(57)【要約】【課題】巻取り管の中心とチャック本体の中心の一致を保証できると共に、係合部材の突出、退避の動作も安定、確実になるようにした巻取り管のチャック装置を提供する。【解決手段】チャック本体２０の外周に一対のテーパピストン２３ａ、２３ｂが嵌装されている。テーパピストンを互いに近接させることによってチャック本体の外周に設けられた係合部材４０の環状の弾性部材４１の外径が拡大し、テーパピストンを互いに離隔させることによって環状の弾性部材の外径が縮小する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻取り管の端部に、巻取り管の軸方向に沿って挿入するチャック本体と、チャック本体の外周に設けられた係合部材であって、チャック本体の径方向で突出および退避して巻取り管の内周面に係合・離脱する係合部材とを備えている巻取り管のチャック装置において、
前記チャック本体の外周に一対のテーパピストンが嵌装されて、チャック本体の軸方向に摺動自在とされていると共に、一対のテーパピストンは、それぞれ他方のテーパピストンに近いほうの端部が他方のテーパピストンに向かって外径が次第に小さくされて、端部外周に第１のテーパ面が互いに向き合うように形成されており、
前記チャック本体の外周に設けられた係合部材が、環状の弾性部材と、環状の弾性部材の内周に設けられたテーパ部品で構成されて、テーパ部品には、前記一対のテーパピストンのそれぞれの第１のテーパ面と対向して接するようにした第２のテーパ面が形成されており、
前記一対のテーパピストンを互いに近接させることによって前記係合部材の環状の弾性部材の外径が拡大し、一対のテーパピストンを互いに離隔させることによって前記係合部材の環状の弾性部材の外径が縮小するようにされていることを特徴とする巻取り管のチャック装置。
【請求項２】
前記一対のテーパピストンは、第１のテーパ面が形成された端部と反対側の端部に、一対のテーパピストンを互いに近接させるための空気室が設けられていると共に、一対のテーパピストン間には、一対のテーパピストンを互いに離隔させるための圧縮ばねが設けられている請求項１に記載の巻取り管のチャック装置。
【請求項３】
一対のテーパピストンを離隔させるための圧縮ばねは、一対のテーパピストンを互いに離隔させるために、一対のテーパピストン間に設けた空気室内に設けられている請求項２に記載の巻取り管のチャック装置。
【請求項４】
前記一対のテーパピストンは、第１のテーパ面が形成された端部と反対側の端部に、第１、第２の円板が取り付けてあり、第１、第２の円板の中心軸に沿って設けた駆動軸が前記チャック本体の外部に設けた空気室内の一対の駆動ピストンに連結されており、一対の駆動ピストンを互いに離れる方向に駆動することによって前記一対のテーパピストンが互いに近接し、一対の駆動ピストンを互いに近づく方向に駆動することによって前記一対のテーパピストンが互いに離隔するようにされている請求項１に記載の巻取り管のチャック装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、紙板、合成樹脂フィルム等のシート状物を巻き取る巻取り管のチャック装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、巻取り管のチャック装置は、巻取り管の軸方向に沿って挿入するチャック本体と、チャック本体の外周に設けられた係合部材であって、チャック本体の径方向で突出および退避して、突出により巻取り管の内周面に係合し、退避により係合を離脱する係合部材を備えた構成とされている。前記係合部材の突出および退避をさせる機構には、機械的に行う構成としたもの（特許文献１、２参照）や、圧縮空気などの流体圧によって行う構成のものが知られている。
【０００３】
流体圧によって係合部材を突出および退避させる構成としたものには、係合部材をタイヤ状の弾性ゴムリングとしてチャック本体に嵌装したものがある。弾性ゴムリングを圧縮空気で膨らませて、その外径を拡大し、外周面を巻取り管の内周面に係合させるようにしている。
【０００４】
また、図６のように構成されたものも知られている。図６において、１００がチャック本体であり、チャック本体１００の端部外周に沿って、複数（３〜６個）の係合部材１０１が設けられている。複数の係合部材１０１は、放射状に等間隔で設けられている。係合部材１０１の中心にテーパコーン１０２が設けられ、このテーパコーン１０２とチャック本体１００の外部に設けた駆動ピストン１０４が駆動軸１０５で連結されている。空気室１０３の一方（図において右側）に圧縮空気を圧入するとテーパコーン１０２が矢示１０６の方向に移動し、係合部材１０１が突出して鎖線図示の巻取り管１０７と係合する。空気室１０３の他方に圧縮空気を圧入するとテーパコーン１０２が矢示１０８の方向に移動して係合部材１０１が退避し、巻取り管１０７との係合が解かれるようにしている。
