JPH04185327A - 円筒体の巻回成形方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、紙管等の円筒体を成形するための巻回成形方
法及び装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、紙シートを巻いて紙管を成形するための公知の方
法は、■スパイラル方式と、■千巻方式とに大別される
。

スパイラル方式は、所定の小幅に裁断された紙シートを
巻軸の軸方向に移動させなから螺旋状に巻く方法である
。一方、千巻方式は、紙シートを原紙幅のまま巻軸の軸
方向に移動させないで、該紙シートの両側縁を重ねて積
層するように巻く方法である。

一般的に、紙管は、種々のフィルムやシートの巻芯とし
ての用途に供される。例えば、家庭用のラップフィルム
や、農業用のビニールシートや、新聞用原紙や、織物等
の巻芯として用いることか知られている。これらの紙管
は、経済性の点から高スピードでの生産を要求されるた
め、スパイラル方式を採用することか多い。−方、特殊
用途であるか、紙管は、溶鋼等の溶融金属を測定するだ
めのプローブの外装材として用いることか知られている
。このような外装材のために使用する紙管は、高温雰囲
気内での使用に耐えるため、厚肉とすることか必要であ
る。

この紙管を生産する場合も、経済的理由からスパイラル
方式を採用することか多いか、紙管の耐熱強度又は機械
強度を向上するためには、千巻方式も有利である。

ところて、成形された紙管の性質は、紙シートの繊維の
流れ方向（所謂繊維の目）に左右される。平巻方式によ
り成形された紙管は、紙シートの繊維の目か一方向に定
まるため、経時的に寸法変化を生し易い。紙は、繊維の
目の方向には縮み難いか、繊維の目と直交する方向には
縮み易いからである。従って、繊維の目を周方向に配向
した紙管は、軸方向に収縮し易く、しかも、折れ易いも
のとなる。これに対して、スパイラル方式により成形さ
れた紙管は、繊維の目もスパイラル状となるため、この
繊維の目に起因する寸法変化は生じ難く、折れ難いもの
となる。然しなから、スパイラル方式の場合、小幅帯状
の紙シートの巻付成形時に、紙シートの側縁の合わせ目
にどうしても隙間を生じる傾向があるため、成形された
紙管の断面が完全な密にならず、紙シートの合わせ目に
より形成された小さな空間か多数存在することになる。

このため、スパイラル方式により成形した紙管の場合、
大気中の湿気により伸縮を生じ易く、高湿度下では、数
日間放置すると数パーセントも伸長することか知られて
いる。

〔発明か解決しようとする課題〕

前述したスパイラル方式及び平巻方式の何れの方式にお
いても、巻軸（仮芯）に紙シートを巻付けるに際し、紙
シートには、常に引張力が付与される。即ち、巻軸の周
面には係止用スリットか形成されており、このスリット
に紙シートの先端を挿入し、この状態から巻軸を回転す
ることにより紙シートを牽引しつつ引き寄せ、巻軸上に
巻付けるため、牽引中の紙シートは、この引張力に耐え
なければならない。この際、巻軸上に巻回される内外層
の紙シートを接着させるため、紙シー１〜は予め接着剤
を塗布された湿潤状態にあり機械的強度を脆弱化してい
るから、前記巻取時に裂損事故を生じ易いという問題が
ある。そして、裂損事故を完全防止するためには、前記
引張強度に打ち勝つだけの十分な紙質と肉厚の紙シート
を用いなければならず、紙管の素材の選択範囲に制約を
受けることになる。また、前記引張力に対する強度を担
保するためには、紙シートの繊維の目を引張方向に沿わ
せて配向するように考慮しなければならず、そうすると
、手巻式の場合、必然的に繊維の目を紙管の周方向に向
けることを余儀なくされ、上述したように軸方向に収縮
し易く、しかも折れ易い紙管にならざるを得ないという
問題かある。

