(57)【要約】【課題】針の交換や針の突出寸法の調整を容易におこなうことができる針孔加工用ロールを提供する。【解決手段】円板状部材２の平坦面２ｂに放射状溝４が形成され、この放射状溝４に針５が取付固定され、針５の先端が円板状部材２の円周外部２ａに突出して配設され、この円板状部材２を積層して針孔加工用ロールを形成する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央に貫通孔を備える多数の円板状部材を積層し、該円板状部材の円周外部に針が突出して配設された針孔加工用ロールであって、
該円板状部材の少なくとも一方の平坦面に放射状に溝が形成され、該放射状溝に該針が取付固定され、該針の先端が該円板状部材の円周外部に突出して配設されていることを特徴とする針孔加工用ロール。
【請求項２】
請求項１に記載の針孔加工用ロールにおいて、
該針は該放射状溝に接着固定されていることを特徴とする。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の針孔加工用ロールにおいて、
該放射状溝の深さは、略針径に等しいか僅かに大きいことを特徴とする。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の針孔加工用ロールにおいて、
該円板状部材の該放射状溝と交叉して円周形状に円周溝が形成されていることを特徴とする。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の針孔加工用ロールにおいて、
一端に鍔部を備えた円筒部材を有し、該円筒部材の外周に該円板状部材が外嵌されて積層され、積層された該円板状部材を該顎部との間で把持する支持部材を有し、該円板状部材が該円筒部材に対して相対回転することを防止する回止め機構が設けられていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックフィルムやプラスチックシート等に微細な針孔を多数開けるために用いられる針孔加工用ロールに関するものである。特に、プラスチック製の極めて薄いフィルム、シートや袋体に対して、空気の透過は認めるが、水の透過は防止できる微細な穴を多数加工する針孔加工用ロールに関するものである。例えば、その厚さが１０〜２００μｍであるポリエチレンフイルム等のような極めて薄いフイルム状のワークに約１００μｍ以下の穴を加工する針孔加工用ロールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチック製のフィルム、シートや袋体等に、空気等の気体は透過するが、水等の液体の透過は防止できる微細な穴を多数加工することが採用されている。また、例えば、プラスチック製の袋体に、ダスト、穀粉、顆粒等を包装封印する際に一緒に封入される空気を、包装後に逃がすことができるようにするために、所定の範囲に空気透過性に優れ、内部封入物の漏出の無い微細な孔が適当間隔で多数開孔されている。
そのような加工機として、針をロール外周に多数取付けた針孔加工用ロールが知られている。
【０００３】
このような微細な針孔を開孔するための針孔用ロールとして、例えば、▲１▼ロールの外周に複数の針を突出させた針孔加工用ロールを用いて、この針孔加工用ロールを回転させつつフィルムを通し、フィルムにロールの外周の針を突き刺すことによって孔を加工することが知られている。この針孔加工用ロールとしては、例えば、特開表１１−５０８８３０号公報に示すように、円柱状のロールの外周に放射状にドリル加工で針孔を設け、その針孔に針を埋め込んで溶接や接着剤で固着している。（図１０）
▲２▼また、例えば、ロールにねじ孔を設けて外側からネジ付き針をねじ込んで、針をロールの表面に取り付けるようにしたものも知られている。（図１１）
▲３▼例えば、特開平０５−４２４９９号公報のように、ロールにネジ孔を設け、それにネジつきの針を内側からねじ込み、内側にナットを締め付けたものが知られている。（図１２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、▲１▼のものでは、ロール５１に針孔５２をドリル等で開ける必要があるが、通常孔径に対して深い針孔５２を開けようとすると、ドリルが折損したり、針孔５２が曲がる等の不具合を生じ、針孔５２の深さは孔径の１０倍程度までが限界と言われている。孔径が０．５ｍｍであれば、針孔の深さは５ｍｍ位までである。即ち、１０ｍｍの長さの針を挿入するために１０ｍｍの深さの針孔を開口するとしたら、孔径は１ｍｍ位になる。
