(57)【要約】  伝動シャフト（５、８）と、伝動シャフト（５、８）を通して加えられるトルクによって駆動されるローラー（４、７）とを接続するための接続可能部分の対（Ｍ、Ｆ）を備える伝動シャフトおよびローラー。接続可能部分の対（Ｍ、Ｆ）は、伝動シャフト（５、８）およびローラー（４、７）のうちの一方の上に提供されるオス部分（Ｍ）と、ローラー（４、７）および伝動シャフト（５、８）のうちのもう一方の上に提供される相補的なメス部分（Ｆ）とを備える。前記オス部分（Ｍ）は、長軸方向の回転軸（Ｘ）を有し、かつ近位端から遠位端まで内向きにテーパー状である。オス部分（Ｍ）は、非円形断面を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝動シャフトおよびローラーであって、前記伝動シャフトと、前記伝動シャフトを通して加えられるトルクによって駆動される前記ローラーとを接続するための接続可能部分の対を備え、
前記接続可能部分の対が、前記伝動シャフトおよび前記ローラーのうちの一方に提供されるオス部分と、前記ローラーおよび前記伝動シャフトのうちのもう一方の上に提供される相補的なメス部分とを備え、
前記オス部分が、長軸方向の回転軸を有し、かつ近位端から遠位端まで内向きにテーパー状であり、
前記オス部分が、非円形断面を有する、伝動シャフトおよびローラー。
【請求項２】
前記オス部分が前記伝動シャフト上に提供され、かつ前記メス部分が前記ローラー内に提供される、請求項１に記載の伝動シャフトおよびローラー。
【請求項３】
前記オス部分の断面形状が、前記近位端から前記遠位端までの距離の少なくとも５０％に沿って一定のままである、請求項１または２に記載の伝動シャフトおよびローラー。
【請求項４】
前記オス部分が１〜２０の回転対称次数を有する、請求項１、２、または３のいずれか一項に記載の伝動シャフトおよびローラー。
【請求項５】
前記オス部分が楕円形または多角形の断面を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の伝動シャフトおよびローラー。
【請求項６】
前記オス部分が多角形断面を有し、かつ頂点が湾曲している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の伝動シャフトおよびローラー。
【請求項７】
前記オス部分が長方形の断面、例えば正方形の断面を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の伝動シャフトおよびローラー。
【請求項８】
前記伝動シャフトが前記ローラーの第一の端と係合し、かつ前記ローラーの第二の端と係合するための第二のシャフトをさらに備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の伝動シャフトおよびローラーを備えるローラーの組。
【請求項９】
前記ローラーおよび前記第二のシャフトが、前記ローラーおよび前記第二のシャフトのうちの一方の上に位置付けられた第二のオス部分と、前記第二のシャフトおよび前記ローラーのうちのもう一方の上に位置付けられた相補的な第二のメス部分と、を有する第二の接続可能部分の対を備え、前記第二のオス部分が非円形断面を有する、請求項８に記載のローラーの組。
【請求項１０】
前記ローラーおよび前記第二のシャフトが、前記ローラーおよび前記第二のシャフトのうちの一方の上に位置付けられた第二のオス部分と、前記第二のシャフトおよび前記ローラーのうちのもう一方の上に位置付けられた相補的な第二のメス部分と、を有する第二の接続可能部分の対を備え、前記第二のオス部分が円形断面を有する、請求項８に記載のローラーの組。
【請求項１１】
シート材料をそれらの間に通すための一対のローラーの組であって、前記第一のローラーの組が請求項８、９または１０のいずれか一項に記載の第一のローラーの組である、一対のローラーの組。
【請求項１２】
前記第二のローラーの組が、請求項１〜７のいずれか一項に記載の接続可能部分の対を備える、請求項１１に記載の一対のローラーの組。
【請求項１３】
前記第二のローラーの組の前記接続可能部分の対が、前記第一のローラーの組の前記接続可能部分の対の前記オス部分の断面形状とは異なる断面形状を有するオス部分を備える、請求項１２に記載の一対のローラーの組。
【請求項１４】
前記一対のローラーの組が、前記第一のローラーの組の前記ローラーと前記第二のローラーの組の前記ローラーとの間でキャストリーフたばこシートを加工するように配設される、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の一対のローラーの組。
【請求項１５】
伝動シャフトと前記伝動シャフトを通して加えられるトルクによって駆動されるローラーとの間の接続を形成する方法であって、
前記伝動シャフトおよび前記ローラーのうちの一方の上に提供されたオス部分を前記ローラーおよび前記伝動シャフトのうちのもう一方の上に提供された相補的なメス部分と軸方向に整列する工程と、
