JP3246312U - 遊星歯車機構を使用したロール排出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トイレットペーパー、キッチンペーパー、アルミホイルなどを片手のみで操作できる装置を提供する。【解決手段】ロール状に巻き取られた製品を手動で巻き戻しカットして使用する製品において、手動で巻き戻して引き出す時に、巻き戻す力の一部を遊星歯車機構の原理により、巻き戻し方向に公転する時に生じるインターナル歯車と２個の遊星歯車の間の公転角度差を利用し、弾性体に弾性力として蓄勢させる機能と、その弾性力を長期間の間蓄勢させたままにしておくことができる機構とする。使用する時は、排出スイッチ３１０を押すことで、排出させる機能を動作させ、蓄勢させておいた弾性体の弾性力を利用し、巻き戻し方向に回転する機構とすることで、カバー５０２のカッター歯５１１より下に、手に取れる量を送り出す排出機能と、片手のみで操作（カットおよび交換）できる機能を提供する。【選択図】図１１

Description

本考案は、トイレットペーパー、キッチンペーパー、アルミホイルなど、ロール状に巻き取られた製品を手動で巻き戻し、カットして使用する製品を使用するために取付ける機器に関するものである。

トイレットペーパー、キッチンペーパー、アルミホイルなど、ロール状に巻き取られた製品を手動で巻き戻し、カットして使用する製品を、取付ける機器の基本的な仕様は、両手を使用しての操作を必要とする機構となっている。

特開2015-012983 特開平11-113786 特開2012-217838

トイレットペーパー、キッチンペーパー、アルミホイルなど、ロール状に巻き取られた製品を手動で巻き戻し、カットして使用する製品(以降はロールと記載)を取付ける機器の基本的な仕様は、両手を使用しての操作を必要とする。片手でのみでの操作は考慮されておらず、体に障害があり片手でのみで操作する必要がある人が使用するのは難しい構造となっている。さらに、両手が汚れた状態では、取付けてある機器に触る必要があり、機器を汚してしまうために、両手が汚れた状態では使用できない。

ロールを手動で巻き戻して引き出す時に、巻き戻す力の一部を遊星歯車機構（ダブルピニオン式）の原理により、巻き戻し方向に公転する時に生じる、インターナル歯車２０３と２個の遊星歯車（遊星歯車Ａ２０５と遊星歯車Ｂ２０６）の間の公転角度差を利用し、弾性体Ａ４０４に弾性力として蓄勢させる機能と、その弾性力を長期間の間、蓄勢させたままにしておくことができる機構とすることで、使用したい時に、排出スイッチ３１０を押すことで、ロールを排出させる機能を動作させ、蓄勢させておいた弾性体Ａ４０４の弾性力を利用して、ロールを巻き戻し方向に回転させる機構とすることで、カバー５０２のカッター歯５１１より下に、手に取れる量を送り出すロール排出機能と、片手でロールをカットおよび交換操作できる機能とすることで、片手のみによる簡単な操作「排出スイッチ３１０を押す。用紙を指先で引き出し、上に持ち上げカットする」のみで使用できる機器を提供する。

人力による力のみを利用し、手動で機械的に動作する機構としたことで、設置場所が制限されることがない。さらに、卓上設置が可能である。両手が汚れた状態でも、腕の一部位たとえば肘で排出スイッチ３１０を押し下げることで、カバー５０２のカッター歯５１１より下に、手に取れる量を送り出すことができるので、機器を汚さず使用できる。また、全ての操作を片手のみで実施可能であり、体に障害があり片手でのみで操作する必要がある人でも、片手のみでロールのカットおよび交換操作が可能な装置となっている。
図２はトイレットペーパーを取付けられるように考案された装置の実施例であり、左手のみでの操作が可能な機器のレイアウトの記載である。右手のみでの操作が可能な機器は、ロール取り付け面を基準面とし左右対称に機器をレイアウトすることで可能となる。
たとえば、排出スイッチ３１０を人感センサーにより電気的に動作させる機構とした場合、機器に触れることなく、ロールに指先のみで直接アクセスでき、より衛生的に使用できる装置とすることが可能となる。

本考案の実施形態である装置の外観斜視図 構成部品の配置を示す断面図 遊星歯車構構の歯車配置図 遊星歯車開放構構の主要部品の配置を示す分解図 回転角度リミッター機構の構成部品の配置を示す断面図 ストッパーの構成部品の配置を示す部分断面図 未使用ロールが配置された状態を示す未使用ロールとカバーの配置断面図 芯ロールが配置された状態を示す芯ロールとカバーの配置断面図 カバー類が開放され、ロールが取付けられる前の状態を示す斜視図 ロールカット時の力学的な関係の配置を示す断面図 手に取れる量のロールが排出された状態を示す外観斜視図

以下、実際の実施形態について、図面を参照して、考案の内容を説明する。

実施例として、トイレットペーパー(以降はロールと記載)が使用できるように考案した装置を例として説明する。

図１は、本考案の実施形態である装置の外観斜視図であり、左手のみで使用できる仕様に構成機能が配置され、かつ、底面に滑り止め５２４（図９参照）を有することで、卓上型としても使用できるように考案された機器の実施例である。

図２から図１１は、主要な構成機構であるロールを固定するロール固定機構１と、遊星歯車機構２と、遊星歯車開放構構３と、回転角度リミッター機構４と、カバー機構５を示す図であり、その概略構成と機構について説明し、次に、下記の項目について、操作手順に従い、ロールの取付け及び交換手順、および、５つの機構の組合せにより実現される３つの機能ついて説明する。
（ロールの取付け及び交換手順）
（弾性力蓄勢機能）
（ロールカット機能）
（ロール排出機能）

ロール固定機構１（図２及び図９参照）について説明する。遊星歯車機構２の構成部品である太陽歯車軸２０１の外周に軸受B１０２を介して位置するロール軸１０１は、センターフレーム１０７と軸受C１０４の内周を介して位置するロール軸スリーブ１０３と連結固定されており、ロール軸１０１は太陽歯車軸２０１の外周を自由に公転できる形態で配置されている。ロール固定ノブ１０５はロール軸１０１の外周をロール軸１０１と共に回転し、かつ、軸方向にのみ移動可能な構造であり、そのロール固定ノブ１０５が軸方向に移動することを防止固定する役割として、ロール固定ネジ１０６が配置されている。ロール軸１０１に位置する複数の楔形リブ（ロール軸リブ１０８）と、ロール固定ノブ１０５に位置する複数の楔形リブ（ロール固定ノブリブ１０９）により、左右よりロールのロール芯を挟み込み、角度のついた複数の楔形リブ（ロール軸リブ１０８及びロール固定ノブリブ１０９）とロール芯の間の摩擦力によりロールをロール軸１０１に固定し、手動でロールが巻き戻し方向に引っ張り出される時に、ロールの回転角度に合わせロール軸１０１も同じ回転角度で太陽歯車軸２０１の外周を自由に公転するロール固定機構１が構成される。

ロール固定ノブ１０５には、ロールの交換時に、ロールを手動で送り出し方向に回転させることで、手に取れる寸法を引き出す機能、および、ミシン目付きロールを使用時には、ロールを引き出しカットする時に、ミシン目の位置とカッター歯５１１の位置を手動により微調整する機能を有している。

ロール軸リブ１０８のロール軸１０１方向に対するロール軸リブ角度１１０は４０度であり、ロール固定ノブリブ１０９のロール軸１０１方向に対するロール固定ノブリブ角度１１１は１０度以下とする。（図２参照）

ロールのロール芯の内径はメーカー及び製品（トイレットペーパー、キッチンペーパー、アルミホイルなど）により様々であり、ロール固定ノブ１０５の外径形状のみを変更することで、様々なメーカー及び製品に対応することが可能な構成である。

