JPH0238502B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はワイヤ、レーヨン繊維、糸、より糸、
ロープ、テープ、リボンなどの可撓性材料の巻回
方法、詳しくは軸線を中心に回転するマンドレル
と、可撓性材料からなる巻線を前記軸線に沿い平
行に往復動させるトラバース機構とによつて、マ
ンドレルの外周に巻線を８の字形に巻回する方法
であつて、巻線の交差部がほとんどすべての位置
に形成されるような巻線体であり、交差部のない
位置で巻線体外部から内部に向けて半径方向へ延
びる導出孔を設け、マンドレルの速度に対するト
ラバース機構の速度の比として定義される巻線の
ゲインは増加ゲイン又は減少ゲインに変動して相
互に交差部を移動させることにより巻線体の密度
を増大させるようにした巻回方法に関する。

（従来の技術） 従来、マンドレルの外周に巻線を連続する８の
字形に巻回するとともに巻線本体の外部から内部
方向へ延びる半径方向の導出孔を有するものは、
米国特許第3178130号及び4406419号により知られ
ており、これら特許において８の字形のパターン
は間隔をおいて殆んどすべての位置に交差部が位
置するような配置とし、交差部のない位置は導出
孔の位置となつているようにする。一回の巻回の
場合にはマンドレルは所定速度で移動し、トラバ
ース機構はマンドレル速度の正確に１／２の速度
で移動し、８の字形のすべての交差部は同じ面に
ある。上述特許及び第3666200号に定義される巻
線体は、可撓性材料の直径が比較的小さいような
巻線体についてはあてはまる。しかしながら巻線
体の直径が増加し可撓性材料の直径が比較的大き
い場合には、巻線体の同じ場所における交差部の
位置は非効率的な巻回、すなわち、交差部が位置
する高い蜂部分と交差部のない低い谷部分が形成
されて全体として巻回密度の小さい巻線体となる
不具合がある。

米国特許第3666200号は巻回密度の高い巻回を
得るために、８の字形の交差部が相互に移動する
ように巻回ゲインを変動させることを提案してい
る。しかしながら、特に比較的大径の可撓性材料
が巻回される際に、可撓性材料を大径巻回させる
方法を改善する必要性がある。更に、上述先行特
許の教示に従う巻回体の巻回部を圧縮してその密
度をより均一化し、完成した巻回体が小さな箱に
包装しうるようにすることは慣用の技術である。

（発明の要約） 本発明の重要な特徴は増加ゲインと減少ゲイン
を実質的に等しくなるようにゲインを変更し、ま
た増加ゲインもしくは減少ゲインを、公知技術の
教示に対応するすべての他の点について巻回され
た巻線体の連続する交差部に交互させるように使
用することである。本発明によれば、一つのゲイ
ンは一つの交差部に使用されるか或いは通常の交
差部移動が前進部分１／２移動するまで使用され
る。ゲインは次に、第一交差部が増加ゲインの最
後の二つの間に配置され、層の他のすべての交差
部は増加ゲインの層の交差部の間に配置されるよ
うに、通常の前進状態に戻る。層は減少ゲインを
用いて終了し、材料が孔にある時には巻線体ゲイ
ンは増加ゲインに切り替り、これもまた一つの交
差部についてその半分であるか交差部移動の１／
２の前進である。ゲインは次に通常の前進状態に
戻る。この巻回方法はより密度の高い包装を可能
とし、また所定量の巻線体がより小さな容器或い
は箱に収容できるため包装費用を軽減する。巻線
体の密度がより均一である限り、その圧縮により
巻線体直径周囲をより均一にすることができ、巻
線体はより安定する。

（発明の構成） 本発明による巻線体はマンドレル周囲を円周方
向に間隔をおいて８の字形に巻回することにより
形成されるか、巻回される一層の下の材料層によ
り形成される。８の字形は間隔をおいて位置して
いて、交差部が一点を除き存在しており、交差部
が存在しないことにより巻線体の内端が引き出さ
れる導出孔が形成されるようにする。

一つの巻回の場合、マンドレルはある所定の速
度ω_Sで進行する。トラバースがマンドレル速度
の正確に１／２の速度で移動する場合、８の字形
のすべての交差部は同じ位置にある。トラバース
に対して前進Ｇが適用される場合には８の字形は
相異なる位置にある。トラバース機構の運動を記
載する式は次のとおりである： ω_T＝ω_S／２（１＋Ｇ） 式中ω_T＝トラバースの速度（RPM） ω_S＝マンドレルの速度（RPM） Ｇ＝ゲイン（＋或いは−） 距離は率時間に等しいため ω_S＝θ_S／ｔ、 式中θ_S＝マンドレルが移動する距離。

