JP6309797B2 - ブレイダー及び筒体 - Google Patents
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Description
従来のブレイダーは、芯材の径が均一であるときは、組糸を芯材の外周面上に均質に配置することが可能である。
芯材の径が不均一な場合で、芯材の外周面に巻き付ける組糸の本数を、芯材の径が小さい部分に合わせて設定したときには、芯材の径が小さい部分では、芯材の外周面上に組糸が隙間無く配置される。しかし、芯材の径が大きい部分では、組糸の間に隙間が発生し、組糸が網目状に配置されるおそれがある。
また、芯材の外周面に巻き付ける組糸の本数を、芯材の径が大きい部分に合わせて設定したときには、芯材の径が大きい部分では、芯材の外周面上に組糸が隙間無く配置される。しかし、芯材の径が小さい部分では、組糸により組成される筒体が芯材に対してブカブカの状態になり、筒体と芯材の間に隙間が発生するおそれがある。
ボビンキャリア用の走行軌道が設けられた支持部材に対し、芯材を相対移動させた状態で、前記ボビンキャリアを前記走行軌道に沿って走行させることによって、前記ボビンキャリアと前記芯材との間に渡した組糸を前記芯材の外周面に巻き付けるブレイダーであって、
前記ボビンキャリアを前記走行軌道上から前記走行軌道外へ搬送することで、前記組糸の前記芯材への巻き付けを停止させ、前記ボビンキャリアを前記走行軌道外から前記走行軌道上へ搬送することで、前記組糸の前記芯材への巻き付けを開始させるボビンキャリア搬送機構を備え、
前記走行軌道には、欠落部が形成され、
前記ボビンキャリア搬送機構は、
外側補完軌道部及び内側補完軌道部が形成され、前記外側補完軌道部が前記走行軌道の前記欠落部を補完すると共に前記内側補完軌道部が前記走行軌道に含まれない状態になる供給位置、及び、前記内側補完軌道部が前記走行軌道の前記欠落部を補完すると共に前記外側補完軌道部が前記走行軌道に含まれない状態になる離脱位置、の間で移動可能な可動部材と、
前記可動部材を、前記供給位置及び前記離脱位置の間で移動させるアクチュエータと、を有する。
前記ボビンキャリア搬送機構は、前記走行軌道上における同一の位置で前記ボビンキャリアを前記走行軌道上に供給・離脱させる。
前記走行軌道上に存在する前記ボビンキャリアを、前記走行軌道に沿って走行させる羽車を備え、
前記ボビンキャリア搬送機構は、前記羽車が糸巻き方向に回転している状態で、前記ボビンキャリアを前記走行軌道上に供給・離脱させることができる。
また、ブレイダーは、ボビンキャリア搬送機構によりボビンキャリアを搬送することで、ボビンキャリアを走行軌道上に供給・離脱させる。すなわち、ブレイダーは、ボビンキャリアを走行軌道上に供給・離脱させるときには、ボビンキャリアを走行させない。これにより、ボビンキャリアを走行軌道上に供給・離脱させるためのボビンキャリア用の走行軌道を増設する必要がない。従って、装置をコンパクトに構成することが可能となる。
また、ボビンキャリア搬送機構により、ボビンキャリアを走行軌道外へ搬送することで、組糸の芯材への巻き付けが停止される状態を利用して、ボビンキャリアに装着されるボビンの交換を行うことが可能となる。また、ボビンキャリアを走行軌道上に供給・離脱させるためのボビンキャリア用の走行軌道を増設することなくボビンの交換を行えるので、ボビンの交換を行うための機構をコンパクトに構成することが可能になる。
また、可動部材の位置を供給位置と離脱位置の間で変更することで、ボビンキャリアを走行軌道上に供給・離脱させることができる。
軸M方向は、芯材2の軸Mの延びる方向である。また、芯材2の軸Mは、筒体3の軸と一致する。
