JPH0535953Y2 - - 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の改良に関する。

〔従来の技術〕

第４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書面断面図であり、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１２，１２′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１２，１
２′は、回転運動の軸芯確保をするためにベアリ
ング１７，１７′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１２に円盤１６ａに取着してこのも
のを挾持するような状態でピストン１６ｂを備え
たブレーキ１６を取着し、他方のコーン軸１２′
には軸方向に移動させてロール体１よりの脱着
と、ブレーキトルクを伝達するためのピストン１
４が取着されている。またコーン軸１２′を支持
しているベアリング１７′のケース全体はスリー
ブ軸受１３で支持し、コーン軸１２′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１５をピストン部に設け、これらをボ
ルトなどにより一体構成している。

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。

まず脱挿時は、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１５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１２′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１
２，１２′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１２′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１２より抜脱する。

挿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１２，１２′の軸芯にほぼ合わせ
て停止させておき、シリンダ１５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１２′は左側へ移動する。このと
き、コーン軸１２′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１２′を移動すると、他
方のコーン軸１２′の円錐部はつば金１_-bに挿入
され、右側のコーン軸１２′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１４を
左側へ移動させると、この軸推力がコーン軸１
２，１２′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、左端
部に備えられたテンション用のブレーキ１６のト
ルクが伝達されるようになる。

なおブレーキ１６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は金属性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、余り強固につば金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１２，１
２′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１２，１２′の円錐部のテ
ーパを極め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１２，１２′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１２，１２′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どで歪みが生
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振動を生じ、且つ
ロール体の抜脱時にはコーン軸１２，１２′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
７，１７′に作用するので潤滑、寿命などの点
で問題となつていた。

そこで、前述したごとく、昭和62年12月17日
付の「ロール支持軸の構造体」にて、「支持軸
を、軸の外径部に回転方向と平行に少なくとも
３カ所以上の溝を形成し、この溝を回転負荷方
向に対し直線上の昇り勾配で且つ、この勾配部
分にボールなどの転動体を配し、転動体が勾配
部分から転がらないようばねで支持し、また前
記勾配の角度を少なくともこれに接設する前記
転動体の摩擦角以下とし、さらに後方部位に前
記ロール体の内径より大きいつばを備えた支持
部と、この支持部が挿入され、支持部が回転し
たとき前記転動体によつて径方向に容易に拡大
するようなスリツトを設けると共に、後方部位
に前記ロール体の内径より大きく且つ前記支持
部のつばと当接するつばを設け、さらにロール
体の回転力に相応して転動体の勾配移動により
スリツトによる内拡が行われて回転力が支持部
に伝達される外径を有する円筒軸と、前記支持
部とこの円筒軸の回転方向の相対位置を保持す
るストツパーとをそれぞれ設けて一体構成した
ロール支持軸の構造体」を提案した。

本考案は前述した点を改良するとともに、なお
一層の向上を図つた合理性で且つ経済性を有する
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２と、この軸２が挿入され軸２の勾配溝２ａ
の数に対応して設けられた貫通穴７ａを有する円
筒軸７と、この円筒軸７に穿設された貫通穴７ａ
に備えられる凸起金具４と、前記貫通穴７ａにあ
つて凸起金具４を上下に摺動せしめるガイド穴２
２ａを有する案内金具２２と、前記円筒軸７と軸
２との回り止め用の軸２に固定したストツパー９
とで支持軸２を形成し、この支持軸２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、この外周面回転方向にレ字状の勾配
溝２ａを有し、この勾配角度は少なくともこれに
接設するボール３の摩擦角以下とし、このレ字状
部分の幅はここに備えられるボール３が転動でき
るものとし、更に勾配溝２ａの中間部位にボール
３などの転動体を配すると共にこのボール３を支
持するばね１０を配し、この勾配溝２ａは少なく
とも３カ所以上外周部分に設けたものであり、 凸起金具４の形状は、その内径側を前記軸２に
有するボール３に接設するよう円弧状の部分４ａ
を形成し、外径側に鋭い歯４ｂを有するガイド部
分４ｃを形成したものであり、 案内金具２２は前記凸起金具４を軸芯方向に押
圧するばね６を有するものであり、 ストツパー９は、回転方向後部に有するばね１
１と前記円筒軸７に貫通されたストツパー穴７ｂ
に備えられ、ばね１１は前記ボール３を支持する
側のボール３の真上から見て右側の位置と同様の
位置に備えられたものである。

また、勾配溝２ａの後端部分を延長した直線溝
２′ａ１を設けて、勾配溝２′ａ２とで混合溝２′
ａを形成することもある。

以下本考案のロール支持軸の構造体の実施例
を、図面に基づいて説明するとともに、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一実施
例を示す要部正面断面図、第２図は第１図のア−
ア線矢視断面図、第３図は第２図に類した本考案
の他の実施例を示す要部正面断面図である。

