JP5647865B2 - 巻芯および巻体の製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、巻芯および巻体の製造方法に関するものである。

一般に、線材やシート材等の巻材の巻体は、巻取り装置の回転軸に巻芯を装着して回転軸回りに巻芯を回転させ、巻芯で巻材を巻き取ることにより製造される。通常巻芯には、紙や樹脂、金属等により形成された円筒状の部材が使用されている。

ところで、ユーザが巻体から巻材を引き出して使用した後は、巻芯は不要となる。そこで、巻材を巻き取った後に巻体から巻芯を引き抜いて、芯無しの巻体をユーザに提供している。しかし、巻材を巻き取った後は、巻材の張力により、巻芯の径方向中心に向かって収縮力が作用する。特に、巻材の巻き数が多くなるほどこの収縮力は大きくなるため、巻体から巻芯を引き抜くのはきわめて困難である。

上述の問題を解決するために、例えば特許文献１の巻物支持軸（本願の「巻芯」に相当）は、巻取り装置の本体側端部に設けられた第一の押圧板と、その反対側端部に設けられた第二の押圧板との間に着脱可能に配置される軸本体と、その軸本体に接近・遠離可能にリンク部材により連結された複数の羽根部とを備え、前記羽根部は、前記軸本体の長手方向と平行に長手方向を有している。そして、前記第一の押圧板と前記第二の押圧板の両方が装着されている時に、前記羽根部が前記軸本体から遠ざかって巻物支持軸が拡径し、前記第二の押圧板が取り外された時に、前記羽根部が前記軸本体に近づいて巻物支持軸が縮径する構造を有している。

特許文献１によれば、第一の押圧板と第二の押圧板とを装着して巻物支持軸を拡径した状態で巻材を巻き取る。巻取りが完了したら、第二の押圧板を巻取り装置から取り外す。それに伴い、リンク部材が巻物支持軸に近づいていき、羽根部が軸本体に接近して、巻物支持軸が縮径する。巻物支持軸が縮径することで、巻体を巻物支持軸から容易に取り外すことができる。これにより、巻材から巻芯を引き抜いて、巻芯の無い巻体を提供することができるとされている。

特開２００３−３２１１５１号公報

しかし、特許文献１の巻物支持軸は、複数の羽根部および複数のリンク部材が必要である。また、巻材の収縮力が大きい場合には、収縮力を分散するため、さらに多くの羽根部およびリンク部材が必要となる。したがって、部品点数が多くなり高コストである。

そこで本発明は、部品点数が少なく低コストに縮径可能な巻芯およびこの巻芯を使用した巻体の製造方法の提供を課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明の巻芯は、巻材を巻き取って、巻体を形成するために使用する略円筒状の巻芯であって、前記巻芯は、前記巻芯の周方向に沿って分割された少なくとも３個の巻胴部材を連結して形成され、前記各巻胴部材は、隣接する前記巻胴部材に連結された状態で、前記巻芯の中心軸の軸方向に沿って、隣接する前記巻胴部材に対して摺動可能となっており、前記各巻胴部材のうち少なくとも１個の前記巻胴部材は、前記巻胴部材の一端側から前記巻胴部材の他端側に向かって、前記周方向の幅が先細り形状に形成されている先細り巻胴部材であることを特徴とする。
本発明によれば、各巻胴部材のうち少なくとも１個の巻胴部材は、巻胴部材の一端側から他端側に向かって、前記周方向の幅が先細り形状に形成されている先細り巻胴部材である。この先細り巻胴部材を、隣接する巻胴部材との連結を維持しつつ、前記他端側から前記一端側に向かって、隣接する巻胴部材に対して摺動させると、先細り巻胴部材の移動量に略比例して巻芯の外周長が短くなる。これにより、各巻胴部材は、隣接する巻胴部材と連結された状態のまま内径側に変位していくため、巻芯が縮径する。このように、少なくとも３個の巻胴部材で巻芯を形成し、少なくとも１個の先細り巻胴部材を移動させることにより、簡単に巻芯を縮径することができる。したがって、部品点数が少なく低コストに縮径可能な巻芯を提供することができる。

また、前記先細り巻胴部材として、一対の第１巻胴部材および一対の第２巻胴部材を備え、前記第１巻胴部材および前記第２巻胴部材は、先細り方向が互いに逆方向とされ、前記巻芯の周方向に沿って交互に配置されていることが望ましい。
本発明によれば、第１巻胴部材および第２巻胴部材は、先細り方向が逆方向とされ、巻芯の周方向に沿って交互に配置されている。このため、一対の第１巻胴部材および一対の第２巻胴部材のうち少なくとも一方を、先細り方向とは逆方向に移動させることにより、より簡単かつ大幅に巻芯を縮径することができる。これにより、巻体の内周面と巻芯との間に、より多くのクリアランスを確保できるので、巻体から巻芯を容易に引き抜くことができる。

