特許第6382252号(P6382252)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(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】6382252
(24)【登録日】2018年8月10日
(45)【発行日】2018年8月29日
(54)【発明の名称】整直装置
(51)【国際特許分類】
   B21F 1/02 20060101AFI20180820BHJP
【FI】
   B21F1/02 A
【請求項の数】4
【全頁数】11
(21)【出願番号】特願2016-81927(P2016-81927)
(22)【出願日】2016年4月15日
(65)【公開番号】特開2017-189813(P2017-189813A)
(43)【公開日】2017年10月19日
【審査請求日】2017年7月13日
(73)【特許権者】
【識別番号】000117010
【氏名又は名称】古河電工パワーシステムズ株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】000005290
【氏名又は名称】古河電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100096091
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 誠一
(72)【発明者】
【氏名】間島 博行
【審査官】 塩治 雅也
(56)【参考文献】
【文献】 特開平10−118769(JP,A)
【文献】 特開昭60−076236(JP,A)
【文献】 実開昭48−041834(JP,U)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B21F 1/00−99/00
B21C 1/00−19/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸を中心として回転する回転体に設けられた、回転軸方向に沿って配置される線材を前記回転軸から偏心した位置に保持する第1の線材保持部と、
前記第1の線材保持部の回転軸方向の両側において、前記線材を前記回転軸に対応する位置に保持する第2の線材保持部と、
を有し、
前記線材にテンションが加えられて前記線材が回転軸方向に沿って搬送される間、前記回転体を回転させ、前記回転体が回転する間、前記第2の線材保持部から前記第1の線材保持部に至る前記線材の経路長が一定に保たれ、
前記回転体が1回転する際の前記線材の送り出し長さが前記線材の線径の2倍以上10倍以下であることを特徴とする整直装置。
【請求項2】
前記第1の線材保持部は、前記回転軸からの偏心距離が異なる複数の位置で前記線材を保持可能であることを特徴とする請求項1記載の整直装置。
【請求項3】
前記第1の線材保持部は、前記線材を通すための孔を、前記回転軸と直交する断面において複数有し、
複数の前記孔は、前記回転軸からの偏心距離が異なることを特徴とする請求項2記載の整直装置
【請求項4】
前記第1の線材保持部は、
前記回転体に設けられた、前記回転軸から偏心した位置に孔を有する偏心金具であり、
前記第2の線材保持部は、
前記回転体の前記回転軸に対応する位置に設けられた孔であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の整直装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、整直装置に関する。
【背景技術】
【0002】
銅線などの金属からなる線材をドラムから巻き出し、製品加工に用いることがある。ドラムに巻かれた線材は、巻き癖(ドラムの周方向に沿った曲がり)や蛇行(ドラムの回転軸方向の変位)などの曲がり癖がついていることがあり、その後の加工がうまくいかなかったり、不良品が発生したりする要因になるので、これを整直し真直ぐにする必要がある。
【0003】
特許文献1には、このような整直を行う整直装置の例として、線材を複数のロールによって搬送する際に水平方向と鉛直方向の曲げを与えるものが記載されている。これらのロールによって線材の曲がり癖と反対方向の曲げを線材に与えることで、線材の曲がり癖を解消することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平05-337582号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1の整直装置は、鉛直軸を中心として回転するロールによって線材を搬送する際に水平方向の曲げを与え、水平軸を中心として回転するロールによって線材を搬送する際に鉛直方向の曲げを与えるが、多数のロールを用いた複雑な構成となっており、装置全体が大掛かりなものになるという課題がある。
【0006】
