JP2554841B2 - 空気圧式コアクランプシャフト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、円筒状の紙管等の芯管
に紙、プラスチック箔、アルミ箔、銅箔等の膜状体（ワ
ーク）を巻き取る時や、紙管等の芯管に巻かれているワ
ークを巻き戻す時に使用する空気圧式コアクランプシャ
フトに関する。

【０００２】

【従来の技術】空気圧を利用した従来のコアクランプシ
ャフトは、縦断側面の左端部を示す図１４及び図１４の
一部を拡大した図１５に示す実開昭６２ー２３２５３
（以下２５３という）のように、中空軸１０に中空膨脹
環体１７とスペーサリング１８を交互に嵌装し、それら
の両端を左端のナット１６ｂと右端にある同様のナット
により締め付けていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】２５３のような従来技
術では、中空膨脹環体１７の中空軸１０に対する締付力
が中空軸１０の左端部のナット１６ｂと右端部のナット
の付近とその間の中央部とでは不均一になるため、ナッ
ト１６ｂと右端部のナットによるスラスト荷重が伝達さ
れにくい中央部の中空膨脹環体１７が中空軸１０に対し
てずれて回転したり摺動したりして、紙管等の芯管への
回転力の伝達が不充分になりがちである。

【０００４】また、２５３の構成ではスペーサリング１
８、中空膨脹環体１７以外に内部リング１９が必要であ
り、部品数が多くなりコスト高となる。なお、図１４の
１１は筒体、１２ｂはジャーナル軸、１３ｂは螺糸部、
１４ｂは端部リング、１５ｂは押えリング、２５はチェ
ック弁付プラグを示し、図１５の１７ａ、１７ｂは中空
膨脹環体１７の内周端縁、２０はテーパ面、２１、２２
はテーパー面、２３は筒体１１の孔、２４は内部リング
１９の孔を示す。

【０００５】上記の場合、軸方向のスラスト荷重を伝達
するため、中空軸１０の両側からスペーサリング１８、
中空膨脹環体１７を挟み込むようにナット１６ｂと右端
部の同様のナット、押えリング１５ｂで締付けるのみな
らず、スペーサリング１８、中空膨脹環体１７、内部リ
ング１９にテーパ加工を施す必要があり、コスト高とな
る。又、前記テーパ加工を施してもスラスト荷重を中央
部に位置する中空膨脹環体１７に十分に伝達することは
できない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】（請求項１） 図１において、一端が閉じ、他端に空気ノズルを有する
中空軸の外周に、前記中空軸の中心線と同心の外周面及
び前記外周面の両端から中心線と直交する内方向に向か
う内向きフランジ状の壁面部及び前記壁面部の内周縁に
連続し中心線と同心で互いに逆方向外向きに伸びる筒状
部を両側に有し前記中空軸の中心線を含む断面が対向す
るハット形の中空膨張環体を多数近接して嵌合し、各筒
状部を中空軸に気密に締付ける中空膨張環体より外周の
直径が小さい締付具を設け、各中空膨張環体を中空軸に
設けた半径方向の貫通孔で中空軸内に連通させたことを
特徴とする空気圧式コアクランプシャフトである。すべ
ての中空膨張環体２は締付具３により中空軸１に気密状
に固定される。

【０００７】（請求項２の発明）締付具４（図５）１つ
で近接する２つの中空膨張環体２の筒状部２ａ、２ａを
同時に締付ける請求項１の空気圧式コアクランプシャフ
トである。

【０００８】（請求項３の発明）締付具５（図８）の内
周面５ａに中空膨張環体の筒状部２ａを圧縮する環状の
突起部５ｂを設けた請求項１又は請求項２の空気圧式コ
アクランプシャフトである。突起部５ｂで筒状部２ａを
押圧する。

【０００９】

【実施例】図１〜図３は、請求項１の発明を適用した空
気圧式コアクランプシャフトＡを示しており、縦断側面
図を示す図１の一部を拡大した図２において、空気圧式
コアクランプシャフトＡは、例えば炭素繊維強化プラス
チック（ＣＦＲＰ）製の中空軸１と、中空軸１に嵌合す
る複数の例えば合成ゴム製の中空膨張環体２と、中空膨
張環体２を中空軸１に固定する例えば鋼鉄製の締付具３
等から構成されている。

