JP3632175B2 - クランプ機構及びこのクランプ機構を利用する巻取軸 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はクランプ機構に関するものであり、かつこのクランプ機構を利用して紙やフィルム等を巻取る巻取軸に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
紙やプラスチックフィルムまたはアルミ箔等の広幅シートを長手方向に沿って複数の細幅にスリットして、これらを細幅シート毎に巻取るシート巻取軸がある。通常、この巻取軸は複数の巻芯（紙管等）を巻取軸の巻取部に装着して、これら巻芯の上に細幅シートを巻取る。この種の巻取軸は、従来からいろいろな機構、構造のものが提案されているが、一般的にシートを巻取る紙管ホルダを構成するために、クランプ機構またはこれに類する機構を備える。
【０００３】
巻取軸に関する先行技術の多くは、駆動される際、流体圧力（特に圧搾空気）を用いて巻取軸の回転トルクを紙管に伝達して動力接断作業を行うように構成されているが、この場合、機構、構造を複雑にする例が多かった。これは、巻取軸を支持するシャフトの内部に軸方向に沿って送気路を形成して圧搾空気をクランプ機構に供給する際に、供給された圧搾空気を用いてクランプ機構を作動させて被固定部材を押圧接する段階において多数の部材を使用していたためである。
【０００４】
例えば、特開２０００−３２７１８２号公報に開示されたものは、巻取部にセットした巻芯の拘束と解放を行うように、巻芯の取付け、取外しを簡単にすることを目的とし、三つの巻取部にて一つの巻芯を保持させており、回転力伝達部と係止解除部から巻取部を構成するとともに、回転力伝達部をピストン、支持環、スライド環、外周環、係止爪及び係止爪付勢手段（ばね）から構成している。
【０００５】
また、特開２００１−１８０８４９号公報に開示されたものは、図１７に示すように定置リング１、スライドリング２、チャック用ボール３、リング状ピストン４及びシリンダリング５からクランプ機構（紙管ホルダ）１０’を構成して、圧搾空気を用いて紙管Ｂとの間の動力接断作業を行う巻取軸を提供している。具体的には、シャフトＡの軸方向に沿って送気路８を形成し、さらにこの送気路８から各クランプ機構１０’のエア室７に連通する分岐送気路８ａを形成してエア室７に圧搾空気を供給させて（図１７の（Ａ）参照）、リング状ピストン４を介してスライドリング２を軸方向にスライドさせ、これに伴い定置リング１の水平外壁部１２内側とスライドリング２の傾斜状外周面２２上との間に配置したチャック用ボール３を傾斜状外周面２２上に転動させて定置リング１の水平外壁部１２に開口形成した係合孔１３から突出させている（図１７の（Ｂ）参照）。
【０００６】
しかしながら、特に、特開２０００−３２７１８２号公報や特開２００１−１８０８４９号公報の開示例をはじめとする従来の技術は、多数の構成要素からなるため非経済的であり、また、分解に手間取るためメンテナンス性が良好ではなかった。さらに、従来の技術では特に軸方向の幅の大きさを大きく構成していたため、クランプ機構の作用幅が広まり、故に紙管ホルダによる紙管の巻取幅に制限が加えられていた。
【０００７】
さらに、巻取軸とこの巻取機能を担うクランプ機構に要求される性能は、近年より高度なものになっている。例えば、電子部品などに使用されるテープに９ｍｍから１０ｍｍ程度の細幅品が要求されるようになってきた。この細幅品をスリッター等の巻取軸で多数の細幅シートを巻き取るときに、原反側から繰り出されてくる広幅シートの厚みが生産上の厚みムラから一定でないために、巻き取りが進行して行くに従って巻き取り径が異なってくる。この結果、各細幅シート毎の巻取径が異なってくるために、巻取軸上の多数の製品が一様に綺麗に巻き取ることが出来ず不良品を発生させていた。そこで、細幅の紙管を巻き取り中はホルダに固定して、巻き取り終了時にはホルダから解放して紙管の着脱を容易にするとともに、各紙管にシートを適正な張力で巻き取ることを可能にする巻取軸とクランプ機構が求められている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、限定された構成要素から構成され、メンテナンス性を向上させ、作用幅をより狭くし、さらに操作を安定させて行うクランプ機構を提供することを目的とするものである。
さらに本発明はこのクランプ機構を利用することで、従来の技術と比較して、より細い幅に広幅シートをスリットして巻取り、また各紙管にシートを適正な張力で巻き取る巻取軸を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明においては、ホルダ、ベアリング及び係止部材から構成されるクランプ機構であって、前記ホルダは偏平円筒状に形成され、内壁の中央から中心に向けて突出形成した突条部により左右対称の二つのチャンバを形成し、各チャンバにそれぞれ前記ベアリングを収容するとともに外表面に開口した係合孔に前記係止部材を出没自在に収容し、また、前記各ベアリングの外輪と前記係止部材の少なくともいずれか一方の端部に傾斜状外周面を形成して前記各ベアリングの外輪と前記係止部材を直接当接させ、駆動手段により前記各ベアリングをスライドさせることにより前記係止部材を前記傾斜状外周面に沿って前記係合孔から突出させることを特徴とする。
この構成では、ホルダ内でベアリングをスライドさせて、該ベアリングのスライド運動を傾斜状外周面に沿って係止部材の突出運動に直接伝達するため、多数の部材から構成されていた従来の技術と比較して、より限られた部材からクランプ機構を構成できるためより経済的であり、分解が容易なためよりメンテナンス性に優れ、さらに作用幅をより狭くできるクランプ機構を提供することができる。
【００１０】
さらに請求項２に記載した発明においては、請求項１に記載されたものにおいて、前記ホルダと前記係止部材は各々外表面に渡る溝部を形成し、該溝部内に弾性部材を挿通して前記係止部材を前記ホルダの前記係合孔内に押圧してなることを特徴とする。
この構成では、低コストでかつ簡単な構成によって、非固定状態の係止部材を定位置に保持するとともに押圧接されて突出した係止部材を再度ホルダ内に没入させるクランプ機構を提供することができる。
【００１１】
さらに請求項３に記載した発明においては、請求項１または２に記載されたものにおいて、前記ホルダは内部を二つのチャンバに分けて一組の前記ベアリングを回転自在かつ軸方向にスライド自在に収容させて、前記ベアリングの各々を前記係止部材に対して対向する側から前記駆動手段により同時にスライドさせることにより前記係止部材を前記係合孔から突出させることを特徴とする。
この構成では、二つのベアリングの間に一つの係止部材を介在させて、各々のベアリングを同時に対向するようにスライドさせて一つの係止部材を押圧することで、係止部材は揺動を生じさせずに滑らかに突出でき、故に操作を安定させて行うクランプ機構を提供することができる。
【００１２】
さらに請求項４に記載した発明においては、請求項１または２に記載されたものにおいて、前記ホルダは内部を二つのチャンバに分けて一組の前記ベアリングを収容させ、この際、一方のベアリングを回転自在かつ軸方向にスライド自在に収容させると共に他方のベアリングを回転自在かつ軸方向不動に固定して収容させて、前記一方のベアリングを前記係止部材に対して前記駆動手段によりスライドさせることにより前記係止部材を前記係合孔から突出させることを特徴とする。
この構成では、二つのベアリングの間に一つの係止部材を介在させて、一方のベアリングのみをスライドさせて係止部材を押圧することで係止部材を突出でき、故に二つのベアリングのうち一方のみを駆動するため駆動手段の数を減らし、さらに二つのベアリングのうち他方を固設するため、このクランプ機構を両側から位置決めする定置リングのうちの少なくとも一方を不要にすることで、より経済的に構成できるクランプ機構を提供することができる。
【００１３】
さらに請求項５に記載した発明においては、請求項１〜３のいずれかに記載されたものにおいて、流体圧力で作用する二系統のピストンを用いて、一方のピストンは互いに隣接する前記クランプ機構の間に配置されて前記ベアリングに作用する前記駆動手段として設けられ、他方のピストンは前記クランプ機構の中心付近に前記一方のピストンに対して約９０度位相をずらして配置されて前記ホルダと摩擦係合するように設けたことを特徴とする。
この構成では、係止部材を突出させるピストンを互いに隣接するクランプ機構の間に配置することで隣接するクランプ機構のベアリングを直接互いに反対方向に押圧させ、またホルダと摩擦係合するピストンをクランプ機構の中心付近に配置することでホルダとシャフトを一体に駆動させるため、従来の技術と比較して、より無駄なく構成要素を配置するクランプ機構を提供することができる。
【００１４】
さらに請求項６に記載した発明においては、請求項１、２または４に記載されたものにおいて、流体圧力で作用する二系統のピストンを用いて、一方のピストンは互いに隣接する前記クランプ機構の間に一つ置きに配置されて前記一方のベアリングに作用する前記駆動手段として設けられ、他方のピストンは前記クランプ機構の中心付近に前記一方のピストンに対して約９０度位相をずらして配置されて前記ホルダと摩擦係合するように設けたことを特徴とする。
この構成では、係止部材を突出させるピストンを互いに隣接するクランプ機構の間に一つ置きに配置することで隣接するクランプ機構の一方のベアリングを押圧させ、またホルダと摩擦係合するピストンをクランプ機構の中心付近に配置することでホルダとシャフトを一体に駆動させるため、請求項５に記載の発明と比較してベアリングを駆動するピストンの数を約半分に減らすことができ、故に、より経済的なクランプ機構を提供することができる。
【００１５】
そして請求項７に記載した発明においては、請求項５または６に記載の前記クランプ機構を利用する巻取軸であって、前記クランプ機構は前記ホルダ上に紙やフィルム等を巻取る紙管を装着してなることを特徴とする。
この構成では、請求項５または６に記載のクランプ機構を利用することで、従来の技術と比較して限定された構成要素から構成され、メンテナンス性を向上させ、さらにより細い幅に広幅シートをスリットして巻取るとともに各紙管にシートを適正な張力で巻き取る巻取軸を提供することができる。
【００１６】
本発明に係るクランプ機構とこの機構を利用する巻取軸は基本的には以上のように構成されるが、好適にはベアリングと係止部材の少なくともいずれか一方の端部に傾斜状外周面を形成してベアリングと係止部材を当接させる。この際、傾斜状外周面は曲面状の斜面でもよく、または平面状の斜面でもよい。また、市販のベアリングは外輪の端部に面取り（丸み）を形成している場合が多いため、傾斜状外周面を新たに形成する代わりにこの丸みをそのまま代用させてもよい。また、係止部材は被固定部材を押圧接する面をホルダの外表面に沿って緩やかに湾曲するように形成することが好ましい。好適には、この係止部材は外部形状を駒形状に形成するが、しかし上方に非固定部材である紙管との接触面を形成しかつ下方にベアリングの端部と接触することを特徴とする他の形状に形成してもよい。また上記クランプ機構を操作する駆動機構は二系統のピストンよりなり、かつ好適には空気により作動するが、他の流動体を用いて作動してもよい。そして、本発明に係るクランプ機構は巻取軸以外の産業機器に応用されてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るクランプ機構とこのクランプ機構を利用する巻取軸を添付した図を用いて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るクランプ機構１０をシャフトＡ上に複数並置した状態を示す側面図である。図２は、図１に示したクランプ機構１０を単体で取り出して示す斜視図を示している。ただし、図２は図１の符号１８に相当する弾性部材（ばね）を省略して示しており、この際、図２の（Ａ）はクランプ機構の非作動状態を示し、図２の（Ｂ）はクランプ機構の作動状態を示している。本発明の実施の形態に係るクランプ機構１０は、図２の（Ｂ）に示すように作動状態に移動することで、隣接する被固定部材（図示略）を放射方向（図２の矢印Ｄ２参照）に押圧接させながら一体に回転させる。このため、本発明の実施の形態に係るクランプ機構１０は様々な産業機器に応用できる。
例えば、シャフトＡの外周に複数個のクランプ機構１０を同軸状にそれぞれ軸方向に対して不動でかつ周方向に回転自在に並列せしめて装着し、クランプ機構１０の外周に着脱自在式に被固定部材である紙管Ｂ（図８参照）を嵌挿装着する巻取軸１００に応用できる。この場合、クランプ機構１０は紙管ホルダ１０として機能する。
