(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻芯を装着してシートを巻取るシート巻取軸において、
軸芯長手方向に亘る中空部に配置された膨縮可能なゴムチューブを境にして前記中空部に内空気路と外空気路との内外二重の空気路を有する軸芯に、一つまたは軸芯長手方向に配列される複数の巻取部を備え、
前記巻取部それぞれは回転力伝達部と係止解除部とを有して、
前記回転力伝達部は、前記中空部から軸芯の外方に貫通するシリンダに軸芯径方向に移動可能に配置され、前記内空気路への空気圧の供給により膨張する前記ゴムチューブの押し出しで軸芯径方向の外方に移動するピストンと、前記ピストンに対応して軸芯の周りに回転可能に配置され、軸芯径方向の外方に移動したピストンが摺接可能に当接する支持環と、前記支持環の周りに軸芯長手方向に移動可能に配置されて付勢手段により軸芯長手方向の一方向に付勢され、外周の複数箇所に前記付勢方向に下り傾斜した傾斜部を有するスライド環と、前記支持環に連結されて軸芯の周りに回転可能に配置され、前記スライド環の傾斜部と対応する位置に案内孔を有する外周環と、前記スライド環の傾斜部に相対移動可能に配置されてスライド環が前記付勢方向に移動するときに前記案内孔により軸芯径方向に案内されて前記外周環から突出するように設けられた係止爪と、前記係止爪を軸芯の中心方向に付勢する係止爪付勢手段とからなり、
前記係止解除部は、前記軸芯の周りに前記スライド環と軸芯長手方向に対向して配置され、前記中空部から軸芯外方に向けて貫通する空気通路を介して前記外空気路に連通するシリンダを備えた環状のシリンダブロックと、前記シリンダブロックのシリンダに軸芯長手方向に移動可能に設けられ、前記外空気路側からの空気圧の供給により前記スライド環を付勢手段に抗して付勢方向とは逆方向に押圧移動させる第二のピストンとからなることを特徴とするシート巻取軸。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、巻芯を装着してシートを巻取るシート巻取軸に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、紙やプラスチックフィルム等の広幅シートを縦にスリットしてなる細幅シートをその細幅シート毎に巻き取る巻取軸では、多数の巻芯（通常は紙管）を巻取軸の巻取部にそれぞれ装着してその巻芯の上に細幅シートを巻き取っており、その巻取りが終了した後には巻芯ごと抜き取り、新たな巻芯を巻取軸の巻取部に装着するようにしている。したがって、巻芯を装着したり、抜き取ったりするときは巻芯は巻取軸に対してフリーであり、巻取中は巻芯は巻取軸に固定されている必要がある。
【０００３】
このように必要時に巻芯を開放したり固定したりする巻取軸としては、カラーに装備された巻芯を係止してカラーの回転を巻芯に伝達する係止手段と、回転軸の周りに回転可能に設けられたカラーに回転軸の回転を伝達する回転力伝達手段とを備えた構造のものが種々提案されている。
【０００４】
上記のような技術の係止手段の一つとして、特開平８−２８２８８１号公報には、摩擦リングの傾斜溝に縦断面楔状の巻芯チャック片が乗せ置かれ、チャックばねが作用する状態の下で摩擦リングが巻軸方向に移動することで巻芯チャック片が巻軸の径方向に突没し、その巻芯チャック片が突出することによって巻芯に係止するようにした係止手段が開示されている。