(57)【要約】【課題】ボビンへの線条物の充填率向上と線条物を巻き体から解舒の際に線条物が下層の線条物に食い込むことによる絡みや切断のトラブルを回避する。【解決手段】線条物１１０の一端部をボビン１６０の胴部の一端に固定し、巻取り開始からボビンの回転角度が２５０〜３６０度になるまではトラバースを行わずにボビン１６０を回転駆動して線条物１１０を巻取り、その後トラバースを開始して隣り合う線条物１１０が互いに接する状態を保持しながら線条物１１０の巻取り処理を行い、ボビン１６０を回転させるモーターの回転速度の変化に基づいて、巻取り層が層上がりした動作を検知すると、トラバースを停止させ、その時点のボビンの位置から回転角度が２５０〜３６０度になると、トラバースの方向を反転させてトラバースを再開する再開処理を行い、巻取り処理から再開処理までを繰り返して複数層の整列巻取りを行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線条物が鍔付きボビンに複数層に整列巻取りされた線条物巻き体の製造方法であって、
前記線条物の一端部を前記鍔付きボビンの胴部の一端に固定し、
巻取り開始から、該開始時の前記鍔付きボビンの位置からの該鍔付きボビンの回転角度が所定の角度になるまではトラバースを行わずに前記鍔付きボビンを回転駆動して所定の巻取り速度で前記線条物を巻取り、
前記回転角度が前記所定の角度になると、前記トラバースを開始し、
隣り合う前記線条物が互いに接する状態を保持しながら前記線条物を巻取る巻取り処理を行い、
前記鍔付きボビンを回転駆動するモーターの回転速度の変化に基づいて、前記線条物の巻取り層が層上がりした動作を検知し、
前記線条物の巻取り層が層上がりした動作を検知すると、前記トラバースを停止させ、
前記線条物の巻取り層が層上がりした動作を検知した時点の前記鍔付きボビンの位置から該鍔付きボビンの回転角度が前記所定の角度になるまで前記トラバースの停止状態を維持し、
前記回転角度が前記所定の角度になると、前記トラバースの方向を反転させて前記トラバースを再開する再開処理を行い、
前記巻取り処理から前記再開処理までを繰り返して複数層の整列巻取りを行い、
前記所定の角度は、２５０〜３６０度である線条物巻き体の製造方法。
【請求項２】
前記線条物を前記鍔付きボビンの回転方向と平行になるように固定する請求項１に記載の線条物巻き体の製造方法。
【請求項３】
前記モーターの回転速度が２％以上変化した場合、前記巻取り層が層上がりした動作を検知する請求項１または請求項２に記載の線条物巻き体の製造方法。
【請求項４】
前記鍔付きボビンをトラバースする請求項１から３のいずれか１項に記載の線条物巻き体の製造方法。
【請求項５】
前記線条物の巻取りの速度が１〜１００ｍ／分である請求項１から４のいずれか１項に記載の線条物巻き体の製造方法。
【請求項６】
前記鍔付きボビンの胴部の一端から他端までの長さを前記線条物の直径で除算して各層における予測巻取り回数を算出し、
前記線条物の各層における巻取り回数をカウントし、
所定の巻取り速度で線条物を巻取り、前記カウントしている巻取り回数が、前記予測巻取り回数の１〜５回前となるまでに前記巻取り速度を最大９５％減速し、減速後の巻取り速度で前記線条物を巻取り、層上がり動作を行い、前記トラバースの方向を反転させた後、前記カウントしている巻取り回数が１〜５回となった後、前記巻取り速度を前記所定の巻取り速度まで増速し、
前記巻取り処理から前記線条物の巻取りの速度の増速する処理までを繰り返して複数層の整列巻取りを行う請求項１から５のいずれか１項に記載の線条物巻き体の製造方法。
【請求項７】
前記線条物が挿通し、前記線条物を、該線条物の前記鍔付きボビンにおける巻取り位置へ導く中空状パイプを備え、
前記中空状パイプの前記鍔付きボビン側の端部と前記線条物が巻き取られる前記鍔付きボビンにおける位置との距離が５〜２０ｍｍであり、
前記中空状パイプの内径は前記線条物の直径よりも０．２〜０．５ｍｍ大きく、
前記中空状パイプの肉厚は０．１〜０．４ｍｍである請求項１から６いずれか１項に記載の線条物巻き体の製造方法。
【請求項８】
前記中空状パイプの外側には、該中空状パイプの外径よりも幅の狭い矩形状物が接続されている請求項７に記載の線条物巻き体の製造方法。
【請求項９】
前記線条物の巻取り層が層上がりした動作を検知すると、前記中空状パイプの前記鍔付きボビン側の端部と前記線条物が巻き取られる前記鍔付きボビンにおける位置との距離が一定となるように、前記中空状パイプは前記線条物の直径分移動する請求項７または請求項８に記載の線条物巻き体の製造方法。
【請求項１０】
線条物が鍔付きボビンに複数層に整列巻取りされた線条物巻き体の製造方法であって、
前記線条物の一端部を前記鍔付きボビンの胴部の一端に固定し、
巻取り開始から、該開始時の前記鍔付きボビンの位置からの該鍔付きボビンの回転角度が所定の角度になるまではトラバースを行わずに前記鍔付きボビンを回転駆動して所定の巻取り速度で前記線条物を巻取り、
前記回転角度が前記所定の角度になると、前記トラバースを開始し、
隣り合う前記線条物が互いに接する状態を保持しながら前記線条物を巻取る巻取り処理を行い、
前記線条物の各層における巻取り回数をカウントし、
前記鍔付きボビンの胴部の一端から他端までの長さを前記線条物の直径で除算して各層における予測巻取り回数を算出し、
前記カウントしている巻取り回数が、前記予測巻取り回数よりも所定の回数だけ少ない回数となると、前記線条物の巻取りの速度を最大９５％減速し、
