JP3568717B2 - 線状材の自動巻取包装装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、線状材の自動巻取包装装置に関し、さらに詳しくは、線状材、特にガスケットなど凹溝等の開口部を有する異形軟質線状材を、巻乱れを生ずることなくきれいに整列巻きを行える巻取機構、線状材ガイド機構、ソフトテンション機構、縦横方向トラバース機構、線状材端部固定機構、線状材切断機構、包装材ラッピング機構、ボビン脱着機構及びボビン給送機構、並びにこれらの機構を備えた自動巻取包装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホース、コード等の線状材をボビン上に整列巻きするには、従来、ボビン軸と平行に所定ピッチのねじを切ったトラバース軸を設け、該トラバース軸上に、巻き取る線状材の給送位置を規制する一対のガイドローラ及び／又はトラバースアームを備えたトラバース台を螺合させ、上記トラバース軸を回転させることによりトラバース台を巻き取られる線状材の外径に等しいピッチで横行させ、これにより線状材の給送位置を規制すると共に、ボビン両側の各鍔位置に対応するトラバース台の移動通路内には、トラバース台又はその一側部に突設された突出片と係合して該トラバース台に逆転指令を与えるリミットスイッチ等を設け、ボビン両側の各鍔部でトラバース台移動方向を順次切り換えて巻き取る方式が一般に採用されている（実公昭５１−５３４２４号、特公昭６０−３９６２１号、特公平２−１４２６１号等参照）。
トラバース台の横方向への間欠的移動については、例えば特公平２−１４２６１号には、巻取ドラムが１５／１６回転する毎に１パルス分だけトラバース本体が移動し、巻き取られる線状材が横方向に所定ピッチだけずれるように斜行し、従って、巻取ドラムに固定された線状材の先端固定位置上の巻取ドラム軸心に平行な線から常に整列巻きされるようにしたトラバース機構が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような間欠トラバースを行うことにより、線状材を整列巻きすることは可能となる。しかしながら、特に巻き取られる線状材が軟質材の場合、トラバースアームの先端ガイド部が線状材の斜行部と干渉し、先端ガイド部が既に巻き取られた隣接する線状材のループ上に乗り上げ、巻乱れを生ずるという問題がある。また、巻き取られる線状材が凹溝等の開口部を有する異形軟質線状材の場合、従来の間欠トラバースは横方向のみに移動するものであるため、トラバースアームの先端ガイド部が線状材の開口端縁部を引っ掛け易く、特にボビン鍔部のリターン位置では既に巻き取られた下層の線状材ループの斜行部とクロスするように斜行しながらトラバースするため、線状材の開口端縁部を引っ掛けてめくれ上がった状態となり、巻乱れを生ずることに加えて、製品変形を生ずるという問題もある。
【０００４】
また、従来の巻取装置においては、ボビンから離間した位置に配されているトラバース台上の最終ガイドロールから直接に線状材をボビンに巻き取る方法と、ガイドアーム（トラバースアーム）を用いる方法があるが、最終ガイドロールから直接ボビンに線状材を巻き取る場合、線状材のテンションが緩いときには、最終ガイドロールに忠実に線状材が追従することが困難であり、巻取ピッチが不定で局所的に不揃いになったり、ネジレを生じたり、巻き取られた隣接する線状材のループ上に乗り上がったりする。このような問題を回避すべく線状材の巻取テンションを大きくした場合、線状材の追従性は良くなるが、反面、必要以上に堅く巻き取られ、型崩れを起こし易くなる。また、軟質線状材、特に異形軟質線状材の場合、巻取テンションを大きくすると伸びてしまい、製品変形を生じ易いと共に、外形寸法の変化によりトラバース台の移動ピッチにズレを生じ易くなるという問題を生ずる。
【０００５】
一方、トラバースアームを用いて線状材をガイドした場合、線状材の追従性は最終ガイドロールからボビンに直接巻き取る場合に比べて良くなるが、一般に巻取テンションはポテンショメーターで制御されるため、必要以上に堅く巻き取られることが多々あった。また、微妙に異なる様々な製品寸法に対しては、前記したようにトラバース動作の追従が不充分で、特に異形軟質線状材に対しては満足のいく整列巻きが困難であった。
さらに、従来のトラバースアームや線状材供給経路上のガイド部は、線状材の外形のみを考慮したガイド機構となっており、各々の製品に対して寸法やガイド方法がルーズなものとなっているため、線状材製品、特に異形軟質線状材の場合、ネジレや乱れた状態で巻き取られることが多かった。
そのため、巻き取られた製品をコーザーが使用する場合に、製品のネジレ、変形等による巻取不良のために線状材製品の繰出し、施工性が良くないといった問題を生じていた。
【０００６】
ところで、巻取終了後、線状材を切断し、巻取装置によってボビンに巻き取られた線状材が解けないように包装材でラッピングする必要があるが、従来はこうような切断作業やラッピング作業は各巻取終了ボビンに対して個別に手作業で行われており、作業性低下やコストアップの大きな要因になっていた。
そのため、線状材の給送から巻取、線状材切断、包装材ラッピング、ボビン脱着、製品搬出に至る全工程を自動的に生産性良く行える線状材の自動巻取包装方法及び装置の開発が強く求められていた。
【０００７】
従って、本発明の基本的な目的は、線状材の給送から巻取、線状材切断、包装材ラッピング、ボビン脱着、製品搬出に至る全工程を自動的に生産性良く行える線状材の自動巻取包装装置を提供することにある。
また本発明の目的は、種々の形状、材質の線状材に対しても巻乱れや変形等を生ずることなくきれいな整列巻き及び包装材ラッピングを自動的に行うことができる線状材の自動巻取包装装置を提供することにある。
さらに本発明の目的は、種々の線状材に対して型崩れや変形、巻乱れを生ずることなく、特に異形軟質線状材に対して製品変形を生ずることなく、常に一定の巻取状態で巻き取ることができるトラバース機構及びそれを備えた自動巻取包装装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、常に一定の適度のテンションで巻き取ることができるソフトテンション機構、特に異形軟質線状材に対してネジレや変形を生ずることなくきれいな整列巻きを行うためのガイド機構、線状材先端部をボビンに自動的に固定することができる線状材端部固定機構、巻取終了後に線状材を自動的に切断できる線状材切断機構、巻取終了後のボビンに自動的に包装材をラッピングできる包装材ラッピング機構、巻取・ラッピング終了後に自動的にボビンの脱着を行えるボビン脱着機構、及び該ボビン脱着機構に空ボビンを１個ずつ自動的に供給するためのボビン給送機構、並びにそれらを組み合わせて備えた自動巻取包装装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
前記目的を達成するために、本発明の自動巻取包装装置は、その基本的な態様として、複数のボビンをそれぞれ支持し、回転駆動させるための巻取軸と、これら巻取軸を回転自在に支持し、かつそれらの巻取位置とボビン脱着位置との間で交互に位置換えできるように回動自在に設けられた回動アームとを備えている巻取装置と；
上記巻取位置の巻取軸に装着された空ボビンの軸部外周面に近接する先端ガイド部を有し、かつボビンの半径方向に揺動可能なトラバースアームを備えていると共に、ボビンの軸線方向に所定のピッチで間欠的に上記トラバースアームを移動させる間欠トラバース機構と、ボビンに線状材を１層巻き終わる毎にボビンの半径方向に所定の高さだけ上記トラバースアームを移動させる縦方向トラバース機構とを備えているトラバース装置と；
巻取位置にある空ボビンの軸部外周面に接近可能なように伸縮自在であり、かつトラバースアームの先端ガイド部から突出している線状材先端部を検出し、ボビンに固定する線状材端部固定装置と；
巻取終了ボビンから線状材を切断するための線状材切断装置と；
上記巻取軸の回転軌跡と交叉するように巻取位置とボビン脱着位置との間の所定位置に包装材を張設し、巻取終了ボビンに包装材を巻き付けるための包装材ラッピング装置と；
ボビン脱着位置にある巻取軸から巻取・ラッピング終了ボビンを抜き取り、空ボビンを装着するためのボビン脱着装置と；
該ボビン脱着装置に空ボビンを１個ずつ供給するためのボビン給送装置と；
上記ボビン脱着装置の近傍に配設された製品搬出装置
とを備えていることを特徴としている。
このような自動巻取包装装置により、種々の形状、材質の線状材に対しても巻乱れや変形等を生ずることなくきれいな整列巻きを行うことができると共に、線状材の給送から巻取、線状材切断、包装材ラッピング、ボビン脱着、製品搬出に至る全工程を自動的に生産性良く行うことができる。
【００１０】
好適な態様においては、前記トラバース装置は、巻取位置にある空ボビンの巻取軸の回転角度を検出する検出装置と、上記巻取軸と平行に往復動可能に設けられた横方向トラバース台と、上記検出装置の検出信号に基づき、巻取軸の１回転に相当する回転角度３６０°よりも若干少ない所定の回転角度だけ巻取軸が回転する毎に上記横方向トラバース台を間欠的に移動させる駆動装置とを備えている間欠トラバース機構と；上記横方向トラバース台に対して垂直方向に往復動可能に取り付けられ、巻き取られた線状材層の上面より若干上方にトラバースアームの先端ガイド部を持ち上げた後に、既に巻き取られた線状材層に上記先端ガイド部が接触する位置まで下降させるようにトラバースアームをボビンの半径方向に間欠的に往復動させる縦方向トラバース台と、該縦方向トラバース台に揺動可能に支持されているトラバースアームと、該トラバースアームに線状材を案内するために上記縦方向トラバース台に設けられたガイド手段とを備えている縦方向トラバース機構を有する。
【００１１】
このように、巻取位置の巻取軸によって回転駆動される空ボビンに、該ボビンの軸線方向に往復動可能なトラバースアームの先端ガイド部を介して線状材を整列巻きするに当たって、上記間欠トラバース機構と縦方向トラバース機構の組み合わせからなる縦横方向トラバース機構を採用したことにより、ボビンに巻き取られる線状材の各ループがボビンの軸線に垂直な平面と実質的に平行になるように、かつ、線状材の各ループの巻始め位置が先に巻き取られたループの巻始め位置よりも所定の距離だけ先行するように巻き取ると共に、上記ボビンに線状材を１層巻き終わる毎にトラバースアームを逆方向にリターンさせる際に、トラバースアームを強制的に持ち上げてボビンの半径方向に所定の高さだけトラバースさせて、トラバースアームの先端ガイド部を巻き取られた線状材層の上面より若干上方に一旦持ち上げた後に下降させて線状材層に接触させ、即ちソフトランディングさせ、次の層を形成する線状材を巻き取るようにすることができる。それによって、巻き取られている線状材のボビン端でのリターンがさらにスムーズに行え、特にトラバースアームの先端ガイド部が引っ掛かり易い開口端縁部や側方に突出した端縁部を有する異形線状材の整列巻きに極めて効果的である。
【００１２】
このような態様でボビンの軸線方向への間欠トラバースを行うことによって、線状材の各ループはボビンに対して螺旋状ではなく平行状態で巻き取られ、しかも各ループの巻始め位置のラインがボビンの軸線に対して所定の角度となるように順次早目のタイミングで間欠的にトラバースされるため、トラバースアームの先端ガイド部が先に巻き取られた線状材に干渉したり、乗り上げたりすることがなく、また常に先端ガイド部の側面を先に巻き取られた線状材側面に摺接させながら線状材を巻き取ることができるため、ホース、コード等の一般的な線状材はもとより、ガスケット等の異形線状材であっても、巻乱れや変形等を生ずることなく整列巻きすることができる。
【００１３】
さらに、前記間欠トラバースと組み合わせて、ボビンに線状材を１層巻き終わる毎にトラバースアームを逆方向にリターンさせる際に、トラバースアームを強制的に持ち上げてボビンの半径方向に所定の高さだけトラバースさせる縦方向トラバースを採用することにより、巻乱れや製品変形等を生ずることなく整列巻きを行うことができる。
すなわち、従来のトラバース機構はボビンの軸線方向（横方向）のみの移動であり、ボビンの半径方向（縦方向）への線状材の移動は、専ら既に巻き取られた線状材層による押上げのみによってなされていたため、押上げ時の摩擦抵抗により巻取状態が変動し易く、またボビン端のリターン位置において既に巻き取られた下層の線状材ループの斜行部とクロスするように斜行する際に巻乱れを生じ易く、特に線状材が凹溝開口部を有するガスケットなどの異形軟質線状材の場合、トラバースアームの先端ガイド部が線状材の開口端縁部を引っ掛けてめくれ上がった状態となり、製品のネジレ、変形や巻乱れを生じ易かったが、本発明のようにボビン端のリターン位置においてトラバースアームを強制的に持ち上げることにより、上記のような問題がなく、巻き取られている線状材のボビン端でのリターンがスムーズに行える。また、巻取りが進むにつれてボビンが巻き太っても、線状材の巻層厚み分だけ上方にトラバースアームを移動させるため、常に同じ巻取状態を確保できる。
【００１４】
本発明の線状材の自動巻取包装装置に用いられる線状材端部固定装置としては、線状材先端部を全て外部固定手段によって固定する態様と、ボビン自体が固定機能を備えた内部固定機能による態様がある。
線状材先端部を全て外部固定手段によって行う好適な態様においては、線状材端部固定装置は、巻取位置にある空ボビンの軸部外周面に接近可能なように伸縮自在であり、かつトラバースアームの先端ガイド部から突出している線状材先端部を検出し、ボビンの一方の鍔部内周側端縁部に押圧する端部押え手段と；上記巻取軸に同軸回転可能に取り付けられ、かつボビンの鍔部内周側端縁部を突き通すように該巻取軸の軸線方向に往復動自在に設けられた針状部材を有する固定手段とを備えている。
一方、ボビン自体が固定機能、例えばボビンの軸部外周面の鍔部近傍に線状材先端部を挿入する孔部を備えている場合、好適な線状材端部固定装置は、先端が巻取位置にある空ボビンの軸部外周面に接近可能なように伸縮自在であり、かつ線状材先端部を側方に折曲し得るように回動自在に設けられたガイド手段と；ボビンの軸部外周面の鍔部近傍に形成された孔部に線状材先端部を押し込むように伸縮自在に設けられた押込手段とを備えるように構成される。
【００１５】
また、好適な巻取装置は、所定の回転角度で間欠的に回動自在に設けられた回動アームと；該回動アームの両端部に回転自在に支持されたボビン回転駆動用の一対の巻取軸と；一方の巻取軸が巻取位置にあるときに該巻取軸と係合して所定の回転速度で回転駆動させる駆動装置と；他方の巻取軸がボビン脱着位置にあるときに巻取軸と係合して所定量だけ回転駆動させる駆動装置とを備えている。
このように、回動アームの両端部にボビン回転駆動用の一対の巻取軸を回転自在に支持し、それぞれ独立した動作を可能としたことにより、一方の巻取軸に装着された空ボビンへの線状材の巻取工程と、他方の巻取軸に装着された巻取終了ボビンへの包装材ラッピング工程及びボビン脱着工程とを同時並行的に行うことができる。
【００１６】
さらに好適な態様においては、線状材切断装置は、前記回動アームを所定角度だけ回動させて巻取位置にあった巻取終了ボビンを所定位置に移動させたときに、該ボビンとトラバースアームとの間に延在している線状材に接近可能なように伸縮自在な切断手段を備えており、例えば伸縮自在な装置本体と、該装置本体から側方に突出し得るように伸縮自在でありかつ上下方向に往復動自在に設けられた鎌状部材とを有し、該鎌状部材によって線状材を引っ掛けて抱持した状態で線状材を切断する。
一方、前記包装材ラッピング装置は、ボビン脱着位置上方の所定位置に配置された包装材の端部を把持し、前記巻取軸の回転軌跡と交叉するように巻取位置とボビン脱着位置との間の所定位置に包装材を引き出して張設するように往復動自在に設けられた包装材張設手段と；巻取終了ボビンがその略下半部が包装材で包まれた状態にボビン脱着位置に配置された後、ボビン脱着位置の巻取軸の回転によって巻取終了ボビンを所定量だけ回転させた時点で包装材を切断する切断手段と；上記巻取終了ボビンが回転している間、上記包装材を該ボビンに巻き取られた線状材層外周面に押圧するように往復動自在に設けられた押圧手段とを備えている。
【００１７】
このような態様、構造の線状材切断装置と包装材ラッピング装置を組み合わせて用いることにより、前記回動アームを回動させて巻取位置の巻取終了ボビンをボビン脱着位置に移動させる過程で線状材の切断を行うと共に、ボビン脱着位置の巻取軸に装着された空ボビンを巻取位置に移動させ、該空ボビンへの線状材の巻取りを行っている間に、上記巻取終了ボビンへの包装材のラッピングを行うことができ、巻取終了後の線状材の切断工程と巻取終了ボビンへの包装材のラッピング工程を連続的にスムーズに行うことが可能となる。
【００１８】
好適な態様においては、ボビン脱着装置は、巻取・ラッピング終了ボビンを巻取軸から抜き取る手段、好適には、前記巻取装置のボビン脱着位置の下方に配置され、かつボビン脱着位置にある巻取軸の軸線方向に往復動可能な移動テーブルと、該移動テーブルによって垂直に保持され、かつ巻取軸と反対方向に転倒自在に設けられた少なくとも一対のボビン把持用の可動アーム部材と、巻取・ラッピング終了ボビンを抜き取った巻取軸に空ボビンを装着する手段、好適には、上記可動アーム部材の下部に巻取軸側に延出するように取り付けられ、かつボビンの軸孔に挿入される軸部と該軸部に沿って往復動可能な押込部とを有する空ボビン装着手段とを備えている。