このように、ロールを用いて整直を行う方法では、ロールによって線材に曲げを与える方向が限られているために、線材の整直を好適に行うためには多数のロールを用いた複雑な構成となることが多かった。
【0007】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で好適に整直を行うことができる整直装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前述した課題を解決するための本発明は、回転軸を中心として回転する回転体に設けられた、回転軸方向に沿って配置される線材を前記回転軸から偏心した位置に保持する第1の線材保持部と、前記第1の線材保持部の回転軸方向の両側において、前記線材を前記回転軸に対応する位置に保持する第2の線材保持部と、を有し、前記線材にテンションが加えられて前記線材が回転軸方向に沿って搬送される間、前記回転体を回転させ、前記回転体が回転する間、前記第2の線材保持部から前記第1の線材保持部に至る前記線材の経路長が一定に保たれ、前記回転体が1回転する際の前記線材の送り出し長さが前記線材の線径の2倍以上10倍以下であることを特徴とする整直装置である。
【0009】
本発明の整直装置では、上記のように線材を保持した状態で回転体を回転させることにより、回転体の回転中、各方向への曲げを線材に万遍なく与えることができる。従って、線材がどの方向に曲がり癖を有している場合であっても、反対方向の曲げによってこれを解消でき、簡単な構成で線材を好適に整直することができる。
【0010】
前記第1の線材保持部は、前記回転軸からの偏心距離が異なる複数の位置で前記線材を保持可能であることが望ましい。例えば前記第1の線材保持部は、前記線材を通すための孔を、前記回転軸と直交する断面において複数有し、複数の前記孔は、前記回転軸からの偏心距離が異なる。
これにより、第1の線材保持部のどの位置で線材を保持するかで回転体の回転時に線材に加わる力を調整でき、線材を塑性変形させ、曲がり癖のついた元の状態に戻らないようにすることができる。
【0011】
また、本発明の整直装置は、上記のように線材にテンションを加えて搬送する間に回転体を回転させることで、線材に曲げを与えるための力を線材に好適に加え、線材を搬送しつつその整直をインラインで絶え間なく行うことができる。
【0012】
前記第1の線材保持部は、前記回転体に設けられた、前記回転軸から偏心した位置に孔を有する偏心金具であり、前記第2の線材保持部は、前記回転体の前記回転軸に対応する位置に設けられた孔であることが望ましい。
これにより、線材の曲がり癖を解消すべく、簡単な回転体の構成で線材を好適な位置に保持することができる。
【発明の効果】
【0013】
本発明により、簡単な構成で好適に整直を行うことができる整直装置等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1】本発明における銅線加工システム1の概略を示す図
図2】本発明における整直装置4の概略を示す図
図3】本発明における回転体41を上から見た図
図4】本発明における回転体41の鉛直方向の部分断面図
図5】本発明における回転体41の径方向断面を示す図
図6】本発明における銅線20の整直について説明する図
図7】本発明における銅線20の整直について説明する図
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【0016】
(1.銅線加工システム1)
図1は、本発明の実施形態に係る整直装置4を含む銅線加工システム1の概略を示したものである。図1(a)は銅線加工システム1の平面構成の概略を示す図であり、図1(b)は、図1(a)を図の下側方から見た場合の概略構成を示す図である。
【0017】
銅線加工システム1は、銅線20(線材)の加工を行うものである。具体的には、ドラム2から送り出した銅線20を整直して搬送し、先端に銅条30のハンダ付けを行った後、当該銅線20を定尺にて切断し、払い出す。
【0018】
銅線加工システム1は、ドラム2、引き込みガイド3、整直装置4、銅線送り駆動部5、センター保持金具6、銅線送り出しガイド7、銅線カッター8、リール9、銅条送り駆動部10、銅条矯正金具11、銅条送り出しガイド12、銅条カッター13、ハンダ装置14、移動テーブル15、加熱冷却装置16、滑り台17、製品受け18等を有する。
【0019】
ドラム2には銅線20が巻付けられており、銅線20が送り出される際、ドラム2は水平方向の回転軸を中心として回転する。銅線20には、ドラム2に巻かれた際の巻き癖(ドラムの周方向に沿った曲がり)や蛇行(ドラムの回転軸方向の変位)などの曲がり癖がついている。
【0020】
引き込みガイド3は、ドラム2から送り出された銅線20の位置合わせを行って整直装置4に引き込むためのものである。引き込みガイド3は、鉛直軸を中心として回転する左右一対のロール31、31と、水平軸を中心として回転する上下一対のロール32、32を有する。左右一対のロール31、31の間、および上下一対のロール32、32の間に銅線20を通すことで銅線20の位置合わせが行われる。