また、前記第１巻胴部材は、前記第２巻胴部材よりも外周面積が小さいことが望ましい。
本発明によれば、第１巻胴部材は第２巻胴部材よりも外周面積が小さいため、第１巻胴部材に作用する巻材の収縮力は、第２巻胴部材に作用する巻材の収縮力よりも小さくなる。これにより、第２巻胴部材を移動させるよりも、第１巻胴部材を移動させる方が、巻材から受ける摩擦力は小さくなる。したがって、第１巻胴部材を移動させることにより、小さい力で巻芯を簡単に縮径させることができる。

また、本発明の巻芯を使用した巻体の製造方法は、前記巻芯に前記巻材を巻き付ける巻付工程と、少なくとも１個の前記先細り巻胴部材を、前記先細り方向とは逆方向に、前記軸方向に沿って、隣接する前記巻胴部材に対して摺動させて、前記巻芯を縮径させる縮径工程と、前記巻芯を前記巻材から引き抜く巻芯引抜工程と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、巻芯を縮径させる縮径工程と、巻芯を巻材から引き抜く巻芯引抜工程と、を有している。縮径工程では、先細り巻胴部材と隣接する巻胴部材との連結を維持しつつ、先細り方向とは逆方向に先細り巻胴部材を移動させることで、簡単に巻芯を縮径している。また、巻芯引抜工程では、縮径した巻芯を巻材から引き抜いている。このように、巻芯を簡単に縮径して、巻材から巻芯を簡単に引き抜くことができる。したがって、巻芯の無い巻体を低コストでユーザに提供することができる。

本発明によれば、各巻胴部材のうち少なくとも１個の巻胴部材は、巻胴部材の一端側から他端側に向かって、前記周方向の幅が先細り形状に形成されている先細り巻胴部材である。この先細り巻胴部材を、隣接する巻胴部材との連結を維持しつつ、前記他端側から前記一端側に向かって、隣接する巻胴部材に対して摺動させると、先細り巻胴部材の移動量に略比例して巻芯の外周長が短くなる。これにより、各巻胴部材は、隣接する巻胴部材と連結された状態のまま内径側に変位していくため、巻芯が縮径する。このように、少なくとも３個の巻胴部材で巻芯を形成し、少なくとも１個の先細り巻胴部材を移動させることにより、簡単に巻芯を縮径することができる。したがって、部品点数が少なく低コストに縮径可能な巻芯を提供することができる。

巻芯の斜視図である。 第１巻胴部材の斜視図である。 図２のＡ−Ａ線における断面図である。 第２巻胴部材の斜視図である。 図４のＢ−Ｂ線における断面図である。 軸方向から見た巻芯の説明図であり、図６（ａ）は一方側から見た巻芯の説明図であり、図６（ｂ）は他方側から見た巻芯の説明図である。 巻体の製造工程のフローチャートである。 巻付工程の説明図であり、図８（ａ）は巻材を巻き付けている時の説明図であり、図８（ｂ）は巻材を巻き付けた後の説明図である。 縮径工程の説明図であり、径方向から見た説明図である。 図９のＤ−Ｄ線における断面図である。 縮径時の第１巻胴部材と第２巻胴部材との連結部分の拡大図である。

以下に、本実施形態の巻芯につき、図面を参照して説明する。
図１は、巻芯１の斜視図である。
なお、以下の説明では、巻芯１の径方向をＲ方向とし、巻芯１の中心軸Ｃの軸方向をＺ方向とし、巻芯１の周方向をθ方向と定義する。また、Ｚ方向の一方側を＋Ｚ側とし、他方側を−Ｚ側とする。Ｒ方向の外周側を＋Ｒ側とし、内周側を−Ｒ側とする。−Ｚ側から見て、時計回り方向を＋θ側とし、半時計周り方向を−θ側とする。必要に応じてこれらＲ，Ｚおよびθの円筒座標系を使用して説明する。

図１に示すように、巻芯１は、巻材３ａ（図８（ａ）参照）を巻き取って、巻体３（図８（ｂ）参照）を形成するために使用する略円筒形の部材である。巻材３ａの具体例としては、電線や紐等の線材やプラスチックフィルムや紙、布、金属薄板等のシート材が挙げられる。本実施形態では、後述するように巻芯１に紐を巻き付けて巻体３を形成する場合を例にして説明する。
本実施形態の巻芯１は、直径が例えば６０ｍｍ程度、Ｚ方向の長さが例えば１９０ｍｍ程度、Ｒ方向の肉厚が例えば１５ｍｍ程度に形成されている。この各部の寸法は一例であり、巻芯１の直径やＺ方向の長さ、巻芯１の肉厚等は、巻体３の大きさや巻材３ａを巻き付けた後に、巻材３ａの張力により作用する収縮力等により決定される。

