JP5564407B2 - 巻芯および巻体の製造方法 - Google Patents
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Description
この発明は、巻芯および巻体の製造方法に関するものである。
一般に、線材やシート材等の巻材の巻体は、巻取り装置の回転軸に巻芯を装着して回転軸回りに巻芯を回転させ、巻芯で巻材を巻き取ることにより製造される。通常巻芯には、紙や樹脂、金属等により形成された円筒状の部材が使用されている。
ところで、ユーザが巻体から巻材を引き出して使用した後は、巻芯は不要となる。そこで、巻材を巻き取った後に巻体から巻芯を引き抜いて、芯無しの巻体をユーザに提供している。しかし、巻材を巻き取った後は、巻材の張力により、巻芯の径方向中心に向かって収縮力が作用する。特に、巻材の巻き数が多くなるほどこの収縮力は大きくなるため、巻体から巻芯を引き抜くのはきわめて困難である。
上述の問題を解決するために、例えば特許文献１の巻物支持軸（本願の「巻芯」に相当）は、巻取り装置の本体側端部に設けられた第一の押圧板と、その反対側端部に設けられた第二の押圧板との間に着脱可能に配置される軸本体と、その軸本体に接近・遠離可能にリンク部材により連結された複数の羽根部とを備え、前記羽根部は、前記軸本体の長手方向と平行に長手方向を有している。そして、前記第一の押圧板と前記第二の押圧板の両方が装着されている時に、前記羽根部が前記軸本体から遠ざかって巻物支持軸が拡径し、前記第二の押圧板が取り外された時に、前記羽根部が前記軸本体に近づいて巻物支持軸が縮径する構造を有している。
特許文献１によれば、第一の押圧板と第二の押圧板とを装着して巻物支持軸を拡径した状態で巻材を巻き取る。巻取りが完了したら、第二の押圧板を巻取り装置から取り外す。それに伴い、リンク部材が巻物支持軸に近づいていき、羽根部が軸本体に接近して、巻物支持軸が縮径する。巻物支持軸が縮径することで、巻体を巻物支持軸から容易に取り外すことができる。これにより、巻体と巻芯とを離脱させて、巻芯の無い巻体を提供することができるとされている。
しかし、特許文献１の巻物支持軸は、複数の羽根部および複数のリンク部材が必要である。また、巻材の収縮荷重が大きい場合には、収縮荷重を分散するため、さらに多くの羽根部およびリンク部材が必要となる。したがって、部品点数が多くなり高コストである。
そこで本発明は、部品点数が少なく低コストに縮径可能な巻芯およびこの巻芯を使用した巻体の製造方法の提供を課題とする。
上記の課題を解決するため、本発明の巻芯は、巻材を巻き取って、巻体を形成するために使用する略円筒状の巻芯であって、前記巻芯は、前記巻芯の周方向に沿って分割された一対の第１巻胴部材および一対の第２巻胴部材を連結して形成され、前記各巻胴部材は、隣接する前記巻胴部材に連結された状態で、前記巻芯の中心軸の軸方向に沿って、隣接する前記巻胴部材に対して摺動可能となっており、前記各巻胴部材の一端側から前記各巻胴部材の他端側に向かって、前記周方向の幅が先細る先細り形状に形成されており、前記第１巻胴部材および前記第２巻胴部材は、先細り方向が互いに逆方向とされ、前記周方向に沿って交互に配置されており、前記第１巻胴部材の前記周方向における両端面には、前記周方向に凹んだ溝部が前記一端側から前記他端側に向かって延設され、前記第２巻胴部材の前記周方向における両端面には、前記周方向に突出した凸部が前記一端側から前記他端側に向かって延設され、前記巻芯の径方向における前記溝部の開口の幅は、前記径方向における前記溝部の底面の幅よりも狭く形成されており、前記径方向における前記凸部の頂面の幅は、前記径方向における前記凸部の基端側の幅よりも広く形成されており、前記凸部の前記頂面の幅は、前記溝部の前記開口の幅よりも広く形成されており、前記第１巻胴部材および前記第２巻胴部材は、前記第１巻胴部材の前記溝部と、前記第２巻胴部材の前記凸部と、を係合することで連結されていることを特徴とする。
本発明によれば、一対の第１巻胴部材および一対の第２巻胴部材は、第１巻胴部材に延設された溝部と、第２巻胴部材に延設された凸部と、を係合することにより、隣接する各巻胴部材に対して摺動可能に連結されている。ここで、第１巻胴部材および第２巻胴部材は先細り形状に形成されている。したがって、先細り方向とは逆方向に、各巻胴部材のうち少なくとも１個の巻胴部材を移動させると、巻胴部材の移動量に略比例して巻芯の外周長が短くなる。これにより、各巻胴部材は、隣接する巻胴部材と連結された状態のまま内径側に変位していくため、巻芯が縮径する。このように、一対の第１巻胴部材に形成された溝部と、一対の第２巻胴部材に形成された凸部とを係合し、各巻胴部材のうち少なくとも１個の巻胴部材を移動させるだけで、簡単に巻芯を縮径することができる。したがって、部品点数が少なく低コストに縮径可能な巻芯を提供することができる。
また、溝部の開口の幅は、溝部の底面の幅よりも狭く形成されており、凸部の頂面の幅は、凸部の基端側の幅よりも広く形成されている。さらに、凸部の頂面の幅は、溝部の開口の幅よりも広く形成されている。このように形成された溝部と凸部とを係合すると、凸部の頂面は、溝部の開口から周方向に外れることがない。したがって、巻芯を縮径しても、各巻胴部材が外れることなく、連結を維持することができる。
また、溝部の開口の幅は、溝部の底面の幅よりも狭く形成されており、凸部の頂面の幅は、凸部の基端側の幅よりも広く形成されている。さらに、凸部の頂面の幅は、溝部の開口の幅よりも広く形成されている。このように形成された溝部と凸部とを係合すると、凸部の頂面は、溝部の開口から周方向に外れることがない。したがって、巻芯を縮径しても、各巻胴部材が外れることなく、連結を維持することができる。
また、前記第１巻胴部材は、前記巻芯の内径側に配置される第１内径側部材と、前記巻芯の外径側に配置される第１外径側部材とを、前記径方向に沿って重ねることにより形成され、前記第２巻胴部材は、前記内径側に配置される第２内径側部材と、前記外径側に配置される第２外径側部材とを、前記径方向に沿って重ねることにより形成され、前記溝部の前記内径側の側壁は、前記第１内径側部材によって形成され、前記第２巻胴部材の前記周方向の端面のうち、前記凸部よりも前記外径側の部分は、前記第２外径側部材によって形成されていることが望ましい。
本発明によれば、第１巻胴部材の溝部における内径側の側壁は、第１内径側部材によって形成されている。したがって、第１内径側部材および第１外径側部材は、前記径方向に金型を離型する際にアンダーカット形状とならない。したがって、第１内径側部材および第１外径側部材をインジェクション成型する際に、スライド型を使用する必要がないので金型の構造を単純化できる。また、金型の離型作業を容易に行うことができる。さらに、第１巻胴部材は、第１内径側部材および第１外径側部材を径方向に沿って重ねることにより、簡単に形成できる。したがって、第１巻胴部材を低コストに形成できる。
また、第２巻胴部材の凸部の頂面の幅は、凸部の基端側の幅よりも広く形成されている。このため、前記径方向に金型を離型しようとすると、凸部の外径側の側壁を形成するためのスライド型が必要となり、離型工程が煩雑となる。しかし、本発明によれば、第２巻胴部材の周方向の端面のうち、凸部よりも外径側の部分が第２外径側部材によって形成されている。これにより、前記径方向に金型を離型する際にスライド型を使用する必要がない。したがって、金型の構造を単純化でき、金型の離型作業を容易に行うことができる。さらに、第２巻胴部材は、第２内径側部材および第２外径側部材を前記径方向に沿って重ねることにより、簡単に形成できる。したがって、第２巻胴部材を低コストに形成できる。
このように、第１巻胴部材および第２巻胴部材を低コストに形成できるので、低コストで縮径可能な巻芯を提供することができる。
また、第２巻胴部材の凸部の頂面の幅は、凸部の基端側の幅よりも広く形成されている。このため、前記径方向に金型を離型しようとすると、凸部の外径側の側壁を形成するためのスライド型が必要となり、離型工程が煩雑となる。しかし、本発明によれば、第２巻胴部材の周方向の端面のうち、凸部よりも外径側の部分が第２外径側部材によって形成されている。これにより、前記径方向に金型を離型する際にスライド型を使用する必要がない。したがって、金型の構造を単純化でき、金型の離型作業を容易に行うことができる。さらに、第２巻胴部材は、第２内径側部材および第２外径側部材を前記径方向に沿って重ねることにより、簡単に形成できる。したがって、第２巻胴部材を低コストに形成できる。
このように、第１巻胴部材および第２巻胴部材を低コストに形成できるので、低コストで縮径可能な巻芯を提供することができる。
また、前記第１巻胴部材に延設された前記溝部は、ダブテール溝部であり、前記第２巻胴部材に延設された前記凸部は、ダブテール凸部であることが望ましい。
本発明によれば、第１巻胴部材および第２巻胴部材は、ダブテール溝部とダブテール凸部により連結されているので、巻芯を縮径しても、確実に各巻胴部材の連結を維持することができる。
本発明によれば、第１巻胴部材および第２巻胴部材は、ダブテール溝部とダブテール凸部により連結されているので、巻芯を縮径しても、確実に各巻胴部材の連結を維持することができる。
また、本発明の巻芯を使用した巻体の製造方法は、前記巻芯に前記巻材を巻き付ける巻付工程と、前記各巻胴部材のうち少なくとも１個の前記巻胴部材を、前記先細り方向とは逆方向に、隣接する他の前記巻胴部材に対して摺動させて、前記巻芯を縮径させる縮径工程と、前記巻芯を前記巻材から引き抜く巻芯引抜工程と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、縮径工程では、隣接する巻胴部材との連結を維持しつつ、先細り方向とは逆方向に先細り巻胴部材を移動させることで、簡単に巻芯を縮径することができる。そして、縮径された巻芯を巻芯引抜工程で引き抜くことにより、巻芯の無い巻体を低コストでユーザに提供することができる。
本発明によれば、縮径工程では、隣接する巻胴部材との連結を維持しつつ、先細り方向とは逆方向に先細り巻胴部材を移動させることで、簡単に巻芯を縮径することができる。そして、縮径された巻芯を巻芯引抜工程で引き抜くことにより、巻芯の無い巻体を低コストでユーザに提供することができる。
本発明によれば、一対の第１巻胴部材および一対の第２巻胴部材は、第１巻胴部材に延設された溝部と、第２巻胴部材に延設された凸部と、を係合することにより、隣接する各巻胴部材に対して摺動可能に連結されている。ここで、第１巻胴部材および第２巻胴部材は先細り形状に形成されている。したがって、先細り方向とは逆方向に、各巻胴部材のうち少なくとも１個の巻胴部材を移動させると、巻胴部材の移動量に略比例して巻芯の外周長が短くなる。これにより、各巻胴部材は、隣接する巻胴部材と連結された状態のまま内径側に変位していくため、巻芯が縮径する。このように、一対の第１巻胴部材に形成された溝部と、一対の第２巻胴部材に形成された凸部とを係合し、各巻胴部材のうち少なくとも１個の巻胴部材を移動させるだけで、簡単に巻芯を縮径することができる。したがって、部品点数が少なく低コストに縮径可能な巻芯を提供することができる。
また、溝部の開口の幅は、溝部の底面の幅よりも狭く形成されており、凸部の頂面の幅は、凸部の基端側の幅よりも広く形成されている。さらに、凸部の頂面の幅は、溝部の開口の幅よりも広く形成されている。このように形成された溝部と凸部とを係合すると、凸部の頂面は、溝部の開口から周方向に外れることがない。したがって、巻芯を縮径しても、各巻胴部材が外れることなく、連結を維持することができる。
また、溝部の開口の幅は、溝部の底面の幅よりも狭く形成されており、凸部の頂面の幅は、凸部の基端側の幅よりも広く形成されている。さらに、凸部の頂面の幅は、溝部の開口の幅よりも広く形成されている。このように形成された溝部と凸部とを係合すると、凸部の頂面は、溝部の開口から周方向に外れることがない。したがって、巻芯を縮径しても、各巻胴部材が外れることなく、連結を維持することができる。
以下に、本実施形態の巻芯につき、図面を参照して説明する。
図１は、巻芯１の斜視図である。
なお、以下の説明では、巻芯１の径方向をＲ方向とし、巻芯１の中心軸Ｃの軸方向をＺ方向とし、巻芯１の周方向をθ方向と定義する。また、Ｚ方向の一方側を＋Ｚ側とし、他方側を−Ｚ側とする。Ｒ方向の外周側を＋Ｒ側とし、内周側を−Ｒ側とする。−Ｚ側から見て、時計回り方向を＋θ側とし、半時計周り方向を−θ側とする。必要に応じてこれらＲ，Ｚおよびθの円筒座標系を使用して説明する。
図１は、巻芯１の斜視図である。
なお、以下の説明では、巻芯１の径方向をＲ方向とし、巻芯１の中心軸Ｃの軸方向をＺ方向とし、巻芯１の周方向をθ方向と定義する。また、Ｚ方向の一方側を＋Ｚ側とし、他方側を−Ｚ側とする。Ｒ方向の外周側を＋Ｒ側とし、内周側を−Ｒ側とする。−Ｚ側から見て、時計回り方向を＋θ側とし、半時計周り方向を−θ側とする。必要に応じてこれらＲ，Ｚおよびθの円筒座標系を使用して説明する。
図１に示すように、巻芯１は、巻材３ａ（図１２（ａ）参照）を巻き取って、巻体３（図１２（ｂ）参照）を形成するために使用する略円筒形の部材である。巻材３ａの具体例としては、電線や紐等の線材やプラスチックフィルムや紙、布、金属薄板等のシート材が挙げられる。本実施形態では、後述するように巻芯１に紐を巻き付けて巻体３を形成する場合を例にして説明する。
本実施形態の巻芯１は、直径が例えば６０ｍｍ程度、Ｚ方向の長さが例えば１９０ｍｍ程度、Ｒ方向の肉厚が例えば１５ｍｍ程度に形成されている。この各部の寸法は一例であり、巻芯１の直径やＺ方向の長さ、巻芯１の肉厚等は、巻体３の大きさや巻材３ａを巻き付けた後に、巻材３ａの張力により作用する収縮力等により決定される。
本実施形態の巻芯１は、直径が例えば６０ｍｍ程度、Ｚ方向の長さが例えば１９０ｍｍ程度、Ｒ方向の肉厚が例えば１５ｍｍ程度に形成されている。この各部の寸法は一例であり、巻芯１の直径やＺ方向の長さ、巻芯１の肉厚等は、巻体３の大きさや巻材３ａを巻き付けた後に、巻材３ａの張力により作用する収縮力等により決定される。
本実施形態の巻芯１は、一対の第１巻胴部材１０と、一対の第２巻胴部材２０とにより形成されている。
（第１巻胴部材）
図２は第１巻胴部材１０の斜視図である。
図３は図２のＡ−Ａ線における断面図である。
第１巻胴部材１０は、＋Ｚ側から見て略円弧形状をした樹脂等からなる部材である。第１巻胴部材１０の＋Ｚ側端部１１は、θ方向の円弧長が短い幅狭部１１ａとなっており、第１巻胴部材１０の−Ｚ側端部１３はθ方向の円弧長が長い幅広部１３ａとなっている。また、幅狭部１１ａから幅広部１３ａまでの第１巻胴部材１０の縁は、直線状に形成されている。このように、第１巻胴部材１０は、−Ｚ側から＋Ｚ側に向かってθ方向の幅が漸次狭くなる先細り形状に形成されている。このため、第１巻胴部材１０の先細り方向は＋Ｚ方向となる。
（第１巻胴部材）
図２は第１巻胴部材１０の斜視図である。
図３は図２のＡ−Ａ線における断面図である。
第１巻胴部材１０は、＋Ｚ側から見て略円弧形状をした樹脂等からなる部材である。第１巻胴部材１０の＋Ｚ側端部１１は、θ方向の円弧長が短い幅狭部１１ａとなっており、第１巻胴部材１０の−Ｚ側端部１３はθ方向の円弧長が長い幅広部１３ａとなっている。また、幅狭部１１ａから幅広部１３ａまでの第１巻胴部材１０の縁は、直線状に形成されている。このように、第１巻胴部材１０は、−Ｚ側から＋Ｚ側に向かってθ方向の幅が漸次狭くなる先細り形状に形成されている。このため、第１巻胴部材１０の先細り方向は＋Ｚ方向となる。
