(57)【要約】【課題】撚線機に用いられるボビンを交換する際に用いられる装置であって、大掛かりな装置を用いることなく線材を切断できるボビンハンドリング装置を提供する。【解決手段】ボビンハンドリング装置１１は、撚線機１に対しボビン１０を着脱する装置であって、ボビン１０を着脱可能に保持するボビン保持部１４と、ボビン保持部１４を位置固定可能に揺動させる揺動手段１７と、ボビン保持部１４の近傍に設けられボビン保持部１４と共に揺動する金属素線切断部１５と、を備える。【選択図】図１
2018177448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撚線機に対しボビンを着脱するボビンハンドリング装置であって、
ボビンを着脱可能に保持するボビン保持部と、該ボビン保持部を位置固定可能に揺動させる揺動手段と、前記ボビン保持部の近傍に設けられ前記ボビン保持部と共に揺動する金属素線切断部と、
を備えるボビンハンドリング装置。
【請求項２】
前記金属素線切断部が、揺動時に前記ボビンから引き出された金属素線の経路上に配置される請求項１記載のボビンハンドリング装置。
【請求項３】
前記金属素線切断部が、せん断刃装置、回転刃装置又は熱溶断装置のうち少なくとも一種である請求項１又は２記載のボビンハンドリング装置。
【請求項４】
前記揺動手段が、サーボモータ及びエアシリンダのうち少なくとも一種を備える請求項１〜３のいずれか一項に記載のボビンハンドリング装置。
【請求項５】
前記ボビン保持部に保持されたボビンを回動させる回動装置を更に備える請求項１〜４のいずれか一項に記載のボビンハンドリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はボビンハンドリング装置に関し、詳しくは、撚線機の自動化に適したボビンハンドリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ等のゴム物品補強用のスチールコードは、一般に複数本の素線を撚線機で撚り合わせて一本のコードに製造される。撚線機による製造の際に、素線であるスチールフィラメントは、ボビンに巻き取られた状態で撚線機に搬送され、撚線機内に取り付けされたボビンから繰り出される。スチールフィラメントが繰り出されて空になったボビンは、スチールフィラメントが巻き取られている別個のボビンと交換される。
【０００３】
従来、空になったボビンと、スチールフィラメントが巻き取られているボビンとの交換は、人手で行われていた。そのため、ボビン交換の自動化について開発が行われている。
撚線機のボビン自動交換装置に関し、撚線のスチールコードが巻き取られているボビンを交換するために、回転体の定位置停止手段と、満巻された線材からのダミー線取出手段と、ボビン交換手段と、ダミー線材装着手段を備えた装置がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２３１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されているボビン交換装置は、撚線後のスチールコードが巻き取られたボビンを交換するための装置であって、撚線前の原料のスチールフィラメントが巻き取られているボビンを交換するための装置ではなかった。
また、スチールフィラメントが巻き取られているボビンを撚線機内の空のボビンと交換する際は、撚線機内の空のボビンに少量残ったスチールフィラメントを切断する作業を行っているが、特許文献１に記載のボビン交換装置では、線材の切断装置が他の装置とは別個に設けられていて、しかも当該切断装置は上下動作のために空気シリンダを駆動させていることから、大掛かりな装置であった。
【０００６】
そこで本発明の目的は、撚線機に用いられるボビンを交換する際に用いられる装置であって、大掛かりな装置を用いることなく線材を切断できるボビンハンドリング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】
