線材巻取り用スプール、これを用いた線材の巻取り装置および線材の巻取り方法

【課題】線材を巻き取った後の線材端末の引き出し工程についても自動化することができ、これにより作業効率を向上することが可能な線材巻取り用スプール、これを用いた線材の巻取り装置および線材の巻取り方法を提供する。
【解決手段】線材を巻き取るためのスプール１０である。一方のフランジ部１１ａの外側に、フランジ部１１ａとの間で線材を挟持可能であって、略十字形にフランジ部１１ａを覆うクリップ１２が固設され、かつ、フランジ部１１ａの、クリップ１２に覆われていない縁部のうち少なくとも一箇所に、切欠き部１３が設けられている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線材巻取り用スプール、これを用いた線材の巻取り装置および線材の巻取り方法（以下、単に「スプール」、「巻取り装置」および「巻取り方法」とも称する）に関し、詳しくは、スチールコード製造プロセスにおける最終伸線工程後の線材の巻取り、および、次工程である撚り線工程での線材の引出しに使用される線材巻取り用スプール、これを用いた線材の巻取り装置および線材の巻取り方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ等の各種ゴム物品の補強材として好適に使用されるスチールコードは、一般に、鋼線材に対し、伸線、熱処理およびめっき処理を所定条件下で実施した後、撚り線を行うことにより製造される。この際、最終伸線後の線材は、一旦スプールに巻き取った後、次工程である撚り線工程に供される。
【０００３】
この最終伸線後の線材をスプールに巻き取る工程は、従来、巻取り装置により自動で行われており、スプールへの線材端末の係留方法としては、テープ等で留める、ワイヤに癖付けして留める、結節して留める等の方法が用いられていた。また、これらいずれの係留方法を用いる場合も、次工程である撚り線工程では、線材が巻き取られたスプールを巻き出しに仕掛けた後、線材端末の引き出しは人手にて行われていた。
【０００４】
かかる線材巻取り用のスプールに関しては、例えば、特許文献１に、スチールコードを把持する把持部、離脱防止部、弾力を付与する屈曲部及びフランジに取り付けられる固定部からなるクリップを備え、フランジに、離脱防止部が通過し得る通孔、及び、固定部が挿入され、屈曲部が位置するスリットを設けたスチールコード巻取用スプールが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１８１９９０号公報（特許請求の範囲等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のスプールへの線材端末の係留方法では、次工程である撚り線工程における端末引き出しの際に、端末の位置が不確定であったり、テープ等を剥がす、結節を解くなどの煩雑な作業を行う必要があり、工程を自動化することができないために、作業効率を著しく損なうという問題があった。したがって、スプールの改良により、線材の巻取り工程だけでなく、次工程における線材の引き出しについても自動化することができる技術の確立が求められていた。
【０００７】
そこで本発明の目的は、線材を巻き取った後の線材端末の引き出し工程についても自動化することができ、これにより作業効率を向上することが可能な線材巻取り用スプール、これを用いた線材の巻取り装置および線材の巻取り方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は鋭意検討した結果、スプールに、線材端末の係留手段としてのクリップと、線材をこのクリップに誘導するための切欠き部とを設けることで、上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明の線材巻取り用スプールは、線材を巻き取るためのスプールであって、
一方のフランジ部の外側に、該フランジ部との間で前記線材を挟持可能であって、略十字形に該フランジ部を覆うクリップが固設され、かつ、該フランジ部の、該クリップに覆われていない縁部のうち少なくとも一箇所に、切欠き部が設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の線材巻取り用スプールにおいては、前記切欠き部が、前記フランジ部の、前記クリップに覆われていない４箇所の縁部のそれぞれに設けられていることが好ましい。また、好適には、前記クリップの外側に、前記フランジ部と同径のディスク板が固設されている。さらに、好適には、前記ディスク板の、前記切欠き部に対応する部位に検出穴が設けられている。
