(57)【要約】巻取り機は、巻取り機のベッドロール上の移送ピン及び移送パッドの作動を制御するロックアウトカムを有する。移送ピン及び移送パッドは、それぞれ回転可能なピンシャフト及び回転可能なパッドシャフトに取り付けられている。ピンシャフト上のカムフォロワアセンブリが、ピンカムに係合して移送ピンの動きを制御することができる。パッドシャフト上のカムフォロワアセンブリが、パッドカムに係合して移送パッドの動きを制御することができる。ロックアウトカムは、ベッドロールに対して回転可能に取り付けられている。ロックアウトカムの第１部分が、カムフォロワアセンブリに係合して、ピン及びパッドカムフォロワアセンブリがそれぞれピンカム及びパッドカムに係合しないようにすることができる。ロックアウトカムの第２部分が、ピン及びパッドカムフォロワアセンブリがそれぞれピンカム及びパッドカムに係合できるようにする。巻取りサイクルの大部分において、ロックアウトカムがベッドロールと同一速度で回転することによって、ロックアウトカムの第１部分がカムフォロワアセンブリに係合して、カムフォロワアセンブリがピン及びパッドカムに係合しないようにする。巻取りサイクルの終了近くで、ロックアウトカムがベッドロールと異なった速度で回転することによって、ロックアウトカムの第２部分がカムフォロワアセンブリに整列して、ピン及びパッドカムフォロワアセンブリがそれぞれピン及びパッドカムに係合する。
2004521841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェブ巻取り装置であって、
フレームと、
長手軸を中心にして回転するように、前記フレーム上に回転可能に支持されており、ウェブと接触する外表面を有する巻取りロールと、
この巻取りロールに移動可能に取り付けられており、前記巻取りロールの前記外表面の内側にある第１位置と、前記巻取りロールの前記外表面から突出して、前記外表面上のウェブに係合可能な第２位置との間を移動可能なウェブ係合部材を有するウェブ係合アセンブリと、
前記フレームに取り付けられた固定カムであって、
前記ウェブ係合アセンブリは、前記固定カムに係合して前記ウェブ係合部材を前記第１及び第２位置間で移動させることができるカムフォロワアセンブリを有する、固定カムと、
前記フレーム及び前記巻取りロールに対して回転可能に取り付けられ、前記カムフォロワアセンブリに係合して前記カムフォロワアセンブリが前記固定カムと接触しないようにする第１部分と、前記カムフォロワアセンブリが前記固定カムと接触できるようにする第２部分とを有する、ロックアウトカムと、
このロックアウトカムを前記巻取りロール及びカムフォロワアセンブリに対して移動させる手段であって、それにより前記ロックアウトカムの前記第１部分を前記カムフォロワアセンブリに対して係脱位置へ移動させることができる、移動させる手段と
を備えるウェブ巻取り装置。
【請求項２】
前記ウェブ係合部材は、ウェブを突き刺すピンを有する請求項１に記載のウェブ巻取り装置。
【請求項３】
前記ウェブ係合部材は、ウェブを前記巻取りロールの外表面から離れるように押すパッドを有する請求項１に記載のウェブ巻取り装置。
【請求項４】
前記巻取りロールは、前記フレームに回転可能に取り付けられたジャーナルを有しており、前記ロックアウトカムは、前記ジャーナルに回転可能に取り付けられている請求項１に記載のウェブ巻取り装置。
【請求項５】
前記ロックアウトカムを移動させる前記手段は、サーボモータを有する請求項４に記載のウェブ巻取り装置。
【請求項６】
前記ロックアウトカムは、前記ジャーナルに回転可能に取り付けられたハブに取り付けられており、
駆動手段が、前記サーボモータと前記ハブとを連結して、前記ハブ及び前記ロックアウトカムを回転させるようにした請求項５に記載のウェブ巻取り装置。
【請求項７】
前記ロックアウトカムを移動させる前記手段は、前記巻取りロールに駆動連結された差動装置と、この差動装置によって回転可能なシャフトと、このシャフトの速度を変化させるサーボ機構とを有する請求項１に記載のウェブ巻取り装置。
【請求項８】
前記ロックアウトカムは、前記ジャーナルに回転可能に取り付けられたハブに取り付けられており、駆動手段が、前記シャフトと前記ハブとを連結して、前記ハブ及び前記ロックアウトカムを回転させるようにした請求項７に記載のウェブ巻取り装置。
【請求項９】
ウェブ巻取り装置であって、
フレームと、
長手軸を中心にして回転するように、前記フレーム上に回転可能に支持されており、ウェブと接触する外表面を有する巻取りロールと、
この巻取りロールに移動可能に取り付けられており、移送ピン及びピンカムフォロワアセンブリを有し、前記移送ピンは、前記巻取りロールの前記外表面の内側にある第１位置と、前記巻取りロールの前記外表面から突出して、前記外表面上のウェブに係合可能な第２位置との間を移動可能である移送ピンアセンブリと、
前記巻取りロールに移動可能に取り付けられており、移送パッド及びパッドカムフォロワアセンブリを有し、前記移送パッドは、前記巻取りロールの前記外表面の内側にある第１位置と、前記巻取りロールの外表面から突出して、前記外表面の上のウェブに係合可能な第２位置との間を移動可能である移送パッドアセンブリと、