遊星歯車機構２（図２から図４参照）の構成部品について説明する。太陽歯車２０２は太陽歯車軸２０１に固定された状態で位置し、インターナル歯車支持台２０４は、太陽歯車軸２０１の外周に軸受Ｄ２１１を介して位置し、インターナル歯車２０３はインターナル歯車支持台２０４に固定されていることにより、インターナル歯車２０３は太陽歯車軸２０１の外周を自由に公転出来るように配置されている。遊星歯車支持台２０７には、２個の遊星歯車（遊星歯車Ａ２０５と遊星歯車Ｂ２０６）が、遊星歯車Ａ２０５は遊星歯車支持軸Ａ２０８に、遊星歯車Ｂ２０６は遊星歯車支持軸Ｂ２０９に、自由に自転可能な形態で配置されており、遊星歯車支持台２０７は、２個の遊星歯車（遊星歯車Ａ２０５と遊星歯車Ｂ２０６）と共に太陽歯車軸２０１の外周を公転出来るように配置されている。インターナル歯車２０３と太陽歯車２０２との間に２個の遊星歯車（遊星歯車Ａ２０５と遊星歯車Ｂ２０６）を介してかみ合わせることで、遊星歯車機構２（ダブルピニオン式）が構成される。

ロール固定機構１を構成するロール軸１０１は、ロール軸スリーブ１０３を介して遊星歯車機構２の構成部品であるインターナル歯車支持台２０４と連結配置されていることで、ロール軸１０１と共にインターナル歯車２０３も太陽歯車軸２０１の外周を公転する。したがって、ロール固定機構１は遊星歯車機構２の構成要素となる構成である。（図２参照）

遊星歯車開放構構３（図２から図４参照）については、機械的に排出スイッチ３１０を押し下げることで動作させる機構を例に説明する。

太陽歯車軸２０１の外周には、ロールを送り出す方向にのみに回転する構造であるワンウェイクラッチ３０１が配置されており、ワンウェイクラッチ３０１の外周にはスライドリング３０２がワンウェイクラッチ３０１に固定され位置し、そのスライドリング３０２の外周には、太陽歯車軸２０１の軸方向に２個のレール状リブ３１５が配置されている。スライドスリーブ３０４は、太陽歯車軸２０１の外周に軸受Ｅ３０３を介して配置されており、そのスライドスリーブ３０４にはスライドリング３０２のレール状リブ３１５を挿入するための溝を有し、スライドリング３０２外周に配置されているレール状リブ３１５は、スライドリング３０２のレール状リブ３１５を挿入する溝に挿入された状態で位置することで、太陽歯車軸２０１の軸方向にスライド移動可能な構成としている。
遊星歯車支持台２０７は、スライドスリーブ３０４と連結固定されているので、遊星歯車支持台２０７は、太陽歯車軸２０１の軸方向にスライド移動可能な形態でワンウェイクラッチ３０１と連結配置されている。さらに、ワンウェイクラッチ３０１の機能により、ワンウェイクラッチ３０１と共に遊星歯車支持台２０７もロールを送り出す方向にのみ回転する構成を有する。（図４参照）

右フレーム３０５には、４個の加圧ピン３０６を通す貫通穴が有し、加圧板３０７には４個の加圧ピン３０６が固定配置されており、加圧ピン３０６を、弾性体Ｂ３０８と右フレーム３０５の貫通穴を通して貫通配置することで、弾性体Ｂ３０８は加圧板３０７と右フレーム３０５の間に挟みこまれた形態で配置されている。本図の弾性体Ｂ３０８は加圧により弾性力が蓄勢される形態とし、太陽歯車軸２０１は加圧板３０７の貫通穴に貫通配置されており、加圧板３０７は常に軸受E３０３のフランジ垂直面に接し、常にスライドスリーブ３０４を太陽歯車軸２０１の軸方向に対して左方向に加圧力が働く構成とする。 （図２および図４参照）

太陽歯車軸２０１は、太陽歯車軸２０１の外周に軸受Ｆ３０９を介して、右フレーム３０５に、自由に自転可能な形態で配置されている。
排出スイッチ３１０とスライドカム３１１は連結されており、右フレーム３０５には、スライドカムガイドＡ３１２とスライドカムガイドＢ３１３が固定配置されており、スライドカム３１１は上下方向にのみ自由に稼働可能な形態であり、スライドカム３１１のカム機構面がスライドスリーブ３０４と接する形態で位置している。（図２および図４参照）

排出スイッチ３１０を下方向に押し下げると、スライドカム３１１のカム機構が働き、スライドスリーブ３０４が太陽歯車軸２０１の軸方向に対して右方向に移動することで、スライドスリーブ３０４と連結されている遊星歯車支持台２０７も右方向に移動する。インターナル歯車２０３と遊星歯車Ａ２０５は遊星歯車支持台２０７が右方向に移動しても歯車のかみ合わせが維持される位置関係を有するが、太陽歯車２０２と遊星歯車Ｂ２０６の歯車のかみ合わせは開放される位置関係を有しており、太陽歯車２０２と遊星歯車Ｂ２０６の歯車のかみ合わせが開放されることで、遊星歯車機構は開放され、スライドスリーブ３０４が太陽歯車軸２０１の軸方向に対して右方向に移動すると加圧板３０７も移動し弾性体Ｂ３０８に加圧の弾性力が蓄勢される。（図３および図４参照）

排出スイッチ３１０を下方向に押し下げるのを中止すると、弾性体Ｂ３０８に蓄勢された加圧の弾性力により加圧板３０７は太陽歯車軸２０１の軸方向に対して左方向に押し戻され、スライドスリーブ３０４も左方向に押し戻されることで、スライドスリーブ３０４と連結されている遊星歯車支持台２０７も左方向に移動し、スライドスリーブ３０４によりスライドカム３１１のカム機構が押し戻され、スライドカム３１１は元の位置に戻されることで、連結されている排出スイッチ３１０も元の位置に戻る。（図４参照）

太陽歯車２０２と遊星歯車Ｂ２０６の歯車形状はクラッチ歯車形状３１４であり、太陽歯車２０２は右側がクラッチ歯車形状３１４を有し、遊星歯車Ｂ２０６は左側がクラッチ歯車形状３１４を有しているので、弾性体Ｂ３０８による加圧の弾性力が働く機構とすることで、より容易に太陽歯車２０２と遊星歯車Ｂ２０６とのかみ合わせが行われることができ、遊星歯車機構が再構成される。以上が遊星歯車開放構構３の説明となる。（図４参照）

図４の弾性体Ｂ３０８は加圧により弾性力が蓄勢される形態としているが、弾性体の形態については、加圧板３０７に対して左方向に加圧力が働く形態であれば制限されるものではない。

回転角度リミッター機構４（図４および図５参照）について説明する。遊星歯車機構２の構成部品であるインターナル歯車支持台２０４には、太陽歯車軸２０１の中心軸を中心点とする円弧状の貫通穴４０１が有し、遊星歯車支持台ピン２１２は、遊星歯車開放構構３により遊星歯車支持台２０７が右方向に移動し、太陽歯車２０２と遊星歯車Ｂ２０６とのかみ合わせが開放された状態においても、インターナル歯車支持台２０４に配置されている貫通穴４０１に対し貫通配置されている位置関係を有することで、遊星歯車支持台２０７の稼働範囲を制限し、インターナル歯車支持台２０４と遊星歯車支持台２０７の間の公転角度差の範囲を、リミッター角度４０２に制限する機構である。

インターナル歯車支持台２０４には弾性体固定ピン４０３が固定位置し、弾性体固定ピン４０３と遊星歯車支持台ピン２１２の間には弾性体Ａ４０４が取付けられている。
本図の弾性体Ａ４０４は引張により弾性力が蓄勢される形態とし、弾性体Ａ４０４はインターナル歯車支持台２０４に固定されて位置する円弧状の弾性体ガイド４０７の外周に配置する形態とする。以上が回転角度リミッター機構４の構成である。（図５参照）

