JP6457203B2 - 巻取装置 - Google Patents

Description

本発明は、線材を巻取ドラムに巻き取るための巻取装置に関する。

従来、長尺の線材を長手方向に移動させて一端側から順に巻取ドラムに巻き取る巻取装置が多数使用されている。例えば下記特許文献１では、長尺の線材の外周面に樹脂層を被覆して樹脂被覆線材を製造している。特許文献１において、この装置５０では、樹脂層を被覆して冷却した後、冷却槽７２の下流側におけるガイドロール７４から少し離れた位置で、線材５２を巻取機７６に巻き取っている。

特開２００４−２６８３６９号公報

しかしながら、長尺の線材を巻取ドラムに巻き取る際、長尺の線材に捻れが存在することが多い。この捻れは、線材の進行方向に対して右ネジ方向又は左ネジ方向の変形であり、その向きや程度が長手方向の各位置で変化して不均一なことが多く、捻れの発生原因や解消方法が不明なことが多い。
長尺の線材を捻れが存在した状態で巻取ドラムに巻き取ると、例えば巻取ドラムから線材を引き出して使用する際にも捻れが残留しており、捻れによる種々の弊害が生じることがあった。

そこで本発明では、線材の捻れを低減して巻取ドラムに巻き取ることができる巻取装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明は、線材を巻取ドラムに巻き取る巻取装置であって、巻取ドラムの上流に配置され、線材が外周面に接して回転する転動ローラと、転動ローラと線材とを相対変位させる変位機構と、を備え、転動ローラの外周面には、線材が転動ローラの回転軸に対して略直交方向に接する受け部と、受け部に向けて縮径したテーパ部と、が回転軸方向に隣接して設けられ、変位機構が線材を受け部に接する位置とテーパ部に接する位置とに相対変位可能となっており、上記線材の捻れの程度が予め設定された範囲より大きい状態で上記線材が上記転動ローラに供給される場合に、上記変位機構は、上記線材を上記テーパ部に接する位置に相対変位させ、上記変位機構が上記線材を上記テーパ部に接する位置に相対変位させた場合に、上記テーパ部は、上記線材を該テーパ部上に乗り上げさせ且つ前記乗り上げた上記線材を上記受け部側に転動させる。

この巻取装置には、受け部の回転軸方向両側に一対のテーパ部が設けられているのがよい。
変位機構は、転動ローラの上流側に配置されて転動ローラの外周面における線材の当接位置を回転軸方向に調整可能な位置決めガイドを備えていてもよい。
線材の外表面が樹脂からなる場合、転動ローラのテーパ部及び受け部が樹脂からなるのが好適である。

本発明によれば、受け部では線材が転動ローラの回転軸に対して略直交方向に接しているので、線材を長手方向に移動させても、その線材を軸周りに転動させない。一方、テーパ部では、外周面が受け部に向けて縮径するため、線材を長手方向に移動させると、その線材を受け部に向けて軸周りに転動させることができる。
そのため、線材の捻れに応じて、変位機構により転動ローラと線材とを相対変位させることで、線材を受け部に接する位置またはテーパ部に接する位置に配置しつつ線材を巻取ドラムに巻き取ることで、捻れに応じて線材を転動させることができ、線材の捻れを低減して巻取ドラムに巻き取ることができる。

本発明の実施形態における巻取装置の概略図である。 本発明の実施形態における転動ローラの断面図である。 （ａ）乃至（ｃ）は本発明の実施形態における転動ローラの動作を説明する図である。 本発明の実施形態におけるテーパ部を説明する拡大図である。

以下、本発明の実施形態について図を用いて詳細に説明する。
巻き取る対象の線材は、長手方向に対して右ネジ方向又は左ネジ方向捻れが生じる線材であり、外周面が転動可能な形状を有し、好ましくは断面形状が略円形のものである。材質は特に限定されないが、捻れ方向に弾性変形する線材であってもよい。
以下の実施形態では、金属等の弾性変形可能な芯線の周囲が樹脂層で被覆され、外周面が樹脂からなる樹脂被覆線を巻き取る例について説明する。