本発明者は、大掛かりな切断装置を用いることなく線材を切断することについて鋭意検討した結果、スチールフィラメントが巻き取られたボビンを撚線機に取り付けたり、また撚線機に取り付けられた空のボビンを取り外したりするのに用いられるボビンハンドリング装置に線材の切断手段を設け、かつ、切断動作をボビンハンドリング装置のハンドリング動作と兼ねることで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明のボビンハンドリング装置は、撚線機に対しボビンを着脱するボビンハンドリング装置であって、
ボビンを着脱可能に保持するボビン保持部と、該ボビン保持部を位置固定可能に揺動させる揺動手段と、上記ボビン保持部の近傍に設けられ上記ボビン保持部と共に揺動する金属素線切断部と、
を備えるものである。
【０００９】
本発明のボビンハンドリング装置は、上記金属素線切断部が、揺動時に前記ボビンから引き出された金属素線の経路上に配置されることが好ましい。また、上記金属素線切断部は、せん断刃装置、回転刃装置又は熱溶断装置のうち少なくとも一種とすることができ、上記揺動手段は、サーボモータ及びエアシリンダのうち少なくとも一種を備えるものとすることができる。さらに、上記ボビン保持部に保持されたボビンを回動させる回動装置を更に備えることは、より好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ボビンの交換に用いられるボビンハンドリング装置が切断部を備えることから、大掛かりな装置を用いることなく線材を切断できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態のボビンハンドリング装置を撚線機と共に示す模式図である。
【図２】図１に示したボビンハンドリング装置の拡大模式図であり、図２（ａ）はボビン保持部が本体部の下方に位置しているときの模式図、図２（ｂ）はボビン保持部が本体部の紙面左側に位置しているときの模式図、図２（ｃ）はボビン保持部が本体部の紙面右側に位置しているときの模式図である。
【図３】図１に示したボビンハンドリング装置を用いたボビン交換作業の一工程を説明する模式図である。
【図４】図１に示したボビンハンドリング装置を用いたボビン交換作業の一工程を説明する模式図である。
【図５】図１に示したボビンハンドリング装置を用いたボビン交換作業の一工程を説明する模式図である。
【図６】図１に示したボビンハンドリング装置を用いたボビン交換作業の一工程を説明する模式図である。
【図７】図１に示したボビンハンドリング装置を用いたボビン交換作業の一工程を説明する模式図である。
【図８】図１に示したボビンハンドリング装置を用いたボビン交換作業の一工程を説明する模式図である。
【図９】図１に示したボビンハンドリング装置を用いたボビン交換作業の一工程を説明する模式図である。
【図１０】図１に示したボビンハンドリング装置を用いたボビン交換作業の一工程を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のボビンハンドリング装置について、図面を用いてより具体的に説明する。なお、以下の説明において位置を表すときの上、下とは垂直方向の上、下を意味する。
図１に、本発明の一実施形態のボビンハンドリング装置を、撚線機と共に模式的に示し、図２に、図１のボビンハンドリング装置を拡大して示す。
【００１３】
図１の撚線機１は、金属素線としてのスチールフィラメント（以下、単に「フィラメント」という。）を撚り合わせてスチールコードを製造するチューブラー型の撚線機である。撚線機１は、略中空円筒状のバレル２を備え、バレル２の両端が軸受３及び軸受４により回動自在に支持されている。バレル２の周面に、複数の開口２ａが形成されていて、これらの開口２ａから個々のボビン１０が着脱可能に取り付けられる。バレル２内に複数のボビン１０が取り付けられ、このボビン１０からフィラメントが繰り出されつつ、バレル２が軸の周りに回転することによりフィラメントが撚り合わされてスチールコードが製造される。バレル２内のボビン１０のフィラメントが空になったときは、撚線機１の運転を停止し、空のボビン１０がバレル２内から取り外され、巻き満たされたボビン１０がバレル２内に取り付けられる。このボビン１０の交換に、後述するボビンハンドリング装置１１が用いられる。
