JPH05319638A - 巻取製作用シャフト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】巻芯用の紙管を必要としない紙管無し巻取を作
製する時に使用する巻取製作用シャフトを提供するこ
と。 【構成】その間隙が拡がることによって外径が増大する
ような間隙を外周部に有する円筒と、前記円筒の内部に
収容され、流体をその内部に注入することによって膨張
し、前記円筒の内壁を押圧して前記間隙を拡げる流体容
器と、を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紙をロール状に巻き取
った物（以後これを巻取という）の形成時に使用する巻
取製作用シャフトに関する。

【０００２】

【従来の技術】ファクシミリ等に使用される感熱紙、計
算機、登録機等に使用される事務用紙等の紙は全て実際
にユーザーに使用されるサイズよりはりかに大きな幅、
長さを有した大巻取の形で大量に生産されている。その
ため、一般に、製紙工場や紙加工工場に於いて、加工及
び断裁等を行って中間巻取を作製する。その１本の中間
巻取から数百本にまで及ぶ、大量の小巻取を形成するこ
とになる。

【０００３】小巻取は、その製品の用途に応じ様々な種
類があるが、一般に巻芯としての紙管に紙を巻き付ける
ことによって製作している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、感熱紙等を利用
した製品はその利用分野の増加により、多種多様化され
ており、種々の巻取り幅を有する小巻取を形成すること
が要求されている。そのため、小巻取の巻芯として利用
する紙管も多種多様の物を大量に用意し、それらの多種
の紙管を製品の種類に応じて巻取装置に大量に供給する
ことが必要となっているという問題がある。

【０００５】又ユーザーがそれらの製品の小巻取を使用
後、紙管は再利用すること又は古紙として再生すること
が困難なため、廃棄物として処理されるのが現状であ
る。従って省資源及び地球環境の保全という点からも問
題がある。以上の如くの問題を解決するために巻芯用の
紙管を必要としない巻取を作製することが要求される。
本発明は、その紙管を必要としない巻取を作製する時に
使用する巻取製作用シャフトを提供することを目的とす
るものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る巻取製作用
シャフトは、その間隙が拡がることによって外径が増大
するような間隙を有する第１の円筒、前記第１の円筒の
内部に収容され、流体をその内部に注入することによっ
て膨張し、前記第１の円筒の内壁を押圧して前記間隙を
拡げる流体容器、を具備する。

【０００７】

【作用】本発明の巻取製作用シャフトにおいて、間隙を
外周部に有する円筒の内部に収容した流体容器に流体を
注入することによって流体容器が膨張し、その間隙を有
する円筒の内壁を押圧してその間隙を拡げる。そのため
その円筒の外径が増大する。一方その注入された流体を
流体容器から排出すると、流体容器は元の大きさに復元
し、前記円筒の間隙が元の幅に狭まり、円筒の外径は元
に戻る。

【０００８】

【実施例】この発明に係る巻取製作用シャフトを、その
一実施例を示す図１、図２及び図３を用いて説明する。
図１はこの発明に係る巻取製作用シャフトの第１の実施
例の構成を示す断面図である。

【０００９】図１において、厚さ約２ｍｍの天然ゴム製
の膨張、収縮可能なチューブ２の片端に、テーパー付き
止め栓６が気密に挿入されている。チューブ２の他方の
端にはテーパー付き止め栓６と同様のテーパーを備えた
空気流動路付き支持体４が気密に挿入されている。空気
流動路付き支持体４の空気流動路４ａには自動閉止機能
付きプラグ５が接続されている。以上のようにして一種
の気密の空気容器である膨張内筒８が構成される。

