JPH10265104A - シートロールの芯管用支持軸 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内径に大小の差があり、一定でない芯管の内
周を支障なく外周に固定してシートの巻取り、巻戻しが
行え、しかも製造、修理が容易な芯管用支持軸を提供す
る。 【解決手段】 支持軸１０の芯管Ｃ中に突入する支持部
１１が、断面形状が三つ以上の稜１３を有する正多角形
状で、その正多角形の隣接した夫々二つの稜の間の各辺
がカム面１４になっている磁性のカム軸１２と、該カム
軸の各カム面に対応した位置に軸方向の細長孔１９を有
し、上記カム軸の外に嵌合してカム軸と同心に回転可能
な円筒形のリテーナ１８と、上記リテーナの細長孔の軸
方向の両側部に近接して該細長孔内に出入可能に収容さ
れ、前記カム軸の各カム面に磁性で吸着して転動自在な
磁石ローラ２０とからなり、上記隣接した二つの稜の間
の各辺に設けられたカム面は、二つの稜の中間に設けら
れた軸方向の凹部１５と、上記凹部から前記二つの稜に
向かって設けられた上り坂の乗り上げ部１６，１６とを
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、紙、プラスチッ
クフィルムなどのシートを芯管上に巻取るか、芯管上に
巻取られたシートロールからシートを巻戻すワインダ
ー、リワインダー、スリッター付きリワインダーなどの
巻取り機構や、巻戻し機構に使用され、その芯管中に突
入して芯管と一体に回転する支持部を備えたシートロー
ルの芯管用支持軸に関する。

【０００２】

【従来の技術】巻取り機構や、巻戻し機構では、図４に
示すように一対のアーム１，１の先端間に芯管Ｃとして
紙管を支持し、シートを紙管上に巻取る際はトルクを制
御しながらモータ、変速機により支持軸３を介して紙管
を回転駆動し、巻戻す際はシートの巻戻しに伴いシート
ロールと一体に回転する紙管の回転を支持軸３を介して
ブレーキで制御する。この場合、紙管の各端部中に浅く
突入する支持部を備えた長さの短い支持軸（チャックと
も称される）のフランジと、対のアームの相対向した軸
２，２の鍔とを接合して固定するか（図４（Ａ））、紙
管中を貫通する一連の長い支持部を備えた支持軸を使用
し、支持軸の各端部にフランジを取付け、このフランジ
と相対向した軸２，２の鍔を接合して対のアーム１，１
の先端間に支持軸を架設する（図４Ｂ））。

【０００３】紙管の内径は、３インチ用で最小７６ｍ
ｍ、最大８２ｍｍの差があるため、支持軸の芯管中に突
入する支持部は紙管の内径の寸法差に対応して紙管の内
周に強力に摩擦接触して紙管を一体に支持できることが
必要である。このため図５に示すように支持軸３の紙管
中に突入する円柱軸４の回りを切削して三つの平面部５
を円周方向に等間隔で形成し、この各平面部の中央に円
筒状のローラ６を軸方向に配置し、各ローラ６が平面部
上を中央から一方向に転進することによりローラは円柱
軸４の外周から次第に外に突出して紙管Ｃの内周と摩擦
接触するようにしたシートロールの芯管用支持軸が特開
昭５８−１５７６６１号公報により公知であって、この
各支持軸は円柱軸４の回りの三つの平面部５の両端に、
円柱軸の外周と同曲率の外周面を有する弧状片７，７を
複数本のボルト９により固定し、平面部５と平行に上記
弧状片７，７の相対向した面に設けた溝８，８によりロ
ーラ６を平面部５上に保持すると共に、平面部上でロー
ラが円柱軸の軸心と平行な姿勢で転動するように規制
し、ローラ６が平面部５の中央に位置するときはローラ
の外周は円柱軸の外周と一致するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記公知の支持軸は、
ローラ６が平面部５の中央から弧状片７，７に規制され
て一方向に転進することによりローラは次第に円柱軸の
外周から外に突出して紙管の内周と摩擦接触するのであ
るが、ローラが一方向に最大に転進したときにローラが
円柱軸の外周から突出する量は少ないため、紙管の内径
差に対応可能な有効範囲は狭い。又、円柱軸４が、平面
部の中央に位置するローラを一方向に転進させる方向に
回転するときには有効であっても、円柱軸が反対の方向
に回転するときは、ローラは平面部の中央に停止したま
ゝになって機能せず、回転方向に対して指向性を有す
る。更に、三つの平面部上に位置する各ローラは個々に
転動するため、一方向への転進量に差が生じると共に、
各平面部の各端部に固定された弧状片により円柱軸の軸
芯と平行な姿勢で転動するように規制されてはいるが、
寸法の許容誤差により円柱軸の軸芯に対し僅かに傾斜し
て転動する場合もある。その結果、紙管の内周との摩擦
接触力がローラ毎に相違したり、ローラが軸芯に対し傾
斜して転進することにより強く摩擦接触する部分と、弱
く摩擦接触する部分が生じ、紙管の真円度が低下し、高
速回転時に振動し、巻取ったり、巻戻したりするシート
が蛇行し、巻取ったシートロールの端面が不揃いにな
る。

