JPH0627220Y2

JPH0627220Y2 - 貯線ドラム

Info

Publication number: JPH0627220Y2
Application number: JP11236889U
Authority: JP
Inventors: 忠盛熊田; 豊金森
Original assignee: 日鐵溶接工業株式会社
Priority date: 1989-09-26
Filing date: 1989-09-26
Publication date: 1994-07-27
Anticipated expiration: 2004-07-27
Also published as: JPH0351909U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は線材を一時的に貯留する貯線ドラムに関し、特
に、これに限る意図ではないが、伸線機で伸線加工した
伸線材を連続して巻取りつつ、引取装置に任意に払出す
伸線貯線ドラムに関する。

〔従来の技術〕

例えば溶接ワイヤーとして使用される鋼線（例えば直径
0.8〜2.0mm）を製造する場合には、伸線機で所要径まで
線引きした伸線が、引取・貯線ドラムに巻回されてそこ
で一時的に貯留されそこから巻戻されてダンサーローラ
を介してキャプスタンで引かれて、スプール巻取機に送
られる（例えば特開昭51-144363号公報）。１個のスプ
ールへの巻取が終了すると、スプール巻取機が巻取を自
動停止してスプールを自動的に交換し、この間キャプス
タンが停止される。キャプスタンが停止しても伸線機の
線引き動作は継続し、キャプスタン停止中に伸線機から
引き出された伸線は引取・貯線ドラムが貯留する。スプ
ール巻取機が巻取を再開しキャプスタンが駆動される
と、引取・貯線ドラムの貯留伸線が順次引き出されて、
引取・貯線ドラムの貯線量が順次低下する。スプール巻
取機とキャプスタンの速度は、引取・貯線ドラムの貯線
量が所定少量になるまで次第に増速され、所定少量にな
るとスプール巻取機とキャプスタンの速度が実質上一定
（伸線速度）に維持される。１個のスプールへの巻取が
終了すると、スプール巻取機が巻取を自動停止してスプ
ールを自動的に交換し、この間キャプスタンが停止さ
れ、キャプスタンが停止しても伸線機の伸線動作は継続
し、引取・貯線ドラムが伸線を貯留する。このように、
伸線機は連続して伸線し、スプール巻取機は、１つのス
プールの巻取を終えると自動的に伸線をホールドして切
断し、スプールを自動交換して伸線の切断端をそれに結
合して自動的に次のスプールへの巻取を開始する。スプ
ールの交換の間伸線機が送り出す伸線は引取・貯線ドラ
ムに貯留される。

前回のスプール交換の間に引取・貯線ドラムに貯留した
伸線を、次回のスプール交換の前までに引き出し完了し
なければならないので、時系列平均で見ると、スプール
巻取速度およびキャプスタン速度は、伸線機の伸線速度
よりも高い。

ところで、貯線ドラムは貯留伸線が引き出される（払出
し部の伸線が引かれる）ことにより、貯留伸線を放出す
る方向に回転駆動される。キャプスタンはスプール巻取
速度と同速度で駆動しなければならないが、スプール巻
取機がスプール交換毎に、起動，増速，減速，停止を行
なうので、また、スプール巻取において巻取の進行につ
れて巻取半径が増大しこれに伴って巻取周速度が増大す
るので、貯線ドラムもこれに伴って起動，増速，減速，
停止を繰返すことになる。伸線速度は通常一定に維持さ
れるので、貯線ドラムへの伸線の巻込み速度は一定であ
る。

貯線ドラム（例えば前記特開昭51-144363号公報）は、
下側が太径で上側が細径の裁頭円錐形であり、下側に伸
線が巻取られ、上側からスプール巻取機に引き取られ
る。常時最下部に喰込むように伸線が巻取られるので、
先に巻取られた伸線は新たに巻取られる伸線で上に押さ
れ、上側ほどドラムが小径であるのでドラムとの空隙が
大きくなるので容易に上側（すなわち払出し側）に移動
する。

