JP2023172434A - 編組構造体製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 長手方向において線材の巻き方が異なる編組構造体を製造することが可能な編組構造体製造装置を提供すること。【解決手段】 軸材送出機構２と、複数の個別支持体４と、複数のキャリア５と、を備え、副回転動が停止された状態で複数の個別支持体４が主回転動することにより、複数のキャリア５から送り出させる複数の線材９１，９２が、軸材９０に対して同方向に巻き付けられる第１モードと、第１キャリア５Ａが複数の個別支持体４に順に受け渡されることにより軸材９０の周りを第１回転方向Ｒａに移動し、且つ第２キャリア５Ｂが複数の個別支持体４に順に受け渡されることにより軸材９０の周りを第２回転方向Ｒｂに移動することにより、第１線材９１と第２線材９２とが、互いに反対方向に線材９０に巻き付けられる第２モードと、を備える。【選択図】 図４

Description

本発明は、編組構造体製造装置に関する。

編組構造体は、軸材に線材が巻き付けられた構造体であり、種々の工業製品に採用されている。特許文献１には、従来の編組構造体を製造するための編組構造体製造装置が開示されている。同文献に開示された編組構造体製造装置は、軸材の一例であるホースに線材の一例である金属ワイヤを巻き付ける装置である。

特開２０１３－２１６９８３号公報

軸材に対する線材の巻き付け方によって、編組構造体の剛性等を変更することができる。たとえば、１つの編組構造体の長手方向において線材の巻き付け方を変更することにより、長手方向において異なる構造を有する編組構造体が望まれる場合がある。

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、長手方向において線材の巻き方が異なる編組構造体を製造することが可能な編組構造体製造装置を提供することをその課題とする。

本発明によって提供される編組構造体製造装置は、軸方向に軸材を送り出す軸材送出機構と、前記軸材を取り囲むように配置され、且つ前記軸材を中心とする周方向に回転移動する主回転動と、各々が有する回転軸周りに回転する副回転動と、が可能である複数の個別支持体と、各々が線材を送り出し且つ前記複数の個別支持体のそれぞれに着脱可能である複数のキャリアと、を備え、前記複数のキャリアは、第１線材を送り出す１以上の第１キャリアと第２線材を送り出す１以上の第２キャリアとを含み、前記複数の個別支持体は、第１回転方向に前記副回転動する複数の第１個別支持体と、前記第１回転方向とは反対方向である第２回転方向に前記副回転動する複数の第２個別支持体と、を含み、前記複数の第１個別支持体と前記複数の第２個別支持体とは、前記周方向において交互に配置されており、前記副回転動が停止された状態で前記複数の個別支持体が前記主回転動することにより、前記複数のキャリアから送り出させる複数の前記線材が、前記軸材に対して同方向に巻き付けられる第１モードと、前記複数の第１個別支持体が前記第１回転方向に前記副回転動し且つ前記複数の第２個別支持体が前記第２回転方向に前記副回転動しつつ、前記１以上の第１キャリアが前記複数の個別支持体に順に受け渡されることにより前記軸材の周りを前記第１回転方向に移動し、且つ前記１以上の第２キャリアが前記複数の個別支持体に順に受け渡されることにより前記軸材の周りを前記第２回転方向に移動することにより、前記第１線材と前記第２線材とが、互いに反対方向に前記線材に巻き付けられる第２モードと、を備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記軸材を挿通させる挿通部を有する主支持体をさらに備え、前記複数の個別支持体は、前記挿通部を取り囲むように前記主支持体に支持されており、前記第１モードにおいては、前記複数の個別支持体の前記副回転動が阻止された状態で前記主支持体が前記軸方向周りに回転することにより、前記複数の個別支持体が前記主回転動し、前記第２モードにおいては、前記主支持体の前記主回転動が阻止された状態で、前記複数の個別支持体が前記副回転動する。

本発明によれば、長手方向において線材の巻き方が異なる編組構造体を製造することが可能な編組構造体製造装置を提供することができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明に係る編組構造体製造装置の一例を示す平面図である。 本発明に係る編組構造体製造装置の一例を示す側面図である。 本発明に係る編組構造体製造装置の一例を示す要部拡大断面図である。 本発明の第１実施形態に係る編組構造体製造装置の一例を示す要部正面図である。 本発明の第１実施形態に係る編組構造体製造装置の一例を示す要部背面図である。 第１キャリアの軌跡を示す要部正面図である。 第２キャリアの軌跡を示す要部正面図である。 本発明に係る編組構造体製造装置によって製造された編組構造体の一例を示す要部側面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