（第１巻胴部材）
図２は第１巻胴部材１０の斜視図である。
図３は図２のＡ−Ａ線における断面図である。
本実施形態の巻芯１は、一対の第１巻胴部材１０と、一対の第２巻胴部材２０とにより形成されている。
第１巻胴部材１０は、＋Ｚ側から見て略円弧形状をした樹脂等からなる部材である。第１巻胴部材１０の＋Ｚ側端部１１は、θ方向の円弧長が短い幅狭部１１ａとなっており、第１巻胴部材１０の−Ｚ側端部１３はθ方向の円弧長が長い幅広部１３ａとなっている。また、幅狭部１１ａから幅広部１３ａまでの第１巻胴部材１０の縁は、直線状に形成されている。このように、第１巻胴部材１０は、−Ｚ側から＋Ｚ側に向かってθ方向の幅が漸次狭くなる先細り形状に形成されている。すなわち、本実施形態の第１巻胴部材１０は、請求項でいう先細り巻胴部材に相当する。

第１巻胴部材１０の＋θ側端面１７には、Ｚ方向に沿うように延在する＋θ側溝部３５が形成されている。また、第１巻胴部材１０の−θ側端面１５には、Ｚ方向に沿うように延在する−θ側溝部３０が形成されている。なお、−θ側溝部３０および＋θ側溝部３５は同一形状であるため、以下では、−θ側溝部３０を説明し、＋θ側溝部３５については説明を省略する。

図３に示すように、第１巻胴部材１０の−θ側溝部３０は、第１巻胴部材１０の−θ側端面１５を＋θ側に凹ませることにより形成されている。具体的に−θ側溝部３０は、底面３０ａと、−Ｒ側壁部３０ｂと、＋Ｒ側壁部３０ｃと、で形成されている。−θ側溝部３０の底面３０ａは、−θ側端面１５のＲ方向における略中央において、−θ側端面１５と略並行に、−θ側端面１５から深さαとなるように形成されている。また、−θ側溝部３０の−Ｒ側壁部３０ｂおよび＋Ｒ側壁部３０ｃは、＋θ側から−θ側に向かって間隔が狭くなるように形成されている。したがって、第１巻胴部材１０における−θ側溝部３０のＲ方向の開口幅は、底面３０ａのＲ方向の幅よりも狭くなる。

ところで、上述のように、第１巻胴部材１０の＋θ側溝部３５および−θ側溝部３０を形成すると、＋θ側溝部３５および−θ側溝部３０は、θ方向でアンダーカット形状となる。したがって、第１巻胴部材１０をインジェクション成型しようとすると、θ方向に金型を離型することができない。また、Ｚ方向に金型を離型する構成にすると、金型が深くなるため、Ｚ方向に金型を離型するのが困難となる。さらに、金型の抜き勾配により＋θ側溝部３５および−θ側溝部３０の断面形状が不均一になる。そこで、本実施形態の第１巻胴部材１０は、＋Ｒ側に配置された外径側部材１０ｂおよび−Ｒ側に配置された内径側部材１０ａの２部材により形成されている。
内径側部材１０ａは、Ｚ方向から見て略円弧形状に形成されている。内径側部材１０ａのθ方向の両端には、−Ｒ側壁部３０ｂ，３５ｂが形成されている。
また、外径側部材１０ｂは、Ｚ方向から見て略円弧形状に形成されている。外径側部材１０ｂのθ方向の両端面および−Ｒ側面を凹ませることにより、底面３０ａ，３５ａおよび＋Ｒ側壁部３０ｃ，３５ｃが形成されている。

このように、−Ｒ側壁部３０ｂ，３５ｂを内径側部材１０ａで形成し、底面３０ａ，３５ａおよび＋Ｒ側壁部３０ｃ，３５ｃを外径側部材１０ｂで形成しているので、内径側部材１０ａおよび外径側部材１０ｂは、Ｒ方向でアンダーカット形状となっていない。したがって、Ｒ方向に金型を離型して、内径側部材１０ａおよび外径側部材１０ｂをインジェクション成型することができる。そして、内径側部材１０ａを−Ｒ側に、外径側部材１０ｂを＋Ｒ側に配置し、内径側部材１０ａおよび外径側部材１０ｂをタッピングネジ（不図示）や接着剤等で固定することにより、簡単かつ低コストに第１巻胴部材１０を形成することができる。