前記フレームに取り付けられたピンカムであって、前記ピンカムフォロワアセンブリが前記ピンカムに係合して、前記移送ピンを前記第１及び第２位置間で移動させるようにする、ピンカムと、
前記フレームに取り付けられたパッドカムであって、前記パッドカムフォロワアセンブリが前記パッドカムに係合して、前記移送パッドを前記第１及び第２位置間で移動させるようにする、パッドカムと、
前記フレーム及び前記巻取りロールに対して回転可能に取り付けられ、前記ピンカムフォロワアセンブリ及び前記パッドカムフォロワアセンブリに係合して、前記ピンカムフォロワアセンブリ及び前記パッドカムフォロワアセンブリがそれぞれ前記ピンカム及び前記パッドカムと接触しないようにする第１部分と、前記ピンカムフォロワアセンブリ及び前記パッドカムフォロワアセンブリがそれぞれ前記ピンカム及び前記パッドカムと接触できるようにする第２部分とを有する、ロックアウトカムと、
前記ロックアウトカムを前記巻取りロールと前記ピンカムフォロワアセンブリ及び前記パッドカムフォロワアセンブリとに対して移動させる手段であって、それにより、前記ロックアウトカムの前記第１部分を前記ピンカムフォロワアセンブリ及び前記パッドカムフォロワアセンブリに対して係脱位置へ移動させることができる、移動させる手段と
を備えるウェブ巻取り装置。
【請求項１０】
前記巻取りロールは、前記フレームに回転可能に取り付けられたジャーナルを有しており、前記ロックアウトカムは、前記ジャーナルに回転可能に取り付けられている請求項７に記載のウェブ巻取り装置。
【請求項１１】
前記ロックアウトカムを移動させる前記手段は、サーボモータを有する請求項８に記載のウェブ巻取り装置。
【請求項１２】
前記ロックアウトカムは、前記ジャーナルに回転可能に取り付けられたブッシュに取り付けられており、駆動手段が、前記サーボモータと前記ブッシュとを連結して、前記ブッシュ及び前記ロックアウトカムを回転させるようにした請求項９に記載のウェブ巻取り装置。
【請求項１３】
ウェブを巻取る方法であって、
ウェブと接触する外表面を有する巻取りロールと、前記巻取りロールに移動可能に取り付けられており、ウェブ係合部材及びカムフォロワアセンブリを有して、前記ウェブ係合部材が、前記巻取りロールの前記外表面の内側にある第１位置と、前記巻取りロールの前記外表面から突出して、前記外表面上のウェブに係合可能な第２位置との間を移動可能であるウェブ係合アセンブリとを回転可能に取り付けるステップと、
固定カムを設けるステップと、
前記巻取りロールに対して回転するように、ロックアウトカムを回転可能に取り付けるステップであって、前記ロックアウトカムは、前記カムフォロワアセンブリに係合して前記カムフォロワアセンブリが前記固定カムと接触しないようにする第１部分と、前記カムフォロワアセンブリが前記固定カムと接触できるようにする第２部分とを有する、取り付けるステップと、
前記巻取りロールを回転させてウェブを巻取るステップと、
前記ロックアウトカムを前記巻取りロールと同一速度で回転させるステップであって、それにより前記ロックアウトカムの前記第１部分を前記カムフォロワアセンブリに係合させて、前記カムフォロワアセンブリが前記固定カムと接触しないようにする、回転させるステップと、
前記ロックアウトカムを前記巻取りロールと異なった速度で回転させるステップであって、それにより前記ロックアウトカムの前記第２部分を前記カムフォロワアセンブリに整列させて、前記カムフォロワアセンブリを前記固定カムと接触させる、回転させるステップとを含む方法。
【請求項１４】
前記ロックアウトカムを前記巻取りロールと異なった速度で回転させるステップの後、前記ロックアウトカムを前記巻取りロールと同一速度で回転させるステップであって、それにより前記ロックアウトカムの前記第１部分を前記カムフォロワアセンブリに整列させる、回転させるステップを含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ロックアウトカムを回転させるようにサーボモータを使用するステップを含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
ウェブ巻取り装置であって、
フレームと、
長手軸を中心にして回転するように、前記フレーム上に回転可能に支持されており、ウェブと接触する外表面を有する巻取りロールと、
この巻取りロールに回転可能に取り付けられており、前記巻取りロールを越えて延出した端部を有するピンシャフトと、
このピンシャフトと共に回転するように前記ピンシャフトに取り付けられた少なくとも１つのピンと、
前記巻取りロールに回転可能に取り付けられており、前記巻取りロールを越えて延出した端部を有するパッドシャフトと、
このパッドシャフトと共に回転するように前記パッドシャフトに取り付けられた少なくとも１つのパッドとを備えたウェブ巻取り装置。
【請求項１７】
前記ピンシャフトを回転させる前記手段は、サーボモータを有する請求項１６に記載のウェブ巻取り装置。
【請求項１８】
前記ピンシャフトを回転させる前記手段は、前記ピンシャフトの前記端部上にカムフォロワを有し、前記パッドシャフトを回転させる前記手段は、前記パッドシャフトの前記端部上にカムフォロワを有する請求項１６に記載のウェブ巻取り装置。
