JP2879140B2 - 拡縮シャフト - Google Patents

拡縮シャフト

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JP2879140B2
JP2879140B2 JP33274896A JP33274896A JP2879140B2 JP 2879140 B2 JP2879140 B2 JP 2879140B2 JP 33274896 A JP33274896 A JP 33274896A JP 33274896 A JP33274896 A JP 33274896A JP 2879140 B2 JP2879140 B2 JP 2879140B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば金属、
紙、プラスチックフィルムなどの製造や加工処理する設
備においてそれらの材料をロール状に巻取る際などにコ
イルやロールのコアなどの環状又は筒状部材をシャフト
の外周表面に巻取る場合に、或いは上記のコイルやロー
ルを巻取る際の処理材のエッジを揃えて巻くためのガイ
ド装置などの環状又は筒状部材、又は多条にスリットし
て巻取る際のセパレーターディスクなどの環状又は筒状
部材、若しくはスリッターの刃物などの環状又は筒状部
材を回転軸に拡大固定又は縮小弛緩する場合など、要す
るシャフトの外周に装着されたこれらの環状又は筒状部
材をシャフトに固定する目的で使用される拡縮シャフト
に係り、特に、シャフトの外周表面に出没自在に取付け
られた長尺ラグによってシャフトの外周表面に内接され
たこれらの環状又は筒状部材の内周表面を外側に向かっ
て放射状に押圧して、内接された環状又は筒状部材をシ
ャフトの外周表面の所定箇所に固持する拡縮シャフトに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】金属、紙、プラスチックフィルムなどの
製造や加工処理する設備においてそれらの材料をロール
状に巻取る際などにコイルやロールのコアを回転軸に固
定する場合においては、コイルやロールを巻取る際の処
理材のエッジを揃えて巻くためのガイド装置、又は多条
にスリットして巻取る際のセパレーターディスク、若し
くはスリッターの刃物などが、回転軸に固定されて使用
される。これらのスリッターの刃物やセパレーターディ
スクは、それらの中間にスペーサーを挿入して軸端部の
ナットを締めて固定する方式もあるが、刃物やディスク
の組み替えに際して一々刃物やセパレーターディスク及
びスペーサーを軸から抜き出して組み替えるために非常
に不便であり、これを解消するために、エアシャフトと
呼ばれる軸拡縮方式を備えた拡縮シャフトが利用されて
いる。
【0003】このエアシャフトからなる拡縮シャフト
は、シャフトが中空筒状体から構成されており、シャフ
トの中空内部の軸芯方向には圧縮空気が注入された空気
チューブが挿入されている。この空気チューブは注入さ
れた空気圧で膨縮する構造になっている。また、シャフ
トの中空筒状体の外周表面の軸芯方向及び周廻り方向に
は一定間隔をあけて、軸芯方向に短い長さに分割された
多数の長孔が形成され、各長孔には短尺のラグと呼ばれ
る押圧片が配列されていて、この短尺のラグが外径方向
に出没自在に取付けられている。
【0004】そして、拡縮シャフトの中空内部に挿入さ
れたチューブの空気圧よる膨縮によって、拡縮シャフト
の外周表面の各短尺ラグは出没自在押圧されて、空気圧
で膨張するチューブによって外側に向かって押圧される
各短尺ラグが、拡縮シャフトの外周表面に内接されたリ
ングやコアなどの環状又は筒状部材の内周表面を外側に
向かって放射状に押圧することによって、装着された環
状又は筒状部材を拡縮シャフトの外周表面の所定箇所に
