JP6535541B2 - 線材撚り装置及び撚り線の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、線材が巻回された複数のスプールからそれぞれ巻解かれた線材を撚って撚り線を得る線材撚り装置及び撚り線の製造方法に関するものである。

従来、線材が巻回された複数のスプールから線材をそのスプールの軸方向にそれぞれ引き出し、それら複数のスプールを公転させてそれらからそれぞれ巻解かれた線材を撚って撚り線を製造する装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００１−７６５５６号公報

しかし、スプールから線材をそのスプールの軸方向に引き出すと、その引き出された線材は捩られた状態で引き出されることに成り、このように、既に捩られた複数の線材を撚って撚り線を製造すると、線材が既に捩られていることから、得られた撚り線の撚りの程度が、その後に各線材の弾性により戻ってしまい、所望の撚り状態を維持できないような事態を生じさせる。

また、複数のスプールから線材をそのスプールの軸方向に引き出すと、各スプールから繰り出された線材における捩りの程度が異なることもある。このように捩りの程度が異なる複数の線材を撚ると、撚り線を構成する各線材の弾性により戻ろうとする復元力が異なることに成り、得られた撚り線の撚りの程度が局部的に異なり、撚りの程度が均一な撚り線を得ることが困難になる不具合も生じさせる。

この様な不具合を解消するためには、線材をスプールの円周方向に引き出して、捩られていない状態で、複数の線材を撚ることが考えられる。けれども、線材をスプールの円周方向に引き出す為には、スプールを回転させなければならず、スプールに貯線された線材の巻回された直径は、線材が引き出される従って小さくなり、スプールの回転速度が一定であってもその周方向に引き出される線材の速度は変動し、常に一定の速度で線材を繰り出すことが困難に成る不具合があった。

また、引き出す線材の速度に変動が生じる場合、スプールの回転速度が、その変動に追従できなければ、線材を所望の速度で引き出すことができずに、比較的細い線材にあっては、速度変動に追従できない線材が引き千切られるような事態も生じさせる。

本発明の目的は、複数のスプールから線材を所望の速度で捩ることなく引き出して、捩られていない複数の線材を撚ることのできる線材撚り装置及び撚り線の製造方法を提供することにある。

本発明は、スプールから巻解かれて繰り出される線材が挿通される複数のノズルが先端に設けられた軸部材と、制御手段により制御され軸部材の中心軸を回転中心として軸部材を回転させる軸部材回転手段と、回転軸が軸部材と平行になるように軸部材の周囲に設けられ軸部材の回転により軸部材を中心として公転する複数の公転体と、公転体の自転を禁止する自転禁止手段と備え、軸部材とともに回転する複数のノズルから繰り出された複数の線材を撚る線材撚り装置である。

その特徴ある構成は、スプールが回転して線材を巻解くようにスプールの中心軸を軸部材の中心軸に直交する面内にしてスプールが公転体に枢支され、制御手段により制御されスプールを回転させる回転駆動手段が公転体に設けられたところにある。

この場合、回転駆動手段がスプールに並列に設けられたモータであることが好ましく、そのモータは、軸部材が同軸に連結された一対の小モータから成ることが更に好ましい。

一方、スプールから供給される線材に張力を付与する張力付与手段が設けられ、制御手段は、張力付与手段により付与される張力が一定となるようにスプールの回転を制御することが好ましく、張力付与手段は、回動支点の回りで回動可能なテンションアームと、テンションアームの先端に取り付けられスプールからノズルに延びる線材が掛け回される線材ガイドと、テンションアームの回動支点と線材ガイドとの間の所定位置においてテンションアームにその回動角度に応じた弾性力を及ぼす弾性部材と、テンションアームの回動角度を検出する検出手段とを備え、制御手段は、検出手段により検出された回動角度が所定の角度となるように回転駆動手段を制御することが更に好ましい。

そして、軸部材の中心軸に芯線が通過する芯線通路が形成され、軸部材の基端側から芯線通路に芯線を供給する芯線供給機を更に備え、軸部材の先端から繰り出された芯線の周囲に複数のノズルから繰り出された線材を螺旋状に巻き付けるように構成することもできる。

一方、別の本発明は、複数のスプールを軸部材を中心として公転させ、複数のスプールからそれぞれ巻き解かれて繰り出される複数の線材が撚られた撚り線を得る撚り線の製造方法である。

その特徴ある点は、軸部材の回転により軸部材を中心として公転する複数の公転体を設け、スプールが回転して線材を巻解くようにスプールの中心軸を軸部材の中心軸に直交する面内にしてスプールを公転体に枢支させ、回転軸が同軸に連結されてスプールを回転させる一対の小モータをスプールに並列に公転体に設け、複数の公転体の自転を禁止しつつ軸部材を中心として複数の公転体を公転させ、スプールから巻き解かれた線材の張力が一定となるようにスプールの回転を制御しつつ公転体を公転させて複数の公転体にそれぞれ設けられた複数のスプールからそれぞれ巻き解かれて繰り出される複数の線材を撚るところにある。

軸部材の中心軸に芯線が通過する芯線通路を形成している場合、公転体を公転させつつ軸部材の基端側から芯線通路に芯線を供給し、軸部材の先端から繰り出された芯線の周囲に線材を螺旋状に巻き付けることもできる。

