特開 2024-163742 巻芯シャフト用チューブおよび巻芯シャフト

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024163742

(43)【公開日】2024-11-22

(54)【発明の名称】巻芯シャフト用チューブおよび巻芯シャフト

(51)【国際特許分類】

   B65H 75/18 20060101AFI20241115BHJP

   B65H 18/04 20060101ALI20241115BHJP

   B65H 75/08 20060101ALI20241115BHJP

【ＦＩ】

B65H75/18 C

B65H18/04

B65H75/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023079597

(22)【出願日】2023-05-12

(71)【出願人】

【識別番号】000114710

【氏名又は名称】ヤマウチ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002044

【氏名又は名称】弁理士法人ブライタス

(72)【発明者】

【氏名】中村 嘉伸

(72)【発明者】

【氏名】山田 大地

【テーマコード（参考）】

3F055

3F058

【Ｆターム（参考）】

3F055AA01

3F055AA05

3F055AA12

3F055CA02

3F058AA01

3F058AA02

3F058AA03

3F058AB01

3F058BB09

3F058BB11

3F058BB12

3F058BB15

3F058DA04

3F058DB03

3F058DB05

3F058JA16

(57)【要約】

【課題】巻芯を支持するための巻芯シャフトにおいて、らせん状に巻かれているチューブの姿勢をより安定させる。
【解決手段】巻芯シャフト１の円筒体２にらせん状に巻かれる弾性体からなるチューブ３であって、チューブ３の軸方向と直交する断面において、流体が通過する空洞部３１は長手方向Ｘに扁平な形状である。空洞部３１の断面における中心３１ａが、チューブ３の断面における中心３ａから空洞部３１の扁平形状の短手方向Ｙの一方Ｙ１側に変位した位置にある。チューブ３の一方側の厚みＡ２に、空洞部３１の扁平形状の長手方向Ｘの端３１ｂの厚みＡ１よりも薄い部分３５ａがある。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

巻芯シャフトの円筒体にらせん状に巻かれる弾性体からなるチューブであって、
前記チューブの軸方向と直交する断面において、流体が通過する空洞部は扁平形状であり、
前記空洞部の前記断面における中心が、前記チューブの前記断面における中心から前記空洞部の扁平形状の短手方向の一方側に変位した位置にあり、
前記チューブの前記一方側の厚みに、前記空洞部の扁平形状の長手方向の端の厚みよりも薄い部分があることを特徴とする巻芯シャフト用チューブ。

【請求項2】

前記チューブの外形は、前記空洞部の扁平形状の長手方向と同じ方向が長手方向となる扁平形状であることを特徴とする請求項１に記載の巻芯シャフト用チューブ。

【請求項3】

前記チューブの前記一方側が中心から外側に向かって、前記断面において凸形状であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の巻芯シャフト用チューブ。

【請求項4】

円筒体と、
前記円筒体にらせん状に巻かれる請求項１に記載のチューブとを備えていることを特徴とする、巻芯シャフト。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、フィルム、紙、不織布などのシートを加工して製品を製造するメーカーの製造工程において、巻芯へのシートの巻取り、または巻芯からのシートの繰り出しなどに使用される巻芯シャフト用チューブおよび巻芯シャフトに関する。

【背景技術】

【0002】

フィルム、紙、不織布などのシートを加工して製品を製造するメーカーの製造工程において、円筒状の巻芯にシートを巻き取る工程や、巻芯に巻かれたシートを繰り出す工程が存在する。これらの工程では、巻芯に巻芯シャフトを挿入し、巻芯シャフトによって巻芯を回転可能に支持する。巻芯シャフトの一例として、空気圧により紙管を固定する紙管軸が存在する（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、特許文献１に記載の紙管軸２０の主要部を示す断面図であり、図６（Ａ）および図６（Ｂ）の左右方向が紙管軸２０の軸方向である。特許文献１に記載の紙管軸２０は、紙管軸筒２０’と、紙管軸筒２０’の外周面に形成されたらせん状の溝２１ｂと、溝２１ｂに巻かれたチューブ２２と、を備えている。チューブ２２には、圧縮空気が供給される。紙管軸２０に紙管３６（巻芯）が挿入されるときには、チューブ２２には圧縮空気が注入されておらず、チューブ２２は収縮した状態である。このため、紙管３６を紙管軸２０に挿入するときに紙管３６がチューブ２２に引っかかりにくい。よって、紙管３６を紙管軸２０に対してスムーズに着脱できる。紙管軸２０に紙管３６を連結する場合、紙管３６に紙管軸筒２０’を挿入した状態でチューブ２２に圧縮空気が注入される。これにより、チューブ２２が膨張してチューブ２２の外径が大きくなり、チューブ２２が紙管３６に密着する。これにより、紙管軸２０と紙管３６が一体回転可能に連結される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特公昭５７－２４２９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