【特許文献１】実開平３−４１７８号公報
【特許文献２】特開平６−３４５２９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、前記のようなチャック装置のうち、圧縮空気などの流体圧によってチャック本体に設けた係合部材を突出および退避させる構成における種々の問題を解決することを課題としている。
【０００６】
即ち、図６に示した、係合部材をテーパコーンの移動を介して突出および退避させるようにしたものにおいては、係合部材をその一側から押す構造のため、係合部材の突出および退避の動作に無理が生じて、係合部材が動かなくなったり、また、巻取り管の中心とチャック本体の機械的中心にずれが生じて、巻取り管とチャック本体の間で中心のずれが生ずることもあるという問題点があった。
【０００７】
特に、図６図示のチャック装置では、係合部材１０１として、通常、焼入れ金属製の爪が使用されており、爪の幅が狭く、巻取り管（紙管やプラスチック管）の面圧強度が不足し、紙粉等のゴミを発生させてしまい、電子材料製造工程においては不都合が生じるという問題があった。
【０００８】
また、前記の流体圧を介してタイヤ状のゴム弾性リングを膨らませて巻取り管と係合できるように構成したものにおいては、前述したような紙粉等のゴミを発生させて、電子材料製造工程において不都合を生じさせるという問題はないが、巻取り管に巻き取られるシート状物の重量が重い場合に、ゴム弾性リングが重量に耐え切れずにへこみ、巻取り管の中心とチャック本体の機械的中心にずれが生じて、製造工程に不具合が生じ、また、シート状物に悪影響を及ぼすおそれがあるという点において改善の余地があった。
【０００９】
この発明は、紙粉等のゴミを発生させて、電子材料製造工程において不都合を生じさせるおそれがないという、前述した流体圧を介して係合部材を突出および退避させる構成の巻取り管のチャック装置を更に改善、改良することを目的としてなされたもので、巻取り管の中心とチャック本体の中心の一致を保証できると共に、係合部材の突出、退避の動作も安定、確実になるようにした巻取り管のチャック装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するこの発明の巻取り管のチャック装置は、巻取り管の端部に、巻取り管の軸方向に沿って挿入するチャック本体と、チャック本体の外周に設けられた係合部材であって、チャック本体の径方向で突出および退避して巻取り管の内周面に係合・離脱する係合部材とを備えている巻取り管のチャック装置において、前記チャック本体の外周に一対のテーパピストンが嵌装されて、チャック本体の軸方向に摺動自在とされていると共に、一対のテーパピストンは、それぞれ他方のテーパピストンに近いほうの端部が他方のテーパピストンに向かって外径が次第に小さくされて、端部外周に第１のテーパ面が互いに向き合うように形成されており、前記チャック本体の外周に設けられた係合部材が、環状の弾性部材と、環状の弾性部材の内周に設けられたテーパ部品で構成されて、テーパ部品には、前記一対のテーパピストンのそれぞれの第１のテーパ面と対向して接するようにした第２のテーパ面が形成されており、前記一対のテーパピストンを互いに近接させることによって前記係合部材の環状の弾性部材の外径が拡大し、一対のテーパピストンを互いに離隔させることによって前記係合部材の環状の弾性部材の外径が縮小するようにされていることを特徴とする巻取り管のチャック装置である。
【００１１】
前記一対のテーパピストンは、第１のテーパ面が形成された端部と反対側の端部に、一対のテーパピストンを互いに近接させるための空気室が設けられていると共に、一対のテーパピストン間には、一対のテーパピストンを互いに離隔させるための圧縮ばねが設けられている構成とすることができる。
【００１２】
そして、この一対のテーパピストンを離隔させるための圧縮ばねは、一対のテーパピストンを互いに離隔させるために、一対のテーパピストン間に設けた空気室内に設けることができる。
【００１３】
また、前記一対のテーパピストンは、第１のテーパ面が形成された端部と反対側の端部に、第１、第２の円板が取り付けてあり、第１、第２の円板の中心軸に沿って設けた駆動軸が前記チャック本体の外部に設けた空気室内の一対の駆動ピストンに連結されており、一対の駆動ピストンを互いに離れる方向に駆動することによって前記一対のテーパピストンが互いに近接し、一対の駆動ピストンを互いに近づく方向に駆動することによって前記一対のテーパピストンが互いに離隔するようにされている構成とすることもできる。
