JP2014009066A - フリクション巻軸 - Google Patents

Abstract

【課題】摩擦ラグ押上げ用の膨縮チューブが、その外周に供給される圧縮空気の圧力によって潰れないようにするための煩雑な付帯設備を必要としないフリクション巻軸を得る。
【解決手段】帯状シート巻取時に、中心駆動軸１の中空部に配置した膨縮チューブ３の内部に圧力流体を供給し、膨縮チューブ３を膨張させて摩擦ラグ５を巻取カラー２に押付けることにより巻取カラー２に中心駆動軸１の回転力を伝達し、巻取カラー２に外挿した巻芯Ｃを巻芯固定機構６で巻取カラー２に固定すると共に巻芯横ずれ防止装置８で巻芯Ｃを拘束し、巻芯Ｃの着脱時に、膨縮チューブ３外周に圧力流体を供給して巻芯横ずれ防止装置８を作動させ、巻芯横ずれ防止装置８による巻芯Ｃの拘束を解くことができるフリクション巻軸において、膨縮チューブ３の内側に芯部材９を収容した。
【選択図】図２

Description

本発明は、帯状シートを複数条に分割しながら、その分割された帯状シートを一斉に個々の巻芯のまわりに巻取る際等に使用するフリクション巻軸に関する。

一般に、フリクション巻軸は、回転駆動される中心駆動軸と、この中心駆動軸の外周面に同心に回転可能に装着された環状の複数の巻取カラーとを備えている。巻芯は予め巻取カラーに外挿しておく。帯状シート巻取時、中心駆動軸に設けた摩擦係合機構によって、巻取カラーとのに摩擦力が生じ、その摩擦力により巻取カラーに中心駆動軸の回転力が伝達され、巻芯は巻取カラーに設けた巻芯固定機構により把持されて巻取カラーと一緒に回転する。

従来のフリクション巻軸には、例えば特開平１１−３０１８９３号公報に開示されるように、中心駆動軸の中空部に配置した膨縮チューブに圧力流体を供給して膨縮チューブを膨張させ、中心駆動軸に形成した半径方向の孔に挿入した摩擦ラグを膨縮チューブの膨張力により押上げて巻取カラーに押付けることができるように構成した摩擦係合機構を備え、更に、帯状シート巻取停止時に巻芯が巻取カラーに対して中心軸線方向に移動するのを防止するための横ズレ防止リングを備えたものがある。この横ズレ防止リングは、膨縮チューブの外周面と中心駆動軸の内周面との間に供給される圧縮空気により作動する。

ところが、上述の横ズレ防止リングは、巻芯をフリクション巻軸に着脱するとき、圧縮空気の力により爪が巻芯の内周面から後退し、それ以外のときはバネの力で爪が押出付勢されて巻芯の内周面に係合することができるように構成されている。そのため膨縮チューブの外周面と中心駆動軸の内周面との間に圧縮空気を供給するのは、巻芯を着脱するときだけである。このとき、膨縮チューブ内の圧力が適度な大きさに保たれていないと、或いは膨縮チューブが高い剛性を有していないと、膨縮チューブは、横ズレ防止リングを作動させるための圧縮空気の圧力を受けて押し潰され、膨縮チューブと押上棒との位置関係が正常でなくなり、その潰れた膨縮チューブの一部分が摩擦ラグの下端部の角や、それを収容する孔の下端の角に当たって擦れること等に起因して短期間で膨縮チューブが破れるという問題が生ずる。また摩擦ラグの大部分がそれを挿入してある孔から中心駆動軸の中空部へ抜け出た状態になったり、摩擦ラグが中心駆動軸の中空部内へ抜け落ちてしまったりして、その後、膨縮チューブ外周への圧縮空気の供給を停止して膨縮チューブ内に所要圧力の圧縮空気を供給しても、摩擦ラグが元の状態に戻らなくなり、中心駆動軸から巻取カラーへの回転力の伝達が正常に行われない事態になることがある。そして膨縮チューブが破れたり、摩擦ラグが正常な状態に戻らない場合は、フリクション巻軸を分解して、摩擦ラグを正常な状態に戻す必要があり、その作業が非常に面倒である。

そこで膨縮チューブが潰れないようにするには、膨縮チューブを、その外周の圧縮空気の圧力によって潰れない適度の剛性を有するものにすればよいが、この場合、摩擦ラグの適正な押上げ力を得ることができ、かつ適度の剛性を有する膨縮チューブを得るのが難しい。更に、膨縮チューブに供給される一定の圧縮空気圧力に対する膨縮チューブの膨張量が、その剛性を大きくした分だけ小さくなり、摩擦ラグの押上げ量が小さくなるので、摩擦部材の許容磨耗量（磨耗しろ）が小さくなる。そのため摩擦部材を交換する周期が短くなるという問題を生ずる。

