JPH07309482A - 芯管保持具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加工が容易で、確実に芯管を把持できる芯管
保持具を提供することである。 【構成】 保持具本体１のテーパー外周面７を囲むよう
に円弧状の複数のラグを配置し、リターン機構３により
ラグ６を小径先端側に付勢し、ラグ６の外向きフランジ
１９に芯管端面を当接して、ラグ６に対して相対的に保
持具本体１を移動することによりラグ６を拡径する芯管
保持具である。かかる芯管保持具において、テーパー外
周面７にキー１５を固定し、各ラグ６のテーパー内周面
１７にキー溝２１を形成し、該キー溝２１とキー１５と
の係合により、各ラグ６を、保持具本体１に対してキー
長さ方向移動自在で回転方向に固定している。保持具本
体１の先端には、ラグ６を脱落不能にガイドするキャッ
プ４を固定している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、円筒状の芯管に紙、
プラスチック等のシートを巻き取る場合や、芯管に巻か
れているシートを巻き戻す場合に、上記芯管の両端部に
装着して、これをラグにより保持するための芯管保持具
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種芯管保持具としては、エア
ーシリンダを利用して、ラグを半径方向外方に拡張する
エアーチャック方式と、実公平５−２５１５号公報に記
載されているような、いわゆるメカチャック方式とがあ
る。

【０００３】前者は、エアーシリンダ及びこれにより軸
方向に駆動するテーパー状カム部材を備えると共に、エ
アー制御機器を備え、かつ、エアー配管を介してエアー
供給源に接続される。

【０００４】後者は、図１０に示すように、回転軸１１
に固定される保持具本体５１と、複数のラグ５６と、ス
リーブ５７及びコイルばね５８よりなるリターン機構５
３と、本体５１の先端に固着されたキャップ５４等から
構成されている。保持具本体５１には、円周方向に等間
隔をおいて複数のガイド溝５９が形成されており、該ガ
イド溝５９は、その溝底面５９ａが本体根本側に行くに
従い拡径するテーパー面に形成されると共に、図１１に
示すように溝５９の底部は拡大部５９ｂが形成されてい
る。いわゆる「あり溝」構造となっている。各ラグ５６
は、上記各ガイド溝５９に溝長さ方向移動可能に嵌合す
ると共に、半径方向内方端部には上記ガイド溝５９の拡
径部５９ｂに係合するガイド体６０を一体的に備えてお
り、これにより、半径方向外方へ抜け落ちないようにし
ている。ラグ５６には、芯管Ｔの軸方向端縁Ｔａが当接
する外向きフランジ６２が形成されている。

【０００５】図１０及び図１１の芯管保持具において
は、芯管Ｔの内面に保持具を挿入し、芯管Ｔの軸方向端
縁Ｔａにラグ５６のフランジ６２を当接する。この状態
からさらに保持具本体５１を先端側へと押すことより、
ラグ５６はガイド溝５９の底面５９ａのくさび作用で半
径方向外方へと拡張し、ラグ５６の外周把持面により、
芯管Ｔの内面を圧接保持する。

【０００６】またメカチャック方式の別の従来例として
は、実開平４−５１４５４号があり、保持具本体に有底
筒形のケーシングを軸方向移動自在に嵌合し、保持具本
体に形成されたテーパー外周面には、上記図１０と同様
なあり溝形状の溝を形成し、該あり溝に摺動自在にラグ
を配置して、ケーシングの移動によりこれと係合するラ
グを上記テーパー外周面に沿って移動させ、半径方向外
方に突出させる構造である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前者のエアーチャック
方式では、エアーシリンダ、テーパー状カム部材、エア
ー制御機器及びエアー配管等を設けなければならないの
で、コストが高くなると共に保持具の重量も増え、取り
扱いに手間がかかる。また、芯管に脱着する度に、たと
えば作業者がエアー制御操作を行う必要がある。一方、
エアーの制御を自動化すると、コストが一層高くなる。

【０００８】図１０に示す後者のメカチャック方式で
は、ラグ５６を係合するガイド溝５９が、「あり溝」と
なっており、しかもその底面５９ａが本体先端側から根
本側まで深さが変化する複雑な形状となっているので、
ガイド溝５９の機械加工に非常に手間がかかり、加工コ
ストも高くなる。

