JP5735613B2 - 紙管止め構造 - Google Patents

Description

この発明は、各種の内径および長さを有する紙管を、圧縮空気を用いることなしに、所期した通りに確実かつ正確に位置決め固定することができる、簡単にして安価な構造の紙管止め構造に関するものである。

紙管止め構造としては、「エアシャフト」ないしは「エアーシャフト」と称されるものが、近年多くのメーカから各種提案されている。
なかでも特許文献１に開示されているように、シャフトの外側に配置した紙管に対し、シャフト内に設けたゴムチューブに圧縮空気を供給することにより、周方向に間隔をおいて配置したラグをシャフトの周面から突出させて、各ラグを紙管の内周面に摩擦係合させることで、紙管を位置決め固定するものがある。

特開平０７−２６７５０８号公報

しかるに、圧縮空気を用いる従来のシャフトでは、それが必然的に大径になるため、小さい内径の紙管を位置決め固定することができず、また、圧縮空気の発生源および配管の設置が必要となって紙管止め構造が複雑かつ大径化するという問題があり、しかも、シャフト内のゴムチューブへの穿孔等の発生によって、紙管がシャフトの中心軸線に対して偏心することがある他、紙管の全長にわたるそれの強固な固定を所期し得なくなる等の問題があった。

この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、内径が１インチ程度の小径の紙管をも確実に位置決め固定することができ、また、圧縮空気を全く不要にして、紙管止め構造の簡素化、小径化を実現し、併せて、紙管の偏心のおそれを取り除いて、紙管をその全長にわたって、十分強固に固定することができる、部品の交換が容易で、紙管の内径および長さの変更に簡易に対応できる紙管止め構造を提供することにある。

この発明の紙管止め構造は、片持ちもしくは両持ち支持され、回転駆動または、自由回転されるシャフトの長さ方向の中間部外周面に、シャフトの外周面に沿ってシャフトの周方向に延在する複数個の円弧状セグメントにより全体として円筒状をなし、拡縮径変形されて外周面で紙管の内周面に摩擦係合する係合手段を設けるとともに、それぞれの円弧状セグメントを縮径方向に付勢する、金属スプリング、ゴムスプリング等の弾性部材を設け、また、シャフトの一端部分の内周面に直接的もしくは間接的に螺合されるねじ部材の先端部分に設けたテーパコーンの進退変移をもたらすとともに、テーパコーンのテーパ面をカム面として前記係合手段の拡縮径変形を司る拡縮手段を設け、各個の円弧状セグメントに配設されてシャフトの周壁を半径方向に貫通し、それぞれの円弧状セグメントを前記カム面との接触下でシャフトの中心軸線の半径方向に変位させるカム従節を設けてなるものである。

ここで、シャフトの周壁に半径方向に貫通させて設けるカム従節は、円弧状セグメントに固定されていると否とにかかわらない。また、シャフト上の、前記係合手段の少なくとも一方側に、紙管の内径に対応する外径を有する振れ止めコアを配設すること、シャフト上の前記係合手段の一方側に、紙管の端面に当接してシャフト上の紙管の位置を特定するフランジ部材を配設すること、前記拡縮手段に、テーパコーンの進退変位をもたらす握りを設けること、前記シャフトを、規格サイズの円筒パイプにより構成することが好ましい。

またここでは、前記カム従節を、各個の円弧状セグメントに中心軸線に向けて植設した一本以上の棒状部材にて構成すること、シャフト上の両端部分に、ローレット加工等の滑り止め加工を施された把持部を設けることが好ましい。

この発明の紙管止め構造では、シャフトの一端部分に螺合されたねじ部材の作用下で、そのねじ部材に遊嵌、固定または一体化等により結合されたテーパコーンを進退変位させ、テーパコーンのテーパ面をカム面として、それぞれの円弧状セグメントからなる係合手段を拡縮径変形させるだけで、係合手段の外周面と紙管の内周面との摩擦係合に基いて、たとえば、内径が１〜６インチ程度の紙管を、所期した通りに確実かつ正確に位置決め固定することができるので、簡単な構造の、安価にして小型の紙管止め構造を実現することができる。