（第２巻胴部材）
図４は第２巻胴部材２０の斜視図である。
図５は図４のＢ−Ｂ線における断面図である。
図４および図５に示すように、第２巻胴部材２０は、＋Ｚ側から見て略円弧形状をした樹脂等からなる部材である。第２巻胴部材２０の＋Ｚ側端部２１は、θ方向の円弧長が長い幅広部２１ａとなっており、第２巻胴部材２０の−Ｚ側端部２３はθ方向の円弧長が短い幅狭部２３ａとなっている。また、幅広部２１ａから幅狭部２３ａまでの第２巻胴部材２０の縁は、直線状に形成されている。このように、第２巻胴部材２０は、＋Ｚ側から−Ｚ側に向かってθ方向の幅が漸次狭くなる先細り形状に形成される。なお、本実施形態の第２巻胴部材２０は、前述の第１巻胴部材１０と同様に、請求項でいう先細り巻胴部材に相当する。

第２巻胴部材２０の＋θ側端面２７には、Ｚ方向に沿うように延在する＋θ側凸部４５が形成されている。また、第２巻胴部材２０の−θ側端面２５には、Ｚ方向に沿うように延在する−θ側凸部４０が形成されている。なお、＋θ側凸部４５および−θ側凸部４０は同一形状であるため、以下では、−θ側凸部４０を説明し、＋θ側凸部４５については説明を省略する。

図５に示すように、第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０は、第２巻胴部材２０の−θ側端面２５を−θ側に突出させることにより形成されている。具体的に第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０は、第２巻胴部材２０の−θ側端面２５の−θ側に配置された頂面４０ａと、頂面４０ａの−Ｒ側端部と−θ側端面２５とを接続する−Ｒ側壁部４０ｂと、頂面４０ａの＋Ｒ側端部と−θ側端面２５とを接続する＋Ｒ側壁部４０ｃと、で形成されている。

第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０における頂面４０ａは、−θ側端面２５のＲ方向における略中央において、第２巻胴部材２０の−θ側端面２５と略並行に、−θ側端面２５から距離βだけ−θ側に突出して形成されている。ここで、第２巻胴部材の−θ側凸部４０における−θ側端面２５と、頂面４０ａとの距離βは、第１巻胴部材１０の＋θ側溝部３５における＋θ側端面１７と底面３５ａとの距離α（図３参照）よりも短くなるように形成される。これにより、＋θ側凸部４５を−θ側溝部３０に連結し、−θ側凸部４０を＋θ側溝部３５に連結して巻芯１を形成した際に、第１巻胴部材１０と第２巻胴部材２０との間でθ方向に遊びを設けることができる。

また、第２巻胴部材２０における−θ側凸部４０の−Ｒ側壁部４０ｂおよび＋Ｒ側壁部４０ｃは、＋θ側から−θ側に向かって間隔が広くなるように形成されている。したがって、第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０における頂面４０ａのＲ方向の幅は、−θ側凸部４０の基端側の幅よりも広くなる。ここで、第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０における−Ｒ側壁部４０ｂおよび＋Ｒ側壁部４０ｃの間隔は、第１巻胴部材の＋θ側溝部３５における−Ｒ側壁部３５ｂおよび＋Ｒ側壁部３５ｃの間隔よりも狭くなるように形成されている。これにより、第１巻胴部材１０の＋θ側溝部３５に第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０を連結し、第１巻胴部材１０の−θ側溝部３０に第２巻胴部材２０の＋θ側凸部４５を連結して巻芯１を形成した際に、第１巻胴部材１０と第２巻胴部材２０との間でＲ方向およびθ方向に遊びを設けることができる。

ところで、上述のように、第２巻胴部材２０の＋θ側凸部４５および−θ側凸部４０を形成すると、＋θ側凸部４５および−θ側凸部４０は、θ方向でアンダーカット形状となる。したがって、第２巻胴部材２０をインジェクション成型しようとすると、θ方向に金型を離型することができない。また、Ｒ方向に金型を離型する構成にすると、＋θ側凸部４５の＋Ｒ側壁部４５ｃおよび−θ側凸部４０の＋Ｒ側壁部４０ｃを形成するために、＋Ｒ側に移動するスライド型が少なくとも２個必要となり、離型作業が煩雑となる。また、Ｚ方向に金型を離型する構成にすると、前述同様にＺ方向に金型を離型するのが困難となる。さらに、金型の抜き勾配により＋θ側凸部４５および−θ側凸部４０の断面形状が不均一になる。
そこで、本実施形態の第２巻胴部材２０は、前述の第１巻胴部材１０と同様に、−Ｒ側に配置された内径側部材２０ａと、＋Ｒ側に配置された外径側部材２０ｂと、の２部材により形成されている。
内径側部材２０ａは、Ｚ方向から見て略円弧形状に形成されている。内径側部材２０ａのθ方向の両端面の＋Ｒ側をθ方向に突出させることにより、−θ側凸部４０および＋θ側凸部４５が形成されている。
また、外径側部材２０ｂは、Ｚ方向から見て略円弧形状に形成されている。外径側部材２０ｂのθ方向の両端には、第２巻胴部材２０の−θ側端面２５および＋θ側端面２７が形成されている。前述の第１巻胴部材１０と同様に、Ｒ方向に金型を離型して、内径側部材２０ａおよび外径側部材２０ｂをインジェクション成型することができる。したがって、簡単かつ低コストに第２巻胴部材２０を形成することができる。

