JP2016209902A - 線材供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】環状の線材束から線材を引出す際に、当該線材の捻り癖をより効果的に抑制できるようにすることを目的とする。
【解決手段】線材供給装置２０は、環状の線材束１０から線材１２を連続的に供給するための装置である。線材供給装置２０は、線材束１０を配設可能な線材束セット部３０と、線材束セット部３０を回転駆動する回転駆動機構５０とを備える。例えば、回転駆動機構５０は、線材１２の引出速度とは非同期な回転速度で回転駆動する。また、回転駆動機構５０は、線材１２の引出開始により回転駆動を開始し、線材１２の引出停止により回転駆動を停止する。
【選択図】図１

Description

この発明は、輪状に束ねられた線材を供給する技術に関する。

特許文献１には、スタンド台部上に輪状に巻かれた電線束が載置され、当該電線束から電線が上方に引出し供給される構成が開示されている。

特許文献２には、電線リールが、板状のベースに対して回転自在に取り付けられた構成が開示されている。

特開２００６-３６３９５号公報 特開２００９−４３１５号公報

しかしながら、特許文献１に開示のように、輪状に巻かれた電線束を載置固定した状態で、当該電線束から電線を引抜くと、電線引抜き時に電線に捻り癖がついてしまう。この捻り癖が付いた電線が、その次の処理、例えば、電線の切断、電線に対する端子圧着処理等に供されてしまうと、電線の絡み、圧着不良等の不具合を生じさせる恐れがある。

特許文献２のように、電線リールを回転自在に取り付けた構成では、上記捻り癖を十分に抑制することはできない。

そこで、本発明は、環状の線材束から線材を引出す際に、当該線材の捻り癖をより効果的に抑制できるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するため、第１の態様は、環状の線材束から線材を連続的に供給するための線材供給装置であって、前記線材束を配設可能な線材束セット部と、前記線材束セット部を回転駆動する回転駆動機構とを備える。

第２の態様は、第１の態様に係る線材供給装置であって、前記回転駆動機構は、前記線材の引出中において、前記線材束セット部を、前記線材の引出速度とは非同期な回転速度で回転駆動するものである。

第３の態様は、第１又は第２の態様に係る線材供給装置であって、前記回転駆動機構は、前記線材の引出中において、前記線材束セット部を一定回転速度で回転駆動するものである。

第４の態様は、第１〜第３のいずれか１つの態様に係る線材供給装置であって、前記回転駆動機構は、空気圧モータを含むものである。

第５の態様は、第１〜第４のいずれか１つの態様に係る線材供給装置であって、前記回転駆動機構は、前記線材の引出開始により回転駆動を開始し、前記線材の引出停止により回転駆動を停止するものである。

第６の態様は、第１〜第５のいずれか１つの態様に係る線材供給装置であって、前記線材束セット部は、前記線材束を収容可能でかつ上方が開口するケース部と、外周縁が円状をなす板状に形成され前記ケース部内に収容された前記線材束上に載置される抑え板と、前記ケース部内に収容された前記線材束の中心軸上に位置して線材挿通孔が形成され、前記抑え板から上方に離れた位置で前記ケース部の上方開口を塞ぐように配置される蓋部とを含むものである。

第１の態様によると、回転駆動機構によって線材束セット部を回転駆動するため、環状の線材束から線材を引出す際に、当該線材の捻り癖をより効果的に抑制できる。

第２の態様によると、回転駆動機構は、線材束セット部を、前記線材の引出速度とは非同期な回転速度で回転駆動するため、その構成を簡易にできる。

第３の態様によると、回転駆動機構は、線材束セット部を、線材の引出速度とは非同期な一定回転速度で回転駆動するため、その構成を簡易にできる。

第４の態様によると、簡易な構成によって、回転駆動機構を実現できる。

第５の態様によると、線材の引出時に線材の捻り癖をより効果的に抑制できる。また、線材の引出停止時には、線材に捻りを与えることを抑制できる。

第６の態様によると、線材は、抑え板の円状の外周縁の外周りから抑え板と蓋部との間を経由し、蓋部の線材挿通孔を通って引出されるので、線材の経路が安定し、線材が絡み難い。

