JP6836613B2 - 線材巻取り装置および線材巻取り方法 - Google Patents

Description

本発明は、線材をリールに巻き取って係止する装置および方法に関する。

スチールコードのような線材は、リールに巻き取られ、その終端部がリールに設けられているクリップで係止され、リールと共に流通する。特許文献１は、この巻取りおよび係止を自動化する装置を開示している。

この装置は、クリップがフランジの内側面に取り付けられたリールを対象とする。係止の際、クリップがフランジ外から軸方向に押されてフランジ内で開放される。クリップを開放した状態でピンを線材に引っかけて動かすことにより、線材の終端部がクリップに収められる。

特開２００２−１０４７３６号公報

リールのなかには、軸方向に見たときにクリップがフランジで完全に覆われていて、クリップをフランジ外から軸方向に押せないものもある。上記装置では、このようなリールを対象とした場合、クリップを開放できず、そのため終端部の係止もできない。

そこで本発明は、クリップがフランジで覆われていても、クリップに線材を係止する操作を自動化できる装置および方法を提供することを目的とする。

本発明の一形態に係る線材巻取り装置は、
線材をリールに巻き取って係止する装置であって、
前記リールは、前記線材を巻き取る巻胴と、前記巻胴の両端それぞれに設けられた第１および第２フランジと、前記巻胴に巻き取られた前記線材の巻取り部位から引き出された前記線材の引出し部位を係止するクリップとを有し、前記クリップは、前記第１フランジの内側面に支持された径方向内周側の基端部と、前記基端部を支点とする弾性変形により前記内側面との間隔を変える径方向外周側の先端部とを有し、
前記装置が、
前記リールを回転駆動するリール駆動部と、
前記引出し部位に張力をかけて前記線材を前記リールに供給する線材給送部と、
互いに接離可能な一対の先端部を有する係止治具と、
前記係止治具の移動および前記係止治具の前記一対の先端部の接離動を行わせる係止治具駆動部と、
制御部と、を備え、
前記制御部が、
前記リール駆動部および前記線材給送部を制御して、前記線材を前記巻胴に巻き取る処理と、
前記係止治具駆動部を制御して、前記引出し部位を前記係止治具で挟み、前記係止治具を前記クリップに挿し込み、前記クリップの付勢力に抗して前記係止治具の前記先端部を開いて前記クリップを開く処理と、を実行するように構成されている。

前記構成によれば、係止治具の動作によりフランジ内でクリップを開く操作が行われる。なお、クリップを開くと、線材は張力で径方向内方へ引っ張られ、開放状態の係止治具から離脱してクリップに収められる。フランジ外からクリップを開放できなくても、線材をクリップに係止する作業を自動化できる。

前記引出し部位を径方向外方へ持ち上げる線材持上げ部を備え、
前記制御部が、前記線材を前記巻胴に巻き取る処理の後、前記線材持上げ部を制御して、前記引出し部位を径方向に見たときに前記クリップと重なる位置で径方向外方へ持ちあげる処理を実行するように構成され、前記係止治具で前記引出し部位を挟む処理において、前記引出し部位のうち前記線材持上げ部で持ち上げられた部位が前記係止治具で挟まれてもよい。

前記構成によれば、クリップと重なる位置で引出し部位を持ち上げるので、係止治具で線材を挟む操作を行いやすい。

前記線材持上げ部は、前記第１フランジよりも径方向外方に配置された１以上のピンと、前記ピンを軸方向および周方向に移動させるピン駆動部とを備え、
前記ピン駆動部により、前記１以上のピンは、先端を前記第１フランジの軸方向外方に位置させた退避位置と、前記先端を前記第１フランジの軸方向内方に位置させた進入位置との間で軸方向に移動し、
前記制御部は、前記ピン駆動部を制御して、径方向にて前記引出し部位と前記第１フランジとの間の空間内で前記ピンを前記退避位置から前記進入位置に移動させ、前記ピンを周方向に移動させて前記引出し部位を前記ピンで前記第１フランジよりも径方向外方に持ち上げ、前記クリップが前記ピンと径方向に対向する状態で前記ピンを停止させるように構成されていてもよい。

前記構成によれば、フランジの内方で引出し部位を持ち上げることができ、係止治具で引出し部位を確実に挟持して、挟持した線条体をフランジ内方のクリップで係止させることができる。

前記１以上のピンが、周方向に間隔をおいて配置された一対のピンであり、前記一対のピン同士の間隔が、前記クリップの幅および前記係止治具の幅よりも広く、
前記制御部は、
前記係止治具駆動部を制御して、径方向に見たときに前記クリップが前記一対のピンの間に位置する状態で前記ピンを停止させ、
前記係止治具駆動部を制御して、前記係止治具を前記一対のピンの間に位置づけ、前記一対のピンの間に架け渡された部位を前記係止治具で挟持するように構成されていてもよい。

前記構成によれば、一対のピンの間に直線的に引出し部位が架け渡され、この部位をクリップの径方向外周側に位置づけて係止治具で挟持する。係止治具による挟持を確実に行わせることができ、また、挟持した線材をクリップ内に収めやすい。