【０００５】そして、図６に示すように支持軸のローラ
６が中空で、その中空部に細い軸６ａが偏心貫通してい
る場合は、組立てに際してはローラ６の中空部に軸６ａ
を通し、軸６ａの各端部を二つの弧状片７，７の溝８，
８に挿入し、その状態で両弧状片７，７を複数本のボル
ト９により円柱軸の回りの三つの各平面部の両端部に固
定しなければならず、組立てに非常に手数がかゝる。更
に、ローラは中空であるため、紙管の内周と強力に摩擦
接触すると変形し、スムースに平面部５上を転動しなく
なることがある。そうすると、分解し、新しい中空のロ
ーラを使って再組立てする必要があり、これに非常に手
数がかゝる。又、図７に示すように支持軸のローラ６が
中実で、その両端の中心から細い軸６ｂ，６ｂが一体に
突出している場合は、組立てに際して各軸６ｂ，６ｂを
二つの弧状片７，７の溝８，８に挿入し、その状態で両
弧状片７，７を複数のボルト９により円柱軸の回りの三
つの各平面部の両端部に固定する必要があり、組立てに
非常に手数がかゝる。そして、ローラが紙管の内周と強
力に摩擦接触すると軸６ｂが折損し、ローラは機能しな
くなることがある。そうすると、分解し、新しいローラ
を使って再組立てしなければならず、これにも非常に手
数がかゝる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の芯管用支持軸
は、上述した従来の支持軸の問題点を解消することを目
的に開発されたもので、芯管中に突入する支持軸の支持
部が、断面形状が三つ以上の稜を有する正多角形状で、
その正多角形の隣接した夫々二つの稜の間の各辺がカム
面になっている磁性のカム軸と、該カム軸の各カム面に
対応した位置に軸方向の細長孔を有し、上記カム軸の外
に嵌合してカム軸と同心に回転可能な円筒形のリテーナ
と、上記リテーナの細長孔の軸方向の両側部に近接して
該細長孔内に出入可能に収容され、前記カム軸の各カム
面に磁性で吸着して転動自在な磁石ローラとからなり、
上記隣接した二つの稜の間の各辺に設けられたカム面
は、二つの稜の中間に設けられた軸方向の凹部と、上記
凹部から前記二つの稜に向かって設けられた上り坂の乗
り上げ部とを有することを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】芯管中に突入する支持部の長さが
短く、芯管の各端部に浅く突入する場合は、カム軸の一
端部をリテーナの一端部が当接するフランジに固定し、
カム軸の他端にはリテーナがカム軸から抜け出るのを防
ぐキャップを固定する。又、芯管中に突入する支持部が
芯管を貫通する長さを有する場合は、カム軸にリテーナ
の両端部から外に突出する突出部を設け、その各突出部
にリテーナと同外径のカラーを固定する。

【０００８】

【実施例】図１〜３の各実施例において、１０は本発明
による芯管（紙管）用支持軸、１１はその紙管中に突入
する支持部、１２は上記支持部を構成するカム軸、１８
は同じく円筒形のリテーナ、２０は同じく磁石ローラで
あり、カム軸１２は鉄などの磁性金属製、磁石ローラは
永久磁石特性を有する磁石鋼（合金鋼）製で、両端は半
球形になっている。

