JP4429792B2 - ホースの線材巻付装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばエアコンホース、油圧ホース等の製造において、ホースを構成する管状部材に補強用の線材を巻き付けるためのホースの線材巻付装置に関するものである。

従来、この種のホースは、ゴムの押出成形によって形成した内管の表面に、糸や金属ワイヤ等からなる補強用の線材を巻き付け、これをゴム等からなる外管によって被覆することにより製造される。

また、前記内管に線材を巻き付ける装置としては、内管を中央に挿通する回転体を備え、線材が巻き取られた複数の線材巻取体を回転体に取付けるとともに、回転体を内管を中心に回転させながら各線材巻取体の線材を内管に巻き付けるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１０−４４２１４号公報

ところで、前記ホースの耐圧性を高めるために多数の線材を巻き付ける場合には、多数の線材巻取体を回転体に取付ける必要があるが、線材巻取体の個数を増加させると回転体が径方向に大型化するという問題点があった。特に、線材巻取体は線材の導出に伴って重量が変化するため、回転体に取付けられた各線材巻取体の重量が変化すると、回転体のバランスに影響を与え、大型の回転体を高速で回転させることができないという問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、回転体を大型化させることなく管状部材に多数の線材を巻き付けることのできるホースの線材巻付装置を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、ホースを構成する管状部材の表面に補強用の線材を巻き付けるホースの線材巻付装置において、前記管状部材を中央に挿通するとともに、前記線材が巻き取られた複数の線材巻取体を周方向に配置し、線材巻取体から導出される線材を管状部材に巻き付けながら管状部材を中心に回転する複数の回転体と、各回転体ごとに設けられ、各回転体を正方向及び逆方向にそれぞれ回転可能な複数のモータと、各モータごとに設けられ、各モータの動力を各回転体にそれぞれ伝達する複数の伝動シャフトと、複数の回転体の伝動シャフト間に設けられ、伝動シャフト同士を任意に連結可能な連結手段とを備え、各回転体を管状部材の軸方向に配列している。

これにより、複数の回転体によって線材を管状部材に巻き付けることにより、一つの回転体における線材の本数を増加させなくとも多数の線材を管状部材に巻き付けることが可能となる。また、各回転体はモータによって正方向及び逆方向に回転可能に構成されていることから、各回転体をそれぞれ任意の方向に回転させることができる。更に、複数の回転体の伝動シャフト同士を連結手段によって任意に連結可能に構成されているので、同一方向に回転する回転体を互いに回転差を生ずることなく回転させることができる。

本発明によれば、回転体を大型化させることなく管状部材に多数の線材を巻き付けることができるので、回転体の回転速度を高速化することができ、生産性の向上を図ることができる。また、各回転体を任意の方向に回転させることができるので、例えばホースの仕様等に応じ、隣接する一対の回転体を互いに反対方向に回転させて線材を各回転体の本数ずつ巻き付けたり、或いは一対の回転体を互いに同一方向に回転させて各回転体の線材を複合して巻き付けることができる。この場合、同一方向に回転する回転体を互いに回転差を生ずることなく回転させることができるので、複数の回転体の線材を複合して巻き付ける場合に極めて有利である。

図１乃至図７は本発明の一実施形態を示すもので、図１は線材巻付装置の概略側面図、図２はその概略平面図、図３及び図４はその要部側面断面図、図５は図３のＡ−Ａ線矢視方向断面図、図６は図３のＢ−Ｂ線矢視方向断面図、図７は線材巻付装置の動作説明図である。

同図に示す線材巻付装置は、ホースの内管をなす管状部材１の表面に糸や金属ワイヤ等からなる補強用の線材２を巻き付けるためのもので、線材２を巻き付けられた管状部材１は図示しない外管によって被覆される。

本実施形態の線材巻付装置は、管状部材１の軸方向に配列された計４台の第１乃至第４の巻付機１０を備え、各巻付機１０は基台２０のレール２１に沿って管状部材１の軸方向に移動自在に設けられている。

各巻付機１０は、管状部材１を中心に回転する回転体１１と、回転体１１を回動自在に支持する支持部１２と、回転体１１の回転を停止させるブレーキ１３と、回転体１１を回転させるモータ１４と、モータ１４の動力を回転体１１に伝達する伝動シャフト１５と、第１及び第２の巻付機１０の伝動シャフト１５同士と第３及び第４の巻付機１０の伝動シャフト１５同士をそれぞれ連結する連結手段としての計２つのクラッチ１６とから構成されている。