トラバース機構が移動する距離は、マンドレル
が移動する距離がわかるならば知ることができ
る。従つて： θ_T／ｔ＝θ_S／2t（１＋Ｇ） θ_T＝θ_S／２（１＋Ｇ） ここに記載された式及びその誘導式はカムの速
度或いは移動のみを表わすにすぎない。カム及び
関連するトラバース機構は、実際のトラバースパ
ターンがカムのカツト形状に依存する回転動を直
線動に変える構造を形成する。

巻回層は、マンドレルがトラバース距離プラス
或いはマイナス一回転の２倍の距離を移動した時
には完全（この場合導出孔を無視する）である。

2θ_T±１＝θ_S なぜなら θ_T＝θ_S／２（１＋Ｇ） θ_S＝（１＋Ｇ）±１＝θ_S ±１／Ｇ＝θ_S (1) θ_T＝±（１＋Ｇ）／2G (2) 式(2)から、前進Ｇが知られればトラバースのス
トロークの数が知られ（θ_Tが回転数中にあるか
ら）、トラバースのストロークは一端から他端へ、
そして出発点に戻る完全なサイクルである。

（実施例） 第４図はマンドレル及びトラバース機構（何れ
も図示せず）を用いて巻線体を巻回する場合の立
体展開図を示し、図中の実線は増加ゲインで巻回
される一層であつて両側の輪部分はマンドレルの
両端部において巻回される部分であり、この巻線
体の層に円周方向に間隔をおいて８の字形のパタ
ーンが形成されることが理解されよう。

上記巻線体はその一層の最後の交差部（図中Ｐ
で示す）を経た後に減少ゲインに変更され、それ
により前記交差部Ｐとその前の交差部との間を通
るように巻回される（点線層で示す）。

上記減少ゲインに変更しない場合は、図中の一
点鎖線に示す如く、前の層の交差部間に位置しな
いことが理解されよう。

第１図は実線で示される増加ゲインの巻回層と
点線で示される減少ゲインの巻回層とからなる２
つの層を示した展開図、すなわち第４図における
左右両側の輪部分を除き、点Ｘで分離した展開図
である。

第１図において、巻線体は周囲が10.5インチの
マンドレル上にある。導出孔は端部から端部まで
が1.5インチである。このことは360度の1.5／10.5
であつて51.4度である。

実線で表わされる巻線体には19の交差部があ
る。このことは、夫々の交差部の間に308.6度／
18＝17.14度の間隔があることを意味する。間隔
は１／２インチである。導出孔を考える場合21の
交差部があることになる。このことは下記のゲイ
ンがあることを意味する： 21＝（１＋Ｇ）／2G Ｇ＝１／41＝．0244＝2.44％ このことは、トラバース機構がこのパターンを
作るためにマンドレル速度の１／２より2.44％速
いことを意味する。

両巻回層において、中心交差部は図面中心に示
されており、このことは実際の巻線体における実
際の場合に対応するものではないことが注意され
るべきである。実際の巻線体においては、中心の
交差部は中心線の左側或いは右側にあり、中心か
らのシフト量はゲインの量に依存する。

第１図の点線により表わされる巻回体は減少ゲ
インによるものであつて、これは0.0208或いは
2.08％のゲインを表わす。

第１図により表わされるパターンは、2.4％の
増加ゲイン及び2.1％の減少ゲインを使用して公
知の巻回装置により実施或いは形成することがで
きる。

第１図に示した巻線体の重要な面は、導出孔の
近くでは両方の巻回層が相互に一致していること
である。このことは、2.4％の前進が2.1％の前進
とあまり異ならない限り形成されうる。ゲインが
基本的に異なるならば、導出孔近くの第一或いは
第二交差部は相互になお近い。また、包装密度
は、例えば2.4％或いは3.6％が使用される場合に
は不都合となろう。

この近似パターンは３番目或いは４番目の交差
部で壊れるが、７番目或いは８番目で再び始ま
り、10番目の交差部で重複する。この順はそこか
らまた開始し導出孔の他の側にまで続く。この場
合二つの密な巻回域と中心部にそれほど密でない
域があることがわかる。

