JP2005053657A

JP2005053657A - 線状材料巻取装置

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Publication number: JP2005053657A
Application number: JP2003286963A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Kimura; 豊木村
Original assignee: KIMURA SYSTEMS KK
Current assignee: KIMURA SYSTEMS KK
Priority date: 2003-08-05
Filing date: 2003-08-05
Publication date: 2005-03-03

Abstract

【目的】ボビンへの線状材料の巻回において、第２段目に段上がりする際線状材料の修正に多大な手間がかかるのを防止し、且つ、ボビンの鍔との隙間を確実に所定の隙間に設定できる線状材料巻取装置を提供する。
【構成】ボビン５０の軸５４に直交する方向とトラバーサ１２より送り出される線状材料Ｗの方向とが成す角度である巻取入線角度を検出する入線角度検出手段を設ける。入線角度検出手段が検出する巻取入線角度に基づいてトラバーサ１２の移動を制御する制御手段（制御装置４４）を設ける。ボビン５０の軸５４表面に当該軸５４方向に渡って設けられ、等間隔の突起６６を有するガイド部材６２を設ける。
【選択図】図５

Description

本発明は、線状材料が巻回されるボビンの軸方向に往復移動可能なトラバーサを備え、このトラバーサにより線状材料を案内し、当該線状材料をボビンに複数段整列して巻き取る線状材料巻取装置に関するものである。

従来よりこの種線状材料巻取装置は、トラバーサより送り出される線状材料がボビンの軸に巻回される角度である巻取入線角度を入線角度検出手段にて検出し、その検出した入線角度に基づいて制御手段がトラバーサの移動を制御している。この制御手段のトラバーサの制御によって線状材料をボビンに複数段整列に巻回していた。

上記の線状材料巻取装置により線状材料Ｗを整列巻き取りをしようとする場合には、ボビン５０の回転によって線状材料Ｗの巻き始め位置ＳＴの少許手前から次のレーンに移るレーンチェンジＬＣが行われる（図１７）。そして、次の段の巻き取りに際しては線状材料Ｗはボビン５０の１回転の殆ど全周部分で下段の線状材料Ｗ間の溝（以降溝を谷部ＶＡと称する。）を案内レーンとして案内レーンに案内されながら上段が巻回され、下段のレーンチェンジＬＣ近傍で隣の案内レーン（谷部ＶＡ）に移るレーンチェンジＬＣが行われた後、案内レーンに案内されこれが繰り返されてボビン５０の軸５４に整列巻き取りされていた。尚、５２はボビン５０の両端に設けられている鍔、ＭＵは線状材料Ｗの山部である。

しかし、１段目に巻回した線状材料Ｗは下段に相当する部分がボビン５０の軸５４であるため、線状材料Ｗと線状材料Ｗとの谷部ＶＡで形成される案内レーンは形成されず１段目は線状材料Ｗの整列巻き取りができない。また、案内レーンが形成されない１段目では、ボビン５０の両端に設けられた鍔５２と鍔５２の間隔が線状材料Ｗの一段分の巻回寸法、即ち、鍔５２から鍔５２までの寸法は、ボビン５０の製造上のばら付き或いは線状材料Ｗの線径のばらつき等により線状材料Ｗの線径寸法の積算と必ずしも合致せず、段上がり位置がレーンチェンジＬＣ範囲からずれてしまう。

係るボビン５０の鍔５２と線状材料Ｗとの隙間が０ｍｍの場合は段上がり位置は一見良い様に思われるが、段上がりがトラバースの戻り方向になるため案内レーンの飛び越しが発生しやすくなる。また、次の巻回のレーンチェンジＬＣに際し当該巻回の段上がりと位置が重なり山部ＭＵに乗り上げてしまうトラブルが発生し易く、２段目以降の整列巻きができない（図１８）。

ここで、線状材料Ｗが整列巻き取りされた状態では１段目の谷部ＶＡに２段目の線状材料Ｗが巻回されることになるので、１段目の線状材料Ｗに対して２段目の線状材料Ｗは１／２線径方向にずれることになる。即ち、段上がりする際ボビン５０の鍔５２と線状材料Ｗとの隙間は、図１９に示す如きボビン５０の鍔５２と線状材料Ｗとの隙間を線状材料Ｗの線径の１／２にすれば良いことになる。

そこで、線状材料Ｗをボビン５０に整列巻きする場合は、第１段の巻き取りが終了する直前に作業者が擬似的にではあるものの、各段が略同一のレーンチェンジＬＣ内でレーンチェンジＬＣが行われる良好な巻き取り状態に近づくよう線状材料Ｗの位置を修正していた（図２０）。尚、図２０は線状材料Ｗと線状材料Ｗとに隙間を設けて線状材料Ｗと鍔５２との隙間を線状材料Ｗの線径の１／２になるように調整した図である。即ち、線状材料Ｗの線間に手作業で補助して巻き取り位置を修正したり、第１段目の巻き取り終了から第２段目に段上がりする際、線状材料巻取装置を停止して工具を線状材料Ｗ間に押し込んだりハンマー等で線状材料Ｗを叩いたりして、線状材料Ｗと鍔５２との隙間を線状材料Ｗの線径の１／２になるように修正していた。

