JPWO2013186860A1 - 巻取り装置 - Google Patents

Abstract

巻取り装置は、１本のワイヤ（Ｗ）を円形のフォーマ（１３）の外周において列方向及び段方向に整列した状態で巻き取ることによりビードリング（Ｂ）を形成する。装置フレーム（１１）には、フォーマ（１３）の外周上のワイヤ（Ｗ）を押圧するためのローラ（１６）がワイヤ（Ｗ）の列方向及び段方向に移動可能に設けられている。フォーマ（１３）の回転と同期して回転するカム軸（１８）上には、カム面（２２ａ）を有する円形のカム（２０）が支持されている。カム（２０）のカム面（２２ａ）にはローラ（１６）と一体にワイヤ（Ｗ）の列方向及び段方向に移動するカムフォロワ（１７）が係合し、これにより、カム面（２２ａ）の作用によってローラ（１６）がワイヤ（Ｗ）の列方向に移動される。

Description

この発明は、１本のワイヤを円形のフォーマの外周において列方向及び段方向に整列した状態で巻き取ることによりビードリングを形成する巻取り装置に関するものである。

一般に、この種の巻取り装置においては、フォーマの外周と対応する位置にワイヤの位置を規制するためのローラがフォーマの軸方向及び径方向、すなわちワイヤの列方向及び段方向に移動可能に設けられている。そして、このローラは、フォーマが１回転してフォーマの外周にワイヤが１周分巻き取られるごとに、アクチュエータによりワイヤの列方向に１ピッチずつ移動されるようになっている。

特開2009-12326号公報

前記した従来の巻取り装置においては、ワイヤを押圧するためのローラがアクチュエータの回転によりワイヤの列方向に移動されるようになっている。このため、アクチュエータをフォーマの回転に同期して回転制御するための複雑な制御構成が必要である。また、アクチュエータがパルスモータやサーボモータの場合、瞬電で暴走した場合など同モータが脱調したりすると、その後の回転制御が困難になり、ビードリングの巻取りに支障を来たし易いという問題があった。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、フォーマの外周上のワイヤを押圧するためのローラを簡単な機械的構成によりフォーマの回転に同期してワイヤの列方向に移動させることができて、ワイヤの巻取り運転を支障なく実行することができる巻取り装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、この発明は、１本のワイヤを円形のフォーマの外周において列方向及び段方向に整列した状態で巻き取ることによりビードリングを形成する巻取り装置において、前記列方向及び段方向に移動可能に装置フレームに設けられた、前記フォーマの外周上のワイヤを押圧するためのローラと、前記フォーマの回転と同期して回転するカム軸上に支持された複数のカム面を有する円形のカムと、前記カムのカム面に係合し、前記ローラと一体に前記ワイヤの列方向及び段方向に移動するカムフォロワとを備え、前記ローラは前記カム面の作用によって前記ワイヤの列方向に移動されることを特徴とする巻取り装置を提供する。

この発明の巻取り装置においては、フォーマが１回転してフォーマの外周にワイヤが１周分巻き取られるごとに、フォーマの回転に同期して所定角度だけ回転するカム上のカム面の作用により、ワイヤを押圧するためのローラがカムフォロワを介してワイヤの列方向に１ピッチずつ移動される。よって、カム及びカムフォロワという簡単な機械的構成により、フォーマの回転に同期してローラをワイヤの列方向へ的確に移動させることができる。また、ローラの移動がカム及びカムフォロワからなる機械的構成により行われるようになっているため、停電により巻取り装置の運転が停止した場合、カムフォロワが停止時の位置でカムのカム面上に接触した状態で保持される。よって、停電が復旧したときにワイヤの列方向へのローラの移動をカム面の作用で継続して行うことができて、巻取り装置の運転を支障なく再開することができる。

前記の構成において、前記カムが１回転する間に１つのビードリングが形成されるように、前記カム面の数は設定されることが好ましい。

前記の構成において、巻取り装置は、前記フォーマの回転と同期して回転する駆動歯車を備えることが好ましい。この場合、前記カムはカム軸に対して着脱可能である。また、前記カムは、カム面が形成された円盤状の本体と、その本体の側面に固定された被動歯車とによって構成される。前記駆動歯車は、前記被動歯車に対して離間可能に噛合する。

前記の構成において、巻取り装置は、前記ワイヤの巻取り終了時に、カムフォロワをカム面上の巻取り終了位置から巻取り開始位置にまで移動させるための駆動部材を備えることが好ましい。