前記クリップの回転位置を検出するクリップ位置センサを更に備え、
前記制御部は、前記クリップ位置センサにより検出される回転位置に基づいて前記リール駆動部を制御し、前記係止治具を径方向移動させる所定の係止位置に前記クリップを位置させて前記リールを停止するように構成されていてもよい。

前記構成によれば、クリップの位置と引出し部位が持ち上げられる位置とを周方向に合わせることができるので、係止治具を用いた挟持およびクリップへの挿入を確実に行える。

前記線材給送部は、前記リールと対向する位置で前記引出し部位が巻き掛けられると共に軸方向に移動可能なトラバースローラを有し、
前記制御部は、
前記リール駆動部および前記トラバースローラを制御して、前記線材の前記リールへの供給位置を軸方向に調整しながら前記線材を前記巻胴に巻き取り、
前記係止治具で前記引出し部位を挟む前に前記トラバースローラを制御して、前記引出し部位が前記巻取り部位から前記第１フランジの軸方向外方へ引き出されるように前記トラバースローラを移動させるように構成されていてもよい。

前記構成によれば、係止治具で挟む部位およびクリップの位置を軸方向に合わせることができ、係止作業の確実化に資する。この位置合わせには、巻取りのために従前存在するトラバースローラの軸方向変位を利用しており、装置の複雑化を回避できる。

前記係止治具駆動部は、前記係止治具を支持する係止治具支持体を有し、
前記リールに対する前記係止治具の位置を調整する位置調整治具が、前記係止治具支持体に連結されていてもよい。

前記構成によれば、リールの形状に個体差があっても、リールおよびこれに取り付けられたクリップに対して係止治具が位置ずれするのを抑止でき、係止治具を用いて線材をクリップに確実に係止できる。

前記クリップは、軸方向外方から見たとき前記第１フランジで覆われていてもよい。

前記構成によれば、クリップがフランジで覆われていても係止操作を自動化できる。

本発明の一形態に係る線材巻取り方法は、
線材をリールに巻き取ってリールに係止する方法であって、
前記リールは、前記線材を巻き取る巻胴と、前記巻胴の両端それぞれに設けられた第１および第２フランジと、前記巻胴に巻き取られた前記線材の巻取り部位から引き出された前記線材の引出し部位を係止するクリップとを有し、前記クリップは、前記第１フランジの内側面に支持された径方向内周側の基端部と、前記基端部を支点とする弾性変形により前記内側面との間隔を変える径方向外周側の先端部とを有し、
前記方法が、
前記線材を前記巻胴に巻き取るステップと、
互いに接離可能な一対の先端部を有する係止治具で前記引出し部位を挟み、前記係止治具を前記クリップに挿し込み、前記クリップの付勢力に抗して前記係止治具の前記先端部を開いて前記クリップを開くステップと、を備える。

前記方法によれば、上述した線材巻取り装置と同様の作用が得られる。

本発明によれば、クリップがフランジで覆われていても、線材を係止する操作を自動化できる。

図１Ａは、実施形態に係る線材巻取り装置で対象とされるリールの一例を示す斜視図である。図１Ｂは、第１フランジの内側面およびクリップを示す斜視図である。図１Ｃは、第１フランジおよびクリップの平面図である。 実施形態に係る線材巻取り装置の側面図である。 実施形態に係る線材巻取り装置の平面図である。 実施形態に係る線材巻取り装置の正面図である。 実施形態に係る線材巻取り装置の構成を模式的に示すブロック図である。 実施形態に係る線材巻取り方法を示すフローチャートである。 図７Ａ−Ｃは、線材巻取り方法の説明図である。 図８Ａ−Ｃは、線材巻取り方法の説明図である。 図９Ａ−Ｃは、線材巻取り方法の説明図である。 図１０ＡおよびＢは、線材巻取り方法の説明図である。

以下、図面を参照しながら実施形態について説明する。単に軸方向、径方向および周方向という場合、特段断らない限り、線材巻取り装置１に設置されたリール９０（線材巻取り装置１のリール駆動部２に支持されたリール９０）の各方向のことを指す。なお、本実施形態では、線材巻取り装置１にリール９０を設置した状態で、軸方向が水平となる。

［リール］
図１Ａ−Ｃは、リール９０および線材１００を示す。線材１００は、一例として、鋼等の金属線である。線材１００は、単線でもよいし、複数本の金属素線を撚り合わせた撚線でもよい。タイヤ補強用のスチールコードは、線材１００の好適例である。

