JPWO2010058597A1 - 線条体巻取り装置および線条体巻取り方法 - Google Patents

線条体巻取り装置および線条体巻取り方法 Download PDF

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Abstract

この発明は、ボビンの鍔際付近においても線条体を完全整列巻きで巻取ることができる線条体巻取り方法の提供を目的とする。平角断面形状を有する線条体1の幅W寸法に対する巻取りピッチを、線条体幅寸法の1.01倍から1.25倍に設定することで、押えローラユニット11のフランジローラ部11bによってボビン6の鍔6b際に線条体1が1本分挿入される隙間Cを確保できるように配置することができる。また、ボビン6の鍔6bの位置と鍔6b間の間隔との検出結果に基づいて、巻取り開始位置やトラバース反転位置を補正することで、ボビン6に巻付けられる線条体1の全線条体巻付層17にわたって整列巻きを可能とする。また、ボビン6の鍔6bの位置を検出することによって、ボビン6の良・不良を判定することができる。

Description

この発明は、例えば断面が平角形状を有する平角電線等の線条体を整列巻きで巻取る際に用いられる線条体巻取り装置および線条体巻取り方法に関する。
従来、前記線条体を巻取る装置としては、1対のフランジローラと線押えブロックで線条体を常時拘束しながら押付けるとともに、層の乗上りを検出する機能からトラバースの反転信号を出す手段を備えた巻取り装置が提案されている(特許文献1参照)。また、線条体をピッチ送りして巻取りボビンに整列巻きする巻取り制御装置も提案されている(特許文献2参照)。
近年、電気機器や産業モータ、自動車の駆動モータにおいて、省エネルギーの推進および小型高性能化が進み、これに伴って高密度で電線を巻取ることができる平角電線の使用が進んでいる。この平角電線を巻き取る際には、平角電線製造装置から繰り出される平角電線をボビンに完全整列巻きすることが要求されている。なお、ボビンへの平角電線の巻き量は多いほど好ましい。
前記断面平角形状の平角電線で構成する線条体の幅と厚さの比(幅/厚)が大きくない場合(特に幅/厚<2の場合)に、ボビンへの巻き量を大きくする(導体が銅の場合、200kg以上)ためには、ボビンの外形を大きくする必要があるが、ボビンの外形が大きくなるにつれ、ボビンの1層に巻き取る線条体の巻き数や、ボビンに巻き取る層数である巻層数も多くなる。
より具体的に例示すると、厚さT=1mm、幅W=1.56mm、コーナー面取りR=0.3mmの平角断面形状を有し、導体が銅である平角エナメル線を、意匠登録第1105143号のケーブルドラムを巻取りボビンとして使用して巻取る場合、当該ボビンに巻き量250Kgで線条体を巻き取る場合、1層あたりの巻き数は約179本、巻層数は72層となる。
しかし、例えば、上述の巻取り装置や巻取り制御装置のような従来技術を用いて完全整列巻きを試みた場合、ボビンの鍔ブレ精度や線条体の幅寸法精度から、完全整列巻きは困難となる。
詳しくは、一般に、巻取りボビンは、木製・鉄製・樹脂製が用いられるが、いずれのボビンも成型時に鍔のフレや厚みのバラツキを完全に取除くことは難しい。また、ボビンは繰り返し使用されるので、使用を重ねるうちに鍔にゆがみが生じる。
例えば、ボビンの鍔のフレが0.8mmある場合、前記線条体は鍔際で部分的に0.8mmの隙間Cができるか、もしくは巻くための領域が不足する。
また、ボビンの鍔の厚みが0.8mm変化した場合、ボビンを巻取機にセットしたときに、ボビンの鍔の位置が0.8mm変化するので、トラバースする位置がボビンと合わず、線条体を巻付けたときにボビン全周にわたって0.8mmの隙間Cができるか、もしくは巻くための領域が不足する。
また、一般に、ボビンの巻き胴に線条体が巻き取られる有効巻取り幅が、線条体の幅の整数倍となることは稀である。これは、もし線条体を隙間無く整列に巻取る場合、鍔際で中途半端な鍔と線条体の隙間Cが生じることを意味する。また、このような巻取り方法を用いた場合、ボビンの鍔ブレや線条体の幅寸法の変化により、ほとんどの場合、鍔際に中途半端な鍔と線条体の隙間C(以下隙間Cと記す)ができるか、もしくは巻くための領域が不足する。
鍔際に隙間Cができて、その長さが所定の値より大きい場合は、線条体における次の層に乗りあがる部分が隙間Cに落ち込み、上述したような完全整列巻きができなくなる(図4参照)。また、巻くための領域が不足する場合は、周上で途中から線条体が上層に乗り上がり、この場合も上述のような完全整列巻きが不可能となる。
また、鍔際に隙間Cが生じないように、線条体と線条体の間隔△を設けて調整する場合にも、線条体と線条体の間隔△を適切に選ばないと、線条体と線条体の間に次の層の線条体が落ち込み整列巻きができないという問題もあった(図7の(b)参照)。
さらにまた、線条体の幅寸法も、導体や絶縁被覆の製造ばらつきにより変化する。例えば幅寸法が0.01mm変化すると、1層あたり179本巻き取ろうとした場合にその総変動幅は1.79mmとなり、線条体の幅寸法よりも大きな差ができる。このような変動が生じた場合にも、従来技術では完全整列巻きできないという問題があった。
特開2002−241053号公報 特開平10−316307号公報
この発明は、ボビンの鍔際付近においても線条体を完全整列巻きで巻取ることができる線条体巻取り方法を提供することを目的とする。
