(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するドラムに線材を巻き取る線材の整列巻取り方法において、上記ドラムをその軸方向に一定速度で移動させながら、上記ドラムの鍔間に上記線材をガイドするための線ガイドをドラムの移動に追従して平行移動させて線材をガイドし、線材がドラムに１周巻き取られる度に、線ガイドをドラムの移動と逆方向に平行移動させて次周の巻取り位置に線材をガイドすることを特徴とする線材の整列巻取り方法。
【請求項２】
上記線ガイドの移動が、上記ドラムの回転量に応じて制御される請求項１記載の線材の整列巻取り方法。
【請求項３】
上記ドラムの軸方向の移動が、上記ドラムが一回転するうちに上記線材の厚さ分、移動する請求項１または２いずれかに記載の線材の整列巻取り方法。
【請求項４】
回転するドラムをその軸方向に移動させるドラム水平移動装置と、ドラムの鍔間に線材をガイドする線ガイドと、その線ガイドを上記ドラムの軸方向に対して平行移動させる線ガイド水平移動装置とを備えたことを特徴とする線材の整列巻取り装置。
【請求項５】
上記ドラムに、その回転量を検出する回転量検出器が設けられ、上記線ガイド水平移動装置に、上記回転量検出器の検出値に応じて上記線ガイドの平行移動を制御する制御装置が設けられた請求項４記載の線材の整列巻取り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転するドラムに線材を巻き取る線材の整列巻取り方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の線材の整列巻取り方法は、（１）ドラムの位置は一定で、線材の走行路を移動させる方法と、（２）線材の走行路を一定にした状態で、ドラムを回転させながら軸方向に移動させる方法とがあった。
【０００３】
（１）の方法は、図４に示すように、ドラム５１の位置は一定で、回転しており、プーリ５２からなる線ガイド５３が、ドラム５１の軸方向に平行に移動して、線材５４をガイドするようになっていた。
【０００４】
（２）の方法は、図５に示すように、線ガイド５３の位置は一定であり、線材５４の巻取り状態に応じて、ドラム５１がその軸方向に移動するようになっていた。
【０００５】
具体的には、図６に示すように、線材５４をドラム５１の鍔５５際にセット  （図６（ａ）参照）し、ドラム５１を回転させて線材５４を巻き取る。そして、線材５４が１周巻き取られたところで、線材５４が次周の部分にガイドされる位置（図６（ｂ）参照）までドラム５１をその軸方向に移動させて、線材５４を巻き取る（図６（ｃ）参照）。この動作を繰り返して行い、順次線材５４をドラム５１に巻き取るようになっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、（１）の線材の整列巻取り方法では、線ガイド５３をドラム５１の鍔５５間で移動させるため、その移動距離が大きく、線ガイド５３がドラム５１の鍔５５際に位置するときに、線材５４の供給部（図示せず）からのズレが大きい。そのため、線材５４に曲がりくせが付いてしまい、巻き取られた線材５４間に隙間が発生し、整列巻取りができないという問題があった。
【０００７】
また、（２）の線材の整列巻取り方法では、線材５４が１周巻き取られる度にドラム５１を間欠的に移動させているため、ドラム５１が大型の場合や巻取り速度が速い場合には、短時間ピッチでの高速移動により、ドラム５１を支持するフレーム（図示せず）が加振され、振動が大きくなるため、整列巻取りができないという問題があった。さらに、フレームの強度を、急加速及び急減速に耐えられるように大きくしなければならないといった問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題を解決するために案出されたものであり、その目的は、線材に曲がりくせを付けることなく、且つドラムを支持するフレームの振動を防止できる線材の整列巻取り方法及びその装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、回転するドラムに線材を巻き取る線材の整列巻取り方法において、上記ドラムをその軸方向に一定速度で移動させながら、上記ドラムの鍔間に上記線材をガイドするための線ガイドをドラムの移動に追従して平行移動させて線材をガイドし、線材がドラムに１周巻き取られる度に、線ガイドをドラムの移動と逆方向に平行移動させて次周の巻取り位置に線材をガイドする線材の整列巻取り方法である。
