(57)【要約】【課題】電気的な制御を用いずに、機械的な手段のみによって巻出テンションを一定に保つことができる巻出ブレーキ機構ならびにこれを用いたロールフィルム供給装置。【解決手段】フィルム供給装置におけるブレーキ機構であって、フィルムロール取付軸に固定され共に回転するブレーキディスクと、該ブレーキディスクを挟持してブレーキ力を発生する２個のブレーキパッドと、各ブレーキパッドを保持しブレーキディスクに圧着する２本のブレーキアームと、フィルムロールの外表面に追従してロール外径を検出する外径検出ローラーを先端に備え、ローラーアーム回転支点軸を中心として回動するローラーアームとを有し、前記ブレーキアームは、前記ローラーアーム回転支点軸に固定されており、前記ブレーキパッドがロール表面の直径の変化に連動してブレーキディスク面を半径方向に移動するようにしたことを特徴とするブレーキ機構である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロール状に巻かれたフィルムの供給装置におけるブレーキ機構であって、
フィルムロール取付軸に固定されフィルムロールと共に回転するブレーキディスクと、
該ブレーキディスクを挟持してブレーキ力を発生する２個のブレーキパッドと、
各ブレーキパッドを保持しブレーキディスクに圧着する２本のブレーキアームと、
フィルムロール取付軸に取り付けたロールの外表面に追従してロール外径を検出する外径検出ローラーを先端に備え、ローラーアーム回転支点軸を中心として回動するローラーアームとを有し、
前記ブレーキアームは、前記ローラーアーム回転支点軸に固定されており、
ブレーキアームがローラーアームと共にローラーアーム回転支点軸を中心として回動することにより、前記ブレーキパッドがロール表面の直径の変化に連動してブレーキディスク面を半径方向に移動するようにしたことを特徴とするブレーキ機構。
【請求項２】
前記ブレーキパッドは、ブレーキアームの軸方向に回転軸を有するローラーであって、該ローラーの側面とブレーキディスク表面との摩擦力によってブレーキ力を発生するものであり、該ローラーの回転軸をブレーキディスクの接線方向にほぼ一致させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のブレーキ機構。
【請求項３】
ロール状に巻かれたフィルムの供給装置であって、
フィルムロール取付軸と、
該フィルムロール取付軸に固定されフィルムロールと共に回転するブレーキディスクと、該ブレーキディスクを挟持してブレーキ力を発生する２個のブレーキパッドと、
各ブレーキパッドを保持しブレーキディスクに圧着する２本のブレーキアームと、
フィルムロール取付軸に取り付けたロールの外表面に追従してロール外径を検出する外径検出ローラーを先端に備え、ローラーアーム回転支点軸を中心として回動するローラーアームとを有し、
前記ブレーキアームは、前記ローラーアーム回転支点軸に固定されており、
ブレーキアームがローラーアームと共にローラーアーム回転支点軸を中心として回動することにより、前記ブレーキパッドがロール表面の直径の変化に連動してブレーキディスク面を半径方向に移動することにより、フィルムロールの外径が変化してもフィルムに一定の巻出テンションを与え得るようにしたことを特徴とするロールフィルム供給装置。
【請求項４】
前記ブレーキパッドは、ブレーキアームの軸方向に回転軸を有するローラーであって、該ローラーの側面とブレーキディスク表面との摩擦力によってブレーキ力を発生するものであり、該ローラーの回転軸方向をブレーキディスクの接線方向にほぼ一致させるようにしたことを特徴とする請求項３に記載のロールフィルム供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロール状に巻かれたフィルムや紙（ウェブ）を送り出して様々な加工を施す装置の原反供給部に設けて、ウェブに巻出テンションを与えるためのブレーキ機構ならびにこれを用いたロールフィルム供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来ロール状フィルムの繰り出し部分の巻出テンション機構としては、繰り出し軸に直接ブレーキをかけることが多かった。
【０００３】
古くは繰り出されたフィルムのパス上にテンションアームに取り付けられたテンションローラーを配置し、このテンションアームのばね力で、テンションローラーが引き出されたら繰り出しにブレーキをかけ、さらに引き出された分が消費されるとまたブレーキがはずれてテンションアームのバネ力でフィルムが繰り出しから引き出される、という方法もとられていた。
【０００４】
また、近年は、繰り出し軸にブレーキ用のモーターや、電磁ブレーキを連動させ、繰り出し側のフィルムロールの外径をセンサーで検知したり、あるいはモーターにかかる負荷を検知したりしてブレーキ用のモーターや電磁ブレーキのパワーをコントロールする方法がとられている。しかしこれらの電気的な機構を用いた装置は、費用がかかり設備のイニシャルコストを引き上げる要因となっている。