しかしながら、この発明においては、軸長手方向にピストンを作動させて摩擦リングを移動させることにより巻芯チャック片を巻軸の径方向に突没させるとともに、巻軸の回転力を巻芯に伝達する構成となっており、ピストンに加わる空気圧はチャックばねを圧縮変形させない圧力以下の低圧の空気圧で押圧しているので、実質上巻軸の回転力が十分巻芯に伝達できず、巻取張力が高くなると摩擦リングとピストンとの間でスリップを生じて良好な巻取が困難となるなどの問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上記事情に鑑み、シート巻取軸の巻取部に対する巻芯の係止手段と巻軸の回転力を巻取部に伝達する回転力伝達手段とをそれぞれ独立して調整可能に備え、巻取部に対して巻芯の着脱が容易で、かつ巻芯に所定の巻取張力でシートを巻取ることができるシート巻取軸を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を考慮してなされたもので、巻芯を装着してシートを巻取るシート巻取軸において、軸芯長手方向に亘る中空部に配置された膨縮可能なゴムチューブを境にして前記中空部に内空気路と外空気路との内外二重の空気路を有する軸芯に、一つまたは軸芯長手方向に配列される複数の巻取部を備え、前記巻取部それぞれは回転力伝達部と係止解除部とを有して、前記回転力伝達部は、前記中空部から軸芯の外方に貫通するシリンダに軸芯径方向に移動可能に配置され、前記内空気路への空気圧の供給により膨張する前記ゴムチューブの押し出しで軸芯径方向の外方に移動するピストンと、前記ピストンに対応して軸芯の周りに回転可能に配置され、軸芯径方向の外方に移動したピストンが摺接可能に当接する支持環と、前記支持環の周りに軸芯長手方向に移動可能に配置されて付勢手段により軸芯長手方向の一方向に付勢され、外周の複数箇所に前記付勢方向に下り傾斜した傾斜部を有するスライド環と、前記支持環に連結されて軸芯の周りに回転可能に配置され、前記スライド環の傾斜部と対応する位置に案内孔を有する外周環と、前記スライド環の傾斜部に相対移動可能に配置されてスライド環が前記付勢方向に移動するときに前記案内孔により軸芯径方向に案内されて前記外周環から突出するように設けられた係止爪と、前記係止爪を軸芯の中心方向に付勢する係止爪付勢手段とからなり、前記係止解除部は、前記軸芯の周りに前記スライド環と軸芯長手方向に対向して配置され、前記中空部から軸芯外方に向けて貫通する空気通路を介して前記外空気路に連通するシリンダを備えた環状のシリンダブロックと、前記シリンダブロックのシリンダに軸芯長手方向に移動可能に設けられ、前記外空気路側からの空気圧の供給により前記スライド環を付勢手段に抗して付勢方向とは逆方向に押圧移動させる第二のピストンとからなることを特徴とするシート巻取軸を提供して、上記課題を解消するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明を図１から図６に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図中１はシート巻取軸で、該シート巻取軸１は図示しない駆動源からの動力を受けて回転する軸芯２に軸芯長手方向Ｘに配列される複数の巻取部３を備えているとともに、その軸芯２の一端側には回転する軸芯２に対して昇圧された空気を送り込むことができるように空気導入部４が設けられていて、空気導入部４が回転できるようにして空気供給源側の二つの供給接続体５が取り付けられている。なお、図１においては巻取部３はその内部構造が省略した状態で表現されている。
このように空気導入部４を接続して空気が送り込まれるようにした軸芯２にあっては軸芯長手方向Ｘに亘る中空部６があり、前記空気導入部４とは反対側を閉塞した膨縮可能なゴムチューブ７を軸芯長手方向Ｘに亘って配置し、該ゴムチューブ７を境にして外空気路８と内空気路９との内外二重の空気路をその中空部６に有している。前記ゴムチューブ７は空気導入部４とは反対側を閉塞して前記巻取部３と対応した位置に透孔１０を備える金属管１１の外周を被覆するようにして取り付けることで軸芯２と同心の筒体として配置されている。そして、前記空気導入部４に接続された一方の供給接続体５側から昇圧された空気を外空気路８に送り込むことができるようにしているとともに、他方の供給接続体５側から昇圧された空気を内空気路９に送り込むことができるようにしている。
