JP7187751B1 - キャリア及び編組機 - Google Patents
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- Braiding, Manufacturing Of Bobbin-Net Or Lace, And Manufacturing Of Nets By Knotting (AREA)
Abstract
Description
編組機70は、ホース71が面盤73の中心軸mの位置に配置されており、面盤73には、中心軸mの周りを蛇行しながら旋回する2本の走行溝(第1走行溝75、第2走行溝76)が形成されている。各走行溝75、76にそれぞれ複数のキャリア74が配置されており、各キャリア74が、線材72を供給しながら面盤73に沿って走行し、ホース71の回りを旋回している。
各走行溝75、76に配置されたキャリア74は、互いに周方向で反対向きに走行しており、第1走行溝75のキャリア74と第2走行溝76のキャリア74が、径方向の内側と外側の位置を交互に入れ替わりながら走行することによって、線材72がホース71の外周に網目状に編組される。同時に、ホース71は、所定の速さで軸方向に移動しており、ホース71の外周面には全面にわたって線材72が編組される。
ボビン78の下端に複数の係合歯80が形成されており、爪部材82の一端が噛み合うようになっている。爪部材82は、支点を中心に揺動することができ、爪部材82の他端に上下方向に移動可能な作用ロッド83が連結されている。作用ロッド83の上下方向の中間位置に、ブロック状の当接部84が固定されており、当接部84の上側にリターンスプリング85が圧縮された状態で組み込まれている。これにより、作用ロッド83が下向きに付勢されて爪部材82の一端が係合歯80に噛み合い、ボビン78の回転を阻止するようになっている。
図9に示すように、可動プーリ87はスライダ89に搭載されている。スライダ89は案内ロッド90に外嵌されて上下に移動可能であり、コイルばね91によって下向きに付勢されている。こうして、可動プーリ87を線材72に押し付けることによって、線材72に一定の張力が加えられるようになっている。
こうして、ボビン78が自在に回転できる状態になると張力が低下するので、スライダ89がコイルばね91で付勢されて、再び下方に変位するので、当接部84がリターンスプリング85で付勢されて下方に変位する。すると爪部材82が再び係合歯80に噛み合い、ボビン78の回転が停止する。以下同様の動作を繰り返しつつ、キャリア74は線材72を連続的に供給する。
図4は、カテーテル32の編組状態を示す模式図である。カテーテル32は、樹脂製チューブ32aの外周に縦糸31aと横糸31bが交互に網目状に巻き付けられた形態を有している。縦糸31aは、カテーテル32の中心軸に沿った方向に配置され、横糸31bは、縦糸31aに対して周方向に角度をなして巻き付けられている。図4では、縦糸31aと横糸31bは各2~4本を例示しているが、実際にカテーテル32を製造するときには、更に多数の縦糸31aと横糸31bが同時に巻き付けられる。
図1に示すように、編組機30は、面盤35と、面盤35に形成された走行溝36に沿って走行しながら横糸31bを供給する複数のキャリア10と、キャリア10を駆動するキャリア駆動部37と、縦糸31aを供給する引出孔38と、を備えている。面盤35は、中心軸mを中心とする略環状の平板であり、中心軸mと直交する向きに配置されている。線材31が編組される樹脂製チューブ32aは、軸線が中心軸mと略一致するように配置される。編組機30には、24台のキャリア10が搭載されているが、図1では図が煩雑になるのを避けるため、一部のキャリア10のみを例示している。
なお、以下の説明では、中心軸mと平行となる方向を軸方向といい、中心軸mと直交する方向を径方向、中心軸mの周りを周回する方向を周方向という。
編組機30では、走行溝36として、第1走行溝36aおよび第2走行溝36bの2本の環状の溝が形成されている。各走行溝36a、36bは、蛇行しながら中心軸mの周りを周方向に延在しており、周方向に進むにしたがって、径方向の内側と外側の位置が交互に入れ替わっている。
キャリア駆動部37は、中心軸mと平行な軸を中心に回転する回転軸(図示を省略する)を有し、回転軸が回転することによってキャリア10を周方向に搬送している。図1に示すように、キャリア駆動部37は、回転軸の軸方向の一方の端部にキャリア誘導ディスク40を有し、軸方向他方の端部に第1歯車42を備えている。キャリア誘導ディスク40と第1歯車42との間に、回転軸を回転させる駆動装置41が組込まれている。また、図3に示すように、本実施形態の編組機30は、12のキャリア駆動部37を有しており、各キャリア駆動部37は、中心軸mを中心とするピッチ円上に、周方向に等間隔で配置されている。
第1歯車42は、外歯の平歯車であり、周方向に隣り合うキャリア駆動部37の第1歯車42とかみ合っている。各第1歯車42の歯数は互いに同等であり、各キャリア誘導ディスク40は、同期して等しい速度で回転する。また、周方向で隣り合うキャリア誘導ディスク40は、互いに逆方向に回転する。