この発明は、軸線方向の両端のそれぞれに鍔を有するボビンの巻き胴の外周に線条体を、その巻付き位置が前記軸線方向に順次変わるようにトラバースさせながら所定の巻取りピッチで整列巻きにて巻取って前記線条体による線条体巻付層を構成し、前記ボビンの鍔際まで前記線条体を巻付けたら、トラバース方向を反転させ、これまでに前記線条体を巻き付けて構成した先の線条体巻付層の外周に前記線条体を巻き付けて構成する次の線条体巻付層に移行する線条体ターン部分を介して、前記先の線条体巻付層の外周に前記線条体を整列巻きにて前記巻取りピッチで巻付けて次の線条体巻付層を構成しながら前記線条体を前記ボビンに巻き取る線条体巻取り装置において、整列巻きにて巻取りしている層における巻き付け中の前記線条体である線条体巻付け部分の外側部に対して加圧接触する外周押えローラ部と、前記線条体巻付け部分における前記トラバース方向前方側の側面に当接するフランジローラ部とが一体になったトラバース方向毎の1対の押えローラユニットを有し、該1対の押えローラユニットをトラバース方向毎に選択して前記巻き胴の外周に前記線条体をガイドする第1の線条体巻付けガイド機構と、前記線条体巻付け部分が前記ボビンの前記鍔近傍に接近した際に、本体側面が前記鍔の内側面に接触し、且つ、本体先端面が前記線条体巻付層の外側部に接触して加圧するとともに、前記線条体ターン部分による次層の前記線条体の巻付きが開始したら次層における前記線条体ターン部分の外側部に接触して加圧し、更にトラバースが反転したら、次層における前記線条体ターン部における反転した前記トラバース方向前方側の側面に前記本体側面が当接するように先の線条体巻付層の外側部に本体先端面が接触して加圧する第1の押えブロックと、該第1の押えブロックの本体内に組み込まれ、前記線条体巻付け部分が前記ボビンの前記鍔近傍に接近するまで先端面が該第1の押えブロックの本体先端面と略面一となり、前記鍔際における次層の前記線条体の巻付きが開始したら前記第1の押えブロックの本体先端面から突出して先の線条体巻付層の外側部を先端面で押さえるとともに、側面で前記次層の前記線条体巻付け部分における前記トラバース方向後方側の側面に当接する第2の押えブロックと、前記第1の押えブロックが前記鍔際で前記次層に乗り上げた際にトラバース反転信号を出すトラバース反転信号送出手段とを有する第2の線条体巻付けガイド機構と、前記巻取りピッチを、前記線条体の幅寸法の1.01倍から1.25倍に設定する巻取りピッチ設定手段とを備えたことを特徴とする。
この発明の態様として、前記フランジローラ部を、前記線条体巻付け部分が前記トラバース方向にずれた際に前記トラバース方向前方側の側面に当接する、および\または、前記鍔際における前記線条体ターン部分の巻き付け空間を確保すべく、前記鍔近傍の前記線条体巻付け部分における前記トラバース方向前方側の側面を前記トラバース方向に対して反対方向に押圧する構成とすることができる。
また、この発明の態様として、前記巻取りピッチ設定手段が、前記巻き胴の外周に前記線条体を巻取る際に、前記線条体ターン部分の巻き付け空間の間隔を確保した上で、前記ボビンのトラバース移動における前記巻取りピッチを設定することができる。
また、この発明の態様として、前記ボビンの2つの鍔の位置および鍔間の間隔を検出する検出手段と、該検出手段による検出結果に基づいて、前記線条体の巻取りを開始する開始位置およびトラバース反転する反転位置とからなるトラバース位置を設定するトラバース位置設定手段とを備えることができる。
また、この発明の態様として、前記検出手段を、前記ボビンの少なくとも一方の鍔の位置を測定する鍔位置測定手段と、前記鍔間の間隔を周方向の複数の位置にて測定する鍔間隔測定手段とで構成することができる。
また、この発明の態様として、前記トラバース位置設定手段が設定するトラバース位置および前記線条体のサイズや形状に基づいて、前記巻取りピッチ設定手段が前記巻取りピッチを線条体幅寸法の1.01倍から1.25倍に設定することが可能か否かによって使用可能なボビンであるか判定するボビン判定手段を備えることができる。
また、この発明は、軸線方向の両端のそれぞれに鍔を有するボビンの巻き胴の外周に線条体を、その巻付き位置が前記軸線方向に順次変わるようにトラバースさせながら所定の巻取りピッチで整列巻きにて巻取って前記線条体による線条体巻付層を構成し、前記ボビンの鍔際まで前記線条体を巻付けたら、トラバース方向を反転させ、これまでに前記線条体を巻き付けて構成した先の線条体巻付層の外周に前記線条体を巻き付けて構成する次の線条体巻付層に移行する線条体ターン部分を介して、前記先の線条体巻付層の外周に前記線条体を整列巻きにて前記巻取りピッチで巻付けて次の線条体巻付層を構成しながら前記線条体を前記ボビンに巻き取る線条体巻取り方法において、整列巻きにて巻取りしている層における巻き付け中の前記線条体である線条体巻付け部分の外側部に対して加圧接触する外周押えローラ部と、前記線条体巻付け部分における前記トラバース方向前方側の側面に当接するフランジローラ部とが一体になったトラバース方向毎の1対の押えローラユニットを有し、該1対の押えローラユニットをトラバース方向毎に選択して前記巻き胴の外周に前記線条体をガイドする第1の線条体巻付けガイド機構と、前記線条体巻付け部分が前記ボビンの前記鍔近傍に接近した際に、本体側面が前記鍔の内側面に接触し、且つ、本体先端面が前記線条体巻付層の外側部に接触して加圧するとともに、前記線条体ターン部分による次層の前記線条体の巻付きが開始したら次層における前記線条体ターン部分の外側部に接触して加圧し、更にトラバースが反転したら、次層における前記線条体ターン部における反転した前記トラバース方向前方側の側面に前記本体側面が当接するように先の線条体巻付層の外側部に本体先端面が接触して加圧する第1の押えブロックと、該第1の押えブロックの本体内に組み込まれ、前記線条体巻付け部分が前記ボビンの前記鍔近傍に接近するまで先端面が該第1の押えブロックの本体先端面と略面一となり、前記鍔際における次層の前記線条体の巻付きが開始したら前記第1の押えブロックの本体先端面から突出して先の線条体巻付層の外側部を先端面で押さえるとともに、側面で前記次層の前記線条体巻付け部分における前記トラバース方向後方側の側面に当接する第2の押えブロックと、前記第1の押えブロックが前記鍔際で前記次層に乗り上げた際にトラバース反転信号を出すトラバース反転信号送出手段とを有する第2の線条体巻付けガイド機構とを備えた線条体巻取り装置を用い、前記巻取りピッチを、前記線条体の幅寸法の1.01倍から1.25倍に設定することを特徴とする。
この発明の態様として、前記フランジローラ部を、前記線条体巻付け部分が前記トラバース方向にずれた際に前記トラバース方向前方側の側面に当接する、および\または、前記鍔際における前記線条体ターン部分の巻き付け空間を確保すべく、前記鍔近傍の前記線条体巻付け部分における前記トラバース方向前方側の側面を前記トラバース方向に対して反対方向に押圧する構成とすることができる。