これら一対の走行軌道W1・W2は、周期的に交差するように構成されており、その交差部Cが、芯材2の軸M回りの円周上に配置されている。また、互いに交差する走行軌道W1・W2の全体形状は、軸M回りに隣接して配置された複数の環Lを連結してなる形状となっている。本実施形態では、八つの環Lが軸M回りに22.5度ずつ間隔を空けて設けられている。
羽車30の縁部には、ボビンキャリア40A・40Bが係合可能な切欠部31が複数形成されている。本実施形態では、四つの切欠部31が環Lの周方向に90度ずつ間隔を空けて設けられている。
各羽車30には、ギヤ(不図示)がそれぞれ連結されており、隣接する羽車30の前記ギヤ同士が噛合している。一つの前記ギヤには駆動装置(モータ)が接続されており、前記駆動装置が作動されることで、すべての前記ギヤが回転し、これに伴って、すべての羽車30が同期して回転する。なお、隣接する羽車30は互いに反対方向に回転する(図2参照)。
シャフト41は、ボビン4を挿通可能な棒形状を有し、ボビン4を回転可能に支持する。シャフト41の先端部には、シャフト41からボビン4が抜け落ちることを防止する抜止ピン41aが装着される。ガイドローラー部42は、シャフト41の周囲に一つ設けられており、ボビン4に巻き付けられている組糸Y1(Y2)を引き出して案内する。係合部43は、二つのフランジ部43a・43bと、フランジ部43a・43bの間に介在する軸部43cを有する。ボビンキャリア40A・40Bは、フランジ部43a・43bにより羽車30の切欠部31を挟み込むことで切欠部31に係合する。スライダ部44は、走行軌道W1(W2)に挿入可能な形状を有する。また、スライダ部44は、移動方向が長手となる楕円形状を有する。これは、走行軌道W1(W2)の交差部Cにて、ボビンキャリア40A(40B)が、走行軌道W1(W2)から、隣接する環Lの走行軌道W1(W2)に乗り移れるようにするためである。
図2及び図3に示すように、ボビンキャリア40A(40B)は、羽車30の切欠部31に係合され、かつ、スライダ部44を走行軌道W1(W2)に挿入された状態で、羽車30が回転されることによって、走行軌道W1(W2)に沿って走行する。
この軌道面は、平面である必要はなく、軸M上の一点を中心とする球面の一部よりなる曲面で構成しても良い。前記一点は、組付けの中心位置となる点であり、この場合は、各ボビンキャリア40A・40Bが走行軌道W1・W2に沿って走行しても、組付けの中心位置に対する距離が変化せず、組糸のテンション変動が発生しにくいメリットがある。
走行軌道W1には、切欠部21により欠落部Waが形成され、走行軌道W2には、切欠部22により欠落部Wbが形成される。欠落部Wa・Wbは、少なくとも一つずつ形成される。
本実施形態では、切欠部21・22がそれぞれ複数(四つずつ)形成され、これに伴って、欠落部Wa・Wbがそれぞれ複数(四つずつ)形成される。欠落部Wa・Wbは、軸M回りに22.5度ずつ間隔を空けて交互に配置されている。
各ボビンキャリア搬送機構50A(50B)は、可動部材51A(51B)と、アクチュエータ52A(52B)と、を有する。
第一可動部材51Aは、第一供給位置、及び、第一離脱位置、の間で移動可能に支持されている。
第一供給位置は、第一外側補完軌道部53Aが第一走行軌道W1の欠落部Waを補完すると共に、第一内側補完軌道部54Aが第一走行軌道W1に含まれない状態になる位置である(図4及び図5参照)。
第一離脱位置は、第一内側補完軌道部54Aが第一走行軌道W1の欠落部Waを補完すると共に、第一外側補完軌道部53Aが第一走行軌道W1に含まれない状態になる位置である(図4及び図7参照)。
