JPH0549746U - エアーシャフトの軸受け - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】エアーシャフトの軸受けの軽量化を図る。 【構成】紙、プラスチックシート等が巻かれている芯管
を保持するエアーシャフト１の軸受け３に於いて、軸受
け３を、チタン合金により形成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はエアーシャフトの軸受けに係わり、更に詳しくは、製紙会社や印刷会 社等で使用される紙やプラスチックシート等をドラム状に巻いて保持している芯 管に対して挿入し、上記ドラム状に巻かれている紙やプラスチックシート等を繰 り出したり、或いは、巻き戻したり等の作業を行う時に使用されるエアーシャフ トの軸受けの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

周知の通り、ドラム状に巻かれている紙やプラスチックシート等は、それ自体 に芯管を保有している。そして、上記ドラム状に巻かれている紙やプラスチック 等を各種製造過程に於いて繰り出したり、或いは巻き戻したり等の作業を行う為 の上記芯管に対して挿入するシャフトが用いられている。

【０００３】 上記シャフトは、以前に於いては単なる丸棒であった為に、種々の径を持つ上 記芯管に対して適応したシャフトを挿入する為には、上記種々の内径の芯管に応 じたシャフトを用意しなければならなかった。

【０００４】 そこで、上記種々の内径の芯管に応じたシャフトを複数用意することなく、一 種類で種々の内径の芯管に対応可能なエアーシャフトが提案されている。上記エ アーシャフトは、その内部にチューブを持つものと、持たないものがあり、上記 チューブを内部に持つエアーシャフトに於いては、上記チューブ内に空気を送り 込むことによってチューブを膨らませ、チューブの表面でシャフト本体の外へ出 入り可能となっている保持爪を径方向のシャフト本体の外へ突出させて、上記突 出させた保持爪によって芯管の内面で芯管を保持しているものである。そして、 上記チューブを内部に持たないエアーシャフトに於いては、エアーシャフト内部 に圧縮空気を送り込むことによって、エアーシャフト内部に配設されている空気 の圧力によってシャフト本体内部に於いて、シャフトの長手方向に沿って移動す るスライド体を動かす。このスライド体はシャフト本体の長手方向に沿ってテー パが形成されており、上記スライド体の移動によってテーパが形成されている面 上で爪が案内され、径方向のシャフト本体の外へ保持爪が突出し、上記突出した 保持爪によって芯管の内面で芯管を保持するもの等であった。

【０００５】 所で、上記エアーシャフトにより保持されている芯管及び芯管に巻かれている 紙やプラスチックシート等は、製造ラインや印刷ライン等で使用されているが、 上記芯管に巻かれている紙やプラスチックシート等の繰り出し等が行われ、所定 時間経過した後、紙やプラスチックシート等が消費等されてしまうと新たに芯管 に巻かれた紙やプラスチックシート等を取り換えなければならない。その為には 、上記芯管からエアーシャフトを抜き、新しい紙やプラスチックシート等が巻か れた芯管に再びエアーシャフトを挿入したり、或いは上記紙やプラスチックシー ト等を芯管に巻いたドラム自体の大きさが変化した場合には、そのドラムに対応 した長さのエアーシャフトを用意し取り換えたり等の作業を行っていた。

【０００６】 上記エアーシャフトの取り換え作業は、作業員が行っており、上記エアーシャ フトの重量が比較的大となると作業員の疲労が重なり易く、より軽量化されたエ アーシャフトが求められていた。

【０００７】 そこで、従来はエアーシャフトを構成するシャフト本体が鋼製であったが、近 時に於いては軽量化を図る為にジェラルミン製のものやカーボン繊維強化プラス チック製のものが用いられるようになってきた。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来技術によると、エアーシャフトを構成するシャフト本体を鋼製のもの からジェラルミン製のものやカーボン繊維強化プラスチック製等のものにしたこ とにより、エアーシャフト全体の重量が軽量化され、取り換え作業能率が向上し 、作業員の安全性も増したが次の点に於いて幾つかの不具合を有する。