以下、まず本発明の実施の形態に係るクランプ機構１０について説明し、次に、このクランプ機構を紙管ホルダとして使用する巻取軸１００について説明する。
【００１８】
クランプ機構の説明
図２に示すように、本発明の実施の形態に係るクランプ機構１０は、主にホルダ２０、ベアリング３０及び係止部材４０から構成される。好適には、ホルダ２０は偏平円筒形状で、内部にベアリング３０を収容するとともに外表面に開口した係合孔に係止部材４０を出没自在に収容する。そして、ホルダ２０は図１に示したように、外部の駆動機構（図示略）によって回転駆動されるシャフトＡ（図１参照）の外周にベアリング３０の内輪３２を介して摺動自在に取付けられる。この際、ベアリング３０と係止部材４０の少なくともいずれか一方の端部に傾斜状外周面を形成してベアリング３０と係止部材４０をホルダ２０内で当接させる。そして、駆動手段（図示略）によりベアリング３０をスライドさせる（図２の矢印Ｄ１ａ、Ｄ１ｂ参照）ことで、ベアリング３０により押圧接された係止部材４０を傾斜状外周面に沿って係合孔から突出させる（図２の矢印Ｄ２参照）出没操作を行う。
【００１９】
本発明の実施の形態に係るクランプ機構１０は、主にベアリング３０の収容状態によって、第一の実施の形態と第二の実施の形態に分けることができる。
本発明に係る第一の実施の形態では、クランプ機構１０は、図２及び図３に示すように、２つのベアリング３０の各々を係止部材４０に対して対向する側から同時にスライドさせる（図２、図３の矢印Ｄ１a、Ｄ１b参照）ことにより係止部材４０を係合孔から突出させる（図２、図３の矢印Ｄ２参照）。
一方、本発明に係る第二の実施の形態では、クランプ機構１０は、図４に示すように、２つのベアリング３０のうち、一方のベアリング３０ａを回転自在かつ軸方向不動に固定して収容させると共に、他方のベアリング３０ｂのみを回転自在かつ軸方向にスライド自在に収容させ、この軸方向に移動可能なベアリング３０ｂのみを係止部材４０に対してスライドさせる（図４の矢印Ｄ１参照）ことにより係止部材４０を係合孔から突出させる（図４の矢印Ｄ２参照）。
従って、本発明に係る第一の実施の形態（図３参照）と第二の実施の形態（図４参照）の相違は、二つのベアリング３０のうちの一方を止め輪（スナップリング）３９により軸方向の移動を固定することにある。このため、本発明に係る第二の実施の形態（図４参照）では、ベアリング３０をスライド移動させる手段の数は第一の実施の形態（図３参照）と比較して約半数でよく、また端部のクランプ機構１０を位置決めする定置リング１５（図１参照）が不要になるという効果を奏するが、具体的には後述する。
【００２０】
いずれにしても、本発明の実施の形態を図１７に示した特開２００１−１８０８４９号公報に開示された従来の技術と比較すると、本発明の実施の形態に係るクランプ機構１０はより構成要素の数を限定し、特に図１７に示した定置リング１、スライドリング２を採用しないことによって、軸方向の幅をより狭くし、故に作用幅をより狭くする。
このことは、特にベアリング３０と係止部材４０のうち少なくともいずれか一方の端部に傾斜状外周面（図３または図４の符号３３、４３参照）を形成してベアリング３０と係止部材４０を直接当接させ、駆動手段によりベアリング３０をスライドさせることにより係止部材４０を上記傾斜状外周面に沿って係合孔２６から突出させることで可能となる。
この際、上記傾斜状外周面３３、４３はベアリング３０と係止部材４０の双方の端部に形成してもよく、係止部材４０の端部のみに形成してもよく、またはベアリング３０の端部のみに形成してもよい。さらに、各状態において、この傾斜状外周面は曲面状の外周面でもよく、または平面状の外周面でもよい。ただし、これら傾斜状外周面の大きさは任意である。これら組合せの内、傾斜状外周面３３、４３をベアリング３０と係止部材４０の双方の端部に形成するとともに、該傾斜状外周面を曲面状の傾斜状外周面として構成する場合が最も滑らかに、ベアリング３０のスライド運動を係止部材４０の突出運動に転換しやすい。ただし、市販のベアリング３０はこの軸受外径面と側面との交わる位置で角を取り除くように面取り（丸み）を形成している場合があるため、この部位を直接利用することで、係止部材４０の端部のみに曲面状または平面状の傾斜状外周面４３を形成して、ベアリング３０のスライド運動を係止部材４０の突出運動に転換させてもよい。
【００２１】
ここで、本発明の実施の形態に係るクランプ機構１０を構成するホルダ２０、ベアリング３０及び係止部材４０について説明する。
まず図５を参照して、本発明の実施の形態に係るホルダ２０について説明する。ただし、図５は、本発明の実施の形態に係るホルダ２０の（Ａ）正面図と（Ｂ）該正面図のＶ−Ｖ線に沿った断面図を示している。図示されるように、ホルダ２０は偏平円筒状に形成され、内壁２３中央から本体中心に向けて突条部２４を突出形成して中空室（空隙部）２７（図５の（Ａ）参照）を左右対称の二つのチャンバ（室）２７ａ、２７ｂ（図５の（Ｂ）参照）に分ける。この際、各々のチャンバ２７ａ、２７ｂにベアリング３０ａ、３０ｂ（図２、図３及び図４参照）を収納する。さらに、突条部２４の側面に停止面２５を形成して、軸方向にスライドするベアリング３０に対して停止機能を備える。この際、停止面２５を突条部２４より若干手前に形成し、スライドするベアリング３０ａ、３０ｂが直接突条部２４に当接することを防止する。またホルダ２０は外表面２１上に少なくとも二個以上の係合孔２６を放射方向に適宜間隔を置いて形成して、この係合孔２６に係止部材４０（図２、図３及び図４参照）を放射方向に出没自在に備える。
【００２２】
次に主に図３を参照して、本発明の実施の形態に係るベアリング３０について説明する。具体的には、図３に示すように、ベアリング３０はホルダ２０のチャンバ２７の水平内壁部２３（図５参照）とスライド自在に密着するように外輪３１を定め、かつシャフトＡに対して周方向に回転自在に密着するように内輪３２を定め、ホルダ２０により回転自在に嵌合される。ただし、本発明の第一の実施の形態に係る一組のベアリング３０はいずれも軸方向にスライド自在に配置されるため、各々のベアリング３０ともベアリング固定用の止め輪（スナップリング）を備えない。しかし、本発明の第二の実施の形態に係る一組のベアリング３０は、図４に示すように、一方は軸方向にスライド自在に配置されるが、他方は軸方向に固定されるため、この軸方向に固定されるベアリング３０ａはベアリング固定用の止め輪３９を備える。
【００２３】
本発明の実施の形態では、クランプ機構１０を限られた構成要素から構成することで、ベアリング３０をホルダ２０から容易に着脱することができるため、手動による潤滑等のメンテナンスが容易となる。例えば、図１７に示した従来の技術のように多数の構成要素からクランプ機構１０’を構成する場合には、ホルダの解体は困難になり、故にベアリング等の機械部品の潤滑作業が手間取るのに対して、本発明の実施の形態ではこのような不都合が生じるのを避けることができる。このため、従来の技術と比較して、本発明の実施の形態ではメンテナンス作業に要する時間を短縮させ、ベアリング３０を良好な状態に保つことがより容易になり、実務上好適である。
【００２４】
尚、添付した図ではベアリング３０としてボールベアリングを示しているが、これは本発明の実施の形態に係るクランプ機構１０は主に放射方向に力を受けるためである。しかしながら、実施の形態によってはボールベアリング以外の種類のベアリング３０を使用することは可能であって、またベアリング３０の具体的な種類によって本発明の請求の範囲は変動しないことを理解されたい。
【００２５】
次に、図６を参照して本発明の実施の形態に係る係止部材４０について説明する。図６は、本発明の実施の形態に係る係止部材４０の（Ａ）正面図と（Ｂ）側面図を示している。係止部材４０は短棒状に形成されて、図２、図３及び図４に示すようにホルダ２０から突出することで、隣接する紙管Ｂ（図８参照）の内面を押圧接してクランプ機構１０の回転トルクを直接紙管Ｂに伝達して動力接断作業を行う。好適には、駒形状に係止部材（チャック駒）４０を形成する。また、好適には、係止面４１下方に傾斜状外周面４３を形成してベアリング３０の外輪３１の端部３３と当接させる。この際、係止面４１の下方に略円錐台形状の軸部４２を形成して曲面状の傾斜状外周面４３を提供してもよく、またはこの短棒状の軸部４２に曲面状または平面状の傾斜状外周面４３を適宜形成してもよい。さらに、好適には、図６の（Ｂ）に示すように紙管Ｂ（図８参照）を直接押圧接する係止部材４０の係止面（押圧接面）４１をホルダ２０の外表面２１（図５参照）に沿って湾曲するように形成する。この際、係止部材４０をホルダ２０の外表面２１に没入させるときに、係止面４１がホルダ２０の外表面２１と整列（図３参照）するように係止面４１を形成してもよく、または係止面４１が幾分外表面２１の内側に没入する（図示略）ように係止面４１を形成してもよい。後者では係止面４１を外表面２１より突出させず操作上摩擦が少ないため前者より好適である。また、係止部材４０は突出時に係止面４１をホルダの外表面２１から一定高さ突出（図３、図４参照）させるが、この係止部材４０の突出高さは、適宜実施の形態に従って定められる。
【００２６】
尚、図２及び図５に示した実施の形態では、合計４個の係止部材４０を約９０°の間隔をおいてホルダ２０の係合孔２６内に配置することを示しているが、しかしながらこの個数は常に４個に限定されず、少なくとも２個以上であればよいことを理解されたい。
【００２７】
尚、従来の技術では係止部材４０として剛球３（図１７参照）のように球形状のものが一般的に使用されていた。これは出没動作が球面に沿って転動して行えるため有利であったことを一因とするが、しかし球面上の点接触のため滑りを生じさせ、また圧力を必要以上に増加させて圧接される側の紙管Ｂの接触面上に窪んだ痕を残す短所もあった。実施の形態によっては、商品性を考慮した場合、この状況は好ましくなかった。本発明の実施の形態では、滑らかに湾曲する面４１から係止部材４０と紙管Ｂを接触させることで、操作後の紙管Ｂの接触面上に不本意な滑りを生じさせず、また必要以上の圧力を与えて窪んだ痕を残すことを避け、さらなる商品性の向上を可能にする。
【００２８】
上記係止部材４０はホルダの外表面２１上で非固定状態に収容されるため、好適にはホルダ２０と係止部材４０の各々の外表面に渡る溝部２８（図２、５参照）、溝部４８（図２、６参照）を形成し、該溝部２８、４８内に弾性部材１８（図１参照）を挿通して係止部材４０をホルダ２０の係合孔２６内に押圧させる。具体的には、弾性部材１８は細長く螺旋状に延びるばねである。しかしながら弾性部材１８としてばね以外に、弾性を有する紐やＯリング等を使用することは可能である。ただし、これら弾性部材１８の弾力の大きさは、突出した係止部材４０を没入状態に戻す作用を有し、また係止部材４０の突出操作に支障を与えないものとする。
【００２９】
次に、本発明の実施の形態に係るクランプ機構１０を操作する駆動手段について説明する。本発明の実施の形態に係る駆動手段は、好適には圧搾空気である流体圧力により作用し、二系統からなる。一方の駆動手段はベアリング３０を軸方向にスライド移動させて係止部材４０をホルダ２０から突出させ、他方の駆動手段はホルダ２０とシャフトＡを摩擦係合させて両者を一体に回転させる。この駆動手段は、主に送気路９ａ、９ｂ及び９ｃと、ピストン５０、ピストン６０から構成される（図７参照）。
【００３０】
再度図１を参照して説明すると、本発明の好適な実施の形態ではシャフトＡの軸方向に沿って三つの送気路９ａ、９ｂ及び９ｃを形成する。これら三つの送気路９ａ、９ｂ及び９ｃのうち、中央の送気路９ａは図７に示すように送気路９ａから分岐送気路１７を形成して流体圧力をピストン５０に供給する。またこの両脇の二つの送気路９ｂ及び９ｃは流体圧力をピストン６０に供給する。このようにして、シャフトＡ内部に流体圧力を供給するための送気路９ａ、９ｂ及び９ｃを形成してピストン５０、ピストン６０を駆動し、紙管Ｂを適宜必要な時に回転、停止させ、或いはクランプ機構１０の回転トルクを適宜調節する。
ただし、送気路９ａ、９ｂ及び９ｃと、ピストン５０、６０の間に、他適切な形状の分岐送気路を形成してもよい。