リール９０は、線材１００を巻き取る巻胴９１と、巻胴９１の両端それぞれに設けられた第１フランジ９２および第２フランジ９３と、クリップ９４とを有する。巻胴９１は円筒状である。フランジ９２，９３は、巻胴９１よりも大径を有する円盤状に形成され、巻胴９１と同軸状に配され、巻胴９１の径方向外方に円環状の内側面９２ａ，９３ａを形成する。巻胴９１はその外周面に固定穴９１ａを有し、固定穴９１ａを通って線材１００の始端部が巻胴９１内に導入される。線材１００は、固定穴９１ａを用いてリール９０に固定され、巻胴９１の外周面上に巻き取られ、フランジ９２，９３の内側面９２ａ，９３ａで支持される。以下、線材１００のうち、巻胴９１に巻き取られた円筒状の部位を「巻取り部位１００ａ」、巻取り部位１００ａから引き出されている部位を「引出し部位１００ｂ」という。また、巻取り部位１００ａと引出し部位１００ｂの境界を「引出し部位１００ｂの始端」という。

クリップ９４は、線材１００の引出し部位１００ｂあるいは終端部を係止する。クリップ９４は、第１フランジ９２の内側面９２ａに支持された径方向内周側の基端部９４ａと、基端部９４ａを支点とする弾性変形により内側面９２ａとの間隔を変える径方向外周側の先端部９４ｂとを有する。一例として、クリップ９４は概略矩形状の平板バネ鋼で構成され、長手方向および板厚方向は径方向および軸方向とそれぞれ一致する。基端部９４ａが内側面９２ａに形成された支持孔９２ｂに挿し込まれ、径方向に延びる姿勢で第１フランジ９２に支持される。先端部９４ｂは、第１フランジ９２から径方向に突出せず、第１フランジ９２の外周縁と径方向において概略同じ位置にある。

本実施形態では、一例として、単一のクリップ９４が第１フランジ９２にのみ設けられているとするが、複数のクリップ９４が１つのフランジに周方向に間隔をおいて設けられていてもよいし、両方のフランジに設けられていてもよい。

図１Ａ−Ｃでは、クリップ９４が無負荷状態にあり、クリップ９４は閉じている。クリップ９４は内側面９２ａに沿って径方向に延び、先端部９４ｂが閉鎖位置にある。先端部９４ｂは内側面９２ａとの間に径方向外方に開放された隙間９５を形成する。第１フランジ９２の外周縁部および／またはクリップ９４の先端部９４ｂは、隙間９５を形成できるように部分的に湾曲されている。クリップ９４が付勢力に抗して弾性変形して先端部９４ｂが閉鎖位置から軸方向内方へ変位すると、先端部９４ｂと内側面９２ａとの間隔が広がり、クリップ９４が開く。

第１フランジ９２はクリップ９４を露出させる開口を有さず、軸方向外方から見たときクリップ９４が第１フランジ９２で覆われている。第１フランジ９２の剛性が高くなるし、流通および使用時に異物が第１フランジ９２あるいはクリップ９４に引っ掛かるといった問題を避けられる。他方、第１フランジ９２の軸方向外方でクリップ９４の開閉操作を行えない。線材巻取り装置１は、このようなリール９０を対象にして、開閉操作および係止操作を自動化できる。

一般に線材１００の流通では、供給者が、線材１００をリール９０に巻き取って係止した状態で使用者に出荷する。出荷先で係止が解かれて線材１００が使い尽くされると、空のリール９０が出荷元に戻されて線材１００の巻取りおよび出荷のために再使用される。再使用を重ねるうち、リール９０が変形していく可能性、典型的には、フランジ９２，９３の外周縁部が軸方向外方へ広がっていく可能性がある。そこにはクリップ９４が取り付けられている。線材巻取り装置１によれば、再使用に伴う変形に起因してリール９０によってクリップ９４の位置（例えば、巻胴端あるいは第１フランジの被チャック部に対する軸方向相対位置）にバラつきがあっても、これに対応して開閉操作および係止操作を自動化できる。

［線材巻取り装置］
図２−４は線材巻取り装置１の外観を示す。図５は線材巻取り装置１の構成を模式的に示すブロック図であり、単線が電気的接続、二重線が機械的接続を表す。線材巻取り装置１は、線材１００をリール９０に巻き取って係止する。線材巻取り装置１は、リール駆動部２、線材給送部３、線材持上げ部４、係止治具５、係止治具駆動部６、位置調整治具７および制御装置８を備える。詳細図示を省略するが、線材巻取り装置１は、線材１００をクリップ９４で係止した後に巻取り部位１００ａを線材供給源から分離するため、引出し部位１００ｂを溶断する溶断機を備える。

（リール駆動部）
リール駆動部２は、リール９０を回転駆動する。リール駆動部２は、一対のエアチャック２１ａ，２１ｂ、一対の回転軸２２ａ，２２ｂおよびリールアクチュエータ２９を備える。エアチャック２１ａ，２１ｂは、フランジ９２，９３の外側面それぞれに当接してリール９０を挟持する。回転軸２２ａ，２２ｂは、エアチャック２１ａ，２１ｂの外側面それぞれから軸方向に突出し、基台（詳細図示省略）に回転可能に支持される。なお、第１エアチャック２１ａが、クリップ９４が取り付けられている第１フランジ９２の外側面に当接し、第１回転軸２２ａが第１エアチャック２１ａの外側面から軸方向に突出する。

