キャップ取付装置
【課題】紙管の端部にキャップを容易に装着することができるキャップ取付装置を提供する。
【解決手段】筒状の紙管１の端部にキャップを圧入するための圧入手段３を備えるとともに、前記キャップの形状に適合するように前記紙管１の端部を処理する処理手段４を更に備え、前記処理手段４が、前記紙管１の端部の内面を削る手段で構成されている。
【解決手段】筒状の紙管１の端部にキャップを圧入するための圧入手段３を備えるとともに、前記キャップの形状に適合するように前記紙管１の端部を処理する処理手段４を更に備え、前記処理手段４が、前記紙管１の端部の内面を削る手段で構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒状の紙管の端部にキャップを容易に取り付けることができるキャップ取付装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばポリスチレン系樹脂をベース樹脂とした発泡樹脂シートが、食品用トレーなどの熱成形品の原材料などに広く用いられている。この発泡樹脂シートは、通常、ポリスチレン系樹脂組成物の連続的な押出発泡によって製造される。そして、連続的な押出発泡によって長尺帯状に製造された発泡樹脂シートは、一旦仮の紙管に巻き取られる。
【０００３】
前記のように仮の紙管に巻き取られた発泡樹脂シートは、所定期間の保管により熟成された後、前記仮の紙管とは別の出荷用の紙管に巻き替えられて出荷される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
前記仮の紙管は、何度も再利用することになるため、利用回数が増えれば増えるほど劣化する。この劣化は、特に紙管の端部に生じ易い。この理由について詳述すると、まず、前記巻き取りや巻き替えの工程では、紙管の端部を保持するチャックを有して駆動回転する駆動回転体で、紙管を保持して回転させる。前記チャックは、紙管の端部に挿入されて該紙管の端部の内面を外側に押すことによって、紙管を保持するように構成されている。かかるチャックによる保持によって、紙管の端部は特に劣化し易いのである。
【０００５】
上記のように紙管の劣化問題を解決するため、紙管の端部にキャップを装着し、紙管の劣化を抑制することが行われている。そして、前記キャップは、紙管の端部に人手により圧入して装着する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２３００３１号公報（段落０００２参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、紙管は、製造誤差や使用に伴う劣化などによって、内径の形状が所望の形状（具体的には、紙管の端部の開口が真円）になっていないことがある。一方、前記キャップは、紙管の端部から容易に外れることがないように、紙管に対して遊びが少なくなるように設計される。このような状況の下で、紙管の端部にキャップを圧入して装着するには、非常に大きな労力（具体的には、圧入のための労力）を必要とするため、装着作業がやり難い不都合があり、早期改善が要望されている。
【０００８】
そこで、本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、紙管の端部にキャップを容易に装着することができるキャップ取付装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るキャップ取付装置は、筒状の紙管の端部にキャップを圧入するための圧入手段を備えていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、圧入手段によりキャップを紙管の端部に容易に圧入することができる。
【００１１】
また、本発明に係るキャップ取付装置においては、前記キャップの形状に適合するように前記紙管の端部を処理する処理手段を更に備えていることが好ましい。
【００１２】
かかる構成によれば、処理手段により、紙管の端部がキャップの形状に適合するように処理されるので、圧入手段によりキャップを紙管の端部に更に容易に圧入することができる。
【００１３】
また、本発明に係るキャップ取付装置においては、前記処理手段が、前記紙管の端部の内面を削る手段で構成されていることが好ましい。
【００１４】
かかる構成によれば、処理手段で紙管の端部の内面を削ることによって、キャップが紙管の端部に入り易くなり、その分、圧入手段によりキャップを紙管の端部にスムーズに圧入することができるだけでなく、圧入する力も小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上の如く、本発明によれば、キャップを紙管の端部に圧入するための圧入手段を備えることによって、圧入手段によりキャップを紙管の端部に容易に圧入することができる。よって、紙管へのキャップの装着作業を、大きな労力を必要とすることがなく容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は紙管の両端にキャップが取り付けられる前の状態を示す側面図、（ｂ）は紙管の両端にキャップが取り付けられた状態を示す縦断側面図、（ｃ）はキャップの平面図である。
【図２】キャップ取付装置の全体を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は同キャップ取付装置の処理手段の構成を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の要部の断面図である。
【図４】（ａ）は図２（ａ）の上端部の処理手段の縦断面図、（ｂ）は研磨刃の取付部の縦断面図である。
