制御するために巻取りドラムとベルトとの間のニップに必要とされる圧力が少なくなるため、ログの巻き取りを乱すのを少なくすることができ、それによってウェブの厚さが良く維持され、サイクルの開始時にログの巻き取りがきつくなるのを避けることができると考えられる。巻取りドラム及びベルトを備える巻取りネストは、巻取りネストＮへの導入時にログを減速するのに十分な並進距離を有するように構成され得る。一般的に言えば、ベルトの表面が実質的に平らな面である場合に、ドラム及び対向するベルトの表面と比べると、対向する２つのドラムの表面は、物体がそれらの間のスペースを通過する際に、より急速に分岐する。ログ６４が、転がり面６０から離れてベルト５２上に達するとき、ログ６４は、回転速度及び並進速度を有する。以上の通り、回転するログ６４が転がり面６０から離れてベルト５２の上に移行すると、湾曲状転がり面６０がゼロ速度を有し、ベルト５２が巻取りドラム、供給ウェブ、及び挿入コアとは反対方向の表面速度を有するという事実のために、ログ６４は、その回転速度の段階的増加と、その並進速度の段階的低下とを非常に急激に受ける。しかしながら、ベルト５２と巻取りドラム５０との間のより緩やかな分岐は、ログがスペースの中をより速く移動することを必要とするので、ベルトの表面速度を大きく低下させることができ、ログ６４がベルト５２上に移行する際に受ける急激な速度変化の大きさを減少させることができる。その場合、ログが巻取りネストＮに向かってこのスペースを通行するとき、ベルト５２と巻取りドラム５０との間の緩やかにされた分岐により、導入の減速を達成するために、より長い距離及び時間がもたらされ、この導入の減速は、巻き取りサイクル中のより良好かつ簡単な制御を可能にし得る。また、巻き付けサイクルの初期部分におけるベルト５２の位置決め機構と、ログが巻取りネストＮに入る際のログの減速とは、巻き付けサイクルの開始時に、コア６２の周りにウェブ材料Ｗのリングがきつく巻かれることがない、均一な巻き付けを生成するのに役立ち得る。
【００５０】
ベルト５２は、単一構造であってもよく、または少なくとも２つの部分、すなわち、（ｉ）ログに係合するログ接触側、及び（ｉｉ）ベルトを駆動するプーリに係合するプーリ接触側で構成されてもよい。ベルトのログ接触側は被覆層を有してもよい。ベルトのログ接触側は、耐摩耗性であることが好ましく、高牽引特性及び／または高グリップ特性を有する。ベルトのログ接触側は、高グリップ特性を有するゴムまたはエラストマのタイプの材料を含んでもよい。ベルトのログ接触側は、高牽引特性を有した粗い表面を含んでもよい。ベルトのログ接触側を変更しまたは修正して、グリップまたは牽引力を多くし、または少なくすることができる。ベルトの被覆層は、ベルトと巻取りログとの相互作用のための所望の特性を提供するために、用途に応じて、柔らかいか硬いか、厚いか薄いか、可撓性が多いか少ないかのいずれかであってもよい。表面テクスチャは、流し込み成形、刻印付け、機械加工、レーザ彫刻、埋め込みなどによって、ベルトのログ接触側に付与され、または配置されてもよい。ベルトのログ接触側に、突起またはエンボスが利用されてもよい。ベルトのログ接触側の高牽引特性及び／または高グリップ特性は、巻取りログのベルトとのニップでの接触圧力が、最小でも、または最小限でも、または低い場合でも、導入段階、巻き取り段階、及び排出段階において、そのニップでの制御を可能にするために好ましい。ベルトのプーリ接触側は、駆動プーリのサイクルの加速段階及び減速段階の間中に、駆動プーリ上のベルトの滑りを低減し、または最小化し、または除去するために、高牽引特性及び／または高グリップ特性を有してもよい。ベルトのプーリ接触側は、プーリのサイクルの加速段階及び減速段階の間中に、プーリ上のベルトの滑りを低減し、または最小化し、または除去するために、プーリ内の溝と係合する歯の配列を有してもよい。ベルトは、その長さの変化に対する抵抗を増加させるために、当技術分野で周知のように、内部コードを有し得るので、ベルトは、巻き取りサイクルの加速段階及び減速段階の間中を含む運転時に、実質的に一定の長さに留まる。
【００５１】
ベルト５２の張力は、所望の巻き取り動力学、及びベルトと巻取りログとの相互作用を提供するために、用途に応じて高く、または低く調節され得る。一実施形態では、ベルト５２の張力は、ニップ圧の増加もしくは減少、ウェブ伸長の増加もしくは減少、ログ振動の減少、またはその他のシステム特性の変更のために、巻き取りプロファイルの一部として、またはセンサ測定もしくは他のフィードバック測定に基づいて、巻き取りサイクル中に修正することができる。ベルト５２では、図示された２つのプーリ６６の一方を他方に対して動かすことによって、またはベルトのスパン（例えば、下部のスパン）に対して作用してベルトの張力を変える可動式の第３のプーリもしくは可動式のスライドシュー（図示せず）を使用することによって、張力を変えることができる。
【００５２】
前述のように、単一のベルトではなく、平行に間隔をあけて配置された複数のベルトが設けられていてもよい。例えば、複数のベルトの各ベルトは、ベルト間に約２５ｍｍの間隔またはギャップを有し、約１００ｍｍの幅、または最大約５００ｍｍ以上の幅であってもよい。送込みフィンガ５８からベルトまでの転がり面６０は、連続した面であってもよく、またはフィンガを含み、それらのフィンガの間に間隔を有する分離したフィンガを含んでもよい。フィンガ５８は、ベルト表面の手前で終端してもよく、またはベルト表面を越えて突き出て、平行で相隔たるベルトのギャップと交互嵌合してもよい。複数のベルトの各ベルトは、ベルト間のあらゆる変動に対応するように、独立して調節可能であってもよい。適切な張力を確保するための調整を提供するために、各ベルトに関連して、テンショナ、可動式の第３のプーリ、またはスライドシューを使用してもよい。複数のベルトは、１つのプーリで駆動されてもよく、または各ベルトに専用のプーリが設けられていてもよい。
【００５３】
図８〜図９に示すように、巻き取りサイクル中に、コアに係合し、用途に応じて、コアを回転駆動するために、コア端部係合アセンブリ８０が提供され得る。コア端部係合アセンブリ８０には、コア６２の一端と係合するためのコアチャック８２が備わり得る。コア６２の軸方向反対側の第２のコア端部係合アセンブリも提供され得る。第２のコア端部係合アセンブリもまた、コア６２の軸方向反対側の端部と係合するための第２のチャック８２を含み得る。チャック８２は、コアの端面、もしくはコアの内径面、またはその両方に係合してもよい。コア６２は、コア端部係合アセンブリ８０の一方または両方のチャック８２によって回転駆動されてもよい。チャック８２は、好ましくは、ウェブがコアに移送された後にコア６２と係合する。このチャックは、ログが転がり面６０からベルト５２上に移行し、したがって転がり面６０に沿って転がるときに比べて、並進速度が比較的低下した後に、コア６２と係合することが好ましい。チャック８２は、ログが巻取りドラム５０とベルト５２との間のスペースＳの最も狭い箇所を通過した後に、コア６２と係合してもよい。チャック８２は、ログがライダロール５４に接触する前、ログがライダロールに接触したとき、またはログがライダロールと接触した後に、コアと係合してもよい。チャックは、ログが巻取りドラム５０、ベルト５２、及びライダロール５４と接触しているときに、コアと係合してもよい。
【００５４】