また、この発明の態様として、前記ボビンの2つの鍔の位置および鍔間の間隔を検出し、その検出結果に基づいて、前記線条体の巻取りを開始する開始位置およびトラバース反転する反転位置とからなるトラバース位置を設定するとともに、前記巻取りピッチを、前記巻き胴の外周に前記線条体を巻取る際に、前記線条体ターン部分の巻き付け空間の間隔を確保した上で設定することができる。
また、この発明の態様として、前記トラバース位置および前記線条体のサイズや形状に基づいて、前記巻取りピッチを線条体幅寸法の1.01倍から1.25倍に設定することが可能か否かによって使用可能なボビンであるか判定することができる。
前記線条体は、例えば平角断面形状を有する導体をエナメル等の絶縁部材で被覆した平角電線や、断面円形状の丸型電線で構成することができる。
また、ボビンの鍔の位置や鍔間の間隔を検出する手段は、例えば2つのレーザ式位置検出機で2つの鍔の位置を検出するとともに、2つの鍔の位置から鍔同士の間隔である鍔間距離を算出する方法、1つのレーザ式位置検出機で2つの鍔の位置を検出する方法、或いは、例えば2つのレーザ式位置検出機のうちの一方の位置検出器で一方の鍔の位置を検出し、他方の位置検出機で一方の鍔から他方の鍔までの距離を検出する方法等とすることができる。
この発明によれば、ボビンの鍔際付近においても線条体を完全整列巻きすることが可能となる。また、断面寸法が小さく、ボビン1層に多数本の線条体を巻く必要がある場合も、ボビンの選別やトラバース位置補正、鍔際で線条体が1本分挿入できる間隔を確保する巻取りピッチ選定ならびにフランジローラの配置を行うことで、ボビンに巻付けられる線条体の全巻付層にわたって完全整列に巻くことが可能である。
本発明に係る線条体巻取り装置の概略構成を示す正面図。 線条体巻取り装置の概略構成について示すブロック図。 線条体巻取り装置による線条体巻付け方法についてのフローチャート。 第1の線条体巻付けガイド機構の概略構成を示す平面図。 押えローラユニットの構成および動作を示す要部拡大断面図。 ボビンの鍔際に線条体が落ち込んだ状態を示す説明図。 上層の線条体が落ち込まない状態(a)と、上層の線条体が落ち込む状態(b)を示す説明図。 線条体の巻取りピッチを示す説明図。 ボビンの鍔際に線条体が1本分挿入される隙間を確保した状態を示す説明図。 ボビンの鍔際に線条体が1本収まった状態を示す説明図。 第2の線条体巻付けガイド機構の構成および動作を示す要部拡大断面図。 第2の線条体巻付けガイド機構の構成および動作を示す横断方向の要部拡大断面図。 第2の押えブロックを2層目の線条体に当接した状態を示す要部拡大断面図。 第1の押えブロックを1層目の線条体巻付層に押付け、2層目の線条体に当接した状態を示す要部拡大断面図。
この発明の一実施形態を以下図面とともに説明する。
図1は線条体巻取り装置2の概略構成を示す正面図、図2は線条体巻取り装置2の概略構成について示すブロック図、図3は線条体巻取り装置2よる線条体巻付け方法についてのフローチャートである。図4は第1の線条体巻付けガイド機構9の概略構成を示す平面図、図5は押えローラユニット11の構成および動作状態を示す要部拡大断面図である。図6はボビン6の鍔6b際に該線条体1が落ち込んだ状態を示す説明図、図7は上層の線条体1が落ち込まない状態(a)と、上層の線条体1が落ち込む状態(b)を示す説明図、図8は線条体1の巻取りピッチを示す説明図である。図9はボビン6の鍔6b際に線条体1が1本分挿入される隙間Cを確保した状態を示す説明図、図10はボビン6の鍔6b際に線条体1が1本収まった状態を示す説明図である。
線条体巻取り装置2は、ボビン6の巻き胴6aの外周に巻取られる線条体1を、その巻付き位置が前記巻き胴6aの軸線方向に順次変わるように、トラバース装置7によってボビン6を軸線方向へトラバースさせながら整列巻きにて巻取る装置である。
そして、線条体巻取り装置2は、トラバース装置7、第1の線条体巻付けガイド機構9、第2の線条体巻付けガイド機構10、レーザ式位置検出機30、および制御装置40で構成している(図2参照)。さらに、トラバース装置7、第1の線条体巻付けガイド機構9、第2の線条体巻付けガイド機構10、第2の線条体巻付けガイド機構10のトラバース反転信号送出手段20、レーザ式位置検出機30を構成する第1のレーザ式位置検出機31と第2のレーザ式位置検出機32とは、制御装置40に接続されている。
なお、線条体巻取り装置2を用いて巻き付ける線条体1は、図8に示すような断面形状を有する導体をエナメル等の絶縁部材で被覆した平角電線であり、例えば厚さT=1mm、幅W=1.56mm、コーナー面取りR=0.3mmの断面形状に形成されている。
そして、線条体巻取り装置2において線条体1は、図1に示すように、装置フレーム3内に組み込まれたガイドシーブ4およびガイドシーブ5を経て、ボビン6の巻き胴6aの外周に整列巻きされる。
線条体1を巻き付けるボビン6は、ボビン6の巻き胴6aにおける軸線方向L(図4)の両端に、巻き胴6aの外周上に線条体1を規制するための鍔6bをそれぞれ備えている。そして、ボビン6は、装置フレーム3内に組み込まれたトラバース装置7によって、レール8に沿って巻き胴6aの軸線方向Lにトラバース駆動される。
第1の線条体巻付けガイド機構9は、軸線方向Lに直交する方向に対して対称配置した一対の押えローラユニット11と、アーム13を介して押えローラユニット11に押圧力を伝えるローラ付勢手段12とで構成している。そして、第1の線条体巻付けガイド機構9は、制御装置40の制御によって一対の押えローラユニット11をトラバース方向毎に選択するとともに、アーム13を介してローラ付勢手段12によって押えローラユニット11を付勢し、ボビン6の巻き胴6aの外周に巻き付け中である線条体1の線条体巻付け部分1aを所定ピッチでガイドする構成である。
詳しくは、押えローラユニット11は外周押えローラ部11aとフランジローラ部11bとで、トラバース方向である軸線方向Lに対して寝位の凸形状、すなわち凸形状の軸方向が軸線方向Lに平行になるように倒した凸形状で一体構成している。
