(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙、プラスチックフィルムなどのウエブ材料を中空の巻取コアに巻き取る巻取装置であって、
巻取軸のまわりに同心に配置され、前記巻取軸のまわりを回転可能であるリング状ホルダと、
前記ホルダの外周面にはめ合わされ、前記巻取軸の軸方向に移動可能であるリング状スライダと、
前記スライダの外周面に形成されたテーパ状傾斜面と、
前記スライダのまわりに角度間隔を置いて配置され、前記傾斜面に係合し、前記巻取軸の半径方向に移動可能である複数のチップと、
前記巻取軸の軸方向において、前記ホルダの両側に配置され、第１および第２内孔に挿入され、前記巻取軸の軸方向に移動可能である第１および第２ピストンと、
前記巻取軸内に形成され、流体圧を前記第１内孔に供給し、前記第１ピストンにより、前記スライダを前記巻取軸の軸方向に移動させ、前記傾斜面により、前記各チップを前記巻取軸の半径方向に移動させ、拡張させ、前記巻取コアの内周面に押し付け、これによって前記巻取コアを保持する第１流路と、
前記第１流路から独立し、前記巻取軸内に形成され、流体圧を前記第２内孔に供給し、前記第２ピストンを前記ホルダの端面に押し付け、そのフリクションにより、前記巻取軸のトルクを前記ホルダ、前記スライダ、前記チップおよび前記巻取コアに伝達し、これによって前記巻取コアを回転させる第２流路とからなる巻取装置。
【請求項２】
複数の前記ホルダが複数の前記スライダと組み合わされ、前記巻取軸の軸方向に間隔を置いて配置され、前記各スライダにおいて、複数の前記チップが前記スライダのまわりに角度間隔を置いて配置されており、前記巻取軸上において、複数のシリンダブロックが前記各ホルダ間に配置され、前記第１および第２内孔が前記各シリンダブロックに形成され、前記第１および第２ピストンが前記シリンダブロックの第１および第２内孔に挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の巻取装置。
【請求項３】
前記シリンダブロックはリング状のもので、前記巻取軸のまわりに同心に配置され、前記各シリンダブロックにおいて、複数の前記第１内孔が前記巻取軸のまわりに角度間隔を置いて形成され、複数の前記第１ピストンが前記巻取軸のまわりに角度間隔を置いて配置され、前記第１内孔に挿入され、前記各シリンダブロックにおいて、複数の前記第２内孔が前記巻取軸のまわりに角度間隔を置いて形成され、複数の前記第２ピストンが前記巻取軸のまわりに角度間隔を置いて配置され、前記第２内孔に挿入されていることを特徴とする請求項２に記載の巻取装置。
【請求項４】
リング状コイルスプリングが前記チップおよび前記スライダのまわりに設けられ、前記チップおよびスライダに形成された周方向みぞにはめ込まれており、前記スプリングにより、前記各チップが前記巻取軸の半径方向に弾性付勢され、前記傾斜面に係合するようにしたことを特徴とする請求項２〜３のいずれかに記載の巻取装置。
【請求項５】
複数のボールが複数のケース内に回転可能に収容され、前記各ホルダ間において、前記各ケースが前記巻取軸のまわりに角度間隔を置いて配置され、前記各ボールが前記各ケースの外面から突出し、前記ウエブ材料の巻取完了後、前記各チップが前記巻取軸の半径方向に収縮し、巻取製品が前記ボール上に支持されるようにしたことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の巻取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
この発明は、紙、プラスチックフィルムなどのウエブ材料を中空の巻取コアに巻き取る巻取装置に関するものである。
【０００２】
背景技術
