(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給されたシートを所定の長さに切断して折り畳むシート加工装置と、折り畳まれた前記シートを集積するシート集積装置とを備え、前記シート加工装置は、シートを折り畳むと共に折り畳んだシートを外周面に保持して搬送するローラを備え、前記シート集積装置は、前記ローラから前記シートを離して落下させる離間部と、落下した前記シートを受ける積重ね部と、積重ねられたシートを搬出する搬出部とを有し、前記ローラから積み重ね部を通って搬出部に至るまでのシートの搬送経路をその全範囲に渡って鉛直方向に設定することにより、シートをローラから積重ね部に落下させて積み重ねると共に、積み重ねたシートを積重ね部から搬出部に落下させるよう、前記積重ね部が前記ローラの下方に配され、前記離間部が積重ね部の上方に配され、前記搬出部が積み重ね部の下方に配されたことを特徴とする折畳みシート製造機。
【請求項２】
離間部は、ローラの外周面に対して出没自在な離し部材を備え、前記離し部材は、前記ローラの外周面において前記シートの内側に位置し、前記シートを押し出して落下させるように、前記離し部材が前記ローラの回転に合わせて前記ローラから突出することを特徴とする請求項１に記載の折畳みシート製造機。
【請求項３】
ローラから落下するシートをカウントする計数部を備え、積重ね部は、前記シートが所定枚数貯まったときに、積重ねたシートを搬出部に落下させることを特徴とする請求項１または２に記載の折畳みシート製造機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二つ折りしたシートを積重ねるシート集積装置を備えた折畳みシート製造機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、清掃において使用する埃取り用のシート、ウエットティッシュ、ドライティッシュ等は、原反ロールから供給されるシートを切断し、切断されたシートを折り畳むことによって製造されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に示すように、供給されたシートを切断して折り畳み、折り畳まれたシートを高速で搬送する搬送路の途中に落下させる。シートの両端を上下のベルトコンベアで挟みながら搬送して、１枚ずつシートを積重ねていく。
【特許文献１】特開２００４−２６１９０３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１では、折り畳んだシートを集積するために、ベルトコンベアを用いて搬送している。そのため、装置全体として、搬送装置部分の部品点数が多くなるためコストが高くなる問題がある。また、広いスペースが必要となる。さらには、シートを一対のベルトコンベアで挟んで搬送するので、シートの端が折れ曲がる恐れがあり、シートの商品価値が低下してしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、シート加工装置からシートを直接落下させて集積できるようにする折畳みシート製造機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、供給されたシートを所定の長さに切断して折り畳むシート加工装置と、折り畳まれた前記シートを集積するシート集積装置とを備え、前記シート加工装置は、シートを折り畳むと共に折り畳んだシートを外周面に保持して搬送するローラを備え、前記シート集積装置は、前記ローラから前記シートを離して落下させる離間部と、落下した前記シートを受ける積重ね部と、積重ねられたシートを搬出する搬出部とを有し、前記ローラから積み重ね部を通って搬出部に至るまでのシートの搬送経路をその全範囲に渡って鉛直方向に設定することにより、シートをローラから積重ね部に落下させて積み重ねると共に、積み重ねたシートを積重ね部から搬出部に落下させるよう、前記積重ね部が前記ローラの下方に配され、前記離間部が積重ね部の上方に配され、前記搬出部が積み重ね部の下方に配されたことを特徴とする。
【０００７】
離間部は、ローラの外周面に対して出没自在な離し部材を備える。この離し部材は、ローラの外周面においてシートの内側に位置し、シートをローラから押し出して落下させるように、ローラの回転に合わせてローラから突出する。
【０００８】
上記構成により、離し部材をローラの外周面から出没することで、シートをローラから離して落下させ、積重ね部にシートを集積することができる。詳しくは、シートがローラの下方にくると、離し部材がローラから突出する。シートは、ローラの外周面から離れて落下し、積重ね部に集積される。すなわち、シートは、従来のように一対のベルトコンベアに挟んで搬送しないので、ベルトコンベアによってシートを挟み込む際にシートの端を折り曲げてしまうことはない。
