JP6018500B2 - リール受け渡し機構 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、ケーブルビード製造装置などに用いられる、ワイヤーが巻き付けられたリールを、ワイヤーを巻き付ける対象である円環状のリールの軸方向の一方の側から他方の側に受け渡すためのリール受け渡し機構に関するものである。

ケーブルビードを製造する方法として、例えば、特許文献１に知られているような装置が開示されている。

特開２００１−４７１６９号公報

しかしながら、特許文献１に記載のケーブルビードの製造機では、リールがコア面に直交する面内で径の大きな円運動をするため、ワイヤーを円環状のコアに巻き付ける角度が大きくなり、その結果巻き付け性が必ずしも十分とはいえなかった。また、リールを取付けたスプールを公転させる機構やチャック機構とスプールとの干渉を回避する機構が必要なため装置が大掛かりになってしまっていた。
そこで、リールを取付けたスプールを公転させる機構やチャック機構に代えて、リールを２つの把持装置で交互に把持するとともに、円環状のコアの輪の中を横断させる動作をリールの持ち替えにより行う構成とすれば、前記の問題を解決して、リールを円環状のコアの内外に容易に旋回動作させることが考えられる。

本発明では、ワイヤーが巻き付けられたリールの軸方向の一方の側に設けられた把持手段により把持していたリールを、他方の側に設けられた把持手段に容易にかつ確実に受け渡すことでリールの持ち替えを行うリール受け渡し機構を提供することを目的とする。

本願発明は、ワイヤーが巻き付けられたリールと、前記リールを当該リールの軸方向の一方から把持する第１の把持手段と、他方の側から把持する第２の把持手段とを備え、前記第１及び第２の把持手段のうちの一方の把持手段により把持されたリールを他方の把持手段に受け渡すリール受け渡し機構であって、前記第１及び第２の把持手段は、前記リール側に位置する前アームと、前記リール側とは反対側に位置し前記前アームの延長方向と交差する方向に延長する後アームと、前記前アームと前記後アームとを連結する連結部とを備えた複数の係合部材と、前記複数の係合部材の前記前アームの先端部を、複数の係合部材間の中心から前記中心とは反対方向に付勢する付勢手段と、前記前アームの前記リール側に設けられた係合凸部と、前記連結部に設けられて前記係合部材を回転自在に支持する支持軸と、前記後アームに回転トルクを与える回転手段とを備え、前記リールは、当該リールの中心軸に設けられる円筒状の軸部材と、前記軸部材に回転可能に取付けられたリール本体と、前記軸部材の前記第１及び第２の把持手段側にそれぞれ形成されて当該軸部材の内周側で前記係合凸部と係合する係合凹部とを備え、前記回転手段は、シリンダ装置と、前記シリンダ装置のロッドの先端に取付けられて、前記係合部材の後アームの前記係合部材間の中心側にそれぞれ当接する当接部材としてのピン部材、ローラ、もしくは、カムフォロアとを備え、前記係合凸部と前記係合凹部との係合の解除、もしくは、前記係合凸部と前記係合凹部との係合及び係合の解除を行うことを特徴とする。
これにより、把持手段をリールの軸部材内に挿入してから係合部材を回転させてリールの軸部材に設けられた係合凹部に係合部材に設けられた係合凸部を係合させることでリールを保持し、係合部材を逆回転させて係合凸部と係合凹部との係合を解除してリールから把持手段を引き抜くことができるので、ワイヤーが巻き付けられたリールを、リールの一方の側に設けられた把持手段から他方の側に設けられた把持手段に容易にかつ確実に受け渡すことができる。
このとき、係合部材をくの字に屈曲した部材から構成するとともに、シリンダ装置のロッドを伸縮させてロッドの先端に取り付けられたカムフォロアなどの当接部材と係合部材との当接位置を変更可能とすることで、後アームにトルクを与えて係合部材を回転させるようにしたので、簡単な構成で一対の係止部材を互いに逆方向へ回転させることができる。
したがって、一対の係合部材の係合凸部とリールの係合凹部との係合の解除、もしくは、係合及び係合の解除を同時にかつ容易に行うことができる。

また、本願発明は、前記一対の係合部材の前アーム同士が、前記前アーム同士が離れる方向に前記前アームを付勢するバネ部材により連結されていることを特徴とする。
このような構成を採ることにより、回転手段を用いることなく、係合部材の係合凸部とリールの係合凹部とを係合させることができるので、例えば、シリンダ装置のロッドの伸縮範囲を小さくできるなど、回転手段を小型化できる。

また、本願発明は、前記係合凸部が、突出高さがリール側で小さな斜面部を有し、前記円筒状の軸部材の両端側には、端部側では径が大きく中央部に向かうにしたがって径が小さくなる案内用の斜面部が設けられていることを特徴とする。
これにより、案内部材をリール側に押し込むと、係合凸部がリールの案内用の斜面部に当接しながらリールの中心軸側に回転するので、案内部材をリール側に押し込むという簡単な操作だけで、案内部材を軸部材内へスムースに導くことができる。

なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。

本実施の形態１に係るリール受け渡し機構の構成を示す図である。 本実施の形態１に係る把持手段の詳細を示す図である。 リール受け渡し機構の要部斜視図である。 リールの受け渡し機構の動作（把持動作）を説明するための図である。 リールの受け渡し機構の動作（引抜き動作）を説明するための図である。 リールの持ち替え動作を説明するための図である。 本実施の形態２に係るケーブルビードの製造システムを示す図である。 リール旋回手段の構成を示す斜視図である。 リール旋回手段の動作を説明するための図である。 ワイヤーの巻き方を説明するための図である。 巻き回されたワイヤーの状態を示す図である。

以下、実施の形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また、実施の形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

