(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状のコアを周方向に回転させながら、前記コアの内外にボビンを公転させることによって該ボビンに巻かれたレイヤーワイヤーを前記コアに螺旋状に巻き付けるケーブルビードの製造方法において、
前記コアと回転中心を同軸として回転可能に支持されたチャック機構によってレイヤーワイヤーの先端を前記コアに仮止めし、該コアに仮止めされたレイヤーワイヤーの先端が前記ボビンの公転位置と重なる前に前記チャック機構を前記コアから開放して該チャック機構と前記ボビンとの干渉を回避して該ボビンの公転の継続を可能とし、
前記ボビンの公転に伴って、前記コアへのレイヤーワイヤーの巻き付け点と前記ボビンからのレイヤーワイヤーの巻き出し点との直線距離が短くなった場合に、レイヤーワイヤーを巻き戻すように前記ボビンを回転させ、前記コアへのレイヤーワイヤーの巻き付け点と前記ボビンからのレイヤーワイヤーの巻き出し点との直線距離が長くなった場合に、レイヤーワイヤーを巻き出すように前記ボビンを回転させることを特徴とするケーブルビード製造方法。
【請求項２】
前記コアを垂直方向に立て、前記ボビンを水平面上で公転させることにより、レイヤーワイヤーを前記コアに螺旋状に巻き付けることを特徴とする請求項１に記載のケーブルビード製造方法。
【請求項３】
前記ボビンの周囲に押し付けローラーを配置し、レイヤーワイヤーを常に前記ボビン側に押し付けておくことによって、レイヤーワイヤーが該ボビンから巻き膨れることを防止したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のケーブルビード製造方法。
【請求項４】
前記ボビンからのレイヤーワイヤーの巻き出し点の先に、レイヤーワイヤーを挟み込むローラーを設け、当該挟み込みローラーと前記ボビンとの間で常にレイヤーワイヤーに引張力が作用するように前記挟み込みローラーを回転させることによって、レイヤーワイヤーが前記ボビンから巻き膨れることを防止したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のケーブルビード製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種車輛用のケーブルビードの製造方法および製造機に関するものであり、特に、きわめて簡単に多層巻きを実現できるようにしたケーブルビード製造方法および製造機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、環状のコアを周方向に回転させながら、ボビン巻き等されたレイヤーワイヤーをコアの外周に螺旋状に巻き付けるケーブルビードの製造方法が知られている。ここで問題となるのは、巻き付け初期にレイヤーワイヤーをコアに固定する方法であり、この固定方法が簡単かつ確実であるか否かが生産性や品質に多大な影響を及ぼす。
【０００３】
すなわち、レイヤーワイヤーの先端をコアに半田付け等する原始的な方法では当然ながら生産性および品質が劣り、機械的に仮止めしておく方法であっても、仮止め機構がボビンと干渉することを避ける何らかの対策が必要である。
【０００４】
また、生産性および品質を向上させるためには、別のリム径への切り替えが迅速にできるものでなければならず、さらに、レイヤーワイヤーの長さが増しても絡まり、ねじれ等が生じることなく手巻きのように自然に巻けるものでなければならない。しかも、信頼性、経済性の観点から機構的に複雑なものが不適当であることは当然である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、レイヤーワイヤーの巻き付け方法に関し、従来の仮止め方法ではＳ巻きとＺ巻きとで全て勝手違いとなるため、それぞれ専用の２台の製造機が必要であったり、干渉を回避するためのスペース上の理由から、レイヤーワイヤーのねじりピッチの下限に制限がある等の問題があった。また、多層巻きを実現できるとしても、構造が複雑で経済性に難があり、騒音の問題等もあって実用には適さないものであった。さらに、コアの別リム径への切り替えも面倒なものであった。
【０００６】