この公報の技術では、孔径が小さくて、長い針孔をドリル加工することは困難であり、結果的に孔径が大きな針孔を開口し、その孔径に相応しい針を挿入して、固定するようにしている。そのため針径が大きくなり、針孔加工用ロールから突出する針の先端の径も必然的に大きくなる。したがって、フィルムに開ける針孔の大きさも大きくなり、水の透過を防止することができない不具合を有していた。
その上、この針孔に針を挿入してロールに溶接や接着剤で固着する必要があるために、針が折れたり曲がったりしても交換することができず、また針の突出寸法を調整することもできないという問題があった。
▲２▼のものでは、ロールに設けたねじ孔に針を外からねじ込んで取り付ける場合には、針のねじ込みが緩むとロールの外に脱落してしまうおそれがあって、針が加工する品物に混入してしまうという問題があった。
▲３▼のものでは、針の交換や突出長量の調整ができる点では優れているが、しかし、ロールから突出する針の突出し精度を±１０μｍ以下に収めることが容易でなく、針の組立て作業に熟練を必要とする等作業に時間がかかる不具合を有している。また、ナットを締め付けるために隣接するナット間を近接して設けることができないので、針孔を近接して設けることができなかった。即ち、ナット径を配慮すると、針孔ピッチは１０ｍｍが限界であり、これ以上接近して針孔を開口することが困難であった。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、針の交換や針の突出寸法の調整を容易に行うことができ、しかも製造の容易な針孔加工用ロール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】
請求項１の発明は、中央に貫通孔を備える多数の円板状部材を積層し、該円板状部材の円周外部に針が突出して配設された針孔加工用ロールであって、
該円板状部材の少なくとも一方の平坦面に放射状に溝が形成され、該放射溝に針が取付固定され、針の先端が該円板状部材の円周外部に突出して配設されている構成である。
【０００７】
この構成では、円板状部材の放射状溝に針を挿入固定し、この円板状部材を積み重ねることで針孔加工用ロールを形成できるので、製造が容易である。また、溝に挿入する位置を設定することや直接突出量を設定する等の方法で針の突出量を調整できるので、その調整が容易である。また、一部の針が損傷した場合、積み重ねた円板状部材を取り外し、損傷した針が取付けられた円板状部材を交換するか、その針を交換し、再度積み重ねて組立てることで良いので、交換が容易であるともに部分的に交換すればよく、交換コストが低減できる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の針孔加工用ロールにおいて、該針は該放射状溝に接着固定されているので、簡便な固定方法であってしっかり固定できる。作業としては、針を上記放射状溝の所定位置にセットした後に接着剤を流し込み、固めれば良いので、作業が容易である。
針を交換する際には、損傷した針に付着した接着剤を剥がし、針を取り除けば良いので、放射状溝を損傷することなく容易に取外しでき、この円板状部材を再度使用することができるとともに交換作業も短時間で熟練してない作業者でもできる。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の針孔加工用ロールにおいて、放射状溝の深さは略針径に等しいか僅かに大きい。この構成では、針が放射状溝から円板状部材の軸方向に突出することを防止できるので、これら円板状部材を積層した際に、軸方向での各円板状部材間での針の間隔を安定して所定値に維持でき、多数の針孔をプラスチックフィルムに安定して開孔できる。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の針孔加工用ロールにおいて、該円板状部材の該放射状溝と交叉して円周形状に円周溝が形成されている。この構成では、この円周溝に接着剤を導入することで、放射状溝から接着剤がはみ出ることなく十分な接着剤量を確保できるので、針を円板状部材に確実に固定できる。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の針孔加工用ロールにおいて、一端に鍔部を備えた円筒部材を有し、該円筒部材の外周に該円板状部材が外嵌されて積層され、積層された該円板状部材を該顎部との間で把持する支持部材を有し、該円板状部材が該円筒部材に対して相対回転することを防止する回止め機構が設けられている。この構成では、針を固定した円板状部材を順次上記円筒部材に外嵌していき、最後に支持部材を係止することによって、ロール外周に多数の針を突出させた針孔加工用ロールを得られるので、組立が容易であり、円板状部材と該円筒部材との相対回転を確実に防止でき、軸方向の遊びを無くしたものが得られる。
【００１２】
【発明の実施形態】
