(57)【要約】【課題】リールに巻かれた線材の繰出しからコイルワイヤ成形までを１工程で行うことができ、且つ高速で成形できるようにする。【解決手段】フライヤーと一体に回転する繰出しリール２４により繰り出された線材Ｓをフィードローラ１０によりコイリング機構Ｋに取り込み、コイリングピン１３，１４によりシャフト１の軸芯を曲率中心としてフライヤーの回転方向とは逆方向にコイル巻きし、その際、下流側のコイリングピン１４がフライヤーの一回転毎に固定リング１８の内周面１６の膨らみ部分１７にローラ２１が嵌まり込むことにより、コイル１周毎に部分的に曲率の小さい変形部分が形成され、略密着状態で偏平な帯状のコイルワイヤＷとなって下方に送り出されるようにする。【選択図】図１
2008023588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト上のリールに巻かれた線材を前記シャフトの軸芯を中心に回転するフライヤーを介して繰り出し、前記フライヤーと一体に回転し前記シャフトの軸芯を曲率中心として前記フライヤーの回転方向に対し逆方向に線材をコイル巻きしつつコイル１周毎に部分的に曲率を変えた変形部分を形成して送り出すコイリング機構に取り込むことにより、１周毎のコイル中心が偏位して偏平な帯状となったコイルワイヤを１工程で成形することを特徴とするコイルワイヤ成形方法。
【請求項２】
一周毎のコイル中心が偏位して偏平な帯状となったコイルワイヤを１工程で成形するコイルワイヤ成形装置であって、線材を巻くリールと、該リールを装着するシャフトと、該シャフトの軸芯を中心に回転し前記リールに巻かれた線材を繰り出させるフライヤーと、該フライヤーと一体に回転し前記フライヤーを介して繰り出された線材を取り込んで前記シャフトの軸芯位置を曲率中心として前記フライヤーの回転方向に対し逆方向にコイル巻きしつつコイル１周毎に部分的に曲率を変えた変形部分を形成して送り出すコイリング機構とを具備することを特徴とするコイルワイヤ成形装置。
【請求項３】
前記コイリング機構は、前記フライヤーと一体に回転しつつ該フライヤーを介して繰り出された線材を取り込んで送るフィードローラと、該フィードローラにより送られた線材を前記シャフトの軸芯位置を曲率中心とする所定半径の曲率円に沿って曲げるよう周方向に離れた複数箇所に配置され前記フライヤーと一体に回転する複数のコイリングピンと、内周面が前記シャフトの軸芯位置を曲率中心とする前記所定半径より曲率半径の大きい曲率円を基本として周方向の一部に部分的に径方向外側に膨らんだ形状で装置本体に固定された固定リングとを有し、前記複数のコイリングピンのうちの一部のコイリングピンが外端にリング内接用のローラを具備し該ローラが前記固定リングの内周面に内接して進退自在とされ、該ローラが前記フライヤーの一回転毎に前記固定リングの内周面の膨らんだ部分に嵌まり込み前記線材をコイル１周毎に部分的にコイル径方向の外側に逃がすことによって前記変形部分を形成することを特徴とする請求項２記載のコイルワイヤ成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルワイヤ成形方法および装置に関し、特に、自動車用タイヤ等のゴム製品の補強材として好適な柔軟で伸びの大きい偏平なコイルワイヤの成形方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用タイヤ等のゴム製品の補強材に使用するスチールワイヤ等の線材をまず密着コイル成形機に投入して円筒螺旋状の密着コイルを成形し、次いで、その成形した密着コイルをコイルワイヤ成形機に投入して、一端側から順次成形加工を施すことにより、略密着状態で一周毎のコイル中心が順次一方向に偏位して単体自由状態で偏平な帯状となった柔軟で伸びが大きく使用態様の自由度が大きいコイルワイヤを成形することが従来から試みられている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００３】
また、円筒螺旋状の密着コイルの成形方法および装置として、シャフト上のリールに巻かれた線材をシャフトの軸芯を中心に回転するフライヤーで繰り出し、フライヤーと一体に回転しシャフトの軸芯を曲率中心としてフライヤーの回転方向に対し逆方向に線材をコイル巻きするコイリング機構に取り込んで、コイル状に成形し軸方向に送り出すことにより、成形後のコイルを回転の無い状態で送り出すことができ、加工品質の安定した長尺物のコイルを安価に製造できるようにしたものが従来から知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２４４７８８号公報