【００１０】中空軸１は、図１のように一端に空気ノズ
ル３１を有し、この空気ノズル３１は開閉弁４１、４３
を有する配管４２を経てコンプレッサ３０の吐出口に接
続し、他端（図１の右端）は閉じており、中空軸１に一
体かつ同心に固着した円筒壁面１ｂには貫通孔１ａを各
中空膨張環体２の中空部２ｃに対応するように複数箇所
に設けてある。

【００１１】配管４２の本管に開閉弁４１を設け、開閉
弁４１と空気ノズル３１の間の配管４２の枝管に開閉弁
４３を設け、開閉弁４３の先は開放されており、開閉弁
４１を閉、開閉弁４３を開状態にすると中空軸１内及び
中空部２ｃ内の圧力は大気圧となる。紙管３２を嵌め込
む際は開閉弁４１が閉、開閉弁４３が開となっており、
中空軸１内及び中空部２ｃ内の圧力は大気圧であり中空
膨張環体２は膨張しておらず、紙管３２が中空軸１に嵌
め込まれ、紙管３２と中空軸１を一体化させる際には開
閉弁４１を開、開閉弁４３を閉とし、中空軸１内及び中
空部２ｃ内の圧力は紙管３２を中空軸１に一体化させる
のに要する圧力が掛かっており、中空膨張環体２は膨張
し、中空軸１と一体化している。又、紙管３２を中空軸
１から取外す際には開閉弁４１を閉、開閉弁４３を開状
態にし、中空軸１内及び中空部２ｃ内の圧力を大気圧に
し、膨張した中空膨張環体２を通常の状態に戻し、紙管
３２と中空軸１を別体にし、中空軸１から紙管を取外
す。

【００１２】中空膨張環体２は、中空軸１の中心線Ｃを
含む断面の拡大図である図２で見て、中心線Ｃと同心の
外周面２ｄと、外周面２ｄの両端から中心線Ｃと直交す
る内方向に向かう内向きフランジ状の壁面部２ｅと、壁
面部２ｅの内周縁に連続し、中心線Ｃと同心で互いに逆
方向外向きに伸びる筒状部２ａを両側に有するハット形
であり、前記外周面２ｄ（外周壁）と、壁面部２ｅと円
筒壁面１ｂから形成される環状の中空部２ｃを有する。
すべての中空膨張環体２の中空部２ｃは、各々中空軸１
に設けた少なくとも１個の貫通孔１ａと連通する位置に
くるように構成し、中空軸１内部と中空部２ｃを常時連
通させる。又、図２の隣接する２つの筒状部２ａ、２ａ
間には隙間３ｃを設けているため、締付具３を締付けた
際の筒状部２ａの変形を吸収でき、締付具３を充分に締
付けることができる。

【００１３】締付具３は、中空膨張環体２の壁面部２ｅ
に当接させた状態で筒状部２ａを抱持する横断面略正方
形のリングで、図２のIIIーIII断面は、図３のような形
状をしている。図３では、締付具３は鋼鉄製のリングで
切目８を有し、切目８の片側にはボルト９のボルト頭を
着座させる座７ａを有する貫通孔７を、反対側にはねじ
孔７’を接線上に設け、貫通孔７側からボルト９を挿入
し、ねじ孔７’に螺合させて締付ける。締付具３の締付
け前には切目８部分に筒状部２ａをボルト９で充分に
（図３の状態まで）締付けることができる程度の間隔が
設けてある。従ってボルト９の締付け前には締付具３を
筒状部２ａに軽快に差し込める。

【００１４】締付具３は、図３以外の構造でも中空膨張
環体２の筒状部２ａを締付けることができ、中空膨張環
体２の外周面２ｄより突出せず、紙管３２（図１、４）
を本発明による空気圧式コアクランプシャフトＡに嵌め
込む際や、中空膨張環体２を膨張させ、紙管３２を中空
軸１に一体化させるように支持する際に邪魔にならない
ものであればよい。例えば図１６のように締付具３’に
ボルト３４、ナット３５を固定する略Ｃ形の鋼板リング
の外周面の端部に接線方向に孔３６を有するブロック３
７をそれぞれ溶着する。その他図示していないが、筒状
部２ａに針金を２回程巻き付けてその両端部をペンチで
螺旋状に締め込むことにより固定してもよい。

【００１５】図４〜図６は請求項２の発明を適用した空
気圧式コアクランプシャフトＡを示しており、縦断側面
図を示す図４の一部を拡大した図５において、締付具４
を各中空膨張環体２、２の間に１個配置しており、１個
の締付具４により隣接する２つの筒状部２ａを同時に固
定する。この時締付具４の両側面は隣接した壁面部２
ｅ、２ｅに当接し、これにより隣接した中空膨張環体
２、２は最も近接する。又、図５の隣接する２つの筒状
部２ａ、２ａ間には隙間４ｃを設けているため、締付具
４を締付けた際の筒状部２ａの変形を吸収でき、締付具
４を充分に締付けることができる。