以下、ピストン５０を第一ピストン５０として説明し、ピストン６０を第二ピストン６０として説明する。また、第一ピストン５０と連通する送気路９ａを第一送気路９ａとして説明し、第二ピストン６０と連通する送気路９ｂ及び９ｃを第二送気路９ｂ及び９ｃとして説明する。第一ピストン５０と第一送気路９ａを用いて、クランプを作動状態に移動させ、第二ピストン６０と第二送気路９ｂ、９ｃを用いて、クランプを摩擦係合状態に移動させる。
ただし、第一の実施の形態と比較して、第二の実施の形態では一組のベアリング３０のうち片方のみを移動すれば足りるため、第二の実施の形態に用いる第一ピストン５０の数は第一の実施の形態に用いる第一ピストン５０の数のほぼ半数で足りる。
【００３１】
ここで、図３及び図７〜図１１を参照して、本発明の第一の実施の形態に係るクランプ機構１０の駆動方法について説明する。
ただし、図７は、図１に示したクランプ機構１０のＹ−Ｙ線に沿った断面図を示し、図８の（Ａ）は、図１に示したクランプ機構１０のＸ−Ｘ線に沿った断面図を示す。この際、図８に示すクランプ機構１０は紙管Ｂを非作動状態で装着している。また、この紙管Ｂを押圧接した作動状態のクランプ機構１０を図９に示す。尚、図７のｐ−ｐ線に沿った断面から眺めた図を図８と図９に示し、図７のｑ−ｑ線に沿った断面から眺めた図を図１０と図１１に示す。ただし、図１０は非摩擦係合状態のクランプ機構１０を示し、図１１は摩擦係合状態のクランプ機構１０を示す。ここで、作動状態はクランプ機構１０が紙管Ｂを押圧接する状態を指し、摩擦係合状態はクランプ機構１０とシャフトＡとが一体に回転する状態を指す。ただし、この摩擦係合状態にはシャフトＡに対してクランプ機構１０がスリップして各々の周速度を変化させる状態を含む。
【００３２】
本発明の第一の実施の形態に係るクランプ機構１０は次の段階から紙管Ｂを押圧接するように、非作動状態（図８参照）から作動状態（図９参照）まで変化する。
Ａ．送気路９ａから第一ピストン５０に圧搾空気を供給し、
Ｂ．第一ピストン５０を一組のベアリング３０ａ、３０ｂの各々と当接させ、そして
Ｃ．第一ピストン５０をさらにスライドさせて、押圧力を及ぼしてベアリング３０ａ、３０ｂをシャフトＡの軸方向に沿って対向して移動させて、ベアリング３０ａ、３０ｂと当接する係止部材４０を放射方向にホルダ２０から突出させる（図３の（Ｂ）参照）。
ただし、Ａ〜Ｃに示した段階は説明上区別されているが、実際の操作では各段階は一連の作業によって行われ、例えば、段階Ｂと段階Ｃとを区別しないでもよい。また、好適には、図８及び図９に示すように、一組のベアリング３０ａ、３０ｂ同士を隣り合わせに配置し、異なる組み合わせの隣り合うベアリング３０ａ、３０ｂの隙間に第一ピストン５０の先端部５３を挿入するのが好ましい。
【００３３】
また、本発明の第一の実施の形態に係るクランプ機構１０は次の段階からシャフトＡとクランプ機構１０のホルダ２０を摩擦係合させるように、非摩擦係合状態（図１０参照）から摩擦係合状態（図１１参照）まで変化する。
Ｄ．送気路９ｂ、９ｃから第二ピストン６０に圧搾空気を供給し、
Ｅ．第二ピストン６０をチャンバ６９の内壁と密着状態で放射方向にスライドさせて先端部６３をホルダ２０の突条部２４の内周面に対して当接させ、そして
Ｆ．ホルダ２０とピストン６０の間に摩擦係合を生じさせて、シャフトＡとホルダ２０を一体に回転させる。
ただし、Ｄ〜Ｆに示した段階は説明上区別しているに過ぎない。以上、本発明に係る第一の実施の形態では上記Ａ〜Ｃ及びＤ〜Ｆの段階を経て、シャフトＡ、クランプ機構１０及び紙管Ｂを同一方向に一体に回転する。ただし、この状態には、突条部２４の内周面と第二ピストン６０の先端部６３との係合をスリップさせて、シャフトＡとクランプ機構１０の周速度を異なるようにシャフトＡ、クランプ機構１０及び紙管Ｂを一体に回転させる状態を含む。
【００３４】
次に、図１２及び図１３を参照して、本発明の第二の実施の形態に係るクランプ機構１０を操作する駆動手段について説明する。
ただし、図１２は、図８の（Ａ）に示した第一の実施の形態に係るクランプ機構１０と対比させて示した拡大図である。また、図１３は、図１０の（Ａ）に示した第一の実施の形態に係るクランプ機構１０と対比させて示した拡大図である。
本発明の第二の実施の形態に係るクランプ機構１０は次の段階から紙管Ｂを押圧接するように、非作動状態から作動状態まで変化する。
Ａ’．送気路９ａから第一ピストン５０に圧搾空気を供給し、
Ｂ’．第一ピストン５０を一組のベアリング３０ａ、３０ｂのうち、片方のベアリング３０ｂのみと当接させ、そして
Ｃ’．第一ピストン５０をさらにスライドさせて、押圧力を及ぼしてベアリング３０ｂをシャフトＡの軸方向に沿って移動させて、ベアリング３０ｂと当接する係止部材４０を放射方向にホルダ２０から突出させる（図４の（Ｂ）参照）。
ただし、Ａ’〜Ｃ’に示した段階は説明上区別しているに過ぎず、また、好適には、図１２に示すように、一組のベアリング３０ａ、３０ｂ同士を隣り合わせに配置し、異なる組み合わせの隣り合うベアリング３０ｂ、３０ｂの隙間に第一ピストン５０の先端部５３を挿入するのが好ましい。この場合、第二の実施の形態では、第一の実施の形態と比較して約半数の第一ピストン５０を使用すれば足りる。
尚、シャフトＡとクランプ機構１０のホルダ２０を摩擦係合させるように、非摩擦係合状態から摩擦係合状態まで変化させる方法は、上記第一の実施の形態、第二の実施の形態の双方とも共通する。
故に、本発明に係る第二の実施の形態では上記Ａ’〜Ｃ’及びＤ〜Ｆの段階を経て、シャフトＡ、クランプ機構１０及び紙管Ｂを同一方向に一体に回転する。ただし、この状態には、突条部２４の内周面と第二ピストン６０の先端部６３との係合をスリップさせて、シャフトＡとクランプ機構１０の周速度を異なるようにシャフトＡ、クランプ機構１０及び紙管Ｂを一体に回転させる状態を含む。
【００３５】
尚、紙管ＢをシャフトＡから取外す方法は、ピストン５０を元の位置に復帰させると同時に弾性部材１８を用いて係止部材４０を再度ホルダ２０内に押圧させ、ホルダ２０と、ピストン５０は送気路９ａから負圧を加えられて元の位置まで吸引される。この操作は、上記第一及び第二の実施の形態とも同様である。
【００３６】
ここで図１４を参照して、シャフトＡ内部の上記送気路９ａ、９ｂ及び９ｃに流体圧力として圧搾空気を供給する方法について具体的に説明する。本発明に係る好適な実施の形態では、シャフトＡ内に圧搾空気を供給するためにシャフトＡの端部側にロータリージョイント部７０を隣接配置する（図１参照）。好適には、ロータリージョイント部７０はハウジング７１とこのハウジング７１の両脇と当接する側部７２ａ、７２ｂからなり、各々の側部７２ａ、７２ｂは内部にベアリングを備えてロータリージョイント部７０をシャフトＡ上に位置決めする。ロータリージョイント部７０は外表面上に送気孔１９ａ、１９ｂ及び１９ｃを形成して、外部から取り込んだ空気を第一送気路９ａと第二送気路９ｂ及び９ｃにそれぞれ送る。この際、圧搾空気に漏れが発生するのを防ぐため、ハウジング７１内部の各々の第一送気路９ａと第二送気路９ｂ及び９ｃに対してオイルシール７３とシールリング７４を備え、さらにシャフトＡと接続する側の反対側を栓７７で塞ぐ。尚、送気孔１９ａ、１９ｂ及び１９ｃから送られる圧搾空気は一旦シャフトＡのまわりを３６０度にわたって覆う溝部７５に入り、この後、回転するシャフト内の送気路９ａ、９ｂ及び９ｃの各々の連通孔７６に送られる。このため、シャフトＡの回転状況に依存せず、ロータリージョイント部７０は外部からシャフトＡの内部に空気を供給できる。ただし、ロータリージョイント部７０は空気以外の流体を送気路９ａ、９ｂ及び９ｃに送るように構成されてもよい。
【００３７】
このようにして供給された圧搾空気は送気路９ａ、９ｂ及び９ｃ内を通って第一ピストン５０、第二ピストン６０に送られる。この際、図１に示すように、送気路９ａ、９ｂ及び９ｃはロータリージョイント部７０と反対側の端部９ａ’、９ｂ’及び９ｃ’を塞いで、圧搾空気の漏れを防ぐ。
【００３８】
ここで、図１５を参照して、第一送気路９ａと連通する第一ピストン５０について説明する。図７に示すように、好適には、第一ピストン５０は第一送気路９ａの放射方向に配置され、かつシャフトＡ内部に形成されるチャンバ５９内にスライド自在に収容される。図１５に示すように、好適には、第一ピストン５０は略円柱形状の本体５１と略円錐形状の作用部５２を備え、該作用部５２をシャフトＡの外表面に向けて配置する。この際、図１５に示すように、第一ピストン５０は本体５１の側部に溝部５４を形成して内部にＯリング５８（図７参照）を配置しチャンバ５９（図７参照）内での気密性を保持する。さらに、作用部５２の中央に先端部５３を形成する。該先端部５３は、隣接するベアリング３０ａ、３０ｂの各々の外輪の端部を押圧接するように形状を定める。
第一ピストン５０の先端部５３は、この移動方向に対してほぼ垂直方向にベアリング３０を移動できるように、ベアリング３０との当接面を傾斜状に構成するのが好ましい。また、ベアリング３０と先端部５３は、各々任意の手段により、当接面の強度を向上させて、耐久性を高めてもよい。
【００３９】
次に、図１６を参照して、第二送気路９ｂ及び９ｃと連通する第二ピストン６０について説明する。第二ピストン６０は、シャフトＡとホルダ２０を摩擦係合させるクラッチ作用を及ぼす。図７に示すように、第二ピストン６０は第二送気路９ｂ、９ｃの軸方向に対して放射方向に配置され、かつシャフトＡ内部に形成されるチャンバ６９内にスライド自在に収容される。図１６に、第二ピストン６０の（Ａ）正面図、（Ｂ）側面図及び（Ｃ）平面図を示す。図示されるように、好適には、第二ピストン６０は略円柱形状の本体６１と作用部６２を備える。また、本体６１に溝部６４を形成して内部にＯリング６８（図７参照）を配置しチャンバ６９（図７参照）内での気密性を保持する。さらに、作用部６２の中央に摩擦係合用に突出する先端部６３を形成する。該先端部６３は、ホルダ２０の突条部２４の内周面と当接するように形状を定める。
第二ピストン６０の先端部６３は、このほぼ移動方向に対してホルダ２０の突条部２４の内周面と当接するように、当接面を曲面状に構成するのが好ましい。また、ホルダ２０の突条部２４の内周面と先端部６３は、各々任意の手段により、当接面の強度を向上させて、耐久性を高めてもよい。
【００４０】
尚、第一ピストン５０と第二ピストン６０は機能を異にするため、通常これらピストン５０、６０は部材、表面処理、強度等を異にする。また、クランプ機構１０をよりコンパクトに構成するため、本発明の実施の形態では第一ピストン５０と第二ピストン６０を約９０度の角度で位相をずらして配置させている（図７参照）。このため、好適には第二ピストン６０には二つの送気路９ｂ、９ｃが使用される。
【００４１】
以上記載のように、本発明の第一及び第二の実施の形態に係るクランプ機構１０は主にホルダ２０、ベアリング３０ａ、３０ｂ及び係止部材４０から構成され、そして送気路９ａ、９ｂ、９ｃ、第一ピストン５０、及び第二ピストン６０を用いて駆動される。ただし、送気路９ａ、９ｂ、９ｃに圧搾空気を送るロータリージョイント部７０は、図１４に示した実施の形態に限定される必要はない。また、図１５に示した第一ピストン５０は、特に先端部５３にてベアリング３０を軸方向に移動させるように押圧力を及ぼすことを特徴とし、これ以外の形状に構成することは任意である。そして、図１６に示した第二ピストン６０は、特に先端部６３にてホルダ２０の突条部２４の内周面と摩擦係合することを特徴とし、これ以外の形状に構成することは任意である。
【００４２】
ただし、本発明の第一の実施の形態に係るクランプ機構１０では、ホルダ２０を軸支する二つのベアリング３０ａ、３０ｂの双方とも軸方向にスライド自在に設けるため、クランプ機構１０を定位置に位置決めするためには、この端部に定置リング１５を固設する必要がある（図１、図８〜図１１参照）。一方、本発明の第二の実施の形態に係るクランプ機構１０では、ホルダ２０を軸支する二つのベアリング３０ａ、３０ｂのうち、片方３０ａを止め輪（スナップリング）で固設するため、この端部に定置リング１５を固設する必要をなくすことができる（図１２及び図１３参照）。尚、符号１６及び３９にて示した部材は、同一部材でもよい。
【００４３】
故に、本発明の第一及び第二の実施の形態に係るクランプ機構１０はいずれも従来の技術と比較して、以下の優れた長所を有する。
限られた部材から構成でき経済的であり、
軸方向の幅を小さくまとめるため同一空間内により多数のクランプ機構を配置でき、
分解が容易でメンテナンス性に優れ、
係止部材４０に揺動を生じさせずに安定したクランプ機能を提供し、
機構を小さくまとめることでより細い幅の紙管Ｂ等を保持できるため実用性が高く、さらに
紙管Ｂ等の被押圧面上に窪みを残さないため商品性に優れるという長所を備える。