一方、予めボビンの軸に線状材料を案するための図示しない溝をボビンの軸に設けて１段目の巻き取りを整列巻き取りできるようにしているものもある（特許文献１）。該ボビンは、予めボビンの軸に案内溝を加工した後ボビンの両端に鍔を固定していた。この溝を設けたボビンは、通い箱のように何回も繰り返して同一ボビンを使用する場合、或いは、簡易エレベータのように線状材料の巻き取り、巻き戻しを繰り返し行う場合に特に有効であった。

特公昭５４−１０３４１号公報

しかしながら、前者の線状材料巻取装置は段上がりを好適に行い２段目以降の整列巻き取りを良好に実現するため、線状材料の線間を手作業で修正していた。また、第１段目の巻き取り終了から第２段目に段上がりする際、線状材料巻取装置を停止して工具を線状材料間に押し込んだりハンマー等で線状材料を叩いたりして、線状材料と鍔との隙間を修正していた。このため、線状材料が傷付いて線状材料の品質を損ねてしまう問題があった。また、線状材料が傷付くと特に安全に直結する吊り下げ用途目的のワイヤーロープなどの線状材料では切断してしまうなどの危険性が発生する大きな問題もあった。

また、後者の溝を設けたボビンを何回も繰り返して使用することのない使い切りのボビンに用いた場合、ボビンの軸に案内溝を加工している費用が線状材料のコストを圧迫してしまう。また、予めボビンの軸に案内溝を加工した後ボビンの両端に鍔を固定しているため、鍔間のボビン寸法のばらつきや線状材料の線径のばらつき等により１段目の巻き終わりで段上がり位置がレーンチェンジ範囲からずれてしまう不都合があった。この不都合を防止するにはボビンの鍔と鍔の間隔を正確に測定し、更に線状材料の線径を測定し、それらの数値からボビン１回転あたりの所要送り量を計算し、更にボビン上での巻き始め位置の回転角を測定し、その回転角付近でレーンチェンジするように強制的に補正してトラバースさせる制御を行う必要があった。しかしこの装置は複雑な機構を有し、さらには巻き取りの線状材料とボビンとの接触点の極く近傍に機構が配置されているため運用に多大な煩雑さが伴う問題があった。

即ち、本発明の線状材料巻取装置は、線状材料が巻回されるボビンの軸方向に往復移動可能なトラバーサを備え、該トラバーサにより線状材料を案内し、当該線状材料をボビンに複数段整列して巻き取るものであって、ボビンの軸に直交する方向とトラバーサより送り出される線状材料の方向とが成す角度である巻取入線角度を検出する入線角度検出手段と、該入線角度検出手段が検出する巻取入線角度に基づいてトラバーサの移動を制御する制御手段と、ボビンの軸表面に当該軸方向に渡って設けられ、等間隔の突起を有するガイド部材とを備えたことを特徴とする。

また、請求項２の発明の線状材料巻取装置は、上記に加えて、ガイド部材の突起間の中央に目印を設けたことを特徴とする。

また、請求項３の発明の線状材料巻取装置は、請求項２において、目印は切り込みであることを特徴とする。

更に、請求項４の発明の線状材料巻取装置は、請求項１、請求項２又は請求項３において、制御手段は線状材料の巻取入線角度が零度となるように制御することを特徴とする。

以上詳述した如く本発明によれば、線状材料巻取装置は、線状材料が巻回されるボビンの軸方向に往復移動可能なトラバーサを備え、該トラバーサにより線状材料を案内し、当該線状材料をボビンに複数段整列して巻き取るものであって、ボビンの軸に直交する方向とトラバーサより送り出される線状材料の方向とが成す角度である巻取入線角度を検出する入線角度検出手段と、該入線角度検出手段が検出する巻取入線角度に基づいてトラバーサの移動を制御する制御手段と、ボビンの軸表面に当該軸方向に渡って設けられ、等間隔の突起を有するガイド部材とを備えたので、例えばボビンに巻回する１段目の線状材料の巻き取りを等間隔で巻回することができると共に１段目から２段目に段上がりするときボビンの鍔と線状材料の隙間を一定に巻回することができる。これにより、ボビンに１段目の線状材料を巻回する際人手をかけることなく線状材料を巻回することができる。従って、ボビンへの線状材料の巻回を巻き始めから巻き終わりまで人手をかけることなく自動的に巻回することができ、線状材料巻取装置の利便性を大幅に向上することができるようになるものである。

