JP5211709B2 - ワイヤ張力付与装置 - Google Patents

Description

本発明はワイヤ張力付与装置に関する。

例えば、マリンホースの１次成形では、マンドレルを回転しながら未加硫ゴムをマンドレルからフランジにわたって巻回し、内面ゴム層や補強コード層などの内層を形成し、内層の上に、張力を付与しながらワイヤを螺旋状に巻回してワイヤコート層を形成する工程が行なわれる。

ところで、ワイヤに張力を付与する張力付与装置として、従来、複数のローラにワイヤを巻回し、複数のローラのうちの一つのローラに負荷を与える方式のもの（特許文献１）や、２つのガイドプーリの間に、トルク発生軸に連結されたプーリを配置し、それらプーリにワイヤを掛け渡す方式のもの（特許文献２）が知られている。
特開２００２−２６６２６４ 特開平１０−８７１７２

しかしながらこのような従来のワイヤ張力付与装置では、複数のローラや、あるいは複数のプーリを必要とすることから、ワイヤが通過する部分の周囲に大きなスペースを要し、マリンホースを製造する装置全体が大型化してしまう不具合があった。
本発明者は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、小さなスペースに配置でき、マリンホースを製造する装置全体を小型化する上で有利なワイヤ張力付与装置を提供することにある。

前記目的を達成するため本発明は、回転駆動される物体に巻取られるワイヤに張力を付与する張力付与装置であって、前記巻取られるワイヤが挿通されるゲート機構を備え、前記ゲート機構は、フレームと、該フレームに支持されて前記ワイヤの長手方向に互いに近接して並べられた第１摩擦摺接部材及び第２摩擦摺接部材とを備え、該ゲート機構に挿通されたワイヤを前記第１摩擦摺接部材と前記第２摩擦摺接部材との間に挟圧することで、巻取られるワイヤが該ゲート機構を通過して走行する際に、そのワイヤの外周面に摩擦力を作用させるように構成されており、前記第１及び前記第２摩擦摺接部材はそれぞれ板材からなり、それら板材の厚さ方向を前記ワイヤの長手方向に沿わせそれらの板材の厚さ方向の端部に位置する板面を重ね合わせ互いに接触させて配置され、前記第１及び第２摩擦摺接部材の各々は、前記ゲート機構に挿通されたワイヤの外周面に摩擦接触する摩擦接触部が、前記第１及び第２摩擦摺接部材を構成する各板材の厚さ方向にそれぞれ貫通された２つの傾斜面を含んで構成され、前記第１摩擦摺接部材の摩擦接触部を構成する前記２つの傾斜面と、前記第２摩擦摺接部材の摩擦接触部を構成する前記２つの傾斜面とは、それぞれ前記ワイヤの長手方向において前記板面を介して並べられかつ前記ワイヤの直径方向において互いに反対の箇所に位置して前記ワイヤの外周面の２箇所において当接可能に設けられていることを特徴とする。

本発明のワイヤ張力付与装置は、ワイヤ長手方向に近接して並べられた第１摩擦摺接部材及び第２摩擦摺接部材とを含んで構成されているので、従来の複数のローラや複数のプーリを用いる場合に比べてワイヤが通過する部分の周囲に大きなスペースを必要とせず、小さなスペースに配置できる。

以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。
（第１の実施の形態）
図１はマリンホースを１次成形する際に用いられる装置の側面図、図２は同平面図を示す。
この実施の形態では、マンドレル１０上の内層の上にワイヤＷに張力を付与しながらワイヤＷを繰り出すワイヤ張力付与装置に適用している。
すなわち、マンドレル１０の両端には、マリンホース連結用のフランジ１２が嵌合され、それらの上に内面ゴム層や補強コード層などの内層が形成されており、マリンホースの耐キンク性を確保するため、マンドレル１０上の内層の上にワイヤ張力付与装置２０により張力を付与しながら比較的径の太いボディワイヤ２２が螺旋状に巻回され、また、ホース本体とフランジ１２との連結強度を確保するため、フランジ１２上の内層の上に、ワイヤ張力付与装置２０により張力を付与しながら比較的径の細いニップルワイヤ２４が密に巻回される。

より詳細に説明すると、マンドレル１０の長手方向に沿って走行体３０が走行可能に設けられている。
走行体３０に、ボディワイヤ２２が巻回されたドラム３２と、ニップルワイヤ２４が巻回されたドラム３４とが回転可能に搭載されている。ここで、ボディワイヤ２２の線径は、例えば、６〜１４ｍｍであり、ニップルワイヤ２４の線径は、例えば、２．６〜４ｍｍである。
また、走行体３０に、ワイヤＷの曲取り用のストレートナー３６が設けられている。ストレートナー３６は、複数のローラ３６０２などを含んで構成され、複数のローラ３６０２はフレーム３８で支持されている。ストレートナー３６には、従来公知の様々な構造が採用可能である。

