(57)【要約】【課題】コンパクトな装置構成で、紙管に多大なストレスを与えることなく且つ補強金具を容易に取り外すことができる紙管用金具除去装置を提供することを課題とする。【解決手段】紙管用金具除去装置は、紙管本体に金具が取り付けられた紙管を保持する環状部１５と、紙管本体及び金具に荷重を付与する楔状刃１９と、楔状刃を駆動するためのエアシリンダ機構２１とを備える。楔状刃の先端は、紙管の軸心に対して２〜８０度傾斜した傾斜部を備え、この傾斜部は、金具の押し出し方向の後方部分から前方部分へと順に荷重を付与する向きに配置されている。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙管本体に金具が取り付けられた紙管から当該金具を除去する装置であって、
前記紙管を保持する保持手段と、
前記紙管本体及び金具に荷重を付与する楔状刃と、
該楔状刃を駆動するための駆動手段とを備え、
前記楔状刃の先端は、前記紙管の軸心に対して傾斜した傾斜部を備え、該傾斜部は、前記金具の押し出し方向の後方部分から前方部分へと順に荷重を付与する向きに配置されていることを特徴とする紙管用金具除去装置。
【請求項２】
前記傾斜部は、前記紙管の軸心に対して２〜８０度傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の紙管用金具除去装置。
【請求項３】
前記保持手段は、保持の際に前記紙管を覆うような環状部を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の紙管用金具除去装置。
【請求項４】
前記楔状刃は、前記環状部の内周部から前記紙管に対して突入・退出するように設けられていることを特徴とする請求項３に記載の紙管用金具除去装置。
【請求項５】
前記楔状刃は、その先端の少なくとも一部が変形前の紙管の軸心をこえるように突出することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の紙管用金具除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、端部に補強金具が装着されると共に外周面にロール紙などが巻かれる芯として機能する紙管から、当該補強金具を取り除くための紙管用金具除去装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ロール紙を巻き付けるための芯としては、紙管が用いられており、この紙管の両端には、補強のための金具が取り付けられていた。そして、使用済みの紙管は、紙管の本体部分を構成する紙部分と、補強金具を構成する金属部分とを分離することで、リサイクルされることが望まれている。
【０００３】
このため、例えば、特開２００２−１１９９４４号公報に開示されているような紙管における補強金具の分離方法がある。かかる方法では、相互に等間隔で離隔する３つの荷重金具を用意し、これら荷重金具を介して紙管及び補強金具の外側から半径方向に沿って軸心向きに荷重を与える。これによって、補強金具は塑性変形し、荷重除去後も補強金具が紙管内周面から分離する。その後、紙管の開口端部を鉛直下方に向け、軽く叩くなどの振動を与えることで、紙管内部から潰れた補強金具を落下除去することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１１９９４４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の補強金具の分離方法では、補強金具を塑性変形させるなどによって好適に補強金具を取り出すために、荷重金具は４．９×１０４〜７．９×１０４Ｎの荷重（５〜８トンに相当）を付与する必要があった。このため、装置全体が大型になり、また、補強金具が取り外された後の紙管は拉げてしまうため、芯材としての再利用が困難であった。さらに、補強金具の取り出しには、その都度、上述したように紙管を鉛直にして振動を与えるなどの作業が必要であり、金具を取り除く作業まで含めると手間がかかるものであった。
【０００６】
従って、本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、コンパクトな装置構成で、紙管に多大なストレスを与えることなく且つ補強金具を容易に取り除くことができる紙管用金具除去装置をすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明は、紙管本体に金具が取り付けられた紙管から当該金具を除去する装置であって、前記紙管を保持する保持手段と、前記紙管本体及び金具に荷重を付与する楔状刃と、該楔状刃を駆動するための駆動手段とを備え、前記楔状刃の先端は、前記紙管の軸心に対して傾斜した傾斜部を備え、該傾斜部は、前記金具の押し出し方向の後方部分から前方部分へと順に荷重を付与する向きに配置されていることを特徴とする。