前記オス部分が前記相補的なメス部分内に係合するように、前記伝動シャフトおよび前記ローラーを互いに向かって相対的に軸方向に移動する工程と、を含み、
前記オス部分が、長軸方向の回転軸を有し、近位端から遠位端まで内向きにテーパー状であり、かつ非円形断面を有する、方法。
【請求項１６】
ローラーの回転を駆動する方法であって、前記伝動シャフトおよび前記ローラーのうちの一方の上に提供されたオス部分と前記伝動シャフトおよび前記ローラーのうちのもう一方の上に提供された対応するメス部分との間でトルクを伝達することによって前記伝動シャフトから前記ローラーへとトルクを伝達する工程を含み、前記オス部分が長軸方向の回転軸を有し、近位端から遠位端まで内向きにテーパー状であり、かつ非円形断面を有する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して伝動シャフトとローラーとを接続するための接続可能部分の対に関する。より具体的には、排他的ではないが、本発明は、伝動シャフトを通して加えられるトルクによって駆動されるように、伝動シャフトとローラーとを接続するための接続可能部分の対に関する。
【背景技術】
【０００２】
ローラーは、幅広くさまざまな業界での加工のために使用される。例えば、ローラーはたばこ業界における捲縮プロセスで使用される。こうしたプロセスでは、キャストリーフたばこシートまたはポリ乳酸（ＰＬＡ）のシートは、二つの捲縮機ローラーの間に通されてもよく、その両方が回転するように駆動されうる。捲縮機ローラーは、それぞれの外表面上に形成された協働するパターンを有してもよい。第一のローラーは、その外表面上に複数の隆起を有してもよく、一方で第二のローラーはその外表面上に複数の溝を有してもよい。使用時に、第一のローラーおよび第二のローラーは典型的に、それらの間を通るにつれてキャストリーフたばこシートまたはＰＬＡのシートを捲縮するように、隆起と溝とが協働するように整列される。複数の溝および隆起の特徴のサイズは、一般的にマイクロメートル（μｍ）規模である。こうした微細な詳細は、使用を通して、経時的に特に摩耗の影響を受けやすい場合がある。
【０００３】
加工のために使用されるローラーは、典型的にトルクによって駆動されて、その長軸方向軸を中心として回転する。たばこ業界における捲縮プロセスの場合、第一のローラーおよび第二のローラーは典型的にはトルクによって駆動されて回転する。トルクは一般的に、駆動されるローラーに接続される場合がある伝動シャフトから伝動される。当業者によって理解されるように、伝動シャフトからローラーへの非効率的なトルクの伝動は、ローラーによって加工される物品の効率がより低い加工をもたらす。さらに、ローラーを回転するために、必要となるよりも比較的大きな量のエネルギーを使用する必要があり、環境的コストおよび財務コストの両方が伴う。
【０００４】
ローラーのうちの一方または両方を定期的に交換することが必要または有利である場合がある。これは、例えば、それらの外表面上のパターンを改変するため、または摩耗した、もしくは汚れたローラーを交換するためである。この目的のためには、ローラーが伝動シャフトに取り外し可能に接続されることを確保することが有利である。当業者によって理解されるように、ローラーの一方または両方が取り外されているか、または交換されている間、ローラーを加工のために使用することはできない。従って、ローラーの使用時におけるこうしたダウンタイムは、そうした加工を使用する物品の製造の財務コストおよび時間的コストを伴う。キャストリーフたばこを捲縮するためのローラーは、特に摩耗、損傷、および汚れに起因する不具合の影響を受けやすい場合があり、その結果頻繁な修復または交換が必要とされる。キャストリーフたばこは、加工温度において粘着性の表面を有する場合があり、その結果として、キャストリーフたばこのための捲縮ローラーの隆起付きおよび溝付き表面は、特に汚れやすい。さらに、捲縮は、キャストリーフシートを特定の深さまでへこませる必要があるが、これは、キャストリーフシートのバッチ変形を考慮に入れるため、捲縮機器の頻繁な調整を必要とすることを意味する。従って、たばこ業界における捲縮のためのローラーは、修復、交換、および調整のためのダウンタイムに起因して、その他の業界における加工用のローラーより比較的より大きい財務コストおよび時間的コストを有する場合がある。
【０００５】
ローラーを交換する時、例えば、二つのローラーの作動表面上に協働パターンがある場合、さらなるローラーに対して、新しく接続されたまたは取り付けられたローラーの正しい半径方向のアラインメントを確実にすることが必要になる場合がある。理解される通り、こうした半径方向のアラインメントは、特に協働パターンが微細な規模である場合、実際面では時間がかかり、かつ達成するのが困難であることが判明する場合がある。
【０００６】
