(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材の巻取りドラムと、該巻取りドラムを回転駆動するドラム回転装置と、前記巻取りドラムを回転軸方向に往復動させるドラムトラバース装置と、前記巻取りドラムに巻取った線材の巻き段毎に現在の巻き数と該巻取りドラムの回転角度を検出する巻取り状態検出装置と、前記巻取りドラムに巻回される前記線材が下段側から上段側に段替わりする所定の位置に来たことを該巻取り状態検出装置が検出したときに、該線材の下段側巻取り方向と逆方向に向けて該線材をキックすべく該巻取りドラムに対向して配設した線材キッカーとから構成してなる線材整列巻取り装置。
【請求項２】
線材の巻取りドラムと、該巻取りドラムを回転させるドラム回転装置と、前記巻取りドラムに対向して配置され、前記線材を該巻取りドラムの回転軸方向に往復動させる線材トラバース装置と、前記巻取りドラムに巻取った線材の巻き段毎に現在の巻き数と該巻取りドラムの回転角度を検出する巻取り状態検出装置と、前記巻取りドラムに巻回される前記線材が下段側から上段側に段替わりする所定の位置に来たことを該巻取り状態検出装置が検出したときに、該線材の下段側巻取り方向と逆方向に向けて該線材をキックすべく該巻取りドラムと線材トラバース装置との間に配置した線材キッカーとから構成してなる線材整列巻取り装置。
【請求項３】
前記線材キッカーと前記線材トラバース装置は一体化した線材整列装置に構成したことを特徴とする請求項２記載の線材整列巻取り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、断面円形状又は異形円形状の鋼材やケーブル等の線材を巻取りドラムに整列状態に巻き取ることができ、また円滑に巻き戻しができるようにした線材整列巻取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
巻取りドラムに線材を複数段巻き取る場合、ドラムに巻回されてドラム端部に達した線材は下段側から上段側に段替わりするが、この際その方向と切り替えのタイミングを正確に行なわないと、ドラムの鍔と線材との間や線材間の空隙に落ち込んだ状態になることが起きる。この場合、空隙に落ち込んだ線材をドラムの回転力のみで引上げて整列した状態に段替わりさせようとすると、返って線材が空隙に食い込んだ状態になってしまい、線材に無理な力が加わって損傷を受けたり断線する事態も起きる。そこで、従来は作業員がドラムの横に待機し、線材の巻取りが乱れそうな場合に手作業で線材を整列させる方法が行なわれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなドラムと線材の段替わりの関係を図９ないし図１２を参照しつつ詳述する。図９は線材ＡをドラムＤに巻取った状態の展開図で、線材Ａはａの位置を始点として図中矢示方向に巻取られており、▲１▼から▲６▼は線材Ａの巻き順番を表している。Ｌは下側巻回段から上側巻回段（以下、下段および上段と略称する。）に段替えするために線材Ａを斜めの状態にする部分を示し、切断位置イ−イ、ロ−ロ、ハ−ハ、ニ−ニにおける線材Ａの各断面状態を図１０−イないし図１０−ニにそれぞれ示す。
【０００４】
線材Ａが下段から上段に段替わりする場合、図１０−イの位置では線材Ａ−▲６▼は線材Ａ−▲５▼とドラムＤの左側鍔Ｄ1 の空隙Ｂに落ち込んでおり、線材Ａ−▲６▼が線材Ａ−▲５▼を乗り越えるための角度α1 は大きいために線材ＡにドラムＤの回転軸方向他側、即ち軸方向中央側への外力を加えない限り、ドラムＤの回転力のみでは線材Ａはその後も図１０−ロ中破線で示すようにドラムＤの左側鍔Ｄ1 に沿って巻取られてしまうことになる。そこで、線材Ａを下段に対して斜め方向にずらしながら上段側に切替えるための最適位置は、図９に示すように斜めの状態にする線材Ａの長さＬの約４分の１早めた位置で確実に方向切り換えし、図１０−ロから図１０−ニ中実線で示すようにしなければならない。
【０００５】