以前、出願人は特別の構造の巻取装置を開発し、提案した。特公昭６０−３０６２１号公報に記載されているものがそれである。同公報の装置では、リング状ホルダが巻取軸のまわりに同心に配置され、リング状スライダがホルダの外周面にはめ合わされる。ホルダは巻取軸のまわりに回転可能であり、スライダは巻取軸の軸方向に移動可能である。さらに、テーパ状傾斜面がスライダの外周面に形成され、複数のチップがスライダのまわりに角度間隔を置いて配置され、傾斜面に係合し、巻取軸のまわりにおいて、中空の巻取コアがスライダおよびチップに対応する位置に配置される。チップは巻取軸の半径方向に移動可能である。さらに、巻取軸の軸方向において、軸方向ピストンがホルダの一方側に配置され、軸方向内孔に挿入され、流体圧が巻取軸の内部流路を通り、軸方向内孔に供給され、軸方向ピストンがスライダの端面に押し付けられる。したがって、スライダが巻取軸の軸方向に移動し、スライダの傾斜面により、各チップが巻取軸の半径方向に移動し、拡張され、巻取コアの内周面に押し付けられ、これによって巻取コアが保持される。さらに、軸方向ピストンとスライダのフリクションにより、巻取軸のトルクがスライダ、チップおよび巻取コアに伝達され、これによって巻取コアが回転する。したがって、ウエブ材料を中空の巻取コアに巻き取ることができるものである。
【０００３】
ところで、この装置はウエブ材料の巻取張力にともなう問題があった。たとえば、最近、薄いフィルムなどの伸びやすい材料をできるだけ伸びないよう巻き取ることが要求されている。これを達成するには、その材料を小さい巻取張力で巻き取る必要があるが、この装置の場合、ウエブ材料の巻取張力に関係するのは巻取コアに伝達されるトルクであり、軸方向ピストンとスライダのフリクションである。軸方向ピストンとスライダのフリクションが小さいほど、巻取コアに伝達されるトルクが小さく、ウエブ材料の巻取張力は小さい。さらに、流体圧が巻取軸の内部流路を通り、軸方向内孔に供給され、軸方向ピストンがスライダの端面に押し付けられるのは前述したとおりであり、その流体圧を小さく選定すると、それに比例し、軸方向ピストンとスライダのフリクションは減少するはずである。しかしながら、流体圧が小さすぎると、スライダの傾斜面により、各チップを巻取コアの内周面に押し付けることができず、巻取コアを確実に保持することができない。このため、流体圧を小さく選定し、ウエブ材料を小さい巻取張力で巻き取ることは困難であるという問題があったものである。
【０００４】
したがって、この発明の目的は、紙、プラスチックフィルムなどのウエブ材料を大きい巻取張力で巻き取ることができ、小さい巻取張力で巻き取ることもでき、どのような材料であっても、それを的確に巻き取ることができるようにすることにある。
【０００５】
発明の開示
この発明によれば、紙、プラスチックフィルムなどのウエブ材料を中空のコアに巻き取る巻取装置において、リング状ホルダが巻取軸のまわりに同心に配置され、リング状スライダがホルダの外周面にはめ合わされる。ホルダは巻取軸のまわりに回転可能であり、スライダは巻取軸の軸方向に移動可能である。さらに、テーパ状傾斜面がスライダの外周面に形成され、複数のチップがスライダのまわりに角度間隔を置いて配置され、傾斜面に係合する。チップは巻取軸の半径方向に移動可能である。さらに、巻取軸の軸方向において、第１および第２ピストンがホルダの両側に配置され、第１および第２内孔に挿入される。第１および第２ピストンは巻取軸の軸方向に移動可能である。さらに、第１流路が巻取軸内に形成され、流体圧が巻取軸の第１流路を通り、第１内孔に供給され、第１ピストンにより、スライダが巻取軸の軸方向に移動し、スライダの傾斜面により、各チップが巻取軸の半径方向に移動し、拡張され、巻取コアの内周面に押し付けられ、これによって巻取コアが保持される。さらに、第１流路から独立し、第２流路が巻取軸内に形成され、流体圧が巻取軸の第２流路を通り、第２内孔に供給され、第２ピストンがホルダの端面に押し付けられ、そのフリクションにより、巻取軸のトルクがホルダ、スライダ、チップおよび巻取コアに伝達され、これによって巻取コアが回転する。
【０００６】
好ましい実施例では、複数のホルダが複数のスライダと組み合わされ、巻取軸の軸方向に間隔を置いて配置され、各スライダにおいて、複数のチップがスライダのまわりに角度間隔を置いて配置される。さらに、巻取軸上において、複数のシリンダブロックが各ホルダ間に配置され、第１および第２内孔が各シリンダブロックに形成され、第１および第２ピストンがシリンダブロックの第１および第２内孔に挿入される。
【０００７】