第二供給位置は、第二外側補完軌道部53Bが第二走行軌道W2の欠落部Wbを補完すると共に、第二内側補完軌道部54Bが第二走行軌道W2に含まれない状態になる位置である(図4及び図5参照)。
第二離脱位置は、第二内側補完軌道部54Bが第二走行軌道W2の欠落部Wbを補完すると共に、第二外側補完軌道部53Bが第二走行軌道W2に含まれない状態になる位置である(図4及び図10参照)。
図5に示すように、本実施形態では、八つの第一ボビンキャリア40Aが第一走行軌道W1に沿って走行していると共に、八つの第二ボビンキャリア40Bが第二走行軌道W2に沿って走行している。これにより、芯材2には、組糸Y1・Y2がそれぞれ八本ずつ巻き付けられている。
本実施形態では、四つの第一ボビンキャリア40Aが第一走行軌道W1外へ搬送されるので、四本の第一組糸Y1が芯材2に巻き付けられない状態になる。そして、残りの四つの第一ボビンキャリア40Aが、第一走行軌道W1の走行を継続するので、四本の第一組糸Y1が芯材2に巻き付けられる状態になる。なお、当該残りの四つの第一ボビンキャリア40Aは、欠落部Waでは、第一内側補完軌道部54Aを走行する。
本実施形態では、四つの第二ボビンキャリア40Bが第二走行軌道W2外へ搬送されるので、四本の第二組糸Y2が芯材2に巻き付けられない状態になる。そして、残りの四つのボビンキャリア40Bが、第二走行軌道W2の走行を継続するので、四本の第二組糸Y2が芯材2に巻き付けられる状態になる。なお、当該残りの四つのボビンキャリア40Bは、欠落部Wbでは、第二内側補完軌道部54Bを走行する。
なお、各第一外側補完軌道部53A上の第一ボビンキャリア40Aが、第一走行軌道W1上が供給されるよりも前に、当該各第一ボビンキャリア40Aと芯材2との間に張られている各第一組糸Y1を切断し、そして、当該各第一ボビンキャリア40Aが第一走行軌道W1上に供給される際に、切断した当該各第一ボビンキャリア40A側の第一組糸Y1の糸端を、芯材2上の現在の組糸Y1・Y2の巻き付け位置までもってくるように構成してもよい。これによると、芯材2上の現在の組糸Y1・Y2の巻き付け位置までもってこられた第一組糸Y1の糸端は、現在の組糸Y1・Y2の巻き付けに巻き込まれていく。その結果、当該各第一ボビンキャリア40Aが第一走行軌道W1上に供給されたとき、当該各第一ボビンキャリア40Aの第一組糸Y1が、現在の組糸Y1・Y2の巻き付け位置から巻き付けられる。
本実施形態では、四つの第一ボビンキャリア40Aが第一走行軌道W1上へ搬送される。これにより、合計八つの第一ボビンキャリア40Aが第一走行軌道W1上を走行している状態となり、合計八本の組糸Y1が芯材2に巻き付けられる状態になる。
なお、各第二外側補完軌道部53B上の第二ボビンキャリア40Bが、第二走行軌道W2上に供給されるよりも前に、当該各第二ボビンキャリア40Bと芯材2との間に張られている各第二組糸Y2を切断し、そして、当該各第二ボビンキャリア40Bが第二走行軌道W2上に供給される際に、切断した当該各第二ボビンキャリア40B側の第二組糸Y2の糸端を、芯材2上の現在の組糸Y1・Y2の巻き付け位置までもってくるように構成してもよい。これによると、芯材2上の現在の組糸Y1・Y2の巻き付け位置までもってこられた第二組糸Y2の糸端は、現在の組糸Y1・Y2の巻き付けに巻き込まれていく。その結果、当該各第二ボビンキャリア40Bが第二走行軌道W2上に供給されたとき、当該各第二ボビンキャリア40Bの第二組糸Y2が、現在の組糸Y1・Y2の巻き付け位置から巻き付けられる。
