JP3612333B2 - 紙その他のシート材料のロール用のチューブ状コア集成体 - Google Patents
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Description
技術分野
本発明は、紙その他のシート材料のロール用のチューブ状コア集成体に関する。
発明の背景
1989年10月17日付で付与された米国特許第4,874,139号には、板紙材料の多重ラップ（multiple wraps）により形成された中空の円筒状コア（core）部材と、中空円筒状コア部材の対向する各端部に配設された圧縮木材の環状カラー（collar）とを備えたチューブ状コア集成体が記載されている。かかるチューブ状コア集成体の改良が1993年７月28日付で特許されたカナダ国特許第2,060,363号の要旨となっている。使用後は、チューブ状コア集成体のカラーは、コア部材が、例えば破砕または再パルプ化（repulping）によりリサイクルすることができるように、コア部材から取り出される。カラーもまた、別に破砕および再パルプ化することができる。これらのチューブ状コア集成体は、容易にリサイクルすることができる構成部品を有する使い捨て製品とされている。かかる製品は、数多くの用途に適している。
しかしながら、ある場合、例えば、チューブ状コア集成体が使用中に比較的高い応力を受けるような場合には、チューブ状コア集成体の各端部の少なくともある部分は、板紙材料または圧縮木材の多重ラップよりも強力な材料からつくるのが有利であると考えられる。
前記した各端部は、支持プラグは自動化された大きい容積の圧縮ルームにおいてロール形成系を損なうので、かかるプラグを使用することなく、著しく瞬時的な破砕衝撃に耐えるのに十分な強度を有するのが有利である。
コア部材が１種類または他の種類の金属端部キャップを有しているチューブ状コア集成体を提供することが長年に亘って知られている。しかしながら、かかる先行技術のチューブ状コア集成体の構成部品は、再使用するために損傷を与えることなく金属端部キャップをコア部材から分離するのが困難であるとともに、コア部材は再パルプ化を行なうためには比較的厚く、しかも容易には破砕されないので、容易には再使用またはリサイクルされない。
従って、本発明の目的は、各端部の少なくとも一部が比較的強力な材料からなり、しかも構成部品を容易に再使用またはリサイクルすることができるチューブ状コア集成体を提供することにある。
発明の開示
本発明の一の観点によれば、紙その他のシート材料のロール用のチューブ状コア集成体が提供されている。このチューブ状コア集成体は、板紙材料の多重ラップにより形成される中空の円筒状コア部材と、コア部材の対向する各端部内に配設される環状のカラーとを備え、各カラーは非等方性材料からなる剛性体であるとともにコア部材の内側環状面に取着される外側環状面を有し、更にチューブ状コア集成体の各端部においてカラー内に配置されるスリーブ部を有する金属またはプラスチック材料の環状端部部材を備え、前記スリーブ部はカラーの内側環状面に取着される外側環状面とロール支持チャックを受けるように形成された内側環状面とを有する構成に係る。板紙（paperboard）なる語は、紙を含むものである。
各端部部材のスリーブ部は、チューブ状コア集成体の各端部において一対の直径方向に対向する半径方向へ突出したラグを有することができ、コア部材と各カラーはトルクと軸線方向のチャック圧を端部部材からコア部材へ容易に伝達することができるようにラグを受ける一対の直径方向に対向するラグ受けノッチを各それぞれの端部に有する。
各カラーと端部部材のスリーブ部は、ロール支持チャックの突起を受けるノッチを提供するように、チューブ状コア集成体の各端部においてそれぞれの端部から内方へ延びる凹部を有しており、突起受けノッチは前記対をなすラグノッチ間の周方向の中間に配置される。
使用後は、金属またはプラスチック環状端部部材、カラーおよびコア部材は、端部部材に損傷を与えることなく容易に分離することができる。端部部材はかくして再使用することができ、カラーおよびコア部材はリサイクルすることができる。
各環状の端部部材のスリーブ部は、約76.2mm乃至約127mm（約３乃至約５インチ）の範囲の内径と、約3.81mm（約0.15インチ）の壁厚とを有することができ、各カラーは約83.82乃至約134.62mm（約3.5乃至約5.5インチ）の範囲の外径を有することができ、コア部材は約101.6mm乃至約152.4mm（約４乃至約６インチ）の範囲の外径を有することができる。各環状部材のスリーブ部は約38.1mm乃至約127mm（約1.5乃至約５インチ）の範囲の長さを有することができ、各カラーは約50.8mm乃至約152.4mm（約２乃至約６インチ）の範囲の長さを有することができ、コア部材は約60.96cm乃至約304.8cm（約２乃至約10フィート）の範囲の長さを有することができる。
本発明の別の観点によれば、紙その他のシート状材料のロール用のチューブ状コア集成体が提供されている。このチューブ状コア集成体は、板紙材料の多重ラップにより形成される中空の円筒状コア部材と、コア部材の対向する各端部内に配設され、コア部材の内側環状面に取着される外側環状面とロール支持チャックを受けるように形成された内側環状面とを有する金属またはプラスチック材料の環状端部部材とを備えている。
各端部部材は、チューブ状コア集成体の各端部の直径方向に対向する位置において一対の半径方向に突出するラグを有し、コア部材はトルクと軸線方向のチャック圧を端部部材からコア部材へ容易に伝達することができるように各端部部材の各ラグを受ける一対のラグ受けノッチを各端部に有している。各端部部材は、ロール支持チャックの突起を受けるようにチューブ状コア集成体の各端部から内方へ延びるノッチを有し、突起を受ける該ノッチは対をなすラグノッチ間の周方向の中間に配置される。
使用後は、端部部材は、コア部材から損傷なしに容易に分離することができる。端部部材はかくして再使用することができ、コア部材は、例えば、破砕および再パルプ化によりリサイクルすることができる。
端部部材の壁厚のコア部材の壁厚に対する比は、約1.3:1乃至約1.5:1の範囲とすることができる。
