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JP2000169007A - ピンチ切断器付き表面巻取り機 - Google Patents

ピンチ切断器付き表面巻取り機

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Publication number
JP2000169007A
JP2000169007A JP11345293A JP34529399A JP2000169007A JP 2000169007 A JP2000169007 A JP 2000169007A JP 11345293 A JP11345293 A JP 11345293A JP 34529399 A JP34529399 A JP 34529399A JP 2000169007 A JP2000169007 A JP 2000169007A
Authority
JP
Japan
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web
roll
core
pinch
frame
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP11345293A
Other languages
English (en)
Inventor
Joseph A Blume
ジョセフ・エイ・ブルーム
James E Hertel
ジェイムズ・イー・ハーテル
Richard J Vigneau
リチャード・ジェイ・ヴィグニュー
Thomas J Daul
トーマス・ジェイ・ドール
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Paper Converting Machine Co
Original Assignee
Paper Converting Machine Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Paper Converting Machine Co filed Critical Paper Converting Machine Co
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Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Replacement Of Web Rolls (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面巻取り機において、巻取紙の皺の発生を
防止する。 【解決手段】 表面巻取り機は、巻取紙ＷをコアＣに巻
き取る上部巻き取りロール２０、下部巻き取りロール２
１、コアＣを静止プレート２７の上で転がす上部巻き取
りロール２０から間隔を置いて離れた静止プレート２
７、及び巻取紙ＷをコアＣの上流にあるピンチ面に当て
てピンチし、これにより、巻取紙Ｗを切断するピンチパ
ッド３３を有する。上部巻き取りロール２０は高い摩擦
の面を備えており、巻取紙Ｗを引っ張り、切断するよう
に、短い長さの巻取紙Ｗだけが、ピンチ面と上部巻き取
りロール２０との間で引き伸ばされなければならない。
切断された巻取紙Ｗは、コアＣが静止プレート２７の上
を転がると、コアＣに巻き取られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】本発明は、巻取紙をロール又はロ
グに巻き取る表面巻取り機に関する。詳細には、本発明
は、巻取紙を切断するために巻取紙を固定面に当てて挟
む回転ピンチパッドを有する巻き取り機に関する。
【０００２】
【従来の技術】巻取り機は、大きい親ロールを小売りサ
イズのロール、トイレットペーパー、紙タオルへ変える
ために使用される。二つのタイプの巻取り機…センター
巻取り機と表面巻取り機が、広く使用されている。セン
ター巻取り機は、例えば、米国再発行特許第２８，３５
３号に記載されており、マンドレルにより回転するコア
に巻取紙を巻き取る。表面巻取り機は、例えば、米国特
許第４，７２３，７２４号及び第５，１０４，０５５号
に記載されており、三つのロールクレードルにより回転
するコアに巻取紙を巻き取る。
【０００３】センター巻取り機と表面巻取り機の両方の
重要な動作は、切断及び送りと呼ばれている一連の段階
である。巻取紙は、一つのロールの巻き取りを完了する
ために切断されなければならず、切断された巻取紙の前
縁は、新しいコアへ送られなければならず、新しいコア
は、新しいロールを巻き始めるために回転されなければ
ならない。これらの段階は、巻取紙が高速度で移動して
いる間、反復して、確実に行われなければならない。
又、各ロールが正確にシート数が数えられ、巻取紙が一
様で、ほぼ皺がないことも望ましい。
【０００４】米国特許第４，７２３，７２４号におい
て、第二巻き取りロールの上流にある静止プレート又は
デッドプレート（図１１〜１５では２１７、図１８Ａで
は４１７）が、コアの回転を始動し、巻取紙を接着剤塗
布のコアへ送るために使用されている。コアは、巻取紙
を引っ張って切断するために、巻取紙を静止プレートに
当てて挟んでおり、コアが静止プレートに沿って転がる
につれて、巻取紙はコアに巻き取られる。図１１〜図１
５において、回転ピンチアーム２２１が、巻取紙を上部
ベルト２０９に押し付けて、巻取紙が切断されるミシン
目線Ｐを分離する。
【０００５】米国特許第５，１３７，２２５号は又、固
定外面とコアの間で巻取紙の一時的制動を行うために、
固定外面を使用し、これにより、完成したばかりのロー
ルと次のロールとの間で巻取紙の引き裂けを発生する表
面巻取り機を記載している。巻取紙をピンチし、減速す
るためにコアを使用しているこのプロセスは、巻取紙を
コアのピンチ点から巻かれて完成したロールへ引き伸ば
して、この二つの個所の間でミシン目をぷっつりと切断
する。コアと完成ロールとの間の長い距離は、少なくと
も材料の伸び率で、一般に６〜２５％だけ伸長されなけ