しかもここでは、紙管止め構造の小型化の下で、内径が１インチ程度の小径の紙管をも、ねじ部材の回転に伴うテーパコーンの進退変位に基いて、容易に、かつ確実に位置決め固定することができ、また、圧縮空気の使用なしに係合手段を拡縮径変形させることで、圧縮空気の発生源および配管の設置を全く不要にするとともに、圧縮空気の漏出等に起因する問題の発生を十分に解消することができ、しかも、簡単な構造の下で、部品の交換を容易にし、併せて、紙管の内径および長さの変更に簡易に対応することができる。

加えて、この紙管止め構造は、簡単な構造故に、シャフトが片持ち支持されると両持ち支持されるとの別なく、容易に製造することができ、なかでも、両持ち支持シャフトでは、大径、長尺の紙管に対しても簡易に対応することができる他、組立てが簡単で、製造コストが安価で、各部の部品を必要に応じて簡易に量産でき、さらには、多様な紙管サイズに容易に対応できるという利点がある。

さらに、この紙管止め構造は、カム従節をシャフトの周壁に、半径方向に貫通させて設けているので、テーパコーンのカム面の進退変位に基く、各個の円弧状セグメントの変位、ひいては、係合手段の拡縮変形を十分円滑なものとすることができる。
ここにおいて、カム従節を、円弧状セグメントに一体化させて設けたときは、部品点数の低減下で、カム面の進退位置のいかんにかかわらず、組立て作業をより容易なものとすることができる。

また、シャフト上の前記係合手段の少なくとも一方側に、紙管の内径に対応する外径を有し、紙管をその内面側から支持する振れ止めコアを配設したときは、紙管の長さ方向における、掛合手段の摩擦掛合長さが短い場合であっても、振れ止めコアの作用下で、紙管を、シャフトの中心軸線と同芯をなす姿勢で安定させて支持することができる。

そしてこの場合は、紙管の内径寸法の変更に伴って、振れ止めコアの外径寸法を変更することが好ましい。

ところで、シャフト上の前記係合手段の一方側に、紙管の一方の端面に当接してシャフト上の紙管の位置を特定するフランジ部材を配設したときは、紙管がその周りに巻回した原反を有すると否とにかかわらず、紙管の端面をフランジ部材に突き当てるだけで、紙管を適正位置に簡易に位置決めすることができ、事後の作業を、より簡易にかつ迅速に行うことができる。

前記拡縮手段に、テーパコーンの進退変位をもたらす握りを設けた場合は、適当な寸法の握りを介してねじ部材を回転させることで、テーパコーンの進退変位をより容易に、かつ迅速に行わせることができる。

そして、前記シャフトを、規格サイズの円筒パイプにより構成した場合は、シャフトのための加工工数を少なくして、紙管止め構造をより低コスト化することができる。

なお、シャフトの両端部分に、ローレット加工等が施された把持部を設けた場合には、紙管上に巻回された原反等を乗せたシャフトの上げ降しを一層容易なものとすることができる。

この発明の実施の形態を、全てのシャフトを片持ち支持とした装置について示す側面図である。 原反の巻出しシャフトを両持ち支持とした装置について示す側面図である。 片持ち支持されるシャフトを、紙管とともに例示する、要部の平面断面図である。 係合手段および拡縮手段を示す説明図である。 片持ち支持シャフトを例示する図である。 両持ち支持シャフトを例示する図である。

以下、この発明の実施形態を図面に示すところに基いて説明する。
全てのシャフト（軸）を片持ち支持してなる図１に示す装置は、所要のシャフト（軸）を使用することで、剥離シートに貼着されたシール部材を、所要の形態に打抜き等するハーフカット装置、シートないしはフィルムの、糊面を介した貼り合わせ装置、原反等を所定の幅にスリットするスリッター等として用いることができるものであり、図中符号１は装置の本体部分を示し、２は原反巻出し軸を、３は上巻出し軸を、４はシール部材の、不要となる打抜きかすを巻取るかす巻取り軸をそれぞれ示し、そして５は積層された糊面を介して貼り合わされるシートないしはフィルムの巻出し軸を、６は製品の巻取り軸をそれぞれ示す。

