JP5797816B1

JP5797816B1 - 巻芯支持装置

Info

Publication number: JP5797816B1
Application number: JP2014137984A
Authority: JP
Inventors: 勝川崎; 真功川崎
Original assignee: 株式会社セイワ
Priority date: 2014-07-03
Filing date: 2014-07-03
Publication date: 2015-10-21
Anticipated expiration: 2034-07-03
Also published as: TWI565644B; JP2016013914A; TW201601987A

Abstract

【課題】巻芯が外挿されておらず使用に供していない巻芯支持装置における円環状リングの不用意な回動を阻止して、転動体の飛び出しを防止する。【解決手段】中空の巻芯が外挿されるカラー本体３の外周部に、円環状のリング７を回動自在に嵌挿し、前記リング７に、前記カラー本体３の回転駆動によりカラー本体の径外方向に移動して前記巻芯内面を押圧支持する係合手段８を設けた巻芯支持装置において、前記リング７の外周部に、押圧体２１を巻芯の内面に付勢して押圧する押接機構２０を設け、前記押圧体２１は、突出位置においてカラー本体とリングとの相対回動を規制し、後退位置においてカラー本体３とリング７との相対回動を許容する構成である。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば紙、布、合成樹脂フィルムあるいは金属箔等の長尺帯状のシートを任意の幅にスリットして巻取る巻取装置、または巻出装置に使用される巻芯支持装置に関するものである。

従来、例えば、シートを紙管等の中空状の巻芯に巻取るに際して、巻芯支持装置が使用される（例えば、特許文献１参照）。この種の巻芯支持装置１００は、図９〜図１１に示すように、回転駆動軸１０２に対し回転伝達可能に外挿されるカラー本体１０３と、カラー本体１０３の外周に形成され、カラー本体１０３の回転を外挿された巻芯Ａに伝達する手段とを有している。

カラー本体１０３の回転を巻芯Ａに伝達する手段は、カラー本体１０３の外周部に相対回動自在に外嵌された円環状リング１０７と、円環状リング１０７およびカラー本体１０３の相対回動によりカラー本体１０３の径外方向に突出して巻芯内面を押圧支持する転動体１０８とから構成されている。

転動体１０８をカラー本体１０３の径外方向に突出する構成は、以下のようになっている。すなわち、カラー本体１０３の外周部幅方向中央部に環状溝１０５を設け、環状溝１０５に周方向所要間隔で一方端側が浅くなるよう傾斜した底面を有する複数の凹陥部１０６が、仕切り部１０６ａを介して形成されている。該凹陥部内部側壁に傾斜した底面に対応する長溝１１３が形成されている。この底面の深い側の仕切り部１０６ａには、転動体１０８を磁着保持するマグネット１１４が設けられている。

また、弾力手段を使用した押接手段である回転体１１０が、円環状リング１０７の外周面に出退自在に設けられている。

前記従来の巻芯支持装置１００の外側に紙管等の巻芯Ａを外挿してシートを巻き取る場合には、先ず、転動体１０８が凹陥部１０６の深い位置ｂにあって、長溝１１３に軸支されてカラー本体１０３より径方向外方へ突出していないため、巻芯Ａを容易に外挿することができる。回転体１１０は、巻芯Ａの外挿による押圧力で弾力に抗して退入する。

そして、巻芯Ａにシート（図示省略）の端部を止めて回転駆動軸１０２と共にカラー本体１０３を回転させると、巻芯Ａとこれに接する転動体１０８あるいは回転体１１０との摩擦により円環状リング１０７が回転せずにカラー本体１０３のみが回転し、転動体１０８が、長溝１１３に沿って浅い位置ａに移動し、転動体１０８の一部がカラー本体１０３の外周面より突出する。突出した転動体１０８は、巻芯Ａの内面に強く押圧され、巻芯Ａは円環状リング１０７と共にカラー本体１０３に同期して回転し、シートの巻取りが行われる。

特開２０１１−７３８７０号公報

回転駆動軸１０２には、複数個の巻芯支持装置１００が順次装着され、その複数個の巻芯支持装置１００に対して、複数個の巻芯Ａを外挿するのが一般的である。ところが、巻芯Ａは、回転駆動軸１０２の全長（全ての巻芯支持装置１００）にわたって外挿されるとは限らず、巻芯支持装置に巻芯Ａが外挿されない場合がある。

