JP2653752B2 - 線材の巻取り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、剛性を有する線材、例
えばバネ製造用の素材としての線材を、変形などの「く
せ」が無くて形状の良い束状のコイルに形成することが
可能な線材の巻取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ユーザーサイドでの線材加工、例えばバ
ネ製造用の素材としての線材を加工する場合、一次製造
側での巻取り工程で形成された線材コイルに「くせ」、
一例として束状のコイルから素線が飛び出て歪曲してい
るような状態があると、製品規格を満足するバネを製造
できないことになり、従って、非常に繊細さが要求され
る線材加工の場合、一次製造側で形状の良い束状のコイ
ルに形成することが強く望まれている。従来、この種の
タイプの巻取り機には、ＩＶ（インバーテッド）巻取り
機と通称されるものがあり、図１０に基本的構造が概略
示される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この巻取り機の巻取り
方法によると、線材引取り用のキャプスタン３０を回転
させて線材に張力をかけて線材を巻取った後、これをキ
ャプスタン３０の下に立設された巻取り枠２９に落とし
線材を巻取って行くようにしている。しかし、この方法
では、線材引取り用のキャプスタン３０に巻付けながら
必要な製品条数となるまで、昇降式受爪３４を連続的に
降下しガイド３１の外側に巻かれた線材が条長分シリン
ダ状に貯線され、条長になった時点でガイド下部の巻取
り枠２９に落とされるため、線長が長大な線材コイルを
製作するためには、昇降行程の長い昇降式受爪３４及び
上下に長い寸法の線材引取り用のガイド３１が必要とな
り、その結果、装置が大型化する不利がある。なお、昇
降式受爪３４の無いＩＶ巻取り機もあるが、線材引取り
用のキャプスタン３０に巻かれた線材が巻取り枠２９に
自由落下する為、荷姿の調整がきかなく、形状の良い束
状のコイル製品を製造できないという欠点がある。本発
明は、このような問題点の解消を図るために成されたも
のであり、本発明の目的は、ユーザーサイドで取扱い易
い形状が安定した束状のコイル製品を設備の小型化を図
りながら容易に実現させる点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため以下に述べる構成としたものである。即
ち、本発明は、所定速度で繰り出された剛性を有する線
材を巻取って、複数の線材コイル単位から成る束状のコ
イルを形成する線材の巻取り装置であって、ターンテー
ブル上に立設されて垂直中心軸の周りに回転する巻取り
枠と、該巻取り枠の頭部に着脱または開閉可能に取付け
られて、繰り出された前記線材が巻付けられる巻取り用
センターガイドと、基部が巻取り枠内で昇降動可能に支
持されて前記垂直中心軸の周りに配置され、仕上がった
束状のコイルを上面で支持する長さを有する同一水平面
内の複数個の受爪を備える線受止要素と、ターンテーブ
ル、巻取り枠、巻取り用センターガイドおよび線受止要
素を垂直軸の周りに一体回転させ、巻取り用センターガ
イドを繰り出し速度に同調した巻取り速度で回転する回
転駆動手段と、線受止要素を昇降させて複数個の受爪を
所定ピッチで間欠的に降動する昇降駆動手段とを含み、
前記巻取り用センターガイドが、巻取り枠よりも大径で
垂直中心軸方向の巻付け長が短い筒状体に形成されて線
材が張力をかけずに緩く巻付けられる巻取り部と、該巻
取り部外径と巻取り枠外径との中間の外径の筒状体に形
成されて巻取り部の下部に同軸の一体に連接されるガイ
ド部とから成ることを特徴とする線材の巻取り装置であ
る。

【０００５】本発明はまた、ガイド部が、巻取り部側の
上方部から下方部に至り段階的または無段階的に外径を
小さくするガイド部材であって、昇降動する複数個の前
記受爪を案内するための切り欠きを有することをもまた
特徴とする線材の巻取り装置である。

【０００６】

【作用】上記の構成を有する本発明に従えば、製品であ
る線材コイルの仕上がり内径よりも若干小さい直径の巻
取り部を有する巻取り用センターガイドを取付けること
によって、繰り出し速度とこの速度に同調した巻取り速
度との関係から、線材を巻取り用センターガイドの巻取
り部に密着しないように該巻取り部が内枠となってその
外側にシリンダ状に巻取ることができる。所定量の線材
が巻取られてシリンダ状の線材コイル単位を形成した時
点で、一体回転中の複数個の受爪を、所定ピッチで間欠
的に降動させる。この降動操作によって、巻取り部の線
材コイル単位は、下方に移動して束状のコイルとなり受
爪に受止され安定する。線材の巻取りは引き続いて行わ
れるが、巻取り用センターガイドの直下位置で安定する
線材コイル単位が次に形成される線材コイル単位に対し
て受止部材として作用するため、巻取り部での巻取りは
円滑に行われる。