【０００８】
好適には、前記傾斜部は、前記紙管の軸心に対して２〜８０度傾斜している。
また、前記保持手段は、保持の際に前記紙管を覆うような環状部を含むようにしてもよい。さらにその場合、前記楔状刃は、前記環状部の内周部から前記紙管に対して突入・退出するように設けられていると好適である。また、前記楔状刃は、その先端の少なくとも一部が変形前の紙管の軸心をこえるように突出すると好適である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に、本実施の形態に係る紙管用金具除去装置の全体を示す。紙管用金具除去装置１は、主に、架台３と、紙管５を保持する保持手段７と、紙管５に荷重を付与する荷重付与手段９とを備えている。
【００１０】
架台３は、平板状や棒状のフレームから構成されている。また、保持手段７は、架台３に取り付けられた前方保持部１１と後方保持部１３とを備えている。これら前方保持部１１と後方保持部１３は、紙管５の軸心方向に関し間隔を持って配置されている。図２に示されるように、前方保持部１１は、紙管５の全周を覆うような環状部１５と、その後方に配置された弧状の支え部１７とを有する。
【００１１】
荷重付与手段９は、紙管５に対し荷重を付与する楔状刃１９と、楔状刃１９を駆動させる駆動手段としてのエアシリンダ機構２１とを備えている。エアシリンダ機構２１は、既存の構成であるためその詳細説明は省略するが、楔状刃１９は、エアシリンダ機構２１のシリンダロッドに連結されており、エアシリンダ機構２１で生じる空気圧によって紙管５の軸心に対してほぼ直交する方向（荷重付与方向）にストロークする。また、楔状刃１９は、環状部１５の内周部１５ａから紙管５に対し突入・退出するように設けられている。
【００１２】
図３に示されるように、楔状刃１９は、先端に向けて厚みが減少する楔状部分２３を有する。図３（ｂ）に示されるように、金具押し出し方向の正面から見た場合に、楔状部分２３を構成する上下面は、角度αだけそれぞれ傾斜しており、本実施の形態では、α＝４５度に設定されている。また、楔状部分２３の先端は、図３（ａ）に示されるように、厚み方向上方から見た場合に、紙管軸心方向（金具押し出し方向）と平行な基準線ＢＬに対して角度βだけ傾斜した傾斜部２５を有している。そして、かかる傾斜態様は、楔状刃１９が荷重付与方向に移動した場合に、先端の傾斜部２５のうち、金具押し出し方向の後方部分から前方部分へと順に紙管５に荷重を付与するような向きに設定されている。角度βは、後述するように作用効果上、２〜８０度が好適であるが、本実施の形態では、β＝９度に設定されている。
【００１３】
次に、以上のように構成された紙管用金具除去装置の動作について説明する。
まず、エアシリンダ機構２１の作用によって楔状刃１９が環状部１５の内周部１５ａから突出しないように引き込められた状態で、図１及び図４に示されるように、環状部１５内に紙管５の前部を挿入すると共に、紙管５の後部を後方保持部１３に載せる。紙管５は、筒状にされた紙からなり両端が開口する紙管本体５ａと、紙管本体５ａの各端部の内側に取り付けられた筒状の補強金具５ｂとからなる。そして、かかる紙管５は、環状部１５の内側に補強金具５ｂが位置するようにセットされる。
【００１４】
上記のように紙管５をセットした状態で、エアシリンダ機構２１を作動させ、楔状刃１９を、環状部１５の内周部１５ａから突出させ、すなわち、紙管５に突入させる。これによって、楔状刃１９を介して紙管５に５．９×１０３〜６．９×１０３Ｎの荷重（６００〜７００ｋｇに相当）を作用させ、図５に示されるように、紙管５を構成する紙管本体５ａと補強金具５ｂとが相互に分離する。このとき、楔状刃１９先端の傾斜部２５が上述したように金具押し出し方向の後方部分から前方部分へと順に紙管５に荷重を付与する。このため、補強金具５ｂは、紙管本体５ａから分離されると共に、予め決められている金具押し出し方向に向けて移動が促される。そして、楔状刃１９が紙管本体５ａ内に最大に突入する頃には、補強金具５ｂは、紙管５の端部開口から外部に押し出し放出され、自然落下する。なお、本実施の形態では、図６に示されるように、楔状刃１９の突出量は、楔状刃１９先端の傾斜部２５の少なくとも一部が紙管軸心線（環状部の軸心線でもある）ＣＬをこえて突出する程度に設定されている。また、本実施の形態では、環状部１５における金具押し出し方向下流側に、金具回収ネット２７（図４参照）が設けられており、端部開口から押し出された補強金具５ｂは、金具回収ネット２７によって収集される。
