JP2005206302A - 巻取り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】帯状体もしくは線状体をボビンに巻き取る際に、ボビンがフランジのないものであっても、巻き崩れを起こすことがない、簡易な巻取り装置を提供する。
【解決手段】本巻取り装置１０は、ボビンＢの前に接地される帯状体誘導手段１の移動する直線軌道を一方向に周回する無端体と、前記帯状体誘導手段を固定支持し、前記直線軌道と平行に設けられた直動ガイド１４に案内されて往復変位する往復支持部材と、この往復支持部材２を牽引する牽引部材４と、ボビン回転軸の回転に同期させて前記無端体を駆動する駆動装置２０とを具え、前記往復支持部材に、前記直線軌道を通り前記トラック軌道面に直交する直交軸Ｖの周りに回転可能に円環体３を取り付け、前記牽引部材の基端部を、前記無端体の一部に前記直交軸Ｖと平行に向けて固定されたピンの周りに回転可能に連結するとともに、前記牽引部材の先端部を、円環体の一部に固定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、帯状体もしくは線状体をボビンに巻き取る巻き取り装置に関し、特に、帯状体を螺旋状に巻き取る装置に関する。

従来から、帯状体もしくは線状体をボビンに巻き取る装置は種々提案されているが、これらの装置においては、巻き姿が円筒状となるように、帯状体等のボビンへの進入位置を、巻き速度に同期してボビン軸方向に往復変位させる帯状体誘導手段が設けられ、この帯状体誘導手段は、回転駆動されるボールねじや、周回駆動されるチェーン等により直線移動し、回転や周回の向きを反転することにより往復折り返しを行うよう構成されている（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、駆動の向きを反転して帯状体誘導手段を折り返すと、端部は巻き数が少なくなり、軸方向端部における巻き径が、中央部より小さくなるという問題があり、特に、幅のある帯状部材を、フランジのないボビンに巻き取る場合には、巻き崩れが生じるという問題があった。

この問題を解消するために、ボビンの巻取り速度を一定にしたまま、帯状体誘導手段の軸方向送り速度を可変なものとし、両端部での帯状体の送り速度を中央部より遅くする巻取り装置も提案されているが、速度制御可能なモータを使い複雑な制御をする必要があり、装置が高価で複雑になってしまうという問題があった。
特開２００２−０１８５１７号公報

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、帯状体もしくは線状体をボビンに巻き取る際に、ボビンがフランジのないものであっても、巻き崩れを起こすことがなく、しかも、速度制御可能なモータ等を用いて複雑な制御を行う必要のない簡易な巻取り装置を提供することを目的とする。

（１）本発明は、帯状体もしくは線状体を巻取るボビンを取付けるボビン回転軸と、前記ボビン回転軸と平行な直線軌道上を往復変位し、帯状体もしくは線状体を誘導して、そのボビンへの進入位置を特定する帯状体誘導手段とを具える巻取り装置において、
前記直線軌道をこの軌道と直交する平面上で互いに同じ距離だけ平行移動してできる二本の線分の両端同士を半円で接続して形成されるトラック軌道上に延在して、この軌道を一方向に周回する無端体と、前記帯状体誘導手段を固定支持し、前記直線軌道と平行に設けられた直動ガイドに案内されて往復変位する往復支持部材と、この往復支持部材を牽引する牽引部材と、ボビン回転軸の回転に同期させて前記無端体を駆動する駆動装置とを具え、
前記往復支持部材に、前記直線軌道を通り前記トラック軌道面に直交する直交軸Ｖの周りに回転可能に円環体を取り付け、前記無端体の一部に前記直交軸Ｖと平行に向けてピンを固定し、前記牽引部材の基端部を、このピンの周りに回転可能に連結するとともに、前記牽引部材の先端部を、円環体の一部に固定してなる巻取り装置である。

（２）本発明は、（１）において、前記無端体を、二個のスプロケット間に掛け渡されたタイミングベルトもしくはチェーンで構成し、一方のスプロケット軸を前記駆動装置により回転駆動してなる巻取り装置である。

（３）本発明は、（２）において、前記駆動装置に、ボビン回転軸を回転駆動するモータを設けるとともに、このモータの出力軸を前記一方のスプロケット軸に、直接的にもしくは動力伝達手段を介して間接的に、連結してなる巻取り装置である。

（４）本発明は、（１）〜（３）のいずれかにおいて、トラック軌道Ｔの幅を、ボビンの巻取りピッチの1.0〜1.5倍とする巻取り装置である。

（１）によれば、巻取り装置を上述のように構成したので、帯状体誘導手段は、直線軌道の折り返し端で、一定の周速度で周回する無端体の一部に連結された牽引部材の基端部が、トラック軌道の、一方の直線部の端と他方の直線部の端とを繋ぐ半円部を通過する間、前記直線軌道の端に停止するよう作動し、その間、ボビンは一定の回転速度で巻取りを継続するので、その分だけ、端部が中央部より細るのを防止することができ、このことにより、フランジ無しボビンであっても巻きが崩れるのを防止することができる。