また、請求項２の発明によれば、上記に加えて、ガイド部材の突起間の中央に目印を設けたので、例えば目印を請求項２の如き、切り込みとすることにより、目印からずれることなく切り込み部分からガイド部材を切断することができる。これにより、突起と突起の中央からガイド部材を確実に切断することが可能となる。従って、突起と１段目から２段目に段上がりするときボビンの鍔との隙間を確実に所定の隙間に設定することができるので、段上がりの際線状材料がずれることなく、線状材料を極めて綺麗に整然とボビンに巻き取ることができるようになるものである。

更に、請求項４の発明によれば、請求項１、請求項２又は請求項３において、制御手段は線状材料の巻取入線角度が零度となるように制御するので、線状材料をボビンへ巻き取るとき線状材料が左右へずれる負荷を少なくすることが可能となる。これにより、突起が変形してしまうのを防止することができるので強度の弱いガイド部材を使用することが可能となる。従って、ガイド部材を例えば薄い鉄板、或いは、構成樹脂などで製造することができ、ガイド部材のコストを大幅に低減させることができるようになるものである。

本発明は、ボビンへの線状材料の巻回において、第２段目に段上がりする際線状材料の修正に多大な手間がかかってしまうのを防止するため、ボビンの鍔との隙間を確実に所定の隙間に設定できることを特徴とする。ボビンの軸表面に当該軸方向に渡って等間隔の突起を有するガイド部材を備え、且つ、制御手段は線状材料の巻取入線角度が零度となるように制御することにより実現した。

次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明の線状材料巻取装置１０の概念図、図２は本発明の線状材料巻取装置１０の側面図、図３は本発明の線状材料巻取装置１０の拡大図、図４は本発明の線状材料巻取装置１０の要部の拡大側面図、図５は本発明の線状材料巻取装置１０のボビン５０に設けたガイド部材６２の斜視図をそれぞれ示している。尚、各図において図１７乃至図２０と同一符号で示すものは同一とする。

線状材料巻取装置１０は、電線、ワイヤ、ケーブル等の線状材料Ｗをボビン５０に巻き取るためのもので、線状材料Ｗをボビン５０の所定位置に案内するトラバーサ１２を備えている。該トラバーサ１２は、ベース板１４とスライドテーブル２０と案内アーム３２と制御装置４４（本発明の制御手段に相当）とから構成されている。ベース板１４は縦長略矩形状を呈しており、上面一側にはサーボモータ１６が図示しないボルトなどによって固定されている。

サーボモータ１６の回転軸（図示せず）にはカップリング１８Ａを介してベース板１４の長手方向に延在すると共に螺旋状に雄ネジが設けられたボールネジ１８が固定されている。このボールネジ１８の両端はベース板１４に固定された図示しないボールネジ受けに回動自在に保持されている。

また、ボビン５０は、円筒形の軸５４とこの軸５４の両端に設けられた一対の鍔５２とから構成されており、ボビン５０はトラバーサ１２と所定間隔を存して設けられている。また、５６はスピンドルモータでこのスピンドルモータ５６の回転軸５６Ａでボビン５０を回転して線状材料Ｗをボビン５０に巻き取る。尚、ボールネジ１８は後述するスライドテーブル２０に固定された雌ネジにて保持できれば、ボールネジ受けは使用しなくても差し支えない。

また、スライドテーブル２０はベース板１４の上面に載置された状態で、ベース板１４の長手方向一側から他側間を摺動自在に当該ベース板１４に保持されると共に、スライドテーブル２０には図示しない雌ネジが固定され、この雌ネジに前記ボールネジ１８が螺装される。即ち、ボールネジ１８とスライドテーブル２０とが螺装されることにより、スライドテーブル２０はサーボモータ１６の回動によるボールネジ１８の回動によってベース板１４の一側から他側間を往復移動可能に構成されている。

該スライドテーブル２０には、回動自在な回動軸３０が設けられており、この回動軸３０はボビン５０の離間側に位置して立設されている。回動軸３０の上端には線状材料Ｗを送り出す縦長略矩形状の案内アーム３２が固定されており、この案内アーム３２は、ボビン５０の方向に所定距離延在している（図２、図３）。

案内アーム３２は、線状材料Ｗがボビン５０に巻き取られるときの荷重に対して変形や振れのない剛性を有しており、回動軸３０を軸にしてボビン５０の軸５４と平行な平面上で回動自在に構成されている。尚、図２ではサーボモータ１６及びボールネジ１８を図示していない。また、回動軸３０とスライドテーブル２０及び案内アーム３２は図示しないボールベアリングを介して保持されており、このボールベアリングによって案内アーム３２は回動軸３０を中心に円滑に回動できるように構成されている。