一方、前記ボビン給送装置は、好適には、空ボビンを整列して収納し、かつ先端部に空ボビンを１個ずつ送るボビン収納装置と、該ボビン収納装置からボビン脱着位置の巻取軸の先端側方まで延出するように往復動自在に配設され、かつ上記ボビン収納装置の先端部の空ボビンを保持し、延出した位置において上記ボビン脱着装置の軸部が該空ボビンの軸孔に挿入された後にボビンを解放するように構成された移動トレーとを備えている。
このようなボビン脱着装置とボビン給送装置を組み合わせて採用することにより、ボビン脱着位置にある巻取・ラッピング終了ボビンの巻取軸からの抜き取りと次の空ボビンの装着を連続的にスムーズに行うことができる。
【００１９】
また、本発明の自動巻取包装装置は、線状材を常に一定の適度のテンションで巻き取ることができるように、ソフトテンション機構として、前記線状材トラバース手段へ線状材を実質的に外的に張力を付加しない状態で送る線状材給送装置をさらに備えている。
上記線状材給送装置は線状材を垂れ下がった状態で給送するものであって、好適には、垂れ下がった線状材の最下端部の高さ位置が所定範囲内にあるかどうかを検出する複数の検出装置を備え、該検出装置により検出された線状材最下端部の高さ位置に応じて巻取速度又は線状材の給送速度を変えることができる。
【００２０】
上記のように、ボビンへの給送過程で線状材に実質的にガイド部の摺動抵抗のみがかかった状態、すなわちソフトテンションの状態で線状材の巻取りを行うことによって、適度なテンションで一定の巻取状態を確保でき、テンションが小さ過ぎる場合のボビン上の巻取ループのたるみや巻乱れを防止できると共に、テンションが強過ぎる場合の堅い巻取り、型崩れ、軟質線状材の場合に生ずる伸び、異形軟質線状材の変形等を簡単にしかも効果的に防止できる。ソフトテンションとしては、一般に軟質線状材、特にガスケット等の異形軟質線状材の場合、フィード方向にかかる張力が５０〜１５０ｇ／ｃｍ 2 の範囲にあることが望ましく、ガイド部の構造、材質等によって調整することができる。
【００２１】
【実施例】
以下、添付図面に示す実施例を説明しつつ本発明についてさらに具体的に説明する。なお、以下の実施例においては、線状材として、巻乱れや製品変形等を生ずることなく一定の巻取状態で整列巻きすることが最も困難な異形軟質線状材の代表例としてガスケットを用いた場合について説明するが、他の線状材はこれに比べて巻取りが比較的容易である。従って、本発明が他の線状材に対しても難なく適用できることは明らかである。
図１は本発明の自動巻取包装装置の一実施例の要部を示している。図中、符号２０はトラバース装置、４０はトラバースアーム、５０はボビン、７０は巻取装置、９０は線状材端部固定装置、１１０は線状材切断装置、１３０は包装材ラッピング装置、１５０はボビン脱着装置、１８０はボビン給送装置、２００は製品搬出装置をそれぞれ全体的に示している。
【００２２】
トラバース装置２０は図２及び図３により明瞭に示されており、トラバース装置２０の線状材１給送側にはソフトテンション機構による線状材給送装置１０が配設されている。
まず、線状材給送装置１０は、フレーム３に取り付けられたフィードロール１２とその溝部に臨むように上部に配設されたプレスローラ１３との間に線状材１を挟んだ状態で、モータ１４によってフィードロール１２を回転駆動させることによって線状材１を一定速度で給送するものである。線状材１は、フィードロール１２の前方に配設されたガイド装置１１（その詳細は後述する）を介してフィード装置としてのフィードロール１２とプレスローラ１３との間に入り、フィードロール１２を出た後は下方に垂れ下がった状態でトラバース装置２０に送られる。線状材１の垂下がりの状態は、給送路の両側に立設された支柱１８に垂直方向に所定の間隔で取り付けられた３対のセンサ１５，１６，１７によって検出される。各センサ１５，１６，１７は例えば光電素子から構成され、下部の一対のセンサ１５は線状材１の垂下がりの下限状態を指示し、中間の一対のセンサ１６は定速状態、上部の一対のセンサ１７は上限状態を指示する。なお、符号１９は線状材受け用のトレーを示している。
【００２３】
トラバース装置２０は間欠トラバース機構２１と縦方向トラバース機構３０とからなる。間欠トラバース機構２１は、フレーム３に水平に固定された固定枠体２２とその上に配置された横方向トラバース台２６を含み、横方向トラバース台２６は、その下面両側部に形成された一対の溝部２７が固定枠体２２の上部両側部に架設された一対のレール２３に嵌め合わされることによって、固定枠体２２上を横方向に摺動可能となっている。また、固定枠体２２の上部略中央部にボールねじ２４が横方向に架設され、一方、横方向トラバース台２６の下部所定箇所には上記ボールねじ２４が螺合する雌ねじ部（図示せず）が設けられており、これらボールねじ機構とボールねじ２４を回転駆動させるＡＣサーボモータ２５によって横方向トラバース台２６の駆動装置が構成されている。横方向トラバース台２６の横方向への間欠的移動は、巻取軸７５ａ（７５ｂ）に装着されたロータリエンコーダのような検出装置（図示せず）によって検出された巻取軸７５ａ（７５ｂ）の回転角度の検出信号に基づき制御され、ＡＣサーボモータ２５の動作によってボールねじ２４が所定量間欠的に回転し、それに螺合されている雌ねじ部を介して横方向トラバース台２６並びにその上に支持されている縦方向トラバース機構３０及びトラバースアーム４０が全体的に横方向に間欠的にトラバースされる。なお、符号２９はケーブル収納ボックスである。
【００２４】
一方、縦方向トラバース機構３０は縦方向トラバース台３１を含み、該縦方向トラバース台３１には、略中央部に垂直方向に貫通する雌ねじ部３２が、またその両側部に一対のガイドスリーブ３３ａ，３３ｂが取り付けられている。上記雌ねじ部３２は前記横方向トラバース台２６に立設されたボールねじ３４と螺合しており、ＡＣサーボモータ３６の動作によりボールねじ３４が所定量間欠的に回転することによって縦方向トラバース台３１は縦方向に所定量間欠的に移動するように構成されている。一方、上記ガイドスリーブ３３ａ，３３ｂには横方向トラバース台２６に立設されたガイド支柱３５ａ，３５ｂが挿入されており、これによって縦方向トラバース台３１は垂直方向に安定してトラバースすることができる。また、縦方向トラバース台３１の前後端部にはガイドロール３７，３８が配設され、また後側のガイドロール３８の近傍にはガイド装置３９（その詳細は後述する）が配設されている。さらに、縦方向トラバース台３１の後端部には支持部材４３を介してトラバースアーム４０の基端部が揺動自在に連結されている。該トラバースアーム４０は、樋状のアーム本体４１とその先端部に取り付けられた先端ガイド部４２を有し、またその基端部が上記支持部材４３の留め部に当接して、図２に示すような斜め下方に傾斜した所定の角度以上には傾斜しないようになっており、巻取開始時に先端ガイド部４２が空ボビン５０の軸部（二重軸の外周軸部）５１外周面と接するような高さ位置に調整されている。
【００２５】
前記線状材給送装置１０のガイド装置１１及び縦方向トラバース機構３０のガイド装置３９は、図４に示すように、水平方向に回転自在なガイドロール６１と、該ガイドロール６１の溝部６２内に突出するように設けられた断面Ｔ字形の仕切板６３と、該仕切板６３を固定する軸部６４の上下端部に回転自在に設けられた一対のローラ６５からなる。ガイドロール６１は断面略Ｕ字状の線状材（ガスケット）１の外形全体をガイドする機能を有し、一方、仕切板６３と一対のローラ６５はそれぞれ線状材（ガスケット）１の開口溝部２及び開口端縁部のガイドとして機能し、線状材１の開口溝部２内に上記仕切板６３が挿入した状態で、給送途上の線状材１をヨレやネジレが生じないようにガイドする。
また、トラバースアーム４０の先端ガイド部４２は、図５に示すように枠体６６からなり、その内側面に、上記ガイド装置と同様に線状材（ガスケット）１の開口溝部２内に挿入されるように仕切板６７が突設されており、最終的に線状材１にヨレやネジレがない状態にしてボビン５０で巻き取れるように構成されている。
【００２６】
図６は巻取装置７０を示している。巻取装置７０は回動アーム７１を有し、該回動アーム７１の軸７２はフレーム３に取り付けられた軸受装置７３により軸支され、ＡＣサーボモータ７４の作動により回動アーム７１が所定の回転角度で間欠的に回動するように構成されている。回動アーム７１の両端部にはそれぞれ軸受装置７６ａ，７６ｂを介してボビン５０が装着される一対の巻取軸７５ａ，７５ｂが軸支され、それらのフレーム側端部には歯車７７ａ，７７ｂが各々固定され、巻取位置にある巻取軸７５ａの歯車７７ａはフレーム３に回転自在に取り付けられている歯車７８ａと噛み合い、該巻取軸７５ａに装着されている空ボビン５０の巻取開始状態となっている。モータ７９の作動により歯車７８ａが回転することにより、巻取軸７５ａが回転し、線状材の巻取りを開始する。他方、反対側のボビン脱着位置にある巻取軸７５ｂの歯車７７ｂはフレーム３に回転自在に取り付けられている歯車７８ｂと噛み合い、該巻取軸７５ｂに装着されている巻取終了ボビン５０のラッピング開始状態となっている。ＡＣサーボモータ８０の作動により歯車７８ｂが所定量だけ回転することにより、巻取軸７５ｂが所定量だけ回転し、後述するように巻取終了ボビン５０に包装材を巻き付ける。また、回動アーム７１のフレーム側の側面には軸７２を中心とする対称位置２箇所に孔部８１ａ，８１ｂが形成されており、回動アーム７１が１８０°回動して水平となったときに、シリンダ８２が作動してロッド８３が一方の凹部８１ａに突入し、回動アーム７１を水平位置に固定するように構成されている。なお、巻取軸７５ａからのボビン５０の抜け止めは、側柱４に固定されたシリンダ６のロッド７先端に固定され、シリンダ６の作動により水平方向に往復動可能な軸受部８によって行われる（図１では図示省略）。
【００２７】
線状材端部固定装置９０は、図７乃至図９に示すように、フレーム３に固定されたシリンダ（図示せず）から突出された一対のロッド９２によって水平方向に伸縮自在に支持されている端部押え装置９１と、図６に示すように各巻取軸７５ａ，７５ｂに同軸回転可能に装着された一対の固定装置１００とからなる。
固定装置１００は、図６に示すように、各巻取軸の軸受装置７６ａ，７６ｂに固定されたリング状支持部１０１と、該リング状支持部１０１の外周部に摺動自在に装着された摺動部１０５と、該摺動部１０５の外周部に回転自在に取り付けられたリング状回転部１０６とを有する。上記リング状支持部１０１の軸線方向貫通孔にはシリンダ１０２が固定され、該シリンダ１０２のロッド１０３は締結具１０４を介して摺動部１０５に固定されている。一方、リング状回転部１０６の外周近傍のボビン側側面所定箇所には支持部１０７を介して針状部材１０８が固定されており、上記支持部１０７は巻取軸７５ａ，７５ｂのボビン装着部８４の上記支持部１０７に整合する所定箇所に形成された孔部８５に挿入可能に構成されている。従って、シリンダ１０２が作動してロッド１０３を前進させると、摺動部１０５とリング状回転部１０６が一体的に前進し、支持部１０７がボビン装着部８４の孔部８５に挿入されると共に、針状部材１０８がボビン５０の鍔部５２を突き通して線状材（ガスケット）１を突き刺し、固定する。この状態で巻取軸７５ａが回転することにより、リング状回転部１０６、支持部１０７及びそれに固定された針状部材１０８はボビン装着部８４と一体となって回転する。
【００２８】
一方、端部押え装置９１は、図７乃至図９に示すように、上下のガイド体９３ａ，９３ｂの左右一対の貫通孔（図示せず）に摺動自在に挿入された一対のガイドロッド９４を有し、該ガイドロッド９４の先端には端部押え部材９５が各ロッドを連結するように固定されていると共に、装置本体に上記ガイドロッド９４と平行に固定されたシリンダ９７のロッド９８先端部も固定されている。端部押え部材９５は、フレーム３側の下端縁部に線状材１の形状に対応する断面形状の凹部９６を有している。シリンダ９７が作動することによって、端部押え部材９５がボビン５０の軸部５１に向かって前進し、また後退できるように構成されている。
【００２９】
線状材１の先端部のボビン５０への固定に際しては、まず、線状材切断装置１１０（図１参照）によって切断された線状材１の先端部がガイドアーム４０によってボビン５０の鍔部５２側の軸部５１外周面に当接する位置に、前記針状部材１０８が位置するように位置決めされる。この位置決めは、ボビン５０の周囲の上記当接位置側及び反対位置側２箇所に配設された光電管などの検出装置（図示せず）によって行い、巻取軸７５ａ及びリング状回転部１０６を回転させながら、反対位置側の検出装置によってリング状回転部１０６の支持部１０７が検知されたときに巻取軸７５ａを低速回転させ、当接位置側の検出装置によって検知されたときに停止させる。
【００３０】
それと共に、図８に矢印で示すように、端部押え装置９１がボビン側に前進した後、シリンダ９７が作動して端部押え部材９５をボビン５０の軸部５１外周面に近接するまでボビン側に下降させ、次いで装置全体がフレーム方向に若干後退して端部押え部材９５の凹部９６で線状材１を抱持するように一方の鍔部５２の内周端縁部（ボビンの軸部外周面側）に押圧し、この状態でシリンダ１０２（図６参照）が作動し、針状部材１０８がボビン５０の鍔部５２を突き通して線状材（ガスケット）１を突き刺し、固定する。その後、端部押え装置９１は、シリンダ９７が作動して端部押え部材９５を元の位置まで後退させ、さらに、ロッド９２を伸縮させるシリンダ（図示せず）が作動して端部押え装置９１全体が元の位置まで後退する。針状部材１０８は巻取終了時点まで線状材先端部に突き刺さったままであり、巻取終了後にシリンダ１０２が作動して抜き取られる。
【００３１】
線状材切断装置１１０は、図９及び図１０に示すように、フレーム３に固定された固定板１２１の開口部１２２を通して全体的に前後進できる装置本体１１１を有する。該装置本体１１１の前後進は、図１０に示すように、該本体にロッド部先端が連結されたシリンダ１２８の作動によってなされ、該シリンダ１２８は固定板１２１に取り付けられた前板１２３、側板１２４、後板１２５からなる枠体に取り付けられている。枠体の前板１２３と後板１２５にはそれぞれ上下部に一対の軸受部１２６、１２７が設けてあり、これら軸受部１２６、１２７には後端部がプレート１２９ａを介して連結された上下一対のガイド棒１２９が摺動自在に挿入され、かつこれらガイド棒１２９の先端は装置本体１１１に固定されている。従って、シリンダ１２８の作動により、装置本体１１１はガイド棒１２９を案内として安定して水平方向に前後進できるように構成されている。
【００３２】
また、装置本体１１１の前面には、図９に示すように、上部に上刃１１２が、下部に下刃１１３がそれぞれ整合して配設されており、下刃１１３は装置本体１１１に固定されているが、上刃１１２はシリンダ１１４により上下動され、下刃１１３と協同して線状材１を切断できるように構成されている。一方、装置本体１１１の後面所定箇所には、図１０に示すようにブラケット１１６が突設されており、該ブラケット１１６の後下端部には伸縮用シリンダ１１７が揺動自在に取り付けられ、該伸縮用シリンダ１１７のロッド先端には、鎌状部材１１５が固定されている。また、伸縮用シリンダ１１７の先端部は、装置本体１１１の側面突出部１１１ａから前後方向に揺動自在に垂下された上下動用シリンダ１１９のロッドに継手１１８を介して回転自在に連結されており、各シリンダ１１７、１１９の作動によって図１０に矢印で示すような鎌状部材１１５の動きが可能になる。
【００３３】
線状材１の切断の際には、図９に示すように、前記回動アーム７１を所定角度だけ回動させて巻取位置にあった巻取終了ボビン５０が所定位置（図９に二点鎖線で示す一旦停止位置）に移動したときに一旦停止させ、この時にシリンダ１２８が作動して装置本体１１１が巻取終了ボビン５０とトラバースアーム４０との間に水平に延在している線状材１に接近する。その際、上下動用シリンダ１１９と伸縮用シリンダ１１７が作動して鎌状部材１１５が線状材１の下方に位置するまで斜め下方に伸び、次いで上下動用シリンダ１１９が作動して鎌状部材１１５を線状材１の高さ位置まで引き上げた後、伸縮用シリンダ１１７が作動して鎌状部材１１５を後退させ、該鎌状部材１１５によって線状材１を引っ掛けて抱持した状態で装置本体１１１前面の凹部１２０に引き込み、線状材１を安定に水平保持する。この状態でシリンダ１１４が作動して上刃１１２を急降下させ、下刃１１３とで線状材１を切断する。従って、線状材１は常にトラバースアーム４０の先端ガイド部４２から一定の距離で切断されることになる。切断終了後、シリンダ１２８が作動して装置本体１１１は元の位置に復帰すると共に、回動アーム７１は図９に示すように水平になるまでさらに回動する。
なお、切断手段としては、上刃１１２と下刃１１３の組合せに代えて、鎌状部材１１５に刃を形成し、該鎌状部材で線状材１を引っ掛けてそのまま切断するようにすることもできるし、あるいはナイフエッヂを上方から急降下させて切断するように構成することもできる。
【００３４】
包装材ラッピング装置１３０は、図１及び図１１に示すようにボビン脱着位置の上方所定位置に配置されており、包装材としての包装フィルム１３１を巻取ったリール１３２と、該リール１３２から複数の補助ローラ１３３を介して張り渡された包装フィルム１３１を切断し、またラッピング中に巻取終了ボビン５０に包装フィルム１３１を押えて張り付けるため切断押え装置１３４と、包装フィルム１３１を引き出して張設するための包装材張設装置１４１とから構成されている。リール１３２に巻き取られている包装フィルム１３１は、巻取終了ボビン５０にラッピングしたときに巻き取られている線状材に弱い付着力でくっ付き、又は包装フィルム同士が弱い付着力でくっ付くような材質のフィルムであれば全て使用可能であり、例えば市販されているような透明なラッピング樹脂フィルムを用いることができる。
【００３５】
切断押え装置１３４は、フレーム３に固定された支持部材１３５により支持されるシリンダ１３７によって上下動される切断部１３６と、上記支持部材１３５に取り付けられたブラケット１３５ａの前端部に揺動自在に垂下され、かつ下端に回転自在に装着されたローラ１３９を有する押え部材１３８と、上記ブラケット１３５ａの下端部に揺動自在に取り付けられたシリンダ１４０とを備えており、該シリンダ１４０のロッドは上記押え部材１３８の上部に連結されている。従って、シリンダ１３７を作動させて切断部１３６を上昇させることによりその上部に張り渡された包装フィルム１３１を切断することができ、また、シリンダ１４０を作動させることにより押え部材１３８のローラ１３９を巻取終了ボビン５０に押圧することができる。
【００３６】
包装材張設装置１４１は、図１２に示すように、切断押え装置１３４に面する側に突設された上下一対の可動爪部１４２ａから構成される複数（図示の例では３対）の摘み装置１４２を備え、また各摘み装置１４２間に位置するように突設された一対のブラケット１４３の端部両側には各々下方斜め後方に配列されるように各一対のアーム部材１４４が揺動自在に取り付けられている。可動爪部１４２ａの作動（開閉）には電磁手段など任意の手段を採用できる。各アーム部材１４４の下端部にはそれぞれローラ１４５が回転自在に取り付けられ、また上端部と装置本体との間にはばね部材１４６が架け渡されており、ローラ１４５が巻取終了ボビンに当接して上に押し上げられ、ばね部材１４６が伸びると、そのばね力によってローラ１４５を巻取終了ボビンに押圧するように構成されている。
【００３７】
また、包装材張設装置１４１は、図１３に示すように、その側部に突設された雌ねじ部１４７ａを有するガイド体１４７を備えている。該ガイド体１４７は、図１に示すように側柱４の上端部から包装材ラッピング装置１３０に向って斜め上方に突設されたガイドフレーム５に沿って包装材張設装置１４１を案内するためのものであり、例えばガイドフレーム５のガイド部を抱持するように構成することもでき、あるいはガイドフレーム５の溝部に摺動自在に嵌め込むように構成することもできる。また、ガイド体１４７の雌ねじ部１４７ａにはガイドフレーム５に沿って配設されたボールねじ１４８が螺合されており、モータ１４９によってボールねじ１４８を回転させることにより、包装材張設装置１４１をガイドフレーム５に沿って往復動させることができる。
【００３８】
巻取終了ボビンの包装材ラッピングに際しては、図１４に示すように、包装材張設装置１４１が切断押え装置１３４の切断部１３６まで移動して包装フィルム１３１の端部を摘み、巻取軸７５ａ，７５ｂの回転軌跡Ｌと交叉するように巻取軸７５ａ，７５ｂのボビン５０間に移動して包装フィルム１３１を張設する。その後、回動アーム７１が回動して前記したように中間停止位置で一旦停止して線状材１を切断した後、さらに回動して巻取終了ボビン５０がボビン脱着位置に達すると、図１５に示すように巻取終了ボビン５０の略下半部が包装フィルム１３１で包まれた状態となる。この状態でシリンダ１４０が作動して押え部材１３８のローラ１３９が包装フィルム１３１を巻取終了ボビン５０に押圧すると共に（図１１参照）、包装材張設装置１４１が切断押え装置１３４に向って移動し、その途中で摘み装置１４２の可動爪部１４２ａが開いて包装フィルム１３１を離し、ローラ１４５が巻取終了ボビン５０に当接して開放された包装フィルム部分を巻取終了ボビン５０に押圧して張り付けると同時に巻取軸７５ｂが所定量回転し、巻取終了ボビン５０に包装フィルム１３１が所定量だけ巻き付けられる。その後、包装材張設装置１４１が巻取軸７５ａ、７５ｂのボビン５０間の元の位置に復帰し、また、シリンダ１３７が作動して切断部１３６により包装フィルム１３１が切断されると同時に、巻取軸７５ｂがさらに所定量だけ回転して残りの包装フィルム部分を巻取終了ボビン５０にさらに巻き付け、その後、シリンダ１４０が作動して押え部材１３８が元の位置に復帰して包装材ラッピング工程が終了する。
【００３９】
図１６乃至図１８は、ボビン脱着位置にある巻取軸７５ｂから巻取・ラッピング終了ボビン５０を抜き取り、空ボビン５０を装着するためのボビン脱着装置１５０を示している。
ボビン脱着装置１５０は、支持枠体１５１に軸ピン１５２ａ，１５２ｂを介して左右側壁近傍にそれぞれ回転自在に装着された左右各一対（合計２対）の可動アーム部材１５３ａ，１５３ｂと１５４ａ，１５４ｂ（但し、１５４ｂは図面上現われていない）を有し、左右の各々隣り合う可動アーム部材１５３ａと１５４ａ，１５３ｂと１５４ｂの内側端面には、それぞれ複数の把持用プレート１５５が各可動アーム部材１５３ａと１５４ａ，１５３ｂと１５４ｂとの間に架け渡して隣接して固着されており、巻取・ラッピング終了ボビン５０の把持が容易に行えるように構成されている。また、左右の隣り合う可動アーム部材１５３ａと１５４ａ，１５３ｂと１５４ｂとの間にはそれぞれ中央部よりやや下寄りの所定箇所で連結する連結ピン１５６ａ，１５６ｂが設けられており、各連結ピン１５６ａ，１５６ｂの中間部にはそれぞれシリンダ１５７ａ，１５７ｂのロッド先端が回転自在に連結されている。各シリンダ１５７ａ，１５７ｂの下端部は、支持枠体１５１の中心線に沿って固定ピン１５９によって平行に配列された一対のブラケット１５８間に揺動自在に軸支されている。
【００４０】
また、前記支持枠体１５１の巻取軸側の側壁には、空ボビン装着装置１６０が取り付けられている。空ボビン装着装置１６０は、上記支持枠体１５１の巻取軸側の側壁に対して垂直に固定された支持枠１６１と、図１９に示すように該支持枠１６１の端部側に固定された支持杆１６２に装着された軸部１６３を有する。該軸部１６３は、空ボビン装着装置１６０が図１８に示すように起立したときにボビン脱着位置の巻取軸７５ｂに面するように、支持杆１６２に装着されており、また前進して巻取軸７５ｂに当接したときの衝撃を緩和するように、軸部１６３と支持杆１６２との間にはばね部材１６４が配されている。また、軸部１６３の周囲にはリング状の押込部１６５が配設されており、該押込部１６５は支持杆１６２の両側に設けられた一対のシリンダ１６６の各ロッドと連結されている。従って、各シリンダ１６６を作動することによって、押込部１６５が上記軸部１６３に沿って往復動できるように構成されている。
【００４１】
前記支持枠体１５１の一方の側壁には、図１７に示すように、フレーム３と平行に延出するように回動軸１６７が固定されている。該回動軸１６７は、移動テーブル１７０上に固定された軸受装置１６９により回動自在に支持されており、端部にキィー固定されたギヤ１６８を介して駆動装置（図示せず）により９０°往復回動されるように構成されている。
移動テーブル１７０は、その下面両側部に形成された一対の溝部１７１が固定台座１７３の上部両側部に架設された一対のレール１７４に嵌め合わされることによって、固定台座１７３上を横方向（巻取軸７５ｂに向う方向）に摺動可能となっている。また、固定台座１７３の上部略中央部にはボールねじ１７５が横方向に架設され（図１６参照）、一方、移動テーブル１７０の下部所定箇所には上記ボールねじ１７５が螺合する雌ねじ部１７２が設けられており、これらボールねじ機構とボールねじ１７５を回転駆動させるＡＣサーボモータ１７６によって移動テーブル１７０の駆動装置が構成されている。移動テーブル１７０の横方向への移動は、図１８に示すように移動テーブル１７０の側部に装着された端子１７７をリミットスイッチのような検出装置（図示せず）によって検出された検出信号に基づき制御され、ＡＣサーボモータ１７６の動作によってボールねじ１７５が所定量回転し、それに螺合されている雌ねじ部１７２を介して移動テーブル１７０並びにその上に支持されている可動アーム部材１５３ａ，１５３ｂ，１５４ａ，１５４ｂ及び空ボビン装着装置１６０が全体的に横方向に移動される。
【００４２】
ボビン脱着操作においては、可動アーム部材１５３ａ，１５３ｂ，１５４ａ，１５４ｂが開いて起立した状態で、ＡＣサーボモータ１７６が作動して図１６矢印（ｉ）で示すように移動テーブル１７０がボビン脱着位置の巻取軸７５ｂに向って移動し、該巻取軸７５ｂに装着されている巻取・ラッピング終了ボビン５０の位置に達した時点で停止し、図１７に示すようにシリンダ１５７ａ，１５７ｂが作動して可動アーム部材１５３ａ，１５３ｂ，１５４ａ，１５４ｂを閉じて巻取・ラッピング終了ボビン５０を把持し、次いでＡＣサーボモータ１７６が作動して図１６矢印（ii）で示すように移動テーブル１７０を移動させて巻取軸７５ｂから巻取・ラッピング終了ボビン５０を抜き取り、製品搬出装置２００の近傍まで移送する。その後、図１６矢印（iii）で示すように支持枠体１５１、従って可動アーム部材１５３ａ，１５３ｂ，１５４ａ，１５４ｂを９０°回動させ（これによって空ボビン装着装置１６０が起立した状態となる）、次いでシリンダ１５７ａ，１５７ｂを作動させて可動アーム部材１５３ａ，１５３ｂ，１５４ａ，１５４ｂを開き、巻取・ラッピング終了ボビン５０を製品搬出装置２００のロールコンベア２０１上に載置する（図１８参照）。
【００４３】
その後、図１８に示すように空ボビン装着装置１６０が起立した状態で、ボビン給送装置１８０の移動トレー１８５によって後述するように空ボビン５０がボビン脱着位置の巻取軸７５ｂ側方に送られ、ＡＣサーボモータ１７６が作動して図１８矢印（iv）で示すように移動テーブル１７０が巻取軸７５ｂに向って再び移動し、空ボビン装着装置１６０の軸部１６３が空ボビン５０の軸孔５３に挿入されると共に、図示しないセンサによって空ボビンの存在を確認した後、後述するように移動トレー１８５の先端止め部材１８９が開いて（図２０参照）後退した後、軸部１６３の先端が巻取軸７５ｂの先端に当接するまでさらに移動して停止し、次いでシリンダ１６６が作動してリング状押込部１６５を前進させ、空ボビン５０が巻取軸７５ｂに完全に装着されるまで押し込む。その後、シリンダ１６６が作動してリング状押込部１６５を後退させると共に、ＡＣサーボモータ１７６が作動して図１８矢印（ｖ）で示すように移動テーブル１７０を製品搬出装置２００近傍の元の位置まで復帰させ、その後、支持枠体１５１を９０°逆方向に回動させて図１６に示すように可動アーム部材１５３ａ，１５３ｂ，１５４ａ，１５４ｂが起立した状態とした後、製品搬出装置２００を作動させて巻取・ラッピング終了ボビンを搬出する。
【００４４】
図２０はボビン給送装置１８０を示している。ボビン給送装置１８０は、空ボビン５０を整列して収納し、先端部に空ボビン５０を１個ずつ送るボビン収納装置１８１と、先端部の空ボビン５０を前記ボビン脱着装置１５０に移送する移動トレー１８５とから構成されている。
ボビン収納装置１８１は、底板１８２から所定の高さに空ボビン５０を浮き上がらせるように中心軸線に沿って平行に空ボビン５０の軸部５１外周面を支持する２個のガイドプレート１８３を有する枠体からなり、ボビン脱着装置側に向って傾斜しており、空ボビン５０がガイドプレート１８３上を転がり落ち、先端部に位置する移動トレー１８５の先端トレー部１８８内に収容されるように構成されている。底板１８２の所定の位置、即ち先端部の空ボビンと第２番目の空ボビンとの間及び第２番目と第３番目の空ボビンの間の２箇所には、空ボビン５０の下降を防止できるように上端が空ボビン５０の軸部５１外周面に当接する高さまで上下動可能なストッパー１８４ａ，１８４ｂが設けられている。図面上、左側のストッパー１８４ａの上端部が下がることによって空ボビン１個を移動トレー１８５に送り、次いで上昇した後、右側のストッパー１８４ｂが下がり、全体的に空ボビン５０を１個分前進させた後、ストッパー１８４ｂが上昇して次の空ボビン送りに備える。
【００４５】
移動トレー１８５は、上記ボビン収納装置１８１内に摺動自在に配設されており、基端部に固定されたシリンダ１８６の作動によって先端トレー部１８８がボビン脱着位置の巻取軸７５ｂの先端側方まで延出するように往復動可能に構成されている。符号１８７はシリンダ１８６の両側に摺動自在に配設され、その先端が先端トレー部１８８に固着されているガイドロッドである。
先端トレー部１８８は、先端下縁部を中心として回動自在に装着された先端止め部材１８９を有し、該先端止め部材１８９の内側面には先端トレー部１８８内に配設されたシリンダ１９０（図１参照）のロッドが固定されており、該シリンダ１９０の作動により開閉される。
先端トレー部１８８内の空ボビン５０は、シリンダ１８６が作動して移動トレー１８５が図２０の矢印方向に移動することによって巻取軸７５ｂの先端側方まで移送され、次いで前記したように空ボビン装着装置１６０の軸部１６３が空ボビン５０の軸孔５３に挿入された後、シリンダ１９０が作動して先端止め部材１８９を矢印で示すように転倒させ、次いでシリンダ１８６が作動して移動トレー１８５を元の位置まで後退させ、その後シリンダ１９０が作動して先端止め部材１８９を起こし、次の空ボビン送りに備える。
【００４６】
次に、前記自動巻取包装装置の動作について説明すると、前記のように回動アーム７１が水平位置に固定されている状態で、図７及び図８に示すように端部押え装置９１が下降して線状材１先端部を巻取位置にある空ボビン５０の一方の鍔部５２の内周端縁部に押圧すると共に、固定装置１００が空ボビン５０側に向って移動し、針状部材１０８が鍔部５２及び線状材（ガスケット）１を突き刺して固定し、巻取りを開始する。
線状材（ガスケット）１はガイド装置１１を経てフィードロール１２から順次給送されるが、線状材（ガスケット）１の変形を防ぐ為に必要最小限の柔らかいテンションで巻き取る必要があるので、図２に示すように、フィードロール１２で給送される線状材１は、フィードロール１２とプレスローラ１３の間を出た後、一旦、解放して、すなわち垂下がったフリーの状態とし、巻取軸７５ａが速度同調してフリーテンションの状態で巻き取っていくようになっている。すなわち、垂れ下がった線状材１の最下端部が下部センサ１５で検知されたときは巻取軸７５ａの巻取速度を速くし、中間のセンサ１６で検知されたときはそのまま定速とし、上部センサ１７で検知されたときは巻取速度を遅くする。あるいは、巻取速度を一定とし、フィード速度を増減するようにすることもできる。フィードロール１２から送られた線状材１は、その後、ガイドロール３７、ガイド装置３９、ガイドロール３８、トラバースアーム４０を経て先端ガイド部４２からボビン５０に順次巻き取られる。
【００４７】
上記のように巻取軸７５ａに装着された空ボビン５０への線状材１の巻取工程中、他方の巻取軸７５ｂに装着された巻取終了ボビン５０に対しては、包装材ラッピング装置１３０により前記したような動作で包装フィルム１３１の巻き付けが行われ、包装材ラッピング工程終了後、ボビン脱着装置１５０により前記したような動作で巻取軸７５ｂから巻取・ラッピング終了ボビンを抜き取り、製品搬出装置２００上に移すと共に、ボビン給送装置１８０から送られた空ボビン５０を巻取軸７５ｂに装着する。
このように、一方の巻取軸７５ａの空ボビンへの線状材１の巻取工程と、他方の巻取軸７５ｂの巻取終了ボビンへの包装材ラッピング工程及びボビン脱着工程を同時並行的に行った後、回動アーム７１を中間停止位置まで回動させ、線状材切断装置１１０によって前記したような動作で線状材１を切断した後、さらに水平になるまで回動させて巻取終了ボビンと空ボビンの位置換えを行い、再び上記と同じ動作で空ボビンへの線状材巻取工程と、巻取終了ボビンへの包装材ラッピング工程及びボビン脱着工程を順次繰り返す。
【００４８】
図２１は本発明の間欠トラバース方式による巻取形態を示している。図中、矢印はボビン５０の回転方向、中空矢印はトラバースアーム４０の移動方向を示している。
本発明による間欠トラバースは、サーボモータ２５を作動させ、線状材１の各ループＬ0，Ｌ1，Ｌ2，・・・の巻始め位置が先に巻き取られたループの巻始め位置よりも所定の距離だけ先行するように、巻取軸が１回転の角度３６０°よりも若干少ない所定の回転角度（巻層の円周長さからＹ−Ｚ間距離を減じた長さに相当）だけ回転する毎に、横方向トラバース台２６及びトラバースアーム４０をボビンの軸線方向に間欠的に移動させるものである。従って、各ループの巻始め位置のラインＹ及び巻終り位置のラインＺが、ボビンの軸線Ｘに対して所定の角度θとなるように、順次早目のタイミングでトラバースされる。この角度θは、巻き取られる線状材のサイズ等によっても異なるが、通常、１０°程度に設定することが好ましい。
このような間欠トラバースにより、各線状材１のループＬ0，Ｌ1，Ｌ2，・・・がボビンに対して螺旋状ではなく平行状態で巻き取られる。このような整列巻層の上に整列巻層を重層して巻き取るため、異形、角形、丸形等の各形状の線状材の巻取りに有利となる。また、ボビン幅は一定で、巻き取る線状材の幅は個々の線状材製品に応じて変わるので、巻列数も変わるが、このような間欠トラバースを採用することにより、ボビン幅−（巻列数×線状材幅）＝残り幅の変化に対応し易く、すなわちボビン端面処理に対応し易くなる。
【００４９】
図２２は従来の間欠トラバース方式による巻取形態を示しており、この場合、各ループの巻き始め位置を揃えるため、巻始め位置のラインＹと巻終り位置のラインＺがボビンの軸線Ｘと平行になる。この場合、トラバースアームの先端ガイド部４２の側面が線状材１の斜行部Ｓと干渉し、先端ガイド部４２が先に巻き取られた線状材のループ上に乗り上げ、巻乱れを生じ易くなる。
