JPH10250886A - 巻 軸 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 巻芯の円筒部材に対する偏心を防止でき、巻
軸が回転しているか停止しているかに関係なく巻芯を円
筒部材上に確実に固定でき、その状態を、巻芯の取外し
が必要になるまで保つことができる、簡素な構造のフリ
クション巻軸を提供する。 【解決手段】 筒状の巻芯に挿入する円筒部材５の外周
に円周方向に形成した少なくとも３つの陥没部６内に収
容した、巻芯内周に係合する係合部７ａをもつ爪７と、
係合部が陥没部から進出できるように爪を枢支するピン
８と、円筒部材の円周方向に対して傾斜した爪の下面７
ｂと陥没部の底面６ａとの間に設けた移動体１０と、円
筒部材に同心かつ回転可能に取付けた、各移動体の相互
間隔を一定に保持する保持リング１１と、爪の下面と陥
没部の底面の隙間の狭い方へ移動体が移動するよう保持
リングを回転付勢する、保持リングと円筒部材との間に
設けたバネ１２と、円筒部材に設けた、爪の押戻し装置
９とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は帯状シート又は線条
材を巻取る筒状の巻芯を支持するための巻軸に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に巻軸は筒状の巻芯に挿入する円筒
部材を備え、巻芯を円筒部材に外挿して固定した状態で
支持する。従来の巻軸には、円筒部材に巻芯を固定する
ために、円筒部材の円周方向に３箇所、等間隔に形成し
た陥没部と、各陥没部にそれぞれ収容した爪と、爪の中
央部分を枢支する、中心軸線に平行なピンと、各陥没部
内に設けた、爪の一端側を押上げ付勢するためのバネ
と、各陥没部内に設けた、爪の他の一端側を押上げるた
るめのピストンとを備えたものがある（特願平８−２９
７４８３号の明細書及び図面参照）。この巻軸では、爪
は、バネで押上げられる側の端部付近の上面に、巻芯の
内周に係合する係合部を有する。そして前記ピストンに
圧縮空気を作用させると、ピストンが爪の他の一端側を
押上げ、それによってピンを中心に爪がバネの付勢力に
抗して傾動し、それに伴い爪の一端側の係合部が陥没部
内へ後退する。また、巻芯を円筒部材上に固定すると
き、前記ピストンへの圧縮空気の供給を絶つ。そうする
とバネの付勢力で爪の一端側が押上げられ、爪が、係合
部の後退時とは逆の方向に傾動し、それに伴い係合部が
陥没部から進出して、円筒部材の外周に装着してある巻
芯の内周に係合する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に巻軸では、巻芯
の着脱を容易にするために円筒部材の外径は巻芯の内径
より僅かに小さくなっており、シート巻取中、巻芯はシ
ートロールの荷重を受けるので、巻芯が円筒部材に対し
て偏心しようとする。そして巻芯が大きく偏心した状態
で巻取りを行うとシートロールが不良品になる。

【０００４】上述した従来の巻軸では、各爪がバネで個
々に押上げ付勢され、しかも各バネは、巻芯に荷重が作
用しないとき、それぞれの撓みが均等になるように、同
じバネ定数のものを用いる。それゆえ、巻芯に荷重が全
く作用せず、かつ各バネのバネ定数が完全に同一であれ
ば、巻芯を装着したとき各爪の押上げ力が釣り合い、巻
芯が円筒部材に対して同心に支持される。ところが、巻
芯にシートロールの荷重が加わると、その荷重の大きさ
に応じて、巻軸の上側半周にある爪を押しているバネが
縮み、その分、巻軸の下側半周にある爪を押しているバ
ネが伸び、その状態で各バネの反発力と荷重とが釣り合
うと共に、巻芯が巻軸に対して下方へ偏心する。そし
て、この偏心量は巻芯に荷重が加わる限り完全に零には
ならない。しかしバネの撓み量は荷重に比例しバネ定数
に反比例するため、バネ定数の大きいバネを採用するこ
とができれば、巻芯の巻軸に対する偏心量を小さくする
ことができる。

