JP3025634B2 - 紙管の円周圧強度試験方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、紙管の円周圧強
度試験方法及びその試験に用いる装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】紙管は、各種産業資材として、或いは、
包装用容器として、さらにはテープ、紙、フィルム等を
巻回する巻芯として広く用いられており、その用途に応
じた種々の強度が要求され、そのために種々の試験がな
されている。例えば、紙管が外部からの力に対してどの
程度の強さを有するかを試験するものとして、偏平耐圧
強度の測定がなされている。これは、図５に示すよう
に、上下の板材１０１，１０２間に紙管１０３を挟み、
ねじ１０４で上下の板材１０１，１０２の間隔を減少さ
せることにより、紙管に対して、半径方向の力を加える
ものである。これにより、紙管を偏平とさせる方向への
紙管の耐圧強度が測定されるが、この方法では、上下２
箇所からの力が加わるに過ぎず、紙管が横方向へ膨れる
ように変形するものである。

【０００３】ところが、紙管を巻芯として用いる場合に
は、紙管の全周から力が加わるため、この偏平耐圧強度
では、実際の使用状態を反映したものとはならない。特
に、紙管が横方向へ膨れると言うことは、横方向に力が
逃げていることを意味するが、紙管を巻芯として用いる
場合には、全周から力が加わり、横方向への逃げはあり
得ない。また、紙管を対象とする場合には、水分や温度
に強度が左右され易いと言った紙管の特徴を考慮した雰
囲気内での試験が必要となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本願発明は、紙管を巻
芯として用いる場合等を考慮して、紙管の全周から力が
加わった際の紙管の強度をより正確に試験し得る方法を
提供せんとするものである。また、本願発明は、紙管を
対象とする場合に、水分や温度に強度が左右され易いと
言った紙管の特徴を考慮した雰囲気内での試験を容易に
行い得る方法を提供せんとするものである。さらに、本
願発明は、上記のような試験を簡単且つ正確に行い得る
試験装置の提供を目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願の第１の発明は、中
空の管体からなる支持部材１と、この支持部材の内部に
備えられた３個以上の押圧部材２とを備え、支持部材１
に螺合したボルト３の先端に各押圧部材２が回動可能に
取り付けられ、各押圧部材２の内周面間の空間が紙管ａ
の挿入空間を構成し、さらに、各押圧部材２の内周面が
押圧面２１を構成し、この押圧面２１が紙管ａの外周面
と略同一の形状をなす試験装置を用い、試験装置の上記
挿入空間に紙管ａを挿通し、各押圧部材２の押圧面２１
を紙管ａの外周面に面接触させ、ボルト３を締め付ける
ことにより、紙管ａの中央に向けて各押圧部材２の押圧
面２１を押し付けて、紙管ａに対して内方向への力を加
えて加圧状態にするようにしたことを特徴とする紙管の
円周圧強度試験方法を提供する。本願の第２の発明は、
上記の第１の発明に係る紙管の円周圧強度試験方法にお
いて、上記の加圧状態の紙管ａを所定の湿度或いは温度
条件下にある雰囲気内に一定時間配位することを特徴と
するものを提供する。

【０００６】本願発明の方法によれば、紙管に対して、
３方向以上の力が作用し、紙管の全周から力が加わった
際の紙管の強度をより正確に再現し得る。特に、紙管の
外周面と面接触する押圧面を備えた押圧部材を、紙管の
外周面に当接させて紙管の中央に向けて押し付けること
により、紙管に対して押圧部材が面接触した状態で力を
加えることができ、また加わった力が横方向等に逃げる
ことを回避し得る。この締め付け状態を維持したまま、
例えば高温多湿等の所定の温度や湿度の条件に設定した
環境試験室内に、試験装置全体を搬入して、特定の雰囲
気内で、所定の時間経過後の紙管ａの変化を観察しても
よい。このとき、環境試験室の大きさには限度があるた
め、試験装置が大型化すると搬入が困難であるが、本願
の試験装置は簡略な構造で装置全体の大きさが大型化す
ることを防止している。また、環境試験室内の雰囲気
は、室外より過酷な条件を設定するのが通常であるた
め、環境の変化によっても故障が少ない構造とすること
が必要であるが、本願の試験装置はこの点においても、
有利である。