リールアクチュエータ２９は、回転軸２２ａ，２２ｂの一方を回転駆動し、それにより一対のエアチャック２１ａ，２１ｂで挟持されたリール９０が回転駆動される。リールアクチュエータ２９は、一例として電気モータで構成される。

（線材給送部）
線材給送部３は、線材１００の引出し部位１００ｂに張力（バックテンション）をかけて線材１００をリール９０に供給する。線材給送部３は、複数のローラ３０（１つのみ図示）、給送アクチュエータ３８およびトラバースアクチュエータ３９を含む。線材１００は、複数のローラ３０の外周面に順次に巻き掛けられており、隣接する２つのローラ間の接線が線材１００を線材供給源からリール９０まで給送する線材給送路を規定する。給送アクチュエータ３８は、一部のローラ３０を回転駆動し、それにより線材１００が線材給送路に沿ってリール９０に供給される。給送アクチュエータ３８は電気モータで構成される。

複数のローラ３０にはトラバースローラ３１が含まれる。トラバースローラ３１は、給送方向最下流に配置されたローラであり、リール９０と対向する位置で引出し部位１００ｂが巻き掛けられている。トラバースローラ３１は軸方向に移動可能に構成されている。トラバースローラ３１の軸線は、回転軸２２ａ，２２ｂ（リール駆動部２に支持されたリール９０）と平行である。トラバースローラ３１の軸方向変位により、線材１００のリール９０への供給位置を軸方向に調整できる。トラバースローラ３１の可動範囲は、第１フランジ９２よりも軸方向外方に及ぶ。トラバースアクチュエータ３９は、トラバースローラ３１を軸方向に移動させる。トラバースアクチュエータ３９は、電気モータあるいはシリンダで構成される。

（線材持上げ部）
線材持上げ部４は、引出し部位１００ｂを径方向外方へ持ち上げる。特に、引出し部位１００ｂのうち、巻胴９１上の巻取り部位１００ａとトラバースローラ３１の外周面との間の部分を持ち上げる。線材持上げ部４は、第１回転軸２２ａと近位に第２回転軸２２ｂから遠位に配置されている。

線材持上げ部４は、１以上のピン４０、および、ピン４０を軸方向および周方向に移動させるピン駆動部４１を含む。１以上のピン４０は、リール駆動部２で支持されたリール９０の第１フランジ９２よりも径方向外方に配置される。本実施形態では、ピン４０が２本であり、２本のピン４０は周方向に間隔をおいて配置されている。ピン４０の間隔は、クリップ９４の幅および係止治具５の幅よりも広い。

ピン駆動部４１は、ピン４０の先端が第１フランジ９２の軸方向外方に位置する退避位置と、ピン４０の先端が第１フランジ９２の軸方向内方に位置する進入位置との間で、ピン４０を軸方向に移動させる。ピン駆動部４１は、ピン４０がリール９０の中心から見てトラバースローラ３１が配置されている方向（図２の３時方向）に位置する初期位置（図２実線参照）と、ピン４０がリール９０の中心から見て上方に位置する係止位置（図２二点鎖線参照）との間で、ピン４０を周方向に移動させる。ピン４０は概略９０度の角度範囲で角変位可能である。ピン４０が係止位置に位置すると、ピン４０は係止治具５と径方向（すなわち上下方向）に対向できる。

ピン駆動部４１は、ピン４０を軸方向および周方向に移動可能に支持するピン支持体４２、ピン４０を周方向に移動させる角変位アクチュエータ４８、および、ピン４０を軸方向に移動させる進退アクチュエータ４９を備える。

一例として、ピン支持体４２は、アーム４３、ベース４４およびスライダ４５を備える。アーム４３は、回転軸２２ａと同一の軸線周りに揺動でき、回転軸線から径方向に延びている。ベース４４は、アーム４３の先端部に固定されている。スライダ４５は、ベース４４に対して軸方向に往復移動可能にベース４４に支持されている。ピン４０はスライダ４５に固定され、第１フランジ９１よりも径方向外周側に位置する。

角変位アクチュエータ４８は、アーム４３を揺動させ、それによりピン４０が周方向に移動する。進退アクチュエータ４９は、ベース４４に取り付けられており、スライダ４５およびこれに固定されたピン４０を軸方向に移動させる。一例として、角変位アクチュエータ４８は電気モータで構成され、進退アクチュエータ４９はシリンダで構成される。

（係止治具）
係止治具５は、ピンセット状に形成されており、互いに接離可能な一対の先端部５１ａ，５２ａを有する。係止治具５は、基端部が連結されたＶ字状に形成されていなくてもよい。本実施形態では、係止治具５が、互いに分離された２枚の板材で構成されている。一方の板材が固定板５１であり、他方の板材が可動板５２である。可動板５２は固定板５１に対して軸方向に移動可能に構成されている。可動板５２の移動に伴い、両板５１，５２の先端部５１ａ，５２ａ同士が近接または離隔する。これにより、係止治具５が開閉する。

