JP2008169010A

JP2008169010A - 巻取軸用摩擦ピン

Info

Publication number: JP2008169010A
Application number: JP2007004951A
Authority: JP
Inventors: Kazutomo Takani; 一智高荷; Yoshizo Takani; 喜三高荷
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2008-07-24

Abstract

【課題】巻取軸のメンテナンス性を向上させるために、潤滑油が消耗した場合でも動摩擦係数のばらつきが小さく、回転トルクを一定に保持することができる巻取軸用摩擦ピンを提供すること。
【解決手段】摩擦ピン５のホルダ接触部に、ホルダ２の内周面と接触する部位に潤滑油含浸部材６を装着する装着穴を形成した。摩擦ピン５を軸本体１１に装着して使用している際に摩擦ピン５のホルダ接触部とホルダ２の内周面との間の潤滑油が消耗した場合でも、潤滑油含浸部材６に含浸させた潤滑油により、摩擦ピン５とホルダ６との接触部位が良好に潤滑されるため、巻取軸のメンテナンス性を大きく向上させることが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、紙やフィルムなどを巻芯（紙管など）に巻き取る巻取軸に関し、特に、複数個の巻芯を同軸上に並べて各巻芯に個別に紙やフィルムなどを巻き取る際に複数個のホルダを個別に軸本体に摩擦接触させる巻取軸用摩擦ピンに関するものである。

図５に示すように、従来の巻取軸１は、軸本体１１の外周に複数個のホルダ２をそれぞれ軸方向に不動で周方向に回転自在に備えている。具体的には、一対のホルダ２と該一対のホルダ２の間に位置するシリンダリング３とから１ユニットのホルダ組を構成し、隣接する１ユニットのホルダ組の間に固定リング４を介在させて、複数ユニットのホルダ組を軸本体１１上に配設している。ここで、固定リング４は、ビス４１により軸本体１１の外周面に固定されており、隣接する各ホルダ組を軸本体１１に対して軸方向にずれないように保持している。そのため、各ホルダ２は、軸本体１１の軸方向に対しては移動できないが、軸本体１１の周方向には自在に回転することができる。そして、紙やフィルムなどを巻芯（図示省略）に巻き取る際には、各ホルダ２の外周に図示しない巻芯を嵌挿装着して、図示しない駆動機構を介して軸本体１１を回転駆動することにより、各巻芯にそれぞれ所定幅に切断された紙やフィルムなどを巻き取るように構成されている。
また、従来の摩擦ピン５Ａは、図６に示すように、ピン本体５１の上部にホルダ２の内周面の形状に一致させた円弧状の接触面を形成したホルダ接触部５２を有すると共に、ピン本体５１の下部にOリング５６を装着する環状溝５４を有している。そして、従来の摩擦ピン５Ａはポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）から一体に形成されている。

従来の巻取軸１により所定幅に切断された紙やフィルムなどを巻き取る場合には、主送気路１２から第１分岐送気路１３を介してチャンバ１５内に圧縮空気を送り、摩擦ピン５Ａのピン本体５１の下面に空気圧を作用させて、摩擦ピン５Ａを軸本体１１の外周方向に押圧して突出させて、摩擦ピン５Ａのホルダ接触部５２の接触面をホルダ２の内周面に接触させて、摩擦ピン５Ａとホルダ２とを摩擦接合させて、ホルダ２を軸本体１１と一体に回転駆動させる。
また、図示しない副送気路から第２分岐送気路１４を介してシリンダリング３の内部に圧縮空気を送って、一対のリング状ピストン３１を軸本体１１の軸方向にそれぞれ離反する方向に移動させることにより、スライド軸受２４を軸本体１１の軸方向に移動させて、スライド軸受２４と傾斜面（截頭円錐状突起）を介して接触しているチャック駒２１をホルダ２の外周方向に押圧してホルダ２の外周面から突出させる。すると、ホルダ２の外周に嵌挿装着している図示しない巻芯の内周面にチャック駒２１が圧接されて、軸本体１１の回転駆動力をホルダ２を介して巻芯に伝達して、所定幅に切断された紙やフィルムなどを巻き取ることができるように構成されている。

また、特許文献１には、円周方向に間隔を保った複数の放射貫通穴を軸方向に多数組設けた中空軸と、中空軸外周に回動可能に嵌められて放射貫通穴の各組の外端を覆う多数の巻取カラーと、各組の放射貫通穴内に移動可能に挿入された押上棒（外端に６６ナイロンなどで形成した摩擦部材を螺着した押上棒）と、中空軸の中空部を介して押上棒を外方へ押し上げる押上機構を備えたシート巻取軸を構成することが開示されている。
実開昭６１−２３４８号公報