【０００５】ところが、上述の巻軸では、ピストンを、
占有空間が小さく、しかも中心軸に対して回転する円筒
部材に設けるので、ピストンの力を増大させるには限界
がある。そしてバネの撓みを小さくするためにバネ定数
を大きくすると、そのバネの反発力がピストンの力より
大きくなって、爪の係合部を陥没部へ後退させることが
できなくなる。そのため、実用上はバネ定数を大きくす
ることができず、巻芯の偏心を充分に抑えることができ
ない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の巻軸で
は、筒状の巻芯へ挿入する円筒部材の外周に円周方向に
形成した少なくとも３つの陥没部と、前記各陥没部内に
それぞれ収容した、巻芯内周に係合する係合部をもつ爪
と、前記係合部が前記陥没部から進出できるように前記
爪を保持する保持手段と、前記円筒部材の円周方向に対
して傾斜した、前記爪の下面又は前記陥没部の底面と、
前記爪の下面と前記陥没部の底面との間に設けた移動体
と、前記円筒部材に同心かつ回転可能に取付けた、前記
各移動体の相互間隔を一定に保持する保持リングと、前
記爪の下面と前記陥没部の底面との隙間が狭い方へ前記
移動体が移動するよう前記保持リングを回転付勢する、
前記保持リングと前記円筒部材との間に設けたバネと、
前記円筒部材に設けた、前記爪の押戻し装置とを備え
た。

【０００７】押戻し装置が作動していないとき、保持リ
ングはバネにより回転し、少なくとも一方が傾斜した爪
の下面と陥没部の底面との間の各移動体をそれぞれ同じ
距離だけ隙間の狭い方へ移動させる。それにより各移動
体は爪をそれぞれ同じ量だけ押上げ、それによって爪の
係合部は陥没部から均等に進出する。

【０００８】押戻し装置が一斉に作動すると、各爪は係
合部が陥没部内へ後退するよう押戻し装置により押され
る。それによって移動体は爪の下面と陥没部の底面とに
より挟圧され、爪の下面と陥没部の底面との隙間の広い
方へ押戻される。それと同時に保持リングは各移動体よ
り押戻し力を受け、バネによる回転力に抗して回転す
る。つまり全ての押戻し装置による押戻し力が一斉に保
持リングに作用する。それゆえ、バネによる保持リング
の回転力を、各爪毎の押戻し装置による押戻し力の総和
に相当する回転力より少し小さくしておけば、押戻し装
置により爪の係合部を陥没部へ後退させることができ
る。

【０００９】本発明の巻軸に巻芯を装着したとき、巻芯
の内周が円筒部材の陥没部から均等に進出した爪の係合
部によって支えられるので、その巻芯と円筒部材とは同
心になる。また、この状態で爪は、バネによる保持リン
グの回転力に応じた押上げ力を受ける。そして、上述し
た従来の巻軸では巻芯に荷重が加われば、それが微小な
ものであってもバネが撓んで爪が変位するのに対し、本
発明の巻軸では、シートロールの荷重が巻芯に加わって
も、その荷重による爪の押下げ力が、保持リングによる
爪の押上げ力より大きくならない限り、爪は後退しな
い。そして、予め撓めた状態で設置したバネにより、例
えば上述した従来の巻軸における各爪毎の押上げ力の総
和に相当する回転力を、保持リングに与えることができ
る。しかも、その保持リングの回転力が、巻軸の上側半
周にあってシートロールの荷重を受ける爪に集中し、そ
の爪の押上げ力として作用する。それゆえ、シートロー
ルによる大きい荷重に屈しない押上げ力を爪に与えるこ
とができる。したがって本発明の巻軸では、シートロー
ルの荷重による巻芯の円筒部材に対する偏心を防ぐこと
が可能になる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の巻軸では、筒状の巻芯へ
挿入する円筒部材の外周に円周方向に形成した少なくと
も３つの陥没部と、前記各陥没部内にそれぞれ収容し
た、前記巻芯内周に係合する係合部をもつ爪と、前記係
合部が前記陥没部から進出できるように前記爪を保持す
る保持手段と、前記円筒部材の円周方向に対して傾斜し
た、前記爪の下面又は前記陥没部の底面と、前記爪の下
面と前記陥没部の底面との間に設けた移動体と、前記円
筒部材に同心かつ回転可能に取付けた、前記各移動体の
相互間隔を一定に保持する保持リングと、前記爪の下面
と前記陥没部の底面との隙間が狭い方へ前記移動体が移
動するよう前記保持リングを回転付勢する、前記保持リ
ングと前記円筒部材との間に設けたバネと、前記円筒部
材に設けた、前記爪の押戻し装置とを備える。

【００１１】また、複数の帯状シートを一斉に巻取るた
めには、前記円筒部材が複数備えてあり、前記各円筒部
材がそれぞれ中心軸に軸受を介して回転可能に支持さ
れ、かつ摩擦係合機構を介して前記中心軸にスリップ回
転可能に摩擦係合するものがよい。

