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【発明の名称】 コイルワイヤ成形方法および装置
【発明者】 【氏名】松島 秀典

【要約】 【課題】リールに巻かれた線材の繰出しからコイルワイヤ成形までを1工程で行うことができ、且つ高速で成形できるようにする。

【構成】フライヤーと一体に回転する繰出しリール24により繰り出された線材Sをフィードローラ10によりコイリング機構Kに取り込み、コイリングピン13,14によりシャフト1の軸芯を曲率中心としてフライヤーの回転方向とは逆方向にコイル巻きし、その際、下流側のコイリングピン14がフライヤーの一回転毎に固定リング18の内周面16の膨らみ部分17にローラ21が嵌まり込むことにより、コイル1周毎に部分的に曲率の小さい変形部分が形成され、略密着状態で偏平な帯状のコイルワイヤWとなって下方に送り出されるようにする。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
シャフト上のリールに巻かれた線材を前記シャフトの軸芯を中心に回転するフライヤーを介して繰り出し、前記フライヤーと一体に回転し前記シャフトの軸芯を曲率中心として前記フライヤーの回転方向に対し逆方向に線材をコイル巻きしつつコイル1周毎に部分的に曲率を変えた変形部分を形成して送り出すコイリング機構に取り込むことにより、1周毎のコイル中心が偏位して偏平な帯状となったコイルワイヤを1工程で成形することを特徴とするコイルワイヤ成形方法。
【請求項2】
一周毎のコイル中心が偏位して偏平な帯状となったコイルワイヤを1工程で成形するコイルワイヤ成形装置であって、線材を巻くリールと、該リールを装着するシャフトと、該シャフトの軸芯を中心に回転し前記リールに巻かれた線材を繰り出させるフライヤーと、該フライヤーと一体に回転し前記フライヤーを介して繰り出された線材を取り込んで前記シャフトの軸芯位置を曲率中心として前記フライヤーの回転方向に対し逆方向にコイル巻きしつつコイル1周毎に部分的に曲率を変えた変形部分を形成して送り出すコイリング機構とを具備することを特徴とするコイルワイヤ成形装置。
【請求項3】
前記コイリング機構は、前記フライヤーと一体に回転しつつ該フライヤーを介して繰り出された線材を取り込んで送るフィードローラと、該フィードローラにより送られた線材を前記シャフトの軸芯位置を曲率中心とする所定半径の曲率円に沿って曲げるよう周方向に離れた複数箇所に配置され前記フライヤーと一体に回転する複数のコイリングピンと、内周面が前記シャフトの軸芯位置を曲率中心とする前記所定半径より曲率半径の大きい曲率円を基本として周方向の一部に部分的に径方向外側に膨らんだ形状で装置本体に固定された固定リングとを有し、前記複数のコイリングピンのうちの一部のコイリングピンが外端にリング内接用のローラを具備し該ローラが前記固定リングの内周面に内接して進退自在とされ、該ローラが前記フライヤーの一回転毎に前記固定リングの内周面の膨らんだ部分に嵌まり込み前記線材をコイル1周毎に部分的にコイル径方向の外側に逃がすことによって前記変形部分を形成することを特徴とする請求項2記載のコイルワイヤ成形装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、コイルワイヤ成形方法および装置に関し、特に、自動車用タイヤ等のゴム製品の補強材として好適な柔軟で伸びの大きい偏平なコイルワイヤの成形方法および装置に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車用タイヤ等のゴム製品の補強材に使用するスチールワイヤ等の線材をまず密着コイル成形機に投入して円筒螺旋状の密着コイルを成形し、次いで、その成形した密着コイルをコイルワイヤ成形機に投入して、一端側から順次成形加工を施すことにより、略密着状態で一周毎のコイル中心が順次一方向に偏位して単体自由状態で偏平な帯状となった柔軟で伸びが大きく使用態様の自由度が大きいコイルワイヤを成形することが従来から試みられている(例えば、特許文献1、2参照。)。
【0003】
また、円筒螺旋状の密着コイルの成形方法および装置として、シャフト上のリールに巻かれた線材をシャフトの軸芯を中心に回転するフライヤーで繰り出し、フライヤーと一体に回転しシャフトの軸芯を曲率中心としてフライヤーの回転方向に対し逆方向に線材をコイル巻きするコイリング機構に取り込んで、コイル状に成形し軸方向に送り出すことにより、成形後のコイルを回転の無い状態で送り出すことができ、加工品質の安定した長尺物のコイルを安価に製造できるようにしたものが従来から知られている(例えば、特許文献3参照。)。
【0004】