【０００５】
特許文献１に記載された写真プリンタのペーパー供給装置は、写真プリンタのペーパー供給装置に関するものであり、ペーパー取付軸に設けたブレーキ手段とペーパー取付軸をペーパー送り方向と反対側に回転するペーパー巻取手段とダンサーローラーとダンサーローラーを回動自在に支持するダンサーアームとダンサーアームをループ形成側に付勢する付勢手段とを有し、ダンサーアームに設けられアームの回動変位により前記ブレーキ手段のブレーキを解除する第１のブレーキ解除手段と、ペーパー巻取信号に基づき前記ブレーキ手段のブレーキを強制的に解除する第２のブレーキ解除手段を有するものである。
【０００６】
特許文献１に記載された写真プリンタのペーパー供給装置においては、ブレーキ力を調節する手段を欠いており、単にブレーキをオンオフするのみである。従ってペーパーの巻出テンションを一定に保つ機能は有していない。
【０００７】
特許文献２に記載された包装機用フィルム供給装置は、包装機用フィルム供給装置に関するものであり、トグル機構を用いて、原反フィルムを装着した装填筒に制動部材を接触／離反させることにより、ブレーキの開閉を行うものである。このフィルム供給装置もブレーキをオンオフ動作させるのみで、巻出テンションを一定に保つことはできないものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平7-5581号公報
【特許文献２】特開2007-290792号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のような、繰り出し軸に直接機械的あるいは電気的なブレーキをかけるだけのブレ
ーキ機構では、ロールの外径が変化してもブレーキ力が変わらないため、ロールの外径が小さくなれば次第に巻出テンションが大きくなっていく。すなわち巻出テンションはロール外径に反比例し、ロール外径が半分になれば巻出テンションは二倍となる。
【００１０】
これに対して、センサーを駆使し、ブレーキ力を電気的に制御する方法であれば、この問題は解決するが、制御系の部材が増え、高価な装置とならざるを得ない。
【００１１】
本発明の解決しようとする課題は、電気的な制御を用いずに、機械的な手段のみによって巻出テンションを一定に保つことができる巻出ブレーキ機構ならびにこれを用いたロールフィルム供給装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、ロール状に巻かれたフィルムの供給装置におけるブレーキ機構であって、フィルムロール取付軸に固定されフィルムロールと共に回転するブレーキディスクと、該ブレーキディスクを挟持してブレーキ力を発生する２個のブレーキパッド（ディスクパッド）と、各ブレーキパッドを保持しブレーキディスクに圧着する２本のブレーキアームと、フィルムロール取付軸に取り付けたロールの外表面に追従してロール外径を検出する外径検出ローラーを先端に備え、ローラーアーム回転支点軸を中心として回動するローラーアームとを有し、前記ブレーキアームは、前記ローラーアーム回転支点軸に固定されており、ブレーキアームがローラーアームと共にローラーアーム回転支点軸を中心として回動することにより、前記ブレーキパッドがロール表面の直径の変化に連動してブレーキディスク面を半径方向に移動するようにしたことを特徴とするブレーキ機構である。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、前記ブレーキパッドが、ブレーキアームの軸方向に回転軸を有するローラーであって、該ローラーの側面とブレーキディスク表面との摩擦力によってブレーキ力を発生するものであり、該ローラーの回転軸をブレーキディスクの接線方向にほぼ一致させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のブレーキ機構である。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、ロール状に巻かれたフィルムの供給装置であって、フィルムロール取付軸と、該フィルムロール取付軸に固定されフィルムロールと共に回転するブレーキディスクと、該ブレーキディスクを挟持してブレーキ力を発生する２個のブレーキパッドと、各ブレーキパッドを保持しブレーキディスクに圧着する２本のブレーキアームと、フィルムロール取付軸に取り付けたロールの外表面に追従してロール外径を検出する外径検出ローラーを先端に備え、ローラーアーム回転支点軸を中心として回動するローラーアームとを有し、前記ブレーキアームは、前記ローラーアーム回転支点軸に固定されており、ブレーキアームがローラーアームと共にローラーアーム回転支点軸を中心として回動することにより、前記ブレーキパッドがロール表面の直径の変化に連動してブレーキディスク面を半径方向に移動することにより、フィルムロールの外径が変化してもフィルムに一定の巻出テンションを与え得るようにしたことを特徴とするロールフィルム供給装置である。