【００１２】また、爪をそれが円滑に作動するよう確実
に保持すると共に、爪の保持手段や押戻し装置の構造を
簡素にするために、前記爪が円筒部材の円周方向に伸
び、前記係合部が前記爪の一端側に配置され、前記押戻
し装置が前記爪の他の一端側に配置され、前記保持手段
は前記爪の中央部分を枢支する、前記円筒部材に装着し
たピンからなるものが望ましい。

【００１３】

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図１において巻軸は中心軸１を備え、この中
心軸１は帯状シートの巻取中、機枠２、２の間に軸受３
と回転センタ装置４とにより両端部を支持され、図示し
ない駆動機構により回転駆動される。中心軸１の外周に
は多数の円筒部材５が取付けてあり、円筒部材５の外周
に、帯状シートを巻取るための筒状の巻芯Ｃが装着され
る。

【００１４】図２において、円筒部材５の外周には陥没
部６が円周方向の４箇所に等間隔に形成してあり、各陥
没部６にはそれぞれ爪７が収容してある。この爪７は、
円筒部材５の円周方向に伸びており、一端側に、巻芯の
内周に係合する係合部７ａを有している。爪７の中央部
分は、円筒部材５に取り付けたピン８で枢支してあり、
係合部７ａは爪７がピン８を中心に図３に示すように傾
動することにより陥没部６から外方へ進出することがで
きる。爪７の他の一端側には、係合部７ａを陥没部６の
中へ後退させるための押戻し装置９が設けてある。この
実施例の場合、係合部７ａには巻芯Ｃの固定を一層確実
にするための突起が設けてある。

【００１５】爪７の係合部７ａを陥没部６から進出させ
るために、陥没部６には、爪７の係合部７ａ側の下方に
おいて円周方向に伸びた底面６ａが形成してある。また
爪７の係合部７ａ側の先端部は内側へ折れ曲がってお
り、この部分の下面７ｂは円筒部材５の円周方向に対し
て傾斜し、爪の下面７ｂと陥没部の底面６ａとの隙間は
爪７の先端に向かって狭くなっている。また陥没部の底
面６ａと爪の下面７ｂのと間には、移動体としての球体
１０が設けてあり、各球体１０の相互間隔を一定に保持
するための保持リング１１が、円筒部材５に同心に回転
可能に取付けてある。更に、図２に示すように、保持リ
ング１１と円筒部材５との間には引張りコイルバネ１２
が設けてあり、この引張りコイルバネ１２により、保持
リング１１は爪の下面７ｂと陥没部の底面６ａとの隙間
が狭い方へ球体１０が移動するよう回転付勢してある。
なお、爪の下面７ｂの傾斜角は、球体１０が移動できる
よう、円筒部材５の円周方向及び半径方向に対して実質
的な摩擦角より大きくしてある。

【００１６】保持リング１１は、その一方の側面の４箇
所に円周方向に等間隔に配置した腕部１１ａを有してお
り、保持リング１１には引張りコイルバネ１２の一端を
引掛けるためのピン１３が植設してある。この実施例に
よれば引張りコイルバネ１２は４本備え、ピン１３も４
本等間隔に備えてある。保持リング１１の腕部１１ａ
は、球体１０を押すことができるよう、中心軸１の長手
方向（図２の紙面に垂直方向）の孔１５を通って陥没部
の底面６ａ上まで伸びている。各コイルバネ１２の他の
一端は、円筒部材５に各引張りコイルバネ１２毎に植設
したピン１６に引掛けてある。

【００１７】押戻し装置９は、爪７を押上げるためのピ
ストン１７と、ピストン１７を収容する穴１８からな
る。穴１８は、陥没部６内に円筒部材５の半径方向に形
成し、その内周面をピストン１７が気密を保ちながら円
滑に往復運動できるように仕上げてある。

【００１８】図４は図２における切断線Ａ−Ａによる断
面を示し、円筒部材５は、中心軸１に転がり軸受１４、
１４を介して回転可能に支持してある。また円筒部材５
は、二つの部材５ａ、５ｂ及び両者を互いに固定する小
ネジ５ｃから構成され、部材５ａに形成した小径部の外
周に保持リング１１が回転可能に嵌め合わせてある。ま
た部材５ａには爪７を保持するピン８が装着してある。
部材５ｂは、保持リング１１、図２に示す各引張りコイ
ルバネ１２を装着した後、部材５ａに取付け、小ネジ５
ｃで固定する。