第１巻胴部材１０の＋θ側端面１７には、＋Ｚ側から−Ｚ側に向かって＋θ側溝部３５（請求項の「ダブテール溝部」に相当）が延設されている。また、第１巻胴部材１０の−θ側端面１５には、＋Ｚ側から−Ｚ側に向かって−θ側溝部３０（請求項の「ダブテール溝部」に相当）が延設されている。なお、−θ側溝部３０および＋θ側溝部３５は同一形状であるため、以下では、−θ側溝部３０を説明し、＋θ側溝部３５については説明を省略する。
図３に示すように、第１巻胴部材１０の−θ側溝部３０は、第１巻胴部材１０の−θ側端面１５を＋θ側に凹ませることにより形成されている。具体的に−θ側溝部３０は、底面３０ａと、−Ｒ側壁部３０ｂと、＋Ｒ側壁部３０ｃと、で形成されている。−θ側溝部３０の底面３０ａは、−θ側端面１５のＲ方向における略中央において、−θ側端面１５と略並行に、−θ側端面１５から深さαとなるように形成されている。また、−θ側溝部３０の−Ｒ側壁部３０ｂおよび＋Ｒ側壁部３０ｃは、＋θ側から−θ側に向かってＲ方向の間隔が狭くなるように形成されている。したがって、−θ側溝部３０は、第１巻胴部材１０における−θ側溝部３０のＲ方向の開口幅が底面３０ａのＲ方向の幅よりも狭くなる、いわゆるダブテール溝部となる。
ところで、上述のように、第１巻胴部材１０の＋θ側溝部３５および−θ側溝部３０を形成すると、＋θ側溝部３５および−θ側溝部３０は、θ方向でアンダーカット形状となる。したがって、第１巻胴部材１０をインジェクション成型しようとすると、θ方向に金型を離型することができない。また、Ｚ方向に金型を離型する構成にすると、金型の抜き勾配により＋θ側溝部３５および−θ側溝部３０の断面形状が不均一になる。そこで、＋Ｒ側に配置された第１外径側部材１０ｂおよび−Ｒ側に配置された第１内径側部材１０ａの２部材により、第１巻胴部材１０を形成している。
（第１内径側部材）
図４は、第１内径側部材１０ａおよび金型の説明図である。
第１内径側部材１０ａは、Ｚ方向から見て、内周面１４ａと外周面１６ａとを有する略円弧形状の部材である。第１内径側部材１０ａの外周面１６ａにおけるθ方向の両端には、θ方向の外側にかけて＋Ｒ方向に傾斜する傾斜面が形成されている。この傾斜面は、各溝部３０，３５の−Ｒ側（内径側）壁部３０ｂ，３５ｂとなる。
第１内径側部材１０ａは、Ｒ方向のうち、第１内径側部材１０ａの最大幅となる２点を結ぶ直線に垂直な方向において、アンダーカット形状とはならない。したがって、図４に示すように、キャビティ型９０ａと、コア型９１ａとをＲ方向に離型させて、第１内径側部材１０ａをインジェクション成型することができる。本実施形態では、キャビティ型９０ａで、第１内径側部材１０ａの内周面１４ａ、＋θ側端面１７ａおよび−θ側端面１５ａを形成している。また、コア型９１ａで、第１内径側部材１０ａの外周面１６ａおよび各溝部３０，３５の−Ｒ側壁部３０ｂ，３５ｂを形成している。
図４は、第１内径側部材１０ａおよび金型の説明図である。
第１内径側部材１０ａは、Ｚ方向から見て、内周面１４ａと外周面１６ａとを有する略円弧形状の部材である。第１内径側部材１０ａの外周面１６ａにおけるθ方向の両端には、θ方向の外側にかけて＋Ｒ方向に傾斜する傾斜面が形成されている。この傾斜面は、各溝部３０，３５の−Ｒ側（内径側）壁部３０ｂ，３５ｂとなる。
第１内径側部材１０ａは、Ｒ方向のうち、第１内径側部材１０ａの最大幅となる２点を結ぶ直線に垂直な方向において、アンダーカット形状とはならない。したがって、図４に示すように、キャビティ型９０ａと、コア型９１ａとをＲ方向に離型させて、第１内径側部材１０ａをインジェクション成型することができる。本実施形態では、キャビティ型９０ａで、第１内径側部材１０ａの内周面１４ａ、＋θ側端面１７ａおよび−θ側端面１５ａを形成している。また、コア型９１ａで、第１内径側部材１０ａの外周面１６ａおよび各溝部３０，３５の−Ｒ側壁部３０ｂ，３５ｂを形成している。
（第１外径側部材）
図５は、第１外径側部材１０ｂおよび金型の説明図である。
第１外径側部材１０ｂは、Ｚ方向から見て、内周面１４ｂと外周面１６ｂとを有する略円弧形状の部材である。各溝部３０，３５の底面３０ａ，３５ａは、第１外径側部材１０ｂの＋θ側端面１７ｂおよび−θ側端面１５ｂの内周側をθ方向に凹ませることで形成される。また、内径側に傾斜する傾斜面は、第１外径側部材１０ｂの内周面１４ｂにおけるθ方向の両端をＲ方向に凹ませることで形成される。この傾斜面は、各溝部３０，３５の＋Ｒ側（外径側）壁部３０ｃ，３５ｃとなる。
第１外径側部材１０ｂは、Ｒ方向でアンダーカット形状とはならない。したがって、図５に示すように、キャビティ型９０ｂと、コア型９１ｂとをＲ方向に離型させて、第１外径側部材１０ｂをインジェクション成型することができる。キャビティ型９０ｂは、第１外径側部材１０ｂの内周面１４ｂ、＋θ側端面１７ｂ、−θ側端面１５ｂ、底面３０ａ，３５ａおよび＋Ｒ側壁部３０ｃ，３５ｃを形成している。また、コア型９１ｂは、第１外径側部材１０ｂの外周面１６ｂを形成している。
図５は、第１外径側部材１０ｂおよび金型の説明図である。
第１外径側部材１０ｂは、Ｚ方向から見て、内周面１４ｂと外周面１６ｂとを有する略円弧形状の部材である。各溝部３０，３５の底面３０ａ，３５ａは、第１外径側部材１０ｂの＋θ側端面１７ｂおよび−θ側端面１５ｂの内周側をθ方向に凹ませることで形成される。また、内径側に傾斜する傾斜面は、第１外径側部材１０ｂの内周面１４ｂにおけるθ方向の両端をＲ方向に凹ませることで形成される。この傾斜面は、各溝部３０，３５の＋Ｒ側（外径側）壁部３０ｃ，３５ｃとなる。
第１外径側部材１０ｂは、Ｒ方向でアンダーカット形状とはならない。したがって、図５に示すように、キャビティ型９０ｂと、コア型９１ｂとをＲ方向に離型させて、第１外径側部材１０ｂをインジェクション成型することができる。キャビティ型９０ｂは、第１外径側部材１０ｂの内周面１４ｂ、＋θ側端面１７ｂ、−θ側端面１５ｂ、底面３０ａ，３５ａおよび＋Ｒ側壁部３０ｃ，３５ｃを形成している。また、コア型９１ｂは、第１外径側部材１０ｂの外周面１６ｂを形成している。
第１巻胴部材１０は、上述の第１内径側部材１０ａおよび第１外径側部材１０ｂにより形成される。具体的には、まず、第１内径側部材１０ａの外周面１６ａと、第１外径側部材１０ｂの内周面１４ｂとを当接させる。そして、第１内径側部材１０ａと第１外径側部材１０ｂとを、タッピングネジ（不図示）や接着剤等で接合することにより第１巻胴部材１０が形成される。
上述のように、第１内径側部材１０ａおよび第１外径側部材１０ｂをインジェクション成型する際に、スライド型を使用する必要がないので金型の構造を単純化できる。また、金型の離型作業を容易に行うことができる。さらに、第１巻胴部材１０は、インジェクション成型した第１内径側部材１０ａおよび第１外径側部材１０ｂを径方向に沿って重ねて接合することで簡単に形成される。したがって、第１巻胴部材１０を低コストに形成することができる。
（第２巻胴部材）
図６は第２巻胴部材２０の斜視図である。
図７は図６のＢ−Ｂ線における断面図である。
図６および図７に示すように、第２巻胴部材２０は、＋Ｚ側から見て略円弧形状をした樹脂等からなる部材である。第２巻胴部材２０の＋Ｚ側端部２１は、θ方向の円弧長が長い幅広部２１ａとなっており、第２巻胴部材２０の−Ｚ側端部２３はθ方向の円弧長が短い幅狭部２３ａとなっている。また、幅広部２１ａから幅狭部２３ａまでの第２巻胴部材２０の縁は、直線状に形成されている。このように、第２巻胴部材２０は、＋Ｚ側から−Ｚ側に向かってθ方向の幅が漸次狭くなる先細り形状に形成される。このため、第２巻胴部材２０の先細り方向は−Ｚ側となる。