ればならない。この伸びは、コアの挿入速度が巻取紙の
速度より小さい状態で、コアが固定外面にピンチされる
ことにより発生する。実際に、このコア下流の巻取紙を
伸長し、破断するに必要な量と、少なくとも同じ量の、
挿入されたコアの上流に発生した弛んだ巻取紙があり、
その距離に加えて、コアが最初のの巻き取りロールに到
達し、巻取紙速度に加速される前に、コアはなおも移動
しなければならない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この方法に伴う問題
は、上流に発生した多量の弛んだ巻取紙、及び挿入され
たコアと完成した巻かれたロールとの間に短いミシン目
を走らせることの難しさである。過度に発生したたるみ
は、制御不能なしわ、及び機械の速度を制約する巻取紙
の伸びの問題の原因となる。コアから完成した巻かれた
ロールへの長い距離は、又、行うことが出来るミシン目
の長さ、及び伸ばされる最大伸びを制約する。この方法
は又、巻取紙が伸ばされるとき、巻取紙の滑りを最小に
するため、固定外面に巻取紙を挟む強靱なコアも必要と
し、これにより、コアのコストを増大する。
【０００７】欧州特許 ０ ６９４ ０２０Ｂ１は、低
摩擦係数を有する、第一巻き取りロールの表面部分と協
働するパッド／押し圧部材を使用している。第一巻き取
りロールのこの低摩擦係数は、製品と巻き取りドラムと
の間の滑りにより、巻き取り中に、巻き取り製品を不安
定にするので、非常に望ましくない。これは、米国特許
第５，３７０，３３５号及び同第５，５０５，４０５号
に説明されている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の問題を
解決する。本発明は、本出願人が所有する米国特許第
４，７２３，７２４号に記載されたものと同じピンチパ
ッドを、高摩擦係数を有する第一巻き取りロール外面
（即ち、活動的外面）と組み合わせて利用している。こ
の組み合わせにより、ピンチパッドと第一巻き取りロー
ルの活動的外面との間の距離が非常に短くなる。この短
い長さだけが、巻取紙の分離と送りを行うために伸ばさ
れることが必要である。巻き取りロールへの全行程にお
ける巻取紙の伸びは、必要ない。短い距離の第二の利点
は、巻取紙を切断するために必要な伸びが非常に小さい
ことであり、これにより、挿入されたコアの上流に発生
する弛んだ巻取紙がかなり小さくなる。この組み合わせ
も又、あまり強固でないコアの使用を可能にする。
【０００９】ピンチパッドが第一巻き取りロールの上流
に配置されており、そこでは、ピンチパッドは低摩擦係
数を有するデッドプレートを押しつけ、これにより、第
一巻き取りロールは高摩擦係数の外面を有することが出
来る。この結果、巻取紙を切断する巻取紙の長さが短く
なり、巻取紙を切断し、巻き取り中の滑りを除去する第
一巻き取りロールの高摩擦係数の外面が可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明は、付属図面に示された例
証実施態様に関連して説明されるであろう。
【００１１】図１に参照するに、表面巻取り機が従来型
の３個ロール巻き取りクレードルを有し、第一即ち上部
巻き取りロール２０、第二即ち下部巻き取りロール２
１、及びライダロール２２を有している。これらのロー
ルは、矢印の方向に回転して、巻取紙を中空状厚紙コア
Ｃに巻き取り、トイレットペーパー又は紙タオル地など
の渦巻き状に巻かれたログＬを形成する。巻取紙は矢印
Ａにより示されているように下流方向へ進み、縦方向に
間隔を置いて離れたミシン目に沿って、好適に横断して
穿孔され、個々のシートを形成する。
【００１２】第一巻き取りロール２０は、好適に、巻取
紙が回転しているロール上で滑らないように、高摩擦係
数の一様な外面を有する。例えば、外面は、巻取紙と係
合するロールの全面に広がっている６００ＲＡタングス
テンカーバイトで形成されている。第一巻き取りロール
は巻取紙の速度で回転する。
【００１３】第二巻き取りロール２１は、米国特許第
４，８２８，１９５号及び第４，９０９，４５２に記載
されているように、このロールが第一巻き取りロールに
接近離隔できるように、巻取り機に移動自在に取り付け
られている。第二巻き取りロールは又、米国特許第５，
３７０，３３５号に記載されているように、可変速度の
側面も有している。
【００１４】ライダロール２２は、巻き取りしているロ
グが形成されると、第二ロールから離れるように、枢動
自在に取り付けられている。
【００１５】巻取紙が第一巻き取りロール２０に到達す
る前に、第一巻き取りロールに隣接して取り付けられた
固定ピンチバー２４上を移動する。ピンチバーは、正常
な巻き取り中の巻取紙に殆ど又は全く抗力が生じないよ
うに、比較的に低い摩擦係数を有する巻取紙ピンチング
面を有する。一つの具体的実施形態において、ピンチバ
ーの外面２５は、滑らかなスチールから形成された。
【００１６】静止プレート２７（送りプレート又はデッ
ドプレートと言われている）は、第二巻き取りロール２
１の上流にある第一巻き取りロール２０の下方に取り付
けられている。静止プレート２７の上流端２８は、第一
巻き取りロールから、コアＣの直径より僅かに大きい距
離で離れている。静止プレートの残り部分と第一巻き取
りロールとの間の間隔は、コアが僅かに圧縮され、か
つ、回転している巻き取りロールにより静止プレートに
沿って転がるように、コアの直径より僅かに小さい。静
止プレートは好適に、コアの回転を出来るだけ早く始め
るように、高摩擦表面、例えば、タングステンカーバイ
トを有する。
【００１７】ピンチアーム３０が回転シャフト３１に取
り付けられている。単一のピンチアーム、又は、軸方向
に間隔を置いた複数のピンチアームが、シャフト３１に
取り付け可能である。ピンチアームは、コア係合面３２
とピンチパッド３３を有する。ピンチパッドが好適に
は、ショア硬さＡ４０のゴム又はポリウレタンなどの追
随性で圧縮可能な弾性のある高摩擦係数の材料から形成
されている。パッドも又、摩耗を低減するため、低いジ
ュロメーター硬度のベース上に高いジュロメーター硬度
の表面を有する。