【特許文献1】特開2004−244788号公報
【特許文献2】特開2005−186133号公報
【特許文献3】特開2005−186135号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
自動車用タイヤ等のゴム製品の補強材として好適な、略密着状態で一周毎のコイル中心が順次一方向に偏位して単体自由状態で偏平な帯状となった柔軟で伸びが大きく使用態様の自由度が大きいコイルワイヤを成形するのに、従来の技術では、上述のように、線材を密着コイル成形機に投入して円筒螺旋状の密着コイルを成形し、次いで、その成形した密着コイルをコイルワイヤ成形機に投入してコイルワイヤを成形するというように、2工程で成形するため、工程毎に設備が必要となる。また、密着コイルは例えば上記従来の密着コイル成形機によって高速成形できるが、密着コイルを投入して一端側から順次成形加工を施す従来のコイルワイヤ成形機は、機構上、ダイスの回転数をあまり高くすることができず、成形に時間がかかる。
【0006】
本発明は、こうした問題を解決するためのもので、リールに巻かれた線材の繰出しからコイルワイヤ成形までを1工程で行うことができ、且つ高速で成形できるコイルワイヤ成形方法および装置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】
本発明のコイルワイヤ成形方法は、シャフト上のリールに巻かれた線材をシャフトの軸芯を中心に回転するフライヤーを介して繰り出し、フライヤーと一体に回転しシャフトの軸芯を曲率中心としてフライヤーの回転方向に対し逆方向に線材をコイル巻きしつつコイル1周毎に部分的に曲率を変えた変形部分を形成して送り出すコイリング機構に取り込むことにより、1周毎のコイル中心が偏位して偏平な帯状となったコイルワイヤを1工程で成形することを特徴とする。
【0008】
また、本発明のコイルワイヤ成形装置は、1周毎のコイル中心が偏位して偏平な帯状となったコイルワイヤを1工程で成形するコイルワイヤ成形装置であって、線材を巻くリールと、リールを装着するシャフトと、シャフトの軸芯を中心に回転しリールに巻かれた線材を繰り出させるフライヤーと、フライヤーと一体に回転しフライヤーを介して繰り出された線材を取り込んでシャフトの軸芯位置を曲率中心としてフライヤーの回転方向に対し逆方向にコイル巻きしつつコイル一周毎に部分的に曲率を変えた変形部分を形成して送り出すコイリング機構とを具備することを特徴とする。
【0009】
このコイルワイヤ成形装置において、コイリング機構は、例えば、フライヤーと一体に回転しつつ該フライヤーを介して繰り出された線材を取り込んで送るフィードローラと、該フィードローラにより送られた線材をシャフトの軸芯位置を曲率中心とする所定半径の曲率円に沿って曲げるよう周方向に離れた複数箇所に配置されフライヤーと一体に回転する複数のコイリングピンと、内周面がシャフトの軸芯位置を曲率中心とする前記所定半径より曲率半径の大きい曲率円を基本として周方向の一部に部分的に径方向外側に膨らんだ形状で装置本体に固定された固定リングとを有し、複数のコイリングピンのうちの一部のコイリングピンが外端にリング内接用のローラを具備し該ローラが固定リングの内周面に内接して進退自在とされ、該ローラが前記フライヤーの一回転毎に固定リングの内周面の膨らんだ部分に嵌まり込み線材をコイル1周毎に部分的にコイル径方向の外側に逃がすことによって前記変形部分を形成するよう構成するのがよい。
【0010】
この方法および装置によれば、線材はフライヤーを介して繰り出され、コイリング機構によりバネ巻き機の原理でフライヤーの回転軸芯位置を曲率中心として所定の曲率に曲げられ、且つ、コイル1周毎に部分的に曲率の異なる変形部分が形成され、偏平な帯状のコイルワイヤとなって送り出される。こうして、リールに巻かれた線材の繰出しからコイルワイヤ成形までを1工程で行うことができ、且つ高速で成形できる。しかも、この方法および装置によれば、成形後のコイルワイヤは、コイリング機構の可動部(フィードローラ、カウンタローラ、コイリングピン等)に対しては相対的に回転しながら送り出されるものの、コイリング機構の可動部がフライヤーと一体にコイル巻き方向に対し逆方向に回転することにより、絶対運動としては回転を抑えることができ、フライヤー1回転の間にコイル1巻きになるよう回転速度を調整することにより、回転の無い状態で一方向に送り出すことが可能で、加工品質の安定した長尺物のコイルワイヤを安価に製造できる。そして、これらを簡単な装置で実現できる。
【発明の効果】
【0011】
