JP2010058955A - パッケージブレーキと、これを備えた自動ワインダ - Google Patents

Abstract

【課題】自動ワインダに適用されて巻取パッケージに制動力を付与するパッケージブレーキにおいて、制動時における紙管の保持力を過剰に大きくすることなく、制動力の増大化を図る。
【解決手段】紙管２１に向かう前方向に指向し、且つ作動部材３２と保持部材３１との間で制動力が発揮される第１作用力（ｆ１）と、紙管２１から離れる後方向に指向し、且つ作動部材３２と保持部材３１との間で制動力が発揮される第２作用力（ｆ２）とを、両部材３１・３２に付与する。これにて、制動力を大きくしながら、保持力の過剰な増加を効果的に抑えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、駆動回転される紙管と該紙管の表面に巻き取られる糸とで構成される巻取パッケージに対して、流体圧に由来する制動力を与えるパッケージブレーキ、および当該パッケージブレーキを備えた自動ワインダに関する。

従来より、巻取装置たる自動ワインダのワインディングユニットには、綾振ドラムにより回転される巻取パッケージに対して制動力を与えるパッケージブレーキが設けられている。かかるパッケージブレーキの従来構成を図１０に示す。なお、図１０と略同様の構成のブレーキパッケージは、特許文献１にも開示されている。

図１０に示すように、パッケージブレーキは、開口を有する有底筒状のハウジング１０１と、この前方開口に内嵌状に装着されるブレーキシュー１０２と、ブレーキシュー１０２の前端に装着されるベアリングセンター１０３とを有する。ブレーキシュー１０２とベアリングセンター１０３とは、ハウジング１０１に対して各々相対的に前後方向に移動可能に構成されている。ブレーキシュー１０２は、ハウジング１０１内に挿入されるシャフト１０４と、シャフト１０４の前端部から外方向に張り出し形成されたフランジ１０５と、フランジ１０５の外周縁から後方向に伸びる外スリーブ１０６とを有する。フランジ１０５の前面には、ベアリングセンター１０３に対して制動力を付与するための摩擦材１０７が装着されている。シャフト１０４の後端部とハウジング１０１の奥端部との間には、電磁弁１０９ａおよびエア導入口１０８を介してコンプレッサー１０９からのエアの供給を受けるエア室１１０が設けられており、このエア室１１０内に、ブレーキシュー１０２に対して前方向への移動付勢力を与える捻りコイル形の第１バネ１１１が収納されている。符号１１２は、ハウジング１０１の内面とブレーキシュー１０２の外周面との間をシールドするためのシール部材を示す。

シャフト１０４の前後中央から前端部には、前方開口を有する中空室１１３が設けられており、この中空室１１３内にベアリングセンターのシャフト１１４が挿入されている。ベアリングセンター１０３は、前述のシャフト１１４と、シャフトの前端に設けられたホルダー部１１５とで形成されており、ホルダー部１１５の前面は、紙管２１の一側面に進入して、該紙管２１を押圧する前窄まりのテーパー状に形成されている。中空室１１３の内部には、制動力を付与しない常態においてブレーキシュー１０２を後方に押圧するための第２バネ１１６が組み付けられている。中空室１１３の前端部には、ベアリング１１７が設けられており、該ベアリング１１７を介してベアリングセンター１０３は、紙管２１と同行回転可能に構成されている。

特開平１０−２５０６１号公報（図３参照）

このパッケージブレーキにおいては、制動力を付与しない常態では、ベアリングセンター１０３には第１バネ１１１の付勢力が作用する。つまり、当該第１バネ１１１の付勢力（Ａ）により、ベアリングセンター１０３が前方向に押圧され、当該押圧力を保持力として紙管２１は保持されている（保持力Ｆ１＝Ａ）。

エア導入口１０８を介してエア室１１０内にコンプレッサー１０９から作動空気が供給されると、ベアリングセンター１０３に制動力が付与されて紙管（巻取パッケージ）の回転が停止される。具体的には、エア室１１０内に作動空気が供給されると、エア圧によりブレーキシュー１０２のシャフト１０４が前方向に押圧され、そして、ブレーキシュー１０２の摩擦材１０７がベアリングセンター１０３のホルダー部１１５に接触して、該ベアリングセンター１０３に制動力が付与される。このとき、紙管２１には、第１バネ１１１に由来する付勢力（Ａ）とエア圧に由来する押圧力（ｆ１）の合力が作用し、かかる合力により紙管２１は保持されることとなる（保持力Ｆ２＝Ａ＋ｆ１）。また、摩擦材１０７とホルダー部１１５との間には、第１バネ１１１に由来する付勢力（Ａ）とエア圧に由来する押圧力（ｆ１）の合力から、第２バネ１１６に由来する付勢力（Ｒ）を引いた面圧力が作用し、これにてベアリングセンター１０３に対して制動力（Ｂ）が付与されることとなる（Ｂ＝Ａ＋ｆ１−Ｒ）。