【０００９】カム軸１２は、断面形状が三つ以上の稜１
３を有する正多角形状、図示の実施例では正三角形で、
その正三角形の夫々隣接した２つの稜１３，１３の間の
三つの辺がカム面１４になっている。各カム面１４は二
つの稜１３，１３の中間に設けられた軸方向の凹部１５
と、この凹部から各稜１３，１３に向かって設けられた
上り坂の乗り上げ部１６，１６を有する、この乗り上げ
部１６，１６は図示の実施例では凸曲面になっている。

【００１０】リテーナ１８は、内周がカム軸１２の稜１
３に近接してカム軸の外に回転自在に嵌合する円筒形
で、その周面にはカム軸の正多角形の稜の数に対応した
数の軸方向に細長い細長孔１９が円周方向に等間隔で設
けてある。図示の実施例ではカム軸が三つの稜を有する
正三角形であるため、細長孔１９は１２０°の位相でリ
テーナの周面に三つ設けられている。

【００１１】リテーナの細長孔１９の幅は、磁石ローラ
２０の直径より僅かに大であり、細長孔１９の長さは磁
石ローラ２０の長さより僅かに大である。従って、磁石
ローラ２０はリテーナの細長孔１９内に出入可能であ
る。

【００１２】図１，２は支持部１１の長さが短く、紙管
の各端部中に浅く突入する支持軸の実施例であって、カ
ム軸１２の一端は二段の拡径部を有するフランジ２１の
端面に複数のボルトで同芯状に固定されている。そし
て、カム軸の外に嵌合したリテーナ１８の一端はフラン
ジ２１の小径拡径部２１ａの端面に取付けたテフロンな
どからなる環状の潤滑プレート２２に当接し、スラスト
を潤滑プレート２２で受止め、スムースに回転できるよ
うになっている。

【００１３】カム軸１２の他端にはリテーナと同外径の
キャップ２３が同芯上にボルトで固定してあり、リテー
ナがカム軸の他端から抜け出すのを防止している。キャ
ップ２３は先細りのテーパ面２３´を有し、このテーパ
面により紙管の各端部中に挿入し易くなっている。

【００１４】組立てに際してはフランジ２１にカム軸１
２の一端を固定し、カム軸の外にリテーナ１８を嵌め、
カム軸の他端にキャップ２３を固定したのち、カム軸１
２の外に嵌合したリテーナ２０を回動してリテーナの細
長孔１９をカム軸のカム面の軸方向の凹部１５上に位置
させ、各磁石ローラ２０をリテーナの細長孔を通じカム
面の各凹部１５内に位置させる。カム軸は磁性金属製、
磁石ローラ２０は永久磁石特性を有するため、磁石ロー
ラ２０はカム面の凹部１５にリテーナの細長孔１９を通
じ磁力で吸着される。この状態で磁石ローラの外周は図
１（Ｂ）に示すようにリテーナの外周面と一致し、リテ
ーナ軸方向の細長孔の内周は磁石ローラの赤道と線接触
する。尚、リテーナの外径は、３インチ用紙管の場合、
紙管の最小径７６ｍｍより小さい、例えば７５ｍｍであ
る。

【００１５】従って、シートを巻取ったり、シートロー
ルからシートを巻戻したりするために支持部１１が紙管
の各端部中に突入すると、リテーナの外径は紙管の最小
内径よりも小さいため、紙管の内周は支持部１１に対し
て偏心し、リテーナ２０の上周部に接触する（図１
（Ｂ））。

【００１６】紙管の各端部の内周に支持部１１を挿入
し、巻取り機構や巻戻し機構の対のアームの先端の相対
向した軸の鍔に夫々支持軸１０のフランジ２１をボルト
で接合、固定し、巻取り機構の場合は紙管を対のアーム
の先端間に架設し、巻戻し機構の場合は紙管上に巻取ら
れたシートロールを紙管によって対のアームの先端間に
架設する。