【０００９】 即ち、上述したエアーシャフトに於いては、上記エアーシャフトを構成するシ ャフト本体の軽量化のみに取り組んでいて、上記シャフト本体の両端の軸受け部 分は以前として鋼製である為に、エアーシャフト全体の軽量化を図る上で問題が あった。具体的な例として、上記エアーシャフトの長手方向に沿った長さが約１ ４６０ミリメートル、シャフト本体の直径が約７４ミリメートルのシャフト本体 の両端に軸受けを取り付けたエアーシャフトの重量に於いて、シャフト本体が鋼 製であって軸受けが鋼製のもので約２７キログラムであり、又、シャフト本体が ジェラルミン製であって軸受けが鋼製のもので約２０キログラムであり、更に、 シャフト本体がカーボン繊維強化プラスチック製であって軸受けが鋼製のもので 約１６．５キログラムであった。

【００１０】 上記のように、軸受けは鋼製である為にエアーシャフト全体の重量が大となっ てしまい、上記エアーシャフト全体の軽量化を図る為に軸受けの軽量化も求めら れていた。

【００１１】 従って、本考案の目的とする所は、上記エアーシャフトの軸受けに於いて、上 記軸受けが軸受けとして機能する為の硬度及び強度性、更に耐食性を有していて 、且つ比較的軽量の軸受けとして上記エアーシャフト全体の軽量化を図り、以っ てエアーシャフトの取り換え作業能率の向上及び作業員の安全性を確保可能とし 易い技術を提供するにある。

【００１２】

【課題を解決する為の手段】

上記目的を解決する為に本考案は次の技術的手段を有する。即ち、実施例に対 応する添付図面中の符号を用いて説明すると、本考案は紙、プラスチックシート 等が巻かれている芯管を保持するエアーシャフト１の軸受け３に於いて、上記軸 受け３は、チタン合金により構成されていることを特徴とするエアーシャフトの 軸受けである。

【００１３】 又，上記エアーシャフト１を構成するシャフト本体２は、カーボン繊維強化プ ラスチック製であって、上記シャフト本体２の両端に取り付けられ上記エアーシ ャフト１を回転させたり、その回転を受けたりする軸受け３は、チタン合金より 成ることが考慮される。

【００１４】 又、上記エアーシャフト１を構成するシャフト本体２の両端の内面には、ジェ ラルミン製のスリーブ８が装着されており、上記ジェラルミン製のスリーブ８に 対し、チタン合金より成る軸受け３が着脱可能に挿着されていることが考慮され る。

【００１５】 又、上記エアーシャフト１を構成するシャフト本体２は、ジェラルミン製であ って、上記シャフト本体２の両端に取り付けられている軸受け３は、チタン合金 より成ることが考慮される。

【００１６】 又、上記エアーシャフト１を構成するシャフト本体２は、鋼製であって、上記 シャフト本体２の両端に取り付けられている軸受け３は、チタン合金より成るこ とが考慮される。

【００１７】

【作用】

上記構成によると、エアーシャフト１の軸受け３をチタン合金より成る軸受け ３とすることにより、上記チタン合金は、硬度性及び強度性、更に耐食性に比較 的優れ、而も比較的軽量であるという特性を持っていることから、上記チタン合 金より成る軸受け３は、シャフト本体２の両端に取り付けられ、エアーシャフト １を回転させたり、その回転を受けたりする機能を果たす為の硬度性及び強度性 、更に耐食性を有すると共に、シャフト本体２の両端に軸受け３を取り付けた状 態のエアーシャフト１全体の軽量化を図り易い。