実施の形態１．
図１〜図３は本実施の形態１を示す図で、図１はリール受け渡し機構を示す図、図２は把持手段の詳細を示す図、図３はリール受け渡し機構の要部斜視図である。
リール受け渡し機構１は、ワイヤー２が巻き付けられたリール１０と第１及び第２の把持手段２０Ｒ，２０Ｌとを備える。
以下、図１の一点鎖線で示すリール１０の軸線方向を左右方向、紙面に垂直な方向を前後方向、同図の上下方向を上下方向とし、リール１０の外側で、かつ、リール１０の右側に設置される把持手段２０Ｒを第１の把持手段、左側に設置される把持手段２０Ｌを第２の把持手段という。第１及び第２の把持手段２０Ｒ，２０Ｌは、同一構成で、リール１０の軸線の延長方向に互いに対向するように配置される。

リール１０は、リール本体１１と、軸部材１２と、カバー部材１３と、ワイヤーガイド１４と、ブレーキ機構１５とを備える。
リール本体１１は、ワイヤー２が巻き付けられる外側円筒部１１１と外側円筒部１１１の両側に設けられた一対のフランジ部１１２とを備えたワイヤー収納部１１ａと、軸部材１２に回転可能に取付けられる内側円筒部１１ｂと、ワイヤー収納部１１ａと内側円筒部１１ｂと連結する複数のスポーク１１ｃとを備える。
軸部材１２はリール１０の中心軸に設けられる円筒状の部材で、第１の把持手段２０Ｒ側の上,下と第２の把持手段２０Ｌ側の上,下とには係合凹部としての上面視四角形の貫通孔１２ｈがそれぞれ形成されている。また、軸部材１２の両端側には、端部側では径が大きく中央部に向かうにしたがって径が小さくなる案内用の斜面部１２ｋが形成されている。
なお、係合凹部としては、必ずしも貫通孔である必要はなく、穴部であってもよい。
また、貫通孔１２ｈもしくは前記穴部の形状は四角形に限るものではなく、係合部材２２Ｐ，２２Ｑの後述する係合凹部形状に合わせて適宜決定すればよい。
カバー部材１３は、軸部材１２の一方の端部に取付けられる中空円板状のカバーフランジ１３ａと、カバーフランジ１３ａの径方向外側に取付けられてワイヤー収納部１１ａの径方向外側を覆う円弧状のリールカバー１３ｂとを備える。

ワイヤーガイド１４は、ワイヤー収納部１１ａから引き出されたワイヤー２をリール１０の外部に案内するための案内孔１４ｈが設けられた板状の部材で、リールカバー１３ｂの内周側に取付けられる。本例では、ワイヤー２が通過する案内孔１４ｈの周囲に３個のベアリング１４ｊを正三角形状に配置することで、ワイヤー２の位置決めを精度良く行うようにしている。
ブレーキ機構１５は、軸部材１２の一方の端部側に設けられたブレーキディスク１５ａと押し付け手段１５ｂとを備える。
ブレーキディスク１５ａは、リール本体１１の内側円筒部１１ｂの軸方向端部側に対向するように軸部材１２に取り付けられて、押し付け手段１５ｂにより内側円筒部１１ｂに押し付けられることで、ワイヤー２のテンションを付与する。
押し付け手段１５ｂとしては、例えば、ボールプランジャ１５１とリニアアクチュエータ１５２とにより構成することができる。具体的には、ブレーキディスク１５ａにボールプランジャ１５１のボールを収納する穴部を設けるとともに、カバー部材１３にリニアアクチュエータ１５２を取付け、このリニアアクチュエータ１５２のロッドの先端にボールプランジャ１５１を上下動可能に取り付ける。ブレーキをかけない状態では、ボールプランジャ１５１は伸長した状態にあり、ボールはブレーキディスク１５ａの穴部に収納されている。リール本体１１にブレーキをかけるときには、ボールプランジャ１５１を、リニアアクチュエータ１５２を用いて同図の下側に移動させる。これにより、ボールプランジャ１５１のボールが穴部から出るので、ボールに連結されたバネがボールをブレーキディスク１５ａ側に付勢し、リール本体１１にブレーキディスク１５ａが押し付けられる。したがって、リール１０から引き出されるワイヤー２にテンションを加えることができる。なお、ボールプランジャ１５１を左右方向に移動させる機構を追加して、ワイヤー２に加えるテンションの大きさを段階的に調整してもよい。

第１及び第２の把持手段２０Ｒ，２０Ｌは、それぞれ、案内部材２１と、一対の係合部材２２Ｐ，２２Ｑと、バネ部材２３と、回転手段２４と、取付板２５と、移動手段２６とを備える。
案内部材２１は、内部に係合部材２２Ｐ，２２Ｑと回転手段２４とを収納する先端側が肉厚な中空円筒状の部材で、リール１０側の上下には後述する係合凸部２２ｂを案内部材２１の外側に突出させるための孔２１ｈが設けられ、リール１０とは反対側の端部には取付フランジ２１ｐが設けられている。案内部材２１は、取付フランジ２１ｐを介して、取付板２５に固定されている。
係合部材２２Ｐは、図４、５に示すように、紙面に垂直な方向である前後方向からみた時の形状がくの字状の回転片２２ａと、回転片２２ａのリール１０側である先端側から上側に突出するように設けられた係合凸部２２ｂと、ピン状の支持軸２２ｃとを備える。
回転片２２ａは、リール１０側に位置する前アーム２２１とリール側１０とは反対側に位置し前記前アームの延長方向と交差する方向に延長する後アーム２２２と、前アーム２２１と後アーム２２２の下側に形成された案内溝２２３と、前アーム２２１の下側に形成されてバネ部材２３の一端を収納して固定するバネ取付穴２２４とを備え、前アーム２２１と後アーム２２２との連結部である当該回転片２２ａの屈曲部において、支持軸２２ｃに回転自在に取付けられる。
係合凸部２２ｂはブロック状の部材で、リール１０側には突出高さがリール１０側で小さくなる斜面部２２ｋが形成されている。
支持軸２２ｃは、案内部材２１の内壁側にて、案内部材２１に固定される。
係合部材２２Ｑは係合部材２２Ｐと同一構成で、係合部材２２Ｐと、案内部材２１の軸線を通り図１の紙面に垂直な面に対して対称に取付けられる。すなわち、係合部材２２Ｑは、バネ取付穴２２４が上側に開口し、係合凸部２２ｂが下側に突出するように案内部材２１の内側に設けられる。
また、一対の係合部材２２Ｐ，２２Ｑはバネ部材２３により連結されている。このバネ部材２３は自然長から圧縮された状態で係合部材２２Ｐ，２２Ｑに取付けられる。これにより、係合部材２２Ｐ，２２Ｑの先端部は係合部材２２Ｐ，２２Ｑの中心から前記中心とは反対方向に付勢される。具体的には、係合部材２２Ｐ，２２Ｑは、常に、前アーム２２１同士が支持軸２２ｃの周りに互いに逆方向に回転して離れる方向に付勢されている状態となる。