【特許文献２】特開２００５−１８６１３３号公報
【特許文献３】特開２００５−１８６１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
自動車用タイヤ等のゴム製品の補強材として好適な、略密着状態で一周毎のコイル中心が順次一方向に偏位して単体自由状態で偏平な帯状となった柔軟で伸びが大きく使用態様の自由度が大きいコイルワイヤを成形するのに、従来の技術では、上述のように、線材を密着コイル成形機に投入して円筒螺旋状の密着コイルを成形し、次いで、その成形した密着コイルをコイルワイヤ成形機に投入してコイルワイヤを成形するというように、２工程で成形するため、工程毎に設備が必要となる。また、密着コイルは例えば上記従来の密着コイル成形機によって高速成形できるが、密着コイルを投入して一端側から順次成形加工を施す従来のコイルワイヤ成形機は、機構上、ダイスの回転数をあまり高くすることができず、成形に時間がかかる。
【０００６】
本発明は、こうした問題を解決するためのもので、リールに巻かれた線材の繰出しからコイルワイヤ成形までを１工程で行うことができ、且つ高速で成形できるコイルワイヤ成形方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のコイルワイヤ成形方法は、シャフト上のリールに巻かれた線材をシャフトの軸芯を中心に回転するフライヤーを介して繰り出し、フライヤーと一体に回転しシャフトの軸芯を曲率中心としてフライヤーの回転方向に対し逆方向に線材をコイル巻きしつつコイル１周毎に部分的に曲率を変えた変形部分を形成して送り出すコイリング機構に取り込むことにより、１周毎のコイル中心が偏位して偏平な帯状となったコイルワイヤを１工程で成形することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のコイルワイヤ成形装置は、１周毎のコイル中心が偏位して偏平な帯状となったコイルワイヤを１工程で成形するコイルワイヤ成形装置であって、線材を巻くリールと、リールを装着するシャフトと、シャフトの軸芯を中心に回転しリールに巻かれた線材を繰り出させるフライヤーと、フライヤーと一体に回転しフライヤーを介して繰り出された線材を取り込んでシャフトの軸芯位置を曲率中心としてフライヤーの回転方向に対し逆方向にコイル巻きしつつコイル一周毎に部分的に曲率を変えた変形部分を形成して送り出すコイリング機構とを具備することを特徴とする。
【０００９】
このコイルワイヤ成形装置において、コイリング機構は、例えば、フライヤーと一体に回転しつつ該フライヤーを介して繰り出された線材を取り込んで送るフィードローラと、該フィードローラにより送られた線材をシャフトの軸芯位置を曲率中心とする所定半径の曲率円に沿って曲げるよう周方向に離れた複数箇所に配置されフライヤーと一体に回転する複数のコイリングピンと、内周面がシャフトの軸芯位置を曲率中心とする前記所定半径より曲率半径の大きい曲率円を基本として周方向の一部に部分的に径方向外側に膨らんだ形状で装置本体に固定された固定リングとを有し、複数のコイリングピンのうちの一部のコイリングピンが外端にリング内接用のローラを具備し該ローラが固定リングの内周面に内接して進退自在とされ、該ローラが前記フライヤーの一回転毎に固定リングの内周面の膨らんだ部分に嵌まり込み線材をコイル１周毎に部分的にコイル径方向の外側に逃がすことによって前記変形部分を形成するよう構成するのがよい。
【００１０】
この方法および装置によれば、線材はフライヤーを介して繰り出され、コイリング機構によりバネ巻き機の原理でフライヤーの回転軸芯位置を曲率中心として所定の曲率に曲げられ、且つ、コイル１周毎に部分的に曲率の異なる変形部分が形成され、偏平な帯状のコイルワイヤとなって送り出される。こうして、リールに巻かれた線材の繰出しからコイルワイヤ成形までを１工程で行うことができ、且つ高速で成形できる。しかも、この方法および装置によれば、成形後のコイルワイヤは、コイリング機構の可動部（フィードローラ、カウンタローラ、コイリングピン等）に対しては相対的に回転しながら送り出されるものの、コイリング機構の可動部がフライヤーと一体にコイル巻き方向に対し逆方向に回転することにより、絶対運動としては回転を抑えることができ、フライヤー１回転の間にコイル1巻きになるよう回転速度を調整することにより、回転の無い状態で一方向に送り出すことが可能で、加工品質の安定した長尺物のコイルワイヤを安価に製造できる。そして、これらを簡単な装置で実現できる。
【発明の効果】
【００１１】