ここで、上述した本実施形態の第１巻胴部材１０は、上述した第２巻胴部材２０よりも外周面積が小さくなるように形成されている。
具体的には、第１巻胴部材１０の＋Ｚ側端部１１に形成された幅狭部１１ａの周長は、第２巻胴部材２０の＋Ｚ側端部２１に形成された幅広部２１ａの周長の略半分になるように形成されている（図６（ａ）参照）。また、第１巻胴部材１０の−Ｚ側端部１３に形成された幅広部１３ａの周長は、第２巻胴部材２０の−Ｚ側端部２３に形成された幅狭部２３ａの周長と略同一になるように形成されている（図６（ｂ）参照）。
このように第１巻胴部材１０の＋Ｚ側端部１１および−Ｚ側端部１３の周長を設定することで、第１巻胴部材１０の外周面積を、第２巻胴部材２０の外周面積よりも小さくすることができる。これにより、巻材３ａ（図８（ａ）参照）を巻き付けた際には、第１巻胴部材１０を移動させる方が、第２巻胴部材２０を移動させるよりも、巻材３ａから受ける摩擦力は小さくなる。したがって、第２巻胴部材２０に対して第１巻胴部材１０を摺動させることにより、より小さい力で巻芯１を簡単に縮径させることができる。

（巻芯）
図６は、Ｚ方向から見た巻芯１の説明図であり、図６（ａ）は＋Ｚ側から見た巻芯１の説明図であり、図６（ｂ）は−Ｚ側から見た巻芯１の説明図である。
巻芯１を形成する第１巻胴部材１０および第２巻胴部材２０は、先細り方向が逆方向とされ、巻芯１のθ方向に沿って交互に配置されている。
具体的には、一対の第１巻胴部材１０の幅狭部１１ａは、巻芯１の＋Ｚ側に配置されている。また、一対の第１巻胴部材１０の幅広部１３ａは、巻芯１の−Ｚ側に配置されている。これにより、一対の第１巻胴部材１０は、先細り方向が＋Ｚ側となるように配置される。
これに対して、一対の第２巻胴部材２０の幅狭部２３ａは、巻芯１の−Ｚ側に配置されている。また、一対の第２巻胴部材２０の幅広部２１ａは、巻芯１の＋Ｚ側に配置されている。これにより、一対の第２巻胴部材２０は、先細り方向が−Ｚ側となるように配置される。

図６に示すように、第１巻胴部材１０と第２巻胴部材２０との連結は、Ｚ方向から、第１巻胴部材１０の各溝部３０，３５に、第２巻胴部材２０の各凸部４０，４５を挿入することにより実現される。具体的には、第１巻胴部材１０の−θ側溝部３０に第２巻胴部材２０の＋θ側凸部４５を連結し、第１巻胴部材１０の＋θ側溝部３５に第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０を連結している。

また、一対の第１巻胴部材１０のおよび一対の第２巻胴部材２０は、それぞれ先細り方向が同一である。したがって、＋Ｚ側から−Ｚ側に向かって、一対の第２巻胴部材２０に対して一対の第１巻胴部材１０を摺動させることができる。また、−Ｚ側から＋Ｚ側に向かって、一対の第１巻胴部材１０に対して、一対の第２巻胴部材２０を摺動させることができる。本実施形態では、＋Ｚ側から−Ｚ側に向かって、一対の第２巻胴部材２０に対して、一対の第１巻胴部材１０を摺動させている。これにより、隣接する巻胴部材に対して１個の巻芯部材のみを摺動させて巻芯１を縮径する場合と比較して、より簡単かつ大幅に巻芯１を縮径することができる。

（巻芯を使用した巻体の製造方法）
次に、上述の巻芯１を使用した巻体３（図８（ｂ）参照）の製造方法について説明する。
図７は、巻体３の製造工程のフローチャートである。
図７に示すように、本実施形態の巻体３の製造方法は、巻芯１に巻材３ａ（図８（ａ）参照）を巻き付ける巻付工程Ｓ１０と、巻芯１を縮径させる縮径工程Ｓ２０と、巻芯１を巻体３から引き抜く巻芯引抜工程Ｓ３０と、を有している。