【図５】（ａ）は同キャップ取付装置の圧入手段の斜視図、（ｂ）は（ａ）の下端部の紙管受け部材の断面図である。
【図６】紙管にキャップを取り付ける前の前処理の手順を示す説明図であり、（ａ）は端部の内面を処理手段で削った紙管の断面図、（ｂ）は両面テープが端部の外面に貼り付けられた紙管の正面図、（ｃ）は両面テープが端部の外面に貼り付けられた紙管の側面図である。
【図７】圧入手段で紙管の端部にキャップを圧入する手順を説明図であり、（ａ）は紙管にキャップを仮止めした状態を示す縦断面図、（ｂ）は仮止めしたキャップを紙管受け部材に嵌合した状態を示す縦断面図、（ｃ）は仮止めしたキャップを紙管に圧入した状態を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係るキャップ取付装置の一実施形態について、図面を参酌して説明する。該キャップ取付装置は、円筒状の紙管の両端部に、合成樹脂製のキャップを取り付けて巻取体とするための装置である。
【００１８】
まず、巻取体は、図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、所定の肉厚を有し端部に開口１Ａが形成された円筒状の紙管１と、紙管１の両端部にそれぞれ備えた合成樹脂製のキャップ２とからなっている。この巻取体は、例えばポリスチレン系発泡樹脂シート又はフィルムを製造する製造設備（図示せず）において、製造されるポリスチレン系発泡樹脂シート又はフィルムを巻き取るようにセットされる。前記キャップ２は、中心部に円形の貫通孔２ａが形成された円盤部２Ａと、円盤部２Ａの内周縁から円盤部２Ａに対して垂直方向（円盤の中心軸方向）に突出すると共に周方向に沿って形成された内側壁部２Ｂと、円盤部２Ａにおける内側壁部２Ｂよりも所定距離外周側の位置に円盤部２Ａに対して垂直方向に突出すると共に周方向に沿って形成された外側壁部２Ｃとからなる。外側壁部２Ｃは、内側壁部２Ｂよりも突出量の大きな壁部になっている。
【００１９】
前記巻取体は、仮の巻取体として使用される。つまり、前記製造設備で製造されて仮の巻取体に巻き取られたシート又はフィルムは、所定期間の保管により熟成された後、別の出荷用の紙管などの巻取体に巻き替えられて出荷される。そして、前記シート又はフィルムが巻き外された仮の巻取体は、何度も再利用される。このため、紙管１のみでシート又はフィルムを巻き取る構成にしていると、特に紙管の端部の内面に紙管を回転させる駆動回転体のチャックがセットされる関係上、紙管の端部が劣化し易い。そのため、紙管１の両端にキャップ２を装着して、紙管１の劣化を抑制している。しかしながら、紙管１の両端にキャップ２を装着するためには大きな労力（つまり、紙管にキャップを圧入するための労力）を必要とするため、図２に示すように、本実施形態におけるキャップ取付装置は、キャップ２を紙管１の端部の開口１Ａに圧入するための圧入手段３を備えている。また、キャップ取付装置は、圧入手段３による圧入がよりスムーズに行えるよう、前記紙管１の端部をキャップの形状に適合した形状に事前処理する処理手段４も備えている。前記処理手段４の横側（近傍）に圧入手段３を備えることによって、作業を連続して行える利点がある。前記処理手段４と圧入手段３とが離れた場所にそれぞれ設けて実施してもよい。
【００２０】
ここでは、説明の都合上、先に処理手段４について説明する。前記処理手段４は、前記紙管１の端部の開口１Ａの内面１ａを削る手段で構成されている。具体的には、図２及び図３（ａ），（ｂ）及び図４（ａ），（ｂ）に示すように、処理手段４は、メッシュ状に形成された２枚の金属製の研磨刃５，５と、これら研磨刃５，５が複数（図４（ａ）では２個）のビス６により固定される回転体７と、この回転体７を駆動回転させる駆動機構８とを備える。尚、２枚の研磨刃５，５は、回転体７に周方向で１８０度回転した位置になるように配置されている。
【００２１】
回転体７は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、支持フレーム９に回転自在に支持される円柱状の上側部７Ａと、上側部７Ａの下端から下側ほど径が小さくなるテーパー面７ｂを備えた下側部７Ｂとからなっている。下側部７Ｂは、周方向２箇所に研磨刃５が入り込むための凹部７Ｃが形成され、その凹部７Ｃに研磨刃５を取り付けることによって、研磨刃５の表面がテーパー面７ｂから外側へ大きく突出することがないようにしている。図４（ｂ）では、研磨刃５の表面がテーパー面７ｂとほぼ面一となるように凹部７Ｃの深さが設定されている。
【００２２】
駆動機構８は、駆動用の電動モータ１１と、この電動モータ１１と回転体７とを連動するためのベルト伝動機構１２とからなっている。ベルト伝動機構１２は、回転体７の回転軸７ａに一体回転可能に取り付けられた大径プーリ１３と、電動モータ１１の出力軸１１Ａに一体回転可能に取り付けた小径プーリ１４と、２つのプーリ１３，１４に巻回される無端ベルト１５とからなっている。
【００２３】
回転体７が支持される前記支持フレーム９は、図２及び図３に示すように、長方形で板状の土台フレーム１０の長辺２辺のうちの一辺の長さ方向ほぼ中央部から上方に真っ直ぐに立ち上げられた縦フレーム９Ａと、この縦フレーム９Ａの上端から９０度折り曲げられて水平方向に直線上に延びる横フレーム９Ｂとからなっている。そして、横フレーム９Ｂの先端に前記回転体７が回転自在に取り付けられている。
【００２４】
縦フレーム９Ａの上下方向中間部には、縦向きにセットされる紙管１の長さ方向中間部を支持するための半円状のサポート部材１６が取り付けられている。尚、図示していないが、縦フレーム９Ａの上下方向中間部に、支持部材が固定され、その支持部材に前記サポート部材１６の背面が固定されている。
【００２５】