巻芯支持装置１００は、転動体１０８をマグネット１０４により保持することにより、転動体１０８が凹陥部１０６を浅い位置ａ側に不用意に転動して、浅い位置でその一部を径方向に突出するのを防止する構成である。すなわち、転動体１０８を凹陥部１０６の深い位置ｂに保持することにより、カラー本体１０３と円環状リング１０７との相対回動を規制することが可能である。

ところが、回転駆動軸１０２は高速回転する上に、振動が発生するこことなる。マグネット１０４による転動体１０８への磁着力は、回転駆動軸１０２の振動に対しては弱く、かかる回転駆動軸１０２の振動により、転動体１０８がマグネット１０４から離間する場合が多い。その結果、巻芯Ａが外挿されておらず使用に供していない（不使用の）巻芯支持装置１００においては、その振動により円環状リング１０７の不用意な回動が許容されるため、円環状リング１０７の回動に伴い転動体１０８が各凹陥部１０６を浅い位置側に移動して、転動体１０８の飛び出しが発生する。

この結果、シートの巻取りが完了した巻芯Ａを回転駆動軸１０２から抜き出す際に、不使用の巻芯支持装置の飛び出した転動体１０８が邪魔になり、巻芯Ａの抜き出しが困難となる。そのため、作業者は、円環状リング１０７を回動させて転動体１０８を凹陥部１０６の深い位置ｂまで戻してマグネット１０４に磁着させているのが現状である。

本発明は、巻芯が外挿されておらず使用に供していない巻芯支持装置における円環状リングの不用意な回動を阻止して、転動体（係合手段）の飛び出しを防止することを課題とする。

本発明の巻芯支持装置は、中空の巻芯が外挿される円環状のカラー本体の外周部幅方向中央部に環状溝を設け、前記環状溝に円環状のリングを回動自在に嵌挿し、前記カラー本体の回転駆動により該カラー本体の径外方向に移動して前記巻芯内面を押圧支持する係合手段を前記リングの外周部に設けた構成の巻芯支持装置であって、前記環状溝の側面に、周方向所要の間隔で、周方向の一方端側が浅く他方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、前記凹陥部の側壁に、前記傾斜した底面に対応する傾きを有して長溝を設け、前記係合手段は、前記長溝に軸支されて、前記凹陥部の前記傾斜した底面に沿って前記底面の一方端側の浅い位置と他方端側の深い位置との間を往復移動自在とされ、前記底面の浅い位置でその一部が前記径外方向に突出することにより、外挿された巻芯の内面に係合して該巻芯を拘束し回転させる構成である一方、前記リングの外周部に、押接機構によって巻芯の内面に押圧する押圧体を設けると共に、前記凹陥部の底面の前記深い位置において前記長溝に連続するガイド溝部を設け、前記押圧体は、前記リングの外周部から突出した位置において前記押圧体に設けられた係止部が前記ガイド溝部に設けられたストッパ部に係止して、前記カラー本体と前記リングとの相対回動を規制し、前記巻芯の内面に押圧されて前記リング内に後退した位置において前記係止部と前記ストッパ部との係止が解除されて、前記カラー本体と前記リングとの相対回動を許容する構成であることを特徴とする。

本発明は、回転駆動軸に装着されているにも係らず使用されていない巻芯支持装置の係合手段の不用意な飛び出しを阻止して、巻芯を回転駆動軸から容易かつ迅速に抜き出すことができる。

本発明の実施形態に係る巻芯支持装置を示す外観斜視図である。同巻芯支持装置の側面側の一部省略断面図である。複数個の巻芯支持装置を回転駆動軸に装着した状態を示し、図２におけるＰ−Ｐ断面図である。カラー本体の側面図である。（ａ）は本発明の実施形態に係る巻芯支持装置の要部を示す平面図、（ｂ）は正面断面図である。本発明の実施形態に係る巻芯支持装置の要部を示し、カラー本体とリングとの相対回動を阻止する状態を示すカラー本体の環状溝内の断面図である。（ａ）は本発明の実施形態に係る巻芯支持装置の要部を示す平面図、（ｂ）は断面図である。本発明の実施形態に係る巻芯支持装置の要部を示し、カラー本体とリングとの相対回動を許容する状態を示すカラー本体の環状溝内の断面図である。本発明の実施形態に係る巻芯支持装置の要部を示し、カラー本体とリングとの相対回動を許容する状態を示すカラー本体の環状溝内の断面図である。本発明の実施形態に係る巻芯支持装置の要部を示し、カラー本体とリングとの相対回動を許容する状態を示すカラー本体の環状溝内の断面図である。従来例を示す巻芯支持装置を示す外観斜視図である。同巻芯支持装置の側面側の一部省略断面図である。図１０におけるＰ１−Ｐ１断面図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１〜図８は、本発明の実施形態を示す。