従来のポリアセタール樹脂製の摩擦ピンは、油潤滑時、水潤滑時及び乾式（無潤滑）時の動摩擦係数（μ）がそれぞれ、油潤滑時：０．０５〜０．１０、水潤滑時：０．１０〜０．２０、乾式時：０．１５〜０．３５であり、油潤滑時、水潤滑時及び乾式時の動摩擦係数にばらつきがあるため、例えば、摩擦ピンとホルダとの間の潤滑油が消耗してしまった場合に各ホルダの張力の差が大きくなってしまい、各ホルダの回転トルクを一定に保持することが困難になってしまうことがあった。

また、特許文献１に開示されたシート巻軸は、各押上棒の外端にテフロン（登録商標）などで形成した摩擦部材を螺着して、各巻取りカラー間の巻取り力のばらつきを少なくするようにしているが、摩擦部材を形成する６６ナイロンの動摩擦係数は、油潤滑時：０．０５〜０．１１、水潤滑時：０．１４〜０．１９、乾式時：０．１５〜０．４０であり、従来のポリアセタール樹脂製の摩擦ピンと同様に潤滑油消耗時の回転トルクを一定に保持することができないため、メンテナンスの頻度が多くなってしまうという欠点があった。

本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたもので、巻取軸のメンテナンス性を向上させるために、潤滑油が消耗した場合でも動摩擦係数のばらつきが小さく、回転トルクを一定に保持することができる巻取軸用摩擦ピンを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の巻取軸用摩擦ピンに係る発明は、ホルダ接触部を有する巻取軸用摩擦ピンであって、ホルダ接触部は、ホルダの内周面と接触する部位に潤滑油含浸部材を装着する装着穴を有することを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、巻取軸用摩擦ピンは超高分子量ポリエチレン樹脂から形成されることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、潤滑油含浸部材はフェルトであることを特徴とする。

請求項１に記載の巻取軸用摩擦ピンに係る発明によれば、摩擦ピンのホルダ接触部は、ホルダの内周面と接触する部位に潤滑油含浸部材を装着する装着穴を有するので、摩擦ピンのホルダ接触部とホルダの内周面との間の潤滑油が消耗した場合でも、潤滑油含浸部材に含浸させた潤滑油により、摩擦ピンとホルダとの接触部位が良好に潤滑されるため、巻取軸のメンテナンス性を大きく向上させることが可能となる。
請求項２に記載の発明によれば、上記請求項１の効果に加えて、摩擦ピン自体を超高分子量ポリエチレン樹脂で形成したので、潤滑油含浸部材の潤滑油が減少した場合でも、摩擦ピン自体の動摩擦係数のばらつきが小さいので、巻取軸のメンテナンス性を向上させることができる。
請求項３に記載の発明によれば、上記請求項１または２の効果に加えて、潤滑油含浸部材をフェルトで形成したので、低コストでメンテナンス性に優れた潤滑油含浸部材を容易に形成することができる。

本発明の実施の形態に係る巻取軸用摩擦ピンを図１〜図４に基づいて説明する。本説明において、本発明の実施の形態に係る摩擦ピンを用いる巻取軸と図５に示す従来の巻取軸とは、摩擦ピンを除いて同様の構成を備えているので、巻取軸を構成する同様の部材または相当する部材は、従来の巻取軸と同一の符号を用いて説明する。
本発明の実施の形態に係る摩擦ピン５を用いる巻取軸１は、一対のホルダ２と該一対のホルダ２の間に位置するシリンダリング３とから１ユニットのホルダ組を構成し、隣接する１ユニットのホルダ組の間に固定リング４を介在させて、複数ユニットのホルダ組を軸本体１１上に配設している。ここで、固定リング４は、ビス４１により軸本体１１の外周面に固定されており、隣接する各ホルダ組を軸本体１１に対して軸方向にずれないように保持している。そのため、各ホルダ２は、軸本体１１の軸方向に対しては移動できないが、軸本体１１の周方向には自在に回転することができるように構成されている。