一つの公知のタイプの接続は、モールステーパーを使用する。モールステーパーは、相補的なメス部分内に受容可能なオス部分を備える。オス部分は、長軸方向の回転軸および円形断面を有する。オス部分は、典型的には、１．４９度の角度（およそ３度のねじ山の角度、すなわち、長軸方向の回転軸を中心として対称な角度に同等）で、近位端から遠位端まで内向きにテーパー状である。オス部分は、第二の別個の本体上に提供されたメス部分を有する第一の本体上に提供されてもよい。使用時に、オス部分は相補的なメス部分の中へと挿入される。オス部分の外表面とメス部分の内表面との間の摩擦干渉は、第一の本体から第二の本体へと（またはその逆に）トルクを伝動できるようにする。トルクの伝動効率は、オス部分とメス部分との間の圧縮力の印加に直接的に関連する。
【０００７】
オス部分とメス部分との間に圧縮力を加える一つの方法は、オス部分およびメス部分におけるねじ付き穴を通して係合された中央ねじの使用による。中央ねじを締めることは、オス部分とメス部分との間の圧縮力を増加させ、これによってそれらの間のトルクの伝達の効率を向上させる。しかしながら、こうした緊密に接続された中央ねじは、係合および除去に時間がかかる場合がある。さらに、これによって加えられる圧縮力の大きさは、判断が困難でありうる。
【０００８】
伝動シャフトからのローラーのより急速な取り外しを許容するまたは可能にする、伝動シャフトとローラーとの間の接続を提供することが望ましいことになる。ローラーの伝動シャフトへのより急速な取り付けを許容するまたは可能にする、伝動シャフトとローラーとの間の接続を提供することが望ましいことになる。使用時に、伝動シャフトからローラーへのトルクの効率的な伝動を提供する、伝動シャフトとローラーとの間の接続を提供することが望ましいことになる。さらなるローラーに対するローラーのより急速なアラインメントを容易にする、伝動シャフトとローラーとの間の接続を提供することが望ましいことになる。さらなるローラーに対するローラーのミスアラインメントを少なくとも部分的に軽減する、伝動シャフトとローラーとの間の接続を提供することも望ましいことになる。
【発明の概要】
【０００９】
本発明の一態様によれば、伝動シャフトを通して加えられるトルクによって駆動される伝動シャフトとローラーとを接続するための接続可能部分の対が提供される。接続可能部分の対は、伝動シャフトとローラーとのうちの一つに提供されるオス部分を備える。接続可能部分の対はまた、ローラーおよび伝動シャフトのうちのもう一方に提供される相補的なメス部分も備える。オス部分は、長軸方向の回転軸を有し、近位端から遠位端まで内向きにテーパー状である。オス部分は、非円形断面を有する。
【００１０】
有利なことに、接続可能部分の対は、例えばローラーの取り外しおよび交換のために、急速かつ容易に接続を行い、接続を外すことができる機構を提供する。加えて、接続可能部分の対は、接続可能部分の対が共に接続された時、伝動シャフトからローラーへのトルクの効率的な伝動を提供する。有利なことに、オス部分の非円形断面は、ローラーおよび伝動シャフトの互いに対して角度割り出しされた位置付けを提供する。伝動シャフトに対して角度割り出しされたローラーの位置付けの提供は、有利なことに、正確に、急速に、かつ容易にローラーをさらなる構造または表面に（例えば、さらなるローラーに）整列することを可能にする。
【００１１】
さらに有利なことに、オス部分の内向きのテーパーは、その上に取り付けられた時に、伝動シャフト上でのローラーの比較的急速なセンタリングを可能にする。対応するメス部分のテーパーは、当初は部分的に整列していない場合でさえも、オス部分およびメス部分が互いに正しい中央のアラインメントへと引き込まれ、これによってローラーと伝動シャフトとが正しく整列するように、オス部分のテーパーと協働する。
【００１２】
本明細書で使用される場合、「伝動シャフト」は、使用時に、トルクの供与源（またはさらなる相互接続）およびさらなる本体（ローラーなど）からトルクを伝動するシャフトに関する。伝動シャフトは、任意の適切な手段（例えば、ギアまたはこれに類するもの）によって、トルクの供与源（またはさらなる相互接続）に接続されてもよく、または接続可能であってもよい。
【００１３】
本明細書で使用される場合、「ローラー」は、使用時にシートまたはプレート材料に接触し、よって加工するように意図された、概して円筒状の外表面を有する装置に関する。シートまたはプレート材料によって、物品の長さおよび幅が物品の厚さよりも著しく大きいことが意味される。本明細書で使用される場合、「駆動される」という用語は、外力（例えば、トルク）を加えることによって回転されることを意味することが意図される。
【００１４】
本明細書で使用される場合、「相補的」という用語は、メス部分の幾何学的形状および寸法が、オス部分の幾何学的形状および寸法に実質的に対応するように構成されていることを意味することが意図される。例えば、メス部分の断面の幾何学的形状および寸法は、オス部分の断面の幾何学的形状および寸法に実質的に対応するように構成されてもよい。対応する幾何学的形状および寸法は、メス部分の幾何学的形状および寸法が、陰画（実際の幾何学的形状および寸法とは逆）でオス部分の幾何学的形状および寸法と少なくとも実質的に同一であるように選択されることを意味する場合がある。対応する幾何学的形状および寸法は、オス部分がメス部分内に完全に挿入された時、オス部分とメス部分との相対的回転が防止される、または少なくとも部分的に制限されるように、メス部分の幾何学的形状および寸法が選択されることを意味する場合がある。例えば、オス部分がメス部分の中へと完全に挿入された時、メス部分とオス部分の隣接する断面部において、オス部分の一つ以上の断面直径は、メス部分の一つ以上の断面直径を超える場合がある。メス部分の幾何学的形状の少なくとも一部は、オス部分の幾何学的形状の少なくとも一部の陰画を成してもよい。
