JPH0522523Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は両端より支持軸を移動させて紙、フイ
ルムなどを巻き取るロール体を脱着できるよう挾
み、且つロールシートにテンシヨン用のブレーキ
トルクを付与するロール支持軸に係り、ロール体
と支持軸との同芯度を確保し、少ない軸スラスト
力で大きなブレーキトルクを伝達可能としたロー
ル支持軸の構造体に関するものである。

〔従来の技術〕

一般的に知られているロール支持軸の構造体は
第６図に示される。

すなわち、第６図は従来のロール体支持軸の装
着状態の構造の一例を示す要部正面断面図であ
り、ロール体１は両端につば金１−ｂを有する芯
管１−ｃに紙、フイルムなどのシート１−ａを巻
き取つたものであり、つば金１−ｂの内径部に支
持軸としてのコーン軸１４，１４′の円錐部分を
両端から挿入してロール体１を支持している。こ
のコーン軸１４，１４′は回転運動の軸芯確保を
するためにベアリング１８，１８′で支持し、シ
ート１−ａにテンシヨンを付与するためにブレー
キトルクを必要とする。このブレーキ力としてロ
ール体側とは反対側のコーン軸１４に円盤１９ａ
を取着してこのものを挾持するような状態でピス
トン１９ｂを備えたブレーキ１９を取着し、他方
のコーン軸１４′には軸方向に移動させてロール
体１より脱着と、ブレーキトルクを伝達するため
のピストン１６が取着されている。また、コーン
軸１４′を支持しているベアリング１８′のケース
全体はスリーブ軸受１５で支持し、コーン軸１
４′を自在に軸方向に移動可能なようにし、この
移動駆動源としてシリンダ１７をピストン部に設
け、これらをボルトなどにより一定構成してい
る。

次に、かようなごとく構成されたロール支持軸
の構造体の動作プロセスを説明する。

まず脱抜時は、あらかじめロール体１に下部よ
り、受けリフタ（以降単にリフタという）を上昇
させ、ロール体１の下部に軽く当接させて重量を
受けられるよう準備する（図示せず）。そして、
シリンダ１７の左側のポートに圧力空気を送り、
右側のポートを排気してコーン軸１４′を右側に
移動させる。この移動距離はそれぞれのコーン軸
１４，１４′がロール体１の内部に挿入している
長さ以上とする。

右側のコーン軸１４′を抜脱すると、ロール体
１の重量の右半分はリフタで受ける。この状態で
人手によりロール体１を右側へ軸方向に押すと、
リフタには軸方向に移動可能なころがり軸受があ
るので、容易にロール体１は右側に移動し、コー
ン軸１４より抜脱する。

押着時はあらかじめリフタに装着されたロール
体１をコーン軸１４，１４′の軸芯にほぼ合わせ
て停止させておき、シリンダ１７のエアポートの
空気の入出を抜脱時とは逆に通気、排気すること
によりコーン軸１４′は左側へ移動する。このと
き、コーン軸１４′の軸芯とロール体１との同芯
確保は、コーン軸１４′の先端の円錐部がロール
体１のつば金１−ｂの内径部に当り、テーパ効果
により偏心している軸芯が移動することによつて
行われる。

さらに左側へコーン軸１４′を移動すると、他
方のコーン軸１４の円錐部はつば金１−ｂに挿入
され、右側のコーン軸１４′と同様に偏心してい
る軸芯の修正が行われる。さらにピストン１６を
左側へ移動させると、この軸推力がコーン軸１
４，１４′の円錐部よりつば金１−ｂに作用し、
テーパ部の分力が当接面の摩擦力として働き、左
側部に備えられたテンシヨン用のブレーキ１９の
トルクが伝達されるようになる。

なおブレーキ１９はロール体１のテンシヨンコ
ントロール用に備えられたもので、本考案とは直
接関係がないためその説明を省略する。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、かような構成のロール支持軸には次の
ような問題点が二つある。

(1) つば金１−ｂは金属製のプレスづくりなの
で、内径の精度、真円度が余り出ていない。こ
のつば金１−ｂを芯管１−ｃに固着する方法は
つば金１−ｂに複数カ所×印の切りを入れ、芯
管１−ｃの内部にこれを嵌挿したのち、×印部
分の上部から治具などで押圧し、×印部分を芯
管１−ｃに喰い込ませる。芯管１−ｃの材質は
一般にはボール紙なので、余り強固につぎ金１
−ｂと固着されていない。