前記カウントしている巻取り回数が前記予測巻取り回数となると、前記トラバースを停止させ、
前記カウントしている巻取り回数が前記予測巻取り回数となった時点の前記鍔付きボビンの位置から該鍔付きボビンの回転角度が前記所定の角度になるまで前記トラバースの停止状態を維持し、
前記回転角度が前記所定の角度になると、前記トラバースの方向を反転させて前記トラバースを再開する再開処理を行い、
前記カウントしている巻取り回数が前記所定の回数となるまで、前記線条物の巻取りの速度の減速を維持し、
前記巻取り処理から前記線条物の巻取りの速度の減速を維持する処理までを繰り返して複数層の整列巻取りを行い、
前記所定の角度は、２５０〜３６０度であり、前記所定の回数は１〜５回である線条物巻き体の製造方法。
【請求項１１】
線条物が鍔付きボビンに複数層に整列巻取りされた線条物巻き体の製造装置であって、
前記鍔付きボビンの胴部の一端に設けられた、前記線条物の一端部を固定するための固定部と、
前記鍔付きボビンを回転駆動する第１のモーターと、
前記線条物を前記鍔付きボビンへ送るロールを回転させる第２のモーターと、
トラバースを行うトラバース部と、
制御部とを有し、
前記制御部は、
巻取り開始から、該開始時の前記鍔付きボビンの位置からの該鍔付きボビンの回転角度が所定の角度になるまでは前記トラバース部に前記トラバースを実行させずに、前記第１のモーターを回転駆動して前記鍔付きボビンに所定の巻取り速度で前記線条物を巻取らせ、
前記回転角度が前記所定の角度になると、前記トラバース部に前記トラバースを開始させ、
隣り合う前記線条物が互いに接する状態を保持しながら前記線条物を巻取るように、前記トラバース部に前記トラバースを実行させる巻取り処理を行い、
前記第１のモーターの回転速度の変化に基づいて、前記線条物の巻取り層が層上がりした動作を検知し、
前記線条物の巻取り層が層上がりした動作を検知すると、前記トラバース部に前記トラバースを停止させ、
前記線条物の巻取り層が層上がりした動作を検知した時点の前記鍔付きボビンの位置から該鍔付きボビンの回転角度が前記所定の角度になるまで、前記トラバース部に前記トラバースの停止状態を維持させ、
前記回転角度が前記所定の角度になると、前記トラバース部に前記トラバースの方向を反転させて前記トラバースを再開させる再開処理を行い、
前記巻取り処理から前記再開処理までを繰り返して複数層の整列巻取りを行い、
前記所定の角度は、２５０〜３６０度である線条物巻き体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断面が円形の線条物を鍔付きボビン（以下、単にボビンと称する）に複数層整列に巻き付ける線条物巻き体の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
線条物をボビンに複数層整列巻きする際には、ガイドロール等を用いて走行する線条物を繰り出す位置を規制し、ボビンの幅方向の一端側から他端側へ軸線方向にピッチ送りでトラバースして線条物を整列に巻き付け、ボビンの巻胴端部の鍔部に接する位置で上層へ層上がりさせ、層上がりさせた後、トラバースの向きを反転させて他端側から一端側へとトラバースさせ、これを繰り返す。上層への層上がりする位置を検知することはトラバースの向きを反転させるタイミングを決めるうえで重要であり、この位置が決まらないと、ボビン鍔と線条物との間に隙間が生じたり、同一列に線条物が重なって、それが起因となって巻乱れが生じたりしてしまう。
【０００３】
層上がりの位置を検知する方法として、特許文献１、２では、線条物と検出器（センサー）との接触あるいは線条物までの距離測定によって層上がりを検知する手段が開示されている。また、特許文献３では、走行する線条物の速度（ライン速度）と、ボビン（巻枠）での線速度との偏差に基づいて、層上がりを検知する手段が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−２２２６５号公報
【特許文献２】特開２００１−２７０６５７号公報
【特許文献３】特公昭５９−５０５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２に記載された技術では、検知器や距離センサーなどに加え、それらの固定や動作する機構が必要となる。そのため、装置構成が複雑となり、装置費用もかかってしまうという問題点がある。また、特許文献３には、線条物が乗り上がった際に線条物のライン速度と巻枠での線速度との偏差が大きくなると記載されているが、巻枠の回転数しか検出していないため巻枠での線速度は不明であり、この方法では層上がりの検知は困難であるという問題点がある。
【０００６】
本発明の目的は、線条物を鍔付きボビンに複数層整列巻きすることにより、ボビンへの線条物の充填率向上と線条物を巻き体から解舒の際に線条物が下層の線条物に食い込むことによる絡みや切断のトラブルを回避する巻取り体の製造方法および製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１．線条物が鍔付きボビンに複数層に整列巻取りされた線条物巻き体の製造方法であって、
前記線条物の一端部を前記鍔付きボビンの胴部の一端に固定し、
巻取り開始から、該開始時の前記鍔付きボビンの位置からの該鍔付きボビンの回転角度が所定の角度になるまではトラバースを行わずに前記鍔付きボビンを回転駆動して所定の巻取り速度で前記線条物を巻取り、