【０００９】また、別の従来例の実開平４−５１４５４
号の保持具も、上記図１０の場合と同様に、あり溝を利
用していることから、加工コストが高くなると共に、有
底筒形のケーシングを利用してラグを移動するようにし
ているので、例えば芯管装着作業時において、芯管の軸
芯と保持具の軸芯とがずれていれば、ラグが芯管内面に
嵌入する前に、ケーシング先端が芯管の端縁に当接し
て、ラグが開いてしまい、芯管が装着できなくなること
がある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

（請求項１記載の発明）添付の実施例に対応する図面及
び符号を利用して説明すると、図２において、芯管保持
具は、回転軸１１に固定される根本側から先端側へ行く
に従い小径となるテーパー外周面７を有する保持具本体
１と、前記テーパー外周面７を囲むように配置されると
共にテーパー内周面１７を有する複数のラグ６と、該ラ
グ６を先端側へと付勢するリターン機構３とを備えてい
る。

【００１１】各ラグ６は概ね円弧状の外周把持面１８を
有すると共に芯管の軸方向端縁に当接する外向きフラン
ジ１９を有し、ラグ６に対して保持具本体１を先端側へ
相対的に移動することによりラグ６を拡径してその外周
把持面１８で芯管内面を圧接保持する芯管保持具であ
る。

【００１２】かかる芯管保持具において、保持具本体１
のテーパー外周面７に、該外周面７と平行に延びるキー
１５を固定し、各ラグ６のテーパー内周面１７に、該内
周面１７と平行に延びるキー溝２１を形成し、該キー溝
２１をキー１５に係合することにより、各ラグ６を、保
持具本体１に対してキー長さ方向移動可能で回転方向に
固定する。

【００１３】保持具本体１の先端には、ラグ６の先端部
分を半径方向外方から脱落不能にガイドする筒状ガイド
部４ａを有するキャップ４を固定している。

【００１４】（請求項２記載の発明）請求項１記載の芯
管保持具において、図４のように、キー溝２１の底面２
１ａをキー１５の半径方向外方端面１５ａに当接支持さ
せ、ラグ６の内周面１７をテーパー外周面７から浮かし
ている。

【００１５】（請求項３記載の発明）請求項１記載の芯
管保持具において、図７に示すように、キー溝２１の底
面２１ａをキー１５の半径方向外方端面１５ａから浮か
し、ラグ６をその内周面１７によりテーパー外周面７に
支持している。

【００１６】（請求項４記載の発明）請求項１記載の芯
管保持具において、図２のように、リターン機構３は、
保持具本体１に軸方向移動自在に嵌合すると共にラグ６
の根本側の端面に当接する押圧リング２４と、該押圧リ
ング２４をラグ６に押し付ける弾性部材（たとえばコイ
ルばね２３）とから構成し、押圧リング２４には、ラグ
６の根本側の端部の半径方向外方への脱落を阻止するス
トッパー部（段部３２）を形成している。

【００１７】

【作用】請求項１、２及び４記載の発明において、図２
の縮径状態のラグ６を、芯管Ｔの内面に挿入する。この
時、芯管Ｔの軸芯が保持具の軸芯とずれていても、キャ
ップ４が芯管Ｔに当たるだけであるので、誤動作により
ラグ６が拡径してしまうことはない。芯管Ｔの端縁Ｔａ
にラグ６の外向きフランジ１９が当接した後、保持具本
体１を前進させると、ラグ６は芯管Ｔにより軸方向に係
止された状態に保たれ、保持具本体１のみがリターン機
構３に抗して前進することになるので、たとえばキー１
５の外方端面１５ａでキー溝底面２１ａを外方へと押
し、ラグ６全体を拡径させる。これにより、ラグ６の円
弧状の外周把持面１８は芯管内面の略全周に亘るように
圧接し、芯管を保持する。

【００１８】請求項３記載の発明において、ラグ６が移
動して拡径する際には、各ラグ６はキー溝底面２１ａで
はなく、ラグ６の内周面７で支持されているので、内周
面１７がテーパー外周面７上を摺動する。