なお、外空気路８と内空気路９とに送り込まれる空気の供給量、圧力などが調整された状態で所定時に供給され、内空気路９に供給された空気の空気圧力を利用して前記ゴムチューブ７を膨らませ、後述するように軸芯２側からの回転力を巻取部３に伝達させるようにするものであり、また、外空気路８に供給された空気の空気圧力を利用して後述するように巻芯に対する保持状態を解除するものである。
【０００８】
図示したこのシート巻取軸１の例では、軸芯２に三つの巻取部３を並設した状態で備えていて、前記三つの巻取部３にて一つの巻芯Ａを保持する形式のものとしている。巻取部３それぞれは図２に示すように、回転力伝達部１２と係止解除部１３と有してなるもので、前記回転力伝達部１２は、軸芯径方向Ｙに移動可能に設けられている第一のピストン１４、軸芯２の周りに回転可能に設けられている支持環１５、前記支持環１５の周りに位置して軸芯長手方向Ｘに移動可能に設けられたスライド環１６、巻取部３の外周部を構成していて軸芯２の周りに回転可能に設けられた外周環１７、この外周環１７から突没可能に設けられて突出時に巻芯Ａに係止することができるようにした係止爪１８、この係止爪１８を軸芯２の中心方向に向けて付勢する係止爪付勢手段１９から構成されている。
なお、図２にあっては、三つの巻取部３は係止爪１８に関しての三つの異なる状態を示していて、図２の右の巻取部３から、係止爪１８が没した状態（イ）、係止爪１８が全突出した状態（ロ）、係止爪１８が巻芯Ａに係止している状態（ハ）が示されている。また、図２（イ）の巻取部３において下側は係止爪１８が設けられていない位置を示しており、図２（ロ）（ハ）の巻取部３の下側はそれぞれ係止爪１８がある位置での状態を示している。
【０００９】
前記第一のピストン１４は、上記中空部６から軸芯の外方に貫通し軸芯２の周方向に等間隔を取って配置された複数のシリンダ２０それぞれの内部に位置し、このシリンダ２０に案内されることで軸芯径方向Ｙに移動可能に設けられている（図３参照）。そして、第一のピストン１４は外方端１４ａが軸芯２の周面位置にある状態で他方の内方端１４ｂが上記中空部６の内方へと突出する長さ寸法に設定されてゴムチューブ７に近接するように設けられており、膨らむゴムチューブ７によって第一のピストン１４が軸芯径方向Ｙにおける外方に向けて押し出され、シリンダ２０を覆う形で配置されている上記支持環１５に当接可能としている。
図２に示されているように巻取部３それぞれは軸芯２の周りに取り付けられた一対の軸受２１を有していて、上記支持環１５は一方の軸受２１が支持することで軸芯２の周りに回転可能に設けられているものであり、図示されているように上記シリンダ２０それぞれの外方側の開口を覆うようにして配置されている。そして、この支持環１５の内周面１５ａが上記第一のピストン１４と対応位置し、上述したように押し出されてきた第一のピストン１４の外方端１４ａが当接できるように設けられている。上記第一のピストン１４は内空気路９に送り込まれた空気の所要圧力が加えられている状態でこの支持環１５の内周面１５ａに摺接可能に当接するもので、第一のピストン１４が支持環１５に当接した状態で軸芯２が回転しているときにはその当接により支持環１５自体の自由な回転（軸芯２に対する相対的な回転）は拘束されることになるが、支持環１５自体に所要以上の外部から力が加わることで軸芯２に対して相対的に回転できるように設けられている。
【００１０】