案内アーム３２の長手方向両端には一対の滑車（送出側滑車３６と供給側滑車３８）がそれぞれ回動自在に設けられており、これらの送出側滑車３６と供給側滑車３８はボビン５０と同一方向に回動する。そして、送出側滑車３６はボビン５０側に設けられ、供給側滑車３８はボビン５０の離間側に設けられている。両送出側滑車３６と供給側滑車３８はスライドテーブル２０に立設された滑車支持板３６Ａ及び滑車支持板３８Ａにそれぞれ回動自在に保持されている。

送出側滑車３６と供給側滑車３８には、線状材料Ｗが挿入されるＶ字状の案内溝４０（送出側滑車３６は図示せず）が設けられている（図４）。尚、４０Ａ（図中２点鎖線）は線状材料Ｗが挿入された際に線状材料Ｗが案内溝４０と接触する接線、４０Ｂ（図中点線）は溝底部である。そして、図示しない線状材料製造機で製造された線状材料Ｗは、供給側滑車３８の案内溝４０から送出側滑車３６の案内溝を経てボビン５０の軸５４に巻き取られる。

そして、線状材料製造機から送出された線状材料Ｗが供給側滑車３８の案内溝４０の接線４０Ａと接触し始めた箇所となる接点４２は、回動軸３０中心の延長線上に位置している。この接点４２（回動軸３０）を中心にして案内アーム３２は回動自在に構成しているので、送出側滑車３６側が僅か動いた場合でもその動いた方向に案内アーム３２は接点４２（回動軸３０）を中心に円滑に回動できるように構成されている。即ち、トラバーサ１２にて線状材料Ｗをボビン５０に供給する際、案内アーム３２が回動する支点を回動軸３０の中心に設定している。

一方、前記スライドテーブル２０には角度検出センサ６０が設けられており、この角度検出センサ６０は制御装置４４に接続されている。該角度検出センサ６０は、当該角度検出センサ６０から案内アーム３２までの距離を計測しそのデータを制御装置４４に送信する。そして、制御装置４４は角度検出センサ６０からの距離データに基づいて、回動軸３０に対する案内アーム３２の角度を算出（本発明の入線角度検出手段に相当）し、線状材料Ｗがボビン５０に巻き取られるときの案内アーム３２の回動角度（線状材料Ｗの巻取入線角度）を検出する。即ち、角度検出センサ６０により案内アーム３２の位置を検出することで、その検出データを基に制御装置４４で演算すれば現在巻き取っている線状材料Ｗの角度を算出することができる。

また、ボビン５０の軸５４にはガイド部材６２が取り付けられる。このガイド部材６２はボビン５０の軸５４に巻回する線状材料Ｗを等間隔で巻回するもので本体６４を鉄、真鍮、ステンレス、アルミなどの薄い金属板、或いは、合成樹脂板などにて構成されている（図５）。該ガイド部材６２の本体６４は所定幅の帯状、詳しくは後述する突起６６より僅か幅広でボビン５０軸５４の鍔５２から鍔５２までの長さ寸法より長い帯状に形成されている。

このガイド部材６２の一面側に突起６６が所定寸法突出して設けられている。突起６６はガイド部材６２の幅方向略中心に設けられると共に、ガイド部材６２の延在方向に所定の間隔で複数設けられている。即ち、ボビン５０の軸５４表面に、軸５４の延在方向に渡って略等間隔に突起６６が設けられている。突起６６は先端が尖った円錐形状（側面三角形）を呈しており、この突起６６は本体６４がプレスされて突出形成される（図６、図７）。尚、金属板の本体６４をプレスして突起６６を形成する技術については、従来より周知の技術であるため詳細な説明を省略する。また、ガイド部材６２の本体６４が合成樹脂の場合は成形金型に突起６６が彫り込まれ成形される。

各突起６６の中心と突起６６の中心の幅寸法は線状材料Ｗの線径に対して１％〜３％、好ましくは２％幅広に設けられている。該突起６６は、線状材料Ｗがボビン５０の軸５４方向へ移動するのを規制し、ボビン５０の所定位置に線状材料Ｗを巻回できるように位置決めする。突起６６は、一対の突起６６、６６で線状材料Ｗがボビン５０の軸５４方向への移動を規制しているとき、両突起６６、６６に接触する円錐形状を呈している。この時、線状材料Ｗがボビン５０の軸５４方向への移動を規制できれば線状材料Ｗはガイド部材６２の本体６４に接触しても、僅か浮いて本体６４より離間していても差し支えない。

これによって、隣接する一対の突起６６、６６にて線状材料Ｗがボビン５０の軸５４方向へ移動しないように規制すると共に、隣接する線状材料Ｗと線状材料Ｗとに線状材料Ｗの線径の１％〜３％隙間ができるように構成している。即ち、各突起６６の中心と突起６６の中心の幅寸法を線状材料Ｗの線径に対して１％〜３％、好ましくは２％幅広にすることで、線状材料Ｗの多種類の線径に対してガイド部材６２を対応させることができる。