前記回転角度が前記所定の角度になると、前記トラバースを開始し、
隣り合う前記線条物が互いに接する状態を保持しながら前記線条物を巻取る巻取り処理を行い、
前記鍔付きボビンを回転駆動するモーターの回転速度の変化に基づいて、前記線条物の巻取り層が層上がりした動作を検知し、
前記線条物の巻取り層が層上がりした動作を検知すると、前記トラバースを停止させ、
前記線条物の巻取り層が層上がりした動作を検知した時点の前記鍔付きボビンの位置から該鍔付きボビンの回転角度が前記所定の角度になるまで前記トラバースの停止状態を維持し、
前記回転角度が前記所定の角度になると、前記トラバースの方向を反転させて前記トラバースを再開する再開処理を行い、
前記巻取り処理から前記再開処理までを繰り返して複数層の整列巻取りを行い、
前記所定の角度は、２５０〜３６０度である線条物巻き体の製造方法。
２．前記線条物を前記鍔付きボビンの回転方向と平行になるように固定する１に記載の線条物巻き体の製造方法。
３．前記モーターの回転速度が２％以上変化した場合、前記巻取り層が層上がりした動作を検知する１または２に記載の線条物巻き体の製造方法。
４．前記鍔付きボビンをトラバースする１から３のいずれか１項に記載の線条物巻き体の製造方法。
５．前記線条物の巻取りの速度が１〜１００ｍ／分である１から４のいずれか１項に記載の線条物巻き体の製造方法。
６．前記鍔付きボビンの胴部の一端から他端までの長さを前記線条物の直径で除算して各層における予測巻取り回数を算出し、
前記線条物の各層における巻取り回数をカウントし、
所定の巻取り速度で線条物を巻取り、前記カウントしている巻取り回数が、前記予測巻取り回数の１〜５回前となるまでに前記巻取り速度を最大９５％減速し、減速後の巻取り速度で前記線条物を巻取り、層上がり動作を行い、前記トラバースの方向を反転させた後、前記カウントしている巻取り回数が１〜５回となった後、前記巻取り速度を前記所定の巻取り速度まで増速し、
前記巻取り処理から前記線条物の巻取りの速度の増速する処理までを繰り返して複数層の整列巻取りを行う請求項１から５のいずれか１項に記載の線条物巻き体の製造方法。
７．前記線条物が挿通し、前記線条物を、該線条物の前記鍔付きボビンにおける巻取り位置へ導く中空状パイプを備え、
前記中空状パイプの前記鍔付きボビン側の端部と前記線条物が巻き取られる前記鍔付きボビンにおける位置との距離が５〜２０ｍｍであり、
前記中空状パイプの内径は前記線条物の直径よりも０．２〜０．５ｍｍ大きく、
前記中空状パイプの肉厚は０．１〜０．４ｍｍである１から６いずれか１項に記載の線条物巻き体の製造方法。
８．前記中空状パイプの外側には、該中空状パイプの外径よりも幅の狭い矩形状物が接続されている７に記載の線条物巻き体の製造方法。
９．前記線条物の巻取り層が層上がりした動作を検知すると、前記中空状パイプの前記鍔付きボビン側の端部と前記線条物が巻き取られる前記鍔付きボビンにおける位置との距離が一定となるように、前記中空状パイプは前記線条物の直径分移動する７または８に記載の線条物巻き体の製造方法。
１０．線条物が鍔付きボビンに複数層に整列巻取りされた線条物巻き体の製造方法であって、
前記線条物の一端部を前記鍔付きボビンの胴部の一端に固定し、
巻取り開始から、該開始時の前記鍔付きボビンの位置からの該鍔付きボビンの回転角度が所定の角度になるまではトラバースを行わずに前記鍔付きボビンを回転駆動して所定の巻取り速度で前記線条物を巻取り、
前記回転角度が前記所定の角度になると、前記トラバースを開始し、
隣り合う前記線条物が互いに接する状態を保持しながら前記線条物を巻取る巻取り処理を行い、
前記線条物の各層における巻取り回数をカウントし、
前記鍔付きボビンの胴部の一端から他端までの長さを前記線条物の直径で除算して各層における予測巻取り回数を算出し、
前記カウントしている巻取り回数が、前記予測巻取り回数よりも所定の回数だけ少ない回数となると、前記線条物の巻取りの速度を最大９５％減速し、
前記カウントしている巻取り回数が前記予測巻取り回数となると、前記トラバースを停止させ、
前記カウントしている巻取り回数が前記予測巻取り回数となった時点の前記鍔付きボビンの位置から該鍔付きボビンの回転角度が前記所定の角度になるまで前記トラバースの停止状態を維持し、
前記回転角度が前記所定の角度になると、前記トラバースの方向を反転させて前記トラバースを再開する再開処理を行い、
前記カウントしている巻取り回数が前記所定の回数となるまで、前記線条物の巻取りの速度の減速を維持し、
前記巻取り処理から前記線条物の巻取りの速度の減速を維持する処理までを繰り返して複数層の整列巻取りを行い、
前記所定の角度は、２５０〜３６０度であり、前記所定の回数は１〜５回である線条物巻き体の製造方法。
１１．線条物が鍔付きボビンに複数層に整列巻取りされた線条物巻き体の製造装置であって、
前記鍔付きボビンの胴部の一端に設けられた、前記線条物を固定するための固定部と、
前記鍔付きボビンを回転駆動する第１のモーターと、
前記線条物の一端部を前記鍔付きボビンへ送るロールを回転させる第２のモーターと、
トラバースを行うトラバース部と、
制御部とを有し、
前記制御部は、
巻取り開始から、該開始時の前記鍔付きボビンの位置からの該鍔付きボビンの回転角度が所定の角度になるまでは前記トラバース部に前記トラバースを実行させずに、前記第１のモーターを回転駆動して前記鍔付きボビンに所定の巻取り速度で前記線条物を巻取らせ、