この装置では、原反および、貼合せシートないしはフィルムの巻出し走行速度は、図に示すところからは明らかではないニップロールの回転周速によってコントロールされることになる。
従って、各種の巻出し軸および巻取り軸の回転周速は、巻径の変化に伴って、ニップロールの回転周速に応じて増減速されることになる。

ここで、原反巻出し軸２は、動力伝達手段に連結されて、原反の巻出し速度をコントロールすることができ、同様に、上巻出し軸３および巻出し軸５もまた、速度コントロールのため、動力伝達手段に適宜に連結することができる。
この一方で、かす巻取り軸４は、速度コントロールが可能な、図示しない回転駆動手段に連結されて、所要の速度で打抜きかす等を巻取るべく機能し、製品巻取り軸６は、所定の作業を終了した製品を所要の周速で巻取るべく、速度コントロールが可能な、図示しない回転駆動手段に連結される。

製品巻取り軸６を省略して図２に示すハーフカット装置の本体部分１１は、原反巻出し軸１２を両持ち支持したものであり、上巻出し軸３およびかす巻取り軸４をともに、図１に示すものに同様に片持ち支持軸としたものである。

ここで、片持ち支持されるシャフト（軸）は、たとえば図３（ａ）に例示するように、その基端部分をシャフトの面取り部その他を介して、装置本体部分１、１１の、たとえば速度コントロールが可能な動力伝達手段等に連結することができ、また、図３（ｂ）に例示するように、基端に設けたフランジｆを、装置本体部分側のフランジＦに連結することで、シャフト（軸）を所要の速度で回転駆動させることができる。
なお、これらのシャフト（軸）はいずれも、所要に応じて装置本体部分１、１１に、回転自在に連結できることはもちろんである。

装置本体部分１、１１にこのようにして連結されるシャフト（軸）上に、紙管１３を所期した通りに位置決め固定するこの実施形態の紙管止め構造は、図４に示すように、円周方向に、二個以上の複数個に分割形成されて、シャフト２１の長さ方向の中間部で、その外周面に接触可能な円弧状セグメント２２のそれぞれを、エンドレス構造とした環状コイルスプリング、ゴムリング等とすることができる弾性部材２３をもって縮径方向へ付勢する一方、シャフト２１の一端部分の内周面に直接的もしくは間接的、図では、シャフト２１の内部に締まり嵌め、キー止め、ねじ止め等によって固定した埋め込みナット２４を介して間接的に雄ねじ部材２５を螺合させ、この雄ねじ部材２５の螺合変位をもって、該雄ねじ部材２５の先端部分に遊嵌等させて設けたテーパコーン２６の進退変位をもたらすとともに、このテーパコーン２６のテーパ面をカム面２７として、後述するカム従節２８を介してそれぞれの円弧状セグメント２２を拡縮径変位させることで、円弧状セグメント２２の外周面で紙管１３（図３参照）の内周面に摩擦係合する係合手段２９とする。
ここで、この係合手段２９の、シャフト２１の長さ方向の寸法は、所要に応じて適宜に選択することができる。
また、弾性部材２３は、三本以上の複数本とすることもできる。

なおここにおいて、埋め込みナット２４、雄ねじ部材２５、カム面２７を有するテーパコーン２６は、弾性部材２３との協働下で、係合手段２９の拡縮変形を司る拡縮手段として機能する。
ところで、埋め込みナット２４を省いて、シャフトの内周面に雌ねじ部を直接的に形成することも可能であり、また、テーパコーン２６を雄ねじ部材２５に一体形成または固定することもできる。
そしてまた、雄ねじ、雌ねじの相対関係を逆にすることもできる。

カム面２７の作用下で、円弧状セグメント２２の拡縮径変位をもたらすカム従節２８は、各セグメント２２の内周面からの突出姿勢で、シャフト２１の周壁２１ａに貫通させて配置されてカム面２７に当接することになる。
なお、カム従節２８は、シャフト２１の周壁２１ａに半径方向に貫通させて設けているので、円弧状セグメント２２の変位を円滑にすることができる。

