(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属線条体を巻き付けたリールから金属線条体を巻き出すに当たり、リールが１回転する間に、金属線条体の直径以下の精度となるような回数のパルス信号を発信し、金属線条体の、リール巻き胴の幅であるフランジ側両端部間を経由する長さ以下の巻き出し長さとこの巻き出しの間に発信されたリールの累積パルス信号数とを計測し、これらの計測値に基づいてリールに残る金属線条体の巻き径を算出し、次いで巻き径とリール巻き胴の直径との差から金属線条体の残量を推定することを特徴とする金属線条体のリール巻き出し処理におけるリール側金属線条体残量の検出方法。
【請求項２】
リールのフランジ外側にリール軸と直結した円盤を取り付け、この円盤の周縁に等間隔に配置した複数の突起を設けるとともに、円盤の近傍に各突起の通過を感知する検出器を配置し、各突起の通過をパルス信号に変換する請求項１に記載の検出方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の検出方法を用いて金属線条体の残量を推定し、この推定された残量が所定の値になったときにリールの巻き出し速度を低減させ、巻き出しを終了するまで所定の低速とすることを特徴とする金属線条体のリール巻き出し処理におけるリールの巻き出し速度の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、リールに巻き付けられた金属線条体を巻き出した際に、リール側に残る金属線条体の量を検出する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤーロープやスチールコード等に代表される金属線条体は、製造後にリールに巻き取り、さらに別の製品リールに巻き直してから、この製品リールを出荷または次工程に供している。以下、金属線条体として、スチールコードを例に述べる。
例えば、タイヤの補強材として用いるスチールコードは、複数の金属素線を撚り合わせて直ちにリールに巻き取るまでを一連の工程で行って製造されるが、その後、リールに巻き取られたスチールコードをそのままタイヤの製造工程に供するのではなく、リールから巻き出して別の製品リールに巻き直してから、タイヤの製造工程に供するのが一般的である。また、スチールコードでは、撚り合わされたコードの周りに金属素線をラッピングしながら製品リールに巻き取る場合もある。
【０００３】
ここで、リールに巻き取られたコードは、このリールから巻き出して複数の製品リールに巻き直して各製品リール毎に使用されるから、巻き出し側のリールには、製品リールでの巻き付け量の数倍程度のコードが巻き付けられている。しかし、その巻き付け量は対象となる製品リールでの巻き付け量の総和と必ずしも合致しないため、巻き出し側のリールにおけるコードの残量が少なくなった際には、次の操作を行う必要がある。
【０００４】
すなわち、一定の速度で巻き出しているコードのリール側の残量が少なくなったならば、まず、巻き出し速度および製品リールでの巻き取り速度を低減し、その後巻き出し側リールのコードが無くなる直前で巻き直し処理を停止し、ほぼ空になったリールを、コードが巻き取られた新たなリールに交換し、先のリールから巻き出したコードの末端に、新たに配置したリールから巻き出すコードの先端を接合し、次いで巻き直しを再開する、操作が必要になる。そして、従来は、上記巻き取り速度の低減や巻き取りの停止時期は、リールにおけるコードの残量を人が監視することによって、判断していた。
【０００５】
ここで、定常状態にあるリールの巻き出し速度の低下は、リールに残ったコードが所定量になった時点で行うことが肝要である。すなわち、コード残量が多すぎると、当然低速度で巻き出すコードの量も多くなって生産性が阻害され、一方残量が少なすぎると、巻き直しのラインからコードが外れる危険性がある。従って、巻き出し側のリールにおけるコード残量が所定値になったところで、巻き出し速度を低下することが有利であり、そのためには、リールのコード残量を正確に把握することが必要になる。
【０００６】
ところが、リールのコード残量を人が管理する方法では、観察自体が苛酷な労働になるため、改善が望まれていた。
【０００７】
なお、リールに巻き付けたスチールコードの長さを知ることは容易であるが、所定の長さに分割して製品リールに巻き直す場合、撚り合わせ構造のスチールコードは引張りに対して伸びる特性を有するため、製品リールに巻き取るときに付加する張力によって長さが変化し、撚り合わせ後にリールに巻き付けた際のコード長さと巻き直し時のコード長さが対応しないため、巻き出し側リールでの残量を把握することは難しい。