実施形態に係る線材供給装置を示す概略図である。 線材束セット部の分解斜視図である。 線材束セット部から線材が引出される状態を示す断面図である。 線材供給制御ユニットの処理を示すフローチャートである。

以下、実施形態に係る線材供給装置について説明する。図１は線材供給装置２０を示す概略図であり、図２は線材束セット部３０の分解斜視図であり、図３は線材束セット部３０から線材１２が引出される状態を示す断面図である。

線材供給装置２０は、環状の線材束１０から線材１２を連続的に供給するための装置である。ここでは、線材１２が、金属等で形成された芯線の周囲に、樹脂等を押出被覆等することによって被覆を形成した電線である例で説明する。なお、本装置自体は、電線に用いられる芯線等、各種線材を連続的に供給するための装置として用いることができる。

線材束１０は、上記線材１２が、中央に孔１０ｈを設けた状態で、環状に複数回巻回された構成とされている。ここでは、線材束１０は、それ自体で環状を保っている。線材束１０から線材１２が引出される程、その外径寸法、外径寸法、軸方向高さ寸法等が変動する。以下の説明において、線材束１０が初期状態であるとは、線材１２が線材束１０として製造された後、線材１２が引出される前の状態をいう。もっとも、線材束１０は、線材１２が、筒状の芯部材、又は、筒状の芯部材の両端部に円板状の鍔部を設けたリール等に巻かれた構成であってもよい。

線材供給装置２０は、線材束セット部３０と、回転駆動機構５０とを備える。本線材供給装置２０から連続的に供給される線材１２は、線材加工装置１４等に送られる。線材加工装置１４としては、線材１２を所定長に切断する装置、線材１２の被覆を皮剥ぎする装置等であることが想定される。線材加工装置１４には、線材１２を引取る線材引取装置１６が設けられている。線材引取装置１６は、例えば、一対のローラ１７と、当該一対のローラ１７の少なくとも一方を回転駆動するモータ１８等を備える。そして、線材加工装置１４の加工制御を行う加工制御ユニット１５が、線材１２の加工を行うに当って、線材１２の引取が必要なタイミングで、引出開始信号を出力すると、駆動回路を通じてモータ１８が回転駆動される。これにより、一対のローラ１７間に挟まれた線材１２が線材供給装置２０から引出される。また、加工制御ユニット１５が、線材１２の引取が不要となったタイミングで、引出停止信号を出力すると、駆動回路を通じてモータ１８の回転が停止される。これにより、線材供給装置２０からの線材１２の引出が停止する。

線材束セット部３０は、線材束１０をセット可能に構成されている。

ここでは、線材束セット部３０は、ケース部３２と、抑え板４０と、蓋部４４とを備える。

ケース部３２は、線材束１０を収容可能でかつ上方が開口する箱状に形成されている。線材１２は、ケース部３２の上方開口を通って、当該ケース部３２内に収容された線材束１０から引出される。

より具体的には、ケース部３２は、ケース本体部３４と、芯部３８とを備えており、樹脂等によって形成されている。

ケース本体部３４は、底部３５ａと、壁部３５ｂとを備える。底部３５ａは、平面視において、線材束１０をその中心軸に沿って見た広がりよりも大きく広がる板状に形成されている。ここでは、底部３５ａは、正方形板状に形成されている。底部３５ａの一辺の長さ寸法は、初期状態における線材束１０の外径寸法よりも大きく設定されている。４つの壁部３５ｂは、底部３５ａの周囲４辺から底部３５ａの一方主面側に立設され、当該底部３５ａの一方主面側の空間を四方から覆っている。また、壁部３５ｂの突出寸法は、初期状態における線材束１０の軸方向寸法よりも大きく設定されている。また、各壁部３５ｂの上側の縁部は、外側に張出すように形成されている。

そして、ケース本体部３４内に、線材束１０の軸方向一端側の部分を底部３５ａの上面に接触させた状態で、当該線材束１０をケース本体部３４内に収容できるようになっている。この状態で、線材束１０はケース本体部３４の上方開口にはみ出ず、線材束１０の全体がケース本体部３４内に収容される。