【００１８】

【実施例】

次に、添付図面に従い本考案の実施例を詳述する。即ち、紙やプラスチック等 をドラム状に巻いて保持している芯管に対して挿入し、上記ドラム状に巻かれて いる紙やプラスチックシート等を繰り出したり、或いは巻き戻したり等の作業を 行う際に使用されるエアーシャフト１であって、上記エアーシャフト１は、シャ フト本体２とシャフト本体２の両端に取り付けられる軸受け３とより成る。

【００１９】 先ず、上記エアーシャフト１を構成するシャフト本体２に着目すると、円筒形 状を成して所定の長さを有しており、その円筒曲面には、複数の窓部４が千鳥状 に形成されている。そして、上記複数の窓部４を通ってシャフト本体２内部から 外部へ向かって径方向に出入りする保持爪５を複数有している。更に、シャフト 本体２内には図示していないチューブを有している。

【００２０】 上記チューブを膨張させる為に、シャフト本体２の両端に取り付けられている 軸受け３に設けているエアー注入口７から図示せざる圧縮空気供給源からの圧縮 空気を送り込み、上記シャフト本体２内のチューブを膨張させる。このチューブ の膨張により、上記保持爪５が窓部４を通って径方向へ突出する。そして、上記 保持爪５の突出により、上記エアーシャフト１が挿入されている芯管を保持爪５ が保持するものである。

【００２１】 次に、上記シャフト本体２の端部及びシャフト本体２の両端に取り付けられて いる軸受け３に着目すると、上記シャフト本体２の端部には、その内面にジェラ ルミン製のスリーブ８が装着されている。そして、上記シャフト本体２の両端に 軸受け３を挿着した際、シャフト本体２に対して軸受け３を固定保持する為のビ ス取付穴９がシャフト本体２の両端部それぞれに複数形成されており、上記ビス 取付穴９にビスを取り付けて軸受け３を固定保持する。又、上記軸受け３は、そ の中央部付近にフランジ形状部分を形成し、この部分に上述したシャフト本体２ 内のチューブに空気を送り込む際に使用するエアー注入口７を設けている。更に 、図示せざる回り止めキー溝が軸受け３の所定位置に形成されており、上記回り 止めキー溝に対して図示せざるキーをシャフト本体２から通して取り付けること により、軸受け３の回転がシャフト本体２に伝動するよう固定保持する。又、上 記軸受け３の端部は面取りされている。

【００２２】 そして、上記軸受け３の端部を図示せざる回転出力軸に固定保持し、回転出力 軸からの回転を軸受け３からシャフト本体２へ伝えるものである。

【００２３】 さて、本実施例では、上記エアーシャフト１の軸受け３はチタン合金より成る ものを用いた。具体的な一例として、上記チタン合金は、神戸製鋼所製のＫＳ６ −４を用いており、上記チタン合金の機械的性質は、先ず引張試験によると引帳 強さが９１キログラム重毎平方ミリメートル、耐力が８４キログラム重毎平方ミ リメートル、伸びが１０％、絞りが２０％であり、次に曲げ試験によると曲げが １０５度、内側半径が板厚２．０ミリメートルのもので４．５ミリメートルであ り、板厚２．０〜５．０ミリメートルのもので５．０ミリメートルである。

【００２４】 そして、上記チタン合金の特性は、硬度性及び強度性、更に耐食性等に比較的 優れ、且つ比較的軽量であるということである。更に詳述すると、上記チタン合 金を精製窒素ガス中で８００〜９００度に加熱すると、表面にＴｉＮ層が形成さ れ、この表面窒化層のビッカース硬さは、７００以上に達する。又、引張強さは この例でのチタン合金は上述した如く９１キログラム重毎平方ミリメートルであ り、一般的にチタン合金の引張強さは６０〜１６０キログラム重毎平方ミリメー トルと５００度までは金属材料中最大の比強度を有す。又、疲労強度（１０7 サ イクル）は引張強さの約５０％で、海水中でもほとんど疲労強度は低下しない。 又、破壊靭性は９０〜３５０キログラム重毎二分の三乗ミリメートルである。