また、ガイド部材６２の本体６４には目印６８が設けられている（図８）。この目印６８は、ガイド部材６２の本体６４に設けた各突起６６間の中央に設けている。目印６８は各突起６６間に線を印刷しても良いが、実施例では本体６４の両側に切り込み６８Ａを設けている。即ち、本体６４の両側に切り込み６８Ａを設け、この部分を折り曲げることにより各突起６６間の中央で切断できるように構成している。

即ち、本体６４両側に設けた切り込み６８Ａ部分は他の切り込み６８Ａの無い部分より強度が弱くなるので、その切り込み６８Ａ部分を折り曲げることにより突起６６間の中央（目印６８）から本体６４を切断できるように構成している。尚、ガイド部材６２の本体６４と突起６６とを別々に設け、本体６４に突起６６を接着、溶着、ビス止めなどで固定しても差し支えない。また、図５では目印６８を図示していない。

また、目印６８は、切り込み６８Ａの代わりに本体６４面（表面側、裏面側のどちらでも良い）を板厚方向に切り込んだ切り込み６８Ｂを設けてもよい（図９）。この場合も、切り込み６８Ｂを折り曲げることにより各突起６６間の中央で本体６４を切断できる。即ち、本体６４両側に設けた切り込み６８Ｂ部分は他の切り込み６８Ｂの無い部分より強度が弱くなるので、その切り込み６８Ｂ部分を折り曲げることにより突起６６間の中央（目印６８）から本体６４を切断できる。尚、ガイド部材６２は、ボビン５０軸５４の鍔５２から鍔５２までの長さ寸法より僅か長い寸法に構成してもよい。この場合、ガイド部材６２を切断する必要がなくなるので目印６８を設けなくても済み、ガイド部材６２を鍔５２から鍔５２までの長さに合わせて切断しなくてもよい。これにより、ガイド部材６２取り付け時の作業性を向上することができる。

また、突起６６は上面円錐形状に限らず他の形状でも良い。この場合図１０、図１１に示す如き本体６４の幅方向に上面楕円形に突起６６を形成している。この上面楕円形の突起６６は側面を前記円錐形状の突起６６同様に三角形に形成している。即ち、この突起６６は算盤珠の半分の形状に類似した形状を呈している。また、他の形状の突起６６を図１２、図１３に示している。この場合、突起６６は本体６４の幅方向に上面縦長略矩形状に形成している。この上面縦長略矩形状の突起６６は側面を前記円錐形状の突起６６同様に三角形に形成している。該突起６６は三角柱を所定の寸法に切断し、一面を本体６４面に固定した形状を呈している。このような上面楕円形の突起６６或いは上面縦長略矩形状の突起６６においても、上面円錐形状の突起６６同様各突起６６、６６間で線状材料Ｗがボビン５０の軸５４方向へ移動を規制することができる。

そして、所定の長さのガイド部材６２をボビン５０の軸５４に固定することになるが、ガイド部材６２の本体６４裏面（突起６６が突出していない面）には図示しない両面接着剤が設けられている。この両面接着剤によってボビン５０軸５４の延在方向に渡ってガイド部材６２の本体６４に接着する。この場合、従来例で述べた如き線状材料Ｗが段上がりする部分のボビン５０の鍔５２と線状材料Ｗとの隙間は線状材料Ｗの線径の１／２にすれば良いので、突起６６と突起６６間の中心に設けた目印６８を鍔５２に当接させることにより、突起６６、６６間に規制した線状材料Ｗと鍔５２との隙間は線径の１／２の寸法にできる。

詳しくは、まず最初にボビン５０軸５４の一側に線状材料Ｗを一回転巻回する。そして、ガイド部材６２の一側の突起６６を線状材料Ｗに当接させ、他側の目印６８がボビン５０軸５４の他側の鍔５２に丁度当接する場合はその目印６８からガイド部材６２を切断する。また、他側の目印６８がボビン５０軸５４の他側の鍔５２に当接しない場合は、鍔５２の外側の目印６８からガイド部材６２を切断する。そして、ガイド部材６２の一側の突起６６を線状材料Ｗに当接させた状態で、ガイド部材６２を斜めにして目印６８を鍔５２に当接させる（図１４）。

この場合、ボビン５０軸５４にガイド部材６２が斜め貼り付けられた場合、ボビン５０軸５４の直交方向の各突起６６の中心と突起６６の中心の幅寸法は微少に狭くなるが、各突起６６の中心と突起６６の中心の幅寸法を線状材料Ｗの線径に対して１％〜３％、好ましくは２％幅広にしているので、各突起６６、６６間に線状材料Ｗを挿入することができる。また、突起６６を側面から見て三角形に形成しているので、各突起６６、６６間で線状材料Ｗを規制できれば多種類の線径の線状材料Ｗを使用することができる。