各チャック８２は、位置決め機構８４を用いて、巻線ネストＮ内に位置決めされてもよい。チャック位置決め機構８４は、複合運動、円弧運動、直線往復運動、またはそれらの任意の組み合わせを可能にし得る。好ましくは、チャック位置決め機構８４は、巻取りログの直径が増加して、ログの中心が非線形経路をたどる際に、ログの中心と一致することができるように、複合運動で動作してもよい。チャック８２は、ログの排出前に係合を解除してもよく、ウェブが次の移送のために切断される前に解除してもよい。チャック８２は、コア６２への係合、及びコア６２からの係合解除のために、コア中心軸と平行に往復運動することができる。コア端部係合アセンブリ８０は、チャック８２が、コア６２の中空端部への挿入、及びコア６２の中空端部からの引き出しのために、コア中心軸と実質的に一直線になって往復運動できるようにする、空気圧式、液圧式、電子式、または機械式のアクチュエータ８６を含み得る。コア端部係合アセンブリ８０はまた、チャック８２がコア６２の内径面と係合するように、半径方向の外向きに展開することを可能にする、空気圧式、液圧式、電子式、または機械式のアクチュエータ８８を有してもよい。例えば、図８及び図９に示すように、アクチュエータ８８は制御ロッド９０を直線的に動かし、それによってチャック８２をコア６２の内径面に対して係合位置と非係合位置との間で相対的に移動させる。制御ロッド９０は、支持シャフト９２内に配置され、支持シャフトの軸端にスリーブ軸受けが設けられ、支持シャフト９２内にスライド可能に配置され得る。支持シャフト９２は、支持シャフト９２が駆動ハウジング９４に対して回転することを可能にすると共に、支持シャフトが駆動ハウジング９４に対して軸方向に動くことを抑制するころ軸受けを有した駆動ハウジング９４内に、回転可能に備え付けられ得る。駆動ハウジング９４は、コア端部係合アセンブリの位置決め機構８４に取り付けられ得る。駆動ハウジング９４は、コア端部係合アセンブリ位置決め機構８４のフレームアーム内の滑り軸受けに備え付けられ得、それにより駆動ハウジングがフレームアームに対して軸方向に移動されるようにする。駆動ハウジングは、軸方向にのみ移動することができ、フレームアームに対して回転できないように、軸方向に案内され得る。
【００５５】
コア６２を係合する前に、チャック８２は、コアの回転速度に一致する速度まで回転し得る。可撓性駆動シャフト９６に結合されたモータ（図示せず）は、チャック８２を回転駆動し得る。可撓性駆動シャフト９６は、駆動ハウジング９４の軸端でアクチュエータ８８に隣接する制御ロッド９０に結合され得る。チャック８２は、回転ログの速度で自由に回転することができる。よって、チャックはアイドリングチャックであってもよい。チャック８２はまた、または代替として、巻き付けサイクルの少なくとも一部の間、ログに対してわずかな制動作用を与える傾向があってもよい。この制動作用は、機械的または磁気的な連動機型の機構を介して、及び／またはモータを介して提供されてもよい。
【００５６】
コア６２に係合した後に、チャック８２は、互いから軸方向に離れるように移動することができ、それによってコアに軸方向の引張力が生じる。コアに軸方向の引張力を加えると、特に、より低硬度のログを巻いている場合、及び／またはより大きな巻き取り速度で動作している場合に、巻取りログの振動を低減し、最小化し、または遅延させることができる。管状の巻芯に係合した後、芯（コア）の内径面を、チャック８２の一方または両方を通じて、空気圧で加圧してもよい。内部の空気圧は、コアに軸方向の引張力を生じさせるために用いられ得る。コアチャックを使用して、巻き取りサイクル中の振動、不安定性、伸縮、または他の何らかの予定外もしくは不規則の動きに対抗することによって、ログの巻き取りを制御することができる。コアチャックを使用して、ログ内の層間スリップを抑制することができる。コアチャックを使用して、層間スリップを阻止することができる。いかなる理論にも制限されることはないが、ウェブ材料を、緩く巻かれたロール、及び／または低硬度のロールに巻くときには、順相の層間スリップに対抗することが有利になり得ると考えられる。コアチャックは、ログの回転方向とは反対の方向にコアにトルクを加えることで、順相の層間スリップに対抗できると考えられる。コアチャックを、層間スリップが促進されるように用いてもよい。いかなる理論にも制限されることはないが、ウェブ材料を、きつく巻かれたロール、及び／または高硬度のロールに巻くときには、順相の層間スリップを促進することが有利になり得ると考えられる。コアチャックは、ログの回転方向と同じ方向にコアにトルクを加えることで、順相の層間スリップを促進できると考えられる。
【００５７】
各コアチャック８２は、好ましくは、位置及び／または速度のフィードバックを有するモータ（図示せず）によって回転駆動される。リワインダの制御により、コアチャック８２の速度プロファイルが設定され得る。この速度プロファイルは、巻取りドラムの速度、ウェブの供給速度、及び／または巻取りベルトの速度に関連したものであり得る。チャック８２の回転速度は、ログの直径が比較的小さい場合、巻き付けサイクルの初期には比較的速くなり、ログの直径が比較的大きい場合、巻き付けサイクルの後期には比較的遅くなり得る。ログの直径が大きくなると、ログの中心を遅く回転させる必要があるため、チャックの回転速度は巻き取りサイクルを通して低下され得る。この制御装置は、時間経過に伴うチャック速度、またはチャック速度対巻き付けサイクル比を相互に関係させる速度プロファイルを、その巻き付けサイクルのためにメモリに記憶してもよい。チャック速度プロファイルは、位置制御された運動として実行されてもよい。速度プロファイルは、速度プロファイルを積分することによって位置制御される運動として実行され得る。チャック速度プロファイルは、要求された製品パラメータに基づいて予め設定されていてもよく（すなわち、計算され、リワインダの制御装置のメモリに記憶されていてもよく）、その後、必要に応じて、巻き付けサイクルの間中、または巻き付けサイクルの合間に変更されてもよい。チャック速度プロファイルは、大半のログ巻き取りが行われる巻き付けサイクルの少なくとも中間段階に備えて、予め設定されてもよい。チャック速度プロファイルは、チャックが、完成したログの巻き終わりの位置から、次のログのコアに係合する位置まで移動する復帰段階についても事前設定することができる。この復帰運動段階の間に、チャックは、サイクルの終わり近くの遅い速度から、サイクルの初め近くの速い速度へと速度を増加させてもよい。巻き取り段階時のチャック速度プロファイルを計算して、巻取りネスト内のログの前進、巻き取り中のログの直径の増加、ベルト位置の移動、またはそれらの任意の組み合わせを明らかにすることができる。プロセスの物理学に基づいて計算された速度プロファイルは、操作者または技術者が手動で作成した近似プロファイルのために、またはプロセスの物理学に結び付けられていない運動方程式のために一般に発生する不規則な滑りを除去することにより、巻き取りの均一化、直径の最大化、及び振動の減少化を促進することができる。チャック速度プロファイルは、理論が示唆する、層間スリップがゼロの場合の巻芯が持つべき回転速度と実質的に一致し得る。チャックは、少なくともサイクルの一部の期間、回転を速くして、ログが一層、きつく巻かれるようにしてもよい。チャックは、少なくともサイクルの一部の期間、回転を遅くして、ログが一層、緩く巻かれるようにしてもよい。このプロファイルのオフセット、スケーリング、延伸、及び／または他の操作を使用して、サイクルの少なくとも一部の期間に、チャックが高速または低速で回転する速度プロファイルを生成することができる。
【００５８】
各コアチャック位置決め機構８４は、位置フィードバックを有する１つまたは複数のモータによって、コア端部係合アセンブリ８０を巻取りネストＮ内に位置決めすることができる。リワインダの制御により、コアチャックの位置プロファイルが設定され得る。この位置プロファイルは、巻取りドラム、巻取りベルト、及び／またはライダロール（複数可）に関連したものであり得る。この制御装置は、時間経過に伴うチャック位置、またはチャック位置対巻き付けサイクル比を相互に関係させる位置プロファイルを、その巻き付けサイクルのためにメモリに記憶してもよい。チャック位置プロファイルは、位置制御された運動として実行されてもよい。チャック位置プロファイルは、要求された製品パラメータに基づいて予め設定されていてもよく（すなわち、計算され、リワインダの制御装置のメモリに記憶されていてもよく）、その後、必要に応じて、巻き付けサイクルの間中、または巻き付けサイクルの合間に変更されてもよい。チャック位置プロファイルは、大半のログ巻き取りが行われる巻き付けサイクルの少なくとも中間段階に備えて、予め設定されてもよい。チャック位置プロファイルは、チャックが、完成したログの巻き終わりの位置から、次のログのコアに係合する位置まで移動する復帰段階についても事前設定することができる。巻き取り段階時のチャック位置プロファイルを計算して、巻取りネスト内のログの前進、巻き取り中のログの直径の増加、ベルト位置の移動、またはそれらの任意の組み合わせを明らかにすることができる。チャック位置プロファイルは、理論が示唆する、円形のログの場合の巻芯が持つべき位置と実質的に一致し得る。このプロファイルのオフセット、スケーリング、延伸、及び／または他の操作を使用して、ログの重量に起因して、及び／またはライダロール（複数可）からの圧力に起因してベルトでなど、巻取り要素によるログの変形を考慮したチャック位置プロファイルを作成することができ、及び／または巻取り要素に対するログのニップ圧に影響を与えることができ、または、用途に関連付けられた設定プロファイルとは異なる、いずれかの所望のチャック位置プロファイルを生成することができる。