【００１７】巻取り機構によってアームの軸と一体に支
持軸を一方向に回転駆動し、紙管上にシートを巻取る
際、支持軸のカム軸１２はカム面の軸方向の凹部１５に
磁力で吸着した磁石ローラ２０を伴って一体に図２
（Ａ）の矢印ａ方向に回転しようとし、磁石ローラをリ
テーナの細長孔の一側１９ａに押付ける。これに対し、
前述したように紙管の内周は自重でリテーナ１８の上周
部に接触しているため、リテーナはカム軸の回転に対し
て抵抗する。これにより図２（Ａ）の矢印ａ方向に回転
しようとするカム軸の回転トルクで磁石ローラはカム面
の凹部から脱出し、カム軸の回転方向とは逆な一方の乗
り上げ部１６ａ上に磁力でカム面に吸着したまゝ転動
し、リテーナをカム軸の回転方向とは逆のｂ方向に回動
させる。リテーナは三つの細長孔に夫々磁石ローラを収
容しているので、リテーナの回動により三つの磁力ロー
ラは夫々同量宛、転動して乗り上げ部１６ａに乗り上
げ、リテーナの外周から同量宛、突出して紙管Ｃの内周
に一様に食込んで強力に摩擦接触する。

【００１８】従って、紙管の内周は一様にリテーナの外
周から突出した三つの磁石ローラによってリテーナの外
周から離れ、紙管は支持軸１０の軸心と同芯状態を保っ
て支持軸１０と一体に回転し、外周にシートを巻取る。
磁石ローラがカム面１４の凹部１５から脱出し、カム面
に磁力で吸着したまゝ転動しながら乗り上げ部１６ａに
乗り上げる磁石ローラの転動量は、リテーナの外径に対
して紙管の内径の差が大である程、多くなる。

【００１９】こうして紙管が外周に所定量のシートを巻
取ったら、巻取りを停めてシートを幅方向に切断し、巻
取ったシート毎紙管を逆方向に回動することにより、リ
テーナ１８は紙管の内周に食込んだ各磁石ローラを伴っ
て回動し、各磁石ローラはカム面の凹部１５に転入して
リテーナの外周から引込むので紙管を支持軸１０，１０
から容易に取外すことができる。

【００２０】巻戻し機構で紙管上に巻取られたシートロ
ールを紙管によって対のアームの先端間に架設し、シー
トロールからシートを巻戻す際、支持軸１０、カム軸１
２はブレーキで回転を制動されているのに対し、シート
ロールと紙管はシートの巻戻しで一体に回転しようとす
る。そしてシートロールと紙管の自重で紙管の内周に上
周部が接触したリテーナ１８も紙管と同方向に図２
（Ｂ）の矢印ｂに示すように回動しようとする。このリ
テーナ１８の回動によりカム軸の三つのカム面の凹部１
５上に位置していた各磁石ローラ２０はカム面に磁力で
吸着したまゝリテーナの細長孔の他側１９ｂで押され、
リテーナの回動方向の乗り上げ部１６ｂに強制的に転動
して乗り上がり、リテーナの外周から同量宛、突出して
紙管Ｃの内周に一様に食込んで強力に摩擦接触する。こ
れによってシートロールと、これと一体に回転する紙
管、及び支持軸はブレーキで制動されながら回転する。
紙管上にシートが無くなり、巻戻しが終了したら、紙管
を逆方向に回動することで、リテーナ１８は紙管の内周
に食込んだ各磁石ローラを伴って回動し、各磁石ローラ
はカム面の凹部に転入してリテーナの外周から引込む。
従って、紙管を支持軸１０，１０から容易に取出すこと
ができる。