各端部部材は、約76.2mm乃至約127mm（約３乃至約５インチ）の範囲の内径と、約88.9mm乃至約139.7mm（約3.5乃至約5.5イチ）の範囲の外径とを有することができ、コア部材は約101.6mm乃至約152.4mm（約４乃至約６インチ）の範囲の外径を有することができる。各端部部材は、約38.11mm乃至約127mm（約1.5乃至約５インチ）の範囲の長さを有することができ、コア部材は約60.96cm乃至約304.8cm（約２乃至約10フィート）の長さを有することができる。
各ラグは略矩形の断面を有し、各ラグ受けノッチは各ラグが締り嵌めする対応する矩形断面を有することができる。
本発明の更に別の観点によれば、紙その他のシート状材料のロール用のチューブ状コア集成体が提供されている。このチューブ状コア集成体は、板紙材料の多重ラップにより形成される中空の円筒状コア部材と、コア部材の対向する各端部内に配設され、コア部材の内側環状面に取着される外側環状面を有する金属またはプラスチック材料の環状端部部材と、チューブ状コア集成体の各端部において環状端部部材内に配置され、非等方性材料から形成され、端部部材の内側環状面に取着される外側面とロール支持チャックを受ける形状に形成された内側環状面とを有する環状カラーとを備え、各端部部材はチューブ状コア集成体の各端部において少なくとも１つの半径方向外方へ突出するラグを有し、コア部材は各端部に外方へ突出するラグを受ける少なくとも１つのラグ受けノッチを有し、各端部部材はまたチューブ状コア集成体の各端部に少なくとも１つの半径方向内方へ突出するラグを有し、カラーは各端部に内方へ突出するラグを受ける少なくとも１つのラグ受けノッチを有する構成に係る。外方および内方へ突出するラグはトルクと軸線方向のチャック圧をカラーからコア部材へ容易に伝達する。
外方および内方へ突出するラグは、互いに隣接しかつ同じ半径上に位置することができる。
各端部部材は、直径方向に対向する位置に一対の前記外方へ突出するラグを有するとともに、直径方向に対向する位置に一対の前記内方へ突出するラグを有し、各外方へ突出するラグは内方へ突出する各１つのラグに隣接しかつこのラグと同じ半径上に位置するように構成することができる。
各端部部材と各カラーはそれぞれ、ロール支持チャックの突起を受けるノッチを提供するようにチューブ状コア集成体の各端部においてそれぞれの端部から内方へ延びる凹部を有し、前記突起受けノッチは前記対をなす外方および内方へ突出するラグ間の周方向の中間に配置されるように構成することができる。
各カラーは、約76.2mm乃至約127mm（約３乃至約５インチ）の範囲の内径を有し、各端部部材は約83.82mm乃至約134.62mm（約3.3乃至約5.3インチ）の範囲の内径と約3.81mm（約0.15インチ）の壁厚とを有し、コア部材は約101.6mm乃至約152.4mm（約４乃至約６インチ）の範囲の外径を有するように構成することができる。
各カラーは、約38.1mm乃至約127mm（約1.5乃至約５インチ）の範囲の長さを有し、各端部部材は約38.1mm乃至約127mm（約1.5乃至約５インチ）の範囲の長さを有し、コア部材は約60.96cm乃至約304.8cm（約２乃至約10フィート）の範囲の長さを有することができる。
【図面の簡単な説明】
以下、本発明の実施例を、一例として、図面に関して説明するが、図面において、
図１は、本発明の一実施例に係るチューブ状コア集成体の分解斜視図であり、
図２は、集成した状態にある図１のチューブ状コア集成体側断面図であり、
図３は、図２のチューブ状コア集成体の端面図であり、
図４は、本発明の第２の実施例に係るチューブ状コア集成体の分解斜視図であり、
図５は、集成状態にある図４のチューブ状コア集成体の側断面図であり、
図６は、図５のチューブ状コア集成体の端面図であり、
図７は、本発明の第３の実施例に係るチューブ状コア集成体の分解斜視図であり、
図８は、図７のチューブ状コア集成体の側断面図であり、
図９は、図７のチューブ状コア集成体の端面図である。
発明を実施するための最良の形態
図面について説明すると、図１および図２には、中空円筒状のコア部材42と、コア部材42の対向する各端部内に取着される環状のカラー44と、各カラー44内に取着されるスリーブ部48を有する金属性の環状端部部材46とを備えた本発明の第１の実施例に係るチューブ状コア集成体が示されている。コア部材42は、厚さが0.3mm（0.012インチ）の約90％木繊維である螺旋状に巻いたクラフト板紙のストリップ（即ち、プライ）から形成され、これらのストリップは幅が約25.4cm（約10インチ）であり、約20゜の巻き角度で巻かれている。コア部材42は、1965年７月13日付で付与された米国特許第3,194,275［ビッグズ・ジュニア（Biggs,Jr.）等］の記載に従って構成することができる。この米国特許には、カーペット材料のような重質のシート材料のコアまたはキャリヤとして使用されるべき螺旋状に巻かれた紙チューブが記載されており、このチューブは約365.76cm（約12フィート）の長さを通常は有している。これに対して、本発明のコア部材42は、通常は、長さが約152.4乃至304.8cm（約５乃至10フィート）である。紙ロール用の従来のコア部材は通常、厚さが約0.89mm（約0.035インチ）、幅が約10.16乃至12.7cm（約４乃至５インチ）で、螺旋巻き角度が約65゜のプライから形成される。
本発明の好ましい実施例において使用される、上記したクラフト板紙は、上記した態様で形成されるコア部材42に組み込まれると、コア部材12の長手方向と略平行しかつ寸法安定性の保持に寄与する比較的長い繊維を有する。
各カラー44は、例えば、成形木材（moldwood）のような圧縮木材のごとき非等方性（non−isotropic）の材料から形成され、コア部材12の端部に滑り嵌めする外側環状面を有している。各カラー44は、トルクがカラー44からコア部材42に的確に伝達されるように適宜ののり（glue）により所定位置に取着される。
各金属端部部材46のスリーブ部48は、各カラー14に滑り嵌めされる外側環状面を有するとともに、適宜ののりで所定位置に取着される外側環状面を有している。各端部部材46は、コア部材42の端部のスリーブ部48の端部から直径方向の対向する位置において半径方向外方へ突出する矩形断面の一対のラグ（lug）50、52を有している。ラグ50、52はカラー44およびコア部材42の対応する位置にある矩形断面の凹部54、56および58、60にそれぞれ配置される。ラグ50、52は、トルクおよび軸線方向のチャック圧を端部部材46からコア部材42へ容易に伝達するとともに、これらは、直径方向に対向して配置されているから、チューブ状コア集成体の回転の際に動釣合いを提供することができる。
