(57)【要約】【課題】巻芯が紙管や合成樹脂管等のように比較的機械的強度が小さく、かつ幅の狭いものであっても、その巻芯複数個を精度よく所定の相互間隔をとって、振れ回りが生じないよう確実に保持することができ、しかも巻芯の着脱作業を比較的簡単に短時間で行うことができるフリクション巻軸を提供する【解決手段】複数の巻芯Ｃを巻芯毎の巻芯アダプター３を介して中心駆動軸２の外周に装着する。巻芯アダプター３、中心駆動軸２に外挿する環状本体６と、環状本体６の片方の端部に設けた鍔７と、環状本体６に外挿した巻芯Ｃを環状本体６上に固定する巻芯固定手段８と、環状本体６の一方の端面に該環状本体６と同心に形成した環状溝９と、その環状溝９に収容した複数の球体１０とを備え、巻芯アダプター群４において隣り合う関係にある巻芯アダプター３の環状本体６同士は夫々球体１０を挟んで互い接する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の巻芯を所定の相互間隔をとって貫通して保持し、該巻芯のまわりに夫々帯状シートを一斉に巻取るフリクション巻軸であって、中心駆動軸と、前記巻芯を前記中心駆動軸の外周に装着するための、巻芯毎の環状の巻芯アダプターと、前記中心駆動軸の回転力を前記各巻芯アダプターに、該巻芯アダプターが前記中心駆動軸に対して個々にスリップ回転可能に伝達する回転力伝達手段と、前記中心駆動軸が貫通している前記巻芯毎の巻芯アダプターからなる巻芯アダプター群を、前記中心駆動軸の長手方向における所定位置に拘束する巻芯アダプター群位置決め手段とからなり、前記巻芯アダプターは、前記中心駆動軸に外挿する環状本体と、環状本体の片方の端部に設けた鍔と、前記環状本体に外挿した巻芯を前記環状本体上に固定する巻芯固定手段と、前記環状本体の一方の端面に該環状本体と同心に形成した環状溝と、その環状溝に収容した複数の球体とを備え、前記巻芯アダプター群において隣り合う関係にある巻芯アダプターの環状本体同士は夫々前記球体を挟んで互い接することを特徴とするフリクション巻軸。
【請求項２】
前記環状溝と前記球体とを備える代わりに、前記環状本体の少なくとも一方の端部に装着したころがり軸受を備え、前記巻芯アダプター群において隣り合う関係にある巻芯アダプターの環状本体同士は夫々前記ころがり軸受を挟んで互い接する請求項１に記載のフリクション巻軸。
【請求項３】
前記巻芯固定手段は、前記環状本体の外周面の円周方向の少なくとも３箇所に配設した、前記中心駆動軸の回転方向に次第に深くなる底面傾斜溝と、前記底面傾斜溝に個々に配置した複数のコロと、前記複数のコロの相互間隔を保持する、前記環状本体の外周に回転可能に嵌めた環状のリテーナと、前記複数のコロを包囲する、拡張収縮可能な環状係合体と、前記環状本体の外周に巻芯が外挿されていないとき前記環状係合体の外周部に外接する円の直径が前記巻芯の内径より大きくなる待機位置に復帰するよう前記リテーナに回転力を付与するための、前記リテーナと環状本体との間に設けた、弾力的に伸縮可能な伸縮部材とからなる請求項１又は請求項２に記載のフリクション巻軸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙管やプラスチック管のような円筒状の複数の巻芯を所定の相互間隔をとって保持し、それらの巻芯のまわりに夫々、金属箔や金属薄板等の帯状シートを一斉に巻取るフリクション巻軸に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のフリクション巻軸には、例えば特開平０４−２３７５１５号公報の第３図に開示されるように、中心駆動軸の外周に、複数の巻芯と該巻芯の相互の間隔を一定に保つためのスペーサと軸端リングを嵌めて、軸端リングを中心駆動軸に固定して巻芯とスペーサとを中心駆動軸の長手方向における所定位置に拘束し、各巻芯に夫々帯状シートを係止した後、中心駆動軸を回転駆動すると共に、中心駆動軸に保持した複数の摩擦片を介して各巻芯に所要の回転力を伝達することにより巻芯を回転駆動して各巻芯のまきわりに帯状シートを一斉に巻取ることができるようにしたものがある。