また、土台フレーム１０の直上方には、紙管１の下端を支持するとともに紙管１を持ち上げて紙管１の上端を処理手段４で研磨処理するために上下動自在に設けられた上下動フレーム１７と、上下動フレーム１７の上面に固定され紙管１の下端を外嵌して位置決めするための紙管受け部材１８とが配置されている。
【００２６】
前記上下動フレーム１７は、駆動機構１９により上下動自在に構成されており、この駆動機構１９は、縦フレーム９Ａの下部側に固定されたコの字状のフレーム２０の両端部に固定された２つのエアシリンダー２１，２１からなっている。各エアシリンダー２１は、シリンダーチューブ２１Ａと、ピストンロッド２１Ｂとからなり、シリンダーチューブ２１Ａがコの字状のフレーム２０の端部に固定され、ピストンロッド２１Ｂの先端が上下動フレーム１７に連結されている。
【００２７】
紙管受け部材１８は、紙管１の下端面１Ｂを受ける円盤状の土台部分１８Ａと、この土台部分１８Ａの内側から上方へ突出して紙管１の端部の開口１Ａが嵌まり込む円盤状の突出部分１８Ｂとからなっている。
【００２８】
紙管受け部材１８の中心部には、貫通孔１８Ｋが形成されていて、この貫通孔１８Ｋと連通すべく上下動フレーム１７に貫通孔１７Ａが形成されている。上下動フレーム１７の貫通孔１７Ａには、可撓性を有するホース２２の一端が差し込まれており、このホース２２の他端が吸引装置である掃除機２３に接続されている。尚、上下動フレーム１７の貫通孔１７Ａは、紙管受け部材１８の貫通孔１８Ｋよりも少し大きな直径に構成されている。具体的には、該貫通孔１７Ａの直径が、該貫通孔１８Ｋの直径よりもホース２２の厚み分だけ大きく設定されており、貫通孔１８Ｋの内面と貫通孔１７Ａに差し込まれたホース２２の内面とが上下方向で面一状態になっている。
【００２９】
前記圧入手段３は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、紙管１の上下端を受け止めるための上下一対の紙管受け部材２４，２５と、下側の紙管受け部材２５を上方へ移動させる駆動機構２６とからなっている。尚、説明の都合上、図５（ｂ）では、紙管１の下端にキャップ２が圧入された後の状態が示されているが、図５（ａ）では、紙管１のみを二点鎖線で示しキャップ２は示していない。
【００３０】
上側の紙管受け部材２４は、紙管１の直径よりも大きな寸法でかつフラットな下面を有する円盤状部材からなっている。また、上側の紙管受け部材２４は、一対の縦向きの棒体２７，２７の上端に連結されている上側プレート２８の下面に取り付けられている。
【００３１】
下側の紙管受け部材２５は、紙管１の端部に仮止めされたキャップ２の貫通孔２ａに嵌合する円形の嵌合部２５Ａと、嵌合部２５Ａの下端に一体化され、キャップ２の下端２ｂを当接支持すべく嵌合部２５Ａよりも大径な本体部２５Ｂとからなる。嵌合部２５Ａの上端部には、上端側ほど小さな径になる先細り部２５ａが一体形成されている。また、下側の紙管受け部材２５は、前記一対の縦向きの棒体２７，２７の下端に連結されている下側プレート２９の上面に載置されている。上下一対の紙管受け部材２４，２５間に上下姿勢でセットされる紙管１の長さ方向中間部を支持するサポート部材３０が図示していない支持体に固定されている。
【００３２】
前記駆動機構２６は、下側の紙管受け部材２５を上方側へ移動させるための油圧シリンダーからなり、この油圧シリンダー２６は、シリンダーチューブ２６Ａと、ピストンロッド２６Ｂとからなり、シリンダーチューブ２６Ａの上端が下側プレート２９の下面に固定され、ピストンロッド２６Ｂの先端が下側プレート２９の貫通孔２９Ａを通して下側の紙管受け部材２５の下端に連結されている。
【００３３】
前記のように構成された処理手段４により紙管１の端部の開口１Ａの内面１ａを削る（研磨）手順を説明する。
【００３４】
まず、掃除機２３を吸引作動させてから、紙管１の下端を、図３（ｂ）に示すように、紙管受け部材１８の突出部分１８Ｂに外嵌するとともにサポート部材１６に紙管１の中間部を支持する状態にセットする（図３（ａ）参照）。セット完了後、図示していないスイッチをＯＮすることによって、電動モータ１１を作動させて回転体７を駆動回転するとともに、エアシリンダー２１，２１を短縮作動させて上下動フレーム１７を上昇させる。これにより、図４（ａ），（ｂ）に示すように、紙管１の端部（上端）の開口１Ａの内面１ａに回転する研磨刃５，５が接触して内面１ａを削る。このとき、削られた紙粉などは、下方へ落下し、紙管受け部材１８の貫通孔１８Ｋから吸引され、ホース２２を通して掃除機２３の塵収納部へ収納される。
【００３５】
所定時間経過（例えば３秒）後は、電動モータ１１の作動を自動的に停止するとともに、エアシリンダー２１，２１を伸長作動させて上下動フレーム１７を元の位置まで下降させる。この後、掃除機２３の吸引作動を停止してから、紙管１を取り外して作業を終了する。
【００３６】
このように、紙管１の端部の内面１ａを削ることによって、キャップ２を紙管１の端部の開口１Ａに入り易くでき、その分、圧入手段３によりキャップ２が紙管１の端部の開口１Ａにスムーズに圧入することができるだけでなく、圧入する力も小さくすることができる利点がある。ここでは、削られた紙管１の端部の内面１ａが紙管１の長手方向において端側ほど深く削られたテーパー形状になっているが、紙管１の長手方向において同一深さになるように紙管１の端部の内面１ａを削ってもよい。尚、紙管１の内面１ａを紙管１の長手方向において削る範囲は、紙管１の強度が極端に低下しない範囲が好ましい。いずれにしても、紙管１の端部は、キャップの圧入作業が容易になるように、キャップの形状に適合した形状に処理される。
【００３７】
次に、圧入手段３によりキャップ２を紙管１の端部の開口１Ａに圧入する手順について説明する。
