(57)【要約】【課題】適用範囲が広く、折返し付き紙管にも適用可能とする。【解決手段】支持筒１４の先端に固定する固定リング１１と、支持筒１４に内装する駆動軸１５に装着して固定リング１１の前方に配置する駆動リング１２と、固定リング１１、駆動リング１２に対して共通に弾発的に嵌合する修正リング１３とを設ける。【選択図】図１
2006035746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持筒の先端に固定する固定リングと、前記支持筒に内装する駆動軸に装着して前記固定リングの前方に配置する駆動リングと、前記固定リング、駆動リングに対して共通に弾発的に嵌合させ、前記固定リング、駆動リングの相対距離に従って外径を可変する切れ目付きの修正リングとを備えてなり、該修正リングは、前記切れ目を開いて拡径方向に弾性変形することを特徴とする紙管の内径修正ヘッド。
【請求項２】
前記修正リングは、前記駆動リングの外面後方側、前記固定リングの外面前方側の斜面にそれぞれ係合する内面前方側、内面後方側の斜面を形成することを特徴とする請求項１記載の紙管の内径修正ヘッド。
【請求項３】
前記修正リングは、多数の切欠きを内周に有する内フランジを内面中央部に形成することを特徴とする請求項１または請求項２記載の紙管の内径修正ヘッド。
【請求項４】
前記切れ目は、前記修正リングの軸方向に対し、傾き角度１０〜６０°に形成することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載の紙管の内径修正ヘッド。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか記載の内径修正ヘッドと、該内径修正ヘッドを紙管の軸方向に挿脱する主駆動源と、前記固定リングに対して前記駆動リングを前後に相対移動させる副駆動源とを備えてなる紙管の内径修正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、繊維、フィルム、紙などの連続材料を巻き取る紙管の内径を修正して再使用可能にする紙管の内径修正ヘッドと、それを使用する紙管の内径修正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維、フィルム、紙などの連続材料を巻き取る紙管は、金属ボビンやプラスチックボビンと異なり、剛性が小さいため、巻き付ける糸条等の巻圧によって径が収縮変形し易く、再使用するに際し、内径を修正する必要がある。そこで、紙管の内径修正治具が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
従来の内径修正治具は、紙管の正規の内径相当の外径を有する円板状の部材であって、収縮変形している紙管の一端から軸方向に圧入し、紙管の内径を拡張して修正するものである。なお、内径修正治具は、紙管に対する圧入動作を円滑にするために、厚さ方向の中央部分が最大径となるように周側面を滑らかに膨出させるものとする。
【特許文献１】特開平８−３２３８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかる従来技術によるときは、内径修正治具は、外径を紙管の正規の内径相当に設定するから、適用可能な紙管が１種類に限定される上、紙管の収縮変形の度合いが大きく、複数回の圧入動作を要する場合、外径が順に大きくなる複数の治具を順次交換して使用しなければならず、使い勝手がよくないという問題があった。また、解舒時のトラブルを防止するために、一端の内面にリブを有する紙管、いわゆる折返し付き紙管の場合、圧入時にリブを傷付けてしまい、紙管を再使用不能に損傷するおそれがあるという問題もあった。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、外径を無段階に調節設定可能な修正リングを使用することによって、適用範囲が広く、収縮変形が大きい紙管や折返し付き紙管にも好適に適用可能な紙管の内径修正ヘッドと、それを使用する紙管の内径修正装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するためのこの出願に係る第１発明（請求項１に係る発明をいう、以下同じ）の構成は、支持筒の先端に固定する固定リングと、支持筒に内装する駆動軸に装着して固定リングの前方に配置する駆動リングと、固定リング、駆動リングに対して共通に弾発的に嵌合させ、固定リング、駆動リングの相対距離に従って外径を可変する切れ目付きの修正リングとを備えてなり、修正リングは、切れ目を開いて拡径方向に弾性変形することをその要旨とする。
【０００７】
なお、修正リングは、駆動リングの外面後方側、固定リングの外面前方側の斜面にそれぞれ係合する内面前方側、内面後方側の斜面を形成することができる。