本発明の線材撚り装置及び撚り線の製造方法では、スプールの中心軸を軸部材の中心軸に直交する面内にしてスプールを公転体に枢支したので、回転駆動手段によりスプールを回転させて線材を巻解くことにより、その線材を軸部材の長手方向に所望の速度で引き出すことができる。すると、線材はスプールの円周方向に引き出され、その引き出しの際に線材が捩られるようなことはない。よって、本発明では、複数のスプールから線材を所望の速度で捩ることなく引き出して撚ることのできるものとなる。

そして、回転駆動手段がスプールに並列に設けられたモータであれば、そのモータをスプールの軸方向に設ける場合に比較して、公転体の幅方向の寸法を小さくすることができ、公転体の幅方向の寸法が拡大することに起因する公転半径の拡大は防止され、公転半径の拡大に起因する装置の大型化を回避することができる。

また、そのモータは、軸部材が同軸に連結された一対の小モータから成る様であれば、同一の動力であるにもかかわらず、単一のモータによりスプールを回転させる場合に比較して、モータの径方向の寸法を小さくすることができ、そのモータが設けられる公転体の回転軸方向における寸法を小さくすることもできる。

そして、複数のスプールから別々に巻解かれた複数の線材に別々に所定の張力を加える複数の張力付与手段を設ければ、各ノズルから繰出される線材のそれぞれの張力は略等しくなり、その張力変動を押さえて、所定のピッチで規則正しく撚られた複数の線材から成る撚り線を得ることができる。

一方、スプールに貯線された線材の巻回された直径は、線材が引き出される従って小さくなり、スプールの回転速度が一定であれば、その周方向に引き出される線材の速度は変動することになる。けれども、引き出される線材の速度変動は、線材の張力に影響を与えるので、張力付与手段によりその線材に付与される張力が一定となるようにスプールの回転を制御すれば、スプールに巻回された線材の外径が変化した場合でも、そのスプールから引き出される線材の速度を目標値に保つことができ、その速度が変動するような事態を回避することができる。

よって、スプールの回転速度が繰り出される線材の速度変動に追従できないような事態は回避され、線材を所望の速度で引き出すことができない場合に生じる線材が引き千切られるような事態を回避することができる。

本発明実施形態の線材撚り装置の側面図である。 その公転体の側面図である。 その公転体の平面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１のＢ−Ｂ線断面図である。

次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

本発明の線材撚り装置１０を図１に示す。本発明の線材撚り装置１０は、軸部材１１と、軸部材１１の中心軸を回転中心としてその軸部材１１を回転させる軸部材回転手段１２とを備える。軸部材１１は断面が円形の棒状部材であって、軸部材１１の中心軸には芯線１３が通過する芯線通路１１ａが形成される。そして、軸部材１１の先端には、後述するスプール３１から巻解かれて繰り出される線材３２が挿通される複数のノズル１１ｂが、芯線通路１１ａを中心に放射状に等角度に設けられる（図５）。

この実施の形態におけるノズル１１ｂは、軸部材１１の先端に芯線通路１１ａと平行に形成された孔であって、図５に示すように、この孔から成るノズル１１ｂは、芯線通路１１ａを中心に６０度毎に６個形成される場合を示す。

図１に戻って、軸部材１１は、その基端側端縁と先端側端縁がベアリング１４ａ，１５ａを介してそれぞれ台板１４，１５に枢支され、軸部材１１が水平になるように台板１４，１５が基台１６に立設される。基台１６には、この基台１６を移動可能な複数のローラ１６ａと、この基台１６を設置可能な複数の支持脚１６ｂとが設けられる。

基端側台板１４には、軸部材回転手段１２を構成するサーボモータ１２ａがその回転軸１２ｂが軸部材１１と平行になるように設けられ、その回転軸１２ｂには第一プーリ１２ｃが設けられる。その第一プーリ１２ｃに対応する軸部材１１の基端側には第二プーリ１２ｄが設けられ、第一プーリ１２ｃと第二プーリ１２ｄの間にはベルト１２ｅが掛け回される。サーボモータ１２ａには、制御手段であるコントローラ８の制御出力が接続され、そのコントローラ８からの指令によりサーボモータ１２ａが駆動してその回転軸１２ｂが第一プーリ１２ｃとともに回転すると、その回転はベルト１２ｅにより第二プーリ１２ｄに伝達され、その第二プーリ１２ｄが設けられた軸部材１１が芯線通路１１ａを回転中心として回転するように構成される。

軸部材１１には、その中心軸方向に所定の間隔を開けて一対の支持板２１，２２が設けられ、この一対の支持板２１，２２には複数の公転体２３が枢支される（図１には二台の公転体２３を示す）。この複数の公転体２３は、それらの回転軸Ｃ２が軸部材１１の中心軸Ｃ１と平行になるよう一対の支持板２１，２２に枢支され、この実施の形態では、ノズル１１ｂの数に等しい６個の公転体２３が設けられるものとする（図４及び図５）。

複数の公転体２３はそれぞれ同一構造であるので、その内の１つを代表して説明する。すると、図３に示すように、この公転体２３は、その平面視において、軸部材１１の基端側に位置する方形部２３ａと、軸部材１１の先端側に位置する台形部２３ｂとから成り、それらの回転軸Ｃ２上における両端には円筒状の枢支部材２３ｃ，２３ｄがそれぞれ設けられ、これらの枢支部材２３ｃ，２３ｄが一対の支持板２１，２２にベアリング２１ａ，２２ａを介してそれぞれ枢支される。このようにして、この複数の公転体２３は、その回転軸Ｃ２が軸部材１１と平行になるように支持板２１，２２に枢支され、軸部材１１の回転によりその軸部材１１を中心として公転するように構成される。