【００２５】 更に、上記チタン合金は、表面の安定な酸化被膜（不働態被膜）の存在によっ て比較的優れた耐食性を発揮し、酸やアルカリに対して適度な耐食性があると共 に、各種塩化物溶液中で均一腐食はもとより、孔食や応力腐食割れも起こさず、 例えば海水に対する耐食性は、白金に匹敵するものである。

【００２６】 又、その他のチタン合金の特徴として、融点が１６５０度であり、鉄に比べて 高い。又、比熱、熱伝導度及び電気抵抗は、１８−８ステンレス鋼とほぼ同じで ある。又、熱膨張係数は８．４×１０マイナス６乗度で、１８−８ステンレス鋼 の約半分、アルミニウムの約３分の１である。又、磁性はなく透磁率は１．００ である。又、ヤング率は１１５５０００キログラム毎平方センチメートルで鉄の 約半分、アルミニウムの約１．５倍である。

【００２７】 そして、上記チタン合金は、比重が４．４２であり、銅やニッケルの約半分、 ステンレス鋼の約６０パーセントという軽量である。

【００２８】 上記軸受け３は、上述したチタン合金より成ると共に、上記シャフト本体２は 、カーボン繊維強化プラスチック製であり、上記シャフト本体２の両端に上記エ アーシャフト１を回転させたり、その回転を受けたりする軸受け３が取り付けら れている。上記シャフト本体２に対する軸受け３の取り付けに於いて更に詳しく は、上記シャフト本体２の両端の内面に接着装着されたジェラルミン製のスリー ブ８に対し、上記チタン合金より成る軸受け３がビス及びキーによって着脱可能 に挿着されているものである。

【００２９】 尚、上記エアーシャフト１は、その内部にチューブを持つエアーシャフト１の 例を示したが、この他にその内部にチューブを持たないエアーシャフト１等でも 良く、上記チューブを内部に持たないエアーシャフト１に於いては、エアーシャ フト１内部に圧縮空気を送り込むことによって、エアーシャフト１内部に配設さ れている空気の圧力によってシャフト本体２内部をエアーシャフト１の長手方向 に沿って移動するスライド体を動かし、上記スライド体に形成しているテーパの 面上で保持爪５を案内して、径方向のシャフト本体２の外へ保持爪５を突出させ 、上記突出した保持爪５によって芯管の内面で芯管を保持するものである。

【００３０】 又、上記エアーシャフト１を構成するシャフト本体２は、ジェラルミン製であ って、上記シャフト本体２の両端に取り付けられている軸受け３は、チタン合金 より成るエアーシャフト１としても良い。更に、上記エアーシャフト１を構成す るシャフト本体２は、鋼製であって、上記シャフト本体２の両端に取り付けられ ている軸受け３は、チタン合金より成るエアーシャフト１としても良い。

【００３１】 そして、上記従来のエアーシャフト１及び本実施例に於けるチタン合金より成 る軸受け３を用いたエアーシャフト１の重量を比較してみると、上記シャフト本 体２の長さが１２６０ミリメートル、シャフト本体２の両端に軸受け３を取り付 けたエアーシャフト１全体の長さが１４６０ミリメートル、シャフト本体２の直 径が７４ミリメートル、軸受け３の直径が５０ミリメートルの条件のエアーシャ フト１に於いて、上記軸受け３が鋼製であってシャフト本体２がジェラルミン製 では約２０キログラムであり、又、上記軸受け３が鋼製であって、シャフト本体 ２が鋼製では約２７キログラムであり、更に、上記軸受け３が鋼製であって、シ ャフト本体２がカーボン繊維強化プラスチック製では約１６．５キログラムであ ったのに対して、本実施例に於ける軸受け３がチタン合金より成り、シャフト本 体２がカーボン繊維強化プラスチック製のエアーシャフト１では約１２キログラ ムであった。