また、キャリア駆動部37の回転軸の中心に、軸方向に貫通して、縦糸31aが通る引出孔38が設けられている。
編組機30では、各キャリア10は、図6の左右方向が中心軸mと平行となる向きに組み込まれており、説明の便宜上、図6の左方を軸方向一方、図6の右方を軸方向他方という場合がある。
キャリア10は、案内部材45の鍔46が走行溝36に嵌め合わされた状態で、キャリア誘導ディスク40によって搬送されて、走行溝36に沿って周方向に旋回する。
平歯車である第3歯車18が、シャフト50の軸端に取り付けられており、ボビン13の第2歯車17とかみ合っている。これにより、線材31が引き出されてボビン13が回転すると、制動装置16の円板49が回転するので、ボビン13に対し、その回転を妨げる抵抗力を負荷することができる。
また、制動装置16の抵抗力は、永久磁石51の磁気を利用して得られるため、外部からの電力供給を必要としない。このため、編組機30のキャリア10のように位置が複雑に変化する装置に搭載した場合でも、ボビン13に対して常に所定の抵抗力を負荷することができる。
なお、本実施形態では、制動装置16は、歯車17、18を介してボビン13とつながっているが、制動装置16とボビン13とが同軸に配置されて、ボビン13とシャフト50とが直接連結されていてもよい。
複数の固定プーリ22は、案内ロッド24の軸方向一方の端部、及び、ボビン13に最も近い案内ロッド24の中央付近に固定されて、本体12に対して変位不能に設置されている。
可動プーリ23はスライダ25に搭載されている。スライダ25は、案内ロッド24の外周に0.1mm程度(直径)のすきまをもって嵌め合わされている。本実施形態では、スライダ25の内周面がフッ素樹脂で形成されており、スライダ25は、スティックスリップを防止して低摩擦の状態で軸方向に自在にスライドすることができる。
なお、案内ロッド24とスライダ25のスライド部には、玉循環リニア軸受を使用してもよい。
また、スライダ25の軸方向他方側に、ボルトを緩めることによって固定位置が軸方向で可変の第2ストッパ26bが設けられている。第2ストッパ26bは、可動プーリ23が軸方向他方に向けて移動しうる位置を規制している。
こうして、ダンサー21は、可動プーリ23の可動範囲を調整することにより、コイルばね27の圧縮量を調整できるようになっている。
ボビン13から引き出された線材31は、複数の固定プーリ22と複数の可動プーリ23に交互にかけ渡された後、キャリア10の引出孔20を通って、樹脂製チューブ32aに向けて供給される。
次に、図3によって、各キャリア10の動きを説明する。
キャリア10は、キャリア誘導ディスク40によって、中心軸mの周りを走行溝36に沿って周方向に搬送される。キャリア10が中心軸mの周りを周回する回数は、おおむね1分間に12周程度である。
図3では、図が煩雑になるのを避けるため、一部のキャリア10の位置を破線で示すとともに、キャリア誘導ディスク40の凹部43と嵌合する案内部14の軸部11の位置を実線の円で示している。その他の各キャリア10については軸部11の位置のみを実線の円で示している。ハッチングを施さない軸部11は第1走行溝36aに嵌め合わされたキャリア10(第1キャリア10aという)を示しており、第1キャリア10aは、中心軸mの回りを時計回りの向きに、実線の矢印F1→F2→F3の順に移動する。また、ハッチングを施した軸部11は第2走行溝36bに嵌め合わされたキャリア10(第2キャリア10bという)を示しており、第2キャリア10bは、中心軸mの回りを反時計回りの向きに、破線の矢印G1→G2→G3の順に移動する。
次に、図6を参照しつつ、図2、図3によって、編組機30が稼働しているときの線材31の張力Tの変化について説明する。なお、第2キャリア10bが第2走行溝36bを走行するときの張力Tが変化する状態は、第1キャリア10aが第1走行溝36aを走行するときと同等である。このため、以下の説明では、第1キャリア10aが第1走行溝36aを走行する場合(図2で矢印Fの向きに走行する場合)を例にして説明する。
線材31の張力Tが最大張力Toを超えると、ボビン13が回転を開始し、ボビン13から線材31が引き出される。線材31が引き出されているときの張力T(最大張力Toに等しい)はほぼ一定であるため、コイルばね27は、所定の圧縮状態を維持することとなる。
カテーテル32を製造するときは、線材31の張力Tを概ね10~30グラムに設定する必要がある。したがって、コイルばね27が軸方向に密着したときのばね荷重が、線材31の張力Tの8倍(80~240グラム)となるように設定されるのが望ましい。
第1キャリア10aがP2の位置にあるときは、コイルばね27が圧縮されて可動プーリ23が軸方向一方に寄った位置に移動している。したがって、線材31が余ると、コイルばね27で付勢されることによって固定プーリ22と可動プーリ23の軸間距離が拡大し、線材31の余りがすみやかに吸収される。このとき、コイルばね27が伸長するので張力Tが最大張力Toより減少し、制動装置16によってボビン13が停止する。こうして、可動プーリ23を線材31に押し付けることにより、本実施形態の第1キャリア10aでは、常に、線材31に、張力Tを付与することができる。
次に、第1キャリア10aがP1からP2に向かうときには、上記で説明した動作が繰り返される。