また、膨縮チューブが潰れないようにするには、膨縮チューブ外周に圧縮空気を供給するとき、膨縮チューブ内に適度な圧力の圧縮空気を供給して膨縮チューブ内外の圧力をバランスさせればよいが、膨縮チューブ内に適度な圧力の圧縮空気を適時に供給できるようにするには、膨縮チューブ内への圧縮空気供給回路に、圧力調整弁や切替弁、それらの制御装置等を設けなければならず、フリクション巻軸の、膨縮チューブの潰れを防止するための付帯設備が煩雑で高価になるという問題が生ずる。

特開平１１−３０１８９３号公報

本発明は、上述の問題点に鑑み、摩擦ラグ押上げ用の膨縮チューブが、その外周に供給される圧縮空気の圧力によって潰れないようにするための煩雑な付帯設備を必要としないフリクション巻軸を得ることを課題とする。

本発明は、中空の中心駆動軸と、前記中心駆動軸の外周面に同心に回転可能に装着された環状の複数の巻取カラーと、前記中心駆動軸の中空部に配置した、圧力流体によって膨張可能な膨縮チューブと、前記中心駆動軸に設けた、前記膨縮チューブの内部に圧力流体を供給するための第1の圧力流体供給路と、前記中心駆動軸に設けた、前記膨縮チューブの膨張力を受けて前記巻取カラーを押圧する摩擦ラグと、前記巻取カラーに外挿した中空の巻芯を該巻芯と巻取カラーの相対回転によって巻取カラーに固定することができる、前記巻取カラーに設けた巻芯固定機構と、前記中心駆動軸に設けた、前記膨縮チューブの外周に圧力流体を供給する第２の圧力流体供給路と、前記膨縮チューブの外周に圧力流体が供給されていないとき前記巻芯を横ずれしないよう拘束し、前記第２の圧力流体供給路から供給される圧力流体によって前記巻芯の拘束を解くように作動する、前記中心駆動軸に設けた巻芯横ずれ防止装置とを備えるフリクション巻軸において、前記膨縮チューブの内側に収容した芯部材を備えることを特徴とする。

本発明によれば、摩擦ラグを押上げる膨縮チューブの外周に圧縮空気を供給したとき、その膨縮チューブの内側に収容した芯部材が膨縮チューブを内側から支えるので、膨縮チューブが潰れるのを防ぐことができる。それゆえ、膨縮チューブの潰れを防止するための煩雑な付帯設備が不要になる。しかも、芯部材を膨縮チューブの内周に収容するだけで膨縮チューブの寿命が短くなるのを防ぐことができ、また摩擦部材の磨耗しろが小さくなって摩擦部材を頻繁に交換する必要が生じることもない。したがって、面倒な保守作業が少なく経済的に有利なフリクション巻軸を得ることができる。

また、摩擦ラグは、下端に前記膨縮チューブの外周面に当接する鍔部をもつ押上棒と、該押上棒の上端に適宜分離可能に装着した摩擦部材とからなり、押上棒への摩擦部材の装着は、押上棒の上端に設けた穴又は突起と、摩擦部材の下端に設けた突起又は穴とをしまりばめすることにより行うものであることで、膨縮チューブに供給される圧力流体の圧力を増大させずに摩擦ラグによる押上力を増大させ、大きい巻取トルクを得ることができるようになり、かつ摩擦部材の交換を中心駆動軸の外周側から簡単に確実に行うことができるようになる。そして例えば清掃等の保守作業のため巻取カラーや巻芯横ずれ防止装置を中心駆動軸から取外すとき、中心駆動軸の外周面下側に位置する摩擦部材が露出した状態になっても、その摩擦部材は落下する恐れがなく、その摩擦部材を作業者が手で保持しなくて済むので、保守作業が容易になる。

図１は本発明の一実施例に係るフリクション巻軸の縦断面図である。 図２は摩擦ラグの構造を説明するための斜視図である。

図１は、フリクション巻軸の中間部分を切り去り短縮して示したものである。図示のように、フリクション巻軸は、中空の中心駆動軸１と、中心駆動軸１の外周面に同心に回転可能に装着された環状の複数の巻取カラー２と、中心駆動軸１の中空部に配置した、圧力流体によりに膨張可能な膨縮チューブ３と、中心駆動軸１に設けた、膨縮チューブ３の内部に圧力流体を供給するための第1の圧力流体供給路４と、中心駆動軸１に設けた、膨縮チューブ３の半径方向の膨張力を受けて巻取カラー２を押圧する摩擦ラグ５、巻取カラー２に外挿した中空の巻芯Ｃを、該巻芯Ｃと巻取カラー２の相対回転によって巻取カラー２に固定することができる、巻取カラー２に設けた巻芯固定機構６と、中心駆動軸１に設けた、膨縮チューブ３の外周に圧力流体を供給する第２の圧力流体供給路７と、膨縮チューブ３の外周に圧力流体が供給されていないとき巻芯Ｃを横ずれしないよう拘束し、巻芯Ｃを巻取カラー２の外周に着脱するとき第２の圧力流体供給路７から供給される圧力流体によって巻芯Ｃの拘束を解くように作動する、中心駆動軸１に設けた巻芯横ずれ防止装置８とを備えている。