【０００８】
さらに、巻き出したコードを製品リールに仕掛けるのに用いるコード部分は製品リールでの巻き取り長さから除外され、同様に、ラッピング処理を行う場合は、真直性などのコード特性を制御するのに必要な処理条件を設定するのに、初めにスチールコードの一部を巻き出して試験的に処理を行うため、この試験に供されたコード部分は製品リールに巻き取られることがなく、しかも調整等に要する長さは一定でないことから、製品リールに巻き取ったコード長さから、巻き出し側のリールに残るコード量を管理することは困難である。
【０００９】
同様に、巻き出しリールの回転速度からリールの巻き径を計測することもできるが、１つの製品リールにおける巻き取り速度は変化するのが通例であるから、常にリールからの巻き出し速度を計測する装置を必要とする。
【００１０】
また、リールのコード残量を検出する方法として、リール巻き胴表面の色調を測定して、コードとリール巻き胴との色調の違いでコードの残量を測定する方法が知られている。すなわち、リールからコードが巻き出されてリール巻き胴表面が露出してきたときのリール巻き胴表面の色調の変化を検出するのである。
【００１１】
しかし、生産性を向上するために巻き出し速度を高めると、減速を開始してから一定の低速度で巻き出すまでに要するコード長が長くなる。すると、減速を開始する時点でのリール巻き胴には比較的多量のコードが巻き付いているから、リール巻き胴表面が露出していないため、色調の変化がなく残量を検出することができない。また、コード若しくはリール巻き胴表面の色調は必ずしも一定でなく環境や巻き出すコードにより変化するため、検出感度が一定しないところも問題である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明は、リールからコードを巻き出した際に、リール側に残るコードの量を、巻き出し工程の任意の段階で正確に検出する方法について、提案することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、金属線条体を巻き付けたリールから金属線条体を巻き出すに当たり、リールが１回転する間に、金属線条体の直径以下の精度となるような回数のパルス信号を発信し、金属線条体の、リール巻き胴の幅であるフランジ側両端部間を経由する長さ以下の巻き出し長さとこの巻き出しの間に発信されたリールの累積パルス信号数とを計測し、これらの計測値に基づいてリールに残る金属線条体の巻き径を算出し、次いで巻き径とリール巻き胴の直径との差から金属線条体の残量を推定することを特徴とする金属線条体のリール巻き出し処理におけるリール側金属線条体残量の検出方法である。特に、リールのフランジ外側にリール軸と直結した円盤を取り付け、この円盤の周縁に等間隔に配置した複数の突起を設けるとともに、円盤の近傍に各突起の通過を感知する検出器を配置し、各突起の通過をパルス信号に変換することが有利である。
【００１４】
また、この発明は、上記の検出方法を用いて金属線条体の残量を推定し、この推定された残量が所定の値になったときにリールの巻き出し速度を低減させ、巻き出しを終了するまで所定の低速とすることを特徴とする金属線条体のリール巻き出し処理におけるリールの巻き出し速度の制御方法である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
この発明は、巻き出し長さとそれに要したリールの回転数からリール巻き径を算出してコード残量を推定するため、巻き出し工程の任意の段階における残量を検出することができる。なぜなら、巻き出し長さとそれに要したリールの回転数の計測は、巻き出しリールに巻かれたコードの残量によらずに、従って常時計測を行うことができるからである。ちなみに、巻き出しリールの巻き表面の残コードの色調を測定する方法では、リール巻き胴表面が露出した時点にしか残量を検出することができない。
【００１６】
特に、この発明の方法では、巻き出しに要したリールの回転数を計測するから、巻き出し速度によらず計測することが可能である。従って、巻き残量を直接観察するための装置は不要であり、より簡便に巻き残量を計測することができる。ここで、リール軸と直結した円盤に複数の突起を利用してリールの回転数を検出することによって、リール回転数の計測精度を高めることができる。
