(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸芯部に嵌合固定されたシリンダブロックと、
当該シリンダブロックを覆うようにして、前記軸芯部に回転可能に嵌合された外周環と、
当該外周環と前記軸芯部との間の空間部に、当該軸芯部の軸方向にスライド可能に配置されたスライド環と、
スライド方向を９０°変換させる変換機構を介して前記スライド環に連結され、付勢手段の付勢力により前記外周環から僅かに突出して、前記外周環の外側に嵌め込まれる巻芯の内周面に対して係止される複数の係止片と、
空気圧により前記軸芯部の半径方向にスライドして、前記外周環の内周面を押圧することで、当該軸芯部から当該外周環に回転力を伝達するために前記軸芯部に内装された複数の第１ピストンと、
前記付勢手段の付勢力に抗して、前記軸芯部の軸方向にスライドすることで、前記係止片を外周環の外周面に対して引っ込めるために、前記シリンダブロックに内装された複数の第２ピストンと、
前記第１ピストン及び前記第２ピストンの各ピストンが摺動するシリンダとの間の気密を保持するために、横断面Ｕ字状をしたパッキンが、その開口を加圧側に向けて嵌着されるように、前記第１ピストン及び前記第２ピストンの各本体の外周面に形成された環状のパッキン溝と、
を備えた複数の巻取ユニットが前記軸芯部の軸方向に沿って装着されたシート巻取軸において、
前記パッキン溝は、
前記第１ピストン及び前記第２ピストンに対する正圧作用時に、前記パッキンの開口側端面と当該開口側端面と対向するパッキン溝端面との間に加圧空間が形成される幅を有するとともに、前記パッキンが前記第１ピストン及び前記第２ピストンの各本体の軸方向に大きくずれることなく嵌入配置可能な幅を有する本体溝と、
当該本体溝における加圧側に、当該本体溝よりも浅くて、前記パッキンの内側シール片が引っ掛かる段差が形成可能であって、前記第１ピストン及び前記第２ピストンに対する負圧作用時において、前記パッキンが前記軸方向に一定限度を超えてずれるのを防止して加圧空間を残存させるための加圧空間形成溝と、
が軸方向に接続して形成された構成であり、
該シート巻取軸に巻芯がセットされたシートの巻取りの開始前において、前記第１ピストン及び前記第２ピストンに対して負圧を作用させることで、複数の前記第１ピストン及び複数の前記第２ピストンを、それぞれ前記外周環の内周面及び前記スライド環の側面から離間させて非接触状態にしておき、
その後に、複数の前記第１ピストンに対してのみ、巻芯に対するシートの巻径に比例して増大する圧力を作用させることで、当該巻芯に巻取トルクを発生させて、シートを低張力で巻き取ることを特徴とする低張力シート巻取方法。
【請求項２】
軸芯部に嵌合固定されたシリンダブロックと、
当該シリンダブロックを覆うようにして、前記軸芯部に回転可能に嵌合された外周環と、
当該外周環と前記軸芯部との間の空間部に、当該軸芯部の軸方向にスライド可能に配置されたスライド環と、
スライド方向を９０°変換させる変換機構を介して前記スライド環に連結され、付勢手段の付勢力により前記外周環から僅かに突出して、前記外周環の外側に嵌め込まれる巻芯の内周面に対して係止される複数の係止片と、
空気圧により前記軸芯部の半径方向にスライドして、前記外周環の内周面を押圧することで、当該軸芯部から当該外周環に回転力を伝達するために前記軸芯部に内装された複数の第１ピストンと、
前記付勢手段の付勢力に抗して、前記軸芯部の軸方向にスライドすることで、前記係止片を外周環の外周面に対して引っ込めるために、前記シリンダブロックに内装された複数の第２ピストンと、
前記第１ピストン及び前記第２ピストンの各ピストンが摺動するシリンダとの間の気密を保持するために、横断面Ｕ字状をしたパッキンが、その開口を加圧側に向けて嵌着されるように、前記第１ピストン及び前記第２ピストンの各本体の外周面に形成された環状のパッキン溝と、
を備えた複数の巻取ユニットが前記軸芯部の軸方向に沿って装着されたシート巻取軸に巻芯がセットされたシートの巻取りの開始前において、
前記第１ピストン及び前記第２ピストンに対して負圧を作用させることで、複数の前記第１ピストン及び複数の前記第２ピストンを、それぞれ前記外周環の内周面及び前記スライド環の側面から離間させて非接触状態にしておき、
その後に、複数の前記第１ピストンに対してのみ、巻芯に対するシートの巻径に比例して増大する圧力を作用させることで、当該巻芯に巻取トルクを発生させて、シートを低張力で巻き取る低張力シート巻取方法の実施に使用されるピストンの気密構造であって、
前記パッキン溝は、前記第１ピストン及び前記第２ピストンに対する正圧作用時において、前記パッキンの開口側端面と当該開口側端面と対向するパッキン溝端面との間に加圧空間が形成される幅を有するとともに、前記パッキンが前記第１ピストン及び前記第２ピストンの各本体の軸方向に大きくずれることなく嵌入配置可能な幅を有する本体溝と、
当該本体溝における加圧側に、当該本体溝よりも浅くて、前記パッキンの内側シール片が引っ掛かる段差が形成可能であって、前記第１ピストン及び前記第２ピストンに対する負圧作用時において、前記パッキンが前記軸方向に一定限度を超えてずれるのを防止して加圧空間を残存させるための加圧空間形成溝と、
が軸方向に接続して形成された構成であることを特徴とする低張力シート巻取方法の実施に使用されるピストンの気密構造。
【請求項３】
軸芯部に嵌合固定されたシリンダブロックと、
当該シリンダブロックを覆うようにして、前記軸芯部に回転可能に嵌合された外周環と、
当該外周環と前記軸芯部との間の空間部に、当該軸芯部の軸方向にスライド可能に配置されたスライド環と、
スライド方向を９０°変換させる変換機構を介して前記スライド環に連結され、付勢手段の付勢力により前記外周環から僅かに突出して、前記外周環の外側に嵌め込まれる巻芯の内周面に対して係止される複数の係止片と、
空気圧により前記軸芯部の半径方向にスライドして、前記外周環の内周面を押圧することで、当該軸芯部から当該外周環に回転力を伝達するために前記軸芯部に内装された複数の第１ピストンと、
前記付勢手段の付勢力に抗して、前記軸芯部の軸方向にスライドすることで、前記係止片を外周環の外周面に対して引っ込めるために、前記シリンダブロックに内装された複数の第２ピストンと、
前記第１ピストン及び前記第２ピストンの各ピストンが摺動するシリンダとの間の気密を保持するために、横断面Ｕ字状をしたパッキンが、その開口を加圧側に向けて嵌着されるように、前記第１ピストン及び前記第２ピストンの各本体の外周面に形成された環状のパッキン溝と、
を備えた複数の巻取ユニットが前記軸芯部の軸方向に沿って装着されたシート巻取軸において、
前記パッキン溝は、
前記第１ピストン及び前記第２ピストンに対する正圧作用時に、前記パッキンの開口側端面と当該開口側端面と対向するパッキン溝端面との間に加圧空間が形成される幅を有し、