このように、本発明によれば、簡単な装置により、コイルワイヤを１工程で成形でき、且つ高速で成形でき、品質の安定した長尺物のコイルワイヤを安価に製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１および図２は本発明の実施形態の一例を示している。図１はコイルワイヤ成形装置の要部側面図、図２はコイルワイヤ成形装置の要部正面視断面図である。
【００１３】
この実施形態のコイル成形装置は、シャフト１が支持台（図示せず）に略水平に片持ち支持され、そのシャフト１に、線材Ｓを巻くリール２が回転自在に装着され、リール２の前方でシャフト１の自由端側に、シャフト１の軸芯を中心に回転してリール２に巻かれた線条体Ｓを繰り出すよう、摩擦板３を挟んでフライヤー４が回転自在に装着されている。そして、シャフト１には自由端側の軸線延長上に、フライヤー４の前方に突き出る配置でギヤ軸５が連結されて、そのギヤ軸５にギヤ６が固定されている。
【００１４】
そして、フライヤー４の前面にはコイリング機構Ｋを配設する機構板７が固定されている。機構板７は、フライヤー４の回転軸芯に対し所定範囲で角度調節可能となるよう、一端がボス部８を介してボルト固定され、他端が長穴９を介してボルト固定されている。
【００１５】
コイリング機構Ｋは、可動部がフライヤー４と一体に回転しフライヤー４で繰り出された線材Ｓを取り込んでシャフト１の軸芯位置を曲率中心としてフライヤー４の回転方向に対し逆方向にコイル巻きしつつコイル一周毎に部分的に曲率を変えた変形部分を形成して送り出すものであって、その可動部の構成は、バネ巻き機（機械式コイリングマシン）の成形機構（コイリング機構）と同様で、機構板７の前面側に、フライヤー４と一体に回転しつつ線材Ｓを送り込むよう対向配置されたフィードローラ１０及びスプリング付勢のカウンタローラ１１と、シャフト１の軸芯を曲率中心とするコイル小径部分相当の所定半径の曲率円の内側に配置されてフライヤー４と一体に回転する半月状のコイリング芯金１２と、このコイリング芯金１２の円弧面周囲の周方向に離れた位置に配置されフィードローラ１０により送られた線材Ｓを曲げながらフライヤー４と一体に回転する２個のコイリングピン１３，１４を具備している。
【００１６】
また、この実施形態のコイリング機構Ｋは、装置本体の基台（図示せず）上に立設された支持板１５に固定された、内周面１６がシャフト１の軸芯位置を曲率中心とする半径が大きい（コイリングピン１３，１４が内側に収まる程度の）曲率円を基本として周方向の一部に部分的に径方向外側に膨らみ部１７（膨らんだ部分）を有する形状の固定リング１８を備えている。
【００１７】
そして、２個のコイリングピン１３，１４の内、コイル巻き方向の上流側に位置する方のコイリングピン１３は、内端にコイリング用のローラ１９を具備し、機構板７の前面に位置調節可能に固定されている。それに対し、下流側に位置する方のコイリングピン１４は、内端にコイリング用のローラ２０を具備するとともに、外端にリング内接用のローラ２１を具備し、ローラ２１が固定リング１８の内周面１６に内接して進退自在となるよう、長穴２２とピン２３とで遊嵌固定され、ローラ２１がシャフト１の一回転毎に固定リング１８の内周面１６の膨らみ部１７に嵌まり込むことで線材Ｓを部分的にコイル径方向の外側に逃がし、コイル径が大きい変形部分を形成するよう構成されている。
【００１８】
また、機構板７には、ボス部８を介してボルト固定された方の端部近傍に、フライヤー４と一体に回転してリール２から線材Ｓを繰り出す繰出しローラ２４と、この繰出しローラ２４により繰り出された線材Ｓを略９０度方向転換してフィードローラ１０とカウンタローラ１の間を通してコイル巻き方向前側のコイリングピン１９とコイリング芯金１２の間に向けて略直線状に導くガイドローラ２５が配設されている。そして、機構板７には、前面のフィードローラ１０の線送り方向の前後となる位置に、線ガイド（ストレートナー）２６，２７が配設されている。
【００１９】
フィードローラ１０は、機構板７を貫通するローラ軸２８の一端に固定され、ローラ軸２８は、軸受２９を介して機構板７に回転自在に支持されている。そして、機構板７の裏側でローラ軸２８の他端にギヤ３０が固定され、このローラ軸２８の他端のギヤ３０と噛み合うとともにシャフト１の自由端のギヤ軸５に固定されたギヤ６と噛み合ってシャフト１側からローラ軸２８側へ回転を伝達するよう、アイドルギヤ３１が支軸３２を介し回転自在に支持されている。これにより、シャフト１の回転は、ギヤ６、アイドルギヤ３１、ギヤ３０、ローラ軸２８を介してフィードローラ１０に伝達される。
【００２０】