軸本体１１は、図示しない駆動手段により回転駆動され、各ホルダ２に回転駆動力を伝達するように機能する。この軸本体１１には、各ホルダ２に対応させて外周面に開口するチャンバ１５が形成されており、各チャンバ１５内に後述する摩擦ピン５が摺動自在に収容される。また、軸本体１１には、図示しない外部の圧縮空気源に連通する主送気路１２とこの主送気路１２と平行に副送気路（図示省略）が軸方向に併設されている。さらに、軸本体１１には、各チャンバ１５と主送気路１２との間を連通させる第１分岐送気路１３が形成されると共に、各シリンダリング３の内部と副送気路との間を連通させる第２分岐送気路１４が形成されている。

各ホルダ２は、周方向に等配された少なくとも３個のチャック駒２１をホルダ２の外周面に対して出没自在に備えており、各チャック駒２１は、各チャック駒２１の表面に形成された溝に収容される環状ばね２２により、ホルダ２の外周面から突出しない没入位置に保持されている。また、各ホルダ２は、軸本体１１の外周面に配設された環状の固定軸受２３と環状のスライド軸受２４を介して軸本体１１に回転自在に支持されている。固定軸受２３はその内輪が軸本体１１に固定されており、また、スライド軸受２４はその内輪が軸本体１１の外周面に対して軸方向にスライド自在に装着されている。スライド軸受２４は、その外輪の一端部がチャック駒２１の下部に形成された截頭円錐状突部（傾斜面）に当接されると共に、他端側はホルダ２の側面からわずかに突出するように配設されて、シリンダリング３のリング状ピストン３１に当接されている。ここで、スライド軸受２４は、その外輪の一端部がチャック駒２１の截頭円錐状突部に当接されているので、シリンダリング３のリング状ピストン３１を軸本体１１の軸方向に移動させると、スライド軸受２４の外輪がチャック駒２１の截頭円錐状突部を傾斜面に沿って押圧して、チャック駒２１をホルダ２の外周面から突出させる（チャック駒２１の突出位置）。すると、チャック駒２１が図示しない巻芯の内周面に摩擦係合される。また、シリンダリング３のリング状ピストン３１を軸本体１１の軸方向に移動させる押圧力（圧縮空気の圧力）を解放すると、各チャック駒２１は環状ばね２２の弾性力により、各ホルダ２の外周面と同一面に戻される（チャック駒２１の没入位置）。

シリンダリング３は、一対のリング状ピストン３１を摺動自在に備えており、一対のリング状ピストン３１の間に形成される内部空間が軸本体１１に形成された第２分岐送気路１４に連通されると共に、この第２分岐送気路１４が図示しない副送気路に連通されている。そして、図示しない圧縮空気源から副送気路及び第２分岐送気路１４を介してシリンダリング３の内部空間に圧縮空気を供給すると、一対のリング状ピストン３１は互いに離反するように軸本体１１の軸方向に移動するように構成されている。なお、符号３２は一対のリング状ピストン３１に装着されるＯリングである。

そして、本発明の実施の形態に係る摩擦ピン５は、図２に示すように、超高分子量ポリエチレン樹脂（ＵＨＭＷ−ＰＥ）から形成されており、その外形は従来の摩擦ピン５Ａ（図６参照）と同様の外形形状に形成されている。つまり、摩擦ピン５は、ピン本体５１の上部にホルダ２の内周面の形状に一致させた円弧面の接触面を有するホルダ接触部５２と、ピン本体５１の下部にOリング５６を装着する環状溝５４と、を有している。また、摩擦ピン５のホルダ接触部５２には、ホルダ２の内周面と接触する部位（円弧状の接触面）にホルダ２の内周面に接触する方向に開口するようにフェルト６（潤滑油含浸部材）の装着穴５５が形成されている。
ここで、本発明の実施の形態に係る摩擦ピン５を形成する超高分子量ポリエチレン樹脂は、油潤滑時、水潤滑時及び乾式（無潤滑）時の動摩擦係数（μ）がそれぞれ、油潤滑時：０．０４〜０．０８、水潤滑時：０．０５〜０．１０、乾式（無潤滑）時：０．０７〜０．２２である。このように、油潤滑時、水潤滑時及び乾式時の動摩擦係数のばらつきが小さいため、例え摩擦ピン５とホルダ２との間の潤滑油が消耗してしまった場合でも、摩擦ピン自体の動摩擦係数のばらつきが小さいため、各摩擦ピン５と各ホルダ２との動摩擦係数のばらつきを小さく抑えることができるので、各ホルダ２の張力の差も小さくなり、各ホルダ２の回転トルクを一定に保持することができる。