これにより、ボビン５０軸５４の一側の鍔５２から他側の鍔５２までの間を等間隔で分割することができるので、線状材料Ｗをボビン５０の軸５４に等間隔で巻回することができ（図１５）、然も、線状材料Ｗが段上がりする部分のボビン５０の鍔５２と線状材料Ｗとの隙間を線状材料Ｗの線径の１／２にすることができるので、段上がりで巻き乱れなく整列巻きを行うことができる。

他方、ボビン５０に巻き取る線状材料Ｗの巻取入線角度を図１６を用いて説明する。尚、線状材料Ｗは前述した如き案内アーム３２に設けられた送出側滑車３６と供給側滑車３８に設けられた案内溝４０に案内されてボビン５０に巻き取られる。この時、案内アーム３２に設けられた送出側滑車３６は、ボビン５０に巻き取られる線状材料Ｗの張力により供給側滑車３８とボビン５０に巻き取られる線状材料Ｗとの直線上に位置する。本発明では後述するガイド部材６２に設けた突起６４と突起６４の中間に線状材料Ｗを位置させるため、ボビン５０に巻き取られるときの巻取入線角度が零度になるように線状材料Ｗをトラバースする。

線状材料Ｗの巻取入線角度の検出は、まず、ボビン５０に巻き取られボビン５０の軸５４と直交方向に延在する線状材料Ｗと、案内アーム３２に設けられた送出側滑車３６が線状材料Ｗの張力により線状材料Ｗの直線上に位置したときの案内アーム３２（線状材料Ｗ）の角度を第１巻取角（図中点線Ｘ１）とする。また、現在ボビン５０に巻き取っている線状材料Ｗが、案内アーム３２に設けられた送出側滑車３６が線状材料Ｗの張力により線状材料Ｗの直線上に位置したときの案内アーム３２（線状材料Ｗ）の角度を第２巻取角（図中点線Ｘ２）とすると、第１巻取角Ｘ１と第２巻取角Ｘ２が離間している場合は第１巻取角Ｘ１と第２巻取角Ｘ２間に寸法差が発生する（図中矢印範囲）。

ボビン５０に巻き取っている線状材料Ｗが第２巻取角Ｘ２の状態では、案内アーム３２は回動軸３０を中心に供給側滑車３８によって第２巻取角Ｘ２の方向に揺動する。この案内アーム３２の位置を角度検出センサ６０にて検出し制御装置４４にて演算することにより、そのときの線状材料Ｗの生成する角度、即ちボビン５０へ巻き取る線状材料Ｗの巻取入線角度を検出することができる。尚、第１巻取角Ｘ１を基準に第２巻取角Ｘ２と反対側に線状材料Ｗが巻き取られるときも同様に線状材料Ｗの巻取入線角度を検出することができる。

そして、制御装置４４はトラバーサ１２より送り出される線状材料Ｗの方向が、ボビン５０の軸５４に直交する方向に位置している場合、線状材料Ｗの巻取入線角度（案内アーム３２の回動軸３０の角度）が零度となる。即ち、巻取入線角度が零度でない場合、角度検出センサ６０が検出した巻取入線角度に応じて制御装置４４はトラバーサ１２を制御し、ボビン５０の軸５４に直交する方向にトラバーサ１２（案内アーム３２の回動軸３０の位置）を制御する。これにより、ボビン５０に巻き取られる線状材料Ｗは、ボビン５０軸５４の直交方向に常に零度で巻き取ることができる。これにより、レーンチェンジＬＣ以外の箇所では突起６６、６６間に規制された位置でボビン５０軸５４に線状材料Ｗを巻回することができる。

即ち、隣接する線状材料Ｗと線状材料Ｗとに線状材料Ｗの線径の１％〜３％隙間がある状態でボビン５０軸５４に線状材料Ｗを巻回することができる。この場合、ボビン５０軸５４の一側の鍔５２から他側の鍔５２までの間を突起６６によって等間隔で分割すると共に線状材料Ｗの段上がり部分のボビン５０の鍔５２と線状材料Ｗとの隙間を線状材料Ｗの線径の１／２にしているので、線状材料Ｗをボビン５０の軸５４に等間隔で巻回することができ、然も、段上がりで巻き乱れなく整列巻きを行うことができる。

次に、ガイド部材６２の具体的な使用例を説明する。まず、ボビン５０軸５４の長さ、即ちボビン５０の両端に設けた鍔５２から鍔５２までの軸５４の長さ寸法を測定し、
この長さのボビン５０軸５４の端から端まで密着巻き取りした場合の線状材料Ｗの巻き取り回数をＭ、線状材料Ｗの整数回巻き＋１／２回巻き取りをＮとして、巻き取ろうとする線径の線状材料ＷがＮで巻き取れるかを算出する。ここで通常Ｎ回巻きで鍔５２と鍔５２の間隔がちょうど割り振れるものではなく幾ばくかの剰り分が出る。

