特許 7456086 繊維巻取装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-18

(45)【発行日】2024-03-27

(54)【発明の名称】繊維巻取装置

(51)【国際特許分類】

   B65H 67/048 20060101AFI20240319BHJP

【ＦＩ】

B65H67/048 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020138830

(22)【出願日】2020-08-19

(65)【公開番号】P2021175688

(43)【公開日】2021-11-04

【審査請求日】2022-11-21

(31)【優先権主張番号】P 2020079077

(32)【優先日】2020-04-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】591159619

【氏名又は名称】島津産機システムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121441

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 竜平

(74)【代理人】

【識別番号】100154704

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 真大

(74)【代理人】

【識別番号】100129702

【弁理士】

【氏名又は名称】上村 喜永

(74)【代理人】

【識別番号】100094248

【弁理士】

【氏名又は名称】楠本 高義

(72)【発明者】

【氏名】村田 茂

【審査官】杉山 豊博

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５４－０９３５２１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭６２－１５０４６２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５７－０６２７６２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０００－２７２８３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１６７５７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５８－０５９７４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｈ ６７／０４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ストランドが巻き取られるコレットと、
前記コレットが取り付けられ、回転可能なタレット盤と、
前記タレット盤に取り付けられたブロックと、
前記ブロックを把持する第１アームおよび第２アームと、
前記第１アームに設けられた第１回転軸と、
前記第２アームに設けられた第２回転軸と、
前記第１アームを第１回転軸を中心として回転させるための動力を与える動力装置と、
前記第１アームの回転に応じて第２アームが回転するための連携機構と、
を備えた繊維巻取り装置。

【請求項2】

前記連携機構が、
前記第１アームに設けられた第１凸部と、
前記第２アームに設けられ、前記ブロックを第１アームと第２アームで把持した状態で第１凸部に接する第２凸部と、
を備えた請求項１に記載の繊維巻取装置。

【請求項3】

前記連携機構が、
前記第１アームに設けられた第３凸部と、
前記第２アームに設けられ、前記ブロックを第１アームと第２アームで把持したときに第３凸部に押される第４凸部と、
を備えた請求項２の繊維巻取装置。

【請求項4】

前記連携機構が、
前記第１回転軸を中心に回転する第１ギヤと、
前記第２回転軸を中心に回転し、前記第１ギヤとかみ合う第２ギヤと、
を備えた請求項１の繊維巻取装置。

【請求項5】

前記タレット盤が円形であり、２つの前記ブロックがタレット盤の中心を対称としてタレット盤の外周部に配置された請求項１から４のいずれかの繊維巻取装置。

【請求項6】

前記タレット盤を回転させるインダクションモータを備えた請求項１から５のいずれかの繊維巻取装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、繊維巻取装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、下記特許文献１をはじめとして、ガラス繊維などの繊維を巻き取る装置が開発されている。たとえば、従来の繊維巻取装置は複数本のフィラメント（単繊維）を集束してストランドを形成し、コレットでストランドを巻き取っている。コレットはタレット盤に取り付けられており、タレット盤はモータによって回転させられる。タレット盤の位置決めをしなければコレットでストランドを巻き取れないため、タレット盤の位置決めをする機構が必要になる。

【0003】

たとえば、図１４に示すように、タレット盤２００に取り付けられたブロック２０２、そのブロック２０２の凹部２０４にはめ込まれる凸部２０６、凸部２０６を上下動させるエアシリンダ２０８を備える。タレット盤２００をモータで回転させた後、停止したブロック２０２の凹部２０４に向けて凸部２０６を移動させる。凹部２０４と凸部２０６がはめ合わされることで、タレット盤２００の位置合わせが完了する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－１３７２２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