【００５９】
巻取り要素の速度、運動、及び位置は、機械の幾何学的形状、及び巻き取りプロセスの物理学に基づいて計算されることが好ましいと開示されているが、それによって、観察及び／またはフィードバック信号に基づく手動または自動の調節が排除されることはない。例えば、コアチャック速度を、コアまたはログの回転速度の測定に基づいて調節してもよい。例えば、コアチャック位置を、コアまたはログの位置の測定に基づいて調節してもよい。全ての巻き取りパラメータと、ベルト速度、ベルト位置、ライダロール速度、ライダロール位置、コアチャック速度、コアチャック位置、及びウェブ張力を含む全ての速度プロファイル、運動プロファイル、及び位置プロファイルとは、目視観測、製品測定、基材測定、もしくはプロセス測定に基づき操作者によって、またはセンサフィードバックもしくは操作者入力に基づきリワインダ制御システムによって、調節、改良、転換、補正、延伸、または操作が行われ得る。観測、測定、フィードバック、及びデータは、搬入ウェブ材料のキャリパ、搬入ウェブ材料の縦方向引張係数、搬入ウェブ材料のｚ方向の係数、搬入ウェブ材料の張力及び張力変化、巻きログの直径及び／または硬さ、巻き取り中のログの振動、完成したログで測定されたウェブのキャリパ、巻き取り前及び巻き取り後のウェブで測定される特性の比較、ならびにロールの測定されたウェブキャリパ値と計算されたウェブキャリパ値との比較を含み得るが、これらに限定されない。巻かれたロール製品の計算された平均キャリパは、次の方程式で得ることができる。この式では、ロール断面の面積が、ロールに巻かれたウェブ材料の長さで割られる。
【数１】
2021504266.tif 000003
この方程式では、ｃは巻かれた製品の平均キャリパであり、Ｄはロールの外縁の仕上がり直径であり、ｄはウェブの巻き始めの直径であり（通常は巻芯の外径である）、Ｌはロールに巻かれるウェブの縦方向の長さである。
【００６０】
図１０〜図１６Ａ及び図１６Ｂは、巻取りネスト構成の別の実施形態を示す。レイアウト及び機能は図１〜図６に示すものと類似しているので、同様の構成要素を識別するために同じ参照文字が使用される。図１０〜図１６Ａ及び図１６Ｂに示す実施形態では、１つのライダロールの代わりに２つのライダロール５４Ａ、５４Ｂが設けられている。ライダロール５４Ａ、５４Ｂは、同じ位置決め機構を使用してもよく、そのような位置決め機構は、複合運動、円弧運動、直線往復運動、またはそれらの任意の組み合わせを提供し得る。代替的に、各ライダロールごとに別個の位置決め機構７０、７２（図１０）を設けてもよい。これに関連して、一例では、ライダロール５４Ａは、その位置決めシステム７２により巻取りドラム５０の中心を中心とした単純な円弧運動をしてもよく、ライダロール５４Ｂは、それ自体の専用の位置決め機構７０により複合運動をしてもよい。
【００６１】
巻取りドラム５０に近いライダロール５４Ａは、最初に搬入ログ６４に係合し得る。巻取りサイクル中にログ６４の直径が増加すると、ライダロール５４Ａは巻取りログ６４の上部に向かって移動し、ライダロール５４Ｂが（図面の通りに）ログの側面でログ６４に係合するためのスペースを作り得る。直径が非常に小さいログの場合、本システムは一方のライダロールのみを使用するように構成され得る。この場合、巻き取りサイクルの大部分の間、両方のライダロール５４Ａ、５４Ｂを係合させるために利用可能なスペースがない場合がある。図１２に示すように、ライダロール５４Ａのみを使用してもよい。代替的に、例えば、後述する図２２に示すように、十分なクリアランスがあり、かつ、ライダロール５４Ｂの複合運動位置決め機構が、小径ログ６４に係合させるために十分な下向きの運動距離を有する場合には、ライダロール５４Ａを邪魔にならない所に止まらせてもよく、ライダロール５４Ｂのみを使用してもよい。図１１は、ライダロール５４Ａが搬入ログに出合う様子を示す。図１２は、ライダロール５４Ａが巻取りログ６４の上端付近まで移動しており、このとき、図１３に示すように、ライダロール５４Ｂがログの側面に接近するためのスペースが確保されていることを示す。図１３〜図１４は、ライダロール５４Ａ及びベルト５２から実質的に等距離の位置で、ライダロール５４Ｂがログ６４と接触している様子を示す。ログ排出時のライダロールの動作は、以下に説明するように、完成したログの相対的な直径に依存し得る。
【００６２】
非常に小さい−ライダロールが１つしか使用されないため、ライダロール５４Ａまたは５４Ｂが、ベルトと連動してログの巻き取りとログの排出を制御する。
【００６３】
小さい−ライダロール５４Ａはベルトと連動してログの排出を制御し、ライダロール５４Ｂはログから離れるように移動するので、ライダロール５４Ｂはログの出口路を塞がない。
【００６４】
中程度−ライダロール５４Ｂは、依然として接触を維持しながら、ログ６４上を高く周回する。次いで、ライダロール５４Ａは、ベルトと連動してログ排出を開始する。図１７〜図２１に示すように、ログ６４が出発すると、ライダロール５４Ｂはログに追従し、排出の間の大部分の期間はログと接触したままであり、ログの排出を補助する。ログは既に並進運動量を有しているため、ライダロール５４Ｂのログ６４との接触は、排出中に必ずしも連続的ではなく、排出はベルト５２の減速によっても制御される。ログ６４の上にライダロール５４Ｂが存在することにより、確実に排出が完了すると共に、ログの排出の開始時に振動し得るログを抑えて誘導する働きもする。
【００６５】
大きい−大径のログの巻き取り中、ライダロール５４Ａは巻取りログ６４の上流側に移動され得、もはやログの上にはあり得ず、したがってライダロールはログの排出を補助しない。ライダロール５４Ｂは、好ましい排出位置まで周回して、ベルトと連動してログの排出を制御し得る。大きいログの一例を図１６Ａ及び図１６Ｂに示す。
【００６６】
代替的に、特定のログの直径の場合、ライダロール５４Ａを巻取りログ６４から離れるように移動させて、ライダロール５４Ｂが、ログ排出のために、より好ましい位置まで高く周回できるスペースを作ることが好ましい場合がある（図２２参照）。ライダロール５４Ａが離れており、ライダロール５４Ｂがログ排出のための位置に移動したとき、ライダロール５４Ｂは、ベルトと連動してログ排出を開始する。ログ６４が出発すると、ライダロール５４Ｂはログに追従し、排出の間の大部分の期間はログと接触したままであり、ログの排出を補助し得る。ログは既に並進運動量を有しているため、ライダロール５４Ｂのログ６４との接触は、排出中に必ずしも連続的ではなく、排出はベルト５２の減速によっても制御される。ログ６４の上にライダロール５４Ｂが存在することにより、確実に排出が完了すると共に、ログの排出の開始時に振動し得るログを抑えて誘導する働きもする。ライダロール５４Ａは、その経路からライダロール５４Ｂが出ると、後続のログに出合うためにその復帰を開始し得る。このログ排出の一例を図２２〜図２４に示す。
【００６７】