各金属端部部材46のスリーブ部48と各カラー44は、ラグ50と52との間の周方向中間位置においてそれぞれの端部から内方へ延びる矩形断面のノッチ61、62をそれぞれ有し、ロール支持チャックの突起を受けるようになっている。各金属端部部材46のスリーブ部48の内側環状面は、チャックを受けることができる形状に形成されている。
図１乃至図３に関して説明したチューブ状のコア集成体は、紙ロールのコアとして有用である。実際に、紙ロールは、重さが約１トンであり、直径が約40インチとすることができる。紙がコアに巻かれあるいはコアから巻き出されるときには、紙は一定の線速度で走行するから、ロールの径が減少するにつれて、分当り160−1600回転の速度となる。
使用後は、金属の端部部材48は、カラー44から損傷を受けることなく取り出す（pry）ことができ、かつ、カラー44はコア部材12から取り出すことができる。金属端部部材48は再使用することができるとともに、カラー44とコア部材44は破砕または再パルプ化により別にリサイクルすることができる。
金属端部部材６のスリーブ部48は、約76.2mm乃至約127mm（約３乃至約５インチ）の範囲の内径と、約3.81mm（約0.15インチ）の壁厚を有することができ、各カラー44は約83.82mm乃至約134.62mm（約3.5乃至約5.5インチ）の範囲の外径を有し、コア部材42は約101.6mm乃至約152.4mm（約４乃至約６インチ）の範囲の外径を有する。
金属端部部材46のスリーブ部48は、約38.1mm乃至約127mm（約1.5乃至約５インチ）の範囲の長さを有することができ、各カラー44は約50.8mm乃至約152.4mm（約２乃至約６インチ）の範囲の長さを有し、コア部材42は約60.96cm乃至約304.8cm（約２乃至約10フィート）の範囲の長さを有する。
本発明のこの実施例の特定例においては、金属端部部材48のスリーブ部48は76.2mm（３インチ）の内径と、3.81mm（0.15インチ）の壁厚と、38.1mm（1.5インチ）の長さとを有する。カラー44は、91.4mm（3.6インチ）の外径と、50.8mm（２インチ）の長さとを有する。コア部材42は、101.6mm（４インチ）の外径と、135cm（4.5フィート）の長さとを有する。
金属端部部材46は、適宜の鉄、例えば、炭素C10または炭素C20からつくることができる。あるいは、端部部材46は、適宜のプラスチック材料、例えば、射出成形等級の25％ガラス充填ナイロンタイプ６から形成することができる。
本実施例は、上記したチューブ状コア集成体の部品が容易に再使用あるいはリサイクルすることができるだけでなく、チューブ状コア集成体が比較的薄壁のコア部材の利点を金属端部部材の強度と組み合わせることができる。
次に、図４乃至６について説明すると、本発明の第２の実施例に係るチューブ状コア集成体は、中空の円筒状コア部材62と、コア部材62の対向する各端部内に配置されるスリーブ部66を有する厚肉の環状端部部材64とを備えている。コア部材62は、上記実施例のコア部材42と同様の態様で構成される。
各端部部材64のスリーブ部66は、コア部材62の端部に滑り嵌めされる外側環状面を有するとともに、適宜ののりにより所定の位置に取着される。各端部部材64は、コア部材62の端部のスリーブ部66の端部から直径方向の対向する位置において半径方向外方へ突出する矩形断面の一対のラグ68、70を有している。ラグ68、70は、コア部材62の対応する位置にある矩形断面の凹部72、74に配置される。ラグ60、70は、トルクおよび軸線方向のチャック圧を金属端部部材66からコア部材62へ容易に伝達するとともに、これらは、直径方向に対向して配置されているから、チューブ状コア集成体の回転の際に動釣合いを提供することができる。
各金属端部部材64のスリーブ部66は、ラグ68と70との間の周方向の中間位置においてそれぞれの端部から内方へ延びる矩形断面のノッチ76を有し、ロール支持チャックの突起を受けるようになっている。スリーブ部66の内側面は、チャックを受けることができる形状に形成されている。
図４乃至図６に関して上記したチューブ状コア集成体は、上記した実施例と同じ態様で使用することができる。
端部部材の壁厚のコア部材の壁厚に対する比は、約1.3:1乃至約1.5:1の範囲にある。各端部部材64のスリーブ部66は、約76.2mm乃至約127mm（約３乃至約５インチ）の範囲の内径と、約88.9mm乃至約139.7mm（約3.5乃至約5.5インチ）の範囲の外径とを有している。コア部材62は、約60.98cm乃至約304.8cm（約２乃至約10フィート）の範囲の長さを有している。
本発明の特定の例においては、端部部材の壁厚のコア部材の厚さに対する比は、1.5:1である。各端部部材64のスリーブ部66は、76.2mm（３インチ）の内径と、91.4mm（3.6インチ）の外径と、38.1mm（1.5インチ）の長さとを有する。コア部材62は、101.6mm（４インチ）の外径と、135cm（4.5フィート）の長さとを有する。
本実施例は、上記したチューブ状コア集成体の部品が容易に再使用あるいはリサイクルすることができるだけでなく、チューブ状コア集成体が比較的薄壁のコア部材の利点を金属端部部材の強度と組み合わせることができ、これにより端部プラグの支持を必要とすることなく著しく瞬時の衝撃に耐えるのに十分なものとなる。端部部材64は、上記した実施例の組み合わされた端部部材46とカラー44と同じ厚さを有している。
上記した実施例と同様に、金属端部部材64は、適宜の鉄から形成することができる。あるいは、端部部材64は、適宜のプラスチック材料から形成することができる。
次に、図７乃至図９について説明すると、本発明の第３の実施例に係るチューブ状コア集成体は、中空の円筒状コア部材82と、コア部材82の対向する各端部内に取着されるスリーブ部86を有する金属端部部材84と、各スリーブ部86内に取着されたカラー88とを備えている。コア部材84は、上記実施例のコア部材と同様の態様で構成され、カラー88は上記実施例のカラーと同じ態様で構成される。各端部部材84のスリーブ部86は、コア部材82の端部に滑り嵌めされる外側環状面を有するとともに、適宜ののりにより所定の位置にし取着される。各カラー88は、各スリーブ部86に滑り嵌めされる外側環状面を有するとともに、適宜ののりにより所定の位置に取着される。