図１に戻って、この線材撚り装置１０には、公転体２３の自転を禁止する自転禁止手段２５が設けられる。図４に示すように、この実施の形態における自転禁止手段２５は、公転体２３の基端側枢支部材２３ｃに公転体２３の回転軸Ｃ２と同軸に設けられた第一スプロケット２６と、第一スプロケット２６と同形同大であって軸部材１１と同軸になるように基端側台板１４（図１）に回転不能に取付けられた第二スプロケット２７と、この第一及び第二スプロケット２７を連結するチェーン２８とを備える。ここで、符号２７ａは、第二スプロケット２７を基端側台板１４（図１）に取付ける取付脚２７ａである。

従って、軸部材１１が回転しても、第二スプロケット２７は回転しないので、その第二スプロケット２７にチェーン２８を介して連結された第二スプロケット２７と同形同大の第一スプロケット２６は、軸部材１１を中心として公転しても、その第一スプロケット２６自体が回転することは無く、この第一スプロケット２６が枢支部材２３ｃに設けられた公転体２３は、その自転が禁止されることになる。

よって、図１及び図４に示すように、公転体２３が基台１６と平行な水平状態で一対の支持板２１，２２間に架設されたとしたならば、その支持板２１，２２が軸部材１１とともに回転すると、複数の公転体２３は、その軸部材１１の周囲を公転することになるけれども、公転体２３自体の自転は禁止されるため、その複数の公転体２３は、水平状態で軸部材１１の周囲を公転することになる。

なお、図４に示すように、この実施の形態では、支持板２１に６個の公転体２３を６０度毎に設けている。このため、周方向に隣接する一対の公転体２３におけるそれぞれの第一スプロケット２６に単一のチェーン２８を掛け回し、そのチェーン２８を軸部材１１と同軸に設けられた単一の第二スプロケット２７に更に掛け回す。そして、補助スプロケット２９によりそのチェーン２８の弛みを取るようにする場合を示す。これにより、６個の公転体２３を３本のチェーン２８によりそれらの自転を禁止するように構成される。

また、図１に示す様に、この自転禁止手段２５並びに軸部材回転手段１２を構成するプーリ１２ｃ，１２ｄ及びベルト１２ｅ等を覆う覆い部材３０が軸部材１１の基端が枢支された台板１４に設けられる。

図３に示すように、複数の公転体２３における方形部２３ａには、線材３２が巻回されたスプール３１がそれぞれ取付けられる。このスプール３１の取付け構造は、それぞれ同一であるので、その内の１つを代表して説明すると、スプール３１は、それが回転して線材３２を巻解くようにスプール３１の中心軸Ｃ３を軸部材１１の中心軸Ｃ１及びそれに平行な公転体２３の回転軸Ｃ２に直交する面内にして公転体２３に枢支される。

即ち、公転体２３の方形部２３ａには、スプール３１を両側から支持する一対の支持部材３３，３３が設けられる。これらは同一構造であるので、その内の一方を代表して説明すると、この支持部材３３は、公転体２３に取付けられた取付材３４と、軸部材１１の中心軸Ｃ１に直交する仮想面において同軸になるようにその取付材３４に回転可能に設けられた回転体３５と、その回転体３５にスプライン結合されてその仮想面内において軸方向に移動可能に設けられた係止棒３６とを備える。軸部材１１の中心軸Ｃ１に直交する仮想面において係止棒３６が同軸に成るように取付材３４が公転体２３における方形部２３ａの両側にそれぞれ設けられ、これにより一対の係止棒３６，３６は、その仮想面内において互いに離接可能に取付けられる。

そして、この一対の係止棒３６は同軸になるように設けられ、互いに近づいてスプール３１をその中心軸Ｃ３の両側から挟むことにより、そのスプール３１の中心軸Ｃ３を軸部材１１の中心軸Ｃ１及びそれに平行な公転体２３の回転軸Ｃ２に直交する面内にして、そのスプール３１を公転体２３に枢支するように構成される。この一対の係止棒３６は、公転体２３の方形部２３ａにおける両側から突出して設けられ、その方形部２３ａにはスプール３１を支持した係止棒３６が互いに離間することを防止する係止具３７が設けられる。

図２及び図３に示すように、この実施の形態における係止具３７は、係止棒３６の端縁にその係止棒３６と直行するように枢支されたハンドル棒３８と、係止棒３６がスプール３１を支持した状態でハンドル棒３８を公転体２３に係止する係止フック３９とを備える。そして、係止フック３９におけるハンドル棒３８の係止を解除することにより一対の係止棒３６を互いに遠ざけることが可能となり、この一対の係止棒３６を互いに遠ざけると、それらの間にあったスプール３１を取り外すことができるように構成される。

図３に示すように、複数の公転体２３における方形部２３ａには、スプール３１を回転させる回転駆動手段が設けられる。この実施の形態では、回転駆動手段がスプール３１に並列に設けられたモータ４０である場合を示し、そのモータ４０は、カップリング４２により回転軸４１ａが同軸に連結された一対の小モータ４１，４１から成る場合を示す。

この一対の小モータ４１，４１は、それらの回転軸４１ａ，４１ａを係止棒３６と平行にして、その公転体２３の方形部２３ａの外側に突出するように取付けられ、方形部２３ａの外側に突出した回転軸４１ａ，４１ａには第三プーリ４３がそれぞれ設けられる。その第三プーリ４３に対応する支持部材３３における回転体３５には第四プーリ４４が設けられ、第三プーリ４３と第四プーリ４４の間にはベルト４５が掛け回される。