当該加圧空間には、前記パッキンの内側シール片と当接し、負圧作用時に当該パッキンが前記ピストン本体の軸方向に移動するのを阻止して、前記加圧空間を残存させるためのリング体が嵌着された構成であり、
該シート巻取軸に巻芯がセットされたシートの巻取りの開始前において、前記第１ピストン及び前記第２ピストンに対して負圧を作用させることで、複数の前記第１ピストン及び複数の前記第２ピストンを、それぞれ前記外周環の内周面及び前記スライド環の側面から離間させて非接触状態にしておき、
その後に、複数の前記第１ピストンに対してのみ、巻芯に対するシートの巻径に比例して増大する圧力を作用させることで、当該巻芯に巻取トルクを発生させて、シートを低張力で巻き取ることを特徴とする低張力シート巻取方法。
【請求項４】
軸芯部に嵌合固定されたシリンダブロックと、
当該シリンダブロックを覆うようにして、前記軸芯部に回転可能に嵌合された外周環と、
当該外周環と前記軸芯部との間の空間部に、当該軸芯部の軸方向にスライド可能に配置されたスライド環と、
スライド方向を９０°変換させる変換機構を介して前記スライド環に連結され、付勢手段の付勢力により前記外周環から僅かに突出して、前記外周環の外側に嵌め込まれる巻芯の内周面に対して係止される複数の係止片と、
空気圧により前記軸芯部の半径方向にスライドして、前記外周環の内周面を押圧することで、当該軸芯部から当該外周環に回転力を伝達するために前記軸芯部に内装された複数の第１ピストンと、
前記付勢手段の付勢力に抗して、前記軸芯部の軸方向にスライドすることで、前記係止片を外周環の外周面に対して引っ込めるために、前記シリンダブロックに内装された複数の第２ピストンと、
前記第１ピストン及び前記第２ピストンの各ピストンが摺動するシリンダとの間の気密を保持するために、横断面Ｕ字状をしたパッキンが、その開口を加圧側に向けて嵌着されるように、前記第１ピストン及び前記第２ピストンの各本体の外周面に形成された環状のパッキン溝と、
を備えた複数の巻取ユニットが前記軸芯部の軸方向に沿って装着されたシート巻取軸に巻芯がセットされたシートの巻取りの開始前において、
前記第１ピストン及び前記第２ピストンに対して負圧を作用させることで、複数の前記第１ピストン及び複数の前記第２ピストンを、それぞれ前記外周環の内周面及び前記スライド環の側面から離間させて非接触状態にしておき、
その後に、複数の前記第１ピストンに対してのみ、巻芯に対するシートの巻径に比例して増大する圧力を作用させることで、当該巻芯に巻取トルクを発生させて、シートを低張力で巻き取る低張力シート巻取方法の実施に使用されるピストンの気密構造であって、
前記パッキン溝は、前記第１ピストン及び前記第２ピストンに対する正圧作用時に、前記パッキンの開口側端面と当該開口側端面と対向するパッキン溝端面との間に加圧空間が形成される幅を有し、
当該加圧空間には、前記パッキンの内側シール片と当接し、負圧作用時に当該パッキンが前記ピストン本体の軸方向に移動するのを阻止して、前記加圧空間を残存させるためのリング体が嵌着された構成であることを特徴とする低張力シート巻取方法の実施に使用されるピストンの気密構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、引張力によりシートを巻き取る場合において、巻取軸を構成する複数の巻取ユニットのメカロスを小さくして、巻取初期の張力特性を良好にした低張力シート巻取方法、及び当該方法の実施に使用されるピストンの気密構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シート巻取軸は、多数の巻取ユニットが軸芯部に、当該軸芯部の軸方向に沿って装着されたものである。当該巻取ユニットの一つとして、特許文献１に開示のものが知られており、当該巻取ユニットは、軸芯部に嵌合固定されたシリンダブロックと、当該シリンダブロックを覆うようにして、前記軸芯部に回転可能に嵌合された外周環と、当該外周環と前記軸芯部との間の空間部に、当該軸芯部の軸方向にスライド可能に配置されたスライド環と、前記スライド環にスライド方向を９０°変換させる変換機構を介して連結され、付勢手段の付勢力により前記外周環から僅かに突出して、前記外周環の外側に嵌め込まれる巻芯の内周面に対して係止される複数の係止片と、空気圧により前記軸芯部の半径方向にスライドして、前記外周環の内周面を押圧することで、当該軸芯部から当該外周環に回転力を伝達するために前記軸芯部又は前記シリンダブロックのいずれかに内装された複数の第１ピストンと、前記付勢手段の付勢力に抗して、前記軸芯部の軸方向にスライドすることで、前記係止片を外周環の外周面に対して引っ込めるために、前記シリンダブロックに内装された複数の第２ピストンとを備えたものが知られている。
【０００３】
シートの巻取時には、各巻取ユニットの第２ピストンの加圧によって、付勢手段の付勢力に抗してスライド環を、係止片の非作用位置までスライドさせて、各係止片を巻取軸の外周面から引っ込めておいて、巻取軸の外側に巻芯を嵌め込み、その後に、第２ピストンに作用する加圧力を開放させると、前記付勢手段の付勢力により、前記スライド環は、上記と逆方向にスライドして、巻取軸（巻取ユニット）の外周面から各係止片が突出して、前記巻芯の内周面に係止されることで、巻取軸に巻芯が装着される。ここで、第２ピストンに作用する加圧力を解除すると、付勢手段によりスライド環が係止片の作用位置までスライドされる際に、当該第２ピストンもスライド環と一緒にスライドさせられて、係止片の作用位置においては、各第２ピストンは、スライド環の側面に接触したままとなっている。
【０００４】
その後に、各巻取ユニットの第１ピストンを加圧すると、当該該１ピストンが外周環の内周面を押圧することで、軸芯部から外周環に、即ち、巻芯に回転力が伝達され、この状態で、巻取軸を回転させると、巻芯に対してシートが巻取り可能となる。
【０００５】
シートの巻取後においては、第１ピストンに対する加圧力を解除すると共に、上記したように、第２ピストンの加圧により、スライド環を係止片の非作用位置までスライドさせて、係止片を巻取軸の外周面から引っ込めることで、巻芯にシートが巻き取られた巻取製品を巻取軸から取り出している。ここで、第１ピストンに対する加圧力を解除しても、当該加圧力が解除されるのみであって、当該第１ピストンが外周環の内周面に接触した状態は、そのまま保持されている。
【０００６】
従って、シートの巻取開始前には、第１ピストンは、外周環の内周面に接触した状態を保持していると共に、第２ピストンは、スライド環の側面に接触した状態を保持している。ここで、第１及び第２の各ピストンは、一つの巻取軸には多数設けられているために、第１及び第２の各ピストンにおいて、その摩擦力の総和は、相当に大きくなる。
【０００７】