芯部３８は、底部３５ａの中央部より上方に突出するように設けられている。つまり、芯部３８は、４方の壁部３５ｂで囲まれる中央位置に配設される。芯部３８は、周壁部３８ａと、天井部３８ｂとを含む。周壁部３８ａは、筒状に形成されている。ここでは、周壁部３８ａは、上方に向けて徐々に細くなるように形成されているが、これは必須でない。周壁部３８ａの下側縁部は、底部３５ａに連設されている。また、天井部３８ｂは、円板状に形成され、周壁部３８ａの上側を閉じている。

上記周壁部３８ａの最大外径寸法は、線材束１０の内径寸法よりも小さく、好ましくは、線材束１０の内径寸法よりも僅かに小さい。そして、芯部３８を線材束１０内に嵌め込むようにして、線材束１０をケース本体部３４内に収容できるようになっている。この芯部３８により、ケース本体部３４内における線材束１０の崩れ抑制及び位置決めが図られている。

ここでは、線材束１０をセットする構成として、上記ケース部３２を用いることは必須ではない。例えば、ケース部３２において壁部３５ｂ又は芯部３８を省略したものに、線材束１０をセットするようにしてもよい。また、単なる板状の部材の上に線材束１０をセットするようにしてもよい。

抑え板４０は、ケース部３２内に線材束１０が収容された状態で、当該線材束１０上に載置される。抑え板４０は、樹脂等によって形成され、外周縁が円状をなす板状に形成されている。ここでは、抑え板４０は、円板状に形成されている。抑え板４０の外径寸法は、初期状態における線材束１０の外径寸法よりも大きく設定されている。また、抑え板４０の中央部には、芯部３８を挿入可能な孔４０ｈが形成されている。孔４０ｈの内径寸法は、芯部３８の外径寸法よりも僅かに大きい程度であることが好ましい。

そして、芯部３８を孔４０ｈに挿入するようにして、抑え板４０がケース部３２内の線材束１０上に載置される。この抑え板４０の自重により、線材束１０が底部３５ａに向けて押え付けられる。これにより、線材束１０から線材１２を引出す際に、線材束１０が崩れ難くなる。また、線材束１０から上方に引出される線材１２は、抑え板４０の外周縁部を通る。このため、線材１２は、線材束１０の外周側に向うように案内されつつ当該線材束１０から安定した態様で引出されることになり、線材束１０が崩れ難くなる。なお、抑え板４０は省略されてもよい。

蓋部４４は、上記抑え板４０から上方に離れた位置で、ケース部３２の上方開口を塞ぐように配置可能に構成されている。より具体的には、蓋部４４は、ケース本体部３４の上側の外側縁間を結ぶ寸法と同じ長さ寸法の４つの辺によって囲まれた方形板状に形成されている。ここでは、蓋部４４の各隅が切除されているが、これは必須ではない。そして、蓋部４４の各辺を、ケース部３２の上側の４つの外側縁に沿って配設するようにして、当該蓋部４４をケース部３２の上に配置することができるようになっている。この状態で、蓋部４４の下面と抑え板４０との間に隙間が形成される。すなわち、ケース部３２の深さ寸法は、初期状態における線材束１０の軸方向寸法に、抑え板４０の厚み寸法を付加した寸法よりも大きく設定されている。

また、蓋部４４がケース部３２の上に載置された状態で、ケース部３２内に収容された線材束１０の中心軸上に位置して、線材挿通孔４４ｈが形成されている。線材挿通孔４４ｈの内径寸法は、線材１２の外径寸法よりも大きく設定されており、線材１２は、当該線材挿通孔４４ｈを通って外側に引出される。