このため、制動力（Ｂ）を大きくした場合、すなわちエア圧を大きくした場合には、当該エア圧に由来する押圧力（ｆ１）が大きくなるため、より大きな保持力（Ｆ２）が紙管２１に作用することとなり、紙管２１がダメージを受けるおそれがある。かかる不具合は、例えばエア圧を小さくすることで解消することができる。しかしエア圧を小さくした場合には、摩擦材１０７とホルダー部１１５との面圧力が低下するため、制動力（Ｂ）が低下することが避けられず、巻取パッケージの回転停止までに要する時間が長時間化する不利もある。

本発明は以上のような従来のパッケージブレーキの有する問題点を解決するためになされたものであり、制動時における紙管の保持力を過剰に大きくすることなく、制動力の増大化を図ることが可能なパッケージブレーキ、およびこれを備えた自動ワインダを提供することを目的とする。

本発明は、紙管と該紙管の表面に巻き取られる糸とで構成される巻取パッケージに対して、流体圧に由来する制動力を与えるパッケージブレーキを対象とする。このパッケージブレーキは、前記紙管の一側面を保持する保持部材と、該保持部材に接触して制動力を与える作動部材とが、筒状のハウジングに組み付けられている。これら保持部材と作動部材とは、作動流体を受けると、紙管に向かう前方向と紙管から離れる後方向とに前記ハウジングに対して各々独立に移動し得るように構成されている。制動力が付与されない状態においては、押圧要素により前記保持部材は前方向に押圧されている。そして、作動流体の供給を受けることにより、紙管に向かう前方向に指向させる第１作用力と、前記作動部材と前記保持部材との間で制動力が発揮される第２作用力とが、前記作動部材および保持部材に付与されるようになっていることを特徴する。

具体的には、筒状のハウジングと、該ハウジングに前後方向に移動可能に装着される中空筒状の作動部材と、これらハウジングおよび作動部材に前後方向に移動可能に装着された保持部材とを有する。前記保持部材は、前記作動部材に軸支されるシャフトと、該シャフトの前端に張り出し形成された紙管保持部とを有し、該紙管保持部は、シャフトを回転軸として紙管と同行回転可能に構成されている。常態においては、前記シャフトが前記押圧要素からの前方向の押圧力を受けることで、前記紙管保持部の前面を紙管の一側面に押し付けて該紙管を保持している。前記作動部材が前記第２作用力により前記保持部材に対し相対移動することで、該作動部材の前側に設けられた摩擦材が前記紙管保持部に押し付けられて、前記保持部材に対する制動力が発揮されるようになっている。作動流体が供給されることにより、前記第１作用力を得るための第１流体室と、前記第２作用力を得るための第２流体室とを備えている。

また、本発明に係るパッケージブレーキは、筒状のハウジングと、該ハウジングに移動可能に装着される中空筒状の保持部材と、これらハウジングおよび保持部材に対し移動可能に装着された作動部材とを有する形態とすることができる。前記作動部材は、前記保持部材に軸支されるシャフトと、該シャフトの前端に張り出し形成されたブレーキシューとを有し、該ブレーキシューの一部には前記保持部材に対して制動力を発揮する摩擦材が設けられている。前記保持部材は、前記ハウジング内に組み付けられる内スリーブと、前記ハウジング部に外嵌状に保持する外スリーブと、紙管を保持する紙管保持部とを有し、該紙管保持部は、前記作動部のシャフトを回転軸として紙管と同行回転可能に構成されている。常態においては、前記内スリーブの後端部が前記押圧要素からの前方向の押圧力を受けることで、前記紙管保持部の前面を紙管の一側面に押し付けて該紙管を保持しており、前記作動部材が前記第２作用力により前記保持部材に対し相対移動することで、前記摩擦材が前記紙管保持部に押し付けられて、前記保持部材に対して制動力が発揮されるようになっている。前記ハウジングと前記保持部材との間に、作動流体の供給を受けることにより前記第１作用力を得るための第１流体室が設けられており、前記作動部材と前記保持部材との間に、前記第２作用力を得るための第２流体室が設けられている。

前記第１流体室と前記第２流体室とが連通している形態を採ることができる。

前記保持部材に付与される制動力が、前記巻取パッケージのパッケージ径に対応させて調整できるようにすることができる。

前記保持部材に付与される制動力が、前記巻取パッケージの回転数に対応させて調整できるようにすることができる。

また本発明は、上記パッケージブレーキを備えたことを特徴とする自動ワインダである。

本発明に係るパッケージブレーキにおいては、作動流体の供給を受けることにより、紙管に向かう前方向に指向させる第１作用力と、前記作動部材と前記保持部材との間で制動力が発揮される第２作用力とが、前記作動部材および保持部材に付与されるようにした。つまり、作動流体の供給を受けると、第１作用力が作動部材および保持部材のいずれか一方の部材に付与され、第２作用力が両部材に付与されるようにした。

以上より、作動流体の供給を受けると、作動部材と保持部材とを前後逆方向に移動させることができるため、両部材間に第２作用力に由来する制動力を作用させることができる。従って、作動部材を前方向に動かすことによってのみ、制動力を得ていた従来形態に比べて制動力の向上を図ることが容易となる。
加えて、第２作用力は制動動作に影響する力であって、制動時においては紙管に対する保持力には影響しない。従って、第２作用力の増大化を図ることで、制動力を大きくしながら保持力の増加を効果的に抑えることができる。