凹部２０４の位置がずれると、凸部２０６が凹部２０４にはまらず、タレット盤２００の位置合わせができない。凹部２０４を広げると凸部２０６を大きくする必要があり、凸部２０６が凹部２０４にはめ合わされるときの力を大きくする必要がある。エアシリンダ２０８が大型化して好ましくない。凹部２０４の位置ずれを小さくするためにモータの性能を高めると、位置決めするための構成が複雑化したり、高価になったりする。

【0006】

そこで本発明の目的は、簡単な構成でタレット盤の位置合わせができる繊維巻取装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

以上の課題を解決すべく、本発明に係る繊維巻取装置は、以下に述べるような構成を有する。

【0008】

本発明の繊維巻取装置は、ストランドが巻き取られるコレットと、前記コレットが取り付けられ、回転可能なタレット盤と、前記タレット盤に取り付けられたブロックと、前記ブロックを把持する第１アームおよび第２アームと、前記第１アームに設けられた第１回転軸と、前記第２アームに設けられた第２回転軸と、前記第１アームを第１回転軸を中心として回転させるための動力を与える動力装置と、前記第１アームの回転に応じて第２アームが回転するための連携機構とを備える。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、第１アームと第２アームがブロックを把持するだけであり、簡単な構成でタレット盤を位置合わせできる。従来のようにモータの性能を高めたり、エアシリンダを大型化することはない。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】繊維巻取装置の全体構成を示す図である。

【図2】４本のストランドを形成して４つのケーキを形成する図である。

【図3】押出装置によってストランドを移動させた図である。

【図4】タレット盤を位置決めするための機構を示す図である。

【図5】第１アームと第２アームでブロックを把持した図である。

【図6】第１アームが回転し、第３凸部が第２凸部に接した図である。

【図7】第３凸部が第２凸部を押している図である。

【図8】第１把持部と第２把持部がブロックの軌道の外まで移動した図である。

【図9】図８の状態から第１アームが回転して第３凸部が第４凸部に接した図である。

【図10】第３凸部が第４凸部を押している図である。

【図11】第１凸部が第２凸部に接した図である。

【図12】第１アームに第１ギヤを設け、第２アームに第２ギヤを設けた図である。

【図13】図１２から第１把持部と第２把持部がブロックの軌道の外まで移動した図である。

【図14】従来のタレット盤を位置決めするための機構を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の繊維巻取装置について図面を参照して説明する。複数の実施形態を説明するが、異なる実施形態であっても同じ手段には同一の符号を付して説明を省略する場合がある。

【0012】

[実施形態１]
図１に示す本願の繊維巻取装置１０は、複数本のフィラメント１２を集束させるギャザリングシュー１４、ストランド１６に所定の張力を与えるガイド１８、ストランド１６の位置を変えるトラバース装置２０、ストランド１６を巻き取るコレット２２、そのコレット２２が取り付けられたタレット盤２４を備える。

【0013】

フィラメント１２は単繊維であり、たとえばガラス繊維またはバサルト繊維などである。ギャザリングシュー１４は溝を備えたローラである（図２）。複数本のフィラメント１２が１つの溝で集束される。複数本のフィラメント１２が集束されることでストランド１６が形成される。１本の回転軸２６に複数のローラが備えられてもよいし、幅広のローラに複数の溝が備えられてもよい。複数の溝があることで、同時に複数のストランド１６が形成できる。

【0014】

ガイド１８はギャザリングシュー１４とコレット２２の間に配置されている。ストランド１６がガイド１８に接し、ストランド１６に張力を与えている。ガイド１８は溝を備えたローラまたは櫛歯状の板体である。図２に示すガイド１８は溝を備えたローラであり、そのガイド１８はストランド１６の本数に合わせて備えられる。全てのガイド１８が１本の回転軸２８に取り付けられている。全てのガイド１８が同時に回転する。