シリンダブロックはリング状のもので、巻取軸のまわりに同心に配置される。さらに、各シリンダブロックにおいて、複数の第１内孔が巻取軸のまわりに角度間隔を置いて形成され、複数の第１ピストンが巻取軸のまわりに角度間隔を置いて配置され、第１内孔に挿入され、各シリンダブロックにおいて、複数の第２内孔が巻取軸のまわりに角度間隔を置いて形成され、複数の第２ピストンが巻取軸のまわりに角度間隔を置いて配置され、第２内孔に挿入される。
【０００８】
さらに、リング状コイルスプリングがチップおよびスライダのまわりに配置され、チップおよびスライダに形成された周方向みぞにはめ込まれ、スプリングにより、各チップが巻取軸の半径方向に弾性付勢され、傾斜面に係合する。
【０００９】
さらに、複数のボールが複数のケース内に回転可能に収容され、各ホルダ間において、各ケースが巻取軸のまわりに角度間隔を置いて配置され、各ボールが各ケースの外面から突出し、ウエブ材料の巻取完了後、各チップが巻取軸の半径方向に収縮し、巻取製品がボール上に支持される。
【００１０】
発明を実施する最良の形態
図面を参照すると、図１にこの発明にかかる巻取装置が示されている。この装置は紙、プラスチックフィルムなどのウエブ材料を中空の巻取コア１に巻き取るためのもので、リング状ホルダ２およびリング状スライダ３を有する。ホルダ２は巻取軸４のまわりに同心に配置されており、巻取軸４はその軸芯のまわりを回転可能であり、駆動モータに連結されている。さらに、ベアリング５がホルダ２と巻取軸４間に設けられており、ホルダ２は巻取軸４のまわりを回転可能である。一方、スライダ３はホルダ２の外周面にはめ合わされており、ホルダ２の外周面に沿ってスライドすることができ、巻取軸４の軸方向に移動可能である。さらに、キーみぞがスライダ３に形成され、キー６がホルダ２に設けられ、キーみぞに挿入され、巻取軸４の回転方向において、キー６によってホルダ２とスライダ３が拘束されており、スライダ３はホルダ２の外周面に沿ってスライドし、巻取軸４の軸方向に移動することはできても、ホルダ２のまわりを回転することはできない。
【００１１】
さらに、テーパ状傾斜面７がスライダ３の外周面に形成され、複数のチップ８がスライダ３のまわりに角度間隔を置いて配置されており、各チップ８がスライダ３の傾斜面７に係合する。チップ８は巻取軸４の半径方向に移動可能である。この実施例では、半径方向壁面がホルダ２に形成され、チップ８はその半径方向壁面に係合しており、半径方向壁面に沿ってスライドし、巻取軸４の半径方向に移動することができる。さらに、図４に示すように、複数の軸方向みぞ１０がスライダ３の外周面に形成され、テーパ状傾斜面７がその軸方向みぞ１０に形成されており、各チップ８が各軸方向みぞ１０に挿入され、傾斜面７に係合している。したがって、巻取軸４の回転方向において、軸方向みぞ１０によってチップ８とスライダ３が拘束され、チップ８はホルダ２の半径方向壁面に沿ってスライドし、巻取軸４の半径方向に移動することはできても、巻取軸４のまわりを回転することはできない。さらに、チップ８およびスライダ３については、周方向みぞ１１，１２がそれに形成され、リング状コイルスプリング１３がチップ８およびスライダ３のまわりに設けられ、その周方向みぞ１１，１２にはめ込まれている。したがって、コイルスプリング１３により、各チップ８が巻取軸４の半径方向に弾性付勢され、傾斜面７に係合し、その状態に保持される。
【００１２】
さらに、巻取軸４の軸方向において、第１および第２ピストン１４，１５がホルダ２およびスライダ３の両側に配置され、第１および第２内孔１６，１７に挿入されている。第１ピストン１４はスライダ３を移動させるためのものである。この実施例では、リング状フランジ１８がカラー１９の外周面にはめ合わされ、カラー１９は巻取軸４の外周面にはめ合わされており、第１ピストン１４はフランジ１８の端面に対向する。フランジ１８はカラー１９の外周面に沿ってスライドすることができ、巻取軸４の軸方向に移動可能である。さらに、ベアリング２０がスライダ３とフランジ１８間に設けられており、スライダ３は巻取軸４のまわりを回転可能である。したがって、第１ピストン１４により、フランジ１８、ベアリング２０およびスライダ３を巻取軸４の軸方向に移動させることができる。一方、第２ピストン１５は巻取軸４のトルクを伝達するためのものであり、ホルダ２の端面に対向する。
【００１３】