前記回転角度が前記所定の角度になると、前記トラバース部に前記トラバースを開始させ、
隣り合う前記線条物が互いに接する状態を保持しながら前記線条物を巻取るように、前記トラバース部に前記トラバースを実行させる巻取り処理を行い、
前記第１のモーターの回転速度の変化に基づいて、前記線条物の巻取り層が層上がりした動作を検知し、
前記線条物の巻取り層が層上がりした動作を検知すると、前記トラバース部に前記トラバースを停止させ、
前記線条物の巻取り層が層上がりした動作を検知した時点の前記鍔付きボビンの位置から該鍔付きボビンの回転角度が前記所定の角度になるまで、前記トラバース部に前記トラバースの停止状態を維持させ、
前記回転角度が前記所定の角度になると、前記トラバース部に前記トラバースの方向を反転させて前記トラバースを再開させる再開処理を行い、
前記巻取り処理から前記再開処理までを繰り返して複数層の整列巻取りを行い、
前記所定の角度は、２５０〜３６０度である線条物巻き体の製造装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明においては、線条物を鍔付きボビンに複数層整列巻きすることにより、ボビンへの線条物の充填率向上と線条物を巻き体から解舒の際に線条物が下層の線条物に食い込むことによる絡みや切断のトラブルを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の製造装置の実施の一形態を示す図である。
【図２】図１に示した製造装置をＡの方向から見た構造の一例を示す図である。
【図３】図１に示した線条物をボビンに固定する様子の一例を示す図である。
【図４】図１，２に示した製造装置の送りロール駆動モーターとボビン駆動モーターとの回転速度の制御の様子の一例を示す図である。
【図５】図１に示した中空状パイプの位置とボビンでの巻取り位置とにズレが発生したときの様子の一例を示す図である。
【図６】図１に示した線条物をボビンにおける巻取り位置へ導くガイドの一例を示す図である。
【図７】図６に示した中空状パイプの断面の一例を示す図である。
【図８】図６に示した中空状パイプの外側に矩形状物が接続された様子の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施の形態について具体的に説明する。
まずは、本発明の線条物巻き体の製造方法に使用する製造装置について説明する。図１は、本発明の製造装置の実施の一形態を示す図である。本形態における製造装置１００は図１に示すように、送りロール１２０−１，１２０−２と、送りロール駆動モーター１３０と、中空状パイプ１４０と、スライド機構１５０と、ボビン１６０と、制御部１７０とを有する。図１には、本形態における製造装置１００が具備する構成要素のうち、本実施の形態に関わる主要な構成要素の一例を示す。
【００１１】
送りロール１２０−１，１２０−２は、線条物１１０を挟んでボビン１６０の方向へ走行させる一対のロールである。送りロール１２０−１，１２０−２それぞれが、送りロール駆動モーター１３０から駆動されるものであっても良いし、送りロール１２０−１，１２０−２の一方が、送りロール駆動モーター１３０から駆動され、送りロール１２０−１，１２０−２の他方が、一方の回転に基づいて回転する従動ロールであっても良い。送りロール１２０−１，１２０−２は、挟み込んだ線条物１１０がスリップしないように、図示しないネジあるいはバネの力を用いてニップする機構を有し、一方あるいは両方の表面にはウレタンゴムなどのゴムライニングを施している。ここで、線条物１１０は、長さ方向と直交する断面が円形状であるものであっても良い。
送りロール駆動モーター１３０は、送りロール１２０−１，１２０−２の一方または双方を一定の回転で回転駆動する第２のモーターである。送りロール駆動モーター１３０は、回転速度（単位時間当たりの回転数）を検出するロータリーエンコーダーを備えるサーボモーターであることが好ましい。
中空状パイプ１４０は、円筒状であって、線条物１１０が挿通し、線条物１１０をボビン１６０における線条物１１０の巻取り位置へ導くガイド部材である。中空状パイプ１４０は、線条物１１０を一端から導入し、他端から導出して走行位置を規制する。中空状パイプ１４０はスライド機構１５０に固定されている。中空状パイプ１４０の内部構造の詳細は後述する。
スライド機構１５０は、送りネジとステッピングモーターとの組み合わせ等により構成される。スライド機構１５０は、線条物１１０の層上がりに合わせて中空状パイプ１４０をボビン１６０の中心側から外周方向に移動可能とする。具体的には、スライド機構１５０は、線条物１１０の巻取り層が層上がりした動作を検知すると、中空状パイプ１４０のボビン１６０側の端部と線条物１１０が巻き取られるボビン１６０における位置との距離が一定となるように、中空状パイプ１４０を線条物１１０の直径分、ボビン１６０の中心から外側へ移動させる。
ボビン１６０は、円筒状の胴部と、胴部の両端に平板状の鍔を有する鍔付きボビンである。ボビン１６０は、後述するボビン駆動モーターによって回転駆動する。
【００１２】
図２は、図１に示した製造装置１００をＡの方向から見た構造の一例を示す図である。図２に示すように、製造装置１００はさらに、ボビン駆動モーター１９０と、トラバース機構２００とを有する。