【０００３】
ところが、このフリクション巻軸では、巻芯が、鋼管のように機械的強度が大きいものであればよいが、例えば紙管や合成樹脂管のように機械的強度が小さいものだと、巻芯の内周面を摩擦部材で摩擦すると、巻芯が摩擦部材によって削られるため使用することができない。
【０００４】
また従来のフリクション巻軸には、例えば昭６２−１８０８８４号公報に開示されるように、巻芯の内周面を把持する把持機構を夫々備えた環状の多数の巻取カラーを中心駆動軸の外周に隣接状に嵌め、その多数の巻取カラーからなる巻取カラー群を、中心駆動軸に固定した固定カラーと、中心駆動軸沿いに移動可能な可動カラーとで挟み、可動カラーを固定カラーに向けて加圧装置により適度な力で押すことで、巻取カラー群の巻取カラー相互間に生ずる摩擦力により中心駆動軸の回転を各巻取カラーに伝達することができるようにしたものもある。このフリクション巻軸では、巻芯を巻取カラー上に把持機構によって固定することができ、巻取中に巻芯の内周面や端面が擦られることがないので、巻芯として紙管や合成樹脂管等を用いることができる。
【０００５】
しかし、このフリクション巻軸では、巻取中に帯状シートの厚みムラ等に起因して巻芯上の巻取ロール間でその巻取径に差が生じた場合、各巻取ロールは巻取径に反比例する回転数で個々に回転するので隣合う巻取カラーの端面同士が滑りながら回転して摩擦損失が生ずる。更に巻取中に巻取カラーは中心駆動軸に対しても回転するので巻取カラーと中心駆動軸との間でも摩擦損失が生ずる。そして中心駆動軸の回転は巻取カラー群の両端から中央部へと伝達されるので、摩擦損失が生ずると、巻取カラー伝達される回転力は、巻取カラー群の両端から中央部に行くほど低減する。そのため、各巻芯に所要の回転力を正確に伝達することができず、各巻芯のまわりに巻取る帯状シートの巻取張力のバラツキも大きくなって、同時に形成した巻取ロールであっても、その巻取ロール間で巻取品質が不均一になり易い。また、最近では、フリクション巻軸によって狭幅の帯状シートを巻芯上に巻取ることが要求される場合が多いが、巻芯の幅が、例えば巻取カラーの幅と同程度に狭いと、把持機構による巻芯内周面の把持が不安定なり、巻芯が巻取カラーに対して傾いた状態で保持され易く、その状態で巻取りを行うと巻芯が振れ回りして、巻取ロールの端面が不揃いとなったり、巻取中に巻崩れが生じて巻取不能になったりする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０４−２３７５１５号公報
【特許文献２】特開昭６２−１８０８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述のような問題点に鑑み、巻芯が紙管や合成樹脂管等のように比較的機械的強度が小さく、かつ幅の狭いものであっても、その巻芯複数個を精度よく所定の相互間隔をとって、振れ回りが生じないよう確実に保持することができ、しかも巻芯の着脱作業を比較的簡単に短時間で行うことができるフリクション巻軸を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明のフリクション巻軸は、複数の巻芯を所定の相互間隔をとって貫通して保持し、該巻芯のまわりに夫々