【００１０】
上記方法によれば、線ガイドをドラムの移動に追従させながら平行移動させて線材をガイドするので、ドラムの軸方向への連続的な移動が可能となり、ドラムの短時間ピッチでの高速移動をなくすことができ、ドラムを支持するフレームの振動を防止できる。また、線ガイドをドラムの移動と逆方向へも移動させるので、その移動幅は小さくなり、線材に曲がりくせが付くのを防止できる。
【００１１】
そして、上記線ガイドの移動が、上記ドラムの回転量に応じて制御される方法が好ましい。
【００１２】
また、上記ドラムの軸方向の移動が、上記ドラムが一回転するうちに上記線材の厚さ分、移動する方法が好ましい。
【００１３】
さらに、請求項４の発明は、上記方法を行うための装置であって、回転するドラムをその軸方向に移動させるドラム水平移動装置と、ドラムの鍔間に線材をガイドする線ガイドと、その線ガイドを上記ドラムの軸方向に対して平行移動させる線ガイド水平移動装置とを備えたものである。
【００１４】
そして、上記ドラムに、その回転量を検出する回転量検出器が設けられ、上記線ガイド水平移動装置に、上記回転量検出器の検出値に応じて上記線ガイドの平行移動を制御する制御装置が設けられたものが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明を実施する好適一形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は本発明に係る線材の整列巻取り装置の実施の形態を示した正面図、図２は線材を巻き取ったドラムを示した正面図及び断面図である。
【００１７】
まず、上記線材の整列巻取り装置の構成を説明する。
【００１８】
図示するように、整列巻取り装置１は、回転するドラム２をその軸方向に移動させるドラム水平移動装置３と、ドラム２の鍔４間に線材５をガイドする溝付プーリ等からなる線ガイド６と、その線ガイド６をドラム２の軸方向に対して平行移動させる線ガイド水平移動装置７とを備えている。
【００１９】
ドラム２は、横向きに配置されており、その軸方向の両側からフレーム８によって軸支されている。このフレーム８には、ドラム２を回転させる回転軸１１と巻取りモータ１２とが設けられている。なお、回転軸１１には、回し金１０が取り付けられており、回し金１０のピン１０ａを介して、ドラム２に回転軸１１の回転力を伝えるようになっている。
【００２０】
フレーム８には、その上部に水平方向に延びるネジ穴（図示せず）が形成されている。
【００２１】
ドラム水平移動装置３は、フレーム８のネジ穴に螺合するボールスクリュ１４と、このボールスクリュ１４に接続された減速機１５及びＡＣサーボモータ１６と、このＡＣサーボモータ１６を駆動させるモータアンプ１７とで構成されている。
【００２２】
ボールスクリュ１４は、ドラム２の軸方向と平行に配置されており、ＡＣサーボモータ１６を駆動させることによって、ドラム２がその軸方向に移動するようになっている。
【００２３】
なお、フレーム８の上部には、ドラム移動用車輪１８が設けられており、このドラム移動用車輪１８が、上部に配設されたドラム移動用レール１９上を走行して、ドラム２やフレーム８の重量を支えるようになっている。
【００２４】
線ガイド水平移動装置７は、線ガイド６の内側に軸支され線ガイド６を周方向にスライドさせるＬＭガイド２１と、このＬＭガイド２１を貫通するボールスクリュ２２と、このボールスクリュ２２を回転させるＡＣサーボモータ２３と、このＡＣサーボモータ２３を駆動させるモータアンプ２４とで構成されている。