巻取装置１０は、図１及び図２に示すように、上流側から長手方向に沿って移動されてきた長尺の線材Ｗを、先端側から順次巻き取るための装置である。
この巻取装置１０は、線材Ｗを巻き取るための巻取ドラム１１と、巻取ドラム１１の上流に配置されて線材Ｗが外周面に接して回転する転動ローラ１３と、転動ローラ１３と線材Ｗとを相対変位させる変位機構１５と、を備えている。
転動ローラ１３より上流には、線材Ｗに各種の加工や処理等を施すための前工程の装置が種々設けられているが詳細な図示は省略している。また前工程の装置より下流で転動ローラ１３の上流には、線材Ｗを所定位置で移動させるガイドローラ１７が配置されている。

この巻取装置１０の転動ローラ１３は、図２に示すように、転動ローラ本体２５と、転動ローラ本体２５に固定された樹脂リング２７と、を備え、変位機構１５の軸体１９に支持されて回転軸Ｃ周りに回転自在に設けられている。この実施形態の転動ローラ１３は、樹脂リング２７の外周面に接する線材Ｗを線材Ｗの軸線と交差する方向に押圧しつつ回転するようになっている。なお転動ローラ本体２５には、線材Ｗが樹脂リング２７の外周面から外れないようにフランジ部２３が設けられている。

転動ローラ１３の外周面を構成する樹脂リング２７には、線材Ｗを回転軸Ｃに対して略直交方向に接して押圧する受け部３３と、受け部３３側に向けて縮径した傾斜面で線材Ｗを押圧するテーパ部３１と、が回転軸Ｃ方向に隣接して設けられている。
この実施形態では、受け部３３の回転軸Ｃに沿う方向の両側に隣接して一対のテーパ部３１が互いに逆勾配に設けられている。受け部３３は回転軸Ｃに沿って略平行な円柱状外周面により形成され、一対のテーパ部３１はそれぞれ受け部３３側に向けて縮径する傾斜面により全体が略一定の傾斜で形成されている。

転動ローラ１３の受け部３３の直径は、過剰に小さいと、転動ローラ１３を通過させることで線材Ｗに曲がり癖などの塑性変形が生じるため、線材Ｗが塑性変形しない範囲とするのが特に好適である。特に限定されるものではないが、受け部３３の直径を１００ｍｍ〜４００ｍｍとしてもよい。

テーパ部３１の回転軸Ｃに対する傾斜は、少なくともフランジ部２３よりも小さく、後述する変位機構１５の動作により線材Ｗがテーパ部３１上に乗り上げることができる範囲であると共に、テーパ部３１上に乗り上げた線材Ｗを転動させることが可能な範囲となっている。
この傾斜が過剰に小さいと、テーパ部３１により押圧しても線材Ｗが転動できない場合が生じる。一方、過剰に傾斜が大きいと、線材Ｗがテーパ部３１に線材Ｗが乗り上がり難くなり、テーパ部３１で線材Ｗを押圧できない場合が生じる。特に限定されるものではないが、回転軸Ｃに対する傾斜を１０度〜３０度としてもよい。

この巻取装置１０の変位機構１５は、転動ローラ１３を回転自在に支持する軸体１９と、軸体１９を回転軸Ｃに沿う方向に変位させる作動部３５と、転動ローラ１３の上流側に離間して配置され、転動ローラ１３の外周面における線材Ｗの当接位置を回転軸Ｃ方向に調整する位置決めガイド３７と、を備えている。
作動部３５は、軸体１９を変位させるものであれば、手動であっても、モータ等の駆動装置を用いたものであってもよい。例えば、上流から移動してきた線材Ｗの捻れ方向及び捻れ程度に応じて、転動ローラ１３の外周面における線材Ｗの位置を調整することができる。
この実施形態の位置決めガイド３７は、回転軸Ｃ方向に離間して配置された一対のピンからなり、軸体１９との相対位置を調整可能となっている。例えば、位置決めガイド３７を定位置に維持して転動ローラ１３を変位させて相対位値を調整することで、転動ローラ１３の外周面における線材Ｗの位置を調整可能となっている。