以上のように、本発明に係るパッケージブレーキにおいては、作動流体の供給を受けると、紙管に向かう方向の作用力（第１作用力）だけでなく、制動力を発揮させる作用力（第２作用力）が発揮されるようにしたので、保持力の増加を抑えながら、制動力を確実に向上させることができる。従って、従来のパッケージブレーキでは不可避であった、制動力の増大化に伴い保持力が過剰になることに起因する、紙管の破損などの問題を効果的に解消できる。

具体的には、作動部材がハウジングに装着され、保持部材が、前記作動部材に軸支されるシャフトと、該シャフトの前端に張り出し形成された紙管保持部とを有し、作動部材が第２作用力により前記保持部材に対し相対移動することで、保持部材に対する制動力が発揮されるようにすることができる。そして前記第１作用力を得るための第１流体室と、前記第２作用力を得るための第２流体室とを備える。

これによれば、制動時において作動流体の供給を受けると、作動部材には、第１流体室で発生する紙管側に指向した押圧力（第１作用力）と、第２流体室で発生する作動部材に設けられた摩擦材を保持部材に接触させる方向に相対移動させる押圧力（第２作用力）が作用する。従って、制動時においては、これら第１作用力と第２作用力との合力に由来する、大きな制動力を確実に得ることができる。また、第２作用力による制動力は紙管を押圧する力として作用しないので、紙管に対する保持力が過大となることを防ぐことができる。従って、紙管の破損を効果的に防ぎながら、制動力の増大化を図ることができる。

保持部材がハウジングに移動可能に装着され、作動部材が保持部材に軸支されるシャフトと、該シャフトの前端に張り出し形成されたブレーキシューとを有し、作動部材が第２作用力により前記保持部材に対し相対移動することで、前記摩擦材が前記紙管保持部に押し付けられて、前記保持部材に対して制動力が発揮されるようにすることができる。そしてハウジングと保持部材との間に、作動流体の供給を受けることにより、第１作用力を得るための第１流体室が設けられており、作動部材と保持部材との間に、第２作用力を得るための第２流体室を設ける。

これによれば、制動時において作動流体の供給を受けると、作動部材には、第２流体室で発生する制動力（第２作用力）が作用し、保持部材には第１流体室で発生する紙管側へ指向した押圧力（第１作用力）が作用する。従って、制動時においては、これら第１作用力と第２作用力との合力に由来する制動力を確実に得ることができる。また、第２作用力は制動動作に影響し、紙管に対する保持力には影響しない。従って、紙管の破損を効果的に防ぎながら、制動力の増大化を図ることができる。

前記第１および第２流体室に対する作動流体は、独立別個の流体供給手段（例えばコンプレッサー）から供給することができるが、一個の流体供給手段から両流体室に対して作動流体を供給することが装置の簡素化を図るうえで好ましい。この場合には、両流体室が連通している形態を採ることが好ましく、これにより、作動部材あるいは保持部材に一つの流体供給口を開設するだけで、両流体室に対して作動流体を供給することができる。

多くの糸が紙管に巻かれてパッケージ径が大きくなり、巻取パッケージの重量が大きくなると、これを停止させるためには大きな制動力が必要となる。逆に、パッケージ径が小さい場合には、巻取パッケージの重量が軽く、小さな制動力でこれを停止させることができる。従って、保持部材に付与される制動力が、巻取パッケージのパッケージ径に対応させて調整できるようになっていると、過不足無く制動力を与えて、巻取パッケージを停止させることができる。このことは、紙管に与えられ負荷が過剰となることを防止できることを意味し、従って、紙管の破損を効果的に防止することができる。

巻取パッケージの回転数が小さい場合には、小さな制動力を与えるだけで、巻取パッケージを停止させることができ、逆に巻取パッケージの回転数が大きい場合には、より大きな制動力が必要となる。従って、保持部材に付与される制動力が、巻取パッケージの回転数に対応させて調整できるようになっていると、過不足無く制動力を与えて、巻取パッケージを停止させることができるので、過剰な保持力が紙管に付与されることに起因する紙管の破損を効果的に防ぐことができる。

自動ワインダに、上述のようなパッケージブレーキを設けていると、当該自動ワインダの信頼性向上に貢献できる。

（第１実施形態） 図１ないし図５に、本発明に係るパッケージブレーキを自動ワインダのワインディングユニットに適用した実施形態を示す。図２に示すように、このワインディングユニット１には、給糸ボビン２からの糸Ｙを導くガイド３と、糸Ｙに適宜な張力を与えるテンサー４と、糸継ぎ装置５と、糸Ｙの欠点を検出するスラブキャッチャー６などが、機体下部から機体上部に向かって配置してある。

