JP4947740B2 - 巻芯支持装置 - Google Patents

Description

本発明は、巻芯支持装置に係り、詳しくは、例えば紙、布、合成樹脂フィルムあるいは金属箔等のシートなどのシート帯をそのまま、又は任意の幅にスリットして巻取る巻取装置、または巻出装置の巻芯支持装置に関するものである。

従来、この種の巻芯支持装置としては巻取り用の回転駆動軸に対し摩擦結合等により一体に回転しうるよう設けられたカラーと、このカラーに外挿される紙管等の中空巻芯にカラーの回転を伝達する手段とを有し、外挿された巻芯を１回転方向に拘束して回転させるものが一般的であった。（例えば特許文献１参照）
その構造の１例を既知の巻芯支持装置Ａを示す図４〜図７に従って説明すると、回転駆動軸２に回転伝達可能に設けられるカラー本体３の外周に幅方向中央部に周方向に連続した環状溝５が形成され、該環状溝５にスリップリング７が回転自在に嵌装され、該リング７を挟んで両側に周方向一方端側が浅くなるように傾斜した底面を有する複数の凹陥部６が、例えば図６に示す如く等角度間隔の３個所に設けられ、各凹陥部６に夫々傾斜底面に沿って周方向に移動可能で、かつ底面の浅い位置において一部がカラー本体の径方向外方に突出し、底面の深い位置においてカラー本体の外周面より没する如く転動体８が配されていて、これら転動体８は夫々、離脱せずに径方向に変位できるようにマグネット１２により保持される構造を有して、圧力制御されたエアーが図７矢示方向に、回転駆動軸の軸芯中心孔より供給されてピストン９を押し上げ、このピストン９がスリップリング内周をスリップしながらトルクを伝達し、カラー本体の回転を転動体８を介して外挿された紙管等の中空巻芯に伝達して巻取り又は巻出しを行うようになっている。

しかし、上記巻芯支持装置Ａは転動体８が傾斜底面の深い位置ｂにあるとき、中空の巻芯が外挿され、止着ボルト１１で止着されたスライドコロ（車輪状の回転体）１０の回転が巻芯を嵌挿方向に案内して巻芯の外挿作用を容易にし、回転駆動軸２と共にカラー本体を回すとスリップリング７の回転方向に回らない上記スライドコロとの摩擦によりスリップリング７が回転せずにカラー本体が相対的に回転し、転動体８が傾斜底面の浅い位置ａへ移って径方向に一部突出し、巻芯内面に強く押圧され巻芯内面に摩擦結合して、それ以降、巻芯はスリップリングと共にカラー本体に同期して回転し巻取りが行われるが、上記の如く転動体の位置の移動ならびに巻芯内面に摩擦結合して巻取りが行われるとき、環状溝に比較し、スリップリング幅が小さいことから環状溝５内面とスリップリング７側面との間に凹陥部６による凹部空間が残り、紙管等の内面と凹陥部６の両側上端の角部との摺擦接触により屑粉が生じ、これがカラー本体の外周中央部におけるスリップリング両側の凹陥部６内に蓄積し、正常な巻芯支持作用を阻害することが分かった。

そこで、本発明者はさきに上記巻芯支持装置の使用において巻芯との摩擦接触による屑粉の発生をなくし、円滑な回転を確保するため、前記スリップリング７を前記環状溝５の全幅をもってスリップリング７外周面とカラー本体３外周面を段差なく面一に形成し、かつカラー本体３外周における環状溝５内面と、スリップリング７両側面との間の隙間をスリップリングの回動を妨げない程度になくした巻芯支持装置を改良提案した、（例えば特許文献２参照）

特開２００１−１８７６５６号公報 実用新案登録第３１２４４８４号公報

ところが上記改良した巻芯支持装置は実使用を続けていたところ、１０００ｒ．ｐ．ｍ以下の回転駆動においては円滑な転動体の径方向変位が行われていたが、近時のスピードアップに伴う１０００ｒ．ｐ．ｍを超える高速回転では遠心力により転動体の飛び出しが起こり、確実な変位が得られないことが判明した。