このような状態において、コーン軸１４，１
４′を円滑に挿入し、且つ少ない力でトルク伝
達するにはコーン軸１４，１４′の円錐部のテ
ーパを極めて緩やかにすればよいが、テーパを
緩やかにすると、抜脱時にテーパ部がつば金１
−ｂに喰い込んでいるので、これを強引にコー
ン軸１４，１４′を抜脱すると、つば金１−ｂ
が円錐部側に吸着されて芯管１−ｃより外れ、
このつば金１−ｂをコーン軸１４，１４′より
取り外すことが極めて問題となる。そこで円錐
部のテーパを急勾配にして使用しているのが現
状である。

また、急勾配のテーパ部をつば金１−ｂに挿
入すると、ロール体１の軸芯は挿入直前には完
全に同芯状になつていないので、ロール体１の
重量を同芯移動させる力が生じ、ロール体１の
重量は例えば、直径、長さがそれぞれ1mのも
ので約800Kgあるので極めて大きな力となり、
しかもこの力は軸芯が偏心しているので一点に
作用する。しかるに、つば金１−ｂを支持して
いる芯管１−ｃの材質はボール紙なので歪みが
生じ、力が作用した方向へ曲つて挿入されてし
まう。このことにより、軸芯の同芯性はそこな
われて芯振れして回転するので震動を生じ、且
つロール体１の抜脱時にはコーン軸１４，１
４′につば金１−ｂが喰い付き、取り外しが極
めて困難となる。

(2) 円錐部の勾配が急なので軸推力によるつば金
１−ｂの内径に作用する分力が小さくなるの
で、所要の伝達トルクを得るのに大きな推力が
必要となり、パワーの増大とあいまつてロール
体１の回転時にはこの軸推力がベアリング１
８，１８′に作用するので潤滑、寿命などの点
で問題となつている。

本願考案者は、これらの改良案として昭和62年
12月２日付特許願、「ロール支持軸の構造体」に
て「抑え軸（ここでは支持軸と呼称している）の
先端部にロール体の内径より小さい案内部と、こ
の案内部の後方部位に、前記ロール体の内壁に喰
い込ませてロール体に前記抑え軸からのトルクが
伝達されるよう軸方向に鋭い歯をもち、ロール体
の内径方向に対しばね作用をもたせるよう軸方向
にスリツトを入れ、さらにこれらの軸方向両端に
軸芯を残した溝を切り込んだ複数の凸起部を有す
る支持部と、この支持部の後方部位に、支持部の
外径より大きく且つロール体の端部に当接するつ
ばを有する軸のそれぞれを一体構成する前記抑え
軸を具備するロール支持軸の構造体」を提案した
り、また昭和62年12月７日付実用新案登録願、
「ロール支持軸の構造体」にて支持軸を、３カ所
以上の複数のローラが軸方向に回転でき、且つ外
周面から若干突出するよう端部に固着し、その後
方部位につばを設けた軸と、円筒軸の一方に勾配
を付けると共に前記ローラが回動できる溝をこの
勾配部分に切り込み、さらに勾配部分に軸方向に
複数カ所のすり割りおよびこの勾配部分に前記軸
のつばと当接するつばを設け、他方はこのすり割
りの内拡が容易に行われるよう端部手前部分に径
方向にすり割りを設け、前記軸が勾配部分から脱
着できるよう構成した円筒軸と、円柱の軸芯に凹
部を設けると共にこの凹部にばねを内蔵し、前記
軸が前記円筒軸に挿入されたとき軸の先端部分で
圧縮されるようボルトなどで前記円筒軸に固着す
る先端軸とで一体構成する。また、ローラが回動
できる溝を、勾配部分並びにそれ以外の径方向の
すり割り部分まで平行な溝を軸方向に切り込むロ
ール支持軸の構造体」を提案したが、これらは軸
方向にトルク伝達手段の工夫をこらしたものであ
つた。

本考案は上述した欠点を解消すると共に、前述
した提案とは異つた回転方向トルク伝達手段を提
案するものであり、その目的とするところは、支
持軸とロール体との軸芯の同芯性の確保と、小さ
い軸推力で勾配の分力を利用して確実に回転トル
クが得られるロール支持軸の構造体を提供するも
のである。