機体の前面上部には、糸Ｙを一定の幅範囲でトラバースする綾振ドラム７と、綾振ドラム７のトラバース領域に臨んで配置されるガイド板８と、巻取パッケージ９を回転自在に軸支するクレードル１０（図３参照）と、巻取パッケージ９に対して制動力を付与するパッケージブレーキ１１などが配置してある、これらの機器以外に、切断された糸を吸引捕捉して糸継ぎ装置５に渡す中継ぎパイプ１２とサクションマウス１３が、先の機器列の中途部に上下方向へ旋回可能に設けられている。給糸ボビン２から繰り出された糸Ｙは、先のスラブキャッチャー６を通過する際に糸欠点の有無がチェックされ、糸欠点が発見されると、スラブキャッチャー６に設けたカッターで切断されて、糸欠点部分が吸引除去される。

パッケージブレーキ１１は、コンプレッサー２０からの作動エア（作動流体）の供給を受けて巻取パッケージ９の紙管２１に対して制動力を付与する。コンプレッサー２０からパッケージブレーキ１１に至る流路２２の途中部には、制御回路２３によりオンオフ操作される電磁弁２４が設けられている。図３に示すように、紙管２１は、パッケージブレーキ１１により保持される後端側の径寸法が大きく、前方に行くに従って漸次径寸法が小さくなる前窄まりのテーパー状に形成されている。

図１に示すように、パッケージブレーキ１１は、前方開口３０ａを有する有底円筒体状のハウジング３０と、紙管２１の後端部を前方側に押圧して該紙管２１を保持する保持部材３１と、保持部材３１に接触して制動力を与える作動部材３２と、保持部材３１を前方向に付勢する第１バネ３３（押圧要素）と、常態において、作動部材３２と保持部材３１とを離間させるための付勢力を与える第２バネ３４とを構成要素として備える。

作動部材３２は、前端寄りの周面にフランジ４０が張り出し形成されて、前方開口３０ａよりハウジング３０内に挿入される内スリーブ４１と、フランジ４０の先端部から前後方向に伸びる外スリーブ４２とを備える。内スリーブ４１の外周面とハウジング３０の内周面との間に僅かな余裕隙間Ｅが生じるようが形成される。符号４３は、内スリーブ４１の内壁面に埋設固定されるリング状のシール部材を示す。

外スリーブ４２は、筒状に形成されており、軸方向に開口を有する。外スリーブ４２にはコンプレッサー２０からの作動エアの流入を許すエア導入口４５が通設されている。外スリーブ４２の内径寸法は、ハウジング３０の外径寸法よりも大きく設定されており、ハウジング３０の外周面に沿って前後方向に移動可能かつ回転不能に構成されている。外スリーブ４２の前端部には、ゴムからなる摩擦材４６が埋設されている。摩擦材４６は前端側が斜めに切り欠かれたリング体であり、制動動作時には、その前端傾斜面４６ａが保持部材３１の対向壁面に接触する。外スリーブ４２の後端部には、ハウジング３０の外周面との隙間を密封封止するためのリング状のシール部材４７が埋設されている。

保持部材３１は、内スリーブ４１を前後に貫通するシャフト５０と、シャフト５０の前端部に設けられたベアリング５１と、該ベアリング５１を介して回転自在に装着されたベアリングセンター（紙管支持部）５２とで構成される。シャフト５０は、シャフト本体５０ａと、シャフト本体５０ａの前端部に連設されたベアリング支持部５０ｂと、シャフト本体５０ａの後端部にフランジ状に張り出し形成されたスプリングリテーナ部５０ｃとで構成される。スプリングリテーナ部５０ｃには、捻りコイル形の第１バネ３３が当接されており、この第１バネ３３により保持部材３１の全体は、前方向に常時付勢されている。スプリングリテーナ部５０ｃの外周面には、リング状のシール部材５４が埋設されており、このシール部材５４により、ハウジング３０の内部は、前方側の第２エア室６５（後述）と後方側のバネ室５５とに区画されている。

ベアリング支持部５０ｂには、ベアリング５１が装着される。作動部材３２の内スリーブ４１の前端面と、ベアリング５１との間には、作動部材３２と保持部材３１とが所定間隔よりも接近すると反発力を発揮する第２バネ３４が設けられている。

ベアリングセンター５２は、ベアリング５１に支持される筒軸部６０と、筒軸部６０の前端から張り出し形成されるホルダー部６１とで構成される。ホルダー部６１の前面は、前窄まりのテーパー状に形成されている。また、ホルダー部６１の後面は、摩擦材４６のテーパー面の傾斜角度と一致する後上がりのテーパー面とされている。