一対の小モータ４１，４１には、制御手段であるコントローラ８の制御出力がそれぞれ接続され、そのコントローラ８からの指令により一対の小モータ４１，４１が同期してそれらの回転軸４１ａ，４１ａを第三プーリ４３とともに回転すると、その回転はベルト４５により第四プーリ４４に伝達され、その第四プーリ４４が設けられた回転体３５がそれにスプライン結合された係止棒３６とともに回転し、係止棒３６がスプール３１を挟持している場合には、そのスプール３１を回転させるように構成される。

なお、図の符号４６は、ベルト４５の弛みを防止する補助プーリ４６であり、符号４７は、公転体２３の外部に設けられた制御手段であるコントローラ８や図示しない電源等と、軸部材１１の周囲において公転する公転体２３に設けられたモータ４０等とを接続するためのコネクタ４７を示す。

図２及び図３に示すように、公転体２３における方形部２３ａと台形部２３ｂの境には、その方形部２３ａに設けられたスプール３１から巻解かれた線材３２を挟んで公転体２３の幅方向（スプール３１の中心軸Ｃ３方向）における中央に集める一対のローラ５１，５１が枢支され、その台形部２３ｂには、一対のローラ５１，５１により案内された線材３２を軸部材１１の先端側支持板２２に枢支された枢支部材２３ｄに貫通させるように案内する複数のプーリ５２，５２が枢支される。

そして、図２に示すように、これら一対のローラ５１，５１及びプーリ５２，５２は、公転体２３の表面側と裏面側（図２の上側と下側）の双方に取付けられ、スプール３１に巻回された線材３２を公転体２３の表面側と裏面側のいずれに側に巻解いても、そのように巻解かれた線材３２を軸部材１１の先端側支持板２２に枢支された枢支部材２３ｄにそれぞれ貫通させ得るように構成される。

スプール３１から巻解かれて先端側支持板２２に枢支された枢支部材２３ｄを貫通した線材３２はその後ノズル１１ｂ（図１）にまで案内されるけれども、図５に示すように、この先端側支持板２２には、スプール３１から供給される線材３２に張力を付与する張力付与手段６０が設けられる。

この実施の形態における張力付与手段６０は、その先端側支持板２２に設けられ回動支点の回りで回動可能なテンションアーム６１と、そのテンションアーム６１の先端に取り付けられスプール３１（図２）から枢支部材２３ｄを貫通してノズル１１ｂにまで延びる線材３２が掛け回される線材ガイド６２と、そのテンションアーム６１の回動支点と線材ガイド６２との間の所定位置においてテンションアーム６１にその回動角度に応じた弾性力を及ぼす弾性部材６３と、テンションアーム６１の回動角度を検出する検出手段６４とを備える。

即ち、スプール３１から巻解かれて枢支部材２３ｄを貫通した線材３２はテンションアーム６１の先端における線材ガイド６２に導かれる。このため先端側支持板２２には枢支部材２３ｄを貫通した線材３２を軸部材１１に向かわせる第一転向プーリ６６と、その軸部材１１に向かう線材３２を横方向に折り返して先端側支持板２２の周方向に向かわせる第二転向プーリ６７が設けられる。

第二転向プーリ６７により先端側支持板２２の周方向に転向した線材３２が線材ガイド６２に達するように、その線材ガイド６２が先端に設けられたテンションアーム６１は支持板２２の直径方向に延びて設けられる。線材ガイド６２に導かれた線材３２はその線材ガイド６２に掛け回されて折り返され、支持板２２の逆の周方向に向かい、その逆の周方向に向かう線材３２を再び軸部材１１に向かわせるように転向させる第三転向プーリ６８が支持板２２に設けられる。

テンションアーム６１は、その基端の軸部材１１と平行な回動軸６１ａを支点として回動可能に支持板２２に設けられる。この回動軸６１ａの回動角度は、その支持板２２に取付けられた回動角度検出手段としてのポテンショメータ６４により検出される。ポテンショメータ６４の検出出力は制御手段であるコントローラ８（図１）に入力され、コントローラ８からの制御出力が、各公転体２３における一対の小モータ４１，４１（図３）にそれぞれ接続される。

また、テンションアーム６１の回動軸６１ａと線材ガイド６２との間の所定位置には、テンションアーム６１の回動方向に付勢力を与える付勢手段としての弾性部材であるスプリング６３の一端が取付けられる。テンションアーム６１は、弾性部材６３であるスプリング６３によって回動角度に応じた弾性力が及ぼされる。このスプリング６３の他端は、移動部材６９に固定される。この移動部材６９はテンション調節ネジ７０に螺合しており、このネジ７０の回転に従って移動調整が可能に構成される。このように、スプリング６３の他端の固定位置は変位でき、テンションアーム６１によって付与される線材３２の張力が調節可能に構成される。

制御手段であるコントローラ８（図１）は、回動角度検出手段であるポテンショメータ６４により検出された回動角度が所定の角度となるように回転駆動手段であるモータ４０（図３）を制御するように構成される。従って、この張力付与手段６０では、スプリング６３によりテンションアーム６１を介して線材３２に張力を与えて、そのテンションアーム６１が所定の角度になるようにスプール３１が回転して所定量の線材３２が繰出される。よって、線材３２の張力は所定の値に維持されるようになっている。