図１０〜図２４に示す巻取りネスト構成では、巻取りネストＮは、巻き付けサイクルの初期からの、ログの周りに等間隔を置いて配置される３つの接触領域と、その後に続くログの振動が発生する可能性が最も高い大半の巻き付けサイクルの期間に、ログの周りに十分に間隔を置いて配置される４つの接触領域と、その後に続くログの排出の開始時に、ログの周りに十分に間隔を置いて配置される３つの接触領域とを利用する。ログの外縁に、ログを回転駆動すると共にログを空間的に抑える４つの接触領域を持つことは、過度の振動を伴わず、または振動の少ない、高速で、低硬度のログ、及び低硬度の大径ログを巻くのに適している。いかなる理論にも制限されることはないが、駆動が３つではなく４つの接触領域で実行される場合は、接触圧力が低くなり、したがって順相の層間スリップが少ない状態でログを回転駆動することができると考えられる。さらに、ログが振動し始めた場合、４つの接触領域によって提供される制御は、３つの接触領域によるものよりも低い接触圧力で、振動するログをより良く抑えることができると考えられる。２つのライダロール５４Ａ及び５４Ｂを設けることによって、ライダロールのニップ点での接触圧力を低減すること、及び巻取りドラム５０とログとの間のニップにおける接触圧力を低減することが可能になり、それによって、比較的大きな直径のログの巻き取り、及び／または比較的高速でのログの巻き取りが可能になり得る。ニップでのログへの接触圧力の低下は、構造化ウェブまたはエンボス加工を歪め、または薄くする傾向があるウェブ材料の巻き付けの圧縮、張力、及び／または伸長を更に低減することができる。前述の１つのコアチャック８２または複数のコアチャックが、図１０〜図２４に示す巻取りネスト構成に提供されてもよい。
【００６８】
図２５〜図３０は、図１０〜図２４の巻取りネスト構成に類似しているが、巻き取りサイクルの実質的な部分の期間、好ましくは巻き取りサイクルの大部分の期間、より好ましくは巻き取りサイクルの４分の３を超える期間に、巻取りログ６４と巻取りドラム５０との間にギャップを提供する、巻取りネスト構成の別の実施形態を示す。ログが巻取りドラムにギャップを伴って巻き付けられ得る巻き取りサイクルの割合は、巻取りネストの幾何学的形状に対する製品の長さ、及びその直径によって影響される。したがって、この構成における巻き取りサイクルの割合は、必要性に迫られて変化するようになり、プロセス及び製品の最適化のために変化させることもできる。ギャップのサイズは、プロセス及び製品の最適化のために変化させることもできる。いかなる理論にも制限されることはないが、ウェブが、ログを表面駆動している要素のいずれかによって巻き付けられてログに送り込まれるのではなく、表面駆動要素とは独立して巻取りログ上に配置される、巻き取りサイクル中に巻取りログを巻取りドラム５０から離すように移動させること、ならびにライダロール５４Ａ、ライダロール５４Ｂ、及びベルト５２の間に第２の巻取りネストを形成することは、特にコアを支持して駆動するコアチャックと連動して行われる場合に、嵩高な低硬度のログを高速で巻き取るのに有益であり得ると考えられる。巻き取りサイクルの最初の部分は、図１０〜図２４の巻取りネスト構成向けの巻き取りサイクルの始まりと同じようなものであり得る。例えば、図１１は、ライダロール５４Ａが搬入ログに出合う様子を示す。図１２は、ライダロール５４Ａが巻取りログ６４の上端付近まで移動しており、図１３に示すように、ライダロール５４Ｂがログの側面に接近するためのスペースを確保していることを示す。図１３は、ライダロール５４Ａ及びベルト５２から実質的に等距離の位置で、ライダロール５４Ｂがログ６４と接触している様子を示す。ギャップは、例えば図１４に示すように、良好な制御下で、ログが巻取りドラム５０との接触から離れて並進することができるほど十分に遠くに、ライダロール５４Ａが巻取りログ６４の上部に向かって移動した後に形成され得る。この時点で、ベルトの表面速度を低下させて、ログが巻取りドラム５０から遠ざかるように移動させてもよい。ライダロール５４Ａ、５４Ｂは、ログ６４が巻取りドラム５０から離れる動きを制御するのを補助することができる。コアチャック８２もまた、コア６４と係合してコア６４を回転駆動することができ、ログが巻取りドラムから離れる動きを制御するのを補助することができる。図２５〜図３０は、２つのライダロールとベルトとを備えた巻取りネストでログを巻き取る様子、及びログ６４と巻取りドラム５０との間のギャップＧを示す。ログ６４の巻き取りがほぼ完了すると、ライダロール５４Ｂはログの頂部近くまで周回し、ログが排出するためのスペースを形成することができる。図３０は、前述のように、ライダロール５４Ｂが、ログ排出のためのスペースを作るために、上向きに周回した様子を示す。前述の１つのコアチャックまたは複数のコアチャックが、図２５〜図３０に示す巻取りネスト構成に提供されてもよい。
【００６９】
図３１〜図３７は、図１０〜図２４及び図２５〜図３０のものと同様の巻取りネスト構成であって、巻取りドラム５０、２つのライダロール５４Ａ、５４Ｂ、及びベルト５２の動きが、巻取りドラム５０とログ６４との間に小さなギャップを生成するように制御され、リワインダ制御が、製品及びプロセスを最適化するために望まれ得る、巻き取りサイクル中のギャップの量を監視し、この量の変更を可能にし得る巻取りネスト構成の代替実施形態を示す。図３１〜図３７の巻き取り構成におけるギャップの量の監視及び変更を行う目的は、巻取りドラム５０とログ６４との間のニップにおける接触圧力を最小にすることである。いかなる理論にも制限されることはないが、比較的小さなギャップの量を有する巻き取りサイクルの間に、巻取りログを巻取りドラム５０から離すように移動させることは、特にコアを支持して駆動するコアチャックと連動して行われる場合に、嵩高な低硬度のログを高速で巻き取るのに有益であり得ると考えられる。小さなギャップは、前述のように、ギャップを有することの少なくとも部分的な利点を提供することができ、なおかつ、ギャップは比較的小さいので、前述のように、４つの接触ニップを有することの少なくとも部分的な利点を提供することができると考えられる。このニップにおけるギャップの存在及び／またはサイズは、目視観測及び／またはセンサフィードバックによって識別されてもよい。センサフィードバックは、光電子エミッタ及び光電検出器及び／またはコンピュータビジョンシステムまたは他の好適なデバイスを含み得る。運動の変更は、操作者及び／またはリワインダ制御システムによって行われ得る。ログが指令された運動にどのように反応するかに応じて、製品及び／またはプロセスを最適化するために運動を調節することができる。例として、ギャップが大きい場合、運動を調節してギャップを減らすことができる。ギャップがない場合は、運動を調節して、ギャップができるようにしてもよい。ギャップが小さすぎる場合は、運動を調節してギャップを大きくしてもよい。ギャップが小さく断続的になるように、運動を調節してもよい。このようにして、ログ６４と巻取りドラム５０との間の接触圧力を、低減し、または最小化し、または除去することができ、なおかつ、この接触圧力は、４つの接触領域を用いる巻き取りの利点をある程度維持し得る。
【００７０】
例として、ベルト５２及びライダロール５４Ａ、５４Ｂの運動を、巻取りドラム５０とログ６４との間に２ｍｍの目標寸法を有するギャップを生じさせるように制御することができる。この制御システムに付随するフィードバックループを有効にして、この境界面にギャップが作成されたかどうかを検知し、そのサイズを測定できるようにしてもよい。ログ６４と巻取りドラム５０との間に一時的にギャップができる場合があるが、ログは、その巻取りドラムとの境界面での圧力が低下しまたは除去されるために、それほどきつくは巻かれず、したがって、直径が比較的大きくなり、それによって、このギャップは急速にまたは即座に埋められ、巻取りドラムとの接触が再開され得る。フィードバックループは、ギャップが閉じたことを検知することになる。次に、制御システムは、任意選択で、運動プロファイルを別の目標ギャップ寸法またはより大きな目標ギャップ寸法に再度変更してもよく、場合によっては、さらに大きな直径のログをもたらし得る。こうすると、巻きログの直径を最大化しようとするときに有利である。ログの直径のフィードバックを用いて、ギャップを制御することができる。例えば、所望のログ直径が達成されたときに、ギャップなし、断続的ギャップ、またはギャップのおおよそのサイズの状態を維持するように運動を制御してもよい。また、ログの直径が小さすぎる場合は、ギャップを作成し、断続的なギャップを作成し、またはギャップのサイズを大きくするように、運動を制御してもよい。所望のログの直径が大きすぎた場合は、ギャップを除去し、断続的なギャップを除去し、またはギャップのサイズを小さくするように、運動を制御してもよい。ログの振動の程度に基づいて、ギャップを除去し、断続的なギャップを除去し、またはギャップのサイズを小さくするように、運動を制御してもよい。ギャップの量に応じて、一方または両方のライダロールを、表面速度を増やすか、もしくは減らすように制御してもよく、または一方または両方のライダロールを、ログに与える圧力を増やすか、もしくは減らすように配置してもよく、及び／またはベルトを、表面速度を増やすか、もしくは減らすように制御してもよい。安定したログの巻き取り中にギャップがない状態であっても、巻取りドラムとログとの間には最小限のニップ圧があり得るので、巻き取りドラムは大部分がウェブを送り出し、ログの回転をほんのわずかに駆動する。ギャップは、ログの振動で少なくとも断続的に閉じることもある。この状態では、巻取りドラム５０がログ６４に近接していることで、ログを抑え込むための第４の接触領域を提供するのに役立っている。ギャップフィードバックは、エンボス加工やカレンダリングなどの上流プロセス、またはウェブ速度の調節に使用してもよい。