チューブ２２は、紙管３６に接触する外径側部分が肉厚部２３を構成している。一方で、チューブ２２において、紙管軸筒２０’の溝２１ｂに接触する内径側部分の厚みが、肉厚部２３の厚みより薄く且つ均等な厚みとなっている。このような構成のため、チューブ２２の内径側部分は、外力によって弾性変形するときの方向が定まらない。よって、チューブ２２の内径側部分は、紙管軸筒２０’にチューブ２２が巻かれたときの荷重バランスの不均一などによってチューブ２２の幅方向両端部分の変形量を一定にできず、たとえば、図６（Ｂ）に示すように、厚肉部２３（チューブ２２の外径側部分）が紙管軸筒２０’に対して傾いた姿勢となるおそれがある。このような姿勢のままチューブ２２に圧縮空気が注入されると、チューブ２２の膨張に伴うチューブ２２の外径拡大が所望の値まで至らず、チューブ２２と紙管３６との結合力が弱くなるおそれがある。

【0006】

本開示の目的の一つは、巻芯を支持するための巻芯シャフトにおいて、らせん状に巻かれているチューブの姿勢をより安定させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示は、下記の巻芯シャフト用チューブおよび巻芯シャフトを要旨とする。

【0008】

（１） 巻芯シャフトの円筒体にらせん状に巻かれる弾性体からなるチューブであって、
前記チューブの軸方向と直交する断面において、流体が通過する空洞部は扁平形状であり、
前記空洞部の前記断面における中心が、前記チューブの前記断面における中心から前記空洞部の扁平形状の短手方向の一方側に変位した位置にあり、
前記チューブの前記一方側の厚みに、前記空洞部の扁平形状の長手方向の端の厚みよりも薄い部分があることを特徴とする巻芯シャフト用チューブ。

【0009】

（２） 前記チューブの外形は、前記空洞部の扁平形状の長手方向と同じ方向が長手方向となる扁平形状であることを特徴とする前記（１）に記載の巻芯シャフト用チューブ。

【0010】

（３） 前記チューブの前記一方側が中心から外側に向かって、前記断面において凸形状であることを特徴とする、前記（１）または前記（２）に記載の巻芯シャフト用チューブ。

【0011】

（４） 円筒体と、
前記円筒体にらせん状に巻かれる前記（１）～前記（３）の何れか１項に記載のチューブとを備えていることを特徴とする、巻芯シャフト。

【発明の効果】

【0012】

本開示によれば、巻芯を支持するための巻芯シャフトにおいて、らせん状に巻かれているチューブの姿勢をより安定させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、本開示の一実施形態における巻芯シャフトおよび巻芯の正面図であり、一部を断面で示している。

【図2】図２（Ａ）は、図１の巻芯シャフトの一部を拡大した図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す巻芯シャフトに巻芯が一体回転可能に連結された状態を示す図である。

【図3】図３は、チューブ単体をチューブの軸方向と直交する断面で示した図である。

【図4】図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、図１のＩＶ－ＩＶ線に沿う巻芯シャフトの軸直断面図であり、チューブは想像線である二点鎖線で示している。

【図5】図５（Ａ）は、変形例における巻芯シャフトの正面図であり、一部を断面で示している。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す巻芯シャフトに巻芯が一体回転可能に連結された状態において、一部を拡大した図を示している。

【図6】図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、特許文献１に記載の紙管軸の主要部を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0015】

＜巻芯シャフトの全体構成＞
図１は、本開示の一実施形態における巻芯シャフト１および巻芯１００の正面図であり、一部を断面で示している。図１では、巻芯シャフト１は、巻芯１００との連結が解除されている状態を示している。図２（Ａ）は、図１の巻芯シャフト１の一部を拡大した図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す巻芯シャフト１に巻芯１００が一体回転可能に連結された状態を示す図である。

【0016】

図１～図２（Ｂ）に示すように、巻芯シャフト１は、巻芯１００を支持するために用いられる。巻芯シャフト１の全長は特に限定されないが、全長が１．０ｍ～１．５ｍ程度の巻芯１００を支持するのに適した全長を例示できる。加圧された流体が巻芯シャフト１のチューブ３へ供給されてチューブ３が膨張することにより、巻芯シャフト１が巻芯１００に連結（接触）する。これにより、巻芯シャフト１は、巻芯１００とトルク伝達可能に連結され、巻芯１００と一体回転可能となる。一方、加圧された流体がチューブ３から排出されてチューブ３が収縮することにより、巻芯シャフト１と巻芯１００との連結が解除される。これにより、巻芯シャフト１に対して巻芯１００を着脱可能となり、巻芯シャフト１を巻芯１００へ容易に挿入できるとともに巻芯シャフト１を巻芯１００から容易に引き抜くことができる。

