ケーブルビードの製造方法とその装置
【課題】巻き付け性の良好なケーブルビードを容易にかつ効率よく製造する方法とその装置とを提供する。
【解決手段】円環状のコア３をコア回転手段に搭載するとともに、リール旋回手段２０により、ワイヤーが巻き付けられたリール２をコア３における一方の側と他方の側において交互に把持しながらコア３の内外を一方向に旋回動作させ、コア３をリール２の旋回動作に連動して周方向に回転させることにより、ワイヤーをコア３の外周に螺旋状に巻き付けるようにした。
【解決手段】円環状のコア３をコア回転手段に搭載するとともに、リール旋回手段２０により、ワイヤーが巻き付けられたリール２をコア３における一方の側と他方の側において交互に把持しながらコア３の内外を一方向に旋回動作させ、コア３をリール２の旋回動作に連動して周方向に回転させることにより、ワイヤーをコア３の外周に螺旋状に巻き付けるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤのビード部に埋設される、円環状のコアにワイヤーを螺旋状に巻き付けて成るケーブルビードを製造する方法とその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ケーブルビードは、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、円環状のコア５１の外周に円環状のコア５１の径よりも小さな径のワイヤー５２を螺旋状に巻き付けたもので、ワイヤー５２を円環状のコア５１の外側から円環状のコア５１の穴にくぐらせた後、円環状のコア５１の外側に引き出す動作を繰り返すことで、ワイヤー５２を円環状のコア５１に巻き付ける（例えば、特許文献１参照）。
ワイヤーを円環状のコアに巻き付ける方法としては、例えば、円環状のコアを周方向に回転させながらリールを円環状のコアに平行な面内で振り子運動させるとともに、振り子の周期の一端でリールを円環状のコアの輪の中を横断させ、振り子の周期の他端でリールを円環状のコアの輪の外側を横断させることを繰り返す方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この方法によれば、巻き付け動作が速く、かつ、ワイヤーの巻き付け性が良好なケーブルビードを製造できるとされている。
【０００３】
また、ワイヤーの先端をチャック機構により円環状のコアに仮止めし、円環状のコアを周方向に回転させるとともにリールを円環状のコアの内外に公転させて、ワイヤーを円環状のコアに螺旋状に巻き付ける方法も提案されている（例えば、特許文献３参照）。なお、特許文献３においては、円環状のコアに仮止めされたワイヤーの先端がリール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て、チャック機構とリールとの干渉を回避してリールの公転を継続させる。この方法によれば、極めて簡単にＳ巻とＺ巻とを交互に多層巻できるだけでなく、ワイヤーの絡まりや捩れ等の不具合のない高品質なケーブルビードを製造できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−６８６６２号公報
【特許文献２】特開２００８−１６８６１２号公報
【特許文献３】特開２００１−４７１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記リールを振り子運動させる方法では、振り子の腕部を長くしないと引き出されたワイヤーとワイヤーの巻き付け点における円環状のコアの円の接線との成す角度が大きくなって巻き付け性が悪化するので、装置が大型化するといった問題点があった。また、コアに面に平行な面内での振り子運動をするため、巻き付け時のコアに対するワイヤーの位置を適正な位置に制御することが困難であった。
また、前記リールを公転させる方法でも、リールがコアに面に直交する面内で径の大きな円運動をするため、ワイヤーを円環状のコアに巻き付ける角度が大きくなり、その結果巻き付け性が必ずしも十分とはいえなかった。
【０００６】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、巻き付け性の良好なケーブルビードを容易にかつ効率よく製造する方法とその装置と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】
本願発明は、円環状のコアに対して、ワイヤーが巻き付けられたリールを前記コアにおける一方の側と他方の側において交互に把持しながら前記コアの内外を一方向に旋回動作させ、前記コアをリールの旋回動作に連動して周方向に回転させることにより、前記ワイヤーを前記コアの外周に螺旋状に巻き付けるようにしたものである。
このように、リールを円環状のコアの輪の中を横断させる動作をリールの持ち替えにより行うようにすれば、リールをコアの内外に容易に旋回動作させることができるとともに、旋回動作の自由度を大きくすることができるので、サイズの異なるケーブルビードについても、設備を変更することなく、容易に対応することができる。
【０００８】
また、本願発明は、前記リールを前記コアと反対側から把持しながら前記コアの他方の側に旋回動作させる工程と、前記旋回動作の後リールを把持する側を変更する工程と、前記把持する側を変更したリールを前記コアの一方の側に旋回動作させる工程と、前記旋回動作の後リールを把持する側を再び変更する工程とを繰り返すことを特徴とする。
このように、リールを円環状のコアの他方の側に旋回させた後に前記リールを持ち替えてコアの一方の側に旋回させるようにすれば、リールをコアの内外に確実に旋回動作させることができる。また、旋回動作の制御が容易なので、巻き付け時におけるワイヤーの位置を適正な位置に確実に制御することができ、コアに対して狙った位置にワイヤーを整列させることができる。したがって、製造されるケーブルビードの品質と信頼性を向上させることができる。
また、コアの旋回方向を変更するだけでＺ巻のケーブルビードとＳ巻のケーブルビードとを容易に製造することができる。
【０００９】
また、本願発明は、前記コアを周方向に回転させると同時に、前記リールが前記コアの内側から外側へ旋回するときには、前記コアを前記リールが前記コアの最外側に位置する点から最内側に位置する点に向かう方向にスライドさせ、前記リールが前記コアの外側から内側へ旋回するときには、前記コアを前記最内側に位置する点から最外側に位置する点に向かう方向にスライドさせることを特徴とする。
このようにコアとリールの両方を移動させるにより、巻線速度を速くすることができるので、ワイヤーを効率よく巻き回すことができる。
また、本願発明は、前記リールを前記コアの輪の作る面（コア面）に垂直な面内で旋回させることを特徴とする。
これにより、ワイヤーの巻き付け角度の変化を最小にできるとともに、旋回軌跡を短くできる。したがって、ワイヤーの巻き付け性が向上するとともに、効率よくワイヤーを巻き回すことができる。
【００１０】
また、本願発明は、リールに巻き付けられたワイヤーを円環状のコアの外周に螺旋状に巻き付けてケーブルビードを製造する装置であって、前記コアの一方の側と他方の側に設置され、前記リールを前記コアにおける一方の側と他方の側において交互に把持しながら前記コアの内外に旋回動作させるリール旋回手段と、前記コアをリールの旋回動作に連動して周方向に回転させるコア回転手段とを備えたことを特徴とする。
このような構成を採ることにより、リールをコアの内外に容易に旋回動作させることができるので、旋回動作の自由度が大きくかつワイヤーの巻き付け性が良好なケーブルビードの製造装置を得ることができる。
【００１１】
また、本願発明は、前記リール旋回手段が、前記コアの一方の側に設置されて前記リールのコアとは反対側を把持して前記リールを前記コアの他方の側に旋回させる第１の腕部と、前記コアの他方の側に設置されて前記リールのコアとは反対側を把持して前記リールを前記コアの一方の側に旋回させる第２の腕部とを備え、前記各腕部が、前記コアの周囲に設けられた基部に対して回転可能に連結された第１の可動部材と、前記第１の可動部材に対して回転可能に連結された第２の可動部材と、前記第２の可動部材に対して回転可能に連結されて前記リールを把持する把持部材とを備え、前記把持部材は前記リールの把持と把持解除とを行う切換手段を備えることを特徴とする。