【０００８】
また、修正リングは、多数の切欠きを内周に有する内フランジを内面中央部に形成してもよく、切れ目は、修正リングの軸方向に対し、傾き角度１０〜６０°に形成してもよい。
【０００９】
第２発明（請求項５に係る発明をいう、以下同じ）の構成は、第１発明に係る内径修正ヘッドと、内径修正ヘッドを紙管の軸方向に挿脱する主駆動源と、固定リングに対して駆動リングを前後に相対移動させる副駆動源とを備えることをその要旨とする。
【発明の効果】
【００１０】
かかる第１発明の構成によるときは、切れ目を有する修正リングは、固定リング、駆動リングの相対距離に従って外径を可変することができる。そこで、修正リングの外径を小さく縮径して紙管の一端から軸方向に挿入し、修正リングの外径を拡大し、そのまま紙管から引き抜くことにより、収縮変形した紙管の内径を修正することができる。ただし、引抜き時の修正リングの外径は、紙管の収縮変形が小さい場合、紙管の正規の内径相当に設定して一挙に修正を完了することができ、収縮変形が大きい場合、正規の内径以下の複数段階に設定し、外径を順次大きくしながら複数回の引抜き動作を繰り返して内径を修正すればよい。なお、修正リングは、固定リング、駆動リングの外側に共通に嵌合し、したがって、紙管の内径は、修正リングの外径に倣って修正される。また、折返し付きの紙管の場合は、修正リングを縮径して紙管のリブがない側の一端からリブの直前にまで軸方向に挿入し、修正リングの外径を拡大し、そのまま紙管から引き抜けばよい。
【００１１】
修正リングは、駆動リング、固定リングの斜面にそれぞれ係合する斜面を形成することにより、固定リングに対して駆動リングを前後に相対移動させて外径を無段階に調節設定することができる。修正リングは、固定リング、駆動リングに弾発的に嵌合しており、斜面を介し、それ自体の弾性に抗して拡径方向に弾性変形させることができるからである。
【００１２】
修正リングは、内面中央部の内フランジを介し、固定リング、駆動リングの間に確実に保持することができ、固定リング、駆動リングから不用意に外れてしまうおそれがない。ただし、内フランジの内径は、固定リング、駆動リングの最小径より十分小さいものとする。なお、内フランジの内周に設ける切欠きは、修正リングの弾性を向上させ、修正リングを径方向に十分大きく弾性変形させることができる。切欠きは、内フランジを設けることによる弾性の低下を補償するように作用するからである。ただし、内フランジの切欠きは、内フランジの内周にほぼ等ピッチに設ける径方向のスリット状、半円状などの任意の形状に形成可能である。
【００１３】
修正リングの切れ目は、軸方向に傾けることにより、内径修正時に紙管の内面に筋状の傷が付くことを防止することができる。斜めの切れ目は、修正リングの外径を極端に大きくしない限り、修正リングの軸方向に完全に開いてしまうことがないからである。なお、切れ目の傾き角度は、修正リングを最大に拡径させても、軸方向に完全に開くことがない最小角度に設定すればよく、小さすぎると、外径を十分大きくすることができず、大き過ぎると、紙管の内径修正時に修正リングの引抜きに要する駆動力が過大となり、紙管を支承する側の端面を傷めてしまうおそれがある。
【００１４】
第２発明の構成によるときは、主駆動源は、内径修正ヘッドを紙管内の軸方向に挿入し、紙管内から軸方向に引き抜くことができる。また、副駆動源は、固定リングに対して駆動リングを前後に相対移動させて修正リングの外径を可変することができ、したがって、全体として第１発明を円滑に実施することができる。なお、内径を修正する紙管は、適切な保持ブラケットを介し、内径修正ヘッドの前方に保持するものとする。主駆動源、副駆動源は、それぞれ油空圧用のシリンダや電気的なサーボモータを使用することができ、特に副駆動源は、エンコーダ付きのサーボモータを使用して駆動リングの移動量を制御することにより、修正リングの外径を任意に精密設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
紙管の内径修正ヘッド１０は、固定リング１１、駆動リング１２、修正リング１３を組み合わせてなる（図１）。
【００１７】
固定リング１１は、支持筒１４の先端に固定されている。また、駆動リング１２は、支持筒１４に前後動自在に内装する駆動軸１５に装着し、固定リング１１の前方に配置されている。駆動軸１５は、支持筒１４の先端部に内装するスライドメタル１４ａを介して支持筒１４に同軸状に内装されており、駆動リング１２は、駆動軸１５の先端の雄ねじ部１５ａに対し、固定ナット１５ｂを介してねじ止めされている。なお、固定リング１１、駆動リング１２は、それぞれ外面前方側の斜面１１ａ、外面後方側の斜面１２ａが形成されており、対称形の斜面１１ａ、１２ａを突き合わせるようにして同軸上に配置されている。
【００１８】