回転手段２４は、シリンダ装置であるエアシリンダ２４ａと、エアシリンダ２４ａのシリンダロッド２４２の先端に取付けられた支持ブロック２４ｂと、この支持ブロック２４ｂのリール１０側に設けられた当接部材としての一対のカムフォロア２４ｃとを備える。
エアシリンダ２４ａのシリンダ本体２４１は、案内部材２１が取付けられる取付板２５の裏面側（リール１０とは反対側）に固定される円筒状のシリンダ収納部材２４ｄの内部に収納・固定される。
カムフォロア２４ｃは、それぞれの外輪部が係合部材２２Ｐの回転片２２ａに形成された案内溝２２３と係合部材２２Ｑの回転片２２ａに形成された案内溝２２３とにそれぞれ当接して、回転片２２ａの回転角度を規制する。
具体的には、シリンダロッド２４２が伸長して、カムフォロア２４ｃが回転片２２ａの屈曲部の案内溝２２３に位置しているときには、前アーム２２１の延長方向が案内部材２１の軸線方向と一致する。すなわち、係合部材２２Ｐの回転片２２ａの前アーム２２１と係合部材２２Ｑの回転片２２ａの前アーム２２１とがともに水平な状態にある。この状態では、係合部材２２Ｐの回転片２２ａの前アーム２２１と係合部材２２Ｑの回転片２２ａの前アーム２２１とがリール１０側において最も離れた状態になる。
以下、この状態を「開状態」という。
一方、シリンダロッド２４２が縮小して、カムフォロア２４ｃが案内溝２２３の後アーム２２２側に位置しているときには、回転片２２ａの前アーム２２１が案内部材２１の中心方向へ傾いた状態となる。カムフォロア２４ｃが案内溝２２３の後端部に位置したときには、前アーム２２１の傾きが最大で、係合部材２２Ｐの回転片２２ａと係合部材２２Ｑの回転片２２ａとがリール１０側においてほぼ当接する。
以下、この状態を「閉状態」という。

移動手段２６は、固定台２６ａと、取付板２５を固定して固定台２６ａ上を移動する移動台２６ｂと、固定台２６ａと移動台２６ｂをリール１０の軸線方向に沿って移動させる移動機構とを備える。
本例では、移動機構としては、例えば、固定台２６ａ上に設置されてリール１０の軸線方向である左右方向に延長するガイドレール２６１と、移動台２６ｂに設けられてガイドレール２６１に沿ってスライドするガイド部材２６２と、ガイド部材２６２をスライドさせる周知のスライド機構２６３を用いた。スライド機構２６３としては、ボールネジを用いたものや、ラックピニオン機構などの周知のスライド機構を用いることができる。ボールネジを用いた場合には、ボールネジの雄ネジ２６３ａの一端を固定台２６ａのリール１０側に取付けた固定板２６３ｂに固定し、他端を固定台２６ａのリール１０側とは反対側に設置したモータ２６３ｃに取付けるとともに、図示しない雌ネジをガイド部材２６２に固定する構成とすればよい。

次に、リール受け渡し機構１の把持動作と把持解除動作について説明する。
なお、図１に示すように、リール１０は、リール１０の軸方向左側に設置された第２の把持手段２０Ｌにより把持され、リール１０の軸方向右側に設置された第１の把持手段２０Ｒは、リール１０から離れた位置に待機しているものとする。
この状態においては、図２に示すように、第１の把持手段２０Ｒの係合部材２２Ｐ，２２Ｑは「開状態」にある。すなわち、シリンダロッド２４２は伸長した状態にあり、カムフォロア２４ｃは案内溝２２３の前アーム２２１側に位置している。なお、バネ部材２３は、係合部材２２Ｐ，２２Ｑの前アーム２２１同士を更に開く方向に付勢しているが、前アーム２２１は、案内部材２１の内壁に当接しているので、係合部材２２Ｐの回転片２２ａと係合部材２２Ｑの回転片２２ａとがともに水平な状態よりも開くことはない。
以下、リール１０を、当該リール１０の軸方向右側に設置された第１の把持手段２０Ｒで把持する動作について、図４を参照して説明する。なお、前述したように、係合部材２２Ｑは、係合部材２２Ｐと同一構成であり、同図の一点鎖線で示す案内部材２１の軸線に対して係合部材２２Ｐと線対称に配置されているので、係合部材２２Ｑは係合部材２２Ｐと回転方向が逆であることを除けば、係合部材２２Ｐと同様の動きをする。
なお、リール１０の把持動作においては、シリンダロッド２４２は伸長した状態のままであり、カムフォロア２４ｃは案内溝２２３の前アーム２２１側から移動しない。