このような巻取装置１０を用いて線材Ｗを巻取ドラム１１に巻き取るには次のように行う。
上流側で線材Ｗを、芯線の周囲に樹脂層を被覆して冷却した状態で、巻取装置１０に先端側から順次供給する。すると図１及び図２に示すように、適度にテンションが負荷された線材Ｗが、ガイドローラ１７を経由して、位置決めガイド３７により所定位置に位置決めされて転動ローラ１３の外周面に供給される。線材は、転動ローラ１３により押圧されて捻れが低減された状態で巻取ドラム１１に送られ、巻取ドラム１１に先端側から順次巻き取られる。

捻れの程度が予め設定された範囲内の状態で、線材Ｗが転動ローラ１３に供給される場合、位置決めガイド３７と転動ローラ１３との相対位置を調整することで、図３（ａ）に示すように線材Ｗを受け部３３上に配置する。その状態のまま巻取ドラム１１に巻き取る。

捻れの程度が予め設定された範囲より大きい状態で、線材Ｗが転動ローラ１３に供給される場合には、変位機構１５を動作させて、位置決めガイド３７と転動ローラ１３との相対位置を変位させる。これにより図３（ｂ）に示すように、線材Ｗがテーパ部３１上に配置されて押圧される。

このとき、図４に示すように、テーパ部３１が回転軸Ｃに対して傾斜しているため、軸線Ｌに対して偏心した位置が回転軸Ｃと直交する方向に押圧され、線材Ｗが回転軸Ｃに対して斜めに押圧される。すると線材Ｗが軸線Ｌ周りに受け部３３側に転動し、捻れが低減又は解消され、線材はその状態で巻取ドラム１１に巻き取ることができる。
捻れの程度が大きい場合には、受け部３３からより離間したテーパ部３１の位置に線材Ｗを配置することで低減又は解消することができる。

また捻れ方向が逆の場合には、図３（ｃ）に示すように、逆勾配に傾斜したテーパ部３１の位置に線材Ｗを配置することで、同様に捻れが低減又は解消され、その状態で巻取ドラム１１に巻き付けることができる。そして、捻れを低減又は解消した状態で巻取ドラム１１に巻き取られた線材Ｗは、巻取ドラム１１から引き出して使用する際にも、捻れが低減又は解消した状態で使用することが可能である。

以上のような巻取装置１０によれば、受け部３３では線材Ｗが回転軸Ｃに対して略直交方向に接しているので、線材Ｗを長手方向に移動させても、線材Ｗを軸周りに転動させないで移動させることができる。一方、テーパ部３１では受け部３３側に向けて縮径しているので、線材Ｗを長手方向に移動させると、線材Ｗを受け部３３側に向けて転動させることができる。
そのため、線材Ｗの捻れに応じ、変位機構１５により転動ローラ１３を相対変位させることで、受け部３３に接する位置またはテーパ部３１に接する位置に線材Ｗを配置しつつ巻取ドラム１１に巻き取ると、捻れに応じて線材Ｗを転動させることができる。そのため線材Ｗの捻れ方向の変形、特に捻れ方向の弾性変形を低減又は解消して巻取ドラム１１に巻き取ることができる。
特に、この実施形態では、転動ローラ１３が線材Ｗを外周面で押圧しつつ回転するものであるため、テーパ部３１では線材Ｗを傾斜面で押圧でき、受け部３３では線材Ｗを回転軸Ｃに対して略直交方向に押圧できる。そのため、より確実に線材Ｗの捻れ方向の変形を低減又は解消することが可能である。

この巻取装置１０では、受け部３３の回転軸Ｃ方向の両側に一対のテーパ部３１が設けられ、一対のテーパ部３１がそれぞれ受け部３３側に向けて縮径しているので、各テーパ部３３と線材Ｗとの接する傾きが互いに反対方向となる。そのため、捻れが線材Ｗの進行方向に対して右ネジ方向の捻れであっても左ネジ方向の捻れであっても、テーパ部３１を選択することで緩和することができる。