このため、本発明の第一及び第二の実施の形態に係るクランプ機構１０は様々な産業機器に応用できる。
【００４４】
巻取軸の説明
以下、上記クランプ機構１０を利用して、クランプ機構１０の外周に紙管Ｂを嵌挿装着して紙やフィルム等を巻き取る巻取軸１００について説明する。
尚、説明の重複を避けるため、上記第一の実施の形態に係るクランプ機構１０を利用した巻取軸１００について説明するが、第二の実施の形態に係るクランプ機構１０を利用した巻取軸１００は同様に構成可能であることを理解されたい。
【００４５】
図１に示したように、本発明の実施の形態に係る巻取軸１００は複数のクランプ機構１０をシャフトＡの外周に同軸状にそれぞれ軸方向に対して不動でかつ周方向に回転自在に並列して装着させて、長手方向に沿って複数の細幅にスリットされた紙やプラスチックフィルムまたはアルミ箔等の広幅シートを細幅シート毎に巻取る。以下、クランプ機構１０を紙管ホルダ１０として説明する。
【００４６】
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る巻取軸１００を使用するために、先ずシャフトＡに複数個の紙管ホルダ１０を嵌装する。この際、これら紙管ホルダ１０の端部に定置リング１５を嵌装するが、定置リング１５は固定用ビス（図示略）でもってシャフトＡに固着されてもよく、または止め輪１６（図８参照）でもってシャフトＡに固着されてもよい。そして、図８に示すように紙管ホルダ１０の外周に紙管Ｂを回転自由に嵌装セットする。ただし、紙管Ｂは紙管ホルダ１０の幅毎に巻き取ることができる（図８参照）とともに、複数の紙管ホルダ１０に渡って巻き取る（図示略）こともできる。尚、図８に示した状態では、シャフトＡを回転させても紙管ＢにはシャフトＡの回転トルクは伝達されない。
【００４７】
次に、紙管Ｂを押圧接させるために、紙管ホルダ１０を非作動状態（図８参照）から作動状態（図９参照）に切り替えるように第一送気路９ａから第一ピストン５０に圧搾空気を供給する。この場合、図９に示すように隣接する紙管ホルダ１０のベアリング３０ａ、３０ｂは圧搾空気により作動した第一ピストン５０の先端部５３によって押圧されるため、紙管ホルダ１０内の一組のベアリング３０ａ、３０ｂはシャフトＡの軸方向に沿って各々向かい合うようにスライドする（図２及び図３参照）。これに伴いホルダ２０とベアリング３０ａ、３０ｂの間に配設されたチャック駒（係止部材）４０が押圧されてホルダ２０の外表面２１に開口形成した係合孔２６から外方に突出して、チャック駒４０が紙管Ｂの内面に圧接係合する。さらに、図１０及び図１１に示すように、第二送気路９ｂ、９ｃから第二ピストン６０に圧搾空気を供給して、エア圧力により作動した第二ピストン６０の先端部６３によって突条部２４を押圧接触して、ホルダ２０とシャフトＡを摩擦係合する。
この結果、紙管ホルダ１０がシャフトＡと同一体に回転すると同時に紙管Ｂが紙管ホルダ１０と一体に回転するため、紙管Ｂの外周に紙やフィルム（図示略）が巻き取られる。
【００４８】
ただし、ホルダ２０とシャフトＡの摩擦係合状態は一定ではなく、シャフトＡに対してホルダ２０がスリップすることで、両者の周速度に変化を生じさせることができる。このため、本発明の実施の形態に係る巻取軸１００で細幅シートを巻き取る際に、原反側（図示略）から繰り出されてくる広幅シートの厚みが生産上の厚みムラから一定でないために、巻き取りが進行して行くに従って巻き取り径が異なる場合でも、径の相違に基づいてホルダ２０がスリップすることで周速度を変化させるため、これらシートを巻取軸上に綺麗に巻き取ることができる。
【００４９】
紙管Ｂの外周に紙やフィルムの巻き取りが完了したら、送気路９ａ内の空気を吸引して第一ピストン５０用のチャンバ５９の内部を負圧にする。すると、第一ピストン５０が吸引されて紙管ホルダ１０内の一組のベアリング３０ａ、３０ｂは各々スライドして元の位置に復帰し、かつ弾性部材１８（図１参照）の弾力によってチャック駒４０が元の位置に復帰する。この結果、チャック駒４０がホルダ２０の係合孔２６内に没入するので紙管ホルダ１０と紙管Ｂとが分離される。最後に、シャフトＡの回転を停止させて巻取軸１００から紙管Ｂを引き抜く。
【００５０】
このように、本発明の実施の形態に係る紙管ホルダ１０は従来の技術と比較して限定された構成要素から構成されるため、巻取幅を大幅に限定することが可能になる。具体的に説明すると、図１７に示した特開２００１−１８０８４９号公報に開示された従来の技術と比較して、例えば定置リング１、スライドリング２を廃したため、本発明の実施の形態に係る紙管ホルダは、図１７に示した従来の技術では幅３８ｍｍまでの紙管Ｂしか保持することができなかったのに対して、幅９ｍｍまでの紙管Ｂを保持することが可能になる。
【００５１】
また、本発明の実施の形態に係る紙管ホルダ１０はほぼこのベアリング３０ａ、３０ｂの巻き張力だけで紙管Ｂを保持することができ、故に本発明の実施の形態に係る巻取軸１００は従来の技術と比較して、より低い張力で紙管Ｂを保持することができる。このため、従来の技術では厚さの薄いフィルムにしわが入っている場合には綺麗に巻き取ることができないものが多かったが、本発明に係る巻取軸１００ではこの状況でもフィルムを綺麗に巻き取ることが可能になる。
【００５２】
本発明は以上説明したように構成したので、請求項１に記載した発明によれば、ホルダ内でベアリングをスライドさせて、該ベアリングのスライド運動を傾斜状外周面に沿って係止部材の突出運動に直接伝達するため、多数の部材から構成されていた従来の技術と比較して、より限られた部材からクランプ機構を構成できるためより経済的であり、分解が容易なためよりメンテナンス性に優れ、さらに作用幅をより狭くできるクランプ機構を提供することが可能になる。
【００５３】
次に、請求項２に記載した発明によれば、請求項１に記載した発明の奏する効果に加え、低コストでかつ簡単な構成によって、非固定状態の係止部材を定位置に保持するとともに押圧接されて突出した係止部材を再度ホルダ内に没入させるクランプ機構を提供することが可能になる。
【００５４】
さらに、請求項３に記載した発明によれば、請求項１または２に記載した発明の奏する効果に加え、二つのベアリングの間に一つの係止部材を介在させて、各々のベアリングを同時に対向するようにスライドさせて一つの係止部材を押圧することで、係止部材は揺動を生じさせずに滑らかに突出でき、故に操作を安定させて行うクランプ機構を提供することが可能になる。
【００５５】
さらに、請求項４に記載した発明によれば、請求項１または２に記載した発明の奏する効果に加え、二つのベアリングの間に一つの係止部材を介在させて、一方のベアリングのみをスライドさせて係止部材を押圧することで係止部材を突出でき、故に二つのベアリングのうち一方のみを駆動するため駆動手段の数を減らし、さらに二つのベアリングのうち他方を固設するため、このクランプ機構を両側から位置決めする定置リングのうちの少なくとも一方を不要にすることで、より経済的に構成できるクランプ機構を提供することが可能になる。
【００５６】
そして、請求項５に記載した発明によれば、請求項１〜３のいずれかに記載した発明の奏する効果に加え、係止部材を突出させるピストンを互いに隣接するクランプ機構の間に配置することで隣接するクランプ機構のベアリングを直接互いに反対方向に押圧させ、またホルダと摩擦係合するピストンをクランプ機構の中心付近に配置することでホルダとシャフトを一体に駆動させるため、従来の技術と比較して、より無駄なく構成要素を配置するクランプ機構を提供することが可能になる。
【００５７】
そして、請求項６に記載した発明によれば、請求項１、２または４に記載した発明の奏する効果に加え、係止部材を突出させるピストンを互いに隣接するクランプ機構の間に一つ置きに配置することで隣接するクランプ機構の一方のベアリングを押圧させ、またホルダと摩擦係合するピストンをクランプ機構の中心付近に配置することでホルダとシャフトを一体に駆動させるため、請求項５に記載の発明と比較してベアリングを駆動するピストンの数を約半分に減らすことができ、故に、より経済的なクランプ機構を提供することが可能になる。
【００５８】
そして、請求項７に記載した発明によれば、請求項５または６に記載のクランプ機構を利用することで、従来の技術と比較して限定された構成要素から構成され、メンテナンス性を向上させ、さらにより細い幅に広幅シートをスリットして巻取るとともに各紙管にシートを適正な張力で巻き取る巻取軸を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係るクランプ機構を利用した巻取軸を示す側面図である。
【図２】本発明の第一の実施の形態に係るクランプ機構を非作動状態（Ａ）と作動状態（Ｂ）に分けて示す斜視図である。
【図３】図２に示した、本発明の第一の実施の形態に係るクランプ機構の非作動状態（Ａ）と作動状態（Ｂ）を拡大して示す図である。
【図４】本発明の第二の実施の形態に係るクランプ機構の非作動状態（Ａ）と作動状態（Ｂ）を拡大して示す図である。
【図５】ホルダを示す正面図（Ａ）と図５（Ａ）のＶ−Ｖ線に沿った断面図（Ｂ）である。
【図６】係止部材を示す正面図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。
【図７】図１のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。
【図８】本発明の第一の実施の形態に係るクランプ機構を利用した非作動状態の巻取軸の図７のｐ−ｐ線に沿った断面図（Ａ）と図８（Ａ）のＩ−Ｉ線に沿った断面図（Ｂ）を示す図である。
【図９】本発明の第一の実施の形態に係るクランプ機構を利用した作動状態の巻取軸の図７のｐ−ｐ線に沿った断面図（Ａ）と図９（Ａ）のII−II線に沿った断面図（Ｂ）を示す図である。
【図１０】本発明の第一の実施の形態に係るクランプ機構を利用した非摩擦係合状態の巻取軸の図７のｑ−ｑ線に沿った断面図（Ａ）と図１０（Ａ）のIII−III線に沿った断面図（Ｂ）を示す図である。
【図１１】本発明の第一の実施の形態に係るクランプ機構を利用した摩擦係合状態の巻取軸の図７のｑ−ｑ線に沿った断面図（Ａ）と図１１（Ａ）のIV−IV線に沿った断面図（Ｂ）を示す図である。
【図１２】本発明の第二の実施の形態に係るクランプ機構を利用した非作動状態の巻取軸を示す図である。
【図１３】本発明の第二の実施の形態に係るクランプ機構を利用した非摩擦係合状態の巻取軸を示す図である。
【図１４】ロータリージョイント部を示す断面図である。
【図１５】第一ピストンを示す側面図である。
【図１６】第二ピストンを示す正面図（Ａ）、側面図（Ｂ）及び平面図（Ｃ）である。
【図１７】従来技術に係る非作動状態の巻取軸（Ａ）と作動状態の巻取軸（Ｂ）を示す図である。
【符号の説明】
Ａ シャフト
Ｂ 被固定部材（紙管）
９ａ、９ｂ、９ｃ 送気路
１０ クランプ機構（紙管ホルダ）
１５ 定置リング
１８ 弾性部材（ばね）
２０ ホルダ
３０ ベアリング
３３、４３ 傾斜状外周面（端部）
３９ 止め輪（スナップリング）
４０ 係止部材（チャック駒）
５０ 第一ピストン
６０ 第二ピストン
７０ ロータリージョイント部
１００ 巻取軸
【発明の属する技術分野】
本発明はクランプ機構に関するものであり、かつこのクランプ機構を利用して紙やフィルム等を巻取る巻取軸に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
紙やプラスチックフィルムまたはアルミ箔等の広幅シートを長手方向に沿って複数の細幅にスリットして、これらを細幅シート毎に巻取るシート巻取軸がある。通常、この巻取軸は複数の巻芯（紙管等）を巻取軸の巻取部に装着して、これら巻芯の上に細幅シートを巻取る。この種の巻取軸は、従来からいろいろな機構、構造のものが提案されているが、一般的にシートを巻取る紙管ホルダを構成するために、クランプ機構またはこれに類する機構を備える。
【０００３】
巻取軸に関する先行技術の多くは、駆動される際、流体圧力（特に圧搾空気）を用いて巻取軸の回転トルクを紙管に伝達して動力接断作業を行うように構成されているが、この場合、機構、構造を複雑にする例が多かった。これは、巻取軸を支持するシャフトの内部に軸方向に沿って送気路を形成して圧搾空気をクランプ機構に供給する際に、供給された圧搾空気を用いてクランプ機構を作動させて被固定部材を押圧接する段階において多数の部材を使用していたためである。
【０００４】