【0015】

ガイド１８とコレット２２の間にトラバース装置２０が備えられる。トラバース装置２０は回転棒３０およびトラバース３２を備える。トラバース３２は曲線状の線状体である。トラバース３２が回転棒３０に取り付けられている。ストランド１６がトラバース３２に押し当てられており、回転棒３０が回転することで、ストランド１６がトラバース３２の形状に沿って移動する。ストランド１６がコレット２２の回転軸方向に往復する。ストランド１６がコレット２２に巻き付けられるときに、ストランド１６がコレット２２の回転軸方向に往復しながら巻き付けられる。

【0016】

コレット２２は円筒状または円柱状になっている（図１、図２）。コレット２２の第１端部３４が開放されており、コレット２２の第２端部３６がタレット盤２４側に配置されている。タレット盤２４は円盤状、円筒状または円柱状になっている。２つのコレット２２はタレット盤２４の中心に対して対称な位置に配置されている。一方のコレット２２の位置がストランド１６の巻き取り位置であり、他方のコレット２２の位置がケーキの取り出し位置である。２つのコレット２２の間に仕切り板３８が備えられている。巻き取り位置にあるコレット２２がモータ（図示省略）によって回転される。コレット２２にモータの回転軸が取り付けられており、その回転軸を回転可能に保持する軸受けなどの保持部（図示省略）がタレット盤２４に取り付けられている。一方のコレット２２にケーキ４０が形成されると、タレット盤２４が回転してコレット２２の位置が入れ替えられ、次に他方のコレット２２が回転される。１つのコレット２２に形成されるケーキ４０の数は限定されず、図２に示すように４つのケーキ４０が形成されてもよい。

【0017】

コレット２２にチューブ４２が取り付けられる。チューブ４２はコレット２２と共に回転する。チューブ４２の上にストランド１６が巻き取られ、ケーキ４０が形成される。１つのチューブ４２に１つのケーキ４０が形成される。１つのコレット２２に形成するケーキ４０の数と同じ数のチューブ４２がコレット２２に取り付けられる。チューブ４２は紙製または樹脂製である。

【0018】

ケーキ４０の取り出し位置にあるコレット２２からケーキ４０を取り出すために、受け部材４４とその受け部材４４を移動させる移動装置４６を備える。受け部材４４はケーキ４０を下方から支持する。移動装置４６はサーボモータ、ボールネジまたはエアシリンダなどを備える。移動装置４６は、受け部材４４をコレット２２の回転軸方向に移動させる。受け部材４４がケーキ４０を支え、ケーキ４０とチューブ４２を一緒に第１端部３４に向けて移動させる。コレット２２からケーキ４０とチューブ４２を取り外すことができる。なお、手作業でケーキ４０とチューブ４２をコレット２２から取り外す場合、受け部材４４と移動装置４６は省略されてもよい。

【0019】

繊維巻取装置１０はガイド１８とコレット２２の間を走行するストランド１６の位置を移動させる押出装置４８を備える。押出装置４８はストランド１６を押す押出バー５０とその押出バー５０を前後させるエアシリンダを備える。エアシリンダのピストンロッド５２に押出バー５０が取り付けられている。コレット２２にケーキ４０が完成してタレット盤２４が回転する前に、押出バー５０が前進されて、ストランド１６がケーキ４０の外側に押し出される（図３）。ストランド１６がケーキ４０に巻きつかず、コレット２２の第１端部３４の近辺の溝５４に巻きつく。タレット盤２４が回転すると一方のコレット２２の第１端部３４の近辺から他方のコレット２２の第１端部３４の近辺の溝５４にストランド１６が巻きかえられる。その後、押出バー５０が元の位置に戻されることで、他方のコレット２２にストランド１６が巻き取られる。

【0020】

繊維巻取装置１０は水などの液体を噴出するスプレー装置５６を備えてもよい（図１）。タレット盤２４が回転すると一方のコレット２２から他方のコレット２２にストランド１６が巻きかえられる。その際、一方のコレット２２は回転を停止し、他方のコレット２２が回転を始めることで、ストランド１６が引っ張られ、コレット２２の回転差などで乗り移り、巻き付く際のストランド１６の折れ曲がりにより切断される。ストランド１６が切断されるときに微細になったフィラメント１２が飛び散るおそれがある。スプレー装置５６でストランド１６に液体を吹き付けることで、フィラメント１２の飛び散りを防止する。なお、スプレー装置４８は必要に応じて設けられる。