〔考案が解決しようとする課題〕

スプール巻取機の速度すなわち貯線ドラムより伸線の引
出速度（つまり貯線ドラムの回転速度）、が比較的に低
い場合には、貯線ドラムの伸線巻き形状（外形）がコマ
形となり、貯線ドラムよりの伸線の引出しがスムーズに
行なわれるが、伸線機の伸線速度を高くしこれに伴って
スプール巻取機の速度も高くすると、スプール巻取機の
起動，増速，減速，停止による貯線ドラムの伸線払出し
速度変動（加，減速度）が大きくなり、貯線ドラムの巻
回伸線形状が乱れて、例えばコマ形の巻形状が、加速時
に土星の輪のように偏平大径のつば形状となり、減速，
停止時にそれが落下して巻取しつつある伸線にからまっ
て、もつれの原因となるなど、伸線送給異常を生じ易く
なる。

本考案は、比較的に高い線材送り速度における貯線ドラ
ムの線材送給異常を低減することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

下フランジ(121f)と上フランジ(125)の間に、線材の貯
留巻取用の、略円筒状の側周面を有し、垂直軸を中心に
回転自在の貯線ドラム(12)において、側周面を、垂直円筒面もしくは上部ほど上記垂直軸に近
づく方向にやや傾斜したテーパ面でなる、下フランジ(1
21f)に上側に連なる入線巻取部(122s)，上部ほど上記垂
直軸に近づく方向に大きく傾斜したテーパ面でなる、入
線巻取部(122s)に上側に連続する上昇誘導部(122a)，上
部ほど上記垂直軸に近づく方向にやや傾斜したテーパ面
でなる、上昇誘導部(122s)に上側に連なる貯留部(12
3)、および、垂直円筒面もしくは上部ほど上記垂直軸か
ら離れる方向に傾斜した逆テーパ面でなる、貯留部(12
3)および前記上フランジ(125)に連なる出線部(124)で、
構成する。なお、カッコ内の記号は、図面に示し後述す
る実施例の対応要素を示すものである。

〔作用〕

例えばこの貯線ドラム(12)を伸線機(8)とスプール巻取
機(24)の間に介挿して、伸線機(8)が伸線加工した伸線
を貯線ドラム(12)に、その入線巻取部(122s)より巻込
み、貯線ドラム(12)の出線部(124)より引出してスプー
ル巻取機(24)に供給する態様で説明すると、伸線機(8)
から送り出される伸線が下フランジ(121f)の上側面(121
f)に沿って入線巻取部(122s)に巻回される。入線巻取部
(122s)が、垂直円筒面もしくは上部ほど上記垂直軸に近
づく方向にやや傾斜したテーパ面であるので、そこにす
でに巻回されている伸線と入線巻取部(122s)の周面との
間の摺動抵抗が比較的に大きく伸線は上側に移動しにく
いが、伸線機よりの新たな伸線の喰込みにより上側に押
されて上昇誘導部(122a)に至る。すなわち、入線巻取部
(122s)では伸線が比較的に固く巻回されるので、伸線は
整然と巻回されて上側に順次移動する。

上昇誘導部(122a)が、上部ほど上記垂直軸に近づく方向
に大きく傾斜したテーパ面であるので、そこでは伸線が
上側に移動する程巻回面との空隙が大きくなるので垂直
方向の移動が容易になり、伸線払出し側の伸線を介して
加わる上引力により容易に上側に移動して貯留部(123)
に至る。すなわち上昇誘導部(122a)は、入線巻取部(122
s)から押し上げられる伸線をすみやかに貯留部(123)に
移動させる。

貯留部(123)は、上部ほど上記垂直軸に近づく方向にや
や傾斜したテーパ面であるので、伸線は上昇誘導部(122
a)よりは上移動がむつかしいが、出線部(124)の伸線に
加わる引出し力に引かれて上移動する。上移動よりも下
移動の方が更にむつかしく、しかもテーパが小さいの
で、巻回面に対する伸線が外方に離れ得る距離が小さい
（つまり伸線のコイル径が大径になりにくい）ので、伸
線は極端な大径（土星の輪）になりにくい。その結果、
比較的に高い速度で貯線ドラムが回転しても（円心力が
大きくても）、伸線が土星の輪のように拡がることがな
くなると共に、伸線の巻回ゆるみが過大になることもな
くなる。貯留部(123)の伸線は、出線部(124)の伸線に加
わる引出し力に引かれて上移動し、出線部(124)に至
る。