このように、本発明によれば、簡単な装置により、コイルワイヤを1工程で成形でき、且つ高速で成形でき、品質の安定した長尺物のコイルワイヤを安価に製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1および図2は本発明の実施形態の一例を示している。図1はコイルワイヤ成形装置の要部側面図、図2はコイルワイヤ成形装置の要部正面視断面図である。
【0013】
この実施形態のコイル成形装置は、シャフト1が支持台(図示せず)に略水平に片持ち支持され、そのシャフト1に、線材Sを巻くリール2が回転自在に装着され、リール2の前方でシャフト1の自由端側に、シャフト1の軸芯を中心に回転してリール2に巻かれた線条体Sを繰り出すよう、摩擦板3を挟んでフライヤー4が回転自在に装着されている。そして、シャフト1には自由端側の軸線延長上に、フライヤー4の前方に突き出る配置でギヤ軸5が連結されて、そのギヤ軸5にギヤ6が固定されている。
【0014】
そして、フライヤー4の前面にはコイリング機構Kを配設する機構板7が固定されている。機構板7は、フライヤー4の回転軸芯に対し所定範囲で角度調節可能となるよう、一端がボス部8を介してボルト固定され、他端が長穴9を介してボルト固定されている。
【0015】
コイリング機構Kは、可動部がフライヤー4と一体に回転しフライヤー4で繰り出された線材Sを取り込んでシャフト1の軸芯位置を曲率中心としてフライヤー4の回転方向に対し逆方向にコイル巻きしつつコイル一周毎に部分的に曲率を変えた変形部分を形成して送り出すものであって、その可動部の構成は、バネ巻き機(機械式コイリングマシン)の成形機構(コイリング機構)と同様で、機構板7の前面側に、フライヤー4と一体に回転しつつ線材Sを送り込むよう対向配置されたフィードローラ10及びスプリング付勢のカウンタローラ11と、シャフト1の軸芯を曲率中心とするコイル小径部分相当の所定半径の曲率円の内側に配置されてフライヤー4と一体に回転する半月状のコイリング芯金12と、このコイリング芯金12の円弧面周囲の周方向に離れた位置に配置されフィードローラ10により送られた線材Sを曲げながらフライヤー4と一体に回転する2個のコイリングピン13,14を具備している。
【0016】
また、この実施形態のコイリング機構Kは、装置本体の基台(図示せず)上に立設された支持板15に固定された、内周面16がシャフト1の軸芯位置を曲率中心とする半径が大きい(コイリングピン13,14が内側に収まる程度の)曲率円を基本として周方向の一部に部分的に径方向外側に膨らみ部17(膨らんだ部分)を有する形状の固定リング18を備えている。
【0017】
そして、2個のコイリングピン13,14の内、コイル巻き方向の上流側に位置する方のコイリングピン13は、内端にコイリング用のローラ19を具備し、機構板7の前面に位置調節可能に固定されている。それに対し、下流側に位置する方のコイリングピン14は、内端にコイリング用のローラ20を具備するとともに、外端にリング内接用のローラ21を具備し、ローラ21が固定リング18の内周面16に内接して進退自在となるよう、長穴22とピン23とで遊嵌固定され、ローラ21がシャフト1の一回転毎に固定リング18の内周面16の膨らみ部17に嵌まり込むことで線材Sを部分的にコイル径方向の外側に逃がし、コイル径が大きい変形部分を形成するよう構成されている。
【0018】
また、機構板7には、ボス部8を介してボルト固定された方の端部近傍に、フライヤー4と一体に回転してリール2から線材Sを繰り出す繰出しローラ24と、この繰出しローラ24により繰り出された線材Sを略90度方向転換してフィードローラ10とカウンタローラ1の間を通してコイル巻き方向前側のコイリングピン19とコイリング芯金12の間に向けて略直線状に導くガイドローラ25が配設されている。そして、機構板7には、前面のフィードローラ10の線送り方向の前後となる位置に、線ガイド(ストレートナー)26,27が配設されている。
【0019】
フィードローラ10は、機構板7を貫通するローラ軸28の一端に固定され、ローラ軸28は、軸受29を介して機構板7に回転自在に支持されている。そして、機構板7の裏側でローラ軸28の他端にギヤ30が固定され、このローラ軸28の他端のギヤ30と噛み合うとともにシャフト1の自由端のギヤ軸5に固定されたギヤ6と噛み合ってシャフト1側からローラ軸28側へ回転を伝達するよう、アイドルギヤ31が支軸32を介し回転自在に支持されている。これにより、シャフト1の回転は、ギヤ6、アイドルギヤ31、ギヤ30、ローラ軸28を介してフィードローラ10に伝達される。
【0020】