寝位の凸形状における小径部分を構成する外周押えローラ部11aは、ボビン6に巻き付ける線条体1の幅Wより長い高さを有する寝位の円筒形状で形成している。寝位の凸形状における大径部分を構成するフランジローラ部11bは、線条体1の幅Wとほぼ等しい高さと、線条体1の高さHとほぼ等しい長さ分外周押えローラ部11aより径が大きな寝位の円筒形状で形成している。
そして、上述したように外周押えローラ部11aとフランジローラ部11bとを一体構成した押えローラユニット11は、ローラ付勢手段12からの押圧力を伝えるアーム13に対して、軸15により装着されている。この軸15は、アーム13に対して直交する向きで貫通して摺動自在に取り付けられている。そして、軸15の外周にはスプリング14が装着されている。このスプリング14によって、軸15を介してアーム13に装着された押えローラユニット11は、アーム13から離れる方向に付勢されている。したがって、スプリング14の伸長・圧縮による付勢力により押えローラユニット11がボビン6の鍔6bに当接された際の応力を吸収することができる。
なお、アーム13の側面には、該アーム13が軸線方向Lの所定の範囲を超えると図示しない部材に当たってその移動を阻止するストッパー16(図5)が支持されている。
第1の線条体巻付けガイド機構9をこの様に構成しているため、外周押えローラ部11aは、整列巻きにて所定ピッチで巻取りを行っている層の少なくとも線条体巻付け部分1aの外周、すなわち上側部分を径内側方向に対して加圧接触する。また、フランジローラ部11bは、線条体巻付け部分1aにおけるトラバース方向前方側の側面をガイドすることができる。
さらに詳述すると、フランジローラ部11bは、制御装置40の制御およびローラ付勢手段12の押圧力によって、鍔6bの際でない線条体巻付け部分1aのトラバース方向前方側の側面に対して軸線方向Lのズレを規制しながら巻き付けピッチでの巻付けをガイドし、鍔6bの際に巻付けられる線条体巻付け部分1aのトラバース方向前方側の側面を、トラバース方向反対側に押圧するように加圧接触する。これにより、巻き胴6aに巻付けられる線条体1と線条体1との間に不用意な間隔△が開くことなく所定の巻取りピッチで正確に巻付けることができる。
なお、第1の線条体巻付けガイド機構9と、後述する第2の線条体巻付けガイド機構10とは、ボビン6の巻き胴6aに対向する位置において、巻き胴6aの周方向に対し位置をずらせて相互に干渉しないように配置されている。
次に、図11〜図14とともに、第2の線条体巻付けガイド機構10について説明する。なお、図11は第2の線条体巻付けガイド機構10の構成および動作を示す要部拡大断面図、図12は第2の線条体巻付けガイド機構の構成および動作を示す横断方向の要部拡大断面図である。図13は第2の押えブロック19を2層目の線条体1に当接した状態を示す要部拡大断面図、図14は第1の押えブロック18を1層目の線条体巻付層に押付け、2層目の線条体1に当接した状態を示す要部拡大断面図である。
第2の線条体巻付けガイド機構10は、第1の押えブロック18と、第2の押えブロック19と、トラバース反転信号送出手段20とを備えている。
詳しくは、第2の線条体巻付けガイド機構10は、図示しないシリンダーによりボビン6に向かって径内側方向に移動するフレーム21と、フレーム21の先端面からボビン6に向かって突出する小径軸部21aと、該小径軸部21aに対して径方向に摺動自在に軸受された第1の押えブロック18と、第1の押えブロック18の内部の組み込み空間18d(図13)に組み込まれた第2の押えブロック19とで構成している。
第1の押えブロック18は、内部に第2の押えブロック19の組み込みを許容する組み込み空間18dを有するとともに、ボビン6の鍔6bに当接可能な本体側面18bと、線条体1の線条体巻付層17の外周すなわち上面部分に加圧接触する本体先端面18aとを備えた断面視略門型形状で構成している。そして、第1の押えブロック18は、小径軸部21aの外側に遊嵌したスプリング23の付勢力によって、フレーム21に対して径内側方向、すなわち下方向に付勢されている。なお、第1の押えブロック18には、後述するトラバース反転信号送出手段20を構成する直動式ポテンショメータの先端部20aを上方向に押圧する操作子18cを有している。
第1の押えブロック18の組み込み空間18dに組み込まれる第2の押えブロック19は、内側寸法が線条体1の幅より大きく、間隔△以上の厚みにより構成する断面視逆凹形状で形成され、小径軸部21aの先端に接続固定されている。なお、第2の押えブロック19は、第1の押えブロック18の本体先端面18aと、先端面19aとが面一となるように組み込み空間18dに組み込まれる構成である。
フレーム21は、上述したように、図示しないシリンダーによりボビン6に向かって径内側方向に移動する。そして、鍔6b側の上方側部に、例えば、ボビン6の鍔6bより約20mm手前側位置にて、図示しない部材に当たってフレーム21の移動範囲を制限するストッパー22を備えている。
また、フレーム21における背面側位置において、直動式ポテンショメータで構成され、第1の押えブロック18が鍔6b際で上の線条体巻付層17に乗り上げた際に、トラバース反転信号を出すトラバース反転信号送出手段20を備えている。
トラバース反転信号送出手段20は、先の線条体巻付層17の外側となる次の線条体巻付層17を構成する線条体1に第1の押えブロック18が乗り上げて上昇した際に、該第1の押えブロック18の側面に突設されている操作子18cで押圧されてトラバース反転信号を送出する構成である。なお、トラバース反転信号送出手段20から送出されるトラバース反転信号は、制御装置40を介してボビン6をトラバースするトラバース装置7に与えられるようになっている。
なお、第2の線条体巻付けガイド機構10の基準位置24(図中の一点鎖線で示す)は、巻取りトラバースが最終送り、つまりトラバースが反転する前の状態で、ボビン6の鍔6bの内側面に第1の押えブロック18の本体側面18bが接する位置に設定している。