【００１８】図１は、円弧状のコアガイドに沿って第一
巻き取りロール２０と静止プレート２７へ向かって、コ
アＣを進行しているプロセスにおけるピンチアームを示
している。接着剤の円周状リングが、既に、従来のよう
にコアに塗布されている。ピンチアーム３０とシャフト
３１は、コアをピンチアームに当てて保持するために真
空ポート３６を備えるものとする。
【００１９】図２は、静止プレートの上流端２８と第一
巻き取りロール２０との間の空間へ、コアを移動してい
るピンチアームを示している。ピンチパッドは、巻取紙
速度の約半分に加速されている。コアは巻取紙に接して
移動しているが、巻取紙をピンチしていない。ピンチパ
ッド３３はまだ巻取紙と係合していず、巻取紙は引き続
いて、ログＬに巻かれている。
【００２０】図３は巻取紙のピンチの始まりを示してい
る。所望の正確なシート数を与えるために、ログＬに巻
かれる最後のシートを形成するミシン目Ｐ1が、袖マー
クにより表示され、コアＣの直ぐ下流の第一巻き取りロ
ールに配置されている。前のミシン目Ｐ2も又、第一巻
き取りロールの外面にある。ピンチパッド３３は、巻取
紙Ｗをピンチバー２４の固定ピンチング面に当ててピン
チし始める。
【００２１】図４において、ピンチパッド３３は、連続
して巻取紙をピンチバーに当ててピンチし、巻取紙がピ
ンチバーに最も近いミシン目Ｐ1で切断するように、巻
取紙は十分に減速されている。第一巻き取りロール２０
の高摩擦表面のために、巻取紙は、ミシン目Ｐ1とＰ2と
の間でかなりの程度まで伸ばされることは決してない。
巻取紙はピンチ点において減速されているので、少しの
皺Ｓがピンチバー上流の巻取紙に発生する。
【００２２】図５は巻取紙ピンチの終了を示しており、
ピンチパッド３３は移動して、ピンチバー２４との接触
から離れている。巻取紙は好適に、第一巻き取りロール
上を約１２．７ｍｍ（１／２インチ）移動している間に
ピンチされる。巻取紙速度毎分９１４．４ｍ（３０００
フィート）で、巻取紙ピンチの持続時間は約０．００１
６秒である。約１２．７ｍｍ（１／２インチ）の伸長又
は伸びが、ピンチパッドと切断されたミシン目Ｐ1との
間で巻取紙に加えられる。コアＣは、ピンチアームによ
り静止プレート２７に沿って、コアが第一巻き取りロー
ルにより圧縮され、静止プレート上を転がり始める位置
へ移動されている。静止プレート上の高摩擦外面は、コ
アの滑りを最小にし、コアが可能な限り早く転がり始め
るのを確実にしている。静止プレートの外形状は、好適
に、コアが巻取紙へ押し付けられ、かつ、第一巻き取り
ロールが、巻取紙が切断された直後転がるようになって
いる。
【００２３】図６において、コアＣは静止プレート上を
転がり続ける。コア上のリング状の接着剤は、コアが静
止プレート上を転がると、巻取紙がコアに巻かれるよう
に、切断された巻取紙の前縁部分３８より後の切断され
た巻取紙を取り込む。ミシン目Ｐ1の下流の切断された
巻取紙の後尾３９は、ログＬへ転がり続ける。
【００２４】図７において、コアは更に静止プレート２
７に沿って転がってきており、巻取紙の前縁部分３８
は、送られた巻取紙の外側に折り返されている。折り返
しの長さは、巻取紙を接着されたコアへ送る時点におけ
るミシン目Ｐ1の位置により決定される。コアは静止プ
レート上を転がり続け、巻取紙をその回りに巻いて、新
しいログを始める。コアと形成されたログが第二巻き取
りロール２１に到達すると、ログは第一と第二の巻き取
りロールの間に巻かれ、最終的に、ライダロール２２と
接触する。
【００２５】改変されたピンチアーム４２が図８に示さ
れている。軸方向に間隔を置いた複数のピンチアーム
が、回転シャフト４３から伸長しており、追随性の高摩
擦ピンチパッド４４が各ピンチアームに取り付けられて
いる。各ピンチアーム上のコアと係合する外面４５は、
ピンチパッドがピンチバー２４へ接近すると、コアＣを
静止プレート４６へ進ませる。ピンチアームは、コアガ
イド４７のスロットを通って伸長しており、ピンチパッ
ドは巻取紙を固定されたピンチバーに当ててピンチし、
巻取紙を引っ張り、ミシン目Ｐ1で切断する。コアが静
止プレート上を転がり始めると、切断された巻取紙はコ
アへ送られ、巻取紙はコアの接着剤により取り込まれ
る。
【００２６】図９において、新しいコアＣが、静止プレ
ート５１の上流端部にある鞍状のスプリング保持器５０
に保持されている。軸方向に間隔をおいた複数のピンチ
アーム５２が、シャフト５３に取り付けられており、保
持器内のスロットを通り、コアを静止プレートに押し付
けている。コアがスプリング保持器から出ると、コアは
スプリング保持器の端部を下方へ撓ませる。
【００２７】各ピンチアーム上のピンチパッド５４は、
巻取紙を固定ピンチバー２４に当ててピンチし、巻取紙
をミシン目Ｐ1において切断する。切断された巻取紙
は、コアの軸方向の線状接着剤５５により取り込まれ
る。
【００２８】図１０は、図９のピンチアームと同様なピ
ンチアーム５８を示している。しかし、スプリング保持
器は省略されており、コアはピンチアームによりコアガ
イド５９に沿って静止プレート６０へ前進する。ピンチ
パッド６１は、コアが第一巻き取りロール２０上で巻取
紙と接触する前に、巻取紙をピンチバー２４に当ててピ
ンチする。
【００２９】静止プレートと第一巻き取りロールとの間
にコアを挿入するためにピンチアームを使用することに
より、巻取紙の切断と巻取紙とコアの接触との間に適切
にタイミングをとることが容易になり、コア挿入器の構
造を簡単にする。しかし、コアを挿入する他の手段も使
用することが出来る。例えば、コアは、搬送器、押し付
け器、又は他の同等の装置により挿入される。
【００３０】図１１は、コア以外の再使用されるマンド
レルに巻取紙を巻き取るために設計された完全な巻き取
り装置６５を示している。マンドレルは中実又は中空で
ありうる。一つの実施において、中空スチールが使用さ
れた。中実のプラスチック製マンドレルも使用すること
が出来る。
【００３１】ログがマンドレルに巻き取られた後、マン
ドレルは引き剥がされ、中心開口を有するコア無しのロ
グを形成する。次ぎに、剥がされたマンドレルは他の巻
き取りサイクルに再使用される。米国特許第５，４２