【請求項１９】
前記巻取りロールは、前記フレームに回転可能に取り付けられたジャーナルを有しており、
前記ピンシャフトを回転させる前記手段は、
前記ジャーナルに回転可能に取り付けられた第１ハブと、
前記ピンシャフトの前記端部を前記第１ハブに連結して、前記ピンシャフトを前記第１ハブと共に回転させる第１駆動手段と、
前記第１ハブを前記巻取りロールに対して回転させる第２駆動手段と
を有しており、
前記パッドシャフトを回転させる前記手段は、
前記ジャーナルに回転可能に取り付けられた第２ハブと、
前記パッドシャフトの前記端部を前記第２ハブに連結して、前記パッドシャフトを前記第２ハブと共に回転させる第３駆動手段と、
前記第２ハブを前記巻取りシャフトに対して回転させる第４駆動手段と
を有する請求項１６に記載のウェブ巻取り装置。
【請求項２０】
前記巻取りロールは、前記フレームに回転可能に取り付けられたジャーナルを有しており、
前記ピンシャフトを回転させる前記手段は、前記ピンシャフトの前記端部上のカムフォロワと、前記ジャーナルに回転可能に取り付けられたピンカムとを含み、
前記パッドシャフトを回転させる前記手段は、前記パッドシャフトの前記端部上のカムフォロワと、前記ジャーナルに回転可能に取り付けられたパッドカムとを含み、さらに、前記ピンカム及び前記パッドカムを前記巻取りロールに対して回転させる手段を有する請求項１６に記載のウェブ巻取り装置。
【請求項２１】
前記ジャーナルに回転可能に取り付けられたハブを備えており、前記ピンカム及び前記パッドカムは、前記ハブに取り付けられている請求項２０に記載のウェブ巻取り装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、巻取り機のベッドロール用の制御機構に関する。特に本発明は、ベッドロールの移送ピン及び移送パッドの作動を制御するロックアウトカムに関する。
【０００２】
大きい親紙ロールをトイレットペーパまたはペーパタオルの小売り寸法のロールに巻き直すために、巻取り機が使用される。２形式の巻取り機、すなわち、センタ巻取り機(center rewinders)及び表面巻取り機(surface rewinders)が、一般的に使用されている。センタ巻取り機は、たとえば、米国再発行特許第２８，３５３号に記載されており、マンドレルによって回転させる巻芯上にウェブを巻取る。表面巻取り機は、たとえば、米国特許第４，７２３，７２４号及び第５，１０４，０５５号に記載されており、３つのロールクレードルによって回転させる巻芯上にウェブを巻取る。
【０００３】
センタ巻取り機及び表面巻取り機の両方における重要な作業は、切断及び移送と呼ばれるステップ順序である。１つのロールの巻き取りを終了するために、ウェブを切断して、切断ウェブの前縁部を新しい巻芯に移送し、新しい巻芯を回転させることによって、新しいロールを巻き始めなければならない。これらのステップは、ウェブが高速で移動している間に、繰り返して確実に実行されなければならない。各ロールが正確なシート数を有し、ウェブを均一でほぼしわのない状態に巻取ることが望ましい。
【０００４】
「ベッドロール」とは、センタ巻取り機または表面巻取り機のいずれの場合でも、巻取り機の主巻取りロールのことである。
【０００５】
米国再発行特許第２８，３５３号に記載されているように、ベッドロールは一般的にチョッパロールと組み合わせて使用されて、所定長さがログに巻取られた後、ウェブを切断して、その切断ウェブの前縁部を連続巻取り処理の新しい巻芯に移送することができる。センタ巻取り機では、適当な長さのウェブがログに巻取られるまで、切断及び移送機構を不作動位置に保持するために、一般的にラッチ機構が使用される。ラッチ機構を解除して切断及び移送機構を解放するために、カムフォロワを電気ソレノイドまたは空気圧シリンダによって制御する。その場合、切断及び移送機構は、１つまたは複数のカムによって制御されて、ウェブに対して切断及び移送作業を実施することができる。その後、カムによってラッチをリセットして、切断及び移送機構を不作動位置に保持することができる。
【０００６】
センタ巻取り機用の従来型ラッチ機構、ならびに切断及び移送機構が、米国再発行特許第２８，３５３号に詳細に記載されている。切断及び移送機構は、移送ピン５６と、切断ブレード５８及び５９と、移送パッド５５とを有し、これらはすべて、ベッドロール内に移動可能に取り付けられている。切断及び移送機構のラッチを解除した時、チョッパロール４９とブレード５８及び５９とによってウェブを切断する間、ピン５６がウェブを回転ベッドロール上に保持している（図２０及び図２１を参照）。その後、移送パッドが切断ウェブの前端部を新しい巻芯５３に押し付ける（図２２及び図２３を参照）。
【０００７】
米国再発行特許第２８，３５３号のラッチ機構、ならびに切断及び移送機構は、ベッドロールに取り付けられて、ベッドロールと共に回転する。通常の巻取り中にカムフォロワがラッチ保持されている時、カムフォロワはカムから約０．０２５〜０．０４０インチの間隔を置いた位置にある。ソレノイドを作動させてラッチ機構を解除すると、カムフォロワ及びカム間の衝突によって、望ましくない騒音、振動及び摩耗が発生する可能性がある。ソレノイドも摩耗を受けるので、定期的に交換しなければならない。
