JP5150351B2 - 紙管用口金及び紙管 - Google Patents

Description

この発明は、紙管の端部に嵌着する口金及びその口金を嵌着した紙管に関する。

紙管はその外周面にフィルム、シート、箔、紙、布等のシート状物を巻回するのに用いられる。シート状物を紙管に巻回したり、巻回したシート状物を使用する際には、紙管は高速で回転させられる。その際、紙管を支持する両端部には大きなトルク強度がかかるため、紙管の両端部には金属製の口金が嵌着され、補強されている。
例えば、鍔部を有する口金の胴部の内周面などに数箇所ポンチング処理を施すことにより、口金と紙管を固定している（下記特許文献1、特許文献２参照）。口金が紙管から外れにくいポンチングの形状の提案により、口金と紙管の固定は改善されてきている。

紙管は印刷輪転機などで使用される際にチャック装置により回転軸に固定される。チャック機構としては円錐形状で紙管の両端部に押し込むことにより固定するものがある（コーンチャック）。また、複数個の爪（チャック）が紙管の内部で外側に拡張して紙管の両端部の内周面を固定するものもある（エキスパンド式チャック）。チャックが紙管の口金に食い込むことにより固定されている。
紙管が回転軸に対して、ぶれた状態で回転軸に挿入された場合、想定される設定値よりも低い力でチャックされるときがある。口金の内周面が平滑である従来の口金では、高速回転や急ブレーキにより大きなトルクがかかると、耐え切れずチャックが口金から外れることがある。チャックと口金はともに金属製であり、高速で空転することにより摩擦熱で口金とチャックが高温に発熱する。その結果、口金またはチャックに接する紙管が発火するなどの問題が生じている。
新聞用紙用印刷輪転機においては高速で印刷されるため、新聞用紙は1ロールあたりの巻き径、巻き重量が大きい。このため、急ブレーキの操作の際には、大きなトルク強度がかかるため、特に問題視されている。
実開平６−５９４３公報 特開２００２−２７４７５７公報

この発明は上記の問題点を解消するためになされたものであり、口金とチャックとのスリップを防止することにより、より安全に安定した高速での使用が可能な紙管用の口金およびその紙管を提供することを目的とする。

第１の課題解決手段による口金は、紙管の端部に嵌着される口金であって、円筒状の胴部と、前記胴部の一端に形成される円形状の鍔部とからなり、前記胴部の内周面の少なくとも一部に軸方向に凹凸形状が連続して形成されていることを特徴とする。

第２の課題解決手段による口金は、第１の課題解決手段において、前記凹凸形状の周方向の段差が０．１〜１．５ｍｍで形成されていることを特徴とする。

第３の課題解決手段による口金は、第１または第２の課題解決手段において、前記凹凸形状が周方向に１〜３ｍｍのピッチで形成されていることを特徴とする。

第４の課題解決手段による紙管は、第１から第３の課題解決手段における口金が紙管端部に嵌着されていることを特徴とする。

第５の課題解決手段による紙管は、第４の課題解決手段において、用途が新聞用紙用であること特徴とする。

第１の課題解決手段の口金によれば、口金の胴部の内周面の少なくとも一部に軸方向に凹凸形状を連続的に形成されているため、回転方向の抵抗を大きくすることにより、チャックと口金のスリップを防止することができるという効果がある。また、コーンチャック、エキスパンド式チャックともに対応することが可能である。

第２の課題解決手段の口金によれば、凹凸形状の周方向の段差が０．１〜１．５mmに形成されているため、凹凸形状がチャックのリブと係合することができ、口金とチャックのスリップを防止することを可能とする口金を提供できる。

第３の課題解決手段の口金によれば、凹凸形状が周方向に１〜３ｍｍのピッチで形成されているため、複数個のチャックに設けられた複数本のリブと確実に係合することが可能な口金を提供でき、スリップを防止できるという効果がある。