シートの巻き取りにおいては、シートの性質上、低張力で巻き取る必要がある場合があり、この場合には、巻取初期の回転力（回転トルク）は、特に小さいので、シートの巻取初期（巻取開始直後）には、外周環の内周面に対する多数の第１ピストンの接触力は、設定回転力を増大させるように作用するため、設定張力を超える大きな張力でシートを引っ張って巻き取ることになって、シートの破損等の恐れがあって、シートの品質を劣化させてしまう。
【０００８】
一方、スライド環の側面に接触している多数の第２ピストンの摩擦力の総和は、巻取軸に対しては「メカロス」となって現れる。この結果、外周環は多数の第２ピストンを引きずったまま回転することになって、巻取軸の回転に必要以上の回転力（動力）を要することになり、巻取軸の回転に要する動力の無駄となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−３２７１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記構成の巻取軸において、巻取軸を構成する第１及び第２の各ピストンの部分のメカロスを小さくして、シートの巻取初期から、設定通りの巻取張力によるシートの巻き取りを可能にすると共に、巻取軸の回転に要する無駄な動力を削減することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための請求項１の発明は、軸芯部に嵌合固定されたシリンダブロックと、当該シリンダブロックを覆うようにして、前記軸芯部に回転可能に嵌合された外周環と、当該外周環と前記軸芯部との間の空間部に、当該軸芯部の軸方向にスライド可能に配置されたスライド環と、スライド方向を９０°変換させる変換機構を介して前記スライド環に連結され、付勢手段の付勢力により前記外周環から僅かに突出して、前記外周環の外側に嵌め込まれる巻芯の内周面に対して係止される複数の係止片と、空気圧により前記軸芯部の半径方向にスライドして、前記外周環の内周面を押圧することで、当該軸芯部から当該外周環に回転力を伝達するために前記軸芯部に内装された複数の第１ピストンと、前記付勢手段の付勢力に抗して、前記軸芯部の軸方向にスライドすることで、前記係止片を外周環の外周面に対して引っ込めるために、前記シリンダブロックに内装された複数の第２ピストンと、前記第１ピストン及び前記第２ピストンの各ピストンが摺動するシリンダとの間の気密を保持するために、横断面Ｕ字状をしたパッキンが、その開口を加圧側に向けて嵌着されるように、前記第１ピストン及び前記第２ピストンの各本体の外周面に形成された環状のパッキン溝と、を備えた複数の巻取ユニットが前記軸芯部の軸方向に沿って装着されたシート巻取軸において、前記パッキン溝は、前記第１ピストン及び前記第２ピストンに対する正圧作用時に、前記パッキンの開口側端面と当該開口側端面と対向するパッキン溝端面との間に加圧空間が形成される幅を有するとともに、前記パッキンが前記第１ピストン及び前記第２ピストンの各本体の軸方向に大きくずれることなく嵌入配置可能な幅を有する本体溝と、当該本体溝における加圧側に、当該本体溝よりも浅くて、前記パッキンの内側シール片が引っ掛かる段差が形成可能であって、前記第１ピストン及び前記第２ピストンに対する負圧作用時において、前記パッキンが前記軸方向に一定限度を超えてずれるのを防止して加圧空間を残存させるための加圧空間形成溝と、が軸方向に接続して形成された構成であり、該シート巻取軸に巻芯がセットされたシートの巻取りの開始前において、前記第１ピストン及び前記第２ピストンに対して負圧を作用させることで、複数の前記第１ピストン及び複数の前記第２ピストンを、それぞれ前記外周環の内周面及び前記スライド環の側面から離間させて非接触状態にしておき、その後に、複数の前記第１ピストンに対してのみ、巻芯に対するシートの巻径に比例して増大する圧力を作用させることで、当該巻芯に巻取トルクを発生させて、シートを低張力で巻き取ることを特徴としている。
【００１２】
請求項１の発明によれば、シートの巻取りの開始直前には、各巻取ユニットにおいて、付勢手段の付勢力により、係止片は外周環の外周面から突出して、巻芯の内周面に係止されている。この状態で、各巻取ユニットの第１及び第２の各ピストンに対して負圧を作用させることで、第１及び第２の各ピストンは、外周環の内周面及びスライド環の側面からそれぞれ離間されて、非接触の状態となる。その後に、第１ピストンに対してのみ加圧させて、巻取軸を駆動回転させて、巻芯に対してシートを巻き取る。このため、第１ピストンは、シートの巻取直前には、外周環の内周面には、接触しておらず、シートの巻取開始と同時に、外周環の内周面に接触して、巻取軸に対して巻取トルクを発生させる構造となる。従来のシートの巻取方法では、シートの巻取直前から第１ピストンが外周環の内周面に接触しているために、巻取初期における巻取軸の巻取トルクは、第１ピストンに作用する空気圧に対応する巻取トルクよりも大きくなる。このため、請求項１の発明に係るシートの巻取方法によれば、設定された空気圧に対応する巻取トルクよりも大きな巻取トルクで巻き取られる従来の巻取方法に比較して、巻取開始直後から、巻取軸には、第１ピストンに作用する空気圧に正確に比例した巻取トルクがシートを巻き取ることが可能となって、シートの低張力巻取方法の実施が可能となって、巻取初期におけるシートの破損等の恐れがなくなる。なお、シートの巻取張力は、巻取りの開始から終了に至るまで一定にするために、巻取軸の巻取トルク（回転力）は、シートの巻径に比例して大きくする必要があり、第１ピストンに作用する空気圧は、シートの巻径に比例して大きくなる。
【００１３】
また、第２ピストンは、スライド環に対して離間しているため、巻取軸（巻取ユニット）の回転時において、スライド環と多数の第２ピストンとの接触による摺動抵抗がなくなるため、巻取軸の回転に要する動力も小さくできる。
【００１４】
請求項２の発明は、軸芯部に嵌合固定されたシリンダブロックと、当該シリンダブロックを覆うようにして、前記軸芯部に回転可能に嵌合された外周環と、当該外周環と前記軸芯部との間の空間部に、当該軸芯部の軸方向にスライド可能に配置されたスライド環と、スライド方向を９０°変換させる変換機構を介して前記スライド環に連結され、付勢手段の付勢力により前記外周環から僅かに突出して、前記外周環の外側に嵌め込まれる巻芯の内周面に対して係止される複数の係止片と、空気圧により前記軸芯部の半径方向にスライドして、前記外周環の内周面を押圧することで、当該軸芯部から当該外周環に回転力を伝達するために前記軸芯部に内装された複数の第１ピストンと、前記付勢手段の付勢力に抗して、前記軸芯部の軸方向にスライドすることで、前記係止片を外周環の外周面に対して引っ込めるために、前記シリンダブロックに内装された複数の第２ピストンと、前記第１ピストン及び前記第２ピストンの各ピストンが摺動するシリンダとの間の気密を保持するために、横断面Ｕ字状をしたパッキンが、その開口を加圧側に向けて嵌着されるように、前記第１ピストン及び前記第２ピストンの各本体の外周面に形成された環状のパッキン溝と、を備えた複数の巻取ユニットが前記軸芯部の軸方向に沿って装着されたシート巻取軸に巻芯がセットされたシートの巻取りの開始前において、前記第１ピストン及び前記第２ピストンに対して負圧を作用させることで、複数の前記第１ピストン及び複数の前記第２ピストンを、それぞれ前記外周環の内周面及び前記スライド環の側面から離間させて非接触状態にしておき、その後に、複数の前記第１ピストンに対してのみ、巻芯に対するシートの巻径に比例して増大する圧力を作用させることで、当該巻芯に巻取トルクを発生させて、シートを低張力で巻き取る低張力シート巻取方法の実施に使用されるピストンの気密構造であって、前記パッキン溝は、前記第１ピストン及び前記第２ピストンに対する正圧作用時において、前記パッキンの開口側端面と当該開口側端面と対向するパッキン溝端面との間に加圧空間が形成される幅を有するとともに、前記パッキンが前記第１ピストン及び前記第２ピストンの各本体の軸方向に大きくずれることなく嵌入配置可能な幅を有する本体溝と、当該本体溝における加圧側に、当該本体溝よりも浅くて、前記パッキンの内側シール片が引っ掛かる段差が形成可能であって、前記第１ピストン及び前記第２ピストンに対する負圧作用時において、前記パッキンが前記軸方向に一定限度を超えてずれるのを防止して加圧空間を残存させるための加圧空間形成溝と、が軸方向に接続して形成された構成であることを特徴としている。
【００１５】
ここで、第１及び第２の各ピストンの従来の気密構造の問題点について説明する。従来のピストンＰ’の気密構造は、図１４に示されるように、ピストン本体８１の外周面に、断面Ｖ字状をしたパッキンＧが嵌着される環状のパッキン溝８２が形成され、当該パッキン溝８２の幅は、開口が加圧側に向けて当該パッキン溝８２に嵌着されるパッキンＧの開口と対向する部分に、圧縮空気が貯留できる加圧空間８３が形成されるような寸法になっている。即ち、パッキン溝８２の幅は、パッキンＧの幅よりも広く形成されている。このため、シートの巻取時にピストンＰ’に正圧が作用する場合には、ピストン本体８１とシリンダの内周面８６との間の僅かの隙間を通って前記加圧空間８３に圧縮空気が貯留されることで、パッキンＧの内部空間８４に圧縮空気が確実に貯留されて、当該パッキンＧの環状をした外側シール片８５がシリンダの内周面８６に押圧されると共に、同じく環状をした内側シール片８７がパッキン溝８２の外周面に押圧されることで、ピストンＰ’とシリンダの内周面８６との間の気密が保持される。
【００１６】
しかし、上記したピストンＰ’の気密構造では、低張力シート巻取方法を実施するために、ピストンＰ’に負圧を作用させると、図１４（ｂ）に示されるように、パッキンＧは、パッキン溝８２内を加圧空間８３の側に摺動して、当該加圧空間８３の端面に密着すると共に、パッキンＧの内部空間８４にも負圧による吸引力が及ぶために、パッキンＧの外側シール片８５が内側シール片８７の側に引き寄せられて、パッキンＧの全体が収縮状態となって、当該パッキンＧの内部空間８４は、外部と遮断された閉塞空間になると共に、当該外側シール片８５とシリンダの内周面８６との間に僅かの隙間８８が発生する。低張力シート巻取方法の実施のために、この状態で、ピストンＰ’に正圧を作用させると、図１４（ｃ）に示されるように、パッキンＧが収縮状態となっているために、圧縮空気は、パッキンＧの内部空間８４に及ばずに、外側シール片８５とシリンダの内周面８６との間の隙間８８を通って漏出してしまい、ピストンＰ’を加圧できないという問題があった。なお、図１４（ａ）は、ピストン本体８１に対して正圧が適正に作用している状態を示す。
【００１７】
上記問題を解決するために、図１５に示される従来の別のピストンＰ”は、ピストン本体９１に２つのパッキンＧを、当該ピストン本体９１の軸方向に沿って所定間隔をおき、しかも各パッキンＧの開口が互いに離反するようにして嵌着することで、ピストン本体９１の加圧面に負圧と正圧を交互に加えても、正圧作用時における圧縮空気の漏出を防止できるため、請求項１の発明の実施が可能となる。しかし、ピストン本体９１に２つのパッキンＧを設けることで、ピストン本体９１の長さが長くなり、この結果、巻取軸（巻取ユニット）の半径方向の長さが長くなって、巻取軸の外径を一定寸法内に収めることが不可欠である設計においては、上記構造の採用はできない。なお、図１５において、９２は、ピストンＰ”が嵌め込まれるシリンダの内周面を示す。
【００１８】
請求項１，２の発明によれば、パッキンは、加圧空間形成溝によって、ピストン本体の軸方向に一定限度を超えてずれないようにして本体溝に収容されているため、シートの巻取直前において、第１ピストンに負圧を作用させても、本体溝に収容されたパッキンは、ピストン本体の軸方向にはずれない。このため、シートの巻取開始時に、第１ピストンに正圧を作用させても、加圧空間形成溝によって、パッキンの開口と対向する部分には、加圧空間が保持されているため、正圧に係る圧縮空気は、当該加圧空間を通してパッキンの内部空間に確実に及ぶので、当該内部空間に及んだ圧縮空気により、パッキンの外側シール片は、シリンダの内周面に押圧されることで、気密が保持される。即ち、このピストンの気密構造によって、低張力シート巻取方法の実施が可能となった。
【００１９】
一方、第２ピストンに関しても、スライド環と離間させるために、当該第２ピストンに負圧を作用させた後に、正圧により、付勢手段の付勢力に抗してスライド環を係止の非作用位置までスライドさせる際に、圧縮空気の漏出が生じて、係止の非作用位置までのスライド環のスライドに支障を来すが、請求項１，２の発明によれば、第２ピストンに負圧を作用させた後に、正圧を作用させても、支障なく第２ピストンは作動する。
【００２０】