【０００７】本願の第３の発明は、中空の紙管からなる
支持部材１と、この支持部材の内部に備えられた３個以
上の押圧部材２とを備え、支持部材１に螺合したボルト
３の先端に、各押圧部材２が回動可能に取り付けられ、
各押圧部材２の内周面間の空間が、紙管ａの挿入空間を
構成し、この挿入空間に紙管ａが挿通されるものであ
り、さらに、各押圧部材２は、その内周面が押圧面２１
を構成し、紙管ａの外周面と略同一の形状をなし、各押
圧部材２の押圧面２１を紙管ａの外周面に面接触させ、
ボルト３を締め付けることにより、紙管ａの中央に向け
て各押圧部材２の押圧面２１を押し付けて、紙管ａに対
して内方向への力を加えて加圧状態にするようにしたこ
とを特徴とする紙管の円周圧強度試験装置を提供する。
また、本願の発明に係る紙管の円周圧強度試験装置は、
押圧部材が紙管の外周面と面接触する押圧面を有してい
るものを採用することにより、紙管に対して押圧部材が
面接触した状態で力を加えることができ、また、加わっ
た力が横方向等に逃げることを回避し得る。そして、支
持部材にボルトを螺合し、ボルトの先端に押圧部材を配
位し、ボルトを締めることにより押圧部材の押圧面を挿
入空間内に配位される紙管の外周面に面接触させて紙管
の中央に向けて押し付けるようにしたことにより、比較
的簡単な構造で、一定の加圧状態を維持し得るコンパク
トな試験装置を提供する。このようにコンパクトで一定
の加圧状態を維持し得ると言うことは、この装置全体を
所定の条件下の雰囲気を維持した環境試験装置内にも容
易に搬入でき、簡単且つ正確に高温や加湿条件下での試
験を行うことができると言った利点がある。

【０００８】本願の第４の発明は、上記の第３の発明に
係る紙管の円周圧強度試験装置にあって、隣合う押圧部
材の押圧面２１，２１の形状に関して、隣合う押圧面２
１，２１同士に、互いに噛み合う凹凸を軸方向に少なく
とも１つ以上設けておく構造と、押圧面２１を紙管ａの
軸方向と角度を持たせて延設する構造との何れか一方の
構造をなすことによって、隣合う押圧面２１，２１に間
隔を空けても、紙管ａの全体として間隔が開くことが防
止されることを特徴とするものを提供する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本願発明の実
施の形態を説明する。図１は本願発明に係る紙管の円周
圧強度試験装置の正面図であり、図２の（Ａ）は同装置
の押圧部材の正面図であり、（Ｂ）は同押圧部材の平面
図である。図３の（Ａ）は同装置の支持部材の正面図で
あり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

【００１０】まず、この装置の構造について説明する
と、この装置は、支持部材１として、中空の管体（金属
管等の強度が大きいものが望ましい）を用い、その内部
に３個以上（この実施形態では６個）の押圧部材２を備
える。支持部材１には、支持部材１の内外を貫く雌ねじ
穴１１が半径方向に形成され、この雌ねじ穴１１にボル
ト３が螺合されている。そして、ボルト３の先端に、各
押圧部材２が回動可能に取り付けられている。そして、
各押圧部材２の内周面間の空間が、紙管ａの挿入空間を
構成し、この挿入空間に紙管ａが挿通される。

【００１１】押圧部材２は、円筒体を軸方向に切断した
形状をなし、特に、その内周面が押圧面２１を構成し、
紙管ａの外周面と略同一の形状をなす。尚、押圧面２１
以外の形状は、試験に関して重要ではなく適宜変更でき
る。この押圧部材２の外側には、ボルト３の挿入孔２２
が形成されている。この挿入孔２２は、ボルトを回動可
能に受容するもので、且つ、軸方向に摺動可能となって
おり、容易に取り外しすることができる。従って、外径
が異なる紙管ａを試験するときには、紙管ａの外周に応
じた押圧面を有する押圧部材２に変更し得る。ボルトの
挿入孔２２は、この実施形態では、軸方向に適宜間隔を
隔てて２個形成されているが、この数は１個以上適宜変
更し得る。即ち、押圧部材２の長さ、言い換えれば、試
験する紙管ａの軸方向の長さによって、挿入孔の個数は
変更すればよい。

【００１２】この実施形態では、押圧部材２が６個設け
られており、押圧面２１の周方向の長さも円周方向に６
分割した長さとなるが、隣合う押圧部材２，２同士が接
触しないように、隣合う押圧部材２，２同士の間隔、言
い換えれば隣合う押圧面２１，２１同士の間隔を空ける
必要があるため、６分割した長さより短くしておく。但
し、周方向において、全ての押圧面２１の長さの和が、
全ての押圧面間の間隔の長さの和よりも大きくなるよう
にしておくことが望ましい。さらに、各押圧部材２の押
圧面２１の円周方向の長さを等しくすると共に、隣合う
押圧面２１，２１間の円周方向の間隔も等しくし、且
つ、この間隔を押圧面２１の円周方向の長さよりも小さ
くしておくことが、最も望ましい。