出線部(124)は、垂直円筒面もしくは上部ほど垂直回転
軸から離れる方向に傾斜した逆テーパ面であるので、そ
こでの伸線の過度の上移動および緩みが防止されて、ス
プール巻取機(24)よりの引出し力で引かれて整然と上移
動し、該引出し力が貯線ドラム(12)の周面に回転モーメ
ントとして作用して貯線ドラム(12)が回転するので、こ
の回転に伴って貯線ドラム(12)から離脱してスプール巻
取機(24)に向かう。

以上の結果、本考案の貯線ドラム(12)によれば、それが
比較的に高速に回転しても、それに巻回（貯線）されて
いる線材が整然とした巻回形状を維持し緩みや落下がな
くなるので、もつれなどを生じなくなる。

本考案の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の
実施例の説明より明らかになろう。

〔実施例〕

第１図に本考案の一実施例を組込んだ溶接用ワイヤの伸
線・スプール巻取システムを示す。

メッキ線キャリア１にコイル巻きされているメッキ線
は、キャリア１から引き出されてダンサー４のローラ５
および６をめぐって伸線機８に至り、そこでダイス引き
されて引取・貯線ドラム９に貯線巻きされ、そして引取
キャプスタン１３の引出しダンサーローラ１４，１５を
めぐってキャプスタン１６で引かれてダンサーローラ１
７〜２２に送り出され、そしてスプール巻取機２４に引
き込まれてスプール巻きされる。

キャリア１の交換（新線補充）のときには、送線中のキ
ャリアのメッキ線の終端部に、新規補充されるキャリア
のメッキ線の先端部が溶接され、キャリアが新規補充の
ものに交換される。このときメッキ線が固定（ホール
ド）されるので、ダンサー３の貯線量が少くなり、ダン
サーローラ６および錘４が上昇する。ローラ６および錘
４を支持するキャリッジが上限位置まで上昇するとスイ
ッチＳ４が該キャリッジにより開かれ、これにより伸線
機８の電動機Ｍ３が停止する。上述のキャリア１の交換
を、格別なトラブルなしに行なうときの、メッキ線２の
送り停止（ホールド）時間は短く、個の時間内にローラ
６および錘４を支持するキャリッジは、スイッチＳ４の
位置まで上昇しないので、伸線機８の運転（電動機Ｍ３
の回転継続）は中断されない。また、キャリア１からダ
ンサー３の間においてワイヤのもつれなどのトラブルに
よりダンサー３へのメッキ線の移動が停止したときに
も、ローラ６および錘４を支持するキャリッジが上昇す
る。

なお、上述のキャリア１の交換を終えてメッキ線２の停
止（ホールド）を解除した直後に、あるいは、メッキ線
のもつれなどを直してメッキ線２に移動を適正に戻した
後に、ローラ６および錘４を支持するキャリッジは、大
略第１図に示す位置まで引き下げられる。

伸線機８のダイス引きキャプスタンと、引取・貯線ドラ
ム９の引取ドラム１０は共に電動機Ｍ３で同一線速度で
駆動される。

この実施例の引取・貯線ドラム９は、前述の特開昭51-1
44363号公報に開示された巻取・引取ドラムと同様な構
成であり、引取ドラム１０は伸線機８のダイス引きキャ
プスタンを駆動する電動機Ｍ３で駆動されて正方向に回
転して伸線機８でダイス引きされた伸線を巻取る。引取
キャプスタン１３により伸線が引き出されているときに
はこの引き力により貯線ドラム９が、引取ドラム１０の
巻取回転方向（正回転）とは逆方向に回転（逆回転向）
する。

