JPH01145963A - ロール支持軸の構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は両端より抑え軸を移動させて紙、フィルムなど
を巻き取るロール体を脱藩できるよう挾み、且つテンシ
ョン用のブレーキトルクを付与するロール支持軸に係り
、ロール体と抑え軸との同芯度を確保し、少ない軸スラ
スト力で大きなブレーキトルクを伝達可能とし、抑え軸
の先端部を、ロール体の案内用としての案内部と、抑え
軸からのトルクをロール体に伝達する支持部と、ロール
体の端部に当接するつばとをそれぞれ具備したロール支
持軸の構造体に関するものである。

〔従来の技術〕

一般的に知られているロール支持軸の構造体は第４図に
示される。

すなわち、第４図は従来のロール体支持軸の装着状態の
構造の一例を示す要部正面断面図であり１０一ル体１は
両端につば金１−ｂを有する芯管１−ｃの円錐部分を両
端から挿入してロール体１を支持しＰ３ ている。このコーン軸３，３′は回転運動の軸芯確保を
するためにベアリング４．４′で支持し、シート１．に
テンションを付与するためにブレーキトルクを必要とす
る。このブレーキ力としてロール体側とは反対側のコー
ン軸３に円盤５ａを取着してこのものを挾持するような
状態でピストン５ｂを備えたブレーキ５を取着し、他方
のコーン軸３′には軸方向に移動させてロール体１より
の脱着と、ブレーキトルクを伝達するためのピストン７
が取着されている。また、コーン軸３′を支持している
ベアリング４′のケース全体はスリーブ軸受６で支持し
、コーン軸３′を自在に軸方向に移動可能なようにし、
この移動駆動源としてシリンダ８をピストン部に設け、
これらをボルトなどにより一体構成している。

次に、かようなごとく構成されたロール支持軸の構造体
の動作プロセスを説明する。

まず脱揮時は、あらかじめロール体１に下部より受けり
フタ（以降単にリフタという）を上昇させ、ロール体１
の下部に軽く当接させて重量を受けられるよう準備する
。（図示せず）そして、シリンダ８の左側のポートに圧
力空気を送り、右側のポートを排気してコーン軸３′を
右側に移動させる。この移動距離はそれぞれのコーン軸
３，３′がロール体１の内部に挿入している長さ以上と
する。

右側のコーン軸３′を抜脱すると、ロール体１の重量の
右半分はりフタで受ける。この状態で人手によりロール
体１を右側へ軸方向に押すと、リフタには軸方向に移動
可能なころがり軸受があるので、容易にロール体１は右
側に移動し、コーン軸３より抜脱する。

挿着時はあらかじめリフタに装着されたロール体１をコ
ーン軸３，３′の軸芯にほぼ合わせて停止させておき、
シリンダ８のエアポートの空気の人出を抜脱時とは逆に
通気、排気することによりコーン軸３′は左側へ移動す
る。このとき、コーン軸３′の軸芯とロール体１との同
窓確保は、コーン軸３′の先端の円錐部がロール体１の
つば金Ｌｌ）の内径部に当り、テーパ効果により偏心し
ている軸芯が移動することによって行われる。

さらに左側へコーン軸３′を移動すると、他方のコーン
軸３の円錐部はっは金１−１）に挿入され、右側のコー
ン軸３′と同様に偏心している軸芯の修正が行われる。

さらにピストン７を左側へ移動させると、この軸推力が
コーン軸３．３′の円錐部よりつば金Ｌｂに作用し、テ
ーパ部の分力が当接面の摩擦力として働き、左端部に備
えられたテンション用のブレーキ５のトルクが伝達され
るようになる。

なおブレーキ５はロール体ｌのテンシ璽ンコントロール
用に備えられたもので、本発明とは直接関係がないため
その説明を省略する・ 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし１かような構成のロール支持軸には次のような問
題点が二つある。