【0017】

巻芯シャフト１に着脱される巻芯１００は、筒状であればよい。巻芯１００として、フィルム、紙、不織布などのシートが巻かれる巻芯を例示できる。巻芯１００の内径は、加圧された流体がチューブ３に供給されて膨張したときの巻芯シャフト１の外径と略同じである。チューブ３を膨張させるためにチューブ３に供給される流体として、空気や窒素などの気体、水などの液体を例示できる。本実施形態では、チューブ３に圧縮空気が供給される形態を例に説明する。

【0018】

巻芯シャフト１は、円筒体２と、円筒体２にらせん状に巻かれるチューブ３と、を備えている。

【0019】

巻芯シャフト１は、上記の構成に加えて、一対の端軸４，５と、一対のカラー６，７と、カバー８と、をさらに備えていてもよい。

【0020】

＜円筒体＞
円筒体２は、軽量であることが好ましく、たとえば、ＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）製である。なお、円筒体２は、ＣＦＲＰ以外の合成樹脂製であってもよいし、アルミニウム合金などの非鉄金属製であってもよいし、鉄製であってもよい。円筒体２の外周面２ａは、らせん溝などの溝を形成されておらず、円筒形状である。円筒体２の一対の端部に一対の端軸４，５が固定されている。

【0021】

＜端軸＞
端軸４，５は、図示しない軸受に支持される部分である。各端軸４，５の一部は、円筒体２から突出しており、この突出した部分が軸受に支持される。

【0022】

一方の端軸４内には、給気孔４ａが形成されている。給気孔４ａは、圧縮空気が通過する部分である。給気孔４ａは、本実施形態では、端軸４の先端（図１の左端）から端軸４の中心軸線に沿って形成されているとともに、端軸４の外周面に開口している。端軸４の先端側部分にプラグ９が取り付けられている。プラグ９は、図示しないホースを介してエアコンプレッサに接続されることで、エアコンプレッサからの圧縮空気を給気孔４ａへ導入する。

【0023】

給気孔４ａのうち、端軸４の外周面に開口している部分には、ジョイント１０が取り付けられている。ジョイント１０は、中空部材であり、チューブ３の一端に接続されている。給気孔４ａからの圧縮空気は、ジョイント１０を通ってチューブ３の空洞部３１内に供給される。

【0024】

＜カラー＞
端軸４の外周面には、筒状のカラー６が固定されている。カラー６は、ジョイント１０と、チューブ３の一部を取り囲むように配置されている。短軸５の外周面には、筒状のカラー７が固定されている。

【0025】

＜チューブ＞
チューブ３は、たとえばゴム製であり、弾性体からなる。チューブ３は、弾性体であればよく、具体的な材質は限定されない。ゴム以外のチューブ３の材質として、熱可塑性ウレタンエラストマーや、熱可塑性ポリエステル系エラストマーなどの熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル樹脂や、ウレタン樹脂などの軟質合成樹脂を例示できる。チューブ３は、たとえば、押出成形やブロー成形によって作られる。

【0026】

チューブ３は、円筒体２の外周面２ａにらせん状に巻かれており、円筒体２の長手方向に隣り合う部分同士が直接円筒体２の長手方向に向かい合っている。チューブ３において、円筒体２の長手方向に隣り合う部分同士は、接触していてもよいし、接触していなくてもよい。チューブ３の軸方向におけるチューブ３の一端は、ジョイント１０によって固定されている。チューブ３の軸方向におけるチューブ３の他端（図示せず）は、他方の端軸５に固定されたプラグによって固定されているとともに空洞部３１が塞がれている。なお、チューブ３の軸方向におけるチューブ３の他端（図示せず）は、端軸５に固定され、且つ、空洞部３１が塞がれて圧縮空気が漏れないようにされていればよく、具体的な構成は限定されない。たとえば、チューブ３の軸方向におけるチューブ３の他端部（図示せず）は、バルブなどによって圧縮空気を排出可能に構成されていてもよい。

【0027】

チューブ３には、圧縮空気が通過する空洞部３１が形成されている。空洞部３１に圧縮空気が供給されることで、チューブ３が膨張する。空洞部３１は、チューブ３の軸方向全域に亘って形成されている。

【0028】

図３は、チューブ３単体をチューブ３の軸方向と直交する断面で示した図である。以下では、特に説明無き場合、図３に示すように、チューブ３に外力が加えられていない自由状態を基準に説明する。

【0029】

チューブ３の軸方向と直交する断面において、空洞部３１は扁平形状である。なお、以下では、チューブ３の軸方向と直交する断面を、単に「断面」ともいう。断面において、空洞部３１の長手方向Ｘは、チューブ３が円筒体２に巻かれているときに円筒体２の長手方向（円筒体２の中心軸線２ｂが延びている方向）と平行になる。この場合の「平行」とは、チューブ３が円筒体２に巻かれているときの空洞部３１の長手方向Ｘが円筒体２の長手方向に対して誤差程度（数度程度）の角度をなして傾いている場合も含む。空洞部３１は、断面において長手方向Ｘに長く、且つ、長手方向Ｘと直交する短手方向Ｙに短い長孔形状である。この長孔形状は、長手方向Ｘの両端部が半円形状であり、且つ、長手方向Ｘの中間部が上記半円形状同士をつなぐ直線形状によって形成されている。本実施形態では、チューブ３は、断面において長手方向Ｘに対称（図３において左右対称）な形状に形成されている。