（巻付工程Ｓ１０）
図８は、巻付工程Ｓ１０の説明図であり、図８（ａ）は巻材３ａを巻き付けている時の説明図であり、図８（ｂ）は巻材３ａを巻き付けた後の説明図である。なお、以下の図面ではわかりやすくするために、巻材３ａおよび巻体３を破線で表し、巻芯１が見えるようにしている。
巻付工程Ｓ１０では、不図示の巻取り装置に巻芯１をセットし、巻芯１に巻材３ａである紐を巻き付けている。
具体的には、まず、巻取り装置のシャフト５０に巻芯１を外挿して、巻取り装置に巻芯１をセットする。
シャフト５０は、その直径が巻芯１の内周面１ａ（図１参照）の直径よりも若干小径に形成されている。また、シャフト５０は、油圧等により拡径する構造となっている。シャフト５０に巻芯１を外挿した後、油圧によりシャフト５０を拡径させて、シャフト５０の外周面と巻芯１の内周面１ａとを当接させる。これにより、シャフト５０によって巻芯１が拘束されるので、シャフト５０と巻芯１とが各方向に相対移動するのを規制できる。

続いて、巻取り装置を起動し、所定の回転数でシャフト５０を中心軸回りに回転させる。これにより、シャフト５０と共に巻芯１が中心軸Ｃ周りに回転するので、巻芯１の外表面１ｂに紐を巻き付けることができる。このとき、紐を引っ張って所定のテンションをかけつつ、紐をＺ方向に沿って＋Ｚ側および−Ｚ側に往復移動させて巻付工程Ｓ１０を行う。これにより、巻芯１のＺ方向において均一の巻数となるように紐を巻き付けることができる。

そして、シャフト５０を所定回数回転させることで、図８（ｂ）に示すように所定巻数の巻体３が形成される。巻体３が形成された後、シャフト５０を縮径し、シャフト５０から巻体３および巻芯１を取り外す。以上で、巻付工程Ｓ１０が終了する。

（縮径工程Ｓ２０）
図９は縮径工程Ｓ２０の説明図であり、Ｒ方向から見た説明図である。
図１０は、図９のＤ−Ｄ線における断面図である。
図１１は、縮径時の第１巻胴部材１０と第２巻胴部材２０との連結部分の拡大図である。
なお、第１巻胴部材１０と第２巻胴部材２０との各連結部分は同一形状である。したがって、図１１では、第１巻胴部材１０の＋θ側溝部３５と第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０との連結部分のみ表示し、第１巻胴部材１０の−θ側溝部３０と第２巻胴部材２０の＋θ側凸部４５と連結部分の表示は省略している。

縮径工程Ｓ２０では、第２巻胴部材２０に対して第１巻胴部材１０を摺動させることで巻芯１を縮径させる。
前述のとおり、一対の第１巻胴部材１０は、−Ｚ側から＋Ｚ側に向かって先細る先細り形状となっている。また、一対の第２巻胴部材２０は、＋Ｚ側から−Ｚ側に向かって先細る先細り形状となっている。このため、一対の第２巻胴部材２０に対して、＋Ｚ側から−Ｚ側に一対の第１巻胴部材１０を摺動させると、図９および図１０に示すように、第１巻胴部材１０の移動量に略比例して巻芯１の外周長が短くなる。

ここで、第１巻胴部材１０の−θ側溝部３０および＋θ側溝部３５におけるＲ方向の開口幅は、底面３０ａ，３５ａのＲ方向の幅よりも狭くなっている。また、第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０および＋θ側凸部４５における頂面４０ａ，４５ａのＲ方向の幅は、−θ側凸部４０および＋θ側凸部４５の基端側の幅よりも広くなっている。これにより、第１巻胴部材１０の−θ側溝部３０と第２巻胴部材２０の＋θ側凸部４５とが係合し、第１巻胴部材１０の＋θ側溝部３５と第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０とが係合すると、θ方向で第１巻胴部材１０および第２巻胴部材２０が外れることがない。したがって、図１０および図１１に示すように、縮径工程Ｓ２０で巻芯を縮径しても、第１巻胴部材１０および第２巻胴部材２０は、θ方向で外れることなくお互いの連結を維持したまま、内径側に変位することができる。

また、本実施形態では、一対の第１巻胴部材１０を＋Ｚ側から−Ｚ側に移動させている。一対の第１巻胴部材１０を移動させたとき、巻芯１の縮径に寄与する第１巻胴部材１０の移動量は、１個の巻胴部材のみを移動させたときの巻芯１の縮径に寄与する第１巻胴部材１０の移動量の略２倍となる。ここで、巻芯１の外周長は、第１巻胴部材１０の移動量に略比例して短くなる。したがって、一対の第１巻胴部材１０を移動させることにより、１個の巻胴部材のみを移動させたときよりも、大幅に巻芯１を縮径することができる。