【０００８】
米国ウィスコンシン州、グリーンベイのペーパー・コンバーティング・マシン・カンパニーが「マグナム」(Magnum)の名前で販売している表面巻取り機は、切断ウェブをベッドロールに押し付けて保持するためにベッドロール内に設けられた同様な可動ピンと、ウェブを切断しようとするまで、ピンを不作動位置に保持する同様なラッチ機構とを有する。切断ナイフが、チョッパロール内に移動可能に取り付けられており、センタ巻取り機のベッドロールに使用されているラッチ機構と同様なラッチ機構によって、不作動位置に保持されている。
【０００９】
米国特許第６，１７９，２４１号は、ベッドロール内に軸方向に取り付けられたカムシャフトと、カムシャフトを回転させるサーボモータとによって制御されるラッチ機構を記載している。サーボモータは通常、カムシャフトをベッドロールと同一方向に同一速度で回転させる。ウェブを切断しようとする時、サーボモータの速度を高速化または低速化して、カムシャフトをベッドロールに対して回転させる。カムシャフトの回転によって、ベッドロール内のプッシュロッドが半径方向内向きに移動して、切断及び移送機構を解放する。切断及び移送機構用のカムフォロワが固定カムに係合して、その機構の動きを制御する。ウェブの切断及び移送後に、カムシャフトが回転して、プッシュロッドを半径方向外向きに押し付けることによって、切断及び移送機構をラッチ保持し直すことができる。
【００１０】
発明の概要
本発明は、カムフォロワ及びカムをベッドロールの外側に取り付けている。カムフォロワ及びカムは、再発行特許第２８，３５３号の従来型カム機構よりセットアップ及び交換が容易であると共に、低コストであり、ソレノイドを必要としない。通常の巻取り中、カムフォロワは、ロックアウトカムに乗っている。切断及び移送を行う場合、ロックアウトカムが回転して、大きな衝突または振動を伴わないで、カムフォロワがピン及びパッドカムに係合できるようにする。
【００１１】
独立的に回転可能なロックアウトカムは、巻取りサイクルの大部分で、ベッドロールと一致した速度でサーボモータによって駆動される。通常の巻取り中には、ロックアウトカムの円形部分が、ピン及びパッドカムフォロワの下側に位置する。ベッドロールがサイクルの、切断及び移送を実施する予定点に達すると、サーボモータがロックアウトカムを減速する。巻取りサイクルでベッドロールがほぼ最後の３回転を行う間に、ロックアウトカムの窓がカムフォロワに整列する位置へ、ロックアウトカムがベッドロールに対して、回転する。窓は、カムフォロワがピン及びパッドカムの輪郭に係合して追従できるようにし、それによって、ピン及びパッドの必要な切断及び移送運動が行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、添付の図面に示された説明的な実施形態で本発明を説明する。
【００１３】
図１及び図２に示されたセンタ巻取り機３０に関連して本発明を説明する。しかし、本発明が表面巻取り機にも使用できることは、理解されるであろう。
【００１４】
巻取り機３０は、フレーム３１と、フレーム内に回転可能に取り付けられたベッドロール３２とを有する。タレットアセンブリ３３が、フレーム内のベッドロールの下方位置に回転可能に取り付けられている。当該技術分野では周知のように、タレットアセンブリは、板紙の巻芯を取り付ける複数の回転マンドレル３４を有する。接着剤塗布装置３５が、各巻取りサイクルの前に、新しい巻芯に移送接着剤を塗布する。
【００１５】
ウェブＷが、引き出しロール３６によって穿孔器３７を経てベッドロール３２へ進められる。穿孔器は、長手方向に間隔を置いて横断線状の穿孔をウェブに形成する。
【００１６】
ベッドロールの表面速度は、ウェブの速度と一致しており、ベッドロールは、ベッドロールの時計でいう約５時の位置のマンドレル上に巻取り中のログＬにウェブを供給する。適当な長さのウェブがログに巻き付けられると、ウェブがチョッパロール３８によって切断されて、新しい巻取りサイクルが開始する。
【００１７】
次に図３を参照すると、巻取り機のフレームは、ベッドロール３２及びチョッパロール３８を回転可能に支持している１対の側部フレーム４１を有する。ベッドロールの各端部には、エンドプレート４２と、側部フレーム４１の一方の内部の軸受け４４内に回転可能に取り付けられたジャーナル４３とが設けられている。チョッパロールの各端部には、側部フレームの内部の軸受け４８内に回転可能に取り付けられたジャーナル４７が設けられている。
【００１８】
移送ピンシャフト５１及び移送パッドシャフト５２が、ベッドロールのエンドプレート４２内に回転可能に取り付けられている。複数の移送ピン５３（図８）が、クランプ５４によって移送ピンシャフト５１に固定されている。移送ピンは、ベッドロールの長さに沿って軸方向に離隔配置されている。
【００１９】
１対の離隔配置された切断ブレード５５が、各移送ピンに取り付けられている。詳細に後述するように、切断ブレード５５は、チョッパロール３８上の切断ナイフ５６と協働して、ウェブを切断する。