好ましくは、蓋部４４は、透明樹脂によって形成されている。これにより、蓋部４４が被さった状態で、その蓋部４４の内側の様子を観察することができる。

本線材束セット部３０において、線材１２は次のように引出される。すなわち、芯部３８を線材束１０の中央の孔１０ｈに嵌め込むようにして、線材束１０がケース部３２内に収容される。この後、線材束１０上に抑え板４０が載置される。そして、蓋部４４がケース部３２の上方開口を塞ぐように、当該ケース部３２上に載置される。この際、線材１２は、線材束１０の外方に引出され、抑え板４０の外周側から抑え板４０と蓋部４４との間を通って、線材挿通孔４４ｈに通され、外部に引出される。

線材１２を引出すと、線材１２は、線材束１０及び抑え板４０の外周側を一定方向に周回しつつ（図１の矢符Ａ参照）、抑え板４０と蓋部４４との間を通り、さらに、線材挿通孔４４ｈを通って外部に引出される。

線材１２が線材束１０から引出される際には、線材１２が抑え板４０の外周縁部によって線材束１０の外周側に引っ張られる。このため、引出される線材１２が線材束１０内に埋れていたとしても、安定して線材束１０の外周側に引き出される。従って、線材束１０が崩れ難く、また、線材束１０において線材１２同士が絡まり難い。また、線材束１０から引出された線材１２は、線材束１０及び抑え板４０周りを周回するものの、抑え板４０と蓋部４４との間を通るため、比較的安定した経路を通り、大きく暴れるような事態は生じ難い。このため、線材１２が線材束１０から引出された時点で、絡み合うようなことも抑制される。

ここで、線材束１０が非回転状態で固定されているとすると、当該線材束１０から引出された線材１２には捻り癖がついてしまう。線材１２に捻り癖がついていると、その次の処理、例えば、電線の切断、電線に対する端子圧着処理等において、線材１２が曲ったり、捩れたりしてしまう。これにより、線材１２の絡み、線材１２の把持失敗、圧着不良等を生じる恐れがある。

上記捻り癖を抑制するため、回転駆動機構５０は、上記線材束セット部３０を、内部に収容した線材束１０と共に回転駆動する。

回転駆動機構５０は、駆動本体部５２と、回転テーブル５４とを備える。

回転テーブル５４は、板状に形成されており、上記線材束セット部３０を載置可能に構成されている。ここでは、回転テーブル５４は、線材束セット部３０よりも大きい板状に形成されている。線材束セット部３０は、ある程度の重さを有しているため、線材束セット部３０と回転テーブル５４との間に摩擦力が作用する。このため、当該線材束セット部３０を回転テーブル５４上に載置するだけで、回転テーブル５４の回転によって線材束セット部３０を回転させることができる。もっとも、回転テーブル５４に、線材束セット部３０を位置決め保持するための凹形状又は凸形状が形成されていてもよい。これにより、回転テーブル５４に対して線材束セット部３０を回り止することができる。また、回転テーブル５４の回転中心と線材束セット部３０の中心とをより確実に一致させることができる。

駆動本体部５２は、上記回転テーブル５４を回転可能に構成されている。ここでは、駆動本体部５２は、空気圧モータである。空気圧モータとは、空気の圧力を回転運動に変換する原動機である。例えば、回転軸部に設けられた羽根を空気圧によって回転させることによって、空気圧を回転運動に変換することができる。このような空気圧モータ自体は、周知である。

ここでは、エア供給源５５と駆動本体部５２とがエア配管５６を通じて接続される。エア供給源５５の途中には、電磁弁５７が設けられている。電磁弁５７は、線材供給制御ユニット５８の制御下、開閉される。線材供給制御ユニット５８が駆動回路等を通じて電磁弁５７の弁を開くと、エアが駆動本体部５２に送られ、駆動本体部５２が回転する。線材供給制御ユニット５８が駆動回路等を通じて電磁弁５７の弁を閉じると、駆動本体部５２へのエアが停止され、駆動本体部５２の回転が停止する。線材１２の捻り癖を解消するためには、駆動本体部５２による線材束１０の回転方向Ｂを、線材１２の引出時における線材束１０及び抑え板４０周りの線材１２の周回方向Ａに対して逆方向にするとよい（図１参照）。