【００１９】図２に示すように、この実施例によれば、
巻軸は、円筒部材５が所要のトルクで回転するよう、そ
の円筒部材５を中心軸１にスリップ回転可能に摩擦係合
させる摩擦係合機構１９を備えている。この摩擦係合機
構１９は、中心軸１に設けた半径方向の孔２０と、孔２
０に緩く挿入した摩擦体２１と、中心軸１の中空部の挿
入した、圧縮空気により膨張し、しかも圧縮空気を抜く
と収縮するゴム製のチューブ２２とから構成してあり、
孔２０は各円筒部材５にそれぞれ対応する箇所に、中心
軸１の円周方向の３箇所に等間隔に配置してある。

【００２０】図１に示すように、中心軸１の一方の端部
には、二種類の圧縮空気の供給源に接続された二つの通
路を持つロータリジョイント２４が取付けてあり、ロー
タリジョイント２４の一方の通路とチューブ２２とを連
絡する導入孔２５、並びにロータリジョイント２４の他
の一方の通路と、中心軸１の内周及びチューブ２２の外
周に挟まれた空間とを連絡する導入孔２６が穿設してあ
る。また中心軸１のもう一方の端部は圧縮空気が漏れな
いように塞いである。

【００２１】図４に示すように、円筒部材５の内周面に
は、それと中心軸１の外周面との隙間を塞ぐための一対
のシール用リング２７、２７が配設してあり、更に円筒
部材５の一対のシール用リング２７、２７に挟まれた内
周と、図２に示す穴１８との間には小孔２８が設けてあ
る。

【００２２】この実施例の巻軸において、導入孔２６に
圧縮空気が供給されていないとき、引張りコイルバネ１
２で回転付勢された保持リング１１の回転力により、各
球体１０が、図３に示すように爪の下面７ｂと陥没部の
底面６ａの隙間の狭い方へ一斉に移動し、それにより爪
７が傾くと共にピストン１７が押下げられ、爪７の係合
部７ａは円筒部材５の外周から突出する。それによって
係合部７ａが、円筒部材５の外周に嵌めた巻芯Ｃの内周
に押付けられ、巻芯Ｃが円筒部材５に固定される。

【００２３】図２において、導入孔２６に圧縮空気を供
給すると、その圧縮空気は、中心軸１とチューブ２２に
挟まれた空間から孔２０と摩擦体２１との隙間を通っ
て、図４に示す中心軸１の外周の一対のシール用リング
２７、２７の間に至り、更に小孔２８を経て穴１８に流
入し、全てのピストン１７を一斉に押上げ、そのピスト
ン１７により爪７を押上げる。そうすると、図３に示す
球体１０は、爪の下面７ｂと陥没部の底面６ａとにより
挟圧され、傾斜した爪の下面７ｂの働きにより隙間の広
い方へ押出されると共に、保持リング１１を保持リング
１１を引張りコイルバネ１２による回転力に抗して押戻
す。そうすると爪７は図２のように傾き、係合部７ａが
陥没部６へ後退し、それによって巻芯Ｃの固定が解かれ
る。

【００２４】導入孔２５に圧縮空気を供給すると、チュ
ーブ２２が圧縮空気により膨張して摩擦体２１を押上
げ、その摩擦体２１の上端が円筒部材５の内周面に摩擦
係合する。

【００２５】上述の巻軸を用いて帯状シートを巻取るに
は、まず、図２に示す中心軸１の導入孔２６に圧縮空気
を供給する。そうすると、ピストン１７が作動し、爪７
が図２のように傾き、爪７の係合部７ａが円筒部材５の
陥没部６へ後退し、巻芯を円筒部材５の外周に装着でき
る状態になる。

【００２６】次に、巻芯を円筒部材５の外周に装着し、
つまり円筒部材５を巻芯の内周に挿入した状態にし、そ
の後、巻芯を円筒部材５上に固定するために、導入孔２
６への圧縮空気の供給を止める。

【００２７】次に、帯状シートの先端を巻芯Ｃ上に係止
して中心軸１を回転駆動すると共に、中心軸の導入孔２
５に所要圧力の圧縮空気を供給する。そうすると円筒部
材５と中心軸１とが摩擦係合し、それによって巻芯Ｃが
摩擦係合力に応じたトルクでスリップ可能に回転し、帯
状シートが巻芯Ｃ上に巻取られる。