【発明の効果】
【００１４】
上記のように構成したこの発明の巻取り管のチャック装置によれば、一対のテーパピストンを互いに近接させると、それぞれの第１のテーパ面がテーパ部品に形成した第２のテーパ面を押して、テーパ部品をチャック本体の径方向に押し出し、環状の弾性部材は外径を拡大させて、径方向に突出する。この結果、環状の弾性部材の外周面を巻取り管の内周面に密着させてチャックすることができる。外径を拡大した環状の弾性部材は、テーパ部品と一対のテーパピストンによって、第１、第２のテーパ面を当接させた状態で支持されている。このため、一対のテーパピストンの互いに近接した状態を維持することで、環状の弾性部材の中心をチャック本体の中心と一致した状態に保持することができ、しかも巻取り管に巻き取るシート状物の重量が重い場合でも、その外径を縮小することがない。したがって、チャック装置の中心と巻取り管の中心が常に一致することを保証できる。
【００１５】
また、テーパ部品は、一対のテーパピストンによって両側から支持され、かつ、第１、第２のテーパ面を介して外側に押し出される構成であるので、テーパ部品に必要以上の無理な力が働かないようにできる。この結果、係合部材の突出、退避の動作も安定し、しかも確実に動作する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の実施の形態を添付の図を参照して説明する。
【００１７】
図１〜３は、第１の実施形態の巻取り管のチャック装置１０を示している。図１は断面図、図２（ａ）、（ｂ）は外観正面図であり、（ａ）は巻取り管をチャックする前の状態、（ｂ）は巻取り管をチャックしたときの状態である。また、図３は巻取り管と巻取り管のチャック装置の関係を示す概念図である。また、図４はチャック装置１０を構成した係合部材４０の断面図である。
【００１８】
この巻取り管のチャック装置１０は、駆動軸１１の端部に連結されたチャック本体２０と、チャック本体２０の外周に設けられた係合部材４０とで構成されている。
【００１９】
チャック本体２０は、フランジ部２１と、フランジ部２１の中心軸に沿ってフランジ部２１の一側に延びる軸部２２を一体に有している。軸部２２には一対のテーパピストン２３ａ、２３ｂが嵌装されて、各テーパピストン２３ａ、２３ｂは軸部２２に沿って摺動可能になっている。軸部２２のフランジ部２１側の端部にはシリンダ部品２４が設けられて、その筒状部２４ａが一方のテーパピストン２３ａの外側に嵌められて、テーパピストン２３ａとシリンダ部品２４の間に空気室２５が形成されている。また、軸部２２の反対側の端部にもシリンダ部品２６が設けられて、その筒状部２６ａが他方のテーパピストン２３ｂの外側に嵌められて、テーパピストン２３ｂとシリンダ部品２６の間にも空気室２７が形成されている。
【００２０】
前記空気室２５、２７は、チャック本体２０のフランジ部２１に形成した通路２８と、軸部２２の中心軸に沿って形成されたエアタンク室２９および軸部２２を径方向に貫通するように設けた通路３０、３０と連通させてある。フランジ部２１の周縁に設けたエア供給口３１から通路２８、エアタンク室２９、通路３０を通して圧縮空気を圧入できるようにされている。
【００２１】
また、テーパピストン２３ａ、２３ｂの互いに対向する面には、スプリング受穴３２が互いに対向させて形成してあり、このスプリング受穴３２に支持されるようにして、テーパピストン２３ａ、２３ｂ間に圧縮ばね（コイルスプリング）３３が設けてある。圧縮ばね３３は、その弾発力でテーパピストン２３ａ、２３ｂを互いに離れる方向に付勢している。そして、一対のテーパピストン２３ａ、２３ｂの間隙とスプリング受穴３２によって第２の空気室３４が形成され、この第２の空気室３４が軸部２２の径方向に形成した通路３５を介して軸部２２からフランジ部２１にわたって形成した通路３６に連通している。
【００２２】
更に、テーパピストン２３ａ、２３ｂは、それぞれ他方のテーパピストン２３ａ、２３ｂに近い方の端部が他方のテーパピストン２３ａ、２３ｂに向かって外径が次第に小さくされて、端部外周に第１のテーパ面３７ａ、３７ｂが形成されている。
【００２３】
上記のように構成されたチャック本体２０の外周に設けられた係合部材４０は、図１、４に示されているように、環状に形成されたウレタンゴム環４１と、ウレタンゴム環４１の内周に等間隔で設けた複数のテーパ部品４２、４２とで構成されている。複数のテーパ部品４２、４２を所定の位置に配置して、弾性部材となるウレタンゴムをオーバーモールドしてウレタンゴム環４１が成形されている。