【００１９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によると、 （１）保持具本体１のテーパー外周面７の周りに複数の
ラグ６を配置して、キー１５及びキー溝２１を利用して
ラグ６をキー長さ方向移動可能で回転方向に固定し、キ
ャップ４でラグ６の脱落を阻止する構造であるので、従
来の図１０のメカチャック方式のように、「あり溝」形
式の傾斜溝を形成してラグを直接係合する構造に比べ、
溝の断面形状が簡単になり、溝加工に手間がかからなく
なり、加工コストを低減できると共にラグの組付けも容
易になる。

【００２０】（２）保持具本体１のテーパー外周面７の
周りに複数の円弧状のラグ６を配置して、ラグ内周面に
形成したキー溝２１をキー１５に係合する構造なので、
ラグ６の形状を複雑化することなく、ラグ６の外周把持
面１８の面積を円周方向に大きく確保することができ、
芯管内面の全周を確実に把持できるようになる。

【００２１】（３）従来のエアーチャック方式に比べる
と、シリンダや配管等が不要となり、軽量化、コスト低
減及びメンテナンスの容易化を達成することができる。

【００２２】（４）本体の先端面に固着されたキャップ
４に、保持具本体１の先端部分を半径方向外方から脱落
不能にガイドするガイド部を設けているので、非作動時
におけるラグ６の脱落を防止できると共に、筒状ガイド
部の外径を適宜大きくすることにより、芯管内面への挿
入の際、たとえ、保持具軸芯から芯管の軸芯が偏心して
いても、キャップ４が当たることにより、従来の実開平
４−５１５４５号のような構造に比べ、芯管装着前にラ
グが移動するという誤操作を防止することができる。

【００２３】請求項２記載の発明によると、 （１）ラグ６を摺動自在に支持する構造として、ラグ６
のキー溝底面２１ａを、キー１５の外方端面１５ａに当
接支持させ、該端面１５ａ上をラグ６が移動するよ構造
を採用しているので、ラグ６の外周把持面１８の面積を
大きく取りながらも、ラグ６の拡径動作時の摺動摩擦面
が減り、軸方向の押圧操作力を軽減でき、拡径操作が軽
くなる。

【００２４】（２）各ラグ６をキー溝底面２１ａを介し
て支持しているので、ラグ拡径時に芯管内面の形状に外
周面把持面１８の姿勢が多少合わなくとも、キー１５と
キー溝２１との間のがたにより、多少姿勢の自己制御で
き、芯管内面に合致させせることが可能となる。

【００２５】請求項３記載の発明によると、ラグ６の回
転方向の固定をキー１５で行い、軸方向及び拡径方向の
支持を、ラグ内周面１７とテーパー外周面７との当接に
より行うので、拡径動作時におけるラグ６の支持が安定
する。

【００２６】請求項４記載の発明によると、リターン機
構３として、押圧リング２３と共に弾性部材を保持具本
体１の外周側に配置することになるので、ばね内蔵型の
ものに比べると、組付け及び分会が容易である。また、
押圧リング２３のストッパー部（段部３２）でラグ６の
根本側部分の脱落を阻止しているので、キー利用構造で
ありながらも、芯管未装着時におけるラグの脱落を確実
に阻止できる。

【００２７】

【第１の実施例】図１〜図４は、本願の請求項１、２及
び４記載の発明を適用した芯管保持具を示しており、部
分縦断側面図を示す図２において、芯管保持具は、保持
具本体１と、芯管Ｔの内面を圧接保持するための複数の
ラグ６と、これらラグ６を本体１の軸方向先端側に付勢
するためのリターン機構３と、本体先端のキャップ４等
から構成されている。芯管Ｔの材料としては、厚紙ある
いはプラスチック等が使用される。

【００２８】保持具本体１は、機械の回転軸１１に固着
される側（図２の右側）が根本側、芯管Ｔに挿入される
側（図２の左側）が先端側となっており、根本側端部に
は、外向きフランジ８及びいんろう凹部９が形成されて
いる。いんろう用凹部９は、回転軸１１のいんろう用凸
部１２に嵌合しており、これにより芯合わせがなされて
いる。フランジ８はボルト等により回転軸１１の端面に
固着されている。回転軸１１は適宜の回転駆動源に駆動
力断続自在に連動連結すると共に、適宜の進退操作機構
により、軸方向に進退するように構成されている。