この巻取装置１０では、変位機構１５が上流側に配置されて、転動ローラ１３の外周面における線材Ｗの当接位置を回転軸Ｃ方向に調整可能な位置決めガイド３７を備えている。そのため線材Ｗの捻れに対応して転動ローラ１３全体を変位させる必要がなく、位置決めガイド３７を変位させるだけで捻れを低減できるため、変位手段の構成を簡素化できる。

この巻取装置１０では、線材Ｗの外表面が樹脂からなり、転動ローラ１３のテーパ部３１及び受け部３３が樹脂からなるので、線材Ｗと転動ローラ１３との摩擦係数を大きくできる。そのため転動ローラ１３により捻れの低減効果を得やすい。

なお上記実施形態は、本発明の範囲内において適宜変更可能である。
例えば上記実施形態では、転動ローラ１３が回転自在に設けられて線材Ｗの移動により従動回転可能に構成したが、特に限定されるものではなく、転動ローラ１３が回転駆動されるものであってもよい。
上記実施形態では、受け部３３は、回転軸Ｃに沿って略平行な面により形成したが、溝状に形成することも可能であり、例えば一対のテーパ部３１を隣接させ、その間に形成される溝状部分を受け部３３とすることも可能である。
上記実施形態では、テーパ部３１は、回転軸Ｃに対して全体が略一定の傾斜に形成された傾斜面であってもよく、傾斜が変化する曲面であってもよい。
上記では、転動ローラ１３と線材Ｗとを相対変位させる変位機構として、軸体１９を変位させる作動部３５を設けているが、転動ローラ１３に対して線材Ｗを変位させるものであってもよい。また作動部３５は回転軸Ｃに沿って移動するものに限らず、回転軸Ｃに沿う方向成分が含まれていればよい。
上記では、ガイドローラ１７と位置決めガイド３７とを別に設けた例について説明したが、ガイドローラ１７により線材Ｗを転動ローラ１３の所定位置に位置決め可能であれば、位置決めガイド３７を設けなくてもよい。

Ｗ 線材
Ｃ 回転軸
１０ 巻取装置
１１ 巻取ドラム
１３ 転動ローラ
１５ 変位機構
１７ ガイドローラ
１９ 軸体
２３ フランジ
２５ 転動ローラ本体
２７ 樹脂リング
３１ テーパ部
３３ 受け部
３５ 作動部
３７ 位置決めガイド

Claims (4)

1. 線材を巻取ドラムに巻き取る巻取装置であって、
   上記巻取ドラムの上流に配置され、上記線材が外周面に接して回転する転動ローラと、該転動ローラと線材とを相対変位させる変位機構と、を備え、
   上記転動ローラの外周面には、上記線材が該転動ローラの回転軸に対して略直交方向に接する受け部と、該受け部に向けて縮径したテーパ部と、が回転軸方向に隣接して設けられ、上記変位機構は上記線材を上記受け部に接する位置と上記テーパ部に接する位置とに相対変位可能であり、
   上記線材の捻れの程度が予め設定された範囲より大きい状態で上記線材が上記転動ローラに供給される場合に、上記変位機構は、上記線材を上記テーパ部に接する位置に相対変位させ、
   上記変位機構が上記線材を上記テーパ部に接する位置に相対変位させた場合に、上記テーパ部は、上記線材を該テーパ部上に乗り上げさせ且つ前記乗り上げた上記線材を上記受け部側に転動させる、巻取装置。
2. 前記受け部の前記回転軸方向両側に一対の前記テーパ部が設けられている、請求項１に記載の巻取装置。
3. 前記変位機構は、前記転動ローラの上流側に配置されて該転動ローラの外周面における前記線材の当接位置を回転軸方向に調整可能な位置決めガイドを備えている、請求項１又は２に記載の巻取装置。
4. 前記線材の外表面が樹脂からなり、前記転動ローラのテーパ部及び受け部が樹脂からなる、請求項１乃至３の何れかに記載の巻取装置。
   

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