潤滑油含浸部材であるフェルト６は、図３及び図４に示すように、ほぼ円柱体形状に形成されており、摩擦ピン５に形成した装着穴５５に単に挿入することにより簡単に装着することができる。また、フェルト６は、摩擦ピン５に形成した装着穴５５に装着した状態でホルダ接触部５２の表面から突出する大きさに形成されている。換言すると、摩擦ピン５は、フェルト６を装着穴５５に装着した状態で軸本体１１に装着されるが、摩擦ピン５を軸本体１１のチャンバ１５内に装着した場合に、フェルト６の先端部がホルダ２の内周面に常に接触するようにフェルト６の大きさを設定している。その結果、動摩擦係数のばらつきをさらに小さく抑えることが可能となる。
そして、フェルト６を摩擦ピン５の装着穴５５に装着して、軸本体１１のチャンバ１５内に組み込む場合には、潤滑油を十分に含浸させたフェルト６を摩擦ピン５の装着穴５５に装着して軸本体１１のチャンバ１５内に組み込むので、摩擦ピン５のホルダ接触部５２とホルダ２の内周面との間の接触面が潤滑油により常に潤滑される。また、フェルト６に含浸させた潤滑油が消耗した場合には、フェルト６を摩擦ピン５の装着穴５５から取り出して、フェルト６に潤滑油を含浸させた後再度装着穴５５に装着することにより、繰り返して使用することが可能となり、巻取軸１のメンテナンス性が格段に向上される。なお、潤滑油含浸部材としてフェルトを例示したが、この潤滑油含浸部材は、他の材料、例えば、合成樹脂発泡材、不織布、スポンジなどを用いることができる。

以下、本発明の実施の形態に係る摩擦ピン５を備えた巻取軸１を用いて紙やフィルムを巻き取る動作について説明する。先ず、複数ユニットのホルダ組を配設した軸本体１１に適宜数の巻芯を嵌装する。そして、この状態で軸本体１１を回転させるが、この時点では、軸本体１１だけが回転し、各ホルダ２には回転力は伝達されないので、巻芯は回転しない。
次に、主送気路１２から第１分岐送気路１３を介してチャンバ１５に圧縮空気を供給すると、摩擦ピン５が圧縮空気の空気圧力により軸本体１１の外周面から突出するように押圧されてホルダ２の内周面に摩擦係合され、その結果、ホルダ２が軸本体１１と一体に回転されるようになる。
また、副送気路から第２分岐送気路１４を介してシリンダリング３の内部に圧縮空気を供給すると、一対のリング状ピストン３１が圧縮空気の空気圧力により互いに離反するように軸方向に押圧されて軸方向に移動する。すると、スライド軸受２４が固定軸受２３の方に移動して、スライド軸受２４の外輪がチャック駒２１の截頭円錐状突部に当接して、チャック駒２１をホルダ２の外周面から突出させるように押し上げる。その結果、チャック駒２１が巻芯の内周面に圧接係合して、巻芯がホルダ２と一体に回転して、巻芯の外周に紙やフィルムが巻き取られる。

本発明の実施の形態に係る摩擦ピンを用いた巻取軸の一部断面図である。本発明の実施の形態に係る摩擦ピンの側面図（Ａ）と側面図（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図（Ｂ）である。本発明の実施の形態に係る摩擦ピンにフェルトを挿入する前の状態を示す断面図である。本発明の実施の形態に係る摩擦ピンにフェルトを挿入した後の状態を示す断面図である。従来の摩擦ピンを用いた巻取軸の一部断面図である。従来の摩擦ピンの側面図（Ａ）と側面図（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図（Ｂ）である。

符号の説明

１巻取軸
１１軸本体
１２主送気路
１３第１分岐送気路
１４第２分岐送気路
１５チャンバ
２ホルダ
２１チャック駒
２２バネ
２３固定軸受
２４スライド軸受
３シリンダリング
３１リング状ピストン
３２ Oリング
４固定リング
４１ビス
５、５Ａ摩擦ピン
５１ピン本体
５２ホルダ接触部
５３作用部
５４環状溝
５５装着穴
５６ Oリング
６フェルト

Claims

ホルダ接触部を有する巻取軸用摩擦ピンであって、前記ホルダ接触部は、ホルダの内周面と接触する部位に潤滑油含浸部材を装着する装着穴を有することを特徴とする巻取軸用摩擦ピン。
前記摩擦ピンは超高分子量ポリエチレン樹脂から形成されることを特徴とする請求項１に記載の巻取軸用摩擦ピン。
前記潤滑油含浸部材はフェルトであることを特徴とする請求項１または２に記載の巻取軸用摩擦ピン。