このように第2の線条体巻付けガイド機構10を構成したことにより、ボビン6の鍔6b際に線条体巻付け部分1aが接近した際に該線条体1の線条体巻付層17の外周に対して第1の押えブロック18の本体先端面18aで径内側方向に加圧接触することができる。
また、鍔6b際での巻付きの際には本体側面18bが鍔6bの内側面に接触することができる。そして、鍔6b際で線条体巻付け部分1aが、これまでに線条体1を巻き付けて構成した先の線条体巻付層17の外周に線条体1を巻き付けて構成する次の線条体巻付層17に移行する線条体ターン部分1bとなって、この線条体ターン部分1bにより次の線条体巻付層17の巻付きが開始したら、第1の押えブロック18はスプリング23の付勢力に対抗して径外側に移動して、線条体ターン部分1bの上面に本体先端面18aが乗って加圧することができる(図13)。更にトラバースが反転したら、本体側面18bが線条体ターン部分1bにおける反転したトラバース方向前方側の側面を規制しながら、先の線条体巻付層17(径内側の線条体巻付層17)の外周に本体先端面18aが接触して加圧することができる(図14)。
第2の押えブロック19は、先端面19aが本体先端面18aと面一となるように、第1の押えブロック18の組み込み空間18dに組み込まれているため、線条体巻付層17の外周を、本体先端面18aとともに接触することができる(図11)。
さらに、第2の押えブロック19は、線条体ターン部分1bによる鍔6b際での次の線条体巻付層17を構成する巻付けが開始され、第1の押えブロック18が線条体ターン部分1bに乗り上げた際には、第1の押えブロック18の本体先端面18aから径内側(下方)に突出して径内側にある先の線条体巻付層17の外周を先端面19aで押さえることができる。さらに、この状態において、第2の押えブロック19は、側面19bによって、次の線条体巻付層17を構成する線条体ターン部分1bにおけるトラバース方向後側の側面を規制することができる(図13)。
さらにまた、トラバース反転信号送出手段20を備えたことにより、第1の押えブロック18が次の線条体巻付層17を構成する線条体1に乗り上げて上昇したことを検知することができる。そして、第1の押えブロック18の乗り上げを検知したトラバース反転信号送出手段20は、ボビン6をトラバースするトラバース装置7に対して、トラバース反転信号を制御装置40を介して送出することができる。
なお、図において、ポテンショメータの先端部20aと操作子18cとは離れて構成し、第1の押えブロック18の上昇により操作子18cが先端部20aを押圧する構成であるが、常に接触させるように構成してもよい。
また、線条体巻取り装置2は、第1の線条体巻付けガイド機構9、第2の線条体巻き付け機構10、およびボビン6の回転に影響されない部分には、ボビン6の2つの鍔6b,6b間の間隔を複数点検出するレーザ式位置検出機30を搭載している。
レーザ式位置検出機30は、巻き胴6aの軸線方向Lの両端のそれぞれに備えた鍔6b,6bの位置をそれぞれ検出する第1のレーザ式位置検出機31および第2のレーザ式位置検出機32とで構成している。
第1のレーザ式位置検出機31および第2のレーザ式位置検出機32で構成するレーザ式位置検出機30は、各鍔6b,6bについて周方向の複数点で位置検出し、その検出結果を制御装置40に送信する。
そして、レーザ式位置検出機30からの検出結果を受信した制御装置40は、周方向の複数点について2つの鍔6b,6b間の距離である鍔間距離D(図4)を算出するとともに、周方向の複数点の鍔間距離Dから平均した平均鍔間距離Dを算出する構成である。
このように、線条体巻取り装置2に第1のレーザ式位置検出機31と第2のレーザ式位置検出機32とで構成するレーザ式位置検出機30を備え、鍔6b,6bの位置を検出するため、レーザ式位置検出機30から送信された検出結果に基づいて制御装置40は鍔間距離Dを算出することができる。また、第1のレーザ式位置検出機31と第2のレーザ式位置検出機32とで2つの鍔6b,6bのそれぞれの位置を検出するため、簡易な構造で、鍔6b,6bのそれぞれの位置および鍔間距離Dを算出することができる。したがって、鍔6bが部分的に大きく曲がったボビン6を検出することができる。
なお、第1のレーザ式位置検出機31と第2のレーザ式位置検出機32とで構成するレーザ式位置検出機30の一方のレーザ式位置検出機で鍔6b,6bのうち一方の位置を検出し、他方のレーザ式位置検出機で鍔間距離Dを検出する構成であってもよい。または、1つのレーザ式位置検出機で2つの鍔6b、6bのそれぞれの位置を検出する構成であってもよい。
次に、前記線条体巻取り装置2を用いた線条体巻取り方法による巻取り処理について、線条体巻取り装置2による線条体巻付け方法についてのフローチャートを示す図3を中心に説明する。
まず、前記線条体巻取り装置2を用いた線条体巻取り方法による巻取り処理は、図1および図4に示すように、線条体1を、装置フレーム3内に組み込まれたガイドシーブ4,5を経てボビン6の巻き胴6aの外周に整列巻きする際に、ボビン6の巻き胴6aの外周に線条体1を、その巻付き位置が巻き胴6aの軸線方向に順次変わるように、トラバース装置7によってボビン6を軸線方向へトラバースさせながら整列巻きにて巻取って行う。
前記線条体巻取り装置2を用いて本線条体巻取り方法による線条体1の巻付け処理を開始するには、巻き取る線条体1をセットするとともに、線条体1を巻付けるボビン6を装置フレーム3内にセットする(ステップS1)。ボビン6が所定位置にセットされた線条体巻取り装置2は、レーザ式位置検出機30でボビン6の鍔6b,6bの鍔位置を検出し(ステップS2)、制御装置40で鍔6b,6b同士の間隔である鍔間距離Dを算出する(ステップS3)。
ステップS2で検出した鍔位置およびステップS3で算出した鍔間距離Dに基づいて、制御装置40は、巻き胴6aにおいて線条体1の巻付けを開始する開始位置と、トラバース反転するトラバース反転位置とからなるトラバース位置を算出する(ステップS4)。