〔問題点を解決するための手段〕

つまり、その目的を達成するための手段は、軸
２ａと、この軸２が挿入され軸２の混合溝２ａの
数に対応して設けられた貫通穴３ａを有する円筒
軸３と、この円筒軸３に穿設された貫通穴３ａに
備えられる凸起金具６と、前記貫通穴３ａにあつ
て凸起金具６を上下に摺動せしめるガイド穴４ａ
を有する案内金具４と、前記円筒軸３の挿入先端
部にあつて軸２の挿入ストツパーとなる先端軸１
０とで支持軸２０を形成し、この支持軸２０をロ
ール体１の両端の開口部に挿入するものであり、 軸２には、挿入方向に対し下り勾配溝２ａ１と
この下り勾配溝２ａ１の下がつた位置から軸先端
までの軸方向と平行な直線溝２ａ２とからなる溝
を少なくとも３カ所以上設けた混合溝２ａと、直
線溝２ａ２の中間部位につば２ｂを設けたもので
あり、 円筒軸３は、挿入先端部が前記つば２ｂと当接
する内径とし、外径側にロール体１の内径より大
きいつば３ｂを設けたものであり、 凸起金具６は、内径側にピン８でローラ７を軸
支し、外径側に鋭い歯６ａを有するガイド部分６
ｂを形成したものであり、 案内金具４は前記凸起金具６を軸芯方向に押圧
するばね５を有するものであり、 先端軸１０は、前記軸２のつば２ｂを挿入する
凹部１０ａが設けられ、この凹部１０ａにつば２
ｂを挿入方向に抗するばね９が備えられたもので
ある。

また、前記下り勾配溝２ａ１の後端部分に、軸
方向と平行な溝２a′を設けたり、ローラ７の代わ
りに、ボール１２などの転動体とばね１３を配
し、ばね１３はボール１２が勾配溝２c′を転がる
方向に抗するよう凸起金具１１にその一端を取着
するように構成したり、凸起金具６のガイド部分
６ｂに、ロール体１の内径方向に対しばね作用を
持たせるよう軸方向に互い違いのスリツト１１ａ
を設けたガイド部分１１ｂを設けたりすることも
ある。

以下、本考案のロール支持軸の構造体一日指令
を、図面に基づいて詳述すると共に、併せて作用
も詳述する。

〔実施例〕

第１図は本考案のロール支持軸の構造体の一実
施例を示す要部正面断面図、第２図は第１図のア
ーア線断面図である。

第１図、第２図において、支持軸２０は４カ所
に勾配部分の勾配溝２ａ１と軸方向平行部分の直
線溝２ａ２からなる混合溝２ａを有する軸２と、
この軸２を嵌挿する混合溝（以下単に溝という）
２ａと係合した円形状の貫通穴３ａを４カ所に穿
設し、ロール体１に嵌挿された円筒軸３と、貫通
穴３ａに収納され一方に溝２ａにはまり込んだロ
ーラ７を軸支し、他方にロール体１の内壁に溝２
ａの勾配部分を上昇したとき喰い込ませる鋭い歯
６ａを有するガイド部分６ｂを設けた凸起金具６
と、この凸起金具６を軸芯に押圧するばね５を保
持し且つ凸起金具６の上昇あるいは下降するガイ
ド穴４ａを備えた案内金具４と、円柱の軸芯に凹
部１０ａを設け、この部分にばね内蔵してつば２
ｂで固定し、円筒軸３の先端に固着した先端軸１
０のそれぞれを一体構築したものである。

すなわち、本願考案のものは、回転方向トルク
伝達手段として、軸２に、勾配部分とそれから下
つた部分から軸方向に対し連続した平行部分の溝
２ａを設け、ピン８で凸起金具６に軸支されてい
るローラ７が平行部分の溝２ａに位置するときは
鋭い歯６ａはロール体１の内壁との間には若干の
隙間がある。そして、勾配部分を昇り始めると次
第に鋭い歯６ａが内壁に喰い込んでいく。ばね５
はローラ７を常に溝２ａに押圧しているよう円形
状の案内金具４で保持され、この案内金具４は円
筒軸３の外周面と同一面となるようボルトで円筒
軸３に取着されている。

また、円筒軸３および軸２のそれぞれの後方部
位にもうけられたつば３ｂ並びに円筒軸３の先端
にボルトで固着した先端軸１０に関しては、前述
した昭和62年12月７日付実用新案登録願、「ロー
ル支持軸の構造体」に掲載しているので詳述な説
明は割愛し、概要をつぎに述べる作用で説明す
る。

すなわち、かようなごとく構成されたロール支
持軸の構造体において、まず、ロール体１を挿着
する場合には、リフタ（図示せず）で支持軸２０
と同芯状にセツテイング準備する。