これに対して、図２１に示すような間欠トラバース方式の場合、上記のような問題がなく、図２３及び図２４に示すように、常にトラバースアーム４０の先端ガイド部４２の側面で先に巻き取られた線状材１の側面に摺接して押えながら巻き取ることができるため、線状材１の転倒が防止され、巻乱れを生ずることはない。
【００５０】
前記のような間欠トラバースによりボビン５０に線状材１を１層巻き終わる毎にトラバースアーム４０を逆方向にリターンさせる際に、トラバースアームを強制的に持ち上げて巻層高さ分だけボビン５０の半径方向にトラバースさせる。この縦方向トラバースは、サーボモータ３６を作動させ、巻き取られた線状材層の上面より若干上方に所定高さだけトラバースアーム４０の先端ガイド部４２を持ち上げた後に、既に巻き取られた線状材層に上記先端ガイド部４２が接触する位置まで下降させるように縦方向トラバース台３１及びそれにより支持されているトラバースアーム４０をボビンの半径方向に往復動させることにより行われる。横方向トラバース台２６のリターン及び縦方向トラバース台３１の上方への移動のタイミングは、例えばリミットスイッチ方式など従来公知の方式で行うことができる。
【００５１】
従来、ボビンの半径方向（縦方向）への線状材の移動は、専ら既に巻き取られた線状材層による押上げのみによってなされていたため、押上げ時の摩擦抵抗により巻取状態が変動し易く、またボビン端のリターン位置において既に巻き取られた下層の線状材ループの斜行部とクロスするように斜行する際に巻乱れを生じ易く、特に線状材が凹溝開口部を有するガスケットなどの異形軟質線状材の場合、トラバースアームの先端ガイド部が線状材の開口端縁部を引っ掛けてめくれ上がった状態となり、製品のネジレ、変形や巻乱れを生じ易かったが、本発明の方法のようにボビン端のリターン位置においてトラバースアーム４０を強制的に持ち上げることにより、上記のような問題がなく、巻き取られている線状材１のボビン端でのリターンがスムーズに行える。また、巻取りが進むにつれてボビン５０が巻き太っても、線状材１の巻層厚み分だけ上方にトラバースアーム４０を移動させるため、巻始めから巻終りまで巻取状態を一定にすることができる。
【００５２】
また、線状材１がガスケットのように側方に突出した端縁部を有する異形線状材の場合、図２５に示すように、下層の線状材ループの上に上層の線状材ループを揃えて重ねた状態で巻き取る場合、突出した端縁部同士が突き当たることによって上層の線状材ループが転倒し、巻乱れを生じ易くなる。
そこで、図２６に示すように、ボビン５０の鍔部５２際のボビン端の隙間（重ねずらし幅）Ｗ1を設けるようにずらして巻き取ることが好ましい。これによって、下層の異形線状材１の突出した端縁部間に形成される凹部に上層の異形線状材１の突出した端縁部が入り、転倒が防止されてきれいに整列巻きすることができる。重ねずらし幅Ｗ1は、例えばガスケットの場合その幅の約１／４程度が適当であるが、この幅は線状材の断面形状に応じて適宜設定でき、例えば断面円形の場合１／２が適当である。
【００５３】
間欠トラバースピッチの演算設定は、図２７に示すボビン幅Ｗは一定であるので、巻き取る線状材に応じた巻列幅Ｗ2（ボビン幅Ｗ−重ねずらし幅Ｗ1）と製品幅Ｗ3を基に、下記式により計算した値ｍを均等に製品間隙間Ｗ4に割り当てて設定すればよい。
Ｗ2／（Ｗ3＋Ｗ4）＝巻列数＋余り幅
余り幅／巻列数＝ｍ
以上のように、巻取軸動力とトラバース動力を分離して間欠トラバースと縦方向トラバースについて独立させた動作が可能としたことにより、線状材の高さ、幅、トラバースの移動量、トラバースタイミングやターンタイミングなど、各ポイントを数値設定することで、それぞれの線状材に最も適した動作を選定することができる。その数値設定により、様々な種類の線状材に対応させることができる。
【００５４】
図２８は線状材端部固定装置の他の実施例を示している。
この線状材端部固定装置９０ａは、前記図７及び図８に示す線状材端部固定装置９０と同様に、フレーム３に対して伸縮自在に配設された基板２１０を有し、該基板２１０にはボビン５０ａの半径方向にシリンダ２１１及び上下各一対の案内筒部２１２が固定されており、各案内筒部２１２には一対のガイドロッド２１３が摺動自在に挿入されている。シリンダ２１１のロッド先端及び各ガイドロッド２１３の先端は可動板２１４に固定されており、また、各ガイドロッド２１３の後端は連結プレート２１５によって連結固定され、さらに該連結プレート２１５には各ガイドロッド２１３と平行にシリンダ２１６が固定され、該シリンダ２１６のロッド先端には線状材先端押込手段としての押込みピン２１７が固定されている。さらに、可動板２１４の端部にはそれと平行にシリンダ２１８が固定されており、該シリンダ２１８の先端にはガイドプレート２１９の一端部が回動自在に連結されている。また、ガイドプレート２１９の回転軸２２０は、可動板２１４の下面に形成された軸受部２２１により回動自在に支持されている。
【００５５】
従って、シリンダ２１１が作動することにより、ガイドプレート２１９の下端がボビン５０ａの軸部５１ａ外周面に当接又は近接するまで、可動板２１４、押込みピン２１７及びガイドプレート２１９が全体的にボビン５０ａの軸部５１ａに向って下降し、シリンダ２１８が作動することによりガイドプレート２１９が所定角度だけ回動し、また、シリンダ２１６が作動することにより押込みピン２１７がその先端がボビン５０ａの軸部５１ａを突き抜けるまでさらに下降する。
【００５６】
次に、上記線状材端部固定装置９０ａの動作を図２９を参照しながら説明する。なお、この装置を用いる場合には、図２９に示すように軸部（二重軸の外周軸部）５１ａに鍔部５２から垂直方向（軸線方向）に所定長さの孔５４が形成されたボビン５０ａを用いる。
まず、シリンダ２１１を作動させてガイドプレート２１９の下端が軸部５１ａ外周面に当接又は近接するまで下降させ、図２９（Ａ）に示すようにガイドプレート２１９がボビン５０ａの鍔部５２に対して若干の角度を持つように孔５４の近傍に配置する。次いで、トラバースアーム４０の先端ガイド部４２によって線状材１の先端部をボビン５０ａの一方の鍔部５２に向って案内し、図２９（Ｂ）に示すように線状材１の先端部がガイドプレート２１９によって若干折れ曲がった状態に配置する。その後、シリンダ２１８を作動させてガイドプレート２１９を鍔部５２に対して垂直となるように回動させ、図２９（Ｃ）に示すように９０°折曲した線状材１の先端部が孔５４の上部に位置するようにする。この状態でシリンダ２１６を作動させ、押込みピン２１７によって線状材１の先端部を孔５４の中に押し込む。孔５４の中に押し込まれた線状材（ガスケット）１の先端部は、その弾性力によって図２９（Ｄ）に示すように直線状になり、孔５４端縁でのその折曲により抜けが防止される。その後、シリンダ２１６，２１８及び２１１が順に作動し、押込みピン２１７及びガイドプレート２１９が元の状態に復帰する。このような固定態様によれば、使用者が巻取・ラッピング終了ボビンを解いて線状材１を引き出すときに、最後まで線状材１が崩れることなく巻きほどくことができるという利点が得られる。
【００５７】
本発明は前記実施例に限定されるものでなく、種々の設計変更が可能である。例えば、前記実施例では、トラバース台等の駆動にはボールねじを用いたが、これと同じような機能を果たす他の手段、例えばチェーン駆動などを用いることができ、このことは他の駆動系や制御手段にも当てはまる。また、ガイド装置の構造や線状材先端部の固定態様等も用いる線状材に応じて適宜設計できる。本発明の本質はこのような個々の手段にあるものではなく、先に詳述した巻取機構、線状材ガイド機構、ソフトテンション機構、縦横方向トラバース機構、線状材端部固定機構、線状材切断機構、包装材ラッピング機構、ボビン脱着機構及びボビン給送機構、並びにそれらの組合せにあるものである。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る線状材の自動巻取包装装置によれば、先に詳述した巻取機構、線状材ガイド機構、ソフトテンション機構、縦横方向トラバース機構、線状材端部固定機構、線状材切断機構、包装材ラッピング機構、ボビン脱着機構及びボビン給送機構の個々の作用・効果並びにそれらの組合せにより、線状材の給送から巻取、線状材切断、包装材ラッピング、ボビン脱着、製品搬出に至る全工程を自動的に生産性良く行え、また、種々の形状、材質の線状材に対して、巻乱れや変形等を生ずることなく、巻始めから巻終りまで常に一定のテンション、巻取状態できれいな整列巻きを自動的に行うことができ、特に異形軟質線状材に対して、ネジレや伸び等の製品変形を生ずることなく、常に一定の巻取状態で自動的に巻き取り、包装することができるという特有の効果が得られる。さらに、線状材給送装置を線状材押出装置とライン連結することにより、線状材の押出から製品搬出まで連続的に行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る線状材の自動巻取包装装置の一実施例を示す要部概略正面図である。
【図２】本発明に係る線状材の自動巻取包装装置の線状材給送装置及びトラバース装置を示す要部概略正面図である。
【図３】図２に示す装置の概略平面図である。
【図４】本発明によるガイド装置の一実施例の概略正面図である。
【図５】本発明によるトラバースアームの先端ガイド部の一実施例の概略正面図である。
【図６】図１に示す巻取装置の概略平面図である。
【図７】ボビンに線状材端部を固定している状態を示す線状材端部固定装置の一実施例の部分断面概略正面図である。
【図８】ボビンに線状材端部を固定している状態を示す線状材端部固定装置の一実施例の部分断面概略側面図である。
【図９】図１に示す線状材切断装置と線状材端部固定装置の配置状態を示す部分概略正面図である。
【図１０】図１に示す線状材切断装置の部分断面側面図である。
【図１１】図１に示す包装材ラッピング装置の部分概略正面図である。
【図１２】図１１に示す包装材ラッピング装置の包装材張設装置の部分断面概略平面図である。
【図１３】図１１に示す包装材ラッピング装置の包装材張設装置の配置形態を示す部分概略平面図である。
【図１４】図１１に示す包装材ラッピング装置の包装材張設装置の動作と巻取軸との関係を示す概略説明図である。
【図１５】図１１に示す包装材ラッピング装置の包装材張設装置の動作を示す概略説明図である。
【図１６】図１に示すボビン脱着装置の部分断面概略側面図である。
【図１７】図１６に示すボビン脱着装置の部分断面概略正面図である。
【図１８】図１６に示すボビン脱着装置の動作を示す部分概略側面図である。
【図１９】図１６に示すボビン脱着装置の空ボビン装着装置の部分断面概略平面図である。
【図２０】図１に示すボビン給送装置の部分概略正面図である。
【図２１】本発明に係る間欠トラバースによる線状材巻取形態を示す説明図である。
【図２２】従来の間欠トラバースによる線状材巻取形態を示す説明図である。
【図２３】本発明に係る巻取装置によりボビンに線状材を巻き取っている状態を示す部分断面正面図である。
【図２４】本発明に係る巻取装置によりボビンに線状材を巻き取っている状態を示す部分側面図である。
【図２５】ボビンに線状材（ガスケット）を揃えて重ね巻きした状態を示す部分断面側面図である。
【図２６】ボビンに線状材（ガスケット）をボビン端で重ねずらしして巻き取った状態を示す部分断面側面図である。
【図２７】トラバースピッチ演算設定のための説明図である。
【図２８】本発明に係る線状材端部固定装置の他の実施例の部分断面概略正面図である。
【図２９】図２８に示す線状材端部固定装置の動作を説明する概略説明図である。
【符号の説明】
１ 線状材（ガスケット）、２ 開口溝部、３ フレーム、４ 側柱、５ ガイドフレーム、１０ 線状材給送装置、１１ ガイド装置、１２ フィードロール、１３ プレスローラ、１４ モータ、１５，１６，１７ センサ、２０ トラバース装置、２１ 間欠トラバース機構、２２ 固定枠体、２３ レール、２４ ボールねじ、２５ ＡＣサーボモータ、２６ 横方向トラバース台、２７ 溝部、３０ 縦方向トラバース機構、３１ 縦方向トラバース台、３４ ボールねじ、３６ ＡＣサーボモータ、３７，３８ ガイドロール、３９ ガイド装置、４０ トラバースアーム、４１ アーム本体、４２ 先端ガイド部、５０，５０ａ ボビン、５１，５１ａ 軸部、５２ 鍔部、６１ ガイドロール、６３，６７ 仕切板、７０ 巻取装置、７１ 回動アーム、７４，８０ ＡＣサーボモータ、７５ａ，７５ｂ 巻取軸、７７ａ，７７ｂ，７８ａ，７８ｂ 歯車、９０，９０ａ 線状材端部固定装置、９１ 端部押え装置、９３ａ，９３ｂ ガイド体、９４ ガイドロッド、９５ 端部押え部材、９７ シリンダ、１００ 固定装置、１０２ シリンダ、１０６ リング状回転部、１０８ 針状部材、１１０ 線状材切断装置、１１２ 上刃、１１３ 下刃、１１４，１１７，１１９，１２８ シリンダ、１１５ 鎌状部材、１３０ 包装材ラッピング装置、１３１ 包装フィルム、１３２ リール、１３４ 切断押え装置、１３６ 切断部、１３８ 押え部材、１４１ 包装材張設装置、１４２ 摘み装置、１４５ ローラ、１４７ ガイド体、１５０ ボビン脱着装置、１５１ 支持枠体、１５３ａ，１５３ｂ，１５４ａ，１５４ｂ 可動アーム部材、１６０ 空ボビン装着装置、１６３ 軸部、１６５ 押込部、１６７ 回動軸、１７０ 移動テーブル、１８０ ボビン給送装置、１８１ ボビン収納装置、１８４ａ，１８４ｂ ストッパー、１８５ 移動トレー、１８８ 先端トレー部、１８９ 先端止め部材、２００ 製品搬出装置、２０１ ロールコンベア、２１１，２１６，２１８ シリンダ、２１７ 押込みピン、２１９ ガイドプレート
【発明の属する技術分野】
本発明は、線状材の自動巻取包装装置に関し、さらに詳しくは、線状材、特にガスケットなど凹溝等の開口部を有する異形軟質線状材を、巻乱れを生ずることなくきれいに整列巻きを行える巻取機構、線状材ガイド機構、ソフトテンション機構、縦横方向トラバース機構、線状材端部固定機構、線状材切断機構、包装材ラッピング機構、ボビン脱着機構及びボビン給送機構、並びにこれらの機構を備えた自動巻取包装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホース、コード等の線状材をボビン上に整列巻きするには、従来、ボビン軸と平行に所定ピッチのねじを切ったトラバース軸を設け、該トラバース軸上に、巻き取る線状材の給送位置を規制する一対のガイドローラ及び／又はトラバースアームを備えたトラバース台を螺合させ、上記トラバース軸を回転させることによりトラバース台を巻き取られる線状材の外径に等しいピッチで横行させ、これにより線状材の給送位置を規制すると共に、ボビン両側の各鍔位置に対応するトラバース台の移動通路内には、トラバース台又はその一側部に突設された突出片と係合して該トラバース台に逆転指令を与えるリミットスイッチ等を設け、ボビン両側の各鍔部でトラバース台移動方向を順次切り換えて巻き取る方式が一般に採用されている（実公昭５１−５３４２４号、特公昭６０−３９６２１号、特公平２−１４２６１号等参照）。
トラバース台の横方向への間欠的移動については、例えば特公平２−１４２６１号には、巻取ドラムが１５／１６回転する毎に１パルス分だけトラバース本体が移動し、巻き取られる線状材が横方向に所定ピッチだけずれるように斜行し、従って、巻取ドラムに固定された線状材の先端固定位置上の巻取ドラム軸心に平行な線から常に整列巻きされるようにしたトラバース機構が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような間欠トラバースを行うことにより、線状材を整列巻きすることは可能となる。しかしながら、特に巻き取られる線状材が軟質材の場合、トラバースアームの先端ガイド部が線状材の斜行部と干渉し、先端ガイド部が既に巻き取られた隣接する線状材のループ上に乗り上げ、巻乱れを生ずるという問題がある。また、巻き取られる線状材が凹溝等の開口部を有する異形軟質線状材の場合、従来の間欠トラバースは横方向のみに移動するものであるため、トラバースアームの先端ガイド部が線状材の開口端縁部を引っ掛け易く、特にボビン鍔部のリターン位置では既に巻き取られた下層の線状材ループの斜行部とクロスするように斜行しながらトラバースするため、線状材の開口端縁部を引っ掛けてめくれ上がった状態となり、巻乱れを生ずることに加えて、製品変形を生ずるという問題もある。
【０００４】
また、従来の巻取装置においては、ボビンから離間した位置に配されているトラバース台上の最終ガイドロールから直接に線状材をボビンに巻き取る方法と、ガイドアーム（トラバースアーム）を用いる方法があるが、最終ガイドロールから直接ボビンに線状材を巻き取る場合、線状材のテンションが緩いときには、最終ガイドロールに忠実に線状材が追従することが困難であり、巻取ピッチが不定で局所的に不揃いになったり、ネジレを生じたり、巻き取られた隣接する線状材のループ上に乗り上がったりする。このような問題を回避すべく線状材の巻取テンションを大きくした場合、線状材の追従性は良くなるが、反面、必要以上に堅く巻き取られ、型崩れを起こし易くなる。また、軟質線状材、特に異形軟質線状材の場合、巻取テンションを大きくすると伸びてしまい、製品変形を生じ易いと共に、外形寸法の変化によりトラバース台の移動ピッチにズレを生じ易くなるという問題を生ずる。
【０００５】
一方、トラバースアームを用いて線状材をガイドした場合、線状材の追従性は最終ガイドロールからボビンに直接巻き取る場合に比べて良くなるが、一般に巻取テンションはポテンショメーターで制御されるため、必要以上に堅く巻き取られることが多々あった。また、微妙に異なる様々な製品寸法に対しては、前記したようにトラバース動作の追従が不充分で、特に異形軟質線状材に対しては満足のいく整列巻きが困難であった。