さらに、この実施例では、複数のホルダ２が複数のスライダ３と組み合わされ、巻取軸４の軸方向に間隔を置いて配置されており、各スライダ３において、複数のチップ８がスライダ３のまわりに角度間隔を置いて配置されている。さらに、各ホルダ２に同一の構造のものが使用され、各ホルダ２が同一の方向に配置され、ベアリング５と組み合わされており、各スライダ３に同一の構造のものが使用され、各スライダ３が同一の方向に配置され、フランジ１８、カラー１９およびベアリング２０と組み合わされている。チップ８も同一の構造のもので、同一の方向に配置されている。さらに、巻取軸４上において、複数のシリンダブロック２１，２２が各ホルダ２間に配置され、第１および第２内孔１６，１７が各シリンダブロック２１，２２に形成され、第１および第２ピストン１４，１５がシリンダブロック２１，２２の第１および第２内孔１６，１７に挿入されている。
【００１４】
図２および図３に示すように、シリンダブロック２１，２２はリング状のもので、巻取軸４のまわりに同心に配置されている。さらに、この実施例では、各シリンダブロック２１において、複数の第１内孔１６が巻取軸４のまわりに角度間隔を置いて形成されており、複数の第１ピストン１４が巻取軸４のまわりに角度間隔を置いて配置され、第１内孔１６に挿入されている。さらに、各シリンダブロック２２において、複数の第２内孔１７が巻取軸４のまわりに角度間隔を置いて形成されており、複数の第２ピストン１５が巻取軸４のまわりに角度間隔を置いて配置され、第２内孔１７に挿入されている。
【００１５】
さらに、第１流路２３が巻取軸４内に形成され、第１流路２３から独立し、第２流路２４が巻取軸４内に形成されている。第１流路２３は巻取軸４の軸方向にのび、第１流体圧源（図示せず）に接続され、半径方向にのび、シリンダブロック２１の内周みぞ２５に連通し、連通みぞ２６および第１内孔１６に接続されている。一方、第２流路２４は巻取軸４の軸方向にのび、第２流体圧源（図示せず）に接続され、半径方向にのび、シリンダブロック２２の内周みぞ２７に連通し、連通みぞ２８および第２内孔１７に接続されている。
【００１６】
この装置はスリッタの巻取装置であり、ウエブ材料はスリット刃に導かれ、複数条にスリットされる。その後、スリットされたウエブ材料が複数の巻取コア１に導かれ、巻き取られる。巻取コア１は紙管からなる。
【００１７】
そして、この装置において、第１流体圧源によって流体圧を供給すると、それが巻取軸４の第１流路２３を通り、シリンダブロック２１の内周みぞ２５および連通みぞ２６を通り、第１内孔１６に供給される。この実施例では、第１流体源としてエア源が使用されており、エアがシリンダブロック２１の第１内孔１６に供給される。したがって、第１ピストン１４が第１内孔１６のエアを受け、フランジ１８の端面に押し付けられ、第１ピストン１４により、フランジ１８、ベアリング２０およびスライダ３が巻取軸４の軸方向に移動し、スライダ３の傾斜面７により、各チップ８が巻取軸４の半径方向に移動し、拡張される。したがって、巻取軸４のまわりにおいて、複数の巻取コア１を巻取軸４の軸方向に間隔を置いて配置し、その位置を隣接対のスライダ３に対応させると、各チップ８が巻取コア１の内周面に押し付けられ、これによって巻取コア１が保持される。この場合、第１ピストン１４は巻取軸４の軸方向に移動可能であることは当然である。
【００１８】
さらに、第２流体圧源によって流体圧を供給すると、それが巻取軸４の第２流路２４を通り、シリンダブロック２２の内周みぞ２７および連通みぞ２８を通り、第２内孔１７に供給される。この実施例では、第２流体圧源としてエア源が使用されており、エアがシリンダブロック２２の第２内孔１７に供給される。したがって、第２ピストン１５が第２内孔１７のエアを受け、ホルダ２の端面に押し付けられる。その後、駆動モータによって巻取軸４を駆動し、回転させると、第２ピストン１５とホルダ２のフリクションにより、巻取軸４のトルクがホルダ２、スライダ３、チップ８および巻取コア１に伝達され、これによって巻取コア１が回転する。したがって、紙、プラスチックフィルムなどのウエブ材料を中空の巻取コア１に巻き取ることができる。この場合、第２ピストン１５は巻取軸４の軸方向に移動可能であることは当然である。
【００１９】