【０００９】
また、シートは、自重によって落下していくので、まっすぐに落ち、同じ位置に積重なっていく。
【００１０】
また、折畳みシート製造機は、ローラから落下していくシートをカウントする計数部を備える。計数部は、ローラの回転数から落下したシートの枚数をカウントする。この計数部によってカウントされたシートの枚数が所定枚数貯まったとき、積重ね部は、積重ね部の下方に配された搬出部に落下させる。
【００１１】
これにより、ローラから落下し、積重ね部に集積されたシートの数をカウントすることができるため、常に所定枚数のシートを集積することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上の説明から明らかな通り、本発明によると、シート加工装置からシート集積装置へのシートの受け渡し用の搬送装置を省略することによって、部品点数を減らしてコストを削減する共に、装置の配置の自由度を高めて省スペース化を図ることができる。また、ローラによって保持したシートを強制的に落下させて集積することで、シートを折り曲げることなく積重ねて集積することができる。すなわち、シートは曲がることがないので、消費価値を損なわない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
【００１４】
本発明の折畳みシート製造機１は、図１に示すように、切断部と折り畳み部とを一体化したシート加工装置２と、該シート加工装置２から強制的にシート３を落下させて集積するシート集積装置４とを備える。
【００１５】
シート加工装置２は、原反ロール５から供給されるシート３を装置内に送り込むための送りローラ６と、送り込まれたシート３を所定の長さに切断するための第１ローラ７および第２ローラ８と、切断されたシート３の所定の部分を片面側から保持しながら回転して折り畳む第３ローラ９とを備えている。
【００１６】
送りローラ６は、供給されたシート３を挟みつける同径の二つのローラからなり、互いに接触するように左右に並設される。送りローラ６は、シート３を送りローラ６の下方に送り込むように、送りローラ軸１０を中心にして左右の送りローラ６がそれぞれ反対方向に同じ速度で回転する。
【００１７】
第１ローラ７および第２ローラ８は、送りローラ６の下方に配され、互いのローラ軸１１，１３が水平方向に平行に並べられる。また、第１ローラ７と第２ローラ８との間には、シート３が鉛直方向に搬送するための隙間が形成される。第１ローラ７の外径は、第２ローラ８の外径よりも小とされる。第１ローラ７および第２ローラ８は、夫々のローラ軸１１，１２を中心にして同じ回転速度で、かつ、夫々のローラ７，８の上方に位置する送りローラ６と同じ方向に回転する。
【００１８】
第１ローラ７の外周面には、シート３を切断する三つの刃物１３が１２０゜間隔に設けられる。この刃物１３は、軸方向のシート長さよりも長い。また、刃物１３は、第１ローラ７の回転に伴って第２ローラ８の外周面と間欠的に接触するように、外周面からわずかに突出する。
【００１９】
第２ローラ８の外周面には、第１ローラ７の刃物１３が接触する部分に配された受刃１４と、切断されたシート３の中央部分を第３ローラ９に保持させるように押しつける押込板１５と、シート３が第３ローラ９に保持されるまで第２ローラ８に巻き付くようにシート３の端部付近を吸着する吸着口１６とを備える。また、受け刃１４、押込板１５、吸着口１６は、夫々が１２０゜間隔に配される。
【００２０】
受刃１４は、刃物１３の先端と間欠的に接触するように、その表面が外周面と面一とされる。また、軸方向の受刃１４の長さは、刃物１３よりも長い。
【００２１】
押込板１５は、揺動軸１７に支持される。押込板１５は、揺動軸１７の軸方向に沿って所定の間隔をあけて配される。揺動軸１７の端部付近には、揺動軸１７と共に押込板１５を揺動させるアーム１８が固定される。
【００２２】
このアーム１８の先端には、押込板１５の基端側に固定された付勢板１９と第２ローラ８の端板とを接続する引張バネ１８が備えられる。この引張りバネ２１によって、アーム１８は、端板の外側に配されたカム２２の周面に押しつけられる。
【００２３】
このカム２２は、周面に凹部２３が形成される。また、カム２２は、第２ローラ軸１２の軸受けに固定されて回転が規制される。これにより、カム２２は、第２ローラ８が第２ローラ軸１２と一体的に回転することによって、アーム１８の先端がカム２２の周面を摺動し、揺動軸１７と共に押込板１５を揺動させる。