例えば、特開２０００−３２７１８２号公報に開示されたものは、巻取部にセットした巻芯の拘束と解放を行うように、巻芯の取付け、取外しを簡単にすることを目的とし、三つの巻取部にて一つの巻芯を保持させており、回転力伝達部と係止解除部から巻取部を構成するとともに、回転力伝達部をピストン、支持環、スライド環、外周環、係止爪及び係止爪付勢手段（ばね）から構成している。
【０００５】
また、特開２００１−１８０８４９号公報に開示されたものは、図１７に示すように定置リング１、スライドリング２、チャック用ボール３、リング状ピストン４及びシリンダリング５からクランプ機構（紙管ホルダ）１０’を構成して、圧搾空気を用いて紙管Ｂとの間の動力接断作業を行う巻取軸を提供している。具体的には、シャフトＡの軸方向に沿って送気路８を形成し、さらにこの送気路８から各クランプ機構１０’のエア室７に連通する分岐送気路８ａを形成してエア室７に圧搾空気を供給させて（図１７の（Ａ）参照）、リング状ピストン４を介してスライドリング２を軸方向にスライドさせ、これに伴い定置リング１の水平外壁部１２内側とスライドリング２の傾斜状外周面２２上との間に配置したチャック用ボール３を傾斜状外周面２２上に転動させて定置リング１の水平外壁部１２に開口形成した係合孔１３から突出させている（図１７の（Ｂ）参照）。
【０００６】
しかしながら、特に、特開２０００−３２７１８２号公報や特開２００１−１８０８４９号公報の開示例をはじめとする従来の技術は、多数の構成要素からなるため非経済的であり、また、分解に手間取るためメンテナンス性が良好ではなかった。さらに、従来の技術では特に軸方向の幅の大きさを大きく構成していたため、クランプ機構の作用幅が広まり、故に紙管ホルダによる紙管の巻取幅に制限が加えられていた。
【０００７】
さらに、巻取軸とこの巻取機能を担うクランプ機構に要求される性能は、近年より高度なものになっている。例えば、電子部品などに使用されるテープに９ｍｍから１０ｍｍ程度の細幅品が要求されるようになってきた。この細幅品をスリッター等の巻取軸で多数の細幅シートを巻き取るときに、原反側から繰り出されてくる広幅シートの厚みが生産上の厚みムラから一定でないために、巻き取りが進行して行くに従って巻き取り径が異なってくる。この結果、各細幅シート毎の巻取径が異なってくるために、巻取軸上の多数の製品が一様に綺麗に巻き取ることが出来ず不良品を発生させていた。そこで、細幅の紙管を巻き取り中はホルダに固定して、巻き取り終了時にはホルダから解放して紙管の着脱を容易にするとともに、各紙管にシートを適正な張力で巻き取ることを可能にする巻取軸とクランプ機構が求められている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、限定された構成要素から構成され、メンテナンス性を向上させ、作用幅をより狭くし、さらに操作を安定させて行うクランプ機構を提供することを目的とするものである。
さらに本発明はこのクランプ機構を利用することで、従来の技術と比較して、より細い幅に広幅シートをスリットして巻取り、また各紙管にシートを適正な張力で巻き取る巻取軸を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明においては、ホルダ、ベアリング及び係止部材から構成されるクランプ機構であって、前記ホルダは偏平円筒状に形成され、内壁の中央から中心に向けて突出形成した突条部により左右対称の二つのチャンバを形成し、各チャンバにそれぞれ前記ベアリングを収容するとともに外表面に開口した係合孔に前記係止部材を出没自在に収容し、また、前記各ベアリングの外輪と前記係止部材の少なくともいずれか一方の端部に傾斜状外周面を形成して前記各ベアリングの外輪と前記係止部材を直接当接させ、駆動手段により前記各ベアリングをスライドさせることにより前記係止部材を前記傾斜状外周面に沿って前記係合孔から突出させることを特徴とする。
この構成では、ホルダ内でベアリングをスライドさせて、該ベアリングのスライド運動を傾斜状外周面に沿って係止部材の突出運動に直接伝達するため、多数の部材から構成されていた従来の技術と比較して、より限られた部材からクランプ機構を構成できるためより経済的であり、分解が容易なためよりメンテナンス性に優れ、さらに作用幅をより狭くできるクランプ機構を提供することができる。
【００１０】
さらに請求項２に記載した発明においては、請求項１に記載されたものにおいて、前記ホルダと前記係止部材は各々外表面に渡る溝部を形成し、該溝部内に弾性部材を挿通して前記係止部材を前記ホルダの前記係合孔内に押圧してなることを特徴とする。
この構成では、低コストでかつ簡単な構成によって、非固定状態の係止部材を定位置に保持するとともに押圧接されて突出した係止部材を再度ホルダ内に没入させるクランプ機構を提供することができる。
【００１１】
さらに請求項３に記載した発明においては、請求項１または２に記載されたものにおいて、前記ホルダは内部を二つのチャンバに分けて一組の前記ベアリングを回転自在かつ軸方向にスライド自在に収容させて、前記ベアリングの各々を前記係止部材に対して対向する側から前記駆動手段により同時にスライドさせることにより前記係止部材を前記係合孔から突出させることを特徴とする。
この構成では、二つのベアリングの間に一つの係止部材を介在させて、各々のベアリングを同時に対向するようにスライドさせて一つの係止部材を押圧することで、係止部材は揺動を生じさせずに滑らかに突出でき、故に操作を安定させて行うクランプ機構を提供することができる。
【００１２】
さらに請求項４に記載した発明においては、請求項１または２に記載されたものにおいて、前記ホルダは内部を二つのチャンバに分けて一組の前記ベアリングを収容させ、この際、一方のベアリングを回転自在かつ軸方向にスライド自在に収容させると共に他方のベアリングを回転自在かつ軸方向不動に固定して収容させて、前記一方のベアリングを前記係止部材に対して前記駆動手段によりスライドさせることにより前記係止部材を前記係合孔から突出させることを特徴とする。
この構成では、二つのベアリングの間に一つの係止部材を介在させて、一方のベアリングのみをスライドさせて係止部材を押圧することで係止部材を突出でき、故に二つのベアリングのうち一方のみを駆動するため駆動手段の数を減らし、さらに二つのベアリングのうち他方を固設するため、このクランプ機構を両側から位置決めする定置リングのうちの少なくとも一方を不要にすることで、より経済的に構成できるクランプ機構を提供することができる。
【００１３】
さらに請求項５に記載した発明においては、請求項１〜３のいずれかに記載されたものにおいて、流体圧力で作用する二系統のピストンを用いて、一方のピストンは互いに隣接する前記クランプ機構の間に配置されて前記ベアリングに作用する前記駆動手段として設けられ、他方のピストンは前記クランプ機構の中心付近に前記一方のピストンに対して約９０度位相をずらして配置されて前記ホルダと摩擦係合するように設けたことを特徴とする。
この構成では、係止部材を突出させるピストンを互いに隣接するクランプ機構の間に配置することで隣接するクランプ機構のベアリングを直接互いに反対方向に押圧させ、またホルダと摩擦係合するピストンをクランプ機構の中心付近に配置することでホルダとシャフトを一体に駆動させるため、従来の技術と比較して、より無駄なく構成要素を配置するクランプ機構を提供することができる。
【００１４】
さらに請求項６に記載した発明においては、請求項１、２または４に記載されたものにおいて、流体圧力で作用する二系統のピストンを用いて、一方のピストンは互いに隣接する前記クランプ機構の間に一つ置きに配置されて前記一方のベアリングに作用する前記駆動手段として設けられ、他方のピストンは前記クランプ機構の中心付近に前記一方のピストンに対して約９０度位相をずらして配置されて前記ホルダと摩擦係合するように設けたことを特徴とする。
この構成では、係止部材を突出させるピストンを互いに隣接するクランプ機構の間に一つ置きに配置することで隣接するクランプ機構の一方のベアリングを押圧させ、またホルダと摩擦係合するピストンをクランプ機構の中心付近に配置することでホルダとシャフトを一体に駆動させるため、請求項５に記載の発明と比較してベアリングを駆動するピストンの数を約半分に減らすことができ、故に、より経済的なクランプ機構を提供することができる。
【００１５】
そして請求項７に記載した発明においては、請求項５または６に記載の前記クランプ機構を利用する巻取軸であって、前記クランプ機構は前記ホルダ上に紙やフィルム等を巻取る紙管を装着してなることを特徴とする。
この構成では、請求項５または６に記載のクランプ機構を利用することで、従来の技術と比較して限定された構成要素から構成され、メンテナンス性を向上させ、さらにより細い幅に広幅シートをスリットして巻取るとともに各紙管にシートを適正な張力で巻き取る巻取軸を提供することができる。
【００１６】
本発明に係るクランプ機構とこの機構を利用する巻取軸は基本的には以上のように構成されるが、好適にはベアリングと係止部材の少なくともいずれか一方の端部に傾斜状外周面を形成してベアリングと係止部材を当接させる。この際、傾斜状外周面は曲面状の斜面でもよく、または平面状の斜面でもよい。また、市販のベアリングは外輪の端部に面取り（丸み）を形成している場合が多いため、傾斜状外周面を新たに形成する代わりにこの丸みをそのまま代用させてもよい。また、係止部材は被固定部材を押圧接する面をホルダの外表面に沿って緩やかに湾曲するように形成することが好ましい。好適には、この係止部材は外部形状を駒形状に形成するが、しかし上方に非固定部材である紙管との接触面を形成しかつ下方にベアリングの端部と接触することを特徴とする他の形状に形成してもよい。また上記クランプ機構を操作する駆動機構は二系統のピストンよりなり、かつ好適には空気により作動するが、他の流動体を用いて作動してもよい。そして、本発明に係るクランプ機構は巻取軸以外の産業機器に応用されてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るクランプ機構とこのクランプ機構を利用する巻取軸を添付した図を用いて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るクランプ機構１０をシャフトＡ上に複数並置した状態を示す側面図である。図２は、図１に示したクランプ機構１０を単体で取り出して示す斜視図を示している。ただし、図２は図１の符号１８に相当する弾性部材（ばね）を省略して示しており、この際、図２の（Ａ）はクランプ機構の非作動状態を示し、図２の（Ｂ）はクランプ機構の作動状態を示している。本発明の実施の形態に係るクランプ機構１０は、図２の（Ｂ）に示すように作動状態に移動することで、隣接する被固定部材（図示略）を放射方向（図２の矢印Ｄ２参照）に押圧接させながら一体に回転させる。このため、本発明の実施の形態に係るクランプ機構１０は様々な産業機器に応用できる。
例えば、シャフトＡの外周に複数個のクランプ機構１０を同軸状にそれぞれ軸方向に対して不動でかつ周方向に回転自在に並列せしめて装着し、クランプ機構１０の外周に着脱自在式に被固定部材である紙管Ｂ（図８参照）を嵌挿装着する巻取軸１００に応用できる。この場合、クランプ機構１０は紙管ホルダ１０として機能する。
以下、まず本発明の実施の形態に係るクランプ機構１０について説明し、次に、このクランプ機構を紙管ホルダとして使用する巻取軸１００について説明する。
【００１８】
クランプ機構の説明
図２に示すように、本発明の実施の形態に係るクランプ機構１０は、主にホルダ２０、ベアリング３０及び係止部材４０から構成される。好適には、ホルダ２０は偏平円筒形状で、内部にベアリング３０を収容するとともに外表面に開口した係合孔に係止部材４０を出没自在に収容する。そして、ホルダ２０は図１に示したように、外部の駆動機構（図示略）によって回転駆動されるシャフトＡ（図１参照）の外周にベアリング３０の内輪３２を介して摺動自在に取付けられる。この際、ベアリング３０と係止部材４０の少なくともいずれか一方の端部に傾斜状外周面を形成してベアリング３０と係止部材４０をホルダ２０内で当接させる。そして、駆動手段（図示略）によりベアリング３０をスライドさせる（図２の矢印Ｄ１ａ、Ｄ１ｂ参照）ことで、ベアリング３０により押圧接された係止部材４０を傾斜状外周面に沿って係合孔から突出させる（図２の矢印Ｄ２参照）出没操作を行う。
【００１９】
本発明の実施の形態に係るクランプ機構１０は、主にベアリング３０の収容状態によって、第一の実施の形態と第二の実施の形態に分けることができる。