【0030】

断面において、長手方向Ｘは、空洞部３１の直線形状部分が延びている方向であってもよいし、空洞部３１のうち最も離れている２点（端３１ｂ，３１ｂ）間をつなぐ直線が延びる方向であってもよい。

【0031】

断面において、空洞部３１の中心３１ａは、チューブ３の中心３ａから短手方向Ｙの一方Ｙ１側に変位した位置にある。短手方向Ｙの一方Ｙ１は、図２（Ａ）、図２（Ｂ）、および図３における下方向であり、チューブ３が円筒体２に巻かれているときにおけるチューブ３から円筒体２に向かう方向である。短手方向Ｙの他方Ｙ２は、図２（Ａ）、図２（Ｂ）、および図３における上方向であり、短手方向Ｙの一方Ｙ１と反対方向である。断面において、空洞部３１の中心３１ａは、空洞部３１の図心であり、チューブ３の中心３ａは、チューブ３の外表面３２で囲まれた領域の図心である。外表面３２とは、断面においてチューブ３の外側に露呈している面をいう。断面において、長手方向Ｘにおける空洞部３１の中心３１ａの位置と長手方向Ｘにおけるチューブ３の中心３ａの位置とは、揃っていることが好ましい。揃っていることで、チューブ３が圧縮空気によって膨張するときのチューブ３の膨張量を長手方向Ｘの各部で均等にできる。

【0032】

上記の空洞部３１の配置により、断面において、チューブ３には、空洞部３１の両端３１ｂ，３１ｂよりも短手方向Ｙの一方Ｙ１側に位置している部分３５（以下、単に一方側部分３５ともいう）と、空洞部３１よりも短手方向Ｙの他方Ｙ２側に位置している部分３７（厚肉部３７）と、が存在している。一方側部分３５は、図３において、厚みＡ１を示す寸法線よりも短手方向Ｙの一方Ｙ１側に位置している部分をいう。端３１ｂは、周面３１ｃ上に存在している。

【0033】

断面において、チューブ３のうち短手方向Ｙの一方Ｙ１側の厚みＡ２に、空洞部３１の長手方向Ｘの端３１ｂの厚みＡ１よりも薄い部分がある。すなわち、一方側部分３５の厚みＡ２が、空洞部３１の長手方向Ｘの端３１ｂの厚みＡ１よりも薄い部分３５ａがある。ここで、厚みとは、外表面３２から空洞部３１の周面３１ｃまで測ったとき、最小となる値とする。

【0034】

厚みＡ２は、断面において、空洞部３１の周面３１ｃのうち長手方向Ｘの端３１ｂよりも短手方向Ｙの一方Ｙ１側の任意の部分での厚みをいう。厚みＡ２の最小値Ａ２_ｍｉｎは、断面における空洞部３１の周面３１ｃの半円形状部分上の点３１ｄを含む薄い部分３５ａでの厚みである。厚みＡ１＞厚みＡ２_ｍｉｎである。

【0035】

厚みＡ２_ｍｉｎである薄い部分３５ａは、長手方向Ｘにおいて空洞部３１の端３１ｂ，３１ｂよりも外側には配置されていないことが好ましい。すなわち、図３において、空洞部３１の端３１ｂ，３１ｂから短手方向Ｙの一方Ｙ１側に延伸させた一点鎖線３１ｅ，３１ｅ間に薄い部分３５ａの全体が存在していることが好ましい。この好ましい構成であれば、チューブ３のうち一点鎖線３１ｅ，３１ｅ間の領域の外側にある部分を厚くでき、空洞部３１に圧縮空気が供給されたときにチューブ３が長手方向Ｘに膨らむことをより確実に抑制できる。

【0036】

次に、チューブ３の外形についてより具体的に説明する。

【0037】

チューブ３の外形は、空洞部３１の扁平形状の長手方向Ｘと同じ方向が長手方向となる扁平形状である。断面において、チューブ３の外形は、チューブ３の外表面３２によって構成されている。

【0038】

チューブ３の外表面３２は、厚肉部３７に存在する平坦面３２ａと、平坦面３２ａから短手方向Ｙの一方Ｙ１側に延伸する一対の円弧面３２ｂ，３２ｂと、一対の円弧面３２ｂ，３２ｂから短手方向Ｙの一方Ｙ１側に延伸する一対の側面３２ｃ，３２ｃと、一対の側面３２ｃ，３２ｃ同士をつなぐ湾曲面３２ｄと、を備えている。