ボビン駆動モーター１９０は、線条物１１０を一定張力で巻取るためにボビン１６０を回転させるトルクモーターまたはトルクモード設定が可能なサーボモーター（第１のモーター）である。サーボモーターであれば、回転速度（単位時間当たりの回転数）を検出するロータリーエンコーダーを備えており好適である。ボビン１６０が線条物１１０を巻取り、線条物巻き体１８０が形成される。
トラバース機構２００は、ボビン１６０をボビン１６０の軸方向に往復移動させるための機構である。トラバース機構２００は、送りネジとステッピングモーター等との組み合わせにより構成される。
制御部１７０は、送りロール駆動モーター１３０、スライド機構１５０、ボビン１６０、ボビン駆動モーター１９０およびトラバース機構２００を制御する。制御部１７０が行う制御の詳細については、後述する。
また、送りロール駆動モーター１３０およびボビン駆動モーター１９０は、制御部１７０によってシーケンス制御されており、線条物１１０の走行速度、巻取り張力、ボビン１６０のトラバース開始、停止のタイミング（後述の巻き角度）、トラバースピッチ、中空状パイプ１４０の移動ピッチなどの制御が行われる。なお、図１において、ボビン１６０は時計周りに回転する。また、巻き角度とは、線条物１１０の一端部がボビン１６０に固定された位置を基準として０度とし、図１において、反時計回りの角度の位置を示す。以下、図１に示すボビンの角度を巻き角度と称する。
【００１３】
本発明の線条物巻き体の製造方法は、線条物が鍔付きボビンに複数層に整列巻取りされた線条物巻き体の製造方法であって、
前記線条物の一端部を前記鍔付きボビンの胴部の一端に固定し、
巻取り開始から、該開始時の前記鍔付きボビンの位置からの該鍔付きボビンの回転角度が所定の角度になるまではトラバースを行わずに前記鍔付きボビンを回転駆動して所定の巻取り速度で前記線条物を巻取り、
前記回転角度が前記所定の角度になると、前記トラバースを開始し、
隣り合う前記線条物が互いに接する状態を保持しながら前記線条物を巻取る巻取り処理を行い、
前記鍔付きボビンを回転駆動するモーターの回転速度の変化に基づいて、前記線条物の巻取り層が層上がりした動作を検知し、
前記線条物の巻取り層が層上がりした動作を検知すると、前記トラバースを停止させ、
前記線条物の巻取り層が層上がりした動作を検知した時点の前記鍔付きボビンの位置から該鍔付きボビンの回転角度が前記所定の角度になるまで前記トラバースの停止状態を維持し、
前記回転角度が前記所定の角度になると、前記トラバースの方向を反転させて前記トラバースを再開する再開処理を行い、
前記巻取り処理から前記再開処理までを繰り返して複数層の整列巻取りを行い、
前記所定の角度は、２５０〜３６０度である線条物巻き体の製造方法である。
【００１４】
図３は、図１に示した線条物１１０の一端部をボビン１６０に固定する様子の一例を示す図である。図３に示すように、ボビン１６０には、その胴部１６１の一端に線条物１１０の一端部を固定する固定部１６２が設けられ、線条物１１０の一端部は固定部１６２に固定されている。
【００１５】
ここで、層上がり動作の検知は、ボビン１６０の回転速度の変化に基づいて、検知する方法で行う。
図４は、図１，２に示した製造装置１００の送りロール駆動モーター１３０とボビン駆動モーター１９０との回転速度の制御の様子の一例を示す図である。送りロール駆動モーター１３０は、送りロール１２０−１，１２０−２を一定の回転速度Ｎ１で回転させ、ボビン駆動モーター１９０は、巻取り張力が一定になるように制御されており、線条物１１０が層上がりした場合は、巻取り半径ｒ１が大きくなるため巻取り速度を一定にするためにボビン駆動モーター１９０はボビン１６０の回転速度Ｎ２を下げる。それぞれの回転速度および線条物１１０の直径ｄ１は、制御部１７０に入力され、その変化を検知することにより、層上がりした動作を検知することができる。
【００１６】
線条物１１０は、その断面が円形状であり、材質が樹脂のモノフィラメントで、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン、ナイロン、ポリ乳酸、ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂が用いられる。
【００１７】
トラバース機構２００は、線条物１１０の巻取り開始時から、巻取り開始時のボビン１６０の位置からのボビンの回転角度が所定の角度（２５０〜３６０度）になるまではトラバースを行わずに、ボビン１６０が線条物１１０を巻取る。トラバース機構２００は、巻取り開始時のボビン１６０の位置からのボビンの回転角度が所定の角度（２５０〜３６０度）になった時点から、トラバースを開始する。トラバース機構２００およびボビン１６０は、隣り合う線条物１１０が互いに接する状態を保持しながら線条物１１０を巻取る巻き取り処理を行う。このような巻取り処理を行うことで、線条物１１０同士が密着して巻取られるため、線条物１１０間の隙間の発生が抑制され、次の巻き層において線条物１１０がその隙間に入り込むことがなく、整列巻きを可能にする効果を奏する。
【００１８】
ボビン１６０の巻取り開始の一端ではない他端まで線条物１１０の巻取りが終わり、線条物が層上がりした動作を検知した時点で、制御部１７０がトラバース機構２００にトラバースを停止させることで、ボビン１６０の鍔と線条物との隙間の発生を抑制し、次の巻き層において線条物１１０がその隙間に入り込むことがなく、整列巻きを可能にする効果を奏する。
【００１９】