【００１５】
本明細書で使用される場合、「長軸方向の回転軸」という語句は、使用時にオス部分がそれを中心として回転または回転可能である、オス部分を通って延びる軸を意味することが意図される。
【００１６】
本明細書で使用される場合、「テーパー」という語句は、オス部分の軸から表面までの半径方向の寸法がオス部分の長さに沿って漸進的に変化することを意味することが意図される。本明細書で使用される場合、オス部分の「近位端」は、オス部分と、ローラーまたはローラーが提供される伝動シャフトとの間の界面における、または界面に隣接するオス部分の端部を意味することが意図される。本明細書で使用される場合、オス部分の「遠位端」は、オス部分と、ローラーまたはローラーが提供される伝動シャフトとの間の界面から遠位のオス部分の端部を意味することが意図される。
【００１７】
一部の実施形態では、オス部分は伝動シャフト上に提供されてもよく、またメス部分はローラー内に提供されてもよい。
【００１８】
一部の実施形態では、オス部分の断面形状は、オス部分の近位端から遠位端までの距離の少なくとも５０％に沿って一定のままであってもよい。
【００１９】
オス部分は、１〜２０の回転対称次数を有してもよく、または、随意に２〜１０、もしくは随意に２〜６、もしくは随意に４の回転対称次数を有してもよい。
【００２０】
一部の実施形態では、オス部分は、楕円形または多角形の断面を有してもよい。有利なことに、オス部分の多角形断面は、例えば、オス部分の円形断面を使用して達成が可能な場合よりもエネルギー効率の高い伝動シャフトからローラーへのトルクの伝達を提供する。いずれかの特定の理論に束縛されることを望むものではないが、オス部分の多角形断面は、円形断面を有し、かつ同一の最大基部寸法、長さ、およびテーパーの角度を有するオス部分より少ない体積を有するオス部分を提供すると考えられる。相対的に低減された体積を有するオス部分は、それに応じて相対的に低減された慣性を有する。その結果、こうした比較的低減された慣性を有するオス部分を使用することにより、比較的強化された効率でトルクを伝動シャフトからローラーに伝動できるようになる。
【００２１】
オス部分が多角形断面を有する場合、頂点は湾曲していてもよい。有利なことに、湾曲した頂点を提供することが、接続可能部分の対の使用寿命を増加することを本発明者らは見出した。こうした湾曲した頂点が、使用時にオス部分の隅角部に加えられるねじり応力および剪断応力を減少させると考えられる。
【００２２】
一部の実施形態では、オス部分は長方形状の断面を有してもよい。オス部分は、正方形の断面を有してもよい。
【００２３】
一部の実施形態において、オス部分は、その近位端からその遠位端まで、（例えば、その長軸方向軸に対して）２．５度より大きい（例えば、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、または１５度より大きい）角度で、内向きにテーパー状であってもよい。一部の実施形態において、オス部分は、その近位端からその遠位端まで、（例えば、その長軸方向軸に対して）２．５〜７０度（例えば、２．５、３、４、５、６、７、８、９、または１０〜６５、６０、５５、５０、４５、４０、３５、３０、２５、２０、または１５度）角度で、内向きにテーパー状であってもよい。一部の実施形態では、オス部分は、その近位端からその遠位端まで、（例えば、その長軸方向の回転軸を中心として対称な）５度より大きい（例えば、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、または１５度より大きい）ねじ山の角度で、内向きにテーパー状であってもよい。実施形態では、オス部分は、その近位端からその遠位端まで、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、２０、２５、または３０度〜１４０、１３５、１３０、１２５、１２０、１１５、１１０、１０５、１００、９５、９０、８５、８０、７５、７０、６５、６０、５５、５０、４５、４０、または３５度のねじ山の角度（例えば、その長軸方向の回転軸を中心として対称な）で、内向きにテーパー状であってもよい。
【００２４】
一部の実施形態では、ローラーは、１５０  ｍｍ〜３００  ｍｍの直径を有してもよい。一部の実施形態では、ローラーは、シート材料を捲縮するための表面を備えてもよい。
【００２５】
本発明の一態様によれば、本明細書で説明したように、接続可能部分の対を含む伝動シャフトおよびローラーが提供される。
【００２６】