請求項３の発明は、軸芯部に嵌合固定されたシリンダブロックと、当該シリンダブロックを覆うようにして、前記軸芯部に回転可能に嵌合された外周環と、当該外周環と前記軸芯部との間の空間部に、当該軸芯部の軸方向にスライド可能に配置されたスライド環と、スライド方向を９０°変換させる変換機構を介して前記スライド環に連結され、付勢手段の付勢力により前記外周環から僅かに突出して、前記外周環の外側に嵌め込まれる巻芯の内周面に対して係止される複数の係止片と、空気圧により前記軸芯部の半径方向にスライドして、前記外周環の内周面を押圧することで、当該軸芯部から当該外周環に回転力を伝達するために前記軸芯部に内装された複数の第１ピストンと、前記付勢手段の付勢力に抗して、前記軸芯部の軸方向にスライドすることで、前記係止片を外周環の外周面に対して引っ込めるために、前記シリンダブロックに内装された複数の第２ピストンと、前記第１ピストン及び前記第２ピストンの各ピストンが摺動するシリンダとの間の気密を保持するために、横断面Ｕ字状をしたパッキンが、その開口を加圧側に向けて嵌着されるように、前記第１ピストン及び前記第２ピストンの各本体の外周面に形成された環状のパッキン溝と、を備えた複数の巻取ユニットが前記軸芯部の軸方向に沿って装着されたシート巻取軸において、前記パッキン溝は、前記第１ピストン及び前記第２ピストンに対する正圧作用時に、前記パッキンの開口側端面と当該開口側端面と対向するパッキン溝端面との間に加圧空間が形成される幅を有し、当該加圧空間には、前記パッキンの内側シール片と当接し、負圧作用時に当該パッキンが前記ピストン本体の軸方向に移動するのを阻止して、前記加圧空間を残存させるためのリング体が嵌着された構成であり、該シート巻取軸に巻芯がセットされたシートの巻取りの開始前において、前記第１ピストン及び前記第２ピストンに対して負圧を作用させることで、複数の前記第１ピストン及び複数の前記第２ピストンを、それぞれ前記外周環の内周面及び前記スライド環の側面から離間させて非接触状態にしておき、その後に、複数の前記第１ピストンに対してのみ、巻芯に対するシートの巻径に比例して増大する圧力を作用させることで、当該巻芯に巻取トルクを発生させて、シートを低張力で巻き取ることを特徴としている。
また、請求項４の発明は、軸芯部に嵌合固定されたシリンダブロックと、当該シリンダブロックを覆うようにして、前記軸芯部に回転可能に嵌合された外周環と、当該外周環と前記軸芯部との間の空間部に、当該軸芯部の軸方向にスライド可能に配置されたスライド環と、スライド方向を９０°変換させる変換機構を介して前記スライド環に連結され、付勢手段の付勢力により前記外周環から僅かに突出して、前記外周環の外側に嵌め込まれる巻芯の内周面に対して係止される複数の係止片と、空気圧により前記軸芯部の半径方向にスライドして、前記外周環の内周面を押圧することで、当該軸芯部から当該外周環に回転力を伝達するために前記軸芯部に内装された複数の第１ピストンと、前記付勢手段の付勢力に抗して、前記軸芯部の軸方向にスライドすることで、前記係止片を外周環の外周面に対して引っ込めるために、前記シリンダブロックに内装された複数の第２ピストンと、前記第１ピストン及び前記第２ピストンの各ピストンが摺動するシリンダとの間の気密を保持するために、横断面Ｕ字状をしたパッキンが、その開口を加圧側に向けて嵌着されるように、前記第１ピストン及び前記第２ピストンの各本体の外周面に形成された環状のパッキン溝と、を備えた複数の巻取ユニットが前記軸芯部の軸方向に沿って装着されたシート巻取軸に巻芯がセットされたシートの巻取りの開始前において、前記第１ピストン及び前記第２ピストンに対して負圧を作用させることで、複数の前記第１ピストン及び複数の前記第２ピストンを、それぞれ前記外周環の内周面及び前記スライド環の側面から離間させて非接触状態にしておき、その後に、複数の前記第１ピストンに対してのみ、巻芯に対するシートの巻径に比例して増大する圧力を作用させることで、当該巻芯に巻取トルクを発生させて、シートを低張力で巻き取る低張力シート巻取方法の実施に使用されるピストンの気密構造であって、前記パッキン溝は、前記第１ピストン及び前記第２ピストンに対する正圧作用時に、前記パッキンの開口側端面と当該開口側端面と対向するパッキン溝端面との間に加圧空間が形成される幅を有し、当該加圧空間には、前記パッキンの内側シール片と当接し、負圧作用時に当該パッキンが前記ピストン本体の軸方向に移動するのを阻止して、前記加圧空間を残存させるためのリング体が嵌着された構成であることを特徴としている。
【００２１】
請求項３，４の発明は、請求項１，２の発明に対して、ピストン本体の本体溝に嵌着収容されたパッキンが当該ピストン本体の軸方向にずれるのを防止する手段が異なるのみである。即ち、請求項１，２の発明は、本体溝よりも浅い加圧空間形成溝によって、パッキンのずれを防止しているのに対して、請求項３，４の発明は、パッキンの幅よりも広い従来の本体溝をそのまま使用して、当該パッキンの開口と対向する加圧空間に、パッキンの内側シール片に接触するリング体を嵌着させた構造が異なるのみであって、その作用は、上記した請求項１，２の発明と同等である。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１〜４の各発明によれば、シートの巻取前において、負圧作用により第１ピストンを外周環の内周面から離間させ、巻取開始時において、初めて第１ピストンを外周環の内周面に押圧させることで、巻取開始直後から、巻取軸には、第１ピストンに作用する空気圧に正確に比例した巻取トルクによりシートを巻き取ることが可能となって、シートの低張力巻取方法が可能となる。また、巻取前に、負圧作用により第２ピストンをスライド環から離間させることで、巻取軸の回転時において、スライド環と多数の第２ピストンとの接触による摩擦抵抗がなくなるため、巻取軸の回転に要する動力も小さくできる。
【００２３】
請求項１〜４の各発明によれば、負圧作用により第１ピストンを外周環の内周面から離間させると共に、第２ピストンをスライド環の側面から離間させた後に、シート巻取りのために第１ピストンに正圧を作用させたり、シートの巻取後において、係止片を非作用位置に配置するために、第２ピストンに正圧を作用させる場合において、ピストン本体に対してパッキンが当該ピストン本体の軸方向に一定限度を超えてずれない構造であるので、低張力シート巻取方法を的確に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】巻取軸Ｋにおいて、軸芯部１に装着される巻取ユニットＵの分解斜視図である。
【図２】係止片Ｅに連結されたリンクＬの他端部がスライド環Ｓの内周の環状係止溝１７に係止される状態を示す斜視図である。
【図３】巻芯Ｍをセットする前の状態の巻取軸Ｋの縦断面図である。
【図４】巻芯Ｍをセットした状態の巻取軸Ｋの縦断面図である。
【図５】巻芯Ｍがセットされて、第１及び第２の各ピストンＰ1 ，Ｐ2 に負圧を作用させた状態の巻取軸Ｋの縦断面図である。
【図６】巻芯Ｍがセットされて、第１及び第２の各ピストンＰ1 ，Ｐ2 が後退した状態において、第１ピストンＰ1 に正圧を作用させてシートを巻き取る状態の巻取軸Ｋの縦断面図である。
【図７】図５のＸ−Ｘ線断面図である。
【図８】第１ピストンＰ1 （第２ピストンＰ2 ）の正面図である。
【図９】（ａ），（ｂ）は、それぞれ第１ピストンＰ1 （第２ピストンＰ2 ）に対して正圧及び負圧が作用した状態を示す図である。
【図１０】本発明に係る低張力シート巻取方法を実施するための空気圧回路図である。
【図１１】本発明に係る低張力シート巻取方法のタイムチャートである。
【図１２】シートの巻径（Ｄ）と巻取軸Ｋの回転トルク（Ｔ）との関係を示すグラフである。