これにより、リールをコアの他方の側に旋回させた後、リールを持ち替えてコアの一方の側に旋回させることができるので、リールをコアの内外に容易に旋回させることができるケーブルビードの製造装置を得ることができる。
【００１２】
また、本願発明は、前記コアを前記リールが前記コアの最内側に位置する点と最外側に位置する点とを結ぶ直線に平行な方向にスライドさせるスライド機構を備えたことを特徴とする。
これにより、コア面に垂直な方向から見たときに、リールとコアとを互いに逆方向、すなわち、リールがコアの内側から外側に移動するときにはコアがリールの最内側に位置する点方向に、リールがコアの外側から内側に移動するときにはコアがリールの最外側に位置する点方向に移動させることができる。したがって、巻線速度を高めることができ、製造効率を向上させることができる。
また、本願発明は、前記ワイヤーが前記コアから引き出される位置を検出するセンサーを備えたことを特徴とする。
これにより、ワイヤーの巻き付け部の回転位置を調整できるので、コアに対して狙った位置にワイヤーを確実に整列させることができる。
また、本願発明は、前記リールの外周側に設けられて当該リールから引き出されるワイヤーの当該リールの幅方向の位置を規制するガイドを備えたことを特徴とする。
これにより、ワイヤーの引き出し位置を最適な位置に誘導できるので、ワイヤーの巻き付け性を向上させることができる。
また、本願発明は、前記リールがブレーキ機構を備えることを特徴とする。
これにより、ワイヤーに常に適切なテンションを与えてワイヤーの弛みを抑制するようにしたので、ワイヤーの巻き付け性を更に向上させることができる。
【００１３】
なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施の形態に係るケーブルビードの製造装置を示す図である。
【図２】本実施の形態で用いられるリールの一例を示す図である。
【図３】コア移動手段の正面図である。
【図４】リール旋回手段の構成を示す斜視図である。
【図５】リール旋回手段の動作を説明するための図である。
【図６】把持部の一構成例を示す図である。
【図７】ワイヤーの巻き方を説明するための図である。
【図８】巻き回されたワイヤーの状態を示す図である。
【図９】本発明によるリール旋回手段の他の例を示す図である。
【図１０】従来のケーブルビードの製造方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施の形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また、実施の形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１６】
図１は本発明によるケーブルビードの製造装置１０を示す図で、ケーブルビードの製造装置１０はリール旋回手段２０と、コア移動手段３０と、コア移動手段３０による円環状のコア（以下、コアという）３の回転及び移動とリール旋回手段２０によるリール２の旋回動作とを制御する図示しない制御手段とを備え、ワイヤー１が巻き付けられたリール２をコア３の内外に旋回させてリール２から引き出されたワイヤー１をコア３の外周に螺旋状に巻き付ける。
リール２は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、ワイヤー１が巻き付けられる円筒部２ａと、円筒部２ａの両側に設けられた一対のフランジ部２ｂと、軸芯となるハブ部２ｃと、このハブ部２ｃの内壁に嵌合されてハブ部２ｃの外側に突出する中空円筒状の軸部材２ｄと、複数のワイヤーガイド２ｇと、図示しないブレーキ機構とを備える。フランジ部２ｂとハブ部２ｃとは複数のスポーク２ｓで連結されている。また、ワイヤーガイド２ｇは、フランジ部２ｂの外側を橋絡するように設けられた水平片２ｐとこの水平片の両端にそれぞれ接続されてフランジ部２ｂの外縁部に取付けられる取付片２ｑとから成る。水平片２ｐのほぼ中央部には、リール２から引き出されたワイヤー１を案内するための案内溝２ｒが設けられている。なお、符号２ｔはワイヤー１のリール２からのあふれを防止するためにフランジ部２ｂの外縁部に取付けられる押さえ板である。
リール旋回手段２０は基台２１と、第１及び第２の腕部２２Ｒ，２２Ｌと、第１及び第２の切換手段とを備え、リール２を把持して旋回させる。
コア移動手段３０は駆動ロール３１と、押さえロール３２と、補助ロール３３と、駆動装置３４と、コアスライド手段３５と、巻付け位置検出用のセンサー３６と、照明３７と、基台３８とを備える。駆動ロール３１と押さえロール３２と補助ロール３３と駆動装置３４とによりコア回転手段を構成する。なお、符号３９は基台３８の脚部である。
本例では、駆動ロール３１と補助ロール３３とを水平面内に配置し、この駆動ロール３１と補助ロール３３とによりコア３を立てた状態、すなわち、コア３の輪の作る面であるコア面が鉛直面内にあるように、コア３を下側から支持する。押さえロール３２はコア３を上側から押さえるように、コア３の上側に設置される。
以下、図１の左から右に向かう方向を前側とする。コア移動手段３０はリール旋回手段２０の前側に設置される。また、リール旋回手段２０側から見たときのコア３の輪の右側を右側、左側を左側とする。
図３に示すように、コア移動手段３０の巻付け位置検出用のセンサー３６はコアスライド手段３５の右側に配置され、照明３７は左側に配置される。
【００１７】
図４はリール旋回手段２０の構成を示す斜視図で、固定部である基台２１の右側に第１の腕部２２Ｒの一端が取り付けられ、左側に第２の腕部２２Ｌの一端が取付けられる。すなわち、コア３の右側には第１の腕部２２Ｒが左側には第２の腕部２２Ｌが配置される。なお、第１の腕部２２Ｒと第２の腕部２２Ｌとを別々の基台に取付けてもよい。
第１及び第２の腕部２２Ｒ，２２Ｌは、それぞれ、基台２１に対して回転可能に連結された第１の可動部材２３と、第１の可動部材２３に対して回転可能に連結された第２の可動部材２４と、第２の可動部材２４に対して回転可能に連結された把持部材２５とを備える。把持部材２５における第２の可動部材２４とは反対側にはリール２を把持する把持部２６が設けられている。
第１の可動部材２３の一端は基台２１に水平回転機構２７ａと垂直回転機構２７ａ’とを介して取付けられている。水平回転機構２７ａは第１の可動部材２３を基台２１に対して水平面内（垂直回転機構２７ａ’を作動させた場合には、基台２１と第１の可動部材２３との作る面内）で回転させ、垂直回転機構２７ａ’は第１の可動部材２３を基台２１に対して鉛直面内で回転させるものである。これら水平及び垂直回転機構２７ａ，２７ａ’としては、ステッピングモータやＡＣサーボモータなどを用いることができる。このとき、モータ本体を基台２１に取付け、モータの出力軸を第１の可動部材２３に取付けるなどしてモータを回転制御すれば、基台２１と第１の可動部材２３との成す角度を任意の角度に変更することができる。
第２の可動部材２４は第１の可動部材２３に水平回転機構２７ａ及び垂直回転機構２７ａ’と同様の水平回転機構２７ｂ及び垂直回転機構２７ｂ’とを介して取付けられている。また、把持部材２５は第２の可動部材２４に水平回転機構２７ａ及び垂直回転機構２７ａ’と同様の水平回転機構２７ｃ及び垂直回転機構２７ｃ’とを介して取付けられている。
また、把持部材２５には把持部２６を把持部材２５に対して鉛直面内で回転させるための把持部回転機構２７ｄを備える。
したがって、図５に示すように、水平回転機構２７ａと垂直回転機構２７ａ’とにより基台２１の延長方向と第１の可動部材２３の延長方向との成す角度（水平角と仰角と）を変更し、水平回転機構２７ｂと垂直回転機構２７ｂ’とにより第１の可動部材２３の延長方向と第２の可動部材２４との延長方向との成す角度を変更し、水平回転機構２７ｃと垂直回転機構２７ｃ’とにより第２の可動部材２４の延長方向と把持部材２５との成す角度を変更することにより、第１の腕部２２Ｒの把持部材２５の把持部２６により把持されるリール２、もしくは、第２の腕部２２Ｌの把持部材２５の把持部２６により把持されるリール２を任意の平面内で旋回運動させることができる。
また、把持部回転機構２７ｄにより、リール２を把持する角度を変更することができる。すなわち、リール２を鉛直面に対して傾けて把持することができる。
【００１８】
把持部２６は、詳細には、図６（ａ），（ｂ）に示すように、取付部材２６１と、案内部材２６２と、チャック２６３とを備える。