一方、レイヤーワイヤーの巻き出し方法に関し、ボビンに巻かず、中空容器内に押し込んで、コアの回転に引っ張られながらフリーで巻き出す方法では、レイヤー長さが増加するとレイヤーが絡まってしまい、うまく巻き出せないという問題があった。また、外周面ガイドを使用したフリー巻き出しでは、レイヤーワイヤーにねじれが発生し、うまく巻けないという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、Ｓ巻きとＺ巻きの両方に対応でき、多層巻きや別リム径への切り替えも可能としつつ、レイヤーワイヤーの絡まり、ねじれ等を防止して、生産性および品質を向上し得る実用的なケーブルビード製造方法および製造機を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたものであり、その要旨は、コアを周方向に回転させつつ、コアの内外にボビンを公転させることによってレイヤーワイヤーをコアの外周に螺旋状に巻き付ける。このボビンの公転に伴って、コアへのレイヤーワイヤーの巻き付け点とボビンからのレイヤーワイヤーの巻き出し点との直線距離が短くなった場合に、レイヤーワイヤーを巻き戻すようにボビンを回転させ、コアへのレイヤーワイヤーの巻き付け点とボビンからのレイヤーワイヤーの巻き出し点との直線距離が長くなった場合に、レイヤーワイヤーを巻き出すように前記ボビンを回転させるようにしたものである。
【０００９】
また、コアと回転中心を同軸として回転可能に支持されたチャック機構によってコアに仮止めされたレイヤーワイヤーの先端がボビンの公転位置と重なる前にチャック機構をコアから開放し、チャック機構とボビンとの干渉を回避してボビンの公転の継続を可能としたものである。そして、好ましくは、コアを垂直方向に立て、ボビンを水平面上で公転させるようにしたものである。
また、好ましくは、ボビンの周囲に押し付けローラーを配置し、レイヤーワイヤーを常にボビン側に押し付けておくか、または、ボビンからのレイヤーワイヤーの巻き出し点の先に、レイヤーワイヤーを挟み込むローラーを設け、当該挟み込みローラーとボビンとの間で常にレイヤーワイヤーに引張力が作用するように挟み込みローラーを回転させることによって、レイヤーワイヤーがボビンから巻き膨れることを防止したものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明のケーブルビード製造機は、環状のコアを周方向に回転させるコア回転機構と、レイヤーワイヤーが巻き付けられたボビンと、ボビンを支持してコアの内外を公転するスプールと、レイヤーワイヤーの先端をコアに仮止めするチャック機構とからなる。
【００１４】
ここで、コア回転機構としては、モーターで駆動されるローラー、ベルト等があるが、複数のＶローラーをコアガイドとしてコアを垂直方向に立たせ、低点部のＶローラーにコア駆動モーターを接続して構成することが好ましい。コアを水平方向に置くと、コアの支持のため、Ｕ字形のガイドや水平方向および垂直方向のローラーが必要となる一方、上記のコア回転機構とすれば、機構的に単純なものとなって信頼性が向上し経済的なものとなるだけでなく、別リム径への切り替えが簡単になるからである。
【００１５】
また、レイヤーワイヤーはボビンに巻き付けられる。中空容器内にレイヤーワイヤーを押し込んだり、外周面ガイドを使用した場合のようなレイヤーワイヤーの絡まり、ねじれを防止するためである。
【００１６】
なお、ボビンはスプールに支持される。レイヤーワイヤーはボビンから巻き出されるが、コアの外周に螺旋状に巻き付けるには、ボビンをコアの内外で公転させる必要がある。そこで、ボビンを支持したスプールをコアの内外で公転させることによって、螺旋巻きを可能としたものである。
【００１７】
ここで、スプールはコアの内外を水平面上で公転するようにすることが好ましい。垂直面上で公転させると重力の影響を受けるので、十分な動力で公転させなければ、スプールの上昇時と下降時とで旋回速さが異なってしまい、レイヤーワイヤーの巻き付けに悪影響を及ぼすからである。
【００１８】
本発明において、レイヤーワイヤーの巻き付け初期は、チャック機構によってコアに仮止めされる。チャック機構は、チャックの間にレイヤーワイヤーとコアを挟み込むことによって、一時的にレイヤーワイヤーをコアに固定するものであり、例えば、電磁石によって２枚の平板が開閉するもの等がある。
【００１９】
チャック機構は、レイヤーワイヤーを挟んだままコアの回転とともに移動し、スプールの公転位置と重なる前にコアから開放される。ある程度レイヤーワイヤーが巻き付けられれば、チャックを開いて仮止めを解除してもレイヤーワイヤーはコアから離れなくなる一方で、チャック機構をコアから開放しなければ、チャック機構がスプールと干渉してレイヤーワイヤーの巻き付けの継続が困難となるからである。なお、スプールとの干渉を回避するため、チャックアームはスプールのある側と反対側に回転するようにしておく。