【0039】

平坦面３２ａは、カバー８と直接接触する部分である。平坦面３２ａは、断面において、長手方向Ｘに沿った直線状に形成されており、平坦面３２ａが延びている方向と平行な方向を長手方向Ｘとして捉えることができる。断面において、空洞部３１が平坦面３２ａと短手方向Ｙに向かい合っている。一対の円弧面３２ｂ，３２ｂは、断面において、約９０度の角度範囲に亘って形成されているが、９０度以外の角度範囲に亘って形成されていてもよい。長手方向Ｘに向かい合う一対の円弧面３２ｂ，３２ｂ間には、空洞部３１が配置されていない。長手方向Ｘにおいて向かい合う一対の側面３２ｃ，３２ｃは、チューブ３が円筒体２にらせん状にまかれたとき、円筒体２の長手方向において隣り合う部分同士が向かいあって接触する部分である。一対の側面３２ｃ，３２ｃは、断面において短手方向Ｙに直線状に形成されているが、直線でない形状を含む形状であってもよい。

【0040】

湾曲面３２ｄは、円筒体２の外周面２ａに向かい合う面であり、外周面２ａと接触する部分である。断面において、湾曲面３２ｄは、短手方向Ｙにおいてチューブ３の中心３ａから遠ざかる方向に向けて凸となる凸形状である。これにより、チューブ３の一方側部分３５が、長手方向Ｘにおけるチューブ３の中心から外側に向かって、断面において凸形状となっている。断面において、湾曲面３２ｄは、空洞部３１と短手方向Ｙに向かい合っている部分を含む大部分が所定の第１曲率半径Ｒ１の円弧状に形成されている。また、湾曲面３２ｄは、第１曲率半径Ｒ１である部分と一対の側面３２ｃ，３２ｃとの間の部分が、第１曲率半径Ｒ１よりも小さな第２曲率半径Ｒ２の円弧状に形成されている。第２曲率半径Ｒ２は、円弧面３２ｂの曲率半径と揃えられていてもよいし、揃えられていなくてもよい。断面での湾曲面３２ｄの端３２ｆ，３２ｆは、外表面３２において側面３２ｃから曲率半径が変化する点である。

【0041】

上記のように形成することで、断面において、チューブ３の空洞部３１の中心３１ａよりも短手方向Ｙの一方Ｙ１側の厚みが、湾曲面３２ｄの中心３２ｅから端３２ｆ側に進むに従い一旦薄くなり、最小値Ａ２_ｍｉｎとなる薄い部分３５ａにおいて湾曲面３２ｄにおける最薄となり、その後厚くなるように形成される。

【0042】

上記の構成を有するチューブ３は、チューブ３の軸方向にテンション（引張荷重）をかけられた状態で円筒体２に巻かれていることが好ましい。具体的には、図２（Ａ）に示すように、チューブ３は、円筒体２の外周面２ａに接触している箇所における湾曲面３２ｄが平坦になるようにして円筒体２に巻かれている。圧縮空気が供給されておらず空洞部３１内の気圧が大気圧であり収縮状態であるときのチューブ３は、短手方向Ｙにおける空洞部３１の高さが小さくなるようにして弾性変形しており、円筒体２に向けて押しつけられている。

【0043】

図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、図１のＩＶ－ＩＶ線に沿う巻芯シャフト１の軸直断面図であり、チューブ３は想像線である二点鎖線で示している。図４（Ａ）は、チューブ３に圧縮空気が供給されておらずチューブ３が収縮した収縮状態を示しており、図４（Ｂ）はチューブ３に圧縮空気が供給されてチューブ３が膨張した膨張状態を、チューブ３の一部を拡大して示している。

【0044】

＜カバー＞
図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、チューブ３には、カバー８が取り付けられている。カバー８は、巻芯１００と直接接触する部分である。カバー８は、複数（４つ）のカバー部材８ａを備えている。各カバー部材８ａは同じ構成を有しており、円筒体２の周方向に９０度ピッチで配置されている。各カバー部材８ａは、円筒体２のうちカラー６，７が配置されていない箇所を覆うように配置されており、軸直断面において、円弧状に形成されている。各カバー部材８ａは、ポリ塩化ビニル（PVC）、ポリカーボネートなどの合成樹脂、または金属など、チューブ３よりも硬い材質で形成されている。各カバー部材８ａは、円筒体２の周方向における中間部分が接着剤によってチューブ３に固定されており、チューブ３の平坦面３２ａに接着されている。

【0045】

各カバー部材８ａのうち、円筒体２の周方向の一方側端部の外周面には、周方向に沿った所定範囲に切欠８ｂが形成されている。また、各カバー部材８ａのうち、円筒体２の周方向の他方側端部の内周面には、周方向に沿った所定範囲に切欠８ｃが形成されている。

【0046】

チューブ３が収縮状態にあるとき、隣り合う２つのカバー部材８ａ，８ａにおいて、一方のカバー部材８ａの切欠８ｂが形成されている部分と、他方のカバー部材８ａの切欠８ｃが形成されている部分とが、円筒体２の径方向に重なるようにして配置されている。