そのうえで本実施形態に係るパッケージブレーキ１１においては、制動力を得ることを目的として、エア導入口４５から装置内部に作動エアが供給されたとき、作動部材３２を紙管側に押圧する第１作用力（ｆ１）と、保持部材３１のホルダー部６１と作動部材３２の摩擦材４６とを接触させる方向に押圧する第２作用力（ｆ２）が付与されるようにした点が着目される（図５参照）。具体的には、ハウジング３０、作動部材３２および保持部材３１で構成される装置内部に、エア導入口４５からの作動エアの供給を受けると、作動部材３２を紙管２１に向かう方向に押圧する第１作用力（ｆ１）を得るための第１エア室６４と、該第１エア室６４に連通して、保持部材３１のホルダー部６１と作動部材３２の摩擦材４６とを接触させる方向に押圧する第２作用力（ｆ２）を得るための第２エア室６５とを形成した。本実施形態では、図１に示すごとく、作動部材３２の内スリーブ４１の外周面と外スリーブ４２の内周面とフランジ４０の後面とで区画される空隙部に、第１エア室６４を形成した。また、保持部材３１のスプリングリテーナ部５０ｃの前面と、ハウジング３０の内周面と、作動部材３２の内スリーブ４１の後端面とで区画される空隙部に、第２エア室６５を形成した。これら第１および第２エア室６４・６５は、内スリーブ４１の外周面とハウジング３０の内周面との間に形成された余裕隙間Ｅを介して連通させた。

エア導入口４５から供給された作動エアが、これら第１エア室６４、第２エア室６５、および余裕隙間Ｅに充満されると、フランジ４０の後面を紙管側に押圧するエア圧に由来する第１作用力（ｆ１）、および、保持部材３１のスプリングリテーナ部５０ｃと作動部材３２の内スリーブ４１とを離間させるように押圧するエア圧に由来する第２作用力（ｆ２）が、両部材３１・３２に作用する。

図４に示すように、制動力を付与しない常態時においては、第１バネ３３の付勢力に由来する押圧力（Ａ）が紙管に作用する。つまり、当該押圧力（Ａ）が常態における紙管２１の保持力（Ｆ１）となる。
図５に示すように、制動時においては、先の第１バネ３３に由来する押圧力（Ａ）と第１作用力（ｆ１）との合力が紙管２１に作用する（Ｆ２＝Ａ＋ｆ１）。また、第１作用力（ｆ１）と第２作用力（ｆ２）との合力から、第２バネ３４の押圧力（Ｒ）を引いた値が、制動時における作動部材３２（摩擦材４６）と保持部材３１（ホルダー部６１）との間の面圧力（Ｂ：制動力）として作用する（Ｂ＝ｆ１＋ｆ２−Ｒ）。

以上のように、本実施形態に係るパッケージブレーキにおいては、押圧力（Ａ）と第１作用力（ｆ１）が、制動時における保持力（Ｆ２）として紙管２１に作用するとともに、第１作用力（ｆ１）と第２作用力（ｆ２）との合力に基づく制動力（Ｂ：面圧力）が発揮されるようにしたので、制動時における紙管２１の保持力（Ｆ２）を過剰に大きくすることなく、制動力（Ｂ）の増大化を図ることができる。つまり、従来の図１０に示すようなパッケージブレーキにおいて、制動力（Ｂ）の増大化を図ることを目的として第１作用力（ｆ１）を大きくすると、第１作用力（ｆ１）が直接的に保持力（Ｆ２）に作用するため、当該保持力（Ｆ２）が増加することが避けられず、紙管２１にダメージを与えるおそれがあった。これに対して本実施形態に係るパッケージブレーキ１１では、第１作用力（ｆ１）だけでなく、これに第２作用力（ｆ２）を加えた合力に由来する制動力（Ｂ）が、作動部材３２と保持部材３１との間に作用されるため、制動力（Ｂ）の増大化を図ることが容易である。従って、制動時における紙管２１の保持力（Ｆ２）の上昇を抑えながら、制動力（Ｂ）の増大化を図ることができる。

保持部材３１に付与される制動力（Ｂ）が、巻取パッケージ９のパッケージ径に対応させて調整できるようにすることができる。つまり、巻取パッケージ９のパッケージ径を検出するセンサを設けて、該センサからの検出値に基づいて、パッケージブレーキ１１に対する作動エアの供給量を電磁弁２４で調整して、制動力（Ｂ）を大小に調整できるようにすることができる。これによれば、パッケージ径が小さい場合には、巻取パッケージ９の重量が小さいと判断して小さな制動力を与え、パッケージ径が大きい場合には、巻取パッケージ９の重量が大きいと判断して大きな制動力を付与するように、過不足無く制動力（Ｂ）を与えて、巻取パッケージ９を停止させることができる。従って、紙管２１に与えられる負荷（保持力（Ｆ２））が過剰となることを防いで、紙管２１の破損を効果的に防止できる。

保持部材３１に付与される制動力（Ｂ）を、巻取パッケージ９の回転数に対応させて、電磁弁２４で調整するようにしてもよい。これによれば、巻取パッケージ９の回転数が小さい場合には、小さな制動力（Ｂ）を与えて、逆に巻取パッケージ９の回転数が大きい場合には、より大きな制動力（Ｂ）を与えるように、過不足無く制動力（Ｂ）を与えて、巻取パッケージ９を停止させることができる。従って、この場合にも紙管２１に与えられる負荷（保持力（Ｆ２））が過剰となることを防いで、紙管２１の破損を効果的に防止できる。