また、ドラムＤに線材Ａを巻取る従来技術において、線材Ａの巻取り時にドラムＤが回転軸線ＯーＯに沿って左方向（右方向の場合も同じ）に移動すると、線材ＡにはドラムＤとガイドプーリＧとの間で切り換え方向に傾き角θが発生する（図１１参照）。そして、図１２に示すように線材Ａがイの位置を過ぎて傾き角θが一定値に達すると、左側鍔Ｄ1 に沿った線材Ａ−▲６▼（図１０−ロ中破線で示す。）が線材Ａ−▲５▼を乗り越えることにより方向切り換えが行われる。即ち、線材Ａがロの位置を過ぎると傾き角θの増加と同時に線材Ａ−▲６▼が線材Ａ−▲５▼を乗り越えるための角度α2 が小さくなるので乗り越えやすい状態になる。
【０００６】
以上要すれば、段替わり時に線材ＡをドラムＤの回転力のみで方向切り換えを行なおうとしても、図１０ーイの位置で線材Ａは空隙Ｂに落ち込むために方向が切り換わらずに整列巻取りは実現しない。同図の位置で確実に方向切り換えを行うには、この位置で瞬時に十分な傾き角θ発生させることが必要である。
【０００７】
本発明は上述した従来技術の未解決の問題点に鑑みなされたもので、正確なタイミングで外力を付与することによって段替わり時の方向切り換えを行ない、線材をドラムに整列した状態に巻回することにより、巻戻し時における線材同士の引っ掛かりの発生を防止し、作業能率の向上と断線等のトラブルの発生を防止できるようにした線材整列巻取り装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために構成された請求項１に係る発明の手段は、線材の巻取りドラムと、該巻取りドラムを回転させるドラム回転装置と、前記巻取りドラムを回転軸方向に往復動させるドラムトラバース装置と、前記巻取りドラムに巻取った線材の巻き段毎に現在の巻き数と該巻取りドラムの回転角度を検出する巻取り状態検出装置と、前記巻取りドラムに巻回される前記線材が下段側から上段側に段替わりする所定の位置に来たことを該巻取り状態検出装置が検出したときに、該線材の下段側巻取り方向と逆方向に向けて該線材をキックすべく該巻取りドラムと線材トラバース装置との間に配置した線材キッカーとからなる。
【０００９】
また、請求項２に係る発明の構成は、線材の巻取りドラムと、該巻取りドラムを回転させるドラム回転装置と、前記巻取りドラムに対向して配置され、前記線材を該巻取りドラムの回転軸方向に往復動させる線材トラバース装置と、前記巻取りドラムに巻取った線材の巻き段毎に現在の巻き数と該巻取りドラムの回転角度を検出する巻取り状態検出装置と、前記巻取りドラムに巻回される前記線材が下段側から上段側に段替わりする所定の位置に来たことを該巻取り状態検出装置が検出したときに、該線材の下段側巻取り方向と逆方向に向けて該線材をキックすべく該巻取りドラムと線材トラバース装置との間に配置した線材キッカーとからなる。
【００１０】
そして、前記線材キッカーと前記線材トラバース装置は一体化した線材整列装置に構成することにより、装置全体を小型化してもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。図１ないし図３は第１の実施の形態を示し、図１は整列巻取り装置の正面図、図２は部分拡大側面図、図３はキッカーの正面図である。図において、１は線材Ａを巻取り、巻戻しするための巻取りドラムで、該巻取りドラム１には回転軸１Ａが突設してある。２は前記巻取りドラム１を回転駆動するためのドラム回転装置を示し、該ドラム回転装置２は工場の床部Ｆに設置され、後述する可動基台４を矢示イ、ロ方向に移動可能に支持する複数の支持ローラ３、３、・・と、該支持ローラ３、３、・・上に搭載された可動基台４と、該可動基台４に立設した載置台５と、該載置台５に設けられ、巻取りドラム１の回転軸１Ａを軸支する軸受け６、６と、可動基台４上に搭載された駆動モータ７と、該駆動モータ７の出力軸に連結された減速機８と、該減速機８の出力軸に設けられた駆動プーリー９と、巻取りドラム１の回転軸１Ａに設けられ、伝動ベルト１０を介して駆動プーリ９と連結された従動プーリ１１とから構成してある。そして、巻取りドラム１は駆動モータ７によって、矢示ハ方向に回転駆動されるようになっている。
【００１２】