【0047】

以上が、巻芯シャフト１の概略構成である。

【0048】

＜巻芯シャフトの動作の一例＞
巻芯シャフト１は、以下のようにして巻芯１００との連結および連結解除がなされる。

【0049】

チューブ３が収縮状態のとき、巻芯シャフト１の外径、すなわち、カバー８の外径は、巻芯１００の内径未満であり、巻芯１００を巻芯シャフト１に対して着脱可能である。

【0050】

一方、チューブ３に圧縮空気が注入されてチューブ３が膨張すると、空洞部３１内の空間が膨らみ、チューブ３の厚肉部３７と各カバー部材８ａは、円筒体２の径方向外方に移動する。これにより、隣り合う２つのカバー部材８ａにおいて、カバー部材８ａ同士の重なりを維持しつつ、切欠８ｂが切欠８ｃから抜ける方向への相対移動が生じる。このような動作により、カバー部材８ａ間からチューブ３が露呈することなく、カバー８の外径が大きくなり、カバー８の外周面と巻芯１００の内周面とが連結される。これにより、巻芯シャフト１と巻芯１００とが一体回転可能に連結される。この状態で端軸４，５が軸受（図示せず）に支持された状態の巻芯シャフト１が巻芯１００とともに回転することで、巻芯１００へのシート巻取り、または、巻芯１００からのシートの繰り出しが行われる。

【0051】

そして、巻芯１００の使用が終わると、チューブ３から圧縮空気が抜かれ、チューブ３が収縮状態となる。これにより、カバー８の外径が巻芯１００の内径未満になり、巻芯シャフト１から巻芯１００を抜くことができる。

【0052】

＜効果の一例＞
以上説明したように、本実施形態によると、断面において、空洞部３１が扁平形状であり、空洞部３１が短手方向Ｙの一方Ｙ１側にオフセット配置されており、さらに、チューブ３の一方側部分３５において、厚みＡ２が、空洞部３１の長手方向Ｘの端３１ｂの厚みＡ１よりも薄い部分３５ａがある。この構成によると、円筒体２に巻かれたチューブ３は、収縮状態と膨張状態の間を変化するとき、厚肉部３７、および空洞部３１の長手方向Ｘの両側部分はほとんど弾性変形せず、薄い部分３５ａなど、空洞部３１対して短手方向Ｙの一方Ｙ１側にある部分が主に弾性変形する。このように、チューブ３において、チューブ３を支える円筒体２に近い箇所が弾性変形する一方で、空洞部３１の厚肉部３７や空洞部３１の長手方向Ｘの両側部分はほとんど弾性変形しない。よって、断面において、チューブ３の平坦面３２ａが円筒体２の中心軸線２ｂと平行な状態を維持しやすく、平坦面３２ａが中心軸線２ｂに対して傾いた姿勢になることを抑制できる。その結果、らせん状に巻かれているチューブ３の姿勢をより安定させることができる。よって、収縮状態および膨張状態の何れか一方から他方に変化するときのチューブ３の変形態様をより所望の態様にできる。その結果、チューブ３を膨張状態にさせたときに、設計通りにカバー８の外径を変化させることができ、カバー８と巻芯１００との結合（連結）力を設計通りの値にできる。

【0053】

また、本実施形態によると、チューブの外形は、空洞部３１の扁平形状の長手方向Ｘと同じ方向が長手方向となる扁平形状である。この構成によると、チューブ３が円筒体２に接触できる長さ、およびチューブ３がカバー部材８ａに接触できる長さをより長くできる。これにより、長手方向Ｘが円筒体２の中心軸線２ｂに対して傾くことを抑制でき、チューブ３が円筒体２により安定した姿勢で支持される。さらに、チューブ３とカバー部材８ａとの接触面積をより多くできる。その結果、チューブ３は、膨張状態においてもカバー部材８ａを安定した姿勢に維持できる。

【0054】

また、本実施形態によると、一方側部分３５は、長手方向Ｘの中心から外側に向かって、断面において凸形状である。この構成によると、チューブ３が収縮状態にあるときに、凸形状部分が円筒体２の外周面２ａに押されることで大きく弾性変形でき、その分、チューブ３における空洞部３１の長手方向Ｘの両側部分の弾性変形を抑制できる。よって、円筒体２に対してチューブ３をより安定した姿勢にできる。

【0055】

また、本実施形態によると、チューブ３において、空洞部３１の長手方向Ｘの両側部分は、収縮状態および膨張状態のいずれにおいても長手方向Ｘへの弾性変形量が極めて小さくされている。このため、円筒体２にチューブ３がらせん状に巻かれてチューブ３のうち長手方向Ｘに隣り合う部分同士が直接接触している場合でも、チューブ３の各部が長手方向Ｘに膨張および収縮せず、チューブ３において長手方向Ｘに隣り合う部分間に隙間ができることを抑制できる。よって、チューブ３のうち長手方向Ｘに隣り合う部分間に、チューブ３の弾性変形のためのスペースを空けておかずに済み、チューブ３を密に巻いてチューブ３とカバー部材８ａとの接触面積をより多くできる。よって、チューブ３とカバー８との結合力をより大きくできる。