本実施形態では、四つの第二ボビンキャリア40Bが第二走行軌道W2上に搬送される。これにより、合計八つの第二ボビンキャリア40Bが第二走行軌道W2上を走行している状態となり、合計八本の組糸Y2が芯材2に巻き付けられる状態になる。
また、作業者が適宜の操作具を操作して各アクチュエータ52A・52Bを操作するように構成してもよい。この場合、作業者は、ボビンキャリア40A・40Bの位置を目視で確認して、各アクチュエータ52A・52Bを作動させるタイミングを計る。
芯材2に組糸Y1・Y2を巻き付ける場合において、領域αに対しては、すべての第一可動部材51Aを第一供給位置に配置すると共に、すべての第二可動部材51Bを第二供給位置に配置することで、合計十六本の組糸Y1・Y2を巻き付ける。
領域βに対しては、組糸Y1・Y2の巻き付け位置が進行するのに伴って、第一離脱位置の第一可動部材51Aと、第二離脱位置の第二可動部材51Bを徐々に増やしていく。これにより、芯材2に巻き付ける組糸Y1・Y2の合計本数を十六本から徐々に減らしていく。
領域γに対しては、すべての第一可動部材51Aを第一離脱位置に配置すると共に、すべての第二可動部材51Bを第二離脱位置に配置することで、合計八本の組糸Y1・Y2を巻き付ける。
領域δに対しては、組糸Y1・Y2の巻き付け位置が進行するのに伴って、第一供給位置の第一可動部材51Aと、第二供給位置の第二可動部材51Bを徐々に増やしていく。これにより、芯材2に巻き付ける組糸Y1・Y2の合計本数を八本から徐々に増やしていく。
領域εに対しては、すべての第一可動部材51Aを第一供給位置に配置すると共に、すべての第二可動部材51Bを第二供給位置に配置することで、合計十六本の組糸Y1・Y2を巻き付ける。
筒体3は、芯材2の外周に強化繊維層を形成する。強化繊維層を構成する組糸Y1・Y2としては、ガラス繊維、アラミド繊維、カーボン繊維等がある。なお、強化繊維層を樹脂で固めることにより、FRP(強化繊維プラスティック)層を構成してもよい。
図20(b)に示すように、筒体3は、軸M方向に螺旋状に配置されると共に軸Mに対して互いに反対方向に傾斜した組糸Y1・Y2が、互いに編組された構造を有する。すなわち、軸Mに対する第一組糸Y1の傾斜と、軸Mに対する第二組糸Y2の傾斜とは、傾斜方向が逆であると共に傾斜角度θの大きさ(絶対値)は等しくなっている。本実施形態では、第一組糸Y1は軸Mに対してN°傾斜しており、第二組糸Y2は軸Mに対して−N°傾斜している。
なお、各ボビンキャリア40A・40Bの走行速度と芯材2の移動速度との速度比を変更することで、筒体3の組糸Y1・Y2の傾斜角度θを変更することが可能である。
図20(b)〜図20(d)に示すように、筒体3に関しては、軸M方向の第一位置P1における軸Mに垂直な断面上に存在する組糸Y1・Y2の合計本数と、軸M方向の第一位置P1とは異なる第二位置P2における軸に垂直な断面上に存在する組糸Y1・Y2の合計本数と、が互いに異なっている。
本実施形態では、第一位置P1は前記領域α内に存在しているので、第一位置P1には合計十六本の組糸Y1・Y2が巻き付けられている。従って、第一位置P1における軸Mに垂直な断面上には、合計十六本の組糸Y1・Y2が存在している(図20(b)及び図20(c)参照)。また、第二位置P2は領域δ内に存在しているので、第二位置P2には合計八本の組糸Y1・Y2が巻き付けられている。従って、第二位置P2における軸Mに垂直な断面上には、合計八本の組糸Y1・Y2が存在している(図20(b)及び図20(d)参照)。
このように、筒体3は、軸M方向に異なる位置では、軸Mに垂直な断面上に存在する組糸Y1・Y2の合計本数が異なる構造を有する。これにより、芯材2の径が不均一なときでも、組糸Y1・Y2を芯材2の外周面上に接触させた状態で隙間無く配置することができ、組糸Y1・Y2を芯材2の外周面上に均質に配置することが可能となる(図20(b)〜図20(d)参照)。