【００７１】
巻き取りサイクルの最初の部分は、図１０〜図２４及び図２５〜図３０の巻取りネスト構成向けの巻き取りサイクルの始まりと同じようなものであり得る。図１１は、ライダロール５４Ａが搬入ログに出合う様子を示す。図１２は、ライダロール５４Ａが巻取りログ６４の上端付近まで移動し、ライダロール５４Ｂがログの側面に接近するためのスペースを確保していることを示す。図１３は、ライダロール５４Ａ及びベルト５２から実質的に等距離の位置で、ライダロール５４Ｂがログ６４と接触している様子を示す。ギャップは、良好な制御下で、ログが巻取りドラム５０との接触から離れて並進することができるほど十分に遠くに、ライダロール５４Ａが巻取りログ６４の上部に向かって移動した後に形成され得る。ベルトの表面速度を低下させて、ログが巻取りドラム５０から遠ざかるように移動させてもよい。ライダロール５４Ａ、５４Ｂは、ログ６４が巻取りドラム５０から離れる動きを制御するのを補助することができる。コアチャック８２もまた、コア６４と係合してコア６４を回転駆動することができ、ログが巻取りドラムから離れる動きを制御するのを補助することができる。図３１〜図３７は、２つのライダロールとベルトとを備えた巻取りネストでログを巻き取る様子、及びログ６４と巻取りドラム５０との間の小さなギャップＳＧを示す。ログ６４の巻き取りがほぼ完了すると、前述のようにライダロール５４Ａ、５４Ｂ及びベルト５２が協働して、巻取りネストからのログの排出をもたらし得る。前述の１つのコアチャックまたは複数のコアチャック８２が、図３１〜図３７に示す巻取りネスト構成に提供されてもよい。
【００７２】
別の代替実施形態は、図１〜図６に関連して図示及び説明を行った、巻取りドラム５０及びベルト５２を含む巻取りネストであるが、ライダロール５４が省略されている。この実施形態に関連して、巻芯及びウェブは、他の実施形態と同様に、巻取りドラム５０とベルト５２の速度プロファイルとによってその導入を制御して、巻取り領域Ｎに入る。ベルトの速度プロファイルは、前述のように、速度の周期的な減少及び増加を含む。ベルト５２はまた、前述のように、ログの前進をさらに制御するために、巻取りドラムに対してベルト５２の位置を変えてもよい。様々な場合、例えば、比較的硬いログを巻く、または巻き取り速度を落として巻く、またはウェブ幅を狭くして巻く、またはそれらの組み合わせでは、巻取りドラム５０及びベルト５２によるログの制御で十分な場合がある。前述のように、ベルト速度を増やし、すなわち上げると、それによってログはきつく巻かれる傾向があり、しかもログの巻取りドラムに対する接触圧力が高くなる傾向もあり、それによってログの更なる制御が提供され得る。ログの巻き取りがほぼ完了すると、ベルト５２の速度を低下させて、前述したように、ログを排出のために巻取りドラム５０から遠ざかるように移動させてもよい。ベルトの表面は、ログの排出方向に向かって下向きにわずかに傾斜していてもよく、これによってログの排出を補助してもよい。この実施形態の利点は、ライダロール（複数可）を持たないことによるコストの削減である。上述の通り、この実施形態は、比較的硬いログを巻く場合、または巻き取り速度を落として巻く場合、またはウェブ幅を狭くして巻く場合に効果的で経済的であり得る。特に、幅の狭いウェブに変換されることが多い巻き取り製品に役立ち得る。これには、プラスチックフィルム、不織布、感圧性基材、特殊ウェブ材料などが含まれてもよい。前述の１つまたは複数のコアチャックが、この巻取りネスト構成に提供されてもよい。１つまたは複数のコアチャックは、巻取りログがベルトと接触して、巻取りドラム及びベルトによって回転駆動された後に、巻取りログと係合してもよい。コアチャックの回転速度及び位置は、ログの巻き取りの制御に役立ち得る。コアチャックの回転速度及び／または位置は、ログの排出を補助するのに役立ち得る。巻き取りサイクルの終わり近くまたは終わりに、ログの排出を補助するためにチャックの回転速度を上げてもよい。巻き取りサイクルの終わり近くまたは終わりに、ログの排出を補助するためにチャックがログと共に並進移動してもよい。
【００７３】
図３８は、本明細書で前述の巻取りネスト構成を使用し、巻き取るべきウェブ材料Ｗのための経路を形成する他の構成要素を含み得る巻直しシステム１００の一実施形態の概略側面図を示す。巻直しシステム１００は、ウェブ塗布ローラ１０２を含んでもよい。巻直しシステム１００は、上部引き取りロールとも呼ばれる、上部ウェブ供給及び案内ローラ１０４を含んでもよい。そこから下流側に配置されて、ミシン目入れユニット１０６がリワインダに備わっていてもよい。ミシン目入れユニット１０６は、ウェブがウェブ移送のためのリワインダによって分離され得るか、あるいはエンドユーザによって個々のセクションもしくはシートまたはその両方に分離され得る、局所的な箇所でウェブを弱めるミシン目ラインをウェブ材料Ｗに生成するように構成されていてもよい。ミシン目入れロール部材１０８は、ミシン目入れ機能のための固定切断ナイフまたは固定切断刃を備えてもよい。ミシン目入れロール部材１１０は、ミシン目入れ機能のための１つ以上の回転ナイフまたは回転刃を備えてもよい。また、当業者に知られている非接触式のミシン目用デバイスを使用してもよい。ミシン目入れユニット１０６の下流では、リワインダには、下部ウェブ供給及び案内ローラ１１２（下部引き取りロールとしても知られている）が備わっていてもよい。下部引き取りロール１１２は、ウェブＷをリワインダ装置１２０に導き得る。引き取りロール１０４、１１２及びリワインダ装置１２０の相対速度は、ウェブ材料Ｗの張力が高くされ、もしくは低くされ、または最適化されるように変更するために、互いに、及び他の上流装置（図示せず）に対して変更されてもよい。特に、上部及び下部の引き取りロール１０４、１１２の間の速度関係は、ミシン目入れユニット１０６を介してウェブ張力を修正しまたは最適化するように変更されてもよく、下部引き取りロール１１２とリワインダ装置１２０との間の速度関係は、リワインダ装置１２０へのウェブ張力を修正しまたは最適化するように変更されてもよい。速度関係の変更は、ウェブの張力を増加しまたは低減するために使用することができる。速度関係の変更は、例えば、ウェブが切断されたとき、もしくはウェブがコアに移送されてログの巻き取りを開始したときなどの中断、またはウェブ材料の弾性係数の変化などのウェブ材料特性の変化に応答して、ウェブの張力を維持し、または実質的に維持するために使用することができる。これらの速度関係は、ウェブ張力、特にリワインダ装置１２０へのウェブ張力を低減し、または最小化し、または実質的に除去するように設定してもよい。非常に低く、実質的にゼロですらあるウェブ巻取り張力は、嵩高なログ、及び低硬度のログ、ならびに低硬度の大径ログの巻き取りに有利であり、特定の長さのウェブ材料から巻き取ることができるログの直径を最大化するために好ましい。これらの速度の関係は、観測信号もしくはフィードバック信号に基づいて、手動もしくは自動で変更されてもよく、またはログ巻き取りサイクルと共に周期的に実行される、事前に定義されたプロファイルに従って変更されてもよい。
【００７４】