１，５３６号は、巻き取りと再使用のマンドレルの装置
を記載している。
【００３２】巻取り機６５は、二組の引き込みロール６
７、６８が取り付けられているフレーム６６を有してい
る。引き込みロールは、第一巻き取りロール７０、第二
巻き取りロール７１、及びライダロール７２により形成
された三ロール巻き取りクレードルへパーホレータ６９
を通して巻取紙Ｗを進ませる。パーホレータ６９は、回
転パーホレータロール７５、及び縦方向に間隔を置い
た、ミシン目の横断線を形成するナイフバー又はアンビ
ル７６を有する。
【００３３】図１２を参照するに、第一巻き取りロール
が、比較的に高い摩擦係数を有する、追随性で圧縮可能
な弾性外層７３を有する。この外層は、ロールの回りに
巻かれたテープか、又はゴム又はポリウレタンから形成
されることができる。第二巻き取りロール７１は滑らか
な外面を有し、ライダロール７２は高摩擦係数の粗面を
有する。第一巻き取りロールは、軸が固定されて、フレ
ームに回転可能に取り付けられている。第二巻き取りロ
ール７１はピボットアーム７７に取り付けられ、ライダ
ロール７２はピボットアーム７８に取り付けられてい
る。ログＬは、マンドレルＭ1に巻き取られている。
【００３４】巻取紙は、引き込みロール６８から、第一
巻き取りロール７０の上流にあるフレームに取り付けら
れているピンチバー８０を越えて進む。ピンチバーは滑
らかで低摩擦係数の外面を有する。望むならば、巻取紙
が正常な巻き取りの間ピンチバーと接触しないように、
ピンチバーは位置付けることが出来る。
【００３５】湾曲した静止フレーム８２が、第一巻き取
りロール７０の下方で、フレーム上のバー８３に取り付
けられている。その静止フレームは、パッド８５（図１
３及び図１４）に取り付けられた上流部分８４、及び第
二巻き取りロールの溝８７へ伸長している、軸方向に間
隔を置いた指状部８６を有する。パッド８５は、滑らか
なゴム又は滑らかなポリウレタンなどの追随性で圧縮可
能な弾性のある材料で形成されている。パッド８５の外
面が、コアの回転を始めるために比較的高い摩擦係数を
有するならば、有利である。指状部８６は滑らかな面を
有する。
【００３６】ピンチアーム９０が、フレームに回転自在
に取り付けられたシャフト９１に取り付けられている。
ピンチパッド９２がピンチアームに取り付けられ、ピン
チアームの端部を越えて伸長している。ピンチパッド
は、ゴム又はポリウレタンなどの、追随性で圧縮可能な
弾性の高摩擦材料で形成されている。
【００３７】図１１に戻り、上部及び下部スプロケット
９４、９５が、フレームに回転可能に取り付けられ、チ
ェーン９６がスプロケットにより駆動される。複数のマ
ンドレル保持器９８がチェーン９６に取り付けられてお
り、保持器９８はマンドレルＭをマンドレルコンベア９
８から取り込み、そのマンドレルを移送接着剤塗布器１
０１を通り、固定フレーム８２（図１３）の上流端のマ
ンドレル挿入位置へ送る。各マンドレル保持器は、マン
ドレルを保持する、一組の軸回転するジョー１０２、１
０３（図１３）を有する。
【００３８】塗布器１０１は、送り接着剤の槽１０６へ
浸漬され、軸方向の線状送り接着剤をマンドレルに塗布
する枢動アーム１０５（図１２）を有する。接着剤は、
マンドレルが巻かれたログから剥離されるように、比較
的低粘性の接着剤であるが、巻取紙をマンドレルへ送る
に十分な粘性を有する。
【００３９】図１３を参照するに、マンドレル保持器は
接着剤が、マンドレルが静止フレームに取り付けられた
マンドレル保持スプリング１０８により保持される静止
フレーム８２の上流端部に塗布されたマンドレルＭ2を
置く。マンドレルが保持スプリングにより保持された
時、マンドレルは巻取紙と接触していない。マンドレル
に塗布された線状の接着剤は、図１３において、約１２
時の位置に置かれている。
【００４０】巻き取り中のログＬの最後のシートのミシ
ン目が、マンドレルＭ2のちょうど下流にあると、シャ
フト９１の回転により、ピンチパッド９２は巻取紙を固
定ピンチバー８０に当ててピンチする。ピンチパッドは
巻取紙と同一方向へ移動しているが、ピンチパッドは巻
取紙より遅い速度で、好適には巻取紙速度の１／２で、
移動している。従って、巻取紙はピンチパッドにより減
速される。ピンチアーム９０が回転している時、ピンチ
パッドは巻取紙をピンチし続け、巻取紙が所望のミシン
目で切断されて、図１３に示されているように前縁１１
０を形成するように、巻取紙は引っ張られて、伸ばされ
る。
【００４１】又、ピンチアーム９０の回転により、マン
ドレルＭ2は保持器スプリング１０８（図１４）を通っ
て移動し、これにより、マンドレルが巻取紙と接触し
て、第一巻き取りロール７０の影響を受け、静止プレー
ト８２の上を転がり始める。マンドレルが固くても、追
随性層７３と８５のために、マンドレルは第一巻き取り
ロールと静止プレートとの間に挿入される。マンドレル
が転がると、線状の接着剤は前縁の少し上流で巻取紙を
取り込み、図１４に示されているように、巻取紙はマン
ドレルへ送られる。
【００４２】本技術において周知のように、巻き取り中
のログＬが、下方の巻き取りロール７１とライダロール
７２を過ぎて移動し、出口１１２へ降りるように、第二
巻き取りロール７１とライダロール７２のいずれか、又
は、両方の速度は、適切な時期に変化する。その後、マ
ンドレルは、マンドレル剥離組立体１１３（図１１）に
より巻かれたログから剥離され、剥離されたマンドレル
は、シュート１１４によりマンドレルホッパー１１５へ
戻され、そこで、再使用されるマンドレルはマンドレル
保持器９８により取り上げられる。
【００４３】再び図１４を参照するに、新しいログを形
成しているマンドレルＭ2は、追随性パッド８５の上を
転がり続けて、指状部８６と接触する。その時までに、
指状部が追随性材料で被覆される必要のないように、マ
ンドレルに巻かれた巻取紙は、十分に追随性を備えてい
る。第二巻き取りロール７１はすでに、第一巻き取りロ
ール７０から離れて移動し始めており、マンドレルと形
成中のログは二つの巻き取りロールの間の間隙を通って
転がっている。