本発明の一態様によれば、本明細書で説明したように、接続可能部分の対を備える伝動シャフトおよびローラーを備えるローラーの組が提供される。
【００２７】
一部の実施形態では、伝動シャフトは、ローラーの第一の端と係合してもよい。ローラーの組は、ローラーの第二の端を係合するための第二のシャフトをさらに備えてもよい。ローラーおよび第二のシャフトは、第二の接続可能部分の対を備えてもよい。第二の接続可能部分の対は、第二のオス部分（例えば、ローラーのうちの一つの上に位置付けられる）および第二のシャフトを有してもよい。第二の接続可能部分の対は、相補的な第二のメス部分（例えば、第二のシャフトおよびローラーのうちのもう一方の上に位置付けられる）を備えてもよい。第二のオス部分は、非円形断面を有してもよい。第二のオス部分は、円形断面を有してもよい。第二のオス部分は、第一のオス部分の断面とは異なる断面を有してもよい。
【００２８】
有利なことに、第一のオス部分と第二のオス部分とは異なる断面を有してもよい。ローラーは、その第一の端でのみ伝動シャフトに取り付けられてもよく、または取り付け可能であってもよく、またその第二の端でのみ第二のシャフトに取り付けられてもよく、または取り付け可能であってもよい。従って、有利なことに、こうした配設は、正しい取付けの向きを容易にする場合がある。さらに有利なことに、ローラーの取り付けの速さまたは速度は、ローラーのどちらの端を伝動シャフトに接続するべきであり、またどちらの端を第二のシャフトに接続されるべきかを（例えば、ローラーの作業表面上にパターンが提供されている場合、こうしたパターンから）判断する必要がない場合があるため、比較的向上する場合がある。
【００２９】
本発明の一態様によれば、シート材料をその間に通すための一対のローラーの組が提供され、第一のローラーの組は本明細書に説明した通りである。一部の実施形態では、第二のローラーの組は、本明細書に説明したような接続可能部分の対を備えてもよい。第二のローラーの組の接続可能部分の対は、第一のローラーの組の接続可能部分の対のオス部分のものとは異なる断面形状を有するオス部分を備えてもよい。一部の実施形態では、ローラーの組の対は、キャストリーフたばこシートを加工するように配設されてもよい。ローラーの組の対は、第一のローラーの組のローラーと第二のローラーの組のローラーとの間でキャストリーフたばこシートを加工するように配設されてもよい。
【００３０】
有利なことに、こうした構成は、ローラーの組のうちの一方または両方の正しい取り付けの向きを容易にすることになる。
【００３１】
本発明の一態様によれば、伝動シャフトを通して加えられるトルクによって駆動される伝動シャフトとローラーとの間の接続の形成の方法が提供され、方法は、
伝動シャフトおよびローラーのうちの一方の上に提供されたオス部分を、ローラーおよび伝動シャフトのうちのもう一方の上に提供された相補的なメス部分と軸方向に整列する工程と、
オス部分が相補的なメス部分内に係合するように、伝動シャフトおよびローラーを相対的に互いに向かって軸方向に移動する工程と、を含み、
オス部分は、長軸方向の回転軸を有し、近位端から遠位端まで内向きにテーパー状であり、かつ非円形断面を有する。
【００３２】
一部の実施形態では、伝動シャフトと、伝動シャフトを通して加えられるトルクによって駆動されるローラーとの間の接続を形成する方法は、締結具を使用してローラーを伝動装置へと固定することを含んでもよい。
【００３３】
本発明の一態様によれば、ローラーの回転を駆動する方法が提供され、この方法は、伝動シャフトとローラーとのうちの一方の上に提供されるオス部分と、ローラーと伝動シャフトとのうちのもう一方の上に提供される対応するメス部分との間でトルクを伝動することによって、伝動シャフトからローラーまでトルクを伝動することを含み、オス部分は長軸方向の回転軸を有し、近位端から遠位端まで内向きにテーパー状であり、かつ非円形断面を有する。
【００３４】
態様および実施形態は、キャストリーフたばこの捲縮のために特に有益な使用を有しうる。
【００３５】
本明細書で使用されるすべての科学的および技術的な用語は、別途指定のない限り、当業界で一般的に使用される意味を有する。本明細書に提供される定義は、本明細書で頻繁に使用されるある特定の用語の理解を容易にするためのものである。            
【００３６】
本明細書の説明および特許請求の範囲全体を通して、「備える」および「含む」という用語、ならびにそれらの変形は、「含むが、これらに限定されない」を意味し、これらが、その他の部分、添加物、構成要素、整数、または工程を除外することを意図しない（および除外しない）ことを意味する。本明細書の説明および特許請求の範囲全体を通して、単数形は複数形を包含し、かつ逆も可であるが、そうでないことを文脈が要求する場合はその限りではない。特に、不定冠詞が使用される場合、本明細書は、単数だけでなく複数も企図するとして理解されるべきであるが、そうでないことを文脈が要求する場合はその限りではない。
【００３７】