【００１１】
また、本発明の線材の巻取り装置は、伸線後の線材を、上記本発明の線材巻取り用スプールに巻き取る線材の巻取り装置であって、
前記スプールを回転可能に支持する巻取り軸と、該巻取り軸に対し平行に移動可能に形成され、前記スプールの軸方向における前記線材の巻取り位置を決定するトラバースと、前記巻取り軸の近傍に配置され、前記線材を切断するとともに切断された該線材の未巻取り側の端部を把持し得る切断装置と、前記スプールを軸方向に直交する方向に搬送可能なスプール搬送テーブルとを備えることを特徴とするものである。
【００１２】
さらに、本発明の線材の巻取り方法は、伸線後の線材を、上記本発明の線材の巻取り装置を用いてスプールに巻き取る線材の巻取り方法であって、
前記巻取り軸に支持された空のスプールに対し、前記トラバースを介して前記線材を巻取る巻取工程と、
線材の巻取りが終了した後に、前記トラバースを前記スプールの一方のフランジ部の外側に移動させて、巻き取られた線材の残部を該スプールの切欠き部を介してクリップに係留する線材係留工程と、
前記線材が巻き取られたスプールと新たな空のスプールとを、前記スプール搬送テーブルにより自動で交換するスプール交換工程と、
前記切断装置により、前記クリップに係留された線材の残部を一定長さで切断するとともに切断された該線材の未巻取り側の端部を把持する線材端部切断工程と、を含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、伸線後の線材を巻き取った後の、線材端末の引き出し工程についても自動化することが可能となり、作業効率を大幅に向上することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ），（ｂ）は、本発明の線材巻取り用スプールを示す一部切欠正面図および側面図である。
【図２】本発明の線材の巻取り装置を示す斜視図である。
【図３】本発明の線材の巻取り方法を示す第一の斜視図である。
【図４】本発明の線材の巻取り方法を示す第二の斜視図である。
【図５】本発明の線材の巻取り方法を示す第三の斜視図である。
【図６】本発明の線材の巻取り方法を示す第四の斜視図である。
【図７】本発明の線材の巻取り方法を示す第五の斜視図である。
【図８】本発明の線材の巻取り方法を示す第六の斜視図である。
【図９】本発明の線材の巻取り方法を示す第七の斜視図である。
【図１０】本発明の線材の巻取り方法を示す第八の斜視図である。
【図１１】本発明の線材の巻取り方法を示す第九の斜視図である。
【図１２】本発明の線材の巻取り方法を示す第十の斜視図である。
【図１３】本発明の線材の巻取り方法を示す第十一の斜視図である。
【図１４】本発明の線材の巻取り方法を示す第十二の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１（ａ），（ｂ）に、本発明の線材巻取り用スプール１０の一部切欠正面図およびそのＸ−Ｘ線に沿う側面図をそれぞれ示す。図示するように、本発明のスプール１０においては、一対のフランジ部１１ａ，１１ｂのうちの一方のフランジ部１１ａの外側に、このフランジ部１１ａとの間で線材１を挟持可能なクリップ１２が固設されている。クリップ１２は、略十字形にフランジ部１１ａを覆う形状に形成されており、フランジ部１１ａの、クリップ１２に覆われていない４箇所の縁部のそれぞれには、切欠き部１３が設けられている。
【００１６】
本発明においては、このように、スプール１０の外側面に線材１を挟持可能なクリップ１２を取り付けるとともに、スプール１０のフランジ部１１ａに線材１をクリップ１２に誘導するための切欠き部１３を設けたことで、満巻きになったスプールを排出する際に、切断した線材端末をクリップ１２にて確実に保持して、線材端末がバラけるのを防止することができ、これにより、後述するように、最終伸線工程後の線材の巻取りから、次工程の撚り線工程での巻き出し仕掛けまでを自動化することが可能となった。
【００１７】
クリップ１２を略十字形とすることで、フランジ部と同形の円形状とする場合に比して、低コスト化に寄与できる。さらに、図示するように、クリップ１２には、線材１がフランジ部１１ａとクリップ１２との間に入り込みやすいように、フランジ部１１ａの周縁に沿う部分に角度をつけておくことが好ましい。この角度αは、例えば、１５°〜３０°程度とすることができる。