案内部材２６２は、板状の取付部材２６１に突設されてリール２のフランジ部２ｂから突出する軸部材２ｄの内部に挿入される円柱状の部材で、チャック２６３は案内部材２６２と同軸に設けられて軸部材２ｄの外周を爪２６３ｋにより把持する。チャック２６３は、軸受け等で取付部材２６１に回転自在に取付けられる。本例では、案内部材２６２の挿入部２６２ａの外径を軸部材２ｄの内径よりも小さくし、先端部２６２ｂの外径を挿入部２６２ａの外径よりも更に小さくすることで、リール２をチャック２６３で把持しながら案内部材２６２の周りに回転可能に把持するようにしている。チャック２６３としては、例えば、電磁チャックなどの周知のチャックを用いることができる。
これら第１の腕部２２Ｒの把持部２６の案内部材２６２とチャック２６３が第１の切換手段を構成し、第２の腕部２２Ｌの把持部２６の案内部材２６２とチャック２６３が第２の切換手段を構成する。
なお、リール２のハブ部２ｃが軸受けを介して軸部材２ｄに回転自在に連結されている形態のリールや、フランジ部２ｂが直接ハブ部２ｃに軸受けを介して回転自在に連結されている形態のリールである場合には、チャック２６３を省略し、案内部材２６２の挿入部２６２ａの外径を軸部材２ｄの内径とほぼ同じくして、案内部材２６２を軸部材２ｄ内に挿入するようにしてもよい。
この場合には、案内部材２６２と案内部材２６２をリール２の軸方向に移動させる手段である腕部（第１及び第２の腕部２２Ｒ，２２Ｌ）とが切換手段となる。
【００１９】
コア回転手段を構成する駆動ロール３１、押さえロール３２、補助ロール３３、及び、駆動装置３４は、図１に示すように、コアスライド手段３５を構成するガイドレール３５１に沿ってスライドするガイド部材３５２上に設置される。詳細には、ガイド部材３５２のリール旋回手段２０側である後方に補助ロール３３が設置され、前方に駆動ロール３１と駆動装置３４とが設置される。駆動装置３４は、例えば、変速機付きのモータから構成される。このモータの出力軸と駆動ロール３１の回転軸とを、例えば、伝動ベルト３４ｂにより連結して駆動ロール３１を回転させることで、コア３を周方向に回転させることができる。
押さえロール３２は駆動装置３４の前方に立設された押さえロール設置台３５２ｋに設置される。押さえロール設置台３５２ｋは垂直片３５２ｐと、この垂直片３５２ｐのコア３側の側面に設けられた昇降手段３５２ｑと、昇降手段３５２ｑに取付けられてコア３側に突出する水平片３５２ｒとを備えており、この水平片３５２ｒのコア３側の端部に押さえロール３２が取り付けられる。
駆動ロール３１と補助ロール３３との間隔はコア３の直径よりも狭く設置されている。
本例では、駆動ロール３１、押さえロール３２、及び、補助ロール３３としてＶ型ロールを用いるとともに、押さえロール３２を前記のように上下動可能とすることで、図１の細い一点鎖線で示すような、径の異なるコア３Ｌを搭載することができるようにしている。
【００２０】
コアスライド手段３５は、基台３８上に設置される前後方向に延長するガイドレール３５１と、ガイドレール３５１に沿ってスライドするガイド部材３５２と、ガイド部材３５２をスライドさせるスライド機構３５３とを備える。本例では、スライド機構３５３として、ボールネジを用いているが、ラックピニオン機構などの周知のスライド機構を用いてもよい。ボールネジの雄ネジ３５３ａの一端はガイドレール３５１に固定され、他端はモータ３５３ｂに取付けられる。雌ネジ３５３ｃはガイド部材３５２のガイドレール３５１側に固定される。
巻付け位置検出用のセンサー３６は、図３に示すように、基台３８の右側に立設されたセンサー支持部材３８ａ上に設置される。巻付け位置検出用のセンサー３６としては、例えば、ワイヤー１がコア３から引き出される位置を撮影する撮影手段と撮影された映像を画像処理してワイヤー１がコア３から引き出される位置を特定する画像処理手段とを備えたセンサーを用いることができる。
照明３７は基台３８の左側に立設された照明支持部材３８ｂ上に設置されて、コア３のワイヤー１が引き出される位置近傍を照明する。
【００２１】
次に、具体的なケーブルビードの製造方法について説明する。
ケーブルビードは例えばＳ巻のワイヤー層とＺ巻のワイヤー層を交互に積層して形成される。以下、Ｓ巻の場合の巻き付け動作について説明する。
まず、コア３を駆動ロール３１と補助ロール３３との上に搭載した後、押さえロール３２を下降させて、コア３の上部に当接させることでコア３を３つのロール３１〜３３により鉛直面内に平行になるように保持する。
次に、第２の腕部２２Ｌの把持部２６に設けられた案内部材２６２を、挿入部２６２ａが軸部材２ｄの内部まで達するまでリール２の軸部材２ｄの内部に挿入した後、チャック２６３の爪２６３ｋで軸部材２ｄ側の外周を把持する。リール２は、図７（ａ）に示すように、コア３の左側において、第２の腕部２２Ｌで把持される。詳細には、リール２は、第２の腕部２２Ｌにより、コア３の左側で、かつ、コア３の輪を含むコア３の軸方向に延長する円筒の内側（以下、コアの内側という）の所定の位置に、コア３が延在する側と反対側であるリール２の左側から把持される。前記リール２の旋回動作の出発点となる所定の位置ではリール２がコア３の最も内側に位置するので、この位置を以下、リールの最内側という。なお、リール２は軸線方向がコア３の軸線方向と同じ左右方向となるように第２の腕部２２Ｌに把持される。
【００２２】
次に、第２の腕部２２Ｌの各回転機構２７ａ〜２７ｃを用いて第１の可動部材２３、第２の可動部材２４、及び、把持部材２５の延長方向を変更して第２の腕部２２Ｌを縮めるようにすることで、図７（ｂ）に示すように、リール２をコア３の左側にて旋回させてコア３の内側から外側に移動させる。
ワイヤー１はコア３の巻き付け部に固定されているのでリール２からワイヤー１が引き出される。このとき、コアスライド手段３５のスライド機構３５３を稼働させてガイド部材３５２を前方に移動させることでコア３を前方、すなわち、リール２から遠ざかる方向に移動させるようにすれば、リール２のコア３に対する前後方向の相対速度が速くなるので、ワイヤー１の引き出し速度が速くなる。
本例では、リール２に引き出されるワイヤー１の幅方向の位置を規制するワイヤーガイド２ｇを設けてワイヤー１の引き出し位置を安定させるようにするとともに、リール２に内蔵されたブレーキ機構により最適なテンションが加えられた状態でワイヤー１をリール２から引き出すようにしている。
【００２３】
リール２が旋回してコア３の左外側に到達した段階で、リール２を把持する側を変更する。具体的には、右側に位置する第１の腕部２２Ｒの案内部材２６２をリール２の軸部材２ｄの内部まで挿入した後チャック２６３で軸部材２ｄの外周を把持するとともに、左側に位置する第２の腕部２２Ｌのチャック２６３を開放して案内部材２６２をリール２の軸部材２ｄから引き抜くことで、図７（ｃ）に示すように、リール２を左から右に持ち替える。この持ち替え位置ではリール２がコア３の外側の最も離れた位置に位置するので、この位置を以下、リールの最外側という。
次に、第１の腕部２２Ｒの各回転機構２７ａ〜２７ｃを用いて第１の可動部材２３、第２の可動部材２４、及び、把持部材２５の延長方向を変更して第１の腕部２２Ｒを延ばすようにすることで、図７（ｄ）に示すように、リール２をコア３の右側にて旋回させてコア３の外側から内側に移動させるとともに、駆動装置３４を稼働させて駆動ロール３１を回転させることでコア３を周方向に回転させる。これにより、ワイヤー１はコア３の左側から右側に移動するので、ワイヤー１をコア３の外周に巻き付けることができる。
このとき、コアスライド手段３５のスライド機構３５３を稼働させてガイド部材３５２を後ろに移動させることでコア３を後方、すなわち、リール２に近づく方向（前回とは逆に、リールの最内側位置から最外側位置方向）に移動させるようにすれば、リール２のコア３に対する前後方向の相対速度が速くなるので、ワイヤー１の巻き付け速度が速くなる。
【００２４】
本例では、照明３７によりワイヤー１がコア３から引き出される位置である巻き付け位置に照明を当てるとともに、リール２がコア３の内側に移動したときに巻付け位置検出用のセンサー３６で実際の巻き付け位置を検出し、この検出結果に基づいてコア３の周方向の位置を調整する。これにより、ワイヤーの巻き付け部の回転位置を調整できるので、コアに対して狙った位置にワイヤーを確実に整列させることができる。