帯状シートを一斉に巻取るフリクション巻軸であって、中心駆動軸と、前記巻芯を前記中心駆動軸の外周に装着するための、巻芯毎の環状の巻芯アダプターと、前記中心駆動軸の回転力を前記各巻芯アダプターに、該巻芯アダプターが前記中心駆動軸に対して個々にスリップ回転可能に伝達する回転力伝達手段と、前記中心駆動軸が貫通している前記巻芯毎の巻芯アダプターからなる巻芯アダプター群を、前記中心駆動軸の長手方向における所定位置に拘束する巻芯アダプター群位置決め手段とからなり、前記巻芯アダプターは、前記中心駆動軸に外挿する環状本体と、環状本体の片方の端部に設けた鍔と、前記環状本体に外挿した巻芯を前記環状本体上に固定する巻芯固定手段と、前記環状本体の一方の端面に該環状本体と同心に形成した環状溝と、その環状溝に収容した複数の球体とを備え、前記巻芯アダプター群において隣り合う関係にある巻芯アダプターの環状本体同士は夫々前記球体を挟んで互い接することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、巻芯が紙管や合成樹脂管の等のように機械的強度が比較的小さく、しかもその幅が狭いものであっても、その巻芯複数個を精度よく所定の相互間隔をとって、しかも振れ回りが生じないよう確実に保持することができる。しかも巻芯アダプター相互間での摩擦損失が小さいので巻芯に所要の回転力を比較的正確に付与することができる。それゆえ、各巻芯のまわりに幅の狭い帯状シートを同時に品質よく巻取ることができる。更に、巻芯アダプターへの巻芯装着時における巻芯群の締付力の調節や巻芯相互間へのスペーサの装着は不要であり、巻取カラー群上への巻芯アダプター装置着時にも巻芯アダプター相互間へのスペーサの装着は不要であるので、巻芯アダプターへの巻芯装着作業や巻取カラー群上への巻芯アダプター装着作業を比較的簡単に短時間で行うことができ、巻取停止時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係るフリクション巻軸の概略正面図である。
【図２】図２は、巻芯アダプターの右側面図である。
【図３】図３は、図２における巻芯アダプターのＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】図４は、図２における巻芯アダプターのＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図５】図５は、巻芯アダプターの他の実施態様を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１乃至図４を参照して本発明の一実施例について説明する。図１において、フリクション巻軸１は、所定の相互間隔をおいて保持した管状の複数の巻芯Ｃのまわりに夫々帯状シートＳを一斉に巻取り、それによって各巻芯Ｃ上に夫々巻取ロールＲを形成するものである。この実施例では、広幅の帯状シートを複数条に分割して巻取るシート分割巻取装置に備えた２本のフリクション巻軸のうちの１本であり、図１に示す各帯状シートＳは、広幅の帯状シートを、図示しないスリッター装置で複数条に分割して幅方向に一列に並ぶ狭幅の帯状シート群とし、その帯状シート群の個々の狭幅の帯状シートを、図示のフリクション巻軸１と、図示しない他のフリクション巻軸とへ順次交互に振り分けて各フリクション巻軸への振り分け帯状シート群としたうちの、図示のフリクション巻軸１への振り分け帯状シート群をなすものである。
【００１２】