【００１８】
クリップ１２の材質としては、線材端末を確実に保持できる程度の強度を有するものであれば、特に制限はないが、好適には、耐摩耗性およびコスト性の観点より、ステンレス（ＳＵＳ３０４相当）を用いる。また、クリップ１２の板厚としては、材質にもよるが、線材径から把持力、および耐久性を考慮して、０．５〜１．０ｍｍとすることが好ましい。
【００１９】
切欠き部１３は、図示する例では、フランジ部１１ａのクリップ１２に覆われていない４箇所の縁部のそれぞれに設けられているが、線材の誘導のためには、クリップ１２に覆われていない縁部のうち少なくとも一箇所に設ければよい。また、切欠き部１３の形状としては、線材をフランジ部の内側から外側に誘導できるものであれば、特に制限はない。
【００２０】
また、本発明のスプール１０においては、図示するように、クリップ１２の外側に、フランジ部１１ａと同径のディスク板１４が固設されていることが好ましい。一般に、スプールを次工程に搬送する際にはレール等を転がして運ぶ方法が用いられるが、スプールに切欠き部を設けると、転がした際にバランスが崩れてレール内でスタックしたり、切欠き部が輪留めの働きをしてうまく転がらない場合がある。本発明においては、スプール１０の側面にディスク板１４を取り付けることで、このような問題の発生を防止することができる。また、ディスク板１４を取り付けることで、クリップ１２を保護して破損を防止する効果も得られる。
【００２１】
さらに、ディスク板１４の、切欠き部１３に対応する部位に位置検出用の穴１５を設ければ、レーザセンサ等により、この穴１５を介して切欠き部１３の位置を検出することができるので、線材１を誘導する際に常に切欠き部１３が同じ位置に来るようにすることができ、後述するように、スプール１０に係留された線材端部を、容易に一定長さにすることができる。なお、ディスク板１４を取り付けることで、この位置検出用の穴の加工が容易にできるという利点もある。ディスク板１４の材質としては、例えば、ＳＳ４００またはＳ４５Ｃ等を用いることができ、その板厚は、材質にもよるが、例えば、３．２〜４．５ｍｍとすることができる。
【００２２】
かかる本発明の線材巻取り用スプール１０は、図２に示す本発明の線材の巻取り装置１００において好適に使用することができる。図２に示す線材の巻取り装置１００は、伸線後の線材を本発明のスプール１０に巻き取るものであって、スプール１０を回転可能に支持する巻取り軸２１と、巻取り軸２１に対し平行に移動可能に形成されたトラバース２２と、巻取り軸２１の近傍に配置された切断装置２３と、スプール１０を軸方向に直交する方向に移動可能なスプール搬送テーブル２４とを備えている。また、符号２５Ａおよび２５Ｂは、それぞれ空のスプールおよび満巻きのスプールを移送するためのスプールストックレールを示し、これらは例えば、２〜３個のスプールをストックできるよう形成されている。さらに、符号２９Ａおよび２９Ｂはそれぞれ、空のスプールをスプールストックレール２５Ａまで搬送するためのレール、および、満巻きのスプールをスプールストックレール２５Ｂから排出するためのレールを示す。この巻取り装置１００を用いた線材の巻取り方法について、図面を参照しつつ、以下に詳述する。
【００２３】
図示する巻取り装置１００においては、まず、レール２９Ａおよびスプールストックレール２５Ａを介して搬送されてきた空のスプール１０を、図示するように巻取り軸２１にセットした後、空のスプール１０を巻取り軸２１により回転させて、伸線後の線材１を、トラバース２２を介してスプール１０に巻き取る。トラバース２２は、線材１を担持しながら巻取り軸２１に対し平行に移動して、スプール１０の軸方向における線材１の巻取り位置を決定するものである。
【００２４】
次いで、図３（ａ）に示すように、スプール１０に対し伸線された線材１が所定長さまで巻きつけられたところで、低速で伸線しながら、トラバース２２をスプール１０の左側フランジ部１１ａ側へ移動させて、伸線を停止する。次に、自動交換に必要な長さ、および、空のスプールに線材を巻き付けるために十分な長さを伸線ダンサーに溜めるために、スプール軸を逆転させて、スプール１０に巻き付けた線材１を繰り出した後、図３（ｂ）のスプール１０の左側フランジ部１１ａの拡大図に示すように、スプール１０を、その縁部に形成された切欠き部１３が上位置に来るように停止させる。なお、図中の符号１０Ａは、まだ線材が巻取られていない空のスプールを示しており、この空のスプール１０Ａは、スプールストッパー２６にて固定されている。