また、カム従節２８を各個の円弧状セグメント２２に植設したときは、部品点数を低減させるとともに、係合手段２９の組立てを容易なものとすることができる。
そして、カム従節２８を、各個の円弧状セグメント２２に、それの中心軸線に向けて植設した一本以上の棒状部材、たとえば、周方向または、シャフト２１の長さ方向に間隔をおく一本以上の棒状部材にて構成したときは、円弧状セグメント２２の半径方向の変位をより円滑なものとするとともに、係合手段２９の紙管１３の内周面への係合をより均一なものとすることができる。
なお、図４に示すところでは、二個もしくは三個の円弧状セグメント２２にて係合手段２９を形成することとしているもの、円弧状セグメントを四個以上の複数個とすることも可能である。

図５は、片持ち支持シャフトを例示するものであり、図５（ａ）に示すシャフトは、シャフト２１上の係合手段２９の一方側に、紙管１３の内径に対応する外径を有する振れ止めコア３０を着脱自在に配設する一方、係合手段２９の他方側に、紙管１３の端面に当接してシャフト２１上の紙管１３の嵌め込み位置を特定するフランジ部材３１をこれも着脱自在に配設し、それの他端部外周面に、所要の駆動源等に連結可能な平坦な面取部３２を設けたものであり、そして、図５（ｂ）に示すシャフト２１は、シャフト２１上の係合手段２９の一方側に、紙管１３の内径に対応する外径を有する振れ止めコア３０を着脱自在に配設する一方、係合手段２９の他方側にも、紙管１３の内径に対応する外径を有する振れ止めコア３０を着脱自在に配設して、製品等の巻取りの際に紙管１３の軸線方向位置を容易に調節可能とし、それの他端に、図３（ｂ）について述べたように、所要の駆動源等に連結可能なフランジｆを設けたものである。

また、図５に示すところでは、シャフト２１の一端側に突出する雄ねじ部材２５に、テーパコーン２６の進退変位をもたらす、適宜寸法等の握り３３を着脱自在に取り付ける。
各握り３３の直径等は、所要に応じて適宜選択することができ、また、握り３３の表面は、ローレット加工に限定されず、指掛かりとなる各種の凹凸を設けることもでき、握りそれ自体をハンドル様に構成することもできる。
このような握り３３によれば、雄ねじ部材２５の回動、ひいては、テーパコーン２６の進退変位を、より容易にかつ迅速に行わせることができる。

図６は、シャフト２１を、図２に示す原反巻出し軸１２のように、両持ち支持する構造のものとした場合について例示するものであり、ここでは、シャフト２１上の係合手段２９の両側に、所要の外径の振れ止めコア３０を着脱自在に配設するとともに、各振れ止めコア３０の軸端側に、シャフト２１を装置の本体部分１１に軸受け支持するそれぞれのラジアルベアリング３４を配設し、好ましくは、ラジアルベアリング３４のアウターレースの外径を、振れ止めコア３０の内径および紙管１３の内径より小さくして、振れ止めコア３０の所要に応じた交換を、ラジアルベアリング３４の有無にかかわらず、十分容易なものとし、また、紙管１３の抜き差しを簡易なものとする。
従って、これらのことのためには、握り３３の外径を、振れ止めコア３０および紙管１３の内径より小さく形成することが好ましい。
ところで、ラジアルベアリング３４は、装置の本体部分１１の所定の位置にセットされて、シャフト２１を原反等とともに、回転自在に支持するべく機能する。