このコイルワイヤ成形装置では、リール2にスチールワイヤ等の線材Sを巻き、その線材Sの先端を繰出しローラ24に巻き掛け、次いでガイドローラ25に巻き掛けて、線送り方向上流側の線ガイド26に沿ってフィードローラ10とカウンタローラ11の間に通し、下流側の線ガイド27に沿ってコイル巻き方向上流側のコイリングピン13の位置まで引き出し、さらに、コイリング芯金12との間を通して下流側のコイリングピン14とコイリング芯金12との間まで達する位置に引き出す。これでコイルワイヤ成形のためのセットが終わり、この状態でフライヤー4とシャフト1をそれぞれモータ(図示せず)で駆動して互に逆方向に回転させる。すると、摩擦板3を介しリール2がシャフト1に連動して一方向(図1にて反時計回り方向)に回転し、線材Sが繰り出される。
【0021】
そして、その繰り出された線材Sが、フィードローラ10によりコイリング機構Kに取り込まれ、コイリングピン13,14によりシャフト1の軸芯を曲率中心としてフライヤー4の回転方向とは逆方向(図1にて時計回り方向)にコイル巻きされる。その際、下流側のコイリングピン14は、外端のローラ21が固定リング18の内周面16に内接し、常時はコイリング用のローラ20が線材Sを所定半径の曲率で曲げる位置に保持されて、上流側のコイリングピン13と協働して線材Sを所定の曲率で曲げ、フライヤー4の一回転毎に、所定位置(図1の例では右側方位置)で固定リング18の内周面16の膨らみ部分17にローラ21が嵌まり込んで、線材Sを部分的にコイル径方向の外側に逃がし、その部分の曲率を小さくする(コイル径を大きくする)。その結果、コイル1周毎に部分的に曲率の小さい変形部分が形成され、略密着状態で偏平な帯状のコイルワイヤWとなって下方に送り出される。
【0022】
こうして、リール2に巻かれた線材の繰出しからコイルワイヤ成形までを1工程で行うことができ、且つ高速で成形できる。しかも、この方法および装置によれば、成形後のコイルワイヤWは、コイリング機構Kの機構板7、フィードローラ10、カウンタローラ11、コイリング芯金12およびコイリングピン13,14等からなる可動部に対しては相対的に回転しながら送り出されるものの、そのコイリング機構Kの可動部がフライヤー4と一体にコイル巻き方向に対し逆方向に回転することにより、絶対運動としては回転を抑えることができ、フライヤー4の1回転の間にコイル1巻きになるよう回転速度を調整することにより、回転の無い状態で一方向に送り出すことが可能で、加工品質の安定した長尺物のコイルワイヤを安価に製造できる。すなわち、フライヤー4の回転速度は、フライヤー駆動用のモータ(図示せず)の回転数の設定により調節でき、また、フィードローラ10の回転速度(コイリング速度)は、シャフト駆動用のモータ(図示せず)の回転数の設定あるいは変速比の設定によって調節できるため、フライヤー4とフィードローラ10の回転速度比を調節することが可能で、特に、フライヤー4が1回転する間にコイル1巻きになるようフライヤー4とフィードローラ10の回転速度比を調整することにより、製品であるコイルワイヤWを回転の無い状態で安定して一方向に送り出すようにすることができる。
【0023】
なお、コイリング芯金12は、製品であるコイルワイヤWを途中図示しないカッターで切断する場合にも対応できるようにするために設けたものであり、カッターで切断しない場合は、コイリング芯金12を省くこともできる。
【0024】
また、コイル一周毎に部分的に形成する変形部分は、他の部位より曲率が大きくなるよう変形させるものであってもよい。その場合、固定リングの内周面は部分的に径方向内側に膨らんだ形状とする。
【0025】
以上、実施の形態の一例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、適宜態様を変更して実施できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明の実施形態のコイルワイヤ成形装置の要部側面図である。
【図2】本発明の実施形態のコイルワイヤ成形装置の要部正面視断面図である。
【符号の説明】
【0027】
1 シャフト
2 リール
4 フライヤー
7 機構板
10 フィードローラ
11 カウンタローラ
13、14 コイリングピン
16 内周面
17 膨らみ部
18 固定リング
21 リング内接用のローラ
24 繰出しローラ
25 ガイドローラ
K コイリング機構
S 線材
W コイルワイヤ
【出願人】 【識別番号】000110147
【氏名又は名称】トクセン工業株式会社
【出願日】 平成18年7月25日(2006.7.25)
【代理人】 【識別番号】100093698
【弁理士】
【氏名又は名称】進藤 純一


【公開番号】 特開2008−23588(P2008−23588A)
【公開日】 平成20年2月7日(2008.2.7)
【出願番号】 特願2006−202231(P2006−202231)