ワイヤ張力付与装置２０は、ストレートナー３６の先端に設けられている。
ワイヤ張力付与装置２０は、回転駆動されるマンドレル１０に巻取られるワイヤＷに張力を付与するものである。

図３はワイヤ張力付与装置の正面図、図４はワイヤ張力付与装置の側面図、図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は摩擦接触部の説明図を示す。
ワイヤ張力付与装置２０は、巻取られるワイヤＷが挿通されるゲート機構４０を備えている。
ゲート機構４０は、フレーム３８と、該フレーム３８に支持された第１摩擦摺接部材４２及び第２摩擦摺接部材４４とを含んで構成されている。

第１摩擦摺接部材４２は、均一厚さの板材で形成され、細長形状を呈し、フレーム３８にねじＳ１で固定支持されている。
図４に示すように、第１摩擦摺接部材４２の長手方向の一端寄りに、側方に開放された欠部４２０１が形成されている。
そして、図４、図５（Ａ）に示すように、欠部４２０１の下縁に、ワイヤＷに接触する摩擦接触部４２０２が上方に開放されたＶ字状に形成され、摩擦接触部４２０２はＶ字を形成する２つの傾斜面４２０４を有し、図４、図５に示すように、２つの傾斜面４２０４は、第１摩擦摺接部材４２を構成する板材の厚さ方向に貫通している。
この２つの傾斜面４２０４は、図５（Ａ）に示すように、ワイヤＷの中心を通りワイヤＷの直径方向に延在する仮想線Ｌに対して線対称でワイヤＷの外周面の２箇所に当接可能に設けられている。
摩擦接触部４２０２は、第１摩擦摺接部材４２にねじＳ２で着脱可能に取着された焼入れ可能な材料４２１０（例えばＳ４５Ｃなど）で構成され、焼入れ可能な材料４２１０の表面が焼入れ研磨されることで２つの傾斜面４２０４が形成され、耐摩耗性および耐久性が高められている。なお、焼入れ可能な材料４２１０の第１摩擦摺接部材４２への取り付けは、種々考えられ、例えば、材料４２１０が取り付けられる第１摩擦摺接部材４２の厚さを小さくし、ねじＳ２でそれらを厚さ方向に締結してもよく、あるいは、ねじＳ２により材料４２１０を第１摩擦摺接部材４２の長手方向に締結してもよい。

第２摩擦摺接部材４４は、均一厚さの板材で形成され、細長形状を呈している。
第２摩擦摺接部材４４は、図３に示すように、第１摩擦摺接部材４２に対してワイヤＷの長手方向に近接して並べられ、本実施の形態では、第１摩擦摺接部材４２と第２摩擦摺接部材４４は接触している。より詳細には、第１摩擦摺接部材４２及び第２摩擦摺接部材４４は、図３に示すように、第１摩擦摺接部材４２及び第２摩擦摺接部材４４をそれぞれ構成する板材の厚さ方向をワイヤＷの長手方向に沿わせそれらの板材の厚さ方向の端部に位置する板面を重ね合わせ互いに接触させて配置されている。
第２摩擦摺接部材４４の長手方向の一端に、ワイヤＷに接触する摩擦接触部４４０２が設けられている。
図４、図５（Ａ）に示すように、摩擦接触部４４０２は、下方に開放状のＶ字状を呈しており、Ｖ字を形成する２つの傾斜面４４０４を有し、図３〜図５に示すように、２つの傾斜面４４０４は、第２摩擦摺接部材４４を構成する板材の厚さ方向に貫通している。
それら傾斜面４４０４は、図５（Ａ）に示すように、ワイヤＷの中心を通りワイヤＷの直径方向に延在する仮想線Ｌに対して線対称で、ワイヤＷの直径方向において第１摩擦摺接部材４２の摩擦接触部４２０２と反対の箇所に位置してワイヤＷの外周面の２箇所に当接可能に設けられている。より詳細には、摩擦接触部４２０２の２つの傾斜面４２０４と、摩擦接触部４４０２の２つの傾斜面４４０４は、図３、図４に示すように、それぞれワイヤＷの長手方向において板面（互いに重ね合わされた板面）を介して並べられかつワイヤＷの直径方向において互いに反対の箇所に位置してワイヤＷの外周面の２箇所において当接可能に設けられている。
摩擦接触部４４０２は、第２摩擦摺接部材４４にねじＳ３で着脱可能に取着された焼入れ可能な材料４４１０で構成され、焼入れ可能な材料４４１０の表面が焼入れ研磨されることで２つの傾斜面４４０４が形成され、耐摩耗性および耐久性が高められている。なお、焼入れ可能な材料４４１０の第２摩擦摺接部材４４への取り付けは、前記材料４２１０と同様に種々考えられる。