図１ないし図６により、本発明の第１実施形態を説明する。図１は、針孔加工用ロール１の概略全体構造を示す。図２は円筒部材１１を示し、図３は回転軸１３を示す。
一端に鍔部１２を備えた円筒部材１１が回転軸１３に回転自在にベアリング１４で支持されている。中央に貫通孔３を設けた円板状部材２がキー溝１６に合わせて円筒部材１１に順次外嵌され、積層されている。この実施例では、円板状部材２が２４枚セットされている。最後に支持部材１５を円筒部材１１の端部に形成したネジ部にねじ込み、２４枚の円板状部材を挟むように支持している。このように円板状部材２の放射状溝４に針５を挿入固定し、この円板状部材２を積み重ねることで針孔加工用ロール１を形成しているので、組立が極めて容易である。
【００１３】
図４ないし図６により円板状部材２を説明する。図４は、円板状部材２の正面図を示し、図５は円板状部材２の斜視図を示し、図６は、円板状部材２の部分断面図を示す。円板状部材２の平坦面２ｂに放射状溝４が放射状に等間隔に形成されている。この実施例では、放射状溝４は半径方向に貫通して形成されている。針５の針長さＬはこの放射状溝４の長さより少し長く形成されており、針５の針長さＬと放射状溝４の長さの差が針５の突出量となっている。即ち、この実施例では、円筒部材１１に円板状部材２を外嵌し、この円板状部材２の放射状溝４に針５を挿入し、この針５の後端部を円筒部材１１の外周面に当接させることで針５を位置決めし、針５が一定量突出した状態にセットできる。そして、放射状溝４に接着剤を挿入し、針５をこの放射状溝４に固定する。なお、円周溝６を設けることで、放射状溝４に挿入した接着剤が円板状部材２の平坦面２ｂからはみ出ることをできるだけ防止している。このようにして、針５を放射状溝４にセットした後、次の円板状部材２を円筒部材１１に外嵌する。そして同じように針５を挿入固定する。
このように放射状溝４を半径方向に貫通して設けることによって針長さを長くできるので、先端がテーパー状に細長くなった針の形状を製造することが容易となり、所定形状の針を安定して得られるメリットを有する。
【００１４】
図６により、針と放射状溝の嵌めあい構造を説明する。放射状溝４の溝深さＨは針径Ｄより２０〜４０μｍ大きく形成されている。又放射状溝４の幅も深さＨと同じ寸法となっている。針５の寸法ばらつきが少々あっても、針５が放射状溝４からはみ出ることを防止するようにしている。この構成では、針５が放射状溝４から円板状部材２の軸方向に突出することを防止できるので、これら円板状部材２を積層した際の積層方向間隔のバラツキを防止できる。
【００１５】
円筒部材１１の外周と円板状部材２の内周との間にキー溝１６が設けられ、このキー溝１６に回り止め用のキー１７が挿入固定されている。このキー１７により円板状部材２と円筒部材１１との相対回転が防止されている。なお、このキー１７を挿入した部分にかかる針５だけはキー溝１６の厚さ分だけ短く形成したものを用いる。
【００１６】
図７は針の形状を示す。針５は、針長さ（Ｌ）約１６ｍｍ、針径（Ｄ）約０．５ｍｍからなり、先端が滑らかなテーパー形状に先細に尖るように形成されている。針先径１５μｍ以下に、角度θは所定範囲内に精度に研磨加工され、針径Ｄ及び全長は所定範囲内の設定値に管理されている。針５自体が高精度に成形されているので、針５の後端部を円筒部材１１の外周に押し当ててセットするだけで、円板状部材２の円周外部２ａからの針５の突出量を高精度に確保できる。特に針５自体が高精度に成形されているので、フィルムに開口した針孔形状をきれいなほぼ円形断面とすることができ、針孔が裂けて大きくなったりすることが無く、安定した形状・大きさの針孔を得られる。
【００１７】
放射状溝４の間隔（即ち針孔間隔）は、プラスチックフイルムの大きさ・種類や用途によって任意に設定されるものであって、その要求に応じて放射溝の間隔や針の突出量を設定した円板状部材２を用意することで対応できる。また、例えば、放射状溝４の円周方向間隔が異なるものを要求された場合には、その要求に応じた円板状部材２を順次積層することで対応できるので、針孔即ち放射状溝４の各種の要求に対して応えられる自由度がある。また、例えば、できるだけ狭い間隔で放射状溝４を形成しておき、フイルムの大きさや種類に応じて、針を挿入固定する放射溝４を選択設定することで針の間隔を調整することも可能であり、この場合には、共通の円板状部材２を使用して針位置（針孔）の異なるフィルムに対する針孔加工用のロールを設けることができる。
【００１８】
次に、針が折れた場合の交換作業を説明する。まず支持部材１５を取り外し、針が折れた円板状部材２までの円板状部材２を取り外し、針が損傷した円板状部材を交換するか、折れた針のみを取り除き、そこの放射状溝に新たな針を接着して、円板状部材を再度円筒部材に外嵌して、交換作業を完了する。