このフリクション巻軸では、第２の圧力流体供給路７から膨縮チューブ３の外周に供給された圧力流体により膨縮チューブ３が押し潰されないようにするために、膨縮チューブ３の内側には芯部材９が収容してある。この実施例では圧力流体は圧縮空気である。また芯部材９は合成樹脂管できている。なお、芯部材９は、膨縮チューブ３の外周に供給された圧力流体の圧力に耐えることができる十分な機械的強度を有しており、膨縮チューブ３を概略円筒状に保持できるものであればよく、管体に限らない。

膨縮チューブ３は、例えばゴム等の弾力性のある材料でできた管体１０と、管体１０の先端に取付けた栓１１と、管体１０の後端に取付けた継手１２とからなり、管体１０の栓１１及び継手１２への取付け部分は密閉されている。継手１２には第１の圧力流体供給路４から管体１０の内部に通ずる孔１３が形成してある。

中心駆動軸１は、その先端に固着した先端部材１４、その後端に固着した軸部材１５、その先端部の外周に着脱可能な円筒部材１６を有しており、所定位置に設けたスピンドル１７のコーン状の先端部１７ａを先端部材１４のテーパ穴に嵌めると共に、軸部材１５に設けた軸受１８を、図示しないフレームに装着することにより、回転可能に両端支持され、この状態で、軸部材１５に固着した歯車１９に駆動力を伝達することによって回転駆動されるようになっている。

中心駆動軸１には、摩擦ラグ５を巻取カラー２に押付け可能に保持するための孔２０が、その長手方向において各巻取カラー３に対応する箇所毎に、その円周方向に等間隔に３箇所ずつ形成してあり、巻芯横ずれ防止装置８に膨縮チューブ３の外周に供給された圧力流体を供給するための孔２１が、その長手方向において各巻芯横ずれ防止装置８に対応する箇所毎に形成してある。

第１の圧力流体供給路４及び第２の圧力流体供給路７は、軸部材１５の後端に装着した、２系統の流路を有するロータリージョイント２２に通じており、このロータリージョイント２２は、中心駆動軸１が回転中であっても、外部圧力流体源から供給される、膨縮チューブ３膨張用の圧力流体を第１の圧力流体供給路４に、外部の圧力流体源から供給される、巻芯横ずれ防止装置８作動用の圧力流体を第２の圧力流体供給路７に供給することができる。なお必要に応じて中心駆動軸１の先端側と後端側に夫々１系統の流路を有するロータリージョイントを設け、これらに第１の圧力流体供給路４及び第２の圧力流体供給路７を個別に通じさせてもよい。

巻芯固定機構６及び巻芯横ずれ防止装置８は、この実施例では、何れも特開平１１−３０１８９３号公報に開示される巻芯固定機構、横ズレ防止リングと同様に構成され、同様な動作をする公知のものである。

図２（Ａ）に示すように、摩擦ラグ５は、下端に膨縮チューブ３の外周面に当接する鍔部２３をもつ押上棒２４と、押上棒２４の上端に適宜分離可能に装着した摩擦部材２５とからなる。この実施例では鍔部２３は押上棒２４と一体に形成してある。鍔部２３と膨縮チューブ３の外周面との接触面積は、鍔部２３のない押上棒２４と膨縮チューブ３の外周面との接触面積より大きくなるので、鍔部２３をもつ押上棒２４の方が膨縮チューブ３から受ける押上力は大きくなる。そのため、鍔部２３をもつ押上棒２４を用いることにより、膨縮チューブ３に供給される圧力流体の一定の圧力に対して、摩擦部材２５と巻取カラー２との摩擦力を増大させることができ、巻芯Ｃに大きい巻取トルクを付与することができるようになる。