下部引き取りロール１１２とリワインダ装置１２０との間に配置されているのは、ウェブ切断及びコア挿入装置１２２である。ＵＳ６，４２２，５０１は、本明細書に組み込むことができる、コア供給装置、接着装置、及び挿入装置を開示している。各コア６２は、これがリワインダ装置１２０に入るときに付着させる転写接着剤の長手方向ラインを有していてもよい。コア６２は、ガイド（図示せず）に進入することができ、それによってコア６２は、図示された下方の位置でリフティングフィンガ上に運ばれる。これらのリフティングフィンガは、図示された上方の位置まで上昇して、コアをコア挿入装置にロードすることができる。このコア挿入装置はコアを真空で受けて保持してもよい。リフティングフィンガは、図に示す中間位置まで下降する場合がある。それによって後続のコアが到達するための下部のスペースと、挿入装置上のコアが通過するための上部のスペースとを妨げないようにする。コア挿入装置が時計回りに回転して挿入位置及びウェブ挟み位置に移ると、リフティングフィンガもまた、時計回りに回転して、ガイド内のコアの上からガイド内のコアの下に移動してもよく、これは、高コア負荷及び高サイクルレートでの動作を容易にするための方法である。
【００７５】
ＵＳ６，０５６，２２９及びＵＳ６，４２２，５０１は、本明細書に組み込むことができるウェブ切断及び移送装置を開示している。固定ピンチプレート５６は、巻取りドラムと同じウェブの側で、ウェブに近接して設けられてもよい。巻き取りサイクルを完了し、次の巻き取りサイクルを開始するために切断すべきミシン目が巻取りドラムに近づくと、コア挿入装置が時計回りに回転するので、その上に配置されたピンチパッドが固定ピンチプレートに近づき、その上に配置された巻芯が送込みフィンガ５８に近づき得る。コア挿入装置の運動は、ミシン目がコアのすぐ下流にあるときに、固定プレートに対してウェブを挟み込むようにタイミング及び位相を合わせることができるので、非常に急速な連続して急激な張力上昇がミシン目を切断し、コアが巻取りドラムとの間のウェブに押し付けられて回転を開始する。コアが回転すると、転送接着剤の長手方向のストリップにより、ウェブの始端部がコアに接着し、それによってログ６４の巻き取りを開始することができる。
【００７６】
ログは、上記の通り、移送フィンガ５８及び転がり面６０に沿って巻取りネストＮまで進み続けることができる。移送フィンガ５８及び転がり面６０は、ビーム１２４上に支持されて示されている。このビーム１２４は、ドラムからフィンガ５８及び転がり面６０までの距離を調節し、最適化するために、巻取りドラム５０に対して移動可能であってもよい。この移動は、コアの直径及び／またはコアの剛性に基づいて距離を調節するために使用してもよい。この移動は、線形スライド（図示せず）上にビームを支持することによって達成することができる。移送フィンガ５８は、それらの傾斜角が四棒リンク機構で調節可能なピボットマウントを有していてもよい。それらの傾斜角は、ウェブ移送のために巻取りドラムとの接触へコアを案内するのを最適化するように調節することができる。あるいは、移送フィンガ５８及び／または転がり面６０は、異なるコア径、異なるコア径範囲、及び／または巻取りドラム５０までの距離の最適化に対応できるように、異なる形状の部品に交換されてもよい。
【００７７】
図３９を参照すると、ベルト５２は、上流及び下流のプーリ６６Ａ、６６Ｂによって支持され得る。ベルト５２は、下流プーリとこれに結合されたモータ１２５とによって表面速度を有するように駆動されてもよい。プーリ６６Ｃは、ループのログ接触部分と反対側のベルトループ部分に設けられてもよい。プーリ６６Ｃは、ベルトの張力設定を容易にするように移動可能であってもよい。プーリ６６Ｃは、ベルト５２の取り付け及び／または取り外しを容易にするように移動可能であってもよい。ベルト５２は、ログ６４と接触するベルトループの部分のその内面に対して作用することができる支持体１２６をベルトループの内側に有してもよい。この支持面１２６は、好ましくは平坦である。また、この支持面は、わずかに凹状または凸状であってもよい。支持面１２６は、動作中にベルトと連続的に接触していてもよく、または断続的に接触していてもよく、または接触していなくてもよい。ベルト支持面１２６は、ベルトの過度の撓みまたは変形を防止するのに役立つ。支持面１２６は、アイドル時にベルト５２に対してギャップを有するように設定されてもよい。ベルト５２は、重い巻取りログ、またはログを介して伝達されるライダロールニップ圧、または衝突時、またはウェブのブローアウトもしくはログの排出失敗の過程などの負荷の下で撓んだり変形したりすると、支持面１２６に接触する場合がある。支持面１２６は、摩擦及び／またはベルトの摩耗及び／または支持面の摩耗に対する動力損失を最小限に抑えるために、低摩擦材料で構成されるか、または低摩擦材料でコーティングされることが好ましい。例示的な低摩擦材料は、プラスチック、アセタール、ナイロンなどである。支持面１２６の上流端及び下流端は、それらの縁に沿って面取り部及び／または半径を有して、支持面上へのベルトまたはベルト歯の滑らかな移動、及び支持面上からのベルトまたはベルト歯の滑らかな移動を促進することができる。
【００７８】
また、図３９を参照すると、ベルトループの内側には、軸受けに回転可能に取り付けられたプーリ６６Ａ、６６Ｃ、及びベルト支持面１２６を支持するための構造体１２８が設けられていてもよい。支持体１２８は、実質的にベルト（複数可）５２の幅にわたって延在するビーム要素を含み得る。構造体１２８は、ループの外側のビームの端部で、またはその端部近くで、加えて任意選択で複数の中間点、または１つの中間点で、ビームから支持され得る。１つまたは複数の中間支持体を利用することにより、構造体１２８のサイズを小さくし、質量を小さくすることが可能となってもよく、このことは迅速な運動に対して有利である。
【００７９】
図３９〜図４２を参照すると、ログの導入及び巻き付けの間に、周期的に、ベルト表面５２を巻取りドラム５０から遠ざけるように移動させること、及びベルト表面５２を巻取りドラム５０に近づけるように移動させることを、ピボット、リンク機構、もしくはスライド、またはそれらの組み合わせを含むことができるベルト位置決め装置１３０によって達成することができる。好ましくは、ベルト位置決め装置１３０は、モータ１３２及びリンク機構によって駆動される旋回運動を含む。好ましくは、ベルト５２は、下流プーリ６６Ｂの周りを旋回することができる。下流プーリ６６Ｂは、ベルト５２の駆動プーリでもあり得る。下流プーリ６６Ｂは、単一のプーリで構成されてもよい。下流プーリは、少なくとも２つの隣接する同軸プーリから構成されてもよく、それらの間に少なくとも１つの中間軸受支持体がある。また、ビーム１３４上には、ベルト５２の上流端の近くに接続された四棒リンク機構を制御するクランクアームを備えたピボットも配置でき、これはベルト５２の上流端を昇降させるために使用され得る。この四棒リンク機構の連結器は、上流プーリ６６Ａの軸のところに接続され得る。クランクアーム及び四棒リンク機構は、ベルトシステムの各端部及び少なくとも１つの中間支持体のところに配置されてもよい。ピボット上のクランクアームは、位置フィードバック付きのモータによって制御され、ログの導入及び巻き取りのためにベルト位置の運動プロファイルを実行する。
【００８０】
図３９〜図４２は、ベルト位置決め機構１３０による巻取りネストＮへのログの導入時に、ベルト５２を下方に旋回させ得る方法の一例を示す。また、ベルト位置決め機構１３０は、ベルト５２と巻取りドラム５０との間のニップのスペースＳのサイズ及び／またはベルトの角度を最適化するために使用することもできる。ビーム１３４は、ベルト５２と巻取りドラム５０との間のスペースＳを調節して最適化するために、巻取りドラム５０に対して移動可能であってもよい。スペースＳは、ベルト傾斜角度とは無関係に、コア直径及び／またはコア剛性に基づいて調節してもよい。この動きは、摩耗によるベルトの厚さの減少を補償する目的で、ベルトシステムの高さを調節するために使用することができる。この移動は、線形スライド（図示せず）上にビーム１３４を支持することによって達成することができる。排出面６８は、ベルトの高さが調節されたときに、排出面６８とベルト５２との間の正しい関係を維持しやすくするために、同じビーム１３４から支持されていてもよい。リワインダから出るログの高さが一定であることが好ましいので、高さ調節可能な排出面の下流に、固定高さの転がり面を設け、その上流側のフィンガを排出面６８の下流側のフィンガと噛み合わせて、ログの移行を確実に行えるようにしてもよい。完成した巻きログを捕獲し、及び／または完成した巻きログがリワインダ装置１２０から出るタイミングを制御するために、排出面６８の上に排出ゲート１３６を設けてもよい。