さらには、上記トラバース位置や、線条体1の形状や幅Wに基づいて、トラバース装置7がボビン6をピッチ送りによりトラバース移動させる巻取りピッチPを算出する(ステップS5)。このとき、上記巻取りピッチPは、幅Wと間隔△の合計寸法であり、制御装置40は、巻取りピッチPが線条体1の幅Wの1.01倍から1.25倍となるように設定する(図8参照)。
そして、制御装置40は、上記トラバース位置、線条体巻取り装置2の形状や幅W、および線条体1の幅Wの1.01倍から1.25倍となるように設定した巻取りピッチPに基づいて、当該ボビン6に線条体1を巻付けて構成する線条体巻付層17の巻き数および当該ボビン6へ巻付け可能な巻き量を算出し、所望の巻き量を確保できる場合は使用可能なボビンとし、逆に所望の巻き量を確保できない場合は使用不可能な不良ボビンと判定する(ステップS6)。
なお、ステップS6で使用不可能な不良ボビンと判定した場合(ステップS6:No)、当該ボビン6を用いた線条体1の巻付け処理は終了する。この場合、装置フレーム3にセットしたボビン6を交換してから再度本処理を実行すればよい。
当該ボビン6が所望の巻き量を確保でき、使用可能であると判定した線条体巻取り装置2は(ステップS6:Yes)、ボビン6を回転させながら開始位置から線条体1の巻付けを開始する(ステップS7)。このとき、図5に示すように、線条体巻取り装置2は、第1の線条体巻付けガイド機構9の1対の押えローラユニット11のうちの一方の押えローラユニット11をボビン6の径内側方向に前進させて所定位置にセットし(ステップS8:図1参照)、トラバース方向の反転前の鍔6b際まで線条体1における巻取り中の線条体巻付け部分1aの巻き胴6a上の巻付け位置がずれることのないように規制しつつ巻取りを行う。
また、この状態において、押えローラユニット11の外周押えローラ部11aは、巻き胴6aに巻付けた線条体1の外周を、巻付けた状態における巻取りピッチPがズレことのないように、径内側方向に加圧接触する。
さらには、線条体1の巻取り中は、その線条体巻付け部分1aの巻付き位置が巻き胴6aの軸線方向に変わりながら鍔6b際まで線条体1が巻付けられるように、ボビン6をトラバース装置7で巻取りピッチPでトラバース移動させて、線条体線条体巻付層17の外周に線条体1を整列巻きにて巻付ける(ステップS9)。
トラバース装置7によるトラバース移動を、線条体巻付け部分1aが鍔6b際になるまで続ける(ステップS10:No)。線条体巻付け部分1aが鍔6b際まで進むと(ステップS10:Yes)、フランジローラ部11bの鍔6b側の側面が鍔6bの内側面に当接し、線条体巻付け部分1aにおけるトラバース方向前方側の側面を、トラバース反対方向に押し付ける(ステップS11)。なお、フランジローラ部11bは線条体1の幅Wと同程度の厚さで構成しているため、鍔6bの際に、次層に移行する線条体ターン部分1bを巻付けるための隙間Cを確保することができる(図9参照)。
このようにして、鍔6b際に、線条体ターン部分1bを巻付ける隙間Cをフランジローラ部11bによって確保し、当該隙間Cに線条体ターン部分1bの巻付けられると、第1の線条体巻付けガイド機構9はボビン6の径外側方向に後退し(ステップS12)、巻き胴6aから径外側方向に離れた位置に待機していた第2の線条体巻付けガイド機構10が、図11に示すように、ボビン6の径内側方向に前進して第1の押えブロック18の先端面18aで線条体巻付層17の外周を押える(ステップS13)。
この状態で、これまで線条体1を巻き胴6aの外周に巻取りピッチPで巻付けて構成した1層目の線条体巻付層17(以下において、先の線条体巻付層17とする)の外側に、線条体1を巻付けて2層目の線条体巻付層17(以下において、次の線条体巻付層17とする)を構成すべく、線条体ターン部分1bが、次の線条体巻付層17に移行して次の線条体巻付層17での巻付けが開始すると(ステップS14)、図13に示すように、第1の押えブロック18が2層目の最初の線条体ターン部分1bの上にスプリング23の付勢力に対抗して乗り上げる。また、第1の押えブロック18が上昇して巻き胴6aから後退すると、第2の押えブロック19はそのまま残って2層目の最初のターンの線条体1におけるトラバース方向後方側面を規制する。
また、第1の押えブロック18が巻き胴6aから離れる方向に上昇すると、第1の押えブロック18の背面側の側面に突設されている操作子18cも一緒に上昇して、直動式ポテンショメータよりなるトラバース反転信号送出手段20を押圧する(図12)。
第1の押えブロック18の上昇に伴う操作子18cによって押圧されたトラバース反転信号送出手段20は、制御装置40を介してトラバース装置7にトラバース信号を送信する(ステップS15)。トラバース反転信号送出手段20からのトラバース信号を受信したトラバース装置7はトラバース方向を反転させる(ステップS16)。
ボビン6のトラバース方向が反転され、該ボビン6が図14に矢印で示す方向へ移動すると、第1の押えブロック18は、スプリング23の付勢力によって、1層目である先の線条体巻付層17の外周に本体先端面18aが当接するように径内側に移動し、その先端面18aで1層目の線条体巻付層17の外周を押える。
さらに、該第1の押えブロック18の側面18bで2層目である次の線条体巻付層17を構成する線条体ターン部分1bのトラバース方向前方側の側面に当接して押える。
そして、この状態で、第2の線条体巻付けガイド機構10はボビン6の径外側方向に後退し(ステップS17)、巻き胴6aから径外側方向に離れた位置に待機していた第1の線条体巻付けガイド機構9における一対の押えローラユニット11のうちトラバース方向に応じた他方の押えローラユニット11をボビン6の径内側方向に前進させる。
そして、次の線条体巻付層17を構成する巻付けた線条体1の外周に外周押えローラ部11aを当接させるとともに、フランジローラ部11bで線条体巻付け部分1aのトラバース方向前方側の側面を巻き胴6a上の巻付け位置をずれることのないように規制しつつ巻取りを行う(ステップS18)。
このような第1の線条体巻付けガイド機構9と第2の線条体巻付けガイド機構10とによる線条体1の巻付け位置の拘束および規制、並びに、トラバース装置7による巻取りピッチPでのトラバース移動およびトラバース反転を、所定の巻き量を確保するまで繰り返して(ステップS19:No)、満巻き状態になったら巻取りを終了する(ステップS19:Yes)。