１２は可動基台４と共に巻取りドラム１を矢示イ、ロ方向の回転軸方向に往復動させるためのドラムトラバース装置を示し、該ドラムトラバース装置１２は床部Ｆに設置された可逆モーター１３と、該可逆モータ１３により回転駆動される駆動プーリー１４と、床部Ｆに設けた軸受け１５、１５に軸架されたスクリュー軸１６と、該スクリュー軸１６の軸端に設けられ、前記駆動プーリー１４との間に駆動ベルト１７が巻装された従動プーリー１８と、可動基台４に固着された状態で前記スクリュー軸１６が回動可能に挿通してある軸挿通ブロック１９とから構成してある。そして、該軸挿通ブロック１９はスクリュー軸１６の回転運動を直線運動に変換し、支持ローラー３、３上の可動基台４を往復動させることにより巻取りドラム１は回転軸方向に往復動するようにしてある。
【００１３】
２０は巻取りドラム１の回転軸１Ａに設けた巻取り状態検出装置で、該巻取り状態検出装置２０は巻取りドラム１に巻取られた線材Ａの巻き段毎に現在の巻き数と巻取りドラム１の回転角度を検出できる装置であれば、パルス検知型や近接スイッチ型のもの、ポテンショメータ型のもの等を用いることができる。
【００１４】
２１は巻取りドラム１に巻回する線材Ａの下段側巻取り方向と逆方向に向けて線材Ａをキックするための線材キッカーを示す。２２、２２は該線材キッカー２１を構成し、巻取りドラム１の前方に対向して床部Ｆに配設した一対の軸受けで、該軸受け２２、２２に摺動軸２３が軸方向に摺動可能に横架してある。２４は該摺動軸２３に嵌着したＶ溝型キックローラを示し、該キックローラ２４と各軸受け２２、２２との間には摺動軸２３に嵌挿した状態で一対の戻しばね２５、２５が張設してあり、該各戻しばね２５のばね力によってキックローラ２４は摺動軸２３と共に軸受け２２、２２の中間に復帰するようにしてある。２６、２７は摺動軸２３の軸端２３Ａ、２３Ｂに対向して床部Ｆに設置した左、右のエアシリンダで、該各エアシリンダ２６、２７のピストン２６Ａ、２７Ａは摺動軸２３と同一軸線に配置してある。
【００１５】
線材キッカー２１は上述の構成からなっており、右（左）エアシリンダ２６（２７）のピストン２６Ａ（２７Ａ）が伸長し、摺動軸２３の軸端２３Ａ（２３Ｂ）に当たって摺動軸２３を左（右）方向に押動することにより、戻しばね２５のばね力に抗してキックローラ２４は左（右）に変位し、線材Ａを巻取りドラム１の下段側巻取り方向と逆方向に向けてキックする。その後、必要回転角度経過した後、ピストン２６Ａ（２７Ａ）は当初の位置まで後退する。すると、戻しばね２５のばね力によりキックローラ２４は摺動軸２３と共に中間位置まで復帰する。なお、２８は線材キッカー２１側に線材Ａを案内するためのガイドブーリである。
【００１６】
このように、線材キッカー２１は巻取りドラム１が回転軸方向他側へ移動するのと同じタイミングで、線材Ａの下段側巻取り方向と逆方向に向けて線材Ａをキックし、線材Ａを方向切り換えした後は速やかに通常の巻回状態に戻す。上述した線材キッカー２１の動作により段替わり時の方向切り換えが正確に行なわれて整列巻取りが実現する。また線材キッカー２１は巻取り過程での線材Ａの落下を防止するためにも適用させるが、この時も回転検出装置２０の検出値に基づき制御を行う。
【００１７】
なお、キックローラ２４の移動量は線材Ａの寸法等により最適値があるが、必要以上に大きいと動作時に線材Ａが行き過ぎて溝ずれを発生する可能性があるので、線材キッカー２１にキックローラ２４の移動量を調整できる機能を設けることが望ましい。
【００１８】
そして、上述した本実施の形態においては、巻取り状態検出装置２０の検出信号、ドラム回転装置２の回転および停止動作、ドラムトラバース装置１２の方向切り替え動作および一時停止動作、線材キッカー２１のキック動作は信号線を介して接続された制御部により例えばシーケンシャル制御およびパターン制御することにより行なうようにしてある。また、一定速度で回転軸方向に移動している巻取りドラム１は、各段の最終巻きで１８０°分回転した後回転軸方向の移動を一時停止し、その後逆方向に移動する制御を行なう。その停止範囲はドラム１の回転角度で１８０°より前述の斜めの長さの４分の１分マイナスした値が最適値である。
【００１９】