移動機構２６ｃのモータ２６３ｃを回転させて移動台２６ｂをリール１０側に移動させると、図４（ａ）に示すように、第１の把持手段２０Ｒの案内部材２１はリール１０側に接近し、案内部材２１の外周側に突出している係合部材２２Ｐ，２２Ｑの係合凸部２２ｂに設けられた斜面部２２ｋがリール１０の軸部材１２の右側の端部に当接する。
案内部材２１をリール１０側に更に接近させると、図４（ｂ）に示すように、係合部材２２Ｐの係合凸部２２ｂは、斜面部２２ｋが当接している軸部材１２の端に形成された案内用の斜面部１２ｋから斜め下方向の力を受けるので、係合部材２２Ｐの回転片２２ａは、支持軸２２ｃの周りに、同図の一点鎖線で示す案内部材２１の軸線方向に回転する。同様に、係合部材２２Ｑの回転片２２ａも案内部材２１の軸線方向に回転する。
このとき、案内部材２１は、図示しない移動台２６ｂの移動によりリール１０側に押し出されるので、図４（ｃ）に示すように、係合部材２２Ｐ，２２Ｑの回転片２２ａは、係合凸部２２ｂの斜面部２２ｋを案内用の斜面部１２ｋに当接させた状態で、案内部材２１の軸線方向に回転しながら軸部材１２の内部に押し込まれる。

案内部材２１をリール１０側に更に接近させると、図４（ｄ）に示すように、係合凸部２２ｂの先端は軸部材１２の内壁に当接する。そして、係合部材２２Ｐ，２２Ｑは、係合凸部２２ｂの先端が軸部材１２の内壁に当接した状態で、軸部材１２の内部に更に押し込まれる。この状態は、係合部材２２Ｐ，２２Ｑの前アーム２２１の傾きが最大で、係合部材２２Ｐの回転片２２ａと係合部材２２Ｑの回転片２２ａとがリール１０側においてほぼ当接する「閉状態」に相当する。
なお、係合部材２２Ｐ，２２Ｑの回転片２２ａが案内部材２１の軸線方向に回転を始めると、係合部材２２Ｐと係合部材２２Ｑとを連結するバネ部材２３は圧縮されるので、係合部材２２Ｐ，２２Ｑは、バネ部材２３から前アーム２２１同士が開く方向の力（反発力）を受けながら、軸部材１２の内部に押し込まれる。
その後、図４（ｅ）に示すように、係合凸部２２ｂが軸部材１２の内壁の右側に設けられた貫通孔１２ｈまで達すると、バネ部材２３からの反発力により回転片２２ａは案内部材２１の軸線方向とは逆方向に回転するので、係合凸部２２ｂは貫通孔１２ｈの内部へ進入する。
図４（ｆ）に示すように、案内部材２１を軸部材１２の内部に更に押し込むと、係合部材２２Ｐの係合凸部２２ｂは軸部材１２の上側の貫通孔１２ｈに係合し、係合部材２２Ｑの係合凸部２２ｂは軸部材１２の下側の貫通孔１２ｈに係合する。
これにより、リール１０の軸部材１２を、右側の把持手段である第１の把持手段２０Ｒにより把持することができる。
このように、本実施の形態１のリール受け渡し機構１では、案内部材２１が軸部材１２の内部に挿入されているだけでなく、係合部材２２Ｐ，２２Ｑの係合凸部２２ｂが軸部材１２の上下の貫通孔１２ｈにそれぞれ係合するので、リール１０を強固に把持することができる。したがって、リール１０を移動させたり固定したりする際のリール抜けやリールの回転を確実に防止することができる。

係合部材２２Ｐ，２２Ｑと軸部材１２との係合を解除するには、図５（ａ）に示すように、エアシリンダ２４ａのシリンダロッド２４２を縮小させて、支持ブロック２４ｂを後退（リール１０とは反対側に移動）させる。これにより、支持ブロック２４ｂのリール１０側に設けられたカムフォロア２４ｃは、係合部材２２Ｐ，２２Ｑの回転片２２ａの後ろアーム２２２それぞれに形成された案内溝２２３に当接しながらリール１０とは反対側に移動する。これにより、係合部材２２Ｐ，２２Ｑの回転片２２ａは、当該回転片２２ａを案内部材２１の軸方向とは反対側に回転させるトルクを受けるので、図５（ｂ）に示すように、係合部材２２Ｐの係合凸部２２ｂと軸部材１２の上側の貫通孔１２ｈとの係合が解除される。
係合の解除後には、シリンダロッド２４２を縮小させたまま、図示しない移動機構のモータ２６３ｃを逆回転させて移動台２６ｂをリール１０側とは反対側に移動させる。第１及び第２の把持手段２０Ｌの係合部材２２Ｐ，２２Ｑは、図５（ｃ）に示すように、把持動作とは逆の動きをしながら、軸部材１２から引き抜いて軸部材１２の外部へと移動させる。なお、案内溝２２３の少なくともリール１０とは反対側に、カムフォロア２４ｃが案内溝２２３から逸脱しないための図示しない規制部を設けて、シリンダロッド２４２を更に縮小させて係合部材２２Ｐ，２２Ｑを引き抜くようにしてもよい。
また、引き抜き後には、エアシリンダ２４ａの図示しないシリンダロッド２４２を再び伸長させて、支持ブロック２４ｂを前進させ、カムフォロア２４ｃを元の位置である回転片２２ａの前アーム２２１側まで戻しておくことが好ましい。