図６は第２巻胴部材２０の斜視図である。
図７は図６のＢ−Ｂ線における断面図である。
図６および図７に示すように、第２巻胴部材２０は、＋Ｚ側から見て略円弧形状をした樹脂等からなる部材である。第２巻胴部材２０の＋Ｚ側端部２１は、θ方向の円弧長が長い幅広部２１ａとなっており、第２巻胴部材２０の−Ｚ側端部２３はθ方向の円弧長が短い幅狭部２３ａとなっている。また、幅広部２１ａから幅狭部２３ａまでの第２巻胴部材２０の縁は、直線状に形成されている。このように、第２巻胴部材２０は、＋Ｚ側から−Ｚ側に向かってθ方向の幅が漸次狭くなる先細り形状に形成される。このため、第２巻胴部材２０の先細り方向は−Ｚ側となる。
第２巻胴部材２０の＋θ側端面２７には、＋Ｚ側から−Ｚ側に向かって＋θ側凸部４５（請求項のダブテール凸部に相当）が延設されている。また、第２巻胴部材２０の−θ側端面２５には、＋Ｚ側から−Ｚ側に向かって−θ側凸部４０（請求項のダブテール凸部に相当）が延設されている。なお、＋θ側凸部４５および−θ側凸部４０は同一形状であるため、以下では、−θ側凸部４０を説明し、＋θ側凸部４５については説明を省略する。
図７に示すように、第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０は、第２巻胴部材２０の−θ側端面２５を−θ側に突出させることにより形成されている。具体的に−θ側凸部４０は、頂面４０ａと、−Ｒ側壁部４０ｂと、＋Ｒ側壁部４０ｃと、で形成されている。
第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０における頂面４０ａは、−θ側端面２５のＲ方向における略中央において、第２巻胴部材２０の−θ側端面２５と略並行に、−θ側端面２５から距離βだけ−θ側に突出して形成されている。ここで、第２巻胴部材の−θ側凸部４０における−θ側端面２５と、頂面４０ａとの距離βは、第１巻胴部材１０の＋θ側溝部３５における＋θ側端面１７と底面３５ａとの距離α（図３参照）よりも短くなるように形成される。これにより、＋θ側凸部４５を−θ側溝部３０に連結し、−θ側凸部４０を＋θ側溝部３５に連結して巻芯１を形成した際に、第１巻胴部材１０と第２巻胴部材２０との間でθ方向に遊びを設けることができる。
第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０における頂面４０ａは、−θ側端面２５のＲ方向における略中央において、第２巻胴部材２０の−θ側端面２５と略並行に、−θ側端面２５から距離βだけ−θ側に突出して形成されている。ここで、第２巻胴部材の−θ側凸部４０における−θ側端面２５と、頂面４０ａとの距離βは、第１巻胴部材１０の＋θ側溝部３５における＋θ側端面１７と底面３５ａとの距離α（図３参照）よりも短くなるように形成される。これにより、＋θ側凸部４５を−θ側溝部３０に連結し、−θ側凸部４０を＋θ側溝部３５に連結して巻芯１を形成した際に、第１巻胴部材１０と第２巻胴部材２０との間でθ方向に遊びを設けることができる。
また、第２巻胴部材２０における−θ側凸部４０の−Ｒ側壁部４０ｂおよび＋Ｒ側壁部４０ｃは、＋θ側から−θ側に向かってＲ方向の間隔が広くなるように形成されている。したがって、第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０は、−θ側凸部４０における頂面４０ａのＲ方向の幅が−θ側凸部４０の基端側の幅よりも広くなる、いわゆるダブテール凸部となる。
ここで、第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０における−Ｒ側壁部４０ｂと＋Ｒ側壁部４０ｃとのＲ方向の間隔は、第１巻胴部材の＋θ側溝部３５における−Ｒ側壁部３５ｂと＋Ｒ側壁部３５ｃとのＲ方向の間隔よりも狭くなるように形成されている。これにより、第１巻胴部材１０の＋θ側溝部３５に第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０を連結し、第１巻胴部材１０の−θ側溝部３０に第２巻胴部材２０の＋θ側凸部４５を連結して巻芯１を形成した際に、第１巻胴部材１０と第２巻胴部材２０との間でＲ方向にも遊びを設けることができる。
ここで、第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０における−Ｒ側壁部４０ｂと＋Ｒ側壁部４０ｃとのＲ方向の間隔は、第１巻胴部材の＋θ側溝部３５における−Ｒ側壁部３５ｂと＋Ｒ側壁部３５ｃとのＲ方向の間隔よりも狭くなるように形成されている。これにより、第１巻胴部材１０の＋θ側溝部３５に第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０を連結し、第１巻胴部材１０の−θ側溝部３０に第２巻胴部材２０の＋θ側凸部４５を連結して巻芯１を形成した際に、第１巻胴部材１０と第２巻胴部材２０との間でＲ方向にも遊びを設けることができる。
ところで、上述のように、第２巻胴部材２０の＋θ側凸部４５および−θ側凸部４０を形成すると、＋θ側凸部４５および−θ側凸部４０は、θ方向でアンダーカット形状となる。したがって、第２巻胴部材２０をインジェクション成型しようとすると、θ方向に金型を離型することができない。また、Ｒ方向に金型を離型する構成にすると、＋θ側凸部４５の＋Ｒ側壁部４５ｃおよび−θ側凸部４０の＋Ｒ側壁部４０ｃを形成するために、＋Ｒ側に移動するスライド型が少なくとも２個必要となり、離型作業が煩雑となる。また、Ｚ方向に金型を離型する構成にすると、前述の様に、金型の抜き勾配によって＋θ側凸部４５および−θ側凸部４０の断面形状が不均一になる。
そこで、本実施形態では、−Ｒ側に配置された第２内径側部材２０ａと、＋Ｒ側に配置された第２外径側部材２０ｂと、の２部材により第２巻胴部材２０を形成している。
そこで、本実施形態では、−Ｒ側に配置された第２内径側部材２０ａと、＋Ｒ側に配置された第２外径側部材２０ｂと、の２部材により第２巻胴部材２０を形成している。
（第２内径側部材）
図８は、第２内径側部材２０ａおよび金型の説明図である。
第２内径側部材２０ａは、Ｚ方向から見て、内周面２４ａと外周面２６ａとを有する略円弧形状の部材である。頂面４０ａは、第２内径側部材２０ａの−θ側において、−θ側端面２５ａと略並行に、−θ側に距離βだけ離間して形成される。また、−θ側凸部４０の＋Ｒ側壁部４０ｃは、頂面４０ａと外周面２６ａとを傾斜面で接続することにより形成される。また、−θ側凸部４０の−Ｒ側壁部４０ｂは、頂面４０ａと−θ側端面２５ａとを傾斜面で接続することにより形成される。このようにして、−θ側凸部４０が第２内径側部材２０ａの−θ側端面２５ａに形成される。なお、同様にして、＋θ側凸部４５が第２内径側部材２０ａの＋θ側端面２７ａに形成される。
第２内径側部材２０ａは、Ｒ方向でアンダーカット形状とはならない。したがって、図８に示すように、キャビティ型９０ｃと、コア型９１ｃとをＲ方向に離型させて、第２内径側部材２０ａをインジェクション成型することができる。キャビティ型９０ｃは、第２内径側部材２０ａの外周面２６ａ、＋θ側凸部４５の＋Ｒ側壁部４５ｃおよび−θ側凸部４０の−Ｒ側壁部４０ｃを形成している。また、コア型９１ｃは、第２内径側部材２０ａの内周面２４ａ、各凸部の頂面４０ａ，４５ａおよび各凸部４０，４５の−Ｒ側壁部４０ｂ，４５ｂを形成している。
図８は、第２内径側部材２０ａおよび金型の説明図である。