さらに、従来のトラバースアームや線状材供給経路上のガイド部は、線状材の外形のみを考慮したガイド機構となっており、各々の製品に対して寸法やガイド方法がルーズなものとなっているため、線状材製品、特に異形軟質線状材の場合、ネジレや乱れた状態で巻き取られることが多かった。
そのため、巻き取られた製品をコーザーが使用する場合に、製品のネジレ、変形等による巻取不良のために線状材製品の繰出し、施工性が良くないといった問題を生じていた。
【０００６】
ところで、巻取終了後、線状材を切断し、巻取装置によってボビンに巻き取られた線状材が解けないように包装材でラッピングする必要があるが、従来はこうような切断作業やラッピング作業は各巻取終了ボビンに対して個別に手作業で行われており、作業性低下やコストアップの大きな要因になっていた。
そのため、線状材の給送から巻取、線状材切断、包装材ラッピング、ボビン脱着、製品搬出に至る全工程を自動的に生産性良く行える線状材の自動巻取包装方法及び装置の開発が強く求められていた。
【０００７】
従って、本発明の基本的な目的は、線状材の給送から巻取、線状材切断、包装材ラッピング、ボビン脱着、製品搬出に至る全工程を自動的に生産性良く行える線状材の自動巻取包装装置を提供することにある。
また本発明の目的は、種々の形状、材質の線状材に対しても巻乱れや変形等を生ずることなくきれいな整列巻き及び包装材ラッピングを自動的に行うことができる線状材の自動巻取包装装置を提供することにある。
さらに本発明の目的は、種々の線状材に対して型崩れや変形、巻乱れを生ずることなく、特に異形軟質線状材に対して製品変形を生ずることなく、常に一定の巻取状態で巻き取ることができるトラバース機構及びそれを備えた自動巻取包装装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、常に一定の適度のテンションで巻き取ることができるソフトテンション機構、特に異形軟質線状材に対してネジレや変形を生ずることなくきれいな整列巻きを行うためのガイド機構、線状材先端部をボビンに自動的に固定することができる線状材端部固定機構、巻取終了後に線状材を自動的に切断できる線状材切断機構、巻取終了後のボビンに自動的に包装材をラッピングできる包装材ラッピング機構、巻取・ラッピング終了後に自動的にボビンの脱着を行えるボビン脱着機構、及び該ボビン脱着機構に空ボビンを１個ずつ自動的に供給するためのボビン給送機構、並びにそれらを組み合わせて備えた自動巻取包装装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
前記目的を達成するために、本発明の自動巻取包装装置は、その基本的な態様として、複数のボビンをそれぞれ支持し、回転駆動させるための巻取軸と、これら巻取軸を回転自在に支持し、かつそれらの巻取位置とボビン脱着位置との間で交互に位置換えできるように回動自在に設けられた回動アームとを備えている巻取装置と；
上記巻取位置の巻取軸に装着された空ボビンの軸部外周面に近接する先端ガイド部を有し、かつボビンの半径方向に揺動可能なトラバースアームを備えていると共に、ボビンの軸線方向に所定のピッチで間欠的に上記トラバースアームを移動させる間欠トラバース機構と、ボビンに線状材を１層巻き終わる毎にボビンの半径方向に所定の高さだけ上記トラバースアームを移動させる縦方向トラバース機構とを備えているトラバース装置と；
巻取位置にある空ボビンの軸部外周面に接近可能なように伸縮自在であり、かつトラバースアームの先端ガイド部から突出している線状材先端部を検出し、ボビンに固定する線状材端部固定装置と；
巻取終了ボビンから線状材を切断するための線状材切断装置と；
上記巻取軸の回転軌跡と交叉するように巻取位置とボビン脱着位置との間の所定位置に包装材を張設し、巻取終了ボビンに包装材を巻き付けるための包装材ラッピング装置と；
ボビン脱着位置にある巻取軸から巻取・ラッピング終了ボビンを抜き取り、空ボビンを装着するためのボビン脱着装置と；
該ボビン脱着装置に空ボビンを１個ずつ供給するためのボビン給送装置と；
上記ボビン脱着装置の近傍に配設された製品搬出装置
とを備えていることを特徴としている。
このような自動巻取包装装置により、種々の形状、材質の線状材に対しても巻乱れや変形等を生ずることなくきれいな整列巻きを行うことができると共に、線状材の給送から巻取、線状材切断、包装材ラッピング、ボビン脱着、製品搬出に至る全工程を自動的に生産性良く行うことができる。
【００１０】
好適な態様においては、前記トラバース装置は、巻取位置にある空ボビンの巻取軸の回転角度を検出する検出装置と、上記巻取軸と平行に往復動可能に設けられた横方向トラバース台と、上記検出装置の検出信号に基づき、巻取軸の１回転に相当する回転角度３６０°よりも若干少ない所定の回転角度だけ巻取軸が回転する毎に上記横方向トラバース台を間欠的に移動させる駆動装置とを備えている間欠トラバース機構と；上記横方向トラバース台に対して垂直方向に往復動可能に取り付けられ、巻き取られた線状材層の上面より若干上方にトラバースアームの先端ガイド部を持ち上げた後に、既に巻き取られた線状材層に上記先端ガイド部が接触する位置まで下降させるようにトラバースアームをボビンの半径方向に間欠的に往復動させる縦方向トラバース台と、該縦方向トラバース台に揺動可能に支持されているトラバースアームと、該トラバースアームに線状材を案内するために上記縦方向トラバース台に設けられたガイド手段とを備えている縦方向トラバース機構を有する。
【００１１】
このように、巻取位置の巻取軸によって回転駆動される空ボビンに、該ボビンの軸線方向に往復動可能なトラバースアームの先端ガイド部を介して線状材を整列巻きするに当たって、上記間欠トラバース機構と縦方向トラバース機構の組み合わせからなる縦横方向トラバース機構を採用したことにより、ボビンに巻き取られる線状材の各ループがボビンの軸線に垂直な平面と実質的に平行になるように、かつ、線状材の各ループの巻始め位置が先に巻き取られたループの巻始め位置よりも所定の距離だけ先行するように巻き取ると共に、上記ボビンに線状材を１層巻き終わる毎にトラバースアームを逆方向にリターンさせる際に、トラバースアームを強制的に持ち上げてボビンの半径方向に所定の高さだけトラバースさせて、トラバースアームの先端ガイド部を巻き取られた線状材層の上面より若干上方に一旦持ち上げた後に下降させて線状材層に接触させ、即ちソフトランディングさせ、次の層を形成する線状材を巻き取るようにすることができる。それによって、巻き取られている線状材のボビン端でのリターンがさらにスムーズに行え、特にトラバースアームの先端ガイド部が引っ掛かり易い開口端縁部や側方に突出した端縁部を有する異形線状材の整列巻きに極めて効果的である。
【００１２】
このような態様でボビンの軸線方向への間欠トラバースを行うことによって、線状材の各ループはボビンに対して螺旋状ではなく平行状態で巻き取られ、しかも各ループの巻始め位置のラインがボビンの軸線に対して所定の角度となるように順次早目のタイミングで間欠的にトラバースされるため、トラバースアームの先端ガイド部が先に巻き取られた線状材に干渉したり、乗り上げたりすることがなく、また常に先端ガイド部の側面を先に巻き取られた線状材側面に摺接させながら線状材を巻き取ることができるため、ホース、コード等の一般的な線状材はもとより、ガスケット等の異形線状材であっても、巻乱れや変形等を生ずることなく整列巻きすることができる。
【００１３】
さらに、前記間欠トラバースと組み合わせて、ボビンに線状材を１層巻き終わる毎にトラバースアームを逆方向にリターンさせる際に、トラバースアームを強制的に持ち上げてボビンの半径方向に所定の高さだけトラバースさせる縦方向トラバースを採用することにより、巻乱れや製品変形等を生ずることなく整列巻きを行うことができる。
すなわち、従来のトラバース機構はボビンの軸線方向（横方向）のみの移動であり、ボビンの半径方向（縦方向）への線状材の移動は、専ら既に巻き取られた線状材層による押上げのみによってなされていたため、押上げ時の摩擦抵抗により巻取状態が変動し易く、またボビン端のリターン位置において既に巻き取られた下層の線状材ループの斜行部とクロスするように斜行する際に巻乱れを生じ易く、特に線状材が凹溝開口部を有するガスケットなどの異形軟質線状材の場合、トラバースアームの先端ガイド部が線状材の開口端縁部を引っ掛けてめくれ上がった状態となり、製品のネジレ、変形や巻乱れを生じ易かったが、本発明のようにボビン端のリターン位置においてトラバースアームを強制的に持ち上げることにより、上記のような問題がなく、巻き取られている線状材のボビン端でのリターンがスムーズに行える。また、巻取りが進むにつれてボビンが巻き太っても、線状材の巻層厚み分だけ上方にトラバースアームを移動させるため、常に同じ巻取状態を確保できる。
【００１４】
本発明の線状材の自動巻取包装装置に用いられる線状材端部固定装置としては、線状材先端部を全て外部固定手段によって固定する態様と、ボビン自体が固定機能を備えた内部固定機能による態様がある。
線状材先端部を全て外部固定手段によって行う好適な態様においては、線状材端部固定装置は、巻取位置にある空ボビンの軸部外周面に接近可能なように伸縮自在であり、かつトラバースアームの先端ガイド部から突出している線状材先端部を検出し、ボビンの一方の鍔部内周側端縁部に押圧する端部押え手段と；上記巻取軸に同軸回転可能に取り付けられ、かつボビンの鍔部内周側端縁部を突き通すように該巻取軸の軸線方向に往復動自在に設けられた針状部材を有する固定手段とを備えている。
一方、ボビン自体が固定機能、例えばボビンの軸部外周面の鍔部近傍に線状材先端部を挿入する孔部を備えている場合、好適な線状材端部固定装置は、先端が巻取位置にある空ボビンの軸部外周面に接近可能なように伸縮自在であり、かつ線状材先端部を側方に折曲し得るように回動自在に設けられたガイド手段と；ボビンの軸部外周面の鍔部近傍に形成された孔部に線状材先端部を押し込むように伸縮自在に設けられた押込手段とを備えるように構成される。
【００１５】
また、好適な巻取装置は、所定の回転角度で間欠的に回動自在に設けられた回動アームと；該回動アームの両端部に回転自在に支持されたボビン回転駆動用の一対の巻取軸と；一方の巻取軸が巻取位置にあるときに該巻取軸と係合して所定の回転速度で回転駆動させる駆動装置と；他方の巻取軸がボビン脱着位置にあるときに巻取軸と係合して所定量だけ回転駆動させる駆動装置とを備えている。
このように、回動アームの両端部にボビン回転駆動用の一対の巻取軸を回転自在に支持し、それぞれ独立した動作を可能としたことにより、一方の巻取軸に装着された空ボビンへの線状材の巻取工程と、他方の巻取軸に装着された巻取終了ボビンへの包装材ラッピング工程及びボビン脱着工程とを同時並行的に行うことができる。
【００１６】
さらに好適な態様においては、線状材切断装置は、前記回動アームを所定角度だけ回動させて巻取位置にあった巻取終了ボビンを所定位置に移動させたときに、該ボビンとトラバースアームとの間に延在している線状材に接近可能なように伸縮自在な切断手段を備えており、例えば伸縮自在な装置本体と、該装置本体から側方に突出し得るように伸縮自在でありかつ上下方向に往復動自在に設けられた鎌状部材とを有し、該鎌状部材によって線状材を引っ掛けて抱持した状態で線状材を切断する。
一方、前記包装材ラッピング装置は、ボビン脱着位置上方の所定位置に配置された包装材の端部を把持し、前記巻取軸の回転軌跡と交叉するように巻取位置とボビン脱着位置との間の所定位置に包装材を引き出して張設するように往復動自在に設けられた包装材張設手段と；巻取終了ボビンがその略下半部が包装材で包まれた状態にボビン脱着位置に配置された後、ボビン脱着位置の巻取軸の回転によって巻取終了ボビンを所定量だけ回転させた時点で包装材を切断する切断手段と；上記巻取終了ボビンが回転している間、上記包装材を該ボビンに巻き取られた線状材層外周面に押圧するように往復動自在に設けられた押圧手段とを備えている。
【００１７】
このような態様、構造の線状材切断装置と包装材ラッピング装置を組み合わせて用いることにより、前記回動アームを回動させて巻取位置の巻取終了ボビンをボビン脱着位置に移動させる過程で線状材の切断を行うと共に、ボビン脱着位置の巻取軸に装着された空ボビンを巻取位置に移動させ、該空ボビンへの線状材の巻取りを行っている間に、上記巻取終了ボビンへの包装材のラッピングを行うことができ、巻取終了後の線状材の切断工程と巻取終了ボビンへの包装材のラッピング工程を連続的にスムーズに行うことが可能となる。
【００１８】
好適な態様においては、ボビン脱着装置は、巻取・ラッピング終了ボビンを巻取軸から抜き取る手段、好適には、前記巻取装置のボビン脱着位置の下方に配置され、かつボビン脱着位置にある巻取軸の軸線方向に往復動可能な移動テーブルと、該移動テーブルによって垂直に保持され、かつ巻取軸と反対方向に転倒自在に設けられた少なくとも一対のボビン把持用の可動アーム部材と、巻取・ラッピング終了ボビンを抜き取った巻取軸に空ボビンを装着する手段、好適には、上記可動アーム部材の下部に巻取軸側に延出するように取り付けられ、かつボビンの軸孔に挿入される軸部と該軸部に沿って往復動可能な押込部とを有する空ボビン装着手段とを備えている。
一方、前記ボビン給送装置は、好適には、空ボビンを整列して収納し、かつ先端部に空ボビンを１個ずつ送るボビン収納装置と、該ボビン収納装置からボビン脱着位置の巻取軸の先端側方まで延出するように往復動自在に配設され、かつ上記ボビン収納装置の先端部の空ボビンを保持し、延出した位置において上記ボビン脱着装置の軸部が該空ボビンの軸孔に挿入された後にボビンを解放するように構成された移動トレーとを備えている。
このようなボビン脱着装置とボビン給送装置を組み合わせて採用することにより、ボビン脱着位置にある巻取・ラッピング終了ボビンの巻取軸からの抜き取りと次の空ボビンの装着を連続的にスムーズに行うことができる。
【００１９】
また、本発明の自動巻取包装装置は、線状材を常に一定の適度のテンションで巻き取ることができるように、ソフトテンション機構として、前記線状材トラバース手段へ線状材を実質的に外的に張力を付加しない状態で送る線状材給送装置をさらに備えている。
上記線状材給送装置は線状材を垂れ下がった状態で給送するものであって、好適には、垂れ下がった線状材の最下端部の高さ位置が所定範囲内にあるかどうかを検出する複数の検出装置を備え、該検出装置により検出された線状材最下端部の高さ位置に応じて巻取速度又は線状材の給送速度を変えることができる。
【００２０】
上記のように、ボビンへの給送過程で線状材に実質的にガイド部の摺動抵抗のみがかかった状態、すなわちソフトテンションの状態で線状材の巻取りを行うことによって、適度なテンションで一定の巻取状態を確保でき、テンションが小さ過ぎる場合のボビン上の巻取ループのたるみや巻乱れを防止できると共に、テンションが強過ぎる場合の堅い巻取り、型崩れ、軟質線状材の場合に生ずる伸び、異形軟質線状材の変形等を簡単にしかも効果的に防止できる。ソフトテンションとしては、一般に軟質線状材、特にガスケット等の異形軟質線状材の場合、フィード方向にかかる張力が５０〜１５０ｇ／ｃｍ 2 の範囲にあることが望ましく、ガイド部の構造、材質等によって調整することができる。
【００２１】
【実施例】
以下、添付図面に示す実施例を説明しつつ本発明についてさらに具体的に説明する。なお、以下の実施例においては、線状材として、巻乱れや製品変形等を生ずることなく一定の巻取状態で整列巻きすることが最も困難な異形軟質線状材の代表例としてガスケットを用いた場合について説明するが、他の線状材はこれに比べて巻取りが比較的容易である。従って、本発明が他の線状材に対しても難なく適用できることは明らかである。
図１は本発明の自動巻取包装装置の一実施例の要部を示している。図中、符号２０はトラバース装置、４０はトラバースアーム、５０はボビン、７０は巻取装置、９０は線状材端部固定装置、１１０は線状材切断装置、１３０は包装材ラッピング装置、１５０はボビン脱着装置、１８０はボビン給送装置、２００は製品搬出装置をそれぞれ全体的に示している。
【００２２】
トラバース装置２０は図２及び図３により明瞭に示されており、トラバース装置２０の線状材１給送側にはソフトテンション機構による線状材給送装置１０が配設されている。
まず、線状材給送装置１０は、フレーム３に取り付けられたフィードロール１２とその溝部に臨むように上部に配設されたプレスローラ１３との間に線状材１を挟んだ状態で、モータ１４によってフィードロール１２を回転駆動させることによって線状材１を一定速度で給送するものである。線状材１は、フィードロール１２の前方に配設されたガイド装置１１（その詳細は後述する）を介してフィード装置としてのフィードロール１２とプレスローラ１３との間に入り、フィードロール１２を出た後は下方に垂れ下がった状態でトラバース装置２０に送られる。線状材１の垂下がりの状態は、給送路の両側に立設された支柱１８に垂直方向に所定の間隔で取り付けられた３対のセンサ１５，１６，１７によって検出される。各センサ１５，１６，１７は例えば光電素子から構成され、下部の一対のセンサ１５は線状材１の垂下がりの下限状態を指示し、中間の一対のセンサ１６は定速状態、上部の一対のセンサ１７は上限状態を指示する。なお、符号１９は線状材受け用のトレーを示している。
【００２３】