こうして、本実施形態では、キャリア10が中心軸mの回りを周回するときに常に所定の大きさの張力Tが生じているので、樹脂製チューブ32aの外周に編組する線材31にたるみが生じない。このため、編組品質が向上するので、線材72の配列の乱れをなくしたカテーテル32を製造することができる。
本発明の効果を明確に理解するために、図8によって、従来の編組機70で編組した時の張力Tについて説明する。なお、従来の編組機70においても、走行溝75、76の形態は本発明にかかる編組機70と同様であり、キャリア74とホース71(ホース71は、可撓性長尺体であり、本実施形態のカテーテル32に相当する)との位置関係も同様であるため、図2に示したように、キャリア74が中心軸mに最も接近する位置をP1、最も離れた位置をP2とし、キャリア74がP1に位置するときのキャリア74の引出孔88とホース71との距離をL1、キャリア74がP2に位置するときのキャリア74の引出孔88とホース71との距離をL2として説明する。
従来の編組機70においてもキャリア74の位置に関係なく、キャリア74からは編組に必要な長さの線材72が一定の速さで供給されており、この供給量を基本供給量L0とする。
このとき、係合歯80と爪部材82とがかみ合ってボビン78の回転が固定されているので、キャリア74がP1からP2に向かうにしたがって、張力Tが上昇する。可動プーリ87が当接部84の位置まで移動すると、爪部材82が外れてボビン78が回転し線材72が供給される。
このとき、ボビン78は自由に回転できる状態であり、瞬時に線材72の張力Tが低下する。このため、可動プーリ87は、コイルばね91で押されて固定プーリ86から離れる向き(図9の下向き)に移動する。しかしながら、ボビン78が拘束されていないので、再び爪部材82が係合歯80とかみ合うまでは張力Tが生じていない状態が継続する。このため、可撓性長尺体の外周に編組する線材72にたるみが生じる恐れがある。
また、制動装置16は、ばね等の弾性体の反発力を利用して、ボビン13に摩擦部材を押し付ける形態であってもよい。この場合は、ボビン13と摩擦部材との間の摩擦力によってボビン13の回転を制動させることができる。
また、本実施形態では、縦糸31aと横糸31bを組み合わせたカテーテル32を編組する場合を例にして説明したが、縦糸31aを備えず、横糸31bのみを編組する形態であってもよい。
10:キャリア、10a:第1キャリア、10b:第2キャリア、11:軸部、12:本体部、13:ボビン、14:案内部、14a:ガイド部、15:支持軸、16:制動装置、17:第2歯車、18:第3歯車、20:引出孔、21:ダンサー、22:固定プーリ、23:可動プーリ、24:案内ロッド、25:スライダ、26a:第1ストッパ、26b:第2ストッパ、27:コイルばね、30:編組機、31:線材、31a:縦糸、31b:横糸、32:カテーテル、32a:樹脂製チューブ、35:面盤、36:走行溝、36a:第1走行溝、36b:第2走行溝、37:キャリア駆動部、38:引出孔、40:キャリア誘導ディスク、41:駆動装置、42:第1歯車、43:凹部、45:案内部材、46:鍔、49:円板、50:回転軸、51:永久磁石、54:支持部
(従来技術)
70:編組機、71:ホース、72:線材、73:面盤、74:キャリア、75:第1走行溝、76:第2走行溝、78:ボビン、79:支持軸、80:係合歯、82:爪部材、83:作用ロッド、84:当接部、85:リターンスプリング、86:固定プーリ、87:可動プーリ、88:引出孔、89:スライダ、90:案内ロッド、91:コイルばね
Claims (4)
- 線材を編組する編組機に組み込まれて、前記線材が引き出される引出孔を有する本体と、前記本体に回転自在に搭載され外周に前記線材が巻き回されたボビンとを備え、中心軸の周りを蛇行しつつ周方向に走行して、前記引出孔から前記線材を供給するキャリアであって、
前記ボビンと前記引出孔との間に設置され、前記線材の経路長を調整する経路長調整手段と、
前記ボビンの回転を妨げる制動装置と、を備えたことを特徴とするキャリア。 - 前記経路長調整手段は、前記本体に固定された固定プーリと、前記固定プーリに対する軸間距離が可変の可動プーリとを備え、前記固定プーリと前記可動プーリに前記線材が巻き掛けられ、前記可動プーリがばねで付勢されることによって前記経路長が調整されることを特徴とする請求項1に記載するキャリア。
- 前記制動装置は、金属製の円板と、前記円板を回転支持する回転軸と、前記円板を挟んで配置された永久磁石と、を備え、前記円板が前記永久磁石に対して相対的に回転するときに生じる渦電流によって前記円板の回転を妨げる装置であって、前記ボビンと前記回転軸とが直接または間接に連結されて、前記ボビンの回転を妨げることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載するキャリア。
- 請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載するキャリアを備えた編組機。
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