【００２０】
ここで、チャック機構は、コアの約半周を回転するチャックアームで支持し、コアと回転中心を同軸として、コアと同期して回転するようにする。すなわち、レイヤーワイヤー巻き付け時の最初の半周はレイヤーワイヤーの先端をチャックしておき、チャックアームを回転させながらスプールを公転させて、コアに精度よくレイヤーワイヤーを巻き付けるのである。なお、コアと同期して回転とは、コア回転機構によるコアの回転に合わせてチャックアームを回転させる場合だけでなく、チャックしたままチャックアームを回転させることで、コア回転機構によることなくコアも回転させる場合、逆に、チャックしたままコアを回転させることで、チャックアーム回転機構によることなくチャックアームも回転させる場合を含む。
【００２１】
チャック機構をコアから開放し、スプールと干渉しないように逃がした後は、コア回転機構によってコアを回転させ、スプールを公転させることで、レイヤーワイヤーの巻き付けを継続する。このように、本発明においては、簡単かつ確実にレイヤーワイヤーのコアへの仮止めが可能であり、しかも、スプールの公転方向を逆向きにするだけでＳ巻きとＺ巻きの両方に対応できるので、簡単に多層巻きを実現することができるのである。
【００２３】
また、ボビンを支持するスプールは、コアの内外を公転する。すると、スプールがコアの内側にある状態とコアの外側にある状態とで、コアへのレイヤーワイヤーの巻き付け点とボビンからのレイヤーワイヤーの巻き出し点との直線距離は、前者の状態で短く後者の状態で長くなり、一定しない。したがって、上記の直線距離が短くなるときはレイヤーワイヤーを巻き戻すようにボビンを回転させ、直線距離が長くなるときはレイヤーワイヤーを多く巻き出すようにボビンを回転させる。
【００２４】
このようにするには、ボビン駆動モーターによってボビンを積極的に回転させるようにすればよい。そして、スプールの公転に際し、レイヤーワイヤーの巻き付け点までの距離が短くなっていく、０°〜１８０°旋回する間は短くなる分だけレイヤーワイヤーを巻き取り、距離が長くなっていく、１８０°〜３６０°の間はその分だけレイヤーワイヤーを巻き出すのである。
【００２５】
ここで、ボビンの回転数は電気的に制御することも可能であるが、信頼性、経済性の観点から、機械的に実現することが好ましい。具体的には、ボビン駆動モーターの回転数は一定であるが、ボビン駆動モーターを揺動させることで、ボビンの回転数を可変とするのである。すなわち、揺り籠機構にボビン駆動モーターを載置し、スプールと揺り籠機構とをクランク、カム等で連結する。そして、レイヤーワイヤーの巻き付け点までの距離が短くなっていく、０°〜１８０°までスプールが旋回する間は、ボビン駆動モーターの回転方向と逆方向に揺動させることで相対的にボビン駆動モーターの回転数を下げ、逆に、距離が長くなっていく、１８０°〜３６０°までスプールが旋回する間は、ボビン駆動モーターの回転方向と同方向に揺動させることで相対的にボビン駆動モーターの回転数を上げるのである。
【００２６】
さらに、ボビンにレイヤーワイヤーを巻き付けた場合、レイヤーワイヤーのくせ付け径はボビン径より大きいため、そのままでは巻き膨れしてしまい、コアへの巻き付けに悪影響を及ぼす。そこで、対策の一つとして、ボビンの周囲に押し付けローラーを配置し、レイヤーワイヤーを常にボビン側に押し付けるようにすることが好ましい。なお、押し付けローラーは３個以上配置することが効果的である。
【００２７】
また、ボビンからのレイヤーワイヤーの巻き出し点の先に、常に引張力が作用するようにレイヤーワイヤーを挟み込んで駆動する挟み込みローラーを設けることにより、巻き膨れを防止することもできる。すなわち、上記の通り、コアへのレイヤーワイヤーの巻き付け点とボビンからのレイヤーワイヤーの巻き出し点との間で、レイヤーワイヤーを巻き出したり巻き戻したりするが、巻き出し時はボビンより速く挟み込みローラーを回転させ、巻き戻し時はワンウェイクラッチ等でブレーキをかけることにより、適度な引張力を作用させ、巻き膨れを防ぐのである。
【００２８】
なお、巻出し時のレイヤーワイヤーの絡まりを防ぐため、ボビンの外周にレイヤーワイヤー径に対応したネジを切り、レイヤーワイヤーが横方向に動かないようにしておくことが好ましい。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面により説明する。