図示のフリクション巻軸１は、中心駆動軸２と、巻芯Ｃを中心駆動軸２の外周に装着するための、巻芯Ｃ毎の環状の巻芯アダプター３と、中心駆動軸２の回転力を各巻芯アダプター３に、該巻芯アダプター３が中心駆動軸２に対してスリップ回転可能に伝達する回転力伝達手段と、中心駆動軸２が貫通している巻芯Ｃ毎の巻芯アダプター３からなる巻芯アダプター群４を、中心駆動軸２の長手方向における所定位置に拘束する巻芯アダプター群位置決め手段５とからなる。
【００１３】
巻芯アダプター３は、中心駆動軸２に外挿する環状本体６と、環状本体６の片方の端部に設けた鍔７と、環状本体６に外挿した巻芯Ｃを該環状本体６上に固定する巻芯固定手段８と、環状本体６の一方の端面に該環状本体６と同心に形成した環状溝９と、その環状溝９に収容した複数の球体１０とを備え、巻芯アダプター群４において隣り合う関係にある巻芯アダプター３の環状本体６同士は夫々球体１０を挟んで互い接する。
【００１４】
巻芯固定手段８は、環状本体６の外周面の円周方向の少なくとも３箇所に配設した、中心駆動軸２の回転方向に次第に深くなる底面傾斜溝１１と、この底面傾斜溝１１に個々に配置した複数のコロ１２と、この複数のコロ１２の相互間隔を保持する、環状本体６の外周に回転可能に嵌めた環状のリテーナ１３と、複数のコロ１２を包囲する、拡張収縮可能な環状係合体１４と、環状本体６の外周に巻芯が外挿されていないとき環状係合体１４の外周部に外接する円の直径が巻芯Ｃの内径より大きくなる待機位置に復帰するようリテーナ１３に回転力を付与するための、リテーナ１３と環状本体６との間に設けた、弾力的に伸縮可能な伸縮部材１５とからなる。
【００１５】
環状本体６は、図３に示すように本体部材６ａと、本体部材６ａの一方の端面にボルト１６で固着した、環状溝９の開口の幅を球体１０の直径より僅かに狭くするための球体脱落防止部材６ｂと、本体部材６ａのもう一方の端面にボルト１７で固着した、環状溝９に入り得る筒状の端部１８を有する当接部材６ｃとからなり、当接部材６ｃの筒状の端部１８が環状本体６の、球体１０に当接する端部となる。したがって、球体１０に隣の環状本体６の端部１８が当接していなくても、環状溝９から球体１０が脱落するのを防ぐことができる。また本体部材６ａのもう一方の端面から筒状の端部１８の端面までの長さが異なる当接部材６ｃを複数個準備しておき、当接部材６ｃを適宜交換することにより、環状本体６の中心駆動軸２への装着間隔を、巻取る帯状シートの幅に応じて変更することができる。
【００１６】
環状係合体６は、コロ１２の両端面に係合可能な内向きの鍔を両縁沿いに配設した鋼鉄製の環状体の１箇所を狭い幅で切断して形成してあるが、必要に応じて複数の円弧状部材を弾力的な部材でつなぎ合わせて拡張収縮可能にしたものでもよい。
【００１７】
伸縮部材１５は、この実施例では引っ張りコイルバネであり、その一端を、図３に示すようにリテーナ１３に装着したピン１９に、他の一端を、図４に示すように環状本体６に装着したピン２０に係止して、環状本体６に形成した溝２１に収容してある。ピン１９は環状本体６の左側端面から溝２１に通じるように形成し、環状本体６の半径方向に伸びた溝６ｄに入れてある。
【００１８】
図１に示すように、中心駆動軸２の回転力を各巻芯アダプター３に伝達するための回転力伝達手段は、中心駆動軸２の密閉された中空部に導入した所要圧力の圧力流体によって作動するピストン２２により、中心駆動軸２に設けた半径方向の穴に挿入した摩擦部材２３を巻芯アダプター３の環状本体６の内周面に押付けることができるように構成してある。中心駆動軸２は、その左側端部を図示しない軸受装置により片持ち支持されており、図示しないモータから動力が伝達されるようになっている。
【００１９】