第１図、第２図において、支持軸２０の軸２の
外径の回転方向と平行に３カ所、軸方向に２カ所
の合計６カ所の勾配溝２ａを形成し、この勾配溝
２ａを回転負荷方向に対し直線上の昇り勾配で且
つこの勾配部分にボール３などの転動体を配し、
転動体が勾配部分から転がらないようばね１０で
支持し、勾配の角度を少なくともこれに接設する
転動体の摩擦角以下とし、さらに転動体に接設
し、且つこの転動体との当接面を前記軸径とほの
同径の円弧状の部分４ａを設け、他方のロール体
１の内壁に喰い込む鋭い歯４ｂを有するガイド部
分４ｃを設け、これらを軸芯方向に押圧するばね
６を配設した凸起金具４と、軸部の勾配溝２ａに
有する転動体の移動可能な大きさで且つ凸起金具
４が収納できる大きさの貫通穴７ａを軸２の勾配
溝２ａに対応して穿設した円筒軸７と、軸２の勾
配溝２ａとこの円筒軸７の貫通穴７ａとの回転方
向の相対位置を保持するために円筒軸７にストツ
パー穴７ｂを穿設し、このストツパー穴７ｂに円
筒軸７が回転負荷作用と逆の方向へ転動体部のば
ね作用に打勝つて移動させるようなばね１１を配
設し、このばね１１と係合せしめて軸２と円筒軸
７との位置決めを行うストツパー９のそれぞれか
らなり、これらを一体構築して支持軸２０を構成
している。なお２２はばね６の作用によつて凸起
金具４を上昇あるいは下降せしめるガイド穴２２
ａを有する案内金具で円筒軸７の外面と同一面と
なるよう取着されている。８は軸２の止め金具で
ある。また、第３図における支持軸２１におい
て、第２図に示す勾配溝２ａの代わりに、回転負
荷方向に対し直線上の昇り勾配の昇り端部に、転
動体と接設する凸起金具４の円弧状の部分４ａに
対し接線方向の直線の平行な溝２′ａを軸２′に設
けて構成したものである。なお、実施例では軸２
に回転方向に対して対称的な３カ所と軸方向に対
称的な２カ所の合計６カ所の勾配溝２ａを設けて
いるが、少なくとも回転方向に対称的に３カ所以
上あれば如何ように形成してもよい。

次に、このように構成されたロール体１の支持
軸２０の作用について説明する。

まず、ロール体１を装着する場合には、ロール
体１は図示されていないリフタでほぼ支持軸２０
と同芯状にセツテイング準備する。この状態で、
第１図に示した支持軸２０と対称的に配した右側
の支持軸（ここでは図示していないが第１図と同
じ構成、機能であるため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の内径に円筒軸７の内外径に
は隙間があり、また円筒軸７の先端の面取りがさ
れているため、従来のローン軸１２，１２′のよ
うに勾配の昇り方向に抗して挿入するのではな
く、平行な円筒状の部位を移行するので円滑に挿
入が行われる。

このことにより、右側の円筒軸７にロール体１
が完着されると、軸２のつばはつば金１−ｂのつ
ば部に当接し、支持軸２０の左側への移動は停止
され、ロール体１と支持軸２０との装着は完了す
る。

この状態において、ロール体１の自重は内径を
介して円筒軸７の外径に付加されているので、ロ
ール体１を手動で負荷トルク方向に回転させる
と、自重による摩擦力により円筒軸７は回転しよ
うとする。このとき、支持軸２０の他端には、第
４図に示すテンシヨン用のブレーキ１６のトルク
が付与されているので支持軸２０は回転しない。
従つて円筒軸７の回転はボール３を転がしながら
支持軸２０に対し相対移動しながら回転する。

しかるに、ボール３の転がる勾配溝２ａの勾配
は昇り坂となつており、またこの勾配角度は転動
体であるボール３の転がり摩擦以下となつている
ので、軸２やボール３や円筒軸７の相互間にスリ
ツプを発生させることなく、ボール３は勾配溝２
ａの昇り坂方向へ移動する。このことにより勾配
と移動距離の分だけボール３は外径方向に移動す
る。

一方、凸起金具４は始めはロール体１の内壁と
歯４ｂの間に若干の隙間があつたものが、前述の
転動体の昇り坂方向移動に伴つて次第に小さくな
り、やがては喰い込み、軸２のつばがつば金１−
ｂに当接したとき最大の喰い込み量となるよう作
用する。

このことによつて、軸芯と支持軸２０の軸芯が
確保され、さらにロール体１を手動で回転させる
とロール体１の内径に対し円筒軸７の外径が押圧
するので、回転に相応した歯部の摩擦力が得られ
る。

この状態で手動の回転力を離してもボール３の
転がり摩擦角以下に勾配がなつているので、ロー
ル体１の内径と円筒軸７との摩擦力は保持され
る。

以上でもつて支持軸２へのロール体１の装着は
完了する。

次にロール体１のシート１−ａを送ると、ロー
ル体１は回転する。一方、支持軸２０は所要の回
転ブレーキトルクを常時発生しているので、この
ブレーキ力に相応した摩擦力をロール体１の内径
とボール３と凸起金具４の当接面に発生させ、回
転が伝達される。