【００１０】図２は図１のII−II断面を示す図である。
シャフト１は以下のように製作した。先ず、全長1300m
m、外径24.5mmφの軟鋼製の丸棒に18.5mmφの深穴開け
加工を行って、肉厚3.0mm の管を製作した。次に、約１
ｍｍ幅の間隙１ａをシャフトの軸方向に設けるように切
削加工を行った。このシャフト１の両端の内側にネジを
切り、シャフトストッパー７ａを有する支持体３及び前
記の膨張内筒８のそれぞれをシャフト１にネジ込み、巻
取製作用シャフト９を構成している。尚、本巻取製作用
シャフト９に巻き取られる小巻取の幅及び位置は図１中
Ａで示した範囲が望ましい。本実施例ではＡの部分の長
さは1000mmであった。また最終的に小巻取を容易に抜脱
することができるように、このＡの範囲はチューブ２の
膨張する範囲（図中Ｂで示した範囲）より小さい範囲が
望ましい。尚、支持体３及び膨張内筒８をシャフト１に
ネジ込むためにシャフト１はネジ山加工分肉厚が厚くな
るので、シャフト１は膨張しにくくなる。これを改善す
る上で、図７に示したように肉厚の薄い、例えばｔ₂ ＝
１〜２ｍｍの部分１ｄを間隙１ａと対向する内壁部分に
軸方向に渡って設けることが有効である。図７は図２に
おいて肉厚の薄い部分を形成した場合の例を示す断面図
である。もちろん、支持体３及び膨張内筒８とシャフト
１をネジ込以外の接続によって接続して、シャフト１の
肉厚を十分薄くすればこのような加工は不要である。

【００１１】第１図に於いて自動閉止機能付きプラグ５
に空気注入ノズル（図示省略）を接続し、後述の圧力で
圧縮空気を注入する。注入された圧縮空気は、空気流動
路付き支持体４内部の空気流動路４ａを通って、膨張内
筒８内に流入する。膨張、収縮可能なチューブ２内に空
気が流入され、内部圧が高くなるとチューブ２が膨張す
る。この時チューブ２は巻取製作用シャフト９の軸方向
及び円周方向に膨張するが、軸方向の膨張はテーパー付
き止め栓６が支持体３に当接することにより止まる。円
周方向の膨張によりシャフト１の内壁が押圧され、シャ
フト１の間隙１ａが拡がる。その結果シャフト１の外径
が増大する。このまま空気が洩れないように空気注入ノ
ズルを速やかに自動閉止機能付きプラグ５からはずす。
空気注入ノズルをはずした後も自動閉止機能付きプラグ
５の働きにより膨張内筒８内に注入された圧縮空気は洩
れないので、シャフト１の外径が増大したままの状態を
維持する。

【００１２】このように外径が増大した状態の巻取製作
用シャフト９を図３に示した巻取作製装置に取り付け実
際に小巻取を作製した。その作製方法を以下に説明す
る。図において、巻取製作用シャフト９を２本の駆動ロ
ール２１ａ及び２１ｂの間に配設し、幅１ｍの紙材２２
が図示しない空気吹き出しノズルからの空気流によっ
て、巻取製作用シャフト９に密着される。次に押さえロ
ール２０を巻取製作用シャフト９の上部に配置する。押
さえロール２０は図示しないエアーシリンダーに付勢さ
れて常に一定の圧力で巻取製作用シャフト９を押し圧す
る。この状態で図示しないモーターによって駆動ロール
２１ａ及び２１ｂをそれぞれ矢印ａ及びｂ方向に回転さ
せる。この回転によって巻取製作用シャフト９に紙材２
２を巻き取っていく。この時、紙材２２は図示しないス
リッターによって250mm 幅の４本の紙匹に切断された状
態で巻取製作用シャフト９に巻き取られていく。従って
巻取製作用シャフト９には４本の小巻取２３が製作され
る。図３は既にこれらの小巻取２３が形成されている状
態を示している。この巻取りの時、シャフト１の間隙１
ａの幅が約１ｍｍと小さいので巻取製作用シャフト９の
回転状態は滑らかであり、間隙１ａを有しない従来使用
されていた紙管と同様に安定して紙材を巻き取ることが
できた。我々の試行によればシャフト外径が数十ｍｍ程
度の時はこの間隙が３ｍｍ程度あっても安定に小巻取を
作製することができた。