【００４４】図１５は、巻取紙を中空コアＣに巻かれる
ように設計された巻取り機全体１２０を示している。巻
取り機は、二組の引き込みロール１２２、１２３が取り
付けられているフレーム１２１を有する。引き込みロー
ルは巻取紙を進めて、回転パーホレータロール１２４
と、縦方向に間隔を置いたミシン目の横断線を形成する
固定ナイフバー１２５とを通過させる。
【００４５】ログＬは、第一巻き取りロール１２７、第
二巻き取りロール１２８、及びライダロール１２９によ
り構成された３ロール巻き取りクレードルにおいて、中
空コアＣ1に巻かれている。第一巻き取りロール１２７
は固定軸の回りを回転し、第二巻き取りロール１２８と
ライダロール１２９は、前述のように軸回転可能に取り
付けられている。第一巻き取りロールとライダロール
は、それぞれ、巻取紙に対し高摩擦係数の粗面を有す
る。
【００４６】巻取紙は、引き込みロール１２３から、第
一巻き取りロール１２７の上流でフレームに取り付けら
れたピンチバー１３１の上を移動する。ピンチバーは滑
らかな低摩擦面を有する。
【００４７】湾曲した静止プレート１３２が、第一巻き
取りロール１２７の下方で、第二巻き取りロール１２８
の上流に取り付けられている。静止プレートは金属シー
トで形成され、滑らかな面を有する。例えば、静止プレ
ートは１２５ミクインチロ仕上げのスチールで形成する
ことが出来る。しかし、コアの回転を始動するために、
高摩擦面で静止プレートの上流部分を形成することが有
利である。コアは、プーリ１３６、１３７に装着された
コアコンベア１３５により送りプレートによって搬送さ
れる。
【００４８】図１６及び図１７を参照するにし、コアＣ
2は軸回転アーム１３８によりコアコンベアのの上方に
保持される。アーム１３８が回転してコアを解離する
と、コアは、プーリ１３７により回転するコア支持ガイ
ド１３９によりコンベア１３５へ送られる。コンベア上
の支持バー１４０は、コアがコアコンベアの上を静止プ
レートへ向かって搬送されるとき、コアが転がるのを防
止する。線状の接着剤１４１は、接着剤塗布器によりコ
アへ予め塗布されている。
【００４９】コンベア１３５は、コアを静止プレート１
３２の上流保持部分１４３に置く。そこで、コア保持ス
プリング１４４（図１７）により保持される。図１７は
保持部分にあるコアＣ3を示している。コアＣ3は保持位
置で巻取紙と接触していない。
【００５０】軸方向に間隔を置いて配置された複数のピ
ンチアーム１４６が、フレームに回転可能に取り付けら
れたシャフト１４７に取り付けられている。ピンチパッ
ド１４８がピンチアームに取り付けられ、ピンチアーム
の端部から伸長している。ピンチパッドは、前に説明し
た同一タイプの追随性で圧縮可能な弾性の高摩擦材料で
形成されている。
【００５１】巻き取り中の最後のシートのミシン目が、
コアＣ3の直ぐ下流にあると、シャフト１４７の回転に
より、ピンチパッド１４８は、巻取紙を固定バー１３１
に当ててピンチして、巻取紙を引っ張り、巻取紙を所望
のミシン目で切断し、前縁１４９を形成する（図１
７）。又、ピンチアーム１４６の回転により、コアＣ3
は移動して保持スプリング１４４を過ぎ、コアは第一巻
き取りロール１２７の影響を受けて、巻取紙と接触し、
固定フレーム１３２上を転がり始める。静止プレート１
３２とその保持部分１４３には、軸方向に間隔を置いた
ピンチアーム１４６がそこを貫通出来るように、スロッ
トが形成されている。コアが静止プレートを転がると、
コア上の線状接着剤は、巻取紙の前縁１４９の少し上流
で巻取紙を取り込み、巻取紙はコアへ送られ、巻取紙の
前縁端部は、その巻取紙部分の接着部分の外側へ折り返
される。
【００５２】本技術において周知のように、第二巻き取
りロール１２８を第一巻き取りロール１２７から移動さ
せるか、及び又は第二巻き取りロールの速度を第一巻き
取りロールの速度に対し変化させるかにより、コアＣ3
は、第一巻き取り機ロールと第二巻き取りロールの間の
間隙を通って移動することが出来る。
【００５３】図１９は、図１５の巻取り機１２０に似て
いるが、変形されたコア送り機構を有する巻取り機２２
０を示している。巻取り機１２０の部分に似ている巻取
り機２２０の部分の参照数字は、１００だけ付加されて
いる。
【００５４】コアコンベア２３５はプーリ２３６と２３
７に装着されている。コンベアは、上方へ傾斜してお
り、上部と下部のコア送り輪２５１と２５２を通り過ぎ
て伸長している（図２０及び図２１を参照）。コア送り
輪は回転して、コンベア２３５に隣接し、かつ、フレー
ム２２１に取り付けられた固定コア支持部２５３により
支持されている位置へ、コアＣを軸方向へ移動する。コ
ンベア２３５は、軸方向に間隔を置いた複数のベルトに
より形成され、コア支持部２５３は複数の指状体により
形成されており、指状体は隣接したベルトの間の空間を
通って伸長し、巻取り機に取り付けプレート２５４によ
り支持されている。
【００５５】コア送り輪２５１、２５２は、駆動プーリ
２５８の回りに伸長しているベルト２５７によって駆動
されるプーリ２５５、２５６により駆動される。コアが
コア送り輪により軸方向へ移動されると、接着剤塗布器
２５９は、接着剤の軸方向の帯２５９（図２０）をコア
へ塗布する。
【００５６】コアがコア支持部２５３に配置されると、
コアは軸回転可能なアーム２６０によりその支持部に当
てて保持される。軸回転可能なアーム２６０は、ピボッ
トビン２６１に取り付けられており、往復運動可能なラ
ム２６２により軸回転する。アーム２６０はコンベアベ
ルトの間に取り付けられている。
【００５７】複数のコア押し付け器又はガイド２６４
は、コンベアベルト２３５のそれぞれに取り付けられて
おり、コンベアベルトと共に移動し、一つ以上のピン２
６５が各コア押し付け器に取り付けられている。
【００５８】図２１を参照するに、コンべアベルトがコ
ア押し付け器２６４を、コア支持部２５３とピボットア
ーム２６０の間に保持されているコアＣへ向かって上方
へ進行させると、コア押し付け器のピン２６５はコアと
係合して、突き刺す。次ぎに、ピボットアーム２６０
は、静止プレート２３２と第一巻き取りロール２２７と