このようにして針或は円板状部材を交換できるので、従来のようにネジを緩めて針を交換する作業に対して交換作業が容易であり、交換コストを低減できる。
【００１９】
図８は、第２実施形態を示し、図４と同様な図を示す。この第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみの説明とし、共通部分の説明は省略する。円板状部材２２は板金製とされ、キーに相当する部分２３が一体に形成されている。この第２実施形態では、この円板状部材２２にキー溝１６を設けないで良いので、この部分の針５を短く設定する必要がなく、同じ長さの針５を使用できる。
【００２０】
図９は、第３実施形態を示し、円板状部材から突出する針の突出量を設定する別の実施手段を示す。ジグ３１は円板状部材２が接触する第１内周面３３と針５の飛び出し量を設定する第２内周面３２とを備える。このジグ３１の第１内周面３３に円板状部材２をセットする。そうすることによって、円板状部材２の外周と第２内周面３２との間に一定の間隔を確保できる。この状態で放射状溝４に針５を挿入し、針５の先端を第２内周面３２に接触させて位置決めする。この場合には、半径方向に貫通した放射状溝に対する円筒部材の外周面に、針の後端部を当接させて針の突出量を一定に位置決めするものや放射状溝に有底部を設けて底部に針の後端部を当接させて針の突出量を一定に位置決めするものに比較して、直接突出量を設定できるので、針の突出量の管理が容易である。
なお、第１内周面３３や第２内周面３２は全周に設けたが、円周の一部に設けるようにしても良い。また、ジグ自体を円形でなく、半円形状にしても良い。
【００２１】
上記実施形態では、円板状部材を積層した場合に、放射状溝（針）は軸方向に同一直線状に配設している。しかしこの配設に限られるものではなく、隣接する円板状部材の放射状溝を軸方向に僅かづつずらして積層するようにしても良い。具体的には、キー溝が僅かづつずれた円板状部材を用意し、キー溝にあわせて積層することで、放射状溝が少しづつずれて積層される。この場合には、針でフィルムに針孔を開ける際に、針が同一直線上で一度にフイルムに接触して針孔を開口するのではなく、針は少しづつずれてフィルムに接するので、針孔の開口時のフイルムやローラ等の負荷を軽減できる。
【００２２】
上記実施形態では、円板状部材の一方の平坦面に放射状溝を形成し、他方の平坦面は平坦のまま残したが、放射溝を一方面側と他方面側とに形成しても良い。この場合に、隣接する円板状部材の対向する放射状溝の位置を円周方向にずらして積層するようにすれば、円周方向に針のピッチ間隔を狭く配設できるメリットを有する。例えば、一方の平坦面の円周方向の針のピッチ間隔を４ｍｍとすれば、隣接する円板状部材の対抗面の針のピッチ間隔も４ｍｍとし、且つ円周方向に２ｍｍづつずれて積層するようにすれば、円周方向に見て、針のピッチ間隔は２ｍｍになり、狭いピッチ間隔とすることができ、ほぼ同一円周上に設ける針の数を多くすることができる。
逆に、円板状部材の円周方向の針のピッチを８ｍｍとして、隣接する円板状部材の対向する放射状溝を４ｍｍずつづらして積層すれば、あたかも円板状溝の一方面に４ｍｍピッチで放射状溝を配設したと同様な結果が得られる。この場合には、８ｍｍピッチで隣接する放射状溝の中心側の端部同士の間隔は、４ｍｍピッチの場合に比較して余裕を有するので、円板状部材の貫通孔を小さくして放射状溝の長さを長くすることが可能である。そうすれば、長い長さの針を使用でき、針の製造が容易であるとともに、品質の安定した針を使用できる。それとともに、接着剤で針を放射状溝に固定する場合の接着代も大きくできるメリットを有する。
【００２３】
上記実施例では、円板状部材の一方面に針径とほぼ同じ深さの放射状溝を形成したが、これに限られるものではなく、例えば、一方面には約半分の深さとし、これと対向する放射状溝にも約半分の深さの放射状溝を設け、これらの半分の深さ同士を合わせることで、針径と同程度の深さとなるようにしてもよい。この場合には、円板状部材の積層方向（軸方向）の厚さを薄くできるので、軸方向の針のピッチを狭くすることができる。
【００２４】
また、放射状溝を貫通せずに有底溝として形成し、その底に針の後端部を当接させて位置決めするようにしても良い。その場合には、円板状部材の外径を大きくするか、内径を小さくして、放射状溝の長さを所定量確保するようにすることが、針長さを長く確保できるので好ましい。
【００２５】
接着剤を導入する部分として、円周溝の代わりに、放射状溝の側部に凹部を設け、或は部分的に深い溝を設け、この凹部や深い溝に接着剤を導入するようにしても良い。また、凹部や円周溝を軸方向に貫通した部分を設けて、接着剤の逃げ部分を確保するようにしてもよい。