第４の課題解決手段の紙管によれば、高速運転において、急ブレーキの操作の際に、口金とチャックのスリップを防止することができるという効果がある。

第５の課題解決手段の紙管によれば、特に紙管外周面にシート状物が大きく巻き取られ、1ロールあたりの重量が大きく、印刷スピードが高速である新聞用紙用の用途において安心、安全に作業が可能であるという効果がある。

次に、本発明の実施形態を、図を参照しながら説明するが、本発明は実施例のみに限定されるものではない。
なお、以下の説明において、「左右」は図３のそれらをいう。

図1は本発明による口金１の実施形態を示す正面図である。図２は口金１とチャック片（爪）６の関係を示す図である。

この実施形態の口金１は紙管２０の端部に嵌着されるものであって、図1に示すように、円筒状の胴部２とその胴部２の一端に設けられた円形状の鍔部３とからなる。
胴部２には鍔部３側にＲ取りされたコーナー部５が設けられている。胴部３の他端には紙管２０に嵌め易いように漸次縮径された縮径部が設けられていても構わない。
口金１の材質は金属製であり、特に限定されるものではないが、表面処理鋼板、冷延鋼板、高張力鋼板が好ましい。鋼板肉厚は０．６ｍｍ〜１．５ｍｍ程度が好ましい。

図２に示すように、口金１の胴部２の内周面には、軸方向に向かって凹凸形状４が連続的に設けられている。凹凸形状４はチャック装置のチャック片６に設けられたリブ７と係合し、噛み合うような形状に形成される。凹凸形状４は、図３（a）に示すような断面形状が山型、（ｂ）に示すような凹凸型が好ましいが、特に限定されるものではない。

凹凸形状４は、口金１の周方向の段差が０．１〜１．５ｍｍで形成されたものが好ましい。段差が０．１ｍｍ未満であると、チャック片６のリブ７の先端が凹凸形状４に引っかかることができないため、効果が乏しい。段差が１．５ｍｍよりも大きいと、口金１への凹凸形状４の加工が困難であり、また、口金１の真円性が劣るため、効果が乏しい。

凹凸形状４は、口金１の内周面の周方向に１〜３ｍｍのピッチで軸方向にストレートに形成されたものが好ましい。ピッチが１ｍｍ未満であると、凹凸形状４が鋭利な形状となりすぎ、凹凸形状４自体の強度が不足するため、効果が乏しい。ピッチが３ｍｍよりも大きいと、ピッチの間隔が広いすぎるため、チャック片６に形成された数本のリブ７のうち、凹凸形状４と噛み合わないリブ７が存在してしまい、効果が乏しい。

凹凸形状４は胴部２のコーナー部５から胴部２先端まで内周面全体に一周形成されていても良いし、胴部２の軸方向の一部分、例えば、コーナー部付近にのみ周方向に一周形成されていても構わない。また、ポンチング処理を行う部分を避けて設けて凹凸形状を形成しても構わない。チャック装置の機構によって、適宜設計がなされる。
凹凸形状４の成形方法は、特に限定されるものではなく、ローレット加工などの公知または慣用の成形方法を適宜利用できる。

口金１は胴部２の内周面にポンチング処理（図示しない）されることにより紙管２０に嵌着される。ポンチングの形状、個数は特に限定されるものではなく、公知または慣用の成形方法を適宜利用できる。

図４、図５により、エキスパンド式のチャック装置について概略を説明する。回転軸の先端にはテーパー軸８が設けられ、周方向に等間隔にテーパー溝９が設けられている。テーパー溝９は先端に向かって漸次溝が深くなるように形成されている。通常は、９０度、または１２０度間隔で設けられている。テーパー溝９にはチャック片６が取り付けられる。チャック片６は紙管２０の端部に当接する当接面１０と、紙管２０内面を支持する支持面１１と、テーパー軸８のテーパー溝９に嵌め込まれるテーパー面１２とからなる。支持面１１には口金１に食い込み、スリップを防止するように軸方向に直線的なリブ７が数本設けられている。リブ７のピッチは1〜３ｍｍ程度、深さは１〜２ｍｍ程度である。
チャック片６はバネ１３によって、テーパー軸８の先端に向かって押されるようになっている。テーパー軸８の先端にはカバー１４が設けられチャック片６を停止している。通常の状態ではチャック片６の支持面１１と紙管２０の内周面とには隙間が空いている。