【００８１】
図１０を参照すると、ライダロール位置決めシステム７２は、ライダロール５４Ａの円弧運動を生み出す幾何学的形状を有し、その円弧の中心点は巻取りドラム５０の中心軸と一致する。これは、一般的な長さの平行クランクと従動リンクとを備えた四棒リンク機構を使用することで達成される。連結器上の全ての点が円弧運動を実行する。上部ピボットは、ライダロール位置の運動プロファイルを実行するために、位置フィードバック付きのモータによって制御されるクランクアームを備えてもよい。下部ピボットは、単純な軸受けまたはブッシングジョイントで支持された従動リンクを有してもよい。回転軸が上部ピボットに一致して取り付けられたモータを、ライダロール位置を制御するために使用してもよい。ライダロール５４Ａの回転駆動は、リンク機構ジョイントに隣接して同軸に取り付けられたプーリで作動するタイミングベルトを含んでもよい。タイミングベルト駆動部は、回転軸が下部ピボットに一致して取り付けられているか、または下部ピボットの近くに取り付けられているモータに順に戻って延びていてもよい。
【００８２】
図１０は、ライダロール５４Ｂに使用できる位置決めシステム７０を示す。位置決めシステム７０は、円弧運動、直線運動、またはそれらの任意の組み合わせが可能な２自由度のデバイスであり、複合運動を可能にする。これは、左下のピボットにモータ制御のクランクアームを設け、右上のピボットにモータ制御のクランクアームを設けることによって実現される。協同してモータがライダロール５４Ｂの位置を制御し、それを任意の運動経路に従って巻取りネストを介して動かすことができる。両ピボットのクランクアームは、位置フィードバック付きのモータによって制御されて、ライダロール位置の運動プロファイルを実行する。ライダロール位置を制御するために使用されるモータは、その回転軸が左下のピボットと右上のピボットに一致するように取り付けられ得る。ライダロール５４Ｂの回転駆動は、リンク機構ジョイントに隣接して同軸に取り付けられたプーリで作動するタイミングベルトを含んでもよい。タイミングベルト駆動部は、回転軸が左下部ピボットに一致して取り付けられているか、または左下部ピボットの近くに取り付けられているモータに順に戻って延びていてもよい。
【００８３】
図１０は、円弧運動、直線運動、またはそれらの任意の組み合わせが可能な２自由度のデバイスであり、複合運動を可能にするコア端部係合アセンブリに使用できる位置決めシステム８４を示す。これは、下部ピボットにモータ制御のクランクアームを設け、上部ピボットにモータ制御のクランクアームを設けることによって実現される。協同してモータがコアチャックの位置を制御し、それを任意の運動経路に従って巻取りネストを介して動かすことができる。両ピボットのクランクアームは、位置フィードバック付きのモータによって制御されて、コアチャック位置の運動プロファイルを実行する。コアチャック位置を制御するために使用されるモータは、その回転軸が下部のピボットと上部のピボットに一致するように取り付けられ得る。
【００８４】
コアチャックの回転駆動は、リンク機構ジョイントに隣接して同軸に取り付けられたプーリで作動するタイミングベルトを含んでもよい。タイミングベルト駆動部は、回転軸が下部ピボットもしくは上部ピボットに一致して取り付けられているか、またはこれらのピボットの１つの近くに取り付けられているモータに順に戻って延びていてもよい。しかしながら、コア端部係合アセンブリ８０のための回転駆動列は、比較的低レベルの慣性を有することが望ましい。コアチャックは、巻き取りサイクルの開始時、及びコアとの係合時に、非常に高速で回転しなければならないことを理解することができる。５，０００〜８，０００回転／分以上の速度が企図されてもよい。例えば、直径３８ｍｍ、表面速度８００ｍ／分のログの回転速度は、約６，７００回転／分である。ログの直径が小さい場合、及び／またはその表面速度が大きい場合には、その回転速度は比例して大きくなる。コアチャックは、ログのコアに係合する前に、ログよりも高い回転速度で動作することができ、したがって、コアチャックは、一致した速度と一致した速度の変化率（加速度）とを有している場合があり、おそらくは加速度の変化率も一致しているため、これにより、コアに係合したときにログとコアとの分断が最小限に抑えられる。例えば、直径１３０ｍｍ、表面速度８００ｍ／分のログの回転速度は、約１，９６０回転／分である。例えば、直径２００ｍｍ、表面速度８００ｍ／分のログの回転速度は、約１，２７０ｒｐｍである。チャックが完成したログのコアから離れた後、次のログのコアに係合する前の短時間で、そのような速度増加を実行するのに必要なトルクが過度にないように、システムの慣性は、好ましくは低く保たれるべきであることを理解することができる。コアチャックを駆動するための一連の駆動ベルト及びプーリの代わりに、コアチャックは、図８及び図９に示すように、可撓性駆動シャフト９２を含む駆動列を有してもよい。そのような可撓性駆動シャフトは、Ｓｕｈｎｅｒ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｉｎｃ．，ｏｆ  Ｒｏｍｅ，ＧＡ，Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓから市販されている可能性がある。
【００８５】
図８及び図９は、本明細書の前述の巻取りネスト構成で使用することができる例示的なコア端部係合アセンブリ８０を断面で示す。図８では、チャック８２は、その半径方向に収縮した状態で、管状の巻芯６２の外側に示される。ユニットは、前述のように、コアチャック位置モータによって配置される、位置決めシステム８４のフレームアームによって支持されてもよい。可撓性シャフト９６は、前述のように、可撓性シャフトの遠端にあるモータ（図示せず）によってチャックを回転させるように駆動してもよい。制御ロッド９０は、アセンブリの後部の可撓性シャフト接続部から、アセンブリの内部を通り、支持シャフト９０を通って、チャック８２に至ることができる。線形アクチュエータ８６を使用して、アセンブリをその軸に沿って並進的に、ログのコアに向かって内側に、ログのコアから外側にシフトさせることができる。第２の線形アクチュエータ８８は、アセンブリの後部近くに配置することができ、そのロッド端は、第１のアーム１４６で駆動ハウジング９４に接続されてもよい。第２のアーム１４８は、第２の線形アクチュエータ８８の本体を、制御ロッド９４と第２のアーム１４８との間の相対回転を可能にするが、制御ロッド９０と第２のアーム１４８とを共に軸方向に移動させるスラスト軸受け１５０を介して、制御ロッド９０に接続することができる。図８及び図９に示す配置では、第２の線形アクチュエータ８８が伸長すると、第２の線形アクチュエータ８８は、駆動ハウジング９４及び支持シャフト９２内で制御ロッド９０（図面の左方向）を軸方向に移動させる。チャック８２の本体は、制御ロッド９０の遠位端に配置され得るエラストマリングを含む。エラストマリングが軸方向に圧縮されると、それらは半径方向に膨張し、表面圧力でコアの内面に係合し得る。単一のエラストマリングをチャック本体に使用してもよい。好ましくは、コアとチャックとの間の良好な係合を確保するために、チャック本体に２つ以上のエラストマリングが使用され、その係合が、ビームモードでコアの振動撓みに抵抗するモーメント荷重を伝達することができるようにする。第２の線形アクチュエータ８８の移動を制御することにより、半径方向の拡張の量を設定することができる。コアの内面に対するチャックの圧力の量は、第２の線形アクチュエータ８８が与える力のレベルを制御することによって設定してもよい。この量は、アクチュエータが空気圧シリンダの場合には、空気圧のレベルを制御することによって達成してもよい。第２の線形アクチュエータ８８の後退は、エラストマリングへの軸方向の圧縮を緩和して、エラストマリングを半径方向に収縮させ、元の変形されていないサイズに戻る傾向にあることを可能にする。環状エラストマ片は、制御ロッド９０が後退（図面右方向にシフト）したときに、エラストマリングがそれらの弾性復帰の傾向のために、半径方向に収縮するだけでなく、環状エラストマ片に軸方向の張力をかけるために直径が引き下げられるように、それらの端部をチャック本体及びシャフト支持体９２に接着し、または接合してもよい。この作用により、制御ロッド９０が急速に引っ込められる（例えば、右方向に急速に動かされる）場合、エラストマリングを急速に収縮させ得る。急速収縮は、高速度及び／または高サイクルレートでの動作に必要な正確なタイミングシーケンスを実行するのに適している。チャックをコアから引き抜こうとする前に、チャックがコアの端部から外れていることを確認するのに有利である。