図５の弾性体Ａ４０４は引張により弾性力が蓄勢される形態としているが、弾性体の形態については、インターナル歯車支持台２０４と遊星歯車支持台２０７の間に引張り力が働く形態であれば制限されるものではない。

カバー機構５（図６から図９参照）を構成する構成部品および、ストッパー５０１と、カバー５０２と、左カバー５０３の構造と役割について説明する。

ストッパー５０１（図６参照）は、左フレーム５０７に有する貫通穴に対し、左側面側より右側面側に通すことで、左フレーム５０７右側面側に四角錐台形状の突出物として配置後、ストッパー５０１に弾性体Ｃ５０５を弾性体Ｃ５０５の貫通孔を通し配置し、ストッパーカバー５０４により左側面側より挟み込むことで、弾性体Ｃ５０５には、加圧の弾性力が働く形態で配置されており、ストッパーレバー５０６はストッパー５０１と一体である。
カバー５０２の開放操作は、ストッパー５０１を片手（左手）の指先（人差し指あるいは中指）でストッパーレバー５０６を左方向にスライドさせることで、ストッパー５０１の四角錐台形状の突出物を左フレーム５０７右側面の貫通穴で隠れる位置まで移動させることができ、その状態を維持させた状態において、残りの指先（親指）で、カバー５０２を上方向に跳ね上げることで、カバー５０２は開放される。指を放すと、ストッパー５０１は弾性体Ｃ５０５の加圧の弾性力により元の位置に戻ることで、カバー５０２がストッパー５０１より下に落下を防止する構造として働く構成である。（図６および図９参照）

カバー５０２を閉じる操作は、カバー５０２をストッパー５０１の上より押し下げると、カバー５０２とストッパー５０１の接する面のストッパー角度５０８を４５度のテーパー形状とすることで、ストッパー５０１は左フレーム５０７右側面の貫通穴で隠れる位置まで押し戻され、カバー５０２は下に落下する。その後、ストッパー５０１は弾性体Ｃ５０５の加圧の弾性力により元の位置に戻ることで、ストッパーの機能が回復する構成である（図６参照）

図６の弾性体Ｃ５０５は加圧により弾性力が蓄勢される形態としているが、弾性体の形態については、ストッパー５０１に右方向の加圧力が働く形態であれば制限されるものではない。

カバー５０２（図７から図９参照）の形状は、取付けられたロール外径面と接触する部分の形状を円形状とし、未使用のロールを配置した状態で、ロール外径面と接触するカバーの円半径５０９：R を未使用のロールの想定される最大外径円半径５１０：R と同じ円半径：R とする。カバー５０２の円カーブの先端点５２６は、未使用のロールの想定される最大外径円と接する位置（図７参照）とし、ロールが使用されて小さくなるとロールの外径円がカバー５０２の円カーブと接する位置関係となり、ロール芯５２３部分においてもロールの外径円は、カバー５０２の円カーブと接する位置（図８参照）となるよう配置することで、常にロールの外径円がカバー５０２と円接触となるように位置し、カバー５０２のロールと接する面の摩擦係数：μ＝0.２以下とすることで、カバー５０２とロールの間の摩擦抵抗を最小限とする構成とする。未使用のロールの想定される最大外径円と接するカバー５０２の円カーブの先端点５２６には、正接する（カバー５０２の円カーブの先端点５２６からロール中心点と結ぶ線と垂直）下方向に、直線部分を有するカッター歯５１１が有し、カバー５０２の円カーブの開始位置５２７は、ロールの中心点より鉛直上方向に伸ばした直線と接する位置（図７参照）とし、カバー取付け支点５１３位置まで、カバー５０２の円カーブの開始位置５２７より、カバー５０２は水平に位置する配置とし、カバー取付け支点５１３の位置は、センターフレーム１０７左側面（図９参照）と左フレーム５０７右側面に有している。

センターフレーム１０７と左フレーム５０７とは、カバーベース５１４を介して連結されており、センターフレーム１０７は本体カバー５１７を介して右フレーム３０５と連結されており、本体カバー５１７は、ベースフレーム５１５とリアフレーム５１６と連結されることで、装置の筐体を構成している。（図５および図９参照）
ベースフレーム５１５には、滑り止め５２４を有することで卓上設置を可能としている。（図５参照）

カバーベース５１４には、壁面に取り付けるための取付け穴５２５を有し、設置する部屋の壁面に取り付けての使用を可能としている。（図９参照）

左カバー５０３は、左フレーム５０７左側面に固定配置されたヒンジ５１８とそのヒンジ支持軸５１９により左方向に回転開放できる構造を有し、マグネット５２０を有することで、左カバー５０３を閉じて垂直位置にすると、左カバー５０３は、左フレーム５０７にマグネット５２０の着磁力により固定される。太陽歯車軸２０１の先端形状は、軸方向に対して４５度のテーパーを有することで、太陽歯車軸２０１の外周に左カバー５０３に固定された状態で配置されている軸受Ａ５２１との勘合を、左カバー５０３を閉じて垂直位置にする時に容易とする構成である。（図９参照）

たとえば、業務用のキッチンペーパーやアルミホイルなど、ロール幅が広く、製品単体の重量が重い物でも、太陽歯車軸２０１に位置する軸受の配置を、両持ち梁構造の配置としたことで、軸受Ａ５２１と軸受Ｃ１０４に掛かる負荷を均等とし、片持ち梁構造時に生ずる負荷集中による軸受の摩擦抵抗による回転負荷トルクの増加を防止する構成である。以上がカバー機構５の説明である。（図２参照）

前記までは、主要な構成機構についての説明であり、以降は実際の操作手順に従い、ロールの取付け及び交換手順、および、５つの機構（ロール固定機構１、遊星歯車機構２、遊星歯車開放構構３、回転角度リミッター機構４、カバー機構５）を組み合わせることで実現される３つの機能について説明する。

（ロールの取付け及び交換手順）
図９はカバー類が開放されロールが取付けられる前の状態を示す斜視図であり、説明は、図１において、ロールが取付けられていない状態を仮定して、説明を開始する。さらに、図は左手のみでの操作を可能とした装置の機器配置であるので、左手のみで操作を実施する場合の手順を例として説明する。

ロールの取付けは、左カバー５０３をヒンジ支持軸５１９より左方向に回転開放した後、左手の指先（人差し指あるいは中指）でストッパーレバー５０６を左方向にスライドさせ、ストッパー５０１が左フレーム５０７右側面の貫通穴で隠れる位置まで移動させておき、残りの指先（親指）で、カバー５０２を上方向に跳ね上げることでカバー５０２が開放され、図９の状態となる。次に、ロール固定ネジ１０６を緩め、ロール固定ノブ１０５をロール軸１０１より左方向にスライド移動させて取外す。
新しいロールをロール軸１０１の左方向からロール軸１０１にロールのロール芯をロール軸リブ１０８まで差し込み、ロール固定ノブ１０５を左方向からロール軸１０１に、ロールのロール芯が固定するまで差し込み、ロール固定ネジ１０６を締めて固定し、左カバー５０３をヒンジ支持軸５１９より右方向に回転させ、マグネット５２０の着磁力により垂直位置で固定し、カバー５０２をストッパー５０１より下に押し下げることで、ロールの設置（図１参照）が完了する。

ロールの取外しは、逆の手順とする。

新しいロールの取付けの時のみ、ロール固定ノブ１０５を使用し、手動でロールが手に取れる位置まで回転させる操作を必要とする。

（弾性力蓄勢機能）
ロールがカッター歯５１１より下に手に取れる量、引き出されている状態（図１１参照）において、手動でロールを手に取り、必要量引き出す動作をすることにより、手動で引き出す力の一部を弾性体Ａ４０４の弾性力として蓄勢する機能である弾性力蓄勢機能について、ロール固定機構１と、遊星歯車機構２と、回転角度リミッター機構４と、ワンウェイクラッチ３０１と、トルクリミッター２１０により実現される機能と役割について説明する。