【００２０】
複数の移送パッド５８（図８）が、クランプ５９によって移送パッドシャフト５２に固定されている。移送パッドも、ベッドロールの長さに沿って軸方向に離隔配置されており、各移送パッドは、有利には移送ピンの１つに隣接する位置に設けられている。
【００２１】
次に図３及び図４を参照すると、ハブまたはブッシュ６２が、軸受け６３によってベッドロールのジャーナル４３に回転可能に取り付けられている。ロックアウトカム６４が、ブッシュに取り付けられて、ブッシュと共に回転可能である。ピンカム６５及びパッドカム６６は、それぞれ軸受け６７及び６８によってブッシュに回転可能に取り付けられている。
【００２２】
図３に示された実施形態では、巻取りサイクルの大部分において、ロックアウトカムは、軸受け６９ａによって回転可能に支持された差動装置６９によってベッドロールの速度で回転する。差動装置は、独国のディー・クヴァ(Die Qua)から入手可能である。ベッドロールジャーナル４３に取り付けられたプーリ７０が、差動装置ハウジングに取り付けられたプーリ７１にベルト７２で連結されている。差動装置から出たシャフト７３が、プーリ７４及びベルト７５によってハブ６２に連結されている。ベルト７５は、プーリ７４上の歯及びハブ６２上の歯７６と噛み合う歯を有する。ブッシュ６２が回転する時、ピンカム６５及びパッドカム６６は、これらのカムを側部フレーム４１に連結するブラケット７７によって静止状態に維持されている。ロックアウトカムをベッドロールに対して回転させようとする時、電気サーボモータ７８が、シャフト７３の回転速度をベッドロールの速度に対して変化させる。シャフトと差動装置との連結部における位置関係のずれを吸収するために、差動装置の各側にたわみ継手７８ａが配置されている。
【００２３】
ロックアウトカム６４を固着したロックアウトカムハブ６２は、ベッドロールが約３回転する間にベッドロールの速度のほぼ半分の速度まで減速されなければならない。３６００フィート／分では、円周が１メートルのベッドロールが１回転するには５６ミリ秒しかかからない。そのため、非常に短時間である約１６８ミリ秒以内に速度変化全体を行う必要がある。ハブを直接的にサーボ機構で駆動すると、この速度変化を生じるためには大きなトルクが必要になり、恐らくは油圧モータを使用することが必要になるであろうが、これはコスト及び複雑さを増大させるであろう。
【００２４】
差動装置６９を介して運動を伝えることによって、電気サーボ機構を用いて速度変化を達成することができる。基本的に、差動装置は、機械的運動「コンバイナ」であって、差動装置からの出力は、ベッドロールジャーナルからの定ｒｐｍ入力と電気サーボ機構７８からのトリムｒｐｍ入力との合計である。
【００２５】
この方法によって、ロックアウトカムハブ６２を正確なベッドロール速度で機械的に駆動することができ、通常の「ラッチ保持」作動中にサーボ機構がそれを駆動する必要が全くない。そして、移送のために速度を変化させる必要がある時、トリムサーボ機構を回転させて、ベッドロールジャーナルからの定ｒｐｍ入力に差分速度(differential speed)を加える（または、この場合は減じる）。このように、サーボ機構は、出力速度全体ではなく、速度差を達成するための量を回転させる必要がある。この低減させたサーボ機構速度要求から得られる利点によって、大きい減速比をサーボモータに組み込むことができ、また、これによって、トルク出力が必要なレベルに増大する。
【００２６】
カムフォロワアセンブリ７９（図４及び図８）が、移送ピンシャフト５１の端部に取り付けられている。カムフォロワアセンブリは、移送ピンシャフト５１に取り付けられたブラケット８０と、ブラケット内に回転可能に取り付けられた１対のカムフォロワローラ８１及び８２とを有する。カムフォロワ８１は、ロックアウトカム６４に整列し、カムフォロワ８２は、ピンカム６５に整列している。カムフォロワ８１及び８２は、離隔配置されて、移送ピンシャフトがパッドカム６６の影響を受けないようにしている
【００２７】
同様に、カムフォロワアセンブリ８５が、移送パッドシャフト５２の端部に取り付けられており、ブラケット８６と、カムフォロワローラ８３及び８４とを有する。カムフォロワ８３は、ロックアウトカム６４に整列し、カムフォロワ８４は、パッドカム６６に整列している。
【００２８】
ロックアウトカム６４の輪郭が、図５に、また図８〜２３に太線で示されている。ロックアウトカムは、円形の輪郭を有する第１の主部分８７と、円形部分８７の半径方向内側に位置する輪郭を有する窓またはノッチを与える第２部分８８とを備えている。窓部分８８の端部８９及び９０は、滑らかに円形部分と合流している。
【００２９】
ピンカム６５及びパッドカム６６の輪郭も、図６及び図７と、図８〜図２３とに示されている。ピンカムは、移送ピンシャフト上のカムフォロワアセンブリ７９のカムフォロワ８２がピンカムに係合した時、移送ピン５３の動きを制御する輪郭を有する。ピンカムは、円形のドウェル部分９１と、輪郭または外郭(contoured or profiled)部分９２とを有する。
【００３０】
パッドカム６６は、移送パッドシャフト上のカムフォロワ８４がパッドカムに係合した時、移送パッド５８の動きを制御する輪郭を有する。パッドカムは、円形のドウェル部分９３と、輪郭部分９４とを有する。