の間の図２０に示されたコア挿入位置へ向かって、コア
を上方へ運ぶ。コアが図２０に示された挿入位置に達す
ると、コアＣがピン２６５により挿入位置に保持される
ように、コンペアベルト２３５が位置している。線状の
接着剤２５９が適切な位置に維持されて、コアが巻取紙
と接触した直後に、巻取紙と係合するように、ピンは巻
取紙を正確な位置と方位に保持する。
【００５９】巻取紙が切断される時点になると、シャフ
ト２４７は回転して、ピンアーム２４６とピンパッド２
４８を、巻取紙をピンチプレート２３１に当ててピンチ
する位置へ移動する。ピンチアーム２４６が回転を続け
ると、ピンチアームはコアＣと係合して、コアをピンチ
２６５から、第一巻き取りロール２２７と静止プレート
２３２との間の間隙へ移動する。
【００６０】本発明は、中空状紙コア、再使用マンドレ
ル、又は他のタイプの”中心部材”を巻き取るのに使用
することが出来る。
【００６１】コア又はマンドレルを静止プレートに取り
入れる装置のタイミング、及び回転しているピンチアー
ムのタイミングと速度は、マイクロプロセッサとサーボ
モータによる、本技術で周知の方法で正確に制御するこ
とが出来る。巻取紙が所望のミシン目で切断されて、各
ログに正確なシート計数を与えるように、巻取紙ピンチ
のタイミングは、精密に制御される。ピンチの持続時間
も又、正確に制御されて、弛みを最小にする。弛みを最
小にすることにより、巻取紙の送り、折り返しを改善
し、しわを減少する。
【００６２】ピンチパッドと第一巻き取りロールとの間
の相対的速度差は、巻取紙を伸ばし、巻取紙の分離を行
う。高摩擦ピンチパッドは、巻取紙を低摩擦ピンチバー
に当ててピンチする。速度差は、巻取紙の伸長限界を克
服するように十分に大きくなければならない。これは、
ピンチパッドとコア挿入が巻取紙速度に対し動作する最
高速度を限定する。ピンチパッドの面速度は、巻取紙速
度の１０％〜８０％の範囲内でよい。
【００６３】材料が逆になったとすると、即ち、低摩擦
ピンチパッドと高摩擦ピンチバーになったとすると、巻
取紙は、ピンチ持続時間の間ゼロ速度になる。これは、
米国特許第４，７２３，７２４号に記載されている。高
摩擦外面は、この高摩擦外面は、流れ方向で、例えば、
１／４インチ幅の細い帯状の弾性材料である。
【００６４】米国特許第４，７２３，７２４号と異なっ
て、ピンチ持続時間は、ピンチパッド速度とピンチバー
の摩擦帯の幅とにより非常に短くなる。第二に、コア又
はマンドレルは、巻取紙の前縁の弛みを最小にするた
め、ピンチ直後に巻取紙と巻き取り中のロールを接触さ
せることが出来る。ピンチパッドの外面速度は、巻取紙
速度の５０％〜１２０％の間である。
【００６５】この利点は、コアの挿入速度を、それらが
最初に第一巻き取りロールの外面と接触する位置におけ
る巻取紙速度と等しくさせることである。次ぎに、コア
が送り速度に低下し、コアが送りプレートと第一巻き取
りロールの影響を受けるようになった時、回転速度を増
加する。コアの運動を変化するに必要な働きは、巻取紙
の送りが行われているコアの反対側における、送りプレ
ートとコアとの間の摩擦から発生する。これは送り条件
を最小にし、更に、巻き取りロールとコアとの間の滑り
による、送り込まれる巻取紙の弛みを減少するのに役に
立つ。
【００６６】第一巻き取りロールにより発生するのに必
要であるコア速度の変化はすべて、それらの間に挟まれ
た巻取紙が許容される応力により制約される。巻き取り
ロールによりコアへ加えられたすべてのエネルギーは、
それらが速度を一致させるまで、それらの間に少しの滑
りを伴う。これは、送りにおいて最初のシートに引き裂
きを発生する。
【００６７】ピンチパッド、ピンチバー、及び上部巻き
取りロールに適用される、用語”低摩擦”と”高摩擦”
は関連用語であるが、本技術の専門家にはよく理解され
るであろう。摩擦の定量値は本技術の当事者には必要な
く、実際に、定量値は、巻取紙の差があるために、測定
することが難しい。重要なことは、高摩擦面が巻取紙を
制御するように、ピンチパッドとピンチバーとの間に摩
擦の差があることである。高摩擦面は、低摩擦面の摩擦
の２倍より大きい摩擦を有していなければならない。低
摩擦面は、約０．０１〜０．５の範囲の摩擦係数を有
し、高摩擦面は、約０．５〜０．８の範囲の摩擦係数を
有することが出来る。
【００６８】前述の明細書において、本発明の特定な実
施態様の詳細な説明が、例証のために記載されていた
が、ここに示された多くの細部は、本発明の精神と範囲
から逸脱することなく、本技術の習熟者によりかなり変
形されることは理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 新しいコアが挿入される前の、本発明により
形成された外面巻取り機を示す図である。
【図２】 巻取紙がピンチされる直ぐ前の、コアとピン
チパッドを示す図である。
【図３】 巻取紙のピンチの開始を示す図である。
【図４】 巻取紙の切断と新しいコアへの送りを示す図
である。
【図５】 巻取紙のピンチの終了を示す図である。
【図６】 新しいコアへ巻かれている切断された巻取紙
を示す図である。
【図７】 巻取紙を巻き続けている新しいコアを示す図
である。
【図８】 改変ピンチアームを有する表面巻取り機を示
す図である。
【図９】 ピンチアームと新しいコアのスプリング保持
器の他の実施の形態を示す図である。
【図１０】 異なる静止プレートを有する図９のピンチ
アームを示す図である。
【図１１】 巻取紙を再使用されたマンドレルに巻く本
発明により形成された巻取り機を示す図である。
【図１２】 図１１の三つのロール巻き取りクレードル
の拡大図である。
【図１３】 巻取紙がピンチされ、切断されている時の
図１１の巻取り機を示す図である。
【図１４】 巻取紙をマンドレルへ送っている状態を示
す図である。
【図１５】 巻取紙を中空状コアに巻いている巻取り機
を示す図である。
【図１６】 図１５の３個のロール巻き取りクレードル
の拡大図である。
【図１７】 巻取紙がピンチされ、切断されている時の
図１５の巻取り機を示す図である。
【図１８】 巻取紙をコアへ送っている状態を示す図で