なお、上記エア供給源５５としては、一般的な工場設備として備付けられるエアコンプレッサ等を用いることができる。通常、エア供給源５５からは一定の空気圧であるため、上記駆動本体部５２に対して当該エアが送られると、駆動本体部５２は一定回転速度で回転する。もっとも、エア配管５６の途中に流量調整弁等を設け、駆動本体部５２の回転速度を調整するようにしてもよい。

また、駆動本体部５２として、空気圧モータを用いることは必須ではなく、その他、電気モータ等を用いてもよい。

ここで、線材供給制御ユニット５８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、記憶装置等がバスラインを介して相互接続された一般的なコンピュータによって構成されており、予め記憶したプログラムに従って、駆動本体部５２の動作を次のように制御する。

すなわち、線材供給制御ユニット５８には、加工制御ユニット１５から、線材の引出開始信号及び引出停止信号が入力される。また、線材供給制御ユニット５８は、駆動回路を介して電磁弁５７を開閉制御可能に接続されている。そして、加工制御ユニット１５からの信号に応じて、電磁弁５７を次のように制御する。

図４は線材供給制御ユニット５８の処理を示すフローチャートである。

まず、初期状態においては、線材束セット部３０に線材束１０がセットされ、当該線材束セット部３０が線材束１０と共に回転テーブル５４上に載置されている。また、線材１２は、線材束セット部３０内の線材束１０から引出され、ガイドローラＲ等を通じて線材加工装置１４に向けて案内されている。

この状態で、線材供給制御ユニット５８は、ステップＳ１において、加工制御ユニット１５からの引出開始信号の有無を判定する。引出開始信号有りと判定されると、次ステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、線材供給制御ユニット５８は、回転開始指令を出力する。これにより、駆動回路を通じて電磁弁５７が開かれ、エア供給源５５からのエアが駆動本体部５２に送られ、駆動本体部５２が回転テーブル５４、線材束セット部３０及び線材束１０を回転させる。

加工制御ユニット１５からの引出開始信号が有りと判定された状況下では、線材引取装置１６によって線材１２が引取られている。従って、線材束セット部３０内の線材束１０から線材１２が引出されつつ、線材束１０が回転する。これにより、線材束１０から引出される線材１２に対して、捻り癖を解消する方向の回転が加わり、線材１２に対する捻り癖が抑制される。

次ステップＳ３では、線材供給制御ユニット５８は、加工制御ユニット１５からの引出停止信号の有無を判定する。引出停止信号有りと判定されると、次ステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、線材供給制御ユニット５８は、回転停止指令を出力する。これにより、駆動回路を通じて電磁弁５７が閉じられ、エア供給源５５から駆動本体部５２へのエア供給が停止され、駆動本体部５２の回転駆動が停止する。結果、回転テーブル５４、線材束セット部３０及び線材束１０の回転が停止する。この状態では、加工制御ユニット１５からの引出停止信号が有りと判定された状況下では、線材引取装置１６による線材１２の引取も停止している。

以上のように構成された線材供給装置２０によると、回転駆動機構５０によって、線材束セット部３０を線材束１０共に回転させるため、環状の線材束１０から線材１２を引出す際に、線材１２の捻り癖を効果的に抑制することができる。

なお、線材１２では、加工上、不都合になる程の大きな曲り、絡み等の発生を抑制し得る程度に、捻り癖が抑制されていればよい。このため、線材１２に多少の捻れが残っていてもよい。従って、回転駆動機構５０の回転速度は、線材１２の引出速度と同期している必要は無い。

ここでは、回転駆動機構５０の回転速度は、空気圧等に応じて決る大きさであり、線材１２の引出速度とは非同期である。このように、線材１２の引出速度等に応じて、回転駆動機構５０をフィードバック制御等する必要は無く、構成の簡易化が可能となる。

しかも、回転駆動機構５０には一定の空気圧、流速等で空気が供給されるため、回転駆動機構５０の回転速度は、一定速度である。このため、回転駆動機構５０の回転速度を制御する必要は無く、この点からも構成の簡易化が可能となる。