【００１３】これらの小巻取２３を形成後、自動閉止機
能付きプラグ５を強制的に開にさせ、チューブ２内の空
気を排出させるとチューブ２は膨張前の状態に収縮し、
シャフト１の内壁も押圧されなくなる。従ってシャフト
１はそれ自身を構成する軟鋼の弾性力により元の外径に
もどる。結果的に巻取製作用シャフト９の外周部と小巻
取２３の内周部に空隙が生じる。そのため巻取製作用シ
ャフト９から ４本の小巻取２３を容易に抜脱すること
が可能となり、巻芯用の紙管の無い小巻取が製作でき
た。

【００１４】即ち、本発明の巻取製作用シャフトにおい
て、間隙を外周部に有する円筒の内部に収容した流体容
器に流体を注入することによって流体容器が膨張し、そ
の間隙を有する円筒の内壁を押圧してその間隙を拡げ
る。そのためその円筒の外径が増大する。この状態で、
円筒の周囲に紙材を巻回して巻取を作製する。その後、
その注入された流体を流体容器から排出すると、流体容
器は元の大きさに復元し、前記円筒の間隙が元の幅に狭
まり、円筒の外径は元の寸法に戻る。従って巻取りの内
周部と円筒の外周部に空隙が生じ、その巻取が円筒から
容易に抜脱できる。

【００１５】又、膨張内筒８に注入する空気圧を１kg/c
m²から６kg/cm²までの間の数点、変化させて、その各々
の圧力で小巻取を作製した。それぞれの作製例を試行例
１から試行例６とした。またその時に、巻取製作用シャ
フト９の外径がどのように変化するかも合わせて測定し
た。その測定結果を表１に示した。尚、何れの試行例に
おいてもチューブ２内の空気を排出させると巻取製作用
シャフト９の外径は元の外径２４．５ｍｍφにもどっ
た。

【００１６】

【表１】

【００１７】試行例２のように２０μｍ程度の小さい外
径変化量があれば、作製後の小巻取は容易に巻取製作用
シャフト９から抜脱することができた。また試行例６の
ように大きな外径変化があった場合でも巻取製作用シャ
フト９の回転状態は滑らかであり、安定して小巻取を作
製することができた。従って、以上の結果から本実施例
で使用した巻取製作用シャフト９の膨張内筒８に注入す
る空気圧は２kg/cm²から６kg/cm²までの間のいずれの空
気圧を使用しても良いと言うことが分かった。一般的に
は、空気圧の下限は最終的に小巻取を抜脱する時に抜脱
可能な程度に巻取製作用シャフト９の外径が増大する範
囲であれば良い。一方空気圧の上限は小巻取が安定に作
製できる程度の外径の増大の範囲にあって、空気を排出
後シャフト外径が元にもどる範囲であればいずれの圧力
でも良いが、実際の使用上は安全面等から数kg/cm²以下
が好ましい。またこの例のように２kg/cm²程度の低圧力
でも使用可能であるが、自動閉止機能付きプラグ５等か
ら内部の空気が多少洩れても小巻取を抜脱することが容
易にできるように注入する空気圧に若干余裕をもたせる
ことが好ましい。そこで発明者らは実際には４kg/cm²の
圧力を使用した。

【００１８】尚この空気の圧力範囲、シャフト１の全
長、外径、肉厚、材質及び間隙１ａの幅等は所望の小巻
取の外径、内径、幅、本数等の条件によって適宜選択さ
れることは言うまでもない。尚シャフト１の材料として
は軟鋼の他に、ニッケル鋼、ステンレス鋼、錬鉄、鋳
鋼、アルミニウム等の各種金属材料、ポリカーボネイト
等のエンジニアリングプラスチックが使用可能である。
又チューブ２の材料も天然ゴム以外の各種ゴムが使用可
能なことはいうまでもない。