次に、リール２が旋回してコア３の右側の最内位置に到達した段階で、リール２を把持する側を変更する。すなわち、左側に位置する第２の腕部２２Ｌの案内部材２６２をリール２の軸部材２ｄの内部まで挿入した後チャック２６３で軸部材２ｄの外周を把持するとともに、右側に位置する第１の腕部２２Ｒのチャック２６３を開放して案内部材２６２をリール２の軸部材２ｄから引き抜く。
把持する側が右側から左側に変更された段階でリール２は初期位置に戻るとともに、コア３の外周にはワイヤー１が一巻きされる。
このような操作を繰り返してコア３にリールを巻き付けていくことで、図８に示すように、ワイヤー１をコア３の外周に螺旋状に巻き付けることができる。
なお、Ｚ巻の巻き付けの場合は、始めに第１の腕部２２Ｒでリール２を把持し、ワイヤー１をコア３の右側に引き出すようにすればよい。
【００２５】
このように、ワイヤー１が巻き付けられたリール２をコア３における一方の側と他方の側において交互に把持しながらコア３の内外を一方向に旋回動作させ、コア３をリール２の旋回動作に連動して周方向に回転させることにより、ワイヤー１をコア３の外周に螺旋状に巻き付けるようにすれば、リール２の旋回運動の軌跡が自由であるので、一つの装置で様々なサイズのケーブルビードを製造することができる。
また、コア３の巻き付け部を巻付け位置検出用のセンサー３６で検出してコア３の回転を制御することにより、コアに対して狙った位置にワイヤーを確実に整列させることができるようにしたので、ケーブルビードの信頼性と品質とを向上させることができる。
更に、リール２とコア３との両方を運動させることで巻き付け動作の速度を速くしたので、生産性が向上する。
【００２６】
なお、前記実施の形態では、リール２の持ち替えをコア３の輪の中で行ったが、これに限るものではなく、コア３の右側もしくは左側にて行ってもよい。要は、第１及び第２の腕部２２Ｒ，２２Ｌを用いて、リール２をコア３における一方の側である右側と他方の側である左側において交互に把持しながらコア３の内外を一方向に旋回動作させるようにすればよい。但し、本例のように、リール２の持ち替えをコア３の面内で行う方がリール旋回手段２０の制御が容易であるので好ましい。
また、リール２の旋回運動は円運動に限るものではなく、左右が円弧状の旋回運動であってもよい。本例では、把持部２６を第２の可動部材２４に回転可能に取付けてあるので、リール２の受け渡し時において、リール２の軸線方向がコア３の軸線方向と平行になるようにリール２を把持できる。したがって、リール２の旋回運動の形態によらず、リール２の受け渡しを容易にかつ確実に行うことができる。
また、前記例では、水平回転機構２７ａ〜２７ｃを用いてリール２を水平面内で回転させた場合について説明したが、水平回転機構２７ａ〜２７ｃに加えて垂直回転機構２７ａ’〜２７ｃ’及び把持部回転機構２７ｄを用いれば、リール２を水平面に対して傾いた面内で回転させることができる。これにより、コア３を径の異なるコアに変更した場合でも、コアに容易にワイヤー１を巻き付けることができる。
【００２７】
また、前記例では、リール旋回手段２０を、それぞれが第１の可動部材２３と第２の可動部材２４と把持部材２５とを備えた第１及び第２の腕部２２Ｒ，２２Ｌを有する構成としたが、図９に示すように、前記把持部２６と同一構成の把持部４６をアクチュエータ４３のロッド４３２の先端に取り付け、このアクチュエータ４３を前後方向に移動させながら、ロッド４３２を伸縮させる構成のリール旋回手段４０を用いても、リール２をコア３における一方の側と他方の側において交互に把持しながらコア３の内外を一方向に旋回動作させることができる。
具体的には、コア３の左右にそれぞれレール台４１を置き、このレール台４１に設けられて前後方向に延長するレール４１Ｒ上にスライド部材４２をそれぞれ設置する。そして、このスライド部材４２上にアクチュエータ４３の本体４３１を、ロッド４３２の伸縮方向がコア３の軸方向と一致する向きに固定する。把持部４６はロッド４３２の先端側に取付けられる。
これにより、アクチュエータ４３のロッドを伸縮させながら図示しない駆動手段でスライド部材４２をレール４１Ｒ上でスライドさせるようにすれば、ワイヤー１が巻き付けられたリール２をコア３における一方の側と他方の側において交互に把持しながらコア３の内外を一方向に旋回動作させることができる。
【００２８】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
このように、本発明によれば、巻き付け性の良好なケーブルビードを容易にかつ効率よく製造することができるので、ケーブルビードの生産性を向上させることができるとともに、タイヤの性能を向上させることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１ ワイヤー、２ リール、２ａ 円筒部、２ｂ フランジ部、２ｃ ハブ部、
２ｄ 軸部材、３ 円環状のコア（コア）、１０ ケーブルビードの製造装置、
２０ リール旋回手段、２１ 基台、２２Ｒ 第１の腕部、２２Ｌ 第２の腕部、
２３ 第１の可動部材、２４ 第２の可動部材、２５ 把持部材、２６ 把持部、
２６１ 取付部材、２６２ 案内部材、２６３ チャック、
２７ａ〜２７ｃ 水平回転機構、３０ コア移動手段、３１ 駆動ロール、
３２ 押さえロール、３３ 補助ロール、３４ 駆動装置、３５ コアスライド手段、
３６ 巻付け位置検出用のセンサー、３７ 照明、３８ 基台。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤのビード部に埋設される、円環状のコアにワイヤーを螺旋状に巻き付けて成るケーブルビードを製造する方法とその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ケーブルビードは、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、円環状のコア５１の外周に円環状のコア５１の径よりも小さな径のワイヤー５２を螺旋状に巻き付けたもので、ワイヤー５２を円環状のコア５１の外側から円環状のコア５１の穴にくぐらせた後、円環状のコア５１の外側に引き出す動作を繰り返すことで、ワイヤー５２を円環状のコア５１に巻き付ける（例えば、特許文献１参照）。
ワイヤーを円環状のコアに巻き付ける方法としては、例えば、円環状のコアを周方向に回転させながらリールを円環状のコアに平行な面内で振り子運動させるとともに、振り子の周期の一端でリールを円環状のコアの輪の中を横断させ、振り子の周期の他端でリールを円環状のコアの輪の外側を横断させることを繰り返す方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この方法によれば、巻き付け動作が速く、かつ、ワイヤーの巻き付け性が良好なケーブルビードを製造できるとされている。
【０００３】
また、ワイヤーの先端をチャック機構により円環状のコアに仮止めし、円環状のコアを周方向に回転させるとともにリールを円環状のコアの内外に公転させて、ワイヤーを円環状のコアに螺旋状に巻き付ける方法も提案されている（例えば、特許文献３参照）。なお、特許文献３においては、円環状のコアに仮止めされたワイヤーの先端がリール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て、チャック機構とリールとの干渉を回避してリールの公転を継続させる。この方法によれば、極めて簡単にＳ巻とＺ巻とを交互に多層巻できるだけでなく、ワイヤーの絡まりや捩れ等の不具合のない高品質なケーブルビードを製造できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−６８６６２号公報
【特許文献２】特開２００８−１６８６１２号公報
【特許文献３】特開２００１−４７１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記リールを振り子運動させる方法では、振り子の腕部を長くしないと引き出されたワイヤーとワイヤーの巻き付け点における円環状のコアの円の接線との成す角度が大きくなって巻き付け性が悪化するので、装置が大型化するといった問題点があった。また、コアに面に平行な面内での振り子運動をするため、巻き付け時のコアに対するワイヤーの位置を適正な位置に制御することが困難であった。
また、前記リールを公転させる方法でも、リールがコアに面に直交する面内で径の大きな円運動をするため、ワイヤーを円環状のコアに巻き付ける角度が大きくなり、その結果巻き付け性が必ずしも十分とはいえなかった。