（係止治具駆動部）
係止治具駆動部６は、係止治具５の移動および先端部５１ａ，５２ａの接離動を行わせる。係止治具駆動部６は、係止治具５を支持する係止治具支持体６０、係止治具５を軸方向に移動させるスライドアクチュエータ６７、係止治具５を径方向に移動させる（昇降させる）昇降アクチュエータ６８、および、先端部５１ａ，５２ａを接離させる（あるいは係止治具５を開閉させる）開閉アクチュエータ６９を含む。

係止治具５および係止治具駆動部６も、線材持上げ部４と同様、第１回転軸２２ａに近位に第２回転軸２２ｂから遠位に配置されている。係止治具５は、リール駆動部２に支持されたリール９０の第１フランジ９２の径方向外方に配置される。本実施形態では、係止治具５は、第１フランジ９２の上方（中心から見て１２時方向）に配置されており、係止治具５の径方向移動は上下移動（昇降）と対応する。

一例として、係止治具支持体６０は、スライダ６１、リフタ６２、固定ホルダ６３および可動ホルダ６４を含む。スライダ６１は、基台（図示省略）に取り付けられたアタッチメント１１に対して軸方向に移動可能に支持されている。リフタ６２は、スライダ６１に対して上下方向に移動可能に支持されている。固定ホルダ６３は、リフタ６２に取り付けられている。可動ホルダ６４は、リフタ６２に対して軸方向に移動可能に支持されている。固定板５１の基端部が固定ホルダ６３に取り付けられ、可動板５２の基端部が可動ホルダ６４に取り付けており、両板５１，５２は対応するホルダ６３，６４から下方に延びている。

スライドアクチュエータ６７は、アタッチメント１１に取り付けられており、スライダ６１ひいては係止治具５を軸方向に移動させる。昇降アクチュエータ６８は、スライダ６１に取り付けられており、リフタ６２ひいては係止治具５を昇降させる。詳細図示を省略するが、開閉アクチュエータ６９は、リフタ６２に取り付けられており、可動ホルダ６４ひいては可動板５２を軸方向に移動させ、係止治具５を開閉させる。

（位置調整治具）
係止治具５は、後述のとおり引出し部位１００ｂの挟持やクリップ９４の開放に用いられ、第１フランジ９２の径方向外方（上方）で移動する。そのため、係止治具支持体６０を構成するスライダ６１やリフタ６２は、リール９０の上方に位置づけられている。リフタ６２を支持するスライダ６１は、下方（径方向内方）に延びる拡張部６１ａを有し、この拡張部６１ａに位置調整治具７が連結されている。位置調整治具７は、軸方向に見たときに第１フランジ９２と重なる位置であって第１フランジ９２の軸方向外方に位置する。スライダ６１が軸方向内方に移動すると、位置調整治具７の表面が第１フランジ９２の外側面に当接する。これにより、スライダ６１ひいては係止治具５の軸方向内方への移動が規制され、係止治具５のリール９０に対する軸方向の位置が調整される。

（制御部）
図５に示すように、制御装置８は、エンコーダ８８およびクリップ位置センサ８９と接続されている。制御装置８は、上述したアクチュエータ２９，３８，３９，４８，４９，６７−６９と接続されている。エンコーダ８８は、回転軸２２ａ，２２ｂひいてはリールの回転量を検出する。クリップ位置センサ８９は、例えば光センサで実現され、リール駆動部２に支持されたリール９０に取り付けられているクリップ９４の回転位置を検出する。クリップ９４そのものを検出してもよいし、予めクリップ９４との回転位置関係（位相差）が把握されている被検出物を検出できるようにしてもよい。制御装置８は、エンコーダ８８およびクリップ位置センサ８９から出力される信号に基づいて、制御装置８の記憶部に予め記憶された線材巻取り方法に係るプログラムを実行し、アクチュエータ２９，３８，３９，４８，４９，６７−６９を駆動する。それにより、リール駆動部２、線材給送部３、線材持上げ部４および係止治具駆動部６の動作が制御される。以下に説明する各部２−６の動作は、制御装置８により制御される。

［線材巻取り方法］
図６は、線材巻取り装置１の制御装置８によって実行される線材巻取り方法を示すフローチャートである。図７Ａ−Ｃ、図８Ａ−Ｃ，図９Ａ−Ｃ、図１０Ａ−Ｂは、当該方法の説明図である。ピン４０が退避位置にあるときを白抜き、進入位置にあるときを黒塗りで表している。係止治具５が開いているときを白抜き、閉じているときを黒塗りで表している。

まず、線材１００の始端部がリール９０に固定される（初期処理Ｓ１）。線材１００の始端部が、リール駆動部２に支持されたリール９０の固定穴９１ａ内に導入される。この初期処理Ｓ１の実行後、ピン４０は、軸方向において退避位置、周方向において初期位置にある。係止治具５は、開いた状態で、軸方向および径方向（上下方向）において退避位置にある。なお、リール９０がリール駆動部２に支持されるとき、第１フランジ９２は、線材持上げ部４および係止治具５と近位の第１エアチャック２１ａと当接する。これにより、クリップ９４、線材持上げ部４および係止治具５が、軸方向において第１回転軸２２ａと近位に第２回転軸２２ｂから遠位にまとまって配置される。