【００１９】このようにシャフト１が単なる円筒に対し
て、１本の細い間隙を有しているだけであるという単純
な構造を有しているため、非常に細い芯径の小巻取を作
製する場合でも本発明の構造を適用することが可能であ
る。以上の実施例では円筒を構成するシャフト１として
軸方向と平行な一つの間隙１ａを外周部に備えた例を示
した。一方、間隙１ａを軸方向と平行の位置からずらし
て結果的に羅線状に形成しても、膨張内筒の膨張によっ
てシャフトの円周方向への膨張が起これば、つまりシャ
フト外径が増大しさえすれば、そのような構造のシャフ
トを使用することも可能である。このような羅線状の間
隙１ｂを有する巻取製作用シャフト９の外形を示す正面
図を図４に示した。この巻取製作用シャフト９はこの発
明に係る巻取製作用シャフトの第２の実施例である。図
中、第１の実施例と同様の部材には同一番号を付し、そ
の説明を省略している。尚、この場合はシャフトの軸方
向の間隙幅の増大を考慮して前述の巻取作製装置を作製
しておく必要がある。

【００２０】図５にこの発明に係る巻取製作用シャフト
の第３の実施例の構成を示す断面図を示し、図６には、
図５のＶ−Ｖ断面を示した。図中、第１の実施例と同様
の部材には同一番号を付し、その説明を省略している。
第１の実施例との違いは以下のようである。第２の円筒
として巻取りスリーブ１０がシャフト１に取りつけられ
ている。この巻取りスリーブ１０もシャフト１と同様に
外径が増大するように隙間１ｃが設けられている。また
この巻取りスリーブ１０の内壁面はちょうどシャフト１
の外壁面に接するように構成されている。従って、シャ
フト１の外径が前述のように増大すれば、その増大によ
って巻取りスリーブ１０の内壁面が押し圧され、隙間１
０ａが拡がり、巻取りスリーブ１０の外径が増大するこ
とになる。尚、巻取りスリーブ１０を取りつけた状態の
巻取製作用シャフト９を前述の図３に示したような巻取
り製作装置に装着して巻取りを作製する場合、巻取りス
リーブ１０がシャフト１に対して空回りしたりすること
がないように、数本の六角穴付きボルト１１によって、
巻取りスリーブ１０をシャフト１に固定している。以上
のような巻取りスリーブの外径が異なるものを種々用意
しておき、これを適宜取り替えることによって、種々の
内径の紙管無し小巻取を作製できる。以上の説明から分
かるように、この巻取りスリーブ１０もシャフト１の外
径変化に伴って、外径が増大した後、元の外径にもどる
ように適度な弾性を有する材料で製作する必要がある。
具体的にはアルミニウム等の金属材料、ポリカーボネー
ト等のエンジニアリングプラスチックが挙げられる。
尚、我々の試行によれば、外径７６．２ｍｍφ、隙間１
ｃの巾１ｍｍのポリカーボネート製の巻取りスリーブ１
０を使用した場合、膨張内筒８に９kg/cm²の圧縮空気を
注入した時、隙間１ｃは１００μｍ拡がった。勿論、空
気を排出後、隙間１ｃは元の幅にもどった。また、シャ
フト１の間隙１ａと巻取りスリーブ１０の隙間１０ａは
大体重なった位置、すなわち実質的に重なった位置に来
るように六角穴付きボルト１１の止め穴の位置を定めて
おくことが必要であった。これは間隙１ａと１０ａの拡
がる方向を大体一致させることによって、間隙１ａの増
大に従って間隙１０ａが増大できるからである。

【００２１】以上の実施例では膨張内筒に空気を流体と
して流入させたが、他の流体、例えば水、油等の流体を
使用しても同様の効果を奏する。以上の技術を現在最も
普及しているファクシミリ機に使用される感熱小巻取に
使用することにより、廃棄物として残る大量の紙管の使
用が避けられる。この効果は、ゴミ公害や省資源の見地
より非常に大きい。