トルクリミッター２１０は、右フレーム３０５と右フレーム３０５に固定位置するスライドカムガイドＡ３１２を介して連結固定され、かつ、遊星歯車機構２を構成する太陽歯車軸２０１に取り付け配置されている。（図２参照）

トルクリミッター２１０が機能し太陽歯車軸２０１が固定され、回転しない条件の時、ロール固定機構１を構成するロール軸１０１と、遊星歯車機構２を構成するインターナル歯車支持台２０４は、ロール軸スリーブ１０３を介して連結固定されており、ロールを手に取り、手動で、ロールを引き出す動作を実施すると、ロールはロール固定機構１により固定されているので、ロールを引き出すとロール軸１０１も回転し、同時にインターナル歯車支持台２０４と連結固定されているインターナル歯車２０３も回転する。遊星歯車機構（ダブルピニオン式）の原理により、インターナル歯車２０３がロールを引き出す方向に回転することで、２個の遊星歯車（遊星歯車Ａ２０５と遊星歯車Ｂ２０６）を有する遊星歯車支持台２０７は、インターナル歯車２０３より早い回転角度にてロールを引き出す方向に回転する。（図２及び図３参照）

インターナル歯車支持台２０４には、回転角度リミッター機構４を配置していることで、遊星歯車支持台２０７の回転角度は、回転始点４０５から回転終点４０６までのリミッター角度４０２に制限されている。（図５参照）

インターナル歯車支持台２０４に有する弾性体固定ピン４０３と遊星歯車支持台ピン２１２の間には弾性体Ａ４０４が配置されているので、遊星歯車支持台２０７とインターナル歯車支持台２０４の間に生じる公転角度差が、弾性体固定ピン４０３と遊星歯車支持台ピン２１２の間の距離の差となり、弾性体Ａ４０４は円弧状の弾性体ガイド４０７により、円弧状に引っ張られ、その円弧差（リミッター角度４０２の円弧）が弾性体Ａ４０４の弾性力として蓄勢されることになる。（図５参照）

ロールを引き出す方向にのみ回転するワンウェイクラッチ３０１が、太陽歯車軸２０１と遊星歯車支持台２０７の間にスライドスリーブ３０４とスライドリング３０２を介して配置されていることで、ワンウェイクラッチ３０１の機能により、遊星歯車支持台２０７は回転始点４０５より公転方向であるロールを引き出す方向にのみ回転し、弾性体Ａ４０４の引っ張りの弾性力は、ロールを引き出すのを回転終点４０６に至る前に中止しても、蓄勢状態を維持し続ける構成としている。（図４から図５参照）

遊星歯車支持台２０７は、ワンウェイクラッチ３０１の働きによりロールを引き出す方向にのみ回転することで、遊星歯車支持台２０７とインターナル歯車支持台２０４の公転角度差が回転終点４０６に至るリミッター角度４０２になると遊星歯車機構の原理は停止し、インターナル歯車支持台２０４と遊星歯車支持台２０７及び太陽歯車軸２０１は機械的に回転が停止し固定される。（図４から図５参照）

トルクリミッター２１０が機能し太陽歯車軸２０１が固定され、回転せず、かつ、遊星歯車機構が機能し、遊星歯車支持台２０７が、回転始点４０５より公転方向であるロールを引き出す方向に回転終点４０６まで回転し、弾性体Ａ４０４に引っ張りの弾性力を蓄勢させる事が出来る条件は、トルクリミッター２１０のトルク値を回転角度リミッター機構４の回転終点４０６まで弾性体Ａ４０４を蓄勢させることのできるトルク値以上に設定することを条件とする。遊星歯車支持台２０７がリミッター角度４０２の回転始点４０５より公転し、回転終点４０６に至り公転を中止し、ロールを引き出すトルクがトルクリミッター２１０のトルク値以上となると、トルクリミッター２１０は滑りを発生し、太陽歯車軸２０１は、インターナル歯車支持台２０４と遊星歯車支持台２０７と共に機械的に固定された状態なので、ロールを手動で引き出すとロールと同じ回転角度で弾性力を蓄勢させる機構全体（ロール固定機構１と、遊星歯車機構２と、回転角度リミッター機構４）と共に引き出す方向に回転する。（図２から図５参照）

トルクリミッター２１０のトルク値は前記での条件に加えて、ロールの芯部分でのロールの引張り切断（ロールがロールの芯部分において、引き出し途中に切れる）トルクよりも小さい値とすることを条件とし、かつ、トイレットペーパー、キッチンペーパーなど、定量間隔でミシン目が配置されているミシン目付きロールを使用する場合には、トルクリミッター２１０のトルク値をロールの芯部分に配置されているミシン目部分の引張り切断（ロールがロールの芯部分において、引き出し途中にミシン目が切れる）トルクよりも小さい値とすることを条件とする。

本考案は、トルクリミッター２１０のトルク値が上記条件を満たすことで、ロールを手動で引き出す量は制限されず、かつ、弾性体Ａ４０４に弾性力として蓄勢される時間的な期間を制限されることなく、その弾性力の蓄勢量はリミッター角度４０２の範囲に制限する弾性力蓄勢機能である。（図２および図５参照）

（ロールカット機能）
以降は、手動で引き出したロールをカットさせる、ロールカット機能につて説明する。

図１０は、カバー機構５の断面図であり、ロールをカットする時の、ロールとカバー５０２の位置関係を示した図である。ロールをカットするために、ロールを上方向（矢印方向）に持ち上げると、カバー５０２は、カバー取付け支点５１３を中心に上方向に回転するが、ストッパー５０１が配置されていることで、ストッパー５０１の位置で回転が固定され、ロールとカッター歯５１１の間にはカッター歯角度５１２：θ（度）が生じる関係となる。

ロールを取付けているロール軸１０１には、遊星歯車機構を介してトルクリミッター２１０（図２参照）が連結されていることで、トルクリミッターが機能し、ロール軸１０１には回転を静止固定するトルクが働き、ロール軸１０１は回転せず、ロール半径５２２：Ｘとすると、カッター歯５１１とロール間には、トルクリミッター２１０のトルク：Ｔｒの働きにより引張り張力：Ｔが発生する。
Ｔｒ＝Ｔ×Ｘ （１）
Ｆ＝Ｔ×cosθ （２）
Ｆ＝(Ｔr×cosθ)÷ Ｘ （３）
トルクリミッター２１０のトルク：Ｔｒ は、上記の式（１）となり、カッター歯５１１には、カッター歯５１１によるカットを助ける力：Ｆ が引張り張力：Ｔとカッター歯角度５１２：θ（度）の位置関係により、上記の式（２）となる。上記の式(１)と式(２)を整理すると、カッター歯５１１によるカットを助ける力：Ｆ は上記の式（３）となる。（図１０参照）

カバー５０２がストッパー５０１により固定された位置関係において、未使用ロールが配置されている時の想定される未使用ロールの最大半径：Ｒにおけるカッター歯５１１によるカットを助ける力：ＦＲ、カッター歯角度：θR（度）とし、ロール芯が配置されている時の想定されるロール芯の最小半径：ｒ におけるカッター歯５１１によるカットを助ける力：Ｆｒ、カッター歯角度：θｒ（度）として上記の式(３)に当てはめると、次式(４)と次式(５)になる。
ＦＲ＝(Ｔr×cosθR)÷ R （４）
Ｆr＝(Ｔr×cosθr)÷ r （５）
この時、上記の式(４)と式(５)を、カッター歯５１１によるカットを助ける力が等しくなる（ＦＲ＝Ｆｒ）条件として整理すると、想定される最大径の未使用ロールが設置されている時（図７参照）、カッター歯５１１は、ロール外径円に対して、正接する（カバー５０２の円カーブの先端点５２６からロール中心点と結ぶ線と垂直）下方向に位置するため、想定される未使用ロールの最大半径：Ｒにおけるカッター歯角度：θR = ０（度）となる。
カッター歯５１１によるカットを助ける力：Ｆを、近似値（ＦＲ≒Ｆｒ）とすることのできる力学的な関係式は、上記の式(４)と式(５)を整理すると、想定されるロール芯の最小半径：ｒ におけるカッター歯角度：θｒ（度）を下記の数式１の式（６）の位置関係に配置する時に構成される。（図７および図１０参照）