図１は巻芯支持装置を示す外観斜視図、図２は巻芯支持装置の側面側の一部省略断面、図３は複数個の巻芯支持装置を回転駆動軸に装着した状態の断面図である。

巻芯支持装置１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を巻取る巻取装置の回転駆動軸２の外周に、軸受４を介して嵌め込まれ装着される装置である。巻芯支持装置１は、本体をなす左右一対のカラー本体３を備えている。

カラー本体３は互いに嵌合着されており、外周で且つ幅方向中央部に環状溝５が形成されている。環状溝５には、円環状のリング７が嵌装されており、リング７とカラー本体３とは、互いに相対回動自在となっている。環状溝５内面とリング７両側の間に隙間がなくリング外周面とカラー本体外周面が段差なく面一をなすように構成されている。そして、カラー本体３の環状溝側面は、図２および図４に示す如く周方向に一方端側が浅く、他方に順次、深くなるように傾斜した底面を有する複数の凹陥部６が、カラー本体３の周方向に設けられている。本実施形態は、３個の凹陥部６が設けられた場合を例示する。

各凹陥部６の間にはそれぞれ仕切り部６ａが設けられている。リング７における各凹陥部６に対する周方向所要間隔位置に各１つの係合手段としての転動体８が、リング７の直径方向に出後自在にそれぞれ配設されている。転動体８は、凹陥部６の底面の深い位置（待機位置）ｂにあって、カラー本体３より径外方向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。また、転動体８は、凹陥部６の底面の浅い位置ａにおいて一部がカラー本体３の径外方向に突出する。

凹陥部６の両側壁には、前記凹陥部の傾斜する底面の傾斜度合いに対応する傾きを有して長溝１３が設けられている。転動体８両側には、軸８ａが突出されており、両方の軸８ａを長溝１３に軸支させることにより、転動体８を保持しており、転動体８は、前記凹陥部６に沿って移動可能である。

図４はカラー本体の側面図、図５（ａ）は巻芯支持装置の要部を示す平面図、図５（ｂ）は側面断面図、図６は巻芯支持装置の要部を示し、カラー本体とリングとの相対回動を阻止する状態を示すカラー本体の環状溝内の断面図、図７（ａ）は巻芯支持装置の要部を示す平面図、図７（ｂ）は断面図、図８（Ａ）〜（Ｃ）は巻芯支持装置の要部を示し、カラー本体とリングとの相対回動を許容する状態を示すカラー本体の環状溝内の断面図である。

これらの図に示すように、リング７の外周部には、所定の間隔をおいて複数個の押接機構２０が設けられている。押接機構２０は、リング直径方向に出退するようにリング７に形成された凹部７ａに収容された押圧体２１と、押圧体２１を突出する方向に付勢する付勢手段としてのスプリング２２とを備えている。

押圧体２１には、係止突部２５の両端部が突設されており、係止突部２５は、リング７の外周面に締結された止着ボルト２６により、突出する方向への移動が規制されている。従って、押圧体２１は、リング外周面７ｂよりも所定寸法だけ突出する突出位置と、リング外周面７ｂと略面一まで後退する後退位置との間で出退自在となっている。

押圧体２１の先端面は、巻芯Ａの内面に押圧する凸面状の接触面２１ａである。すなわち、押圧体２１の接触面２１ａは、図２において湾曲面となっており、湾曲面の曲率半径（外周径）は、例えば、巻芯Ａの内面の曲率半径（内周径）と略同等に設定されている。なお、接触面２１ａの曲率半径は任意に設定可能である。

また、図３において、接触面２１ａは直線となっている。また、押圧体２１は、接触面２１ａの両端から延設される傾斜面２１ｂを有している。

また、押圧体２１は、カラー本体３とリング７との相対回動を解除自在に規制するストッパ部材としての機能も備えている。すなわち、長溝１３の他方（凹陥部６の底面の深い位置ｂ）には、ガイド溝部３１が設けられている。ガイド溝部３１は、リング７の長溝１３の他方に連続して延設されている第１溝部３２と、第１溝部３２に連続し且つリング７の外周面に開口する第２溝部３３とから構成されている。

一方、押圧体２１の両端部には係止部２１ｃが突出して設けられており、各係止部２１ｃは、ガイド溝部３１に摺動自在に嵌入されている。ガイド溝部３１を形成する縁部にはストッパ部６ｂが設けられている。