一方、紙シートを巻軸に巻付けることにより紙管を成形
した後は、該紙管から巻軸を抜き取ることになるか、こ
の場合、紙管の最内層において巻軸のスリットに挿入さ
れ折曲されてぃた紙シートの先端片か紙管の内面に不要
部分として突出する。成形された紙管の内周面は、巻軸
の外周面に沿って真円形に成形されているか、この先端
片の折目を戻して紙管の内面に貼着すると、紙管の内周
面か該先端片の膨隆により真円形でなくなる。このため
、上述した溶融金属測定用プローブの外装材のように、
内径の真円精度か求められる紙管として用いることは不
適当である。そこで、紙管成形の後、前記先端片を切断
除去しなければならないことになるか、特殊な後加工を
必要とすることは上述した経済性の目的に反するという
問題かある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記の課題を解決した円筒体の巻回成形方法
及び装置を提供するものである。

このため、本発明の方法か手段として構成したところは
、走行ベルトの折返部により仮芯を抱持し、該ベルトの
走行と同行して仮芯を回転せしめつつ、ベルト上に載置
したシート材を該ベルトと一体にして仮芯の外周に送り
込み、前記折返部を経た後、ベルトを仮芯から離れる方
向に向けて移送する一方、シート材をベルトから分離す
ると共に仮芯に追従せしめ該仮芯の外周面に巻付ける点
にある。

また、本発明の装置か手段として構成したところは、仮
芯と、フレキシブルな走行ベルトと、少なくとも一対の
クランプローラとを有し、前記ベルトは、シー）〜材を
載置して導入する導入部と、該導入部に続きシート材載
置面を内向きにして仮芯に巻掛けられる折返部と、該折
返部を経て仮芯から離れる方向に向かう導出部とを備え
、前記一対のクランプローラは、ベルトの導入部と導出
部を挟み、該導入部と導出部の間隔を仮芯の直径よりも
小として配置され、前記仮芯は、ベルトの折返部に抱持
されて成る点にある。

〔作　　　用〕

仮芯は、自由な状態てベルトの折返部に抱持される。ベ
ルトを走行せしめると、折返部か仮芯を同行して回転さ
せる。ベルトの導入部に載置されたシート材は、ベルト
と共に仮芯の外周面に送られ、前記折返部においてシー
ト材とベルトか一体になって仮芯に巻掛けられ、仮芯を
回転させる。ベルトの導出部においてシート材とベルト
は分離され、ベルトは仮芯から離れる方向に送られるか
、シート材は仮芯に張り付いた状態て追従する。このた
め、シート材は、回転を続ける仮芯の外周面に巻回され
、数層巻取られた状態で円筒体を成形する。

このようにシート材は、ベルトと一体になって仮芯に巻
掛けられるので、張力はベルトに作用するたけて、シー
ト材に引張力は生じない。

このため、接着剤を塗布した湿潤な薄い紙シートを用い
る場合でも、該紙シートが裂損することはない。また、
紙シートを、その繊維の目か紙管の軸方向に配向するよ
うにして送る場合でも、紙シートか繊維の目の配向方向
に沿って裂けたり破れたりすることはない。

また、シート材は、ベルトに同行して送られ仮芯に追従
して巻付けられるので、従来のよう（二ノート材の先端
を仮芯のスリットに係止することは必要でない。このよ
うな係止手段を有しなくても、折返部において、仮芯と
シート材とベルトの三者を一体として同行させることに
より、シート材を仮芯に巻付けることかてきるからであ
る。このため、巻回成形した筒状体の内周は、仮芯の外
周面に沿って真円形に成形され、従来のような不要突出
片を有しない。

〔実　施　例〕

以下図面に基ついて本発明の１実施例を詳述する。

第１図及び第２図において、ベルｈｌは、基枠２を構成
する一対の側板３．３の間において、周回走行するフレ
キシブルなエンドレスベルトを構成し、前記基枠２に軸
支されたガイドローラ４と駆動ローラ５に巻掛され、モ
ータ等の駆動源６により駆動ローラ５を回転することに
より、図示矢印の方向に周回走行する。ベルト１の適所
、図例ては、駆動ローラ５とベルト走行方向に後続する
ガイドローラ４との間に位置して、テンションローラ７
が配置され、該テンションローラ７は、基枠２に支持さ
れたシリンダ等のアクチュエータ８によりベルト交差方
向に移動可能である。