トルクリミッター２１０を配置し、上記の数式１の式（６）の位置関係に機器を構成することで、ロール軸１０１は回転せず、ロールをカッター歯５１１でカットする力を、未使用ロールからロール芯まで、ほぼ同じ（近似）力でのカットが可能であり、かつ、上記の式(４)より近似値としてカッター歯５１１によるカットを助ける力：F が、下記の式(７)により求められる値として機能する。さらに、ストッパー５０１を配置したことで、カバー５０２を手で押える必要が無くなり、片手のみでロールをカットできるロールカット機能である。（図７および図１０参照）
F ≒Ｔr÷Ｒ （７）

たとえば、アルミホイルなどのように引張強度の大きい材料を使用する場合、現状では、カッター歯５１１の形状を鋭利な形状とする必要があるが、本考案では、トルクリミッター２１０のトルク値：Ｔｒを、弾性力蓄勢機能で説明した条件と上記の式(７)により、大きな値とすることが可能であり、カット時にカッター歯５１１によるカットを助ける力：F を大きくすることができ、カッター歯５１１形状を鋭利な形状とすることなくカットが可能であり、アルミホイルなどのように引張強度の大きい材料を使用する場合においても、安全性が高い製品とすることができる。

（ロール排出機能）
次に弾性力蓄勢機能により、弾性体Ａ４０４に弾性力が蓄勢され、かつ、ロールカット機能により引き出したロールがカットされた状態において、機械的に排出スイッチ３１０を押下げることで、ロールをカッター歯５１１より下に排出する機能である、ロール排出機能について説明する。（図１１参照）

排出スイッチ３１０を下方向に押し下げると、遊星歯車開放構構３のスライドカム３１１のカム機構が働き、スライドスリーブ３０４が太陽歯車軸２０１の軸方向に対して右方向に移動することで連結配置されている遊星歯車支持台２０７も右方向に移動し、太陽歯車２０２と遊星歯車Ｂ２０６のかみ合わせは開放され、遊星歯車機構が開放される。（図４参照）

ワンウェイクラッチ３０１が取付けられている太陽歯車軸２０１には、トルクリミッター２１０が連結されており、トルクリミッター２１０の静止トルクにより太陽歯車軸２０１は固定され、遊星歯車支持台２０７も回転せず固定された状態であり、遊星歯車機構が開放されたことで、インターナル歯車支持台２０４に有する弾性体固定ピン４０３と遊星歯車支持台ピン２１２の間に配置されている弾性体Ａ４０４に蓄勢された弾性力も開放され、インターナル歯車支持台２０４と遊星歯車支持台２０７の両方に引張りの弾性力が働くが、遊星歯車支持台２０７は、ワンウェイクラッチ３０１が連結されていることで、ロールを引き出す方向にのみ回転する構造のために、逆転方向には回転せず固定された状態となる。（図２、４、５参照）

インターナル歯車支持台２０４は、遊星歯車機構が開放された条件においては、太陽歯車軸２０１の外周を自由に回転する状態であり、遊星歯車支持台２０７が固定されていることで、インターナル歯車支持台２０４は、弾性体Ａ４０４による引張りの弾性力により太陽歯車軸２０１の外周を、ロールを引き出す方向に回転始点４０５まで回転する。
インターナル歯車支持台２０４はロールを取付けているロール軸１０１と連結固定されていることで、ロールもロールを引き出す方向に回転し、ロールがカッター歯５１１より下に排出される。（図２、４、５、１１参照）

この時、カバー５０２とロールの外径面とは、図７および図８より、常にロールがカバー５０２と円接触となるように位置し、カバー５０２のロールと接する面の摩擦係数：μ＝0.２以下とすることで、カバー５０２とロール間の摩擦抵抗が最小限である構造となり、回転負荷トルクを最小限とし、トルクリミッター２１０のトルク値を下げることで、ロールを人力で引き出す力も減少させる効果を有する。

たとえば、上記説明では、スライドカム３１１のカム機構により、垂直方向の力を横方向に変換し、遊星歯車支持台２０７を退避させ、遊星歯車機構を機械的に開放させていたものを、人感センサーにより電気的に動作させる方式とし、遊星歯車支持台２０７を直接横方向に電気的に退避させる機構とすると、機器に触れることなく、ロールに指先のみで直接アクセスでき、より衛生的に使用できる機器とすることが可能となる。（図４参照）

本考案の遊星歯車機構は、ダブルピニオン式であり、インターナル歯車２０３の歯数：ZI、太陽歯車２０２の歯数：ZSとすると、歯車比：Grは上記数式２の式（８）となり、インターナル歯車２０３の回転数：NI、太陽歯車２０２の回転数：NS、遊星歯車支持台２０７の回転数：NＣとすると基本運動式は上記数式２の式（９）となる。
本考案では、遊星歯車機構をトルクリミッター２１０が機能し、太陽歯車２０２が固定された条件で働く機構としたので、太陽歯車２０２の回転数：NS＝０となる。また、本考案は、インターナル歯車２０３と遊星歯車支持台２０７の回転の差を利用する機構としているので、その回転数の差：ｄＮとすると遊星歯車支持台２０７の回転数：NＣは上記数式２の式（１０）となり、上記数式２の式（９）に代入してまとめると、上記数式２の式（１１）となる。
本考案は、回転角度差を利用しているので、手動でロールを引き出しカットするまでにロール軸１０１が回転する角度：D （度）、この考案のロール排出機能によりロール軸１０１がロールを排出するために回転する角度：Delta （度）とし、回転数を角度に変換して表すと、上記数式２の式（１２）となり、上記数式２の式（８）の歯車比：Grを置き換えて、分かり易く表すと上記数式２の式（１３）となる。（図２および図３参照）

回転角度リミッター機構４は、上記数式２の式（１３）により求めることのできる、ロール排出機能によりロール軸１０１がロールを排出するために回転する角度：Delta （度）を、リミッター角度４０２に制限する機構である。手動でロールを引き出す量は制限せず、ロール排出機能によりロールがカッター歯５１１より下に排出される量のみを、リミッター角度４０２により制限する機能である。従って、リミッター角度４０２の範囲を調整できる構造とすることで、カッター歯５１１より下に排出される最大ロール量を調整することを可能とした機構である。（図４、５、９参照）

たとえば、トイレットペーパーやキッチンペーパーのように、定量間隔でミシン目が配置されているミシン目付きの製品を使用した場合、未使用ロールからロール芯までロールを引き出しカットする間隔もミシン目の間隔となる。
未使用ロールが配置されている時、未使用ロールの半径：Ｒにおいてロールを引き出しカットするまでにロール軸１０１が回転する角度：DＲ（度）、未使用ロールの半径：Ｒにおいて引き出す長さ：ＬRとし、ロール芯が配置されている時、ロール芯の半径：ｒ においてロールを引き出しカットするまでにロール軸１０１が回転する角度：Dｒ（度）、ロール芯の半径：ｒ において引き出す長さ：Ｌｒとすると、上記数式３の式（１４）、式（１５）となるが、未使用のロールとロール芯部分で引き出す長さが同じ（ＬＲ＝Ｌｒ）となるのは、無次元式として表すと、上記数式３の式（１６）が条件となる。
この考案のロール排出機能によりロール軸１０１がロールを排出するために回転する角度：Delta（度）は、上記数式２の式（１２）により求めることができるので、未使用ロールが配置されている時、未使用ロールの半径：Ｒ においてロール軸１０１がロールを排出するために回転する角度：ｄ R（度）、未使用ロールの半径：Ｒにおいてロール排出機能により送り出されるロールの長さ：ｄＬＲとし、ロール芯が配置されている時、ロール芯の半径：ｒ においてロール軸１０１がロールを排出するために回転する角度：ｄｒ（度）とし、ロール芯の半径：ｒ においてロール排出機能により送り出されるロールの長さ：ｄＬｒ とする時、ロール排出機能により送り出されるロールの長さも同じ（ｄＬＲ＝ｄＬｒ）関係となる条件は、上記数式３の式（１４）、式（１５）に置き換えて計算すると、上記数式３の式（１６）と同様な関係式となり、まとめると、上記数式３の式（１７）と表すことができる。上記数式３の式（１７）を、ロールを引き出しカットするまでにロール軸１０１が回転する角度と、ロール排出機能によりロール軸１０１が回転する角度の比にとして並び替えると、上記数式３の式（１８）となる。
ロール軸１０１がロールを排出するために回転する角度：Delta（度）の計算式、上記数式２の式（１２）もロールを引き出しカットするまでにロール軸１０１が回転する角度：D（度）と、ロール軸１０１がロールを排出するために回転する角度：Delta（度）の比として並び替え、無次元式で表すると、上記数式３の式（１９）となる。