【０００６】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、巻き付け性の良好なケーブルビードを容易にかつ効率よく製造する方法とその装置と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】
本願発明は、円環状のコアに対して、ワイヤーが巻き付けられたリールを前記コアにおける一方の側と他方の側において交互に把持しながら前記コアの内外を一方向に旋回動作させ、前記コアをリールの旋回動作に連動して周方向に回転させることにより、前記ワイヤーを前記コアの外周に螺旋状に巻き付けるようにしたものである。
このように、リールを円環状のコアの輪の中を横断させる動作をリールの持ち替えにより行うようにすれば、リールをコアの内外に容易に旋回動作させることができるとともに、旋回動作の自由度を大きくすることができるので、サイズの異なるケーブルビードについても、設備を変更することなく、容易に対応することができる。
【０００８】
また、本願発明は、前記リールを前記コアと反対側から把持しながら前記コアの他方の側に旋回動作させる工程と、前記旋回動作の後リールを把持する側を変更する工程と、前記把持する側を変更したリールを前記コアの一方の側に旋回動作させる工程と、前記旋回動作の後リールを把持する側を再び変更する工程とを繰り返すことを特徴とする。
このように、リールを円環状のコアの他方の側に旋回させた後に前記リールを持ち替えてコアの一方の側に旋回させるようにすれば、リールをコアの内外に確実に旋回動作させることができる。また、旋回動作の制御が容易なので、巻き付け時におけるワイヤーの位置を適正な位置に確実に制御することができ、コアに対して狙った位置にワイヤーを整列させることができる。したがって、製造されるケーブルビードの品質と信頼性を向上させることができる。
また、コアの旋回方向を変更するだけでＺ巻のケーブルビードとＳ巻のケーブルビードとを容易に製造することができる。
【０００９】
また、本願発明は、前記コアを周方向に回転させると同時に、前記リールが前記コアの内側から外側へ旋回するときには、前記コアを前記リールが前記コアの最外側に位置する点から最内側に位置する点に向かう方向にスライドさせ、前記リールが前記コアの外側から内側へ旋回するときには、前記コアを前記最内側に位置する点から最外側に位置する点に向かう方向にスライドさせることを特徴とする。
このようにコアとリールの両方を移動させるにより、巻線速度を速くすることができるので、ワイヤーを効率よく巻き回すことができる。
また、本願発明は、前記リールを前記コアの輪の作る面（コア面）に垂直な面内で旋回させることを特徴とする。
これにより、ワイヤーの巻き付け角度の変化を最小にできるとともに、旋回軌跡を短くできる。したがって、ワイヤーの巻き付け性が向上するとともに、効率よくワイヤーを巻き回すことができる。
【００１０】
また、本願発明は、リールに巻き付けられたワイヤーを円環状のコアの外周に螺旋状に巻き付けてケーブルビードを製造する装置であって、前記コアの一方の側と他方の側に設置され、前記リールを前記コアにおける一方の側と他方の側において交互に把持しながら前記コアの内外に旋回動作させるリール旋回手段と、前記コアをリールの旋回動作に連動して周方向に回転させるコア回転手段とを備えたことを特徴とする。
このような構成を採ることにより、リールをコアの内外に容易に旋回動作させることができるので、旋回動作の自由度が大きくかつワイヤーの巻き付け性が良好なケーブルビードの製造装置を得ることができる。
【００１１】
また、本願発明は、前記リール旋回手段が、前記コアの一方の側に設置されて前記リールのコアとは反対側を把持して前記リールを前記コアの他方の側に旋回させる第１の腕部と、前記コアの他方の側に設置されて前記リールのコアとは反対側を把持して前記リールを前記コアの一方の側に旋回させる第２の腕部とを備え、前記各腕部が、前記コアの周囲に設けられた基部に対して回転可能に連結された第１の可動部材と、前記第１の可動部材に対して回転可能に連結された第２の可動部材と、前記第２の可動部材に対して回転可能に連結されて前記リールを把持する把持部材とを備え、前記把持部材は前記リールの把持と把持解除とを行う切換手段を備えることを特徴とする。
これにより、リールをコアの他方の側に旋回させた後、リールを持ち替えてコアの一方の側に旋回させることができるので、リールをコアの内外に容易に旋回させることができるケーブルビードの製造装置を得ることができる。
【００１２】
また、本願発明は、前記コアを前記リールが前記コアの最内側に位置する点と最外側に位置する点とを結ぶ直線に平行な方向にスライドさせるスライド機構を備えたことを特徴とする。
これにより、コア面に垂直な方向から見たときに、リールとコアとを互いに逆方向、すなわち、リールがコアの内側から外側に移動するときにはコアがリールの最内側に位置する点方向に、リールがコアの外側から内側に移動するときにはコアがリールの最外側に位置する点方向に移動させることができる。したがって、巻線速度を高めることができ、製造効率を向上させることができる。
また、本願発明は、前記ワイヤーが前記コアから引き出される位置を検出するセンサーを備えたことを特徴とする。
これにより、ワイヤーの巻き付け部の回転位置を調整できるので、コアに対して狙った位置にワイヤーを確実に整列させることができる。
また、本願発明は、前記リールの外周側に設けられて当該リールから引き出されるワイヤーの当該リールの幅方向の位置を規制するガイドを備えたことを特徴とする。
これにより、ワイヤーの引き出し位置を最適な位置に誘導できるので、ワイヤーの巻き付け性を向上させることができる。
また、本願発明は、前記リールがブレーキ機構を備えることを特徴とする。
これにより、ワイヤーに常に適切なテンションを与えてワイヤーの弛みを抑制するようにしたので、ワイヤーの巻き付け性を更に向上させることができる。
【００１３】
なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施の形態に係るケーブルビードの製造装置を示す図である。
【図２】本実施の形態で用いられるリールの一例を示す図である。
【図３】コア移動手段の正面図である。
【図４】リール旋回手段の構成を示す斜視図である。
【図５】リール旋回手段の動作を説明するための図である。
【図６】把持部の一構成例を示す図である。
【図７】ワイヤーの巻き方を説明するための図である。
【図８】巻き回されたワイヤーの状態を示す図である。
【図９】本発明によるリール旋回手段の他の例を示す図である。
【図１０】従来のケーブルビードの製造方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施の形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また、実施の形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１６】
図１は本発明によるケーブルビードの製造装置１０を示す図で、ケーブルビードの製造装置１０はリール旋回手段２０と、コア移動手段３０と、コア移動手段３０による円環状のコア（以下、コアという）３の回転及び移動とリール旋回手段２０によるリール２の旋回動作とを制御する図示しない制御手段とを備え、ワイヤー１が巻き付けられたリール２をコア３の内外に旋回させてリール２から引き出されたワイヤー１をコア３の外周に螺旋状に巻き付ける。
リール２は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、ワイヤー１が巻き付けられる円筒部２ａと、円筒部２ａの両側に設けられた一対のフランジ部２ｂと、軸芯となるハブ部２ｃと、このハブ部２ｃの内壁に嵌合されてハブ部２ｃの外側に突出する中空円筒状の軸部材２ｄと、複数のワイヤーガイド２ｇと、図示しないブレーキ機構とを備える。フランジ部２ｂとハブ部２ｃとは複数のスポーク２ｓで連結されている。また、ワイヤーガイド２ｇは、フランジ部２ｂの外側を橋絡するように設けられた水平片２ｐとこの水平片の両端にそれぞれ接続されてフランジ部２ｂの外縁部に取付けられる取付片２ｑとから成る。水平片２ｐのほぼ中央部には、リール２から引き出されたワイヤー１を案内するための案内溝２ｒが設けられている。なお、符号２ｔはワイヤー１のリール２からのあふれを防止するためにフランジ部２ｂの外縁部に取付けられる押さえ板である。