この状態で第１図のものと対称的に配設された
右側の支持軸（ここでは図示されていないが第１
図と同じ構成、機能であるため、支持軸２０を構
成している部品も含めて以降その符号を使用す
る。）２０を軸方向に左側へ移動させると、ロー
ル体１のつば金１−ｂの内径に先端軸１０が挿入
される。先端軸１０の外径はつば金１−ｂより小
さく遊隙をもつた寸法で、且つ平行径に出来てい
るので円滑に移動し、円筒軸３のつば３ｂの裏側
につば金１−ｂが当接する。

さらに支持軸２０を左側に移動させると、凸起
金具６に取着されたローラ７が平行部分の溝２ａ
から勾配のある位置に差しかかる。このとき、凸
起金具６の歯６ａは円筒軸３の外径方向に向つて
上昇を開始する。そして、ばね９の反力に抗して
軸２を円筒軸３に挿入した最終位置、すなわち軸
２のつば２ｃが円筒軸３のつば３ｂに当接したと
き、ローラ７は溝勾配の最大高さに達し、歯６ａ
はつば金１−ｂに鋭く喰い込む。なお、ローラ７
の溝勾配を極めて緩やかにしても、ローラ７との
当接面は従来のようにすべり摩擦の相対運動では
なくころがり摩擦運動なので、戻し時に喰い付く
こともなく、内拡への分力も摩擦損失が小さく、
勾配の小さい分だけ内拡力は大きくなるので極め
て効果的に力が作用する。また、凸起金具６の径
方向面の圧接面のみがロール芯内径に極部的に当
るので面圧が高くなり、その分喰い込み代が増
し、トルク伝達が有効となる。またロール体１の
内径に誤差があつても、当接面のみがロール支持
に関与するので、誤差の影響チヤンスが少なくロ
ール支持の同芯性が得やすい。なお、ばね５，９
はローラ７が溝２ａから乗り上げないように設計
されている。また、第３図は本考案の他の実施例
を示す要部正面断面図であり、第３図において、
第１図に示した溝２ａの形状に加えて、勾配溝の
太い方向に溝２a′を形成している。すなわち、上
端側の溝２a′ではガイド部分６ｂを有する鋭い歯
６ａがロール体１の内壁に喰い込み、下端側の溝
２b′ではロール体１との間に若干の隙間がある。
溝２a′と２b′間には緩やかな勾配２c′が設けられ
ている。なお、他の部分に関しては第１図のもの
と同じであるためその説明を省略する。さて、か
ようなごとく形成された溝２a′，２b′および勾配
２c′において、ロール体１の内壁に図示されてい
ないが左側と同じ支持軸２１が挿入され、ローラ
７が溝２b′の位置にあるとき歯６ａはロール体１
の内壁と若干の隙間があるため喰い込んでいな
い。そして、勾配２c′を上昇するに従つて徐徐に
内壁に喰い込んでいき、溝２ａに達したとき最大
の喰い込みとなる。

このような支持軸２１においては、最大の喰い
込みが勾配部分だなく昇りきつた平行溝にあるた
め第１図に示した勾配溝と比べローラ７が逆戻り
して歯６ａの喰い込みが外れることがない。ま
た、この状態でシリンダ力を小さくして保持して
おけば、第６図に示すベアリング１８，１８′に
加えられる有利となる。

さらに、第４図は本考案の更に他の実施例を示
す要部正面断面図、第５図は第４図のイ−イ線断
面図であり、第４図、第５図において、第１図に
示すローラ７の代わりにボール１２などの転動体
が使用され、このボール１２は回動できるようス
ペースを設けて凸起金具１１に設けられている。
また、ボール１２は勾配２c′を昇る方向に押圧す
るばね１３によつて常に一定の力が加わり、勾配
の上昇に伴つて凸起金具１１はロール体１の内壁
に向つて上昇する。このようにして、ボール１２
と、ばね１３と、第１図で説明したばね５により
凸起金具１１は一体構築されている。また、凸起
金具１１にはロール体１の内径方向に対しばね作
用をもたせるよう互い違いのスリツト１１ａがガ
イド部分１１ｂに設けられることもある。

このようにして構成されたものは、凸起金具１
１の押しばね作用を付与することにより、ロール
体１の内径誤差があつても、凸起金具１１の押し
出し代を大きくとれるので、均一なロール同芯性
が得られる。