（２）によれば、無端体をタイミングベルトもしくはチェーンで構成したので、簡易な構造により、トラック軌道を周回する無端体を構成することができ、また、スプロケットを一定速度で回転することにより、周速度を一定にすることができる。

（３）によれば、ボビン回転軸と、スプロケット軸とを、同一のモータで駆動するので、複雑な制御を用いることなく、ボビンの回転と帯状体誘導手段の往復変位とを同期させることができる。

（４）によれば、トラック軌道Ｔの幅を、ボビンの巻取りピッチの1.0〜1.5倍としたので、巻きの端部の径を、中央部の径とほぼ等しくすることができ、この倍数が1.0未満の場合には、端の径が中央部より小さくなり、巻き崩れを生じる可能性があり、これが1.5を越える場合には、端の径が中央部より大きくなり、この場合も巻き崩れの原因となる。

本発明の実施形態について、図に基づいて説明する。図１は、巻取り装置を示す斜視図あり、図２は、帯状体誘導手段の取り付け態様を示す側面図である。巻取り装置１０は、帯状体Ｓを巻取るボビンＢを取付けるボビン回転軸８と、前記ボビン回転軸８と平行な直線軌道Ｌ_０上を往復変位し、帯状体Ｓを案内して、そのボビンＢへの進入位置Ｐを特定する帯状体誘導手段１とを具える。

ここで、帯状体誘導手段１は、例えば、帯状体Ｓの幅方向外側に位置するよう設けられた二本のガイドローラ１ａで構成することができる。また、本発明の巻取り装置の巻取り対象となる、タイヤの製造工程で用いられ帯状体の例としては、タイヤ構成部材の層間に配置される間ゴム用に供される長尺ゴムシートや、このような長尺ゴムシートを巻き取って保管する際の密着防止のためこれらの長尺ゴムシートに友巻されるポリシート等をあげることができる。

巻取り装置１０は、直線軌道Ｌ_０をこの軌道Ｌ_０と直交する平面上で互いに同じ距離だけ平行移動してできる二本の線分の両端同士を半円で接続して形成されるトラック軌道上に延在して、この軌道を一方向に周回する無端体として機能するタイミングベルト１１を具えるとともに、前記帯状体誘導手段１を固定支持する往復支持部材２と、この往復支持部材２を牽引する牽引部材４とを有する。そして、往復支持部材２は、直線軌道Ｌ_０と平行に設けられた直動ガイド１４に案内されて往復変位し、また、タイミングベルト１１の一部に前記直交軸Ｖと平行に向けてピン９を固定する。

さらに、往復支持部材２に、直線軌道Ｌ_０を通り前記トラック軌道面に直交する直交軸Ｖの周りに軸受３ａを介して回転可能に円環体３を取り付け、牽引部材４の基端部４ａを、ピン９の周りに軸受９ａを介して回転可能に連結するとともに、牽引部材４の先端部４ｂを、円環体３の一部に固定する。

タイミングベルトに噛合してこれを駆動する駆動スプロケット１２および従動側の従動スプロケット１３が設けられ、モータ１５によりボビン回転軸８を駆動する駆動装置２０は、タイミングベルトもしくはチェーン１６とギアボックス１７とを介して駆動スプロケット１２の回転軸にも連結され、タイミングベルト１１をボビン回転軸８に同期して駆動するよう構成される。

以上のように構成された巻取り装置についてその作動を説明する。図３は、ピン９に軸受け支持されて移動する、牽引部材４の基端部４ａの軌道、牽引部材４に牽引されて変位する先端部４ｂの軌道および直線軌道Ｌ_０の相互の位置関係を示す模式図であり、図３（ａ）は、トラック軌道面を正面から見た図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。ピン９はタイミングベルト１１の一部に固定されて周回するので、基端部４ａは、トラック軌道Ｔ_０上を移動する。図において、このトラック軌道Ｔ_０は、長さがＬｔの二本の直線部Ｌ_１、Ｌ_２と、これらの両端を結ぶ半径がｒの半円部分Ｃ_１、Ｃ_２とで構成されるものとする。

そして、先端部４ｂは、直線軌道Ｌ_０に沿って移動する軸Ｖを中心とする円環体３に取付けられ、しかも、牽引部材４の基端部４ａから先端部４ｂまでの距離は変わらないので、基端部４ａがトラック軌道Ｔ_０上を移動するとき、先端部４ｂは、トラック軌道Ｔ_１上を移動することになり、このトラック軌道Ｔ_１を構成する二本の直線部の離隔距離は先端部４ｂの軸Ｖ周りの回転直径Ｄとなり、これらの直線部の長さは、直線軌道Ｌ_０の長さＬｔと同じ長さとなる。

そして、以上のことから必然的に、基端部４ａがトラック軌道Ｔ_０上で、直線部Ｌ_１、Ｌ_２を移動するときは軸Ｖ、すなわち帯状体誘導手段１は、基端部４ａの移動速度と同じ速度で直線軌道Ｌ_０上を往復するが、基端部４ａが半円Ｃ_１、Ｃ_２上を移動するときは直線軌道Ｌ_０の端で停止した状態を継続することとなる。