本開示における「第１」、「第２」等の用語は、単に識別のために用いたものであり、それらの対象物に順列を付することを意図していない。

図１～図７は、本発明に係る編組構造体製造装置の一例を示している。本実施形態の編組構造体製造装置Ａ１は、架台１、軸材送出機構２、主支持体３、複数の個別支持体４、複数のキャリア５、駆動モータ６および伝達機構７を備える。

編組構造体製造装置Ａ１は、軸材９０に複数の第１線材９１および複数の第２線材９２を巻きつけることにより、編組構造体９を製造する装置である。軸材９０は、軸方向Ｎに延びた形状の部材であり、材質や具体的な構成は、何ら限定されない。軸材９０は、中実の棒材（条材）であってもよいし、中空の筒材であってもよい。第１線材９１および第２線材９２の材質や具体的な構成は、何ら限定されない。第１線材９１および第２線材９２は、たとえば軸材９０の剛性を向上させるもの、軸材９０を保護するもの、軸材９０の外観を装飾するもの等、様々な目的に応じて設けられる。第１線材９１および第２線材９２の材質や線径等は何ら限定されず、たとえば、金属、樹脂、各種繊維等からなる。

架台１は、編組構造体製造装置Ａ１の土台となる部位である。架台１は、たとえば鉄鋼材料や樹脂等によって形成される。図示された例においては、架台１は、スタンド１１を有する。スタンド１１は、主支持体３を支えている。

軸材送出機構２は、編組構造体９を軸方向Ｎに送り出す機構である。軸材送出機構２の具体的構成は何ら限定されず、図示された例においては、たとえばモータ２１および複数のローラ２２を有する。モータ２１は、複数のローラ２２の少なくともいずれかを駆動する駆動源である。複数のローラ２２は、軸材９０（編組構造体９）を挟んだ状態で回転することにより、軸材９０（編組構造体９）を送り出す。

主支持体３は、複数の個別支持体４を支持するものである。主支持体３の具体的構成は、何ら限定されず、図示された例においては、円板部３１、筒部３２およびプーリ３３を有する。

なお、編組構造体製造装置Ａ１は、主支持体３が架台１に対して固定された状態を維持するために、たとえばブレーキ機構（図示略）を備えていてもよい。また、編組構造体製造装置Ａ１は、円板部３１の回転位置を検出するためのセンサ（図示略）を備えていてもよい。

円板部３１は、正面視において円形状の部材である。本例の円板部３１は、第１板部３１１および第２板部３１２によって構成されている。第１板部３１１および第２板部３１２は、各々が円形状の板状部材であり、軸方向Ｎに互いに離隔して平行に配置されている。円板部３１には、挿通部３１３が形成されている。挿通部３１３は、軸材９０を挿通させるための貫通孔である。

筒部３２は、軸方向Ｎに延びる筒状部材である。本例においては、筒部３２は、円板部３１の挿通部３１３に挿通されている。筒部３２と円板部３１とは、互いに固定されている。筒部３２は、スタンド１１に回転可能に支持されている。

プーリ３３は、筒部３２の軸方向Ｎの後端付近に取り付けられている。プーリ３３は、伝達機構７からの駆動力が伝達される部位である。プーリ３３に駆動力が伝達されることにより、主支持体３は、図４に示すように挿通部３１３（軸材９０）を中心とする周方向において回転方向Ｒ０に主回転動する。

複数の個別支持体４は、図４に示すように挿通部３１３（軸材９０）を中心とする周方向における回転方向Ｒ０の主回転動と、個々が有する回転軸周りに回転する副回転動と、が可能である。複数の個別支持体４は、複数の第１個別支持体４Ａおよび複数の第２個別支持体４Ｂを含む。これらの個数は何ら限定されず、図示された例においては、８つの個別支持体４が、４つの第１個別支持体４Ａと４つの第２個別支持体４Ｂとを含む。４つの第１個別支持体４Ａと４つの第２個別支持体４Ｂとは、挿通部３１３（軸材９０）を囲んで周方向に交互に配置されている。