各層における巻取り回数は、線条物１１０の直径誤差、ボビン１６０の巻取りの際のボビン１６０の幅方向の巻取り位置のズレなどにより各層ごとに変化する。従って、巻取り回数を設定した巻取り方法では、ボビン１６０の胴部の端部の同一列で線条物１１０が重なることがあり、それらが層ごとに発生すると、線条物１１０の規制位置（すなわち図１に示した製造装置１００では中空状パイプ１４０の位置）とボビン１６０での巻取り位置とのズレが大きくなり、線条物１１０が所定の位置に巻取られず巻乱れが発生する。
図５は、図１に示した中空状パイプ１４０の位置とボビン１６０での巻取り位置とにズレが発生したときの様子の一例を示す図である。図５に示すように、中空状パイプ１４０の位置とボビン１６０上の線条物１１０が巻き取られている位置とにズレが生じてしまうと、線条物１１０の巻乱れが発生してしまう。本発明は、各層における巻き回数が変化しても上述したような不具合の発生を抑制する効果を奏する。
【００２０】
層上がりした動作の検知は、ボビン１６０を回転駆動するボビン駆動モーター１９０の回転速度の変化を用いて行う。そのため、層上がりを検知する検知器や距離センサーなどの設置が不要となり、装置構成が簡便となって装置費用も抑える効果を奏する。
【００２１】
層上がりした動作を検知した時点からのボビン１６０の回転角度が２５０〜３６０度になる時点まで、制御部１７０はトラバース機構２００にトラバース停止状態を維持させる。その後、層上がりした動作を検知した時点からのボビン１６０の回転角度が２５０〜３６０度になると、制御部１７０はトラバース機構２００にトラバース方向を反転してトラバースを開始（再開）させる（再開処理）。これにより、ボビン巻きの角度の任意の角度にて層上がりしても、設定した回転角度にて制御部１７０はトラバース機構２００にトラバースを開始させるため、層が変わっても線条物１１０同士が密着して巻取られる。そのため線条物１１０間の隙間の発生が抑制され、次の巻き層において線条物１１０がその隙間に入り込むことがなく、整列巻きを可能にする効果を奏する。
【００２２】
それ以降、上述した巻取り処理から再開処理までを繰り返して複数層の整列巻取りを行うことで、ボビン１６０への線条物１１０の充填率向上した線条物巻き体１８０の製造が可能となり、線条物１１０を巻き体から解舒の際に線条物１１０が下層の線条物１１０に食い込むことによる絡みや切断のトラブルを回避可能となる効果を奏する。
【００２３】
本発明の線条物巻き体１８０の製造方法は、図３に示したように、線条物１１０をボビン１６０の胴部１６１の一端に設けられた固定部１６２にボビン１６０の回転方向と平行になるように固定することが好ましい。
線条物１１０をボビン１６０の胴部１６１の一端に設けられた固定部１６２に、ボビン１６０の回転方向と平行になるように固定することで、巻始めの線条物１１０とボビン１６０の鍔との隙間の発生を抑制し、次の巻き層において線条物１１０がその隙間に入り込むことがなく、整列巻きを可能にする効果を奏する。
【００２４】
本発明の線条物巻き体１８０の製造方法は、層上がりした動作の検知は、ボビン１６０を回転駆動するボビン駆動モーター１９０の回転速度が、２％以上変化した場合に層上がりしたと検知することが好ましい。
ボビン１６０を回転駆動するボビン駆動モーター１９０の回転速度が、２％以上変化した場合に層上がりしたと検知することで、誤検知を少なくすることができやすくなる。
【００２５】
本発明の線条物巻き体１８０の製造方法は、ボビン１６０をトラバースすることが好ましい。
トラバース方法は、ボビン１６０をトラバースする方法と線条物１１０をボビン１６０へ導くガイドをトラバースする方法との２つの方法が考えられ、どちらも採用することができる。図２に示すように、ボビン１６０をトラバースするトラバース機構２００を設け、制御部１７０がトラバース機構２００を制御する方が、線条物１１０がボビン１６０へ曲がって供給されることがなくなり、整列巻きが行いやすくなる。
【００２６】
本発明の線条物巻き体１８０の製造方法は、線条物１１０のボビン１６０における巻取り速度が１〜１００ｍ／分であることが好ましい。
巻取り速度が１ｍ／分以上であれば、生産性を著しく低下させることがなく、巻取り速度が１００ｍ／分以下であれば、巻乱れを少なくすることができる。
【００２７】
図６は、図１に示した線条物１１０をボビン１６０における巻取り位置へ導くガイドの一例を示す図である。図６に示すように、本発明の線条物巻き体１８０の製造方法は、線条物１１０のボビン１６０における巻取り位置を規制するガイドとなる中空状パイプ１４０を備える。線条物１１０をボビン１６０における巻取り位置へ導く中空状パイプ１４０の先端（ボビン１６０側の端部）と線条物１１０が巻取られる位置との距離Ｘが５〜２０ｍｍである。
図７は、図６に示した中空状パイプ１４０の断面の一例を示す図である。図６に示した中空状パイプ１４０は、内径Ｄ１が線条物１１０の直径ｄ１に対して０．２〜０．５ｍｍ大きく、肉厚ｔは０．１〜０．４ｍｍであることが好ましい。
【００２８】
このように、線条物１１０の巻取り位置を規制する中空状パイプ１４０のガイドを備え、線条物１１０を導出する中空状パイプ１４０のボビン１６０側の端部と線条物１１０が巻取られる位置との距離が５ｍｍ以上であることで、既にボビン１６０に巻取られた線条物１１０との接触を避ける効果を奏する。また、この距離が２０ｍｍ以下であることで、図５に示すように、中空状パイプ１４０のボビン１６０側の端部から導出された線条物１１０がボビン１６０に巻取られるまでにボビン１６０の胴部の一端から他端への方向に不規則に動くことを抑制する効果を奏する。特に、線条物１１０の直径が１〜２ｍｍの細径で柔軟性を有する場合に効果的である。これらの観点から、この距離は７〜１５ｍｍであることがより好ましい。