【図１３】（ａ）は、金属リング６１を使用した第１ピストンＰ1 （第２ピストンＰ2 ）の気密構造を示し、（ｂ）は、金属リング６１の正面図である。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）は、従来のピストンＰ’の作用説明図である。
【図１５】別の従来のピストンＰ”の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、最良の複数の実施例を挙げて、本発明について更に詳細に説明する。
【実施例１】
【００２６】
最初に、図１〜図７を参照して、巻取軸Ｋについて説明する。巻取軸Ｋは、軸芯部１に多数の巻取ユニットＵが装着された構成であって、軸芯部１には、後述の第１ピストンＰ1 に押圧力を付与する圧縮空気の第１通路Ｒ1 と、後述の第２ピストンＰ2 に押圧力を付与する圧縮空気の第２通路Ｒ2 とが形成されている。第１通路Ｒ1 は、図３〜図７に示されるように、軸芯部１の中心に軸方向に形成された軸方向路Ｒ1aと、当該軸方向路Ｒ1aに連通されて、第１ピストンＰ1 が配置される部分において半径方向に形成された多数の半径方向路Ｒ1bとから成る。一方、第２通路Ｒ2 は、軸芯部１の中心からずれた位置に、当該中心に対して点対称位置に形成された一対の軸方向路Ｒ2aと、当該軸方向路Ｒ2aに連通されて、第２ピストンＰ2 が配置される部分に形成された多数の半径方向路Ｒ2bとから成る。第１通路Ｒ1 の半径方向路Ｒ1bは、第１ピストンＰ1 のシリンダとしての機能を果し、各半径方向路Ｒ1bには、それぞれ第１ピストンＰ1 が挿入配置されている。
【００２７】
巻取ユニットＵは、第２ピストンＰ2 を挿入配置させるために、前記軸芯部１に嵌合固定されたシリンダブロックＢと、前記軸芯部１に軸受５を介して回転可能に嵌め込まれた外周環Ａと、当該外周環Ａの内部の空間部に、軸芯部１の軸方向にスライド可能に配置されるスライド環Ｓと、当該スライド環Ｓの周方向に沿って配置され、前記外周環Ａに対して出入りするようにして、当該スライド環ＳにリンクＬを介して連結された複数の係止片Ｅとを備えている。
【００２８】
シリンダブロックＢは、隣接する２つの巻取ユニットＵに対して兼用され、図１及び図３に示されるように、厚リング状のブロック本体２の両側に、当該ブロック本体２よりも外径の小さな薄リング状のフランジ板部３がそれぞれ一体に設けられた構造である。ブロック本体２には、隣接する２つの巻取ユニットＵに対して兼用させるために、周方向に所定間隔をおき、しかも軸方向に沿った突出方向が交互に逆となった多数の第２ピストンＰ2 が軸方向に沿って出入り可能に配置されている。第２ピストンＰ2 は、ブロック本体２に設けられたシリンダ孔２ａ（図３及び図４参照）に嵌め込まれている。ブロック本体２の両側の各フランジ板部３における第１通路Ｒ1 の半径方向路Ｒ1bに収容された第１ピストンＰ1 の配置位置に対応する部分には、当該第１ピストンＰ1 との干渉を回避するための切欠き４が形成されている。ブロック本体２の内周側には、第２通路Ｒ2 の半径方向路Ｒ2bに達した圧縮空気を、全ての第２ピストンＰ2 の円筒孔状のシリンダ部に作用させるための傾斜した環状孔１０（図３〜図６参照）が第２ピストンＰ2 の各シリンダ部に連通している。
【００２９】
外周環Ａは、軸受５を介して軸芯部１に回転可能に支持されるリング状の部材であって、自身の環状空間部にスライド環Ｓが収容配置できるように、複数本のボルト６を介して一体に連結される軸方向に沿って分割された第１及び第２の各外周環分割体Ａ1,Ａ2 とから成る。各外周環分割体Ａ1,Ａ2 の外周壁部８，９の内側（対向側）には、当該各外周環分割体Ａ1,Ａ2 を一体に組み付けることで、係止片Ｅが挿入される円形の係止片挿入孔７となる分割挿入孔７ａ，７ｂが、周方向に沿って等間隔をおいて複数個（実施例では３個）形成されている。
【００３０】
スライド環Ｓは、図１及び図３に示されるように、外周環Ａの内部の環状空間部に軸芯部１の軸方向にスライド可能に配置されるリング状の部材であって、第１外周環分割体Ａ1 の内フランジ部１１の内側に嵌合される第１嵌合部１２と、当該第１嵌合部１２よりも僅かに外径が大きくて、第１外周環分割体Ａ1 の内周壁部１３の外側に嵌合される第２嵌合部１４とが、軸方向に一体化された構造である。第２嵌合部１４における周方向に沿って等分割された各位置には、それぞれ係止片Ｅが配置され、当該第２嵌合部１４の外周側における係止片Ｅが配置される部分は、接線方向に沿って欠落されることで平面状の係止片配置部１５（図１参照）となっていて、各係止片配置部１５の周方向に沿った中央部には、当該スライド環Ｓと係止片Ｅとを連結するリンクＬが挿入されるリンク挿入溝１６が欠落して形成されている。スライド環Ｓの第２嵌合部１４の内周面には、当該スライド環Ｓと係止片ＥとをリンクＬを介して連結可能にすべく、当該リンクＬのスライド環Ｓの側に設けられる後述の第２連結ピン３７を係止させる環状係止溝１７（図２参照）が形成されている。スライド環Ｓの第２嵌合部１４には、周方向に沿って所定間隔をおいて圧縮コイルバネ２１を挿入する複数のバネ挿入溝２２が軸方向に形成されていると共に、第２外周環分割体Ａ2 の環状側壁部２３における前記各バネ挿入溝２２に対応する部分には、バネ挿入溝２４（図３〜図６参照）が形成され、スライド環Ｓ及び第２外周環分割体Ａ2 の各バネ挿入溝２２，２４の間に圧縮コイルバネ２５が挿入配置される。圧縮コイルバネ２５は、その付勢力（復元力）によりスライド環Ｓを第１外周環分割体Ａ1 の側にスライドさせることで、外周環Ａの係止片挿入孔７から係止片Ｅを突出させて、巻芯Ｍに係止される係止片Ｅに係止力を付与するためのバネである。
【００３１】
次に、係止片Ｅについて説明する。係止片Ｅは、図１〜図７、特に、図２に詳細に示されるように、厚板状の一つのリンクＬを介してスライド環Ｓに連結された状態で、外周環Ａの各係止片挿入孔７に対して出入り可能に配置されている。係止片Ｅは、円形をなしていて、金属製の座板部３１の上面にゴム製の係止板部３２が複数のビス（図示せず）を介して一体化された構成である。係止板部３２の上面は、当該係止板部３２が係止される巻芯Ｍの内周面のわん曲形状に対応させてある。厚板状のリンクＬは、金属製であって、第１連結ピン３６は、座板部３１の中央部に形成された方形孔３５の部分に、その長手方向に配置されて、両端部が当該座板部３１に支持され、前記リンクＬは、その一方の端部が前記方形孔３５に入り込んだ状態で、当該第１連結ピン３６に対して回動可能であって、しかも当該第１連結ピン３６の長手方向に微動可能に連結されている。このため、リンクＬと係止片Ｅの座板部３１とは、第１連結ピン３６を介して連結されている。リンクＬの他端部（第１連結ピン３６と反対側の端部）には、第２連結ピン３７が一体に設けられている。
【００３２】