基枠２の上部において、ベルト１の平坦部の下方にはフ
ラットな添え板９が設けられ、この添え板９の上面に沿
って走行するベルト１により搬入部１０を構成する。こ
の搬入部１０に引き続いて、ベルトｌは一対のクランプ
ローラ１１．１２の間を通過し、通過後にＵターンし、
再びクランプローラ１１．１２間を通過する。

即ち、第３図に示すように、ベルト１は、前記搬入部１
０に続いて、下方のクランプローラ１１に転接する導入
部１３と、該導入部１３に続いて上方に折返される折返
部】４と、該折返部１４を経て上方のクランプローラ１
２に転接する導出部１５とを構成し、該導出部１５から
上方のクランプローラ１２に巻掛されて駆動ローラ５へ
と延びる。

仮芯１６は、円筒形に形成され、ベルト１の前記折返部
Ｉ４に抱持される。即ち、仮芯１６は、特定の回転軸を
有せず、自由な状態て折返部１４に抱持され、該折返部
１４に同行して回転自在である。

前記一対のクランプローラ１１．１２は、ベルト１の導
入部１３と導出部１５を挟んて配置され、導入部１３と
導出部１５の間隔を仮芯１６の直径よりも小とする。こ
の目的のため、下方のクランプローラ１１を基枠２に軸
支する一方、上方のクランプローラ１２を揺動アーム１
７に軸支している。揺動アーム１７は、支軸１８を支点
として回動可能であり、該アームの中途部をシリンダ等
のリフト手段１９に連結している。従って、リフト手段
１９により揺動アーム１７を上昇すると、上方のクラン
プローラ１２が下方のクランプローラ１１から離反方向
に移動し、一対のクランプローラ１１．１２の間隔を仮
芯１６の直径よりも大とする。一方、リフト手段１９に
より揺動アーム１７を下降すると、上方のクランプロー
ラ１２か下降して、第３図示のように、一対のクランプ
ローラ１１．１２の間隔を仮芯１６の直径よりも小とす
る。

後述するように、仮芯１６の外周面にシート材を巻付け
るに際し、ベルト１から分離され解放されたシート材の
先端を仮芯１６の周面から跳ね戻ることなく該周面上に
張り付は維持する目的のため、下方のクランプローラ１
１を大径とする一方、上方のクランプローラ１２を小径
とし、上方のクランプローラ１２に対して仮芯１６か可
及的上方に位置するように構成している。これにより上
方のクランプローラ１２と仮芯１６との間に形成される
空間を可及的小さくすることかでき、しかも、上方のク
ランプローラ１２と仮芯１６の接点を、該仮芯１６の中
心軸よりも下方に位置せしめることか可能となる。

これにより、折返部１４の出口部分においてベルト１か
ら分離されたシート材２０の先端は、仮芯１６の接線方
向に向かいつつ直ちに下方におけるベルト導入部１３の
シート材２０と仮芯１６との間に進入し、このようにし
て仮芯１６に巻取られる。

上記実施例の装置により紙管を千巻成形する方法を説明
する。先ず、アクチュエータ８を作動してテンションロ
ーラ７のベルト１に対するテンションを解除した状態で
、前述のようにリフト手段１９により揺動アーム１７と
共に上方のクランプローラ１２を持ち上げ、一対のクラ
ンプローラ１１．１２の間から仮芯１６を挿入してベル
トｌに巻掛させる。次いて、リフト手段１９により揺動
アームＩ７と共に上方のクランプローラ１２を下降させ
ると、第１図及び第３図に示すように、一対のクランプ
ローラ１１．１２が近接し、ベルト１の折返部１４によ
り仮芯１６を抱持する。アクチュエータ８を作動してテ
ンションローラ７によりベルト１に適度の緊張を与えて
やると、ベルト１の折返部１４か仮芯１６を抱持した状
態で一対のクランプローラ１１．１２に引き寄せられて
密接する。

このような準備か完了すると、ベルト１の搬入部ＩＯに
シート材（原紙）２０を載置する。

図示省略しているか、このシート材２０の一面には接着
剤を塗布している。紙管を成形する目的の下で、シート
材２０として紙シートを用いる場合は、その繊維の目の
向きは、必ずしも従来のように特定方向としなければな
らない必要はない。即ち、繊維の目の向きは自由である
。

