JP2005186135A - コイル成形方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コイル成形装置により品質の安定した長尺物のコイルを安価に製造できるようにする。
【解決手段】 シャフト２にリール３およびフライヤー５を装着し、フライヤー５に、ばね巻き機と同様のフィードローラ２５、成形治具２７等を有するコイリング機構Ｋを備えた機構板２２を固定して一体回転させ、フライヤー５で繰り出した線条体Ｓをフィードローラ２５で取り込んで、成形治具２７によりシャフト２の軸芯を曲率中心としてフライヤー５の回転方向とは逆方向にコイル巻きし、特に、フライヤー５が１回転する間にコイル1巻きになるようフライヤー５とフィードローラ２５の回転速度比を調整することにより、製品であるコイルＣを回転の無い状態で安定して送り出せるようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、タイヤ補強用コイル、バネ用コイル、フレキシブルチューブ用コイル等のコイルの成形方法および装置に関する。

タイヤ補強用線材としてコードの代わりに単線のワイヤを使用する場合、単線のスチールワイヤはそのままでは柔軟性および伸長性に欠けるため波形スパイラル状やコイル状に加工する必要がある。その場合、スパイラル状に加工することは従来の技術（例えば、特許文献１参照。）によっても可能である。しかし、タイヤ補強材としてのワイヤの使用態様の多様化に伴ない、波形よりも柔軟で伸びの大きいコイル状に加工することは、長尺物であるが故に従来の技術では困難である。
特開平６−２５９８３号公報

従来の技術で長尺コイルを作る方法として、バネ巻き機の原理を利用する方法があるが、その方法では、製品が回転しながら送り出されるので、長尺物を作るには、その回転しながら送り出される製品を巻き取るために巻取り機を回転させたり、同調して回転するアンダーロールバーやチューブに製品を通す必要があって装置が大掛かりで高価なものになるし、製品の長さも５ｍ程度が限度で、それ以上の長尺物は作れない。

また、フレキシブルチューブ製造機の原理を利用して同調回転するドラムに巻き付ける方法もあるが、この方法では製品が振り回されるため、タイヤ補強用等の腰の弱いものでは品質が損なわれる恐れがある。

さらに、タイヤコードの製造において従来から使用されているラッピング機の原理を利用し、長い芯金に線材を巻き付けた後、芯金から外して取り出すことで長尺物のコイルを作ることも考えられる。しかし、この方法では芯金の支持方法が問題で、製品の長さに限界がある。

したがって、品質の安定した長尺物のコイルを安価に製造できるようにすることが課題である。

本発明は、シャフト上のリールに巻かれた線条体をシャフトの軸芯を中心に回転するフライヤーで繰り出し、フライヤーと一体に回転しシャフトの軸芯を曲率中心としてフライヤーの回転方向に対し逆方向に線条体をコイル巻きするコイリング機構に取り込んで、コイル状に成形し軸方向に送り出すことを特徴とするコイル成形方法を提供するものであり、また、この方法に使用する装置として、線条体を巻くリールと、該リールを装着するシャフトと、該シャフトの軸芯を中心に回転しリールに巻かれた線条体を繰り出すフライヤーと、該フライヤーと一体に回転しフライヤーで繰り出された線条体を取り込んでシャフトの軸芯を曲率中心としてフライヤーの回転方向に対し逆方向にコイル巻きし軸方向に送り出すコイリング機構とを具備するものである。

上記コイル成形装置においてコイリング機構は、フライヤーで繰り出された線条体を取り込んで送るフィードローラと該フィードローラにより送られた線条体を所定の曲率に曲げる成形治具とを有するものであってよく、その場合、フライヤーとフィードローラの回転速度及びそれらの回転速度比を調節可能とするのがよい。

この方法および装置によれば、線条体はフライヤーで繰り出され、コイリング機構によりバネ巻き機の原理でフライヤーの回転軸芯を曲率中心として所定の曲率に曲げられ、コイルとなって軸方向に送り出される。その際、成形後のコイルは、コイリング機構に対しては相対的に回転しながら送り出されるものの、コイリング機構がフライヤーと一体にコイル巻き方向に対し逆方向に回転することにより、絶対運動としては回転を抑えることができ、フライヤー１回転の間にコイル1巻きになるよう回転速度を調整することにより、回転の無い状態で送り出すことも可能で、加工品質の安定した長尺物のコイルを安価に製造できる。

このように、本発明は品質の安定した長尺物のコイルを安価に製造することを可能とする。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１〜４は実施の形態の一例のコイル成形装置を示している。図１はコイル成形装置の正面視断面図、図２は同コイル成形装置の右側面図、図３は同コイル成形装置の左側面から一部断面で見た要部詳細図、図４は図１の要部拡大図である。