個別支持体４の具体的構成は何ら限定されず、本例においては、係合フィン４１、軸４２およびギヤ４３を有する。係合フィン４１は、正面から見て全体として円形状であり、図示された例においては、１つの個別支持体４が２つの係合フィン４１を有する。係合フィン４１は、キャリア５と係合する機能を果たす。図示された例においては、係合フィン４１には、複数の凹部４１１を有する。凹部４１１は、係合フィン４１の周縁部から中心に向かって凹んだ部位である。図示された例においては、係合フィン４１は、４つの凹部４１１を有する。

軸４２は、係合フィン４１の中心に固定されており、主支持体３の円板部３１に副回転動可能に支持されている。ギヤ４３は、軸４２の軸方向Ｎの後端付近に取り付けられている。いずれかの個別支持体４のギヤ４３には、駆動モータ６からの駆動力が入力される。図５に示すように、隣り合う個別支持体４のギヤ４３同士は、互いに噛み合っている。これにより、４つの第１個別支持体４Ａは、第１回転方向Ｒａに副回転動し、４つの第２個別支持体４Ｂは、第１回転方向Ｒａとは反対向きの第２回転方向Ｒｂに副回転動する。複数の個別支持体４の副回転動は、互いに連動する。

複数のキャリア５は、第１線材９１または第２線材９２を送り出しつつ、複数の個別支持体４のそれぞれに着脱可能に支持されている。キャリア５の具体的構成は何ら限定されず、図示された例においては、図３に示すようにボビン５１、ロッド５２、係合軸５３および係合フィン５４を有する。

ボビン５１は、第１線材９１または第２線材９２が巻回されており、これらを送り出す。ロッド５２は、送り出される第１線材９１または第２線材９２を適宜ガイド等するための棒状部材である。係合軸５３は、軸方向Ｎに延びており、個別支持体４の係合フィン４１の凹部４１１に嵌まり込み、また、凹部４１１から離脱する部位である。係合フィン５４は、係合軸５３に固定されており、全体として円形状である。図示された例においては、１つのキャリア５が２つの係合フィン５４を有する。２つの係合フィン５４の一方が、個別支持体４の２つの係合フィン４１の間に位置する。これにより、キャリア５は、複数の個別支持体４によって保持されている。

なお、後述の第２モードにおけるキャリア５の移動経路を規定するための種々の機構が、採用されていてもよい。たとえば、第１板部３１１にスリット３１１１が形成され、第１板部３１１と第２板部３１２との間にガイド３１４が適宜設けられていてもよい。スリット３１１１は、係合軸５３の後端または係合軸５３の後端に設けられた所定の突起を第１板部３１１と第２板部３１２との間に進入させるための開口である。ガイド３１４は、係合軸５３の後端または係合軸５３の後端に設けられた所定の突起と適宜接触または係合することにより、キャリア５の移動経路を規定するためのものである。なお、キャリア５の移動経路を規定するための構造または機構等は何ら限定されない。

図４においては、理解の便宜上、キャリア５のうち係合軸５３のみが示されている。複数のキャリア５の個数は何ら限定されず、図示された例においては、１６個のキャリア５が備えられている。１６個のキャリア５は、８個の第１キャリア５Ａと８個の第２キャリア５Ｂとを含む。第１キャリア５Ａおよび第２キャリア５Ｂの構成は、上述した構成であって共通している。第１キャリア５Ａは、第１線材９１を送り出し、第２キャリア５Ｂは、第２線材９２を送り出す。第１キャリア５Ａおよび第２キャリア５Ｂは、後述の第２モードにおける移動経路が互いに異なる。

駆動モータ６は、主支持体３および複数の個別支持体４を回転させるための駆動源である。駆動モータ６は、一般的な電動モータであり、たとえばサーボモータを用いてもよい。本例においては、主支持体３および複数の個別支持体４を１つの駆動モータ６によって駆動する場合を例に説明するが、これに限定されず、たとえば２つの専用の駆動モータ６を用いてもよい。

図２に示すように、駆動モータ６の軸方向Ｎ両側には、第１ギヤ６１および第２ギヤ６２が設けられている。第１ギヤ６１は、複数の個別支持体４のいずれかのギヤ４３に駆動力を伝達する。第２ギヤ６２は、伝達機構７に駆動力を伝達する。本例の駆動モータ６は、昇降機構６３によって支持されている。昇降機構６３は、たとえばエアシリンダ等を有し、駆動モータ６を上下方向に昇降させる。昇降機構６３によって駆動モータ６が上昇させられた場合、第１ギヤ６１がいずれかの個別支持体４のギヤ４３と噛み合う。一方、昇降機構６３によって駆動モータ６が下降させられた場合、第２ギヤ６２が伝達機構７のギヤ７１と噛み合う。