【０００７】このようにしてシリンダ状に巻かれた線材
コイル単位は、間欠的に降下する受爪によって、コイル
軸長に見合った長さで降下することにより、線材コイル
単位は僅かに偏心しながら束状のコイルになり、また、
この動作を順次繰り返すことによって、束状のコイルが
積み重なって形状が良く整った束状のコイルを巻取り枠
の周りに形成することができる。その際、巻取り部外径
と巻取り枠外径との中間の外径の筒状体に形成されるガ
イド部が、巻取り部の下部に同軸の一体に連接されてい
るため、線材はこの径の差に対応した分、束塊となり、
遠心力で偏心した形でその偏心量が内枠としてのガイド
部により規制されながら該ガイド部に巻付き、この束塊
の形態を保ちながら巻取り枠に円滑に且つ緩やかに巻付
く。従って、ガイド部が無い場合のように、巻取り部か
ら線材コイルが外れた際、遠心力により線材が無秩序に
巻取り枠に巻付いて巻姿が悪くなるようなことがなくな
り、高速巻取りを行いながら、巻姿を良好に維持するこ
とが可能である。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を参
照しながら説明する。図１は、本発明の実施例が用いら
れる巻取りラインの正面図、図２および図３は、図１図
示巻取り装置２の要部示平面図および要部示正面断面図
である。図示の巻取りラインは、線材繰り出し手段１と
巻取り装置２とを備える。線材繰り出し手段１は、直線
式連続型の伸線機における線繰り出し部に設けられる。
この線材繰り出し手段１は、ベース３と、その上部に設
置された線材線引き用のダイスボックス４および線材繰
り出しブロック５とから成り、線材繰り出しブロック５
には、エアシリンダで作動させるタッチローラ６が圧接
して設けられていて、ダイスボックス４を通過した線材
７を、線材繰り出しブロック５に１０数巻きさせた後、
タッチローラ６で圧接することにより、巻取り側に向け
て所定速度で繰り出すようになっている。なお、上記線
材繰り出しブロック５は、伸線機の上がりブロックでも
よい。

【０００９】一方、巻取り装置２は、ターンテーブル１
３と、巻取り枠９と、巻取り用センターガイド１０と、
線受止要素１２と、回転駆動手段と、昇降駆動手段とか
ら成る。ターンテーブル１３は、ギヤ２２を介して駆動
用モータ２３により回転される。

【００１０】ターンテーブル１３の上面中心部には、巻
取り枠９がターンテーブル１３と同軸に立設され固定さ
れる。巻取り枠９は、例えば太い丸鋼棒を素材として、
曲げ加工と溶接加工とにより、仮想有頂円筒に添った４
本の支柱および十字状頭部を有する枠部９Ａと、４花弁
状を成す台部９Ｂとからなる筒状枠体に形成される。

【００１１】巻取り用センターガイド１０は、巻取り部
１１Ａ及びガイド部１１Ｂを上下に連接して一体に有し
ていて、例えば鋼板を素材として大径短円筒を上部、小
径短円筒を下部に持つ段付短円筒に形成した筒体から成
り、大径短円筒部が巻取り部１１Ａとして、小径短円筒
部がガイド部１１Ｂとして用いられる。この巻取り用セ
ンターガイド１０は、大径短円筒の内壁に固着された４
組の固定用ガイド１７によって、巻取り枠９における筒
状枠体の頭部に着脱可能な同心的に取付けられる。この
巻取り用センターガイド１０は、着脱可能に取付ける構
造の他、図６及び図７ (イ)〜(ハ) に示す例のように、開
閉可能に取付ける構造のものであってもよい。巻取り用
センターガイド１０における巻取り部１１Ａは、図１に
示されるように、巻取り枠９に取付けられた状態では、
線材繰り出しブロック５と等水平レベルに位置するよう
になっている。なお、ガイド部１１Ｂには、後記の４本
の受爪１４を円滑に昇降移動させることができるよう
に、各受爪１４を案内するための切り欠き２８が上下に
延びて設けられる。