固持する機構になっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たエアシャフトと呼ばれる拡縮シャフトにおいては、次
のような問題点がある。 (1)内部に空気チューブを挿入させるために軸は中空
になっており、又中空軸の外周に向けて多数の長孔を設
けて、ラグと呼ばれる押圧片を配列してあるため、軸の
撓みが大となり、長い軸で強度を必要とするものには利
用できない。 (2)軸外周のセパレーターリングなどが、短尺ラグの
端末付近に配置された場合に拡大操作をすると、リング
が横ずれして寸法不良となることがある。 (3)軸内部の空気チューブの外面に多数の短尺ラグが
接触して拡大縮小を繰り返しているので、ゴム製のチュ
ーブの傷みが激しく、破裂する故障も多い。或いはチュ
ーブの空気を放出したときにチューブが変形して短尺ラ
グが中空シャフト内部に脱落する事故もあり、それらの
修理は内部構造上、現場では不可能で製造工場に返品修
理が必要であり不便である。 (4)上記の問題点と相まって、空気チューブには低圧
の圧縮空気を利用するため、大きな外力が作用する軸外
周のリングの場合は、リングが横ずれを起こす不具合が
ある。 (5)紙やフィルムの巻取りコアの保持力の不足や撓み
による不具合がある。
【0006】この発明は、上記のような課題に鑑み、そ
の課題を解決すべく創案されたものであって、その目的
とするところは、内部に中空の空洞を必ずしも必要とせ
ず、拡縮シャフトの剛性が低下するのを防いで軸芯が長
い場合でも中央部が撓むことがなく、また、空気が漏れ
出すことによるトラブルを防ぐことができ、更に、環状
又は筒状部材が少し横にずれたり傾いたりすのを防いで
環状又は筒状部材を拡縮シャフトの所定箇所に正確に且
つ充分な保持力により固持することのできる拡縮シャフ
トを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、この発明は、シャフトの外周表面に出入口を有
し、底部に向かって拡開方向に傾斜する両側面を有し且
つ該両側面と底部で対称する角度を成す軸芯方向に長尺
な溝を配設し、該溝に嵌合し溝底両側面の角度より小さ
な傾斜角度を有する弾性体で形成された底部傾斜鍔面を
有する長尺ラグをシャフト表面に出没摺動自在に設け、
シャフトの端部から上記溝底部に通じる流体導通路を設
け、該導通路を介して溝底部と長尺ラグの底部傾斜鍔面
の底面との間に押圧流体注入時に、溝底部両側面の角度
と底部傾斜鍔面の角度の差による隙間の距離内で長尺ラ
グがストロークし、押圧流体放出時に底部傾斜鍔面の有
する弾性により自己復帰する手段よりなるものである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図面に記載の発明の実施の
形態に基づいて、この発明をより具体的に説明する。こ
こで、図1は環状又は筒状部材を装着した拡縮シャフト
の断面図、図2は拡縮シャフトの概略側断面図、図3
(A)(B)はこの発明の実施の形態を示す作用説明図
である。
【0009】図において、拡縮シャフト1は、該シャフ
ト1の外周表面に、その周面廻りに等間隔に配設された
溝2に出没自在に係合された軸芯方向に長尺な長尺ラグ
3によって、該シャフト1の外周表面に内接されたリン
グなどの環状又は筒状部材aの内周表面を外側に向かっ
て放射状に押圧して、内接された環状又は筒状部材aを
その外周表面の所定箇所に固持するものである。
【0010】シャフト1はその断面が例えば円形の形状
を有しており、円柱状の外周表面側に出入口を有する溝
2がその円周面廻りに等間隔に複数形成されている。円
周面廻りに等間隔に形成された各溝2は、シャフト1の
軸芯方向にわたって長尺に形成されている。各溝2の軸
芯方向の長さはシャフト1の両端を除くほぼ全長間にわ
たっている。
【0011】各溝2はシャフト1の外周表面から中心側