図２（Ｂ）に示すように、押上棒２４の上端には穴２６が設けてあり、摩擦部材２５の下端には突起２７が設けてある。そして穴２６と突起２７とは、それらを嵌め合わせたとき、しまりばめになるように形成してあり、押上棒２４への摩擦部材２５の装着は、穴２６に突起２７を嵌めることにより行う。突起２７と穴２６とのはめあいをしまりばめにすることにより、摩擦部材２５が、それに作用する重力だけでは押上棒２４から脱落しないようにすることができる。必要に応じて、摩擦部材２５の下端に穴を形成し、押上棒２４の上端に突起を形成してもよい。押上棒２４の側面には、膨縮チューブ３の外周に供給された圧力流体が、押上棒２４に沿って中心駆動軸１の外周に漏れないようにするためのシール２８が取付けてある。

上述のように構成したフリクション巻軸により帯状シートを巻取るには、巻芯Ｃを中心駆動軸２の先端側から外挿した後、中心駆動軸２を両端支持し、次に巻芯Ｃを所定位置に配置して帯状シートの先端を巻芯Ｃに係止する。その後、中心駆動軸２を回転駆動すると共に、第１の圧力流体供給路４を経て膨縮チューブ３内に所要圧力の圧力流体を供給する。

帯状シート巻取停止時に巻芯Ｃをフリクション巻軸に装着したりフリクション巻軸から取外したりするとき、第２の圧力流体供給路７を経て膨縮チューブ３の外周に、巻芯横ずれ防止装置８用の所要圧力の圧力流体を供給する。

摩擦ラグ５の摩擦部材２５の交換は帯状シート巻取停止時に行う。そのとき第２の圧力流体供給路７への圧力流体の供給を停止しておく。磨耗した摩擦部材２５を新しいものと交換するには、中心駆動軸１が有する円筒部材１６、巻取カラー２及び巻芯横ずれ防止装置８を中心駆動軸１の先端側へ移動して摩擦ラグ５が露出する状態にする。つまり摩擦ラグ５の上端を覆うものがない状態にする。次に、磨耗した摩擦部材２５を、その上部を工具等で掴んで上方へ引き上げることにより押上棒２４から取外す。このとき摩擦部材２５の上端を中心駆動軸１の外周面から突出させて摩擦部材２５を掴み易くするために、第１の圧力流体供給路４より膨縮チューブ３内へ圧力流体を供給してもよい。磨耗した摩擦部材２５を取外した後、代わりの新しい摩擦部材２５の突起２７の先端を押上棒２４の穴２６に位置合わせして摩擦部材２５を押し下げることにより突起２７を穴２６に嵌める。それによって、新しい摩擦部材２５が押上棒２４に装着され、摩擦ラグ５は図２（Ａ）に示す状態になる。摩擦部材２５を押し下げた際に膨縮チューブ３は芯部材９により内側から支えられるので、膨縮チューブ９が潰れて押上棒２４が中心駆動軸１の中空部内に脱落するのを確実に防ぐことができる。

１ 中心駆動軸
２ 巻取カラー
３ 膨縮チューブ
４ 第１の圧力流体供給路
５ 摩擦ラグ
６ 巻芯固定機構
７ 第２の圧力流体供給路
８ 巻芯横ずれ防止装置
９ 芯部材
２３ 鍔部
２４ 押上棒
２５ 摩擦部材
２６ 穴
２７ 突起

Claims (2)

1. 中空の中心駆動軸と、前記中心駆動軸の外周面に同心に回転可能に装着された環状の複数の巻取カラーと、前記中心駆動軸の中空部に配置した、圧力流体によって膨張可能な膨縮チューブと、前記中心駆動軸に設けた、前記膨縮チューブの内部に圧力流体を供給するための第1の圧力流体供給路と、前記中心駆動軸に設けた、前記膨縮チューブの膨張力を受けて前記巻取カラーを押圧する摩擦ラグと、前記巻取カラーに外挿した中空の巻芯を該巻芯と巻取カラーの相対回転によって巻取カラーに固定することができる、前記巻取カラーに設けた巻芯固定機構と、前記中心駆動軸に設けた、前記膨縮チューブの外周に圧力流体を供給する第２の圧力流体供給路と、前記膨縮チューブの外周に圧力流体が供給されていないとき前記巻芯を横ずれしないよう拘束し、前記第２の圧力流体供給路から供給される圧力流体によって前記巻芯の拘束を解くように作動する、前記中心駆動軸に設けた巻芯横ずれ防止装置とを備えるフリクション巻軸において、前記膨縮チューブの内側に収容した芯部材を備えることを特徴とするフリクション巻軸。
2. 前記摩擦ラグは、下端に前記膨縮チューブの外周面に当接する鍔部をもつ押上棒と、該押上棒の上端に適宜分離可能に装着した摩擦部材とからなり、前記押上棒への前記摩擦部材の装着は、前記押上棒の上端に設けた穴又は突起と、前記摩擦部材の下端に設けた突起又は穴とをしまりばめすることにより行うものである、請求項１に記載のフリクション巻軸。

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