図１は、本発明のケーブルビード製造機を示す正面図である。図１において、ケーブルビード製造機は、コア駆動ローラー１Ａとコア駆動モーター１Ｂとからなるコア回転機構１、コアガイド２、ボビン３、スプール４、レイヤー先端チャック５Ａとチャックアーム５Ｂとからなるチャック機構５で構成されている。
【００３０】
コア７は、断面がＶ字形のコア駆動ローラー１Ａおよび同じく断面がＶ字形のコアガイド２によって、垂直に立てられている。また、レイヤーワイヤー８はボビン３に巻き付けられており、コア７の最高点付近でコア７の外周に巻き付けられるようになっている。なお、コアガイド２の配置およびチャックアーム５Ｂの長さは可変とされており、様々な径のコア７に対応できるようになっている。
【００３１】
そして、ボビン３はスプール４に支持され、スプール旋回モーター４Ａによってコア７の内外を水平面上で公転する。スプール４の公転方向は、スプール旋回モーター４Ａの回転方向を逆にすることによって反転し、Ｓ巻きとＺ巻きの両方に対応可能となっている。
【００３２】
図１において、レイヤーワイヤー８の巻き付け初期は、レイヤーワイヤー８の先端がレイヤー先端チャック５Ａによってコア７に仮止めされる。そして、チャックアーム回転モーター５Ｃによってチャックアーム５Ｂがコア７の最高点から最低点まで、スプール４のある側と反対側を半周する。同時にコア７が半分回転し、スプール４も半分公転して、レイヤーワイヤー８がコア７に螺旋状に巻き付けられる。
【００３３】
チャックアーム５Ｂがコア７の最低点に至るとレイヤー先端チャック５Ａが開き、今度はコア駆動ローラー１Ａが回転することで、コア７の回転およびスプール４の公転が持続される。したがって、レイヤーワイヤー８はコア７の外周に連続的に螺旋巻きされるのである。一方、チャックアーム５Ｂは逆回転して最高点に戻る。したがって、スプール４との干渉が回避されるとともに、次のレイヤーワイヤー８の仮止めに備えられるようになっている。
【００３４】
このようにして、図２に示すように、１層目のレイヤーワイヤー８をコア７に螺旋状に巻き付けた後、スプール４の公転方向を逆向きにすること以外は同様の手順を繰り返すことで、Ｓ巻きとＺ巻きとが交互に積層された多層巻きが実現されるのである。
【００３５】
また、ボビン３はボビン駆動モーター３Ａによって回転する。ここで、ボビン駆動モーター３Ａの回転数は一定であるが、ボビン駆動モーター３Ａはクランク９Ａおよび揺り籠９Ｂからなる揺り籠機構９に載置されている。そして、スプール４が１回公転する間に揺り籠機構９が１回揺れ動くようになっている。
【００３６】
この揺り籠機構について、図３に示す本発明のケーブルビード製造機の上面図で詳述する。スプール旋回モーター４Ａには、クランク９Ａが回動可能に取り付けられた円板４Ｂが連結されており、円板４Ｂの回転によってクランク９Ａが伸縮する。一方、ボビン駆動モーター３Ａは揺り籠９Ｂに載置されており、揺り籠９Ｂはボビン駆動モーター３Ａと回転中心を同軸としつつ回転する。
【００３７】
そして、クランク９Ａと揺り籠９Ｂとが接続されていることから、円板４Ｂの回転によってボビン駆動モーター３Ａの外枠が揺れ動く。そのため、ボビン駆動モーター３Ａの外枠に対するモーター軸の回転数が一定であるとしても、外枠が揺動する分、あたかも回転数が変化しているように作用するのである。
【００３８】
すなわち、コア７へのレイヤーワイヤーの巻き付け点までの距離が短くなっていく、０°〜１８０°までスプール４が旋回する間は、ボビン駆動モーター３Ａの回転方向と逆方向に揺動して、相対的にボビン駆動モーター３Ａの回転数が下がり、逆に、距離が長くなっていく、１８０°〜３６０°までスプール４が旋回する間は、ボビン駆動モーター３Ａの回転方向と同方向に揺動して、相対的にボビン駆動モーター３Ａの回転数が上がるようになっている。
【００３９】
したがって、本発明のケーブルビード製造機は、図１に示すように、レイヤーワイヤー８の巻き付け時に、コア７へのレイヤーワイヤー８の巻き付け点と、ボビン３からのレイヤーワイヤー８の巻き出し点との間で、レイヤーワイヤー８がボビン３から巻き出されたり巻き戻されたりするので、手巻きのように自然にレイヤーワイヤーを巻き付けることができる。
【００４０】
さらに、ボビン３には、その周囲に押し付けローラー１０が４個配置されている。したがって、レイヤーワイヤー８は常にボビン３側に押し付けられることになり、レイヤーワイヤー８の巻き膨れが防止されるようになっている。