回転体１１は、管状部材１を中央に挿通する円筒部１１ａと、円筒部１１ａの軸方向一端側に一体に形成された円板部１１ｂとからなり、円板部１１ｂの一端面には線材２が巻き取られた複数の線材巻取体２ａを保持する孔１１ｃが設けられている。各孔１１ｃは回転体１１の周方向に間隔をおいて径方向二列に配置され、計２４個設けられている。各線材巻取体２ａは、予め紙筒等の芯材に線材２を巻回したものからなり、回転体１１の孔１１ｃ内に設けられた支軸１１ｄに回動自在に支持されるようになっている。また、円筒部１１ａ内には管状部材１を内部に挿通する円筒部材１１ｅが設けられ、円筒部１１ａと円筒部材１１ｄとの間は線材２を挿通可能な線材挿通部１１ｆを形成している。この場合、円筒部１１ａの軸方向両端面にはそれぞれ線材２を挿通可能な複数の孔１１ｇが設けられている。尚、本実施形態では計２４個の線材巻取体２ａを径方向二列に配置しているが、これは一例であり、線材巻取体２ａの個数及び列数は本実施形態に限られるものではない。

支持部１２は回転体１１の軸方向に延びる円筒部材１２ａを有し、架台１２ｂを介して基板１２ｃに固定されている。また、円筒部材１２ａの軸方向一端側には回転体１１の円板部１１ｂがベアリング１２ｄを介して回動自在に支持されている。この場合、支持部１２の円筒部材１２ａ内には回転体１１の円筒部１１ａが配置され、円筒部１１ａはベアリング１２ｅを介して円筒部材１２ａに回動自在に支持されている。

ブレーキ１３は周知のディスクブレーキからなり、回転体１１の他端に設けられたブレーキディスク１３ａを制動するようになっている。

モータ１４は回転体１１の一側方に配置され、その回転軸が回転体１１の回転軸と平行になるように基台２０上に固定されている。また、モータ１４は、正方向及び逆方向にそれぞれ回転可能に構成されている。

伝動シャフト１５は回転体１１の回転軸と平行に配置され、その両端側を基台２０に固定された軸受け１５ａに回動自在に支持されている。伝動シャフト１５は、その一端に取付けられたプーリ１５ｂをモータ１４の回転軸に取付けられたプーリ１４ａにベルト１５ｃを介して連結され、モータ１４によって伝動シャフト１５が回転するようになっている。また、伝動シャフト１５には架台１２ｂに回動自在に支持された可動プーリ１５ｄが取付けられ、可動プーリ１５ｄはスプラインにより伝動シャフト１５の軸方向に移動自在に設けられている。可動プーリ１５ｄは回転体１１に設けられたプーリ１１ｈにベルト１５ｅを介して連結され、可動プーリ１５ｄによって回転体１１が回転するようになっている。

各クラッチ１６は周知の電磁クラッチからなり、第１及び第２の巻付機１０の伝動シャフト１５の間と、第３及び第４の巻付機１０の伝動シャフト１５の間にそれぞれ設けられている。

以上のように構成された線材巻付装置においては、図７(a) に示すように第１乃至第４の巻付機１０が管状部材１の送出方向に順次に配置され、第１の巻付機１０−１と第２の巻付機１０−２、第３の巻付機１０−３と第４の巻付機１０−４は、図１に示すようにそれぞれ回転体１１の一端面が向かい合うように配置されている。

ここで、線材２を計２４本ずつ管状部材１に巻き付けて計４層の補強層を形成する場合には、図７(b) に示すように第１の巻付機１０−１を第２の巻付機１０−２側に移動するとともに、第４の巻付機１０−４を第３の巻付機１０−３側に移動し、第１及び第３の巻付機１０−１，１０−３を一方の回転方向に回転するとともに、第２及び第４の巻付機１０−２，１０−４を他方の回転方向に回転する。これにより、図２に示すように各巻付機１０の線材２は一対の回転体１１の対向面間で管状部材１に互いに反対方向に巻き付けられ、第１及び第２の巻付機１０−１，１０−２によって計２４本ずつの線材２を巻き付けられた管状部材１は、第３及び第４の巻付機１０−３，１０−４によって計２４本ずつの線材２を巻き付けられる。この場合、第１及び第２の巻付機１０−１，１０−２または第３及び第４の巻付機１０−３，１０−４のみによって線材２を巻き付けるようにすれば、線材２を計２４本ずつ巻き付けて計２層の補強層を形成することも可能である。