誤解を避けるために、本明細書に記載の特徴のうちの任意の特徴は、本発明の任意の態様に等しく適用される。本出願の範囲内で、前述の段落、請求項および／または後述の説明および図面、またとりわけ、その特定の個別の特徴において提示された様々な態様、実施形態、実施例、代替物は、個別にまたは任意の組み合わせで用いられうることが明示的に想定される。本発明の一態様または実施形態に関連して説明した特徴は、こうした特徴が不適合でない限り、すべての態様または実施形態に適用可能である。
ここで、例証としてのみであるであるが、本発明を、以下の添付図面を参照しながらさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、本発明の実施形態による、ローラーと伝動シャフトとを接続するための接続可能部分の対を備えるローラー装置の概略断面図である。
【図２】図２は、図１のボックスＡの内側の区域の拡大図である。
【図３】図３は、図１に示すローラーの端部の部分的な斜視図である。
【図４】図４は、図２に示すローラーの端部におけるメス部分の内表面の斜視図である。
【図５】図５は、図４に示すメス部分の内表面の概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
ここで図１および図２を参照すると、第一のローラーの組２および第二のローラーの組３と、ローラー装置Ｂと、を備えるローラー装置１が示されている。第一のローラーの組２は、第一のローラー４と、第一の伝動シャフト５と、第一の支持シャフト６と、を備える。第二のローラーの組３は、第二のローラー７と、第二の伝動シャフト８と、第二の支持シャフト９と、を備える。第一のローラー４および第二のローラー７は、各々第一の端４０、７０からそれぞれの第二の端４１、７１まで延び、各々の外側の作業表面４２、７２を含む。
【００４０】
第一のローラー４の第一の端４０は、第一の接続可能部分の対Ｃ１によって第一の伝動シャフト５に接続されている。第一のローラー４の第二の端４１は、第二の接続可能部分の対Ｃ２によって第一の支持シャフト６に接続されている。第二のローラー７の第一の端７０は、第三の接続可能部分の対Ｃ３によって第二の伝動シャフト８に接続されている。第二のローラー７の第二の端７１は、第四の接続可能部分の対Ｃ４によって第二の支持シャフト９に接続されている。
【００４１】
各伝動シャフト５、８および各支持シャフト６、９は、ローラー装置本体Ｂによって支持され、かつローラー装置本体Ｂに（例えば、ベアリングによって）回転可能に取り付けられる。伝動シャフト５、８および支持シャフト６、９は、この実施形態では、金属（例えば、ステンレス鋼）から形成される。ローラー４、７は、各々の周辺部分によって包囲された中央部分を備える。中央部分は、第一の端４０、７０、および第二の端４１、７１を備え、かつこの実施形態では金属（例えば、ステンレス鋼）から形成される。
【００４２】
第一の接続可能部分の対Ｃ１は、第一の伝動シャフト５上に提供されるオス部分Ｍと、第一のローラー４の第一の端４０に提供されるメス部分Ｆとを備える。
【００４３】
図３、図４、および図５により詳細に示すように、メス部分Ｆは、第一のローラー４の第一の端４０に陥凹部を備える。メス部分Ｆは、回転する場合の長軸方向軸Ｘを有する角錐台状形状を有する。角錐台は、第一のローラー４の第一の端４０にある基部ＢＡから頂部Ｐに向かって内向きにテーパー状である。角錐台は、第一の端４０から第一のローラー４の第二の端４１に向かう方向で内向きにテーパー状である。角錐台は、その基部ＢＡからその頂部Ｐに向かって角度αでテーパー付きである。この実施形態では、角度αは、２．５度より大きい（すなわち、角錐台は、第一のローラー４の第一の端４０から第二の端４１に向かう方向で、５度より大きいねじ山の角度で内向きにテーパー状である）。しかしながら、実施形態では、角度αは、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、または１５度より大きくてもよい。実施形態では、角度αは、２．５〜７０度、例えば３、４、５、６、７、８、９または１０〜６５、６０、５５、５０、４５、４０、３５、３０、２５、２０または１５度であってもよい。実施形態では、角錐台は、第一のローラー４の第一の端４０から第二の端４１に向かう方向で、（例えば、長軸方向の回転軸Ｘを中心として対称に）６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、または１５度より大きいねじ山の角度で、内向きにテーパー状であってもよい。実施形態では、角錐台は、第一のローラー４の第一の端４０から第二の端４１に向かう方向で、（例えば、その長軸方向の回転軸Ｘを中心として対称な）５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、２０、２５、または３０度〜１４０、１３５、１３０、１２５、１２０、１１５、１１０、１０５、１００、９５、９０、８５、８０、７５、７０、６５、６０、５５、５０、４５、４０、または３５度のねじ山の角度で、内向きにテーパー状であってもよい。