第２内径側部材２０ａは、Ｚ方向から見て、内周面２４ａと外周面２６ａとを有する略円弧形状の部材である。頂面４０ａは、第２内径側部材２０ａの−θ側において、−θ側端面２５ａと略並行に、−θ側に距離βだけ離間して形成される。また、−θ側凸部４０の＋Ｒ側壁部４０ｃは、頂面４０ａと外周面２６ａとを傾斜面で接続することにより形成される。また、−θ側凸部４０の−Ｒ側壁部４０ｂは、頂面４０ａと−θ側端面２５ａとを傾斜面で接続することにより形成される。このようにして、−θ側凸部４０が第２内径側部材２０ａの−θ側端面２５ａに形成される。なお、同様にして、＋θ側凸部４５が第２内径側部材２０ａの＋θ側端面２７ａに形成される。
第２内径側部材２０ａは、Ｒ方向でアンダーカット形状とはならない。したがって、図８に示すように、キャビティ型９０ｃと、コア型９１ｃとをＲ方向に離型させて、第２内径側部材２０ａをインジェクション成型することができる。キャビティ型９０ｃは、第２内径側部材２０ａの外周面２６ａ、＋θ側凸部４５の＋Ｒ側壁部４５ｃおよび−θ側凸部４０の−Ｒ側壁部４０ｃを形成している。また、コア型９１ｃは、第２内径側部材２０ａの内周面２４ａ、各凸部の頂面４０ａ，４５ａおよび各凸部４０，４５の−Ｒ側壁部４０ｂ，４５ｂを形成している。
（第２外径側部材）
図９は、第２外径側部材２０ｂおよび金型の説明図である。
第２外径側部材２０ｂは、Ｚ方向から見て、内周面２４ｂと外周面２６ｂとを有する略円弧形状の部材である。
第２外径側部材２０ｂは、Ｒ方向でアンダーカット形状とはならない。したがって、図５に示すように、キャビティ型９０ｄと、コア型９１ｄとをＲ方向に離型させて、第２外径側部材２０ｂをインジェクション成型することができる。キャビティ型９０ｄは、第２外径側部材２０ｂの外周面２６ｂを形成している。また、コア型９１ｄは、第２外径側部材２０ｂの内周面２４ｂ、＋θ側端面２７ｂ、−θ側端面２５ｂを形成している。
図９は、第２外径側部材２０ｂおよび金型の説明図である。
第２外径側部材２０ｂは、Ｚ方向から見て、内周面２４ｂと外周面２６ｂとを有する略円弧形状の部材である。
第２外径側部材２０ｂは、Ｒ方向でアンダーカット形状とはならない。したがって、図５に示すように、キャビティ型９０ｄと、コア型９１ｄとをＲ方向に離型させて、第２外径側部材２０ｂをインジェクション成型することができる。キャビティ型９０ｄは、第２外径側部材２０ｂの外周面２６ｂを形成している。また、コア型９１ｄは、第２外径側部材２０ｂの内周面２４ｂ、＋θ側端面２７ｂ、−θ側端面２５ｂを形成している。
第２巻胴部材２０は、上述の第２内径側部材２０ａおよび第２外径側部材２０ｂにより形成される。具体的には、第２内径側部材２０ａの外周面２６ａと、第２外径側部材２０ｂの内周面２４ｂとを当接させる。そして、第２内径側部材２０ａと第２外径側部材２０ｂとを、タッピングネジ（不図示）や接着剤等で接合することにより第２巻胴部材２０が形成される。
上述のように、第２内径側部材２０ａおよび第２外径側部材２０ｂは、インジェクション成型でＲ方向に金型を離型する際に、スライド型を使用する必要がない。したがって、金型の構造を単純化でき、金型の離型作業を容易に行うことができる。さらに、第２巻胴部材２０は、第１巻胴部材１０と同様に、インジェクション成型した第２内径側部材２０ａおよび第２外径側部材２０ｂを径方向に沿って重ねて接合することで簡単に形成される。したがって、第２巻胴部材２０を低コストに形成することができる。
また、本実施形態の第１巻胴部材１０は、第２巻胴部材２０よりも外周面積が小さくなるように形成されているのが望ましい。
具体的には、第１巻胴部材１０の＋Ｚ側端部１１に形成された幅狭部１１ａの周長は、第２巻胴部材２０の＋Ｚ側端部２１に形成された幅広部２１ａの周長の略半分になるように形成されている（図１０（ａ）参照）。また、第１巻胴部材１０の−Ｚ側端部１３に形成された幅広部１３ａの周長は、第２巻胴部材２０の−Ｚ側端部２３に形成された幅狭部２３ａの周長と略同一になるように形成されている（図１０（ｂ）参照）。
このように第１巻胴部材１０の＋Ｚ側端部１１および−Ｚ側端部１３の周長を設定することで、第１巻胴部材１０の外周面積を、第２巻胴部材２０の外周面積よりも小さくすることができる。これにより、巻材３ａを巻き付けた際には、第１巻胴部材１０を移動させる方が、第２巻胴部材２０を移動させるよりも、巻材から受ける摩擦力は小さくなる。したがって、第２巻胴部材２０に対して第１巻胴部材１０を摺動させることにより、より小さい力で巻芯１を簡単に縮径させることができる。
具体的には、第１巻胴部材１０の＋Ｚ側端部１１に形成された幅狭部１１ａの周長は、第２巻胴部材２０の＋Ｚ側端部２１に形成された幅広部２１ａの周長の略半分になるように形成されている（図１０（ａ）参照）。また、第１巻胴部材１０の−Ｚ側端部１３に形成された幅広部１３ａの周長は、第２巻胴部材２０の−Ｚ側端部２３に形成された幅狭部２３ａの周長と略同一になるように形成されている（図１０（ｂ）参照）。
このように第１巻胴部材１０の＋Ｚ側端部１１および−Ｚ側端部１３の周長を設定することで、第１巻胴部材１０の外周面積を、第２巻胴部材２０の外周面積よりも小さくすることができる。これにより、巻材３ａを巻き付けた際には、第１巻胴部材１０を移動させる方が、第２巻胴部材２０を移動させるよりも、巻材から受ける摩擦力は小さくなる。したがって、第２巻胴部材２０に対して第１巻胴部材１０を摺動させることにより、より小さい力で巻芯１を簡単に縮径させることができる。
（巻芯）
図１０は、Ｚ方向から見た巻芯１の説明図であり、図１０（ａ）は＋Ｚ側から見た巻芯１の説明図であり、図１０（ｂ）は−Ｚ側から見た巻芯１の説明図である。
巻芯１を形成する第１巻胴部材１０および第２巻胴部材２０は、先細り方向が逆方向とされ、巻芯１のθ方向に沿って交互に配置されている。
具体的には、一対の第１巻胴部材１０の幅狭部１１ａは、巻芯１の＋Ｚ側に配置されている。また、一対の第１巻胴部材１０の幅広部１３ａは、巻芯１の−Ｚ側に配置されている。これにより、一対の第１巻胴部材１０は、先細り方向が＋Ｚ側となるように配置される。
これに対して、一対の第２巻胴部材２０の幅狭部２３ａは、巻芯１の−Ｚ側に配置されている。また、一対の第２巻胴部材２０の幅広部２１ａは、巻芯１の＋Ｚ側に配置されている。これにより、一対の第２巻胴部材２０は、先細り方向が−Ｚ側となるように配置される。
図１０は、Ｚ方向から見た巻芯１の説明図であり、図１０（ａ）は＋Ｚ側から見た巻芯１の説明図であり、図１０（ｂ）は−Ｚ側から見た巻芯１の説明図である。
巻芯１を形成する第１巻胴部材１０および第２巻胴部材２０は、先細り方向が逆方向とされ、巻芯１のθ方向に沿って交互に配置されている。
具体的には、一対の第１巻胴部材１０の幅狭部１１ａは、巻芯１の＋Ｚ側に配置されている。また、一対の第１巻胴部材１０の幅広部１３ａは、巻芯１の−Ｚ側に配置されている。これにより、一対の第１巻胴部材１０は、先細り方向が＋Ｚ側となるように配置される。
これに対して、一対の第２巻胴部材２０の幅狭部２３ａは、巻芯１の−Ｚ側に配置されている。また、一対の第２巻胴部材２０の幅広部２１ａは、巻芯１の＋Ｚ側に配置されている。これにより、一対の第２巻胴部材２０は、先細り方向が−Ｚ側となるように配置される。
図１０に示すように、第１巻胴部材１０と第２巻胴部材２０との連結は、Ｚ方向から、第１巻胴部材１０の各溝部３０，３５に、第２巻胴部材２０の各凸部４０，４５を挿入することにより実現される。具体的には、第１巻胴部材１０の−θ側溝部３０に第２巻胴部材２０の＋θ側凸部４５を連結し、第１巻胴部材１０の＋θ側溝部３５に第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０を連結している。