【００２４】
また、第２ローラ８の筒体および端板には、第２ローラ軸１２の軸方向に沿って断続的に切欠２０が形成され、それぞれの切欠２０から、揺動する押込板１５の各板の先端が外周面に出没する。なお、この押込板１５は、第３ローラ９と対向したときに突出し、切断されたシート３の中央部分を第３ローラ９に保持させるように第２ローラ８の外周面に出没する。
【００２５】
吸着口１６は、軸方向に沿って外周面に並べられた複数の孔からなり、この各孔が１２０゜間隔に配されている。吸着口１６は、第２ローラ８の回転方向において、受刃１４よりもわずか後方に配され、シート３が第３ローラ９に保持されると共に切断されるまで、その先端付近を吸着する。これにより、シート３が第２ローラ８に巻き付くので、シート３のずれを防止する。各吸着口１６には、吸引装置が設けられており、吸着口１６から空気を吸引することでシート３を第２ローラ８の表面から着脱する。
【００２６】
第３ローラ９は、第２ローラ８と接触するようにその下方に配され、互いのローラ軸１３，２５が上下方向に並べられる。第３ローラ９は、第２ローラ８と同じ外径とされる。第３ローラ９は、第３ローラ軸２５を中心にして第２ローラ８と同じ回転速度で、かつ、反対方向に回転する。
【００２７】
第３ローラ９の外周面には、軸方向に所定の間隔で円周状に形成された複数の溝と、切断されたシート３を片面側から保持するためのホルダー２６とを備える。
【００２８】
このホルダー２６は、第３ローラ９の外周面に形成された切欠２７と、切欠２７の内側に形成された固定部２８と、切欠２７の内側を揺動する可動片２９とから構成される。
【００２９】
切欠２７は、軸方向に沿って断続的に所定の間隔で形成された穴であって、その内側の片方の側面（外周面と垂直な面）が固定部２８とされる。また、可動片２９は、各切欠２７の内側に配された複数の板からなり、固定部２８との間を開閉するように、カム機構によって切欠２７の内側を揺動するようにしている。
【００３０】
可動片２９を揺動させるカム機構は、第２ローラ８の押込板１５を揺動させる機構と同様に、可動片２９を支持する揺動軸３０と、揺動軸３０の先端付近に取り付けられたアーム３１と、可動片２９の基端側に固定された付勢板２４と端板とを接続する圧縮バネ３２と、圧縮バネ３２の付勢によってアーム３１の先端が側面に押しつけられるカム３３とを備える。
【００３１】
カム３３には、二つの凸部３４，３５が形成され、該凸部３４，３５が軸を挟んで対向する位置に配される。一方の凸部３４は、第２ローラ８の押込板１５と対向したときに可動片２９が揺動してホルダー２６が開いてシート３を挟持させる。他方の凸部３５は、シート２が第３ローラ９の下側に達したときに、可動片２９が揺動してホルダー２６を開いてシート３を離して落下させる。
【００３２】
また、第３ローラ９の水平方向の左側には、ホルダー２９に挟持されたシート３を二つ折りにする折目板３６が、第３ローラ９の外周面と接するように備えられる。この折目板３６のシート搬送方向上流側は、第３ローラ９に保持されたシート３が入り込みやすいように、第３ローラ９の外周面に対して外方向に立ち上がって形成される。これにより、シート３は、狭持された部分を先頭にして折目板３６と第３ローラ９との間に挿入され、シート３が折目板３６と第３ローラ９との間を通過することで、シート３に折り目が付けられる。
【００３３】
シート集積装置４は、図１に示すように、第３ローラ９のホルダー２６に保持されたシート３を第３ローラ９の外周面から離して落下させる離間部と、該離間部によって落下したシート３を受け止めて集積する積重ね部と、集積されたシート３を搬出する搬出部とを備える。
【００３４】
離間部は、図３に示すように、シート３を第３ローラ９の外周面から離す離し部材であるスタッカー３７と、該スタッカー３７を第３ローラ９の外周面から出没させる駆動部とを備える。
【００３５】
スタッカー３７は、第３ローラ９の溝に出入りする爪であって、第３ローラ軸２５の軸方向に沿って複数並べられている。スタッカー３７は、他端を中心にして一端側が上下動する。このスタッカー３７の一端側は、第３ローラ９の外周から出没するように、第３ローラ９の外周面に沿うような円弧状とされる。スタッカー３７が溝に入っているとき、一端側は、第３ローラ９から突出しない。
【００３６】
シート３が接触するスタッカー３７の表面には、波形状に凹凸部４７が形成される。この凹凸部４７は、第３ローラ９からシート３を離す際に静電気等によってシート３がくっつくことを防止する。また、この凹凸部４７より他端側には、該凹凸部４７より突出したストッパー４８が形成される。このストッパー４８は、スタッカー３７が第３ローラ９の溝に収納している際、第３ローラ９の外周面から突出する。このストッパー４８によってシート３はせき止められるので、必ず第３ローラ９の下側でシート３を下方に離し落とすことができる。