伝達機構７は、駆動モータ６の駆動力を主支持体３に伝達する機構である。伝達機構７の具体的構成は何ら限定されない。また、主支持体３を駆動するための専用の駆動モータ６を備える場合、伝達機構７を備えなくてもよい。図示された例においては、伝達機構７は、軸７０、ギヤ７１、プーリ７２およびベルト７３を有する。軸７０は、軸方向Ｎにそっており、回転可能に支持されている。ギヤ７１は、軸７０の一端に取り付けられており、第２ギヤ６２と噛み合う。プーリ７２は、軸７０の他端に取り付けられている。ベルト７３は、プーリ７２と主支持体３のプーリ３３とにかけ回されている。第２ギヤ６２がギヤ７１と噛み合うと、軸７０、プーリ７２およびベルト７３を介して、プーリ３３に駆動力が伝達され、主支持体３が図４に示す回転方向Ｒ０に回転する。

次に、編組構造体製造装置Ａ１の動作について説明する。

編組構造体製造装置Ａ１は、第１モードおよび第２モードを備える。第１モードでは、昇降機構６３によって駆動モータ６が下降させられる。これにより、駆動モータ６の駆動力が伝達機構７を介して主支持体３に伝達され、主支持体３が回転方向Ｒ０に回転する。一方、複数の個別支持体４は、主支持体３に対して固定された状態であり、個々の副回転動が阻止されている。これにより、複数のキャリア５は、すべてが主支持体３に対して固定された状態であり、すべてが回転方向Ｒ０に主回転動する。この状態で、軸材送出機構２によって送り出される軸材９０に第１キャリア５Ａからの第１線材９１と第２キャリア５Ｂからの第２線材９２とが、同じ方向に巻き付けられる。図８に示す編組構造体９の第１区間ＳｃＡは、第１モードによって製造された区間である。

第２モードでは、昇降機構６３によって駆動モータ６が上昇させられる。これにより、駆動モータ６の駆動力が複数の個別支持体４に伝達され、図６および図７に示すように、第１個別支持体４Ａが第１回転方向Ｒａに副回転動し、第２個別支持体４Ｂが第２回転方向Ｒｂに副回転動する。一方、主支持体３は、固定されており、回転が阻止されている。これにより、複数の個別支持体４の主回転動が阻止される。

複数のキャリア５は、複数の個別支持体４の副回転動に伴い、複数の個別支持体４を順に受け渡される。図４に示す第１キャリア５Ａの係合軸５３が、隣り合う個別支持体４の凹部４１１に順に受け渡されることにより、第１キャリア５Ａは、図６に示す第１経路ＴｒＡを移動する。これにより、第１キャリア５Ａは、軸材９０周りを第１回転方向Ｒａに移動する。一方、図４に示す第２キャリア５Ｂの係合軸５３が、隣り合う個別支持体４の凹部４１１に順に受け渡されることにより、第２キャリア５Ｂは、図７に示す第２経路ＴｒＢを移動する。これにより、第２キャリア５Ｂは、軸材９０周りを第２回転方向Ｒｂに移動する。この状態で、軸材送出機構２によって送り出される軸材９０に第１キャリア５Ａからの第１線材９１と第２キャリア５Ｂからの第２線材９２とが、互いに反対方向に巻き付けられる。図８に示す編組構造体９の第２区間ＳｃＢは、第２モードによって製造された区間である。

第１モードと第２モードとの切り替えは、軸材９０の送り出しを一旦停止して行ってもよいし、軸材９０の送り出しを継続しつつ行ってもよい。また、第１モードを行った後に第２モードに切り替えてもよいし、第２モードを行った後に第１モードに切り替えてもよい。

次に、編組構造体製造装置Ａ１の作用について説明する。

本実施形態によれば、編組構造体製造装置Ａ１が、たとえば複数のキャリア５や複数の個別支持体４等を取り替えたり、支持状態を変更させたりする、いわゆる段取り替えの作業をすることなく、第１モードと第２モードとを行うことができる。このため、第１線材９１および第２線材９２の巻き方が互いに異なる第１区間ＳｃＡと第２区間ＳｃＢとを有する編組構造体９を適切に製造することができる。