（第２実施形態） 図６乃至図８に、本発明のパッケージブレーキの第２実施形態を示す。図６に示すように、パッケージブレーキ１１は、前方開口３０ａを有する有底円筒体状のハウジング３０と、紙管２１の後端部を前方側に押圧して該紙管２１を保持する保持部材３１と、保持部材３１に接触して制動力を与える作動部材３２と、保持部材３１を前方向に付勢する第１バネ３３とを構成要素として備える。

本実施形態に係る保持部材３１は、前端寄りの周面にフランジ７０が張り出し形成されて、前方開口３０ａよりハウジング３０内に挿入される内スリーブ７１と、フランジ７０の先端部から後方向に伸びる外スリーブ７２と、内スリーブ７１の前端部に装着されたベアリング５１を介して回転可能に構成されるベアリングセンター（紙管保持部）５２とを備える。内スリーブ７１は、筒状を呈しており、その前後に開口を有する。内スリーブ７１の外周面とハウジング３０の内周面との間に僅かな余裕隙間Ｅが形成される。符号７３は、内スリーブ７１の内面に埋設固定されるリング状のシール部材を示す。

外スリーブ７２は、後方に開口を有する筒状に形成されており、コンプレッサー２０からの作動エアの流入を許すエア導入口７４が通設されている。外スリーブ７２の内径寸法は、ハウジング３０の外径寸法よりも大きく設定されており、ハウジング３０の外周面に沿って前後方向に移動可能にかつ回転不能に構成されている。外スリーブ７２の後端部には、ハウジング３０の外周面との隙間を密封封止するためのリング状のシール部材７５が埋設されている。

ベアリングセンター５２は、ベアリング５１が装着される筒軸部７６と、筒軸部７６の外周面から張り出し形成されるホルダー部７７とを含み、内スリーブ７１の前端に対して回転自在に構成されている。ホルダー部７７の前面は、後窄まりのテーパー状に形成されている。

作動部材３２は、内スリーブ７１を前後に貫通するシャフト８０と、シャフト８０の前端部に装着されたブレーキシュー８１とで構成され、ハウジング３０に対し前後方向に移動可能かつ回転不能に取り付けられている。シャフト８０は、内スリーブ７１の内径寸法と略同寸法の外形寸法を有して、該内スリーブ７１に内嵌状に装着されるシャフト本体８０ａと、シャフト本体８０ａの後端部にフランジ状に張り出し形成されたスプリングリテーナ部８０ｂとで構成される。スプリングリテーナ部８０ｂには、捻りコイル形の第１バネ３３が当接されており、この第１バネ３３により保持部材３１は前方向に常時付勢されている。すなわち、作動部材３２の全体が第１バネ３３の付勢力を受けて前方向に移動付勢され、当該作動部材３２の移動付勢により、ホルダー部７７が前方向に押圧付勢されることにより、保持部材３１は前方向に付勢されている。スプリングリテーナ部８０ｂの外周面には、リング状のシール部材８３が埋設されており、このシール部材８３により、ハウジング３０の内部は、前方側の第２エア室６５と後方側のバネ室５５とに区画されている。

ブレーキシュー８１は、中央開口を有する円盤体であり、シャフト本体８０ａの先端に固定されている。ブレーキシュー８１の後端面には、ゴムからなる摩擦材４６が埋設されている。摩擦材４６は後端側が斜めに切り欠かれたリング体であり、制動動作時には、その後端傾斜面４６ａが保持部材３１のホルダー部７７の対向壁面に接触する。

そのうえで本実施形態に係るパッケージブレーキ１１においては、制動力を得ることを目的として、エア導入口７４から装置内部に作動エアを供給したとき、保持部材３１を紙管側に押圧する第１作用力（ｆ１）に加えて、ホルダー部７７と摩擦材４６とを接触させる方向に保持部材３１と作動部材３２とを相対移動させる第２作用力（ｆ２）が付与されるようにした点が着目される。具体的には、ハウジング３０、作動部材３２および保持部材３１で構成される装置内部に、エア導入口７４からの作動エアの供給を受けると、保持部材３１を紙管２１に向かう方向に押圧する第１作用力（ｆ１）を得るための第１エア室６４と、該第１エア室６４に連通して、保持部材３１のホルダー部７７と作動部材３２の摩擦材４６とを接触させる方向に押圧する第２作用力（ｆ２）を得るための第２エア室６５とを形成した。本実施形態では、保持部材３１の内スリーブ７１の外周面と外スリーブ７２の内周面とフランジ７０の後面とで区画される空隙部に、第１エア室６４を形成した。また、スプリングリテーナ部８０ｂの前面と、ハウジング３０の内周面と、保持部材３１の内スリーブ７１の後端面とで区画される空隙部に、第２エア室６５を形成した。これら第１および第２エア室６４・６５は、内スリーブ７１の外周面とハウジング３０の内周面との間に形成された余裕隙間Ｅを介して連通させた。

エア導入口７４から供給された作動エアが、これら第１エア室６４、第２エア室６５、および余裕隙間Ｅに充満されると、保持部材３１のフランジ７０の後面を前方向に押圧するエア圧に由来する第１作用力（ｆ１）、および作動部材３２のスプリングリテーナ部８０ｂと作動部材３２の内スリーブ７１とを離間させるように押圧するエア圧に由来する第２作用力（ｆ２）が、両部材３１・３２に作用する（図８参照）。