ある。
【図１９】 改変コア送り機構を有する図１５の巻取り
機と同様な巻取り機を示す図である。
【図２０】 図１９のコア送り機構の拡大部分図であ
る。
【図２１】 図２０の部分拡大図である。
【符号の説明】
２０ 上部巻き取りロール ２１ 下部巻き取りロール ２２ ライダロール ２４ ピンチバー ２５ ピンチバーの巻取紙ピンチング面 ２７ 静止プレート ２８ 静止プレートの上流端 ３０ ピンチアーム ３１ シャフト ３２ ピンチアームのシャフト係合面 ３３ ピンチパッド ３５ コアガイド Ｗ 巻取紙 Ｌ ログ Ｃ コア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェイムズ・イー・ハーテル アメリカ合衆国、ウィルコンシン州、グリ ーン・ベイ、ベイ・ヴュー 3075 (72)発明者 リチャード・ジェイ・ヴィグニュー アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、グリ ーン・ベイ、フィンチ・レーン 1380 (72)発明者 トーマス・ジェイ・ドール アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、オネ イダ、ヒドン・トレイル 3889

Claims (39)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 巻取紙を中心部材に巻き取る表面巻取り
    機において、 フレーム、 移動している伸びた巻取紙を上流方向から下流方向へ供
    給する、フレーム上の手段、 フレームに回転可能に取り付けられた第一ロール、 フレームに回転可能に取り付けられ、第一ロールから間
    隔を置いた第二ロール、 第一ロールに隣接し、第一ロールの上流にあって、フレ
    ームに取り付けられた巻取紙ピンチング面、 巻取紙ピンチング面の下流にあって、第一ロールと間隔
    を置いて、フレームに取り付けられた固定面、及びフレ
    ームに移動可能に取り付けられ、巻取紙をピンチング面
    に当ててピンチする巻取紙ピンチング面と係合する一部
    を有するピンチアーム、を有する前記表面巻取り機。
  2. 【請求項２】 中心部材を第一ロールと静止プレートと
    の間に挿入して、それらと接触させる手段を有し、これ
    により、中心部材が前記静止プレートの上を転がり、こ
    れによって、巻取紙をピンチアームとピンチング面との
    間にピンチすると、巻取紙を引っ張り、かつ、切断し、
    中心部材が固定面上を転がると、巻取紙が中心部材へ送
    られる請求項１に記載の表面巻取り機。
  3. 【請求項３】 中心部材を挿入する前記手段が、ピンチ
    アームが作動すると、中心部材を第一ロールと固定面へ
    向かって移動するピンチアーム上の面を有することを請
    求項２に記載の表面巻取り機。
  4. 【請求項４】 第一ロールが、巻取紙と第一ロールとの
    間の滑りをほぼ無くすように、比較的に高い摩擦の材料
    で形成された、巻取紙を係合する一様な外面を有する請
    求項２に記載の表面巻取り機。
  5. 【請求項５】 ピンチアームが、中心部材が第一ロール
    と固定面との間に挿入される位置の上流において、巻取
    紙ピンチング面と係合する請求項３に記載の表面巻取り
    機。
  6. 【請求項６】 中心部材を挿入する手段が、マンドレル
    を第一ロールと固定面との間に挿入するように構成さ
    れ、第一ロールと固定面の少なくとも一つが、圧縮性で
    弾性のある面を有する請求項２に記載の表面巻取り機。
  7. 【請求項７】 第一ロールと固定面のいずれも圧縮性で
    弾性のある面を有する請求項６に記載の表面巻取り機。
  8. 【請求項８】 固定面から第二ロールの溝へ伸長してい
    る固定指状部を有する請求項７に記載の表面巻取り機。
  9. 【請求項９】 固定面が比較的に高い摩擦の材料で形成
    され、前記指状部が比較的に低い摩擦の材料で形成され
    ている請求項８に記載の表面巻取り機。
  10. 【請求項１０】 中心部材を挿入する手段が、中空状コ
    アを第一ロールと固定面との間に挿入するように構成さ
    れている請求項２に記載の表面巻取り機。
  11. 【請求項１１】 巻取紙ピンチング面と係合するピンチ
    アームの一部が圧縮性で弾性のある請求項１に記載の表
    面巻取り機。
  12. 【請求項１２】 巻取紙ピンチング面が比較的に低い摩
    擦面である請求項１１に記載の表面巻取り機。
  13. 【請求項１３】 巻取紙ピンチング面が比較的に低い摩
    擦面である請求項１に記載の表面巻取り機。
  14. 【請求項１４】 巻取紙ピンチング面が比較的に高い摩
    擦面である請求項１に記載の表面巻取り機。
  15. 【請求項１５】 巻取紙ピンチング面と係合するピンチ
    アームの一部が比較的に低い摩擦面である請求項１４に
    記載の表面巻取り機。
  16. 【請求項１６】 第一ロールが、巻取紙と第一ロールと
    の間の滑りをほぼ除去するように、比較的に高い摩擦の
    材料で形成された、巻取紙を係合する一様な外面を有す
    る請求項１に記載の表面巻取り機。
  17. 【請求項１７】 巻取紙ピンチング面が固定されている
    請求項１に記載の表面巻取り機。
  18. 【請求項１８】 ピンチバーを第一ロールより遅い速度
    で移動する速度制御手段を有する請求項１に記載の表面
    巻取り機。
  19. 【請求項１９】 ピンチアームがフレームに回転可能に
    取り付けられ、第一ロールの回転方向と反対の方向へ回
    転し、ピンチアームが巻取紙を巻取紙ピンチング面に当
    ててピンチする時、ピンチアームが第一ロールより遅い
    面速度で回転する請求項１に記載の表面巻取り機。
  20. 【請求項２０】 ミシン目の明いた巻取紙を中心部材に
    巻き取る表面巻取り機において、 フレーム、 複数の一様に間隔を置いた側方向のミシン目を有する、