図１の拡大図に示すように、軸部材１１の先端側支持板２２が設けられた部位には、第三転向プーリ６８から軸部材１１に向かう線材３２を更に転向させてノズル１１ｂを通過させ、その線材３２を軸部材１１の先端側から突出させる第四転向プーリ７１がノズル１１ｂ毎に設けられる。従って、軸部材回転手段１２によりこの軸部材１１を回転させると、この軸部材１１とともに芯線通路１１ａの周囲において複数のノズル１１ｂが回転することになる。このため、軸部材１１を回転させつつ、それら複数のノズル１１ｂから線材３２が繰り出されると、その繰り出された複数の線材３２は撚られることになる。

図１に示すように、この実施の形態では、軸部材１１の中心軸に芯線１３が通過する芯線通路１１ａを形成したので、その軸部材１１の基端側から芯線通路１１ａに芯線１３を供給する芯線供給機８０を更に備え、その軸部材１１の先端から繰り出された芯線１３の周囲に複数のノズル１１ｂから繰り出された線材３２は螺旋状に巻き付けられ、芯線１３の周囲に螺旋状に巻き付けられた複数の線材３２から成る撚り線９が得られることになる。そして、そのように得られた撚り線９は回収手段９０により回収される。

この実施の形態における回収手段９０は、撚り線９を等速でドラム９１に巻き取るものであって、撚り線９を巻き取るためのドラム９１と、そのドラム９１を回転させる巻き取りモータ９２と、ドラム９１に巻き取られる撚り線９が掛け回される回収側速度検出プーリ９３と、その回収側速度検出プーリ９３の回転速度を検出する例えばエンコーダからなる回収側回転センサ９４とを備える。

モータ９２はその回転軸９２ａが軸部材１１の中心軸Ｃ１に直交する面内になるように基板９６に取付けられ、ドラム９１はその回転軸９２ａに同軸に取付けられる。また、回収側速度検出プーリ９３は、そこに掛け回される撚り線９が芯線通路１１ａの延長線上に位置するように、基板９６に取付けられる。基板９６には、この回収手段９０を移動可能な複数のローラ９７と、この回収手段９０を設置可能な支持脚９８とが設けられる。そして、撚り線９は回収側速度検出プーリ９３に掛け回された後にドラム９１に巻き取られるように構成される。ここで、図の符号９９は、回収側速度検出プーリ９３に掛け回された撚り線９が回収側速度検出プーリ９３から外れないように、その回収側速度検出プーリ９３と共に撚り線９を挟む挟持ローラ９９を示す。

回収側回転センサ９４の検出出力は制御手段であるコントローラ８の制御入力に接続され、コントローラ８の制御出力は巻き取りモータ９２に接続される。ここで、撚り線９のドラム９１への巻き取り速度は、その撚り線９が掛け回された回収側速度検出プーリ９３の回転速度により決まることになり、コントローラ８は、回収側回転センサ９４が出力する回収側速度検出プーリ９３の回転速度が一定になるように巻き取りモータ９２を制御し、撚り線９９を等速でドラム９１に巻き取るように構成される。

一方、芯線供給機８０は、芯線１３が巻回されて貯線された繰り出しスプール８１と、その繰り出しスプール８１を回転させる繰り出しモータ８２と、繰り出しスプール８１から巻解かれた芯線１３が掛け回される供給側速度検出プーリ８３と、その供給側速度検出プーリ８３の回転速度を検出する例えばエンコーダからなる供給側回転センサ８４とを備える。

モータ８２はその回転軸８２ａが軸部材１１の中心軸Ｃ１に直交する面内になるように基板８６に取付けられ、繰り出しスプール８１はその回転軸８２ａに同軸に取付けられる。また、供給側速度検出プーリ８３は、そこに掛け回されて繰り出される芯線１３が芯線通路１１ａに真っ直ぐに伸びてそのまま供給されるように、芯線通路１１ａの延長線上の基板８６に取付けられる。基板８６には、この芯線供給機８０を移動可能な複数のローラ８７と、この芯線供給機８０を設置可能な支持脚８８とが設けられる。そして、繰り出しスプール８１が回転することにより巻解かれて繰り出された芯線１３は、供給側速度検出プーリ８３に掛け回された後、芯線通路１１ａに挿通される。

供給側回転センサ８４の検出出力は制御手段であるコントローラ８の制御入力に接続され、コントローラ８の制御出力は繰り出しモータ８２に接続される。ここで、図の符号８９は、供給側速度検出プーリ８３に掛け回された芯線１３が供給側速度検出プーリ８３から外れないように、その供給側速度検出プーリ８３と共に芯線１３を挟む挟持ローラ８９を示す。

芯線通路１１ａに挿通される芯線１３の繰り出しは、繰り出しモータ８２による繰り出しスプール８１の回転により行われ、その繰り出し速度は、供給側速度検出プーリ８３の回転速度により検出される。コントローラ８は、供給側回転センサ８４が出力する供給側速度検出プーリ８３の回転速度が一定になるように繰り出しモータ８２を制御し、芯線１３を等速で繰り出しスプール８１から巻解いて、芯線通路１１ａに供給するように構成される。

それとともに、コントローラ８は、回収側回転センサ９４が出力する回収側速度検出プーリ９３の回転速度から求められる撚り線９の回収速度と、供給側速度検出プーリ８３の回転速度により決まる芯線１３の繰り出し速度をそれぞれ求める。そして、制御手段であるコントローラ８は、芯線１３の繰り出し速度と撚り線９の巻き取り速度が目標値となるように、巻き取りモータ９２及び繰り出しモータ８２をそれぞれ制御するように構成される。これにより、芯線１３の繰り出し、撚り線９の巻き取りによってスプール３１に巻回された芯線１３の外径及びドラム９１に巻き取られた撚り線９の外径が変化した場合でも、芯線１３の繰り出し速度及び撚り線９の巻き取り速度を、目標値に保つように構成される。