複数の個別支持体４のそれぞれが副回転動が可能に主支持体３に支持された構成であることにより、複数の個別支持体４の副回転動を阻止した状態で主支持体３を回転することにより、第１モードを行うことができる。一方、主支持体３を固定して回転を阻止し、複数の個別支持体４を副回転動させることにより、第２モードを行うことができる。このような第１モードと第２モードの切り替えは、主支持体３および複数の個別支持体４の回転状態を切り替えるだけで実現可能であり、たとえば複数のキャリア５の段取り替えが強いられない。したがって、第１線材９１および第２線材９２の巻き方が互いに異なる第１区間ＳｃＡと第２区間ＳｃＢとを有する編組構造体９をより効率よく製造することができる。

本発明に係る編組構造体製造装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る編組構造体製造装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

編組構造体製造装置Ａ１とは異なり、主支持体３を備えない構成であってもよい。たとえば、架台１に対して固定された部材に複数の個別支持体４が主回転動および副回転動が可能に支持された構成であってもよい。また、複数の個別支持体４の主回転動および副回転動を可能とする機構は、複数のモータを用いた機構や、磁力を用いた機構、ギヤやカム溝等の機械要素を組合せた機構等、種々の機構を適宜採用可能である。

Ａ１ ：編組構造体製造装置
１ ：架台
２ ：軸材送出機構
３ ：主支持体
４ ：個別支持体
４Ａ ：第１個別支持体
４Ｂ ：第２個別支持体
５ ：キャリア
５Ａ ：第１キャリア
５Ｂ ：第２キャリア
６ ：駆動モータ
７ ：伝達機構
９ ：編組構造体
Ｎ ：軸方向
Ｒ０ ：回転方向
Ｒａ ：第１回転方向
Ｒｂ ：第２回転方向
ＴｒＡ ：第１経路
ＴｒＢ ：第２経路

Claims (2)

1. 軸方向に軸材を送り出す軸材送出機構と、
   前記軸材を取り囲むように配置され、且つ前記軸材を中心とする周方向に回転移動する主回転動と、各々が有する回転軸周りに回転する副回転動と、が可能である複数の個別支持体と、
   各々が線材を送り出し且つ前記複数の個別支持体のそれぞれに着脱可能である複数のキャリアと、を備え、
   前記複数のキャリアは、第１線材を送り出す１以上の第１キャリアと第２線材を送り出す１以上の第２キャリアとを含み、
   前記複数の個別支持体は、第１回転方向に前記副回転動する複数の第１個別支持体と、前記第１回転方向とは反対方向である第２回転方向に前記副回転動する複数の第２個別支持体と、を含み、
   前記複数の第１個別支持体と前記複数の第２個別支持体とは、前記周方向において交互に配置されており、
   前記副回転動が停止された状態で前記複数の個別支持体が前記主回転動することにより、前記複数のキャリアから送り出させる複数の前記線材が、前記軸材に対して同方向に巻き付けられる第１モードと、
   前記複数の第１個別支持体が前記第１回転方向に前記副回転動し且つ前記複数の第２個別支持体が前記第２回転方向に前記副回転動しつつ、前記１以上の第１キャリアが前記複数の個別支持体に順に受け渡されることにより前記軸材の周りを前記第１回転方向に移動し、且つ前記１以上の第２キャリアが前記複数の個別支持体に順に受け渡されることにより前記軸材の周りを前記第２回転方向に移動することにより、前記第１線材と前記第２線材とが、互いに反対方向に前記線材に巻き付けられる第２モードと、
   を備える、編組構造体製造装置。
2. 前記軸材を挿通させる挿通部を有する主支持体をさらに備え、
   前記複数の個別支持体は、前記挿通部を取り囲むように前記主支持体に支持されており、
   前記第１モードにおいては、前記複数の個別支持体の前記副回転動が阻止された状態で前記主支持体が前記軸方向周りに回転することにより、前記複数の個別支持体が前記主回転動し、
   前記第２モードにおいては、前記主支持体の前記主回転動が阻止された状態で、前記複数の個別支持体が前記副回転動する、請求項１に記載の編組構造体製造装置。

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