このコイルワイヤ成形装置では、リール２にスチールワイヤ等の線材Ｓを巻き、その線材Ｓの先端を繰出しローラ２４に巻き掛け、次いでガイドローラ２５に巻き掛けて、線送り方向上流側の線ガイド２６に沿ってフィードローラ１０とカウンタローラ１１の間に通し、下流側の線ガイド２７に沿ってコイル巻き方向上流側のコイリングピン１３の位置まで引き出し、さらに、コイリング芯金１２との間を通して下流側のコイリングピン１４とコイリング芯金１２との間まで達する位置に引き出す。これでコイルワイヤ成形のためのセットが終わり、この状態でフライヤー４とシャフト１をそれぞれモータ（図示せず）で駆動して互に逆方向に回転させる。すると、摩擦板３を介しリール２がシャフト１に連動して一方向（図１にて反時計回り方向）に回転し、線材Ｓが繰り出される。
【００２１】
そして、その繰り出された線材Ｓが、フィードローラ１０によりコイリング機構Ｋに取り込まれ、コイリングピン１３，１４によりシャフト１の軸芯を曲率中心としてフライヤー４の回転方向とは逆方向（図１にて時計回り方向）にコイル巻きされる。その際、下流側のコイリングピン１４は、外端のローラ２１が固定リング１８の内周面１６に内接し、常時はコイリング用のローラ２０が線材Ｓを所定半径の曲率で曲げる位置に保持されて、上流側のコイリングピン１３と協働して線材Ｓを所定の曲率で曲げ、フライヤー４の一回転毎に、所定位置（図１の例では右側方位置）で固定リング１８の内周面１６の膨らみ部分１７にローラ２１が嵌まり込んで、線材Ｓを部分的にコイル径方向の外側に逃がし、その部分の曲率を小さくする（コイル径を大きくする）。その結果、コイル１周毎に部分的に曲率の小さい変形部分が形成され、略密着状態で偏平な帯状のコイルワイヤＷとなって下方に送り出される。
【００２２】
こうして、リール２に巻かれた線材の繰出しからコイルワイヤ成形までを１工程で行うことができ、且つ高速で成形できる。しかも、この方法および装置によれば、成形後のコイルワイヤＷは、コイリング機構Ｋの機構板７、フィードローラ１０、カウンタローラ１１、コイリング芯金１２およびコイリングピン１３，１４等からなる可動部に対しては相対的に回転しながら送り出されるものの、そのコイリング機構Ｋの可動部がフライヤー４と一体にコイル巻き方向に対し逆方向に回転することにより、絶対運動としては回転を抑えることができ、フライヤー４の１回転の間にコイル1巻きになるよう回転速度を調整することにより、回転の無い状態で一方向に送り出すことが可能で、加工品質の安定した長尺物のコイルワイヤを安価に製造できる。すなわち、フライヤー４の回転速度は、フライヤー駆動用のモータ（図示せず）の回転数の設定により調節でき、また、フィードローラ１０の回転速度（コイリング速度）は、シャフト駆動用のモータ（図示せず）の回転数の設定あるいは変速比の設定によって調節できるため、フライヤー４とフィードローラ１０の回転速度比を調節することが可能で、特に、フライヤー４が１回転する間にコイル1巻きになるようフライヤー４とフィードローラ１０の回転速度比を調整することにより、製品であるコイルワイヤＷを回転の無い状態で安定して一方向に送り出すようにすることができる。
【００２３】
なお、コイリング芯金１２は、製品であるコイルワイヤＷを途中図示しないカッターで切断する場合にも対応できるようにするために設けたものであり、カッターで切断しない場合は、コイリング芯金１２を省くこともできる。
【００２４】
また、コイル一周毎に部分的に形成する変形部分は、他の部位より曲率が大きくなるよう変形させるものであってもよい。その場合、固定リングの内周面は部分的に径方向内側に膨らんだ形状とする。
【００２５】
以上、実施の形態の一例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、適宜態様を変更して実施できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態のコイルワイヤ成形装置の要部側面図である。
【図２】本発明の実施形態のコイルワイヤ成形装置の要部正面視断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  シャフト
２  リール
４  フライヤー
７  機構板
１０  フィードローラ
１１  カウンタローラ
１３、１４  コイリングピン
１６  内周面
１７  膨らみ部
１８  固定リング
２１  リング内接用のローラ
２４  繰出しローラ
２５  ガイドローラ
Ｋ  コイリング機構
Ｓ  線材
Ｗ  コイルワイヤ
【図１】
2008023588.tif 000003
【図２】
2008023588.tif 000004