【００３１】
図８〜図２３は、巻取りサイクル中のさまざまな時点におけるロックアウトカム６４、ピンカム６５、パッドカム６６、移送ピン５３及び移送パッド５８の位置を示している。わかりやすくするために、図８〜図２３ではウェブが省略されている。カムフォロワアセンブリ７９のカムフォロワ８１及び８２は、ブラケット８０内で軸方向に整列しており、カムフォロワアセンブリ７９の動きは、表面が最も半径方向外側にあるカム６４またはカム６５によって制御される。同様に、カムフォロワアセンブリ８５の動きは、表面が最も半径方向外側にあってカムフォロワ８３またはカムフォロワ８４に係合するカム６４またはカム６６によって制御される。
【００３２】
ログＬ（図１）を形成するためにウェブを巻芯上に通常に巻き付ける間、ロックアウトカム６４は、ベッドロール３２と同一速度で回転し、ロックアウトカムの円形部分８７が、移送ピンシャフト５１及び移送パッドシャフト５２上のカムフォロワ８１及び８３に係合している。それにより、カムフォロワ８２及び８４は、それぞれピンカム６５及びパッドカム６６と接触することができず、移送ピン５３及び移送パッド５８は、図３に示されているように、ベッドロールの外表面の内側に位置している。
【００３３】
回転中のベッドロールが、巻取りサイクル中の切断及び移送を行う時点に近づくと、サーボモータ７８がシャフト７３及びロックアウトカムを加速し始めて、その結果としてロックアウトカムがベッドロールに対して回転する。巻取りサイクルにおけるベッドロールのほぼ最後の３回転中に、ロックアウトカムがベッドロールに対して、ロックアウトカムの窓８８がカムフォロワ８１及び８３の下方に達する点へ回転する。これによって、カムフォロワ８２及び８４が、それぞれピンカム６５及びパッドカム６６に係合する位置へ移動することができ、それによって移送ピン５３及び移送パッド５８は必要な切断及び移送の動きに従う。
【００３４】
図８は、切断及び移送サイクルの開始時のベッドロール及びロックアウトカムの位置を示している。図８では、ベッドロールの位置を半径方向線Ｂ／Ｒによって表し、０度位置と見なす。ロックアウトカム６４の位置を、窓部分８８の中心を通って延在する半径方向線Ｌ／Ｏで表す。ベッドロール及びロックアウトカムは、図８において、矢印で示されているように、反時計回りに回転している。ロックアウトカムの位置は、ベッドロールの位置から１３６°遅れている。
【００３５】
図９〜図２３は、表１に示されているようなベッドロールの次の７回転半の間の連続位置を示している。
【００３６】
【表１】
2004521841.tif 000003
【００３７】
図８では、ロックアウトカム６４の回転速度が、ベッドロール３２の回転速度と一致している。それぞれ移送ピンシャフト５１及び移送パッドシャフト５２上のカムフォロワ８１及び８３が、ロックアウトカムの円形部分８７に乗っている。移送ピン５３及び移送パッド５３が、ベッドロールの外表面の半径方向内側に位置している。
【００３８】
図９では、ベッドロールが、図８の位置から１８０°回転しており、ロックアウトカム６４が、ベッドロールに対して後方へ移動し始めている。カムフォロワ８１及び８３は、まだロックアウトカムの円形部分８７に乗っている。
【００３９】
図１０では、ベッドロールが、図８の位置から３６０°回転しており、ロックアウトカムが、ベッドロールに対して後方へ移動し続けている。カムフォロワ８１及び８３は、まだロックアウトカムの円形部分８７に乗っている。
【００４０】
図１１は、図８の位置から１回転半した後のベッドロールを示している。カムフォロワ８１及び８３は、ロックアウトカムの円形部分８７に乗り続けている。
【００４１】
図１２では、ベッドロールが、図８の位置から２回転しており、移送ピンシャフト５１上のカムフォロワ８１が、ロックアウトカム６４の窓部分８８に位置付けられている。移送ピンシャフト５１上のカムフォロワ８２は、ピンカム６５に係合しており、この時には、移送ピン５３の動きがピンカムによって制御される。カムフォロワ８１は、ロックアウトカムの円形部分８７からロックアウトカムの窓部分８８へ滑らかに移動し、カムフォロワ８２は、大した衝撃または振動を生じることなく、ピンカム６５に係合する。移送パッドシャフト５２上のカムフォロワ８３は、ロックアウトカムの円形部分８７に乗り続けている。
【００４２】
図１３は、ベッドロールが図１２から半回転した位置で、ウェブを切断した直後を示している。切断時のベッドロール及びチョッパロールの位置が、図２４に示されている。巻取り機技術分野では周知であって、再発行特許第２８，３５３号に記載されているように、ピンカム６５の輪郭によって、移送ピン５３が外向きに回動してベッドロールの外表面を越え、その結果、移送ピンが、ベッドロールの外表面の一部に巻き付いたウェブ（わかりやすくするために図８には示されていない）に突き刺さる。ベッドロールがチョッパロール３８上の切断ナイフ５６の方へ回転し続けると、切断ナイフが、移送フィンガ５３上の切断ブレード５５の間の空間に入って、ウェブを切断する。ウェブが切断された後、ウェブの前端部分は、移送ピン５３によって回転中のベッドロール上に保持される。再発行特許第２８，３５３号に記載されているように、ウェブの切断された前縁部と移送ピンとの間の部分は、ベッドロールの回転時に折り返されるであろう。図１３及び図２４において、移送パッドシャフト５２上のカムフォロワ８３は、ロックアウトカムの円形部分８７に乗り続けている。