トラバース装置２０は間欠トラバース機構２１と縦方向トラバース機構３０とからなる。間欠トラバース機構２１は、フレーム３に水平に固定された固定枠体２２とその上に配置された横方向トラバース台２６を含み、横方向トラバース台２６は、その下面両側部に形成された一対の溝部２７が固定枠体２２の上部両側部に架設された一対のレール２３に嵌め合わされることによって、固定枠体２２上を横方向に摺動可能となっている。また、固定枠体２２の上部略中央部にボールねじ２４が横方向に架設され、一方、横方向トラバース台２６の下部所定箇所には上記ボールねじ２４が螺合する雌ねじ部（図示せず）が設けられており、これらボールねじ機構とボールねじ２４を回転駆動させるＡＣサーボモータ２５によって横方向トラバース台２６の駆動装置が構成されている。横方向トラバース台２６の横方向への間欠的移動は、巻取軸７５ａ（７５ｂ）に装着されたロータリエンコーダのような検出装置（図示せず）によって検出された巻取軸７５ａ（７５ｂ）の回転角度の検出信号に基づき制御され、ＡＣサーボモータ２５の動作によってボールねじ２４が所定量間欠的に回転し、それに螺合されている雌ねじ部を介して横方向トラバース台２６並びにその上に支持されている縦方向トラバース機構３０及びトラバースアーム４０が全体的に横方向に間欠的にトラバースされる。なお、符号２９はケーブル収納ボックスである。
【００２４】
一方、縦方向トラバース機構３０は縦方向トラバース台３１を含み、該縦方向トラバース台３１には、略中央部に垂直方向に貫通する雌ねじ部３２が、またその両側部に一対のガイドスリーブ３３ａ，３３ｂが取り付けられている。上記雌ねじ部３２は前記横方向トラバース台２６に立設されたボールねじ３４と螺合しており、ＡＣサーボモータ３６の動作によりボールねじ３４が所定量間欠的に回転することによって縦方向トラバース台３１は縦方向に所定量間欠的に移動するように構成されている。一方、上記ガイドスリーブ３３ａ，３３ｂには横方向トラバース台２６に立設されたガイド支柱３５ａ，３５ｂが挿入されており、これによって縦方向トラバース台３１は垂直方向に安定してトラバースすることができる。また、縦方向トラバース台３１の前後端部にはガイドロール３７，３８が配設され、また後側のガイドロール３８の近傍にはガイド装置３９（その詳細は後述する）が配設されている。さらに、縦方向トラバース台３１の後端部には支持部材４３を介してトラバースアーム４０の基端部が揺動自在に連結されている。該トラバースアーム４０は、樋状のアーム本体４１とその先端部に取り付けられた先端ガイド部４２を有し、またその基端部が上記支持部材４３の留め部に当接して、図２に示すような斜め下方に傾斜した所定の角度以上には傾斜しないようになっており、巻取開始時に先端ガイド部４２が空ボビン５０の軸部（二重軸の外周軸部）５１外周面と接するような高さ位置に調整されている。
【００２５】
前記線状材給送装置１０のガイド装置１１及び縦方向トラバース機構３０のガイド装置３９は、図４に示すように、水平方向に回転自在なガイドロール６１と、該ガイドロール６１の溝部６２内に突出するように設けられた断面Ｔ字形の仕切板６３と、該仕切板６３を固定する軸部６４の上下端部に回転自在に設けられた一対のローラ６５からなる。ガイドロール６１は断面略Ｕ字状の線状材（ガスケット）１の外形全体をガイドする機能を有し、一方、仕切板６３と一対のローラ６５はそれぞれ線状材（ガスケット）１の開口溝部２及び開口端縁部のガイドとして機能し、線状材１の開口溝部２内に上記仕切板６３が挿入した状態で、給送途上の線状材１をヨレやネジレが生じないようにガイドする。
また、トラバースアーム４０の先端ガイド部４２は、図５に示すように枠体６６からなり、その内側面に、上記ガイド装置と同様に線状材（ガスケット）１の開口溝部２内に挿入されるように仕切板６７が突設されており、最終的に線状材１にヨレやネジレがない状態にしてボビン５０で巻き取れるように構成されている。
【００２６】
図６は巻取装置７０を示している。巻取装置７０は回動アーム７１を有し、該回動アーム７１の軸７２はフレーム３に取り付けられた軸受装置７３により軸支され、ＡＣサーボモータ７４の作動により回動アーム７１が所定の回転角度で間欠的に回動するように構成されている。回動アーム７１の両端部にはそれぞれ軸受装置７６ａ，７６ｂを介してボビン５０が装着される一対の巻取軸７５ａ，７５ｂが軸支され、それらのフレーム側端部には歯車７７ａ，７７ｂが各々固定され、巻取位置にある巻取軸７５ａの歯車７７ａはフレーム３に回転自在に取り付けられている歯車７８ａと噛み合い、該巻取軸７５ａに装着されている空ボビン５０の巻取開始状態となっている。モータ７９の作動により歯車７８ａが回転することにより、巻取軸７５ａが回転し、線状材の巻取りを開始する。他方、反対側のボビン脱着位置にある巻取軸７５ｂの歯車７７ｂはフレーム３に回転自在に取り付けられている歯車７８ｂと噛み合い、該巻取軸７５ｂに装着されている巻取終了ボビン５０のラッピング開始状態となっている。ＡＣサーボモータ８０の作動により歯車７８ｂが所定量だけ回転することにより、巻取軸７５ｂが所定量だけ回転し、後述するように巻取終了ボビン５０に包装材を巻き付ける。また、回動アーム７１のフレーム側の側面には軸７２を中心とする対称位置２箇所に孔部８１ａ，８１ｂが形成されており、回動アーム７１が１８０°回動して水平となったときに、シリンダ８２が作動してロッド８３が一方の凹部８１ａに突入し、回動アーム７１を水平位置に固定するように構成されている。なお、巻取軸７５ａからのボビン５０の抜け止めは、側柱４に固定されたシリンダ６のロッド７先端に固定され、シリンダ６の作動により水平方向に往復動可能な軸受部８によって行われる（図１では図示省略）。
【００２７】
線状材端部固定装置９０は、図７乃至図９に示すように、フレーム３に固定されたシリンダ（図示せず）から突出された一対のロッド９２によって水平方向に伸縮自在に支持されている端部押え装置９１と、図６に示すように各巻取軸７５ａ，７５ｂに同軸回転可能に装着された一対の固定装置１００とからなる。
固定装置１００は、図６に示すように、各巻取軸の軸受装置７６ａ，７６ｂに固定されたリング状支持部１０１と、該リング状支持部１０１の外周部に摺動自在に装着された摺動部１０５と、該摺動部１０５の外周部に回転自在に取り付けられたリング状回転部１０６とを有する。上記リング状支持部１０１の軸線方向貫通孔にはシリンダ１０２が固定され、該シリンダ１０２のロッド１０３は締結具１０４を介して摺動部１０５に固定されている。一方、リング状回転部１０６の外周近傍のボビン側側面所定箇所には支持部１０７を介して針状部材１０８が固定されており、上記支持部１０７は巻取軸７５ａ，７５ｂのボビン装着部８４の上記支持部１０７に整合する所定箇所に形成された孔部８５に挿入可能に構成されている。従って、シリンダ１０２が作動してロッド１０３を前進させると、摺動部１０５とリング状回転部１０６が一体的に前進し、支持部１０７がボビン装着部８４の孔部８５に挿入されると共に、針状部材１０８がボビン５０の鍔部５２を突き通して線状材（ガスケット）１を突き刺し、固定する。この状態で巻取軸７５ａが回転することにより、リング状回転部１０６、支持部１０７及びそれに固定された針状部材１０８はボビン装着部８４と一体となって回転する。
【００２８】
一方、端部押え装置９１は、図７乃至図９に示すように、上下のガイド体９３ａ，９３ｂの左右一対の貫通孔（図示せず）に摺動自在に挿入された一対のガイドロッド９４を有し、該ガイドロッド９４の先端には端部押え部材９５が各ロッドを連結するように固定されていると共に、装置本体に上記ガイドロッド９４と平行に固定されたシリンダ９７のロッド９８先端部も固定されている。端部押え部材９５は、フレーム３側の下端縁部に線状材１の形状に対応する断面形状の凹部９６を有している。シリンダ９７が作動することによって、端部押え部材９５がボビン５０の軸部５１に向かって前進し、また後退できるように構成されている。
【００２９】
線状材１の先端部のボビン５０への固定に際しては、まず、線状材切断装置１１０（図１参照）によって切断された線状材１の先端部がガイドアーム４０によってボビン５０の鍔部５２側の軸部５１外周面に当接する位置に、前記針状部材１０８が位置するように位置決めされる。この位置決めは、ボビン５０の周囲の上記当接位置側及び反対位置側２箇所に配設された光電管などの検出装置（図示せず）によって行い、巻取軸７５ａ及びリング状回転部１０６を回転させながら、反対位置側の検出装置によってリング状回転部１０６の支持部１０７が検知されたときに巻取軸７５ａを低速回転させ、当接位置側の検出装置によって検知されたときに停止させる。
【００３０】
それと共に、図８に矢印で示すように、端部押え装置９１がボビン側に前進した後、シリンダ９７が作動して端部押え部材９５をボビン５０の軸部５１外周面に近接するまでボビン側に下降させ、次いで装置全体がフレーム方向に若干後退して端部押え部材９５の凹部９６で線状材１を抱持するように一方の鍔部５２の内周端縁部（ボビンの軸部外周面側）に押圧し、この状態でシリンダ１０２（図６参照）が作動し、針状部材１０８がボビン５０の鍔部５２を突き通して線状材（ガスケット）１を突き刺し、固定する。その後、端部押え装置９１は、シリンダ９７が作動して端部押え部材９５を元の位置まで後退させ、さらに、ロッド９２を伸縮させるシリンダ（図示せず）が作動して端部押え装置９１全体が元の位置まで後退する。針状部材１０８は巻取終了時点まで線状材先端部に突き刺さったままであり、巻取終了後にシリンダ１０２が作動して抜き取られる。
【００３１】
線状材切断装置１１０は、図９及び図１０に示すように、フレーム３に固定された固定板１２１の開口部１２２を通して全体的に前後進できる装置本体１１１を有する。該装置本体１１１の前後進は、図１０に示すように、該本体にロッド部先端が連結されたシリンダ１２８の作動によってなされ、該シリンダ１２８は固定板１２１に取り付けられた前板１２３、側板１２４、後板１２５からなる枠体に取り付けられている。枠体の前板１２３と後板１２５にはそれぞれ上下部に一対の軸受部１２６、１２７が設けてあり、これら軸受部１２６、１２７には後端部がプレート１２９ａを介して連結された上下一対のガイド棒１２９が摺動自在に挿入され、かつこれらガイド棒１２９の先端は装置本体１１１に固定されている。従って、シリンダ１２８の作動により、装置本体１１１はガイド棒１２９を案内として安定して水平方向に前後進できるように構成されている。
【００３２】
また、装置本体１１１の前面には、図９に示すように、上部に上刃１１２が、下部に下刃１１３がそれぞれ整合して配設されており、下刃１１３は装置本体１１１に固定されているが、上刃１１２はシリンダ１１４により上下動され、下刃１１３と協同して線状材１を切断できるように構成されている。一方、装置本体１１１の後面所定箇所には、図１０に示すようにブラケット１１６が突設されており、該ブラケット１１６の後下端部には伸縮用シリンダ１１７が揺動自在に取り付けられ、該伸縮用シリンダ１１７のロッド先端には、鎌状部材１１５が固定されている。また、伸縮用シリンダ１１７の先端部は、装置本体１１１の側面突出部１１１ａから前後方向に揺動自在に垂下された上下動用シリンダ１１９のロッドに継手１１８を介して回転自在に連結されており、各シリンダ１１７、１１９の作動によって図１０に矢印で示すような鎌状部材１１５の動きが可能になる。
【００３３】
線状材１の切断の際には、図９に示すように、前記回動アーム７１を所定角度だけ回動させて巻取位置にあった巻取終了ボビン５０が所定位置（図９に二点鎖線で示す一旦停止位置）に移動したときに一旦停止させ、この時にシリンダ１２８が作動して装置本体１１１が巻取終了ボビン５０とトラバースアーム４０との間に水平に延在している線状材１に接近する。その際、上下動用シリンダ１１９と伸縮用シリンダ１１７が作動して鎌状部材１１５が線状材１の下方に位置するまで斜め下方に伸び、次いで上下動用シリンダ１１９が作動して鎌状部材１１５を線状材１の高さ位置まで引き上げた後、伸縮用シリンダ１１７が作動して鎌状部材１１５を後退させ、該鎌状部材１１５によって線状材１を引っ掛けて抱持した状態で装置本体１１１前面の凹部１２０に引き込み、線状材１を安定に水平保持する。この状態でシリンダ１１４が作動して上刃１１２を急降下させ、下刃１１３とで線状材１を切断する。従って、線状材１は常にトラバースアーム４０の先端ガイド部４２から一定の距離で切断されることになる。切断終了後、シリンダ１２８が作動して装置本体１１１は元の位置に復帰すると共に、回動アーム７１は図９に示すように水平になるまでさらに回動する。
なお、切断手段としては、上刃１１２と下刃１１３の組合せに代えて、鎌状部材１１５に刃を形成し、該鎌状部材で線状材１を引っ掛けてそのまま切断するようにすることもできるし、あるいはナイフエッヂを上方から急降下させて切断するように構成することもできる。
【００３４】
包装材ラッピング装置１３０は、図１及び図１１に示すようにボビン脱着位置の上方所定位置に配置されており、包装材としての包装フィルム１３１を巻取ったリール１３２と、該リール１３２から複数の補助ローラ１３３を介して張り渡された包装フィルム１３１を切断し、またラッピング中に巻取終了ボビン５０に包装フィルム１３１を押えて張り付けるため切断押え装置１３４と、包装フィルム１３１を引き出して張設するための包装材張設装置１４１とから構成されている。リール１３２に巻き取られている包装フィルム１３１は、巻取終了ボビン５０にラッピングしたときに巻き取られている線状材に弱い付着力でくっ付き、又は包装フィルム同士が弱い付着力でくっ付くような材質のフィルムであれば全て使用可能であり、例えば市販されているような透明なラッピング樹脂フィルムを用いることができる。
【００３５】
切断押え装置１３４は、フレーム３に固定された支持部材１３５により支持されるシリンダ１３７によって上下動される切断部１３６と、上記支持部材１３５に取り付けられたブラケット１３５ａの前端部に揺動自在に垂下され、かつ下端に回転自在に装着されたローラ１３９を有する押え部材１３８と、上記ブラケット１３５ａの下端部に揺動自在に取り付けられたシリンダ１４０とを備えており、該シリンダ１４０のロッドは上記押え部材１３８の上部に連結されている。従って、シリンダ１３７を作動させて切断部１３６を上昇させることによりその上部に張り渡された包装フィルム１３１を切断することができ、また、シリンダ１４０を作動させることにより押え部材１３８のローラ１３９を巻取終了ボビン５０に押圧することができる。
【００３６】
包装材張設装置１４１は、図１２に示すように、切断押え装置１３４に面する側に突設された上下一対の可動爪部１４２ａから構成される複数（図示の例では３対）の摘み装置１４２を備え、また各摘み装置１４２間に位置するように突設された一対のブラケット１４３の端部両側には各々下方斜め後方に配列されるように各一対のアーム部材１４４が揺動自在に取り付けられている。可動爪部１４２ａの作動（開閉）には電磁手段など任意の手段を採用できる。各アーム部材１４４の下端部にはそれぞれローラ１４５が回転自在に取り付けられ、また上端部と装置本体との間にはばね部材１４６が架け渡されており、ローラ１４５が巻取終了ボビンに当接して上に押し上げられ、ばね部材１４６が伸びると、そのばね力によってローラ１４５を巻取終了ボビンに押圧するように構成されている。
【００３７】
また、包装材張設装置１４１は、図１３に示すように、その側部に突設された雌ねじ部１４７ａを有するガイド体１４７を備えている。該ガイド体１４７は、図１に示すように側柱４の上端部から包装材ラッピング装置１３０に向って斜め上方に突設されたガイドフレーム５に沿って包装材張設装置１４１を案内するためのものであり、例えばガイドフレーム５のガイド部を抱持するように構成することもでき、あるいはガイドフレーム５の溝部に摺動自在に嵌め込むように構成することもできる。また、ガイド体１４７の雌ねじ部１４７ａにはガイドフレーム５に沿って配設されたボールねじ１４８が螺合されており、モータ１４９によってボールねじ１４８を回転させることにより、包装材張設装置１４１をガイドフレーム５に沿って往復動させることができる。
【００３８】
巻取終了ボビンの包装材ラッピングに際しては、図１４に示すように、包装材張設装置１４１が切断押え装置１３４の切断部１３６まで移動して包装フィルム１３１の端部を摘み、巻取軸７５ａ，７５ｂの回転軌跡Ｌと交叉するように巻取軸７５ａ，７５ｂのボビン５０間に移動して包装フィルム１３１を張設する。その後、回動アーム７１が回動して前記したように中間停止位置で一旦停止して線状材１を切断した後、さらに回動して巻取終了ボビン５０がボビン脱着位置に達すると、図１５に示すように巻取終了ボビン５０の略下半部が包装フィルム１３１で包まれた状態となる。この状態でシリンダ１４０が作動して押え部材１３８のローラ１３９が包装フィルム１３１を巻取終了ボビン５０に押圧すると共に（図１１参照）、包装材張設装置１４１が切断押え装置１３４に向って移動し、その途中で摘み装置１４２の可動爪部１４２ａが開いて包装フィルム１３１を離し、ローラ１４５が巻取終了ボビン５０に当接して開放された包装フィルム部分を巻取終了ボビン５０に押圧して張り付けると同時に巻取軸７５ｂが所定量回転し、巻取終了ボビン５０に包装フィルム１３１が所定量だけ巻き付けられる。その後、包装材張設装置１４１が巻取軸７５ａ、７５ｂのボビン５０間の元の位置に復帰し、また、シリンダ１３７が作動して切断部１３６により包装フィルム１３１が切断されると同時に、巻取軸７５ｂがさらに所定量だけ回転して残りの包装フィルム部分を巻取終了ボビン５０にさらに巻き付け、その後、シリンダ１４０が作動して押え部材１３８が元の位置に復帰して包装材ラッピング工程が終了する。
【００３９】