次に、本発明の撚り線の製造方法を説明する。

本発明の撚り線の製造方法は、複数のスプール３１を軸部材１１を中心として公転させ、それら複数のスプール３１からそれぞれ巻き解かれて繰り出される複数の線材３２が撚られた撚り線９を得る方法である。

その特徴ある点は、軸部材１１の回転により軸部材１１を中心として公転する複数の公転体２３を設け、スプール３１が回転して線材３２を巻解くようにスプール３１の中心軸Ｃ３を軸部材１１の中心軸Ｃ１に直交する面内にしてスプール３１を公転体２３に枢支させ、スプール３１を回転させる回転駆動手段４０を公転体２３に設け、複数の公転体２３の自転を禁止しつつ軸部材１１を中心として複数の公転体２３を公転させ、スプール３１から巻き解かれた線材３２の張力が一定となるようにスプール３１の回転を制御しつつ公転体２３を公転させて複数の公転体２３にそれぞれ設けられた複数のスプール３１からそれぞれ巻き解かれて繰り出される複数の線材３２を撚るところにある。

上記線材撚り装置１０を用いる撚り線の製造方法にあっては、軸部材１１の中心軸Ｃ１に芯線１３が通過する芯線通路１１ａを形成したので、公転体２３を公転させつつ軸部材１１の基端側から芯線通路１１ａに芯線１３を供給し、軸部材１１の先端から繰り出された芯線１３の周囲に線材３２を螺旋状に巻き付けて撚り線９を製造することになる。

その具体的な手順は以下のようになる。

即ち、先ず、芯線１３が巻回されて貯線された繰り出しスプール８１を準備し、その繰り出しスプール８１を繰り出しモータ８２の回転軸８２ａに取付け、繰り出しスプール８１の回転軸を軸部材１１の中心軸Ｃ１に直交する面内にする。そして、繰り出しスプール８１から巻解いた芯線１３を供給側速度検出プーリ８３に掛け回した後、芯線通路１１ａに挿通する。

一方、線材３２が巻回されて貯線された複数のスプール３１を準備し、それらを複数の公転体２３に枢支させる。具体的には、同軸になるように設けられて互いに離間した一対の係止棒３６の間にスプール３１を位置させ、その後に一対の係止棒３６を互いに近づけてスプール３１をその中心軸Ｃ３の両側から挟む。それにより、そのスプール３１の中心軸Ｃ３を軸部材１１の中心軸Ｃ１に直交する面内にして、そのスプール３１を公転体２３に枢支する。そして、スプール３１を支持した係止棒３６を係止具３７に係止させて互いに離間することを防止する。

その後、図２に示すように、スプール３１から線材３２を巻解いて一対のローラ５１，５１間に挟み、一対のローラ５１，５１により案内された線材３２を複数のプーリ５２，５２に掛回して軸部材１１の先端側支持板２２に枢支された枢支部材２３ｄに貫通させる。そして、枢支部材２３ｄを貫通した線材３２を張力付与手段６０を介してノズル１１ｂに貫通させる。

具体的には、枢支部材２３ｄに貫通させた線材３２を、第一及び第二転向プーリ６６，６７、線材ガイド６２、第三及び第四転向プーリ６８，７１に順次掛け回し、その後に軸部材１１の先端に形成されたノズル１１ｂに貫通させる。このように複数のノズル１１ｂからそれぞれ順次引き出された複数の線材３２を、軸部材１１の先端から引き出された芯線１３と共に回収手段９０である回収側速度検出プーリ９３に掛け回し、その後ドラム９１にそれらの端部を係止させる。

この状態から、ドラム９１が巻き取る回収速度と、芯線供給機８０における芯線１３の繰り出し速度が目標値となるように、巻き取りモータ９２及び繰り出しモータ８２をそれぞれ制御する。

巻き取りモータ９２がドラム９１を回転させて芯線１３とともにノズル１１ｂから繰り出される複数の線材３２を巻き取って回収すると、その線材３２が掛け回されて折り返された線材ガイド６２は第二及び第三プーリ６７，６８に近づくので、張力付与手段６０におけるテンションアーム６１は揺動し、その回転は回動角度検出手段としてのポテンショメータ６４により検出される。

このポテンショメータ６４の検出出力は制御手段であるコントローラ８（図１）に入力され、コントローラ８（図１）は、回動角度検出手段であるポテンショメータ６４により検出された回動角度が、所定の角度となるように回転駆動手段であるモータ４０（図３）を制御し、各公転体２３におけるスプール３１を回転させ、所定の張力が付与された状態で線材３２を順次繰り出す。

このように、張力が一定となるようにスプール３１の回転が制御された状態で、軸部材１１を回転させて複数のスプール３１を軸部材１１を中心として公転させ、複数のスプール３１からそれぞれ巻き解かれて軸部材１１の先端における複数のノズル１１ｂから順次繰り出される複数の線材３２を、軸部材１１の先端から順次繰り出される芯線１３の周囲に螺旋状に巻き付けて撚り線９を製造する。そして、製造された撚り線９を順次ドラム９１に巻き付けて回収する。

制御手段であるコントローラ８は、芯線１３の繰り出し速度、撚り線９の巻き取り速度が目標値となるように、巻き取りモータ９２及び繰り出しモータ８２をそれぞれ制御するとともに、軸部材１１の回転速度を均一にして、芯線１３の周囲に螺旋状に巻回される線材３２の巻き付けピッチを均一にする。