次に、リール受け渡し機構１を用いたリール１０の持ち替え動作について、図６の模式図を参照して説明する。
図６（ａ）に示すように、リール１０が、リール１０の軸方向左側に設置された第２の把持手段２０Ｌにより把持され、リール１０の軸方向右側に設置された第１の把持手段２０Ｒは、リール１０から離れた位置に待機している状態を初期状態とする。
図６（ｂ）に示すように、第１の把持手段２０Ｒがリール１０の右側に接近すると、図６（ｃ）に示すように、第２の把持手段２０Ｌは、係合部材２２Ｐ，２２Ｑの係合凸部２２ｂとリール１０の軸部材１２に設けられた貫通孔１２ｈとの係合を解除するとともに、図６（ｄ）に示すように、第２の把持手段２０Ｌの引抜きを開始する。このとき、第１の把持手段２０Ｒの係合凸部２２ｂが軸部材１２の内壁に到達するまでは、第２の把持手段２０Ｌの係合凸部２２ｂは軸部材１２の内壁に当接している状態を維持している。
そして、図６（ｅ）に示すように、第１の把持手段２０Ｒの係合部材２２Ｐ，２２Ｑの係合凸部２２ｂが軸部材１２の上下の貫通孔１２ｈに係合した段階で、第２の把持手段２０Ｌを軸部材１２から引き抜く。これにより、図６（ｆ）に示すように、第２の把持手段２０Ｌから第１の把持手段２０Ｒへのリール１０の持ち替えが完了する。
第１の把持手段２０Ｒから第２の把持手段２０Ｌへのリール１０の持ち替えも、図６（ｆ）〜（ｊ）に示すように、図６（ａ）〜（ｅ）の動作と同様で、これにより、図６（ａ）に示すように、第１の把持手段２０Ｒで把持していたリール１０を第２の把持手段２０Ｌにより持ち替えることができる。

なお、第２の把持手段２０Ｌの係合部材２２Ｐ，２２Ｑと軸部材１２との係合を解除するタイミングとしては、図４（ｆ）に示すように、第１の把持手段２０Ｒの係合部材２２Ｐ，２２Ｑの係合凸部２２ｂを軸部材１２の上下の貫通孔１２ｈに係合させてから行ってもよいが、図４（ｄ）に示した、係合部材２２Ｐ，２２Ｑの係合凸部２２ｂが軸部材１２の内壁に到達した段階でも、リール１０は十分把持できているので、前記のように、第１の把持手段２０Ｒの案内部材２１がリール１０側に接近した時に、第２の把持手段２０Ｌの係合凸部２２ｂと貫通孔１２ｈとの係合を解除し、第１の把持手段２０Ｒの係合凸部２２ｂが軸部材１２の内壁に到達した段階で第２の把持手段２０Ｌを軸部材から引き抜くようにした方が、持ち替え時間を短縮できるので好ましい。

なお、前記実施の形態１では、リール本体１１とカバー部材１３とを備えたリール１０を用いたが、カバー部材１３のないリールなど、他の構成のリールを用いてもよい。
但し、いずれの場合にも、本実施の形態１の軸部材１２に相当する部材には、係合部材２２Ｐ，２２Ｑの係合凸部２２ｂに係合する係合凹部を設ける必要がある。
また、前記例では、係合部材２２Ｐ，２２Ｑが一対（２個）の場合について説明したが、係合部材の数は３個以上あってもよい。この場合も、各係合部材を案内部材２１の軸線に対して対称に配置するとともに、各係合部材の先端部を複数の係合部材の中心から中心とは反対方向に付勢する構成とすることが好ましい。
また、前記例では、係合凹部としての貫通孔１２ｈを軸部材の上下にそれぞれ設けたが、左右に設けてもよい。要は、一つの係合部材２２Ｐ，２２Ｑに対応する係合凹部が、軸部材１２の中心に対して対称に設けられていればよい。
また、前記例では、回転片２２ａの後アーム２２２を回転させるための当接部材としてカムフォロア２４ｃを用いたが、当接部材はこれに限るものではなく、ピン部材やローラなど、後アーム２２２の内側に当接して後アーム２２２を回転させる部材であればよい。
また、回転片２２ａを回転させる手段として、後アーム２２２にアクチュエータを取付けて後アーム２２２に上下方向の力を加えて回転させたり、回転片２２ａを支持軸２２ｃに固定し、支持軸をモータ等により回転させるなど、他の回転手段を用いてもよい。

また、前記例では、係合部材２２Ｐ，２２Ｑの前アーム２２１同士をバネ部材２３により連結したが、バネ部材２３を省略してもよい。但し、この場合には、回転片２２ａを回転させて係合凸部２２ｂを軸部材１２の貫通孔１２ｋに係合させる際に、図４（ｄ）の状態から、シリンダロッド２４２を伸長させてカムフォロア２４ｃを前進させることで、前アーム２２１を回転させるようにすればよい。但し、この方法では、シリンダロッド２４２の伸縮範囲が大きくなるので、本例のようにバネ部材２３を用いる方がシリンダロッド２４２の伸縮範囲を小さくできるので、好ましい。

実施の形態２．
図７は、本発明によるリール受け渡し機構１を備えたケーブルビードの製造システム３を示す図である。
ケーブルビードの製造システム３は、リール１０と、リール旋回手段３０と、コア移動手段４０と、コア移動手段４０による円環状のコア（以下、コアという）４の回転及び移動とリール旋回手段３０によるリール１０の旋回動作とを制御する図示しない制御手段とを備え、ワイヤー２が巻き付けられたリール１０をコア４の内外に旋回させてリール１０から引き出されたワイヤー２をコア４の外周に螺旋状に巻き付ける。
リール１０は、前記実施の形態１のリール１０と同一構成である。
また、本例では、リール旋回手段３０に設けられた後述する把持手段３６として、前記実施の形態１の第１及び第２の把持手段２０Ｒ，２０Ｌと同一構成のものを用いた。