前記の構成において、前記カム面がフォーマの軸方向に向いていることが好ましい。

以上のように、この発明によれば、フォーマの外周上のワイヤを押圧するためのローラを、簡単な機械的構成によりフォーマの回転に同期してワイヤの列方向に移動させることができて、不都合な事態を回避することができるという効果を発揮する。

この発明の一実施形態の巻取り装置を示す概略構成図。 図１の２−２線における断面図。 図１の３−３線における断面図。 図３の４−４線において断面にしてカム面を展開状態で示す部分拡大断面図。 図１の巻取り装置により形成されるビードリングの拡大断面図。 図５のビードリングにおけるワイヤの巻終り端部を模式化して示す部分平面図。

以下に、この発明を具体化した巻取り装置の一実施形態を図１〜図７に従って説明する。

図１に示すように、巻取り装置の装置フレーム１１にはモータ１２が配置されている。モータ１２におけるモータ軸１２ａの一端にはネジ部１２ｂが設けられている。ネジ部１２ｂにはフォーマ１３がナット１４により着脱可能に取り付けられている。フォーマ１３の外周には溝部１３ａが形成されている。巻取り装置は、モータ１２によりフォーマ１３を一方向に回転させながら、フォーマ１３の溝部１３ａ内で１本のワイヤＷを列方向及び段方向に整列した状態で巻き取ることにより、図５に示すような断面形状を有するビードリングＢを形成する。

フォーマ１３の溝部１３ａと対応する位置において、装置フレーム１１には支持部材１５が支持されている。支持部材１５は、フォーマ１３の軸方向及び径方向、すなわちワイヤＷの列方向及び段方向に移動可能である。支持部材１５の一端部には、ワイヤＷをフォーマ１３の溝部１３ａ内に向かって押圧するためのローラ１６が回転可能に支持されている。支持部材１５の他端部には、後述するカム２０のカム面２２ａに係合可能なローラよりなるカムフォロワ１７が回転可能に支持されている。

図１〜図３に示すように、カムフォロワ１７と対応する位置において、装置フレーム１１にはカム軸１８が軸受１９を介して回転可能に支持されている。カム軸１８の先端にはネジ部１８ａが設けられている。ネジ部１８ａには、側面円形状のカム２０がナット２１により着脱可能に取り付けられている。カム２０は円盤状の本体２２を有している。本体２２の周縁には、互いに異なる高さの部分を有する壁部が折り曲げ形成されており、この壁部の頂面がカムフォロワ１７と係合可能なカム面２２ａを構成している。カム面２２ａは、フォーマ１３の軸方向、すなわちモータ軸１２ａの延長方向に向いている。本体２２のカム面２２ａと反対側の側面には被動歯車２３が固定されている。

装置フレーム１１と支持部材１５との間には、支持部材１５を一方向に移動付勢するためのバネ２４が設けられている。このバネ２４の付勢力によりカムフォロワ１７がカム２０のカム面２２ａに係合され、カム２０の回転に伴ってカム面２２ａの作用により、ローラ１６がワイヤＷの列方向に移動される。

この実施形態の場合、ビードリングＢは、フォーマ１３を２４回転させてワイヤＷをフォーマ１３の周りに２４回巻き取ることにより形成される。カム２０は、フォーマ１３が２４回転する間に１回転する。すなわち、フォーマ１３が１回転する間にカム２０は１５度だけ回転する。カム面２２ａは１５度ごとに本体２２からの距離が変化する。換言すれば、カム面２２ａは、隣り合う部分とはそれぞれ本体２２からの距離が異なる２４つの部分を有している。よって、カム２０が１回転する間に１つのビードリングＢが形成されるように、カム面２２ａの同部分の数がワイヤＷの巻取り数に応じて設定されている。カム面２２ａの各部分は、本体２２からの距離に応じて、カムフォロワ１７を介して支持部材１５をフォーマ１３の軸方向に移動させる。図４に示すように、カム面２２ａのうち巻取り開始部分２２ａ−１，２２ａ−２は、カム面２２ａの巻取り終了部分２２ａ−２３，２２ａ−２４に連続して位置するように設けられている。