本発明に係る第一の実施の形態では、クランプ機構１０は、図２及び図３に示すように、２つのベアリング３０の各々を係止部材４０に対して対向する側から同時にスライドさせる（図２、図３の矢印Ｄ１a、Ｄ１b参照）ことにより係止部材４０を係合孔から突出させる（図２、図３の矢印Ｄ２参照）。
一方、本発明に係る第二の実施の形態では、クランプ機構１０は、図４に示すように、２つのベアリング３０のうち、一方のベアリング３０ａを回転自在かつ軸方向不動に固定して収容させると共に、他方のベアリング３０ｂのみを回転自在かつ軸方向にスライド自在に収容させ、この軸方向に移動可能なベアリング３０ｂのみを係止部材４０に対してスライドさせる（図４の矢印Ｄ１参照）ことにより係止部材４０を係合孔から突出させる（図４の矢印Ｄ２参照）。
従って、本発明に係る第一の実施の形態（図３参照）と第二の実施の形態（図４参照）の相違は、二つのベアリング３０のうちの一方を止め輪（スナップリング）３９により軸方向の移動を固定することにある。このため、本発明に係る第二の実施の形態（図４参照）では、ベアリング３０をスライド移動させる手段の数は第一の実施の形態（図３参照）と比較して約半数でよく、また端部のクランプ機構１０を位置決めする定置リング１５（図１参照）が不要になるという効果を奏するが、具体的には後述する。
【００２０】
いずれにしても、本発明の実施の形態を図１７に示した特開２００１−１８０８４９号公報に開示された従来の技術と比較すると、本発明の実施の形態に係るクランプ機構１０はより構成要素の数を限定し、特に図１７に示した定置リング１、スライドリング２を採用しないことによって、軸方向の幅をより狭くし、故に作用幅をより狭くする。
このことは、特にベアリング３０と係止部材４０のうち少なくともいずれか一方の端部に傾斜状外周面（図３または図４の符号３３、４３参照）を形成してベアリング３０と係止部材４０を直接当接させ、駆動手段によりベアリング３０をスライドさせることにより係止部材４０を上記傾斜状外周面に沿って係合孔２６から突出させることで可能となる。
この際、上記傾斜状外周面３３、４３はベアリング３０と係止部材４０の双方の端部に形成してもよく、係止部材４０の端部のみに形成してもよく、またはベアリング３０の端部のみに形成してもよい。さらに、各状態において、この傾斜状外周面は曲面状の外周面でもよく、または平面状の外周面でもよい。ただし、これら傾斜状外周面の大きさは任意である。これら組合せの内、傾斜状外周面３３、４３をベアリング３０と係止部材４０の双方の端部に形成するとともに、該傾斜状外周面を曲面状の傾斜状外周面として構成する場合が最も滑らかに、ベアリング３０のスライド運動を係止部材４０の突出運動に転換しやすい。ただし、市販のベアリング３０はこの軸受外径面と側面との交わる位置で角を取り除くように面取り（丸み）を形成している場合があるため、この部位を直接利用することで、係止部材４０の端部のみに曲面状または平面状の傾斜状外周面４３を形成して、ベアリング３０のスライド運動を係止部材４０の突出運動に転換させてもよい。
【００２１】
ここで、本発明の実施の形態に係るクランプ機構１０を構成するホルダ２０、ベアリング３０及び係止部材４０について説明する。
まず図５を参照して、本発明の実施の形態に係るホルダ２０について説明する。ただし、図５は、本発明の実施の形態に係るホルダ２０の（Ａ）正面図と（Ｂ）該正面図のＶ−Ｖ線に沿った断面図を示している。図示されるように、ホルダ２０は偏平円筒状に形成され、内壁２３中央から本体中心に向けて突条部２４を突出形成して中空室（空隙部）２７（図５の（Ａ）参照）を左右対称の二つのチャンバ（室）２７ａ、２７ｂ（図５の（Ｂ）参照）に分ける。この際、各々のチャンバ２７ａ、２７ｂにベアリング３０ａ、３０ｂ（図２、図３及び図４参照）を収納する。さらに、突条部２４の側面に停止面２５を形成して、軸方向にスライドするベアリング３０に対して停止機能を備える。この際、停止面２５を突条部２４より若干手前に形成し、スライドするベアリング３０ａ、３０ｂが直接突条部２４に当接することを防止する。またホルダ２０は外表面２１上に少なくとも二個以上の係合孔２６を放射方向に適宜間隔を置いて形成して、この係合孔２６に係止部材４０（図２、図３及び図４参照）を放射方向に出没自在に備える。
【００２２】
次に主に図３を参照して、本発明の実施の形態に係るベアリング３０について説明する。具体的には、図３に示すように、ベアリング３０はホルダ２０のチャンバ２７の水平内壁部２３（図５参照）とスライド自在に密着するように外輪３１を定め、かつシャフトＡに対して周方向に回転自在に密着するように内輪３２を定め、ホルダ２０により回転自在に嵌合される。ただし、本発明の第一の実施の形態に係る一組のベアリング３０はいずれも軸方向にスライド自在に配置されるため、各々のベアリング３０ともベアリング固定用の止め輪（スナップリング）を備えない。しかし、本発明の第二の実施の形態に係る一組のベアリング３０は、図４に示すように、一方は軸方向にスライド自在に配置されるが、他方は軸方向に固定されるため、この軸方向に固定されるベアリング３０ａはベアリング固定用の止め輪３９を備える。
【００２３】
本発明の実施の形態では、クランプ機構１０を限られた構成要素から構成することで、ベアリング３０をホルダ２０から容易に着脱することができるため、手動による潤滑等のメンテナンスが容易となる。例えば、図１７に示した従来の技術のように多数の構成要素からクランプ機構１０’を構成する場合には、ホルダの解体は困難になり、故にベアリング等の機械部品の潤滑作業が手間取るのに対して、本発明の実施の形態ではこのような不都合が生じるのを避けることができる。このため、従来の技術と比較して、本発明の実施の形態ではメンテナンス作業に要する時間を短縮させ、ベアリング３０を良好な状態に保つことがより容易になり、実務上好適である。
【００２４】
尚、添付した図ではベアリング３０としてボールベアリングを示しているが、これは本発明の実施の形態に係るクランプ機構１０は主に放射方向に力を受けるためである。しかしながら、実施の形態によってはボールベアリング以外の種類のベアリング３０を使用することは可能であって、またベアリング３０の具体的な種類によって本発明の請求の範囲は変動しないことを理解されたい。
【００２５】
次に、図６を参照して本発明の実施の形態に係る係止部材４０について説明する。図６は、本発明の実施の形態に係る係止部材４０の（Ａ）正面図と（Ｂ）側面図を示している。係止部材４０は短棒状に形成されて、図２、図３及び図４に示すようにホルダ２０から突出することで、隣接する紙管Ｂ（図８参照）の内面を押圧接してクランプ機構１０の回転トルクを直接紙管Ｂに伝達して動力接断作業を行う。好適には、駒形状に係止部材（チャック駒）４０を形成する。また、好適には、係止面４１下方に傾斜状外周面４３を形成してベアリング３０の外輪３１の端部３３と当接させる。この際、係止面４１の下方に略円錐台形状の軸部４２を形成して曲面状の傾斜状外周面４３を提供してもよく、またはこの短棒状の軸部４２に曲面状または平面状の傾斜状外周面４３を適宜形成してもよい。さらに、好適には、図６の（Ｂ）に示すように紙管Ｂ（図８参照）を直接押圧接する係止部材４０の係止面（押圧接面）４１をホルダ２０の外表面２１（図５参照）に沿って湾曲するように形成する。この際、係止部材４０をホルダ２０の外表面２１に没入させるときに、係止面４１がホルダ２０の外表面２１と整列（図３参照）するように係止面４１を形成してもよく、または係止面４１が幾分外表面２１の内側に没入する（図示略）ように係止面４１を形成してもよい。後者では係止面４１を外表面２１より突出させず操作上摩擦が少ないため前者より好適である。また、係止部材４０は突出時に係止面４１をホルダの外表面２１から一定高さ突出（図３、図４参照）させるが、この係止部材４０の突出高さは、適宜実施の形態に従って定められる。
【００２６】
尚、図２及び図５に示した実施の形態では、合計４個の係止部材４０を約９０°の間隔をおいてホルダ２０の係合孔２６内に配置することを示しているが、しかしながらこの個数は常に４個に限定されず、少なくとも２個以上であればよいことを理解されたい。
【００２７】
尚、従来の技術では係止部材４０として剛球３（図１７参照）のように球形状のものが一般的に使用されていた。これは出没動作が球面に沿って転動して行えるため有利であったことを一因とするが、しかし球面上の点接触のため滑りを生じさせ、また圧力を必要以上に増加させて圧接される側の紙管Ｂの接触面上に窪んだ痕を残す短所もあった。実施の形態によっては、商品性を考慮した場合、この状況は好ましくなかった。本発明の実施の形態では、滑らかに湾曲する面４１から係止部材４０と紙管Ｂを接触させることで、操作後の紙管Ｂの接触面上に不本意な滑りを生じさせず、また必要以上の圧力を与えて窪んだ痕を残すことを避け、さらなる商品性の向上を可能にする。
【００２８】
上記係止部材４０はホルダの外表面２１上で非固定状態に収容されるため、好適にはホルダ２０と係止部材４０の各々の外表面に渡る溝部２８（図２、５参照）、溝部４８（図２、６参照）を形成し、該溝部２８、４８内に弾性部材１８（図１参照）を挿通して係止部材４０をホルダ２０の係合孔２６内に押圧させる。具体的には、弾性部材１８は細長く螺旋状に延びるばねである。しかしながら弾性部材１８としてばね以外に、弾性を有する紐やＯリング等を使用することは可能である。ただし、これら弾性部材１８の弾力の大きさは、突出した係止部材４０を没入状態に戻す作用を有し、また係止部材４０の突出操作に支障を与えないものとする。
【００２９】
次に、本発明の実施の形態に係るクランプ機構１０を操作する駆動手段について説明する。本発明の実施の形態に係る駆動手段は、好適には圧搾空気である流体圧力により作用し、二系統からなる。一方の駆動手段はベアリング３０を軸方向にスライド移動させて係止部材４０をホルダ２０から突出させ、他方の駆動手段はホルダ２０とシャフトＡを摩擦係合させて両者を一体に回転させる。この駆動手段は、主に送気路９ａ、９ｂ及び９ｃと、ピストン５０、ピストン６０から構成される（図７参照）。
【００３０】
再度図１を参照して説明すると、本発明の好適な実施の形態ではシャフトＡの軸方向に沿って三つの送気路９ａ、９ｂ及び９ｃを形成する。これら三つの送気路９ａ、９ｂ及び９ｃのうち、中央の送気路９ａは図７に示すように送気路９ａから分岐送気路１７を形成して流体圧力をピストン５０に供給する。またこの両脇の二つの送気路９ｂ及び９ｃは流体圧力をピストン６０に供給する。このようにして、シャフトＡ内部に流体圧力を供給するための送気路９ａ、９ｂ及び９ｃを形成してピストン５０、ピストン６０を駆動し、紙管Ｂを適宜必要な時に回転、停止させ、或いはクランプ機構１０の回転トルクを適宜調節する。
ただし、送気路９ａ、９ｂ及び９ｃと、ピストン５０、６０の間に、他適切な形状の分岐送気路を形成してもよい。
以下、ピストン５０を第一ピストン５０として説明し、ピストン６０を第二ピストン６０として説明する。また、第一ピストン５０と連通する送気路９ａを第一送気路９ａとして説明し、第二ピストン６０と連通する送気路９ｂ及び９ｃを第二送気路９ｂ及び９ｃとして説明する。第一ピストン５０と第一送気路９ａを用いて、クランプを作動状態に移動させ、第二ピストン６０と第二送気路９ｂ、９ｃを用いて、クランプを摩擦係合状態に移動させる。
ただし、第一の実施の形態と比較して、第二の実施の形態では一組のベアリング３０のうち片方のみを移動すれば足りるため、第二の実施の形態に用いる第一ピストン５０の数は第一の実施の形態に用いる第一ピストン５０の数のほぼ半数で足りる。
【００３１】
ここで、図３及び図７〜図１１を参照して、本発明の第一の実施の形態に係るクランプ機構１０の駆動方法について説明する。
ただし、図７は、図１に示したクランプ機構１０のＹ−Ｙ線に沿った断面図を示し、図８の（Ａ）は、図１に示したクランプ機構１０のＸ−Ｘ線に沿った断面図を示す。この際、図８に示すクランプ機構１０は紙管Ｂを非作動状態で装着している。また、この紙管Ｂを押圧接した作動状態のクランプ機構１０を図９に示す。尚、図７のｐ−ｐ線に沿った断面から眺めた図を図８と図９に示し、図７のｑ−ｑ線に沿った断面から眺めた図を図１０と図１１に示す。ただし、図１０は非摩擦係合状態のクランプ機構１０を示し、図１１は摩擦係合状態のクランプ機構１０を示す。ここで、作動状態はクランプ機構１０が紙管Ｂを押圧接する状態を指し、摩擦係合状態はクランプ機構１０とシャフトＡとが一体に回転する状態を指す。ただし、この摩擦係合状態にはシャフトＡに対してクランプ機構１０がスリップして各々の周速度を変化させる状態を含む。
【００３２】