各端部部材84のスリーブ部86は、コア部材82の端部のスリーブ部86の端部から直径方向の対向する位置において半径方向外方へ突出する矩形断面の一対のラグ90、92を有している。ラグ90、92は、コア部材82の対応する位置にある矩形断面の凹部94、96に配置される。各端部部材84のスリーブ部86はまた、直径方向の対向する位置において半径方向内方へ突出する矩形断面の一対のラグ98、100を有している。各外方へ突出するラグ90、92は、内方へ突出するラグ98または100に隣接しかつ同じ半径上に配置されている。ラグ98、100は、カラー88の対応する位置の矩形断面の凹部102、104に配置されている。ラグ90、98と92、100は、トルクおよび軸線方向のチャック圧をカラー88からコア部材82へ容易に伝達するとともに、これらは、直径方向に対向して配置されているから、チューブ状コア集成体の回転の際に動釣合いを提供することができる。
各カラー88と各端部部材のスリーブ部86は、ラグ90、100と92、102との間の周辺方向の中間位置にそれぞれの端部から内方へ延びる矩形断面の凹部106、108をそれぞれ有し、ロール支持チャックの突起を受けるノッチを形成している。カラー88の内側環状面は、チャックを受けるように形成されている。
図７乃至図９に関して上記したチューブ状コア集成体は、上記した実施例と同じ態様で使用することができる。
カラー88は、約76.2mm乃至約127mm（約３乃至約５インチ）の範囲の内径を有することができ、各端部部材84は約83.82mm乃至約134.62mm（約3.3乃至約5.3インチ）の内径と約3.81mm（約0.15インチ）の壁厚とを有し、コア部材は約101.6mm乃至約152.4mm（約４乃至約６インチ）の範囲の外径を有する。
カラー88は、約38.1mm乃至約127mm（約1.5乃至約５インチ）の範囲の長さを有することができ、各端部部材84は約38.1mm乃至約127mm（約1.5乃至約５インチ）の長さを有し、コア部材82は約60.96cm乃至約304.8cm（約２乃至約10フィート）の範囲の長さを有する。
本発明のこの実施例の特定の例においては、カラー88は76.2mm（３インチ）の内径と38.1mm（1.5インチ）の長さとを有する。端部部材84のスリーブ部86は83.82mm（3.3インチ）の内径と、3.81mm（0.15インチ）の壁厚と、38.1mm（1.5インチ）の長さとを有する。コア部材82は、101.6mm（４インチ）の外径と135cm（4.5フィート）の長さとを有する。
本実施例は、上記したチューブ状コア集成体の部品が容易に再使用あるいはリサイクルすることができるだけでなく、チューブ状コア集成体が比較的薄壁のコア部材の利点を金属端部部材の強度と組み合わせることができる。
上記した実施例と同様に、金属端部部材84は、適宜の鉄から形成することができる。あるいは、端部部材84は、適宜のプラスチック材料から形成することができる。
本発明を、紙ロールについての使用に関して主として説明したが、本発明はプラスチックフィルムのような他のシート材料のロールにも有用である。
当業者には本発明の実施例も明白であり、本発明の範囲は請求の範囲に定められている。
参照符号の説明
42 コア部材 74 凹部
44 環状カラー 76 ノッチ
46 端部部材 82 コア部材
48 スリーブ部 84 端部部材
50 ラグ 86 スリーブ部
52 ラグ 88 カラー
54 凹部 90 ラグ
56 凹部 92 ラグ
58 凹部 94 凹部
60 凹部 96 凹部
61 ノッチ 98 ラグ
62 コア部材 100 ラグ
64 端部部材 102 凹部
66 スリーブ部 104 凹部
68 ラグ 106 凹部
70 ラグ 108 凹部
72 凹部
本発明は、紙その他のシート材料のロール用のチューブ状コア集成体に関する。
発明の背景
1989年10月17日付で付与された米国特許第4,874,139号には、板紙材料の多重ラップ（multiple wraps）により形成された中空の円筒状コア（core）部材と、中空円筒状コア部材の対向する各端部に配設された圧縮木材の環状カラー（collar）とを備えたチューブ状コア集成体が記載されている。かかるチューブ状コア集成体の改良が1993年７月28日付で特許されたカナダ国特許第2,060,363号の要旨となっている。使用後は、チューブ状コア集成体のカラーは、コア部材が、例えば破砕または再パルプ化（repulping）によりリサイクルすることができるように、コア部材から取り出される。カラーもまた、別に破砕および再パルプ化することができる。これらのチューブ状コア集成体は、容易にリサイクルすることができる構成部品を有する使い捨て製品とされている。かかる製品は、数多くの用途に適している。
しかしながら、ある場合、例えば、チューブ状コア集成体が使用中に比較的高い応力を受けるような場合には、チューブ状コア集成体の各端部の少なくともある部分は、板紙材料または圧縮木材の多重ラップよりも強力な材料からつくるのが有利であると考えられる。
前記した各端部は、支持プラグは自動化された大きい容積の圧縮ルームにおいてロール形成系を損なうので、かかるプラグを使用することなく、著しく瞬時的な破砕衝撃に耐えるのに十分な強度を有するのが有利である。
コア部材が１種類または他の種類の金属端部キャップを有しているチューブ状コア集成体を提供することが長年に亘って知られている。しかしながら、かかる先行技術のチューブ状コア集成体の構成部品は、再使用するために損傷を与えることなく金属端部キャップをコア部材から分離するのが困難であるとともに、コア部材は再パルプ化を行なうためには比較的厚く、しかも容易には破砕されないので、容易には再使用またはリサイクルされない。
従って、本発明の目的は、各端部の少なくとも一部が比較的強力な材料からなり、しかも構成部品を容易に再使用またはリサイクルすることができるチューブ状コア集成体を提供することにある。
発明の開示