【００１２】線受止要素１２は、複数個の受爪１４を要
素部材に備えている。この受爪１４は、ターンテーブル
１３の中心部を貫通して回転自在に立設したボールネジ
１８の回転に対応して巻取り枠９内で上下動可能に設け
られている可動部材２４に対して、一端の基部が取付け
られて、前記枠部９Ａを水平に横切った状態で他端の爪
先部を外側に向けて同一水平面内に配設される。このよ
うに設けられる複数個の受爪１４は、各爪先部が巻取り
用センターガイド１０の巻取り部１１よりも外方に張り
出していて、巻取り部１１に巻付けられたシリンダ状の
線材コイル単位から仕上がった束状のコイルを各受爪１
４の上面で受止めて支持するように形成され、ボールネ
ジ１８の回転により昇降するとともに、ターンテーブル
１３と一体となって回転運動を行うようになっている。
ターンテーブル１３の回転とボールネジ１８の回転と
は、ベアリングを介してそれぞれ独立しており、受爪１
４の昇降運動及び回転運動は、個別に、かつ自在に行う
ことが可能となっている。

【００１３】次に、上記実施例を使用して線材７を巻き
取る方法を説明する。巻取り用センターガイド１０の巻
取り部１１Ａとして、直径３８０mm、軸方向長２５０mm
の筒体を用いた。線径φ１．６ｍｍのバネ線用鋼線から
なる線材７を、２００ｍ／分の伸線速度で、タッチロー
ラ６が圧接される線材繰り出しブロック５から繰り出さ
せる。一方、巻取り側では、４個の受爪１４を最上方位
置の巻取り部１１下端部に接近する位置まで上昇させた
状態に保持して、ターンテーブル１３と、巻取り枠９
と、巻取り用センターガイド１０と、４個の受爪１４と
を一体に回転させる。その場合、前述したように、巻取
り部１１Ａの周速度が、前記伸線速度に同調した巻取り
速度となるよう速度調節を行う。このようにすることに
なって、巻取り部１１Ａに端部が巻付けられた線材７
は、張力がかからない状態で緩く巻付けられ、従って、
巻取り部１１Ａの周面には、シリンダ状をなす線材コイ
ル単位が巻取られる。

【００１４】巻取りが一定時間もしくは一定量行われる
と、受爪１４を所定ピッチ降下させる。この降下によっ
て、シリンダ状をなす線材コイル単位は、ほぼ一体とな
って、下がった受爪１４上に落下し、その際、前述する
ように、ガイド部１１Ｂを経て巻取り枠９の周りに落下
することから、束塊の形態を保持しながら巻取り枠９に
巻付きながら偏芯して、巻姿が良い束状のコイルにな
る。図５に示されるタイムチャートにより明らかな如
く、受爪１４は、停止と下降とが交互の間欠的に行わ
れ、所定のピッチで降動するために、図８，図９に示さ
れるような束状になった線材コイル単位の複数個がパタ
ーンレイ状に重なった形態の形状が良い束状のコイルを
巻取り枠９の回りに形成することができる。

【００１５】この場合、具体的な数字を例示すると、線
材７の線径：φ１．６mm、伸線速度：２００ｍ／分、線
材コイル単位内径：φ４００mm、巻取り回転数：２００
／０．４π≒１５９r.p.m.、巻取り用センターガイド１
０の巻取り部１１形状：直径φ３８０mm、軸方向長２５
０mmの条件で束状のコイルがパターンレイ状に重なった
形状の良い束状のコイルを作ることができた。

【００１６】なお、図４には本発明の各実施例に係る巻
取り装置２における巻取り用センターガイド１０が示さ
れるが、前記実施例における段付き筒状体の形態（図４
（イ）参照）の他に、ガイド部１１Ｂが下方に向けて順
次小径筒部となる複数段付きの筒状体、例えば図４
（ロ）に示される２段構造のガイド部１１Ｂ、また、無
段階的なテーパ筒に形成される図４（ハ）に示される如
き構造のガイド部１１Ｂを採用し得るものであって、こ
れらの２例は、巻取り部１１Ａと巻取り枠９との間に相
当の径差がある場合に用いて有効である。なお、巻取り
部１１Ａとガイド部１１Ｂとは、前記実施例に示される
ガイド部材の他に、例えば、棒体を仮想円筒の周面に添
って一定間隔で配設した構造（図４（ニ）参照）、ま
た、割れ筒状の構造（図４（ホ）参照）等、必ずしも円
筒体である必要はなく、線材の巻付けが可能な巻枠形状
であればその他の変型になるものを当然採用することが
可能である。

【００１７】

【発明の効果】本発明は以上述べたように、巻取り用セ
ンターガイドの巻取り部において、シリンダ状を成した
所定巻数の線材コイル単位を巻取った後、線受止要素の
受爪を所定ピッチ降下させることによって巻取り部の直
下位置で束状の線材コイル単位を形成し、この操作を順
次繰り返すようにするものであるから、「ひげ」等のく
せが全く無い形状の良い束状の線材コイルを得ることが
可能である。しかも、巻取り部では張力を加えないで巻
取るので、多数条巻取った状態でも下方への自由落下に
よる移動が確実に行われるとともに、巻取り形状も安定
する。