【００４３】
ベッドロールが図２４の位置から図２５の位置へ回転し続けると、移送パッドシャフト上のカムフォロワ８３が、ロックアウトカムの窓へ移動して、カムフォロワ８４がパッドカム６６に乗り始める。巻取り機の技術分野では周知のように、パッドカムの輪郭によって、移送パッド５８が半径方向外向きに移動してベッドロールの外表面を越えて、ウェブの切断された前端部を、タレットアセンブリ３３（図１）によって担持された新しい巻芯Ｃに押し付ける。巻芯は、巻芯を時計回りに回転させるマンドレル３４に取り付けられている。ベッドロールが図２４の位置から移動する時、ピンカム６５によって移送ピンが時計回りに回転するため、移送時にピンは新しい巻芯の半径方向内側に位置する。パッドカム６６によって、移送パッドがウェブを新しい巻芯Ｃに押し付ける。新しい巻芯には、従来型リングまたは帯状の移送接着剤が付けられているため、ウェブが新しい巻芯に移送される。
【００４４】
図１４は、ベッドロールが図１３の位置から半回転した位置を示している。移送パッドシャフト５２上のカムフォロワ８４が、パッドカム６６に乗っている。ウェブはすでに新しい巻芯Ｃへ移送されており、ウェブは回転中の巻芯に巻取られている。移送ピンシャフト５１上のカムフォロワ８１は、ロックアウトカムの窓部分８８からロックアウトカムの円形部分８７へ戻っており、それにより、移送ピンシャフト上のカムフォロワ８２は、ピンカム６５から離脱する位置へ移動している。
【００４５】
図１５は、ベッドロールが図１４の位置から半回転した位置を示している。この時には、カムフォロワ８１及び８３の両方が、ロックアウトカムの円形部分８７に乗っており、カムフォロワ８２及び８４の両方が、ピンカム６５及びパッドカム６６から離脱している。
【００４６】
図１８において、ロックアウトカムの回転速度が、瞬間的にベッドロールの回転速度と一致する。
【００４７】
図１９では、ロックアウトカムが、加速して(with accelerating speed)ベッドロールに対して前方に移動し始めて、次の移送に備えてリセットを開始している。
【００４８】
図２０〜図２２では、ロックアウトカムがベッドロールに対して前方に移動し続けている。
【００４９】
図１８では、ロックアウトカムの速度が、ベッドロールの速度と一致する。図８に対応した次の切断及び移送シーケンスの開始まで、ロックアウトカムの速度は、ベッドロールの速度と一致したままである。
【００５０】
ベッドロール３２は、ジャーナル４３（図３）上の歯車によって駆動される。歯車は、従来通りで周知の巻取り機のサーボ駆動システムによって駆動される。ベッドロール用のサーボ駆動システム及びサーボモータ７８は共に、同一のプロセッサ、たとえば、ギッディングズ・アンド・ルイス(Giddings & Lewis)が製造しているＰＩＣ９００によって制御することができる。
【００５１】
ロックアウトカム用の好適な回転駆動装置が図３に示されているが、巻取り作業中にロックアウトカムの速度をベッドロールの速度と同期させて、ベッドロール及びカムフォロワに対するロックアウトカムの位置を制御できるものであれば、同等の回転駆動システムを使用することができる。
【００５２】
上記の巻取り作業において、ウェブが板紙の巻芯に巻取られる。しかし、ウェブは、米国特許第５，４２１，５３６号に記載されているように、ログに巻き終わった後にログから取り外されるリサイクル型マンドレルに巻取ることもできる。
【００５３】
ピボットシャフト５１及び５２とそれらに関連した移送ピンまたは移送パッド及びカムフォロワの各々が、ウェブ係合アセンブリである。ウェブ係合アセンブリは通常、巻取り中にはウェブに係合しない位置に維持されている。切断及び移送サイクル中、移送ピン５３及び移送パッド５８を含む２つの協働ウェブ係合アセンブリが外向きに回動して、切断中にピンがウェブを保持し、切断されたウェブの前端部をパッドが新しい巻芯上に押し付けることができる。
【００５４】
図２６及び図２７は、ロックアウトカム、パッドカム及びピンカムを省いた巻取り機を示している。ピンシャフト１１０及びパッドシャフト１１１が、タイミングベルト１１２及び１１３によって回転駆動される。タイミングベルト１１３は、ベッドロールジャーナルに回転可能に取り付けられたハブ１１４によって駆動され、タイミングベルト１１２は、ハブ１１４に取り付けられたハブ１１５によって駆動される。ハブ１１４及び１１５は、タイミングベルト１１６及び１１７を介して差動装置１１８及び１１９と、前述したような電気サーボモータ１２０及び１２１とによって駆動される。サーボ装置は、パッドまたはピンシャフトをベッドロールに対して回転させるための追加回転速度を与える。
【００５５】
図２６及び図２７の構造の利点は、カムを必要としないことである。しかし、サーボモータ及び差動装置を追加するために、コストが高くなる。また、タイミングプーリの寸法のため、空間の点からこの構造を小型のベッドロールに使用することはできない。