図１〜図６から理解できるように、シリンダブロックＢは、隣接配置される２つの巻取ユニットＵに対して兼用されているため、当該シリンダブロックＢを兼用する２つの巻取ユニットＵを構成する各部材は、当該シリンダブロックＢに対して対称に配置される。軸芯部１の軸方向の一端部に設けられる複数本のセットボルト（図示せず）の大きな軸方向の力が、軸受５、カラー２６及びシリンダブロックＢを介して全てのシリンダブロックＢの側端面に作用することで、全てのシリンダブロックＢは、軸芯部１に対して一体に固定される。なお、図１、図３〜図７において、２７は、第１ピストンＰ1 が半径方向路Ｒ1bから抜け出るのを防止するために、第１通路Ｒ1 の軸方向路Ｒ1aに挿入された樹脂パイプである。
【００３３】
次に、図３〜図８、特に、図８を参照して、第１及び第２の各ピストンＰ1 ，Ｐ2 について説明する。第１及び第２の各ピストンＰ1 ，Ｐ2 は、外径は同一であり、長さが僅かに異なるが、パッキンＧによる気密構造は同一であるので、第１ピストンＰ1 についてのみ説明する。第１ピストンＰ1 は、ピストン本体４１の一端部に、当該ピストン本体４１よりも小径の押圧部４２が一体に設けられ、ピストン本体４１には、パッキン溝４３が形成されている。パッキン溝４３は、上記したパッキンＧがピストン本体４１の軸方向に大きくずれることなく嵌着される本体溝４４と、当該本体溝４４における加圧側に、当該本体溝４４よりも浅くて、段差部４５に当該パッキンＧの内側シール片８７が引っ掛かることで、負圧作用時において、パッキンＧがピストン本体４１の軸方向に大きくずれるのを防止して加圧空間４６を残存させるための加圧空間形成溝４７とで形成される。
【００３４】
このため、第１ピストンＰ1 の加圧面に正圧が作用すると、図９（ａ）に示されるように、圧縮空気は、シリンダとして作用する第１通路Ｒ1 の半径方向路Ｒ1bの内周面とピストン本体４１との間の隙間（図示せず）を通って、加圧空間４６及びパッキンＧの内部空間８４に入り込むことで、当該パッキンＧの外側シール片８５及び内側シール片８７が、それぞれ半径方向路Ｒ1bの内周面、及び本体溝４４の内周面に押圧される。これにより、第１ピストンＰ1 の部分において圧縮空気が加圧側と反対側に漏出しなくなって、第１ピストンＰ1 の部分の気密が図られる。
【００３５】
一方、第１ピストンＰ1 の加圧面の側に負圧を作用させると、図８（ｂ）に示されるように、当該負圧は、前記隙間を通って加圧空間４６及びパッキンＧの内部空間８４に及ぶことで、当該パッキンＧは、加圧空間形成溝４７の側に僅かに引き寄せられる。しかし、当該パッキンＧの内側シール片８７が、本体溝４４と加圧空間形成溝４７とで形成される段差部４５に当接することで、パッキンＧが加圧空間形成溝４７の部分まで引き寄せられるのを防止できて、加圧空間４６は、残存されたままとなる。
【００３６】
このため、第１ピストンＰ1 に負圧を作用させた後に、正圧を作用させると、加圧空間４６が残存されているため、正圧を生成する圧縮空気は、当該加圧空間４６及びパッキンＧの内部空間８４に入り込むことで、当該パッキンＧの外側シール片８５が、第１通路Ｒ1 の半径方向路Ｒ1bの内周面に押圧されると共に、その内側シール片８７が、本体溝４４の内周面に押圧される。よって、負圧を作用させた後に正圧を作用させても、パッキンＧは、本来の気密機能を果たす。
【００３７】
次に、図１０を参照して、本発明に係る低張力シート巻取方法を実施するための空気圧回路について簡単に説明する。シートの巻取時には、第１及び第２の各通路Ｒ1 ，Ｒ2 の自然排気と強制排気を選択する第１切換弁Ｖ1 は、閉じられて自然排気の状態となっている。ここで、「強制排気」とは、第１及び第２の各通路Ｒ1 ，Ｒ2 に負圧を作用させて強制的に排気することを示し、「自然排気」とは、第１及び第２の各通路Ｒ1 ，Ｒ2 をそのままの状態に放置しておくことをいう。空気圧源５１の圧縮空気は、電空レギュレータ５２により制御された正圧の圧力により、第１ピストンＰ1 が外周環Ａの内周面を加圧することで、軸芯部１から外周環Ａに回転力が伝達されて、巻芯Ｍにシートが巻き取られる。電空レギュレータ５２は、通過する圧縮空気の圧力を設定通りに制御する一種の圧力制御弁であって、当該電空レギュレータ５２により、圧縮空気の圧力が制御されて、シートの巻径に比例して増大する圧力でもって、巻芯Ｍにシートが巻き取られる。
【００３８】
また、空気圧源５１は、第１切換弁Ｖ1 を介してエジェクタ５３に接続されている。エジェクタ５３は、真空発生器であって、筒状体に圧縮空気を高速で通過させると、当該筒状体に連通している部分に吸引気流が発生して、真空（負圧）が生ずる原理を利用して、負圧を発生させる機器である。エジェクタ５３で生成された負圧（吸引流）は、第２切換弁Ｖ2 を通して巻取軸Ｋの第１通路Ｒ1 に及ぶと共に、第３切換弁Ｖ3 を通して巻取軸Ｋの第２通路Ｒ2 に及ぶようになっている。第２切換弁Ｖ2 は、エジェクタ５３で生成された負圧を巻取軸Ｋの第１通路Ｒ1 に及ぼすか否かを選択する切換弁であり、第３切換弁Ｖ3 は、エジェクタ５３で生成された負圧又は空気圧源５１の圧縮空気（正圧）のいずれか一方を選択して、巻取軸Ｋの第２通路Ｒ2 に及ぼす切換弁である。なお、第１切換弁Ｖ1 により「強制排気」を選択する場合には、電空レギュレータ５２は、閉じられて、巻取軸Ｋの第１通路Ｒ1 には、圧縮空気は供給されない。
【００３９】
従って、「強制排気」によって、エジェクタ５３により生成された負圧が第２切換弁Ｖ2 を介して巻取軸Ｋの第１通路Ｒ1 に及ぶと、第１ピストンＰ1 の加圧面の側が負圧となるために、第１ピストンＰ1 は、シリンダとして機能している第１通路Ｒ1 の半径方向路Ｒ1b内において、樹脂パイプ２７に当接するまで吸引されて引き寄せられることで、外周環Ａの内周面から離間される。また、エジェクタ５３により生成された負圧が第３切換弁Ｖ3 を介して巻取軸Ｋの第２通路Ｒ2 に及ぶと、第２ピストンＰ2 の加圧面の側が負圧となるために、第２ピストンＰ2 は、シリンダ孔２ａの底面に当接するまで吸引されて引き寄せられることで、スライド環Ｓの側面から離間される。なお、シートの巻取後において、巻芯Ｍにシートが巻き取られた巻取製品を巻取軸Ｋから取り外す際には、第３切換弁Ｖ3 に空気圧源５１の圧縮空気が及ぶようにして、第２ピストンＰ2 に正圧を作用させることで、係止片Ｅの付勢手段である圧縮コイルバネ２５の復元力に抗してスライド環Ｓが係止片Ｅの非作用位置までスライドされて、この状態で保持されるため、係止片Ｅが外周環Ａの外周面から内部に入り込んで、その状態が保持される。
【００４０】