第２摩擦摺接部材４４は、摩擦接触部４４０２が第１摩擦摺接部材４２の摩擦接触部４２０２に対して離間接近する方向に移動可能に第１摩擦摺接部材４２のガイド４８で支持されている。ガイド４８は第１摩擦摺接部材４２に取着され、第２摩擦摺接部材４４の長手方向と直交する方向の両側部を支持している。
さらに、本実施の形態では、第２摩擦摺接部材４４を、摩擦接触部４４０２が第１摩擦摺接部材４２の摩擦接触部４２０２に対して離間接近する方向に移動させ、かつ、第２摩擦摺接部材４４を所望の位置において第１摩擦摺接部材４２に固定する位置決め手段５０が設けられている。ここで所望の位置とは、ワイヤＷに付与する張力を所望値とする位置である。
位置決め手段５０は、第１摩擦摺接部材４２の上端に取着された上板５００２と、この上板５００２に形成されワイヤＷの直径方向に軸心が延在する雌ねじ５００４と、この雌ねじ５００４に螺合する雄ねじ部材５００６と、雄ねじ部材５００６に螺合されたＷナット５００８、５０１０により構成されている。
また、雄ねじ部材５００６の下端は、第２摩擦摺接部材４４の上部に回転可能かつ雄ねじ部材５００６の長手方向に第２摩擦摺接部材４４と一体的に移動するように連結されている。より詳細には、図３に示すように、第２摩擦摺接部材４４の上端に連結板４４２０が取着され、雄ねじ部材５００６の下部に設けたフランジ５０２０が連結板４４２０に当接している。また、雄ねじ部材５００６の下端に設けた溝５０２２が連結板４４２０の孔４４２２内に位置し、連結板４４２０に螺合したねじ４４２４の小径部４４２６が溝５０２２に挿入されている。そして、これらフランジ５０２０や小径部４４２６などにより、雄ねじ部材５００６の下端と第２摩擦摺接部材４４の上部とが、回転可能かつ雄ねじ部材５００６の長手方向に一体的に移動するように連結されている。

本実施の形態では、位置決め手段５０により第２摩擦摺接部材４４を所望の位置において第１摩擦摺接部材４２に固定し、ゲート機構４０に挿通されたワイヤＷを第１摩擦摺接部材４２の２つの傾斜面４２０４と第２摩擦摺接部材４４の２つの傾斜面４４０４との間で挟圧し、これによりマンドレル１０に巻取られるワイヤＷがゲート機構４０を通過する際に、そのワイヤＷの表面に摩擦力を作用させ、ワイヤＷに張力が付与される。

より詳細に説明すると、比較的径の太いボディワイヤ２２に張力を付与する場合には、図５（Ｂ）に示すように、ボディワイヤ２２が挟圧できるように、ボディワイヤ２２の直径に対応させて位置決め手段５０により第２摩擦摺接部材４４を第１摩擦摺接部材４２に固定する。これによりボディワイヤ２２に張力が付与される。
また、比較的径の細いニップルワイヤ２４に張力を付与する場合には、ニップルワイヤ２４が挟圧できるように、図５（Ｃ）に示すように、ニップルワイヤ２４の直径に対応させボディワイヤ２２のときよりも第２摩擦摺接部材４４の摩擦接触部４４０２を第１摩擦摺接部材４２の摩擦接触部４２０２に近接させた箇所で位置決め手段５０により第２摩擦摺接部材４４を第１摩擦摺接部材４２に固定する。これによりニップルワイヤ２４に張力が付与される。

すなわち、第１及び第２摩擦摺接部材４２、４４の各々は、ワイヤＷの外周面の２箇所において当接可能な２つの傾斜面４２０４、４４０４を含んで構成されているので、直径の異なる２種類のワイヤＷに張力を付与する場合であっても、ワイヤＷの直径に対応させて第１摩擦摺接部材４２および第２摩擦摺接部材４４をその都度交換することなく、単一の第１摩擦摺接部材４２および単一の第２摩擦摺接部材４４を共通して使用できる。
従って、直径の異なる複数種類のワイヤＷに張力を付与する場合であっても、単一の第１摩擦摺接部材４２および単一の第２摩擦摺接部材４４を用いてそれらワイヤＷに所望の張力を付与することができる。
なお、ワイヤＷに付与される張力は、第１摩擦摺接部材４２の２つの傾斜面４２０２と、第２摩擦摺接部材４４の２つの傾斜面４４０２との間の相対的な距離を小さくするほど大きな値となり、それら傾斜面の相対的な距離を大きくするほど小さな値となる。