この例に示すコイル成形装置は、タイヤコード製造等において従来から使用されているラッピング機の繰り出し機構と同様に、支持台１により略水平に片持ち支持されたシャフト２に、線条体Ｓを巻くリール３が回転自在に装着され、リール３の前方（シャフト２の自由端側）に、シャフト２の軸芯を中心に回転しリール３に巻かれた線条体Ｓを繰り出すよう、摩擦板４を挟んでフライヤー５が回転自在に装着され、シャフト２自由端側の軸線延長上にフライヤー５の前方に突き出る配置でギヤ軸６を連結され、そのギヤ軸６にギヤ７が固定されている。そして、リール２の後方にフライヤー５と一体回転するプーリ８が配置され、装置基台９上にフライヤー駆動用のモータ１０とシャフト駆動用のモータ１１が設置されている。そして、それらモータ１０、１１の出力軸先端にはプーリ１２、１３がそれぞれ設けられている。また、シャフト２の、支持台１を貫通した後方端部には、ギヤ１４が固定されている。

また、図２に示すように、装置基台９上の枠体上板１５の上面には、シャフト駆動用のモータ１１の出力軸先端のプーリ１３と上下に並ぶ位置に入力側のプーリ１６が位置し、シャフト２の後方端部のギヤ１４と噛合する位置に出力側のギヤ１７が位置し、レバー１８の操作によって入力側と出力側の回転速度比を無段に変更可能なそれ自体周知の無段変速機１９が設置されている。

そして、フライヤー５と一体回転するプーリ８とフライヤー駆動用のモータ１０の出力軸先端のプーリ１２とに伝動ベルト２０が掛け渡されている。これにより、フライヤー駆動用のモータ１０の回転は、プーリ１２、伝動ベルト２０、プーリ８を介してフライヤー５に伝達され、さらに摩擦板４を介してリール３に伝達される。

また、無段変速機１９のプーリ１６とシャフト駆動用のモータ１１の出力軸先端のプーリ１３とに伝動ベルト２１が掛け渡されている。これにより、シャフト駆動用のモータ１１の回転は、プーリ１３、伝動ベルト２１、プーリ１６を介して無段変速機１９に伝達され、ギヤ１７、ギヤ１４を介してシャフト２に伝達される。

そして、フライヤー５の外方側面には、バネ巻き機の原理を利用したコイリング機構Ｋを設けた機構板２２が、フライヤー５の回転軸芯に対し所定範囲で角度調節可能となるよう、一端がボス部２３を介してボルト固定され、他端が長穴２４を介してボルト固定されている。

上記コイリング機構Ｋは、バネ巻き機（機械式コイリングマシン）の成形機構（コイリング機構）と同様の構成で、機構板２２の表側に、フィードローラ２５及びスプリング付勢されたカウンタローラ２６と、成形治具２７を具備する。

この例では、図３および図４に示すように、成形治具２７は２本で、それら２本の成形治具２７がシャフト２の軸芯を曲率中心とする所定半径の曲率円に添う配置で設けられ、その曲率円の内側に半円形の芯金２８が配置され、成形治具２７のコイル巻き方向前方位置にピッチ調整治具２９が配置されている。

また、ボス部２３を介してボルト固定された方の端部近傍には、フライヤー５の穴３０を通って繰り出された線条体Ｓを略水平に通す穴３１と、その穴３１を通った線条体Ｓを略９０度方向転換してフィードローラ２５とカウンタローラ２６の間を通しコイル巻き始端側の成形治具２７へ略直線状に導くガイドリール３２が配置されている。フィードローラ２５およびカウンタローラ２６は、ガイドリール３２と成形治具２７の間に位置する。そして、その線送り方向の前後には線ガイド（ストレートナー）３３が配置されている。

フィードローラ２５は、機構板２２を貫通するローラ軸３４の一端に固定され、ローラ軸３４は、軸受３５を介して機構板２２に回転自在に支持されている。そして、機構板２２の裏側で、ローラ軸３４の他端にギヤ３６が固定され、そのローラ軸３４他端のギヤ３６と噛み合うとともにシャフト２自由端のギヤ軸６に固定されたギヤ７と噛み合ってシャフト２側からローラ軸３４側へ回転を伝達するアイドルギヤ３７が、支軸３８に回転自在に支持されている。これにより、シャフト２の回転はギヤ７、アイドルギヤ３７、ギヤ３６、ローラ軸３４を介してフィードローラ２５に伝達される。

このコイル成形装置では、リール３にスチールワイヤ等の線条体Ｓを巻き、その線条体Ｓの先端をフライヤー５の穴３０から機構板２２の穴３１に通して引き出し、ガイドリール３２に巻き掛け、線送り方向上流側の線ガイド３３に通し、フィードローラ２５とカウンタローラ２６の間に通し、下流側の線ガイド３３に通して始端側の成形治具２７の位置まで引き出す。これでコイル成形のためのセットが終わり、この状態で２個のモータ１０、１１を駆動することにより、線条体Ｓは順次繰り出され、連続してコイルCに成形加工されていく。