ボビン4の交換は、以下の(一)〜(五)の手順で行われる。
(一)ボビンキャリア搬送機構50A(50B)により、ボビンキャリア40A(40B)を走行軌道W1(W2)外へ搬送して、ボビンキャリア40A(40B)と、芯材2との間に渡した組糸Y1(Y2)の、芯材2への巻き付けを停止させる(図7、図10、及び図12参照)。
(二)ボビンキャリア40A(40B)と、芯材2との間に張られている組糸Y1(Y2)を切断する。
(三)ボビンキャリア40A(40B)に装着されているボビン4を交換する。
(四)交換後のボビン(満管ボビン)から組糸Y1(Y2)を引き出して、引き出した組糸Y1(Y2)の糸端と、上記(2)で切断した芯材2側の組糸Y1(Y2)の糸端とを接合する。
(五)ボビンキャリア搬送機構50A(50B)により、ボビンキャリア40A(40B)を走行軌道W1(W2)上へ搬送する(図15及び図18参照)。その結果、ボビンキャリア40A(40B)が、走行軌道W1(W2)に沿って走行し、前記満管ボビンの組糸Y1(Y2)が芯材2に巻き付けられていく。
また、ボビンキャリア40A(40B)を走行軌道W1(W2)上に供給・離脱させるためのボビンキャリア40A(40B)用の走行軌道を増設することなくボビン4の交換を行えるので、ボビン4の交換を行うための機構をコンパクトに構成することが可能になる。
前記糸巻き方向は、ブレイダー1により組糸Y1・Y2が芯材2の外周面に巻き付けられて筒体3が製作されるときの、羽車30の回転方向である。
これにより、組糸Y1・Y2の芯材2への巻き付け作業を中断せずに、組糸Y1・Y2の芯材2への巻き付け本数を変更する作業、及びボビン4を交換する作業を行うことができ、作業効率を向上させることができる。
走行軌道W1には、切欠部23により欠落部Wcが形成される。走行軌道W2には、切欠部24により欠落部Wdが形成される。欠落部Wc・Wdは、少なくとも一つずつ形成される。
本実施形態では、切欠部23・24がそれぞれ複数(四つずつ)形成され、これに伴って、欠落部Wc・Wdがそれぞれ複数(四つずつ)形成される。欠落部Wc・Wdは、軸M回りに22.5度ずつ間隔を空けて交互に配置されている。
各ボビンキャリア搬送機構60A(60B)は、ピッキング機構61A(61B)を備える。
第一可動部材62Aは、第一係合位置、及び、第一解除位置、の間で移動可能に支持されている。
第一係合位置は、第一補完軌道部65Aが第一走行軌道W1の欠落部Wcを補完する位置である(図22及び図23(a)参照)。
第一解除位置は、第一可動部材62Aが支持部材20に対して陥没した位置である(図21及び図24(a)参照)。なお、このときの第一可動部材62Aの陥没量d1は、第一ボビンキャリア40Aのスライダ部44の突出量d2よりも大きい(d1>d2)。
第二可動部材62Bは、第二係合位置、及び、第二解除位置、の間で移動可能に支持されている。
第二係合位置は、第二補完軌道部65Bが第二走行軌道W2の欠落部Wdを補完する位置である(図22及び図23(a)参照)。
第二解除位置は、第二可動部材62Bが支持部材20に対して陥没した位置である(図21及び図24(a)参照)。なお、このときの第二可動部材62Bの陥没量d1は、第二ボビンキャリア40Bのスライダ部44の突出量d2よりも大きい(d1>d2)。
なお、ロボットハンド64A(64A)によりボビンキャリア40A(40B)が走行軌道W1・W2の外側へ搬送された後は、すぐに、アクチュエータ63A(63B)により可動部材62A(62B)が第一係合位置(第二係合位置)に戻される。これは、走行軌道W1(W2)を走行している他のボビンキャリア40A(40B)が、脱線することを防止するためである。