【００２８】巻取終了後、巻芯Ｃの固定を解くために導
入孔２６へ圧縮空気を供給し、このの状態で巻軸から巻
芯Ｃと一緒にシートロールを抜き取る。

【００２９】この実施例によれば、チューブ２２と中心
軸１の内周に挟まれた空間、及び中心軸１に設けた孔２
０を通じて圧縮空気を押戻し装置９へ供給するようにし
たので、中心軸や摩擦係合機構の構造が簡素で加工や組
立が容易になる。

【００３０】以上、一実施例について説明したが本発明
の実施態様は必要に応じて変化し得る。例えば本発明の
巻軸は爪が円筒部材の円周方向の３箇所以上に配置され
たものであればよい。また移動体が保持リングに固設さ
れ、かつ爪の下面が傾斜したものでもよい。また爪の下
面が傾斜せず、代わりに陥没部の底面が傾斜するもので
もよい。また移動体は球体等の転動体に限らない。また
保持リングを回転付勢するバネの数は一つでも複数でも
よい。更に巻軸は円筒部材を１個のみ備え、円筒部材を
中心軸に固着したものでもよい。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、バネで回転付勢された
保持リングの働きにより、各爪の係合部の進出量が均等
になり、かつシートロール荷重を受ける爪に充分な押上
げ力を与えることができるので、巻芯の円筒部材に対す
る偏心を抑えることができる。また、バネで回転付勢し
た保持リングが円筒部材に対し同心に回転することによ
って爪の係合部が突出するので、円筒部材上で保持リン
グが回転しても、それが占有する空間は変わらず、また
保持リングの幅は狭くてもよい。それゆえ保持リングが
装着される円筒部材の幅は従来の巻軸とほぼ同様にする
ことができる。また、バネを複数個設けた場合に各バネ
の力にばらつきがあっても、保持リングは円周方向に滑
らかに回転し、しかも巻芯の偏心を防ぐ効果は変わらな
い。また、爪の係合部はバネの付勢力により進出して巻
芯の内周に係合し、押戻し装置の作動により後退するの
で、巻軸が回転しているか停止しているかに関係なく巻
芯を円筒部材上に確実に固定することができ、その状態
を、巻芯の取外しが必要になるまでバネにより保つこと
ができる。したがって、シートを品質良く巻取ることが
できる、比較的簡素な構造の巻軸を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の巻軸の一実施例に係る概略正面図であ
る。

【図２】図１の巻軸を断面で示す側面図である。

【図３】爪の係合部が進出した状態を示す側面図であ
る。

【図４】図１の巻軸の要部を断面で示す正面図である。

【符号の説明】

１ 中心軸 ５ 円筒部材 ６ 軸受 ６ａ 底面 ６ 陥没部 ７ 爪 ７ａ 係合部 ７ｂ 下面 ８ 保持手段（ピン） ９ 押戻し装置 １０ 移動体（球体） １１ 保持リング １２ バネ １７ ピストン １９ 摩擦係合機構 ２１ 摩擦体 ２２ チューブ ２７ シール用リング ２９ 小孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状の巻芯へ挿入する円筒部材の外周に
   円周方向に形成した少なくとも３つの陥没部と、前記各
   陥没部内にそれぞれ収容した、前記巻芯内周に係合する
   係合部をもつ爪と、前記係合部が前記陥没部から進出で
   きるように前記爪を保持する保持手段と、前記円筒部材
   の円周方向に対して傾斜した、前記爪の下面又は前記陥
   没部の底面と、前記爪の下面と前記陥没部の底面との間
   に設けた移動体と、前記円筒部材に同心かつ回転可能に
   取付けた、前記各移動体の相互間隔を一定に保持する保
   持リングと、前記爪の下面と前記陥没部の底面との隙間
   が狭い方へ前記移動体が移動するよう前記保持リングを
   回転付勢する、前記保持リングと前記円筒部材との間に
   設けたバネと、前記円筒部材に設けた、前記爪の押戻し
   装置とを備えることを特徴とする巻軸。
2. 【請求項２】 前記円筒部材は複数備えてあり、前記各
   円筒部材がそれぞれ中心軸に軸受を介して回転可能に支
   持され、かつ摩擦係合機構を介して前記中心軸にスリッ
   プ回転可能に摩擦係合する請求項１の巻軸。
3. 【請求項３】 前記爪が円筒部材の円周方向に伸び、前
   記係合部が前記爪の一端側に配置され、前記押戻し装置
   が前記爪の他の一端側に配置され、前記保持手段は前記
   爪の中央部分を枢支する、前記円筒部材に装着したピン
   からなる請求項１又は請求項２記載の巻軸。