引取ドラム１０の巻取速度（伸線機８の送り込み速度）
が貯線ドラム１２の巻戻し速度（スプール巻取速度）よ
り高いときには、ターンローラ１１が引取ドラム１０の
回転方向（正回転）に、〔引取ドラム１０の周速度−貯
線ドラム１２の周速度〕の周速度で回転（正回転）す
る。ターンローラ１１がこのように正回転している間、
引取・貯線ドラム９の貯線量が増加し、ローラ１１の回
転量（正確には周長×回転回数）が増加分となる。

引取ドラム１０の巻取速度が貯線ドラム１２の巻戻し速
度より低いときには、ターンローラ１１が貯線ドラム１
２の回転方向（逆回転）に、〔貯線ドラム１２の周速度
−引取ドラム１０の周速度〕の周速度で回転（逆回転）
する。ターンローラ１１がこのように逆回転している
間、引取・貯線ドラム９の貯線量が減少し、ローラ１１
の回転量（正確には周長×回転回数）が減少分となる。

ターンローラ１１の小角度の回転につき１パルスのパル
スＡおよびＢをロータリエンコーダＳ３が発生する。２
組のパルスＡとＢは位相差が略90°であり、上述の正回
転（貯線）のときには、パルスＡが立上ってＨのときに
パルスＢが立上り、逆回転（引出し）のときにはパルス
Ｂが立上ってＨのときにパルスＡが立上る。例えばフリ
ップフロップを、パルスＡの信号がＨのときにパルスＢ
の立上りでセット（出力Ｑ＝Ｈ）し、パルスＢがＨのと
きにパルスＡの立上りでリセット（出力Ｑ＝Ｌ）するよ
うにすると、Ｑ＝Ｈは、正回転（貯線）中であることを
示し、Ｑ＝Ｌは逆回転（引出し）中であることを示す。
しかして、パルスＡをカウントするカウンタを、Ｑ＝Ｈ
でカウントアップとし、Ｑ＝Ｌでダウンカウントとする
と、カウントデータが貯線量（引取・貯線ドラム９の貯
線量）を示すものとなる。

引取・貯線ドラム９と引取キャプスタン１６の間のダン
サーローラ１５は、伸線の張力が増大すると上昇して伸
線受量より多量の伸線の送り出しを許し、伸線の張力が
低下すると下降して伸線受量より少量の伸線を送り出し
て、伸線の張力を所定範囲内に抑制する。

ダンサーローラ１８，２０および２２は、引取キャプス
タン１６とスプール巻取機２４の間の伸線の張力が増大
すると上昇して伸線受量より多量の伸線の送り出しを許
し、伸線の張力が低下すると下降して伸線受量より少量
の伸線を送り出して、伸線の張力を所定範囲内に抑制す
る。

ダンサーローラ２１からスプール巻取機２４に向かう伸
線は、速度検出用のローラ２３に巻回されてからスプー
ル巻取機２４に向かう。ローラ２３には、線速度検出用
のロータリエンコーダＳ１が結合されており、スプール
巻取機２４に引かれる伸線の移動速度に比例する周波数
のパルスＡを発生する。このパルスＡを周波数／電圧変
換することにより伸線移動速度信号（アナログ電圧）が
得られ、所定時間内のパルスＡの発生数をカウントする
ことにより、伸線移動速度データが得られ、また、パル
スＡの周期Ｔ_Ａを計測しその逆数を演算することにより
伸線移動速度データが得られる。

ダンサーローラ１８，２０および２２の回転軸は昇降ガ
イド２６に結合されており、この昇降ガイド２６が、ロ
ーラに加わる上駆動力又は重力により、垂直ガイドレー
ルに沿って昇降する。垂直ガイドレールには、ポテンシ
ョメータＳ２が結合した摩擦ローラが当接しており、ポ
テンショメータＳ２が、垂直ガイド２６（ローラ１８，
２０，２２）の上下方向の位置Ｐ_ｃを表わす電気信号
（アナログ電圧）を発生する。このシステムのスプール
巻取機２４は、前述の特開昭51-144363号公報に開示さ
れたスプール巻取機２４と同様な構成であり、１つのス
プールの巻取量が設定値になると、自動的にスプールの
回転を停止し伸線をホールド（固定）しそして自動切断
し、巻終わったスプールを巻取部から自動排出しそして
空のスプールを巻取部に自動的に装着してそれに、ホー
ルドしている伸線の先端を結合し、そしてスプールの回
転駆動を行なうものであり、スプールの回転を停止する
時から開始する時までの間、スプール交換中を表わす信
号を発生する。