【００４１】
また、図４は、レイヤーワイヤーの巻き膨れを防止する他の例を示す正面図である。図４に示す例では、ボビン３からのレイヤーワイヤー８の巻き出し点の先に、常に引張力が作用するようにレイヤーワイヤー８を挟み込んで駆動する挟み込みローラー１１が設けられている。
【００４２】
すなわち、上記の通り、コアへのレイヤーワイヤー８の巻き付け点とボビン３からのレイヤーワイヤー８の巻き出し点との間で、レイヤーワイヤー８を巻き出したり巻き戻したりするが、巻き出し時は、ローラー駆動ギア１１Ａによってボビン３の回転を増速して挟み込みローラー１１に伝達する。したがって、レイヤーワイヤー８はボビン３の回転よりも速く巻き出される方向の力を受け、この適度な引張力の作用によって巻き膨れが防止されるのである。なお、挟み込みローラー１１は、スプリング１１Ｂの引張力によって、常に一対のローラー間が接触しようとする方向に力を受けるようになっている。
【００４３】
一方、巻き戻し時は、図５に上面図で示すように、ワンウェイクラッチ１１Ｃによって、レイヤーワイヤー８の巻き戻しにブレーキがかかる。したがって、巻き出し時と同様に適度な引張力が作用し、巻き膨れが防止されるのである。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明は、チャック機構によってレイヤーワイヤーの先端をコアに仮止めし、コアを周方向に回転させつつ、コアの内外にボビンを公転させることによってレイヤーワイヤーをコアの外周に螺旋状に巻き付け、コアに仮止めされたレイヤーワイヤーの先端がボビンの公転位置と重なる前にチャック機構をコアから開放し、チャック機構とボビンとの干渉を回避してボビンの公転の継続を可能としたものであるので、きわめて簡単にＳ巻きとＺ巻きとを交互に多層巻きすることができ、レイヤーワイヤーの絡まり、ねじれ等の不具合が防止され、ケーブルビードの生産性および品質を大幅に向上させることが可能となった。
【００４５】
特に、コアを垂直方向に立てることにより、複数のリム径に対応できる柔軟なものとなり、ボビンを水平面上で公転させることにより、レイヤーワイヤー巻き付け時の安定化を図ることが可能となった。
【００４６】
また、ボビンの公転に伴って、コアへのレイヤーワイヤーの巻き付け点とボビンからのレイヤーワイヤーの巻き出し点との直線距離が短くなった場合に、レイヤーワイヤーを巻き戻すようにボビンを回転させ、コアへのレイヤーワイヤーの巻き付け点とボビンからのレイヤーワイヤーの巻き出し点との直線距離が長くなった場合に、レイヤーワイヤーを巻き出すようにボビンを回転させるようにしたので、手巻きのように自然に巻くことが可能となった。
【００４７】
しかも、ボビンの周囲に押し付けローラーを配置し、レイヤーワイヤーを常にボビン側に押し付けておくか、または、ボビンからのレイヤーワイヤーの巻き出し点の先に、レイヤーワイヤーを挟み込むローラーを設け、当該挟み込みローラーとボビンとの間で常にレイヤーワイヤーに引張力が作用するように挟み込みローラーを回転させることにより、レイヤーワイヤーがボビンから巻き膨れることを効果的に防止することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のケーブルビード製造機を示す正面図である。
【図２】図２は、コアにレイヤーワイヤーを螺旋状に巻き付けている状態を示す図である。
【図３】図３は、本発明のケーブルビード製造機を示す上面図である。
【図４】図４は、レイヤーワイヤーの巻き膨れ防止の一例を示す正面図である。
【図５】図５は、レイヤーワイヤーの巻き膨れ防止の一例を示す上面図である。
【符号の説明】
１‥コア回転機構
１Ａ‥コア駆動ローラー
１Ｂ‥コア駆動モーター
２‥コアガイド
３‥ボビン
３Ａ‥ボビン駆動モーター
４‥スプール
４Ａ‥スプール旋回モーター
４Ｂ‥円板
５‥チャック機構
５Ａ‥レイヤー先端チャック
５Ｂ‥チャックアーム
５Ｃ‥チャックアーム回転モーター
７‥コア
８‥レイヤーワイヤー
９‥揺り籠機構
９Ａ‥クランク
９Ｂ‥揺り籠
１０‥押し付けローラー
１１‥挟み込みローラー
１１Ａ‥ローラー駆動ギア
１１Ｂ‥スプリング
１１Ｃ‥ワンウェイクラッチ
【図１】
0004549459.tif 000002
【図２】
0004549459.tif 000003
【図３】
0004549459.tif 000004
【図４】
0004549459.tif 000005
【図５】
0004549459.tif 000006