【００１７】
以下、図１を参照して、この発明を詳しく説明する。
まず、リール１に巻き付けたコード２を、リール１から巻き出して、複数のプーリー3a〜3dを介して製品リール４に導き、製品リール４に巻き取る。
ここで、リール１のフランジ1aの外側に、リール軸と直結した円盤５を取り付け、この円盤５の周縁に等間隔に配置した複数の突起６を設けるとともに、円盤５の近傍に、各突起６の通過を感知する検出器７を配置し、リール１とともに回転する円盤５の回転数を測定することによって、リール１の回転数を計測する。この計測には、例えば、円盤５に40個程度の突起６を設けて、各突起の通過を磁界を利用した近接スイッチで感知してパルス信号に変換する手段などが有利に適合する。
【００１８】
また、リール１と製品リール４との間に設けたプーリー3a〜3dのうちプーリー3bを利用して、リール１から巻き出したコードの長さを計測する。すなわち、プーリー3bと連れ回転するスリット回転板の回転数を光電式検出器で検出するロータリーエンコーダ８を用いて、プーリー3bを通過するコードの長さをプーリーの回転数として検出する。例えば、通過するコードの長さ１ｍに対して10パルスを発信する設定とする。
【００１９】
そして、リール１から巻き出したコードの長さを表すプーリーの回転数と、この巻き出しに要したリールの回転数とを、パルス信号として発信し、このパルス信号を演算器９に受信する。この演算器９では、入力情報を比較演算してリールに残ったコード量を推定する。そして、求めたコード残量が所定の値になったならば、リール１での巻き出し速度および製品リール４での巻き取り速度を低下する制御信号を発信し、コードの巻き出しを制御するのである。
【００２０】
ここに、リール１の巻き胴の直径が150 mmおよびコード２の直径が１mmの場合に、リールの１回転で40回のパルス信号を発生させて計測すると、巻き径の計測精度は約0.1 mmとなる。
【００２１】
【実施例】
次に、この発明に従う巻き残量の推定方法を利用した、リールからの巻き出し速度の制御について具体的に説明する。コードの巻き出し長さの計測は、図２に示すように、巻き出し始点でロータリーエンコーダ８からのパルス信号を０に設定し、コードの通過に伴ってパルス信号数を累積してカウントし、通過長さが、リール巻き胴の幅を経由する長さに相当する２０ｍになったときに計測数を０にリセットする設定とした。
【００２２】
一方、リールの回転数は、図３に示すように、検出器７からのパルス信号の累積数を、ロータリーエンコーダ８からのパルス信号数を累積数が０にリセットされるのに同期して０にリセットされる。すなわち、巻き出されるコードが20ｍになる毎に、その間のリールの回転数を計測する。ここで、巻き出し長さ20ｍ毎のリール回転数を計測するのは、リール巻き胴の幅方向でフランジ側両端部と中央部で適時計測することができるためである。
【００２３】
さて、20ｍの巻き出し長さ毎に対応するリールの回転数は、巻き出し時のリール巻き出しの巻き径により変化する。例えば、巻き径が大きいときには、図３に領域Ｉで示したように、リールの累積回転数は小さくなり、巻き径が小さくなるに従って、図３に領域IIそして領域III で示したように、累積回転数は大きくなる。すなわち、リールの累積回転数と巻き径は反比例の関係にあるため、累積回転数が所定の値になったときに巻き取り速度を低減させる信号を発信して巻き取り速度を低減するのが実際的である。
【００２４】
なお、リール１に巻き取ったコード２は、図４に示すような稠密には巻き付けられずに、図５に示すように、リール１軸方向に間隔を置いて巻き付くのが一般的であるために、リール１からコード２を巻き出す際に、リールの巻き径はコード径を単位として減少するわけではなくコード径未満の単位で減少するため、コード径以下の精度で計測する必要がある。なお、この巻き径の計測精度を上げる方法として、リール回転数を検知するための突起を多くすることが有効であるが、突起数が40をこえると、対応する検出器４の精度を高くしなければならず、しかも、突起数を40にしたときの精度が、上記したように、コード径が１mmの場合で約0.1 mmになるため、40をこえて増加する必要もない。その他に巻き径の計測精度を上げる方法として、巻き出しコード長さの計測単位を長くすることが考えられるが、情報をたくさん得ることができず、また実際の残量をこえる長さに設定すると、コードを全部巻き出しても信号を発しないことになるため、計測のための巻き出し長さ単位がリール巻き胴の幅を経由する長さをこえることは好ましくない。