また、一対の第１巻胴部材１０のおよび一対の第２巻胴部材２０は、それぞれ先細り方向が同一である。したがって、＋Ｚ側から−Ｚ側に向かって、一対の第２巻胴部材２０に対して一対の第１巻胴部材１０を摺動させることができる。また、−Ｚ側から＋Ｚ側に向かって、一対の第１巻胴部材１０に対して、一対の第２巻胴部材２０を摺動させることができる。本実施形態では、＋Ｚ側から−Ｚ側に向かって、一対の第２巻胴部材２０に対して、一対の第１巻胴部材１０を摺動させている。これにより、隣接する巻胴部材に対して１個の巻芯部材のみを摺動させて巻芯１を縮径する場合と比較して、簡単に巻芯１を縮径することができる。
（巻芯を使用した巻体の製造方法）
次に、上述の巻芯１を使用した巻体３（図１２（ｂ）参照）の製造方法について説明する。
図１１は、巻体３の製造工程のフローチャートである。
図１１に示すように、本実施形態の巻体３の製造方法は、巻芯１に巻材３ａ（図１２（ａ）参照）を巻き付ける巻付工程Ｓ１０と、巻芯１を縮径させる縮径工程Ｓ２０と、巻芯１を巻体３から引き抜く巻芯引抜工程Ｓ３０と、を有している。
次に、上述の巻芯１を使用した巻体３（図１２（ｂ）参照）の製造方法について説明する。
図１１は、巻体３の製造工程のフローチャートである。
図１１に示すように、本実施形態の巻体３の製造方法は、巻芯１に巻材３ａ（図１２（ａ）参照）を巻き付ける巻付工程Ｓ１０と、巻芯１を縮径させる縮径工程Ｓ２０と、巻芯１を巻体３から引き抜く巻芯引抜工程Ｓ３０と、を有している。
（巻付工程Ｓ１０）
図１２は、巻付工程Ｓ１０の説明図であり、図１２（ａ）は巻材３ａを巻き付けている時の説明図であり、図１２（ｂ）は巻材３ａを巻き付けた後の説明図である。なお、以下の図面ではわかりやすくするために、巻材３ａおよび巻体３を破線で表し、巻芯１が見えるようにしている。
巻付工程Ｓ１０では、不図示の巻取り装置に巻芯１をセットし、巻芯１に巻材３ａである紐を巻き付けている。
具体的には、まず、巻取り装置のシャフト５０に巻芯１を外挿して、巻取り装置に巻芯１をセットする。
シャフト５０は、その直径が巻芯１の内周面１ａ（図１参照）の直径よりも若干小径に形成されている。また、シャフト５０は、油圧等により拡径する構造となっている。シャフト５０に巻芯１を外挿した後、油圧によりシャフト５０を拡径させて、シャフト５０の外周面と巻芯１の内周面１ａとを当接させる。これにより、シャフト５０によって巻芯１が拘束されるので、シャフト５０と巻芯１とが各方向に相対移動するのを規制できる。
図１２は、巻付工程Ｓ１０の説明図であり、図１２（ａ）は巻材３ａを巻き付けている時の説明図であり、図１２（ｂ）は巻材３ａを巻き付けた後の説明図である。なお、以下の図面ではわかりやすくするために、巻材３ａおよび巻体３を破線で表し、巻芯１が見えるようにしている。
巻付工程Ｓ１０では、不図示の巻取り装置に巻芯１をセットし、巻芯１に巻材３ａである紐を巻き付けている。
具体的には、まず、巻取り装置のシャフト５０に巻芯１を外挿して、巻取り装置に巻芯１をセットする。
シャフト５０は、その直径が巻芯１の内周面１ａ（図１参照）の直径よりも若干小径に形成されている。また、シャフト５０は、油圧等により拡径する構造となっている。シャフト５０に巻芯１を外挿した後、油圧によりシャフト５０を拡径させて、シャフト５０の外周面と巻芯１の内周面１ａとを当接させる。これにより、シャフト５０によって巻芯１が拘束されるので、シャフト５０と巻芯１とが各方向に相対移動するのを規制できる。
続いて、巻取り装置を起動し、所定の回転数でシャフト５０を中心軸回りに回転させる。これにより、シャフト５０と共に巻芯１が中心軸Ｃ周りに回転するので、巻芯１の外表面１ｂに紐を巻き付けることができる。このとき、紐を引っ張って所定のテンションをかけつつ、紐をＺ方向に沿って＋Ｚ側および−Ｚ側に往復移動させて巻付工程Ｓ１０を行う。これにより、巻芯１のＺ方向において均一の巻数となるように紐を巻き付けることができる。
そして、シャフト５０を所定回数回転させることで、図１２（ｂ）に示すように所定巻数の巻体３が形成される。巻体３が形成された後、シャフト５０を縮径し、シャフト５０から巻体３および巻芯１を取り外す。以上で、巻付工程Ｓ１０が終了する。
（縮径工程Ｓ２０）
図１３は縮径工程Ｓ２０の説明図であり、Ｒ方向から見た説明図である。
図１４は、図１３のＤ−Ｄ線における断面図である。
図１５は、縮径時の第１巻胴部材１０と第２巻胴部材２０との連結部分の拡大図である。
なお、第１巻胴部材１０と第２巻胴部材２０との各連結部分は同一形状である。したがって、図１５では、第１巻胴部材１０の＋θ側溝部３５と第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０との連結部分のみ表示し、第１巻胴部材１０の−θ側溝部３０と第２巻胴部材２０の＋θ側凸部４５と連結部分の表示は省略している。
図１３は縮径工程Ｓ２０の説明図であり、Ｒ方向から見た説明図である。
図１４は、図１３のＤ−Ｄ線における断面図である。
図１５は、縮径時の第１巻胴部材１０と第２巻胴部材２０との連結部分の拡大図である。
なお、第１巻胴部材１０と第２巻胴部材２０との各連結部分は同一形状である。したがって、図１５では、第１巻胴部材１０の＋θ側溝部３５と第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０との連結部分のみ表示し、第１巻胴部材１０の−θ側溝部３０と第２巻胴部材２０の＋θ側凸部４５と連結部分の表示は省略している。
縮径工程Ｓ２０では、第２巻胴部材２０に対して第１巻胴部材１０を摺動させることで巻芯１を縮径させる。
前述のとおり、一対の第１巻胴部材１０は、−Ｚ側から＋Ｚ側に向かって先細る先細り形状となっている。また、一対の第２巻胴部材２０は、＋Ｚ側から−Ｚ側に向かって先細る先細り形状となっている。このため、一対の第２巻胴部材２０に対して、＋Ｚ側から−Ｚ側に一対の第１巻胴部材１０を摺動させると、図１３および図１４に示すように、第１巻胴部材１０の移動量に略比例して巻芯１の外周長が短くなる。すなわち、第１巻胴部材１０および第２巻胴部材２０は、お互いに連結された状態のまま内径側に変位していく。これにより、巻芯を縮径することができる。
前述のとおり、一対の第１巻胴部材１０は、−Ｚ側から＋Ｚ側に向かって先細る先細り形状となっている。また、一対の第２巻胴部材２０は、＋Ｚ側から−Ｚ側に向かって先細る先細り形状となっている。このため、一対の第２巻胴部材２０に対して、＋Ｚ側から−Ｚ側に一対の第１巻胴部材１０を摺動させると、図１３および図１４に示すように、第１巻胴部材１０の移動量に略比例して巻芯１の外周長が短くなる。すなわち、第１巻胴部材１０および第２巻胴部材２０は、お互いに連結された状態のまま内径側に変位していく。これにより、巻芯を縮径することができる。
ここで、第１巻胴部材１０の−θ側溝部３０および＋θ側溝部３５におけるＲ方向の開口幅は、底面３０ａ，３５ａのＲ方向の幅よりも狭くなっている。また、第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０および＋θ側凸部４５における頂面４０ａ，４５ａのＲ方向の幅は、−θ側凸部４０および＋θ側凸部４５の基端側の幅よりも広くなっている。さらに、−θ側凸部４０および＋θ側凸部４５の頂面４０ａ，４５ａの幅は、−θ側溝部３０および＋θ側溝部３５の開口の幅よりも広く形成されている。これにより、第１巻胴部材１０の−θ側溝部３０と第２巻胴部材２０の＋θ側凸部４５とが係合し、第１巻胴部材１０の＋θ側溝部３５と第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０とが係合すると、θ方向で第１巻胴部材１０および第２巻胴部材２０が外れることがない。