未使用のロールとロール芯部分においてもロール排出機能により送り出される長さが同じ（ｄＬＲ＝ｄＬｒ）となる条件は、上記数式３の式（１９）の値が、常に上記数式３の式（１８）の値の近似値となるように設定することにより実現されるので、上記数式４の式（２０）の関係となり、まとめると上記数式４の式（２１）となり、上記数式２の式（８）の歯車比：Gr を代入してこの式を分かり易く表すと上記数式４の式（２２）となる。
歯車比：Gr を上記数式４の式（２２）の近似値とすることで、未使用のロールを使用した時とロール芯部分を使用した時に、手動でロールを引き出しカットする間隔が同じであれば、この考案のロール排出機能においては、ロールがカッター歯５１１より下に排出されるロールの量を、未使用のロールを使用した時に送り出されるロールの量とロール芯部分を使用した時に送り出されるロールの量を、ほぼ同量（近似）とする構成である。（図１１参照）

排出スイッチ３１０を下方向に押し下げるのを中止すると、弾性体Ｂ３０８に蓄勢された加圧の弾性力により加圧板３０７は、太陽歯車軸２０１の軸方向に対して左方向に押し戻され、スライドスリーブ３０４も左方向に押し戻されることで、スライドスリーブ３０４と連結されている遊星歯車支持台２０７も左方向に移動し、スライドスリーブ３０４によりスライドカム３１１のカム機構が押し戻され、スライドカム３１１は元の位置に戻されることで、排出スイッチ３１０も元の位置に戻る。（図４参照）

遊星歯車支持台ピン２１２の位置は、排出スイッチ３１０を下方向に押し下げた時点で、遊星歯車機構が開放され、弾性体Ａ４０４による引張り力により回転角度リミッター機構４の回転始点４０５に戻っているので、排出スイッチ３１０を下方向に押し下げるのを中止すると、弾性体Ｂ３０８に蓄勢された加圧の弾性力により、太陽歯車２０２と遊星歯車Ｂ２０６とのかみ合わせを回復させる力が働く。さらに、太陽歯車２０２と遊星歯車Ｂ２０６の歯車形状は、クラッチ歯車形状３１４を有しており、太陽歯車２０２は右側がクラッチ歯車形状３１４を有し、遊星歯車Ｂ２０６は左側がクラッチ歯車形状３１４を有することで、容易に太陽歯車２０２と遊星歯車Ｂ２０６とのかみ合わせが回復し、遊星歯車機構が再度構成される。（図４および図５参照）

排出スイッチ３１０を天面に配置することで（図１１参照）、両手が汚れた状態でも、手の指以外の部位、たとえば、肘などで押し下げることで、ロールを排出させることが可能であり、汚れた指先でもロールを指先でつまむことを可能とした機構である。
上記までが、ロール排出機能の説明である。

本考案は、３つの機能（ロール排出機能、弾性力蓄勢機能、ロールカット機能）の組合せにより下記の一連の流れを構成している。
まず、ロール排出機能により、排出スイッチ３１０を押すと、ロールをカッター歯５１１より下に、手に取れる量排出する。（図１１参照）
次に、人力によりロールを必要量引き出すことで、弾性力蓄勢機能により、ロールを引き出す力の一部を必要な時に使用できるように、弾性体Ａ４０４に弾性力として蓄勢させておき、ロールカット機能により、片手のみでロールをカットすることを可能とする構成である。（図５および図１０参照）
一連の流れを構成させることで、未使用のロール取付け後は、ロール芯まで連続して使用出来ることを可能としている。

たとえば、図２は左手のみでの操作を可能とした配置であるが、上記３機能の配置を、ロール取り付け面であるセンターフレーム１０７を基準面として左右反転配置することで、左手のみでの操作を可能とした配置から右手のみでの操作を可能とした配置へと変更可能としている。（図２参照）

本考案においては、ロールカット機能とトルクリミッター２１０のみお用いた装置の使用も可能である。遊星歯車機構２と、遊星歯車開放機構３と、回転角度リミッター機構４を使用せず、ロール固定機構１のロール軸１０１を太陽歯車軸２０１の替りに回転の中心軸とし、トルクリミッター２１０を直接、ロール軸１０１に接続させる構成とすると、手動で、ロール固定ノブ１０５を回転させ、ロールを手に取れる量を引き出す操作を実施する必要はあるが、全ての操作を片手のみで実施することが可能な構成である。（図２参照）

（医療 介護）
トイレットペーパーを取り付け使用する装置（本実施例）において、本考案は片手のみにより取り付け及び使用することが可能なことから、脳梗塞の後遺症により半身不随になられた方でも片手のみでの操作が可能であれば使用することができ、機器のレイアウトを左右対称にすることで右手のみでの操作を可能とした配置、あるいは、左手のみでの操作を可能とした配置とする事ができ、簡単な操作「排出スイッチ３１０を押す、用紙を指先で引き出し、上に持ち上げカットする」のみの操作で可能であり、リハビリ用機器の機能もそなえている。
卓上型としても使用可能であり、人力のみで使用できるため使用する場所が制限されず、持ち運んでの使用が可能であり、汚物などで両手が汚れたままでも、腕の一部位たとえば肘で、排出スイッチ３１０を押すことで、装置を汚すことなく、指先でつまむことで手に取れるので介護用としての応用が期待できる。

（公共施設）
トイレットペーパーを取り付け使用する装置において、排出スイッチ３１０を人感センサーにより電気的に動作させる機構としたとき、機器に触れることなく、トイレットペーパーに指先のみで直接アクセスでき、より衛生的に使用できるので、公共施設での使用が期待できる。

（キッチン用品）
キッチンにおける作業では、キッチンペーパー、アルミホイルなどを使用する場合、水・油・食材等により両手が汚れたままで取り出そうとすると、取り付けてある機器を汚してしまうので、一度手を洗い布巾などでふき取った後で取り出す必要があるが、本考案の装置では、両手が塞がっている状態でも腕の一部位たとえば肘で、排出スイッチを押すことができ、装置を汚すことなく、指先でつまむことで手に取れるので、業務用機器としての応用が期待できる。