【００３８】
図６（ａ）に示すように、前記処理手段４により端部の内面１ａが端側ほど大きく削られてテーパー状に形成した紙管１を用意する。続いて、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、端部の外面１Ｃに両面テープ３１を周方向に巻き付ける。このとき、両面テープ３１を、幅方向一端部が紙管１から少し食み出すように全周に渡って巻き付ける。次に、図７（ａ）に示すように、両面テープ３１の食み出した部分３１Ａを内側に折り返して紙管１の下端面１Ｂに貼り付けてから、キャップ２を紙管１の下端に少し嵌め込んで仮止めする。続いて、図７（ｂ）に示すように、キャップ２を下側の紙管受け部材２５の嵌合部２５Ａに外嵌するとともに、サポート部材３０に紙管１の中間部を支持させた状態にする（図５（ａ）参照）。キャップ２を下側の紙管受け部材２５の嵌合部２５Ａに外嵌する際には、嵌合部２５Ａに先細り部２５ａを形成しているため、キャップ２を嵌合部２５Ａに迅速に外嵌することができる。このようにセットした状態において、図示していないスイッチを押すことによって、圧入手段３を構成する油圧シリンダー２６を伸長作動させることによって、下側の紙管受け部材２５が上昇し、紙管１の上端が上側の紙管受け部材２４に当接して紙管１が上昇できなくなる。この状態から、さらに下側の紙管受け部材２５が上昇することによって、キャップ２が紙管１の下端に嵌め込まれるように上昇する（図７（ｃ）参照）。油圧シリンダー２６を所定時間(例えば５秒間)だけ伸長作動させた後は、油圧シリンダー２６を短縮作動させることによって、下側の紙管受け部材２５を元の位置まで下降させる。この後、紙管１を下側の紙管受け部材２５から取り外して作業を終了する。
【００３９】
上記したように処理手段４により、紙管１の端部の開口１Ａの内面１ａがキャップ２の形状に適合するように削られるので、圧入手段３によりキャップ２の内側壁部２Ｂを紙管１の端部の開口１Ａ内にスムーズに圧入することができるだけでなく、圧入する力も小さくすることができる。
【００４０】
尚、本発明に係る巻取体におけるキャップ取付装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００４１】
前記実施形態では、キャップ２が、内側壁部２Ｂと外側壁部２Ｃとの二重壁を設けたものから構成したが、紙管１の端部に内嵌する内側壁部２Ｂのみを設けて実施することもできるし、紙管１の端部に外嵌する外側壁部２Ｃのみを設けて実施してもよい。
【００４２】
また、前記実施形態では、処理手段４が、紙管１の端部の内面を削る手段で構成されていたが、紙管１の端部の外面を削る手段であってもよいし、紙管１の端部の内面及び外面の両面を削る手段であってもよいし、また、紙管１の端面を削る手段であってもよい。また、処理手段４は、紙管１の端部を切り落とす切断手段であってもよい。
【００４３】
また、前記実施形態では、紙管１の断面形状が円形のものを用いたが、楕円形や多角形などの形状であってもよい。
【００４４】
また、前記実施形態では、両面テープ３１を用いることによって、キャップ２が紙管１から外れ難くすることができるが、両面テープに代えて接着剤を用いてもよいし、場合によっては、両面テープは無くてもよい。
【００４５】
また、前記実施形態では、処理手段４を設けることによって、キャップ２を紙管１の端部にスムーズに圧入することができるようにしたが、処理手段４を省略して実施することもできる。
【００４６】
また、前記実施形態では、合成樹脂製のキャップ２を用いることによって、金属製のキャップの場合において静電気による火災の発生の虞があるといったような不都合がなく好ましいが、金属製のキャップであってもよい。この場合、金属製のキャップの表面に合成樹脂をコーティングしておくことが好ましい。
【符号の説明】
【００４７】
１…紙管、１Ａ…開口、１Ｂ…下端面、１Ｃ…外面、１ａ…内面、２…キャップ、２Ａ…円盤部、２Ｂ…内側壁部、２Ｃ…外側壁部、２ａ…貫通孔、２ｂ…下端、３…圧入手段、４…処理手段、５…研磨刃、６…ビス、７…回転体、７Ａ…上側部、７Ｂ…下側部、７Ｃ…凹部、７ａ…回転軸、７ｂ…テーパー面、８…駆動機構、９…支持フレーム、９Ａ…縦フレーム、９Ｂ…横フレーム、１０…土台フレーム、１１…電動モータ、１１Ａ…出力軸、１２…ベルト伝動機構、１３，１４…プーリ、１５…無端ベルト、１６…サポート部材、１７…上下動フレーム、１７Ａ…貫通孔、１８…紙管受け部材、１８Ａ…土台部分、１８Ｂ…突出部分、１８Ｋ…貫通孔、１９…駆動機構、２０…フレーム、２１…エアシリンダー、２１Ａ…シリンダーチューブ、２１Ｂ…ピストンロッド、２２…ホース、２３…掃除機、２４，２５…紙管受け部材、２５Ａ…嵌合部、２５Ｂ…本体部、２５ａ…テーパー部、２６…駆動機構（油圧シリンダー）、２６Ａ…シリンダーチューブ、２６Ｂ…ピストンロッド、２７…棒体、２８…上側プレート、２９…下側プレート、２９Ａ…貫通孔、３０…サポート部材、３１…両面テープ、３１Ａ…食み出した部分
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒状の紙管の端部にキャップを容易に取り付けることができるキャップ取付装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばポリスチレン系樹脂をベース樹脂とした発泡樹脂シートが、食品用トレーなどの熱成形品の原材料などに広く用いられている。この発泡樹脂シートは、通常、ポリスチレン系樹脂組成物の連続的な押出発泡によって製造される。そして、連続的な押出発泡によって長尺帯状に製造された発泡樹脂シートは、一旦仮の紙管に巻き取られる。
【０００３】