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、前記ブレーキパッドが、ブレーキアームの軸方向に回転軸を有するローラーであって、該ローラーの側面とブレーキディスク表面との摩擦力によってブレーキ力を発生するものであり、該ローラーの回転軸方向をブレーキディスクの接線方向にほぼ一致させるようにしたことを特徴とする請求項３に記載のロールフィルム供給装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るブレーキ機構においては、ブレーキパッドを保持するブレーキアームが、フィルムロールの外径に追従するローラーアームと共に回動するため、フィルムが消費されてフィルムロールの外径が減少するにつれて、ブレーキパッドがブレーキディスクを挟持する位置がディスクの中心方向に移動していく。このためブレーキパッドが発生する摩擦力が一定であったとしても、ブレーキ機構が発生するトルクとしてのブレーキ力は、減少する。フィルムロールの半径が減少するにつれて、これに比例してブレーキ力が減少するため、フィルムの巻出テンションは常に一定となる。
【００１７】
このように、本発明に係るブレーキ機構ならびにこれを用いたロールフィルム供給装置は、電気的な制御を一切用いずに、機械的な機構のみによって形成されているので、装置のコストを低く抑えることができる。
【００１８】
ブレーキパッドを、ブレーキアームの軸方向に回転軸を有するローラーとして、ローラーの側面とブレーキディスク表面との摩擦力によってブレーキ力を発生するものとし、さらにローラーの回転軸をブレーキディスクの接線方向にほぼ一致させるようにしたことにより、ローラー状のブレーキパッド（ブレーキシューローラー）は、フィルムロールの外径の変化に伴い、ローラーアーム回転支点軸を中心として回動する際に、少しずつ回転する。これによりブレーキディスク上のブレーキパッドの半径方向への移動を、滑らかに、かつ確実に行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るブレーキ機構およびこれを用いたロールフィルム供給装置の一実施例における構造を示した斜視説明図である。
【図２】本発明に係るブレーキ機構およびこれを用いたロールフィルム供給装置の他の実施例における構造を示した斜視説明図である。
【図３】ブレーキディスクとブレーキシューローラーの位置関係を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態について説明する。図１は、本発明に係るブレーキ機構およびこれを用いたロールフィルム供給装置の一実施例における構造を示した斜視説明図である。図１では、側板７の一部を切り開いて全体の構造が分かるようにしてある。
【００２１】
通常、フィルムロール１は、装置下流側にある引き出しロール（図示せず）により、必要な分だけ矢印２の方向へ引き出されていく。
【００２２】
このとき、ロール外周にロール外径の変化とともに、ロールの半径方向へ移動可能な外径検出ローラー３が、スプリング４の力でロールの外周に接触している。外径検出ローラーの自重を利用することにより、スプリング４を省略することができる場合もある。
【００２３】
このロール外周に追従していく外径検出ローラー３は、ローラーアーム５、ローラーアーム回転支点軸６を介して、側板７の裏側に設置された２本のブレーキアーム８と連動している。２本のブレーキアーム８は、付け根の部分で一体となっている。
【００２４】
２本のブレーキアーム８の先端には、ブレーキパッド９がブレーキディスク１１を挟み込む形で設置され、一定の力でブレーキディスク１１を挟み込んでいる。ブレーキパッド９がブレーキディスク１１を挟む力は、ねじやばねによって調節できるようにする。ブレ
ーキパッドの材質は、必要とする摩擦力や耐久性、発塵性などを考慮して選択する。自動車用のブレーキパッドを利用することもできる。
【００２５】
ロールフィルムが矢印２の方向へ引き解かれていくと、同時にブレーキディスク１１も一緒に回転する。
【００２６】
このとき、ブレーキディスク１１は、２個のブレーキパッド９に挟まれており、矢印１２の方向、すなわち、回転方向にはブレーキパッド９の把持力によりブレーキがかけられる。
【００２７】
また、このブレーキパッド９は、フィルムロール１の外径の変化に応じ、ローラーアーム回転支点軸６を中心に回動してブレーキディスク１１の半径方向にわずかずつ移動して行く。
【００２８】
ブレーキパッド９とブレーキディスク１１との間に生じる摩擦力は一定であるが、挟み込む位置がブレーキディスク１１の中心に近づくにつれて、ブレーキ機構が発生するブレーキトルクは減少していく。このブレーキトルクの減少は、フィルムロールの径の減少に比例するので、ロールフィルムを繰り出しローラーから繰り出す際、常に一定の巻出テンションをフィルムにかけることが出来る。
【００２９】