図１及び図２に示すように、カム２０の被動歯車２３とモータ１２との間において、装置フレーム１１には伝達軸２５が軸受２６を介して回転可能に支持されている。伝達軸２５上には、第２伝達歯車２８、及びその第２伝達歯車２８と一体に回転される第３伝達歯車２９が固定されている。フォーマ１３が取り付けられている端部とは反対側のモータ軸１２ａの他端部には第１伝達歯車２７が設けられており、第２伝達歯車２８はこの第１伝達歯車２７に噛合する。伝達軸２５の先端には、伝達軸２５と相対回転可能にレバー３０が支持されている。レバー３０の自由端には支持軸３１が支持されている。支持軸３１の基端には、第３伝達歯車２９に常に噛合するとともにカム２０の被動歯車２３に対して離間可能に噛合する駆動歯車３２が回転可能に支持されている。そして、駆動歯車３２が被動歯車２３に噛合した状態で、モータ１２によりフォーマ１３が回転されると、前記各歯車２７，２８，２９，３２，２３を介して、カム２０がフォーマ１３と同期して回転される。これら歯車のギヤ比の設定により、この実施形態の場合、フォーマが１回転する間にカム２０が１５度だけ回転するようになっている。

図１及び図２に示すように、前記支持軸３１と対応する位置において、装置フレーム１１には規制板３３が立設されている。規制板３３には支持軸３１の先端部を挿通するための円弧状のガイド溝３３ａが形成されている。そして、支持軸３１の先端部が規制板３３のガイド溝３３ａに挿通された状態で、レバー３０が伝達軸２５を中心に回動されることにより、駆動歯車３２は、カム２０の被動歯車２３に対して噛合する噛合位置と被動歯車２３から離間した離間位置との間を移動する。支持軸３１の先端にはネジ部３１ａが設けられており、このネジ部３１ａにナット３４を螺合させて規制板３３に対して締め付けることにより、レバー３０を回動不能にすること、すなわち駆動歯車３２を噛合位置又は離間位置に保持することができる。

図１に示すように、前記ローラ１６及びカムフォロワ１７を支持する支持部材１５と対応する位置において、装置フレーム１１上には駆動部材としてのシリンダ３５が配置されている。カム２０が１回転してビードリングＢの形成が終了した時点、すなわちワイヤＷの巻取りが終了した時点で、このシリンダ３５を突出動作させることにより、図４に示すように、カム面２２ａの巻取り終了部分２２ａ−２４上にあるカムフォロワ１７を巻取り終了位置Ｐ１から巻取り開始位置Ｐ２にまで移動させることができる。

図４に示すように、カム面２２ａの巻取り終了部分２２ａ−２４には、段差部３６が形成されている。ビードリングＢの形成が終了したとき、カムフォロワ１７はこの段差部３６の作用により最も低い巻取り終了位置Ｐ１に配置される。このため、図６に示すように、ワイヤＷの巻終り端部ＷａはビードリングＢの外側縁から外方にわずかに折り曲げられるようになっている。巻取り終了部分２２ａ−２４と隣接するカム面２２ａの巻取り開始部分２２ａ−１には、巻取り終了位置Ｐ１から巻取り開始位置Ｐ２に移動されるカムフォロワ１７との干渉を回避するための傾斜面３７が形成されている。

次に、前記のように構成された巻取り装置の作用を説明する。

図１及び図２に示す状態では、駆動歯車３２がカム２０の被動歯車２３に噛合する位置にレバー３０が配置されている。この状態で、モータ１２が回転されると、フォーマ１３が一方向に回転されて、ワイヤＷがローラ１６により押圧されながらフォーマ１３の外周の溝部１３ａ内に巻き取られる。また、モータ１２の回転により、歯車２７，２８，２９，３２，２３を介してカム２０がフォーマ１３と同期して図４の矢印方向に回転される。その結果、カムフォロワ１７がカム２０のカム面２２ａ上に接触係合した状態で、支持部材１５及びローラ１６がフォーマ１３の軸方向に移動する。したがって、フォーマ１３が１回転してフォーマ１３の外周の溝部１３ａにワイヤＷが１周分巻き取られるごとに、カム面２２ａの作用によって、ローラ１６がワイヤＷの列方向に１ピッチずつ移動される。こうしてフォーマ１３上に巻き取られたワイヤＷの列数が所定の数に達すると、図示しない移動手段により支持部材１５を介して、ローラ１６がワイヤＷの段方向に１ピッチ移動される。これが繰り返されることにより、図５に矢印で示す順番でワイヤＷがフォーマ１３の溝部１３ａ内において列方向及び段方向に整列され、その結果、ビードリングＢが形成される。