【００４４】
メス部分Ｆの角錐台は、基部ＢＡと頂部Ｐとの間に長さＬを有する。メス部分Ｆの角錐台は、この実施形態では正方形の断面を有し（すなわち、角錐台の多面体基部は正方形である）、ここで正方形の頂点Ｖは曲線である。この実施形態では、基部ＢＡは、正方形断面の対向する頂点Ｖの間に延びる最大直径ｄを有する。中央の穴ＣＢは、角錐台の頂部Ｐから第一のローラー４の第二の端４１に向かって延びる。中央の穴ＣＢは、その長さの少なくとも一部に沿ってねじ山が付けられる。
【００４５】
第一の伝動シャフト５は細長く、かつ第一の端から第二の端まで延びる。図１および図２に示すように、オス部分Ｍは、第一の伝動シャフト５上で、その第一の端上に提供される。オス部分Ｍは、使用時に、第一のローラー４の第一の端４０においてメス部分Ｆに対応し、かつ係合的に協働するようなサイズおよび形状にされた突起部を備える。当業者によって理解されるように、メス部分Ｆの形状の説明は、メス部分Ｆの実質的に陰画から成るオス部分Ｍの形状にも適用可能である。中央の穴ＣＢは、メス部分Ｆの長軸方向の回転軸Ｘに対応する、その長軸方向の回転軸に沿ってオス部分Ｍの中心を通って延びる。
【００４６】
中央の穴ＣＢは、第一の伝動シャフト５の全長を通って、かつこれに沿って、第一の端からその第二の端まで延びる。中央の穴ＣＢは、その長さの少なくとも一部に沿ってねじ山が付けられる。
【００４７】
第二の接続可能部分の対Ｃ２、第三の接続可能部分の対Ｃ３、および第四の接続可能部分の対Ｃ４は、上記で説明された第一の接続可能部分の対Ｃ１のものと随意に同一でありうるオス部分Ｍおよびメス部分Ｆを備え、ここではさらに説明しない。
【００４８】
使用前に、第一の伝動シャフト５は、その上に第一のローラー４を取り付ける前に、ローラー装置本体Ｂ内に回転可能なように保持され、かつローラー装置本体Ｂによって支持される。第一のローラー４の取り付けは、第一のローラー４が第一の接続可能部分の対Ｃ１によって第一の伝動シャフト５に接続されることを含む。第一のローラー４の第一の端４０にあるメス部分Ｆは、第一の伝動シャフト５上に提供されたオス部分Ｍと整列される。次に、第一のローラー４は、第一の伝動シャフト５の上へと軸方向に移動され、その結果オス部分Ｍはメス部分Ｆ内に受容される。このようにして、第一のローラー４は、摩擦嵌めによって第一の伝動シャフト５に少なくとも部分的に接続される。
【００４９】
次に、第一の伝動シャフト５および第一のローラー４は、中央ねじＣＳによって取り付けられ、第一の伝動シャフト５の第二の端を通して挿入され、第一の伝動シャフト５および第一のローラー４の第一の端４０の両方の中央の穴ＣＢとねじ山係合する。中央ねじＣＳを締めることは、中央ねじＣＳを係合する前にこれらが少なくとも部分的に整列されていない場合でさえも、オス部分Ｍおよびメス部分Ｆを軸方向に整列させる。さらに、中央ねじＣＳを締めることは、メス部分Ｆの内表面に対するオス部分Ｍの外表面の圧縮を生じさせる。有利なことに、本発明による第一の接続可能部分の対Ｃ１の構成は、使用時に、第一の伝動シャフト５から第一のローラー４へのトルクの効率的な伝達を確保し、円形断面を有するオス部分Ｍの場合よりもメス部分Ｆの内表面に対するオス部分Ｍの外表面の圧縮に依存する程度がより低い。その結果、中央ねじＳＣは、オス部分Ｍが円形断面を有する場合よりも比較的少ない程度で締める必要がある。よって、第一の接続可能部分の対Ｃ１は、オス部分Ｍが円形断面を有する場合よりも比較的少ない時間で接続を外す（よって、第一のローラー４を取り付けられていない状態にする）ことができる。
【００５０】
さらに、本発明による非円形断面のオス部分Ｍを提供することは、接続可能部分の対Ｃ１の摩耗を低減する。オス部分Ｍおよびメス部分Ｆが完全に接続されている時、部分Ｍ、Ｆは相対的回転から制限される。その結果、オス部分Ｍとメス部分Ｆとの間の摩耗は、部分Ｍ、Ｆが完全に接続されているときでも摺動が起こりうる構成と比較して、相対的に低減される。
【００５１】
次いで第一の支持シャフト６は、ローラー装置本体Ｂ内の位置へと軸方向に摺動する。第一の支持シャフト６の長さの少なくとも一部に沿って延びるキー溝は、ローラー装置本体Ｂ内の協働する陥凹部と係合する。次に、第一の支持シャフト６の第一の端におけるオス部分Ｍは、第一のローラー４の第二の端部４１における協働するメス部分Ｆとの係合へと軸方向に摺動し、これによって第二の接続可能部分の対Ｃ２を形成する。次に、第一の支持シャフト６は、中央ねじＣＳによって第一のローラー４に取り付けられ、第一の支持シャフト６の長さおよび中央の穴ＣＢを通し、かつこれらに沿って、第一のローラー４の第二の端４１の中へと中央の穴ＣＢを通してねじ山係合される。
【００５２】
使用時に、第一の伝動シャフト５は、これに接続されたモーターまたはその他の原動機（図示せず）によって回転される。第一の伝動シャフト５からのトルクは、第一の接続可能部分の対Ｃ１を通して第一のローラー４に伝達され、これによって、第一のローラー４を回転させる。第一の支持シャフト６は、ローラー装置本体Ｂ内で自由に回転し、これによって第一のローラー４の第二の端４１を支持する。トルクは、部分的には第一の接続可能部分の対Ｃ１のオス部分Ｍの外表面とメス部分Ｆの内表面との間の摩擦に起因して、第一の伝動シャフト５から第一のローラー４へと伝達される。