そこで本発明者は更に検討を重ね、その結果、特に傾斜底面による転動体の変位に対応して転動体を保持する長溝の形成を見出すことにより、カラー本体の傾斜底面を有する凹陥部に沿う転動体を保持し、その変位を確実ならしめると共に、１０００ｒ．ｐ．ｍを超える高速回転における転動体の遠心力による飛び出しをなくし、近時の高速化された巻取り、巻出しにおいて円滑な回転を確保し、巻取り，巻出しの効率向上を図ると共に、併せて長溝の形状を見出し、単に上巻出し又は下巻出しの何れかに限られることなく、上下何れの巻出し又は巻取りにも共用できる巻取り，巻出しを可能ならしめることを目的とするものである。

即ち、上記目的に適合する本発明巻芯支持装置の特徴は、上記上巻出し又は上巻取りならびに下巻出し又は下巻取りの両者に共用し得る巻芯支持装置であり、中空の巻芯が外挿され、回転駆動軸に対し、回転伝達可能に設けられるカラー本体の外周部幅方向中央部に環状溝を設けて、該環状溝に周方向所要間隔で、周方向中高で浅く両端側が深くなるように傾斜した底面を有する複数の凹陥部を仕切り部を介して形成し、該凹陥部の側壁に上記凹陥部の傾斜底面に対応して中高状の傾きを有する長溝を設けると共に、該長溝両側端の深い位置側の仕切り部に夫々、マグネットを配設してなる一方、前記環状溝にその全幅をもって回動自在にスリップリングをカラー本体外周面と面一に、かつ環状溝内面とスリップリング両側との間の隙間をなくして嵌装し、該スリップリングに前記凹陥部傾斜底面に沿って移動し、底面傾斜の浅い中高位置でその一部が径方向外方に突出することにより外挿された巻芯に係合して該巻芯を拘束し、回転させる転動体を前記凹陥部側壁の長溝に軸支せしめて夫々配設してなる構成よりなる。

ここで、環状溝内面とスリップリング両側との間の隙間をなくしたことは、完全な密着ではなく、スリップリングの回動を妨げないこと云うまでもない。なお、巻取りに際し、原反ロールからの巻出し態様には通常、シート裏側が上面として巻出し、巻取られる下巻出し又は下巻取りと、シート表面が上面として巻出し又は巻取られる上巻出し又は下巻出しの２つの態様があるが、上記構成は凹陥部における中高の傾斜底面により、上記上巻出し又は上巻取りと下巻出し又は下巻取りの双方の巻出し又は巻取り用として利用される。

本発明巻芯支持装置は上記の如く凹陥部に傾斜底面を設けると共に、凹陥部側壁に該傾斜底面に対応して転動体を軸支する長溝を対応する傾きで設けているため、回転駆動時、１０００ｒ．ｐ．ｍを超えるような回転に対しても転動体は長溝に保持されて遠心力により飛び出すことがなく、傾斜底面ならびに長溝に沿う円滑、確実な移動が確保され、近時の高速化に即応する顕著な効果が期待される。また、凹陥部の深い位置側の仕切り部に磁石を設けることにより、凹陥部における転動体の保持を安定させる効果を有する。

しかも、特に凹陥部内の長溝を仕切り部により中央部が浅く両端側が漸次深くなる一連の中高の傾斜底面とすることにより、上巻出し又は巻取りと下巻出し又は巻取りによる両者に随時、変更して使用できる効用を有している。

勿論、本発明巻芯支持装置は従来のスリップリング両側の凹陥部による凹部空間を全面にわたり被覆したことにより、従来、回転駆動時、巻芯内面がカラー本体外周部と摩擦接触したとき巻芯が紙管等である場合、該摩擦接触により特に凹陥部壁部上端角部等によりその内面が擦られて屑粉等を発生し、凹陥部に蓄積されて回転を阻害することがあったが、スリップリングが環状溝の全幅を有していて、凹陥部が形成されることがないから、紙管等の内面が凹陥部上端角部により摺擦されることがなくなり、屑粉の発生がなく好適な回転伝達を図ることができる効果も有している。