次に、図４および図５は第２の実施の形態を示す。なお、本実施の形態および後述する第３の実施の形態において第１の実施の形態の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して援用し、その説明を省略する。図において、３１はドラム回転装置を示し、該ドラム回転装置３１は第１の実施の形態と同様に載置台５、軸受け６、駆動モータ７、減速機８、駆動プーリ９、伝動ベルト１０および従動プーリ１１から構成してあるが、可動基台４は用いずに載置台５、駆動モータ７および減速機８は床部Ｆに定置した構成にしてある。
【００２０】
３２は巻取りドラム１の前方に対向して床部Ｆに設置した線材トラバース装置を示し、該線材トラバース装置３２は床部Ｆに設置した小型の可逆モータ３３と、該可逆モータ３３により回転駆動される駆動プーリー１４と、床部Ｆに設けた一対の軸受け１５、１５に軸架されたスクリュー軸１６と、該スクリュー軸１６の軸端に設けられ、前記駆動プーリー１４との間に駆動ベルト１７が巻装された従動プーリー１８と、スクリュー軸１６に噛合した雌ねじを有し、軸方向に往復動する可動キャリア３４と、該可動キャリア３４に回転自在に軸支されたガイドプーリ３５とから構成してある。
【００２１】
３６は前記線材トラバース装置３２と巻取りドラム１との間に配設した線材キッカーを示す。該線材キッカー３６は第１の実施の形態における線材キッカー２１と基本的構成は同じであるが、線材トラバース装置３２の可動キャリア３４と連動して可動台３７が床部Ｆ上を軸方向に往復動するように構成してある。ガイドプーリ３５が巻取りドラム１の巻取り幅の間を往復動することによって、線材Ａは回転軸方向左右に案内される。そして、巻取りドラム１の端部側に案内された線材Ａは、線材キッカー３６によって下段側巻取り方向と逆方向に向けてキックされる。このように、本実施の形態は巻取りドラム１は定置し、線材トラバース装置３２により線材Ａを往復動させる構成にしたので、巻取りドラム１をドラム回転装置２と共に往復動させる第１の実施の形態と異なって、小型の可逆モータ３３を使用できるし、ドラムトラバース装置２と比較して線材トラバース装置３２は大幅に小型化することができる。
【００２２】
更に、図６ないし図８は第３の実施の形態を示し、図６は線材整列巻取り装置の正面図、図７はその側面図である。本実施の形態の特徴は、線材トラバース装置と線材キッカーを一体化した線材整列装置４１を用いたことにある。なお、巻取りドラム１およびドラム回転装置３１は第２の実施の形態と同じ構成からなるので、符号を引用してその詳細な説明は省略する。図において、４１は巻取りドラム１の前方に対向して床部Ｆに設置した線材整列装置を示す。４２は該線材整列装置４１を構成し、床部Ｆに設置した小型の可逆モータで、該可逆モータ４２の出力軸には駆動プーリー４３が軸支してある。４４、４４は床部Ｆに設けた一対の軸受け、４５は該一対の軸受け４４、４４に軸架されたスクリュー軸で、該スクリュー軸４５の軸端には前記駆動プーリー４３との間に駆動ベルト４６が巻装された従動プーリー４７が軸着してある。
【００２３】
更に、４８は前記スクリュー軸４５に噛合した雌ねじを有し、軸方向に往復動する可動キャリア４８で、該可動キャリア４８には一対の軸受け４９、４９が立設してある。５０は前記軸受け４９、４９間に左右方向に摺動自在に挿通された摺動軸で、該摺動軸５０にはＶ溝型のキックローラ５１が挿嵌してある。該キックローラ５１の両側に位置して軸受け４９との間には一対の戻しばね５２、５２が張設してあり、該各戻しばね５２のばね力によってキックローラ５１は摺動軸５０と共に軸受け４９、４９の中間に復帰するようにしてある。５３、５４は摺動軸５０の軸端５０Ａ、５０Ｂに対向して床部Ｆに設置した右エアシリンダと左エアシリンダで、該各エアシリンダ５３、５４のピストン５３Ａ、５４Ａは摺動軸５０と同一軸線に位置して設置してある。
【００２４】
本実施の形態は上述の構成からなっており、可動キャリア４８を軸方向に往復動させることによりキックローラ５１に案内された線材Ａは巻取りドラム１に巻取られる。そして、キックローラ５１が巻取りドラム１の左（右）端にまで移動すると左エアシリンダ５４（右エアシリンダ５３）のピストン５４Ａ（５３Ａ）が伸長して摺動軸５０を右（左）方向に押動することにより、キックローラ５１が線材Ａを右（左）方向にキックするので線材Ａの確実な段変わりが行なわれる。この線材トラバースおよび線材キックの各動作は上述した他の実施の形態と基本的に同じである。