前記のように仮の紙管に巻き取られた発泡樹脂シートは、所定期間の保管により熟成された後、前記仮の紙管とは別の出荷用の紙管に巻き替えられて出荷される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
前記仮の紙管は、何度も再利用することになるため、利用回数が増えれば増えるほど劣化する。この劣化は、特に紙管の端部に生じ易い。この理由について詳述すると、まず、前記巻き取りや巻き替えの工程では、紙管の端部を保持するチャックを有して駆動回転する駆動回転体で、紙管を保持して回転させる。前記チャックは、紙管の端部に挿入されて該紙管の端部の内面を外側に押すことによって、紙管を保持するように構成されている。かかるチャックによる保持によって、紙管の端部は特に劣化し易いのである。
【０００５】
上記のように紙管の劣化問題を解決するため、紙管の端部にキャップを装着し、紙管の劣化を抑制することが行われている。そして、前記キャップは、紙管の端部に人手により圧入して装着する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２３００３１号公報（段落０００２参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、紙管は、製造誤差や使用に伴う劣化などによって、内径の形状が所望の形状（具体的には、紙管の端部の開口が真円）になっていないことがある。一方、前記キャップは、紙管の端部から容易に外れることがないように、紙管に対して遊びが少なくなるように設計される。このような状況の下で、紙管の端部にキャップを圧入して装着するには、非常に大きな労力（具体的には、圧入のための労力）を必要とするため、装着作業がやり難い不都合があり、早期改善が要望されている。
【０００８】
そこで、本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、紙管の端部にキャップを容易に装着することができるキャップ取付装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るキャップ取付装置は、筒状の紙管の端部にキャップを圧入するための圧入手段を備えていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、圧入手段によりキャップを紙管の端部に容易に圧入することができる。
【００１１】
また、本発明に係るキャップ取付装置においては、前記キャップの形状に適合するように前記紙管の端部を処理する処理手段を更に備えていることが好ましい。
【００１２】
かかる構成によれば、処理手段により、紙管の端部がキャップの形状に適合するように処理されるので、圧入手段によりキャップを紙管の端部に更に容易に圧入することができる。
【００１３】
また、本発明に係るキャップ取付装置においては、前記処理手段が、前記紙管の端部の内面を削る手段で構成されていることが好ましい。
【００１４】
かかる構成によれば、処理手段で紙管の端部の内面を削ることによって、キャップが紙管の端部に入り易くなり、その分、圧入手段によりキャップを紙管の端部にスムーズに圧入することができるだけでなく、圧入する力も小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上の如く、本発明によれば、キャップを紙管の端部に圧入するための圧入手段を備えることによって、圧入手段によりキャップを紙管の端部に容易に圧入することができる。よって、紙管へのキャップの装着作業を、大きな労力を必要とすることがなく容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は紙管の両端にキャップが取り付けられる前の状態を示す側面図、（ｂ）は紙管の両端にキャップが取り付けられた状態を示す縦断側面図、（ｃ）はキャップの平面図である。
【図２】キャップ取付装置の全体を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は同キャップ取付装置の処理手段の構成を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の要部の断面図である。
【図４】（ａ）は図２（ａ）の上端部の処理手段の縦断面図、（ｂ）は研磨刃の取付部の縦断面図である。
【図５】（ａ）は同キャップ取付装置の圧入手段の斜視図、（ｂ）は（ａ）の下端部の紙管受け部材の断面図である。
【図６】紙管にキャップを取り付ける前の前処理の手順を示す説明図であり、（ａ）は端部の内面を処理手段で削った紙管の断面図、（ｂ）は両面テープが端部の外面に貼り付けられた紙管の正面図、（ｃ）は両面テープが端部の外面に貼り付けられた紙管の側面図である。
【図７】圧入手段で紙管の端部にキャップを圧入する手順を説明図であり、（ａ）は紙管にキャップを仮止めした状態を示す縦断面図、（ｂ）は仮止めしたキャップを紙管受け部材に嵌合した状態を示す縦断面図、（ｃ）は仮止めしたキャップを紙管に圧入した状態を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係るキャップ取付装置の一実施形態について、図面を参酌して説明する。該キャップ取付装置は、円筒状の紙管の両端部に、合成樹脂製のキャップを取り付けて巻取体とするための装置である。
【００１８】