【0021】

図１の筐体５８の中にタレット盤２４を位置決めする機構が収納されている（図４）。また、タレット盤２４はモータ６０の動力によって回転する。位置決めの機構は、タレット盤２４に取り付けられたブロック６２、第１アーム６４、第２アーム６６および動力装置６８を備える。

【0022】

２つのブロック６２がタレット盤２４に取り付けられている。２つのブロック６２は、タレット盤２４の中心に対して対称な位置に取り付けられている。各ブロック６２はタレット盤２４の外周近傍に取り付けられている。ブロック６２の形状は直方体、立方体など第１アーム６４と第２アーム６６で把持できる形状であれば限定されない。

【0023】

第１アーム６４と第２アーム６６はブロック６２を把持するための部材である。第１アーム６４と第２アーム６６がブロック６２を把持することで、タレット盤２４が固定される。

【0024】

第１アーム６４は第１回転軸７０、第１把持部７２、第１凸部７４、第３凸部７６および接続部７８を備える。第２アーム６６は第２回転軸８０、第２把持部８２、第２凸部８４および第４凸部８６を備える。

【0025】

第１アーム６４は第１回転軸７０を中心に回転し、第２アーム６６は第２回転軸８０を中心に回転する。第１アーム６４と第２アーム６６は回転することで、第１把持部７２と第２把持部８２でブロック６２を把持したり、ブロック６２を放したりできる。

【0026】

第１アーム６４が回転すると第２アーム６６がそれに応じて回転する。第１アーム６４と第２アーム６６が連携して回転するための連携機構として第１凸部７４、第２凸部８４、第３凸部７６および第４凸部８６が利用される。第１凸部７４は第１アーム６４が回転したときに第２凸部８４を押す。第１把持部７２と第２把持部８２がブロック６２を把持した状態では、第１凸部７４と第２凸部８４が接した状態になっている。第３凸部７６は第１アーム６４と第２アーム６６がブロック６２を放すときに第２凸部８４を押して第２アーム６６を回転させる。さらに第１アーム６４と第２アーム６６がブロック６２を把持するときに第３凸部７６は第４凸部８６を押して第２アーム６６を回転させる。第１アーム６４と第２アーム６６が回転するときの詳細な動作は後述する。

【0027】

第１アーム６４の接続部７８は動力装置６８に接続された部分である。第１アーム６４の第１回転軸７０に対して第１把持部７２と接続部７８は反対方向に配置されている。接続部７８が動かされることで、第１アーム６４は第１回転軸７０を中心として回転する。

【0028】

動力装置６８はエアシリンダまたは液圧シリンダなどである。たとえばエアシリンダのピストンロッド８８の先端が接続部７８に回転可能に接続されている。エアシリンダのシリンダ９０は筐体５８の内面に固定された固定板９２に取り付けられている。シリンダ９０は固定板９２にベルト９４を介して取り付けれている。ベルト９４と固定板９２の間に回転部材９６を備えており、シリンダ９０は回転部材９６を中心として回転できるようになっている。

【0029】

次に、第１アーム６４と第２アーム６６を用いたブロック６２の開放と把持について説明する。先にブロック６２を開放する工程について説明する。

【0030】

（１）図５は、第１把持部７２がブロック６２に接し、第１凸部７４が第２凸部８４を押すことで、第２把持部８２がブロック６２に接している。２つの把持部７２、８２でブロック６２を把持している。

【0031】

（２）ピストンロッド８８がシリンダ９０の中に入っていくことで、接続部７８の位置がシリンダ９０に近づけられ、第１アーム６４が第１回転軸７０を中心として回転する。図６に示すように、第１把持部７２がブロック６２から離れる方向に第１アーム６４が回転する。その回転する途中で第３凸部７６が第２凸部８４に接する。