【００２２】又、小巻取の製造機器に於いても紙管の切
断、塗着等の工程を省くことが出来る為、操業効率が大
幅に上昇する。又、紙管に要するコストも下がる。その
為、製造コストは大幅に下げられることとなり、その効
果は莫大なものがある。以上の実施例の説明から分かる
ように本発明の巻取製作用シャフトを使用することによ
って紙管を必要としない巻取を作製できることが分かっ
た。一方、本発明の巻取製作用シャフトを使用して紙管
を有する小巻取を以下のように作製することももちろん
可能である。即ち、シャフト外径を増大させる前に紙管
をシャフトに挿入し、次にシャフト外径を増大させて紙
管をシャフトに固定させてその回りに紙材を巻きつけ小
巻取を作製する。作製後は空気を排出してシャフトの外
径を元に戻し、紙管を抜き取る。

【００２３】

【発明の効果】本発明の巻取製作用シャフトにおいて、
間隙を外周部に有する円筒の内部に収容した流体容器に
流体を注入することによって流体容器が膨張し、その間
隙を有する円筒の内壁を押圧してその間隙を拡げる。そ
のためその円筒の外径が増大する。この状態で、シャフ
トに固定された紙管またはその円筒に、紙材を巻回して
巻取を作製する。その後、その注入された流体を流体容
器から排出すると、流体容器は元の大きさに復元し、前
記円筒の間隙が元の幅に狭まり、円筒の外径は元の寸法
に戻る。従って紙管の内周部又は巻取りの内周部と円筒
の外周部に空隙が生じ、その巻取が円筒から容易に抜脱
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明に係る巻取製作用シャフトの
第１の実施例の構成を示す断面図である。

【図２】図２は、図１のII−II断面を示す図である。

【図３】図３は、この発明に係る巻取製作用シャフトを
使用した巻取作製装置の側面図である。

【図４】図４は、この発明に係る巻取製作用シャフトの
第２の実施例の外形を示す正面図である。

【図５】図５は、この発明に係る巻取製作用シャフトの
第３の実施例の構成を示す断面図である。

【図６】図６は、図５のＶ−Ｖ断面を示す図である。

【図７】図７は、図２において肉厚の薄い部分を形成し
た場合の例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ シャフト １ａ 間隙 １ｂ 間隙 ２ チューブ ３ 支持体 ４ 空気流動路付き支持体 ４ａ 空気流動路 ５ 自動閉止機能付きプラグ ６ テーパー付き止め栓 ７ａ シャフトストッパー ７ｂ シャフトストッパー ８ 膨張内筒 ９ 巻取製作用シャフト １０ 巻取りスリーブ １０ａ 間隙 ２０ 押さえロール ２１ａ 駆動ロール ２１ｂ 駆動ロール ２２ 紙材 ２３ 小巻取

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 望月 寛峰 兵庫県尼崎市常光寺４丁目３番１号 神崎 製紙株式会社神崎工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】その間隙が拡がることによって外径が増大
   するような間隙を有する第１の円筒、 前記第１の円筒の内部に収容され、流体をその内部に注
   入することによって膨張し、前記第１の円筒の内壁を押
   圧して前記間隙を拡げる流体容器、 を具備する巻取製作用シャフト。
2. 【請求項２】前記間隙が前記第１の円筒の軸と実質的に
   平行である請求項１記載の巻取製作用シャフト。
3. 【請求項３】前記流体容器が自動閉止機能付き弁を更に
   具備する請求項１記載の巻取製作用シャフト。
4. 【請求項４】前記巻取製作用シャフトに直接紙材が巻き
   取られることを特徴とする請求項１記載の巻取製作用シ
   ャフト。
5. 【請求項５】前記第１の円筒の外周部に接して着脱自在
   に接続される円筒であって、その間隙が拡がることによ
   って外径が増大するような間隙を有する第２の円筒を更
   に具備する請求項１記載の巻取製作用シャフト。