【００３７】
駆動部は、クランク機構を用いる。クランク機構は、第３ローラ９とギアを介して連結され、第３ローラ９の回転と同期して回転する円板３８と、一端が円板３８の周縁付近に取り付けられた連接棒３９と、一端がこの連接棒３９の他端側に形成された長穴４０に接続され、他端にスタッカー３７が取り付けられた揺動板４９とから構成される。
【００３８】
揺動板４９は、一端側に連結棒３９の長穴に可動自在に接続される接続部を備え、他端側を中心にして、接続されたスタッカー３７を上下動させる。
【００３９】
クランク機構は、第３ローラ９の回転に基づいて、第３ローラ９の１回転でスタッカー３７を３回上下動させる。この上下動は、ホルダー２６が第３ローラ９の下側に位置し、シートの搬送方向前端がスタッカー３７のストッパー４８に接した時とされる。
【００４０】
なお、駆動部としては、クランク機構の代わりに、直接モータあるいはソレノイド等でスタッカー３７を上下方向に揺動させてもよい。
【００４１】
積重ね部は、図１に示すように、第３ローラ９から離されて落下されたシート３を受けるための受け片４１と、該受け片４１を上下動させる昇降ベルト４２とから構成する。
【００４２】
昇降ベルト４２は、左右一対の帯状ベルトからなり、第３ローラ９の下方において、互いに対向する位置に配される。昇降ベルト４２同士の幅は、シート３幅よりも大とされる。この昇降ベルト４２は、上下のプーリ４３，４４に掛巻される。
【００４３】
受け片４１は、左右夫々の昇降ベルト４２に取り付けられた平板であり、複数の受け片４１が各昇降ベルト４２に左右対称に設けられる。受け片４１の先端同士の間隔は、シート３の幅よりも小とされる。なお、昇降ベルト４２に取り付ける受け片４１の数は、集積するシート３の枚数に応じて適宜選択すればよい。
【００４４】
受け片４１に積重ねられるシート３の枚数は、計数部５２によってカウントされる。計数部５２は、第３ローラ９の回転数をカウントするエンコーダであって、第３ローラ９の軸に備えられる。これにより計数部５２は、第３ローラ９の回転数から第３ローラ９から離され落下したシートを検出することができる。
【００４５】
搬出部は、複数のプーリ４５に掛巻された搬出ベルト４６とされ、該搬出ベルト４６は、受け片４１に積重ねられたシート３を受け、シート３を載置して搬送できる略水平面を備える。搬出ベルト４６は、積重ね部の下方に位置する。したがって、第３ローラ９から搬出ベルト４６に至るまでのシート３の搬送経路は、鉛直方向となる。これにより、シート３は、昇降ベルト４２に囲まれた空間を下降し、搬送ベルト４６に集積される。
【００４６】
上記構成の折畳みシート製造機１は、図４に示すように、制御部５０によって制御される。制御部５０は、計数部５２と、シートの通過を検出するシート通過センサ５１からの検出データに基づいて、昇降ベルト４２、搬出ベルト４６、各ローラ７，８，９を制御する。詳しくは、先ず、シート通過戦さ５１によってシート３の通過を検知する。その検出結果に基づいて制御部５０は、各ローラ７，８，９を回転させる。次に、計数部５２が検出した第３ローラ９の回転数に基づいて、徐々に受け片４１が下方に動くように昇降ベルト４２を旋回させる。受け片４１に積重なったシート３の枚数が所定枚数に達したら、昇降ベルト４２を急速に旋回させ、積重なったシート３を搬出ベルトの上に落下する。シート３が落下したら、搬出ベルト４６を旋回させてシート３を次工程に搬出する。
【００４７】
次に、この折畳みシート３の切断から集積までの動作について説明する。まず、原反ロール５から供給されたシート３を送りローラ６によって、第１ローラ７と第２ローラ８との間に送り込み、その先端付近を吸着口１６が吸着する。この吸着により、シート３は、第２ローラ８の回転に伴って、この第２ローラ８の外周面に巻き付く。
【００４８】
第１ローラ７および第２ローラ８が３分の１回転したとき、刃物１３と受刃１４とが対向しシート３を切断する。このとき、第２ローラ８の押込板１５と第３ローラ９のホルダー２６とが対向し、突出した押込板１５が、開いたホルダー２６にシート３を押し込み、このホルダー２６が閉じられることによって片面側から切断されたシート３を挟持する。
【００４９】
ホルダー２６がシート３を挟持した状態で、第３ローラ９が回転すると、吸着口１６によるシート３の吸着が中断し、シート３はホルダー２６に挟持された部分を先頭にして第３ローラ９の外周面に巻き付くように移動する。このシート３が、第３ローラ９と折目板３６との間を通過することによって、シート３は狭持された部分を中心に二つに折り畳まれる。