【００８６】
動作中、コアチャック位置決めシステム８４のフレームアームを動かして、チャック本体をコア６２の端部と位置合わせすることができる。第１の線形アクチュエータ８６は、駆動ハウジング９４を軸方向にスライドさせるように後退して、チャック本体をコア端部に挿入することができる。チャックがコアの内側にあるとき、第２の線形アクチュエータ８８は、制御ロッド９０を軸方向に動かしてコアと係合するように（図面の左方向に）延びることができる。支持シャフト９２は軸方向に拘束されているので、環状弾性片は軸方向に圧縮され、半径方向に拡張してコアの内面に係合する。図９は、図８のコアチャックがコアの内部にあり、コアと係合するように半径方向に拡張されている断面を示す。ログの巻き取り中に、第１の線形アクチュエータ８６は、伸長するように指令されてもよく、それによって、前述のように、コアに引張力が生じるようになる。あるいは、コアに引張力を生成するために、第１の線形アクチュエータ８６と直列に配置された第３の線形アクチュエータ（図示せず）を使用してもよい。コアに引張力を誘発する作動運動は、コアの一端のみで実行されてもよい。つまり、両方のコアチャックがコアに係合した後、一方は軸方向に固定して保持されてもよく、他方は軸方向に移動させて、巻き取り中にコアが機械またはログの中で軸方向にドリフトしないように、コアに引張力を発生させるようにしてもよい。ログの巻き取りサイクルの終わり近くでは、線形アクチュエータ８６が、コアへの引っ張りを停止させることによって、コアに誘導された引張力が緩和され得、線形アクチュエータ８８が制御ロッド９０を後退させ（図面右方向に移動させる）、環状弾性片を収縮させることによって、コアチャックをコア端から引き出すことができ、線形アクチュエータ８６がアセンブリを左方向にシフトさせて、コアチャックをコアから引き抜くことができる。コアチャックがコアを外した後、コアチャック位置決めモータがアセンブリを次のログの中心に移動するときに、チャックの回転速度を調節して、次のログのコアとの係合に必要な速度に合わせてもよい。
【００８７】
可撓性シャフト９６は、コアチャックがコアに挿入されるとき、コアチャックが巻取りログの中心に追従するとき、コアチャックがコアから引き出されるとき、及びコアチャックが移動して次のログの中心に位置合わせするとき、アセンブリの軸方向及び空間移動に対応するために、その曲率の変化を受ける可能性がある。可撓性シャフトの曲率の変化は、アセンブリを軸方向に移動させてチャックをコアに挿入し、またはコアから取り外すときに、制御ロッド９０の軸方向の動きに対応することができる。可撓性シャフトはまた、第２の線形アクチュエータ８８が軸方向にシフトして、チャックを拡張し、または収縮させるときの制御ロッド９０の軸方向の動き、及びコアチャック位置決めモータによる空間を介した制御ロッド９０の動きに対応し得る。したがって、可撓性駆動シャフトは、チャック８２を駆動するために利用される回転自由度に加えて、３つの並進自由度に対応することができる。
【００８８】
図８及び図９は、空気圧シリンダとしての線形アクチュエータ８６、８８を示す。ただし、この機能のために別のアクチュエータを使用してもよい。有利な例は、線形誘導モータである。特に有利な例は、位置制御または力制御、またはその両方の下で動作することができる位置フィードバック及び力フィードバックを備えた線形誘導モータである。コアチャックは、プログラムされた運動プロファイルのために非常に迅速かつスムーズに挿入することができる。アクチュエータは非常に迅速に切り替わり、巻き取り中に制御された引張力をコアに加えることができる。アクチュエータは、コアを外す時間になるとこの引張力を非常に迅速に緩和し、次いでプログラムされた運動プロファイルでコアチャックを非常に迅速かつスムーズに引き抜くことができる。あるいは、位置フィードバック及び空気圧フィードバックを用いて線形アクチュエータを制御するサーボ空気圧システムを使用してもよい。
【００８９】
図８及び図９は、軸方向の圧縮によってエラストマリングを半径方向に拡張することでコア端部と係合するコアチャック８２を示す。ただし、この機能のために異なるタイプのチャックを使用してもよい。チャックは、当技術分野で周知のように、コアの内面に係合するように、空気圧によって膨張したときに半径方向に拡張する環状ブラダを備えてもよい。チャックは、プッシュロッド、カム、ウェッジなどの付勢下で半径方向に拡張して、コアの内面に係合する機械要素を備え得る。
【００９０】
図３８は、巻取りネストの上流でウェブに近接して配置された噴霧器１６０を示す。噴霧器１６０は、噴霧ノズル、またはより好ましくは複数の噴霧ノズルであってよい。巻取りネストの上流側には、ログに巻き取る前のウェブに、薬剤の液体、または流体、またはミスト、微粒化分散液などを噴霧するためのスプレーノズルまたはスプレーガンが設けられていてもよい。図３８に示すリワインダの実施形態において、噴霧器のノズルは、好ましくは、固定ピンチプレート５６及び巻取りドラム５０とは反対のウェブの側にあり、好ましくは、下部引き取りロール１１２の下流にある。ログに巻き取られる前にいかなるローラ上をも通過しないウェブ表面に薬剤を塗布することは、ローラ上に薬剤が堆積して無駄になったり、ローラを汚したりするのを防ぐのに好都合である。固定ピンチプレート５６の反対側のウェブ表面に薬剤を塗布することで、ピンチプレートによってウェブスパンを支持して、空気流または薬剤の流れからウェブへの乱れを最小限に抑えることができる。接着剤、またはデンプン、またはバインダなどのような薬剤を、ウェブに塗布して、ログ中の巻き付けられたウェブの初期層を互いに結合させるために使用されてもよい。塗布する薬剤の化学的性質及び量を変えることによって、接着は非常に弱くも強くもできる。層をロールから巻き出すことによって分配され、好ましくは使用されるように、接着は一時的なものであってもよい。巻き付けられたウェブの初期層を互いに結合することは、取り外し可能なマンドレルを備えた本明細書の図に示されるリワインダの実施形態で生成され得るコアレス製品の穴を強化し、または硬化し、またはより耐久性のものにするために有利であり得る。また、最終ロール製品の中央開口部がつぶれないようにするために、薬剤を使用してもよい。場合によっては、薬剤は、接着剤を最小限にした水であってもよいし、接着剤を含まない水であってもよい。接着剤がなくても、水を塗布することで、水素結合の形成及び／または改質を介して、またはウェブ材料中に存在する結合剤を活性化することによって、巻き付けされたティッシュ、タオル、及び紙ウェブの層をログ中で互いに接着させるために使用することができる。
【００９１】
本開示の原理及びその実用的な適用を最もよく説明するために、実施形態を選択して説明したが、これにより、当技術に熟練した者が、様々な実施形態において、また、意図された特定の使用に適した様々な変更を加えて、上記の原理を最もよく利用できるようにすることが可能となる。本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書に記載され、図示された構成及び方法において、他の様々な変更がなされ得るので、上記の説明に含まれるすべての事項、または添付の図面に示されるすべての事項は、限定的ではなく例示的なものとして解釈されることが意図されている。したがって、本発明の幅及び範囲は、上述した例示的な実施形態のいずれかによって限定されるべきではなく、添付の以下の請求項及びその均等物に従ってのみ定義されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【国際調査報告】
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