リール旋回手段２０は基台２１と、第１及び第２の腕部２２Ｒ，２２Ｌと、第１及び第２の切換手段とを備え、リール２を把持して旋回させる。
コア移動手段３０は駆動ロール３１と、押さえロール３２と、補助ロール３３と、駆動装置３４と、コアスライド手段３５と、巻付け位置検出用のセンサー３６と、照明３７と、基台３８とを備える。駆動ロール３１と押さえロール３２と補助ロール３３と駆動装置３４とによりコア回転手段を構成する。なお、符号３９は基台３８の脚部である。
本例では、駆動ロール３１と補助ロール３３とを水平面内に配置し、この駆動ロール３１と補助ロール３３とによりコア３を立てた状態、すなわち、コア３の輪の作る面であるコア面が鉛直面内にあるように、コア３を下側から支持する。押さえロール３２はコア３を上側から押さえるように、コア３の上側に設置される。
以下、図１の左から右に向かう方向を前側とする。コア移動手段３０はリール旋回手段２０の前側に設置される。また、リール旋回手段２０側から見たときのコア３の輪の右側を右側、左側を左側とする。
図３に示すように、コア移動手段３０の巻付け位置検出用のセンサー３６はコアスライド手段３５の右側に配置され、照明３７は左側に配置される。
【００１７】
図４はリール旋回手段２０の構成を示す斜視図で、固定部である基台２１の右側に第１の腕部２２Ｒの一端が取り付けられ、左側に第２の腕部２２Ｌの一端が取付けられる。すなわち、コア３の右側には第１の腕部２２Ｒが左側には第２の腕部２２Ｌが配置される。なお、第１の腕部２２Ｒと第２の腕部２２Ｌとを別々の基台に取付けてもよい。
第１及び第２の腕部２２Ｒ，２２Ｌは、それぞれ、基台２１に対して回転可能に連結された第１の可動部材２３と、第１の可動部材２３に対して回転可能に連結された第２の可動部材２４と、第２の可動部材２４に対して回転可能に連結された把持部材２５とを備える。把持部材２５における第２の可動部材２４とは反対側にはリール２を把持する把持部２６が設けられている。
第１の可動部材２３の一端は基台２１に水平回転機構２７ａと垂直回転機構２７ａ’とを介して取付けられている。水平回転機構２７ａは第１の可動部材２３を基台２１に対して水平面内（垂直回転機構２７ａ’を作動させた場合には、基台２１と第１の可動部材２３との作る面内）で回転させ、垂直回転機構２７ａ’は第１の可動部材２３を基台２１に対して鉛直面内で回転させるものである。これら水平及び垂直回転機構２７ａ，２７ａ’としては、ステッピングモータやＡＣサーボモータなどを用いることができる。このとき、モータ本体を基台２１に取付け、モータの出力軸を第１の可動部材２３に取付けるなどしてモータを回転制御すれば、基台２１と第１の可動部材２３との成す角度を任意の角度に変更することができる。
第２の可動部材２４は第１の可動部材２３に水平回転機構２７ａ及び垂直回転機構２７ａ’と同様の水平回転機構２７ｂ及び垂直回転機構２７ｂ’とを介して取付けられている。また、把持部材２５は第２の可動部材２４に水平回転機構２７ａ及び垂直回転機構２７ａ’と同様の水平回転機構２７ｃ及び垂直回転機構２７ｃ’とを介して取付けられている。
また、把持部材２５には把持部２６を把持部材２５に対して鉛直面内で回転させるための把持部回転機構２７ｄを備える。
したがって、図５に示すように、水平回転機構２７ａと垂直回転機構２７ａ’とにより基台２１の延長方向と第１の可動部材２３の延長方向との成す角度（水平角と仰角と）を変更し、水平回転機構２７ｂと垂直回転機構２７ｂ’とにより第１の可動部材２３の延長方向と第２の可動部材２４との延長方向との成す角度を変更し、水平回転機構２７ｃと垂直回転機構２７ｃ’とにより第２の可動部材２４の延長方向と把持部材２５との成す角度を変更することにより、第１の腕部２２Ｒの把持部材２５の把持部２６により把持されるリール２、もしくは、第２の腕部２２Ｌの把持部材２５の把持部２６により把持されるリール２を任意の平面内で旋回運動させることができる。
また、把持部回転機構２７ｄにより、リール２を把持する角度を変更することができる。すなわち、リール２を鉛直面に対して傾けて把持することができる。
【００１８】
把持部２６は、詳細には、図６（ａ），（ｂ）に示すように、取付部材２６１と、案内部材２６２と、チャック２６３とを備える。
案内部材２６２は、板状の取付部材２６１に突設されてリール２のフランジ部２ｂから突出する軸部材２ｄの内部に挿入される円柱状の部材で、チャック２６３は案内部材２６２と同軸に設けられて軸部材２ｄの外周を爪２６３ｋにより把持する。チャック２６３は、軸受け等で取付部材２６１に回転自在に取付けられる。本例では、案内部材２６２の挿入部２６２ａの外径を軸部材２ｄの内径よりも小さくし、先端部２６２ｂの外径を挿入部２６２ａの外径よりも更に小さくすることで、リール２をチャック２６３で把持しながら案内部材２６２の周りに回転可能に把持するようにしている。チャック２６３としては、例えば、電磁チャックなどの周知のチャックを用いることができる。
これら第１の腕部２２Ｒの把持部２６の案内部材２６２とチャック２６３が第１の切換手段を構成し、第２の腕部２２Ｌの把持部２６の案内部材２６２とチャック２６３が第２の切換手段を構成する。
なお、リール２のハブ部２ｃが軸受けを介して軸部材２ｄに回転自在に連結されている形態のリールや、フランジ部２ｂが直接ハブ部２ｃに軸受けを介して回転自在に連結されている形態のリールである場合には、チャック２６３を省略し、案内部材２６２の挿入部２６２ａの外径を軸部材２ｄの内径とほぼ同じくして、案内部材２６２を軸部材２ｄ内に挿入するようにしてもよい。
この場合には、案内部材２６２と案内部材２６２をリール２の軸方向に移動させる手段である腕部（第１及び第２の腕部２２Ｒ，２２Ｌ）とが切換手段となる。
【００１９】
コア回転手段を構成する駆動ロール３１、押さえロール３２、補助ロール３３、及び、駆動装置３４は、図１に示すように、コアスライド手段３５を構成するガイドレール３５１に沿ってスライドするガイド部材３５２上に設置される。詳細には、ガイド部材３５２のリール旋回手段２０側である後方に補助ロール３３が設置され、前方に駆動ロール３１と駆動装置３４とが設置される。駆動装置３４は、例えば、変速機付きのモータから構成される。このモータの出力軸と駆動ロール３１の回転軸とを、例えば、伝動ベルト３４ｂにより連結して駆動ロール３１を回転させることで、コア３を周方向に回転させることができる。
押さえロール３２は駆動装置３４の前方に立設された押さえロール設置台３５２ｋに設置される。押さえロール設置台３５２ｋは垂直片３５２ｐと、この垂直片３５２ｐのコア３側の側面に設けられた昇降手段３５２ｑと、昇降手段３５２ｑに取付けられてコア３側に突出する水平片３５２ｒとを備えており、この水平片３５２ｒのコア３側の端部に押さえロール３２が取り付けられる。
駆動ロール３１と補助ロール３３との間隔はコア３の直径よりも狭く設置されている。
本例では、駆動ロール３１、押さえロール３２、及び、補助ロール３３としてＶ型ロールを用いるとともに、押さえロール３２を前記のように上下動可能とすることで、図１の細い一点鎖線で示すような、径の異なるコア３Ｌを搭載することができるようにしている。
【００２０】
コアスライド手段３５は、基台３８上に設置される前後方向に延長するガイドレール３５１と、ガイドレール３５１に沿ってスライドするガイド部材３５２と、ガイド部材３５２をスライドさせるスライド機構３５３とを備える。本例では、スライド機構３５３として、ボールネジを用いているが、ラックピニオン機構などの周知のスライド機構を用いてもよい。ボールネジの雄ネジ３５３ａの一端はガイドレール３５１に固定され、他端はモータ３５３ｂに取付けられる。雌ネジ３５３ｃはガイド部材３５２のガイドレール３５１側に固定される。
巻付け位置検出用のセンサー３６は、図３に示すように、基台３８の右側に立設されたセンサー支持部材３８ａ上に設置される。巻付け位置検出用のセンサー３６としては、例えば、ワイヤー１がコア３から引き出される位置を撮影する撮影手段と撮影された映像を画像処理してワイヤー１がコア３から引き出される位置を特定する画像処理手段とを備えたセンサーを用いることができる。
照明３７は基台３８の左側に立設された照明支持部材３８ｂ上に設置されて、コア３のワイヤー１が引き出される位置近傍を照明する。
【００２１】
次に、具体的なケーブルビードの製造方法について説明する。