図１６乃至図１８は、ボビン脱着位置にある巻取軸７５ｂから巻取・ラッピング終了ボビン５０を抜き取り、空ボビン５０を装着するためのボビン脱着装置１５０を示している。
ボビン脱着装置１５０は、支持枠体１５１に軸ピン１５２ａ，１５２ｂを介して左右側壁近傍にそれぞれ回転自在に装着された左右各一対（合計２対）の可動アーム部材１５３ａ，１５３ｂと１５４ａ，１５４ｂ（但し、１５４ｂは図面上現われていない）を有し、左右の各々隣り合う可動アーム部材１５３ａと１５４ａ，１５３ｂと１５４ｂの内側端面には、それぞれ複数の把持用プレート１５５が各可動アーム部材１５３ａと１５４ａ，１５３ｂと１５４ｂとの間に架け渡して隣接して固着されており、巻取・ラッピング終了ボビン５０の把持が容易に行えるように構成されている。また、左右の隣り合う可動アーム部材１５３ａと１５４ａ，１５３ｂと１５４ｂとの間にはそれぞれ中央部よりやや下寄りの所定箇所で連結する連結ピン１５６ａ，１５６ｂが設けられており、各連結ピン１５６ａ，１５６ｂの中間部にはそれぞれシリンダ１５７ａ，１５７ｂのロッド先端が回転自在に連結されている。各シリンダ１５７ａ，１５７ｂの下端部は、支持枠体１５１の中心線に沿って固定ピン１５９によって平行に配列された一対のブラケット１５８間に揺動自在に軸支されている。
【００４０】
また、前記支持枠体１５１の巻取軸側の側壁には、空ボビン装着装置１６０が取り付けられている。空ボビン装着装置１６０は、上記支持枠体１５１の巻取軸側の側壁に対して垂直に固定された支持枠１６１と、図１９に示すように該支持枠１６１の端部側に固定された支持杆１６２に装着された軸部１６３を有する。該軸部１６３は、空ボビン装着装置１６０が図１８に示すように起立したときにボビン脱着位置の巻取軸７５ｂに面するように、支持杆１６２に装着されており、また前進して巻取軸７５ｂに当接したときの衝撃を緩和するように、軸部１６３と支持杆１６２との間にはばね部材１６４が配されている。また、軸部１６３の周囲にはリング状の押込部１６５が配設されており、該押込部１６５は支持杆１６２の両側に設けられた一対のシリンダ１６６の各ロッドと連結されている。従って、各シリンダ１６６を作動することによって、押込部１６５が上記軸部１６３に沿って往復動できるように構成されている。
【００４１】
前記支持枠体１５１の一方の側壁には、図１７に示すように、フレーム３と平行に延出するように回動軸１６７が固定されている。該回動軸１６７は、移動テーブル１７０上に固定された軸受装置１６９により回動自在に支持されており、端部にキィー固定されたギヤ１６８を介して駆動装置（図示せず）により９０°往復回動されるように構成されている。
移動テーブル１７０は、その下面両側部に形成された一対の溝部１７１が固定台座１７３の上部両側部に架設された一対のレール１７４に嵌め合わされることによって、固定台座１７３上を横方向（巻取軸７５ｂに向う方向）に摺動可能となっている。また、固定台座１７３の上部略中央部にはボールねじ１７５が横方向に架設され（図１６参照）、一方、移動テーブル１７０の下部所定箇所には上記ボールねじ１７５が螺合する雌ねじ部１７２が設けられており、これらボールねじ機構とボールねじ１７５を回転駆動させるＡＣサーボモータ１７６によって移動テーブル１７０の駆動装置が構成されている。移動テーブル１７０の横方向への移動は、図１８に示すように移動テーブル１７０の側部に装着された端子１７７をリミットスイッチのような検出装置（図示せず）によって検出された検出信号に基づき制御され、ＡＣサーボモータ１７６の動作によってボールねじ１７５が所定量回転し、それに螺合されている雌ねじ部１７２を介して移動テーブル１７０並びにその上に支持されている可動アーム部材１５３ａ，１５３ｂ，１５４ａ，１５４ｂ及び空ボビン装着装置１６０が全体的に横方向に移動される。
【００４２】
ボビン脱着操作においては、可動アーム部材１５３ａ，１５３ｂ，１５４ａ，１５４ｂが開いて起立した状態で、ＡＣサーボモータ１７６が作動して図１６矢印（ｉ）で示すように移動テーブル１７０がボビン脱着位置の巻取軸７５ｂに向って移動し、該巻取軸７５ｂに装着されている巻取・ラッピング終了ボビン５０の位置に達した時点で停止し、図１７に示すようにシリンダ１５７ａ，１５７ｂが作動して可動アーム部材１５３ａ，１５３ｂ，１５４ａ，１５４ｂを閉じて巻取・ラッピング終了ボビン５０を把持し、次いでＡＣサーボモータ１７６が作動して図１６矢印（ii）で示すように移動テーブル１７０を移動させて巻取軸７５ｂから巻取・ラッピング終了ボビン５０を抜き取り、製品搬出装置２００の近傍まで移送する。その後、図１６矢印（iii）で示すように支持枠体１５１、従って可動アーム部材１５３ａ，１５３ｂ，１５４ａ，１５４ｂを９０°回動させ（これによって空ボビン装着装置１６０が起立した状態となる）、次いでシリンダ１５７ａ，１５７ｂを作動させて可動アーム部材１５３ａ，１５３ｂ，１５４ａ，１５４ｂを開き、巻取・ラッピング終了ボビン５０を製品搬出装置２００のロールコンベア２０１上に載置する（図１８参照）。
【００４３】
その後、図１８に示すように空ボビン装着装置１６０が起立した状態で、ボビン給送装置１８０の移動トレー１８５によって後述するように空ボビン５０がボビン脱着位置の巻取軸７５ｂ側方に送られ、ＡＣサーボモータ１７６が作動して図１８矢印（iv）で示すように移動テーブル１７０が巻取軸７５ｂに向って再び移動し、空ボビン装着装置１６０の軸部１６３が空ボビン５０の軸孔５３に挿入されると共に、図示しないセンサによって空ボビンの存在を確認した後、後述するように移動トレー１８５の先端止め部材１８９が開いて（図２０参照）後退した後、軸部１６３の先端が巻取軸７５ｂの先端に当接するまでさらに移動して停止し、次いでシリンダ１６６が作動してリング状押込部１６５を前進させ、空ボビン５０が巻取軸７５ｂに完全に装着されるまで押し込む。その後、シリンダ１６６が作動してリング状押込部１６５を後退させると共に、ＡＣサーボモータ１７６が作動して図１８矢印（ｖ）で示すように移動テーブル１７０を製品搬出装置２００近傍の元の位置まで復帰させ、その後、支持枠体１５１を９０°逆方向に回動させて図１６に示すように可動アーム部材１５３ａ，１５３ｂ，１５４ａ，１５４ｂが起立した状態とした後、製品搬出装置２００を作動させて巻取・ラッピング終了ボビンを搬出する。
【００４４】
図２０はボビン給送装置１８０を示している。ボビン給送装置１８０は、空ボビン５０を整列して収納し、先端部に空ボビン５０を１個ずつ送るボビン収納装置１８１と、先端部の空ボビン５０を前記ボビン脱着装置１５０に移送する移動トレー１８５とから構成されている。
ボビン収納装置１８１は、底板１８２から所定の高さに空ボビン５０を浮き上がらせるように中心軸線に沿って平行に空ボビン５０の軸部５１外周面を支持する２個のガイドプレート１８３を有する枠体からなり、ボビン脱着装置側に向って傾斜しており、空ボビン５０がガイドプレート１８３上を転がり落ち、先端部に位置する移動トレー１８５の先端トレー部１８８内に収容されるように構成されている。底板１８２の所定の位置、即ち先端部の空ボビンと第２番目の空ボビンとの間及び第２番目と第３番目の空ボビンの間の２箇所には、空ボビン５０の下降を防止できるように上端が空ボビン５０の軸部５１外周面に当接する高さまで上下動可能なストッパー１８４ａ，１８４ｂが設けられている。図面上、左側のストッパー１８４ａの上端部が下がることによって空ボビン１個を移動トレー１８５に送り、次いで上昇した後、右側のストッパー１８４ｂが下がり、全体的に空ボビン５０を１個分前進させた後、ストッパー１８４ｂが上昇して次の空ボビン送りに備える。
【００４５】
移動トレー１８５は、上記ボビン収納装置１８１内に摺動自在に配設されており、基端部に固定されたシリンダ１８６の作動によって先端トレー部１８８がボビン脱着位置の巻取軸７５ｂの先端側方まで延出するように往復動可能に構成されている。符号１８７はシリンダ１８６の両側に摺動自在に配設され、その先端が先端トレー部１８８に固着されているガイドロッドである。
先端トレー部１８８は、先端下縁部を中心として回動自在に装着された先端止め部材１８９を有し、該先端止め部材１８９の内側面には先端トレー部１８８内に配設されたシリンダ１９０（図１参照）のロッドが固定されており、該シリンダ１９０の作動により開閉される。
先端トレー部１８８内の空ボビン５０は、シリンダ１８６が作動して移動トレー１８５が図２０の矢印方向に移動することによって巻取軸７５ｂの先端側方まで移送され、次いで前記したように空ボビン装着装置１６０の軸部１６３が空ボビン５０の軸孔５３に挿入された後、シリンダ１９０が作動して先端止め部材１８９を矢印で示すように転倒させ、次いでシリンダ１８６が作動して移動トレー１８５を元の位置まで後退させ、その後シリンダ１９０が作動して先端止め部材１８９を起こし、次の空ボビン送りに備える。
【００４６】
次に、前記自動巻取包装装置の動作について説明すると、前記のように回動アーム７１が水平位置に固定されている状態で、図７及び図８に示すように端部押え装置９１が下降して線状材１先端部を巻取位置にある空ボビン５０の一方の鍔部５２の内周端縁部に押圧すると共に、固定装置１００が空ボビン５０側に向って移動し、針状部材１０８が鍔部５２及び線状材（ガスケット）１を突き刺して固定し、巻取りを開始する。
線状材（ガスケット）１はガイド装置１１を経てフィードロール１２から順次給送されるが、線状材（ガスケット）１の変形を防ぐ為に必要最小限の柔らかいテンションで巻き取る必要があるので、図２に示すように、フィードロール１２で給送される線状材１は、フィードロール１２とプレスローラ１３の間を出た後、一旦、解放して、すなわち垂下がったフリーの状態とし、巻取軸７５ａが速度同調してフリーテンションの状態で巻き取っていくようになっている。すなわち、垂れ下がった線状材１の最下端部が下部センサ１５で検知されたときは巻取軸７５ａの巻取速度を速くし、中間のセンサ１６で検知されたときはそのまま定速とし、上部センサ１７で検知されたときは巻取速度を遅くする。あるいは、巻取速度を一定とし、フィード速度を増減するようにすることもできる。フィードロール１２から送られた線状材１は、その後、ガイドロール３７、ガイド装置３９、ガイドロール３８、トラバースアーム４０を経て先端ガイド部４２からボビン５０に順次巻き取られる。
【００４７】
上記のように巻取軸７５ａに装着された空ボビン５０への線状材１の巻取工程中、他方の巻取軸７５ｂに装着された巻取終了ボビン５０に対しては、包装材ラッピング装置１３０により前記したような動作で包装フィルム１３１の巻き付けが行われ、包装材ラッピング工程終了後、ボビン脱着装置１５０により前記したような動作で巻取軸７５ｂから巻取・ラッピング終了ボビンを抜き取り、製品搬出装置２００上に移すと共に、ボビン給送装置１８０から送られた空ボビン５０を巻取軸７５ｂに装着する。
このように、一方の巻取軸７５ａの空ボビンへの線状材１の巻取工程と、他方の巻取軸７５ｂの巻取終了ボビンへの包装材ラッピング工程及びボビン脱着工程を同時並行的に行った後、回動アーム７１を中間停止位置まで回動させ、線状材切断装置１１０によって前記したような動作で線状材１を切断した後、さらに水平になるまで回動させて巻取終了ボビンと空ボビンの位置換えを行い、再び上記と同じ動作で空ボビンへの線状材巻取工程と、巻取終了ボビンへの包装材ラッピング工程及びボビン脱着工程を順次繰り返す。
【００４８】
図２１は本発明の間欠トラバース方式による巻取形態を示している。図中、矢印はボビン５０の回転方向、中空矢印はトラバースアーム４０の移動方向を示している。
本発明による間欠トラバースは、サーボモータ２５を作動させ、線状材１の各ループＬ0，Ｌ1，Ｌ2，・・・の巻始め位置が先に巻き取られたループの巻始め位置よりも所定の距離だけ先行するように、巻取軸が１回転の角度３６０°よりも若干少ない所定の回転角度（巻層の円周長さからＹ−Ｚ間距離を減じた長さに相当）だけ回転する毎に、横方向トラバース台２６及びトラバースアーム４０をボビンの軸線方向に間欠的に移動させるものである。従って、各ループの巻始め位置のラインＹ及び巻終り位置のラインＺが、ボビンの軸線Ｘに対して所定の角度θとなるように、順次早目のタイミングでトラバースされる。この角度θは、巻き取られる線状材のサイズ等によっても異なるが、通常、１０°程度に設定することが好ましい。
このような間欠トラバースにより、各線状材１のループＬ0，Ｌ1，Ｌ2，・・・がボビンに対して螺旋状ではなく平行状態で巻き取られる。このような整列巻層の上に整列巻層を重層して巻き取るため、異形、角形、丸形等の各形状の線状材の巻取りに有利となる。また、ボビン幅は一定で、巻き取る線状材の幅は個々の線状材製品に応じて変わるので、巻列数も変わるが、このような間欠トラバースを採用することにより、ボビン幅−（巻列数×線状材幅）＝残り幅の変化に対応し易く、すなわちボビン端面処理に対応し易くなる。
【００４９】
図２２は従来の間欠トラバース方式による巻取形態を示しており、この場合、各ループの巻き始め位置を揃えるため、巻始め位置のラインＹと巻終り位置のラインＺがボビンの軸線Ｘと平行になる。この場合、トラバースアームの先端ガイド部４２の側面が線状材１の斜行部Ｓと干渉し、先端ガイド部４２が先に巻き取られた線状材のループ上に乗り上げ、巻乱れを生じ易くなる。
これに対して、図２１に示すような間欠トラバース方式の場合、上記のような問題がなく、図２３及び図２４に示すように、常にトラバースアーム４０の先端ガイド部４２の側面で先に巻き取られた線状材１の側面に摺接して押えながら巻き取ることができるため、線状材１の転倒が防止され、巻乱れを生ずることはない。
【００５０】
前記のような間欠トラバースによりボビン５０に線状材１を１層巻き終わる毎にトラバースアーム４０を逆方向にリターンさせる際に、トラバースアームを強制的に持ち上げて巻層高さ分だけボビン５０の半径方向にトラバースさせる。この縦方向トラバースは、サーボモータ３６を作動させ、巻き取られた線状材層の上面より若干上方に所定高さだけトラバースアーム４０の先端ガイド部４２を持ち上げた後に、既に巻き取られた線状材層に上記先端ガイド部４２が接触する位置まで下降させるように縦方向トラバース台３１及びそれにより支持されているトラバースアーム４０をボビンの半径方向に往復動させることにより行われる。横方向トラバース台２６のリターン及び縦方向トラバース台３１の上方への移動のタイミングは、例えばリミットスイッチ方式など従来公知の方式で行うことができる。
【００５１】
従来、ボビンの半径方向（縦方向）への線状材の移動は、専ら既に巻き取られた線状材層による押上げのみによってなされていたため、押上げ時の摩擦抵抗により巻取状態が変動し易く、またボビン端のリターン位置において既に巻き取られた下層の線状材ループの斜行部とクロスするように斜行する際に巻乱れを生じ易く、特に線状材が凹溝開口部を有するガスケットなどの異形軟質線状材の場合、トラバースアームの先端ガイド部が線状材の開口端縁部を引っ掛けてめくれ上がった状態となり、製品のネジレ、変形や巻乱れを生じ易かったが、本発明の方法のようにボビン端のリターン位置においてトラバースアーム４０を強制的に持ち上げることにより、上記のような問題がなく、巻き取られている線状材１のボビン端でのリターンがスムーズに行える。また、巻取りが進むにつれてボビン５０が巻き太っても、線状材１の巻層厚み分だけ上方にトラバースアーム４０を移動させるため、巻始めから巻終りまで巻取状態を一定にすることができる。
【００５２】
また、線状材１がガスケットのように側方に突出した端縁部を有する異形線状材の場合、図２５に示すように、下層の線状材ループの上に上層の線状材ループを揃えて重ねた状態で巻き取る場合、突出した端縁部同士が突き当たることによって上層の線状材ループが転倒し、巻乱れを生じ易くなる。
そこで、図２６に示すように、ボビン５０の鍔部５２際のボビン端の隙間（重ねずらし幅）Ｗ1を設けるようにずらして巻き取ることが好ましい。これによって、下層の異形線状材１の突出した端縁部間に形成される凹部に上層の異形線状材１の突出した端縁部が入り、転倒が防止されてきれいに整列巻きすることができる。重ねずらし幅Ｗ1は、例えばガスケットの場合その幅の約１／４程度が適当であるが、この幅は線状材の断面形状に応じて適宜設定でき、例えば断面円形の場合１／２が適当である。
【００５３】
間欠トラバースピッチの演算設定は、図２７に示すボビン幅Ｗは一定であるので、巻き取る線状材に応じた巻列幅Ｗ2（ボビン幅Ｗ−重ねずらし幅Ｗ1）と製品幅Ｗ3を基に、下記式により計算した値ｍを均等に製品間隙間Ｗ4に割り当てて設定すればよい。
Ｗ2／（Ｗ3＋Ｗ4）＝巻列数＋余り幅
余り幅／巻列数＝ｍ
以上のように、巻取軸動力とトラバース動力を分離して間欠トラバースと縦方向トラバースについて独立させた動作が可能としたことにより、線状材の高さ、幅、トラバースの移動量、トラバースタイミングやターンタイミングなど、各ポイントを数値設定することで、それぞれの線状材に最も適した動作を選定することができる。その数値設定により、様々な種類の線状材に対応させることができる。
【００５４】
図２８は線状材端部固定装置の他の実施例を示している。