【００５３】
第二のローラー７は、第一のローラーの組２における第一のローラー４について上述したのと同一の方式で、使用前に、第二のローラーの組３に取り付けられる。第二の伝動シャフト８もまた、使用時に、モーターまたはその他の原動機（図示せず）によって回転される。次に、物品（例えば、たばこキャストリーフシート）は、第一のローラー４と第二のローラー７との間のニップの間を通ることができる。このようにして、たばこキャストリーフシートなどの物品は、ローラー４、７の作業表面４２、７２の間で加工される。
【００５４】
第一のローラー４を取り外すことは、
第一のローラー４の第二の端４１および第一の支持シャフト６の中央の穴ＣＢから中央ねじＣＳを外すことと、
キー溝による相互係合に沿って第一のローラー４から離れる方向でそこから外れるように軸方向に摺動することによって、ローラー装置本体Ｂから第一の支持シャフト６を取り外し、これによって第二の接続可能部分の対Ｃ２を、第一のローラー４の第二の端４１と第一の支持シャフト６との間で係脱することと、
第一の伝動シャフト５の中央の穴ＣＢから中央ねじＣＳを外すことと、
第一のローラー４を第一の伝動シャフト５から離れるように移動させ、これによって第一の接続可能部分の対Ｃ１を、第一のローラー４の第一の端４０と第一の伝動シャフト５との間で係脱することと、を含む。
【００５５】
取り外された第一のローラー４はその後、交換または修理されてもよい。
【００５６】
接続可能部分の対Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は、二つのローラーの組２、３の文脈で説明されているが、この説明は、任意の数のローラーの組２、３、または実際にローラー４、７を備えるローラー装置に対して必要な変更を加えて適用されることが当業者には明らかであろう。
【００５７】
当然のことながら、第二、第三、および第四の接続可能部分の対Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は、第一の接続可能部分の対Ｃ１と同一であるとして説明されるが、この通りにする必要はなく、その代わりに、第二、第三、および第四の接続可能部分の対Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４のうちの一つ以上が、第一の接続可能部分の対Ｃ１のメス部分Ｆとは異なる形状の断面を有する陥凹部を有するメス部分Ｆを備えてもよい。第二、第三、および第四の接続可能部分の対Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４のうちの一つ以上のメス部分Ｆが、第一の接続可能部分の対Ｃ１の前記メス部分Ｆとは異なる形状の断面を有する陥凹部を有する場合、対応する第二、第三、および／または第四の接続可能部分の対Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４のオス部分Ｍは、関連する第二、第三、および／または第四の接続可能部分の対Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４のメス部分Ｆのものに対する相補的形状を有する。第一の接続可能部分の対Ｃ１のオス部分Ｍおよびメス部分Ｆの断面形状は、第二の接続可能部分の対Ｃ２のオス部分Ｍおよびメス部分Ｆの断面形状とは異なる場合がある。有利なことに、第一のローラー４のその望ましい向き（例えば、第二のローラー７に関する）での設置は、これによって確保される場合がある。その結果、ローラー４の望ましい向きでの設置は、第一のローラー４を設置する時、第一および第二の接続可能部分の対Ｃ１、Ｃ２が各々同一の断面形状を有するオス部分を有しうる場合より比較的より急速に達成され、かつ容易である場合がある。第一のローラー４の比較的より急速な設置は、ローラー装置１のダウンタイムの比較的低減、およびこれによるローラー装置１の使用の出費の低減をもたらす。
【００５８】
ローラー４、７は、各々の中央部分および周辺部分を備えるとして説明されているが、これは本発明に必須ではない。中央ねじＣＳが説明されているが、これは本発明に必須ではない。中央の穴ＣＢが説明されているが、これは本発明に必須ではない。支持シャフト６、９が説明されているが、これは本発明に必須ではない。
【００５９】
概略図は必ずしも実寸に比例しておらず、また図示の目的で提示されるものであり、限定するものではない。図面は本開示に説明される一つ以上の態様を描写する。しかしながら、当然のことながら、図面に描写されていないその他の態様も本開示の範囲に収まる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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