また、第１巻胴部材１０の摺動により、各巻胴部材は内径側に移動する。このため、図１４および図１５に示すように、巻芯１の外周面における第１巻胴部材１０と第２巻胴部材２０との境界には隙間が生じる。ここで、第１巻胴部材１０の＋θ側溝部３５と第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０とは、遊びを持ちつつ係合している。このため、第１巻胴部材１０の＋θ側溝部３５と第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０とは、＋θ側溝部３５内で−θ側凸部４０の姿勢を変化させつつ、連結を維持することができる。したがって、図１４および図１５に示すように、第１巻胴部材１０および第２巻胴部材２０は、θ方向で外れることなくお互いの連結を維持したまま、相互に摺動することができる。
また、第１巻胴部材１０の摺動により、各巻胴部材は内径側に移動する。このため、図１４および図１５に示すように、巻芯１の外周面における第１巻胴部材１０と第２巻胴部材２０との境界には隙間が生じる。ここで、第１巻胴部材１０の＋θ側溝部３５と第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０とは、遊びを持ちつつ係合している。このため、第１巻胴部材１０の＋θ側溝部３５と第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０とは、＋θ側溝部３５内で−θ側凸部４０の姿勢を変化させつつ、連結を維持することができる。したがって、図１４および図１５に示すように、第１巻胴部材１０および第２巻胴部材２０は、θ方向で外れることなくお互いの連結を維持したまま、相互に摺動することができる。
なお、巻付工程Ｓ１０終了直後は、巻材３ａは巻芯１に強固に巻き付けられた状態となっており、第１巻胴部材１０は移動し難い状態となっている。したがって、縮径工程Ｓ２０では、まず一方の第１巻胴部材１０の＋Ｚ側端部１１を打撃して、＋Ｚ側から−Ｚ側に向かって第１巻胴部材１０に大きな荷重を与える。これにより、＋Ｚ側から−Ｚ側に向かって一方の第１巻胴部材１０を微少距離だけ移動させることができる。このとき、巻芯１は、第１巻胴部材１０の移動量に略比例して縮径するため、その後は容易に一対の第１巻胴部材１０を移動させることができる。
続いて、第１巻胴部材１０と、第２巻胴部材２０との連結を維持しつつ、一対の第１巻胴部材１０を＋Ｚ側から−Ｚ側に移動させる。例えば、不図示の棒部材を使用し、一対の第１巻胴部材１０の＋Ｚ側端部１１を−Ｚ側に向かって押すことにより、一対の第１巻胴部材１０を＋Ｚ側から−Ｚ側に移動させることができる。
上述のように一対の第１巻胴部材１０を移動させることで、図１３に示すように、巻芯１の直径Ｌ１は、寸法Ｌ２に縮径する。これにより、巻体３の内周面３ｂと、一対の第１巻胴部材１０を移動させた後の巻芯１との間には、θ方向の全領域においてクリアランスが形成される。以上で、縮径工程Ｓ２０が終了する。
（巻芯引抜工程Ｓ３０）
最後に、巻芯１を巻体３から引き抜く巻芯引抜工程Ｓ３０を行う。巻芯引抜工程Ｓ３０では、巻芯１を縮径させた状態でＺ方向に移動させ、巻体３から巻芯１を引き抜く。巻体３の内周面３ｂと巻芯１との間にはクリアランスが生じているので、巻体３から巻芯１を容易に引き抜くことができる。これにより、巻芯１のない巻体３を製造することができる。以上で、巻芯引抜工程Ｓ３０が終了する。巻芯引抜工程Ｓ３０が終了した時点で、巻体３の製造工程が全て終了する。
最後に、巻芯１を巻体３から引き抜く巻芯引抜工程Ｓ３０を行う。巻芯引抜工程Ｓ３０では、巻芯１を縮径させた状態でＺ方向に移動させ、巻体３から巻芯１を引き抜く。巻体３の内周面３ｂと巻芯１との間にはクリアランスが生じているので、巻体３から巻芯１を容易に引き抜くことができる。これにより、巻芯１のない巻体３を製造することができる。以上で、巻芯引抜工程Ｓ３０が終了する。巻芯引抜工程Ｓ３０が終了した時点で、巻体３の製造工程が全て終了する。
本実施形態によれば、図１に示すように、
一対の第１巻胴部材１０および一対の第２巻胴部材２０は、第１巻胴部材１０に延設された各溝部３０，３５と、第２巻胴部材２０に延設された各凸部４０，４５と、を係合することにより、隣接する各巻胴部材に対して摺動可能に連結されている。ここで、第１巻胴部材１０および第２巻胴部材２０は先細り形状に形成されている。したがって、先細り方向とは逆方向に、各巻胴部材のうち少なくとも１個の巻胴部材を移動させると、巻胴部材の移動量に略比例して巻芯１の外周長が短くなる。これにより、各巻胴部材は、隣接する巻胴部材と連結された状態のまま内径側に変位していくため、巻芯１が縮径する。このように、一対の第１巻胴部材１０に形成された各溝部３０，３５と、一対の第２巻胴部材２０に形成された各凸部４０，４５とを係合し、各巻胴部材のうち少なくとも１個の巻胴部材を移動させるだけで、簡単に巻芯１を縮径することができる。したがって、部品点数が少なく低コストに縮径可能な巻芯１を提供することができる。
一対の第１巻胴部材１０および一対の第２巻胴部材２０は、第１巻胴部材１０に延設された各溝部３０，３５と、第２巻胴部材２０に延設された各凸部４０，４５と、を係合することにより、隣接する各巻胴部材に対して摺動可能に連結されている。ここで、第１巻胴部材１０および第２巻胴部材２０は先細り形状に形成されている。したがって、先細り方向とは逆方向に、各巻胴部材のうち少なくとも１個の巻胴部材を移動させると、巻胴部材の移動量に略比例して巻芯１の外周長が短くなる。これにより、各巻胴部材は、隣接する巻胴部材と連結された状態のまま内径側に変位していくため、巻芯１が縮径する。このように、一対の第１巻胴部材１０に形成された各溝部３０，３５と、一対の第２巻胴部材２０に形成された各凸部４０，４５とを係合し、各巻胴部材のうち少なくとも１個の巻胴部材を移動させるだけで、簡単に巻芯１を縮径することができる。したがって、部品点数が少なく低コストに縮径可能な巻芯１を提供することができる。
また、各溝部３０，３５の開口の幅は、各溝部３０，３５の底面３０ａ，３５ａの幅よりも狭く形成されており、各凸部４０，４５の頂面４０ａ，４５ａの幅は、各凸部４０，４５の基端側の幅よりも広く形成されている。さらに、各凸部４０，４５の頂面４０ａ，４５ａの幅は、各溝部３０，３５の開口の幅よりも広く形成されている。このように形成された各溝部３０，３５と各凸部４０，４５とを係合すると、各凸部４０，４５の頂面４０ａ，４５ａは、各溝部３０，３５の開口からθ方向に外れることがない。したがって、巻芯１を縮径しても、各巻胴部材が外れることなく、連結を維持することができる。
また、本実施形態によれば、第１巻胴部材１０の溝部における−Ｒ側壁部３０ｂ，３５ｂは、第１内径側部材１０ａによって形成されている。したがって、第１内径側部材１０ａおよび第１外径側部材１０ｂは、Ｒ方向に金型を離型する際にアンダーカット形状とならない。したがって、第１内径側部材１０ａおよび第１外径側部材１０ｂをインジェクション成型する際に、スライド型を使用する必要がないので金型の構造を単純化できる。また、金型の離型作業を容易に行うことができる。さらに、第１巻胴部材１０は、第１内径側部材１０ａおよび第１外径側部材１０ｂをＲ方向に沿って重ねることにより、簡単に形成できる。したがって、第１巻胴部材１０を低コストに形成できる。