回転駆動機構５０の回転速度は、線材１２の引出速度に応じた線材１２の周回速度（矢符Ａに沿って周回する回転速度）と同じに設定されることが好ましいが、厳密に同じに設定される必要は無い。線材１２の周回速度が変動する場合、回転駆動機構５０の回転速度は、線材１２の引出中における線材１２の平均周回速度と同じであることが好ましい。

もっとも、回転駆動機構５０の回転速度を、線材１２の引出速度に応じてフィードバック制御等してもよい。

また、駆動本体部５２として、空気圧モータを用いているため、工場のエア供給設備等を利用して、簡易な構成によって回転駆動機構５０を構成することが可能となる。

また、回転駆動機構５０は、線材１２の引出開始により回転駆動を開始し、線材１２の引出停止により回転駆動を停止させる。このため、線材１２の引出時には線材束セット部３０及び線材束１０を自動で回転させて線材１２の捻り癖を効果的に抑制できる。そして、線材１２の引出停止時には、線材１２に捻りを与えることを自動で抑制できる。

なお、回転駆動機構５０の回転駆動の開始及び停止は、必ずしも線材引取装置１６からの出力信号による必要は無い。例えば、線材１２をガイドするローラにその回転を検出するセンサを設けておき、線材の引出しに伴ってローラが従動回転するか否かによって、回転駆動機構５０の回転駆動の開始及び停止を制御するようにしてもよい。

また、線材１２の引出停止中において、回転駆動機構５０の回転駆動を停止することは必須ではない。例えば、線材１２の引出、引出停止が比較的短い時間で繰返される場合には、引出停止中の時間をも含む線材１２の平均引出速度に応じた回転速度で、回転駆動機構５０を継続的に回転駆動させてもよい。

また、線材束セット部３０として、ケース部３２と、抑え板４０と、蓋部４４とを含むものを用いているため、線材１２が、抑え板４０の円状の外周縁の外周りから抑え板４０と蓋部４４との間を経由し、蓋部４４の線材挿通孔４４ｈを通って引出される。このため、線材１２の経路が安定し、線材１２が絡み難い。これにより、線材１２を引出す際の絡み等のトラブル発生が抑制される。

なお、この線材束セット部３０は、回転駆動機構５０によって回転駆動される用途以外、それ単独で用いられた場合であっても、線材１２を引出す際の絡み等のトラブル発生を抑制することができる。

なお、上記実施形態及び各変形例として説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組合わせることができる。

以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１０ 線材束
１２ 線材
１４ 線材加工装置
１６ 線材引取装置
２０ 線材供給装置
３０ 線材束セット部
３２ ケース部
４０ 抑え板
４４ 蓋部
４４ｈ 線材挿通孔
５０ 回転駆動機構
５２ 駆動本体部
５４ 回転テーブル
５５ エア供給源
５７ 電磁弁
５８ 線材供給制御ユニット

Claims (6)

1. 環状の線材束から線材を連続的に供給するための線材供給装置であって、
   前記線材束を配設可能な線材束セット部と、
   前記線材束セット部を回転駆動する回転駆動機構と、
   を備える線材供給装置。
2. 請求項１に記載の線材供給装置であって、
   前記回転駆動機構は、前記線材の引出中において、前記線材束セット部を、前記線材の引出速度とは非同期な回転速度で回転駆動する、線材供給装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の線材供給装置であって、
   前記回転駆動機構は、前記線材束セット部を一定回転速度で回転駆動する、線材供給装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の線材供給装置であって、
   前記回転駆動機構は、空気圧モータを含む、線材供給装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の線材供給装置であって、
   前記回転駆動機構は、前記線材の引出開始により回転駆動を開始し、前記線材の引出停止により回転駆動を停止する、線材供給装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の線材供給装置であって、
   前記線材束セット部は、前記線材束を収容可能でかつ上方が開口するケース部と、外周縁が円状をなす板状に形成され前記ケース部内に収容された前記線材束上に載置される抑え板と、前記ケース部内に収容された前記線材束の中心軸上に位置して線材挿通孔が形成され、前記抑え板から上方に離れた位置で前記ケース部の上方開口を塞ぐように配置される蓋部とを含む、線材供給装置。

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