【００１４】
バレル２、軸受３及び軸受４は、テーブル５上に載置されている。テーブル５に隣接して、ボビン台６が配置されている。ボビン台６上に、撚線機１に取り付けられるボビン１０及び／又は撚線機１から取り外されたボビン１０が置かれる。図１では、フィラメントＦが巻き取られているボビン１０を示している。
【００１５】
ボビン台６と撚線機１との間のボビン１０の搬送のため、また撚線機１に対するボビン１０の着脱のために、ボビンハンドリング装置１１が用いられる。ボビンハンドリング装置１１は、一例では図２（ａ）に拡大して模式的に示すように、撚線機１が設けられた建物の上方に接続され撚線機１の近傍まで垂直方向に延びる接続部１２と、接続部１２の下端部近傍に設けられ、接続部１２に対して揺動可能な本体部１３と、本体部１３と接続し、ボビン１０を着脱可能に保持するボビン保持部１４と、ボビン保持部１４の近傍に設けられ、ボビン保持部１４と共に揺動する金属素線切断部１５とを備えている。
【００１６】
接続部１２は略角柱又は略円柱形状である。下端部近傍は、必要に応じて、本体部１３を揺動可能に取り付けるのに適した形状にできる。上端部近傍は、接続部１２を水平方向及び上下方向に移動させる移動装置（図示せず）に接続されている。この移動装置により、接続部１２を含むボビンハンドリング装置１１は、撚線機１のバレル２の開口２ａとボビン台６との間を移動可能になっていて、また、バレル２の開口２ａに対向させたボビン保持部１４を昇降可能になっている。
なお、本実施形態のボビンハンドリング装置１１は、接続部１２により本体部１３が吊り下げられた態様を有しているが、本発明のボビンハンドリング装置は、このような接続部１２により本体部１３が吊り下げられた態様に限られず、撚線機１のバレル２の開口２ａとボビン台６との間を移動可能であれば、その態様を問わない。例えば床上に設けられたレール上を移動可能な台車に接続する部材を有し、レールに沿った台車の移動により撚線機１のバレル２の開口２ａとボビン台６との間を移動可能なボビンハンドリング装置であってもよいし、また、各撚線機に接続する部材を有し、その部材により撚線機１のバレル２の開口２ａとボビン台６との間を移動可能なボビンハンドリング装置であってもよい。
【００１７】
本体部１３は、接続部１２の下端部近傍に対し揺動可能に取り付けられている。一例として、本実施形態では接続部１２の下端部近傍に、水平方向に延びるシャフト１６が揺動可能に取り付けられ、このシャフト１６が回転中心となるようにシャフト１６に本体部１３が取り付けられている。シャフト１６を揺動手段１７で揺動させることによって本体部１３が揺動する。揺動の態様として図２（ａ）はボビン保持部１４が本体部１３の下方に位置している状態を示している。図２（ｂ）は、ボビン保持部１４が図２（ａ）の状態からシャフト１６を回転中心に紙面時計回りに９０°揺動したときの状態を示し、図２（ｃ）は、ボビン保持部１４が図２（ａ）の状態からシャフト１６を回転中心に紙面反時計回りに９０°揺動したときの状態を示している。
【００１８】
本体部１３を揺動させるために、本体部１３は、揺動手段１７を備えている。揺動手段１７は、例えばシャフト１６を揺動させるための駆動装置であり、必要に応じて駆動装置からの動力の伝達部材を含む。駆動装置は、具体的にはモータ、好ましくはサーボモータや、空気圧駆動で往復運動又は揺動回転運動するアクチュエータ（エアシリンダ）を例示でき、伝達部材は、例えば上記モータを用いる場合の歯車やチェーン、上記往復運動するアクチュエータを用いる場合のリンク機構、ラック・ピニオン機構を例示できる。
【００１９】
揺動手段１７は、図２（ａ）に示すようにボビン保持部１４を本体部１３の下方で位置固定でき、かつ、図２（ｂ）示すようにボビン保持部１４を図２（ａ）の状態からシャフト１６を回転中心に紙面時計回りに９０°揺動した位置で位置固定でき、及び／又は、図２（ｃ）に示すようにボビン保持部１４を図２（ａ）の状態からシャフト１６を回転中心に紙面反時計回りに９０°揺動した位置で位置固定できる構造とする。これらのボビン保持部１４の揺動時の位置は、ボビン１０を撚線機１のバレル２内に取り付け、取り外すときの位置と、ボビン１０をボビン台６上で取り付け、取り外すときの位置とに対応する。揺動手段１７の駆動装置は、これらの位置に位置固定できる装置である。