付勢部材73は、その先端部がスライダ部44に連結されており、スライダ部44を穴79から突出する方向に付勢している。
付勢機構74は、ボビンキャリア40A(40B)の第一フランジ部43aに接触する第一接触部74aと、第二フランジ部43bに接触する第二接触部74bと、接触部74a・74bを互いに離間する方向に付勢する付勢部74cと、を有する。
第一接触部74aは、羽車30に固定されており、羽車30と一体化されている。第二接触部74bは、羽車30とは別体であり、第一接触部74aに近接離間可能に支持されている。羽車30には、第二接触部74bが第一接触部74aから離間しすぎることを規制する規制部74dが設けられている。
第二接触部74bが規制部74dに接触しているときの、第二接触部74bと支持部材20との間隔d3は、第二フランジ部43bの厚みd4と略一致している(d3≒d4)。また、第二接触部74bの移動可能な最大距離d5は、スライダ部44の最大突出量d6よりも大きい(d5>d6)。
2 芯材
3 筒体
4 ボビン
20 支持部材
40A・40B ボビンキャリア
50A・50B・60A・60B ボビンキャリア搬送機構
61A・61B・71A・71B ピッキング機構
W1・W2 走行軌道
Y1・Y2 組糸
Claims (4)
- ボビンキャリア用の走行軌道が設けられた支持部材に対し、芯材を相対移動させた状態で、前記ボビンキャリアを前記走行軌道に沿って走行させることによって、前記ボビンキャリアと前記芯材との間に渡した組糸を前記芯材の外周面に巻き付けるブレイダーであって、
前記ボビンキャリアを前記走行軌道上から前記走行軌道外へ搬送することで、前記組糸の前記芯材への巻き付けを停止させ、前記ボビンキャリアを前記走行軌道外から前記走行軌道上へ搬送することで、前記組糸の前記芯材への巻き付けを開始させるボビンキャリア搬送機構を備え、
前記走行軌道には、欠落部が形成され、
前記ボビンキャリア搬送機構は、
外側補完軌道部及び内側補完軌道部が形成され、前記外側補完軌道部が前記走行軌道の前記欠落部を補完すると共に前記内側補完軌道部が前記走行軌道に含まれない状態になる供給位置、及び、前記内側補完軌道部が前記走行軌道の前記欠落部を補完すると共に前記外側補完軌道部が前記走行軌道に含まれない状態になる離脱位置、の間で移動可能な可動部材と、
前記可動部材を、前記供給位置及び前記離脱位置の間で移動させるアクチュエータと、を有することを特徴とする、
ブレイダー。 - 前記ボビンキャリア搬送機構は、前記走行軌道上における同一の位置で前記ボビンキャリアを前記走行軌道上に供給・離脱させることを特徴とする、
請求項1に記載のブレイダー。 - 前記走行軌道上に存在する前記ボビンキャリアを、前記走行軌道に沿って走行させる羽車を備え、
前記ボビンキャリア搬送機構は、前記羽車が糸巻き方向に回転している状態で、前記ボビンキャリアを前記走行軌道上に供給・離脱させることができることを特徴とする、
請求項2に記載のブレイダー。 - 前記ボビンキャリア搬送機構は、前記ボビンキャリアを前記走行軌道に係合させることができ、かつ、前記ボビンキャリアと前記走行軌道との係合の解除を行うことが可能なピッキング機構を備えることを特徴とする、
請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のブレイダー。
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