【００１３】尚、図４の（Ａ）（Ｂ）に示すように、隣
合う押圧部材の形状、特に、押圧面２１，２１の形状に
関して、隣合う押圧面同士に、互いに噛み合う凹凸を軸
方向に少なくとも１つ以上設けておいてもよい。また、
（Ｃ）に示すように、螺旋状等、押圧部材の押圧面２１
を紙管ａの軸方向と角度を持たせて延設してもよい。こ
のようにすることによって、隣合う押圧面２１に間隔を
空けても、紙管ａの全体として間隔が開くことの悪影響
が生じにくくなる。

【００１４】次に、支持部材１に関しては、円筒状とし
ているが、角筒状等の適宜形状に変更でき、また、各押
圧部材毎に異なる支持部材を設けてもよい。要は、押圧
部材を確実に支持し得るものであればその構成は問わな
い。但し、持ち運びの便からは、筒状等にして、一体の
ものとしておくことが望ましい。この実施形態では、ボ
ルト３の挿入孔２２を２個有する押圧部材２を６個支持
するため、計１２個の雌ねじ穴１１が半径方向に形成さ
れている。

【００１５】ボルト３は通常の雄ねじを有するボルトを
用いればよいが、頭部は必ずしも必要ではない。この実
施形態では、押圧部材２の挿入孔２２にボルト３の先端
を挿入し、ボルト３の雄ねじと支持部材１の雌ねじ穴１
１とを螺合し、さらに、支持部材１の外側から、ナット
４で締め付けている。尚、このナット４をダブルナット
としてもよく、この場合には、支持体１の雌ねじ穴１１
を、雌ねじのない単なる挿通孔として実施してもよい。
また、加える圧力が小さいものでよければ、バネ等の他
の手段で、押圧部材を付勢してもよい。より具体的に
は、支持部材１の内周と押圧部材２との間にスプリング
を配位して、押圧部材２を付勢すればよい。この場合、
コイルスプリングをボルト３の外周に装着して、ボルト
３をガイドに用いてもよく、或いは、ボルト３の締め付
け力とバネの弾性力との双方を、押圧部材２に加えても
よい。

【００１６】次に、この装置によって、紙管の円周圧強
度を試験する方法について説明する。まず、ボルト３を
緩めると共に、ボルト３の先端に押圧部材２を装着し、
中央に試料である紙管ａを挿通する。次に、ボルト３を
締め付けて、押圧部材２の押圧面２１を紙管ａの外周面
に当接させ、さらに締め付けることにより、紙管の中央
に向けて押し付け、紙管に対して内方向への力を加え
る。

【００１７】このとき、押圧部材２による押圧力は、ボ
ルトの回転トルクを測定してもよいが、紙管のように変
形が生じやすいものの場合には、紙管ａの直径の変化を
測定してもよい。この場合、紙管ａの直径を直接測定し
てもよいが、対向する押圧部材２，２間の距離を測定し
てもよい。対向する押圧部材２，２間の距離を測定する
には、押圧部材２の数を偶数としておくと、対向する押
圧部材２，２間を結ぶ線は紙管ａの中心を通るため、便
利である。即ち、押圧部材は４個以上の偶数としておく
ことが便利である。

【００１８】各ボルト３は同時に締め付けることが望ま
しいが、一人で作業をする場合には、各ボルト３を順に
少しずつ締め付けていってもよい。また、トルクレンチ
等の電動の締め付け工具を各ボルト３にセットし、電動
の締め付け工具が同時に作動するように配線してもよ
い。締付が完了すると、ナット４を締め付けて、ボルト
３の緩みを防止するようにしておくことが望ましい。

【００１９】次に、この締め付け直後の状態で、試料た
る紙管ａの状態を観察してもよいが、この締め付け状態
を維持したまま、所定時間放置して経時変化を見るよう
にしてもよい。また、この締め付け状態を維持したま
ま、例えば高温多湿等の所定の温度や湿度の条件に設定
した環境試験室内に、試験装置全体を搬入して、特定の
雰囲気内で、所定の時間経過後の紙管ａの変化を観察し
てもよい。このとき、環境試験室の大きさには限度があ
るため、試験装置が大型化すると搬入が困難であるが、
本願の試験装置は簡略な構造で装置全体の大きさが大型
化することを防止している。また、環境試験室内の雰囲
気は、室外より過酷な条件を設定するのが通常であるた
め、環境の変化によっても故障が少ない構造とすること
が必要であるが、本願の試験装置はこの点においても、
有利である。