【００２０】
本体部１３は、ボビン保持部１４がボビン１０を掴んだ状態でボビン１０をボビン１０の回転軸を中心に回動させる回動装置１８を備えることが好ましい。空のボビン１０を撚線機１内からボビン台６まで移動させるときは、必要に応じて、切断前のフィラメントＦに適切な張力が加わるようにボビン１０に残存しているフィラメントＦを回動装置１８で繰り出すことができる。また、必要に応じフィラメントＦを回動装置１８でボビン１０に巻き取ることができる。
【００２１】
ボビン保持部１４は、図２（ａ）の状態において、本体部１３の、接続部１２が接続されている部分とは反対側の位置に取り付けられている。ボビン保持部１４は、ボビン１０を保持する機構を有している。具体的に、ボビン１０の回転軸方向端部に形成されている円板状の鍔部１０ａを掴む機構、例えばチャックを有している。ボビン１０を容易かつ精度よく掴むために、ボビン保持部１４は、ボビン１０中心の中空円筒部内に挿入可能な棒状の位置決め部材を有することができる。
ボビン１０は、ボビン台６上に回転軸が水平方向の向きで載置され、撚線機１のバレル２内に回転軸が垂直方向の向きで取り付けられている。このようにボビン台６と撚線機１のバレル２内とで異なる向きのボビン１０を掴み、保持するために、ボビン保持部１４は、上述した本体部１３の揺動と一緒に揺動可能となっている。
【００２２】
金属素線切断部１５は、ボビン交換時にフィラメントＦが繰り出され空になったボビン１０を撚線機１からボビン台６に移動させる過程で、ボビン１０に残存しているフィラメントＦを切断してボビン１０を撚線機１から自由にするためのものである。金属素線切断部１５は、本実施形態では、ボビン保持部１４近傍の、本体部１３の下端部近傍に取り付け固定され、これにより本体部１３及びボビン保持部１４の揺動と一緒に揺動可能となっている。
金属素線切断部１５の、より具体的な位置は、金属素線切断部１５が、揺動時にボビン１０から引き出された金属素線の経路上に配置されるような位置とする。このように位置とすることにより、金属素線切断部１５が図２（ａ）の位置から図２（ｂ）又は図２（ｃ）の位置まで揺動する過程で、フィラメントＦに接するので切断できる。
【００２３】
金属素線切断部１５は、フィラメントＦを切断可能な手段を備え、具体的には、簡便な装置としてフィラメントＦを挟み切断するせん断刃装置、フィラメントＦに対し回転している刃を押し付けて切断する回転刃装置、フィラメントＦを加熱して溶断する熱溶断装置を例示することができる。もっとも、金属素線切断部１５は、これらの装置に限定されるものではない。
【００２４】
本実施形態のボビンハンドリング装置１１は、金属素線切断部１５を備えているので、従来の線材の切断装置を別途に設ける必要がない。また、金属素線切断部１５は、ボビンハンドリング装置１１がボビン１０を交換するための必要な動作である揺動によって、フィラメントＦに接し切断できる。そのため、従来の線材の切断装置のように、上下動作のために空気シリンダを駆動させる、大掛かりな装置とする必要がない。したがって、本実施形態のボビンハンドリング装置１１は、フィラメントＦの切断を大掛かりな構造なしに実現でき、ひいてはボビン１０の交換の自動化に寄与する。
【００２５】
金属素線切断部１５は、図１及び図２に示した本実施形態のボビンハンドリング装置１１においては、ボビン保持部１４近傍の、本体部１３の下端部近傍に取り付け固定されているが、ボビン保持部１４と共に揺動可能であり、揺動によりフィラメントＦの経路に接する位置であれば限定されない。
また、図１及び図２に示した本実施形態のボビンハンドリング装置１１においては、金属素線切断部１５は、図２（ｂ）に示した紙面左側への揺動と、図２（ｃ）に示した紙面右側への揺動とのいずれにも対応できるように、本体部１３の水平方向両端に合計２個が設けられているが、ボビンハンドリング装置１１の揺動が、図２（ｂ）に示した紙面左側への揺動と、図２（ｃ）に示した紙面右側への揺動とのいずれか一つである場合には、その揺動方向に対応した一個の金属素線切断部１５でもよい。