さらに、前述のとおり、第１巻胴部材１０は、第２巻胴部材２０よりも外周面積が小さくなるように形成されている。このため、第１巻胴部材１０を移動させる方が、第２巻胴部材２０を移動させるよりも巻材３ａから受ける摩擦力は小さくなる。このため、第１巻胴部材１０を移動させる方が、第２巻胴部材２０を移動させるよりも小さい力で巻芯１を縮径させることができる。したがって、本実施形態では、第１巻胴部材１０を第２巻胴部材２０に対して移動させることとしている。

巻付工程Ｓ１０終了直後は、巻材３ａは巻芯１に強固に巻き付けられた状態となっており、第１巻胴部材１０は移動し難い状態となっている。したがって、縮径工程Ｓ２０では、まず一方の第１巻胴部材１０の＋Ｚ側端部１１を打撃して、＋Ｚ側から−Ｚ側に向かって第１巻胴部材１０に大きな荷重を与える。これにより、＋Ｚ側から−Ｚ側に向かって一方の第１巻胴部材１０を微少距離だけ移動させることができる。このとき、巻芯１は、第１巻胴部材１０の移動量に略比例してわずかに縮径するので、その後は容易に一対の第１巻胴部材１０を移動させることができる。

続いて、第１巻胴部材１０と、第２巻胴部材２０との連結を維持しつつ、一対の第１巻胴部材１０を＋Ｚ側から−Ｚ側に移動させる。例えば、不図示の棒部材を使用し、一対の第１巻胴部材１０の＋Ｚ側端部１１を−Ｚ側に向かって押すことにより、一対の第１巻胴部材１０を＋Ｚ側から−Ｚ側に移動させることができる。

上述のように一対の第１巻胴部材１０を移動させることで、図９に示すように、巻芯１の直径Ｌ１は、寸法Ｌ２に縮径する。これにより、巻体３の内周面３ｂと、一対の第１巻胴部材１０を移動させた後の巻芯１との間には、θ方向の全領域においてクリアランスが形成される。以上で、縮径工程Ｓ２０が終了する。

（巻芯引抜工程Ｓ３０）
最後に、巻芯１を巻体３から引き抜く巻芯引抜工程Ｓ３０を行う。巻芯引抜工程Ｓ３０では、巻芯１を縮径させた状態で、Ｚ方向に移動して巻体３から巻芯１を引き抜く。巻体３の内周面３ｂと巻芯１との間にはクリアランスが生じているので、巻体３から巻芯１を容易に引き抜くことができる。これにより、巻芯１のない巻体３を製造することができる。以上で、巻芯引抜工程Ｓ３０が終了する。巻芯引抜工程Ｓ３０が終了した時点で、巻体３の製造工程が全て終了する。

本実施形態によれば、図１に示すように、一対の第１巻胴部材１０は、−Ｚ側から＋Ｚ側に向かって、θ方向の幅が先細り形状に形成されている。また、一対の第２巻胴部材２０は、＋Ｚ側から−Ｚ側に向かって、θ方向の幅が先細り形状に形成されている。図９に示すように、隣接する第２巻胴部材２０との連結を維持しつつ、第１巻胴部材１０を＋Ｚ側から−Ｚ側に向かって移動させると、第１巻胴部材１０の移動量に略比例して巻芯１の外周長が短くなる。これにより、第１巻胴部材１０および第２巻胴部材２０は、隣接する各巻胴部材と連結された状態のまま内径側に変位していくため、巻芯１が縮径する。このように、一対の第１巻胴部材および一対の第２巻胴部材２０で巻芯１を形成し、先細り形状に形成された第１巻胴部材１０を移動させることにより、巻芯１を簡単に縮径することができる。したがって、低コストで縮径可能な巻芯１を提供することができる。

また、本実施形態によれば、図１に示すように、第１巻胴部材１０および第２巻胴部材２０は、先細り方向が逆方向とされ、巻芯１のθ方向に沿って交互に配置されている。このため、一対の第１巻胴部材１０を、先細り方向とは逆方向に移動させることにより、大幅に巻芯１を縮径することができる。これにより、巻体３の内周面３ｂと巻芯１との間に、より多くのクリアランスを確保できるので、巻体３から巻芯１を容易に引き抜くことができる。

さらに、本実施形態によれば、図１に示すように、第１巻胴部材１０は第２巻胴部材２０よりも外周面積が小さいため、第１巻胴部材１０に作用する巻材３ａの収縮力は、第２巻胴部材２０に作用する巻材３ａの収縮力よりも小さくなる。これにより、第２巻胴部材２０を移動させるよりも、第１巻胴部材１０を移動させる方が、巻材３ａから受ける摩擦力は小さくなる。したがって、第１巻胴部材１０を移動させることにより、小さい力で巻芯１を簡単に縮径させることができる。