１ ロール固定機構
２ 遊星歯車機構
３ 遊星歯車開放機構
４ 回転角度リミッター機構
５ カバー機構
１０１ ロール軸
１０２ 軸受B
１０３ ロール軸スリーブ
１０４ 軸受C
１０５ ロール固定ノブ
１０６ ロール固定ネジ
１０７ センターフレーム
１０８ ロール軸リブ
１０９ ロール固定ノブリブ
１１０ ロール軸リブ角度
１１１ ロール固定ノブリブ角度
２０１ 太陽歯車軸
２０２ 太陽歯車
２０３ インターナル歯車
２０４ インターナル歯車支持台
２０５ 遊星歯車A
２０６ 遊星歯車B
２０７ 遊星歯車支持台
２０８ 遊星歯車支持軸A
２０９ 遊星歯車支持軸B
２１０ トルクリミッター
２１１ 軸受Ｄ
２１２ 遊星歯車支持台ピン
３０１ ワンウェイクラッチ
３０２ スライドリング
３０３ 軸受Ｅ
３０４ スライドスリーブ
３０５ 右フレーム
３０６ 加圧ピン
３０７ 加圧板
３０８ 弾性体Ｂ
３０９ 軸受Ｆ
３１０ 排出スイッチ
３１１ スライドカム
３１２ スライドカムガイドＡ
３１３ スライドカムガイドＢ
３１４ クラッチ歯車形状
３１５ レール状リブ
４０１ 円弧状の貫通穴
４０２ リミッター角度
４０３ 弾性体固定ピン
４０４ 弾性体Ａ
４０５ 回転始点
４０６ 回転終点
４０７ 弾性体ガイド
５０１ ストッパー
５０２ カバー
５０３ 左カバー
５０４ ストッパーカバー
５０５ 弾性体Ｃ
５０６ ストッパーレバー
５０７ 左フレーム
５０８ ストッパー角度
５０９ カバーの円半径
５１０ 未使用ロールの想定される最大外径半径
５１１ カッター歯
５１２ カッター歯角度
５１３ カバー取付け支点
５１４ カバーベース
５１５ ベースフレーム
５１６ リアフレーム
５１７ 本体カバー
５１８ ヒンジ
５１９ ヒンジ支持軸
５２０ マグネット
５２１ 軸受Ａ
５２２ ロール半径
５２３ ロール芯
５２４ 滑り止め
５２５ 取付け穴
５２６ 円カーブの先端点
５２７ 円カーブの開始位置

Claims (7)

1. トイレットペーパー、キッチンペーパー、アルミホイルなど、ロール状に巻き取られた製品を手動で巻き戻して、カットして使用する製品(以降はロールと記載)を取り付けるロール軸の取付け面には、ロール軸に対し４０度の角度の付いた複数個の楔形のリブを有し、ロールのロール芯を反対側より挟み込み固定させるロール固定ノブにも、楔形の複数個の角度の付いたリブを有し、その角度は、ロール軸に対し１０度以下の角度とし、ロール軸の外周を軸方向にのみ移動およびロール軸と同じ回転角度での回転を可能とした、ロール固定ノブをロール芯に差し込むことで、楔形の複数個のリブとロール芯の間の摩擦力により、取り付けるロールをロール軸に固定することで、ロールが手動で巻き戻し方向に引き出される時に、ロールの回転角度に合わせロール軸も同じ回転角度で遊星歯車機構を構成する太陽歯車軸の外周を自由に公転できる構成を有し、かつ、遊星歯車機構を構成するインターナル歯車もロール軸と連結配置されていることで、同時に太陽歯車軸の外周を公転することを特徴とするロール固定機構が構成される。
2. カバーは、本考案の装置にロールを取り付け配置した状態において、ロールの外径面と接触する部分の形状を円形状とし、未使用のロールを配置した状態で、ロールの外径面と接触するカバーの円半径:Rを、未使用のロールの想定される最大外径円半径:Rと同じ円半径:Rとし、カバーの円カーブの先端点は、未使用のロールの外径円と接する位置に配置し、さらに、ロールが使用されて小さくなると、ロールの外径円がカバーの円カーブと接する位置関係とし、ロールの芯部分においてもロールの外径円が、カバーの円カーブと接する位置となるよう配置することで、常にロールの外径面がカバーと円接触となるように位置し、かつ、ロールと接する面の摩擦係数：μ＝0.２以下とすることを特徴とする。
   想定される最大径の未使用ロールが配置された状態において、カバーの円カーブの先端点の接触点より、ロール外径円に対して、正接する（カバーの円カーブの先端点からロール中心点と結ぶ線と垂直）下方向に、直線部分を有するカッター歯を配置し、カバーの円カーブの開始位置は、ロールの中心点より鉛直上方向に伸ばした直線と接する位置とし、カバー取付け支点位置まで、カバーの円カーブの開始位置より、カバーは水平に位置する構成とすることを特徴とする。
3. 想定される最大径の未使用ロールがロール軸に回転しないように固定設置され、かつ、カバーが、想定される最大径の未使用ロールの外径面と接する位置関係に配置された状態において、カバーには、カバー取付け支点位置より水平に位置する部分を有し、その水平に位置する部分と接する位置にカバーが上に回転しないようにストッパーを配置し、想定される最大径の未使用ロールの外径面とカバーの接触点には、ロールの外径円に対して、正接する（カバーの接触点からロール中心点と結ぶ線と垂直）下方向に、カッター歯を有している。ロールを固定するロール軸は、遊星歯車機構の構成部品であり、その遊星歯車機構の構成部品である太陽歯車軸の外周を自由に公転できる形態で配置され、かつ、太陽歯車軸を介して装置フレームに配置されているトルクリミッターと連結されている構成とする。
   ロールをカットする時に、ロールを手に取り上方向に持ち上げると、カバーはカバー取付け支点を中心点として上方向に回転するが、ストッパーにより回転は停止固定される。カッター歯とロールの間の位置関係は、カッター歯角度：θ（度）となる角度を有し、ロールをカットする時には、ロールが固定されているロール軸とトルクリミッターは、遊星歯車機構を介して連結し、トルクリミッターのトルク：Ｔr が機能し、ロール軸を固定するトルクが働き、ロール軸が回転しない条件設定とすることで、手動でロールをカットする動作を実施する時に、カッター歯には、カットを助ける力：F が働く構成となる。
   未使用ロールが配置されている時、想定される未使用ロールの最大半径：Ｒにおけるカッター歯角度：θRとすると、カットを助ける力：FＲ＝(Ｔr×cosθＲ)÷Ｒ となり、カッター歯でカットする時、カッター歯は、ロール外径円に対して、正接する（カバーの接触点からロール中心点と結ぶ線と垂直）下方向に位置するため、想定される未使用ロールの最大半径：Ｒにおけるカッター歯角度：θR = ０（度）となる。
   次にロール芯が配置されている時、想定されるロール芯の最小半径：ｒ におけるカッター歯角度：θｒ（度）とするとき、カットを助ける力：Fｒ＝(Ｔr×cosθｒ)÷ｒ となり、想定される未使用ロールの最大半径：Ｒと、想定されるロール芯の最小半径：ｒ の両方においてもカッター歯によるカットを助ける力を、近似値（FＲ≒Fｒ）とすることのできる力学的な関係は、下記の数式１の位置関係となる時に構成される。
   ロールをカッター歯でカットする力を未使用ロールからロール芯まで、ほぼ同じ（近似）力でのカットが可能であり、かつ、カッター歯によるカットを助ける力：F ≒Ｔr÷Ｒ も機能することを特徴とし、さらに、ストッパーを配置したことで、ロールをカットする時に、カバーが水平位置より上に回転せず、カバーを手で押える必要が無くなり、片手で容易にロールをカットすることを可能とした構成を特徴とした、ロールカット機能が構成される。
   本考案においては、簡易的な装置として遊星歯車機構を使用せず、ロールが固定されているロール軸を太陽歯車軸の替りに回転の中心軸とし、トルクリミッターを直接、ロール軸に接続させる構成とすると、手動で、ロール固定ノブを回転させ、ロールを手に取れる量を引き出す操作を実施する必要はあるが、全ての操作を片手のみで実施することが可能な構成とすることができることを特徴とする。
   