次に、線材１００を巻胴９１上に巻き取る（巻取り処理Ｓ２）。巻取り処理Ｓ２では、リール駆動部２がリール９０を回転駆動する。線材給送部３が線材１００に張力をかけながら線材１００をリール９０に給送する。線材給送部３はトラバースローラ３１を軸方向に往復移動させる。これら動作の複合により、線材１００が巻胴９１上に巻き取られる。制御装置８は、巻取り処理Ｓ２中、満巻き直前か否かを判定する（満巻判定処理Ｓ３）。満巻き直前の状態になるまで、巻取り処理Ｓ２は継続される（Ｓ３：ＮＯ→Ｓ２ループ）。満巻き状態であるときのリール９０の線材固定後回転量は、予め定められている。一例として、「満巻き直前の状態」は、満巻き状態を示す回転量から所定回転量だけ少ない回転量だけ、リール９０が線材固定後に回転した状態である。制御装置８はエンコーダ８８からの信号に基づき満巻判定処理Ｓ３を実行する。

満巻き直前の状態になると（Ｓ３：ＹＥＳ）、リール駆動部２がリール９０を停止し（Ｓ４）、線材給送部３がトラバースローラ３１を第１フランジ９２に沿う位置に移動させる（Ｓ５）。２つの処理Ｓ４，Ｓ５は並行されてもよい。

図７Ａおよび図７Ｂを参照して、線材１００はトラバースローラ３１の外周面下側に巻き掛けられ、リール９０に供給されている。満巻き状態（あるいはその直前の状態）において、トラバースローラ３１のうち線材１００が巻き掛けられている部分は、巻取り部位１００ａの上端よりも下方に位置している。引出し部位１００ｂの始端は、巻取り部位１００ａの上端に対し、上下方向にも周方向にもトラバースローラ３１に近く、トラバースローラ３１の線材１００が巻き掛けられている部分よりも上方に位置している。

トラバースローラ３１の移動により、引出し部位１００ｂの始端は、巻取り部位１００ａの軸方向一端部（第１フランジ９２側の端部）にある。引出し部位１００ｂは、ここから軸方向に傾斜せずに真っ直ぐ引き出される。リール９０の停止時、クリップ９４の周方向位置はランダムである。

そこで、クリップ位置センサ８９からの出力を監視しながら、クリップ９４の位置を調整する（Ｓ６）。リール駆動部２はリール９０を巻取り処理Ｓ２よりも遅い速度で回転駆動する。図７Ｃに示すように、クリップ９４が検出されると、クリップ９４が所定の周方向位置で停止される。クリップ９４の幅は２本のピン４０の間隔よりも狭く、本実施形態では、クリップ９４を２本のピン４０の間で停止させる。

次に、トラバースローラ３１を第１フランジ９２よりも軸方向外方へ移動させる（Ｓ７）。図７Ｃに示すように、引出し部位１００ｂが始端から軸方向外方へ傾斜し、第１フランジ９２の内側から外側へ第１フランジ９２を乗り越えるようにして引き出される。

次に、ピン４０を退避位置から進入位置に移動させ（Ｓ８）、ピン４０およびクリップ９４を係止位置に移動させる（Ｓ９）。図７Ｃおよび図８Ａに示すように、ピン４０が進入位置に位置する状態で、ピン４０を初期位置から係止位置に移動させると、その移動過程で引出し部位１００ｂがピン４０に引っ掛かる。ピン４０が係止位置まで移動すると、引出し部位１００ｂが巻取り部位１００ａから径方向外方（上方）に持ち上げられる。具体的には、引出し部位１００ｂの始端は、係止位置を基準としてトラバースローラ３１が配置されている側と反対側になる。引出し部位１００ｂはそこから上方に傾斜して延び、ピン４０に架け渡され、ピン４０からトラバースローラ３１の外周面へ下方に傾斜しながら延びる。クリップ９４は係止位置においてピン４０の間に位置する。本実施形態では、クリップ９４は移動前からピン４０間に位置しており、処理Ｓ９ではリール９０がピン駆動部４１のアーム４３と同期回転する。

次に、係止治具駆動部６が係止治具５を軸方向に移動させる（Ｓ１０）。図８Ｂに示すように、位置調整治具７が第１フランジ９２に当接すると、移動を止める。図２および図４に示すように、位置調整治具７は、クリップ９４から僅かに周方向にずれた位置で第１フランジ９２の外周縁部に当接する。このため、係止治具５のクリップ９４に対する軸方向位置をずらさずに係止治具５を位置決めできる。

次に、係止治具駆動部６が、係止治具５を開いた状態で径方向内方（下方）へ移動させる（Ｓ１１）。これにより、引出し部位１００ｂのうち線材持上げ部４で持ち上げられている部分が両板５１，５２の間に入る。