まず、巻取体は、図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、所定の肉厚を有し端部に開口１Ａが形成された円筒状の紙管１と、紙管１の両端部にそれぞれ備えた合成樹脂製のキャップ２とからなっている。この巻取体は、例えばポリスチレン系発泡樹脂シート又はフィルムを製造する製造設備（図示せず）において、製造されるポリスチレン系発泡樹脂シート又はフィルムを巻き取るようにセットされる。前記キャップ２は、中心部に円形の貫通孔２ａが形成された円盤部２Ａと、円盤部２Ａの内周縁から円盤部２Ａに対して垂直方向（円盤の中心軸方向）に突出すると共に周方向に沿って形成された内側壁部２Ｂと、円盤部２Ａにおける内側壁部２Ｂよりも所定距離外周側の位置に円盤部２Ａに対して垂直方向に突出すると共に周方向に沿って形成された外側壁部２Ｃとからなる。外側壁部２Ｃは、内側壁部２Ｂよりも突出量の大きな壁部になっている。
【００１９】
前記巻取体は、仮の巻取体として使用される。つまり、前記製造設備で製造されて仮の巻取体に巻き取られたシート又はフィルムは、所定期間の保管により熟成された後、別の出荷用の紙管などの巻取体に巻き替えられて出荷される。そして、前記シート又はフィルムが巻き外された仮の巻取体は、何度も再利用される。このため、紙管１のみでシート又はフィルムを巻き取る構成にしていると、特に紙管の端部の内面に紙管を回転させる駆動回転体のチャックがセットされる関係上、紙管の端部が劣化し易い。そのため、紙管１の両端にキャップ２を装着して、紙管１の劣化を抑制している。しかしながら、紙管１の両端にキャップ２を装着するためには大きな労力（つまり、紙管にキャップを圧入するための労力）を必要とするため、図２に示すように、本実施形態におけるキャップ取付装置は、キャップ２を紙管１の端部の開口１Ａに圧入するための圧入手段３を備えている。また、キャップ取付装置は、圧入手段３による圧入がよりスムーズに行えるよう、前記紙管１の端部をキャップの形状に適合した形状に事前処理する処理手段４も備えている。前記処理手段４の横側（近傍）に圧入手段３を備えることによって、作業を連続して行える利点がある。前記処理手段４と圧入手段３とが離れた場所にそれぞれ設けて実施してもよい。
【００２０】
ここでは、説明の都合上、先に処理手段４について説明する。前記処理手段４は、前記紙管１の端部の開口１Ａの内面１ａを削る手段で構成されている。具体的には、図２及び図３（ａ），（ｂ）及び図４（ａ），（ｂ）に示すように、処理手段４は、メッシュ状に形成された２枚の金属製の研磨刃５，５と、これら研磨刃５，５が複数（図４（ａ）では２個）のビス６により固定される回転体７と、この回転体７を駆動回転させる駆動機構８とを備える。尚、２枚の研磨刃５，５は、回転体７に周方向で１８０度回転した位置になるように配置されている。
【００２１】
回転体７は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、支持フレーム９に回転自在に支持される円柱状の上側部７Ａと、上側部７Ａの下端から下側ほど径が小さくなるテーパー面７ｂを備えた下側部７Ｂとからなっている。下側部７Ｂは、周方向２箇所に研磨刃５が入り込むための凹部７Ｃが形成され、その凹部７Ｃに研磨刃５を取り付けることによって、研磨刃５の表面がテーパー面７ｂから外側へ大きく突出することがないようにしている。図４（ｂ）では、研磨刃５の表面がテーパー面７ｂとほぼ面一となるように凹部７Ｃの深さが設定されている。
【００２２】
駆動機構８は、駆動用の電動モータ１１と、この電動モータ１１と回転体７とを連動するためのベルト伝動機構１２とからなっている。ベルト伝動機構１２は、回転体７の回転軸７ａに一体回転可能に取り付けられた大径プーリ１３と、電動モータ１１の出力軸１１Ａに一体回転可能に取り付けた小径プーリ１４と、２つのプーリ１３，１４に巻回される無端ベルト１５とからなっている。
【００２３】
回転体７が支持される前記支持フレーム９は、図２及び図３に示すように、長方形で板状の土台フレーム１０の長辺２辺のうちの一辺の長さ方向ほぼ中央部から上方に真っ直ぐに立ち上げられた縦フレーム９Ａと、この縦フレーム９Ａの上端から９０度折り曲げられて水平方向に直線上に延びる横フレーム９Ｂとからなっている。そして、横フレーム９Ｂの先端に前記回転体７が回転自在に取り付けられている。
【００２４】
縦フレーム９Ａの上下方向中間部には、縦向きにセットされる紙管１の長さ方向中間部を支持するための半円状のサポート部材１６が取り付けられている。尚、図示していないが、縦フレーム９Ａの上下方向中間部に、支持部材が固定され、その支持部材に前記サポート部材１６の背面が固定されている。
【００２５】
また、土台フレーム１０の直上方には、紙管１の下端を支持するとともに紙管１を持ち上げて紙管１の上端を処理手段４で研磨処理するために上下動自在に設けられた上下動フレーム１７と、上下動フレーム１７の上面に固定され紙管１の下端を外嵌して位置決めするための紙管受け部材１８とが配置されている。
【００２６】
前記上下動フレーム１７は、駆動機構１９により上下動自在に構成されており、この駆動機構１９は、縦フレーム９Ａの下部側に固定されたコの字状のフレーム２０の両端部に固定された２つのエアシリンダー２１，２１からなっている。各エアシリンダー２１は、シリンダーチューブ２１Ａと、ピストンロッド２１Ｂとからなり、シリンダーチューブ２１Ａがコの字状のフレーム２０の端部に固定され、ピストンロッド２１Ｂの先端が上下動フレーム１７に連結されている。
【００２７】
紙管受け部材１８は、紙管１の下端面１Ｂを受ける円盤状の土台部分１８Ａと、この土台部分１８Ａの内側から上方へ突出して紙管１の端部の開口１Ａが嵌まり込む円盤状の突出部分１８Ｂとからなっている。
【００２８】