また、線材２を計４８本ずつ管状部材１に巻き付けて計２層の補強層を形成する場合には、図７(c) に示すように第１の巻付機１０−１を第２の巻付機１０−２側に移動するとともに、第４の巻付機１０−４を第３の巻付機１０−３側に移動し、第１及び第２の巻付機１０−１，１０−２を一方の回転方向に回転するとともに、第３及び第４の巻付機１０−３，１０−４を他方の回転方向に回転する。その際、各クラッチ１６により、第１及び第２の巻付機１０−１，１０−２の伝動シャフト１５と、第３及び第４の巻付機１０−３，１０−４の伝動シャフト１５をそれぞれ連結することにより、連結された伝動シャフト１５同士が互いに回転差を生ずることなく一体に回転する。これにより、各巻付機１０の線材２は回転体１１の対向面間で引き揃えられて編組され、管状部材１に互いに同一方向に巻き付けられる。そして、第１及び第２の巻付機１０−１，１０−２によって計４８本の線材２を巻き付けられた管状部材１は、第３及び第４の巻付機１０−３，１０−４によって計４８本の線材２を第１及び第２の巻付機１０−１，１０−２の反対方向に巻き付けられる。

更に、線材２を計４８本ずつ管状部材１に巻き付けて計２層の補強層を形成する場合において、各補強層の線材巻き付け位置（編組点）を近づける場合には、図７(d) に示すように第２の巻付機１０−２と第３の巻付機１０−３を互いに近接する位置まで移動するとともに、第１の巻付機１０−１を第２の巻付機１０−２側に、第４の巻付機１０−４を第３の巻付機１０−３側にそれぞれ移動し、第１及び第２の巻付機１０−１，１０−２を一方の回転方向に回転するとともに、第３及び第４の巻付機１０−３，１０−４を他方の回転方向に回転する。その際、各クラッチ１６により、第１及び第２の巻付機１０−１，１０−２の伝動シャフト１５と、第３及び第４の巻付機１０−３，１０−４の伝動シャフト１５をそれぞれ連結することにより、連結された伝動シャフト１５同士が互いに回転差を生ずることなく一体に回転する。また、図３に示すように第１及び第２の巻付機１０−１，１０−２（第３及び第４の巻付機１０−３，１０−４）の線材１は、第２の巻付機１０−２（第３の巻付機１０−３）の線材挿通部１１ｆ内を挿通することにより、それぞれ第２及び第３の巻付機１０−２，１０−３の間で管状部材１に巻き付けられる。この場合、管状部材１には、第１及び第２の巻付機１０−１，１０−２によって計４８本の線材２を一方の回転方向に巻き付けられ、第３及び第４の巻付機１０−３，１０−４によって計４８本の線材２を他方の回転方向に巻き付けられる。

このように、本実施形態の線材巻付装置によれば、管状部材１を中央に挿通するとともに、線材２が巻き取られた複数の線材巻取体２ａを管状部材１の周方向に配置し、線材巻取体２ａから導出される線材２を管状部材１に巻き付けながら管状部材２を中心に回転する回転体１１をそれぞれ備えた計４台の巻付機１０を管状部材１の軸方向に配列したので、複数の巻付機１０によって線材２を管状部材１に巻き付けることにより、１台の巻付機１０における線材２の本数を増加させなくとも多数の線材２を管状部材１に巻き付けることが可能となる。これにより、巻付機１０の回転体１１を径方向に小型化することができるので、回転体１１の回転速度を高速化することができ、生産性の向上を図ることができる。

この場合、各巻付機１０を管状部材１の軸方向に移動自在に設けたので、各巻付機１０の線材２を任意の位置で管状部材１に巻き付けることができ、線材２の巻き付け位置をホースの仕様等に応じて容易に変更することができる。

また、回転体１１を正方向及び逆方向に回転可能なモータ１４を各巻付機１０ごとに設けたので、各巻付機１０ごとに回転体１１を任意の方向に回転させることができ、例えばホースの仕様等に応じ、隣接する一対の巻付機１０の回転体１１を互いに反対方向に回転させて線材２を各巻付機１０の本数ずつ巻き付けたり、或いは一対の巻付機１０の回転体１１を互いに同一方向に回転させて各巻付機１０の線材２を複合して巻き付けることが可能となる。

この場合、モータ１４によって回転する伝動シャフト１５を各巻付機１０ごとに設け、複数の巻付機１０の伝動シャフト１５同士をクラッチ１６によって任意に連結可能に構成したので、同一方向に回転する回転体１１を互いに回転差を生ずることなく回転させることができ、複数の巻付機１０の線材２を複合して巻き付ける場合に極めて有利である。