本発明の第一の実施の形態に係るクランプ機構１０は次の段階から紙管Ｂを押圧接するように、非作動状態（図８参照）から作動状態（図９参照）まで変化する。
Ａ．送気路９ａから第一ピストン５０に圧搾空気を供給し、
Ｂ．第一ピストン５０を一組のベアリング３０ａ、３０ｂの各々と当接させ、そして
Ｃ．第一ピストン５０をさらにスライドさせて、押圧力を及ぼしてベアリング３０ａ、３０ｂをシャフトＡの軸方向に沿って対向して移動させて、ベアリング３０ａ、３０ｂと当接する係止部材４０を放射方向にホルダ２０から突出させる（図３の（Ｂ）参照）。
ただし、Ａ〜Ｃに示した段階は説明上区別されているが、実際の操作では各段階は一連の作業によって行われ、例えば、段階Ｂと段階Ｃとを区別しないでもよい。また、好適には、図８及び図９に示すように、一組のベアリング３０ａ、３０ｂ同士を隣り合わせに配置し、異なる組み合わせの隣り合うベアリング３０ａ、３０ｂの隙間に第一ピストン５０の先端部５３を挿入するのが好ましい。
【００３３】
また、本発明の第一の実施の形態に係るクランプ機構１０は次の段階からシャフトＡとクランプ機構１０のホルダ２０を摩擦係合させるように、非摩擦係合状態（図１０参照）から摩擦係合状態（図１１参照）まで変化する。
Ｄ．送気路９ｂ、９ｃから第二ピストン６０に圧搾空気を供給し、
Ｅ．第二ピストン６０をチャンバ６９の内壁と密着状態で放射方向にスライドさせて先端部６３をホルダ２０の突条部２４の内周面に対して当接させ、そして
Ｆ．ホルダ２０とピストン６０の間に摩擦係合を生じさせて、シャフトＡとホルダ２０を一体に回転させる。
ただし、Ｄ〜Ｆに示した段階は説明上区別しているに過ぎない。以上、本発明に係る第一の実施の形態では上記Ａ〜Ｃ及びＤ〜Ｆの段階を経て、シャフトＡ、クランプ機構１０及び紙管Ｂを同一方向に一体に回転する。ただし、この状態には、突条部２４の内周面と第二ピストン６０の先端部６３との係合をスリップさせて、シャフトＡとクランプ機構１０の周速度を異なるようにシャフトＡ、クランプ機構１０及び紙管Ｂを一体に回転させる状態を含む。
【００３４】
次に、図１２及び図１３を参照して、本発明の第二の実施の形態に係るクランプ機構１０を操作する駆動手段について説明する。
ただし、図１２は、図８の（Ａ）に示した第一の実施の形態に係るクランプ機構１０と対比させて示した拡大図である。また、図１３は、図１０の（Ａ）に示した第一の実施の形態に係るクランプ機構１０と対比させて示した拡大図である。
本発明の第二の実施の形態に係るクランプ機構１０は次の段階から紙管Ｂを押圧接するように、非作動状態から作動状態まで変化する。
Ａ’．送気路９ａから第一ピストン５０に圧搾空気を供給し、
Ｂ’．第一ピストン５０を一組のベアリング３０ａ、３０ｂのうち、片方のベアリング３０ｂのみと当接させ、そして
Ｃ’．第一ピストン５０をさらにスライドさせて、押圧力を及ぼしてベアリング３０ｂをシャフトＡの軸方向に沿って移動させて、ベアリング３０ｂと当接する係止部材４０を放射方向にホルダ２０から突出させる（図４の（Ｂ）参照）。
ただし、Ａ’〜Ｃ’に示した段階は説明上区別しているに過ぎず、また、好適には、図１２に示すように、一組のベアリング３０ａ、３０ｂ同士を隣り合わせに配置し、異なる組み合わせの隣り合うベアリング３０ｂ、３０ｂの隙間に第一ピストン５０の先端部５３を挿入するのが好ましい。この場合、第二の実施の形態では、第一の実施の形態と比較して約半数の第一ピストン５０を使用すれば足りる。
尚、シャフトＡとクランプ機構１０のホルダ２０を摩擦係合させるように、非摩擦係合状態から摩擦係合状態まで変化させる方法は、上記第一の実施の形態、第二の実施の形態の双方とも共通する。
故に、本発明に係る第二の実施の形態では上記Ａ’〜Ｃ’及びＤ〜Ｆの段階を経て、シャフトＡ、クランプ機構１０及び紙管Ｂを同一方向に一体に回転する。ただし、この状態には、突条部２４の内周面と第二ピストン６０の先端部６３との係合をスリップさせて、シャフトＡとクランプ機構１０の周速度を異なるようにシャフトＡ、クランプ機構１０及び紙管Ｂを一体に回転させる状態を含む。
【００３５】
尚、紙管ＢをシャフトＡから取外す方法は、ピストン５０を元の位置に復帰させると同時に弾性部材１８を用いて係止部材４０を再度ホルダ２０内に押圧させ、ホルダ２０と、ピストン５０は送気路９ａから負圧を加えられて元の位置まで吸引される。この操作は、上記第一及び第二の実施の形態とも同様である。
【００３６】
ここで図１４を参照して、シャフトＡ内部の上記送気路９ａ、９ｂ及び９ｃに流体圧力として圧搾空気を供給する方法について具体的に説明する。本発明に係る好適な実施の形態では、シャフトＡ内に圧搾空気を供給するためにシャフトＡの端部側にロータリージョイント部７０を隣接配置する（図１参照）。好適には、ロータリージョイント部７０はハウジング７１とこのハウジング７１の両脇と当接する側部７２ａ、７２ｂからなり、各々の側部７２ａ、７２ｂは内部にベアリングを備えてロータリージョイント部７０をシャフトＡ上に位置決めする。ロータリージョイント部７０は外表面上に送気孔１９ａ、１９ｂ及び１９ｃを形成して、外部から取り込んだ空気を第一送気路９ａと第二送気路９ｂ及び９ｃにそれぞれ送る。この際、圧搾空気に漏れが発生するのを防ぐため、ハウジング７１内部の各々の第一送気路９ａと第二送気路９ｂ及び９ｃに対してオイルシール７３とシールリング７４を備え、さらにシャフトＡと接続する側の反対側を栓７７で塞ぐ。尚、送気孔１９ａ、１９ｂ及び１９ｃから送られる圧搾空気は一旦シャフトＡのまわりを３６０度にわたって覆う溝部７５に入り、この後、回転するシャフト内の送気路９ａ、９ｂ及び９ｃの各々の連通孔７６に送られる。このため、シャフトＡの回転状況に依存せず、ロータリージョイント部７０は外部からシャフトＡの内部に空気を供給できる。ただし、ロータリージョイント部７０は空気以外の流体を送気路９ａ、９ｂ及び９ｃに送るように構成されてもよい。
【００３７】
このようにして供給された圧搾空気は送気路９ａ、９ｂ及び９ｃ内を通って第一ピストン５０、第二ピストン６０に送られる。この際、図１に示すように、送気路９ａ、９ｂ及び９ｃはロータリージョイント部７０と反対側の端部９ａ’、９ｂ’及び９ｃ’を塞いで、圧搾空気の漏れを防ぐ。
【００３８】
ここで、図１５を参照して、第一送気路９ａと連通する第一ピストン５０について説明する。図７に示すように、好適には、第一ピストン５０は第一送気路９ａの放射方向に配置され、かつシャフトＡ内部に形成されるチャンバ５９内にスライド自在に収容される。図１５に示すように、好適には、第一ピストン５０は略円柱形状の本体５１と略円錐形状の作用部５２を備え、該作用部５２をシャフトＡの外表面に向けて配置する。この際、図１５に示すように、第一ピストン５０は本体５１の側部に溝部５４を形成して内部にＯリング５８（図７参照）を配置しチャンバ５９（図７参照）内での気密性を保持する。さらに、作用部５２の中央に先端部５３を形成する。該先端部５３は、隣接するベアリング３０ａ、３０ｂの各々の外輪の端部を押圧接するように形状を定める。
第一ピストン５０の先端部５３は、この移動方向に対してほぼ垂直方向にベアリング３０を移動できるように、ベアリング３０との当接面を傾斜状に構成するのが好ましい。また、ベアリング３０と先端部５３は、各々任意の手段により、当接面の強度を向上させて、耐久性を高めてもよい。
【００３９】
次に、図１６を参照して、第二送気路９ｂ及び９ｃと連通する第二ピストン６０について説明する。第二ピストン６０は、シャフトＡとホルダ２０を摩擦係合させるクラッチ作用を及ぼす。図７に示すように、第二ピストン６０は第二送気路９ｂ、９ｃの軸方向に対して放射方向に配置され、かつシャフトＡ内部に形成されるチャンバ６９内にスライド自在に収容される。図１６に、第二ピストン６０の（Ａ）正面図、（Ｂ）側面図及び（Ｃ）平面図を示す。図示されるように、好適には、第二ピストン６０は略円柱形状の本体６１と作用部６２を備える。また、本体６１に溝部６４を形成して内部にＯリング６８（図７参照）を配置しチャンバ６９（図７参照）内での気密性を保持する。さらに、作用部６２の中央に摩擦係合用に突出する先端部６３を形成する。該先端部６３は、ホルダ２０の突条部２４の内周面と当接するように形状を定める。
第二ピストン６０の先端部６３は、このほぼ移動方向に対してホルダ２０の突条部２４の内周面と当接するように、当接面を曲面状に構成するのが好ましい。また、ホルダ２０の突条部２４の内周面と先端部６３は、各々任意の手段により、当接面の強度を向上させて、耐久性を高めてもよい。
【００４０】
尚、第一ピストン５０と第二ピストン６０は機能を異にするため、通常これらピストン５０、６０は部材、表面処理、強度等を異にする。また、クランプ機構１０をよりコンパクトに構成するため、本発明の実施の形態では第一ピストン５０と第二ピストン６０を約９０度の角度で位相をずらして配置させている（図７参照）。このため、好適には第二ピストン６０には二つの送気路９ｂ、９ｃが使用される。
【００４１】
以上記載のように、本発明の第一及び第二の実施の形態に係るクランプ機構１０は主にホルダ２０、ベアリング３０ａ、３０ｂ及び係止部材４０から構成され、そして送気路９ａ、９ｂ、９ｃ、第一ピストン５０、及び第二ピストン６０を用いて駆動される。ただし、送気路９ａ、９ｂ、９ｃに圧搾空気を送るロータリージョイント部７０は、図１４に示した実施の形態に限定される必要はない。また、図１５に示した第一ピストン５０は、特に先端部５３にてベアリング３０を軸方向に移動させるように押圧力を及ぼすことを特徴とし、これ以外の形状に構成することは任意である。そして、図１６に示した第二ピストン６０は、特に先端部６３にてホルダ２０の突条部２４の内周面と摩擦係合することを特徴とし、これ以外の形状に構成することは任意である。
【００４２】
ただし、本発明の第一の実施の形態に係るクランプ機構１０では、ホルダ２０を軸支する二つのベアリング３０ａ、３０ｂの双方とも軸方向にスライド自在に設けるため、クランプ機構１０を定位置に位置決めするためには、この端部に定置リング１５を固設する必要がある（図１、図８〜図１１参照）。一方、本発明の第二の実施の形態に係るクランプ機構１０では、ホルダ２０を軸支する二つのベアリング３０ａ、３０ｂのうち、片方３０ａを止め輪（スナップリング）で固設するため、この端部に定置リング１５を固設する必要をなくすことができる（図１２及び図１３参照）。尚、符号１６及び３９にて示した部材は、同一部材でもよい。
【００４３】
故に、本発明の第一及び第二の実施の形態に係るクランプ機構１０はいずれも従来の技術と比較して、以下の優れた長所を有する。
限られた部材から構成でき経済的であり、
軸方向の幅を小さくまとめるため同一空間内により多数のクランプ機構を配置でき、
分解が容易でメンテナンス性に優れ、
係止部材４０に揺動を生じさせずに安定したクランプ機能を提供し、
機構を小さくまとめることでより細い幅の紙管Ｂ等を保持できるため実用性が高く、さらに
紙管Ｂ等の被押圧面上に窪みを残さないため商品性に優れるという長所を備える。
このため、本発明の第一及び第二の実施の形態に係るクランプ機構１０は様々な産業機器に応用できる。
【００４４】
巻取軸の説明
以下、上記クランプ機構１０を利用して、クランプ機構１０の外周に紙管Ｂを嵌挿装着して紙やフィルム等を巻き取る巻取軸１００について説明する。
尚、説明の重複を避けるため、上記第一の実施の形態に係るクランプ機構１０を利用した巻取軸１００について説明するが、第二の実施の形態に係るクランプ機構１０を利用した巻取軸１００は同様に構成可能であることを理解されたい。
【００４５】
図１に示したように、本発明の実施の形態に係る巻取軸１００は複数のクランプ機構１０をシャフトＡの外周に同軸状にそれぞれ軸方向に対して不動でかつ周方向に回転自在に並列して装着させて、長手方向に沿って複数の細幅にスリットされた紙やプラスチックフィルムまたはアルミ箔等の広幅シートを細幅シート毎に巻取る。以下、クランプ機構１０を紙管ホルダ１０として説明する。
【００４６】
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る巻取軸１００を使用するために、先ずシャフトＡに複数個の紙管ホルダ１０を嵌装する。この際、これら紙管ホルダ１０の端部に定置リング１５を嵌装するが、定置リング１５は固定用ビス（図示略）でもってシャフトＡに固着されてもよく、または止め輪１６（図８参照）でもってシャフトＡに固着されてもよい。そして、図８に示すように紙管ホルダ１０の外周に紙管Ｂを回転自由に嵌装セットする。ただし、紙管Ｂは紙管ホルダ１０の幅毎に巻き取ることができる（図８参照）とともに、複数の紙管ホルダ１０に渡って巻き取る（図示略）こともできる。尚、図８に示した状態では、シャフトＡを回転させても紙管ＢにはシャフトＡの回転トルクは伝達されない。