【００２５】
ＬＭガイド２１には、ネジ穴（図示せず）が形成されており、このネジ穴にボールスクリュ２２が螺合している。ボールスクリュ２２は、ドラム２の軸方向に対して平行に配置されており、ＡＣサーボモータ２３を駆動させることによって、ＬＭガイド２１がボールスクリュ２２に沿って移動し、線ガイド６がドラム２と平行に移動するようになっている。
【００２６】
ドラム水平移動装置３のモータアンプ１７と、線ガイド水平移動装置７のモータアンプ２４とは、ドラム２の移動と線ガイド６の移動とを同調させるコントローラ（制御装置）２５の出力側に接続されている。
【００２７】
ドラム２の回転軸１１には、ロータリエンコーダ（回転量検出器）２６が接続されている。このロータリエンコーダ２６は、コントローラ２５の入力側に接続されており、ロータリエンコーダ２６から出力されるパルスに応じて、線ガイド６の移動を制御するようになっている。
【００２８】
また、フレーム８に支持されるドラム２の上部には、ドラム２に巻き取られた線材５の巻径を検出する超音波センサ２７が設けられている。この超音波センサ２７もコントローラ２５の入力側に接続されている。
【００２９】
さらに、コントローラ２５の入力側には、線材５がドラム２の軸方向に対して移動する部分の周長ｓ（図２参照）をコントローラ２５に入力するデジスイッチ２８が接続されている。
【００３０】
図３は、本発明に係る線材の整列巻取り方法の実施の形態を示した工程説明図である。
【００３１】
ここで、本発明の線材の整列巻取り方法とその作用を説明する。
【００３２】
まず、図３（ａ）に示すように、ドラム２の鍔４際に線材５をセットし、ドラム２を回転させて、線材５の巻取りを開始する。それと同時にドラム２をその軸方向に速度Ｖ´で移動開始すると共に、線ガイド６をドラム２に追従するように同じ速度Ｖ´で同じ方向に平行移動させる。
【００３３】
速度Ｖ´は、下記の式で表わされる。
【００３４】
Ｖ´＝ｐｄ／３６０ｐ´（ｍ／ｓ）
（但し、ｐ：単位時間当たりのエンコーダの出力パルス数（ｐ／ｓ）、ｄ：線径（ｍ）、ｐ´：ドラムが１°回転したときのエンコーダのパルス数（ｐ）とする）
すなわち、ドラム２が一回転するうちに、ドラム２は線材５の厚さ分（線径分）移動するようになっている。
【００３５】
このとき、ドラム２と線ガイド６との相対速度が同じであるので、ドラム２と線ガイド６との相対位置がずれず、線材５を鍔４との間に隙間ができないように好適にガイドすることができる。
【００３６】
そして、図３（ｂ）に示すように、線材５がドラム２に１周巻き取られたところで、線ガイド６をドラム２の移動と逆方向に速度Ｖで平行移動させる。
【００３７】
詳しくは、ドラム２は一定速度Ｖ´での移動を続けながら、線材５の端末が一周する少し手前から線ガイド６を逆方向に移動させ、線材５の端末が丁度一周したところで、ドラム２に対して線ガイド６が線材５の厚さ分（線径分）相対移動する速度Ｖで線ガイド６が移動する。
【００３８】
すなわち、ドラム２が一回転したところで、ドラム２は線径分、移動して、線ガイド６はドラム２に対して線径分、逆方向に相対移動しているので、線ガイド６は、元の位置に戻ることとなる。
【００３９】
速度Ｖは、下記の式で表わされる。
【００４０】
Ｖ＝πＤｐｄ／３６０ｓｐ´（ｍ／ｓ）
（但し、π：円周率、Ｄ：巻き径（ｍ）、ｐ：単位時間当たりのエンコーダの出力パルス数（ｐ／ｓ）、ｄ：線径（ｍ）、ｓ：線材がドラムに対して移動する部分の周長（ｍ）、ｐ´：ドラムが１°回転したときのエンコーダのパルス数  （ｐ）とする）
このとき、ドラム２に巻き取られた線材５の巻き径は、超音波センサ２７で検出されてコントローラ２５に入力される。また、線材５がドラム２の軸方向に対して移動する部分の周長ｓは、デジスイッチ２８によってコントローラ２５に入力されている。
【００４１】
このときの線ガイド６の移動方向は、ドラム２の回転量に応じて制御されている。すなわち、ロータリエンコーダ２６によって、ドラム２の回転量が検出されて、ロータリエンコーダ２６から出力されるパルスがコントローラ２５に入力される。