巻芯アダプター群位置決め手段５は、中心駆動軸２上において巻芯アダプター群４の両側に配置した、中心駆動軸２に着脱自在な位置決め環２４並びに位置決め環２５からなる。右側の位置決め環２４の端は中心駆動軸に形成した大径部分の肩に当接しており、左側の位置決め環２５は、その内周面を、中心駆動軸２に設けた、図示しない公知の把持手段（例えば特開昭６２−５１５３７号公報に開示）により把持することにより、中心駆動軸２上に固定することができるようになっている。また左側の位置決め環２４には、巻芯アダプター３と同様の環状溝に球体２６が収容してあり、この球体２６に左端の巻芯アダプター３の端部１７が当接可能である。右側の位置決め環２４は、必要でない場合もある。
【００２０】
図２に示す巻芯アダプター３は、巻芯Ｃを外挿していない状態を示し、引っ張りコイルバネ１５は収縮しており、コロ１２が底面傾斜溝１１内の待機位置に移動している。そして環状係合体１４は、その外周面の直径が、外挿する巻芯Ｃの内径より大きくなる待機位置に復帰している。
【００２１】
巻芯アダプター３に巻芯Ｃを装着するには、中心駆動軸２から抜き取った状態において、手で環状係合体１４に引っ張りコイルバネ１５の収縮力に抗する回転力を加えることにより、リテーナ１３を環状本体６に対して図２の矢印Ａ１が指す方向の反対方向に回転させ、コロ１２を底面傾斜溝１１の深い部分に移動させた後、巻芯Ｃを環状本体６の外周に差し込む。このとき、巻芯Ｃの位置決め作業を容易にするための鍔７に巻芯Ｃ端面が当接するまで差し込む。その後、外部からリテーナ１３に回転力が加わらない状態にすると、リテーナ１３は、伸ばされた状態にある引っ張りコイルバネ１５の反発力を受けて環状本体６に対して回転する。それによって各コロ１２は、同時に等距離ずつ底面傾斜溝１１内を浅い方へ移動すると共に、底面傾斜溝１１の底面によって等量だけ押上げられて、巻芯Ｃの内周面を押圧する。コロ１２が巻芯Ｃの内周面を押圧するとリテーナ１３の環状本体６に対する回転抵抗は大きくなりリテーナ１３の回転は停止する。しかし、その後も、リテーナ１３は、引っ張りコイルバネ１５から回転力を付与されるので、各コロ１２による巻芯Ｃの内周面の押圧状態は続く。このとき、各コロ１２は等量ずつ押上げられており、またその環状係合体１４の係合面１４ａは環状本体６の中心軸線に平行に伸長しているので、巻芯アダプター３は、巻芯Ｃを、その巻芯Ｃの切断端面の垂直性の良否に関係なくその巻芯Ｃの中心軸線が環状本体６の中心軸線に対して傾かないよう同心に保持することができる。また伸縮部材１５によるリテーナ１３の付勢力を変更することにより巻芯非装着時の環状係合体の外径を変更することができるので、巻芯Ｃの内径のバラツキが大きい場合でも、その巻芯を確実に環状本体６上に固定することが可能になる。
【００２２】
巻芯Ｃを巻芯アダプター３から取外すには、手でリテーナ１３に引っ張りコイルバネ１５の反発力に抗する回転力を加え、リテーナ１３を環状本体６に対して、底面傾斜溝１１が深くなる方向に回転させることにより、図５に示すようにコロ１２を底面傾斜溝１１の深い部分に移動させた後、巻芯Ｃを環状本体６の外周から抜き取る。
【００２３】
図１に示すフリクション巻軸１から巻取ロールＲを取出すには、ピストン２２による摩擦部材２３の押上げを停止すると共に、左側の位置決め環２４の中心駆動軸２への拘束を解いた後、片持ち支持状態の中心駆動軸２の左端から、左側の位置決め環２４、巻取ロールＲを巻芯アダプター３と共に抜き取る。
【００２４】