    移動中の伸びた巻取紙を供給する、フレーム上の手段で
    あって、巻取紙が上流方向から下流方向へ移動する前記
    手段、 フレームに回転可能に取り付けられ、巻取紙と第一ロー
    ルとの間の滑りを除去するように、巻取紙と係合する高
    い摩擦の面を有する第一ロール、 フレームに回転可能に取り付けられ、第一ロールから間
    隔を置いた第二ロール、 フレームに取り付けられ、第一ロールと隣接し、第一ロ
    ールの上流にある固定ピンチバー、 フレームに取り付けられ、第二ロールと隣接し、第二ロ
    ールの上流にある固定面であって、中空部材の直径より
    小さい距離だけ第一ロールから間隔を置いて離れている
    前記固定面、 フレームに回転可能に取り付けられ、ピンチバーの一部
    と係合する一部を有し、巻取紙をピンチアームとピンチ
    バーとの間でピンチングするピンチアーム、 中心部材を第一ロールと固定面との間に挿入する手段で
    あって、これにより、巻取紙をピンチアームとピンチン
    グ面との間でピンチングすると、巻取紙を引っ張り、切
    断し、中心部材が固定面を転がると、巻取紙が中心部材
    へ送られる前記手段、 を有する表面巻取り機。
  21. 【請求項２１】 ピンチアームがフレームに回転可能に
    取り付けられ、第一ロールの回転方向と反対の方向へ回
    転し、ピンチアームが巻取紙を巻取紙ピンチング面に当
    ててピンチする時、ピンチアームが第一ロールより遅い
    面速度で回転する請求項２０に記載の表面巻取り機。
  22. 【請求項２２】 中心部材を挿入する手段が、ピンチア
    ームが回転すると、中心部材を第一ロールと固定面へ向
    かって移動する、ピンチアーム上の面を有する請求項２
    ０に記載の表面巻取り機。
  23. 【請求項２３】 巻取紙ピンチング面と係合するピンチ
    アームの一部が、圧縮性で弾性がある請求項２０に記載
    の表面巻取り機。
  24. 【請求項２４】 第一ロールが、巻取紙と第一ロールと
    の間の滑りをほぼ除去するように、比較的に高い摩擦の
    材料で形成された、巻取紙を係合する一様な外面を有す
    る請求項２０に記載の表面巻取り機。
  25. 【請求項２５】 中心部材を挿入する手段が、固形のマ
    ンドレルを第一ロールと固定面との間に挿入するように
    構成され、第一ロールと固定面の少なくとも一つが、圧
    縮性で弾性のある面を有する請求項２０に記載の表面巻
    取り機。
  26. 【請求項２６】 中心部材を挿入する手段が、中空状コ
    アを第一ロールと固定面との間に挿入するように構成さ
    れている請求項２０に記載の表面巻取り機。
  27. 【請求項２７】 第一ロールと間隔を置いて離れた第
    二ロールとを備え、 第一ロールに隣接したピンチ面を備え、 巻取紙を上流方向から下流方向へピンチ面を通って送
    り、第一ロールと接触させ、 第一ロールから間隔を置いた固定面を備え、 巻取紙をピンチ面に当ててピンチングして、巻取紙を引
    っ張り、これを切断し、 中心部材を第一ロールと固定面の間に取り入れ、これに
    より、中心部材が固定面の上を転がり、巻取紙が中心部
    材へ送られる工程を有する巻取紙を中心部材に巻き取る
    方法。
  28. 【請求項２８】 中心部材が、第一ロールと固定面との
    間に取り入れられる位置の上流にあるピンチ面に当てら
    れてピンチされる請求項２７に記載の方法。
  29. 【請求項２９】 比較的高い摩擦の材料の外面のある第
    一ロールを備えている段階を有する請求項２７に記載の
    方法。
  30. 【請求項３０】 巻取紙の移動方向に間隔を置いて離れ
    た横断線に沿って、巻取紙にミシン目を穿孔し、巻取紙
    がピンチ面に当てられてピンチされる位置と、中心部材
    が第一ロールと固定面との間に取り入れられる位置との
    間の距離が、隣接したミシン目の間の距離より小さく、
    巻取紙が、中心部材が取り入れられる前記位置から下流
    にある第一ミシン目において切断される段階を有する請
    求項２９に記載の方法。
  31. 【請求項３１】 巻取紙が、回転ピンチアームによりピ
    ンチ面に当てられてピンチされる請求項２７に記載の方
    法。
  32. 【請求項３２】 ピンチアームの面速度が第一ロールの
    面速度より低い請求項３１に記載の方法。
  33. 【請求項３３】 中心部材を第一ロールと固定面との間
    に取り入れる段階が、ピンチアームを回転して中心部材
    に突き当てることにより行われる請求項３１に記載の方
    法。
  34. 【請求項３４】 巻取紙が、巻取紙がピンチされる位置
    と第一ロールの面との間で切断される請求項３１に記載
    の方法。
  35. 【請求項３５】 フレーム、 フレームに移動可能に取り付けられたコンペア、 コンペアに取り付けられた、共に移動するコア押しつけ
    器、 コアを突き刺すように構成された、コア押しつけ器上の
    ピン、及びコアをコンペアへ送る手段であって、これに
    より、ピンがコアを突き刺し、コア押しつけ器がコアを
    コンペア共に移動する前記手段を有する巻取り機のコア
    送り装置。
  36. 【請求項３６】 コア押しつけ器がコアと係合するま
    で、コンペアに隣接したコアを支持する手段を有する請
    求項３５に記載の装置。
  37. 【請求項３７】 コアを支持する手段が、フレームに軸
    回転可能に取り付けられたアームを有する請求項３６に
    記載の装置。
  38. 【請求項３８】 コアを支持する手段が、フレームに取
    り付けられた固定されたコア支持部を有する請求項３６
    に記載の装置。
  39. 【請求項３９】 コアをピンから取り外す手段を有する
    請求項３５に記載の装置。
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