上記を具体的な数値を例に下記に説明する。線径が５．０ｍｍの線状材料Ｗを巻き取る場合の軸５４の長さが５０５ｍｍを基準に長さにばらつきのあるボビン５０と線状材料Ｗの巻き取り回数との関連を表１に示す。
（表１）
ボビン軸の長さＭＮ剰り分
５０２．５ｍｍ１００．５１００．５０．０ｍｍ
５０５．０ｍｍ１０１．０１００．５２．５ｍｍ
５０７．４ｍｍ１０１．４８１００．５４．９ｍｍ
５０７．５ｍｍ１０１．５１０１．５０．０ｍｍ

表からもわかる通りボビン５０軸５４の長さが５０２．５ｍｍ以上５０７．５ｍｍ未満の例では１００．５回で線状材料Ｗを巻き取る必要がある。そこで突起６６と突起６６との間隔が５．０ｍｍより僅か大きい寸法、例えば５．１ｍｍのガイド部材６２を突起６６を１００個越えた箇所で切断し、１段目の巻き取りの最初の１回転目に巻回した線状材料Ｗと軸５４との間に挟み込んで固定する。１段目の巻き取りの最初の１回転目に巻回した線状材料Ｗと軸５４との間に挟み込むガイド部材６２は本来突起６６の先端位置で切断するべきだが、実際は半巻き分だけ線状材料Ｗと軸５４との間に挟み込んでも２回転目の線状材料Ｗの巻回でさらに強固にガイド部材６２を固定できるので実用上は問題はない。ガイド部材６２の終端側は両面接着テープにより貼り付ける、或いは、粘着テープや糸状材料でボビン５０に巻き付ける、或いは、釘で打ち付けるなど線状材料Ｗの材質や巻き取り張力の度合いなどを勘案して決めればよい。尚、ボビン５０軸５４へのガイド部材６２の取り付け位置はレーンチェンジＬＣが終了した部位近辺とする。

ところが、ここで仮に定めた突起６６と突起６６との間隔が５．１ｍｍのガイド部材６２で考えると、突起６６を１００個越えた箇所で切断して上記のようにボビン５０軸５４の長さにセットすると、一見、５．１×１００．５=５１２．５５ｍｍのボビン５０軸５４の長さが必要に思われるが、これについてはちょうどボビン５０軸５４の長さいっぱいに入るようにボビン５０軸５４に対し斜めにセットすればよい。

この例で計算するとその角度はボビン５０軸５４の長さが最も条件の悪い状態の５０２．５ｍｍであってもボビン５０軸５４に対して１１．３６°の傾きとなり、実用上問題ない。このことで、ボビン５０軸５４の長さにばらつきがあっても問題なく対応することができる。

このガイド部材６２を使用して線状材料Ｗの整列巻き取りを行う方法を以下に述べる。表１で仮にボビン５０軸５４の長さが５０２．５ｍｍであれば密着巻き取りが行えるので問題はないが、仮にボビン５０軸５４の長さが５０５．０ｍｍであったとすると１回巻きあたり５．０５ｍｍで巻き取る必要があり、ガイド部材６２をボビン５０軸５４に斜めに取り付けた場合各突起６６と突起６６間はこのような寸法となる。

上記のようにボビン５０軸５４にガイド部材６２を取り付け線状材料Ｗの巻き取りを開始する。尚、制御装置４４は線状材料Ｗの巻取入線角度を常に零度に保つようにスライドテーブル２０をトラバースさせる。ボビン５０の１回転のうち大部分では線状材料Ｗの巻取入線角０°を保ってボビン５０に線状材料Ｗを巻回しているが、レーンチェンジＬＣになると前回転で巻き取られた線状材料Ｗに押し寄せられることにより巻き取り点が移動し線状材料Ｗの巻取入線角度を零度に保てなくなる。その瞬間、制御装置４４は線状材料Ｗの巻取入線角を零度となるよう作動して巻き取り点の移動に追従する。つまり前回転で巻かれた巻き取り状態を倣うことになる。

そこでレーンチェンジＬＣが終了した部位近辺にはガイド部材６２の突起６６が位置しているので、この突起６６によりさらに巻き取り点がわずかに（この例では０．０５ｍｍ）移動させられ、またそれに追従して制御装置４４はスライドテーブル２０を同寸法だけ移動させる。即ち、突起６６により線状材料Ｗが移動した分だけ前回転によって巻回された線状材料Ｗとに間隙が生じたまま巻き取られることになる。つまり、ボビン５０軸５４の長さと線状材料Ｗの線径との関係がＮ＋Ｓ回巻きに合致していなくともその差違を毎回の巻回に振り分けて吸収することになる。これにより、ボビン５０軸５４の長さと線径の整合性を考慮することなく１段目から整列巻き取りが可能となる。また１段目の良好な整列巻き取り状態に倣うことで２段目以降も良好な整列巻き取りを行うことができる。