シート材２０を搬入部１０に載置すると、駆動源６によ
り駆動ローラ５を回転し、ベルトｌを図示矢印の方向に
周回走行させる。このとき、仮芯１６は折返部Ｉ４に抱
持された状態でベルト１に同行して回転する。シート材
２０を載置した搬入部１０は、ベルト１の走行により、
下方のクランプローラ１１へと送られ、該クランプロー
ラ１１上て導入部１３を構成する。引続き、前記シート
材２０の載置面を内向きにして仮芯１６に巻掛けられる
折返部Ｉ４を構成し、該折返部１４を経た後は、仮芯１
６から離れて上方のクランプローラＩ２へと送られ導出
部１５を構成する。シート材２０は、ベルト１と共に搬
送され、導入部１３から折返部１４に進入すると、仮芯
１６と折返部１４の間に保持され、サンドイッチ状態で
三位一体的に回転される。

そして、シート材２０は、導出部１５に至る直前に、ベ
ルト１から分離する。即ち、ベルト１はシート材２０か
ら分離して導出部１５へと送られるか、シート材２０は
仮芯１６の外周面に張り付いた状態のまま、該仮芯１６
に追従して回転しつつ巻取られる。この巻取作業により
仮芯１６の外周部に円筒体か巻回成形されると、これに
相当してベルト１のテンションか増すことになる。従っ
て、このテンション増加により折返部１４に過度の緊張
を生じて好ましくない場合は、アクチュエータ８を制御
してテンションローラ７によるベルトのテンションを次
第に弛めれば良い。然しなから、巻回成形途上の円筒体
によるベルト１のテンション増加か無視てきる程度のも
のであれば、このような制御は必要でない。

シート材２０の巻取か完了すると、前述と同様に、アク
チュエータ８を作動してベルトｊを弛めると共に、リフ
ト手段１９により揺動アーム１７を上昇し、一対のクラ
ンプローラ１１．１２の間の空間を開放することにより
、成形された円筒体と共に仮芯１６を取出す。この仮芯
１６上には、第４図示のような円筒体２１が成形されて
おり、該円筒体２１は、シート材２０を仮芯１６と同心
状に巻回し積層一体化したものに成形されている。そこ
で、円筒体２１から仮芯１６を抜き取れば、第５図示の
ような円筒体２１の製品か得られ、この円筒体２１は、
内外周を真円形とし、内周面に従来のような不要物を有
しない。

本発明は、別の実施例として、上記とは異なる種々の構
成を採用することができる。

例えば、上記実施例においては、成形した円筒体２Ｉか
ら仮芯１６を抜き取る構成を説明したか、仮芯１６を残
存させたまま円筒体２１の製品としても良い。例えば、
巻軸（仮芯１６）として、予め成形された薄肉の紙管を
利用すれば、その上に巻回成形された紙管から巻軸を抜
き取ることなく、全体をそのまま紙管の製品として供す
ることかできる。この際、シート材の両面に接着剤を塗
布しておくと良い。このため、本明細書において述へる
「仮芯」とは、このような円筒体から最終的に抜き取ら
れる軸芯と、円筒体の内側に残存せしめたまま使用に供
される軸芯との、双方を包含する意味であることを了解
されたい。

また、上記実施例では、上下クランプローラのうち、上
方のクランプローラ１２を持ち上げ開放することにより
、仮芯１６の取入れと取出しを可能としたが、上方のク
ランプローラ１２を固定とし下方のクランプローラ１１
を下降させることにより両ローラの間を開放する構成と
しても良い。

また、上記実施例では、仮芯１６の軸方向に対してベル
ト１を直交して配置することにより、千巻方式とした装
置を説明したか、仮芯１６の軸方向に対してベルト１を
斜めに交差して巻掛させ、細幅としたシート材を送り込
むことによリ、該シート材を仮芯１６の上に螺旋状に巻
回せしめるスパイラル方式の装置を構成することも可能
である。