帯状シートＳを巻取るには、予め、各帯状シートＳの巻芯Ｃを夫々巻芯アダプター３に装着ししておき、その巻芯Ｃを装着した巻芯アダプター３を、夫々中心駆動軸２の左端から中心駆動軸２の外周に所要位置まで差し込み、更に左側の位置決め環２４を差し込む。その後、左側の位置決め環２４に、右側の位置決め環２３へ向けて押圧力を加えて、巻芯アダプター群４の隣り合う巻芯アダプター３において、夫々片方の巻芯アダプター３の環状溝９の底面と、もう片方の巻芯アダプター３の環状本体６の端部１７の端面とが、夫々球体１０に当接する状態にし、その状態で中心駆動軸２に左側の位置決め環２４を固定する。それによって、巻芯アダプター群４は、図１に示すように中心駆動軸２上の所定位置に拘束される。また巻芯アダプター群４において隣り合う関係にある巻芯アダプター３の環状本体６同士は夫々ころがり軸受１３を挟んで接するので、各巻芯アダプター３は、巻芯相互間にスペーサを取付けなくても正確に位置決めされ、巻芯アダプター３上の巻芯Ｃも正確に位置決めされる。
【００２５】
その後、各巻芯Ｃに帯状シートＳの先端を止着して中心駆動軸２を、図２において矢印Ａ１が指す方向に回転駆動すると、巻芯アダプター３の環状本体６には摩擦部材２３を介して中心駆動軸２の回転力が伝達される。一方、巻芯Ｃには帯状シートＳの張力に応じた回転抵抗が生じる。そのため、巻芯Ｃは巻芯アダプター３の環状本体６に対して図２の矢印Ａ１が指す方向の反対方向に回転しようとし、それによって各コロ１２は底面傾斜溝１１の浅いほうへ移動して環状係合体１４を押上げ、環状係合体１４の外径が大きくなろうとするので、巻芯アダプター３による巻芯Ｃの把持力は増大する。巻取中に巻取ロールＲ間でその巻取径に差異が生じても、隣り合う巻芯アダプター５の環状本体６同士は球体１０を挟んでころがり接触するため相互間の摩擦抵抗が小さい。それゆえ、巻取中に互いの回転速度に差が生じても、環状本体６相互間の摩擦による巻取トルクの損失を大幅に軽減することができる。また巻芯Ｃと摩擦部材２３は直接接触しないので、例えば紙管や合成樹脂管のような機械的強度が比較的小さい巻芯を使用することができる。
【００２６】
以上、一実施例により本発明を説明したが、本発明の実施態様は発明の要旨を変えることなく必要応じて多様に変わり得る。例えば、巻芯アダプターは、図３に示す球体１０と環状溝９の代わり、図５に示すように、ころがり軸受２７を備え、巻芯アダプター群において隣り合う関係にある巻芯アダプター３の環状本体６同士はころがり軸受２７を挟んで互い接するものでもよい。図５に示すころがり軸受２７は４点接触玉軸受であり、その外輪２６ａを環状本体６の片方の端部に形成した穴に装着してあり、その内輪２６ｂの端面に隣の巻芯アダプターの環状本体６の端部１７の端面が当接する。また本発明によれば、巻芯固定手段は、例えば環状本体の中心軸線に平行に伸びた係合部又は環状本体の中心軸線沿いに並ぶ係合部を有する複数の係合部材を巻芯Ｃの内周面に押付けて把持するように構成したものや、環状本体の鍔とこの鍔の反対側において環状本体に装着した締付環とで巻芯の両端面を挟んで締付けるように構成したものでもよい。
【符号の説明】
【００２７】
Ｓ  帯状シート
Ｃ  巻芯
Ｒ  巻取ロール
１  フリクション巻軸
２  中心駆動軸
３  巻芯アダプター
４  巻芯アダプター群
５  巻芯アダプター位置決め手段
６  環状本体
７  鍔
８  巻芯固定手段
９  環状溝
１０  球体
１１  底面検車溝
１２  コロ
１３  リテーナ
１４  環状係合体
１５  伸縮部材
１６  ボルト
１７  ボルト
１８  環状本体の球体側の端部
２２  ピストン
２３  摩擦部材
２４  位置決めリング
２５  位置決めリング
２６  球体
２７  ころがり軸受
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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