（１）つば金１−１）は金属製のプレスづくりなので、
内径の精度、真円度が余りでていない。このつば金ｉ−
ｂを芯管１−ｃに固着する方法はっは金１−ｂに複数カ
所Ｘ印の切りを入れ、芯管ｉ−ｃの内部にこれを嵌挿し
たのち、Ｘ印部分の上部から治具などで押圧し、ｘ印部
分を芯管１−ｏに喰い込ませる。芯管１−ｃの材質は一
般にはボール紙なので、余り強固につば金Ｌｌ）と固着
されていない。

このような状態において、コーン軸３．３′を円滑に挿
入し、且つ少ない力でトルク伝達するにはコーン軸３，
３′の円錐部のテーパを極めて緩やかにすればよいが、
テーパを緩やかにすると、抜脱時にテーパ部がつば金Ｌ
ｌ）に喰い込んでいるので、これを強引にコーン軸３．
３′を抜脱すると、つば金１−ｂが円錐部側に吸着され
て芯管１−ｃより外れ、このつば金Ｌｌ）をコーン軸３
．３′より取り外すことが極めて問題となる。そこで円
錐部のテーパを急包配にして使用しているのが現状であ
る。

また、急勾配のテーパ部をつば金１−ｂに挿入すると、
ロール体１の軸芯は挿入直前には完全に同芯状になって
いないので、ロール体１の重量を同意移動させる力が生
じ、ロール体１の重量は例えば直径、長さがそれぞれ１
ｍのもので約８００ｋｇあるので極めて大きな力となり
、しかもこの力は軸芯が偏心しているので一点に作用す
る。しかるに、つば金Ｌｌ）を支持している芯管１−ｃ
の材質はボーＰフ ル紙なので歪みが生じ、力が作用した方向へ曲って挿入
されてしまう。このことにより、軸芯の同志性はそこな
われて芯振れして回転するので振動を生じ、且つロール
体１の抜脱時にはコーン軸３゜３′につば金１−ｂが喰
い付き、取り外しが極めて困難となる。

（２）円錐部の勾配が急なので軸推力によるつば金１−
１）の内径に作用する分力が小さくなるので、所要の伝
達トルクを得るのに大きな推力が必要となり、パワーの
増大とあいまってロール体１の回転時にはこの軸推力が
ベアリング４，４′に作用するので潤滑、寿命などの点
で問題となっている。

ル体１の軸芯の同志性の確保と、少ない軸推力で確実に
回転トルクが得られるようなロール支持軸の構造体を提
供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

その目的を達成するための手段は、抑え軸の先端部にロ
ール体の内径より小さい案内部と、この案内部の後方部
位ζこ、ロール体の内壁に喰い込ませてロール体に抑え
軸からのトルクが伝達されるよう軸方向に鋭い歯をもち
、ロール体の内径方向ζこ対しばね作用をもたせるよう
軸方向にスリットを入れ、さらにこれらの軸方向両端に
軸芯を残した溝を切り込んだ複数の凸起部を有する支持
部と、この支持部の後方部位に、支持部の外径より大き
く且つロール体の端部に当接するつばを有する軸のそれ
ぞれを一体構成する抑え軸を具備するものである。

つまり、ロール体のつば金の内径と軸の外径に若干の隙
間を持たせ、軸を平行円径形状にして１その後方部位に
て極めて鋭いエツジ部を、歯すじを軸方向にして複数箇
所径方向に凸起させ、これをつば金の内径に喰い込ませ
、トルク伝達とさらに凸起部の支持構造を適当なばね作
用を持たせて内径の寸法誤差があっても十分にフィツト
させ、同志性を確保し、エツジ部の喰い込みがあっても
歯すじが軸移動方向と同じであり、円周方向のトルクに
はキー溝と同等の効用があるので極めて喰い込み面積は
小さくても所要のトルクを生じさせることが可能なので
、戻し力が僅少となり、つば金の芯管よりの脱離を防止
している。