図４は、駆動スプロケット１２が一定速度で回転し、その結果、タイミングベルト１１が一定の周速度で駆動されるときの帯状体誘導手段１の位置の変化を示し、横軸は時間ｔを、縦軸は直線軌道上の位置ｘを示す。タイミングベルト１１の周速度をｖとすると、帯状体誘導手段１は、時間（Ｌｔ／ｖ）をかけて直線軌道Ｌ_０の一方の端から他方の端に移動し、それぞれの端においては、時間（πｒ／ｖ）の間、停止するよう作動する。

そして、トラック軌道Ｔ_０の幅（２ｘｒ.）を、巻取りピッチの1.0〜1.5倍とすることにより、帯状体Ｓは、ボビンの軸方向端に位置したまま、1.6〜2.4回巻き取られることとなり、このことにより、巻きの中央部と同じ太さとすることができる。

なお、牽引部材４の構成において、基端部４ａと先端部４ｂとの間を剛体の部材で直接連結することもできるが、実際の装置の製作においては前記トラック軌道Ｔ_０と直線軌道Ｌ_０とを理論通りに配置することがむつかしく、この配置誤差を吸収するために、トラック軌道Ｔ_０と平行に二本の揺動軸４ｃを設けることが好ましい。

また、帯状体Ｓを巻取る際の送りピッチを容易に変更できるように、ギアボックスの減速比を無段階もしくは複数段階で調整できるよう構成することが好ましい。

なお、上記の実施形態においては、トラック軌道上に延在する無端体をタイミングベルトで構成したが、これをチェーンで構成することもでき、また、巻き取る対象として、帯状体の代わりに、コードやワイヤ等の線状体を対象とすることもでき、この場合も同様の構成で、同様の作用を奏することは明らかである。

本発明の巻取り装置は、プラスチックや金属等の長尺シートの巻取りにも用いることができる。

本発明に係る実施形態の巻取り装置を示す斜視図ある。 帯状体誘導手段の取り付け態様を示す側面図である。 牽引部材の基端部の軌道、牽引部材に牽引されて変位する先端部の軌道および直線軌道の相互の位置関係を示す模式図である。 タイミングベルトが一定の周速度で駆動されるときの帯状体誘導手段の位置の変化を示すグラフである。

符号の説明

１ 帯状体誘導手段
１ａ ガイドローラ
２ 往復支持部材
３ 円環体
４ 牽引部材
４ａ 牽引部材の基端部
４ｂ 牽引部材の先端部
４ｃ 牽引部材の揺動軸
８ ボビン回転軸
９ ピン
１０ 巻取り装置
１１ タイミングベルト
１２ 駆動スプロケット
１３ 従動スプロケット
１４ 直動ガイド
１５ モータ
１６ タイミングベルトもしくはチェーン
１７ ギアボックス
２０ 駆動装置
Ｂ ボビン
Ｌ_０ 直線軌道
Ｓ 帯状体
Ｔ_１、Ｔ_２ トラック軌道
Ｖ 直交軸

Claims (4)

1. 帯状体もしくは線状体を巻取るボビンを取付けるボビン回転軸と、前記ボビン回転軸と平行な直線軌道上を往復変位し、帯状体もしくは線状体を誘導して、そのボビンへの進入位置を特定する帯状体誘導手段とを具える巻取り装置において、
   前記直線軌道をこの軌道と直交する平面上で互いに同じ距離だけ平行移動してできる二本の線分の両端同士を半円で接続して形成されるトラック軌道上に延在して、この軌道を一方向に周回する無端体と、前記帯状体誘導手段を固定支持し、前記直線軌道と平行に設けられた直動ガイドに案内されて往復変位する往復支持部材と、この往復支持部材を牽引する牽引部材と、ボビン回転軸の回転に同期させて前記無端体を駆動する駆動装置とを具え、
   前記往復支持部材に、前記直線軌道を通り前記トラック軌道面に直交する直交軸Ｖの周りに回転可能に円環体を取り付け、前記無端体の一部に前記直交軸Ｖと平行に向けてピンを固定し、前記牽引部材の基端部を、このピンの周りに回転可能に連結するとともに、前記牽引部材の先端部を、円環体の一部に固定してなる巻取り装置。
2. 前記無端体を、二個のスプロケット間に掛け渡されたタイミングベルトもしくはチェーンで構成し、一方のスプロケット軸を前記駆動装置により回転駆動してなる請求項１に記載の巻取り装置。
3. 前記駆動装置に、ボビン回転軸を回転駆動するモータを設けるとともに、このモータの出力軸を前記一方のスプロケット軸に、直接的にもしくは動力伝達手段を介して間接的に、連結してなる請求項２に記載の巻取り装置。
4. トラック軌道の幅を、ボビンの巻取りピッチの1.0〜1.5倍とする請求項１〜３のいずれかに記載の巻取り装置。

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