また、第２巻胴部材２０の各凸部４０，４５の頂面４０ａ，４５ａの幅は、各凸部４０，４５の基端側の幅よりも広く形成されている。このため、Ｒ方向に金型を離型しようとすると、各凸部４０，４５の＋Ｒ側壁部４０ｃ，４５ｃを形成するためのスライド型が必要となり、離型工程が煩雑となる。しかし、本発明によれば、第２巻胴部材２０のθ側端面２５，２７のうち、各凸部４０，４５よりも外径側の端面２５ｂ，２７ｂが第２外径側部材２０ｂによって形成されている。これにより、Ｒ方向に金型を離型する際にスライド型を使用する必要がない。したがって、金型の構造を単純化でき、金型の離型作業を容易に行うことができる。さらに、第２巻胴部材２０は、第２内径側部材２０ａおよび第２外径側部材２０ｂをＲ方向に沿って重ねることにより、簡単に形成できる。したがって、第２巻胴部材２０を低コストに形成できる。
このように、第１巻胴部材１０および第２巻胴部材２０を低コストに形成できるので、低コストで縮径可能な巻芯１を提供することができる。
また、第２巻胴部材２０の各凸部４０，４５の頂面４０ａ，４５ａの幅は、各凸部４０，４５の基端側の幅よりも広く形成されている。このため、Ｒ方向に金型を離型しようとすると、各凸部４０，４５の＋Ｒ側壁部４０ｃ，４５ｃを形成するためのスライド型が必要となり、離型工程が煩雑となる。しかし、本発明によれば、第２巻胴部材２０のθ側端面２５，２７のうち、各凸部４０，４５よりも外径側の端面２５ｂ，２７ｂが第２外径側部材２０ｂによって形成されている。これにより、Ｒ方向に金型を離型する際にスライド型を使用する必要がない。したがって、金型の構造を単純化でき、金型の離型作業を容易に行うことができる。さらに、第２巻胴部材２０は、第２内径側部材２０ａおよび第２外径側部材２０ｂをＲ方向に沿って重ねることにより、簡単に形成できる。したがって、第２巻胴部材２０を低コストに形成できる。
このように、第１巻胴部材１０および第２巻胴部材２０を低コストに形成できるので、低コストで縮径可能な巻芯１を提供することができる。
なお、この発明は上述した実施の形態に限られるものではない。
本実施形態では、巻芯１は、一対の第１巻胴部材１０および一対の第２巻胴部材２０により合計４個の巻胴部材で形成されている。しかし、巻芯１は、少なくとも３個の巻胴部材で形成されていればよい。また、巻芯１は、５個以上の巻胴部材で形成されていてもよい。そして、複数の各巻胴部材のうち、少なくとも１個が先細り形状となっていればよい。
本実施形態では、巻芯１は、一対の第１巻胴部材１０および一対の第２巻胴部材２０により合計４個の巻胴部材で形成されている。しかし、巻芯１は、少なくとも３個の巻胴部材で形成されていればよい。また、巻芯１は、５個以上の巻胴部材で形成されていてもよい。そして、複数の各巻胴部材のうち、少なくとも１個が先細り形状となっていればよい。
本実施形態では、一対の第２巻胴部材２０に対して一対の第１巻胴部材１０を摺動させている。しかし、一対の第１巻胴部材１０のうち一方の第１巻胴部材１０のみを移動させて巻芯１を縮径してもよい。ただし、簡単に巻芯１を縮径することができる点で、本実施形態に優位性がある。
本実施形態では、第１巻胴部材１０の−θ側溝部３０および＋θ側溝部３５は、Ｚ方向からみて略台形状のダブテール溝部として形成されている。また、第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０および＋θ側凸部４５は、Ｚ方向からみて略台形状のダブテール凸部として形成されている。しかし、各溝部および各凸部はこの形状に限定されることはなく、例えば、Ｚ方向からみて略円形状の凸部および溝部に形成されていてもよい。
本実施形態の第１巻胴部材１０は、第２巻胴部材２０よりも外周面積が小さくなるように形成されている。しかし、複数の各巻胴部材の外周面積を全て略同一となるように形成してもよい。ただし、小さい力で第１巻胴部材１０を移動させ、巻芯１を簡単に縮径させることができる点で、本実施形態に優位性がある。
本実施形態の縮径工程Ｓ２０では、第１巻胴部材１０の＋Ｚ側端部１１を打撃して、＋Ｚ側から−Ｚ側に向かって第１巻胴部材１０に荷重を与えることにより、第１巻胴部材１０を微少距離だけ移動させている。しかし、例えばエアシリンダや油圧シリンダ等の装置を使用して、第１巻胴部材１０に大きな荷重を与えることにより、第１巻胴部材１０を移動させてもよい。ただし、製造装置が低コストで済む点で本実施形態に優位性がある。
１・・・巻芯 ３・・・巻体 ３ａ・・・巻材 １０・・・第１巻胴部材 １０ａ・・・第１内径側部材 １０ｂ・・・第１外径側部材 ２０・・・第２巻胴部材 ２０ａ・・・第２内径側部材 ２０ｂ・・・第２外径側部材 ３０・・・−θ側溝部（ダブテール溝部） ３５・・・＋θ側溝部（ダブテール溝部） ４０・・・−θ側凸部（ダブテール凸部） ４５・・・＋θ側凸部（ダブテール凸部） Ｃ・・・中心軸 Ｓ１０・・・巻付工程 Ｓ２０・・・縮径工程 Ｓ３０・・・巻芯離脱工程
Claims (4)
- 巻材を巻き取って、巻体を形成するために使用する略円筒状の巻芯であって、
前記巻芯は、前記巻芯の周方向に沿って分割された一対の第１巻胴部材および一対の第２巻胴部材を連結して形成され、
前記各巻胴部材は、
隣接する前記巻胴部材に連結された状態で、前記巻芯の中心軸の軸方向に沿って、隣接する前記巻胴部材に対して摺動可能となっており、
前記各巻胴部材の一端側から前記各巻胴部材の他端側に向かって、前記周方向の幅が先細る先細り形状に形成されており、
前記第１巻胴部材および前記第２巻胴部材は、先細り方向が互いに逆方向とされ、前記周方向に沿って交互に配置されており、
前記第１巻胴部材の前記周方向における両端面には、前記周方向に凹んだ溝部が前記一端側から前記他端側に向かって延設され、
前記第２巻胴部材の前記周方向における両端面には、前記周方向に突出した凸部が前記一端側から前記他端側に向かって延設され、
前記巻芯の径方向における前記溝部の開口の幅は、前記径方向における前記溝部の底面の幅よりも狭く形成されており、
前記径方向における前記凸部の頂面の幅は、前記径方向における前記凸部の基端側の幅よりも広く形成されており、
前記凸部の前記頂面の幅は、前記溝部の前記開口の幅よりも広く形成されており、
前記第１巻胴部材および前記第２巻胴部材は、前記第１巻胴部材の前記溝部と、前記第２巻胴部材の前記凸部と、を係合することで連結されていることを特徴とする巻芯。 - 請求項１に記載の巻芯であって、
前記第１巻胴部材は、前記巻芯の内径側に配置される第１内径側部材と、前記巻芯の外径側に配置される第１外径側部材とを、前記径方向に沿って重ねることにより形成され、
前記第２巻胴部材は、前記内径側に配置される第２内径側部材と、前記外径側に配置される第２外径側部材とを、前記径方向に沿って重ねることにより形成され、
前記溝部の前記内径側の側壁は、前記第１内径側部材によって形成され、
前記第２巻胴部材の前記周方向の端面のうち、前記凸部よりも前記外径側の部分は、前記第２外径側部材によって形成されていることを特徴とする巻芯。 - 請求項１または請求項２に記載の巻芯であって、
前記第１巻胴部材に延設された前記溝部は、ダブテール溝部であり、
前記第２巻胴部材に延設された前記凸部は、ダブテール凸部であることを特徴とする巻芯。 - 請求項１から３のいずれか１項に記載の巻芯を使用した巻体の製造方法であって、
前記巻芯に前記巻材を巻き付ける巻付工程と、
前記各巻胴部材のうち少なくとも１個の前記巻胴部材を、前記先細り方向とは逆方向に、隣接する他の前記巻胴部材に対して摺動させて、前記巻芯を縮径させる縮径工程と、
前記巻芯を前記巻材から引き抜く巻芯引抜工程と、
を有することを特徴とする巻体の製造方法。
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