に向けて、その外周表面の出入口より内部が幅広な凹状
の溝がそれぞれ形成されている。各溝2は軸芯方向に対
して直交する左右両側が内側面となっている。
【0012】このうち、シャフト1の外周表面の出入口
側の溝2の左右の溝幅内側面は、中心側に向けて平行に
形成されている。溝2の左右の溝幅内側面は、長尺ラグ
3の左右側面と摺動する。
【0013】溝2の左右の溝幅内側面の底部側は、底部
に向かって左右の溝幅方向に拡開しながら傾斜する傾斜
係止面2aがそれぞれ形成されている。この傾斜係止面
2aには後述の長尺ラグ3の底部傾斜鍔面3bが弾性変
形して密接する。各溝2は、その出入口側の左右内側面
間の幅長さより底部側の左右内側面間の幅長さが大きく
なっており、特に底部側の左右の傾斜係止面2aは左右
対称の台形の形状になっている。
【0014】このように出入口側より底部側が幅広な各
溝2の内部には、軸芯方向に長尺な長尺ラグ3がそれぞ
れ出没摺動自在に設けられている。長尺ラグ3は、流体
圧でその先端側3aが溝2の出入口側からシャフト1の
外周表面側に突出して、シャフト1の外周表面に装着さ
れる例えばリングなどの環状又は筒状部材aの内周表面
を押圧して所定箇所に固持する機能を果たす。
【0015】長尺ラグ3はその先端側3aが左右両側面
が平行な直線状に形成されている。長尺ラグ3の後部側
にはその左右両側面が後方に向かって拡開方向に傾斜す
る底部傾斜鍔面3bが設けられている。長尺ラグ3と底
部傾斜鍔面3bとは一体成形されていてもよいし、異種
材のもの同士を接合したものでもよい。底部傾斜鍔面3
bは弾性材で構成されていて、押圧流体の注入により弾
性変形して前記溝2の傾斜係止面2aに密接する構造に
なっている。そして、この底部傾斜鍔面3bが弾性変形
して内側面に密接して係止されることで、長尺ラグ3の
後部側の底部傾斜鍔面3bの後端面3cを押圧する流体
を封止して漏れ出すのを防いでいる。
【0016】長尺ラグ3の後部側は底部傾斜鍔面3bに
よって左右対称の台形の形状に形成されているが、底部
傾斜鍔面3bの台形底辺の両端の傾斜角度Aは前記溝2
の傾斜係止面2aの台形の傾斜角度Bより少し小さくな
っている。これにより、溝2の底部両側面の傾斜角度B
と底部傾斜鍔面3bの傾斜角度Aの差による隙間Lの距
離内で、長尺ラグ3がストロークしてその先端側3aが
溝2の出入口から出没するようになっている。つまり、
押圧流体が放出されて、長尺ラグ3が溝2内に没入状態
では、底部傾斜鍔面3bの前部側は溝2の傾斜係止面2
aとの間に隙間Lを有し、底部傾斜鍔面3bの後部側は
溝2の傾斜係止面2aと密接していて流体が漏れ出すの
を防いでいる。押圧流体が注入されると、その圧力に応
じて底部傾斜鍔面3bが溝2の両側傾斜係止面2aに更
に強く押し付けられて密封が保たれる。
【0017】各溝2の底部側には、長尺ラグ3の底部傾
斜鍔面3bの後端面3cを溝2の出入口側の方向に向け
て押圧する流体が注入されることにより、長尺ラグ3は
環状又は筒状部材aの内周面に当たるまで突出し、部材
aを保持することになる。又流体を放出すると、底部傾
斜鍔面3bは弾性により自己復帰し、長尺ラグ3も拡縮
シャフト1外周面より埋没する。この流体には例えば
油、水、空気などが使用される。
【0018】シャフト1の各溝2の底部には流体導通溝
4aが各溝2の長手方向に形成され、各溝2の底部の流
体導通溝4aに流体導通路4の一端側の各流体導入口4
bがそれぞれ接続されている。流体導通路4の一端側の
各流体導入口4bは拡縮シャフト1の中心部から放射状
に分岐しており、分岐した流体導通路4のそれぞれの一
端側の各流体導入口4bが各溝2の底部の流体導通溝4
aに接続している。流体導通路4の他端側は拡縮シャフ
ト1の一端側に延びていて、図示しない流体通路に接続
されている。図示しない流体通路は外部の図示しない例