このように、ボビン５０の軸５４に直交する方向とトラバーサ１２より送り出される線状材料Ｗの方向とが成す角度である巻取入線角度を検出する入線角度検出手段と、この入線角度検出手段が検出する巻取入線角度に基づいてトラバーサ１２の移動を制御する制御装置４４と、ボビン５０の軸５４表面に軸５４方向に渡って等間隔の突起６６を有するガイド部材６２を設けているので、ボビン５０に巻回する１段目の線状材料Ｗの巻き取りを等間隔で巻回することができると共に１段目から２段目に段上がりするときボビン５０の鍔５２と線状材料Ｗの隙間を一定に巻回することができる。これにより、ボビン５０に１段目の線状材料Ｗを巻回する際人手をかけることなく線状材料Ｗを巻回することができるので、ボビン５０への線状材料Ｗの巻回を巻き始めから巻き終わりまで人手をかけることなく自動的に巻回することができる。

また、ガイド部材６２の突起６６間の中央に切り込み６８Ａからなる目印６８を設けたので、目印６８からずれることなく切り込み６８Ａ部分からガイド部材６２を切断することができる。これにより、突起６６と突起６６の中央からガイド部材６２を確実に切断することができるので、突起６６と１段目から２段目に段上がりするときボビン５０の鍔５２との隙間を確実に所定の隙間に設定することができ、段上がりの際線状材料Ｗがずれることなく、線状材料Ｗを極めて綺麗に整然とボビン５０に巻き取ることができる。

また、制御装置４４は線状材料Ｗの巻取入線角度が零度となるように制御するので、線状材料Ｗをボビン５０へ巻き取るとき線状材料Ｗが左右へずれてしまうのを阻止することができる。これにより、突起６６に線状材料Ｗの負荷がかかって変形してしまうのを防止することができるので金属板より強度の弱い合成樹脂などのガイド部材６２を使用することが可能となる。従って、ガイド部材６２を例えば薄い鉄板、或いは、構成樹脂などで製造することができ、ガイド部材６２のコストを大幅に低減させることができるようになるものである。

本発明の線状材料巻取装置の概念図である。本発明の線状材料巻取装置の側面図である。本発明の線状材料巻取装置の拡大図である。本発明の線状材料巻取装置の要部の拡大側面図である。ガイド部材の斜視図である。突起の平面図である。同図６の突起の側面図である。ガイド部材の平面図である。もう一つのガイド部材の側面図である。他の突起の平面図である。同図１０の突起の側面図である。もう一つの突起の平面図である。同図１２の突起の側面図である。軸表面にガイド部材を取り付けたボビンの平面図である。ガイド部材の突起と突起の間に線状材料を巻回したボビンの拡大図である。本発明の線状材料巻取装置の巻取入線角度を説明するための概念図である。線状材料のレーンチェンジ範囲を示す従来のボビンの模式図である。鍔と鍔の間隔いっぱいに巻き取りしてレーンチェンジの際段上がり位置が重なり不安定となる従来のボビンの模式図である。レーンチェンジの際段上がりに巻き乱れなく整列巻きされた状態を示す従来のボビンの模式図である。線状材料と線状材料とに隙間を設けて線状材料と鍔との隙間を線状材料の線径の１／２になるように調整した従来のボビンの模式図である。

符号の説明

１０線状材料巻取装置
１２トラバーサ
１４ベース板
１６サーボモータ
１８ボールネジ
２０スライドテーブル
３０回動軸
３２案内アーム
３６送出側滑車
３８供給側滑車
４０案内溝
４２接点
４４制御装置
５０ボビン
５２鍔
５４軸
５６スピンドルモータ
６０角度検出センサ
６２ガイド部材
６４本体
６６突起
６８目印
６８Ａ切り込み
ＬＣレーンチェンジ
ＳＴ巻き始め位置
ＭＵ山部
ＶＡ谷部
Ｗ線状材料

Claims

線状材料が巻回されるボビンの軸方向に往復移動可能なトラバーサを備え、該トラバーサにより前記線状材料を案内し、当該線状材料を前記ボビンに複数段整列して巻き取る線状材料巻取装置において、
前記ボビンの軸に直交する方向と前記トラバーサより送り出される前記線状材料の方向とが成す角度である巻取入線角度を検出する入線角度検出手段と、
該入線角度検出手段が検出する前記巻取入線角度に基づいて前記トラバーサの移動を制御する制御手段と、
前記ボビンの軸表面に当該軸方向に渡って設けられ、等間隔の突起を有するガイド部材とを備えたことを特徴とする線状材料巻取装置。
前記ガイド部材の突起間の中央に目印を設けたことを特徴とする請求項１の線状材料巻取装置。
前記目印は切り込みであることを特徴とする請求項２の線状材料巻取装置。
前記制御手段は前記線状材料の巻取入線角度が零度となるように制御することを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３の線状材料巻取装置。