【００２５】
次に、この発明の方法により、巻き残量を計測した結果について、巻き出しを開始してからコード残量を検出し、巻き出し速度を低減させ所定の低速で巻き出しを終了するまでの過程を、図６に具体的に示す。図中ａは立ち上げ期間、ｂは定常巻き出し期間、ｃは減速開始残量検出点、ｄは減速期間、ｅは低速巻き出し期間である。この巻き出し工程において、ｅの低速巻き出し期間に要するコード長さを０以下でなくかつ少なくすることによって、コード抜けを防止し、しかも低速巻き出しに要する作業時間を低減して生産性を向上することができる。ここで、減速開始を判断するためのコード残量は、リールの回転数を表示する累積パルス数として把握することが実際的である。
【００２６】
ここで、この減速開始累積パルス数は、次式(1) に従って算出した。
【数１】
減速開始累積パルス数＝（巻き出し長さ）÷（残量検出巻き胴円周長さ）
×（リール１回転当たりのパルス数）----(1)
すなわち、上記した実施例では、巻き出し長さが20ｍ（＝ 20000mm）、残量検出巻き径が154.5 mmおよびリール１回転当たりのパルス数が40回であるから、上記(1) 式から、
20000÷（154.5 ×3.14）×40＝1648
が得られ、減速開始を累積パルス数が1648回で行った。
ここで、残量検出巻き径の値は、巻き出しリールの直径、減速を開始する時に必要な残コードの長さ、及びコード径により所定の値に設定することができる。この実施例においては減速に必要なコード長さを 190ｍとし減速を終了した時点での残コードの長さを 100ｍ以内にするために必要な巻き径を実測により求めた。
【００２７】
また、比較として、リール巻き胴の表面の色調を測定して、コードと巻き胴との色調の違いによってコード残量を測定し、減速を行う操業についても、同様に低速巻き出し期間のコード長さを測定した。なお、減速開始から完了までに要するコード長さは、比較例および発明例で一定とした。
【００２８】
測定結果を図７(a) および(b) に、それぞれ比較例および実施例について示すように、この発明法において低速巻き出し期間のコード長さは平均が80ｍでばらつきが100 ｍで有るのに対し、比較例では平均が290 ｍでばらつきが900 ｍになり、この発明の方法による巻き出し残量検出が平均で３倍及びばらつきで約９倍優れる結果となった。しかも、従来頻発していた、残量検出の時期が遅すぎてコード最終端末がリールを通過する、いわゆるコード抜けの現象は、この発明の方法において皆無であった。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の巻き出し残量検出方法においては、巻き出し残量の長さを巻き出し速度によらず検出することができ、巻き出し速度の減速を終了した後のコード残量を長さおよびばらつきとも軽減することができ、従来の人による観察作業を省略することができ、またコード抜けを起こすこともないから、仕掛け作業を再度行う必要が無くなり、さらに減速終了後のコードを残量が少ないため生産効率を高めることができ、工業上有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従うコードの巻き出し要領を示す説明図である。
【図２】コードの巻き出し長さの計測方法を示す説明図である。
【図３】リールの回転数の計測方法を示す説明図である。
【図４】コードのリールへの巻き付き状態を示す図である。
【図５】コードのリールへの巻き付き状態を示す図である。
【図６】リールの巻き出し過程における巻き出し量と巻き出し速度との関係を示す図である。
【図７】リールの巻きだし工程における低速巻き出し期間におけるコード長さを示す図である。
【符号の説明】
１  リール
２  コード
3a〜3d  プーリー
４  製品リール
５  円盤
６  突起
７  検出器
８  ロータリーエンコーダ
９  演算器
【図１】
0003847821.tif 000002
【図２】
0003847821.tif 000003
【図３】
0003847821.tif 000004
【図４】
0003847821.tif 000005
【図５】
0003847821.tif 000006
【図６】
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【図７】
0003847821.tif 000008