そして、ビードリングＢの形成が終了したときには、図４に示すように、カム面２２ａの巻取り終了部分２２ａ−２４に設けられた段差部３６に係合することによってカムフォロワ１７が巻取り終了位置Ｐ１に配置される。これにより、図６に示すように、ワイヤＷの巻終り端部ＷａはビードリングＢの外側縁から外方にわずかに折り曲げられる。

その後、シリンダ３５を突出動作させることにより、図４に示すように、カム面２２ａの巻取り終了部分２２ａ−２４上にあるカムフォロワ１７を巻取り終了位置Ｐ１から巻取り開始位置Ｐ２にまでカム面２２ａの作用によることなく移動させる。これにより、次のビードリングＢの形成に備えられる。

なお、カム２０の周面には、回転位置の原点を示す図示しないマークが付されている。カムフォロワ１７がカム面２２ａの巻取り終了部分２２ａ−２４の終端にまで達したときに、図示しないセンサによって前記マークが検出されることにより、カム２０及びフォーマ１３の回転が一時的に停止される。そして、フォーマ１３上に形成されたビードリングＢはこの停止中に巻取り装置から搬出される。

一方、ビードリングＢの形成途中において、停電によりモータ１２が停止した場合には、フォーマ１３及びカム２０の回転が停止される。このとき、カムフォロワ１７は、停止時の位置でカム２０のカム面２２ａ上に接触係合した状態で保持される。よって、停電が復旧したときには、カム２０が再び回転されることにより、その後のカム面２２ａの作用によりワイヤＷの列方向へのローラ１６の移動が継続して支障なく行われる。

フォーマ１３上に形成するビードリングＢの巻径や断面形状等を変更する場合には、モータ１２のモータ軸１２ａ上のフォーマ１３を、溝部１３ａの径寸法や断面形状等が異なる別のフォーマ１３と交換する。さらに、支持軸３１の先端のネジ部３１ａに螺合しているナット３４を弛め、図２に二点鎖線で示すように、駆動歯車３２がカム２０の被動歯車２３から離間する位置にまでレバー３０を移動させる。これにより、カム軸１８上のカム２０を、カム面２２ａの形状や被動歯車２３のギヤ比が異なる別のカム２０と交換することが可能になる。新しいカム２０をカム軸１８に取り付けた後、駆動歯車３２が新しいカム２０の被動歯車２３と噛合するまでレバー３０を移動させ、ナット３４を規制板３３に対して締め付ける。以上のようにして、形成するビードリングＢに応じたカム２０への交換を容易に行うことができる。

従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。

（１） この巻取り装置は、１本のワイヤＷを円形のフォーマ１３の外周において列方向及び段方向に整列した状態で巻き取ることによりビードリングＢを形成する。装置フレーム１１には、フォーマ１３の外周上のワイヤＷを押圧するためのローラ１６がワイヤＷの列方向及び段方向に移動可能に設けられている。フォーマ１３の回転と同期して回転するカム軸１８上には、カム面２２ａを有する円形のカム２０が支持されている。カム２０のカム面２２ａにはローラ１６と一体に前記列方向及び段方向に移動するカムフォロワ１７が係合し、これにより、カム面２２ａの作用によってローラ１６がワイヤＷの列方向に移動される。

このため、この巻取り装置では、フォーマ１３が１回転してフォーマ１３の外周にワイヤＷが１周分巻き取られるごとに、フォーマ１３の回転に同期して所定量角度だけ回転するカム２０上のカム面２２ａの作用により、ローラ１６がカムフォロワ１７を介してワイヤＷの列方向に１ピッチずつ移動される。よって、カム２０及びカムフォロワ１７からなる簡単な機械的構成により、フォーマ１３の回転に同期してローラ１６をワイヤＷの列方向へ的確に移動させることができる。また、ローラ１６の移動がカム２０及びカムフォロワ１７からなる機械的構成により行われるようになっているため、停電により巻取り装置の運転が停止した場合、カムフォロワ１７が停止時の位置でカム２０のカム面２２ａ上に接触した状態で保持される。よって、停電が復旧したときにワイヤＷの列方向へのローラ１６の移動をカム面２２ａの作用で継続して行うことができて、巻取り装置の運転を支障なく再開することができる。