【００２１】図３は芯管中に突入する支持部１１が芯管
を貫通する長さを有する支持軸の実施例を示す。支持部
１１は、一連の三つのカム面１４を備えた長いカム軸１
２と、カム軸の外に回転可能に嵌合した長いリテーナ１
８を有する。リテーナにはその全長よりも少し短い軸方
向の細長孔１９を円周方向に等間隔で三つ開設し、各細
長孔１９から長い磁石ローラ２０を挿入し、カム面の軸
方向の凹部１５に収容し、磁力でカム面に吸着させても
よいが、図示の実施例のように円周方向に等間隔の三つ
の短い細長孔１９を軸方向に間隔を保って複数組設け、
各組の三つの細長孔から夫々短い磁石ローラ２０を挿入
し、カム面の軸方向の凹部１５に収容し、磁力でカム面
に吸着させてもよい。そして、カム軸１２にはリテーナ
１８の各端部から外に突出する突出部２４，２４を設
け、この突出部に夫々カラー２５を嵌めてボルトなどで
固定し、リテーナがカム軸から抜け出るのを防止する。
各突出部２４，２４の、カラー２５から外に突出した部
分には、巻取り機構や、巻戻し機構の対のアームの先端
の対向した軸に設けた鍔と接合、固定するフランジを着
脱可能に取付ければよい。

【００２２】この長い支持軸を紙管に貫通して巻取り機
構や、巻戻し機構に装着し、シートの巻取り、シートの
巻戻しを行う際は前述した図１，２の実施例と同様に機
能し、三つの磁石ローラはリテーナの細長孔から外に突
出し、紙管の内周に一様に食込み、強力に摩擦接触し、
支持軸は紙管と一体に回転する。

【００２３】図示の実施例ではカム軸の断面形状を三つ
のカム面を有する正三角形にしたが、四つのカム面を有
する正四角形、六つのカム面を有する正六角形にするな
ど正多角形の形状は任意であり、リテーナにはカム面の
数に対応した数の軸方向の細長孔を円周方向に等間隔で
開設し、磁石ローラを挿入して各カム面に磁力で吸着さ
せることができるようにすればよい。

【００２４】カム軸のカム面の凹部から二つの稜に向か
った上り坂の乗り上げ部１６は直線状の斜面であっても
よいが、そうすると紙管の内周曲面と乗り上げ部１６の
斜面とがなす挟角は２次曲線的に増大する。これに対
し、上り坂の乗り上げ部１６を図示のような凸曲面にす
ると紙管の内周曲面と乗り上げ部１６の凸曲面とがなす
挟角は直線的に増大する。このため乗り上げ部が直線状
の斜面であると磁石ローラ２０が紙管の内周に食込む位
置は限定されるが、乗り上げ部が凸曲面の場合は磁石ロ
ーラ２０は紙管の内周に接触したどの位置でも紙管の内
周に食込むと共に、食込んだ磁石ローラを押し戻そうと
する反力も極く小さい。従って、リテーナの外周に対す
る紙管の内周の寸法が可成り大きく変化しても磁石ロー
ラを紙管の内周に食込ませ、強力に摩擦接触させること
ができるので、カム面の乗り上げ部１６は凸曲面にする
ことが好ましい。図１，２の乗り上げ部１６を凸曲面に
した実施例では、直径１２ｍｍの磁石ローラ２０がカム
面の軸方向の凹部に位置しているとき磁石ローラの外周
はリテーナの７５ｍｍの直径の外周に一致しているが、
稜１３の近くまで乗り上げ部１６に乗り上がると、磁石
ローラはリテーナの外周から６ｍｍ宛突出した。従っ
て、一つの支持軸によって、内周の最小直径７６ｍｍ、
最大直径８２ｍｍの３インチ用紙管のどれにでも内周に
強力に摩擦接触して一体に支持することができる。