【００２４】
複数のテーパ部品４２の内側はウレタンゴム環４１に埋没することなく露出しており、内面に前記テーパピストン２３ａ、２３ｂの第１のテーパ面３７ａ、３７ｂと対向して接することができるようにした第２のテーパ面４３ａ、４３ｂが形成してある。また、ウレタンゴム環４１の開口している両端部には、前記シリンダ部品２４、２６の筒状部２４ａ、２６ａの外側に嵌まるようにした筒状部４４、４５が設けてある。
【００２５】
係合部材４０を構成した複数のテーパ部品４２、４２のそれぞれの第２のテーパ面４３ａ、４３ｂをテーパピストン２３ａ、２３ｂの第１のテーパ面３７ａ、３７ｂに当接するようにして、チャック本体２０の外周に係合部材２０が嵌装され、ウレタンゴム環４１の両端に設けた筒状部４４、４５が、それぞれシリンダ部品２４、２６に取り付けたウレタン押え３８、３９でシリンダ部品２４、２６に固定されている。ウレタン押え３８、３９に設けた筒状の押え部分３８ａ、３９ａの内周面とウレタンゴム環４１の筒状部４４、４５の外周面が図に表れているように傾斜しており、筒状部４４、４５がシリンダ部品２４、２６の筒状部２４ａ、２６ａ側に強く押し付けられるようになっている。駆動軸１１からチャック本体２０に加えられる回転トルクが係合部材４０にロスを生ずることなく確実に伝達できるようにしてある。この確実性を更に増すために、シリンダ部品２４、２６の筒状部２４ａ、２６ａの外周面にローレットを形成して、ウレタンゴム環４１の筒状部４４、４５がローレット面に食い込むようにすることもできる。
【００２６】
尚、図１において符号４６は、気密性を得るために設けられたＯリングなどのシール部材である。
【００２７】
以上のように構成した実施形態の巻取り管のチャック装置１０を図３に示したようにシート状物６０の巻取り管６１の端部に挿入した後、チャック本体２０のフランジ部２１に設けたエア供給口３１から圧縮空気を空気室２５、２７に圧入することによって、巻取り管６１をチャックすることができる。圧縮空気を空気室２５、２７に圧入すると、テーパピストン２３ａ、２３ｂは互いに近接するように軸部２２に沿って摺動する。テーパピストン２３ａ、２３ｂが互いに近接すると、テーパピストン２３ａ、２３ｂに設けた第１のテーパ面３７ａ、３７ｂと、係合部材４０側のテーパ部品４２の第２のテーパ面４３ａ、４３ｂの間で、テーパ部品４２を軸部２２の径方向で外側に押し出す力が生じて、テーパ部品４２を介してウレタンゴム環４１の外径を、図２（ｂ）に示したように、拡大させる。ウレタンゴム環４１の外形の拡大によって、ウレタンゴム環４１の外周面は巻取り管６１の内周面に密着し、巻取り管６１を巻取り管のチャック装置１０でチャックすることができる。
【００２８】
ウレタンゴム環４１の外径が拡大した状態は、空気室２５、２７に圧入した圧縮空気の圧力を保持することで維持することができる。通路２８、３０間にエアタンク室２９を介在させてあるので、空気漏れの影響を少なくでき、テーパピストン２３ａ、２３ｂを近接させた状態を確実に維持することができる。巻取り管６１に巻き取られているシート状物６０の重量は、ウレタンゴム環４１からテーパ部品４２、テーパピストン２３ａ、２３ｂを介して直接軸部２２に伝達されるので、ウレタンゴム環４１の外径が縮小することを防止し、軸部２２の中心、即ちチャック装置１０の中心と巻取り管６１の中心が常に一致することを保証できる。
【００２９】
巻取り管６１のチャックを解除する時は、エア供給口３１から圧入した圧縮空気を抜けばよい。圧縮空気を抜くと、圧縮ばね３３の弾発力とウレタンゴム環４１の収縮力によってテーパピストン２３ａ、２３ｂは互いに離隔する方向に移動し、ウレタンゴム環４１の外径が縮小し、チャックが解除される。チャックの解除に際して、エア供給口３１から圧入した圧縮空気を抜くと共に、第２の空気室３４へ通路３５、３６を通して圧縮空気を圧入して、圧縮ばね３３の弾発力と協働するようにすることもできる。
【００３０】
テーパピストン２３ａ、２３ｂの軸部に沿う近接および離隔によってテーパ部品４２を軸部２２の径方向に移動させる場合、第１のテーパ面３７ａ、３７ｂおよび第２のテーパ面４３ａ、４３ｂの傾斜角度θを第１、第２のテーパ面間の摩擦係数より大きい角度とすることで、テーパ部品４２の動作を安定、確実にすることができる。そして、テーパ部品４２は、その両側のテーパピストン２３ａ、２３ｂから同時に、同じ強さの作用を受けるので、テーパ部品４２を傾動させるような無理な力が働くことはなく、結局、巻取り管６１のチャックおよびその解除の動作を安定、確実に行うことができる。しかも、第１、第２のテーパ面３７ａ、３７ｂ、４３ａ、４３ｂは密閉された空間内に配置されているので、摩擦によって生ずる磨耗粉を外部に飛散させるおそれがなく、クリーンルームでの使用にも適している。