（２） この巻取り装置においては、カム２０が１回転する間に１つのビードリングＢが形成されるように、カム面２２ａの数が設定されている。このため、カム２０が１回転するごとに、そのカム２０上のカム面２２ａの作用により、ローラ１６をワイヤＷの列方向に１ピッチずつ順に移動させて、１本のビードリングＢの形成を行うことができる。

（３） この巻取り装置は、フォーマ１３の回転と同期して回転する駆動歯車３２を備えている。カム２０はカム軸１８に対して着脱可能である。また、カム２０は、カム面２２ａが形成された円盤状の本体２２と、その本体２２の側面に固定された被動歯車２３とによって構成されている。駆動歯車３２は、被動歯車２３に対して離間可能に噛合している。このため、フォーマ１３上に形成するビードリングＢの巻径や断面形状等を変更する場合などカム２０を交換する必要があるときには、駆動歯車３２をカム２０の被動歯車２３から離間させることにより、カム２０をカム軸１８から容易に取り外すことができる。

（４） この巻取り装置は、ワイヤＷの巻取り終了時に、カムフォロワ１７をカム面２２ａ上の巻取り終了位置Ｐ１から巻取り開始位置Ｐ２にまで移動させるための駆動部材としてシリンダ３５を備えている。このため、ワイヤＷの巻取り終了時に、シリンダ３５によりカムフォロワ１７を巻取り終了位置Ｐ１から巻取り開始位置Ｐ２にまでカム面２２ａの作用によることなく迅速に移動させて、次のビードリングＢの形成に備えることができる。

（５） この巻取り装置においては、カム面２２ａがフォーマ１３の軸方向に向いている。これにより、カム面２２ａによるローラ１６の移動がビードリングＢの列方向に一致するため、カム面２２ａとローラ１６との間に運動変換機構を設ける必要がなく、構成が簡単になる。

（変更例）
なお、前記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。

・ カム２０の本体２２の形状やカム面２２ａの形成位置を任意に変更してもよい。例えば、前記実施形態では、カム面２２ａをフォーマ１３の軸方向に向くようにカム２０に形成したが、カム２０の外周面にカム面２２ａを形成してもよい。この場合、カム２０のカム軸１８は図１の上下方向に延びるように配置されることが好ましい。

・ モータ１２を、モータ軸の回転速度を減速可能なギヤドモータで構成してもよい。この場合、ギヤドモータのモータ軸の両端をモータハウジングから突出させて、そのモータ軸の一端にフォーマ１３を支持させるとともに、他端にカム２０を支持させる。

１１…装置フレーム、１２…モータ、１３…フォーマ、１５…支持部材、１６…ローラ、１７…カムフォロワ、１８…カム軸、２０…カム、２２…本体、２２ａ…カム面、２３…被動歯車、２７，２８，２９…伝達歯車、３０…レバー、３２…駆動歯車、３５…駆動部材としてのシリンダ、Ｗ…ワイヤ、Ｂ…ビードリング、Ｐ１…巻取り終了位置、Ｐ２…巻取り開始位置。

Claims (5)

1. １本のワイヤを円形のフォーマの外周において列方向及び段方向に整列した状態で巻き取ることによりビードリングを形成する巻取り装置において、
   前記列方向及び段方向に移動可能に装置フレームに設けられた、前記フォーマの外周上のワイヤを押圧するためのローラと、
   前記フォーマの回転と同期して回転するカム軸上に支持された複数のカム面を有する円形のカムと、
   前記カムのカム面に係合し、前記ローラと一体に前記列方向及び段方向に移動するカムフォロワとを備え、前記ローラは前記カム面の作用によって前記列方向に移動されることを特徴とする巻取り装置。
2. 前記カムが１回転する間に１つのビードリングが形成されるように、前記カム面の数が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の巻取り装置。
3. 前記カムはカム軸に対して着脱可能であり、前記カムは、カム面が形成された円盤状の本体と、その本体の側面に固定された被動歯車とによって構成され、前記被動歯車に対して離間可能に噛合して前記フォーマの回転と同期して回転する駆動歯車を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の巻取り装置。
4. 前記ワイヤの巻取り終了時に、カムフォロワをカム面上の巻取り終了位置から巻取り開始位置にまで移動させるための駆動部材を備えることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の巻取り装置。
5. 前記カム面がフォーマの軸方向に向いていることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の巻取り装置。

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