図７に示すように、制動力を付与しない常態時においては、第１バネ３３の付勢力に由来する押圧力（Ａ）が紙管に作用する。つまり、押圧力（Ａ）が常態における紙管２１の保持力（Ｆ１）となる。
図８に示すように、制動時においては、先の第１バネ３３に由来する押圧力（Ａ）と第１作用力（ｆ１）との合力が、保持力（Ｆ２）として紙管２１に作用する（Ｆ２＝Ａ＋ｆ１）。また、第２作用力（ｆ２）から第１バネ３３に由来する押圧力（Ａ）を引いた力が、制動時における作動部材３２（摩擦材４６）と保持部材３１（ホルダー部７７）との間に働く面圧力（Ｂ）となる（Ｂ＝ｆ２−Ａ）。

以上のように、本実施形態に係るパッケージブレーキにおいては、押圧力（Ａ）と第１作用力（ｆ１）との合力が保持力（Ｆ２）として紙管２１に作用するとともに、第２作用力（ｆ２）から第１バネ３３に由来する押圧力（Ａ）を引いた力が制動力（Ｂ：面圧力）として、作動部材３２と保持部材３１と間に作用するようにしたので、制動時における紙管２１の保持力（Ｆ２）を過剰に大きくすることなく、制動力（Ｂ）の増大化を図ることができる。つまり、従来の図１０に示すようなパッケージブレーキにおいて、制動力（Ｂ）の増大化を図ることを目的として第１作用力（ｆ１）を大きくすると、第１作用力（ｆ１）が直接的に保持力（Ｆ２）に作用するため、当該保持力（Ｆ２）が増加することが避けられず、紙管２１にダメージを与えるおそれがあった。これに対して本実施形態に係るパッケージブレーキ１１では、第１作用力（ｆ１）とは異なる第２作用力（ｆ２）に由来する制動力（Ｂ）が、作動部材３２と保持部材３１との間に作用されるようにしたので、保持力（Ｆ２）と制動力（Ｂ）との区別化が容易となり、制動力（Ｂ）の増大化を図ることが容易であり、しかも、第２作用力（ｆ２）に影響しないので制動時における紙管２１の保持力（Ｆ２）の上昇を抑えながら、制動力（Ｂ）の増大化を図ることができる。

保持部材３１に付与される制動力（Ｂ）が、巻取パッケージ９のパッケージ径に対応させて調整できるようにすることができる。つまり、巻取パッケージ９のパッケージ径を検出するセンサを設けて、該センサからの検出値に基づいて、パッケージブレーキ１１に対する作動エアの供給量を電磁弁２４で調整して、制動力（Ｂ）を大小に調整できるようにすることができる。これによれば、パッケージ径が小さい場合には、巻取パッケージ９の重量が小さいと判断して小さな制動力を与え、パッケージ径が大きい場合には、巻取パッケージ９の重量が大きいと判断して大きな制動力を付与するように、過不足無く制動力（Ｂ）を与えて、巻取パッケージ９を停止させることができる。従って、紙管２１に与えられる負荷（保持力（Ｆ２））が過剰となることを防いで、紙管２１の破損を効果的に防止できる。

保持部材３１に付与される制動力（Ｂ）が、巻取パッケージ９の回転数に対応させて、電磁弁２４で調整するようにしてもよい。これによれば、巻取パッケージ９の回転数が小さい場合には、小さな制動力（Ｂ）を与えて、逆に巻取パッケージ９の回転数が大きい場合には、より大きな制動力（Ｂ）を与えるように、過不足無く制動力（Ｂ）を与えて、巻取パッケージ９を停止させることができる。従って、この場合にも紙管２１に与えられる負荷（保持力（Ｆ２））が過剰となることを防いで、紙管２１の破損を効果的に防止できる。

図９に本発明の変形例を示す。そこでは、第１実施形態における押圧要素としての先の第１バネ３３を廃して、作動エアにより押圧力（Ａ）を得るようにした。つまり、保持部材３１に押圧力を付与するための第３エア室９０を装置の後端部に設けて、該第３エア室９０に対して、コンプレッサー２０から電磁弁２４ａを介して作動エアを供給することにより、保持部材３１を前方向に押圧する押圧力（Ａ）を与えるようにした。これによれば、常態においては、第３エア室９０のみに作動エアを供給し、当該作動エアに由来する押圧力（Ａ）により、保持部材３１により紙管２１は保持される。また、制動時には、両電磁弁２４ａ・２４ｂを開いて、第１乃至第３のエア室６４・６５・９０に作動エアを供給する。それ以外の点は、先の第１実施形態と同様である。

上記実施形態においては、両エア室６４・６５を余裕隙間Ｅを介して連通させたが、本発明はこれに限られず、両エア室６４・６５のそれぞれにエア導入口を設けて、各エア室６４・６５に別個に作動エアを供給するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、作動エアにより第１および第２作用力を得るようにしていたが、本発明はこれに限られず、例えば油圧により作用力を得るようにしてもよい。