上記支持環１５の外周には、軸芯２と同心とした筒体状周面１５ｂとこの筒体状周面１５ｂに連続して軸芯径方向Ｙに立ち上がる縦壁面１５ｃとからなる取付段部２２が設けられていて、この取付段部２２に上記スライド環１６が軸芯長手方向Ｘに移動可能にして配置されており、支持環１５を支持している上記一方の軸受２１側に位置する前記縦壁面１５ｃを軸芯長手方向Ｘの一方側における終端とし、スライド環１６がこの縦壁面１５ｃの位置で停止できるようにしている。このスライド環１６には図３に示されているように、上記縦壁面１５ｃ側を開口としたスプリング装着穴２３が周方向に複数設けられており、スプリング装着穴２３それぞれに配置されたスプリングからなる付勢手段２４によって縦壁面１５ｃとは反対側に向けて付勢されている。また、スライド環１６の外周には周方向に等間隔を取って傾斜部２５が複数設けられ、図示の例では三つの傾斜部２５を備えるものとしており、それぞれの上面が前記付勢手段２４の付勢方向に向けて下り傾斜している。
【００１１】
上記外周環１７は上記一対の軸受２１により軸芯２に対して回転可能に設けられている略筒状のもので、上述したように一方の軸受２１の外周に位置する支持環１５の取付部分にこの外周環１７の一方の周縁部が重なるようにして取付固定され、外周環１７の他方の周縁部が他方の軸受２１に支持されている。このように外周環１７は支持環１５に連結されて一体化されていることから、上記第一のピストン１４が支持環１５に当接して軸芯２と一体にして回転する場合にこの外周環１７も回転する。そして、この外周環１７にあっては、上記スライド環１６の傾斜部２５と対応する位置に貫通孔とした案内孔２６を有している。
前記外周環１７の案内孔２６には上記係止爪１８が軸芯径方向Ｙに移動可能にしており、そして、この係止爪１８の下端を図示されているように、スライド環１６における傾斜部２５と同じく上記付勢手段２４の付勢方向に下り傾斜させて、傾斜部２５の上に乗せ置き、傾斜部２５に対して相対移動可能にして配置されている。即ち、スライド環１６が軸芯長手方向Ｘに移動することでこの係止爪１８が前記案内孔２６に案内された状態で軸芯径方向Ｙに移動するようにしており、スライド環１６が付勢方向に押し出されることで係止爪１８が外周環１７から外方に突出し（図２（ロ）参照）、巻取部３に巻芯Ａが装着されているときにはその巻芯Ａに付勢状態で係止するようになり（図２（ハ）参照）、また、前記スライド環１６が後述するように係止解除部１３の働きにより前記縦壁面１５ｃ側に移動すると前記係止爪１８は軸芯２の中心方向に移動できるようにしているものである（図２（イ）参照、また、図３の左下係止爪は没した状態で示した）。
【００１２】
上記係止爪付勢手段１９は上述したようにスライド環１６が縦壁面１５ｃ側に移動するときに係止爪１８を軸芯２の中心方向に移動させるもので、常時係止爪１８を軸芯２の中心側に付勢するスプリングリングから構成されている。このスプリングリングからなる前記係止爪付勢手段１９を上記外周環１７の周りに配置させることができるようにその外周環１７と前記係止爪１８とには取付溝２７が周方向に連続するように設けられていて、この取付溝２７に前記係止爪付勢手段１９を位置させておくことで係止爪１８に対して常時付勢力が付与されている。図６においては、前記取付溝２７が外周環１７と係止爪１８とに周方向に連続する状態で設けられている状態を示しており、また、係止爪１８が没しているときの状態を示している。なお、この係止爪付勢手段１９の付勢力はスライド環１６により押し上げられるときの係止爪１８の位置を変えない強さに調整されている。
【００１３】
一方、係止解除部１３は、図２に示すように、上記スライド環１６と軸芯長手方向Ｘに対向するように他方の軸受２１側に位置して軸芯２の周りに取り付けられているシリンダブロック２８、前記シリンダブロック２８において周方向に等間隔を取って配置されて（図５参照）シリンダ軸が軸芯長手方向Ｘと平行な複数のシリンダ２９それぞれに装着され軸芯長手方向Ｘに移動可能にして第二のピストン３０とからなるものである。図５にはシリンダ２９は６個示されてるが、８個〜１０個など任意の数を設けてもよい。