次に、係止治具駆動部６が、係止治具５を閉じる（Ｓ１２）。これにより、図８Ｃに示すように、引出し部位１０ａが両板５１，５２で挟持される。

次に、係止治具駆動部６が、係止治具５を閉じた状態で径方向内方（下方）へ移動させる（Ｓ１３）。これにより、図９Ａに示すように、係止治具５の先端部がクリップ９４の隙間９５を通ってクリップ９４内に挿し込まれる。

次に、線材給送部３がトラバースローラ３１を第１フランジ９２よりも軸方向内方へ移動させる（Ｓ１４）。これにより、図９Ｂに示すように、引出し部位１００ｂが係止治具５の先端部に引っ掛かる。

次に、線材持上げ部４が、ピン４０を進入位置から退避位置へ移動させる（Ｓ１５）。これにより、図９Ｃに示すように、引出し部位１００ｂが線材持上げ部４のピン４０から解放される。引出し部位１００ｂはトラバースローラ３１が軸方向内方へ移動したことで、係止治具５の先端部に引っ掛けられて持ち上がった状態で留まる。

次に、係止治具駆動部６が、係止治具５を開く（Ｓ１６）。クリップ９４の先端部９４ｂが、可動板５２に押されて付勢力に抗して軸方向内方へ変位し、クリップ９４が開く。引出し部位１００ｂは係止治具５に引っ掛かり持ち上がった状態から解放される。引出し部位１００ｂにはバックテンションがかかっている。このため、図９Ｄに示すように、解放により、引出し部位１００ｂは弛むことなくクリップ９４内に落下する。

次に、係止治具駆動部６が係止治具５を閉じる（Ｓ１７）。これにより、クリップ９４が無負荷状態となり、先端部９４ｂが閉鎖位置に戻る。

次に、係止治具駆動部６が、係止治具５を閉じた状態で径方向外方（上方）へ移動させる（Ｓ１８）。これにより、図１０Ｂに示すように、係止治具５がクリップ９４から離脱する。引出し部位１００ｂはクリップ９４に係止された状態となる。

次に、係止治具駆動部６が係止治具５を初期位置に戻し、ピン駆動部４１がピン４０を初期位置に戻す（Ｓ１９）。最後に、溶断機で、引出し部位１００ｂのうち、クリップ９４とトラバースローラ３１との間の部分を溶断する（Ｓ２０）。これにより、リール９０上の巻取り部位１００ａが線材供給源から分離される。

このように、本実施形態に係る線材巻取り装置１および線材巻取り方法によれば、係止治具５の動作により第１フランジ９２の軸方向内方でクリップ９４を開く操作が行われる。したがって、クリップをフランジ外で開閉操作できないタイプのリールに対しても、線材１００をクリップ９４に係止する作業を自動化できる。

位置調整治具７により、係止治具５のクリップ９４に対する位置を調整できるので、変形等に起因してクリップ９４の位置にバラつきがあっても、これに対応してクリップ９４の開閉操作および線材１００の係止操作を自動化できる。

これまで実施形態について説明したが、上記構成および方法は本発明の範囲内で適宜追加、削除および／または変更可能である。

ステップS１５とS１６とは順序を逆にしてもよい。係止位置をリール９０の中心から上方（１２時方向）に設定するのは一例であり、周方向の任意位置に設定できる。

１ 線材巻取り装置
２ リール駆動部
３ 線材給送部
３１ トラバースローラ
４ 線材持上げ部
４０ ピン
４１ ピン駆動部
４２ ピン支持体
５ 係止治具
５１ａ，５２ａ 先端部
６ 係止治具駆動部
６０ 係止治具支持体
７ 位置調整治具
８ 制御装置
８９ クリップ位置センサ
９０ リール
９１ 巻胴
９２ 第１フランジ
９２ａ 内側面
９３ 第２フランジ
９４ クリップ
９４ａ 基端部
９４ｂ 先端部
９５ 隙間
１００ 線材
１００ａ 巻取り部位
１００ｂ 引出し部位
Ｓ２ 線材を巻き取る処理
Ｓ８ 引出し部位を持ち上げる処理
Ｓ１１ 引出し部位を係止治具で挟む処理
Ｓ１２ 係止治具をクリップに挿し込む処理
Ｓ１３ クリップを開く処理
Ｓ１４ 線材を線材持上げ部から解放する処理

Claims (9)