油圧シリンダーなどによってテーパー軸８を紙管２０の端部から押し込むと、紙管２０の端部がチャック片６の当接面１０に当接する。チャック片６は紙管２０によって右側に押され、テーパー溝９をスライドしていく。やがて、チャック片６の支持面１１が紙管２０の内周面に当接し、さらにリブ７が口金１に食い込むことによって、紙管２０がテーパー軸８に固定される。

本発明の口金１においては、凹凸形状４がチャック片６のリブ７に係り止めされ、ギアのように噛み合い、口金１とチャック片６とを固定できるため、回転方向の抵抗が大きくなり、スリップを防止することができる。従来の口金は、リブ７が口金１に食い込んでいるだけであったが、本発明の口金１はさらにチャック片６のリブ７が凹凸形状４と噛み合っているため、チャック片６のリブ７の磨耗を軽減し、チャック片６の交換の頻度を抑えることもできる。

次に本発明の効果を明らかにするために実施例を説明する。
口金の一例としては、鍔部の外径１０６ｍｍ、胴部の外径８０．５ｍｍ、高さ４８ｍｍ、鋼板肉厚１．２ｍｍの表面処理鋼板製の口金がある。口金の胴部の内周面に軸方向に凹凸形状を連続して形成した。凹凸形状は、凹凸型ストレートであり、段差は０．２２ｍｍ、ピッチは１．６ｍｍである。凹凸形状はローレット加工により形成した。その口金の胴部に所定のポンチング処理を施すことにより紙管端部に口金を嵌着した。ポンチングは１５箇所とした。この場合の紙管は、内径７９ｍｍ、外径１０９ｍｍ、厚み１５ｍｍ、長さ１６２８ｍｍとした。チャック装置はエキスパンド式４つ爪チャックを用い、回転軸の押圧は１トンとした。チャック片のリブは段差１．０ｍｍ、ピッチ１．６ｍｍのものを用いた。口金とチャックがスリップするトルク強度を測定した。
比較例として、口金の胴部の内周面に凹凸形状を施さない平滑な口金についても口金とチャックがスリップするトルク強度を測定した。
実施例での口金とチャックがスリップするトルク強度は、７７８Ｎ・ｍであった。これに対し、比較例でのトルク強度は６５６Ｎ・ｍであった。
通常、新聞用印刷輪転機では、１時間当たり１０万〜２０万部印刷を行うため、高速運転がなされる。１ロールの巻き径は１０００〜１５００ｍｍであり、１ロールの巻き重量は１〜１．５トンである。回転軸の押圧は１トンであり、チャック装置はエキスパンド式４つ爪チャックである。この場合、急ブレーキ時に紙管にかかるトルクは５８８Ｎ・ｍとされている。
口金の胴部に凹凸形状を形成させることにより、口金とチャックがスリップするまでのトルク強度が向上し、新聞用印刷輪転機における機械設計に対する安全率を向上させることができた。

本発明による口金の実施形態を示す斜視図である。 口金とチャック片の関係を示す図である。 凹凸形状を示す断面図である。 チャック装置を概略的に示す図である。 紙管が支持された状態を概略的に示す図である。

符号の説明

１ 口金
２ 胴部
３ 鍔部
４ 凹凸形状
６ チャック片
７ リブ
２０ 紙管

Claims (2)

1. 新聞用紙用の紙管の端部に嵌着される金属製の口金であって、円筒状の胴部と、前記胴部の一端に形成される円形状の鍔部とからなり、前記胴部の内周面の少なくとも一部に、軸方向にのびる凹凸形状がチャックのリブと噛み合うように周方向に１〜３ｍｍのピッチで連続して形成され、前記凹凸形状の周方向の段差が０．１〜１．５ｍｍであることを特徴とする口金。
2. 請求項１記載の口金が紙管端部に嵌着されていることを特徴とする新聞用紙用の紙管。

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