また、各巻付機１０の回転体１１に他の巻付機１０の回転体１１から導出される線材２を管状部材１の軸方向に挿通可能な線材挿通部１１ｆを設けたので、例えば第１及び第２の巻付機１０−１，１０−２の線材２を第２の巻付機１０−２の線材挿通部１１ｆを介して第２及び第３の巻付機１０−２，１０−３間で管状部材１に巻き付けるとともに、第３及び第４の巻付機１０−３，１０−４の線材２を第３の巻付機１０−３の線材挿通部１１ｆを介して第２及び第３の巻付機１０−２，１０−３間で管状部材１に巻き付けることにより、各巻付機１０の線材２の巻き付け位置を互いに近づけることができ、常に良好な補強層を精度良く高速で形成することができる。

また、支持部１２によって回転体１１の軸方向一端側のみを支持するようにしたので、巻付機１０を軸方向に小型化することができる。

尚、前記実施形態では、計４台の巻付機１０を備えたものを示したが、巻付機１０の台数はこれに限られるものではなく、１台の巻付機１０における線材２の本数も前記実施形態に限られるものではない。

また、前記実施形態の巻付機１０は、支持部１２によって回転体１１の軸方向一端側のみを支持するようにしているが、図８に示すように回転体の軸方向両端側を支持するようにしてもよい。

即ち、同図に示す巻付機１７は、管状部材１を中心に回転する回転体１８と、回転体１８を回動自在に支持する一対の支持部１９とを備え、他の構成は前記実施形態と同等である。

回転体１８は、管状部材１を中央に挿通する円筒部１８ａと、円筒部１８ａの軸方向中央側に固定された円板部１８ｂとからなり、円板部１８ｂの一端面には複数の線材巻取体２ａを保持する孔１８ｃが設けられている。各孔１８ｃは前記実施形態と同様に配置され、孔１８ｃ内には線材巻取体２ａを回動自在に支持する支軸１８ｄが設けられている。また、円筒部１８ａ内には管状部材１を内部に挿通する円筒部材１８ｅが設けられ、円筒部１８ａと円筒部材１８ｄとの間は線材２を挿通可能な線材挿通部１８ｆを形成している。この場合、円筒部１８ａの軸方向両端面及び周面にはそれぞれ線材２を挿通可能な複数の孔１８ｇ，１８ｈが設けられている。

各支持部１９はそれぞれ架台１９ａに固定され、各架台１９ａは基板１９ｂに固定されている。各支持部１９は回転体１８の軸方向両端側に配置され、それぞれ回転体１８の円筒部１８ａの軸方向両端側をベアリング１９ｃを介して回動自在に支持している。

本実施形態では、各支持部１９によって回転体１８の軸方向両端側を支持するようにしているので、回転体１８を安定して支持することができ、高速回転に有利である。

本発明の一実施形態を示す線材巻付装置の概略側面図 線材巻付装置の概略平面図 線材巻付装置の要部側面断面図 線材巻付装置の要部側面断面図 図３のＡ−Ａ線矢視方向断面図 図３のＢ−Ｂ線矢視方向断面図 線材巻付装置の動作説明図 巻取機の他の実施形態を示す側面断面図

符号の説明

１…管状部材、２…線材、２ａ…線材巻取体、１０…巻付機、１１…回転体、１２…支持部、１１ｆ…線材挿通部、１４…モータ、１５…伝動シャフト、１６…クラッチ、１７…巻付機、１８…回転体、１８ｆ…線材挿通部、１９…支持部。

Claims (5)

1. ホースを構成する管状部材の表面に補強用の線材を巻き付けるホースの線材巻付装置において、
   前記管状部材を中央に挿通するとともに、前記線材が巻き取られた複数の線材巻取体を周方向に配置し、線材巻取体から導出される線材を管状部材に巻き付けながら管状部材を中心に回転する複数の回転体と、
   各回転体ごとに設けられ、各回転体を正方向及び逆方向にそれぞれ回転可能な複数のモータと、
   各モータごとに設けられ、各モータの動力を各回転体にそれぞれ伝達する複数の伝動シャフトと、
   複数の回転体の伝動シャフト間に設けられ、伝動シャフト同士を任意に連結可能な連結手段とを備え、
   各回転体を管状部材の軸方向に配列した
   ことを特徴とするホースの線材巻付装置。
2. 前記各回転体を管状部材の軸方向に移動可能に設けた
   ことを特徴とする請求項１記載のホースの線材巻付装置。
3. 前記回転体に他の回転体の各線材巻取体から導出される線材を管状部材の軸方向に挿通可能な線材挿通部を設けた
   ことを特徴とする請求項１または２記載のホースの線材巻付装置。
4. 前記回転体の軸方向一端側を回動自在に支持する支持部を備えた
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載のホースの線材巻付装置。
5. 前記回転体の軸方向両端側をそれぞれ回動自在に支持する支持部を備えた
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載のホースの線材巻付装置。

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