【００２９】保持具本体１の軸方向の略中間部分よりも
先端側部分には、先端側に行くに従い小径となっていく
テーパー外周面７が形成されている。テーパー外周面７
には、該外周面７と平行なキー穴１３が形成されてお
り、該キー穴１３に、回転方向及び軸方向移動不能にキ
ー１５が圧入固定されている。

【００３０】キー１５は、半径方向の内方端面１５ｂと
外方端面１５ａが互いに平行に形成されており、これに
より、キー１５の外方端面１５ａは、回転軸芯に対して
外周テーパー面７のテーパー角θと同一角度で傾斜し、
テーパー外周面７と平行な姿勢となっている。

【００３１】各ラグ６の内周面には、テーパー外周面７
のテーパー角θと同じテーパー角のテーパー内周面１７
が形成され、外方側には、先端部分側から順に、テーパ
ーガイド面２０、芯管保持用の外周把持面１８及び外向
きフランジ１９が一体に形成されている。テーパー内周
面１７には、該内周面１７の軸方向の全長に亘って延び
るキー溝２１が形成されている。外周把持面１８には、
軸方向に延びる多数の滑り止め用の細溝が形成されてい
る。

【００３２】図２のIV−IV断面を示す図４において、各
ラグ６は、環状体を円周方向に四等分割した形状に形成
されている。すなわち、断面形状が１／４円弧形の４つ
のラグ６に分割されており、該４つのラグ６が、テーパ
ー外周面７を囲むように環状に配置されている。ラグ６
の外周把持面１８の円弧形の曲率は、芯管Ｔの内面に合
わせるのがよいが、該実施例の図面では、芯管Ｔの内面
よりも若干小さく記載しており、縮径時に、４つのラグ
６の把持面１８が同一円周に沿うようになっている。

【００３３】前記キー溝２１は、各ラグ６に１本ずつ形
成されると共に、各ラグ６の円周方向幅の中央部に位置
し、かつ、その断面形状は単純な矩形に形成されてい
る。キー溝２１の深さｄ１と、キー１５のテーパー外周
面７からの突出高さｈ１との関係は、キー１５の高さｈ
１が溝深さｄ１より少し（たとえば１〜３mm程度）大き
くなるように設定されている。これにより、ラグ組付時
において、キー溝底面２１ａがキー１５の外方端面１５
ａに摺動自在に当接支持され、ラグ６の内周面１７は、
テーパー外周面７に対して一定のクリアランスＣ１を隔
てて浮いている。

【００３４】図２に示すリターン機構３は、コイルばね
２３と押圧リング２４から構成されている。保持具本体
１のテーパー外周面７よりも根本側の部分に、テーパー
外周面７の大径端と同径の円筒状リングガイド２７が形
成されており、該リングガイド２７に上記押圧リング２
４が軸方向移動可能に嵌合すると共に、ラグ６の根本側
端縁に当接している。

【００３５】コイルばね２３は押圧リング２４と本体フ
ランジ８の間に縮設されており、上記押圧リング２４を
介してラグ６を一定の弾性力で先端側へと付勢してい
る。リングガイド２７にはストッパー用段部２９が形成
されており、これによりラグ６と保持具本体１との間の
軸方向の相対最大ストローク量Ｓ１が設定されている。

【００３６】本体フランジ８と押圧リング２４の相対向
する面には、それぞればねガイド用の環状凹部３０，３
１が形成されており、コイルばね２３の両端をそれぞれ
上記凹部３０，３１に嵌め込んでいる。さらに、押圧リ
ング２４の先端側には、内向きの環状段部３２が形成さ
れ、ラグ６の根本側の端部の半径方向外方への脱落を阻
止するようになっている。