【００４２】
詳しくは、線材５がドラム２に対して移動する部分の周長ｓをデジスイッチ２８で予めコントローラ２５にセットすると共に、線材５の端末が一周する少し手前（線材５がドラム２に対して移動し始める部分）となる回転量を、周長ｓから算出してコントローラ２５にセットしておく。
【００４３】
そして、ドラム２の回転量が、線材５がドラム２に対して移動し始める部分の回転量となった時点で、コントローラ２５が線ガイド６の逆方向への速度Ｖでの移動を開始させる。そして、線材５の端末が丁度一周する回転量となったところで、線ガイド６は元の位置に戻り、コントローラ２５が線ガイド６のドラム２と同じ方向への速度Ｖ´での移動を再開させる。
【００４４】
その後は、図３（ｃ）及び（ｄ）に示すように、上述の動作を繰り返して行うことによって、線材５がドラム２に順次巻き取られていく。
【００４５】
これによって、ドラム２は、一定速度Ｖ´で連続的に移動するだけであるので、従来のようなドラムの短時間ピッチでの高速移動をなくすことができ、ドラム２及びフレーム８の振動を防止することができる。これによって、巻き取られる線材５間に隙間が発生せず、線材整列巻取りを好適に行うことができる。また、フレームの強度を大きくする必要がないので、整列巻取り装置１の製造のコストアップを防止できる。
【００４６】
さらに、線ガイド６は、上述のようにドラム２の移動と逆方向へも移動するので、その移動幅は線径分より小さくすることができ、線材５の供給部（図示せず）からのズレが大きくなることはなく、線材５が大きく曲げられることはない。従って、線材５に曲がりくせが付くのを防止でき、線材整列巻取りを好適に行うことができる。
【００４７】
なお、上記実施の形態においては、線ガイド６を周方向にスライドさせるのにＬＭガイド２１を設けているが、これに限られるものではなく、例えばリニアブッシュ等であってもよい。
【００４８】
また、上記実施の形態においては、線ガイド６を水平移動させるためにボールスクリュ２２を用いているが、ラックとピニオンやチェーンとスプロケット等の別部材を用いてもよい。さらに、線ガイド６の水平移動の駆動部としてＡＣサーボモータ２３の代わりに、インダクションモータとインバータ制御の組合わせや、ステッピングモータ等を用いてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、線ガイドをドラムの移動に追従させながら平行移動させて線材をガイドするので、ドラムの軸方向への連続的な移動が可能となり、フレームの振動を防止できると共に、線ガイドの移動幅を小さくすることができ、線材に曲がりくせが付くのを防止でき、線材整列巻取りを好適に行うことができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る線材の整列巻取り装置の実施の形態を示した正面図である。
【図２】線材を巻き取ったドラムを示した（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。
【図３】本発明に係る線材の整列巻取り方法の実施の形態を示した工程説明図である。
【図４】従来の線材の整列巻取り方法を示した説明図である。
【図５】従来の他の線材の整列巻取り方法を示した説明図である。
【図６】図５の線材の整列巻取り方法を示した工程説明図である。
【符号の説明】
１  整列巻取り装置
２  ドラム
３  ドラム水平移動装置
４  鍔
５  線材
６  線ガイド
７  線ガイド水平移動装置
２５  コントローラ（制御装置）
２６  ロータリエンコーダ（回転量検出器）
【図１】
0003687457.tif 000002
【図２】
0003687457.tif 000003
【図３】
0003687457.tif 000004
【図４】
0003687457.tif 000005
【図５】
0003687457.tif 000006
【図６】
0003687457.tif 000007