本実施の形態によれば、ワイヤ張力付与装置２０は、ワイヤＷの長手方向に近接して並べられた第１摩擦摺接部材４２及び第２摩擦摺接部材４４とを含んで構成されているので、従来の複数のローラや複数のプーリを用いる場合に比べてワイヤが通過する部分の周囲に大きなスペースを必要とせず、小さなスペースに配置でき、マリンホースを製造する装置全体を小型化する上で極めて有利となる。
また、第１及び第２摩擦摺接部材４２、４４の２つの傾斜面４２０４、４４０４でワイヤＷを挟圧することでワイヤＷに張力を付与するようにしたので、上述のように、直径の異なる２種類のワイヤＷに張力を付与する場合であっても、ワイヤＷの直径に対応させて第１摩擦摺接部材４２および第２摩擦摺接部材４４をその都度交換することなく、単一の第１摩擦摺接部材４２および単一の第２摩擦摺接部材４４を共通して使用でき、マリンホースを製造する装置のコストダウンを図る上でも有利となる。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態では、位置決め手段５０に代えて第２摩擦摺接部材４４を、摩擦接触部４４０２が第１摩擦摺接部材４２の摩擦接触部４２０２に接近する方向に付勢する付勢手段６０を設けたものであ利、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
付勢手段６０は、第２摩擦摺接部材４４に連結されて第２摩擦摺接部材４４に付勢力を作用させる油圧シリンダ６２と、油圧シリンダ６２ヘ圧油を供給する油圧ポンプと、圧油の経路の切り替えを行なう電磁弁６４と、油圧シリンダ６２への圧油の設定圧力を定めワイヤＷへの付勢力を調整する油圧レギュレータと、油圧タンクと、圧力計６８などを備えている。
油圧シリンダ６２は、シリンダ本体６２０２と、ピストンロッド６２０４とを備えている。シリンダ本体６２０２の下端のフランジ６２０６が、第１摩擦摺接部材４２の上端に取着された上板５０３０に取着され、ピストンロッド６２０４の下部に設けたフランジ６２０８が連結板４４２０に当接し、ピストンロッド６２０４の下端は、第１の実施の形態と同様に第２摩擦摺接部材４４の上部に回転可能かつピストンロッド６２０４の長手方向に第２摩擦摺接部材４４と一体的に移動するように連結されている。

第２の実施の形態によれば、ワイヤ張力付与装置２０が、互いに近接して配置された第１摩擦摺接部材４２と第２摩擦摺接部材４４とを含んで構成されているので、第１の実施の形態と同様に、小さなスペースに配置でき、マリンホースを製造する装置全体を小型化する上で極めて有利となり、また、直径の異なる２種類のワイヤＷに張力を付与する場合であっても、単一の第１摩擦摺接部材４２および単一の第２摩擦摺接部材４４を共通して使用でき、マリンホースを製造する装置のコストダウンを図る上でも有利となる。
さらに、第２の実施の形態によれば、圧力計６８を視認しながら油圧レギュレータにより油圧シリンダ６２に作用させる圧力を、所望の張力が得られるように変えることができ、また、ワイヤＷに付与される張力を一定値に維持できるので、作業者毎に付与する張力が異なるなどの不具合を解消でき、作業者が異なった場合でも設計どおりの張力をワイヤＷに付与することが可能となる。

なお、本実施の形態では、第１、第２摩擦摺接部材４２、４４の摩擦接触部４２０２、４４０２の形状がＶ字状を呈する場合について説明したが、摩擦接触部４２０２、４４０２の形状はＶ字状に限定されず、ワイヤＷの外周面の２箇所に当接可能な２つの傾斜面４２０２、４４０２を備える形状であれば良く、例えば、台形状や多角形を半分に切った形状でもよい。
また、本実施の形態では、ワイヤ張力付与装置２０を、マリンホースを１次成形する際に用いた場合について説明したが、本発明のワイヤ張力付与装置２０の用途は、マリンホースを１次成形する場合に限定されず、回転駆動される物体に巻取られるワイヤに張力を付与する場合に広く適用される。