【0032】

（３）第１アーム６４の回転が続くことで、第３凸部７６が第２凸部８４を押す（図７）。第２アーム６６は第２凸部８４が押されることで、第２回転軸８０を中心として回転する。第２アーム６６は第２把持部８２がブロック６２から離れる方向に回転する。

【0033】

（４）タレット盤２４が回転したときのブロック６２の軌道に第１把持部７２が入らない位置まで第１アーム６４を回転させる（図８）。その間、第３凸部７６が第２凸部８４を押しており、第２アーム６６も回転する。第２アーム６６の第２把持部８２もブロック６２の軌道に入らない位置まで移動させる。

【0034】

以上の工程によって第１アーム６４と第２アーム６６で把持していたブロック６２が放される。この状態でタレット盤２４は回転し、もう一方のブロック６２が所定位置またはその近辺に配置されたときにタレット盤２４が停止する。ブロック６２を把持する工程について説明する。

【0035】

（５）第１アーム６４と第２アーム６６は図８の状態にあり、この状態から第１把持部７２と第２把持部８２をブロック６２に向けて近づける。ピストンロッド８８をシリンダ９０の中から出されるように動かし、接続部７８をシリンダ９０から遠ざけるように動かす。第１アーム６４が第１回転軸７０を中心に回転する。第１把持部７２がブロック６２に近づく。その途中で、第３凸部７６が第４凸部８６に接する（図９）。

【0036】

（６）第１アーム６４の回転が続くことで、第３凸部７６は第４凸部８６を押す（図１０）。第４凸部８６が押されることで、第２アーム６６は第２回転軸８０を中心として回転する。第２把持部８２がブロック６２に近づく。

【0037】

（７）第１アーム６４の回転が続き、第３凸部７６が第４凸部８６を押せなくなると、次に第１凸部７４が第２凸部８４に接する（図１１）。さらに回転が続くことで、第１凸部７４が第２凸部８４を押し、第２アーム６６が第２回転軸８０を中心に回転する。このまま第１アーム６４と第２アーム６６が回転することで、図５のように第１把持部７２と第２把持部８２でブロック６２を把持できる。第１把持部７２と第２把持部８２はブロック６２を押圧しながら把持してもよい。

【0038】

モータ６０でタレット盤２４を回転させたときに、ブロック６２が図９の符号６２'のように所定位置からずれる場合がある。第１アーム６４と第２アーム６６でブロック６２を押し、所定位置にブロック６２を移動させて第１アーム６４と第２アーム６６で把持することができる。ブロック６２がタレット盤２４と一緒に所定位置に移動する。したがって、タレット盤２４を回転させるためのモータ６０は位置決め精度を高くする必要はなく、設計が容易になる。モータ６０はインダクションモータを使用できる。

【0039】

以上のように、本願は第１アーム６４と第２アーム６６によってブロック６２を把持するため、タレット盤２４の位置合わせが容易である。モータ６０および動力装置６８が大型化されることはない。

【0040】

[実施形態２]
図１２のように、連携機構として第１アーム６４に第１ギヤ１００、第２アーム６６に第２ギヤ１０２を備えてもよい。第１ギヤ１００は第１回転軸７０を軸として回転する。第２ギヤ１０２は第２回転軸８０を軸として回転する。第１ギヤ１００と第２ギヤ１０２はかみ合っている。動力装置６８の動力によって第１アーム６４が回転すると、第１ギヤ１００が回転する。第１ギヤ１００の回転に応じて第２ギヤ１０２が回転する。第２ギヤ１０２が回転することで第２アーム６６が回転する。第１把持部７２がブロック６２から離れるように第１アーム６４が回転すると、第２把持部８２がブロック６２から離れるように第２アーム６６が回転する（図１３）。第１把持部７２がブロック６２に近づくように第１アーム６４が回転すると、第２把持部８２がブロック６２に近づくように第２アーム６６が回転する。第１把持部７２がブロック６２に接すると、第２把持部８２もブロック６２に接する。