押圧体２１の突出位置において、押圧体２１の係止部２１ｃがストッパ部６ｂに係止する構成になっており、リング７が回転するのを規制する。これにより、転動体８は移動することなく待機位置を維持している。

一方、押圧体２１を押し下げて後退位置にすると、押圧体２１の係止部２１ｃがガイド溝部３１を摺動して後退するため、押圧体２１の係止部２１ｃはストッパ部６ｂから離間する構成になっている。このため、リング７の回動を許容することができる。

カラー本体３の内周部の両側には、軸受４が設けられている。軸受４の外輪４１は、カラー本体３の端面と面一となっているが、内輪４２の端部は、カラー本体３の端面より若干突出している。

本実施形態の巻芯支持装置１は、以上のような構成からなり、巻芯支持装置１を使用して紙管等の巻芯ＡにシートＳを巻取る場合について説明する。

巻芯支持装置１は、巻取装置における巻取軸を構成するもので、図３に示すように、回転駆動軸２の軸方向に複数個を配して外挿する。このとき、互いに隣接する巻芯支持装置１の軸受４の内輪４２同士を当接させる。これにより、隣接する巻芯支持装置１の位置決めと、巻芯支持装置１間に所定の間隙を生じさせることができ、巻芯支持装置１同士が干渉するのを防止できる。

次に、回転駆動軸２に外挿された巻芯支持装置１の外側に、巻芯Ａを外挿する場合について説明する。巻芯Ａを巻芯支持装置１に外挿する前の状態では、転動体８が凹陥部６の深い位置ｂにあって（図２参照）、凹陥部内側壁の長溝１３に軸支されている。これにより、転動体８はカラー本体３より径外方向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Ａは容易に外挿することができる。このとき、図６に示すように、押圧体２１は、リング７の外周部（図６ではリング７自体の図示を省略していることから、実質的にカラー本体３の外周部）から突出した位置にあり、押圧体２１に設けられた係止部２１ｃがガイド溝部３１に設けられたストッパ部６ｂに係止して、カラー本体３とリング７との相対回動を規制している。

この状態から、巻芯Ａを巻芯支持装置１に外挿すると、図８Ａに示すように、押接機構２０の押圧体２１は、巻芯Ａの外挿による押圧力で付勢手段であるスプリング２２に抗して弾力的に退入し、かつ巻芯Ａの挿入に伴って摺動して巻芯外挿作用を容易に行うことが可能である。また、図８Ａに示すように、押圧体２１の後退により、ストッパ部６ｂは係止部２１ｃとの係合が解除される。これにより、カラー本体３とリング７との相対回動が許容される。

そして、巻芯ＡにシートＳの端部を止めた後に、圧力制御されたエアーを、回転駆動軸２の軸中心孔２ａに供給し、ピストン（図示省略）を径外方向に押し上げ、このピストンがカラー本体３の内周面をスリップしながらトルクを伝達し、カラー本体３を所定トルクで図８Ａ中矢符Ｘ１方向に回転させる。すなわち、巻芯ＡにシートＳの端部を止めて回転駆動軸２と共にカラー本体３を矢符Ｘ１方向に回転させると、巻芯Ａとこれに接する押圧体２１との摩擦抵抗により、リング７が回転せずに、カラー本体３のみが矢符Ｘ１方向に回転する。すなわち、相対的に見れば、図８Ｂに示すように、リング７に設けられた押圧体２１及び転動体８が一体となって、カラー本体３に対して矢符Ｘ２方向に回転（移動）する。

このカラー本体３とリング７との相対回動により、転動体８が凹陥部６の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側に移動し、図８Ｃ及び図２に仮想線で示すように、転動体８の一部がカラー本体３の外周面３ａより径外方向に突出し、巻芯Ａの内面に強く押圧される。その結果、転動体８は巻芯内面と摩擦係合し、カラー本体３の回転を外挿された巻芯Ａに伝達し、それ以降、巻芯Ａはリング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。

一方、カラー本体３を逆回転（矢符Ｘ２方向に回転）させると、転動体８が傾斜する底面の深い位置ｂへ移動してカラー本体３及びリング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。

巻芯Ａは、複数個の巻芯支持装置１で支持されるのが一般的であるが、巻芯Ａの長さ寸法が短い場合（シートＳの帯幅が小さい場合）には、巻芯Ａを支持する巻芯支持装置１の個数も少なくなる（１個の巻芯支持装置１の場合もある。）。