   
4. ロールはロール軸に回転しないように固定配置されている形態であり、ロール軸を遊星歯車機構のインターナル歯車の支持台と連結させ、ロール軸は太陽歯車軸の外周を公転する形態で配置していることで、ロールを手動で巻き戻し引き出すと、インターナル歯車支持台に固定配置されているインターナル歯車も巻き戻す方向に公転する。遊星歯車機構は、インターナル歯車と太陽歯車との間に２個の遊星歯車を介してかみ合わせたダブルピニオン式であり、かつ、２個の遊星歯車は、１つの遊星歯車支持台に自由に自転できる状態で取付けられ、さらに、太陽歯車は太陽歯車軸に固定された状態で配置し、太陽歯車軸と装置フレームの間にはトルクリミッターが有し、トルクリミッターが機能し、太陽歯車が自転しない形態で配置されている構成とする。この構成の時、遊星歯車機構は、遊星歯車機構の原理により、遊星歯車支持台はインターナル歯車と同じ方向に、インターナル歯車より早く公転する。
   回転角度リミッター機構は、インターナル歯車支持台に、太陽歯車軸の中心軸を中点とする円弧状の貫通穴を配置し、その貫通穴には遊星歯車支持台と連結された遊星歯車支持台ピンを貫通配置させることで、インターナル歯車支持台と遊星歯車支持台の間の回転角度差を制限する構成である。
   回転角度リミッター機構のインターナル歯車支持台と遊星歯車支持台ピンの間には、弾性体Ａを設置し、巻き戻す力の一部を巻き戻し方向に回転する時に生じるインターナル歯車支持台と遊星歯車支持台の間の回転角度差を弾性体Ａに引張り力として働く弾性力として蓄勢させる構成である。
   遊星歯車支持台と太陽歯車軸の間には、ワンウェイクラッチが有し、遊星歯車支持台が、ロールを巻き戻す方向にのみ回転するように配置されていることで、手動でロールを巻き戻すのを途中で停止しても遊星歯車支持台は逆転せず、弾性力が蓄勢された状態を維持する構成である。
   インターナル歯車支持台と遊星歯車支持台の間の回転角度差が回転角度リミッター機構の回転終点までくると、遊星歯車機構が機械的にロックし働かなくなる構成を有し、トルクリミッターのトルク値は、回転角度リミッター機構の回転終点まで弾性体Ａを蓄勢させることのできるトルク値以上とすることを条件とする。回転角度リミッター機構の回転終点において、手動でロールを引き出すトルクがトルクリミッターのトルク値以上になると、太陽歯車軸に配置されているトルクリミッターが滑りを起こし、弾性力を蓄勢させる機構（ロール固定機構、遊星歯車機構および回転角度リミッター機構）全体が太陽歯車軸と共に回転する。これにより、ロールを必要なだけ、制限されずに手動で巻き戻すことができることを可能とし、かつ、手動で巻き戻す力の一部を引張り力として働く弾性力として蓄勢させることを可能とした弾性力蓄勢機能が構成される。
   トルクリミッターのトルク値は、前記に加え、ロール芯部分でのロールの引張り切断（ロールがロールの芯部分において、引き出し途中に切れる）トルクより小さい値とし、かつ、トイレットペーパー、キッチンペーパーなど、定量間隔でミシン目が配置されているミシン目付きロールを使用する場合は、トルクリミッターのトルク値をロール芯部分に配置されているミシン目部分の引張り切断（ロールがロールの芯部分において、引き出し途中にミシン目が切れる）トルクよりも小さい値とすることを条件とする。
5. 請求項４にて、弾性力蓄勢機能により弾性体Ａに引張り力として働く弾性力が蓄勢された状態において、太陽歯車軸に対して垂直上方向である天面に配置されている排出スイッチを、外側より太陽歯車軸方向に押し下げると、遊星歯車支持台には、太陽歯車軸方向に水平に移動し太陽歯車と遊星歯車Ｂのかみ合わせが開放されるカム機構を有し、太陽歯車と太陽歯車とかみ合う遊星歯車Ｂには、クラッチ歯車形状を有することで、太陽歯車と遊星歯車Ｂとのかみ合わせを、開放状態とかみ合わせ状態とに切り分けることが可能な構成とし、インターナル歯車と遊星歯車Ａは太陽歯車と遊星歯車Ｂが開放された状態においてもかみ合わせを維持する形態を有し、遊星歯車支持台は弾性体Ｂにより太陽歯車と遊星歯車Ｂのかみ合わせが維持できるように常に太陽歯車軸方向に加圧の弾性力を与える構成とすることで、遊星歯車開放機構が構成されている。
   排出スイッチを押し下げ、遊星歯車開放機構を機能させると、遊星歯車支持台が太陽歯車軸方向に水平移動し、太陽歯車と遊星歯車Ｂが開放され、遊星歯車機構は解除される。
   弾性体Ａに弾性力が蓄勢されている状態のとき、遊星歯車支持台はワンウェイクラッチの働きにより、弾性体Ａの弾性力により引張りの力が働いても、太陽歯車軸に対し反転せず静止する。一方、インターナル歯車支持台には弾性体Ａの弾性力により引張りの力が働き、ロールを送り出す方向に、回転角度リミッター機構の回転始点まで回転する。インターナル歯車支持台の回転により、ロール軸に固定されているロールも回転し、ロールがカバーのカッター歯より下に排出されるロール排出機能が構成される。
   排出スイッチを押すことを停止すると、弾性体Ｂの加圧の力として働く弾性力により、カム機構が働き、排出スイッチは元の位置に戻り、遊星歯車支持台にも戻る力が働き、太陽歯車と遊星歯車Ｂの合わせ面は、クラッチ歯車形状を有するため、すみやかに歯車のかみ合わせを回復し、遊星歯車機構が再構成される。
   手動でロールを引き出しカットするまでにロール軸が回転する角度：D（度）とする時、この装置のロール排出機能により送り出されるロール軸の回転角度：Delta（度）は、下記の数式２により構成される。
   

   

   回転角度リミッター機構は、上記の数式２により求められるロール排出機能によって送り出されるロール軸の回転角度：Delta（度）を、リミッター角度に制限する機能であり、カッター歯より下に排出されるロールの量を、無駄のない量に制限および調整することができるロール排出機能が構成されることを特徴とする。
6. 請求項５において、定量間隔でミシン目が配置されているミシン目付きロールを使用した場合、ロールを引き出しカットする間隔もミシン目の間隔となるが、遊星歯車の歯車比を下記数式３の近似値とすることで、未使用のロールを使用した時とロール芯部分を使用した時に、手動でロールを引き出しカットする間隔が同じであれば、この装置のロール排出機能によって送り出されるロールの量は、未使用のロールを使用した時に送り出されるロールの量とロール芯部分を使用した時に送り出されるロールの量とを、ほぼ同量（近似）とすることができる構成であることを特徴とする。
   

   
7. 本考案は、請求項３から５を組み合わせることで、下記の機能を可能とした構成である。
   まず、ロール排出機能（請求項５）により、排出スイッチを押すと、ロールをカッター歯より下に、手に取れる量排出する。
   次に、ロールを指先でつまみ、手動でロールを必要量引き出すことで、弾性力蓄勢機能（請求項４）により、ロールを引き出す力の一部を必要な時に使用できるように、弾性体Aに弾性力として蓄勢させておき、ロールカット機能（請求項３）により、ロールを片手でカットする構成である。
   上記の一連の流れを構成させることで、片手のみの操作で、未使用のロール取付け後は、ロール芯まで連続して使用出来ることを特徴とする。
   排出スイッチを天面に配置することで、手の指以外の部位、たとえば、肘などで押し下げることが可能であり、両手が汚れた状態においても、装置を汚さずにロールを排出させ、ロールを指先でつまみ、片手のみでカットすることを可能とした構成が特徴である。
   構成されている機器の配置を、ロール取り付け面を基準面として左右反転配置することで、左手のみでの操作を可能とした配置から、右手のみでの操作を可能とした配置へと変更可能とし、装置底面に滑り止めを配置することで、卓上型としても構成出来ることを特徴とする。

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