キャプスタン１６は、ロータリエンコーダＳ１で検出す
る伸線の移動速度と等しい送り速度（周速度）になるよ
うに電動機Ｍ２で回転駆動され、かつ、ポテンショメー
タＳ２で検出するダンサーローラ２２の位置が、中央位
置より上側にずれると増速され、下側にずれると減速さ
れる。スプール巻取機２４がスプール交換などのために
伸線引込みを停止するときには、同時に停止される。ス
プール巻取機２４が伸線の引込を停止しているときにも
伸線機７は連続して駆動されて伸線を送り出し、引取・
貯線ドラム９が伸線を貯線するが貯線量がロータリエン
コーダＳ３が発生するパルスＡおよびＢに基づいて検出
され、貯線量が多くなると伸線機７が減速される。スプ
ール巻取機２４が伸線の引込を開始し（巻取を再開
し）、巻取速度が増速して行くと、引取・貯線ドラム９
の貯線量が低下し、これに伴って伸線機７が増速され
る。

第２図に、引取・貯線ドラム９の貯線ドラム１２の拡大
図を示す。貯線ドラム１２の主体は胴体120であり、そ
の下端に下フランジ121fが形成されている。胴体120の
上端には上フランジ板125が固着されており、下端には
下エンドプレート126が固着されている。胴体120の中心
位置に軸受127が配設され、この軸受127に上フランジ板
125および下エンドプレート126が固着されている。第１
図に示す状態においては、引取ドラム１０が固着された
垂直回転軸が、軸受127を貫通しており、この軸受127に
より、貯線ドラム12は、該垂直回転軸に対して自由に回
転しうる。

胴体120の外側周面には、上部ほど上記垂直回転軸に近
づく方向にやや傾斜したテーパ面でなる入線巻取部122
s，上部ほど上記垂直回転軸に近づく方向に大きく傾斜
したテーパ面でなる上昇誘導部122a，上部ほど上記垂直
回転軸に近づく方向にやや傾斜したテーパ面でなる貯留
部123、および、垂直円筒面でなる出線部124が形成され
ている。

この実施例では、入線巻取部122sは垂直方向の幅が10mm
で垂直線に対するテーパ角度が１度30分の円錐面であ
り、上昇誘導部122aは垂直方向の幅が20mmで垂直線に対
するテーパ角度が７度の円錐面であり、貯留部123は垂
直方向の幅が140mmで垂直線に対するテーパ角度が１度4
5分の円錐面であり、出線部124は、垂直方向の幅が50mm
で垂直線に対するテーパ角度が０度の円筒面である。

なお、入線巻取部122sは、テーパ角度が０度の円筒面で
もよく、また出線部124は、外側に開く逆テーパの（上
下逆の）円錐面としてもよい。すなわち入線巻取部122s
は、テーパ角度が略１度30分〜０度の範囲であればよ
く、出線部124は、円筒面又は逆テーパの円錐面であれ
ばよい。

この貯線ドラム１２を第１図に示す態様で使用している
とき、下フランジ121fの上側面121tに沿って、ターンロ
ーラ11（第１図）により、伸線機８から送り出される伸
線が巻回されて、それが入線巻取部122sにすでに巻回さ
れている伸線に下方向から喰込むようにして入線巻取部
122sに移動する。

入線巻取部122sが、垂直円筒面もしくは上部ほど上記垂
直軸に近づく方向にやや傾斜したテーパ面であるので、
そこにすでに巻回されている伸線と入線巻取部122sの周
面との間の摺動抵抗が比較的に大きく伸線は上側に移動
しにくいが、伸線機より新たな伸線の喰込みにより上側
に押されて上昇誘導部122aに至る。すなわち、入線巻取
部122sでは伸線が比較的に固く巻回されるので、伸線は
整然と巻回されて上側に順次移動する。