フライヤー駆動用のモータ１０とシャフト駆動用のモータ１１は同じ方向に回転する。この例では、図２に矢印で示すように装置右側面視にて時計回り方向に回転する。そして、上述のようにフライヤー駆動用のモータ１０の回転がフライヤー５に伝達され、シャフト駆動用のモータ１１の回転がシャフト２に伝達される。その結果、フライヤー５は、フライヤー駆動用のモータ１０と同じ方向に回転する。また、シャフト２は、シャフト駆動用のモータ１１の回転が、プーリ１３、伝動ベルト２１、プーリ１６を介して無段変速機１９に伝達され、無段変速機１９内部の図示しない変速機構を介して設定された変速比で出力側のギヤ１７が入力側のプーリ１６と同方向に回転し、この無段変速機１９のギヤ１７と噛み合うシャフト２端部のギヤ１４を介して、シャフト２がフライヤー５とは逆方向に回転する。そして、摩擦板４を介しリール３が連動し一方向（装置右側面視にて図２に矢印で示す時計回り方向で、装置左側面視にて図３に矢印で示す反時計回り方向）に回転して、線条体Ｓが繰り出され、その繰り出された線条体Sがフィードローラ２５によりコイリング機構Ｋに取り込まれ、成形治具２７によりシャフト２の軸芯を曲率中心として芯金２８の周りをフライヤー５の回転方向とは逆方向（装置左側面視にて図３に矢印で示す時計回り方向）にコイル巻きされ、ピッチ調整治具２９を介し、所定ピッチのコイルＣとなって、軸方向外側へ送り出される。

その際、成形後のコイルＣは、コイリング機構に対して相対的に回転しながら送り出されるものの、コイリング機構Ｋが機構板２２共々フライヤー５と一体にコイル巻き方向に対し逆方向に回転することにより、絶対運動としては回転を抑えることができる。

そして、フライヤー５の回転速度は、フライヤー駆動用のモータ１０の回転数の設定により調節可能で、フィードローラ２５の回転速度（コイリング速度）は、シャフト駆動用のモータ１１の回転数の設定あるいはレバー１８の操作で無段変速機１９の変速比を変えることによって調節可能である。

したがって、フライヤー５とフィードローラ２５の回転速度比も調節可能で、特に、フライヤー５が１回転する間にコイル1巻きになるようフライヤー５とフィードローラ２５の回転速度比を調整することにより、製品であるコイルＣを回転の無い状態すなわち自転せず公転もしない状態で安定して送り出すことができる。

なお、密着コイルを製造する場合は、ピッチ調整治具２９を省略できる。また、芯金２８は、製品であるコイルCを途中図示しないカッターで切断する場合にも対応できるようにするために設けたものであり、カッターで切断しない場合は、芯金２８を省くこともできる。その他、コイリング機構Ｋの具体的構成は、バネ巻き機の場合と同様で、様々に変更できる。

以上、実施の形態の一例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、適宜態様を変更してよいことは勿論で、タイヤ補強用コイル、バネ用コイル、フレキシブルチューブ用コイル等、様々なコイルの成形に適用することができる。

実施の形態のコイル成形装置の正面視断面図である。 図１のコイル成形装置の右側面図である。 図１のコイル成形装置の左側面から一部断面で見た要部詳細図である。 図１の要部拡大図である。

符号の説明

２ シャフト
３ リール
５ フライヤー
７、１４、１７、３６ ギヤ
８、１２、１３、１６ プーリ
１０ モータ（フライヤー駆動用）
１１ モータ（シャフト駆動用）
１８ レバー
１９ 無段変速機
２０、２１ 伝動ベルト
２２ 機構板
２５ フィードローラ
２６ カウンタローラ
２７ 成形治具
２８ 芯金
２９ ピッチ調整治具
３２ ガイドリール
３３ 線ガイド
３７ アイドルギヤ
Ｃ コイル
Ｋ コイリング機構
Ｓ 線条体

Claims (4)

1. シャフト上のリールに巻かれた線条体を前記シャフトの軸芯を中心に回転するフライヤーで繰り出し、前記フライヤーと一体に回転し前記シャフトの軸芯を曲率中心として前記フライヤーの回転方向に対し逆方向に線条体をコイル巻きするコイリング機構に取り込んで、コイル状に成形し軸方向に送り出すことを特徴とするコイル成形方法。
2. 線条体を巻くリールと、該リールを装着するシャフトと、該シャフトの軸芯を中心に回転し前記リールに巻かれた線条体を繰り出すフライヤーと、該フライヤーと一体に回転し前記フライヤーで繰り出された線条体を取り込んで前記シャフトの軸芯を曲率中心として前記フライヤーの回転方向に対し逆方向にコイル巻きし軸方向に送り出すコイリング機構とを具備することを特徴とするコイル成形装置。
3. コイリング機構はフライヤーで繰り出された線条体を取り込んで送るフィードローラと該フィードローラにより送られた線条体を所定の曲率に曲げる成形治具とを有することを特徴とする請求項２に記載のコイル成形装置。
4. フライヤーとフィードローラの回転速度及びそれらの回転速度比を調節可能としたことを特徴とする請求項３に記載のコイル成形装置。

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