本発明に係る巻芯支持装置の外観斜視図である。 同巻芯支持装置の径方向断面概要図であり、凹陥部側壁の長溝形状を示す。 図２におけるＰ−Ｐ断面図である。 既知の巻芯支持装置を示す外観斜視図である。 既知の巻芯支持装置のカラー本体の軸方向断面図である。 図５のカラー本体の径方向断面による作用説明図である。 既知の装置の紙管保持状態を示す構造説明図である。

以下、更に添付図面を参照し、本発明巻芯支持装置の具体的態様を説明する。図１〜図３は本発明巻芯支持装置の１例であり、図１は外観図、図２は径方向要部断面概要図、図３は軸方向要部断面概要図である。

これら図において、１は回転駆動軸２の外周にベアリング４を介して嵌め込まれ、軸芯に対して遊転する巻芯支持装置であり、本体をなす左右一対の嵌合着によるカラー本体３の外周にその幅方向中央部に環状溝５が形成されており、該環状溝５にスリップリング７が図１及び図３に示す如く環状溝の全幅にわたる幅をもって環状溝内面とスリップリング両側の間に隙間がなくスリップリング外周面はカラー本体外周面が段差なく面一をなすように嵌装されている。

そして、カラー本体３の環状溝底面は図２に示す如く周方向に両端側が深く、中央部を浅く中高状になるように傾斜した底面を有する複数の凹陥部６、図では３個の凹陥部が設けられ、各凹陥部６の間には夫々仕切り部６′が設けられていると共に、スリップリング７における上記各凹陥部６に対する周方向所要間隔位置に夫々、前記傾斜底面に沿って周方向に移動可能で、かつ底面の浅い位置において一部がカラー本体３の径方向外方に突出する各１つの転動体８が配設されており、一方、底面に深い位置において保持を安定するため、該位置に対向する仕切り部６′内にマグネット１４が配設され移動を安定せしめていると共に、凹陥部６の両側壁に前記凹陥部の傾斜底面の傾斜度合いに対応する傾きを有して長溝１３が設けられ、前記転動体８両側に突出した軸８ａを軸支して転動体を保持している。

なお、前記転動体８の外周には摩擦抵抗を上げるために例えばローレット加工などの微小な凹凸をつける加工が施されている。ここで上記スリップリング７はその幅が図５に示す従来装置におけるスリップリング７ではスリップリングの幅が環状溝の幅に比し小さいため、スリップリングの両側に凹陥部６による凹部空間をカラー本体３外周における両側面に形成しているのに対し、本発明ではスリップリング７が上記凹陥部による凹部空間を覆ってカラー本体３外周の幅方向中央部における環状溝の全幅にわたってスリップリング外周面とカラー本体外周面が面一に段差無く嵌装されていて、カラー本体外周における環状溝内面とスリップリング両側面との間の隙間がなく、従って、従来のカラー本体外周に見られた凹陥部６による空間は存在しない。

また、図中、１０はスリップリング５の外周部に所定の間隔をおいて設けられ、スリップリング７の初動の巻芯に対する係合力を確保し、かつ巻芯の挿脱を容易にする車輪状の回転体であり、止着ボルト１１で止着されて巻芯の内面に付勢して押圧する押接機構を形成し、スリップリングの軸方向のみ回転が可能となっている。