本発明の一の観点によれば、紙その他のシート材料のロール用のチューブ状コア集成体が提供されている。このチューブ状コア集成体は、板紙材料の多重ラップにより形成される中空の円筒状コア部材と、コア部材の対向する各端部内に配設される環状のカラーとを備え、各カラーは非等方性材料からなる剛性体であるとともにコア部材の内側環状面に取着される外側環状面を有し、更にチューブ状コア集成体の各端部においてカラー内に配置されるスリーブ部を有する金属またはプラスチック材料の環状端部部材を備え、前記スリーブ部はカラーの内側環状面に取着される外側環状面とロール支持チャックを受けるように形成された内側環状面とを有する構成に係る。板紙（paperboard）なる語は、紙を含むものである。
各端部部材のスリーブ部は、チューブ状コア集成体の各端部において一対の直径方向に対向する半径方向へ突出したラグを有することができ、コア部材と各カラーはトルクと軸線方向のチャック圧を端部部材からコア部材へ容易に伝達することができるようにラグを受ける一対の直径方向に対向するラグ受けノッチを各それぞれの端部に有する。
各カラーと端部部材のスリーブ部は、ロール支持チャックの突起を受けるノッチを提供するように、チューブ状コア集成体の各端部においてそれぞれの端部から内方へ延びる凹部を有しており、突起受けノッチは前記対をなすラグノッチ間の周方向の中間に配置される。
使用後は、金属またはプラスチック環状端部部材、カラーおよびコア部材は、端部部材に損傷を与えることなく容易に分離することができる。端部部材はかくして再使用することができ、カラーおよびコア部材はリサイクルすることができる。
各環状の端部部材のスリーブ部は、約76.2mm乃至約127mm（約３乃至約５インチ）の範囲の内径と、約3.81mm（約0.15インチ）の壁厚とを有することができ、各カラーは約83.82乃至約134.62mm（約3.5乃至約5.5インチ）の範囲の外径を有することができ、コア部材は約101.6mm乃至約152.4mm（約４乃至約６インチ）の範囲の外径を有することができる。各環状部材のスリーブ部は約38.1mm乃至約127mm（約1.5乃至約５インチ）の範囲の長さを有することができ、各カラーは約50.8mm乃至約152.4mm（約２乃至約６インチ）の範囲の長さを有することができ、コア部材は約60.96cm乃至約304.8cm（約２乃至約10フィート）の範囲の長さを有することができる。
本発明の別の観点によれば、紙その他のシート状材料のロール用のチューブ状コア集成体が提供されている。このチューブ状コア集成体は、板紙材料の多重ラップにより形成される中空の円筒状コア部材と、コア部材の対向する各端部内に配設され、コア部材の内側環状面に取着される外側環状面とロール支持チャックを受けるように形成された内側環状面とを有する金属またはプラスチック材料の環状端部部材とを備えている。
各端部部材は、チューブ状コア集成体の各端部の直径方向に対向する位置において一対の半径方向に突出するラグを有し、コア部材はトルクと軸線方向のチャック圧を端部部材からコア部材へ容易に伝達することができるように各端部部材の各ラグを受ける一対のラグ受けノッチを各端部に有している。各端部部材は、ロール支持チャックの突起を受けるようにチューブ状コア集成体の各端部から内方へ延びるノッチを有し、突起を受ける該ノッチは対をなすラグノッチ間の周方向の中間に配置される。
使用後は、端部部材は、コア部材から損傷なしに容易に分離することができる。端部部材はかくして再使用することができ、コア部材は、例えば、破砕および再パルプ化によりリサイクルすることができる。
端部部材の壁厚のコア部材の壁厚に対する比は、約1.3:1乃至約1.5:1の範囲とすることができる。
各端部部材は、約76.2mm乃至約127mm（約３乃至約５インチ）の範囲の内径と、約88.9mm乃至約139.7mm（約3.5乃至約5.5イチ）の範囲の外径とを有することができ、コア部材は約101.6mm乃至約152.4mm（約４乃至約６インチ）の範囲の外径を有することができる。各端部部材は、約38.11mm乃至約127mm（約1.5乃至約５インチ）の範囲の長さを有することができ、コア部材は約60.96cm乃至約304.8cm（約２乃至約10フィート）の長さを有することができる。
各ラグは略矩形の断面を有し、各ラグ受けノッチは各ラグが締り嵌めする対応する矩形断面を有することができる。
本発明の更に別の観点によれば、紙その他のシート状材料のロール用のチューブ状コア集成体が提供されている。このチューブ状コア集成体は、板紙材料の多重ラップにより形成される中空の円筒状コア部材と、コア部材の対向する各端部内に配設され、コア部材の内側環状面に取着される外側環状面を有する金属またはプラスチック材料の環状端部部材と、チューブ状コア集成体の各端部において環状端部部材内に配置され、非等方性材料から形成され、端部部材の内側環状面に取着される外側面とロール支持チャックを受ける形状に形成された内側環状面とを有する環状カラーとを備え、各端部部材はチューブ状コア集成体の各端部において少なくとも１つの半径方向外方へ突出するラグを有し、コア部材は各端部に外方へ突出するラグを受ける少なくとも１つのラグ受けノッチを有し、各端部部材はまたチューブ状コア集成体の各端部に少なくとも１つの半径方向内方へ突出するラグを有し、カラーは各端部に内方へ突出するラグを受ける少なくとも１つのラグ受けノッチを有する構成に係る。外方および内方へ突出するラグはトルクと軸線方向のチャック圧をカラーからコア部材へ容易に伝達する。
外方および内方へ突出するラグは、互いに隣接しかつ同じ半径上に位置することができる。
各端部部材は、直径方向に対向する位置に一対の前記外方へ突出するラグを有するとともに、直径方向に対向する位置に一対の前記内方へ突出するラグを有し、各外方へ突出するラグは内方へ突出する各１つのラグに隣接しかつこのラグと同じ半径上に位置するように構成することができる。
各端部部材と各カラーはそれぞれ、ロール支持チャックの突起を受けるノッチを提供するようにチューブ状コア集成体の各端部においてそれぞれの端部から内方へ延びる凹部を有し、前記突起受けノッチは前記対をなす外方および内方へ突出するラグ間の周方向の中間に配置されるように構成することができる。