【００３２】 以上のように、硬度及び強度性、更に耐食性に比較的優れ、而も比較的軽量で あるという特性を持つチタン合金より成る軸受け３により、上記軸受け３は軸受 け３としての機能を果たしつつ、且つ軸受け３をチタン合金より成るものとした エアーシャフト１全体の軽量化を図り易い。

【００３３】

【効果】

以上詳述した如く、本考案はエアーシャフトの軸受けをチタン合金より成すこ とにより、上記チタン合金は、硬度性及び強度性、更に耐食性に比較的優れ、而 も比較的軽量であるという特性を持っていることから、上記チタン合金より成る 軸受けは、シャフト本体の両端に取り付けられエアーシャフトを回転させたり、 その回転を受けたりする機能を果たす為の硬度性及び強度性、更に耐食性を有す ると共に、シャフト本体の両端に軸受けを取り付けた状態のエアーシャフト全体 の軽量化を図り易く、以ってエアーシャフトの取り換え作業能率の向上及び作業 員の安全性の確保を容易とし易い。

【００３４】 更に、上記エアーシャフトを構成するシャフト本体の両端の内面にジェラルミ ン製のスリーブを装着し、上記ジェラルミン製のスリーブに対し、チタン合金よ り成る軸受けが着脱可能に挿着されていることにより、例えば上記シャフト本体 がカーボン繊維強化プラスチック製とした場合、上記チタン合金より成る軸受け の挿着によって、上記カーボン繊維強化プラスチック製のシャフト本体の両端の 軸受け取り付け部分を傷つけてしまうことなく上記チタン合金より成る軸受けを 取り付けることが可能であり、以って上記カーボン繊維強化プラスチック製のシ ャフト本体の良さを損なうことなく、上記チタン合金より成る軸受けの良さを引 き出し易い。

【図面の簡単な説明】

【図１】エアーシャフトを示した図である。

【図２】エアーシャフトを構成するシャフト本体の端部
を示した断面図である。

【図３】本考案に於けるエアーシャフトの軸受けを示し
た部分断面図である。

【図４】本考案に於けるエアーシャフトの軸受けを示し
た図３に於ける右側面図である。

【符号の説明】

１ エアーシャフト ２ シャフト本体 ３ 軸受け ４ 窓部 ５ 保持爪 ７ エアー注入口 ８ スリーブ ９ ビス取付穴

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 紙、プラスチックシート等が巻かれてい
   る芯管を保持するエアーシャフト１の軸受け３に於い
   て；上記軸受け３は、チタン合金により構成されている
   ことを特徴とするエアーシャフトの軸受け。
2. 【請求項２】 上記エアーシャフト１を構成するシャフ
   ト本体２は、カーボン繊維強化プラスチック製であっ
   て、上記シャフト本体２の両端に取り付けられ上記エア
   ーシャフト１を回転させたり、その回転を受けたりする
   軸受け３は、チタン合金より成ることを特徴とする請求
   項１記載のエアーシャフトの軸受け。
3. 【請求項３】 上記エアーシャフト１を構成するシャフ
   ト本体２の両端の内面には、ジェラルミン製のスリーブ
   ８が装着されており、上記ジェラルミン製のスリーブ８
   に対し、チタン合金より成る軸受け３が着脱可能に挿着
   されていることを特徴とする請求項１記載のエアーシャ
   フトの軸受け。
4. 【請求項４】 上記エアーシャフト１を構成するシャフ
   ト本体２は、ジェラルミン製であって、上記シャフト本
   体２の両端に取り付けられている軸受け３は、チタン合
   金より成ることを特徴とする請求項１記載のエアーシャ
   フトの軸受け。
5. 【請求項５】 上記エアーシャフト１を構成するシャフ
   ト本体２は、鋼製であって、上記シャフト本体２の両端
   に取り付けられている軸受け３は、チタン合金より成る
   ことを特徴とする請求項１記載のエアーシャフトの軸受
   け。