【0056】

また、本実施形態によると、チューブ３は、テンションをかけて強く円筒体２に巻かれることで、チューブ３の一方側部分３５が短手方向Ｙの他方Ｙ２側に弾性変形している。そして、チューブ３が圧縮空気によって膨張するときには、チューブ３の一方側部分３５が主に弾性変形してチューブ３がテンション付与前の形状に復元するような動きをすることで、チューブ３カバー８を介して巻芯１００に連結される。この構成であれば、予めテンションが付与されていた分、チューブ３は、収縮状態から膨張状態になったときでも、短手方向Ｙに作用する引張荷重がゼロか、または小さい値にできる。よって、この引張荷重に起因するチューブ３の劣化を抑制でき、より長期間に亘ってチューブ３を繰り返し収縮状態と膨張状態とに変化させることができ、チューブ３の寿命をより長くできる。

【0057】

なお、図４（Ｂ）によく示されているように、カバー部材８ａのうち切欠８ｂが形成されている側のエッジ８ｄが、チューブ３の厚肉部３７に接触している。このため、チューブ３の膨張と収縮の繰り返し動作でエッジ８ｄからチューブ３に作用する荷重により、チューブ３に摩擦が生じる。これにより、カバー部材８ａのエッジ８ｄがチューブ３の表面を揉むような挙動を示す。特に、圧縮空気が低圧で使用された場合に、カバー部材８ａのエッジ８ｄ付近において、チューブ３のうちカバー部材８ａと接触している箇所は膨張量が相対的に小さい一方で、カバー部材８ａと接触していない箇所は膨張量が相対的に大きくなる。この場合、上述した揉むような挙動によるエッジ８ｄからチューブ３への摩擦力が強くなる。このような揉むような挙動は、チューブ３に代えて従来のチューブを採用した巻芯シャフト、すなわち、チューブのうち樹脂カバーに接触する箇所から空洞部までの厚みと、空洞部から円筒体に接触する箇所までの厚みが同じ従来のチューブを採用した巻芯シャフトにおいても同様に存在する。従来の巻芯シャフトでは、カバー部材のエッジと擦れる位置でのチューブが薄い。よって、上述した揉むような挙動によるカバー部材のエッジとの摩擦によってチューブに短期間で傷が発生し、傷口を通じ空洞部内からチューブ外へ空気が漏れるおそれがある。

【0058】

一方で、本実施形態によると、チューブ３のうち樹脂カバー部材８ａに接触する厚肉部３７が厚くされている。その結果、上述した揉むような挙動によるチューブ３の平坦面３２ａへの摩擦接触に対してチューブ３に傷が生じにくい。また、傷が生じたとしても、厚肉部３７が厚いので、傷が空洞部３１まで到達せずに済む。よって、カバー部材８ａとチューブ３との摺動に起因するチューブ３の傷および空気漏れをより長期間に亘って確実に抑制できる。さらに、上述したように本実施形態では、チューブ３は、円筒体２に強く巻かれることでテンションをかけられて円筒体２側に押し縮められている。そして、チューブ３が圧縮空気によって膨張するときには、チューブ３の一方側部分３５における薄い部分３５ａが主に弾性変形することでチューブ３がテンション付与前の形状に復元するような動きをすることで、チューブ３がカバー８を介して巻芯１００に連結される。この構成により、厚肉部３７は、平坦面３２ａを含めチューブ３の収縮および膨張に伴い形状変化がないか、または形状変化が少なく、チューブ３が膨張したときでも平坦面３２ａの平坦形状を維持できる。これにより、カバー部材８ａのエッジ８ｄとチューブ３の平坦面３２ａとの接触領域を大きくでき、平坦面３２ａのごく一部のみがエッジ８ｄと接触することで生じる傷を抑制できる。さらに、チューブ３がテンションをかけて押し縮められた収縮状態から膨張状態へ状態が変わるに際し、チューブ３の外径側表面である平坦面３２ａは、チューブ３の膨張による形状変化がないか、または形状変化が少ない。よって、カバー部材８ａのエッジ８ｄとチューブ３の平坦面３２ａとの摩擦がないか、摩擦量が少ないため、平坦面３２ａでの傷の発生を少なくできる。仮に、上述した従来のチューブのように、カバー部材と接する部分が薄いと、チューブが膨張状態のときに断面においてカバー部材側に向けて凸となる円弧状に膨らみ、エッジ８ｄがチューブの凸の先端にのみ接触して、チューブに傷が生じやすい。さらに、従来のチューブでは、チューブが収縮状態から膨張状態へ状態が変わるに際し、チューブの外径側表面は、チューブの膨張による形状変化が大きいので、カバー部材のエッジとの摩擦が大きく、傷が生じやすい。一方で、本実施形態では、このような傷の発生をより確実に抑制できる。特に、本実施形態のように、チューブ３の短手方向Ｙの一方Ｙ１側に薄い部分３５ａを設ける構成と、この一方側部分３５において断面凸形状を設ける構成と、短手方向Ｙの他方Ｙ２側に厚肉部３７および平坦面３２ａを設ける構成の相乗効果により、上述した揉むような挙動に起因するチューブ３の傷の発生を顕著に少なくできる。