紙管受け部材１８の中心部には、貫通孔１８Ｋが形成されていて、この貫通孔１８Ｋと連通すべく上下動フレーム１７に貫通孔１７Ａが形成されている。上下動フレーム１７の貫通孔１７Ａには、可撓性を有するホース２２の一端が差し込まれており、このホース２２の他端が吸引装置である掃除機２３に接続されている。尚、上下動フレーム１７の貫通孔１７Ａは、紙管受け部材１８の貫通孔１８Ｋよりも少し大きな直径に構成されている。具体的には、該貫通孔１７Ａの直径が、該貫通孔１８Ｋの直径よりもホース２２の厚み分だけ大きく設定されており、貫通孔１８Ｋの内面と貫通孔１７Ａに差し込まれたホース２２の内面とが上下方向で面一状態になっている。
【００２９】
前記圧入手段３は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、紙管１の上下端を受け止めるための上下一対の紙管受け部材２４，２５と、下側の紙管受け部材２５を上方へ移動させる駆動機構２６とからなっている。尚、説明の都合上、図５（ｂ）では、紙管１の下端にキャップ２が圧入された後の状態が示されているが、図５（ａ）では、紙管１のみを二点鎖線で示しキャップ２は示していない。
【００３０】
上側の紙管受け部材２４は、紙管１の直径よりも大きな寸法でかつフラットな下面を有する円盤状部材からなっている。また、上側の紙管受け部材２４は、一対の縦向きの棒体２７，２７の上端に連結されている上側プレート２８の下面に取り付けられている。
【００３１】
下側の紙管受け部材２５は、紙管１の端部に仮止めされたキャップ２の貫通孔２ａに嵌合する円形の嵌合部２５Ａと、嵌合部２５Ａの下端に一体化され、キャップ２の下端２ｂを当接支持すべく嵌合部２５Ａよりも大径な本体部２５Ｂとからなる。嵌合部２５Ａの上端部には、上端側ほど小さな径になる先細り部２５ａが一体形成されている。また、下側の紙管受け部材２５は、前記一対の縦向きの棒体２７，２７の下端に連結されている下側プレート２９の上面に載置されている。上下一対の紙管受け部材２４，２５間に上下姿勢でセットされる紙管１の長さ方向中間部を支持するサポート部材３０が図示していない支持体に固定されている。
【００３２】
前記駆動機構２６は、下側の紙管受け部材２５を上方側へ移動させるための油圧シリンダーからなり、この油圧シリンダー２６は、シリンダーチューブ２６Ａと、ピストンロッド２６Ｂとからなり、シリンダーチューブ２６Ａの上端が下側プレート２９の下面に固定され、ピストンロッド２６Ｂの先端が下側プレート２９の貫通孔２９Ａを通して下側の紙管受け部材２５の下端に連結されている。
【００３３】
前記のように構成された処理手段４により紙管１の端部の開口１Ａの内面１ａを削る（研磨）手順を説明する。
【００３４】
まず、掃除機２３を吸引作動させてから、紙管１の下端を、図３（ｂ）に示すように、紙管受け部材１８の突出部分１８Ｂに外嵌するとともにサポート部材１６に紙管１の中間部を支持する状態にセットする（図３（ａ）参照）。セット完了後、図示していないスイッチをＯＮすることによって、電動モータ１１を作動させて回転体７を駆動回転するとともに、エアシリンダー２１，２１を短縮作動させて上下動フレーム１７を上昇させる。これにより、図４（ａ），（ｂ）に示すように、紙管１の端部（上端）の開口１Ａの内面１ａに回転する研磨刃５，５が接触して内面１ａを削る。このとき、削られた紙粉などは、下方へ落下し、紙管受け部材１８の貫通孔１８Ｋから吸引され、ホース２２を通して掃除機２３の塵収納部へ収納される。
【００３５】
所定時間経過（例えば３秒）後は、電動モータ１１の作動を自動的に停止するとともに、エアシリンダー２１，２１を伸長作動させて上下動フレーム１７を元の位置まで下降させる。この後、掃除機２３の吸引作動を停止してから、紙管１を取り外して作業を終了する。
【００３６】
このように、紙管１の端部の内面１ａを削ることによって、キャップ２を紙管１の端部の開口１Ａに入り易くでき、その分、圧入手段３によりキャップ２が紙管１の端部の開口１Ａにスムーズに圧入することができるだけでなく、圧入する力も小さくすることができる利点がある。ここでは、削られた紙管１の端部の内面１ａが紙管１の長手方向において端側ほど深く削られたテーパー形状になっているが、紙管１の長手方向において同一深さになるように紙管１の端部の内面１ａを削ってもよい。尚、紙管１の内面１ａを紙管１の長手方向において削る範囲は、紙管１の強度が極端に低下しない範囲が好ましい。いずれにしても、紙管１の端部は、キャップの圧入作業が容易になるように、キャップの形状に適合した形状に処理される。
【００３７】
次に、圧入手段３によりキャップ２を紙管１の端部の開口１Ａに圧入する手順について説明する。
【００３８】
図６（ａ）に示すように、前記処理手段４により端部の内面１ａが端側ほど大きく削られてテーパー状に形成した紙管１を用意する。続いて、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、端部の外面１Ｃに両面テープ３１を周方向に巻き付ける。このとき、両面テープ３１を、幅方向一端部が紙管１から少し食み出すように全周に渡って巻き付ける。次に、図７（ａ）に示すように、両面テープ３１の食み出した部分３１Ａを内側に折り返して紙管１の下端面１Ｂに貼り付けてから、キャップ２を紙管１の下端に少し嵌め込んで仮止めする。続いて、図７（ｂ）に示すように、キャップ２を下側の紙管受け部材２５の嵌合部２５Ａに外嵌するとともに、サポート部材３０に紙管１の中間部を支持させた状態にする（図５（ａ）参照）。キャップ２を下側の紙管受け部材２５の嵌合部２５Ａに外嵌する際には、嵌合部２５Ａに先細り部２５ａを形成しているため、キャップ２を嵌合部２５Ａに迅速に外嵌することができる。このようにセットした状態において、図示していないスイッチを押すことによって、圧入手段３を構成する油圧シリンダー２６を伸長作動させることによって、下側の紙管受け部材２５が上昇し、紙管１の上端が上側の紙管受け部材２４に当接して紙管１が上昇できなくなる。この状態から、さらに下側の紙管受け部材２５が上昇することによって、キャップ２が紙管１の下端に嵌め込まれるように上昇する（図７（ｃ）参照）。油圧シリンダー２６を所定時間(例えば５秒間)だけ伸長作動させた後は、油圧シリンダー２６を短縮作動させることによって、下側の紙管受け部材２５を元の位置まで下降させる。この後、紙管１を下側の紙管受け部材２５から取り外して作業を終了する。