大径の材料が巻回される時には、ゲインは、材
料が十分なスペースをもつよう大きいものでなけ
ればならない。4.5％のゲインが使用される時に
は、導出孔を無視するならば11.6の交差部があ
る。他のゲインが4.1％であれば12.6の交差部が
あることになる。このことは“蜂の巣”パターン
が、孔から点180度に達するまで完全に破壊され
ないことを示す。巻線体は後部（孔から180度）
密になり、孔の近辺では比較的密度が薄くなる。
このような巻線体は第３図に横断面図が示されて
いる。

本発明によれば、この問題は層をシフトさせる
ことにより除去することが提案される。第３図に
図示される蜂の巣巻線体は、密度に関する限りこ
のような巻線体は非効率的であることを示す。こ
のような巻線体においては両方の層は同じゲイン
である。しかしながら、交互する層が交差部の
１／２の距離分下方へシフフトすると、生成する
パターンは極めて密度の高いものとなる。

上述の如く、密度に関する先述の問題は第２図
に示すような本発明による巻回方法により解決さ
れる。この図においては増加ゲインの巻回層と減
少ゲインの巻回層は同じゲイン（同数の交差部、
従つて交差部相互間の間隔が等しい）。例えば、
ゲインが4.1％であると、このようなゲインはプ
ラス或いはマイナスゲインの双方に使用される。

増加ゲインの巻回は第２図の実線で示されてい
るが、層の最後の交差部が巻回された時には（図
面の上方部ｃの真上の交差部）、巻線体は使用さ
れるゲインの１／２であるより低いゲインにシフ
トする（この例の場合2.05％）。

この方法はゲインが一つの交差部のために使用
されること或いは前進部が通常の交差部移動の
１／２分移動するまで使用されることを提示して
いる。ゲインは次に通常の4.1前進ゲインに戻る。
このことに減少ゲインの第一交差部が増加ゲイン
の最後の二つの間に配置することになる。第２図
における点線で示される層はその層が終了し、孔
の部分で増加ゲインに切り替り、これもまた一つ
の交差部に対して１／２（2.05％）のゲイン或い
は交差部移動の１／２の前進である。このゲイン
は次に通常の4.1％に戻る。

（発明の効果） 本発明により得られる包装巻回体は、ゲインが
変らない場合の巻線体より著しく密度が高い。包
装体費用は、得られる巻線体が同量の巻回材料に
ついてより小さい箱に積めることができるのであ
るから低減する。密度が均一であるから巻線体の
圧縮によりその直径全体により均密に分布する。
このことは巻回に際しより安定性を付与し、また
巻線体の軸方向孔からの巻線体の導出の抵抗をよ
り少なくする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法で巻回された巻線体の要部
２層を示す展開図、第２図は他の実施例の展開
図、第３図は巻線体の蜂の巣状横断面、第４図は
巻回方法を説明する立体展開図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸線を中心に回転するマンドレルと、可撓性
   材料からなる巻線を前記軸線に沿い平行に往復動
   させるトラバース機構とによつて、マンドレルの
   外周に巻線を８の字形に巻回する方法であつて、
   巻線の交差部が巻線体の周囲を円周方向へ順次移
   動するとともに巻線体に半径方向へ延びる開口部
   を形成するようにした可撓性材料の巻回方法にお
   いて： 巻線体のすくなくとも一層の通常のゲイン（巻
   線進み量）で巻回し； 第１巻回層における前記交差部の移動が最後の
   交差部に達したときに、前記通常ゲインに対する
   増加ゲイン又は減少ゲインにゲイン調整して所定
   量を巻回し； 増加ゲイン又は減少ゲインで所定量巻回した
   後、通常のゲインに調整し、少なくとも一層を通
   常のゲインで巻回したとき、前記ゲイン調整の増
   加ゲイン又は減少ゲインと反対方向のゲインに調
   整し； その調整ゲインで、前記ゲイン調整と実質的に
   等しい所定量を巻回した後、前記通常のゲインに
   戻るように調整し；そして、 少なくとも一層が前記通常のゲインで巻回され
   ると、巻線体の巻回が完了するまで前記ゲイン調
   整を繰り返すことを特徴とする可撓性材料の巻回
   方法。 ２ 上記ゲイン調整は増加ゲインと減少ゲインの
   差の１／２に等しいことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 ３ 上記増加ゲインと減少ゲインとが同一量であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 ４ 上記通常のゲインから各ゲイン調整における
   巻回移動が、通常のゲインで得られる交差部移動
   距離の１／２であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 ５ マンドレルの回転に伴う移動する距離θ_sは
   １／Ｇに等しく、ここでＧはゲインであり、また
   θ_Tは１＋Ｇ／2Gに等しく、ここでθ_Tはトラバース機 構により移動する距離であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の方法。