【００２０】加圧後の紙管ａの変化は、種々の方法によ
り測定し得る。例えば、目視によって層間剥離の有無を
観察してもよく、顕微鏡写真により組織の変化を観察し
てもよい。また、落下テスト等で衝撃に対する強さを測
定してもよい。

【００２１】

【発明の効果】本願の第１の発明は、紙管を巻芯として
用いる場合を考慮して、紙管の全周から力が加わった際
の紙管の強度をより正確に試験し得る方法を提供するこ
とができたものである。

【００２２】本願の第２の発明は、上記の第１の発明の
効果に加え、紙管を対象とする場合に、水分や温度に強
度が左右され易いと言った紙管の特徴を考慮した雰囲気
内での試験を容易に行い得る方法を提供し得たものであ
る。

【００２３】本願の第３の発明は、紙管の全周から力が
加わった際の紙管の強度をより正確に試験し得る装置を
提供することができたものである。さらに、水分や温度
に強度が左右され易いと言った紙管の特徴を考慮した雰
囲気内での試験を容易に行い得るように、環境試験室へ
の搬入が容易で、小型の環境試験室内での試験も可能と
なり、しかも、過酷な雰囲気内におても故障が生じない
ようにした紙管の円周圧強度試験装置を提供することが
できたものである。

【００２４】本願の第４の発明は、上記の第３の発明の
効果に加え、隣合う押圧面に間隔を空けても、紙管の全
体として間隔が開くことの悪影響が生じにくくなる紙管
の円周圧強度試験装置を提供することができたものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る紙管の円周圧強度試験装置の正
面図である。

【図２】（Ａ）は同装置の押圧部材の正面図であり、
（Ｂ）は同押圧部材の平面図である。

【図３】（Ａ）は同装置の支持部材の正面図であり、
（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、同装置の押圧部材の形
状の変更例を示す説明図である。

【図５】従来の紙管の偏平耐圧強度試験装置の正面図で
ある。

【符号の説明】

１…支持部材 ２…押圧部材 ３…ボルト ４…ナット ２１…押圧面

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空の管体からなる支持部材１と、この
   支持部材の内部に備えられた３個以上の押圧部材２とを
   備え、支持部材１に螺合したボルト３の先端に各押圧部
   材２が回動可能に取り付けられ、各押圧部材２の内周面
   間の空間が紙管ａの挿入空間を構成し、さらに、各押圧
   部材２の内周面が押圧面２１を構成し、この押圧面２１
   が紙管ａの外周面と略同一の形状をなす試験装置を用
   い、 試験装置の上記挿入空間に紙管ａを挿通し、 各押圧部材２の押圧面２１を紙管ａの外周面に面接触さ
   せ、ボルト３を締め付けることにより、 紙管ａの中央に向けて各押圧部材２の押圧面２１を押し
   付けて、紙管ａに対して内方向への力を加えて加圧状態
   にするようにしたことを特徴とする紙管の円周圧強度試
   験方法。
2. 【請求項２】 上記の加圧状態の紙管ａを所定の湿度或
   いは温度条件下にある雰囲気内に一定時間配位すること
   を特徴とする請求項１記載の紙管の円周圧強度試験方
   法。
3. 【請求項３】 中空の管体からなる支持部材１と、 この支持部材の内部に備えられた３個以上の押圧部材２
   とを備え、 支持部材１に螺合したボルト３の先端に、各押圧部材２
   が回動可能に取り付けられ、 各押圧部材２の内周面間の空間が、紙管ａの挿入空間を
   構成し、この挿入空間に紙管ａが挿通されるものであ
   り、 さらに、各押圧部材２は、その内周面が押圧面２１を構
   成し、紙管ａの外周面と略同一の形状をなし、 各押圧部材２の押圧面２１を紙管ａの外周面に面接触さ
   せ、ボルト３を締め付けることにより、紙管ａの中央に
   向けて各押圧部材２の押圧面２１を押し付けて、紙管ａ
   に対して内方向への力を加えて加圧状態にするようにし
   たことを特徴とする紙管の円周圧強度試験装置。
4. 【請求項４】 隣合う押圧部材の押圧面２１，２１の形
   状に関して、 隣合う押圧面２１，２１同士に、互いに噛み合う凹凸を
   軸方向に少なくとも１つ以上設けておく構造と、押圧面
   ２１を紙管ａの軸方向と角度を持たせて延設する構造と
   の何れか一方の構造をなすことによって、隣合う押圧面
   ２１，２１に間隔を空けても、紙管ａの全体として間隔
   が開くことが防止されることを特徴とする請求項３記載
   の紙管の円周圧強度試験装置。