以下本発明のロール支持軸の構造体の一実施例を図面に
基づいて説明すると共に、併せて作用も詳述する。

〔実　施　例〕

第１図は本発明のものの一実施例を示す要部正面断面図
、第２図は第１図のアーγ線断面図、第３図は第１図の
イーイ線矢視方向断面図であり、第１図〜第３図におい
てはロール体１に抑え軸旦が完全に挿入された状態を示
す。

第１図〜第３図において、本発明のロール支持軸構造体
は、抑え軸Ｚの先端部にロール体１の芯管Ｌｃの内径よ
り小さい案内部２ａと、この案内部２ａの後方部位に、
つば金１−１）の内壁に喰い込ませてロール体１に抑え
軸ｌからのトルクが伝達されるよう軸方向に鋭い歯２ｂ
−１を持ち、ロール体１の内径方向に対しばね作用を持
たせるよう軸方向にスリット２ｂ−２を入れ、さらにこ
れらの軸方向両端に軸芯を残した溝ｑを切り込んだ３カ
所の凸起部２ｂ−３を有する支持部２ｂと、この支持部
２ｂの後方部位に支持部２ｂの外径より大きく且つロー
ル体１の端部に当接するつば２ｃｍ１を有する軸２Ｃの
それぞれを一体構成している。

鋭い歯２ｂ−１がつば金Ｌｂの内径に対し、所要のトル
クが伝達されるように喰い込み、締代が付くような寸法
となっている。もちろん、歯数と喰い込み代は所要トル
クが伝達されるよう最少限となっており、つば金１−ｂ
の材質硬度より鋭い歯２ｂ−１は極めて硬い硬度に設計
する。

次に、かようなものからなる作用について詳述する。

まずロール体１を抑え軸主に挿入する場合には、ロール
体１のつば金１−１）の内径部分に抑え軸Ｚの先端を軸
方向に移動させると、ロール体１の軸芯と抑え軸スの軸
芯が若干ずれていても、案内部２ａの先端が面取りされ
ているので、抑え軸スの千行円径部に容易に挿入される
。この部分は遊隙があり平行径なので、従来のようにテ
ーパ径を乗り上ｐＨ げるときのテーパ分力が作用せず、ロール体１の自重に
よる摩擦力のみが軸スラスト力となり、小さな抗力なの
で円滑に可動する。

さらに奥へ抑え軸至を移動させると、つば金１−ｂの内
径に鋭い歯２ｂ−１が喰い込み、支持部２ｂが完全に挿
入される頃合いに軸２Ｃのつば２゜−１がつば金Ｌｌ）
に当接し、抑え軸ｌとロール体１のスラスト方向の相対
位置が固定される。もちろん歯２ｂ−１の端面は挿入案
内用に面取りが施されている。また歯すじは軸方向なの
で極めて鋭く、喰い込み面積は小さいので、軸方向に対
する挿入、抜脱の力は僅少となるが、回転トルクなどの
円周方向の抗力は歯２ｂ−１が喰い込んでいるので、従
来例のように摩擦力に依存するのではなく、複数のキー
溝でトルクを伝達するのと同様の作用原理により確実に
行われる。

また、つば金１−１）の内径は一般にプレス製なので寸
法精度、真円度に誤差があり、これに対応するため凸起
部２ｂ−３の径方向の内拡作用がスリット２ｂ−２によ
って弾性効果を持たせであるので、誤差を見込んだ喰い
込み代を持たせておけば、遊隙方向の誤差があってもつ
ば金１−１）の内径部にフィツトする。仮りに締代方向
に誤差があった場合でも、極端な喰い込み力は弾性効果
により発生せず、つば金１−ｂと抑え軸旦の同窓性と小
さな軸スラスト力でロール体１の移動が行われる。また
、凸起部２ｂ−３に弾性効果がない場合には内径誤差だ
けあらかじめ大きな喰い込み代を付けると、つば金１−
１）の内径が所定値より小さいと極めて大きな軸スラス
ト力を必要とする。このとき、つば金１−．−１）の真
円度が出ていないと場所によっては強く当ったり弱かっ
たりして軸芯に対する作用力が偏り、結果として偏芯す
ることになるが、本発明においては、前述したことによ
って凸起部２ｂ−３に適切な弾性効果を持たせて、撓み
に対する内拡力のばね常数を小さくしているので、寸法
精度誤差、真円度誤差に対しても問題なく、つば金１−
ｂと抑え軸ｌとの嵌着が可能となる。