【００５６】
図２８及び図２９は、ロックカムを省いた構造を示している。駆動部は、差動装置１２５と、前述したような電気サーボモータ１２６とを含む。しかし、ピンカム１２７及びパッドカム１２８が、ベッドロールジャーナルに回転可能に取り付けられたハブ１２９と共に回転する。ハブは、プーリ１３１によって駆動されるタイミングベルト１３０によって回転する。
【００５７】
通常の巻取り中、カムは一般的にベッドロールと一致した速度で回転する。移送時には、サーボ装置１２６によってカムを減速して、ベッドロール及びカム間に相対移動を生じることによって、ピン及びパッドを作動させる。この構造の利点は、ロックアウトカムが必要ないことであり、この構造は実際に非常に簡単である。また、運動プロフィールは、（ロックアウトカムのように）ベッドロールの約７回転半を超えないで、ベッドロールの１回転だけである。すなわち、サイクル時間を非常に短縮することができ、サイクルを実施する頻度の融通性を高めることができる。残念ながら、このようにサイクル時間が短縮されることによって、モータに必要なトルクも非常に大きくなり、そのため、設計速度を低下させるか、高価な油圧サーボモータを使用するかのいずれかが必要になるであろう。
【００５８】
以上に説明のために本発明の特定の実施形態を詳細に記載したが、当該技術分野の専門家であれば、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく上記詳細の多くを大幅に変更できることは、理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に従った制御機構を備えたセンタ巻取り機の作業者側から見た側面図である。
【図２】図１の巻取り機のベッドロール及びチョッパロールの駆動側から見た拡大破断側面図である。
【図３】巻取り機のベッドロール及びチョッパロールの破断端面図である。
【図４】図３の一部分の拡大破断図である。
【図５】ロックアウトカムの側面図である。
【図６】ピンカムの側面図である。
【図７】パッドカムの側面図である。
【図８】巻取りサイクル中の離散的時点におけるベッドロール及びチョッパロールの側面図である。
【図９】巻取りサイクル中の離散的時点におけるベッドロール及びチョッパロールの側面図である。
【図１０】巻取りサイクル中の離散的時点におけるベッドロール及びチョッパロールの側面図である。
【図１１】巻取りサイクル中の離散的時点におけるベッドロール及びチョッパロールの側面図である。
【図１２】巻取りサイクル中の離散的時点におけるベッドロール及びチョッパロールの側面図である。
【図１３】巻取りサイクル中の離散的時点におけるベッドロール及びチョッパロールの側面図である。
【図１４】巻取りサイクル中の離散的時点におけるベッドロール及びチョッパロールの側面図である。
【図１５】巻取りサイクル中の離散的時点におけるベッドロール及びチョッパロールの側面図である。
【図１６】巻取りサイクル中の離散的時点におけるベッドロール及びチョッパロールの側面図である。
【図１７】巻取りサイクル中の離散的時点におけるベッドロール及びチョッパロールの側面図である。
【図１８】巻取りサイクル中の離散的時点におけるベッドロール及びチョッパロールの側面図である。
【図１９】巻取りサイクル中の離散的時点におけるベッドロール及びチョッパロールの側面図である。
【図２０】巻取りサイクル中の離散的時点におけるベッドロール及びチョッパロールの側面図である。
【図２１】巻取りサイクル中の離散的時点におけるベッドロール及びチョッパロールの側面図である。
【図２２】巻取りサイクル中の離散的時点におけるベッドロール及びチョッパロールの側面図である。
【図２３】巻取りサイクル中の離散的時点におけるベッドロール及びチョッパロールの側面図である。
【図２４】切断時におけるベッドロール及びチョッパロールの側面図である。
【図２５】移送時におけるベッドロール及びチョッパロールの側面図である。
【図２６】ロックアウトカム、ピンカム及びパッドカムを省いた本発明の別の実施形態を示す図である。
【図２７】ロックアウトカム、ピンカム及びパッドカムを省いた本発明の別の実施形態を示す図である。
【図２８】ロックアウトカムを省いた本発明の別の実施形態を示す図である。
【図２９】ロックアウトカムを省いた本発明の別の実施形態を示す図である。
【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１６】
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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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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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