【００１５】
このように本実施の形態では、補強金具５ｂに対して楔状の先端で集中的に荷重を付与すると同時に楔の先端に設けられた傾斜部２５による押し出しを図るため、５．９×１０３〜６．９×１０３Ｎという比較的低荷重を付与するだけで補強金具５ｂを紙管本体５ａから除去することができる。したがって、従来に比べて、装置１全体がコンパクトで済み、且つ、補強金具５ｂは、紙管５の姿勢を変えて叩くなどの余計な手間を伴うことなく、紙管本体５ａからの分離とほぼ同時に端部開口から除去される。また、付与する荷重が低くてすむため、補強金具５ｂを除去した後の紙管本体５ａも大きく拉げることはなく、必要に応じて紙管本体５ａの再利用も容易に行える。
【００１６】
さらに、本実施の形態は、比較的低荷重を付与するだけで補強金具の分離と押し出しを図るため、紙管本体５ａを突き破ることなどで生じる紙屑を発生させることもない。また、環状部１５において楔状刃１９を紙管５に突入させるため、紙管５における支持部分と荷重付与部分とがほぼ一致し、荷重を効果的荷に加える上で好適である。さらに、環状部１５はこのような荷重の加わる部分において紙管５の全周を支持しており、紙管５のサポート性が良好である。
【００１７】
次に、楔状刃１９先端の傾斜部２５の角度βと、補強金具５ｂの自然落下率との関係について以下の表１に示す。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
表１に示されるように、傾斜部２５の角度βが１度の場合には、補強金具５ｂの自然落下率は１０％程度と低く、角度βを２度とすると自然落下率は９５％程度まで飛躍的に増加する。当該角度βが２〜２０度の範囲では、自然落下率は９５〜１００％の好適な範囲に維持される。当該角度βが２０度を超えると８０度までは緩やかに減少する。一方、当該角度βが８０度を超えると自然落下率は０％に向けて急激に減少する。よって、補強金具５ｂの自然落下率の観点からは、傾斜部２５の角度βは２〜２０度の範囲が好適である。また、当該角度βが９度を超えると、自然落下率の問題とは別に、荷重作用時に紙管本体５ａまでその軸心方向に移動してしまう傾向が見られる。よって、当該角度βが９度を大きく越える設定にする場合には、紙管本体５ａの軸心方向移動を規制するストッパを配するとよい。本実施の形態では、当該角度βは９度であるため、上記のストッパを用いることなく、高い自然落下率を保つ金具除去作業を繰り返し行うことができる。
【００２０】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な改変を施すことができる。例えば、楔状刃の傾斜部は、刃の先端の全体ではなく一部を占める態様で設けられていてもよい。また、楔態様は、上下両面の傾斜面からなるものではなく、上下一方の傾斜面から構成されていてもよい。さらに、楔を構成する上下面の傾斜も対称的である必要はない。また、紙管を保持する環状部は、全体が連続していなくても、複数の分割部分からなってもよく、あるいは、Ｃ字形のように一部が開放されていてもよい。また、楔状刃の最大突出量は、図６の態様よりさらに進んで、傾斜部２５の全体が紙管軸心線ＣＬをこえる程度にしてもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の紙管用金具除去装置によれば、コンパクトな装置構成で、紙管に多大なストレスを与えることなく且つ補強金具を容易に取り外すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る紙管用金具除去装置を示す斜視図である。
【図２】本実施の形態に係る紙管用金具除去装置の環状部周辺を示す斜視図である。
【図３】本実施の形態に係る紙管用金具除去装置の楔状刃を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）の矢印Ｂからみた正面図である。
【図４】本実施の形態に係る紙管用金具除去装置の環状部に紙管が挿入されている状態を示す図である。
【図５】紙管に荷重がかけられ紙管本体及び補強金具が変形した状態を図４の矢印Ｖの方向から示す斜視図である。
【図６】図２のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１  紙管用金具除去装置、５  紙管、５ａ  紙管本体、５ｂ  補強金具、１５環状部（保持手段）、１９  楔状刃、２１  エアシリンダ機構（駆動手段）、２５  傾斜部。
【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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