ここで、線条物１１０が巻取られる位置とは、線条物１１０が、ボビン１６０の胴部１６１（１層目）、またはボビン１６０の胴部１６１に巻取られた線条物１１０（２層目以上）に接触する位置である。
【００２９】
中空状パイプ１４０の内径Ｄ１は、線条物１１０の直径に対し０．２ｍｍ以上大きいことで、線条物１１０との摩擦による抵抗を軽減する効果を奏し、０．５ｍｍ以下であることで、中空状パイプ１４０の軸方向の中心線と線条物１１０の軸方向の中心線との位置ズレを抑制し、線条物１１０の位置規制精度を向上させる効果を奏する。
【００３０】
中空状パイプ１４０の肉厚ｔが０．１ｍｍ以上であることで、断面の円筒形状を保ちパイプの潰れを抑制する効果を奏し、０．４ｍｍ以下であることで、中空状パイプ１４０の外径Ｄ２を線条物１１０の直径ｄ１に近づけることができ、ボビン１６０の胴部１６１の端まで線条物１１０を移動させることができ、ボビン１６０の鍔の部分と線条物１１０との隙間を小さくする効果を奏する。
また、中空状パイプ１４０は、金属、セラミックまたは繊維強化樹脂等を材質とする線条物１１０との擦過によっても摩耗しにくい材質が好適である。その材質が金属である場合は、ステンレス鋼、チタン合金、ジュラルミンなどが挙げられ、セラミックである場合は、アルミナ、ジルコニアなどが挙げられ、さらに、繊維強化樹脂であり場合は、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）などが挙げられる。中空状パイプ１４０の端部の内径角部は、線条物１１０との接触により線条物１１０に擦過傷を生じさせないように面取りを施すことが好ましい。
【００３１】
本発明の線条物巻き体１８０の製造方法は、中空状パイプ１４０の外側には、中空状パイプ１４０の外径Ｄ２よりも幅の狭い矩形状物が接続されていることが好ましい。
図８は、図６に示した中空状パイプ１４０の外側に矩形状物が接続された様子の一例を示す図である。図８に示すように、中空状パイプ１４０の外側に、中空状パイプ１４０の外径Ｄ２よりも幅の狭い幅Ｂを有する矩形状物２１０が接続されている。これにより、中空状パイプ１４０のガイドの剛性をさらに向上できる。それによって、中空状パイプ１４０内を走行する線条物１１０によって発生する振動に起因する中空状パイプ１４０先端の振れを抑え、仮に線条物１１０の巻取り位置がズレた場合であっても中空状パイプ１４０の曲がりや折損を防止できる。また、矩形状物２１０の幅が中空状パイプ１４０の外径よりも狭いことで、ボビン１６０の胴部の端部まで線条物１１０を移動させることができる効果を奏する。
矩形状物２１０は、中空状パイプ１４０のガイドの長さ全体に接続していることが好ましい。
【００３２】
本発明の線条物巻き体１８０の製造方法は、中空状パイプ１４０は、層上がりした動作を検知すると、線条物１１０の直径分移動し、線条物１１０を導出する中空状パイプ１４０のボビン１６０側の端部と線条物１１０が巻き取られるボビン１６０における位置との距離を一定に保つことが好ましい。この距離が一定に保たれることで、中空状パイプ１４０のボビン１６０側の端部と線条物１１０との接触による線条物１１０への擦過傷付与を抑制する効果を奏する。
【００３３】
本発明の線条物巻き体１８０の製造方法は、線条物が鍔付きボビンに複数層に整列巻取りされた線条物巻き体の製造方法であって、
前記線条物の一端部を前記鍔付きボビンの胴部の一端に固定し、
巻取り開始から、該開始時の前記鍔付きボビンの位置からの該鍔付きボビンの回転角度が所定の角度になるまではトラバースを行わずに前記鍔付きボビンを回転駆動して所定の巻取り速度で前記線条物を巻取り、
前記回転角度が前記所定の角度になると、前記トラバースを開始し、
隣り合う前記線条物が互いに接する状態を保持しながら前記線条物を巻取る巻取り処理を行い、
前記線条物の各層における巻取り回数をカウントし、
前記鍔付きボビンの胴部の一端から他端までの長さを前記線条物の直径で除算して各層における予測巻取り回数を算出し、
前記カウントしている巻取り回数が、前記予測巻取り回数よりも所定の回数だけ少ない回数となると、前記線条物の巻取りの速度を最大９５％減速し、
前記カウントしている巻取り回数が前記予測巻取り回数となると、前記トラバースを停止させ、
前記カウントしている巻取り回数が前記予測巻取り回数となった時点の前記鍔付きボビンの位置から該鍔付きボビンの回転角度が前記所定の角度になるまで前記トラバースの停止状態を維持し、
前記回転角度が前記所定の角度になると、前記トラバースの方向を反転させて前記トラバースを再開する再開処理を行い、
前記カウントしている巻取り回数が前記所定の回数となるまで、前記線条物の巻取りの速度の減速を維持し、
前記巻取り処理から前記線条物の巻取りの速度の減速を維持する処理までを繰り返して複数層の整列巻取りを行い、
前記所定の角度は、２５０〜３６０度であり、前記所定の回数は１〜５回である線条物巻き体の製造方法である。
【００３４】