この線状材端部固定装置９０ａは、前記図７及び図８に示す線状材端部固定装置９０と同様に、フレーム３に対して伸縮自在に配設された基板２１０を有し、該基板２１０にはボビン５０ａの半径方向にシリンダ２１１及び上下各一対の案内筒部２１２が固定されており、各案内筒部２１２には一対のガイドロッド２１３が摺動自在に挿入されている。シリンダ２１１のロッド先端及び各ガイドロッド２１３の先端は可動板２１４に固定されており、また、各ガイドロッド２１３の後端は連結プレート２１５によって連結固定され、さらに該連結プレート２１５には各ガイドロッド２１３と平行にシリンダ２１６が固定され、該シリンダ２１６のロッド先端には線状材先端押込手段としての押込みピン２１７が固定されている。さらに、可動板２１４の端部にはそれと平行にシリンダ２１８が固定されており、該シリンダ２１８の先端にはガイドプレート２１９の一端部が回動自在に連結されている。また、ガイドプレート２１９の回転軸２２０は、可動板２１４の下面に形成された軸受部２２１により回動自在に支持されている。
【００５５】
従って、シリンダ２１１が作動することにより、ガイドプレート２１９の下端がボビン５０ａの軸部５１ａ外周面に当接又は近接するまで、可動板２１４、押込みピン２１７及びガイドプレート２１９が全体的にボビン５０ａの軸部５１ａに向って下降し、シリンダ２１８が作動することによりガイドプレート２１９が所定角度だけ回動し、また、シリンダ２１６が作動することにより押込みピン２１７がその先端がボビン５０ａの軸部５１ａを突き抜けるまでさらに下降する。
【００５６】
次に、上記線状材端部固定装置９０ａの動作を図２９を参照しながら説明する。なお、この装置を用いる場合には、図２９に示すように軸部（二重軸の外周軸部）５１ａに鍔部５２から垂直方向（軸線方向）に所定長さの孔５４が形成されたボビン５０ａを用いる。
まず、シリンダ２１１を作動させてガイドプレート２１９の下端が軸部５１ａ外周面に当接又は近接するまで下降させ、図２９（Ａ）に示すようにガイドプレート２１９がボビン５０ａの鍔部５２に対して若干の角度を持つように孔５４の近傍に配置する。次いで、トラバースアーム４０の先端ガイド部４２によって線状材１の先端部をボビン５０ａの一方の鍔部５２に向って案内し、図２９（Ｂ）に示すように線状材１の先端部がガイドプレート２１９によって若干折れ曲がった状態に配置する。その後、シリンダ２１８を作動させてガイドプレート２１９を鍔部５２に対して垂直となるように回動させ、図２９（Ｃ）に示すように９０°折曲した線状材１の先端部が孔５４の上部に位置するようにする。この状態でシリンダ２１６を作動させ、押込みピン２１７によって線状材１の先端部を孔５４の中に押し込む。孔５４の中に押し込まれた線状材（ガスケット）１の先端部は、その弾性力によって図２９（Ｄ）に示すように直線状になり、孔５４端縁でのその折曲により抜けが防止される。その後、シリンダ２１６，２１８及び２１１が順に作動し、押込みピン２１７及びガイドプレート２１９が元の状態に復帰する。このような固定態様によれば、使用者が巻取・ラッピング終了ボビンを解いて線状材１を引き出すときに、最後まで線状材１が崩れることなく巻きほどくことができるという利点が得られる。
【００５７】
本発明は前記実施例に限定されるものでなく、種々の設計変更が可能である。例えば、前記実施例では、トラバース台等の駆動にはボールねじを用いたが、これと同じような機能を果たす他の手段、例えばチェーン駆動などを用いることができ、このことは他の駆動系や制御手段にも当てはまる。また、ガイド装置の構造や線状材先端部の固定態様等も用いる線状材に応じて適宜設計できる。本発明の本質はこのような個々の手段にあるものではなく、先に詳述した巻取機構、線状材ガイド機構、ソフトテンション機構、縦横方向トラバース機構、線状材端部固定機構、線状材切断機構、包装材ラッピング機構、ボビン脱着機構及びボビン給送機構、並びにそれらの組合せにあるものである。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る線状材の自動巻取包装装置によれば、先に詳述した巻取機構、線状材ガイド機構、ソフトテンション機構、縦横方向トラバース機構、線状材端部固定機構、線状材切断機構、包装材ラッピング機構、ボビン脱着機構及びボビン給送機構の個々の作用・効果並びにそれらの組合せにより、線状材の給送から巻取、線状材切断、包装材ラッピング、ボビン脱着、製品搬出に至る全工程を自動的に生産性良く行え、また、種々の形状、材質の線状材に対して、巻乱れや変形等を生ずることなく、巻始めから巻終りまで常に一定のテンション、巻取状態できれいな整列巻きを自動的に行うことができ、特に異形軟質線状材に対して、ネジレや伸び等の製品変形を生ずることなく、常に一定の巻取状態で自動的に巻き取り、包装することができるという特有の効果が得られる。さらに、線状材給送装置を線状材押出装置とライン連結することにより、線状材の押出から製品搬出まで連続的に行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る線状材の自動巻取包装装置の一実施例を示す要部概略正面図である。
【図２】本発明に係る線状材の自動巻取包装装置の線状材給送装置及びトラバース装置を示す要部概略正面図である。
【図３】図２に示す装置の概略平面図である。
【図４】本発明によるガイド装置の一実施例の概略正面図である。
【図５】本発明によるトラバースアームの先端ガイド部の一実施例の概略正面図である。
【図６】図１に示す巻取装置の概略平面図である。
【図７】ボビンに線状材端部を固定している状態を示す線状材端部固定装置の一実施例の部分断面概略正面図である。
【図８】ボビンに線状材端部を固定している状態を示す線状材端部固定装置の一実施例の部分断面概略側面図である。
【図９】図１に示す線状材切断装置と線状材端部固定装置の配置状態を示す部分概略正面図である。
【図１０】図１に示す線状材切断装置の部分断面側面図である。
【図１１】図１に示す包装材ラッピング装置の部分概略正面図である。
【図１２】図１１に示す包装材ラッピング装置の包装材張設装置の部分断面概略平面図である。
【図１３】図１１に示す包装材ラッピング装置の包装材張設装置の配置形態を示す部分概略平面図である。
【図１４】図１１に示す包装材ラッピング装置の包装材張設装置の動作と巻取軸との関係を示す概略説明図である。
【図１５】図１１に示す包装材ラッピング装置の包装材張設装置の動作を示す概略説明図である。
【図１６】図１に示すボビン脱着装置の部分断面概略側面図である。
【図１７】図１６に示すボビン脱着装置の部分断面概略正面図である。
【図１８】図１６に示すボビン脱着装置の動作を示す部分概略側面図である。
【図１９】図１６に示すボビン脱着装置の空ボビン装着装置の部分断面概略平面図である。
【図２０】図１に示すボビン給送装置の部分概略正面図である。
【図２１】本発明に係る間欠トラバースによる線状材巻取形態を示す説明図である。
【図２２】従来の間欠トラバースによる線状材巻取形態を示す説明図である。
【図２３】本発明に係る巻取装置によりボビンに線状材を巻き取っている状態を示す部分断面正面図である。
【図２４】本発明に係る巻取装置によりボビンに線状材を巻き取っている状態を示す部分側面図である。
【図２５】ボビンに線状材（ガスケット）を揃えて重ね巻きした状態を示す部分断面側面図である。
【図２６】ボビンに線状材（ガスケット）をボビン端で重ねずらしして巻き取った状態を示す部分断面側面図である。
【図２７】トラバースピッチ演算設定のための説明図である。
【図２８】本発明に係る線状材端部固定装置の他の実施例の部分断面概略正面図である。
【図２９】図２８に示す線状材端部固定装置の動作を説明する概略説明図である。
【符号の説明】
１ 線状材（ガスケット）、２ 開口溝部、３ フレーム、４ 側柱、５ ガイドフレーム、１０ 線状材給送装置、１１ ガイド装置、１２ フィードロール、１３ プレスローラ、１４ モータ、１５，１６，１７ センサ、２０ トラバース装置、２１ 間欠トラバース機構、２２ 固定枠体、２３ レール、２４ ボールねじ、２５ ＡＣサーボモータ、２６ 横方向トラバース台、２７ 溝部、３０ 縦方向トラバース機構、３１ 縦方向トラバース台、３４ ボールねじ、３６ ＡＣサーボモータ、３７，３８ ガイドロール、３９ ガイド装置、４０ トラバースアーム、４１ アーム本体、４２ 先端ガイド部、５０，５０ａ ボビン、５１，５１ａ 軸部、５２ 鍔部、６１ ガイドロール、６３，６７ 仕切板、７０ 巻取装置、７１ 回動アーム、７４，８０ ＡＣサーボモータ、７５ａ，７５ｂ 巻取軸、７７ａ，７７ｂ，７８ａ，７８ｂ 歯車、９０，９０ａ 線状材端部固定装置、９１ 端部押え装置、９３ａ，９３ｂ ガイド体、９４ ガイドロッド、９５ 端部押え部材、９７ シリンダ、１００ 固定装置、１０２ シリンダ、１０６ リング状回転部、１０８ 針状部材、１１０ 線状材切断装置、１１２ 上刃、１１３ 下刃、１１４，１１７，１１９，１２８ シリンダ、１１５ 鎌状部材、１３０ 包装材ラッピング装置、１３１ 包装フィルム、１３２ リール、１３４ 切断押え装置、１３６ 切断部、１３８ 押え部材、１４１ 包装材張設装置、１４２ 摘み装置、１４５ ローラ、１４７ ガイド体、１５０ ボビン脱着装置、１５１ 支持枠体、１５３ａ，１５３ｂ，１５４ａ，１５４ｂ 可動アーム部材、１６０ 空ボビン装着装置、１６３ 軸部、１６５ 押込部、１６７ 回動軸、１７０ 移動テーブル、１８０ ボビン給送装置、１８１ ボビン収納装置、１８４ａ，１８４ｂ ストッパー、１８５ 移動トレー、１８８ 先端トレー部、１８９ 先端止め部材、２００ 製品搬出装置、２０１ ロールコンベア、２１１，２１６，２１８ シリンダ、２１７ 押込みピン、２１９ ガイドプレート
Claims (7)
- 複数のボビン（５０）をそれぞれ支持し、回転駆動させるための巻取軸（７５ａ，７５ｂ）と、これら巻取軸を回転自在に支持し、かつそれらの巻取位置とボビン脱着位置との間で交互に位置換えできるように回動自在に設けられた回動アーム（７１）とを備えている巻取装置（７０）と；
上記巻取位置の巻取軸に装着された空ボビン（５０）の軸部（５１）外周面に近接する先端ガイド部（４２）を有し、かつボビンの半径方向に揺動可能なトラバースアーム（４０）を備えていると共に、ボビンの軸線方向に所定のピッチで間欠的に上記トラバースアーム（４０）を移動させる間欠トラバース機構（２１）と、ボビンに線状材（１）を１層巻き終わる毎にボビンの半径方向に所定の高さだけ上記トラバースアーム（４０）を移動させる縦方向トラバース機構（３０）とを備えているトラバース装置（２０）と；
巻取位置にある空ボビン（５０）の軸部（５１）外周面に接近可能なように伸縮自在であり、かつトラバースアーム（４０）の先端ガイド部（４２）から突出している線状材先端部を検出し、ボビンに固定する線状材端部固定装置（９０）と；
巻取終了ボビン（５０）から線状材（１）を切断するための線状材切断装置（１１０）と；
上記巻取軸の回転軌跡と交叉するように巻取位置とボビン脱着位置との間の所定位置に包装材（１３１）を張設し、巻取終了ボビン（５０）に包装材を巻き付けるための包装材ラッピング装置（１３０）と；
ボビン脱着位置にある巻取軸から巻取・ラッピング終了ボビンを抜き取り、空ボビンを装着するためのボビン脱着装置（１５０）と；
該ボビン脱着装置に空ボビンを１個ずつ供給するためのボビン給送装置（１８０）と；
上記ボビン脱着装置（１５０）の近傍に配設された製品搬出装置（２００）
とを備えていることを特徴とする線状材の自動巻取包装装置。 - 前記トラバース装置（２０）が、巻取位置にある空ボビン（５０）の巻取軸（７５ａ）の回転角度を検出する検出装置と、上記巻取軸と平行に往復動可能に設けられた横方向トラバース台（２６）と、上記検出装置の検出信号に基づき、巻取軸（７５ａ）の１回転に相当する回転角度３６０°よりも若干少ない所定の回転角度だけ巻取軸が回転する毎に上記横方向トラバース台（２６）を間欠的に移動させる駆動装置（２４，２５）とを備えている間欠トラバース機構（２１）と；上記横方向トラバース台（２６）に対して垂直方向に往復動可能に取り付けられ、巻き取られた線状材層の上面より若干上方にトラバースアーム（４０）の先端ガイド部（４２）を持ち上げた後に、既に巻き取られた線状材層に上記先端ガイド部が接触する位置まで下降させるようにトラバースアームをボビン（５０）の半径方向に間欠的に往復動させる縦方向トラバース台（３１）と、該縦方向トラバース台に揺動可能に支持されているトラバースアーム（４０）と、該トラバースアームに線状材（１）を案内するために上記縦方向トラバース台（３１）に設けられたガイド手段（３７，３８，３９）とを備えている縦方向トラバース機構（３０）とを有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
- 前記線状材切断装置（１１０）が、前記回動アーム（７１）を所定角度だけ回転させて巻取位置にあった巻取終了ボビン（５０）を所定位置に移動させたときに、該ボビンとトラバースアーム（４０）との間に延在している線状材（１）に接近可能なように伸縮自在な切断手段（１１２，１１３，１１５）を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
- 複数のボビン（５０）をそれぞれ回転駆動させるための巻取軸（７５ａ，７５ｂ）を巻取位置とボビン脱着位置との間で交互に位置替えしながら、上記巻取位置の巻取軸に装着された空ボビンへの線状材（１）の巻取工程と、巻取終了後の線状材の切断工程と、巻取終了ボビンへの包装材ラッピング工程と、ボビン脱着位置の巻取軸から巻取・ラッピング終了ボビンを抜き取り、次の空ボビンの装着を行うボビン脱着工程を行う線状材の自動巻取包装装置の線状材端部固定装置（９０）であって、巻取位置にある空ボビン（５０）の軸部（５１）外周面に接近可能なように伸縮自在であり、かつトラバースアーム（４０）の先端ガイド部（４２）から突出している線状材先端部を検出し、ボビンの一方の鍔部（５２）内周側端縁部に押圧する端部押え手段（９１）と；上記巻取軸（７５ａ，７５ｂ）に同軸回転可能に取り付けられ、かつボビンの鍔部内周側端縁部を突き通すように該巻取軸の軸線方向に往復動自在に設けられた針状部材（１０８）を有する固定手段（１００）とを備えていることを特徴とする線状材端部固定装置。
- 複数のボビン（５０）をそれぞれ回転駆動させるための巻取軸（７５ａ，７５ｂ）を巻取位置とボビン脱着位置との間で交互に位置替えしながら、上記巻取位置の巻取軸に装着された空ボビンへの線状材（１）の巻取工程と、巻取終了後の線状材の切断工程と、巻取終了ボビンへの包装材ラッピング工程と、ボビン脱着位置の巻取軸から巻取・ラッピング終了ボビンを抜き取り、次の空ボビンの装着を行うボビン脱着工程を行う線状材の自動巻取包装装置の包装材ラッピング装置（１３０）であって、ボビン脱着位置上方の所定位置に配置された包装材（１３１）の端部を把持し、上記巻取軸の回転軌跡と交叉するように巻取位置とボビン脱着位置との間の所定位置に包装材を引き出して張設するように往復動自在に設けられた包装材張設手段（１４１）と；巻取終了ボビン（５０）がその略下半部が包装材で包まれた状態にボビン脱着位置に配置された後、ボビン脱着位置の巻取軸（７５ｂ）の回転によって巻取終了ボビンを所定量だけ回転させた時点で包装材を切断する切断手段（１３６）と；上記巻取終了ボビンが回転している間、上記包装材を該ボビンに巻き取られた線状材層外周面に押圧するように往復動自在に設けられた押圧手段（１３８，１３９）とを備えていることを特徴とする包装材ラッピング装置。
- 複数のボビン（５０）をそれぞれ回転駆動させるための巻取軸（７５ａ，７５ｂ）を巻取位置とボビン脱着位置との間で交互に位置替えしながら、上記巻取位置の巻取軸に装着された空ボビンへの線状材（１）の巻取工程と、巻取終了後の線状材の切断工程と、巻取終了ボビンへの包装材ラッピング工程と、ボビン脱着位置の巻取軸から巻取・ラッピング終了ボビンを抜き取り、次の空ボビンの装着を行うボビン脱着工程を行う線状材の自動巻取包装装置のボビン脱着装置（１５０）であって、ボビン脱着位置の下方に配置され、かつボビン脱着位置にある巻取軸（７５ｂ）の軸線方向に往復動可能な移動テーブル（１７０）と；該移動テーブルによって垂直に保持され、かつ巻取軸（７５ｂ）と反対方向に転倒自在に設けられた少なくとも一対のボビン把持用の可動アーム部材（１５３ａ，１５３ｂ，１５４ａ，１５４ｂ）と；該可動アーム部材の下部に巻取軸（７５ｂ）側に延出するように取り付けられ、かつボビン（５０）の軸孔（５３）に挿入される軸部（１６３）と該軸部に沿って往復動可能な押込部（１６５）とを有する空ボビン装着手段（１６０）とを備えていることを特徴とするボビン脱着装置。
- 複数のボビン（５０）をそれぞれ回転駆動させるための巻取軸（７５ａ，７５ｂ）を巻取位置とボビン脱着位置との間で交互に位置替えしながら、上記巻取位置の巻取軸に装着された空ボビンへの線状材（１）の巻取工程と、巻取終了後の線状材の切断工程と、巻取終了ボビンへの包装材ラッピング工程と、ボビン脱着位置の巻取軸から巻取・ラッピング終了ボビンを抜き取り、次の空ボビンの装着を行うボビン脱着工程を行う線状材の自動巻取包装装置のボビン給送装置（１８０）であって、空ボビン（５０）を整列して収納し、かつ先端部に空ボビンを１個ずつ送るボビン収納装置（１８１）と；該ボビン収納装置からボビン脱着位置の巻取軸（７５ｂ）の先端側方まで延出するように往復動自在に配設され、かつ上記ボビン収納装置（１８１）の先端部の空ボビン（５０）を保持し、延出した位置においてボビン脱着装置（１５０）の軸部（１６３）が該空ボビン（５０）の軸孔（５３）に挿入された後にボビンを解放するように構成された移動トレー（１８５）とを備えていることを特徴とするボビン給送装置。
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-
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