マリンホースを１次成形する際に用いられる装置の側面図である。 マリンホースを１次成形する際に用いられる装置の平面図である。 ワイヤ張力付与装置の正面図である。 ワイヤ張力付与装置の側面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は摩擦接触部の説明図である。 第２の実施の形態に係るワイヤ張力付与装置の側面図である。

符号の説明

１０……マンドレル、Ｗ……ワイヤ、２０……ワイヤ張力付与装置、３６……ストレートナー、４０……ゲート機構、４２……フレーム、４２……第１摩擦摺接部材、４２０２、４４０２……摩擦接触部、４２０４、４４０４……傾斜面、４４……第２摩擦摺接部材、５０……位置決め手段、６０……付勢手段、６２……油圧シリンダ。

Claims (6)

1. 回転駆動される物体に巻取られるワイヤに張力を付与する張力付与装置であって、
   前記巻取られるワイヤが挿通されるゲート機構を備え、
   前記ゲート機構は、フレームと、該フレームに支持されて前記ワイヤの長手方向に互いに近接して並べられた第１摩擦摺接部材及び第２摩擦摺接部材とを備え、該ゲート機構に挿通されたワイヤを前記第１摩擦摺接部材と前記第２摩擦摺接部材との間に挟圧することで、巻取られるワイヤが該ゲート機構を通過して走行する際に、そのワイヤの外周面に摩擦力を作用させるように構成されており、
   前記第１及び前記第２摩擦摺接部材はそれぞれ板材からなり、それら板材の厚さ方向を前記ワイヤの長手方向に沿わせそれらの板材の厚さ方向の端部に位置する板面を重ね合わせ互いに接触させて配置され、
   前記第１及び第２摩擦摺接部材の各々は、前記ゲート機構に挿通されたワイヤの外周面に摩擦接触する摩擦接触部が、前記第１及び第２摩擦摺接部材を構成する各板材の厚さ方向にそれぞれ貫通された２つの傾斜面を含んで構成され、
   前記第１摩擦摺接部材の摩擦接触部を構成する前記２つの傾斜面と、前記第２摩擦摺接部材の摩擦接触部を構成する前記２つの傾斜面とは、それぞれ前記ワイヤの長手方向において前記板面を介して並べられかつ前記ワイヤの直径方向において互いに反対の箇所に位置して前記ワイヤの外周面の２箇所において当接可能に設けられている、
   ことを特徴とするワイヤ張力付与装置。
2. 前記第１摩擦摺接部材は前記フレームに固定支持されており、
   前記第２摩擦摺接部材は、該第２摩擦摺接部材の摩擦接触部が前記第１摩擦摺接部材の摩擦接触部に対して離間接近する方向に移動可能に前記第１摩擦摺接部材に支持されており、
   前記ゲート機構は更に、前記第２摩擦摺接部材を、該第２摩擦摺接部材の摩擦接触部が前記第１摩擦摺接部材の摩擦接触部に対して離間接近する方向に移動させ、かつ、前記第２摩擦摺接部材を所望の位置において前記第１摩擦摺接部材に固定することのできる位置決め手段を備えている、
   ことを特徴とする請求項１記載のワイヤ張力付与装置。
3. 前記第１摩擦摺接部材は前記フレームに固定支持されており、
   前記第２摩擦摺接部材は、該第２摩擦摺接部材の摩擦接触部が前記第１摩擦摺接部材の摩擦接触部に対して離間接近する方向に移動可能に前記第１摩擦摺接部材に支持されており、
   前記ゲート機構は更に、前記第２摩擦摺接部材を、該第２摩擦摺接部材の摩擦接触部が前記第１摩擦摺接部材の摩擦接触部に接近する方向に付勢する付勢手段を備えている、
   ことを特徴とする請求項１記載のワイヤ張力付与装置。
4. 前記付勢手段は、前記第２摩擦摺接部材に連結されて前記第２摩擦摺接部材に付勢力を作用させる油圧シリンダを備えている、
   ことを特徴とする請求項３記載のワイヤ張力付与装置。
5. 前記第１及び第２摩擦摺接部材の各々は、前記摩擦接触部がＶ字状を呈しており、
   前記摩擦接触部の前記２つの傾斜面は、前記Ｖ字を形成する２つの傾斜面で構成されている、
   ことを特徴とする請求項１記載のワイヤ張力付与装置。
6. 前記第１及び第２摩擦摺接部材の前記摩擦接触部は、それら第１及び第２摩擦摺接部材に取着された焼入れ可能な材料で構成され、前記２つの傾斜面は、前記焼入れ可能な材料の表面が焼入れ研磨されて構成されている、
   ことを特徴とする請求項５記載のテンション装置。

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