なお、この発明は上述した実施の形態に限られるものではない。
本実施形態では、巻芯１は、一対の第１巻胴部材１０および一対の第２巻胴部材２０により合計４個の巻胴部材で形成されている。しかし、巻芯１は、少なくとも３個の巻胴部材で形成されていればよい。また、巻芯１は、５個以上の巻胴部材で形成されていてもよい。そして、複数の各巻胴部材のうち、少なくとも１個が先細り巻胴部材であればよい。

本実施形態では、一対の第２巻胴部材２０に対して一対の第１巻胴部材１０を摺動させている。しかし、一対の第１巻胴部材１０のうち一方の第１巻胴部材１０のみを移動させて巻芯１を縮径してもよい。ただし、大幅に巻芯１を縮径することができる点で、本実施形態に優位性がある。

本実施形態では、第１巻胴部材１０の−θ側溝部３０および＋θ側溝部３５は、Ｚ方向からみて略台形状に形成されている。また、第２巻胴部材２０の−θ側凸部４０および＋θ側凸部４５は、Ｚ方向からみて略台形状に形成されている。しかし、各溝部および各凸部はこの形状に限定されることはなく、例えば、Ｚ方向からみて略円形状に形成されてもよい。

本実施形態では、第１巻胴部材１０および第２巻胴部材２０は、溝部および凸部を形成するために、共に内径側部材および外径側部材の２部品により構成されている。しかし、機械加工により、第１巻胴部材１０の各溝部３０，３５および第２巻胴部材２０の各凸部４０，４５を形成してもよい。ただし、機械加工費が高コストであるため、本実施形態に優位性がある。

本実施形態の第１巻胴部材１０は、第２巻胴部材２０よりも外周面積が小さくなるように形成されている。しかし、複数の各巻胴部材の外周面積を全て略同一となるように形成してもよい。ただし、小さい力で第１巻胴部材１０を移動させ、巻芯１を簡単に縮径させることができる点で、本実施形態に優位性がある。

本実施形態の縮径工程Ｓ２０では、第１巻胴部材１０の＋Ｚ側端部１１を打撃して、＋Ｚ側から−Ｚ側に向かって第１巻胴部材１０に荷重を与えることにより、第１巻胴部材１０を微少距離だけ移動させている。しかし、例えばエアシリンダや油圧シリンダ等の装置を使用して、第１巻胴部材１０に大きな荷重を与えることにより、第１巻胴部材１０を移動させてもよい。ただし、製造装置が低コストで済む点で本実施形態に優位性がある。

１・・・巻芯 ３・・・巻体 ３ａ・・・巻材 １０・・・第１巻胴部材 ２０・・・第２巻胴部材 Ｃ・・・中心軸 Ｓ１０・・・巻付工程 Ｓ２０・・・縮径工程 Ｓ３０・・・巻芯引抜工程

Claims (3)

1. 巻材を巻き取って、巻体を形成するために使用する略円筒状の巻芯であって、
   前記巻芯は、前記巻芯の周方向に沿って分割された少なくとも３個の巻胴部材を連結して形成され、
   前記各巻胴部材は、隣接する前記巻胴部材に連結された状態で、前記巻芯の中心軸の軸方向に沿って、隣接する前記巻胴部材に対して摺動可能となっており、
   前記各巻胴部材のうち少なくとも１個の前記巻胴部材は、前記巻胴部材の一端側から前記巻胴部材の他端側に向かって、前記周方向の幅が先細り形状に形成されている先細り巻胴部材であり、
   前記先細り巻胴部材として、一対の第１巻胴部材および一対の第２巻胴部材を備え、
   前記第１巻胴部材および前記第２巻胴部材は、先細り方向が互いに逆方向とされ、前記巻芯の周方向に沿って交互に配置されていることを特徴とする巻芯。
2. 請求項１に記載の巻芯であって、
   前記第１巻胴部材は、前記第２巻胴部材よりも外周面積が小さいことを特徴とする巻芯。
3. 請求項１から２のいずれか１項に記載の巻芯を使用した巻体の製造方法であって、
   前記巻芯に前記巻材を巻き付ける巻付工程と、
   少なくとも１個の前記先細り巻胴部材を、前記他端側から前記一端側に向かって前記軸方向に沿って、隣接する前記巻胴部材に対して摺動させて、前記巻芯を縮径させる縮径工程と、
   前記巻芯を前記巻材から引き抜く巻芯引抜工程と、
   を有することを特徴とする巻体の製造方法。

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