【００２５】
次いで、図４に示すように、トラバース２２をスプール１０の左側フランジ部１１ａの外側までさらに移動させることで、スプール１０に巻き取られた線材１の残部をスプール１０の切欠き部１３に引っ掛ける。この際のトラバース２２の移動距離は、例えば、左側フランジ部１１ａから左側に０〜１００ｍｍとすることができる。
【００２６】
その後、図５に示すように、スプール１０を回転させて、線材１を切欠き部１３を介してクリップ（図示せず）に係留する。この際のスプール１０の回転角度は、例えば、９０〜１２０°とすることができる。クリップに係留するために必要な余剰の線材１は、伸線機ダンサーより繰り出せばよい。また、確実に線材１をクリップに係留するために、線材１には一定のテンションを与えておくことが好ましい。
【００２７】
次いで、図６に示すように、スプール搬送テーブル２４を上昇させてスプール１０を受けるとともに、スプールストッパー２６を上昇させて空のスプール１０Ａを移動可能とし、巻取り軸２１をアンクランプさせて、シリンダによりスプール１０を巻取り軸２１から抜く。
【００２８】
次いで、図７に示すように、スプール搬送テーブル２４をスライドさせて、線材が巻き取られた満巻きのスプール１０と新たな空のスプール１０Ａとを、自動で交換する。この際の移動距離は、例えば、３００ｍｍ程度とする。この際のスプール搬送テーブル２４の移動に必要な線材は、伸線機ダンサーより繰り出す。
【００２９】
次いで、図８に示すように、切断装置２３を左側に移動させると同時にトラバース２２を右側に移動させて、切断装置２３により、線材１を切断すると同時に、切断された線材１の未巻取り側の端部を把持する。ここで、前述したように、本発明のスプール１０は切欠き部１３の位置検出用の穴１５を有しており、巻取り軸２１に支持された状態で切欠き部１３が常に同じ位置に来るように調整されているので、そこから同じ角度だけスプール１０を回転させた後に切断を行うことで、クリップに係留された線材１の残部を常に一定長さとすることができる。次工程である撚り線工程の線材巻き出しでは、通常、３〜５本またはそれ以上の複数本のスプールがセットされるため、このようにスプールのクリップに係留された線材１の長さを常に一定とすることで、自動で複数本の線材端末を容易に同時に引き出すことができるものとなり、効率的である。
【００３０】
ここで、線材１を切断する位置は、できるだけスプール１０に近い位置とすることが好ましい。これにより線材の端末が短くなるので、線材自体の剛性により、その端末はスプール１０からフランジ部の接線方向に対しある角度、例えば、４０°〜５０°の角度をもって飛び出した状態で係留される。このように線材端末を飛び出した状態とすることで、次工程で線材を自動的に引き出す際に、容易に端末を把持することができるものとなる。なお、線材１を切断すると同時に切断された線材１の一方の端部を把持し得る切断装置２３の詳細構造については、特開平４−３４４８２７号公報に開示されている。また、この際の切断装置２３の左側への移動量は、例えば、３００ｍｍ程度とすることができ、トラバース２２の右側への移動量は、例えば、０〜１００ｍｍ程度とすることができる。
【００３１】
次いで、図９（ａ）に示すように、スプール搬送テーブル２４に設けられた切欠部からプッシャー２７を上昇させて、満巻きのスプール１０をスプールストックレール２６Ｂに移動させる。このプッシャー部分の拡大図を、図９（ｂ）に示す。符号２８は、始端末切断装置を示している。その後、巻取り軸２１のエア圧を低圧にして次の空のスプール１０Ａをクランプさせ、巻取り軸２１の駆動側を回転させてスプール１０Ａのフランジにある穴１５を検出し停止する。この際、スプールの穴１５と、巻取り軸２１に設けられたケレーピンのセット穴とは位置的に対応しているため、セット穴位置は特定できる。また、巻取り軸２１のケレーピン位置をセンサーで位置決めし、双方の位置を合わせて高圧でクランプする。
【００３２】
次いで、図１０に示すように、プッシャー２７を下降させるとともにトラバース２２および切断装置２３を下降させて、線材１の端末をスプール１０Ａのクリップに係留する。その後、切断装置２３で把持していた線材端末を放す。この際のトラバース２２の下方向への移動量は、例えば、５０〜１００ｍｍ程度とすることができ、切断装置２３の下方向への移動量は、例えば、５０〜１００ｍｍ程度とすることができる。