【0041】

図１２と図１３において第１凸部７４と第２凸部８４を示しているが、第１凸部７４と第２凸部８４の有無は任意である。

【0042】

第１アーム６４と第２アーム６６の形状は限定されず、たとえば第１把持部７２と第２把持部８２を図１０の符号７２'、８２'のように伸ばしてもよい。ブロック６２を把持する部分が増え、第１アーム６４と第２アーム６６はブロック６２を把持しやすくなる。

【0043】

（第１項）一態様に係る繊維巻取装置は、ストランドが巻き取られるコレットと、前記コレットが取り付けられ、回転可能なタレット盤と、前記タレット盤に取り付けられたブロックと、前記ブロックを把持する第１アームおよび第２アームと、前記第１アームに設けられた第１回転軸と、前記第２アームに設けられた第２回転軸と、前記第１アームを第１回転軸を中心として回転させるための動力を与える動力装置と、前記第１アームの回転に応じて第２アームが回転するための連携機構とを備える。

【0044】

第１項に記載の繊維巻取装置によれば、第１アームと第２アームが連携して動作する簡単な機構であり、タレット盤を回転させるモータの高性能化および動力装置の大型化は必要ない。本願は容易に第１アームと第２アームがブロックを把持し、タレット盤の位置決めをすることができる。

【0045】

（第２項）前記連携機構が、前記第１アームに設けられた第１凸部と、前記第２アームに設けられ、前記ブロックを第１アームと第２アームで把持した状態で第１凸部に接する第２凸部とを備える。

【0046】

第２項に記載の繊維巻取装置によれば、第１アームの第１凸部と第２アームの第２凸部の単純な構造であり、装置が複雑化されることはない。

【0047】

（第３項）前記連携機構が、前記第１アームに設けられた第３凸部と、前記第２アームに設けられ、前記ブロックを第１アームと第２アームで把持するときに第３凸部に押される第４凸部とを備える。

【0048】

第３項に記載の繊維巻取装置によれば、第３凸部が第４凸部に押されることで第２アームが回転するため、簡単な構成になっている。

【0049】

（第４項）前記連携機構が、前記第１回転軸を中心に回転する第１ギヤと、前記第２回転軸を中心に回転し、前記第１ギヤとかみ合う第２ギヤとを備える。

【0050】

第４項に記載の繊維巻取装置によれば、第１ギヤと第２ギヤによるかみ合いで第１アームと第２アームが同期して回転するだけであり、簡単な構成になっている。

【0051】

（第５項）前記タレット盤が円形であり、２つの前記ブロックがタレット盤の中心を対称としてタレット盤の外周部に配置される。

【0052】

第５項に記載の繊維巻取装置によれば、タレット盤の外周部にブロックが配置されており、第１アームと第２アームでブロックを把持することができる。

【0053】

（第６項）前記タレット盤を回転させるインダクションモータを備える。

【0054】

第６項に記載の繊維巻取装置によれば、タレット盤を回転さえるモータはインダクションモータであり、高性能なモータを用いなくてもよい。

【0055】

その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。説明した各実施形態は独立したものではなく、当業者の知識に基づき適宜組み合わせて実施できるものである。

【符号の説明】

【0056】

１０：繊維巻取装置
１２：フィラメント
１４：ギャザリングシュー
１６：ストランド
１８：ガイド
２０：トラバース装置
２２：コレット
２４：タレット盤
６０：モータ
６２：ブロック
６４、６６：アーム
６８：動力装置
７０、８０：回転軸
７２、８２：把持部
７４、７６、８４、８６：凸部
７８：接続部
８８：ピストンロッド
９０：シリンダ
１００、１０２：ギヤ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】