えば三方コックを介して圧力溜槽に接続されている。ま
た、圧力溜槽の流体を拡縮シャフト1に圧送する図示し
ない流体圧ポンプ又は空気圧縮機が設けられていて、圧
力を予め圧力溜槽に加圧しておき、三方コックの開閉に
より、拡縮シャフト1の拡大、縮小を行っている。
【0019】各溝2の底部の流体導通溝4aは流体導入
口4b及び流体導通路4を通じて連通状態になってお
り、各溝2の底部の流体導通溝4aに封入された流体は
流体導入口4b及び流体導通路4を通じて同一の流体圧
になっていて、同一の流体圧で各溝2内の長尺ラグ3の
底部傾斜鍔面3bの後端面3cを押圧できるようになっ
ている。
【0020】次に、上記発明の実施の形態の構成に基づ
く作用について以下説明する。拡縮シャフト1にリング
などの環状又は筒状部材aを所定の位置にそれぞれ装着
する。このとき、拡縮シャフト1の各長尺ラグ3はその
先端側3aが溝2内に没していて、拡縮シャフト1の外
周表面から突出していない。
【0021】一方、拡縮シャフト1に装着される環状又
は筒状部材aは、その内径が拡縮シャフト1の外径より
僅かに大きく、しかも各長尺ラグ3の先端側3aは拡縮
シャフト1の外周表面から突出していないので、拡縮シ
ャフト1の所定の取付け位置に簡単にスライド移動させ
ることができる。
【0022】このようにして、環状又は筒状部材aを所
定の取付け位置に装着した後、拡縮シャフト1の外部に
設けられた図示しない流体圧ポンプ又は空気圧縮機を作
動する。流体圧ポンプ又は空気圧縮機が作動すると、図
示しない圧力溜槽から流体が流体通路内を圧送される。
圧送される流体は流体通路を経て拡縮シャフト1の流体
導通路4内に圧送されて、放射状に分岐する各流体導入
口4bから各溝2の底部の流体導通溝4aに流入する。
【0023】流体が各溝2の底部の流体導通溝4aに流
入すると、各溝2内の長尺ラグ3の底部傾斜鍔面3bの
後端面3cは、この流入した流体によって同一の圧力で
それぞれ押圧される。各長尺ラグ3は溝2の出入口側に
向かって溝2の側面に密接した状態で摺動しながら移動
し始める。
【0024】この場合、台形状の底部傾斜鍔面3bの後
部側の両端側は溝2の台形状の傾斜係止面2aの後部側
の両端側と密接しているが、底部傾斜鍔面3bの前部側
の傾斜角度Aより傾斜係止面2aの前部側の傾斜角度B
が大きく、底部傾斜鍔面3bの前部側と傾斜係止面2a
の前部側とは隙間Lがあるため(図3(A)参照)、後
端面3cを流体で押圧される底部傾斜鍔面3bは後端面
3cの中央が凸状の弧状に変形し始めて、底部傾斜鍔面
3bの前部側が傾斜係止面2aの前部側に密接し始め
る。
【0025】また、底部傾斜鍔面3bの後端面3cの中
央が凸状の弧状に変形し始めると、弾性変形し始めた底
部傾斜鍔面3bの前面が長尺ラグ3を全体的に溝2の出
入口側に押し出して、長尺ラグ3の先端側3aは溝2の
出入口側から外部に突出し始める。
【0026】溝2の出入口側に向かって押し出されて移
動する各長尺ラグ3の先端側3aは、溝2の内側から外
部に突出し始めて、拡縮シャフト1の外周面に装着され
ている環状又は筒状部材aの内周面に当接し始める。
【0027】更に流体圧ポンプを作動して流体の圧力を
高めると、底部傾斜鍔面3bの前部側は変形して傾斜係
止面2aの前部側に完全に密着して、つまり底部傾斜鍔
面3bの前部側の傾斜角度Aと傾斜係止面2aの前部側
の傾斜角度Bと一致し(図3(B)参照)、底部傾斜鍔
面3bと傾斜係止面2aとの間から流体が漏れ出すのを
確実に防ぐ。
【0028】また、各長尺ラグ3の先端側3aは更に溝
2の内側から外部に突出して、環状又は筒状部材aの内
周面を拡縮シャフト1の内部中心から外側に向かって放
射状に押圧して、拡縮シャフト1の所定の位置に取付け
られた各環状又は筒状部材aをその位置に固持する。