更に、シート材２０の材質としては、紙シートの他、セ
ラミックファイバーによる不織布や、織布や、粘土を素
材としたシート材等、自由に選択することが可能であり
、本発明におけるシート材２０に張力を与えないという
特徴を利用することにより、材質の選択範囲を広げるこ
とかできる。また、紙シートを用いる場合でも、繊維の
目か縦横異なる方向に配向された複数枚の紙シートを準
備し、これらの紙シートを交互に搬送して仮芯１６上に
積層して巻回し、これにより一本の紙管を成形すること
か可能であり、この場合、素材による伸縮の方向性を不
定とした伸縮し難い紙管を得ることができる。

Ｃ発明の効果〕 特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の本発明によれ
ば、シート材を巻回成形するに際し、該シート材に引張
力を与えることかないので、シート材を裂損する虞れは
なく、従って、引張強度か脆弱な材質のシート材を用い
て円筒体を成形することか可能になり、このため円筒体
の素材選択範囲を広げることかできるという効果を有す
る。

また、仮芯の上にシート材を巻回するに際し、従来のよ
うにシート材の先端を仮芯のスリットに挿入係止するよ
うなことは必要でないため、成形された円筒体の内周面
に不要片を突占することはなく、内周面の平滑な円筒体
を得ることかできる。

しかも、同様に、シート材の先端と仮芯との間に特別な
係止固定手段を必要としないから、毎葉状のシート材を
仮芯に巻付けた後、引続きその巻付物の上に別のシート
材を巻付けることか可能であり、異なるシート材を複合
して巻回積層した円筒体を自由に製造することができる
という効果を有する。

更に、特許請求の範囲第３項に記載の本発明によれば、
折返部に対する仮芯の取入れ及び取出しが容易であると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例に係る装置を示す正面図、第
２図は同平面図、第３図は仮芯の上に円筒体を成形して
いる状態を示す要部の断面図、第４図は仮芯の上に円筒
体を成形完了した状態を示す断面図、第５図は円筒体か
ら仮芯を抜き取った状態を示す断面図である。 Ｉ・・・ベルト、４・・・ガイドローラ、５・・・駆動
ローラ、７・・・テンションローラ、１０・・・搬入部
、１１．１．２・・・クランプローラ、１３・・・導入
部、１４・・・折返部、１５・・・導出部、１６・・・
仮芯、１７・・・揺動アーム、１９・・・リフト手段、
２０・・・シート材、２１・・・円筒体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、仮芯にシート材を巻付けることにより円筒体を成形
   する方法において、 走行ベルト（１）の折返部（１４）により仮芯（１６）
   を抱持し、該ベルト（１）の走行と同行して仮芯（１６
   ）を回転せしめつつ、ベルト（１）上に載置したシート
   材（２０）を該ベルト（１）と一体にして仮芯（１６）
   の外周に送り込み、前記折返部（１４）を経た後、ベル
   ト（１）を仮芯（１６）から離れる方向に向けて移送す
   る一方、シート材（２０）をベルト（１）から分離する
   と共に仮芯（１６）に追従せしめ該仮芯（１６）の外周
   面に巻付けることを特徴とする円筒体の巻回成形方法。 ２、仮芯にシート材を巻付けることにより円筒体を成形
   する装置において、 仮芯（１６）と、フレキシブルな走行ベルト（１）と、
   一対のクランプローラ（１１）（１２）とを有し、前記
   ベルト（１）は、シート材（２０）を載置して導入する
   導入部（１３）と、該導入部に続きシート材載置面を内
   向きにして仮芯（１６）に巻掛けられる折返部（１４）
   と、該折返部を経て仮芯（１６）から離れる方向に向か
   う導出部（１５）とを備え、 前記一対のクランプローラ（１１）（１２）は、ベルト
   の導入部（１３）と導出部（１５）を挟み、該導入部（
   １３）と導出部（１５）の間隔を仮芯（１６）の直径よ
   りも小として配置され、 前記仮芯（１６）は、ベルトの折返部（１４）に抱持さ
   れて成ることを特徴とする円筒体の巻回成形装置。 ３、一方のクランプローラ（１２）を他方のクランプロ
   ーラ（１１）に対して離反方向に開放可能に構成し、開
   放時に一対のクランプローラ（１１）（１２）の間隔を
   仮芯（１６）の直径よりも大となるように構成して成る
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の円筒体
   の巻回成形装置。