すなわち、巻芯Ａが外嵌されていない巻芯支持装置１が存在する場合がある。仮に巻芯支持装置１に巻芯Ａが外嵌されていない場合、かかる巻芯支持装置１は、カラー本体３のストッパ部６ｂと押圧体２１の係止部２１ｃとの係合が維持されているため、これにより、カラー本体３とリング７との相対回動が阻止された状態を維持することとなる。この結果、カラー本体３とリング７との相対回動により転動体８が不用意に突出するのを防止することが可能である。このため、使用されていない巻芯支持装置１は、図３に示すように、振動が発生した場合であっても、リング７の回動を防止でき、転動体８が不用意に突出することがない。この結果、巻芯Ａを抜き取る際に、転動体８が邪魔になり、抜き取りの支障となることはない。

よって、回転駆動軸２に装着されているにも係らず使用されていない巻芯支持装置１の係合手段（転動体８）の不用意な飛び出しを確実に阻止して、巻芯Ａを回転駆動軸２から容易かつ迅速に抜き出すことができる。

また、マグネットで転動体８を保持する場合には、カラー本体３とリング７との相対回動を規制するためには、磁着力の大きなマグネットが必要となるが、本発明は、従来と異なり、転動体８を保持するためのマグネットが不要となり、部品点数を減少することも可能である。

しかも、磁着力の大きなマグネットを使用する従来の場合は、シートＳの巻取り時等に転動体８をマグネットから強制的に離間させるトルクが押接機構２０と巻芯Ａとの間に要求されるため、帯幅に小さいシートＳを巻き取るには不向きであった。本発明は、転動体８をマグネットから強制的離間させることもないので、帯幅に小さいシートＳを弱いテンションで巻取ることも可能となる。また、マグネットを不要とすることから、コストも安価にすることも可能である。

本発明は、前記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態では、３箇所にガイド溝部３１（第１溝部３２および第２溝部３３）を設けた場合を例示したが、一箇所かあるいは二箇所に設けることも可能である。

なお、前記実施形態は、巻取りにおける巻芯支持装置１について述べたが、巻出し軸に対しても同様である。上巻取り，上巻出し、あるいは下巻取り，下巻出しを可能とするために、前記カラー本体３における傾斜する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、該傾斜する底面に対応させて凹陥部内側面の長溝１３を中央部を外周に近くなるよう中高状に傾斜させることが可能である。この構成によれば傾斜する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。

１巻芯支持装置
２回転駆動軸
３カラー本体
４軸受
６凹陥部
６ｂストッパ部
７リング
８転動体（係合手段）
１３長溝
２０押接機構
２１押圧体
２１ａ接触面
２１ｃ係止部
２２スプリング（弾性体）
３１ガイド溝部
３２第１溝部
３３第２溝部
Ａ巻芯
Ｓシート
ａ底面の浅い位置
ｂ底面の深い位置（待機位置）

Claims

中空の巻芯が外挿される円環状のカラー本体の外周部幅方向中央部に環状溝を設け、前記環状溝に円環状のリングを回動自在に嵌挿し、前記カラー本体の回転駆動により該カラー本体の径外方向に移動して前記巻芯内面を押圧支持する係合手段を前記リングの外周部に設けた構成の巻芯支持装置であって、
前記環状溝の側面に、周方向所要の間隔で、周方向の一方端側が浅く他方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、前記凹陥部の側壁に、前記傾斜した底面に対応する傾きを有して長溝を設け、
前記係合手段は、前記長溝に軸支されて、前記凹陥部の前記傾斜した底面に沿って前記底面の一方端側の浅い位置と他方端側の深い位置との間を往復移動自在とされ、前記底面の浅い位置でその一部が前記径外方向に突出することにより、外挿された巻芯の内面に係合して該巻芯を拘束し回転させる構成である一方、
前記リングの外周部に、押接機構によって巻芯の内面に押圧する押圧体を設けると共に、前記凹陥部の底面の前記深い位置において前記長溝に連続するガイド溝部を設け、
前記押圧体は、前記リングの外周部から突出した位置において前記押圧体に設けられた係止部が前記ガイド溝部に設けられたストッパ部に係止して、前記カラー本体と前記リングとの相対回動を規制し、前記巻芯の内面に押圧されて前記リング内に後退した位置において前記係止部と前記ストッパ部との係止が解除されて、前記カラー本体と前記リングとの相対回動を許容する構成であることを特徴とする巻芯支持装置。