【００３７】キャップ４は、円板状に形成されると共に
その外周端部に筒状ガイド部４ａを一体に有し、保持具
本体１の先端面に複数のボルト３７により固着されてい
る。ガイド部４ａは根本側へと延びており、その外径は
縮径時におけるラグ６が半径方向外方へと張り出さない
程度の径となっている。ガイド部４ａの内側には、前記
保持具本体１の先端テーパーガイド面２０に対応するテ
ーパーガイド面３６が形成されており、両ガイド面２
０，３６は、テーパー外周面７のテーパー角θと同ー角
度であり、ラグ６の先端縁がキャップ４に当接した図２
の縮径時において、両ガイド面２０，３６間にわずかに
透き間ができるように設定されている。またテーパーガ
イド面３６の軸方向の長さＳ２は、前記軸方向最大スト
ロークＳ１よりも長く形成されている。

【００３８】図２のような芯管保持具は、軸方向に間隔
をおいて、同一軸芯上で互いに対向する姿勢で１対配置
され、両芯管保持具によって、芯管Ｔの両端部を支持す
るようになっている。

【００３９】該実施例の動作を説明する。芯管Ｔの両端
部の内側にそれぞれ図２のような縮径状態の保持具を嵌
め、保持具本体１を軸方向の先端側へ前進させ、外向き
フランジ１９を芯管端面Ｔａに当接させる。この嵌入作
業の際、たとえ芯管Ｔの軸芯が保持具本体１の軸芯と多
少ずれていたとしても、芯管端面Ｔａにキャップ４の先
端テーパーガイド面３５が当接することにより、芯合わ
せがなされ、自動的にラグ６の外周に嵌まる。もちろん
その時、キャップ４が芯管Ｔに当たっただけでは、ラグ
６が拡張することはなく、従来の実願平４−５１４５４
号のような誤動作を防止できる。

【００４０】芯管端縁Ｔａに外向きフランジ１９が当接
後、さらに保持具本体１を前進させると、ラグ６は芯管
端縁Ｔａにより停止状態を保ち、保持具本体１のみがコ
イルばね２３の弾性力に抗して前進する。この前進動作
中、各ラグ６は、そのキー溝底面２１ａがキー１５の外
方端面１５ａにより外方へと押されることにより、各ラ
グ６は半径方向外方へと均等に移動し、ラグ６全体とし
て拡径してゆき、１／４円弧状の各外周把持面１８が芯
管内面に圧接し、これを保持する。

【００４１】上記１／４円弧形の４つの把持面１８で芯
管内面を圧接支持するので、圧接面積が広く、芯管自体
の円筒形状をくずすことなく、かつ、確実な把持力で芯
管Ｔを保持する。

【００４２】

【第２の実施例】図５〜図９は、本願の請求項３記載の
発明を適用した芯管保持具であり、前記第１の実施例と
同名称の部品には、同一の符号を付しており、また同一
構造の部分は説明を省略し、相違する内容のみを説明す
る。

【００４３】図７において、各ラグ６のテーパー内周面
１７に形成されたキー溝２１の深さｄ２は、キー１５の
外方突出高さｈ２よりも少し（たとえば１〜３mm程度）
大きく設定されており、これにより、ラグ組付時に、キ
ー溝底面２１ａとキー１５の外方端面１５ａの間にクリ
アランスＣ２が介在し、一方、ラグ６の内周面１７がテ
ーパー外周面１７に当接支持される状態となる。すなわ
ち、キー１５は、ラグ６を回転方向に固定する機能と、
溝両側面で軸方向にガイドする機能は果たすが、ラグ６
を半径方向に支持する機能は果たさないようになってい
る。

【００４４】ラグ６のテーパー内周面１７の径は、この
実施例では、図５の縮径状態において、テーパー外周面
７と一致するように設定されている。したがって、ラグ
６が半径方向外方に拡径する場合には、図８及び図９に
示すように、各ラグ６の内周面１７の円周方向両端部１
７ａが、テーパー外周面７に摺接する。すなわち、各ラ
グ６は、その内周面１７の円周方向両端部１７ａでもっ
て２点支持される。

【００４５】該実施例の基本的な動作は、第１の実施例
と同様であるが、ラグ６が拡径動作する際には、各ラグ
６は内周両端部１７ａで２点支持されるため、ラグ６を
軸方向に押す力としては、第１の実施例より多少大きな
力が必要となるが、２点支持のため、各ラグ６の姿勢
は、軸方向の移動量に関係なく安定する。