【００１６】図７〜図９は請求項３の発明を適用した空
気圧式コアクランプシャフトＡを示しており、縦断側面
図を示す図７の一部を拡大した図８において、締付具５
の内周面５ａに環状の内向きの突起部５ｂを設け、中空
膨張環体２の筒状部２ａを突起部５ｂで押圧する。その
際、中空膨張環体２側にも筒状部２ａの外周端に環状の
突起部２ｂを設け、突起部５ｂで筒状部２ａを押圧しな
がら突起部５ｂと突起部２ｂで締付具５の両側面と壁面
部２ｅの圧接状態を確保している。図８の２個の締付具
５は互いに当接している。

【００１７】図１０〜図１２は請求項２及び請求項３の
発明を適用した空気圧式コアクランプシャフトＡを示し
ており、縦断側面図を示す図１０の一部を拡大した図１
１において１個の締付具６により隣接する２つの筒状部
２ａ、２ａを同時に固定している。又は、締付具６が隣
接する２つの筒状部２ａ、２ａを同時に固定し、かつ締
付具内周面６ａの両端部に設けた環状かつ内向きの突起
部６ｂが中空膨張環体２の筒状部２ａの根元部分を締付
けている。筒状部２ａの外周先端部に設けた環状の突起
部２ｂは突起部６ｂと隣接し、締付具６に対する両筒状
部２ａの軸方向の移動を阻止している。又、隣接する２
つの筒状部２ａ、２ａ間には隙間６ｃを設けているた
め、締付具６を締付けた際の筒状部２ａの変形を吸収で
き、締付具６を充分に締付けることができる。

【００１８】図１３は、請求項２及び請求項３を適用し
た空気圧式コアクランプシャフトＡに、空気式コアクラ
ンプシャフトＡに対して長さが比較的短く、ワーク３３
を巻き付けた紙管３２を嵌め込んだ図である。矢印４０
が示す中空膨張環体２は紙管３２を支持していないが、
中空軸１内の内圧が高くなると、締付具５、６が中空膨
張環体２を支持し、中空軸１、中空膨張環体２間の気密
性を維持する。

【００１９】

【発明の効果】

（請求項１の発明） （１） すべての中空膨張環体２が締付具３により長さ
方向のどの位置でもほぼ均一に締付けられるので、従来
の図１４及び図１５のような構成に比べ、紙管（芯管）
３２に対して中空軸１の回転力の伝達を、どの中空膨張
環体２においても均一にすることができ、中空膨張環体
２が中空軸１に対してずれて回転したり摺動しなくな
る。

【００２０】（２） 図１４及び図１５のように従来の
空気圧式コアクランプシャフトに必須であった押えリン
グ１５ｂ（右端にもある）、内部リング１９が本発明で
は不要となるので、部品数の減少によるコストダウンを
図ることができる。

【００２１】（３） 図１４及び図１５のように従来の
空気圧式コアクランプシャフトに必須であったナット１
６ｂ（右端にもある）が本発明では不要となるので、紙
管（芯管）の有効支持間隔を広く確保することができ、
より長い紙管（芯管）を支持することができる。

【００２２】（４） 短い紙管（芯管）を支持する場
合、従来技術では図１４及び図１５に示すように複数の
中空膨脹環体１７を個々に締め付けていないので、中空
軸１０内部の圧力が高くなると紙管（芯管）の来ない位
置にある中空膨脹環体１７は中空軸１０から剥離し易く
なり、中空膨脹環体１７と中空軸１０との間の気密性を
保つことは難しかったが、請求項１の発明では図１３に
示す矢印４０部分のように支持する紙管（芯管）３２が
ない中空膨張環体２が存在しても、個々の中空膨張環体
２が各々例えば締付具５、６により中空軸１に堅固に固
定されているので、中空部２ｃ内の圧力が高くなっても
中空膨張環体２と中空軸１との気密性を良好に保つこと
ができる。

【００２３】（請求項２の発明） （１） 請求項１において隣接する２つの中空膨張環体
２間に締付具３が２個必要なところ、１つで両方の筒状
部２ａを固定するので、部品数を減少し組立作業の簡略
可とコストダウンを図ることができる。