【００２５】又、リテーナ１８の材質は、磁性の普通鋼
でもよいし、磁石ローラ２０が吸着しないオーステナイ
ト系ステンレス鋼でも、頑丈なプラスチックでもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上で明らかなように本発明の芯管用支
持軸は、正多角形の磁性のカム軸の外に回転可能に嵌合
したリテーナは軸方向の細長孔を有し、この細長孔に磁
石ローラを挿入してカム軸のカム面に磁力で吸着させる
ため、組立てが容易であると共に、破損、摩耗などによ
り磁石ローラを付け換える修理も、リテーナをカム軸の
外に嵌めたまゝ容易に行うことができる。そして、磁石
ローラは磁力でカム軸のカム面に吸着してリテーナの細
長孔から外に脱落することがないため、脱落防止用の保
持機構は不要であり、構造は著しく簡素である。その
上、正多角形のカム軸の隣接した二つの稜の間に形成さ
れたカム面は、二つの稜の中間に設けられた軸方向の凹
部と、この凹部から上記二つの稜に向かって設けられた
上り坂の乗り上げ部を有するため、リテーナが正逆どち
らの方向に回動しても凹部上に位置する磁石ローラはカ
ム面に磁力で吸着したまゝ、どちらかの乗り上げ部に転
動して乗り上げ、リテーナの細長孔から外に突出して紙
管の内周に食込んで強力に紙管と摩擦接触する。従っ
て、リテーナの回動方向に対して指向性が無いと共に、
各磁石ローラは同量宛、リテーナの細長孔から外に突出
するため紙管の真円度を損なうことがなく、これにより
振動や、シートの蛇行が生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明による短い支持軸を紙管の端部
に挿入した状態の一部を拡大して示した説明図、（Ｂ）
は図１（Ａ）のＢ−Ｂ線での拡大断面図である。

【図２】（Ａ）はシート巻取り時の磁石ローラの転動状
態の説明図、（Ｂ）はシート巻戻し時の磁石ローラの転
動状態の説明図である。

【図３】本発明による、紙管中を貫通する長い支持軸の
実施例の一部を断面にした立面図である。

【図４】（Ａ）は巻戻し機構の説明図、（Ｂ）は巻取り
機構の説明図である。

【図５】（Ａ）は従来の支持軸の要部の平面図、（Ｂ）
は上記支持軸に使用された弧状片の斜視図である。

【図６】（Ａ）は図５の従来の支持軸の一例の、一部を
拡大して示した断面図、（Ｂ）は同上のＢ−Ｂ線での断
面図である。

【図７】（Ａ）は図５の従来の支持軸の別の一例の、一
部を拡大して示した断面図、（Ｂ）は同上のＢ−Ｂ線で
の断面図である。

【符号の説明】

１０ 支持軸 １１ 支持部 １２ カム軸 １３ カム軸の稜 １４ カム軸のカム面 １５ カム面の軸方向の凹部 １６ カム面の乗り上げ部 １８ リテーナ １９ リテーナの軸方向の細長孔 ２０ 磁石ローラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シートをロールに巻取るか、巻取ったシ
   ートロールからシートを巻戻す際に、そのロールの芯管
   中に突入し、芯管と一体に回転する支持部を備えたシー
   トロールの芯管用支持軸において、芯管中に突入する上
   記支持部が、断面形状が三つ以上の稜を有する正多角形
   状で、その正多角形の隣接した夫々二つの稜の間の各辺
   がカム面になっている磁性のカム軸と、該カム軸の各カ
   ム面に対応した位置に軸方向の細長孔を有し、上記カム
   軸の外に嵌合してカム軸と同心に回転可能な円筒形のリ
   テーナと、上記リテーナの細長孔の軸方向の両側部に近
   接して該細長孔内に出入可能に収容され、前記カム軸の
   各カム面に磁性で吸着して転動自在な磁石ローラとから
   なり、上記隣接した二つの稜の間の各辺に設けられたカ
   ム面は、二つの稜の中間に設けられた軸方向の凹部と、
   上記凹部から前記二つの稜に向かって設けられた上り坂
   の乗り上げ部とを有することを特徴とするシートロール
   の芯管用支持軸。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のシートロールの芯管用
   支持軸において、芯管中に突入する支持部の長さが短
   く、芯管の各端部に浅く突入する際は、カム軸の一端部
   をリテーナの一端部が当接するフランジに固定し、カム
   軸の他端にはリテーナがカム軸から抜け出るのを防ぐキ
   ャップを固定したことを特徴とするシートロールの芯管
   用支持軸。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のシートロールの芯管用
   支持軸において、芯管中に突入する支持部が芯管を貫通
   する長さを有する際は、カム軸にリテーナの各端部から
   外に突出する突出部を設け、その各突出部にリテーナと
   同外径のカラーを固定したことを特徴とするシートロー
   ルの芯管用支持軸。