上昇誘導部122aが、上部ほど上記垂直軸に近づく方向に
大きく傾斜したテーパ面であるので、そこでは伸線が上
側に移動する程巻回面との空隙が大きくなるので垂直方
向の移動が容易になり、伸線払出し側の伸線を介して加
わる上引力により容易に上側に移動して貯留部123に至
る。すなわち上昇誘導部122aは、入線巻取部122sから押
し上げられる伸線をすみやかに貯留部123に移動させ
る。

貯留部123は、上部ほど上記垂直軸に近づく方向にやや
傾斜したテーパ面であるので、伸線は上昇誘導部122aよ
りは上移動がむつかしいが、出線部124の伸線に加わる
引出し力に引かれて上移動する。上移動よりも下移動の
方が更にむつかしく、しかもテーパが小さいので、巻回
面に対する伸線が外方に離れ得る距離が小さい（つまり
伸線のコイル径が大径になりにくい）ので、伸線は極端
な大径（土星の輪）になりにくい。その結果、比較的に
高い速度で貯線ドラムが回転しても（円心力が大きくて
も）、伸線が土星の輪のように拡がることがなくなると
共に、伸線の巻回ゆるみが過大になることもなくなる。
貯留部123の伸線は、出線部124の伸線に加わる引出し力
に引かれて上移動し、出線部124に至る。

出線部124は、垂直円筒面もしくは上部ほど垂直回転軸
から離れる方向に傾斜した逆テーパ面であるので、そこ
での伸線の過度の上移動および緩みが防止されて、スプ
ール巻取機24よりの引出し力で引かれて整然と上移動
し、該引出し力が貯線ドラム12の周面に回転モーメント
として作用して貯線ドラム12が回転するので、この回転
に伴って貯線ドラム12から離脱してスプール巻取機24に
向かう。

〔考案の効果〕

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例の貯線ドラム１２を組込ん
だ、伸線／スプール巻取のシステム構成を示す側面図で
ある。第２図は、本考案の一実施例であって第１図に示す貯線
ドラム１２の拡大図であり、貯線ドラム１２の右半分は
側面を、左半分は縦断面を示す。１：メッキ線キャリア、２：メッキ線、３：ダンサー４：錘、５，６：ダンサーローラ７：伸線機、８：伸線機構９：引取・貯線ドラム、10：引取ドラム 11：ターンローラ、12：貯線ドラム（貯線ドラム） 120：胴体、121f：下フランジ（下フランジ） 121t：上側面、122s：入線巻取部（入線巻取部） 122a：上昇誘導部（上昇誘導部）、123：貯留部（貯留
部） 124：出線部（出線部）、125：上フランジ板（上フラン
ジ） 126：下エンドプレート、127：軸受 13：引取キャプスタン、14,15：ダンサーローラ 16：キャプスタン、17〜22：ダンサーローラ S1：ロータリエンコーダ、23：速度検出用ローラ 24：スプール巻取機、26：昇降ガイド M1〜M3：電動機、S2：ポテンショメータ S3：ロータリエンコーダ、S4：リミットスイッチ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】下フランジと上フランジの間に、線材の貯
留巻取用の、略円筒状の側周面を有し、垂直軸を中心に
回転自在の貯線ドラムにおいて、前記側周面を、垂直円筒面もしくは上部ほど前記垂直軸
に近づく方向にやや傾斜したテーパ面でなる、前記下フ
ランジに上側に連なる入線巻取部，上部ほど前記垂直軸
に近づく方向に大きく傾斜したテーパ面でなる、該入線
巻取部に上側に連続する上昇誘導部，上部ほど前記垂直
軸に近づく方向にやや傾斜したテーパ面でなる、該上昇
誘導部に上側に連なる貯留部、および、垂直円筒面もし
くは上部ほど前記垂直軸から離れる方向に傾斜した逆テ
ーパ面でなる、該貯留部および前記上フランジに連なる
出線部、で構成したことを特徴とする貯線ドラム。