また、円周溝の対面側にも対面円周溝を設け、接着剤がはみ出た場合でも、円板状部材と円板状部材とを軸方向に遊びなく積み重ねられるようにしてもよい。またこの対面円周溝に弾性体を設け、針を放射状溝内に押し付けて、針の抜け止めを更に強化しても良い。
【００２６】
上記実施例による放射状溝は円板状部材の中心から半径方向に設けられているが、この放射状溝を僅かに偏芯させても良い。このようにして、ローラが回転して、針がシートやフィルムと接触して開孔する際や、逆に針がシートやフィルムとから離れる際のシャープさを維持するようにしてもよい。
【００２７】
本発明では、円板状部材は無垢材から切り出して製造することができ、ダイキャスト製造することもできる。また円板状部材を板金製とし、プレス成形で放射状溝を成形することもできる。材質としては鉄系材やアルミ系材等が使用できる。また、円板状部材をプラスチック製とし、射出成形で成形するようにしても良い。この場合には、放射状溝や円周溝も同時に形成できるメリットを有する。
【００２８】
本発明では、特に、放射状溝の間隔の設定を変更することで、孔間隔を変更することが容易であるので、フイルムの大きさや種類に応じた放射状溝を備えた円板状部材を用意することで対応できる。ピッチ間隔の異なる円板状部材を用意して積層することで、円周方向にピッチ間隔の異なる放射状溝を有するようにすることが簡単に可能である。また、例えば、できるだけ狭い間隔で放射状溝を形成しておき、フイルムの大きさや種類に応じて、針を挿入固定する放射溝を選択設定することで針の間隔を調整することも可能であり、調整が容易である。
上記実施例では、円板状部材２が２４枚セットされているが、この枚数に限られるものではなく、シートの幅や穴開け位置の設定条件等によって変わるものであり、この数値に限られるものではない。
上記実施形態では、針は放射状溝に接着剤を導入して固定されているが、この手段以外の固定手段でも良い。なお、支持構造は上記実施形態の構造に限られず、ネジ締め以外の係合手段でもよい。
【００２９】
尚、本発明はプラスチック製のフィルム、シートや袋体等に対して、空気は透過するが、水の透過は防止できる微細な穴を多数加工することを狙いとして開発したものであるが、プラスチック製に限らず紙等でも同様な孔を開ける必要性があれば、本発明を適用できるものである。
【００３０】
【発明の効果】
上記のように本発明では、中央に貫通孔を備える多数の円板状部材を積層し、該円板状部材の円周外部に針が突出して配設された針孔加工用ロールであって、円板状部材の少なくとも一方の平坦面に放射状溝が形成され、該放射状溝に針が取付固定され、針の先端が該円板状部材の円周外部に突出して配設されているので、放射状溝への針の位置決め設定で針の突出寸法を調整することができる。それとともに、この円板状部材を分解することで、針の交換の必要な円板状部材を交換するだけで交換作業ができる、或はその円板状部材から交換すべき針のみを交換するだけで交換できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の針孔加工用ロールの概略全体構造を示す。
【図２】図１に示す針孔加工用ロールに使用される円筒部材を示す。
【図３】図１に示す針孔加工用ロールに使用される回転軸を示す。
【図４】図１に示す針孔加工用ロールに使用される円板状部材を示す。
【図５】図４の円板状部材の斜視図を示す。
【図６】図４の円板状部材の放射状溝の部分断面図を示す。
【図７】図１に示す針孔加工用ロールに使用される針を示す。
【図８】第２実施形態に関し、図４と同様な図を示す。
【図９】第３実施形態に関し、針の突出量を設定する別の実施形態を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は部分断面図を示す。
【図１０】従来の針孔加工用ロールを示す。
【図１１】従来の別の針孔加工用ロールを示す。
【図１２】従来の更に別の針孔加工用ロールを示す。
【符号の説明】
１　　　針孔加工用ロール
２　　　円板状部材
２ａ　　　円周外部
２ｂ　　　平坦面
３　　　貫通孔
４　　　放射状溝
５　　　針
６　　　円周溝
１１　　　円筒部材
１２　　　顎部
１３　　　回転軸
１４　　　ベアリング
１５　　　支持部材
１６　　　キー溝
１７　　　キー
１８　　　接着剤層
３１　　　ジグ
Ｈ　　　溝深さ
Ｄ　　　針径
Ｌ　　　針長さ
ｌ　　　放射溝長さ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
2004025406.tif 000010
【図９】
2004025406.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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