リール旋回手段３０は基台３１と、第１及び第２の腕部３２Ｒ，３２Ｌとを備え、リール１０を把持して旋回させる。
コア移動手段４０は駆動ロール４１と、押さえロール４２と、補助ロール４３と、駆動装置４４と、コアスライド手段４５と、設置台４６とを備える。駆動ロール４１と押さえロール４２と補助ロール４３と駆動装置４４とによりコア回転手段を構成する。なお、符号４７は設置台４６の脚部である。
本例では、駆動ロール４１と補助ロール４３とを水平面内に配置し、この駆動ロール４１と補助ロール４３とによりコア４を立てた状態、すなわち、コア４の輪の作る面であるコア面が鉛直面内にあるように、コア４を下側から支持する。押さえロール４２はコア４を上側から押さえるように、コア４の上側に設置される。

図８は、リール旋回手段３０の構成を示す斜視図である。以下、リール旋回手段３０のコア移動手段４０側を前側とし、リール旋回手段３０側から見たときのコア４の輪の右側を右側、左側を左側とする。
リール旋回手段３０の第１の腕部３２Ｒは、固定部である基台３１の右側に取り付けられ、基台３１の左側には第２の腕部３２Ｌが取付けられる。すなわち、コア４の右側には第１の腕部３２Ｒが左側には第２の腕部３２Ｌが配置される。なお、第１の腕部３２Ｒと第２の腕部３２Ｌとを別々の基台に取付けてもよい。
第１及び第２の腕部２２Ｒ，３２Ｌは、それぞれ、基台３１に対して回転可能に連結された第１の可動部材３３と、第１の可動部材３３に対して回転可能に連結された第２の可動部材３４と、第２の可動部材３４に対して回転可能に連結された第３の可動部材３５と、第３の可動部材３５における第２の可動部材３４とは反対側に設けられてリール１０を把持する把持手段３６とを備える。

第１の可動部材３３の一端は、水平回転機構３７ａと垂直回転機構３７ａ’とを介して基台３１に取付けられている。水平回転機構３７ａは第１の可動部材３３を基台３１に対して水平面内（垂直回転機構３７ａ’を作動させた状態では、基台３１と第１の可動部材３３との作る面内）で回転させ、垂直回転機構３７ａ’は第１の可動部材３３を基台３１に対して鉛直面内で回転させるものである。これら水平及び垂直回転機構３７ａ，３７ａ’としては、ステッピングモータやＡＣサーボモータなどを用いることができる。このとき、モータ本体を基台３１に取付け、モータの出力軸を第１の可動部材３３に取付けるなどしてモータを回転制御すれば、基台３１と第１の可動部材３３との成す角度を任意の角度に変更することができる。
第２の可動部材３４は第１の可動部材３３に水平回転機構３７ａ及び垂直回転機構３７ａ’と同様の水平回転機構３７ｂ及び垂直回転機構３７ｂ’とを介して取付けられている。また、第３の可動部材３５は第２の可動部材３４に水平回転機構３７ａ及び垂直回転機構３７ａ’と同様の水平回転機構３７ｃ及び垂直回転機構３７ｃ’とを介して取付けられている。
また、第３の可動部材３５には把持手段３６を第３の可動部材３５に対して鉛直面内で回転させるための把持手段回転機構３７ｄを備える。

したがって、水平回転機構３７ａと垂直回転機構３７ａ’とにより基台３１の延長方向と第１の可動部材３３の延長方向との成す角度（水平角と仰角と）を変更し、水平回転機構３７ｂと垂直回転機構３７ｂ’とにより第１の可動部材３３の延長方向と第２の可動部材３４との延長方向との成す角度を変更し、水平回転機構３７ｃと垂直回転機構３７ｃ’とにより第２の可動部材３４の延長方向と第３の可動部材３５との成す角度を変更することにより、図９に示すように、第１の腕部３２Ｒの第３の可動部材３５の把持手段３６により把持されるリール１０、もしくは、第２の腕部３２Ｌの第３の可動部材３５の把持手段３６により把持されるリール１０を任意の平面内で旋回運動させることができる。
また、把持手段回転機構３７ｄにより、リール１０を把持する角度を変更することができる。すなわち、リール１０を鉛直面に対して傾けて把持することができる。
把持手段３６は、前述したように、前記実施の形態１の第１及び第２の把持手段２０Ｒ，２０Ｌと同じ構成で、図１〜図３に示すように、それぞれ、案内部材２１と、一対の係合部材２２Ｐ，２２Ｑと、バネ部材２３と、回転手段２４と、取付板２５と、移動手段２６とを備える。把持手段３６の構成の詳細と動作は、前記実施の形態１の第１及び第２の把持手段２０Ｒ，２０Ｌと同一であるので、説明を省略する。

コア回転手段を構成する駆動ロール４１、押さえロール４２、補助ロール４３、及び、駆動装置４４は、図７に示すように、コアスライド手段４５を構成するガイドレール４５１に沿ってスライドするガイド部材４５２上に設置される。詳細には、ガイド部材４５２のリール旋回手段３０側に補助ロール４３が設置され、リール旋回手段３０とは反対側に駆動ロール４１と駆動装置４４とが設置される。
駆動装置４４は、例えば、変速機付きのモータから構成される。このモータの出力軸と駆動ロール４１の回転軸とを、例えば、伝動ベルト４４ｂにより連結して駆動ロール４１を回転させることで、コア４を周方向に回転させることができる。
押さえロール４２は、駆動装置４４のリール旋回手段３０側に立設された押さえロール設置台４５２ｋに設置される。押さえロール設置台４５２ｋは垂直片４５２ｐと、この垂直片４５２ｐのコア４側の側面に設けられた昇降手段４５２ｑと、昇降手段４５２ｑに取付けられてコア４側に突出する水平片４５２ｒとを備えており、この水平片４５２ｒのコア４側の端部に押さえロール４２が取り付けられる。
駆動ロール４１と補助ロール４３との間隔はコア４の直径よりも狭く設置されている。
本例では、駆動ロール４１、押さえロール４２、及び、補助ロール４３としてＶ型ロールを用いるとともに、押さえロール４２を前記のように上下動可能とすることで、図７の細い一点鎖線で示す、径の異なるコア４Ｌを搭載することができるようにしている。
コアスライド手段４５は、設置台４６上に設置され水平面内においてコア４の軸線方向と垂直な方向に延長するガイドレール４５１と、ガイドレール４５１に沿ってスライドするガイド部材４５２と、ガイド部材４５２をスライドさせるスライド機構４５３とを備える。スライド機構としては、ボールネジを用いたものや、ラックピニオン機構などの周知のスライド機構を用いることができる。ボールネジを用いた場合には、ボールネジの雄ネジ４５３ａの一端を設置台４６のリール旋回手段３０側に取付けた固定板４５３ｂに固定し、他端を設置台４６のリール旋回手段３０側とは反対側に設置したモータ４５３ｃに取付けるとともに、図示しない雌ネジをガイド部材４５２に固定する構成とすればよい。