修正リング１３は、固定リング１１、駆動リング１２に対して共通に弾発的に嵌合させ、固定リング１１、駆動リング１２の間に保持されている。修正リング１３の内面前方側、内面後方側には、それぞれ駆動リング１２の斜面１２ａ、固定リング１１の斜面１１ａに係合させる斜面１３ａ、１３ａが形成されている。
【００１９】
修正リング１３の内面中央部には、内フランジ１３ｂが形成されている（図１、図２）。ただし、図２（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ修正リング１３の正面図、同図（Ａ）のＸ−Ｘ線矢視断面図、右側面図であり、同図（Ｄ）は、同図（Ｃ）相当の動作図である。内フランジ１３ｂの内径は、固定リング１１、駆動リング１２の最小径より十分小さく形成されており、内フランジ１３ｂの内周には、多数の半円状の切欠き１３ｃ、１３ｃ…がほぼ等ピッチに形成されている。また、修正リング１３には、斜めの切れ目１３ｄが形成されており、切れ目１３ｄは、修正リング１３の軸方向に対し、傾き角度θ＝１０〜６０°に形成されている。なお、修正リング１３の外面は、両側の緩斜面１３ｅ、１３ｅを形成するとともに、各稜線部分が滑らかに仕上げられている。そこで、修正リング１３は、切れ目１３ｄを開いて拡径方向に弾性変形させることができる（図２（Ｄ））。
【００２０】
内径修正ヘッド１０は、駆動軸１５を介して駆動リング１２を固定リング１１に近付けるように後方に相対移動させ、固定リング１１、駆動リング１２の相対距離ｄを小さくすることにより、斜面１１ａ、１２ａ、１３ａ、１３ａを介して修正リング１３を拡径方向に弾性変形させ、修正リング１３の外径Ｄを大きくすることができる（図３）。また、駆動リング１２を前方に移動させて相対距離ｄを大きくすると、修正リング１３は、それ自体の弾性により切れ目１３ｄが閉じるまで縮径させることができ、したがって、修正リング１３は、固定リング１１に対して駆動リング１２を前後に相対移動させることにより、固定リング１１、駆動リング１２の相対距離ｄに従って外径Ｄを可変することができる。
【００２１】
内径修正ヘッド１０は、主駆動源としてのシリンダ２１、副駆動源としてのシリンダ２２、紙管Ｂの保持ブラケット２３とともに、紙管の内径修正装置を構築することができる（図４、図５）。
【００２２】
保持ブラケット２３は、フレーム３０の横長の主テーブル３１の一端部に搭載されており、内径修正ヘッド１０の支持筒１４は、主テーブル３１に搭載するスライドテーブル３２上の支持ブロック２４を介し、保持ブラケット２３に向けて水平に支持されている。また、シリンダ２２は、ブラケット２２ａを介してスライドテーブル３２に搭載され、シリンダ２１は、主テーブル３１の下面に固定されている。なお、フレーム３０には、高さ調節用のアジャスタ３０ａ、３０ａ…が付設されている。
【００２３】
フレーム３０の主テーブル３１上には、ガイドレール３３、３３が敷設されており、スライドテーブル３２は、ガイドレール３３、３３に係合するスライダ３４、３４…を介し、主テーブル３１上の保持ブラケット２３に向けて前後動することができる。なお、シリンダ２１のロッド２１ａは、カップリング２１ｂ、ブラケット２１ｃを介し、スライドテーブル３２に連結されている。ただし、ブラケット２１ｃは、主テーブル３１の角孔３１ａを下から上に貫通している。
【００２４】
支持筒１４の後端部は、雄ねじ部１４ｂを介してスライドテーブル３２上の支持ブロック２４の前面にねじ込まれ（図５、図６）、止めねじ１４ｃを介して回り止めされている。また、支持筒１４内の駆動軸１５の後部は、支持ブロック２４を前から後に摺動自在に貫通し、後端の雄ねじ部１５ｃを介し、支持ブロック２４の後面に摺動自在に挿着するスライドブロック２５に連結されている。なお、スライドブロック２５は、連結ピン２５ａを介し、シリンダ２２のロッドの先端のカップリング２２ｂにピン連結されている。そこで、シリンダ２２は、駆動軸１５を介し、内径修正ヘッド１０の駆動リング１２を前後に駆動することができる。
【００２５】
紙管Ｂの保持ブラケット２３は、上下の枠棒２３ｂ、２３ｂ…を介して前後の孔明板２３ａ、２３ａを枠状に組み立て（図４、図５）、紙管Ｂを所定位置に保持する位置決め板２３ｃ、２３ｃを各孔明板２３ａの内面側に付設して構成されている。なお、内径修正ヘッド１０は、孔明板２３ａ、２３ａの孔を貫通し、位置決め板２３ｃ、２３ｃを介して保持される紙管Ｂに軸方向に挿入することができる。すなわち、保持ブラケット２３は、内径修正ヘッド１０の前方に紙管Ｂを正しく保持することができる。
【００２６】