各カラーは、約76.2mm乃至約127mm（約３乃至約５インチ）の範囲の内径を有し、各端部部材は約83.82mm乃至約134.62mm（約3.3乃至約5.3インチ）の範囲の内径と約3.81mm（約0.15インチ）の壁厚とを有し、コア部材は約101.6mm乃至約152.4mm（約４乃至約６インチ）の範囲の外径を有するように構成することができる。
各カラーは、約38.1mm乃至約127mm（約1.5乃至約５インチ）の範囲の長さを有し、各端部部材は約38.1mm乃至約127mm（約1.5乃至約５インチ）の範囲の長さを有し、コア部材は約60.96cm乃至約304.8cm（約２乃至約10フィート）の範囲の長さを有することができる。
【図面の簡単な説明】
以下、本発明の実施例を、一例として、図面に関して説明するが、図面において、
図１は、本発明の一実施例に係るチューブ状コア集成体の分解斜視図であり、
図２は、集成した状態にある図１のチューブ状コア集成体側断面図であり、
図３は、図２のチューブ状コア集成体の端面図であり、
図４は、本発明の第２の実施例に係るチューブ状コア集成体の分解斜視図であり、
図５は、集成状態にある図４のチューブ状コア集成体の側断面図であり、
図６は、図５のチューブ状コア集成体の端面図であり、
図７は、本発明の第３の実施例に係るチューブ状コア集成体の分解斜視図であり、
図８は、図７のチューブ状コア集成体の側断面図であり、
図９は、図７のチューブ状コア集成体の端面図である。
発明を実施するための最良の形態
図面について説明すると、図１および図２には、中空円筒状のコア部材42と、コア部材42の対向する各端部内に取着される環状のカラー44と、各カラー44内に取着されるスリーブ部48を有する金属性の環状端部部材46とを備えた本発明の第１の実施例に係るチューブ状コア集成体が示されている。コア部材42は、厚さが0.3mm（0.012インチ）の約90％木繊維である螺旋状に巻いたクラフト板紙のストリップ（即ち、プライ）から形成され、これらのストリップは幅が約25.4cm（約10インチ）であり、約20゜の巻き角度で巻かれている。コア部材42は、1965年７月13日付で付与された米国特許第3,194,275［ビッグズ・ジュニア（Biggs,Jr.）等］の記載に従って構成することができる。この米国特許には、カーペット材料のような重質のシート材料のコアまたはキャリヤとして使用されるべき螺旋状に巻かれた紙チューブが記載されており、このチューブは約365.76cm（約12フィート）の長さを通常は有している。これに対して、本発明のコア部材42は、通常は、長さが約152.4乃至304.8cm（約５乃至10フィート）である。紙ロール用の従来のコア部材は通常、厚さが約0.89mm（約0.035インチ）、幅が約10.16乃至12.7cm（約４乃至５インチ）で、螺旋巻き角度が約65゜のプライから形成される。
本発明の好ましい実施例において使用される、上記したクラフト板紙は、上記した態様で形成されるコア部材42に組み込まれると、コア部材12の長手方向と略平行しかつ寸法安定性の保持に寄与する比較的長い繊維を有する。
各カラー44は、例えば、成形木材（moldwood）のような圧縮木材のごとき非等方性（non−isotropic）の材料から形成され、コア部材12の端部に滑り嵌めする外側環状面を有している。各カラー44は、トルクがカラー44からコア部材42に的確に伝達されるように適宜ののり（glue）により所定位置に取着される。
各金属端部部材46のスリーブ部48は、各カラー14に滑り嵌めされる外側環状面を有するとともに、適宜ののりで所定位置に取着される外側環状面を有している。各端部部材46は、コア部材42の端部のスリーブ部48の端部から直径方向の対向する位置において半径方向外方へ突出する矩形断面の一対のラグ（lug）50、52を有している。ラグ50、52はカラー44およびコア部材42の対応する位置にある矩形断面の凹部54、56および58、60にそれぞれ配置される。ラグ50、52は、トルクおよび軸線方向のチャック圧を端部部材46からコア部材42へ容易に伝達するとともに、これらは、直径方向に対向して配置されているから、チューブ状コア集成体の回転の際に動釣合いを提供することができる。
各金属端部部材46のスリーブ部48と各カラー44は、ラグ50と52との間の周方向中間位置においてそれぞれの端部から内方へ延びる矩形断面のノッチ61、62をそれぞれ有し、ロール支持チャックの突起を受けるようになっている。各金属端部部材46のスリーブ部48の内側環状面は、チャックを受けることができる形状に形成されている。
図１乃至図３に関して説明したチューブ状のコア集成体は、紙ロールのコアとして有用である。実際に、紙ロールは、重さが約１トンであり、直径が約40インチとすることができる。紙がコアに巻かれあるいはコアから巻き出されるときには、紙は一定の線速度で走行するから、ロールの径が減少するにつれて、分当り160−1600回転の速度となる。
使用後は、金属の端部部材48は、カラー44から損傷を受けることなく取り出す（pry）ことができ、かつ、カラー44はコア部材12から取り出すことができる。金属端部部材48は再使用することができるとともに、カラー44とコア部材44は破砕または再パルプ化により別にリサイクルすることができる。
金属端部部材６のスリーブ部48は、約76.2mm乃至約127mm（約３乃至約５インチ）の範囲の内径と、約3.81mm（約0.15インチ）の壁厚を有することができ、各カラー44は約83.82mm乃至約134.62mm（約3.5乃至約5.5インチ）の範囲の外径を有し、コア部材42は約101.6mm乃至約152.4mm（約４乃至約６インチ）の範囲の外径を有する。
金属端部部材46のスリーブ部48は、約38.1mm乃至約127mm（約1.5乃至約５インチ）の範囲の長さを有することができ、各カラー44は約50.8mm乃至約152.4mm（約２乃至約６インチ）の範囲の長さを有し、コア部材42は約60.96cm乃至約304.8cm（約２乃至約10フィート）の範囲の長さを有する。
本発明のこの実施例の特定例においては、金属端部部材48のスリーブ部48は76.2mm（３インチ）の内径と、3.81mm（0.15インチ）の壁厚と、38.1mm（1.5インチ）の長さとを有する。カラー44は、91.4mm（3.6インチ）の外径と、50.8mm（２インチ）の長さとを有する。コア部材42は、101.6mm（４インチ）の外径と、135cm（4.5フィート）の長さとを有する。