ケーブルビードは例えばＳ巻のワイヤー層とＺ巻のワイヤー層を交互に積層して形成される。以下、Ｓ巻の場合の巻き付け動作について説明する。
まず、コア３を駆動ロール３１と補助ロール３３との上に搭載した後、押さえロール３２を下降させて、コア３の上部に当接させることでコア３を３つのロール３１〜３３により鉛直面内に平行になるように保持する。
次に、第２の腕部２２Ｌの把持部２６に設けられた案内部材２６２を、挿入部２６２ａが軸部材２ｄの内部まで達するまでリール２の軸部材２ｄの内部に挿入した後、チャック２６３の爪２６３ｋで軸部材２ｄ側の外周を把持する。リール２は、図７（ａ）に示すように、コア３の左側において、第２の腕部２２Ｌで把持される。詳細には、リール２は、第２の腕部２２Ｌにより、コア３の左側で、かつ、コア３の輪を含むコア３の軸方向に延長する円筒の内側（以下、コアの内側という）の所定の位置に、コア３が延在する側と反対側であるリール２の左側から把持される。前記リール２の旋回動作の出発点となる所定の位置ではリール２がコア３の最も内側に位置するので、この位置を以下、リールの最内側という。なお、リール２は軸線方向がコア３の軸線方向と同じ左右方向となるように第２の腕部２２Ｌに把持される。
【００２２】
次に、第２の腕部２２Ｌの各回転機構２７ａ〜２７ｃを用いて第１の可動部材２３、第２の可動部材２４、及び、把持部材２５の延長方向を変更して第２の腕部２２Ｌを縮めるようにすることで、図７（ｂ）に示すように、リール２をコア３の左側にて旋回させてコア３の内側から外側に移動させる。
ワイヤー１はコア３の巻き付け部に固定されているのでリール２からワイヤー１が引き出される。このとき、コアスライド手段３５のスライド機構３５３を稼働させてガイド部材３５２を前方に移動させることでコア３を前方、すなわち、リール２から遠ざかる方向に移動させるようにすれば、リール２のコア３に対する前後方向の相対速度が速くなるので、ワイヤー１の引き出し速度が速くなる。
本例では、リール２に引き出されるワイヤー１の幅方向の位置を規制するワイヤーガイド２ｇを設けてワイヤー１の引き出し位置を安定させるようにするとともに、リール２に内蔵されたブレーキ機構により最適なテンションが加えられた状態でワイヤー１をリール２から引き出すようにしている。
【００２３】
リール２が旋回してコア３の左外側に到達した段階で、リール２を把持する側を変更する。具体的には、右側に位置する第１の腕部２２Ｒの案内部材２６２をリール２の軸部材２ｄの内部まで挿入した後チャック２６３で軸部材２ｄの外周を把持するとともに、左側に位置する第２の腕部２２Ｌのチャック２６３を開放して案内部材２６２をリール２の軸部材２ｄから引き抜くことで、図７（ｃ）に示すように、リール２を左から右に持ち替える。この持ち替え位置ではリール２がコア３の外側の最も離れた位置に位置するので、この位置を以下、リールの最外側という。
次に、第１の腕部２２Ｒの各回転機構２７ａ〜２７ｃを用いて第１の可動部材２３、第２の可動部材２４、及び、把持部材２５の延長方向を変更して第１の腕部２２Ｒを延ばすようにすることで、図７（ｄ）に示すように、リール２をコア３の右側にて旋回させてコア３の外側から内側に移動させるとともに、駆動装置３４を稼働させて駆動ロール３１を回転させることでコア３を周方向に回転させる。これにより、ワイヤー１はコア３の左側から右側に移動するので、ワイヤー１をコア３の外周に巻き付けることができる。
このとき、コアスライド手段３５のスライド機構３５３を稼働させてガイド部材３５２を後ろに移動させることでコア３を後方、すなわち、リール２に近づく方向（前回とは逆に、リールの最内側位置から最外側位置方向）に移動させるようにすれば、リール２のコア３に対する前後方向の相対速度が速くなるので、ワイヤー１の巻き付け速度が速くなる。
【００２４】
本例では、照明３７によりワイヤー１がコア３から引き出される位置である巻き付け位置に照明を当てるとともに、リール２がコア３の内側に移動したときに巻付け位置検出用のセンサー３６で実際の巻き付け位置を検出し、この検出結果に基づいてコア３の周方向の位置を調整する。これにより、ワイヤーの巻き付け部の回転位置を調整できるので、コアに対して狙った位置にワイヤーを確実に整列させることができる。
次に、リール２が旋回してコア３の右側の最内位置に到達した段階で、リール２を把持する側を変更する。すなわち、左側に位置する第２の腕部２２Ｌの案内部材２６２をリール２の軸部材２ｄの内部まで挿入した後チャック２６３で軸部材２ｄの外周を把持するとともに、右側に位置する第１の腕部２２Ｒのチャック２６３を開放して案内部材２６２をリール２の軸部材２ｄから引き抜く。
把持する側が右側から左側に変更された段階でリール２は初期位置に戻るとともに、コア３の外周にはワイヤー１が一巻きされる。
このような操作を繰り返してコア３にリールを巻き付けていくことで、図８に示すように、ワイヤー１をコア３の外周に螺旋状に巻き付けることができる。
なお、Ｚ巻の巻き付けの場合は、始めに第１の腕部２２Ｒでリール２を把持し、ワイヤー１をコア３の右側に引き出すようにすればよい。
【００２５】
このように、ワイヤー１が巻き付けられたリール２をコア３における一方の側と他方の側において交互に把持しながらコア３の内外を一方向に旋回動作させ、コア３をリール２の旋回動作に連動して周方向に回転させることにより、ワイヤー１をコア３の外周に螺旋状に巻き付けるようにすれば、リール２の旋回運動の軌跡が自由であるので、一つの装置で様々なサイズのケーブルビードを製造することができる。
また、コア３の巻き付け部を巻付け位置検出用のセンサー３６で検出してコア３の回転を制御することにより、コアに対して狙った位置にワイヤーを確実に整列させることができるようにしたので、ケーブルビードの信頼性と品質とを向上させることができる。
更に、リール２とコア３との両方を運動させることで巻き付け動作の速度を速くしたので、生産性が向上する。
【００２６】
なお、前記実施の形態では、リール２の持ち替えをコア３の輪の中で行ったが、これに限るものではなく、コア３の右側もしくは左側にて行ってもよい。要は、第１及び第２の腕部２２Ｒ，２２Ｌを用いて、リール２をコア３における一方の側である右側と他方の側である左側において交互に把持しながらコア３の内外を一方向に旋回動作させるようにすればよい。但し、本例のように、リール２の持ち替えをコア３の面内で行う方がリール旋回手段２０の制御が容易であるので好ましい。
また、リール２の旋回運動は円運動に限るものではなく、左右が円弧状の旋回運動であってもよい。本例では、把持部２６を第２の可動部材２４に回転可能に取付けてあるので、リール２の受け渡し時において、リール２の軸線方向がコア３の軸線方向と平行になるようにリール２を把持できる。したがって、リール２の旋回運動の形態によらず、リール２の受け渡しを容易にかつ確実に行うことができる。
また、前記例では、水平回転機構２７ａ〜２７ｃを用いてリール２を水平面内で回転させた場合について説明したが、水平回転機構２７ａ〜２７ｃに加えて垂直回転機構２７ａ’〜２７ｃ’及び把持部回転機構２７ｄを用いれば、リール２を水平面に対して傾いた面内で回転させることができる。これにより、コア３を径の異なるコアに変更した場合でも、コアに容易にワイヤー１を巻き付けることができる。
【００２７】
また、前記例では、リール旋回手段２０を、それぞれが第１の可動部材２３と第２の可動部材２４と把持部材２５とを備えた第１及び第２の腕部２２Ｒ，２２Ｌを有する構成としたが、図９に示すように、前記把持部２６と同一構成の把持部４６をアクチュエータ４３のロッド４３２の先端に取り付け、このアクチュエータ４３を前後方向に移動させながら、ロッド４３２を伸縮させる構成のリール旋回手段４０を用いても、リール２をコア３における一方の側と他方の側において交互に把持しながらコア３の内外を一方向に旋回動作させることができる。
具体的には、コア３の左右にそれぞれレール台４１を置き、このレール台４１に設けられて前後方向に延長するレール４１Ｒ上にスライド部材４２をそれぞれ設置する。そして、このスライド部材４２上にアクチュエータ４３の本体４３１を、ロッド４３２の伸縮方向がコア３の軸方向と一致する向きに固定する。把持部４６はロッド４３２の先端側に取付けられる。
これにより、アクチュエータ４３のロッドを伸縮させながら図示しない駆動手段でスライド部材４２をレール４１Ｒ上でスライドさせるようにすれば、ワイヤー１が巻き付けられたリール２をコア３における一方の側と他方の側において交互に把持しながらコア３の内外を一方向に旋回動作させることができる。