したがって、この装置の場合、トルクを巻取コア１に伝達するのは第２ピストン１５とホルダ２のフリクションであり、各巻取コア１毎にトルクが伝達される。したがって、各巻取コア１を互いに独立させて駆動し、回転させることができる。さらに、巻取コア１に伝達されるトルクがウエブ材料の巻取張力に関係するが、第２ピストン１５とホルダ２のフリクションについては、第２内孔１７の流体圧によってそれが決定され、その流体圧を大きく選定すると、それに比例し、第２ピストン１５とホルダ２のフリクションが増大し、巻取コア１に伝達されるトルクも増大する。反対に、第２内孔１７の流体圧を小さく選定すると、それに比例し、第２ピストン１５とホルダ２のフリクションが減少し、巻取コア１に伝達されるトルクも減少する。しかも、巻取コア１を保持するのは第１ピストン１４、スライダ３およびチップ８であり、第１内孔１６の流体圧であるが、その流体圧は第２内孔１７の流体圧とは関係のない流体圧である。したがって、第２内孔１７の流体圧を小さく選定しても、それに関係なく、第１内孔１６の流体圧を最適値に維持することができ、巻取コア１を確実に保持することができる。この結果、ウエブ材料を大きい巻取張力で巻き取ることができ、小さい巻取張力で巻き取ることもでき、どのような材料であっても、それを的確に巻き取ることができるものである。
【００２０】
なお、この実施例では、複数のボール２９が複数のケース３０内に回転可能に収容され、各ホルダ２間において、各ケース３０が巻取軸１のまわりに角度間隔を置いて配置されており、各ボール２９が各ケース３０の外周面から突出する。さらに、この実施例では、図５および図６に示すように、多数の小球３１が各ケース３０内に敷き詰められており、ボール２９は各小球３１に接触し、回転可能に収容されている。さらに、巻取軸４上において、シリンダブロック２１、２２が各ホルダ２間に配置されていることは前述したとおりであるが、この実施例では、各ケース３０が４５°の角度間隔を置いて配置され、シリンダブロック２１に埋め込まれ、取り付けられ、固定されており、ボール２９はシリンダブロック２１よりもわずかに突出する。各ケース３０をシリンダブロック２２に埋め込み、取り付け、固定し、ボール２９をシリンダブロック２２よりもわずかに突出させてもよい。
【００２１】
したがって、ウエブ材料の巻取完了後、各チップ８を巻取軸４の半径方向に移動させ、収縮させ、巻取コア１の内周面から後退させると、巻取製品はボール２９上に支持される。したがって、巻取製品を巻取軸４のまわりから引き抜き、取り出すとき、各ホルダ２間において、そのボール２９が巻取製品に連動し、ケース３０内で回転し、大きい重量の巻取製品であっても、ボール２９によってその抵抗が軽減され、これを容易に引き抜き、取り出すことができる。
【００２２】
この装置の場合、ボール２９がケース３０内で回転するとき、各小球３１がそれに連動し、ケース３０内で転動し、循環する。したがって、ボール２９が大きい荷重を受けても、これを円滑に回転させることができ、好ましい。
【００２３】
さらに、ウエブ材料が巻取コア１に巻き取られているとき、巻取コア１を回転させるのは第２ピストン１５とホルダ２のフリクションである。したがって、巻取コア１はシリンダブロック２１，２２と一体的に回転するわけではないが、問題はない。巻取コア１に変形またはゆがみが生じても、その内周面が各ボール２９に係合し、それによってボール２９が回転するだけであり、シリンダブロック２１，２２によって巻取コア１の内周面がこすられ、損傷することはなく、ボール２９によって巻取コア１の内周面が保護され、好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の実施例を示す縦断面図である。
【図２】図２は図１のＡ−Ａ横断面図である。
【図３】図３は図１のＢ−Ｂ横断面図である。
【図４】図４は図１のスライダおよびチップの斜視図である。
【図５】図５は図１のボールおよびケースの平面図である。
【図６】図６は図５のケースの縦断面図である。
【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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【図６】
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