そこで、内径修正ヘッド１０は、シリンダ２２を伸長させると、固定リング１１、駆動リング１２の相対距離ｄを大きくして修正リング１３の外径Ｄを小さくすることができ、シリンダ２２を短縮させると、相対距離ｄを小さくして外径Ｄを大きくすることができる。シリンダ２２は、駆動軸１５を介して駆動リング１２を前後に駆動することができるからである。ただし、図６は、シリンダ２２の伸長限を図示している。また、シリンダ２１を短縮すると、スライドテーブル３２が前進し、内径修正ヘッド１０を保持ブラケット２３上の紙管Ｂ内に前進させて紙管Ｂの軸方向に挿入することができ、シリンダ２１を伸長すると、内径修正ヘッド１０を後退させ、紙管Ｂから抜き取ることができる。
【００２７】
したがって、紙管Ｂの内径を修正するときは、内径修正ヘッド１０を後退させて修正リング１３の外径Ｄを十分に小さく縮径させ、つづいて、内径修正ヘッド１０を前進させて紙管Ｂに挿入し（図７（Ａ））、つづいて、修正リング１３の外径Ｄを紙管Ｂの正規の内径相当にまで大きく拡径させた上、そのまま内径修正ヘッド１０を紙管Ｂから引き抜けばよい（同図の矢印方向）。なお、内径修正ヘッド１０の前進限は、図７（Ａ）のように、少なくとも修正リング１３が紙管Ｂの前端にまで突き抜ける位置とする。また、内径修正ヘッド１０を引き抜くとき、紙管Ｂの後端は、保持ブラケット２３の後面側の孔明板２３ａに装着するクッション２３ｄを介して支承し、紙管の損傷を防止することができる。
【００２８】
なお、紙管Ｂが内面の一端にリブＢ1 を有する折返し付き紙管である場合、図７（Ｂ）のように、紙管Ｂに対する内径修正ヘッド１０の前進限をリブＢ1 の直前までに留め、修正リング１３を拡径して後方に引き抜けばよい（同図の矢印方向）。リブＢ1 を形成する側に力が加わることがなく、リブＢ1 を損傷して紙管Ｂを再使用不能にするおそれがない。
【他の実施の形態】
【００２９】
副駆動源としてのシリンダ２２は、電気的なサーボモータ２６に代えることができる（図８）。ただし、図８（Ａ）は、図６相当図であり、同図（Ｂ）は、同図（Ａ）のＹ−Ｙ線矢視相当断面図である。
【００３０】
駆動軸１５の後端に連結するスライドブロック２５は、角筒状のスライドメタル２５ｂを介して支持ブロック２４の後部に摺動自在に内装されている。また、スライドブロック２５の後面には、ボールねじ軸２７に螺合するねじ部材２７ａがねじ止めして固定されている。ただし、ボールねじ軸２７は、スライドテーブル３２上の軸受２７ｂを介して支持され、ねじ部材２７ａを介してスライドブロック２５の中空部に前向きに挿入されており、カップリング２６ｂを介してサーボモータ２６の軸端に連結されている。また、サーボモータ２６は、ブラケット２６ａを介してスライドテーブル３２上に搭載されている。
【００３１】
サーボモータ２６は、ボールねじ軸２７を正逆に回転させ、ねじ部材２７ａ、スライドブロック２５、駆動軸１５を介して駆動リング１２を前後に駆動する。また、サーボモータ２６は、図示しない付属のエンコーダを介して回転量を検出し、駆動軸１５、駆動リング１２の前後の相対移動量を制御することにより、修正リング１３の外径Ｄを任意に精密設定することができる。
【００３２】
以上の説明において、紙管Ｂの内径を修正する際の修正リング１３の外径Ｄは、紙管Ｂの収縮変形が大きい場合、紙管Ｂの正規の内径に一挙に設定するに代えて、正規の内径以下の複数段階に順次大きく設定し、複数回の修正動作を繰り返してよい。また、主駆動源としてのシリンダ２１も、シリンダ２２に倣って、電気的なサーボモータに代えてもよい。なお、図示の紙管Ｂの保持ブラケット２３は、単なる一例であり、紙管Ｂの装着、取外しが簡便にできる限り、他の任意の構成に変更してもよく、紙管Ｂの自動供給手段、自動排出手段の一方または双方と組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】全体構成図（１）
【図２】要部構成説明図
【図３】全体構成図（２）
【図４】全体正面図
【図５】全体平面図
【図６】要部拡大図
【図７】動作説明図
【図８】他の実施の形態を示す要部構成説明図
【符号の説明】
【００３４】
Ｂ…紙管
θ…傾き角度
ｄ…相対距離
Ｄ…外径
１０…内径修正ヘッド
１１…固定リング
１１ａ…斜面
１２…駆動リング
１２ａ…斜面
１３…修正リング
１３ａ…斜面
１３ｂ…内フランジ
１３ｃ…切欠き
１３ｄ…切れ目
特許出願人            技研株式会社
代理人  弁理士      松  田  忠  秋
【図１】
2006035746.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006035746.tif 000005
【図４】
2006035746.tif 000006
【図５】
2006035746.tif 000007
【図６】
2006035746.tif 000008
【図７】
2006035746.tif 000009
【図８】
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