しかも図６に示すところでは、シャフト２１の両端部分に、ローレット加工等の滑り止め加工を施した把持部３５を設け、両把持部３５を一人もしくは二人で把持してシャフト２１およびベアリング３４を、紙管１３、原反等とともに、上げ降しすることで、紙管１３の周りに巻回してなる原反等の交換を容易ならしめる。
さらに、図６に示すところでは、シャフト２１の他端面に、装置の本体部分１１に差し込んで、図示しない動力伝達部に掛合する溝３６を直径方向に貫通させて設ける。
ところで、図示の握り３３は、ラジアルベアリング３４を嵌め込む本体部分１１の支持アーム３７（図２参照）より外側へ突出して位置することになるので、シャフト２１のセット状態においても、握り３３を回動操作することができ、係合手段２９の、紙管内周面への所要に応じた係脱を容易に実現することができる。

なお、図５、６に示すところにおいて、紙管１３の長さに比して、係合手段２９の長さを十分大きくできるときは、振れ止めコア３０の配設を省略してなお、紙管１３のぐらつき、傾き等を十分に取り除くことができる。
そしてまた、図５、６に示すシャフト２１を、規格サイズの円筒パイプにより構成するときは、シャフト２１の軽量化と併せて、加工工数の低減に基く、十分な低コスト化を実現することができる。

以上この発明を図示の実施形態に基いて説明したが、テーパコーン２６の、シャフト２１の軸線方向長さ、カム面２７を形成するテーパ面の傾斜角度等は、所要に応じて適宜に選択することができ、また、テーパコーン２６および円弧状セグメント２２、カム従節２８等をシャフト２１の軸線方向に複数配置してテーパコーン２６同士を連結することもでき、それらの軸線方向に複数配置した円弧状セグメント２２を互いに連動させることもできる。
そして、この発明に係る紙管止め構造は、紙管止めを必要とする、図示以外の、グラビア印刷機、ラミネート機等の各種の装置に適用することができる。

１、１１ 装置の本体部分
２、１２ 原反巻出し軸
３ 上巻出し軸
４ かす巻取り軸
５ 巻出し軸
６ 巻取り軸
１３ 紙管
２１ シャフト
２１ａ 周壁
２２ 円弧状セグメント
２３ 弾性部材
２４ 埋め込みナット
２５ 雄ねじ部材
２６ テーパコーン
２７ カム面
２８ カム従節
２９ 係合手段
３０ 振れ止めコア
３１ フランジ部材
３３ 握り
３４ ラジアルベアリング
３５ 把持部
３６ 溝
ｆ．Ｆ フランジ

Claims (7)

1. 片持ちもしくは両持ち支持されるシャフトの長さ方向の中間部に、シャフトの外周面に沿ってシャフトの周方向に延在する複数個の円弧状セグメントにより全体として円筒状をなし、拡縮径変形されて外周面で紙管の内周面に摩擦係合する係合手段を設けるとともに、
   それぞれの円弧状セグメントを縮径方向に付勢する弾性部材を設け、
   シャフトの一端部分の内周面に螺合されて、先端部分に設けたテーパコーンの進退変移をもたらすとともに、テーパコーンのテーパ面をカム面として、係合手段の拡縮径変形を司る拡縮手段を設け、
   各個の円弧状セグメントに配設されてシャフトの周壁を半径方向に貫通し、それぞれの円弧状セグメントを前記カム面との接触下で半径方向に変位させるカム従節を設けてなる紙管止め構造。
2. シャフト上の前記係合手段の少なくとも一方側に、紙管の内径に対応する外径を有する振れ止めコアを配設してなる請求項１に記載の紙管止め構造。
3. シャフト上の前記係合手段の一方側に、紙管の端面に当接してシャフト上の紙管の位置を特定するフランジ部材を配設してなる請求項１または２に記載の紙管止め構造。
4. 前記拡縮手段に、テーパコーンの進退変位をもたらす握りを設けてなる請求項１から３までのいずれか１に記載の紙管止め構造。
5. 前記シャフトを、規格サイズの円筒パイプにより構成してなる請求項１から４までのいずれか１に記載の紙管止め構造。
6. 前記カム従節を、各個の円弧状セグメントに中心軸線に向けて植設した一本以上の棒状部材にて構成してなる請求項１から５までのいずれか１に記載の紙管止め構造。
7. シャフトの両端部分に把持部を設けてなる請求項１から６までのいずれか１に記載の紙管止め構造。

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