前記シリンダブロック２８は、軸芯２の上記外空気路８から前記シリンダ２９に空気を送り込むことができるようにその外空気路８から外方に向けて貫通している空気通路３１に対応しており、その空気通路３１の外方開口部分の外方側に位置するようにして取り付けられている。そして、このシリンダブロック２８の内周面に周回して設けられた凹溝と各シリンダ２９との接点において各シリンダ２９に通じる透孔３２を形成していて、前記空気通路３１から送り出されてきた空気が透孔３２を通ってシリンダ２９に入るようになり、そのシリンダ２９に送り込まれた空気の圧力によって前記第二のピストン３０が上記スライド環１６側に向けて突出するようにしている。図５ではシリンダブロック２８におけるシリンダ２９の配置を示していて、この図５中、２８ａは前記第二のピストン３０が移動できるようにして各シリンダ２９の開口側を閉じるカバー２８ｂを取り付けるためのビス孔を示している。
上記第二のピストン３０は突出してスライド環１６側に進むことでそのスライド環１６と当接するようになり、昇圧された空気の供給を受けてこの第二のピストン３０がスライド環１６を上記付勢手段２４の付勢力に抗して付勢手段２４の付勢方向とは逆方向に押し込むように設けられており、スライド環１６が付勢手段２４の付勢方向とは逆方向に押し込まれて移動すると上記傾斜部２５も移動することから、係止爪付勢手段１９によって付勢されている係止爪１８が前記傾斜部２５に対して相対移動する状態で軸芯中心側に向けて降り、係止爪１８が巻芯Ａと係止状態であった場合にはその係止状態を解除するようにしている（図２（イ）参照）。
さらに上記第二のピストン３０には図示されているようにスプリング３３が巻装されていて、外空気路８側から送り込まれる空気の圧力が空気供給源の調整によって低下したときに第二のピストン３０をシリンダ２９の奥面部側に押し戻して待機位置に定置するようにしている。この時点では、後述するようにスライド環１６が付勢方向に進み出ることになり、図２（ロ）（ハ）に示すごとく係止爪１８が軸芯径方向Ｙに向けて押し上げられることになる。
スプリング３３は所望により設けなくてもよい。この場合、外空気路８側からの空気の圧力が低下したときに、スライド環１６を移動させる付勢手段２４の付勢力により第二のピストン３０は待機位置に押し戻される。
【００１４】
上記構造のシート巻取軸１において巻芯Ａを巻取部３に装着する際、所要の空気圧に昇圧された空気が上記外空気路８に送り込まれるように設けられていて、その外空気路８から上記空気通路３１を経て係止解除部１３のシリンダ２９に送り込まれている空気により第二のピストン３０が押し出され、その第二のピストン３０によりスライド環１６を支持環１５の縦壁面１５ｃに押さえ付けられている。前記スライド環１６が縦壁面１５ｃに突き当てられて位置決めされていることから係止爪１８が外周環１７の外周面の高さ位置から外方に突出する状態とはならず、案内孔２６において没した状態となり、巻芯Ａを装着し易い状態にしている（図２（イ））。
巻芯Ａを装着した後には外空気路８に送り込まれる空気の圧力を下げるように調整されていて、係止解除部１３におけるシリンダ２９内の空気圧が下がることから第二のピストン３０と上記スライド環１６とが付勢手段２４の付勢方向に移動し、その付勢方向に移動する傾斜部２５により上記係止爪１８が軸芯径方向Ｙにおける外方に向けて押し上げられ、案内孔２６の位置にて突出して巻芯Ａの内周面に当接して係止するようになる（図２（ハ））。
【００１５】