金属端部部材46は、適宜の鉄、例えば、炭素C10または炭素C20からつくることができる。あるいは、端部部材46は、適宜のプラスチック材料、例えば、射出成形等級の25％ガラス充填ナイロンタイプ６から形成することができる。
本実施例は、上記したチューブ状コア集成体の部品が容易に再使用あるいはリサイクルすることができるだけでなく、チューブ状コア集成体が比較的薄壁のコア部材の利点を金属端部部材の強度と組み合わせることができる。
次に、図４乃至６について説明すると、本発明の第２の実施例に係るチューブ状コア集成体は、中空の円筒状コア部材62と、コア部材62の対向する各端部内に配置されるスリーブ部66を有する厚肉の環状端部部材64とを備えている。コア部材62は、上記実施例のコア部材42と同様の態様で構成される。
各端部部材64のスリーブ部66は、コア部材62の端部に滑り嵌めされる外側環状面を有するとともに、適宜ののりにより所定の位置に取着される。各端部部材64は、コア部材62の端部のスリーブ部66の端部から直径方向の対向する位置において半径方向外方へ突出する矩形断面の一対のラグ68、70を有している。ラグ68、70は、コア部材62の対応する位置にある矩形断面の凹部72、74に配置される。ラグ60、70は、トルクおよび軸線方向のチャック圧を金属端部部材66からコア部材62へ容易に伝達するとともに、これらは、直径方向に対向して配置されているから、チューブ状コア集成体の回転の際に動釣合いを提供することができる。
各金属端部部材64のスリーブ部66は、ラグ68と70との間の周方向の中間位置においてそれぞれの端部から内方へ延びる矩形断面のノッチ76を有し、ロール支持チャックの突起を受けるようになっている。スリーブ部66の内側面は、チャックを受けることができる形状に形成されている。
図４乃至図６に関して上記したチューブ状コア集成体は、上記した実施例と同じ態様で使用することができる。
端部部材の壁厚のコア部材の壁厚に対する比は、約1.3:1乃至約1.5:1の範囲にある。各端部部材64のスリーブ部66は、約76.2mm乃至約127mm（約３乃至約５インチ）の範囲の内径と、約88.9mm乃至約139.7mm（約3.5乃至約5.5インチ）の範囲の外径とを有している。コア部材62は、約60.98cm乃至約304.8cm（約２乃至約10フィート）の範囲の長さを有している。
本発明の特定の例においては、端部部材の壁厚のコア部材の厚さに対する比は、1.5:1である。各端部部材64のスリーブ部66は、76.2mm（３インチ）の内径と、91.4mm（3.6インチ）の外径と、38.1mm（1.5インチ）の長さとを有する。コア部材62は、101.6mm（４インチ）の外径と、135cm（4.5フィート）の長さとを有する。
本実施例は、上記したチューブ状コア集成体の部品が容易に再使用あるいはリサイクルすることができるだけでなく、チューブ状コア集成体が比較的薄壁のコア部材の利点を金属端部部材の強度と組み合わせることができ、これにより端部プラグの支持を必要とすることなく著しく瞬時の衝撃に耐えるのに十分なものとなる。端部部材64は、上記した実施例の組み合わされた端部部材46とカラー44と同じ厚さを有している。
上記した実施例と同様に、金属端部部材64は、適宜の鉄から形成することができる。あるいは、端部部材64は、適宜のプラスチック材料から形成することができる。
次に、図７乃至図９について説明すると、本発明の第３の実施例に係るチューブ状コア集成体は、中空の円筒状コア部材82と、コア部材82の対向する各端部内に取着されるスリーブ部86を有する金属端部部材84と、各スリーブ部86内に取着されたカラー88とを備えている。コア部材84は、上記実施例のコア部材と同様の態様で構成され、カラー88は上記実施例のカラーと同じ態様で構成される。各端部部材84のスリーブ部86は、コア部材82の端部に滑り嵌めされる外側環状面を有するとともに、適宜ののりにより所定の位置にし取着される。各カラー88は、各スリーブ部86に滑り嵌めされる外側環状面を有するとともに、適宜ののりにより所定の位置に取着される。
各端部部材84のスリーブ部86は、コア部材82の端部のスリーブ部86の端部から直径方向の対向する位置において半径方向外方へ突出する矩形断面の一対のラグ90、92を有している。ラグ90、92は、コア部材82の対応する位置にある矩形断面の凹部94、96に配置される。各端部部材84のスリーブ部86はまた、直径方向の対向する位置において半径方向内方へ突出する矩形断面の一対のラグ98、100を有している。各外方へ突出するラグ90、92は、内方へ突出するラグ98または100に隣接しかつ同じ半径上に配置されている。ラグ98、100は、カラー88の対応する位置の矩形断面の凹部102、104に配置されている。ラグ90、98と92、100は、トルクおよび軸線方向のチャック圧をカラー88からコア部材82へ容易に伝達するとともに、これらは、直径方向に対向して配置されているから、チューブ状コア集成体の回転の際に動釣合いを提供することができる。
各カラー88と各端部部材のスリーブ部86は、ラグ90、100と92、102との間の周辺方向の中間位置にそれぞれの端部から内方へ延びる矩形断面の凹部106、108をそれぞれ有し、ロール支持チャックの突起を受けるノッチを形成している。カラー88の内側環状面は、チャックを受けるように形成されている。
図７乃至図９に関して上記したチューブ状コア集成体は、上記した実施例と同じ態様で使用することができる。
カラー88は、約76.2mm乃至約127mm（約３乃至約５インチ）の範囲の内径を有することができ、各端部部材84は約83.82mm乃至約134.62mm（約3.3乃至約5.3インチ）の内径と約3.81mm（約0.15インチ）の壁厚とを有し、コア部材は約101.6mm乃至約152.4mm（約４乃至約６インチ）の範囲の外径を有する。
カラー88は、約38.1mm乃至約127mm（約1.5乃至約５インチ）の範囲の長さを有することができ、各端部部材84は約38.1mm乃至約127mm（約1.5乃至約５インチ）の長さを有し、コア部材82は約60.96cm乃至約304.8cm（約２乃至約10フィート）の範囲の長さを有する。