【００５０】
折り畳まれたシート３が第３ローラ９の下側に搬送されたとき、スタッカー３７が第３ローラ９の外周面から突出する。保持されたシート３を外周面から離れる。第３ローラ９の下方に落下する。この第３ローラ９から落下されたシート３は、受け片４１で受け取られる。
【００５１】
このとき、受け片４１は、第３ローラ９直下のシート受取位置にある。受け片４１が第３ローラ９に近いので、シート３の落下距離が短くなる。そのため、集積されるシート３の位置がずれない。その後、積重ねたシート３の枚数に応じて、受け片４１が徐々に下がるように昇降ベルト４２が旋回する。受け片４１に所定の枚数のシート３が集積されたとき、昇降ベルト４２は急速に旋回する。次の受け片４１がシート受取位置にきて、昇降ベルト４２は停止する。
【００５２】
昇降ベルト４２の旋回により、下にきた左右の受け片４１は、外側に分かれていく。受け片４１に載っていたシート３は、そのまま直下に落ちる。
【００５３】
このように受け片４１に所定枚数積重ねられたシート３は、昇降ベルト４２の下方に配された搬出ベルト４６上に落下する。落下されたシート３は、搬出ベルト４６に載せられて次工程に搬出される。
【００５４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で修正・変更を加えることができるのは勿論である。例えば、折畳みシート製造機では、２つ折されたシートを例示しているが、特にこの限りではなく、３つ折、４つ折等としてもよい。
【００５５】
また、シート加工装置の第３ローラがシートを保持する手段は、このシートを挟持するホルダーだけでなく、シートの所定の部分を吸着する吸着口としてもよい。シートを挟持するホルダーは、固定部と可動片との組み合わせだけでなく、二つの可動片でシートを挟持してもよく、その制御もカム機構だけでなく制御部からの電気信号を利用して開閉制御してもよい。さらに、シートを第二ローラに巻き付ける手段は、吸着口による吸着だけでなく、第二ローラの外周面に出没自在な針状の突起を利用してもよい。
【００５６】
また、離間部は、ローラの外周面から出没して、シートをローラの外周面から離して落下させるローラの円周に沿うような円弧状のスタッカーとされるが、円筒あるいは直方体形状の押し出しプレートとしてもよい。このとき、プレートはローラの半径方向に往復動する。また、離間部は、ローラから風を吹出し、この風圧によってシートをローラから離してもよい。
【００５７】
また、シートの集積枚数の検出はエンコーダに限らず、例えば、光センサ（受発光素子等）を利用して落下するシートの枚数を数えたり、受け片の高さを検知してもよい。さらには、第３ローラにステッピングモータを備え、該ステッピングモータの回転を制御することで受け片４１に落下するシートの枚数を規制してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明にかかる折畳みシート製造機の全体構造図
【図２】シート加工装置の詳細側面図
【図３】シート集積装置の詳細側面図であって、（ａ）はスタッカーがローラの外周面に対して突出していない図、（ｂ）はスタッカーがローラの外周面に対して突出した図
【図４】折畳みシート製造機の制御ブロック図
【符号の説明】
【００５９】
１    折畳みシート
２    シート加工装置
３    シート
４    シート集積装置
５    原反ロール
６    送りローラ
７    第１ローラ
８    第２ローラ
９    第３ローラ
１０  送りローラ軸
１１  第１ローラ軸
１２  第２ローラ軸
１３  刃物
１４  受刃
１５  押込板
１６  吸着口
１７  揺動軸
１８  アーム
１９  付勢板
２０  切欠
２１  引張バネ
２２，３３  カム
２３  凹部
２４  付勢板
２５  第３ローラ軸
２６  ホルダー
２７  切欠
２８  固定部
２９  可動部
３０  揺動部
３１  アーム
３２  圧縮バネ
３４，３５  凸部
３６  折目板
３７  スタッカー
３８  円板
３９  連接棒
４０  長穴
４１  受け片
４２  昇降ベルト
４３〜４５  プーリ
４６  搬出ベルト
４７  凹凸部
４８  ストッパー
４９  揺動板
５０  制御部
５１  シート通過センサ
５２  計数部
【図１】
0004699818.tif 000002
【図２】
0004699818.tif 000003
【図３】
0004699818.tif 000004
【図４】
0004699818.tif 000005