図２は、本発明に係るブレーキ機構およびこれを用いたロールフィルム供給装置の他の実施例における構造を示した斜視説明図である。また図３は、ブレーキディスク１１とブレーキシューローラー１０の位置関係を示した説明図である。
【００３０】
この実施例においては、２つのブレーキパッド９が、２本のブレーキアーム８の軸方向に回転軸を有するローラー（ブレーキシューローラー）１０であって、ブレーキシューローラー１０の側面とブレーキディスク１１の表面との摩擦力によってブレーキ力を発生するものであり、さらにブレーキシューローラー１０の回転軸１４をブレーキディスク１１の接線方向１５にほぼ一致させるようにしたことを特徴とする。
【００３１】
通常、フィルムロール１は、装置下流側にある引き出しロール（図示せず）により、必要な分だけ矢印２の方向へ引き出されていく。
【００３２】
このとき、ロール外周にロール外径の変化とともに、ロールの半径方向へ移動可能な外径検出ローラー３が、スプリング４の力でロールの外周に接触している。外径検出ローラーの自重を利用することにより、スプリング４を省略することができる場合もある。
【００３３】
このロール外周に追従していく外径検出ローラー３は、ローラーアーム５、ローラーアーム回転支点軸６を介して、側板７の裏側に設置された２本のブレーキアーム８と連動している。２本のブレーキアーム８は、付け根の部分で一体となっている。
【００３４】
２本のブレーキアーム８の先端には、ブレーキパッド９としてブレーキシューローラー１０がブレーキディスク１１を挟み込む形で設置され、一定の力でブレーキディスク１１を挟み込んでいる。ブレーキシューローラー１０がブレーキディスク１１を挟む力は、ねじやばねによって調節できるようにする。ブレーキシューローラーの材質は、必要とする摩擦力や耐久性、発塵性などを考慮して選択する。摩耗性に優れたウレタンゴム系の材質は、好適に使用することができる。
【００３５】
ロールフィルムが矢印２の方向へ引き解かれるにつれてフィルムロール１が回転すると、同時にブレーキディスク１１も一緒に回転する。
【００３６】
このとき、ブレーキディスク１１は、２個のブレーキシューローラー１０に挟まれており、矢印１２の方向、すなわち、回転方向にはブレーキシューローラー１０の把持力によりブレーキがかけられる。
【００３７】
また、このブレーキシューローラー１０は、フィルムロール１の外径の変化に応じ、ローラーアーム回転支点軸６を中心に回動してブレーキディスク１１の半径方向にわずかずつ移動して行く。このときのブレーキシューローラー１０の軌跡は、ローラーアーム回転支持軸６を中心とした円弧となるが、効率良くブレーキ力を発生させるためにはブレーキシューローラー１０は、ブレーキディスク１１の半径上を移動していくことが望ましい。従ってブレーキシューローラー１０の回転軸１４を、ブレーキシューローラー１０がブレーキディスク１１に接する部分の接線方向１５にほぼ一致させるようにして、ブレーキシューローラー１０の円弧状の軌跡がブレーキディスク１１の半径とほぼ一致するような設定にしておくことが望ましい。
【００３８】
図３に示したように、ブレーキアーム８の先端に取り付けたブレーキシューローラー１０の回転軸１４を、ブレーキシューローラー１０がブレーキディスク１１に接する部分における接線方向１５にほぼ一致させることにより、ブレーキディスク１１の回転に伴うブレーキシューローラー１０の回転はなく、ブレーキシューローラー１０側面の同じ場所がブレーキディスクと接することになる。
【００３９】
しかしフィルムロール１が巻き出されてその径が次第に小さくなっていくのに伴い、ブレーキシューローラー１０は、ブレーキディスク１１に接触したままブレーキディスク１１の中心の方向へゆっくり移動する。これに伴い、ブレーキシューローラー１０はゆっくりと回転するので、偏摩耗を生じずに済むし、また滑らかな移動が可能となる。
【００４０】
ブレーキシューローラー１０の側面とブレーキディスク１１との間に生じる摩擦力は一定であるが、挟み込む位置がブレーキディスク１１の中心に近づくにつれて、ブレーキ機構が発生するブレーキトルクは減少していく。このブレーキトルクの減少は、フィルムロールの径の減少に比例するので、ロールフィルムを繰り出しローラーから繰り出す際、常に一定の巻出テンションをフィルムにかけることが出来る。
【符号の説明】
【００４１】
１・・・フィルムロール
２・・・矢印
３・・・外径検出ローラー
４・・・スプリング
５・・・ローラーアーム
６・・・ローラーアーム回転支持軸
７・・・側板
８・・・ブレーキアーム
９・・・ブレーキパッド
１０・・・ブレーキシューローラー
１１・・・ブレーキディスク
１２・・・矢印
１３・・・矢印
１４・・・ローラーの回転軸
１５・・・接線方向
【図１】
2011207586.tif 000003
【図２】
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【図３】
2011207586.tif 000005