【００３９】
上記したように処理手段４により、紙管１の端部の開口１Ａの内面１ａがキャップ２の形状に適合するように削られるので、圧入手段３によりキャップ２の内側壁部２Ｂを紙管１の端部の開口１Ａ内にスムーズに圧入することができるだけでなく、圧入する力も小さくすることができる。
【００４０】
尚、本発明に係る巻取体におけるキャップ取付装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００４１】
前記実施形態では、キャップ２が、内側壁部２Ｂと外側壁部２Ｃとの二重壁を設けたものから構成したが、紙管１の端部に内嵌する内側壁部２Ｂのみを設けて実施することもできるし、紙管１の端部に外嵌する外側壁部２Ｃのみを設けて実施してもよい。
【００４２】
また、前記実施形態では、処理手段４が、紙管１の端部の内面を削る手段で構成されていたが、紙管１の端部の外面を削る手段であってもよいし、紙管１の端部の内面及び外面の両面を削る手段であってもよいし、また、紙管１の端面を削る手段であってもよい。また、処理手段４は、紙管１の端部を切り落とす切断手段であってもよい。
【００４３】
また、前記実施形態では、紙管１の断面形状が円形のものを用いたが、楕円形や多角形などの形状であってもよい。
【００４４】
また、前記実施形態では、両面テープ３１を用いることによって、キャップ２が紙管１から外れ難くすることができるが、両面テープに代えて接着剤を用いてもよいし、場合によっては、両面テープは無くてもよい。
【００４５】
また、前記実施形態では、処理手段４を設けることによって、キャップ２を紙管１の端部にスムーズに圧入することができるようにしたが、処理手段４を省略して実施することもできる。
【００４６】
また、前記実施形態では、合成樹脂製のキャップ２を用いることによって、金属製のキャップの場合において静電気による火災の発生の虞があるといったような不都合がなく好ましいが、金属製のキャップであってもよい。この場合、金属製のキャップの表面に合成樹脂をコーティングしておくことが好ましい。
【符号の説明】
【００４７】
１…紙管、１Ａ…開口、１Ｂ…下端面、１Ｃ…外面、１ａ…内面、２…キャップ、２Ａ…円盤部、２Ｂ…内側壁部、２Ｃ…外側壁部、２ａ…貫通孔、２ｂ…下端、３…圧入手段、４…処理手段、５…研磨刃、６…ビス、７…回転体、７Ａ…上側部、７Ｂ…下側部、７Ｃ…凹部、７ａ…回転軸、７ｂ…テーパー面、８…駆動機構、９…支持フレーム、９Ａ…縦フレーム、９Ｂ…横フレーム、１０…土台フレーム、１１…電動モータ、１１Ａ…出力軸、１２…ベルト伝動機構、１３，１４…プーリ、１５…無端ベルト、１６…サポート部材、１７…上下動フレーム、１７Ａ…貫通孔、１８…紙管受け部材、１８Ａ…土台部分、１８Ｂ…突出部分、１８Ｋ…貫通孔、１９…駆動機構、２０…フレーム、２１…エアシリンダー、２１Ａ…シリンダーチューブ、２１Ｂ…ピストンロッド、２２…ホース、２３…掃除機、２４，２５…紙管受け部材、２５Ａ…嵌合部、２５Ｂ…本体部、２５ａ…テーパー部、２６…駆動機構（油圧シリンダー）、２６Ａ…シリンダーチューブ、２６Ｂ…ピストンロッド、２７…棒体、２８…上側プレート、２９…下側プレート、２９Ａ…貫通孔、３０…サポート部材、３１…両面テープ、３１Ａ…食み出した部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の紙管の端部にキャップを圧入するための圧入手段を備えていることを特徴とするキャップ取付装置。
【請求項２】
前記キャップの形状に適合するように前記紙管の端部を処理する処理手段を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載のキャップ取付装置。
【請求項３】
前記処理手段が、前記紙管の端部の内面を削る手段で構成されていることを特徴とする請求項２に記載のキャップ取付装置。
【請求項１】
筒状の紙管の端部にキャップを圧入するための圧入手段を備えていることを特徴とするキャップ取付装置。
【請求項２】
前記キャップの形状に適合するように前記紙管の端部を処理する処理手段を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載のキャップ取付装置。
【請求項３】
前記処理手段が、前記紙管の端部の内面を削る手段で構成されていることを特徴とする請求項２に記載のキャップ取付装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−７５３６４（Ｐ２０１３−７５３６４Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１４９２６（Ｐ２０１１−２１４９２６）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００００２４４０）積水化成品工業株式会社 (1,335)
【出願人】（５１０２１８８７０）株式会社積水化成品天理 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００００２４４０）積水化成品工業株式会社 (1,335)
【出願人】（５１０２１８８７０）株式会社積水化成品天理 (9)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]