なお、第４図に示す支持軸２２とロール体１と
の作用については、第１図と同様の作用効果であ
るため、その説明を省略する。

〔考案の効果〕

以上説明したごとく本考案によれば、従来のよ
うにコーン軸１４，１４′のテーパ部へロール体
１の内径をすべらせながら勾配に抗して挿入する
のではなく、平行な円筒軸３を挿入し、しかも完
着するまで隙間があるので円滑に挿入され、芯管
１−Ｃが偏心することなく、さらに回転トルクの
伝達は外部の軸力の分力により行われるのではな
く、小さい軸推力で勾配の分力を利用して行われ
るので軸力の動作源が不要で、所要の回転トルク
伝達手段に対し過不足なしに伝達することができ
る。

このことによつて余分な力による装置の強大化
を防止でき、合理性、経済性にも優れ、従来のよ
うなベアリングの寿命、潤滑上などの問題点を解
決することができる。

よつて本考案のロール支持軸の構造体は、実用
上、極めて有用性の高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のロール支持軸の構造体一実施
例を示す要部正面断面図、第２図は第１図のアー
ア線断面図、第３図は本考案の他の実施例を示す
要部正面断面図、第４図は本考案のさらに他の実
施例を示す要部正面断面図、第５図は第４図のイ
−イ線断面図、第６図は従来のものの一例を示す
主要部断面図である。 １……ロール体、２，２′……軸、２ａ，２
a′……溝、２c′……勾配、３……円筒軸、３ａ…
…貫通穴、４……案内金具、５，９，１３……ば
ね、６，１１……凸起金具、６ａ……鋭い歯、７
……ローラ、８……ピン、１０……先端軸、１０
ａ……凹部、１２……ボール、２０，２１，２２
……支持軸、４ａ……ガイド穴、２ｂ……つば、
２ａ１……勾配溝、２ａ２……直線溝、３ｂ……
つば、６ｂ，１１ｂ……ガイド部分。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 軸２と、この軸２が挿入され軸２の混合溝２
   ａの数に対応して設けられた貫通穴３ａを有す
   る円筒軸３と、この円筒軸３に穿設された貫通
   穴３ａに備えられる凸起金具６と、前記貫通穴
   ３ａにあつて凸起金具６を上下に摺動せしめる
   ガイド穴４ａを有する案内金具４と、前記円筒
   軸３の挿入先端部にあつて軸２の挿入ストツパ
   ーとなる先端軸１０とで支持軸２０を形成し、
   この支持軸２０をロール体１の両端の開口部に
   挿入するものであり、 軸２には、挿入方向に対し下り勾配溝２ａ１
   とこの下り勾配溝２ａ１の下がつた位置から軸
   先端までの軸方向と平行な直線溝２ａ２とから
   なる溝を少なくとも３ヵ所以上設けた混合溝２
   ａと、直線溝２ａ２の中間部位につば２ｂを設
   けたものであり、 円筒軸３は、挿入先端部が前記つば２ｂと当
   接する内径とし、外径側にロール体１の内径よ
   り大きいつば３ｂを設けたものであり、 凸起金具６は、内径側にピン８でローラ７を
   軸支し、外径側に鋭い歯６ａを有するガイド部
   分６ｂを形成したものであり、 案内金具４は前記凸起金具６を軸芯方向に押
   圧するばね５を有するものであり、 先端軸１０は、前記軸２のつば２ｂを挿入す
   る凹部１０ａが設けられ、この凹部１０ａにつ
   ば２ｂを挿入方向に抗するばね９が備えられた
   ことを特徴とするロール支持軸の構造体。 (2) 前記下り勾配溝２ａ１の後端部分に、軸方向
   と平行な溝２a′を設けたことを特徴とする実用
   新案登録請求の範囲第(1)項記載のロール支持軸
   の構造体。 (3) 前記ローラ７の代わりに、ボール１２などの
   転動体とばね１３を配し、ばね１３はボール１
   ２が勾配溝２c′を転がる方向に抗するよう凸起
   金具１１にその一端を取着するように構成した
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第(1)
   項又は第(2)項記載のロール支持軸の構造体。 (4) 前記凸起金具６のガイド部分６ｂに、ロール
   体１の内径方向に対しばね作用を持たせるよう
   軸方向に互い違いのスリツト１１ａを設けたガ
   イド部分１１ｂとを有することを特徴とする実
   用新案登録請求の範囲第(1)項、第(2)項又は第(3)
   項記載のロール支持軸の構造体。