【００３１】
次に、図５に示したこの発明の第２の実施形態について説明する。この実施形態は、テーパピストン２３ａ、２３ｂを駆動する空気室を外部に設けたもので、その他の部分は前記の実施形態と同様に構成されている。したがって、前記の実施形態と共通の部材には同一の符号を付して説明は省略する。
【００３２】
テーパピストン２３ａ、２３ｂの第１のテーパ面３７ａ、３７ｂと反対側の端部に、第１、第２の円板５１、５２が取り付けてある。また、チャック本体２０のフランジ部２１の外側には空気室５３が設けてある。空気室５３内には一対の駆動ピストン５４ａ、５４ｂが設けてある。そして、第１の円板５１と一方の駆動ピストン５４ａが中空の駆動軸５５で連結してあり、第２の円板５２と他方の駆動ピストン５４ｂが中空の駆動軸５５に挿通された充実の駆動軸５６で連結してある。
【００３３】
この実施形態では、空気室５３内に設けた一対の駆動ピストン５４ａ、５４ｂ間に圧縮空気を圧入すると共に、一対の駆動ピストン５４ａ、５４ｂの外側の空気を排出して駆動ピストン５４ａ、５４ｂを離隔させると、テーパピストン２３ａ、２３ｂは互いに近接して、第１の実施形態と同様に、係合部材４０のウレタンゴム環４１の外径を拡大させ、巻取り管をチャックすることができる。また、一対の駆動ピストン５４ａ、５４ｂの外側に圧縮空気を圧入すると共に、一対の駆動ピストン５４ａ、５４ｂ間の空気を排出して駆動ピストン５４ａ、５４ｂを近接させると、テーパピストン２３ａ、２３ｂは互いに離隔し、巻取り管のチャックを解除することができる。
【００３４】
テーパピストン２３ａ、２３ｂを動かす空気室を外部の空気室５３とすることで大型化し、係合部材４０のチャック力を増強することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の第１の実施形態の断面図である。
【図２】同じく第１の実施形態の外観正面図であり、（ａ）は巻取り管をチャックする前の状態の図、（ｂ）は巻取り管をチャックしたときの状態の図である。
【図３】巻取り管と巻取り管のチャック装置の関係を示す概念図である。
【図４】実施形態の係合部材の断面図である。
【図５】この発明の第２の実施形態の断面図である。
【図６】従来の巻取り管のチャック装置の断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０          巻取り管のチャック装置
１１          駆動軸
２０          チャック本体
２１          フランジ部
２２          軸部
２３ａ        テーパピストン
２３ｂ        テーパピストン
２４          シリンダ部品
２４ａ        筒状部
２５          空気室
２６          シリンダ部品
２６ａ        筒状部
２７          空気室
２８          通路
２９          エアタンク室
３０          通路
３１          エア供給口
３２          スプリング受穴
３３          圧縮ばね
３４          第２の空気室
３５          通路
３６          通路
３７ａ        第１のテーパ面
３７ｂ        第１のテーパ面
３８          ウレタン押え
３９          ウレタン押え
４０          係合部材
４１          ウレタンゴム環
４２          テーパ部品
４３ａ        第２のテーパ面
４３ｂ        第２のテーパ面
４４          筒状部
４５          筒状部
４６          シール部材
５１          第１の円板
５２          第２の円板
５３          空気室
５４ａ        駆動ピストン
５４ｂ        駆動ピストン
５５          駆動軸
５６          駆動軸
６０          シート状物
６１          巻取り管
【図１】
2007131419.tif 000003
【図２】
2007131419.tif 000004
【図３】
2007131419.tif 000005
【図４】
2007131419.tif 000006
【図５】
2007131419.tif 000007
【図６】
2007131419.tif 000008