JP4299915B2 - シート巻取軸 - Google Patents
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Description
【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
Claims (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。
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