【００２５】
本実施の形態によれば、前述した第２の実施の形態と異なって線材トラバース装置と線材キッカーを一体化した線材整列装置４１に構成したから、装置全体をコンパクに構成できるし、線材整列装置４１の設置スペースも少なくできる利点がある。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は以上詳述した如く構成したから、下記の諸効果を奏する。
（１）巻取りドラムに対向して線材キッカーを配置し、段替わり時には線材の方向切り換えを線材キッカーにより行なうようにしたから、自動的に巻取りドラムに線材を整列した状態に巻き取ることが可能であるし、作業員が巻取りドラムの近傍に待機して線材の乱れを修正するという従来の手作業を不要にできる。これにより省力化を図ることができるばかりでなく、作業の安全性を高めることができる。
（２）巻取りドラムに線材を整列した状態に巻回することができるから、巻き戻し時に線材同士や線材と巻取りドラムとの引っ掛かりが発生するのを防止することができ、作業能率の向上を図ることができるし、線材の断線等の事故を防止することができる。
（３）巻取りドラムに対向して線材トラバース装置を配置することにより、巻取りドラムを往復動させる構成よりも装置全体を小型化することができる。
（４）線材トラバース装置と線材キッカーを一体化した線材整列装置に構成することにより、装置全体を小型化できるし、工場内の設置スペースも少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１ないし図３は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は線材整列巻取り装置の正面図である。
【図２】線材整列巻取り装置の部分拡大側面図である。
【図３】線材整列巻取り装置を構成する線材キッカーの正面構成図である。
【図４】図４および図５は第２の実施の形態に係り、図４は線材整列巻取り装置の正面図である。
【図５】線材整列巻取り装置の部分拡大側面図である。
【図６】図６ないし図８は第３の実施の形態に係り、図６は線材整列巻取り装置の正面図である。
【図７】線材整列巻取り装置の部分拡大側面図である。
【図８】線材整列巻取り装置を構成する線材整列装置の拡大正面図である。
【図９】巻取りドラムに巻回する線材の段替わり時の課題を説明する展開図である。
【図１０ーイ】図９中のイーイ線拡大断面図である。
【図１０ーロ】図９中のローロ線拡大断面図である。
【図１０ーハ】図９中のハーハ線拡大断面図である。
【図１０ーニ】図９中のニーニ線拡大断面図である。
【図１１】巻取りドラムを横移動する場合の線材の傾斜を説明する平面図である。
【図１２】巻取りドラムの移動量と線材の傾斜角の変化を示す図である。
【符号の説明】
１          巻取りドラム
２、３１    ドラム回転装置
１２        ドラムトラバース装置
２０        巻取り状態検出装置
２１        線材キッカー
３２        線材トラバース装置
４１        線材整列装置
Ａ          線材
【図１】
0004058549.tif 000002
【図２】
0004058549.tif 000003
【図３】
0004058549.tif 000004
【図４】
0004058549.tif 000005
【図５】
0004058549.tif 000006
【図６】
0004058549.tif 000007
【図７】
0004058549.tif 000008
【図８】
0004058549.tif 000009
【図９】
0004058549.tif 000010
【図１０】
0004058549.tif 000011
0004058549.tif 000012
0004058549.tif 000013
0004058549.tif 000014
【図１１】
0004058549.tif 000015
【図１２】
0004058549.tif 000016