【００２６】
次に本実施形態のボビンハンドリング装置１１を用いたボビン１０の交換及びフィラメントＦの切断作業の一例を、図３〜図１０に示す時系列的な模式図を用いて説明する。なお、図３〜図１０中、図１、２と同一の装置、部材については同一の符号を付しており、以下の説明では重複する説明を省略する。また図３〜図１０において、撚線機１はボビンが取り付けられる部分のみを模式的に示している。
【００２７】
まず、図３に示すように、撚線機１内でボビンからフィラメントＦを繰り出して撚線を製造している最中は、ボビンハンドリング装置１１を撚線機１の近くで待機させておく。撚線機１内のボビン１０が空になったら、図４に示すように、接続部１２の上端部近傍に接続している移動装置（図示せず）によりボビンハンドリング装置１１を撚線機１のバレル２内の空のボビン１０直近まで水平方向に移動させるとともに、垂直方向に降下させる。
【００２８】
次に図５に示すようにボビン保持部１４のチャックを動作させてボビン１０の鍔部１０ａを把持し、把持状態のまま図６に示すように移動装置（図示せず）によりボビンハンドリング装置１１を垂直方向に上昇させるとともに、ボビン台６に向けて水平方向に移動させる。このとき、ボビン１０に残存しているフィラメントＦは、回動装置１８（図示せず）によりボビン１０から繰り出されつつ撚線機１内から引き出されて撚線機１とボビン１０との間の空間にフィラメントＦの経路が形成される。
【００２９】
ボビン台６上でボビン１０は、回転軸が水平方向の向きで載置されるため、図７に示すように本体部１３内の揺動手段（図示せず）によりシャフト１６を回転中心に本体部１３、ボビン保持部１４及び金属素線切断部１５を９０°揺動させてボビン１０の回転軸を水平方向に向ける。
この揺動により金属素線切断部１５がフィラメントＦの経路上に位置するので、図８に示すように金属素線切断部１５でフィラメントＦを切断する。切断後、図９に示すように移動装置（図示せず）によりボビン１０を回転軸が水平方向の向きでボビン台６の直上に移動させ、ボビン保持部１４のチャックを開いてボビン台６に載置する。その後は移動装置（図示せず）によりボビンハンドリング装置１１を所定の位置に復帰させる。
【００３０】
図３〜１０を用いて、撚線機１内の空のボビン１０を取り外す場合を説明した。ボビン台６上に回転軸が水平方向の向きで載置されている、フィラメントＦが巻き満たされているボビン１０を撚線機１内に取り付ける場合は、ほぼ図１０〜図３に示す逆順で、ボビン１０を、ボビンハンドリング装置１１を用いて、撚線機１内に取り付けることができる。もっとも、取り付けの場合は、金属素線切断部１５でフィラメントＦを切断する作業は不要である。
【００３１】
以上、本発明のボビンハンドリング装置を実施形態及び図面により説明したが、本発明のボビンハンドリング装置は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で幾多の変形が可能である。例えば、図１はチューブラー式の撚線機を示したが、本発明のボビンハンドリング装置は、チューブラー式の撚線機に限られず、バンチャー式の撚線機に用いることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  撚線機
２  バレル
２ａ  開口
３、４  軸受
５  テーブル
６  ボビン台
１０  ボビン
１１  ボビンハンドリング装置
１２  接続部
１３  本体部
１４  ボビン保持部
１５  金属素線切断部
１６  シャフト
１７  揺動手段
１８  回動装置
【図１】
2018177448.tif 000003
【図２】
2018177448.tif 000004
【図３】
2018177448.tif 000005
【図４】
2018177448.tif 000006
【図５】
2018177448.tif 000007
【図６】
2018177448.tif 000008
【図７】
2018177448.tif 000009
【図８】
2018177448.tif 000010
【図９】
2018177448.tif 000011
【図１０】
2018177448.tif 000012