以上のように、本構成によれば、次の線条体巻付層17を構成する線条体1の線条体巻付け部分1aが先の線条体巻付層17の線条体1同士の間に落ち込むことがなく、ボビン6の鍔6b際付近まで線条体1を完全整列に巻くことができる。
また、断面寸法が小さく、ボビン6の1層に多数本の線条体1を巻く必要がある場合も、ボビン6の選別やトラバース位置補正、ボビン6の鍔6b際で線条体1が1本分挿入できる間隔△を確保する巻取りピッチ選定ならびにフランジローラ部11bの配置を行うことで、ボビン6の全周および全層にわたって完全整列に巻くことができる。
また、線条体6の巻取り開始前に、ボビン6毎に、該ボビン6の2つの鍔6b,6b間の鍔間距離Dをレーザ式位置検出機30で検出するので、その検出結果をもとに、線条体1の巻取りを開始する位置やトラバース反転の位置を定めることができる。
また、ボビン6の2つの鍔6bのそれぞれの位置をレーザ式位置検出機30で検出するので、部分的に大きく鍔6bが曲がったボビン6を検出することができる。
これにより、ボビン6の鍔6bの検出結果と、巻き取る線条体1のサイズや形状に基づいて、巻取りピッチが線条体幅寸法の1.01倍から1.25倍にすることが不可能なボビン6を、明らかに線条体1を巻取るのに不向きな不良ボビン6として除くことができる。
さらに、ボビン6の鍔6b際に線条体1が1本分挿入できる隙間Cを確保できない、あるいは、鍔6b際の隙間Cに、次の層に巻き取られる線条体1が落ち込みが生じる場合、不良ボビンとして除くことができる。
すなわち、ボビン6の鍔6bの検出結果と、巻き取る線条体1のサイズや形状から、巻取りの最初の層から所定の数巻き取る間の巻き取り位置を計算し、巻取りピッチが線条体幅寸法の1.01倍から1.25倍にすることが不可能なボビン6を不良とすることができる。
さらに、ボビン6の鍔6bが巻取り部に近接する方向に曲がった部分において、フランジローラ部11bの押し圧によって線条体1を押して、ボビン6の鍔6b際に線条体1を1本分挿入する隙間Cを確保できない、あるいはボビン6の鍔6bが巻取り部から離れる方向に曲がった部分において生じる鍔6b際の隙間Cに、次の層に巻き取られる線条体1が落ち込む場合において、このボビン6を不良とすることができる。
この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の位置や鍔間の間隔を検出する手段並びに鍔位置測定手段および鍔間隔測定手段(第1および第2のレーザ式位置検出機)は、レーザ式位置検出機30、第1のレーザ式位置検出機31、第2のレーザ式位置検出機32に対応し、
以下同様に、
鍔間の間隔は、鍔間距離Dに対応し、
巻取りピッチ設定手段は、ステップS5を実行する制御装置40に対応し、
トラバース位置設定手段は、ステップS4を実行する制御装置40に対応し、
ボビン判定手段は、ステップS6を実行する制御装置40に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、請求項に示される技術思想に基づいて応用することができ、多くの実施の形態を得ることができる。
前記各例では、線条体1として平角電線の場合を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、線条体1は断面が丸形の線であってもよい。
また、鍔の位置および鍔間の間隔を検出する手段の他の例として、例えば画像処理によって鍔の位置と鍔間の間隔を検出しても良い。
この発明は、断面が平角形状を有する平角電線等の線条体をボビンに整列巻きする線条体巻取り装置およびその線条体巻取り方法に利用することができる。
また、断面が丸形の電線等の線条体をボビンに整列巻きする線条体巻取り装置およびその線条体巻取り方法にも利用することができる。

Claims (10)

  1. 軸線方向の両端のそれぞれに鍔を有するボビンの巻き胴の外周に線条体を、その巻付き位置が前記軸線方向に順次変わるようにトラバースさせながら所定の巻取りピッチで整列巻きにて巻取って前記線条体による線条体巻付層を構成し、前記ボビンの鍔際まで前記線条体を巻付けたら、トラバース方向を反転させ、これまでに前記線条体を巻き付けて構成した先の線条体巻付層の外周に前記線条体を巻き付けて構成する次の線条体巻付層に移行する線条体ターン部分を介して、前記先の線条体巻付層の外周に前記線条体を整列巻きにて前記巻取りピッチで巻付けて次の線条体巻付層を構成しながら前記線条体を前記ボビンに巻き取る線条体巻取り装置において、
    整列巻きにて巻取りしている層における巻き付け中の前記線条体である線条体巻付け部分の外側部に対して加圧接触する外周押えローラ部と、前記線条体巻付け部分における前記トラバース方向前方側の側面に当接するフランジローラ部とが一体になったトラバース方向毎の1対の押えローラユニットを有し、該1対の押えローラユニットをトラバース方向毎に選択して前記巻き胴の外周に前記線条体をガイドする第1の線条体巻付けガイド機構と、
    前記線条体巻付け部分が前記ボビンの前記鍔近傍に接近した際に、本体側面が前記鍔の内側面に接触し、且つ、本体先端面が前記線条体巻付層の外側部に接触して加圧するとともに、前記線条体ターン部分による次層の前記線条体の巻付きが開始したら次層における前記線条体ターン部分の外側部に接触して加圧し、更にトラバースが反転したら、次層における前記線条体ターン部における反転した前記トラバース方向前方側の側面に前記本体側面が当接するように先の線条体巻付層の外側部に本体先端面が接触して加圧する第1の押えブロックと、該第1の押えブロックの本体内に組み込まれ、前記線条体巻付け部分が前記ボビンの前記鍔近傍に接近するまで先端面が該第1の押えブロックの本体先端面と略面一となり、前記鍔際における次層の前記線条体の巻付きが開始したら前記第1の押えブロックの本体先端面から突出して先の線条体巻付層の外側部を先端面で押さえるとともに、側面で前記次層の前記線条体巻付け部分における前記トラバース方向後方側の側面に当接する第2の押えブロックと、前記第1の押えブロックが前記鍔際で前記次層に乗り上げた際にトラバース反転信号を出すトラバース反転信号送出手段とを有する第2の線条体巻付けガイド機構と、