この時、軸部材１１の周囲において公転する複数の公転体２３の自転を禁止する。公転体２３の自転の禁止は、自転禁止手段２５により行われる。そして、張力付与手段６０により付与された線材３２の張力は、制御手段であるコントローラ８が、張力付与手段６０におけるテンションアーム６１が所定の角度になるようにスプール３１を回転させ、このように回転駆動手段であるモータ４０を制御することにより、所定の値に維持することになる。

このような線材撚り装置１０及び撚り線の製造方法では、線材３２を繰り出すスプール３１の中心軸Ｃ３を軸部材１１の中心軸Ｃ１に直交する面内にしてスプール３１を公転体２３に枢支したので、回転駆動手段４０によりスプール３１を回転させて線材３２を巻解くことにより、その線材３２を軸部材１１の長手方向に引き出すことができる。すると、線材３２はスプール３１の円周方向に引き出され、その引き出しの際に線材３２が捩られるようなことはない。

よって、本発明では、複数のスプール３１から線材３２を所望の速度で捩ることなく引き出して撚ることのできるものとなる。これにより、得られた撚り線９の所望の撚り状態は維持され、得られた撚り線９の撚りの程度が局部的に異なるようなことはなく、撚りの程度が均一な撚り線９を得ることが可能となる。

そして、回転駆動手段がスプール３１に並列に設けられたモータ４０であれば、そのモータ４０をスプール３１の軸方向に設ける場合に比較して、公転体２３の幅方向の寸法を小さくすることができ、公転体２３の幅方向の寸法が拡大することに起因する公転半径の拡大は回避される。

また、そのモータ４０は、回転軸４１ａが同軸に連結された一対の小モータ４１，４１から成る様であれば、同一の動力を出力するにもかかわらず、単一のモータによりスプール３１を回転させる場合に比較して、モータ４１，４１の径方向の寸法を小さくすることができ、そのモータ４１，４１が設けられる公転体２３の回転軸Ｃ２方向における寸法を小さくすることもできる。これらにより、公転半径が拡大することや、公転体２３の回転軸Ｃ２方向における寸法が拡大することに起因する装置１０の大型化を回避することができる。

そして、複数のスプール３１から別々に巻解かれた複数の線材３２に別々に所定の張力を加える複数の張力付与手段６０を設けているので、各ノズル１１ｂから繰出される線材３２のそれぞれの張力を略等しくすることができ、ノズル１１ｂから繰出される線材３２相互の張力変動が押さえられる。これにより、その張力変動を押さえて、所定のピッチで規則正しく撚られた複数の線材３２から成る撚り線９を得ることができる。

一方、スプール３１に貯線された線材３２の巻回された直径は、線材３２が引き出される従って小さくなり、スプール３１の回転速度が一定であれば、その周方向に引き出される線材３２の速度は変動することになる。けれども、引き出される線材３２の速度変動は、線材３２の張力に影響を与えるので、張力付与手段６０によりその線材３２に付与される張力が一定となるようにスプール３１の回転を制御すれば、スプール３１に巻回された線材３２の外径が変化した場合でも、そのスプール３１から引き出される線材３２の速度を目標値に保つことができ、その速度が変動するような事態を回避することができる。

よって、スプール３１の回転速度が繰り出される線材３２の速度変動に追従できないような事態は回避され、線材３２を所望の速度で引き出すことができない場合に生じる線材３２が引き千切られるような事態を回避することもできる。

なお、上述した実施の形態では、軸部材回転手段１２として、サーボモータ１２ａを備えたものを例示したけれども、この軸部材回転手段１２は、複数のノズル１１ｂが先端に形成された軸部材１１を回転可能である限り、モータに限られない。例えば、圧縮エア等の流体圧により軸部材１１を回転可能な流体圧モータを備えるようなものであっても良い。

また、上述した実施の形態では、スプロケット２６，２７とチェーン２８を用いた自転禁止手段２５を例示したけれども、この自転禁止手段は２５は、公転体２３の自転を禁止しうる限り、これに限られるものではなく、例えば、ベルトとプーリを用いたようなものであっても良く、ギヤを用いたようなものであっても良い。

また、上述した実施の形態では、６本の線材３２が芯線１３の周囲に螺旋状に巻き付けられた撚り線を得る場合を説明した。けれども、撚られる線材３２の数は６本に限られない。この場合、撚るべき線材３２の数に等しいか又はそれ以上の数のノズル１１ｂを軸部材１１の先端に設け、軸部材回転手段１２が軸部材１１を回転させる。このように、それら複数のノズル１１ｂを同時に回転可能である限り、線材３２の数は、３本であっても、４本であっても、５本であっても、７本以上であっても良い。

また、上述した実施の形態では、得られた撚り線９を回収手段９０であるドラム９１に巻き付けて貯線する場合を説明した。けれども、得られた撚り線９は必ずしも貯線しなくても良い。例えば、得られた撚り線９を図示しない巻線機にそのまま供給して、その巻線機により直ちに巻線に使用するようにしても良い。

また、上述した実施の形態では、張力付与手段６０が軸部材１１の先端側に設けられた支持板２２に設けられる場合を説明した。けれども、この張力付与手段６０は各公転体２３にそれぞれ設けるようにしても良い。