またロール体１を支持軸２０より抜脱する場
合、ロール体１の回転を止め、この状態で手動に
てロール体１を回転負荷と逆方向に廻れすと、ボ
ール３は軸２の溝勾配を下るので、いままでロー
ル体１の内壁に喰い込んでいた歯４ｂは軸芯方向
に下降し、当初と同じロール体１の内径と円筒軸
７の外径部に隙間ができる。

次にロール体１のリフタを略同芯状の受けて、
ロール体１の自重を支持する。さらに支持軸２０
を当初と同様に左側へ移動させると、ロール体１
は支持軸２０より抜け出す。ここで、支持軸２０
の組み立てにおいて、軸２の勾配溝２ａと円筒軸
７の貫通穴７ａ間の回転方向の相対位置がずれる
と、歯部の喰い込みの際、面圧強度、運動に支障
をきたすので、所要の相対位置を保持するように
ストツパー９により適切な位置を確保し、円筒軸
７が回転方向に所要量移動可能なようにばね１１
で円筒軸７を押圧している。

かくして、本考案の支持軸２０は軸力などの外
部力を必要とせずに転がり転動体の微少な摩擦力
により極めて有効に凸起金具４の内抗力が得ら
れ、しかも自力の回転トルクに相応して内抗力の
強弱が行われるので強度面などの有理性や経済性
を兼ね備えている。

さらに、ロール体１の内径に真円誤差があつて
も凸起金具４の部位のみがトルク伝達として軸の
同芯性に関与するので、誤差の影響の機会が少な
いので同芯性がよい。また歯４ｂによる極部的な
押圧となるので当接面の面圧が高く、喰い込みに
なるので摩擦力と同時に喰い込み効果も加えられ
てより確実にトルク伝達される。

次に、第３図に示す支持軸２１は、第２図に示
した軸２の勾配溝２ａの後端部分に延長した直線
溝２′ａ１を設けて、勾配溝２′ａ２とで混合溝
２′ａを設けたことによつて、ロール体１のシー
ト１−ｃの張力に急激な変化があつても凸起金具
４の内拡圧接力は変化しないので安定したトルク
伝達が行われる。なお、この支持軸２１による動
作プロセスは、前記勾配溝２ａの後端部分に直線
溝２′ａ１を設けたのみで他の部分は前述した支
持軸２０と同じであるためその説明を割愛する。

〔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
うにローン軸１２，１２′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７を挿入し、しかも
完着するで隙間ができ、これによつて円滑に挿入
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−
ア線矢視断面図、第３図は第２図に類した本考案
の他の実施例を示す断面図、第４図は従来のもの
の一例を示す要部正面断面図である。 １……ロール体、２，２′……軸、３……ボー
ル、４……凸起金具、４ａ……円弧状の部分、４
ｂ……鋭い歯、４ｃ……ガイド部分、６，１０，
１１……ばね、７……円筒軸、７ａ……貫通穴、
９……ストツパー、２０，２１……支持軸、２２
……案内金具、２２ａ……ガイド穴、２ａ……勾
配溝、７ｂ……ストツパー穴、２′ａ１……直線
溝、２′ａ２……勾配溝、２′ａ……混合溝、４ｃ
……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の勾配溝２
   ａの数に対応して設けられた貫通穴７ａを有す
   る円筒軸７と、この円筒軸７に穿設された貫通
   穴７ａに備えられる凸起金具４と、前記貫通穴
   ７ａにあつて凸起金具４を上下に摺動せしめる
   ガイド穴２２ａを有する案内金具２２と、前記
   円筒軸７と軸２との回り止め用の軸２に固定し
   たストツパー９などで支持軸２を形成し、この
   支持軸２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、この外周面回転方向にレ字状の勾
   配溝２ａを有し、この勾配角度は少なくともこ
   れに接設するボール３の摩擦角以下とし、この
   レ字状部分の幅はここに備えられるボール３が
   転動できるものとし、更に勾配溝２ａの中間部
   位にボール３などの転動体を配し、このボール
   ３が勾配溝２ａの昇り坂から落下しないように
   ばね１０を配し、この勾配溝２ａは少なくとも
   ３カ所以上外周部分に設けたものであり、 凸起金具４の形状は、その内径側を前記軸２
   に有するボール３に接設するよう円弧状の部分
   ４ａを形成し、外径側に鋭い歯４ｂを有するガ
   イド部分４ｃを形成したものであり、 案内金具２２は前記凸起金具４を軸芯方向に
   押圧するばね６を有するものであり、 ストツパー９とばね１１は前記円筒軸７に設
   けられたストツパー穴７ｂに備えられ、ストツ
   パー９は貫通穴７ａと勾配溝２ａとの位置決め
   として軸２に取着され、ばね１１は円筒軸７を
   回転させたときストツパー９とストツパー穴７
   ｂの側面によつて圧縮される側に備えられたも
   のであることを特徴とするロール支持軸の構造
   体。 (2) 前記勾配溝２ａの後端部分を延長した直線溝
   ２′ａ１を設けて、勾配溝２′ａ２とで混合溝
   ２′ａを形成したことを特徴とする実用新案登
   録請求の範囲第(1)項記載のロール支持軸の構造
   体。