    前記巻取りピッチを、前記線条体の幅寸法の1.01倍から1.25倍に設定する巻取りピッチ設定手段とを備えた
    線条体巻取り装置。
  2. 前記フランジローラ部を、
    前記線条体巻付け部分が前記トラバース方向にずれた際に前記トラバース方向前方側の側面に当接する、および\または、前記鍔際における前記線条体ターン部分の巻き付け空間を確保すべく、前記鍔近傍の前記線条体巻付け部分における前記トラバース方向前方側の側面を前記トラバース方向に対して反対方向に押圧する構成とした
    請求項1に記載の線条体巻取り装置。
  3. 前記巻取りピッチ設定手段が、
    前記巻き胴の外周に前記線条体を巻取る際に、前記線条体ターン部分の巻き付け空間の間隔を確保した上で、前記ボビンのトラバース移動における前記巻取りピッチを設定する
    請求項1又は2に記載の線条体巻取り装置。
  4. 前記ボビンの2つの鍔の位置および鍔間の間隔を検出する検出手段と、
    該検出手段による検出結果に基づいて、前記線条体の巻取りを開始する開始位置およびトラバース反転する反転位置とからなるトラバース位置を設定するトラバース位置設定手段とを備えた
    請求項3に記載の線条体巻取り装置。
  5. 前記検出手段を、
    前記ボビンの少なくとも一方の鍔の位置を測定する鍔位置測定手段と、
    前記鍔間の間隔を周方向の複数の位置にて測定する鍔間隔測定手段とで構成した
    請求項4に記載の線条体巻取り装置。
  6. 前記トラバース位置設定手段が設定するトラバース位置および前記線条体のサイズや形状に基づいて、前記巻取りピッチ設定手段が前記巻取りピッチを線条体幅寸法の1.01倍から1.25倍に設定することが可能か否かによって使用可能なボビンであるか判定するボビン判定手段を備えた
    請求項4又は5に記載の線条体巻取り装置。
  7. 軸線方向の両端のそれぞれに鍔を有するボビンの巻き胴の外周に線条体を、その巻付き位置が前記軸線方向に順次変わるようにトラバースさせながら所定の巻取りピッチで整列巻きにて巻取って前記線条体による線条体巻付層を構成し、前記ボビンの鍔際まで前記線条体を巻付けたら、トラバース方向を反転させ、これまでに前記線条体を巻き付けて構成した先の線条体巻付層の外周に前記線条体を巻き付けて構成する次の線条体巻付層に移行する線条体ターン部分を介して、前記先の線条体巻付層の外周に前記線条体を整列巻きにて前記巻取りピッチで巻付けて次の線条体巻付層を構成しながら前記線条体を前記ボビンに巻き取る線条体巻取り方法において、
    整列巻きにて巻取りしている層における巻き付け中の前記線条体である線条体巻付け部分の外側部に対して加圧接触する外周押えローラ部と、前記線条体巻付け部分における前記トラバース方向前方側の側面に当接するフランジローラ部とが一体になったトラバース方向毎の1対の押えローラユニットを有し、該1対の押えローラユニットをトラバース方向毎に選択して前記巻き胴の外周に前記線条体をガイドする第1の線条体巻付けガイド機構と、
    前記線条体巻付け部分が前記ボビンの前記鍔近傍に接近した際に、本体側面が前記鍔の内側面に接触し、且つ、本体先端面が前記線条体巻付層の外側部に接触して加圧するとともに、前記線条体ターン部分による次層の前記線条体の巻付きが開始したら次層における前記線条体ターン部分の外側部に接触して加圧し、更にトラバースが反転したら、次層における前記線条体ターン部における反転した前記トラバース方向前方側の側面に前記本体側面が当接するように先の線条体巻付層の外側部に本体先端面が接触して加圧する第1の押えブロックと、該第1の押えブロックの本体内に組み込まれ、前記線条体巻付け部分が前記ボビンの前記鍔近傍に接近するまで先端面が該第1の押えブロックの本体先端面と略面一となり、前記鍔際における次層の前記線条体の巻付きが開始したら前記第1の押えブロックの本体先端面から突出して先の線条体巻付層の外側部を先端面で押さえるとともに、側面で前記次層の前記線条体巻付け部分における前記トラバース方向後方側の側面に当接する第2の押えブロックと、前記第1の押えブロックが前記鍔際で前記次層に乗り上げた際にトラバース反転信号を出すトラバース反転信号送出手段とを有する第2の線条体巻付けガイド機構とを備えた線条体巻取り装置を用い、
    前記巻取りピッチを、前記線条体の幅寸法の1.01倍から1.25倍に設定する
    線条体巻取り方法。
  8. 前記フランジローラ部を、
    前記線条体巻付け部分が前記トラバース方向にずれた際に前記トラバース方向前方側の側面に当接する、および\または、前記鍔際における前記線条体ターン部分の巻き付け空間を確保すべく、前記鍔近傍の前記線条体巻付け部分における前記トラバース方向前方側の側面を前記トラバース方向に対して反対方向に押圧する構成とした
    請求項7に記載の線条体巻取り方法。
  9. 前記ボビンの2つの鍔の位置および鍔間の間隔を検出し、その検出結果に基づいて、前記線条体の巻取りを開始する開始位置およびトラバース反転する反転位置とからなるトラバース位置を設定するとともに、
    前記巻取りピッチを、前記巻き胴の外周に前記線条体を巻取る際に、前記線条体ターン部分の巻き付け空間の間隔を確保した上で設定する
    請求項7又は8に記載の線条体巻取り方法。
  10. 前記トラバース位置および前記線条体のサイズや形状に基づいて、前記巻取りピッチを線条体幅寸法の1.01倍から1.25倍に設定することが可能か否かによって使用可能なボビンであるか判定する
    請求項9に記載の線条体巻取り方法。
JP2010539156A 2008-11-21 2009-11-20 線条体巻取り装置および線条体巻取り方法 Active JP5379808B2 (ja)

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