本発明は以上のような構成よりなり、巻芯支持装置の外側に紙管等の巻芯１を外挿してシートを巻き取る場合には、先ず、転動体８が凹陥部６における深い位置ｂにあって、凹陥部内側壁の長溝１３に軸支されてカラー本体３より径方向外方へ突出していないか、又は突出していても極めて僅かであるため、巻芯１は容易に外挿することができる。このとき、弾力手段を使用した押接手段である車輪状の回転体１０は、巻芯の外挿による押圧力で弾力手段に抗して弾力的に退入し、かつ巻芯の挿入に伴って回転して巻芯外挿作用を問題なく容易に行うことが可能である。そして、巻芯にシートの端部を止めて回転駆動軸２と共にカラー本体３を回すと、巻芯とこれに接する転動体８あるいは前記車輪状の回転体１０との摩擦によりスリップリング７が回転せずにカラー本体３のみが回転し、転動体８が凹陥部の傾斜底面ならびに凹陥部内側壁の長溝１３に沿って浅い位置ａに移動し、図２に示すように転動体８の一部がカラー本体３の外周面３ａより径方向に突出し、巻芯１の内面に強く押圧され、巻芯内面と摩擦係合し、それ以降、巻芯はスリップリング７と共にカラー本体３に同期して回転し、巻取りが行われる。なお、このとき、転動体８は仕切り部内のマグネット１４により確実に保持され、外れることはない。一方、カラー本体３を逆回転させると、転動体８が傾斜底面の深い位置ｂへ移動しカラー本体３及びスリップリング７の外周面より内側に没し、巻芯を容易に抜き取ることができる。

なお、上記説明は巻取りにおける巻芯支持装置について述べたが、巻出し軸に対しても同様である。そして、これら巻取り，巻出し時における巻芯内面とスリップリング７及びカラー本体３との摩擦係合は、正確な巻取りのため強く行われるので、もし従来のようにスリップリング両側に凹部空間があり、凹嵌部側面に上部尖角部が存在すると該凹嵌部上端部の角部と巻芯内面が摩擦接触し、巻芯内面を削る状態で屑粉を発生することが避けられなかったが、本発明においてはスリップリングがカラー本体の外周幅方向中央部における環状溝全幅にわたり設けられていてスリップリング外周面とカラー本体外周面が段差なく面一で、かつ環状溝内面とスリップリング両側面の間に隙間がなく、従ってカラー本体外周には凹嵌部による凹部空間は全く存在せず、従って屑粉を発生する角部がないため、屑粉による回転の阻害がなく、円滑かつ正確に巻取り，巻出しを行うことができる。

特に本発明は前記の如くカラー本体３における傾斜底面を両端側を深く、中央部を浅く中高状に形成すると共に、該傾斜底面に対応させて凹嵌部内側面の長溝１３を中央部を外周に近くなるよう中高状に傾斜させているため、傾斜底面及び長溝の中間部を越えて転動体を移動せしめることにより逆回転駆動を回転軸に与えることができ、上巻取り，上巻出しのみならず、下巻取り，下巻出しに対しても容易に対応することができる。

そして、以上において転動体は何れも凹嵌部内側面に設けられた長溝に軸支されて移動することから１０００ｒ．ｐ．ｍを越える高速回転においても遠心力による転動体の飛び出しは起こらず、安定した回転が保持され、巻取り，巻出し効率の向上に寄与することができる。

Ａ：巻芯
１：巻芯支持装置
２：回転駆動体
３：カラー本体
４：ベアリング
５：環状溝
６：凹嵌部
７：スリップリング
８：転動体
８ａ：転動体の軸
９：ピストン
１０：車輪状の回転体
１２：マグネット
１３：長溝
１４：マグネット

Claims (1)

1. 中空の巻芯が外挿され、回転駆動軸に対し、回転伝達可能に設けられるカラー本体の外周部幅方向中央部に環状溝を設けて、該環状溝に周方向所要の間隔で、周方向中高で中央部が浅く両側端が深くなるように傾斜した底面を有する複数の凹嵌部を仕切り部を介して形成し、かつ該凹嵌部の側壁に凹嵌部の中高傾斜底面に対応する傾きを有して長溝を設ける一方、該長溝両端の深い位置側の仕切り部にマグネットを配設してなると共に、前記環状溝にその全幅をもって回動自在にスリップリングをその外周面がカラー本体外周面と面一に、かつ環状溝内面とスリップリング両側との間の隙間をなくして嵌装し、該スリップリングに前記各凹嵌部の傾斜底面に沿って移動し、底面の浅い位置でその一部が径方向外方に突出することにより外挿された巻芯に係合して該巻芯を拘束し、回転させる転動体を前記凹嵌部側壁の傾きを有する長溝に軸支せしめて配設してなることを特徴とする巻芯支持装置。
   

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