更に、上述した実施の形態では、軸部材１１に芯線通路１１ａを形成し、その芯線通路１１ａから繰り出される芯線１３の周囲に、ノズル１１ｂから繰り出される複数の線材３２が螺旋状に巻き付けられる場合を説明した。けれども、芯線１３は必ずしも必要でない。この場合、芯線通路１１ａへの芯線１３の供給は不要と成り、軸部材回転手段１２が軸部材１１を回転させることにより、その先端に設けられた複数のノズル１１ｂから繰り出される複数の線材３２は、芯線１３が無い状態で撚られることになる。

８ コントローラ（制御手段）
９ 撚り線
１０ 線材撚り装置
１１ 軸部材
１１ａ 芯線通路
１１ｂ ノズル
１２ 軸部材回転手段
１３ 芯線
２３ 公転体
２５ 自転禁止手段
３１ スプール
３２ 線材
４０ モータ（回転駆動手段）
４１ 小モータ
４１ａ 回転軸
６０ 張力付与手段
６１ テンションアーム
６２ 線材ガイド
６３ コイルスプリング（弾性部材）
６４ ポテンショメータ（検出手段）
８０ 芯線供給機
Ｃ１ 軸部材の中心軸
Ｃ２ 公転体の回転軸
Ｃ３ スプールの中心軸

Claims (6)

1. スプール(31)から巻解かれて繰り出される線材(32)が挿通される複数のノズル(11b)が先端に設けられた軸部材(11)と、制御手段(8)により制御され前記軸部材(11)の中心軸(C1)を回転中心として前記軸部材(11)を回転させる軸部材回転手段(12)と、回転軸(C2)が前記軸部材(11)と平行になるように前記軸部材(11)の周囲に設けられ前記軸部材(11)の回転により前記軸部材(11)を中心として公転する複数の公転体(23)と、前記公転体(23)の自転を禁止する自転禁止手段(25)と備え、前記軸部材(11)とともに回転する前記複数のノズル(11b)から繰り出された複数の線材(32)を撚る線材撚り装置であって、
   前記スプール(31)が回転して前記線材(32)を巻解くように前記スプール(31)の中心軸(C3)を前記軸部材(11)の中心軸(C1)に直交する面内にして前記スプール(31)が前記公転体(23)に枢支され、
   前記制御手段(8)により制御され前記スプール(31)を回転させる回転駆動手段(40)が前記公転体(23)に設けられ、
   前記回転駆動手段は前記スプール(31)に並列に設けられたモータ(40)であり、
   前記モータ(40)は、回転軸(41a)が同軸に連結された一対の小モータ(41,41)から成る
   ことを特徴とする線材撚り装置。
2. スプール(31)から供給される線材(32)に張力を付与する張力付与手段(60)が設けられ、制御手段(8)は、前記張力付与手段(60)により付与される張力が一定となるように前記スプール(31)の回転を制御する請求項１記載の線材撚り装置。
3. 張力付与手段(60)は、回動支点の回りで回動可能なテンションアーム(61)と、前記テンションアーム(61)の先端に取り付けられスプール(31)からノズル(11b)に延びる線材(32)が掛け回される線材ガイド(62)と、前記テンションアーム(61)の回動支点と前記線材ガイド(62)との間の所定位置において前記テンションアーム(61)にその回動角度に応じた弾性力を及ぼす弾性部材(63)と、前記テンションアーム(61)の回動角度を検出する検出手段(64)とを備え、
   制御手段(8)は、前記検出手段(64)により検出された回動角度が所定の角度となるように回転駆動手段(40)を制御する請求項２記載の線材撚り装置。
4. 軸部材(11)の中心軸(C1)に芯線(13)が通過する芯線通路(11a)が形成され、前記軸部材(11)の基端側から前記芯線通路(11a)に芯線(13)を供給する芯線供給機(80)を更に備え、前記軸部材(11)の先端から繰り出された前記芯線(13)の周囲に複数のノズル(11b)から繰り出された線材(32)を螺旋状に巻き付けるように構成された請求項１ないし３いずれか１項に記載の線材撚り装置。
5. 複数のスプール(31)を軸部材(11)を中心として公転させ、前記複数のスプール(31)からそれぞれ巻き解かれて繰り出される複数の線材(32)が撚られた撚り線(9)を得る撚り線の製造方法であって、
   前記軸部材(11)の回転により前記軸部材(11)を中心として公転する複数の公転体(23)を設け、
   前記スプール(31)が回転して前記線材(32)を巻解くように前記スプール(31)の中心軸(C3)を前記軸部材(11)の中心軸(C1)に直交する面内にして前記スプール(31)を前記公転体(23)に枢支させ、
   回転軸(41a)が同軸に連結されて前記スプール(31)を回転させる一対の小モータ(41,41)を前記スプール(31)に並列に前記公転体(23)に設け、
   複数の前記公転体(23)の自転を禁止しつつ前記軸部材(11)を中心として複数の前記公転体(23)を公転させ、
   前記スプール(31)から巻き解かれた前記線材(32)の張力が一定となるように前記スプール(31)の回転を制御しつつ前記公転体(23)を公転させて複数の前記公転体(23)にそれぞれ設けられた複数のスプール(31)からそれぞれ巻き解かれて繰り出される複数の線材(32)を撚る
   ことを特徴とする撚り線の製造方法。
6. 軸部材(11)の中心軸(C1)に芯線(13)が通過する芯線通路(11a)を形成し、公転体(23)を公転させつつ前記軸部材(11)の基端側から前記芯線通路(11a)に芯線(13)を供給し、前記軸部材(11)の先端から繰り出された前記芯線(13)の周囲に線材(32)を螺旋状に巻き付ける請求項５記載の撚り線の製造方法。

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