次に、ケーブルビードの製造方法について説明する。
ケーブルビードは例えばＳ巻のワイヤー層とＺ巻のワイヤー層を交互に積層して形成される。以下、Ｓ巻の場合の巻き付け動作について説明する。
まず、コア４を駆動ロール４１と補助ロール４３との上に搭載した後、押さえロール４２を下降させて、コア４の上部に当接させることでコア４を３つのロール４１〜４３により鉛直面内に平行になるように保持する。
次に、リール旋回手段３０のコア４の左側に位置する第２の腕部３２Ｌの把持手段３６を、リール１０の軸部材１２の内部に挿入する。これにより、把持手段３６の係合部材２２Ｐ，２２Ｑの回転片２２ａはリール１０の軸線方向に回転しながら軸部材１２の内部に押し込まれる。係合部材２２Ｐ，２２Ｑは、係合凸部２２ｂの先端が軸部材１２の内壁に当接した状態で軸部材１２の内部に進入し、係合凸部２２ｂが貫通孔１２ｈの位置に達した段階で、係合凸部２２ｂと貫通孔１２ｈとが係合する。なお、以上の動作の詳細は、左右が逆なだけで、図４（ａ）〜（ｆ）に示した第１の把持手段２０Ｒの把持動作と同じである。
これにより、リール１０は、図１０（ａ）に示すように、コア４の左側において、リール旋回手段３０の第２の腕部３２Ｌで把持される。詳細には、リール１０は、第２の腕部３２Ｌにより、コア４の左側で、かつ、コア４の輪を含むコア４の軸方向に延長する円筒の内側（以下、コアの内側という）の所定の位置に、コア４が延在する側と反対側であるリール１０の左側から把持される。前記リール１０の旋回動作の出発点となる所定の位置ではリール１０がコア４の最も内側に位置するので、この位置を以下、リールの最内側という。なお、リール１０は軸線方向がコア４の軸線方向と同じ左右方向となるように第２の腕部３２Ｌに把持される。

次に、第２の腕部３２Ｌの各回転機構３７ａ〜３７ｃを用いて第１の可動部材３３、第２の可動部材３４、及び、第３の可動部材３５の延長方向を変更して第２の腕部３２Ｌを縮めるようにすることで、図１０（ｂ）に示すように、リール１０をコア４の左側にて旋回させてコア４の内側から外側に移動させる。
ワイヤー２はコア４の巻き付け部に固定されているのでリール１０からワイヤー２が引き出される。このとき、コアスライド手段４５のスライド機構４５３を稼働させてガイド部材４５２を前方に移動させることでコア４をリール旋回手段３０とは反対側、すなわち、リール１０から遠ざかる方向に移動させるようにすれば、リール１０のコア４に対する相対的な移動速度が速くなるので、ワイヤー２の引き出し速度が速くなる。
本例では、リール１０に引き出されるワイヤー２の幅方向の位置を規制するワイヤーガイド１４を設けてワイヤー２の引き出し位置を安定させるようにするとともに、リール１０に設けられたブレーキ機構１５により最適なテンションが加えられた状態でワイヤー２をリール１０から引き出すようにしている。

リール１０が旋回してコア４の左外側に到達した段階で、リール１０を把持する側を変更する。
具体的には、右側に位置する第１の腕部３２Ｒの把持手段３６を、リール１０の軸部材１２の内部に挿入し、係合凸部２２ｂと貫通孔１２ｈとを係合させるとともに、左側に位置する第２の腕部３２Ｌの把持手段３６の係合部材２２Ｐ，２２Ｑの係合凸部２２ｂと貫通孔１２ｈとの係合を解除して第２の腕部３２Ｌの把持手段３６をリール１０の軸部材１２から引き抜く。なお、係合解除の動作の詳細は、左右が逆なだけで、図５（ａ）〜（ｃ）に示した第１の把持手段２０Ｒの係合解除動作と同じである。
これにより、図１０（ｃ）に示すように、リール１０を左から右に持ち替えることができる。この持ち替え位置ではリール１０がコア４の外側の最も離れた位置に位置するので、この位置を以下、リールの最外側という。
次に、第１の腕部３２Ｒの各回転機構３７ａ〜３７ｃを用いて第１の可動部材３３、第２の可動部材３４、及び、第３の可動部材３５の延長方向を変更して第１の腕部３２Ｒを延ばすようにする。これにより、図１０（ｄ）に示すように、リール１０をコア４の右側にて旋回させてコア４の外側から内側に移動させるとともに、駆動装置４４を稼働させて駆動ロール４１を回転させることでコア４を周方向に回転させる。これにより、ワイヤー２はコア４の左側から右側に移動するので、ワイヤー２をコア４の外周に巻き付けることができる。
このとき、コアスライド手段４５のスライド機構４５３を稼働させてガイド部材４５２をリール旋回手段３０側、すなわち、リール１０に近づく方向（前回とは逆に、リールの最内側位置から最外側位置方向）に移動させるようにすれば、リール１０のコア４に対する相対速度が速くなるので、ワイヤー２の巻き付け速度が速くなる。