本発明の第１実施形態に係るパッケージブレーキの概略構成図である。 自動ワインダの概略構成図である。 巻取パッケージの保持機構を説明するための図である。 第１実施形態に係るパッケージブレーキの常態における保持力を説明するための図である。 第１実施形態に係るパッケージブレーキの制動時における保持力および制動力を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係るパッケージブレーキの概略構成図である。 第２実施形態に係るパッケージブレーキの常態における保持力を説明するための図である。 第２実施形態に係るパッケージブレーキの制動時における保持力および制動力を説明するための図である。 本発明の変形例に係るパッケージブレーキを示す概略構成図である。 従来に係るパッケージブレーキを示す概略構成図である。

符号の説明

１１ パッケージブレーキ
２１ 紙管
３０ ハウジング
３１ 保持部材
３２ 作動部材
３３ 押圧要素（第１バネ）
４６ 摩擦材
５０ シャフト
５２ 紙管支持部（ベアリングセンター）
６４ 第１流体室（第１エア室）
６５ 第２流体室（第２エア室）
７１ 内スリーブ
７２ 外スリーブ
８０ シャフト
８１ ブレーキシュー

Claims (7)

1. 紙管と該紙管の表面に巻き取られる糸とで構成される巻取パッケージに対して、流体圧に由来する制動力を与えるパッケージブレーキであって、
   前記紙管の一側面を保持する保持部材と、該保持部材に接触して制動力を与える作動部材とが、筒状のハウジングに組み付けられており、
   これら保持部材と作動部材とは、作動流体を受けると、紙管に向かう前方向と紙管から離れる後方向とに前記ハウジングに対して各々独立に移動し得るように構成されており、
   制動力が付与されない状態においては、押圧要素により前記保持部材は前方向に押圧されており、
   作動流体の供給を受けることにより、紙管に向かう前方向に指向させる第１作用力と、前記作動部材と前記保持部材との間で制動力が発揮される第２作用力とが、前記作動部材および保持部材に付与されるようになっていることを特徴するパッケージブレーキ。
2. 筒状のハウジングと、該ハウジングに前後方向に移動可能に装着される中空筒状の作動部材と、これらハウジングおよび作動部材に前後方向に移動可能に装着された保持部材とを有し、
   前記保持部材は、前記作動部材に軸支されるシャフトと、該シャフトの前端に張り出し形成された紙管保持部とを有し、該紙管保持部は、シャフトを回転軸として紙管と同行回転可能に構成されており、
   常態においては、前記シャフトが前記押圧要素からの前方向の押圧力を受けることで、前記紙管保持部の前面を紙管の一側面に押し付けて該紙管を保持しており、
   前記作動部材が前記第２作用力により前記保持部材に対し相対移動することで、該作動部材の前側に設けられた摩擦材が前記紙管保持部に押し付けられて、前記保持部材に対する制動力が発揮されるようになっており、
   作動流体が供給されることにより、前記第１作用力を得るための第１流体室と、前記第２作用力を得るための第２流体室とを備えている請求項１記載のパッケージブレーキ。
3. 筒状のハウジングと、該ハウジングに移動可能に装着される中空筒状の保持部材と、これらハウジングおよび保持部材に対し移動可能に装着された作動部材とを有し、
   前記作動部材は、前記保持部材に軸支されるシャフトと、該シャフトの前端に張り出し形成されたブレーキシューとを有し、該ブレーキシューの一部には前記保持部材に対して制動力を発揮する摩擦材が設けられており、
   前記保持部材は、前記ハウジング内に組み付けられる内スリーブと、前記ハウジング部に外嵌状に保持する外スリーブと、紙管を保持する紙管保持部とを有し、該紙管保持部は、前記作動部のシャフトを回転軸として紙管と同行回転可能に構成されており、
   常態においては、前記内スリーブの後端部が前記押圧要素からの前方向の押圧力を受けることで、前記紙管保持部の前面を紙管の一側面に押し付けて該紙管を保持しており、
   前記作動部材が前記第２作用力により前記保持部材に対し相対移動することで、前記摩擦材が前記紙管保持部に押し付けられて、前記保持部材に対して制動力が発揮されるようになっており、
   前記ハウジングと前記保持部材との間に、作動流体の供給を受けることにより前記第１作用力を得るための第１流体室が設けられており、前記作動部材と前記保持部材との間に、前記第２作用力を得るための第２流体室が設けられている請求項１記載のパッケージブレーキ。
4. 前記第１流体室と前記第２流体室とが連通している、請求項２又は３記載のパッケージブレーキ。
5. 前記保持部材に付与される制動力が、前記巻取パッケージのパッケージ径に対応させて調整できるようになっている請求項１乃至４のいずれかに記載のパッケージブレーキ。
6. 前記保持部材に付与される制動力が、前記巻取パッケージの回転数に対応させて調整できるようになっている請求項１乃至４のいずれかに記載のパッケージブレーキ。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載のパッケージブレーキを備えたことを特徴とする、自動ワインダ。

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