軸芯２の中空部６における内空気路９へは予め所要の圧力に調整されている空気が送り込まれていて、或いは上記巻芯Ａの係止爪１８による係止が完了した時点で所要の圧力に調整された空気が送り込まれるようにしており、膨張したゴムチューブ７により第一のピストン１４が軸芯径方向Ｙにおける外方に向けて押し上げられ、その第一のピストン１４が支持環１５に摺接可能な状態で当接している。図２（ハ）において膨張したゴムチューブ７を仮想線で示した。この状態で軸芯２が回転するようになり、その軸芯２とともに前記支持環１５と外周環１７とが、即ち、回転力伝達部１２が軸芯２と一体となった状態で回転するようになり、シートの巻取りが開始される。勿論、上記係止解除部１３も軸芯２と一体となって回転する。そして、前述したように第一のピストン１４が摺接可能にして支持環１５に当接して、シートの巻き取り中に巻き取りの張力が所定以上に大きくなりかかると第一のピストン１４に対して支持環１５が滑りを生じさせるように設けられており、回転する軸芯２に対して巻芯Ａ側の回転数が下がることでシートに必要以上の張力が加わった状態の下でそのシートが巻取られるという状態が生じないように設定されている。このように、内空気路９に空気を送り込んでゴムチューブ７を膨張させ、第一のピストン１４を支持環１５に摺接可能に当接させるようにしているため、内空気路９に送り込む空気圧を調整することでシートの巻き取り時の張力を任意に調整することが可能である。
軸芯２の回転を止めてシートの巻き取りを終了した後には、上記内空気路９の空気圧を低下させるとともに上記外空気路８に所要の圧力に調整された空気を送り込むようにしており、上記シリンダ２９に空気が送り込まれると第二のピストン３０がスライド環１６を押し、このスライド環１６が付勢手段２４の付勢方向とは逆方向に移動することで係止爪１８が軸芯２の中心側に向けて下がり、巻芯Ａの係止状態が解除される。これによって、シートを巻取った巻芯Ａ自体は自由になり、巻取部３からずらして取り外せばよい。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、係止解除部の第二のピストンがスライド環を押すことでこのスライド環により外方に向けて押し上げられている係止爪が軸芯中心側に向けて移動可能となり、また、スライド環を押し戻していた第二のピストンがスライド環から離れる方向に後退することでスライド環が係止解除部側に進み出て係止爪を外方に押し上げるようになり、この係止爪を軸芯径方向に移動可能とした簡単な構成により巻取部にセットした巻芯の拘束と解放が行なえ、巻芯の取付、取り外しが極めて簡単なものとなる。さらに、軸芯の径方向に移動可能な第一のピストンをその軸芯の周りに位置する支持環に摺接可能に当接させるようにしているため、巻取り時にシートに必要以上の張力が加わりかけても軸芯に対する回転力伝達部の滑りが生じ、シートに設定以上の張力を加えない状態で巻取りが行なえ、さらには、第一のピストンを押し上げる空気の圧力を調整することで、シートの巻取り時の張力を調整できるなど、実用性に優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシート巻取軸の一例を示す説明図である。
【図２】巻取部を示す説明図である。
【図３】回転力伝達部を軸断面方向で示す説明図である。
【図４】外周環と係止爪を示す説明図である。
【図５】係止解除部におけるシリンダブロックを軸断面方向で示す説明図である。
【図６】係止爪とスライド環の傾斜部を示す説明図である。
【符号の説明】
１…シート巻取軸
２…軸芯
３…巻取部
６…中空部
７…ゴムチューブ
８…外空気路
９…内空気路
１２…回転力伝達部
１３…係止解除部
１４…第一のピストン
１５…支持環
１６…スライド環
１７…外周環
１８…係止爪
１９…係止爪付勢手段
２０…シリンダ
２４…付勢手段
２５…傾斜部
２６…案内孔
２７…取付溝
２８…シリンダブロック
２９…シリンダ
３０…第二のピストン
３１…空気通路
Ｘ…軸芯長手方向
Ｙ…軸芯径方向
Ａ…巻芯
【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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