【0059】

以上、本開示の実施形態について説明した。しかしながら、本開示は、上述の実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載の範囲内において種々の変更が可能である。なお、以下では、上述の実施形態と異なる構成について主に説明し、同様の構成には図に同一の符号を付して説明を省略する。

【0060】

＜変形例>
上述の実施形態では、チューブ３がカバー８を介して巻芯１００に連結される形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。

【0061】

図５（Ａ）は、変形例における巻芯シャフト１Ａの正面図であり、一部を断面で示している。図５（Ａ）では、巻芯シャフト１Ａは、巻芯１００との連結が解除されている状態を示している。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す巻芯シャフト１Ａに巻芯１００が一体回転可能に連結された状態において、一部を拡大した図を示している。

【0062】

図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように、巻芯シャフト１Ａは、円筒体２Ａの外周面２ａＡにらせん溝２ｄが形成されており、このらせん溝２ｄにチューブ３が巻かれている点と、カバー８が設けられていないことによりチューブ３が直接巻芯１００と接触する点が、巻芯シャフト１と異なっている。

【0063】

チューブ３がらせん溝２ｄに巻かれていることで、チューブ３のうち円筒体２Ａの長手方向に隣り合う部分は接触していない。また、収縮状態において、チューブ３の平坦面３２ａが円筒体２Ａの外周面２ａＡと面一に配置されており、チューブ３が巻芯シャフト１の周囲の部品に不意に接触することが抑制されている。

【0064】

上記の構成を有する巻芯シャフト１において、図５（Ａ）に示す収縮状態のチューブ３の空洞部３１に圧縮空気が供給されることで、チューブ３の一方側部分３５が弾性変形し、図５（Ｂ）に示すように膨張状態になる。これにより、厚肉部３７のうちの平坦面３２ａを含む一部がらせん溝２ｄから突出し、巻芯１００の内周面に接触し、巻芯シャフト１Ａが巻芯１００に連結される。また、チューブ３から圧縮空気が排出されることで、チューブ３は、図５（Ｂ）に示す膨張状態から図５（Ａ）に示す収縮状態に戻る。

【0065】

この変形例では、図５（Ｂ）によく示されているように、チューブ３の膨張時に、円筒体２Ａの長手方向とチューブ３の長手方向Ｘとが平行になるように配置されているチューブ３が、円筒体２Ａの長手方向に対して垂直に膨張する。これにより、巻芯１００の内周面に平坦面３２ａのほぼ全体が接触でき、その結果、確実に巻芯シャフト１が巻芯１００に連結される。

【0066】

＜他の変形例＞
（１）上述の実施形態および変形例では、チューブ３の外形の断面形状が、空洞部３１の長手方向Ｘに細長い横長の扁平形状である例を説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。チューブ３の外形の断面形状は、空洞部３１の長手方向Ｘと短手方向Ｙに関して同じ長さの略正方形であってもよいし、空洞部３１の短手方向Ｙに細長い縦長の扁平形状であってもよい。

【0067】

（２）上述の実施形態および変形例では、断面において、湾曲面３２ｄが、チューブ３の一方側が中心から外側に向かって１つの凸形状を有している形態を例に説明したが、この通りでなくてもよい。断面において、湾曲面３２ｄが、チューブ３の一方側が中心から外側に向かうに従い凸形状を２つ以上有していてもよい。

【0068】

（３）上述の実施形態および変形例では、断面において、空洞部３１が長孔形状である形態を例に説明したが、この通りでなくてもよい。断面において、空洞部３１は、長手方向Ｘに扁平な楕円形状などであってもよく、長手方向Ｘに扁平な形状であればよい。

【産業上の利用可能性】

【0069】

本開示は、巻芯シャフト用チューブおよび巻芯シャフトとして適用できる。

【符号の説明】

【0070】

１，１Ａ 巻芯シャフト
２，２Ａ 円筒体
３ チューブ
３ａ チューブの断面における中心
３１ 空洞部
３１ａ 空洞部の断面における中心
３５ａ 空洞部の扁平形状の長手方向の端の厚みよりも薄い部分
Ａ１ 空洞部の扁平形状の長手方向の端の厚み
Ｘ 空洞部の扁平形状の長手方向
Ｙ 空洞部の扁平形状の短手方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】