また従来のように円錐部分がないので、所要の伝達トル
クを得るのに大きな推力を必要としない◎従ってベアリ
ング４．４′に極度の負担をかけることがない。

〔発明の効果〕

以上説明したごとく本発明によれば、紙、フィルムなど
のロール体１で、両端より軸を移動させてロール体１を
脱着し、且つテンション用のブレーキトルクを付与する
ロール支持軸の構造体において、軸（抑え軸）旦の先端
部をロール体１の内径より若干小さい径で平行径部を設
け、その後方部位にロール体内径に当接する３力所以上
の複数の凸起部２ｂ−３を設け、この当接極面をロール
体１の内径に喰い込むように極めて鋭いエツジ（歯）２
ｂ−１を軸方向に成形し、この面がロール体内径に対し
所要のトルクが伝達されるように喰い込み締代が付くよ
うにし、さらにエツジ部の支持体を軸に連係して一体形
成し、この支持部に工、ジ面がロール体ｌの内径方向に
対し適切なばね作用をするようスリット２ｂ−２を入れ
、このエツジ部の両端にばね作用を効果的に行うため軸
芯を残して所要の溝ｑを切り、さらに最端部にエツジ部
より太きい径のつば２゜−１を設は一体成形して構築し
たものであり、従来のコーン軸３，３′のテーパ部の軸
分力をすべり摩擦力としてトルク伝達する手段に比べ、
トルク伝達はエツジ部の喰い込みによるくさび効果の小
さな力で確実に行われ、内径の誤差があってもエツジ部
のばね作用で同窓性を確保し、これらの構造体を一本の
軸材にて成形し得るので極めて経済性に富み、単純な形
状とあいまって有用性の高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のロール支持軸の構造体の一実施例を示
す要部正面断面図、第２図は第１図のアーγ線断面図、
第３図は第１図のイーイ線矢視方向断面図、第４図は従
来のロール体支持軸の装着状態の構造の一例を示す要部
正面断面図である０１・・・・・・ロール体、呈・・・
・・・抑え軸、２ａ・・・・・・案内部、２ｂ−１・・
・・・・歯、２ｂ−２・・・・・・スリット、２ｂ−３
・・・・・・凸起部、２ｂ・・・・・・支持部、２ｏ−
、・・・・・・つば、２ｃ・・・・・・軸、ｑ・・・・
・・溝Ｏ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　両端より抑え軸を移動させて紙、フィルムなどを巻き
   取るロール体を脱着できるよう挾み、且つテンション用
   のブレーキトルクを付与する構造体において、前記抑え
   軸の先端部に前記ロール体の内径より小さい案内部と、
   この案内部の後方部位に、前記ロール体の内壁に喰い込
   ませてロール体に前記抑え軸からのトルクが伝達される
   よう軸方向に鋭い歯をもち、ロール体の内径方向に対し
   ばね作用をもたせるよう軸方向にスリットを入れ、さら
   にこれらの軸方向両端に軸芯を残した溝を切り込んだ複
   数の凸起部を有する支持部と、この支持部の後方部位に
   、支持部の外径より大きく且つロール体の端部に当接す
   るつばを有する軸のそれぞれを一体構成する前記抑え軸
   を具備することを特徴としたロール支持軸の構造体。