【００１８】さらに、巻取り部の直下位置の束状線材コ
イル単位が、次に巻取られている線材を受止するように
作用するため、巻姿が安定した線材コイル単位が得られ
る。また、巻取り用センターガイドが巻取り部及びこれ
より径が小さいガイド部を有することによって、巻取り
部にシリンダ状に巻取られた線材が受爪の下降により巻
取り枠に収まる際、大きく偏心する等の急激な変動が緩
和できて、「ひげ」を生じないきれいな束状のコイルと
して高速下でも安定的に巻取ることができる。

【００１９】また本発明によれば、従来のＩＶ型巻取機
では不可欠であった引き取り用キャプスタンを省略する
とともに、軸方向長の短い巻取り用センターガイドを採
用することによって、内枠規制用の軸方向長の長いガイ
ドが不要となり、装置全体をより一層小型化ならびに低
コスト化し得る経済的効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係る巻取りラインの正面図
である。

【図２】図１に図示される巻取り装置２の要部示平面図
である。

【図３】図１に図示される巻取り装置２の要部示正面断
面図である。

【図４】本発明の各実施例に係る巻取り装置における巻
取り用センターガイド１０の正面図である。

【図５】図１に図示される１実施例の受爪１４下降運転
パターンのタイムチャートである。

【図６】本発明の他実施例に係る巻取り装置２の要部示
正面図である。

【図７】図６図示巻取り装置２における巻取り用センタ
ーガイド１０の開閉動作を順序的に示す斜視図である。

【図８】本発明方法の実施により得られる束状コイルの
巻取り状態を示す立体的模式図である。

【図９】本発明方法の実施により得られる束状コイルの
巻取り状態を示す平面的模式図である。

【図１０】従来のＩＶ巻取り機の概略示構造図である。

【符号の説明】

１…線材繰り出し手段、 ２…巻取り装置、 ７…線材、 ８…線材コイル、 ９…巻取り枠、 １０…巻取り用セン
ターガイド、 １１Ａ…巻取り部、 １１Ｂ…ガイド
部、 １２…線受止要素、 １３…ターンテー
ブル、 １４…受爪、 １８…ボールネ
ジ、 １９…支持筒、 ２０…モータ、 ２１…減速機、 １８〜２１…昇降駆動手
段、 ２２…ギヤ、 ２３…モータ、 ２２，２３…回転駆動手段、 ２４…可動
部材、 ２８…切り欠き、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 元宣 尼崎市中浜町10番地１ 神鋼鋼線工業株 式会社内 (56)参考文献 特開 昭47−3161（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−64414（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定速度で繰り出された剛性を有する線
   材を巻取って、複数の線材コイル単位から成る束状のコ
   イルを形成する線材の巻取り装置であって、ターンテー
   ブル上に立設されて垂直中心軸の周りに回転する巻取り
   枠と、該巻取り枠の頭部に着脱または開閉可能に取付け
   られて、繰り出された前記線材が巻付けられる巻取り用
   センターガイドと、基部が巻取り枠内で昇降動可能に支
   持されて前記垂直中心軸の周りに配置され、仕上がった
   束状のコイルを上面で支持する長さを有する同一水平面
   内の複数個の受爪を備える線受止要素と、ターンテーブ
   ル、巻取り枠、巻取り用センターガイドおよび線受止要
   素を垂直軸の周りに一体回転させ、巻取り用センターガ
   イドを繰り出し速度に同調した巻取り速度で回転する回
   転駆動手段と、線受止要素を昇降させて複数個の受爪を
   所定ピッチで間欠的に降動する昇降駆動手段とを含み、
   前記巻取り用センターガイドが、巻取り枠よりも大径で
   垂直中心軸方向の巻付け長が短い筒状体に形成されて線
   材が張力をかけずに緩く巻付けられる巻取り部と、該巻
   取り部外径と巻取り枠外径との中間の外径の筒状体に形
   成されて巻取り部の下部に同軸の一体に連接されるガイ
   ド部とから成ることを特徴とする線材の巻取り装置。
2. 【請求項２】 ガイド部が、巻取り部側の上方部から下
   方部に至り段階的または無段階的に外径を小さくするガ
   イド部材であって、昇降動する複数個の前記受爪を案内
   するための切り欠きを有する請求項１記載の線材の巻取
   り装置。