【００２８】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
このように、本発明によれば、巻き付け性の良好なケーブルビードを容易にかつ効率よく製造することができるので、ケーブルビードの生産性を向上させることができるとともに、タイヤの性能を向上させることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１ ワイヤー、２ リール、２ａ 円筒部、２ｂ フランジ部、２ｃ ハブ部、
２ｄ 軸部材、３ 円環状のコア（コア）、１０ ケーブルビードの製造装置、
２０ リール旋回手段、２１ 基台、２２Ｒ 第１の腕部、２２Ｌ 第２の腕部、
２３ 第１の可動部材、２４ 第２の可動部材、２５ 把持部材、２６ 把持部、
２６１ 取付部材、２６２ 案内部材、２６３ チャック、
２７ａ〜２７ｃ 水平回転機構、３０ コア移動手段、３１ 駆動ロール、
３２ 押さえロール、３３ 補助ロール、３４ 駆動装置、３５ コアスライド手段、
３６ 巻付け位置検出用のセンサー、３７ 照明、３８ 基台。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状のコアに対して、ワイヤーが巻き付けられたリールを前記コアにおける一方の側と他方の側において交互に把持しながら前記コアの内外を一方向に旋回動作させ、
前記コアをリールの旋回動作に連動して周方向に回転させることにより、前記ワイヤーを前記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。
【請求項２】
前記リールを前記コアと反対側から把持しながら前記コアの他方の側に旋回動作させる工程と、
前記旋回動作の後リールを把持する側を変更する工程と、
前記把持する側を変更したリールを前記コアの一方の側に旋回動作させる工程と、
前記旋回動作の後リールを把持する側を再び変更する工程とを繰り返す請求項１に記載のケーブルビードの製造方法。
【請求項３】
前記コアを周方向に回転させると同時に、前記リールが前記コアの内側から外側へ旋回するときには、前記コアを前記リールが前記コアの最外側に位置する点から最内側に位置する点に向かう方向にスライドさせ、前記リールが前記コアの外側から内側へ旋回するときには、前記コアを前記最内側に位置する点から最外側に位置する点に向かう方向にスライドさせる請求項１または請求項２に記載のケーブルビードの製造方法。
【請求項４】
前記リールを前記コアの輪の作る面に垂直な面内で旋回させる請求項１〜請求項３のいずれかに記載のケーブルビードの製造方法。
【請求項５】
円環状のコアの一方の側と他方の側に設置され、ワイヤーが巻き付けられたリールを前記コアにおける一方の側と他方の側において交互に把持しながら前記コアの内外に旋回動作させるリール旋回手段と、
前記コアをリールの旋回動作に連動して周方向に回転させるコア回転手段とを備え、
前記ワイヤーを前記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装置。
【請求項６】
前記リール旋回手段は、
前記コアの一方の側に設置されて前記リールのコアとは反対側を把持して前記リールを前記コアの他方の側に旋回させる第１の腕部と、
前記コアの他方の側に設置されて前記リールのコアとは反対側を把持して前記リールを前記コアの一方の側に旋回させる第２の腕部とを備え、
前記各腕部は、
前記コアの周囲に設けられた基部に対して回転可能に連結された第１の可動部材と、
前記第１の可動部材に対して回転可能に連結された第２の可動部材と、
前記第２の可動部材に対して回転可能に連結されて前記リールを把持する把持部材とを備え、
前記把持部材は前記リールの把持と把持解除とを行う切換手段を備える請求項５に記載のケーブルビードの製造装置。
【請求項７】
前記コアを前記リールが前記コアの最内側に位置する点と最外側に位置する点とを結ぶ直線に平行な方向にスライドさせるスライド機構を備える請求項５または請求項６に記載のケーブルビードの製造装置。
【請求項８】
前記ワイヤーが前記コアから引き出される位置を検出するセンサーを備える請求項５〜請求項７のいずれかに記載のケーブルビードの製造装置。
【請求項９】
前記リールの外周側に設けられて当該リールから引き出されるワイヤーの当該リールの幅方向の位置を規制するガイドを備える請求項５〜請求項８のいずれかに記載のケーブルビードの製造装置。
【請求項１０】
前記リールはブレーキ機構を備える請求項５〜請求項９のいずれかに記載のケーブルビードの製造装置。
【請求項１】
円環状のコアに対して、ワイヤーが巻き付けられたリールを前記コアにおける一方の側と他方の側において交互に把持しながら前記コアの内外を一方向に旋回動作させ、
前記コアをリールの旋回動作に連動して周方向に回転させることにより、前記ワイヤーを前記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。
【請求項２】
前記リールを前記コアと反対側から把持しながら前記コアの他方の側に旋回動作させる工程と、
前記旋回動作の後リールを把持する側を変更する工程と、
前記把持する側を変更したリールを前記コアの一方の側に旋回動作させる工程と、
前記旋回動作の後リールを把持する側を再び変更する工程とを繰り返す請求項１に記載のケーブルビードの製造方法。
【請求項３】
前記コアを周方向に回転させると同時に、前記リールが前記コアの内側から外側へ旋回するときには、前記コアを前記リールが前記コアの最外側に位置する点から最内側に位置する点に向かう方向にスライドさせ、前記リールが前記コアの外側から内側へ旋回するときには、前記コアを前記最内側に位置する点から最外側に位置する点に向かう方向にスライドさせる請求項１または請求項２に記載のケーブルビードの製造方法。
【請求項４】
前記リールを前記コアの輪の作る面に垂直な面内で旋回させる請求項１〜請求項３のいずれかに記載のケーブルビードの製造方法。
【請求項５】
円環状のコアの一方の側と他方の側に設置され、ワイヤーが巻き付けられたリールを前記コアにおける一方の側と他方の側において交互に把持しながら前記コアの内外に旋回動作させるリール旋回手段と、
前記コアをリールの旋回動作に連動して周方向に回転させるコア回転手段とを備え、
前記ワイヤーを前記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装置。
【請求項６】
前記リール旋回手段は、
前記コアの一方の側に設置されて前記リールのコアとは反対側を把持して前記リールを前記コアの他方の側に旋回させる第１の腕部と、
前記コアの他方の側に設置されて前記リールのコアとは反対側を把持して前記リールを前記コアの一方の側に旋回させる第２の腕部とを備え、
前記各腕部は、
前記コアの周囲に設けられた基部に対して回転可能に連結された第１の可動部材と、
前記第１の可動部材に対して回転可能に連結された第２の可動部材と、
前記第２の可動部材に対して回転可能に連結されて前記リールを把持する把持部材とを備え、
前記把持部材は前記リールの把持と把持解除とを行う切換手段を備える請求項５に記載のケーブルビードの製造装置。
【請求項７】
前記コアを前記リールが前記コアの最内側に位置する点と最外側に位置する点とを結ぶ直線に平行な方向にスライドさせるスライド機構を備える請求項５または請求項６に記載のケーブルビードの製造装置。
【請求項８】
前記ワイヤーが前記コアから引き出される位置を検出するセンサーを備える請求項５〜請求項７のいずれかに記載のケーブルビードの製造装置。
【請求項９】
前記リールの外周側に設けられて当該リールから引き出されるワイヤーの当該リールの幅方向の位置を規制するガイドを備える請求項５〜請求項８のいずれかに記載のケーブルビードの製造装置。
【請求項１０】
前記リールはブレーキ機構を備える請求項５〜請求項９のいずれかに記載のケーブルビードの製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−３９６７５（Ｐ２０１３−３９６７５Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７５９４６（Ｐ２０１１−１７５９４６）
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]