本発明のこの実施例の特定の例においては、カラー88は76.2mm（３インチ）の内径と38.1mm（1.5インチ）の長さとを有する。端部部材84のスリーブ部86は83.82mm（3.3インチ）の内径と、3.81mm（0.15インチ）の壁厚と、38.1mm（1.5インチ）の長さとを有する。コア部材82は、101.6mm（４インチ）の外径と135cm（4.5フィート）の長さとを有する。
本実施例は、上記したチューブ状コア集成体の部品が容易に再使用あるいはリサイクルすることができるだけでなく、チューブ状コア集成体が比較的薄壁のコア部材の利点を金属端部部材の強度と組み合わせることができる。
上記した実施例と同様に、金属端部部材84は、適宜の鉄から形成することができる。あるいは、端部部材84は、適宜のプラスチック材料から形成することができる。
本発明を、紙ロールについての使用に関して主として説明したが、本発明はプラスチックフィルムのような他のシート材料のロールにも有用である。
当業者には本発明の実施例も明白であり、本発明の範囲は請求の範囲に定められている。
参照符号の説明
42 コア部材 74 凹部
44 環状カラー 76 ノッチ
46 端部部材 82 コア部材
48 スリーブ部 84 端部部材
50 ラグ 86 スリーブ部
52 ラグ 88 カラー
54 凹部 90 ラグ
56 凹部 92 ラグ
58 凹部 94 凹部
60 凹部 96 凹部
61 ノッチ 98 ラグ
62 コア部材 100 ラグ
64 端部部材 102 凹部
66 スリーブ部 104 凹部
68 ラグ 106 凹部
70 ラグ 108 凹部
72 凹部
Claims (8)
- 板紙材料の多重ラップにより形成される中空の円筒状コア部材と、
コア部材の対向する各端部内に配設される環状のカラーとを備え、
各カラーは非等方性材料からなる剛性体であるとともにコア部材の内側環状面に取着される外側環状面を有するとともに、それぞれチューブ状コア集成体の各端部においてそれぞれの端部から内方へ延び、しかもロール支持チャックの突起を受けるように各端部部材のノッチが着座する凹部を有している紙その他のシート材料のロール用のチューブ状コア集成体において、
スリーブ部（48）を有する金属またはプラスチック材料の環状端部部材が（46）チューブ状コア集成体の各端部においてカラー（44）内に配置され、前記スリーブ部（48）はカラーの内側環状面に取着される外側環状面とロール支持チャックを受けるように形成された内側環状面とを有し、各端部部材（46）のスリーブ部（48）はチューブ状コア集成体の各端部において一対の直径方向に対向する半径方向に突出したラグ（50、52）を有し、コア部材（42）と各カラー（44）はトルクと軸線方向のチャック圧を端部部材（46）からコア部材（42）へ容易に伝達することができるようにラグ（50、52）を受ける一対の直径方向に対向するラグ受けノッチ（58、54および60、56）を各端部に有し、
各カラー（44）と端部部材のスリーブ部（48）はロール支持チャックの突起を受けるノッチ（62、61）を提供するように、チューブ状コア集成体の各端部においてそれぞれの端部から内方へ延びる凹部（62および61）を有するとともに、突起受けノッチ（62、61）は対をなすラグノッチ（58、54および60、56）間の周方向の中間に配置されていることを特徴とするチューブ状コア集成体。 - 各環状の端部部材（46）のスリーブ部（48）は約76.2mm乃至約127mm（約３乃至約５インチ）の範囲の内径と、約3.81mm（0.15インチ）の壁厚とを有し、各カラーは約83.82mm乃至約134.62mm（約3.5乃至約5.5インチ）の範囲の外径を有し、コア部材（42）は約101.6mm乃至約152.4mm（約４乃至約６インチ）の範囲の外径を有することを特徴とする請求項１に記載のチューブ状コア集成体。
- 各環状部材（46）のスリーブ部（48）は約38.1mm乃至約127mm（約1.5乃至約５インチ）の範囲の長さを有し、各カラー（44）は約50.8mm乃至約152.4mm（約２乃至約６インチ）の範囲の長さを有し、コア部材（42）は約60.96cm乃至約304.8cm（約２乃至約10フィート）の範囲の長さを有することを特徴とする請求項２に記載のチューブ状コア集成体。
- 板紙材料の多量ラップにより形成される中空の円筒状コア部材と、
コア部材の対向する各端部内に配設され、コア部材の内側環状面に取着される外側環状面とロール支持チャックを受けるように形成された内側環状面とを有する金属またはプラスチック材料の環状端部部材とを備えた紙その他のシート状材料のロール用のチューブ状コア集成体において、
各端部部材（64）がチューブ状コア集成体の各端部における直径方向に対向する位置に一対の半径方向へ突出するラグ（68、70）を備え、コア部材（62）はトルクと軸線方向のチャック圧を端部部材（64）からコア部材（62）へ容易に伝達することができるように各端部部材（64）のラグ（68、70）を受ける一対のラグ受けノッチ（72、74）を各端部に有し、
各端部部材（64）はロール支持チャックの突起を受けるようにチューブ状コア集成体の各端部から内方へ延びるノッチ（76）を有し、突起を受けるノッチ（76）は前記対をなすラグノッチ（72、74）間の周方向の中間に配置されていることを特徴とするチューブ状コア集成体。 - 各端部部材（64）の壁厚のコア部材（62）の壁厚に対する比は約1.3:1乃至約1.5:1の範囲にあることを特徴とする請求項４に記載のチューブ状コア集成体。
- 各端部部材（64）は約76.2mm乃至約127mm（約３乃至約５インチ）の範囲の内径と、約88.9mm乃至約139.7mm（約3.5乃至約5.5インチ）の範囲の外径とを有し、コア部材（62）は約101.6mm乃至約152.4mm（約４乃至約６インチ）の範囲の外径を有することを特徴とする請求項４に記載のチューブ状コア集成体。
- 各端部部材（64）は約38.1mm乃至約127mm（約1.5乃至約５インチ）の範囲の長さを有し、コア部材（62）は約60.96cm乃至約304.8cm（約２乃至約10フィート）の長さを有することを特徴とする請求項６に記載のチューブ状コア集成体。
- 各ラグ（68、70）は略矩形の断面を有し、各ラグ受けノッチ（72、74）は各ラグ（68、70）が締り嵌めする対応する矩形断面を有することを特徴とする請求項４に記載のチューブ状コア集成体。
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