【００３３】
次いで、図１１に示すように、スプール搬送テーブル２４を下降させるとともに、切断装置２３を上昇させ右側に移動させて、切断装置２３を収納する。
【００３４】
次いで、図１２に示すように、スプール１０Ａを低速で回転させて、トラバース２２を介して線材１をスプール１０Ａに巻き付ける。この際の線材１の巻付け回数は、６〜８回程度とすればよい。巻付けに必要な線材は、伸線機ダンサーより繰り出す。
【００３５】
次いで、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、始端末切断装置２８を上昇させ、スプール１０Ａを回転させて線材１を始端末切断装置２８にセットする。この始端末切断装置２８は、線材１を切断すると同時に切断された線材１の一方の端部を把持し得るものであり、切断装置２３と同様の装置を用いることができる。その後、図１３（ｂ）に示すように、始端末切断装置２８により線材１を切断して、そのスプール１０Ａに巻付けられていない側の端部を把持する。そのまま始端末切断装置２８を下降させて、スプール１０Ａのクリップから線材１の始端部を外すことで、線材１の始端部を切除することができる。切除した線材１は、スプール搬送テーブル２４の下に設けられた専用ボックスに回収することができる。
【００３６】
次いで、図１４に示すように、トラバース２２を上昇させて、スプール搬送テーブル２４をスライドさせた後、伸線を開始する。なお、図示はしないが、満巻きのスプール１０は、スプールストックレール２５Ｂおよびレール２９Ｂを順次介して、次工程に排出される。以上の一連の工程により、最終伸線工程の線材巻取りから次工程の撚り線工程の巻き出し仕掛けまでを、自動的に行うことが可能となった。
【符号の説明】
【００３７】
１線材
１０スプール
１１ａ，１１ｂフランジ部
１２クリップ
１３切欠き部
１４ディスク板
１５位置検出用の穴
２１巻取り軸
２２トラバース
２３切断装置
２４スプール搬送テーブル
２５Ａ，２５Ｂスプールストックレール
２６スプールストッパー
２７プッシャー
２８始端末切断装置
２９Ａ，２９Ｂレール
１００巻取り装置

【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材を巻き取るためのスプールであって、
一方のフランジ部の外側に、該フランジ部との間で前記線材を挟持可能であって、略十字形に該フランジ部を覆うクリップが固設され、かつ、該フランジ部の、該クリップに覆われていない縁部のうち少なくとも一箇所に、切欠き部が設けられていることを特徴とする線材巻取り用スプール。
【請求項２】
前記切欠き部が、前記フランジ部の、前記クリップに覆われていない４箇所の縁部のそれぞれに設けられている請求項１記載の線材巻取り用スプール。
【請求項３】
前記クリップの外側に、前記フランジ部と同径のディスク板が固設されている請求項１または２記載の線材巻取り用スプール。
【請求項４】
前記ディスク板の、前記切欠き部に対応する部位に検出穴が設けられている請求項３記載の線材巻取り用スプール。
【請求項５】
伸線後の線材を、請求項１〜４のうちいずれか一項記載の線材巻取り用スプールに巻き取る線材の巻取り装置であって、
前記スプールを回転可能に支持する巻取り軸と、該巻取り軸に対し平行に移動可能に形成され、前記スプールの軸方向における前記線材の巻取り位置を決定するトラバースと、前記巻取り軸の近傍に配置され、前記線材を切断するとともに切断された該線材の未巻取り側の端部を把持し得る切断装置と、前記スプールを軸方向に直交する方向に搬送可能なスプール搬送テーブルとを備えることを特徴とする線材の巻取り装置。
【請求項６】
伸線後の線材を、請求項５記載の線材の巻取り装置を用いてスプールに巻き取る線材の巻取り方法であって、
前記巻取り軸に支持された空のスプールに対し、前記トラバースを介して前記線材を巻取る巻取工程と、
線材の巻取りが終了した後に、前記トラバースを前記スプールの一方のフランジ部の外側に移動させて、巻き取られた線材の残部を該スプールの切欠き部を介してクリップに係留する線材係留工程と、
前記線材が巻き取られたスプールと新たな空のスプールとを、前記スプール搬送テーブルにより自動で交換するスプール交換工程と、
前記切断装置により、前記クリップに係留された線材の残部を一定長さで切断するとともに切断された該線材の未巻取り側の端部を把持する線材端部切断工程と、を含むことを特徴とする線材の巻取り方法。

【図１】