線条物１１０の各層における巻取り回数を、ボビン１６０の胴部の一端から他端までの長さを線条物１１０の直径で除算して算出し、所定の巻取りの速度Ａ（例えば、ボビン１６０の回転速度）で線条物１１０を巻取り、線条物１１０の各層における巻取り回数をカウントし、カウントされている巻取り回数が予測巻取り回数よりも１〜５回少ない回数となると、線条物１１０の巻取りの速度を減速することで、急激な減速に伴う送りロール１２０−１，１２０−２の回転数とボビン１６０の回転数との差を抑えることができ、回転数の差によって発生する巻取り張力の増大に伴う線条物１１０への過負荷および糸切れを防止する効果を奏する。
線条物１１０の断面が真円でない場合は、繊維幅を５回測定した平均値を線条物１１０直径とするものであっても良い。
また、巻取りの速度が高速の場合、層上がりを検知してからトラバース反転を開始するまでにも巻取りが進行しており、設定した巻き角度でトラバースを開始できず、制御不能や、巻乱れを起こす恐れがある。層上がり時に減速することによりこのようなトラブルを防止する効果を奏する。
減速率は、層上がり時の巻取りの速度に基づいて設定する。すなわち、巻取りの速度Ａが低速であれば減速率は低く設定でき、高速であれば高く設定することとなる。
【００３５】
層上がり動作を行い、トラバース反転後、巻取りの速度を減速したままで１〜５回巻取り後、巻取りの速度を速度Ａまで増速することで、急激な増速に伴う送りロール１２０−１，１２０−２とボビン１６０との回転数の差を抑えることができ、巻取り張力の変動および線条物１１０がボビン１６０から離れる（すなわち巻取り位置がズレる）ことを防止する効果を奏する。
【００３６】
［実施例］
以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。
【００３７】
［実施例１］
図１および図２に示した製造装置１００を用いて線条物の鍔付ボビンへの整列巻取りを行った。
送りロール１２０−１は、外径１００ｍｍの金属製ロールを駆動ロールとし、送りロール１２０−２は、金属製のロールにウレタンゴム（硬度８０°）をライニングしている。送りロール駆動モーター１３０は、キーエンス社製のＡＣサーボモーターを用いた。
中空状パイプ１４０の材質は、ステンレス製で、内径Ｄ１は２．１ｍｍ、外径Ｄ２は２．５ｍｍ、長さ１３０ｍｍであり、その上部に幅Ｂが２．０ｍｍ、高さ１３ｍｍ、長さ１２０ｍｍのステンレス製の板（矩形状物２１０）に溶接されている。中空状パイプ１４０のボビン１６０側の端部と線条物１１０がボビン１６０の胴部または巻き体に接触する位置との距離Ｘは１０ｍｍとした。
スライド機構１５０は、オリエンタルモーター製の電動シリンダーを用い、移動するスライド機構１５０に中空状パイプ１４０を配置している。
ボビン１６０は、樹脂製のものであり、胴径１００ｍｍ、鍔径２００ｍｍ、胴幅６０ｍｍを用いた。
ボビン駆動モーター１９０は、キーエンス製のＡＣサーボモーターをトルクモード設定にて用いた。
トラバース機構２００は、オリエンタルモーター製の電動シリンダーを用い、移動するトラバース機構２００にボビン駆動モーター１９０と減速機、ボビン１６０を回転駆動する回転軸および軸受けなどを有する軸受け部を配置した。
送りロール駆動モーター１３０およびボビン駆動モーター１９０の制御は、キーエンス製のシーケンサーを用い、上述した方法を用いて制御した。
線条物１１０には、ＡＢＳ樹脂からなり、外径ｄ１が１．７５ｍｍのモノフィラメントを用いた。
１層毎の巻取り回数を３４回、巻取り速度Ａを５ｍ／分、減速率を０％、巻取り張力を７００ｃＮ、トラバースピッチを１．７５ｍｍ、中空状パイプ１４０の初期位置をボビン１６０の胴部１６１の直径に合わせ、移動ピッチを１．７５ｍｍ、トラバース開始の巻き角度は２７０°とした。
線条物１１０の先端をボビン１６０の胴部１６１の一端に固定し、製造装置１００を稼働して層上がり数２５層の巻取りを行ったところ、各層の線条物１１０は綺麗に整列して並んだ巻取り体を得た。
【００３８】
［実施例２］
線条物１１０には、ＰＬＡ樹脂からなり、外径ｄ１が１．７５ｍｍのモノフィラメントを用い、巻取り速度Ａを１００ｍ／分、算出した予想巻取り回数の２回まえから減速し、減速率を９５％に設定し、層上がり状態を検知してから巻取り回数が２回に達するまで減速状態を維持し、その後巻取りの速度Ａまで増速した以外は実施例１と同様の製造装置１００、条件にて線条物を巻取った。その結果、各層の線条物は綺麗に整列して並んだ巻取り体を得た。
【００３９】
［比較例１］
層上がり検知を備えていない装置を用いた以外は実施例１と同じ条件により巻取りを行ったところ、層上がり回数が増加するにつれ、線条物１１０の規制位置とボビン１６０での巻取り位置にズレが生じ、ズレが増大すると巻乱れが生じ、整列巻きは得られなかった。
【符号の説明】
【００４０】
１００    製造装置
１１０    線条物
１２０−１，１２０−２    送りロール
１３０    送りロール駆動モーター
１４０    中空状パイプ
１５０    スライド機構
１６０    ボビン
１６１    胴部
１６２    固定部
１７０    制御部
１８０    線条物巻き体
１９０    ボビン駆動モーター
２００    トラバース機構
２１０    矩形状物
【図１】
2020007115.tif 000003
【図２】
2020007115.tif 000004
【図３】
2020007115.tif 000005
【図４】
2020007115.tif 000006
【図５】
2020007115.tif 000007
【図６】
2020007115.tif 000008
【図７】
2020007115.tif 000009
【図８】
2020007115.tif 000010