【００４７】
次に、紙管Ｂを押圧接させるために、紙管ホルダ１０を非作動状態（図８参照）から作動状態（図９参照）に切り替えるように第一送気路９ａから第一ピストン５０に圧搾空気を供給する。この場合、図９に示すように隣接する紙管ホルダ１０のベアリング３０ａ、３０ｂは圧搾空気により作動した第一ピストン５０の先端部５３によって押圧されるため、紙管ホルダ１０内の一組のベアリング３０ａ、３０ｂはシャフトＡの軸方向に沿って各々向かい合うようにスライドする（図２及び図３参照）。これに伴いホルダ２０とベアリング３０ａ、３０ｂの間に配設されたチャック駒（係止部材）４０が押圧されてホルダ２０の外表面２１に開口形成した係合孔２６から外方に突出して、チャック駒４０が紙管Ｂの内面に圧接係合する。さらに、図１０及び図１１に示すように、第二送気路９ｂ、９ｃから第二ピストン６０に圧搾空気を供給して、エア圧力により作動した第二ピストン６０の先端部６３によって突条部２４を押圧接触して、ホルダ２０とシャフトＡを摩擦係合する。
この結果、紙管ホルダ１０がシャフトＡと同一体に回転すると同時に紙管Ｂが紙管ホルダ１０と一体に回転するため、紙管Ｂの外周に紙やフィルム（図示略）が巻き取られる。
【００４８】
ただし、ホルダ２０とシャフトＡの摩擦係合状態は一定ではなく、シャフトＡに対してホルダ２０がスリップすることで、両者の周速度に変化を生じさせることができる。このため、本発明の実施の形態に係る巻取軸１００で細幅シートを巻き取る際に、原反側（図示略）から繰り出されてくる広幅シートの厚みが生産上の厚みムラから一定でないために、巻き取りが進行して行くに従って巻き取り径が異なる場合でも、径の相違に基づいてホルダ２０がスリップすることで周速度を変化させるため、これらシートを巻取軸上に綺麗に巻き取ることができる。
【００４９】
紙管Ｂの外周に紙やフィルムの巻き取りが完了したら、送気路９ａ内の空気を吸引して第一ピストン５０用のチャンバ５９の内部を負圧にする。すると、第一ピストン５０が吸引されて紙管ホルダ１０内の一組のベアリング３０ａ、３０ｂは各々スライドして元の位置に復帰し、かつ弾性部材１８（図１参照）の弾力によってチャック駒４０が元の位置に復帰する。この結果、チャック駒４０がホルダ２０の係合孔２６内に没入するので紙管ホルダ１０と紙管Ｂとが分離される。最後に、シャフトＡの回転を停止させて巻取軸１００から紙管Ｂを引き抜く。
【００５０】
このように、本発明の実施の形態に係る紙管ホルダ１０は従来の技術と比較して限定された構成要素から構成されるため、巻取幅を大幅に限定することが可能になる。具体的に説明すると、図１７に示した特開２００１−１８０８４９号公報に開示された従来の技術と比較して、例えば定置リング１、スライドリング２を廃したため、本発明の実施の形態に係る紙管ホルダは、図１７に示した従来の技術では幅３８ｍｍまでの紙管Ｂしか保持することができなかったのに対して、幅９ｍｍまでの紙管Ｂを保持することが可能になる。
【００５１】
また、本発明の実施の形態に係る紙管ホルダ１０はほぼこのベアリング３０ａ、３０ｂの巻き張力だけで紙管Ｂを保持することができ、故に本発明の実施の形態に係る巻取軸１００は従来の技術と比較して、より低い張力で紙管Ｂを保持することができる。このため、従来の技術では厚さの薄いフィルムにしわが入っている場合には綺麗に巻き取ることができないものが多かったが、本発明に係る巻取軸１００ではこの状況でもフィルムを綺麗に巻き取ることが可能になる。
【００５２】
本発明は以上説明したように構成したので、請求項１に記載した発明によれば、ホルダ内でベアリングをスライドさせて、該ベアリングのスライド運動を傾斜状外周面に沿って係止部材の突出運動に直接伝達するため、多数の部材から構成されていた従来の技術と比較して、より限られた部材からクランプ機構を構成できるためより経済的であり、分解が容易なためよりメンテナンス性に優れ、さらに作用幅をより狭くできるクランプ機構を提供することが可能になる。
【００５３】
次に、請求項２に記載した発明によれば、請求項１に記載した発明の奏する効果に加え、低コストでかつ簡単な構成によって、非固定状態の係止部材を定位置に保持するとともに押圧接されて突出した係止部材を再度ホルダ内に没入させるクランプ機構を提供することが可能になる。
【００５４】
さらに、請求項３に記載した発明によれば、請求項１または２に記載した発明の奏する効果に加え、二つのベアリングの間に一つの係止部材を介在させて、各々のベアリングを同時に対向するようにスライドさせて一つの係止部材を押圧することで、係止部材は揺動を生じさせずに滑らかに突出でき、故に操作を安定させて行うクランプ機構を提供することが可能になる。
【００５５】
さらに、請求項４に記載した発明によれば、請求項１または２に記載した発明の奏する効果に加え、二つのベアリングの間に一つの係止部材を介在させて、一方のベアリングのみをスライドさせて係止部材を押圧することで係止部材を突出でき、故に二つのベアリングのうち一方のみを駆動するため駆動手段の数を減らし、さらに二つのベアリングのうち他方を固設するため、このクランプ機構を両側から位置決めする定置リングのうちの少なくとも一方を不要にすることで、より経済的に構成できるクランプ機構を提供することが可能になる。
【００５６】
そして、請求項５に記載した発明によれば、請求項１〜３のいずれかに記載した発明の奏する効果に加え、係止部材を突出させるピストンを互いに隣接するクランプ機構の間に配置することで隣接するクランプ機構のベアリングを直接互いに反対方向に押圧させ、またホルダと摩擦係合するピストンをクランプ機構の中心付近に配置することでホルダとシャフトを一体に駆動させるため、従来の技術と比較して、より無駄なく構成要素を配置するクランプ機構を提供することが可能になる。
【００５７】
そして、請求項６に記載した発明によれば、請求項１、２または４に記載した発明の奏する効果に加え、係止部材を突出させるピストンを互いに隣接するクランプ機構の間に一つ置きに配置することで隣接するクランプ機構の一方のベアリングを押圧させ、またホルダと摩擦係合するピストンをクランプ機構の中心付近に配置することでホルダとシャフトを一体に駆動させるため、請求項５に記載の発明と比較してベアリングを駆動するピストンの数を約半分に減らすことができ、故に、より経済的なクランプ機構を提供することが可能になる。
【００５８】
そして、請求項７に記載した発明によれば、請求項５または６に記載のクランプ機構を利用することで、従来の技術と比較して限定された構成要素から構成され、メンテナンス性を向上させ、さらにより細い幅に広幅シートをスリットして巻取るとともに各紙管にシートを適正な張力で巻き取る巻取軸を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係るクランプ機構を利用した巻取軸を示す側面図である。
【図２】本発明の第一の実施の形態に係るクランプ機構を非作動状態（Ａ）と作動状態（Ｂ）に分けて示す斜視図である。
【図３】図２に示した、本発明の第一の実施の形態に係るクランプ機構の非作動状態（Ａ）と作動状態（Ｂ）を拡大して示す図である。
【図４】本発明の第二の実施の形態に係るクランプ機構の非作動状態（Ａ）と作動状態（Ｂ）を拡大して示す図である。
【図５】ホルダを示す正面図（Ａ）と図５（Ａ）のＶ−Ｖ線に沿った断面図（Ｂ）である。
【図６】係止部材を示す正面図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。
【図７】図１のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。
【図８】本発明の第一の実施の形態に係るクランプ機構を利用した非作動状態の巻取軸の図７のｐ−ｐ線に沿った断面図（Ａ）と図８（Ａ）のＩ−Ｉ線に沿った断面図（Ｂ）を示す図である。
【図９】本発明の第一の実施の形態に係るクランプ機構を利用した作動状態の巻取軸の図７のｐ−ｐ線に沿った断面図（Ａ）と図９（Ａ）のII−II線に沿った断面図（Ｂ）を示す図である。
【図１０】本発明の第一の実施の形態に係るクランプ機構を利用した非摩擦係合状態の巻取軸の図７のｑ−ｑ線に沿った断面図（Ａ）と図１０（Ａ）のIII−III線に沿った断面図（Ｂ）を示す図である。
【図１１】本発明の第一の実施の形態に係るクランプ機構を利用した摩擦係合状態の巻取軸の図７のｑ−ｑ線に沿った断面図（Ａ）と図１１（Ａ）のIV−IV線に沿った断面図（Ｂ）を示す図である。
【図１２】本発明の第二の実施の形態に係るクランプ機構を利用した非作動状態の巻取軸を示す図である。
【図１３】本発明の第二の実施の形態に係るクランプ機構を利用した非摩擦係合状態の巻取軸を示す図である。
【図１４】ロータリージョイント部を示す断面図である。
【図１５】第一ピストンを示す側面図である。
【図１６】第二ピストンを示す正面図（Ａ）、側面図（Ｂ）及び平面図（Ｃ）である。
【図１７】従来技術に係る非作動状態の巻取軸（Ａ）と作動状態の巻取軸（Ｂ）を示す図である。
【符号の説明】
Ａ シャフト
Ｂ 被固定部材（紙管）
９ａ、９ｂ、９ｃ 送気路
１０ クランプ機構（紙管ホルダ）
１５ 定置リング
１８ 弾性部材（ばね）
２０ ホルダ
３０ ベアリング
３３、４３ 傾斜状外周面（端部）
３９ 止め輪（スナップリング）
４０ 係止部材（チャック駒）
５０ 第一ピストン
６０ 第二ピストン
７０ ロータリージョイント部
１００ 巻取軸
Claims (7)
- ホルダ、ベアリング及び係止部材から構成されるクランプ機構であって、前記ホルダは偏平円筒状に形成され、内壁の中央から中心に向けて突出形成した突条部により左右対称の二つのチャンバを形成し、各チャンバにそれぞれ前記ベアリングを収容するとともに外表面に開口した係合孔に前記係止部材を出没自在に収容し、また、前記各ベアリングの外輪と前記係止部材の少なくともいずれか一方の端部に傾斜状外周面を形成して前記各ベアリングの外輪と前記係止部材を直接当接させ、駆動手段により前記各ベアリングをスライドさせることにより前記係止部材を前記傾斜状外周面に沿って前記係合孔から突出させることを特徴とするクランプ機構。
- 前記ホルダと前記係止部材は各々外表面に渡る溝部を形成し、該溝部内に弾性部材を挿通して前記係止部材を前記ホルダの前記係合孔内に押圧してなることを特徴とする請求項１に記載のクランプ機構。
- 前記ホルダは内部を二つのチャンバに分けて一組の前記ベアリングを回転自在かつ軸方向にスライド自在に収容させて、前記ベアリングの各々を前記係止部材に対して対向する側から前記駆動手段により同時にスライドさせることにより前記係止部材を前記係合孔から突出させることを特徴とする請求項１または２に記載のクランプ機構。
- 前記ホルダは内部を二つのチャンバに分けて一組の前記ベアリングを収容させ、この際、一方のベアリングを回転自在かつ軸方向にスライド自在に収容させると共に他方のベアリングを回転自在かつ軸方向不動に固定して収容させて、前記一方のベアリングを前記係止部材に対して前記駆動手段によりスライドさせることにより前記係止部材を前記係合孔から突出させることを特徴とする請求項１または２に記載のクランプ機構。
- 流体圧力で作用する二系統のピストンを用いて、一方のピストンは互いに隣接する前記クランプ機構の間に配置されて前記ベアリングに作用する前記駆動手段として設けられ、他方のピストンは前記クランプ機構の中心付近に前記一方のピストンに対して約９０度位相をずらして配置されて前記ホルダと摩擦係合するように設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のクランプ機構。
- 流体圧力で作用する二系統のピストンを用いて、一方のピストンは互いに隣接する前記クランプ機構の間に一つ置きに配置されて前記一方のベアリングに作用する前記駆動手段として設けられ、他方のピストンは前記クランプ機構の中心付近に前記一方のピストンに対して約９０度位相をずらして配置されて前記ホルダと摩擦係合するように設けたことを特徴とする請求項１、２または４に記載のクランプ機構。
- 請求項５または６に記載の前記クランプ機構を利用する巻取軸であって、前記クランプ機構は前記ホルダ上に紙やフィルム等を巻取る紙管を装着してなることを特徴とする巻取軸。
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