1. 線材をリールの巻胴に巻き取り、前記線材の巻取り部位から引き出された前記線材の引出し部位を前記リールのクリップに係止する装置であって、
   前記クリップは、前記リールの第１フランジの内側面に支持された径方向内周側の基端部と、前記基端部を支点とする弾性変形により前記内側面との間隔を変える径方向外周側の先端部とを有し、
   前記装置が、
   前記リールを回転駆動するリール駆動部と、
   前記引出し部位に張力をかけて前記線材を前記リールに供給する線材給送部と、
   互いに接離可能な一対の先端部を有する係止治具と、
   前記係止治具の移動および前記係止治具の前記一対の先端部の接離動を行わせる係止治具駆動部と、
   制御部と、を備え、
   前記制御部が、
   前記リール駆動部および前記線材給送部を制御して、前記線材を前記巻胴に巻き取る処理と、
   前記係止治具駆動部を制御して、前記引出し部位を前記係止治具で挟み、前記係止治具を前記クリップと前記内側面との間に挿し込み、前記クリップの付勢力に抗して前記係止治具の前記先端部を開いて前記クリップを開く処理と、を実行するように構成されている、線材巻取り装置。
2. 前記引出し部位を径方向外方へ持ち上げる線材持上げ部を備え、
   前記制御部が、前記線材を前記巻胴に巻き取る処理の後、前記線材持上げ部を制御して、前記引出し部位を径方向に見たときに前記クリップと重なる位置で径方向外方へ持ちあげる処理を実行するように構成され、前記係止治具で前記引出し部位を挟む処理において、前記引出し部位のうち前記線材持上げ部で持ち上げられた部位が前記係止治具で挟まれる
   請求項１に記載の線材巻取り装置。
3. 前記線材持上げ部は、前記第１フランジよりも径方向外方に配置された１以上のピンと、前記ピンを軸方向および周方向に移動させるピン駆動部とを備え、
   前記ピン駆動部により、前記１以上のピンは、先端を前記第１フランジの軸方向外方に位置させた退避位置と、前記先端を前記第１フランジの軸方向内方に位置させた進入位置との間で軸方向に移動し、
   前記制御部は、前記ピン駆動部を制御して、径方向にて前記引出し部位と前記第１フランジとの間の空間内で前記ピンを前記退避位置から前記進入位置に移動させ、前記ピンを周方向に移動させて前記引出し部位を前記ピンで前記第１フランジよりも径方向外方に持ち上げ、前記クリップが前記ピンと径方向に対向する状態で前記ピンを停止させるように構成されている
   請求項２に記載の線材巻取り装置。
4. 前記１以上のピンが、周方向に間隔をおいて配置された一対のピンであり、前記一対のピン同士の間隔が、前記クリップの幅および前記係止治具の幅よりも広く、
   前記制御部は、
   前記係止治具駆動部を制御して、径方向に見たときに前記クリップが前記一対のピンの間に位置する状態で前記ピンを停止させ、
   前記係止治具駆動部を制御して、前記係止治具を前記一対のピンの間に位置づけ、前記一対のピンの間に架け渡された部位を前記係止治具で挟持するように構成されている
   請求項３に記載の線材巻取り装置。
5. 前記クリップの回転位置を検出するクリップ位置センサを更に備え、
   前記制御部は、前記クリップ位置センサにより検出される回転位置に基づいて前記リール駆動部を制御し、前記係止治具を径方向移動させる所定の係止位置に前記クリップを位置させて前記リールを停止するように構成されている
   請求項１ないし４のいずれか１項に記載の線材巻取り装置。
6. 前記線材給送部は、前記リールと対向する位置で前記引出し部位が巻き掛けられると共に軸方向に移動可能なトラバースローラを有し、
   前記制御部は、
   前記リール駆動部および前記トラバースローラを制御して、前記線材の前記リールへの供給位置を軸方向に調整しながら前記線材を前記巻胴に巻き取り、
   前記係止治具で前記引出し部位を挟む前に前記トラバースローラを制御して、前記引出し部位が前記巻取り部位から前記第１フランジの軸方向外方へ引き出されるように前記トラバースローラを移動させるように構成されている
   請求項１ないし５のいずれか１項に記載の線材巻取り装置。
7. 前記係止治具駆動部は、前記係止治具を支持する係止治具支持体を有し、
   前記リールに対する前記係止治具の位置を調整する位置調整治具が、前記係止治具支持体に連結されている、
   請求項１ないし６のいずれか１項に記載の線材巻取り装置。
8. 前記クリップは、軸方向外方から見たとき前記第１フランジで覆われている
   請求項１ないし７のいずれか１項に記載の線材巻取り装置。
9. 線材をリールに巻き取ってリールに係止する方法であって、
   前記リールは、前記線材を巻き取る巻胴と、前記巻胴の両端それぞれに設けられた第１および第２フランジと、前記巻胴に巻き取られた前記線材の巻取り部位から引き出された前記線材の引出し部位を係止するクリップとを有し、前記クリップは、前記第１フランジの内側面に支持された径方向内周側の基端部と、前記基端部を支点とする弾性変形により前記内側面との間隔を変える径方向外周側の先端部とを有し、
   前記方法が、
   前記線材を前記巻胴に巻き取るステップと、
   互いに接離可能な一対の先端部を有する係止治具で前記引出し部位を挟み、前記係止治具を前記クリップに挿し込み、前記クリップの付勢力に抗して前記係止治具の前記先端部を開いて前記クリップを開くステップと、を備える、線材巻取り方法。
   

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