【0029】この場合、各長尺ラグ3は拡縮シャフト1
の軸芯方向に長尺であるため、従来のような分割された
短い長さのラグのように端部が環状又は筒状部材aの端
部に当たって、環状又は筒状部材aを横方向にずらすと
いう恐れは全くない。
【0030】なお、この発明は上記発明の実施の形態に
限定されるものではなく、この発明の精神を逸脱しない
範囲で種々の改変をなし得ることは勿論である。
【0031】
【発明の効果】以上の記載より明らかなように、この発
明に係る拡縮シャフトによれば、従来のように内部にチ
ューブを挿入しないので必ずしも中空にする必要がな
く、その結果長尺シャフトでも曲げ剛性が低下すること
もなく、従って、軸芯が長い場合でも中央部が撓むこと
がなく、回転時においてはその中央部が撓んだ状態で偏
心して回転するなどの不都合を生じることもない。
【0032】また、従来のように空気をチューブに封入
していないので、チューブが破れて内部の空気が漏れ出
すという恐れもなく、しかも、流体圧で長尺ラグを押圧
しているときには、底部傾斜鍔面が溝の底部に向かって
拡開方向に傾斜する両内側面に弾性変形して密着するの
で、圧力の高い流体が溝と底部傾斜鍔面との隙間から漏
れ出すのを確実に防ぐことができ、流体が漏れ出すこと
によるトラブルを未然に回避することができる。
【0033】更にまた、長尺ラグは拡縮シャフトの軸芯
方向に長尺であるので、従来のように軸芯方向に短い長
さに複数に分割されたラグが環状又は筒状部材を押圧す
る際にラグの端部によって、環状又は筒状部材が少し横
にずれたり又は少し傾いたりして、環状又は筒状部材を
所定箇所に正確に固持できないということもなく、環状
又は筒状部材を拡縮シャフトの所定箇所に正確に固持す
ることができる。
【0034】このように、この発明に係る拡縮シャフト
は、中実軸を使用できるので、軸強度があり撓みが少な
いので長い軸に利用可能であり、又軸の長手方向に縦通
する長尺ラグを用いるため外周の環状又は筒状部材への
密着度が良好となる。さらに、内圧敷きのチューブでな
く棒状のラグなので寿命が長く、現場で交換修理が可能
であり、又チューブ式のように破裂の心配がなく高圧の
流体による加圧ができるので、大きな保持力を発生させ
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態を示す環状又は筒状部材
を装着した拡縮シャフトの断面図である。
【図2】この発明の実施の形態を示す拡縮シャフトの概
略側断面図である。
【図3】(A)(B)はこの発明の実施の形態を示す作
用説明図である。
【符号の説明】
1 拡縮シャフト 2 溝 2a 傾斜係止面 3 長尺ラグ 3a 先端側 3b 底部傾斜鍔面 3c 後端面 4 流体導通路 4a 流体導通溝 4b 流体導入口 a 環状又は筒状部材

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シャフトの外周表面に出入口を有し、底
    部に向かって拡開方向に傾斜する両側面を有し且つ該両
    側面と底部で対称する角度を成す軸芯方向に長尺な溝を
    配設し、該溝に嵌合し溝底両側面の角度より小さな傾斜
    角度を有する弾性体で形成された底部傾斜鍔面を有する
    長尺ラグをシャフト表面に出没摺動自在に設け、シャフ
    トの端部から上記溝底部に通じる流体導通路を設け、該
    導通路を介して溝底部と長尺ラグの底部傾斜鍔面の底面
    との間に押圧流体注入時に、溝底部両側面の角度と底部
    傾斜鍔面の角度の差による隙間の距離内で長尺ラグがス
    トロークし、押圧流体放出時に底部傾斜鍔面の有する弾
    性により自己復帰することを特徴とする拡縮シャフト。
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