【００２４】（請求項３の発明） （１） 締付具内周面５ａ（図８）に設けた環状の突起
部５ｂが、又は締付具内周面６ａ（図１１）に設けた環
状の突起部６ｂが、中空膨張環体２の筒状部２ａを押圧
するので、中空軸１に対して中空膨張環体２を堅固に固
定し、気密性を高めることができる。

【００２５】（２） 締付具内周面５ａ（図８）に設け
た環状の突起部５ｂが、中空膨張環体２の筒状部２ａを
押圧して気密性を高め、かつ締付具内周面５ａに設けた
環状の突起部５ｂと中空膨張環体２の筒状部２ａに設け
た又はできた環状の突起部２ｂが噛み合い、又は、締付
具内周面６ａ（図１１）に設けた環状の突起部６ｂが、
中空膨張環体２の筒状部２ａを押圧して気密性を高め、
かつ締付具内周面６ａに設けた環状の突起部６ｂと中空
膨張環体２の筒状部２ａに設けた又はできた環状の突起
部２ｂが噛み合い、中空膨張環体２に中空軸１の中心線
Ｃと平行な方向の荷重が掛かっても、中空膨張環体２は
中空軸１に堅固に固定された状態を保ち、又隣接する２
つの筒状部２ａの環状の突起部２ｂと１つの締付具６に
設けた２つの環状の突起部６ｂが噛合状に隣接している
ので、中空軸１に対し中空膨張環体２がずれて回転した
り摺動することがなく、気密性も損なわれない。

【００２６】紙管（芯管）３２が短い場合（図１３）に
は紙管（芯管）３２を支持しない中空膨張環体２が複数
個存在する可能性があるが、そのような場合でも締付具
５（図８）に設けた環状の突起部５ｂ、締付具６（図１
１）に設けた環状の突起部６ｂが中空膨張環体２の筒状
部２ａを押圧しているので、中空軸１に堅固に固定し気
密性を保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 請求項１の発明を適用した空気圧式コアクラ
ンプシャフトの一部縦断側面図である。

【図２】 図１の部分拡大図である。

【図３】 図２のIIIーIII断面図である。

【図４】 請求項２の発明を適用した空気圧式コアクラ
ンプシャフトの一部縦断側面図である。

【図５】 図４の部分拡大図である。

【図６】 図５のVIーVI断面図である。

【図７】 請求項１及び請求項３の発明を適用した空気
圧式コアクランプシャフトの一部縦断側面図である。

【図８】 図７の部分拡大図である。

【図９】 図８のIXーIX断面図である。

【図１０】 請求項２及び請求項３の発明を適用した空
気圧式コアクランプシャフトの一部縦断側面図である。

【図１１】 図１０の部分拡大図である。

【図１２】 図１１のXIIーXII断面図である。

【図１３】 図１０の空気圧式コアクランプシャフトに
短い紙管（芯管）が装着された状態を示す一部縦断側面
図である。

【図１４】 従来例の一部縦断側面図である。

【図１５】 図１４の部分拡大図である。

【図１６】 本発明における締付具の別の例を示した斜
視図である。

【符号の説明】

１ 中空軸 １ａ 貫通孔 ２ 中空膨張環体 ２ａ 筒状部 ３ 締付具 ４ 締付具 ５ 締付具 ５ａ 締付具内周面 ５ｂ 突起部 ６ 締付具 ６ａ 締付具内周面 ６ｂ 突起部 ３１ 空気ノズル Ｃ 中心線

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端が閉じ、他端に空気ノズルを有する
   中空軸の外周に、前記中空軸の中心線と同心の外周面及
   び前記外周面の両端から中心線と直交する内方向に向か
   う内向きフランジ状の壁面部及び前記壁面部の内周縁に
   連続し中心線と同心で互いに逆方向外向きに伸びる筒状
   部を両側に有し前記中空軸の中心線を含む断面が対向す
   るハット形の中空膨張環体を多数近接して嵌合し、各筒
   状部を中空軸に気密に締付ける中空膨張環体より外周の
   直径が小さい締付具を設け、各中空膨張環体を中空軸に
   設けた半径方向の貫通孔で中空軸内に連通させたことを
   特徴とする空気圧式コアクランプシャフト。
2. 【請求項２】 締付具１つで近接する２つの中空膨張環
   体の筒状部を同時に締付ける請求項１の空気圧式コアク
   ランプシャフト。
3. 【請求項３】 締付具の内周面に中空膨張環体の筒状部
   を圧縮する環状の突起部を設けた請求項１又は請求項２
   の空気圧式コアクランプシャフト。