次に、リール１０が旋回してコア４の右側の最内位置に到達した段階で、リール１０を把持する側を変更する。リール１０を把持する側を変更する動作については、前述した通りである。把持する側が右側から左側に変更された段階でリール１０は初期位置に戻るとともに、コア４の外周にはワイヤー２が一巻きされる。
このような操作を繰り返してコア４にリールを巻き付けていくことで、図１１に示すように、ワイヤー２をコア４の外周に螺旋状に巻き付けることができる。
なお、Ｚ巻の巻き付けの場合は、始めに第１の腕部３２Ｒでリール１０を把持し、ワイヤー２をコア４の右側に引き出すようにすればよい。
このように、ワイヤー２が巻き付けられたリール１０をコア４における一方の側と他方の側において交互に把持しながらコア４の内外を一方向に旋回動作させ、コア４をリール１０の旋回動作に連動して周方向に回転させることにより、ワイヤー２をコア４の外周に螺旋状に巻き付けるようにすれば、リール１０の旋回運動の軌跡が自由であるので、一つの装置で様々なサイズのケーブルビードを製造することができる。
また、本例のケーブルビードの製造システムでは、リール受け渡し機構１を採用しているので、リール１０を第１の腕部３２Ｒと第２の腕部３２Ｌとの間で容易にかつ高速に受け渡すことができるとともに、把持手段３６により、リール１０を強固に把持することができるので、リール１０の移動時におけるリール抜けやリールの回転を確実に防止することができる。

なお、リール１０の旋回運動は円運動に限るものではなく、左右が円弧状の旋回運動であってもよい。本例では、把持手段３６を第３の可動部材３５に回転可能に取付けてあるので、リール１０の受け渡し時において、リール１０の軸線方向がコア４の軸線方向と平行になるようにリール１０を把持できる。したがって、リール１０の旋回運動の形態によらず、リール１０の受け渡しを容易にかつ確実に行うことができる。
また、前記実施の形態２は、水平回転機構３７ａ〜３７ｃを用いてリール１０を水平面内で回転させた場合について説明したが、水平回転機構３７ａ〜３７ｃに加えて垂直回転機構３７ａ’〜３７ｃ’及び把持手段回転機構３７ｄを用いれば、リール１０を水平面に対して傾いた面内で回転させることができる。これにより、コア４を径の異なるコアに変更した場合でも、コアに容易にワイヤー２を巻き付けることができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。

１ リール受け渡し機構、２ ワイヤー、
３ ケーブルビードの製造システム、４ 円環状のコア、
２０Ｒ，２０Ｌ 把持手段、２１ 案内部材、２１ｈ 孔、２１ｐ 取付フランジ、
２２Ｐ，２２Ｑ 係合部材、２２ａ 回転片、２２ｂ 係合凸部、２２ｃ 支持軸、
２２ｋ 斜面部、２２１ 前アーム、２２２ 後アーム、２２３ 案内溝、
２２４ バネ取付穴、２３ バネ部材、２４ 回転手段、２４ａ エアシリンダ、
２４ｂ 支持ブロック、２４ｃ カムフォロア、２４ｄ シリンダ収納部材、
２４１ シリンダ本体、２４２ シリンダロッド、２５ 取付板、
２６ 移動手段、２６ａ 固定台、２６ｂ 移動台。

Claims (3)

1. ワイヤーが巻き付けられたリールと、前記リールを当該リールの軸方向の一方から把持する第１の把持手段と、他方の側から把持する第２の把持手段とを備え、前記第１及び第２の把持手段のうちの一方の把持手段により把持されたリールを他方の把持手段に受け渡すリール受け渡し機構であって、
   前記第１及び第２の把持手段は、
   前記リール側に位置する前アームと、前記リール側とは反対側に位置し前記前アームの延長方向と交差する方向に延長する後アームと、前記前アームと前記後アームとを連結する連結部とを備えた複数の係合部材と、
   前記複数の係合部材の前記前アームの先端部を、複数の係合部材間の中心から前記中心とは反対方向に付勢する付勢手段と、
   前記前アームの前記リール側に設けられた係合凸部と、
   前記連結部に設けられて前記係合部材を回転自在に支持する支持軸と、
   前記後アームに回転トルクを与える回転手段とを備え、
   前記リールは、
   当該リールの中心軸に設けられる円筒状の軸部材と、
   前記軸部材に回転可能に取付けられたリール本体と、
   前記軸部材の前記第１及び第２の把持手段側にそれぞれ形成されて当該軸部材の内周側で前記係合凸部と係合する係合凹部とを備え、
   前記回転手段は、
   シリンダ装置と、
   前記シリンダ装置のロッドの先端に取付けられて、前記係合部材の後アームの前記係合部材間の中心側にそれぞれ当接する当接部材としてのピン部材、ローラ、もしくは、カムフォロアとを備え、
   前記係合凸部と前記係合凹部との係合の解除、もしくは、前記係合凸部と前記係合凹部との係合及び係合の解除を行うことを特徴とするリール受け渡し機構。
2. 前記係合部材の前アーム同士が、前記前アーム同士が離れる方向に前記前アームを付勢するバネ部材により連結されていることを特徴とする請求項１に記載のリール受け渡し機構。
3. 前記係合凸部は、突出高さがリール側で小さな斜面部を有し、
   前記円筒状の軸部材の両端側には、端部側では径が大きく中央部に向かうにしたがって径が小さくなる案内用の斜面部が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリール受け渡し機構。

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