次に、図１１のタイムチャートを参照して、巻取軸Ｋに対する巻芯Ｍのセットから、シートの巻取りに至る手順について説明する。図１１のタイムチャートは、巻取軸Ｋに対する巻芯Ｍの把持及びその解除、上記した「強制排気」と「自然排気」との切替、第１ピストンＰ1 に対する圧力、及び巻芯Ｍの有無の計４つの各項目の相互関係を時間との関係で表示したものである。図３は、巻芯Ｍをセットする前の状態の巻取軸Ｋの縦断面図であって、スライド環Ｓは、第２通路Ｒ2 を通して第２ピストンＰ2 の加圧面に作用する圧縮空気の圧力によって、係止片Ｅの非作用位置である移動端（図３で左端）に達していて、第２ピストンＰ2 の押圧部４２がスライド環Ｓの側面に押圧により接触している状態が保持されていると共に、シリンダとして機能する第１通路Ｒ1 の半径方向路Ｒ1bの内周面と、第１ピストンＰ1 のパッキンＧとの摺動抵抗によって、第１ピストンＰ1 の押圧部４２は、外周環Ａの内周面に接触している。
【００４１】
上記の状態において、巻取軸Ｋの外周に巻芯Ｍを嵌め込んで、第３切換弁Ｖ3 により第２ピストンＰ2 に作用する圧力を遮断すると、圧縮コイルバネ２５の復元力により、スライド環ＳがシリンダブロックＢのブロック本体２の側にスライドされることで、外周環Ａの外周面から係止片Ｅが突出して、巻芯Ｍの内周面に係止される。これにより、図４に示されるように、巻取軸Ｋに対して巻芯Ｍがセット（把持）される。
【００４２】
巻取軸Ｋに対して巻芯Ｍがセットされた直後に、第１切換弁Ｖ1 を「強制排気」に切り換えると共に、第２及び第３の各切換弁Ｖ2 ，Ｖ3 をそれぞれ「排気」の状態に切り換えると、第１及び第２の各通路Ｒ1 ，Ｒ2 にエジェクタ５３により生成された負圧が及ぶことで、図５及び図７に示されるように、第１ピストンＰ1 は、巻取軸Ｋの中心側に向けて吸引されて、樹脂パイプ２７に当接することで、当該第１ピストンＰ1 は、外周環Ａの内周面から離間されると共に、第２ピストンＰ2 は、吸引によりシリンダ孔２ａの底面に達することで、当該第２ピストンＰ2 は、スライド環Ｓの側面から離間される。
【００４３】
その後に、第１切換弁Ｖ1 を「自然排気」に切り換えた状態で、巻取軸Ｋの第１通路Ｒ1 に電空レギュレータ５２によって制御された圧力の圧縮空気を供給すると、図６に示されるように、巻取軸Ｋの中心部に後退されていた第１ピストンＰ1 は、電空レギュレータ５２により制御された圧力でもって外周環Ａの内周面に押し付けられることで、第１ピストンＰ1 と外周環Ａとの間に摩擦力が発生し、巻芯Ｍから外周環Ａに前記摩擦力に比例した回転力が伝達される。このため、電空レギュレータ５２により、第１通路Ｒ1 に供給される圧縮空気の圧力をシートの巻径に比例して大きくすると、常に一定の張力で巻芯Ｍに対してシートが巻き取られる。また、上記のように、第１ピストンＰ1 に負圧を作用させた後に、当該第１ピストンＰ1 に正圧を作用させても、ピストン本体４１に対してパッキンＧが大きくずれないために、シリンダである第１通路Ｒ1 の半径方向路Ｒ1bの内周面と、パッキンＧの外側シール片８５との間における圧縮空気の漏出がなくなって、第１ピストンＰ1 から外周環Ａに適正に回転力を伝達できることは、上記した通りである。なお、図４〜図６において、Ｊは、外周環Ａの外周面に対する係止片Ｅの突出長を示す。
【００４４】
このように、外周環Ａの内周面に接触していた第１ピストンＰ1 に対して負圧を作用させて、当該外周環Ａから一旦離間させ、その後に、電空レギュレータ５２により制御された圧力の圧縮空気（正圧）を第１ピストンＰ1 に作用させて、巻芯Ｍにシートを巻き取っているため、巻取当初から、設定通りの張力でシートを巻き取ることができて、特に、低張力でシートを巻き取る場合において、図１３に示されるように、巻取初期においても、設定通りの張力でシートを巻き取ることができるという特有の効果が奏される。なお、図１３において、破線は、巻取開始時において、第１ピストンＰ1 が外周環Ａの内周面に接触している場合を示し、巻取初期における回転トルクが設定値よりも大きくなることで、巻取初期における張力が設定値よりも大きくなることを示している。
【００４５】
なお、図１１のタイムチャートにおいて、第１ピストンＰ1 に対する圧力が解除されて、シート巻取機が停止した状態において、第２ピストンＰ2 に正圧を作用させることで巻芯Ｍの把持を解除して、巻芯Ｍにシートが巻き取られた巻取製品を巻取軸Ｋから取外しを開始した後から、次のシートの巻き取りを行うまでの間において、第２ピストンＰ2 に正圧を作用し続けると、圧縮空気の無駄となると共に、第２ピストンＰ2 のシール性能の低下にも繋がるので、巻取軸Ｋから巻取製品を取り外した後においては、第２ピストンＰ2 に作用する正圧を解除して、巻取軸Ｋの外周面（外周環Ａの外周面）から係止片Ｅが最大に突出させた状態にしておく。図１１において、巻取軸Ｋに巻芯Ｍが存在しないのに、巻芯Ｍが把持された状態（正確な表現では、外周環の外周面から係止片が最大に突出した状態）が存在するのは、上記のことを示している。
【実施例２】
【００４６】
図１３に、実施例２のピストンの気密構造が示されている。ピストンＰ’は、パッキンＧの幅よりも広い幅のパッキン溝８２がピストン本体８１に形成された従来構造と同一であって、加圧空間８３の部分に、周方向の一部が欠落することで開口された金属リング６１が嵌め込まれて、パッキンＧの内側シール片８７のピストン本体８１の軸方向への大きなずれを阻止している。金属リング６１は、上記構成であるので、開口６１ａの部分において、全体を拡開させた状態で、ピストン本体８１の加圧空間８３に嵌め込むと、原形状に復元して、加圧空間８３の部分に簡単に嵌め込まれる。
【００４７】
上記構造においても、加圧空間８３に嵌め込まれた金属リング６１の存在により、ピストンＰ’に負圧が作用した場合においても、パッキンＧがピストン本体８１の軸方向に大きくずれるのを防止できて、加圧空間８３が残存するので、負圧を作用させた後に正圧を作用させても、パッキンＧは、圧縮空気によって、外側及び内側の各シール片８５，８７がシリンダの内周面８６及びパッキン溝８２の外周面に押圧されて密着されることで、ピストンＰ’の部分の気密が保持される。
【００４８】
また、請求項１〜４の各発明において、巻取製品スライド案内体が組み込み可能な巻取軸は、上記した係止片がリンク機構により外周環の外周面に対して出入りする構成に限られず、係止片が楔機構により外周環の外周面に対して出入りする構造等の、請求項１〜４の各発明において特定されるシリンダブロック、外周環、スライド環、係止片、第１及び第２の各ピストンを備えている構造であれば、いかなる構造の巻取軸であっても、実施対象となる
【符号の説明】
【００４９】
Ａ：外周環
Ｂ：シリンダブロック
Ｅ：係止片
Ｇ：パッキン
Ｋ：巻取軸
Ｌ：リンク（変換機構）
Ｍ：巻芯
Ｐ1 ：第１ピストン
Ｐ2 ：第２ピストン
Ｕ：巻取ユニット
４１，８１：ピストン本体
４３，８２：パッキン溝
４６，８３：加圧空間
８５：パッキンの外側シール片
８７：パッキンの内側シール片
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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