【００４６】

【その他の実施例】

（１）第２の実施例のように各ラグ６をその内周面１７
でテーパー外周面７に支持する構造において、各ラグ６
の内周面１７の径を、概ね図６のような芯管把持状態ま
で拡径した時に、テーパー外周面７と一致するように設
定することもできる。このような構造にすると、芯管把
持時にラグ内周面１７がテーパー外周面７にぴったりを
嵌合することになり、芯管の保持が一層安定する。

【００４７】（２）第１，第２の実施例では、保持具本
体１として根本側端に外向きフランジ８を有するものを
採用しているが、フランジを有しない軸型仕様のものを
採用することも可能である。この場合には、たとえば図
２に示すような軸取付孔に回転軸１１を挿入し、キー等
で固定する。

【００４８】（３）ラグ６は、三等分割或いは五等分割
以上の等分割構造とすることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本願の請求項１、２及び４記載の発明を適用
した芯管保持具の実施例の正面図である。

【図２】 縮径時の状態を示す図１のII−II断面図であ
る。

【図３】 拡径時の状態を示す図１のII−II断面図であ
る。

【図４】 図２のIV−IV断面図である。

【図５】 本願の請求項３記載の発明を適用した芯管保
持具であって、縮径時の状態を示す一部縦断側面図であ
る。

【図６】 図５と同じ芯管保持具であって、拡径時の状
態を示す一部縦断側面図である。

【図７】 図５のVII−VII断面図である。

【図８】 図６のVIII−VIII断面図である。

【図９】 図６のIX−IX断面図である。

【図１０】 従来例の一部縦断側面図である。

【図１１】 図１０のXI−XI断面図である。

【符号の説明】

１ 保持具本体 ３ リターン機構 ４ キャップ ６ ラグ ７ テーパー外周面 １８ 外周把持面 １９ 外向きフランジ ２１ キー溝 ２１ａ 溝底面 ２３ コイルばね ２４ 押圧リング ３６ ガイド面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に固定される根本側から先端側へ
   行くに従い小径となるテーパー外周面を有する保持具本
   体と、前記テーパー外周面を囲むように配置されると共
   にテーパー内周面を有する複数のラグと、該ラグを先端
   側へと付勢するリターン機構とを備え、各ラグは概ね円
   弧状の外周把持面を有すると共に芯管の軸方向端縁に当
   接する外向きフランジを有し、ラグに対して保持具本体
   を先端側へ相対的に移動することによりラグを拡径して
   その外周把持面で芯管内面を圧接保持する芯管保持具に
   おいて、保持具本体のテーパー外周面に、該外周面と平
   行に延びるキーを固定し、各ラグのテーパー内周面に、
   該内周面と平行に延びるキー溝を形成し、該キー溝をキ
   ーに係合することにより、各ラグを、保持具本体に対し
   てキー長さ方向移動可能で回転方向に固定し、保持具本
   体の先端には、ラグの先端部分を半径方向外方から脱落
   不能にガイドするガイド部を有するキャップを固定して
   いることを特徴とする芯管保持具。
2. 【請求項２】 請求項１記載の芯管保持具において、キ
   ー溝の底面をキーの半径方向外方端面に当接支持させ、
   ラグの内周面をテーパー外周面から浮かしていることを
   特徴とする芯管保持具。
3. 【請求項３】 請求項１記載の芯管保持具において、キ
   ー溝の底面をキーの半径方向外方端面から浮かし、ラグ
   をその内周面によりテーパー外周面に支持していること
   を特徴とする芯管保持具。
4. 【請求項４】 請求項１記載の芯管保持具において、リ
   ターン機構は、保持具本体に軸方向移動自在に嵌合する
   と共にラグの根本側の端面に当接する押圧リングと、該
   押圧リングをラグに押し付ける弾性部材とから構成し、
   押圧リングには、ラグの根本側の端部の半径方向外方へ
   の脱落を阻止するストッパー部を形成していることを特
   徴とする芯管保持具。