【0021】
整直装置4は、銅線20の整直を行い、曲がり癖を解消して真直ぐにするものである。整直装置4の詳細については後述する。
【0022】
銅線送り駆動部5は、銅線20に必要なテンション(銅線長さ方向の張力)を加えて銅線20を送り出し、搬送するための駆動部である。銅線送り駆動部5は、上下のロール51、51の間で銅線20を狭持しつつ、一方のロール51を駆動回転させることで銅線20にテンションを加えて送り出す。
【0023】
センター保持金具6は、銅線送り出しガイド7へと銅線20を搬送する際に、銅線20の位置合わせを行うためのものである。センター保持金具6は中心に孔(不図示)を有し、この孔に銅線20を通すことで、銅線20の位置合わせが行われる。
【0024】
銅線送り出しガイド7は、銅線20を内部のガイド(不図示)に沿って搬送するものである。銅線20は、先端が銅線送り出しガイド7の先にある所定位置に来るまで搬送される。また加工後の銅線20の払い出しもこの銅線送り出しガイド7から行われる。なお、この例では銅線送り出しガイド7が2箇所に分けて設けられ、その間の銅線露出部分に銅線カッター8が配置される。
【0025】
一方、リール9には銅線20の加工に用いる帯状の銅条30が巻付けられている。銅条送り駆動部10は、リール9から銅条30を送り出し、搬送するための駆動部であり、前記した銅線送り駆動部5と略同様の構成を有する。銅条30が送り出される際、リール9は水平方向の回転軸を中心として回転する。
【0026】
銅条矯正金具11は銅条30の姿勢を矯正し、銅条送り出しガイド12へと搬送するものである。銅条送り出しガイド12は、銅条30を内部のガイド(不図示)に沿って搬送する。
【0027】
銅条カッター13は、リール9から送り出された銅条30の先端を切断するためのものである。銅条カッター13で切断された銅条30の先端は、移動テーブル15上に載置される。
【0028】
ハンダ装置14は、移動テーブル15上の銅条30に対し、ハンダ供給部141から半固形状のクリームハンダ40(図1(b)参照)を塗布する。
【0029】
移動テーブル15は、モーター等の駆動部(不図示)により移動して切断後の銅条30を銅線20の先端の下方まで搬送し、その後上昇することでクリームハンダ40が銅線20の先端に接触する。本実施形態では銅線20が整直されているので、移動テーブル15が上昇した際にクリームハンダ40が確実に銅線20の先端に接触し、銅線20についた曲がり癖によってこれらの位置がずれるといったことはない。
【0030】
加熱冷却装置16は、送風部161から熱風を吹付けることにより上記クリームハンダ40を溶融させた後、送風部161から冷風を吹付けることによりクリームハンダ40を冷却し、固化させる。これにより銅線20に銅条30がハンダ付けされる。
【0031】
前記の銅線カッター8は、以上の加工が行われた銅線20を定尺にて切断する。銅線カッター8の位置は可変であり、例えば図1(a)、(b)の点線8’で示す位置に配置することもできる。
【0032】
切断された銅線20は、銅線送り出しガイド7から払い出され、滑り台17から製品受け18に落下する。その後、新たな銅線20が銅線送り駆動部5によりテンションを加えて送り出され、その先端が前記した所定位置に来るまで搬送される。整直装置4は、銅線20が搬送される間、絶え間なく連続して銅線20の整直を行う。
【0033】
なお、以上に説明した銅線20や銅条30の搬送等の制御は、図示しないセンサや制御装置などを用いて実現される。
【0034】
(2.整直装置4)
図2は整直装置4の概略を示す図である。図2に示すように、整直装置4は、回転体41、軸受42、駆動部43等により構成される。なお、整直装置4の稼働時にはこれらの部分が函状のカバーで覆われる。
【0035】
回転体41は、水平方向の回転軸を中心として回転することにより、銅線20の整直を行うものである。回転体41は、全体として略円柱状の形状を有し、回転軸方向の両端部411、411の間に、ベルト巻付部412、偏心金具取付面413、偏心金具414(第1の線材保持部)等が設けられる。これらの詳細については後述する。
【0036】
軸受42は、回転体41の両端部411、411を回転可能に保持するものである。
【0037】
駆動部43は、プーリ430や無端ベルト431等を備える。無端ベルト431は、プーリ430および回転体41のベルト巻付部412に巻回されており、図示しないモーターによりプーリ430を回転させてベルト431を搬送することにより、回転体41が回転するようになっている。
【0038】
図3は整直装置4の回転体41を上から見た図であり、図4図3の線A−Aに沿った鉛直方向断面を示す部分断面図である。また、図5図4の線B−Bに沿った回転体41の径方向断面を示す図である。
【0039】
各図において、Cは回転体41の回転軸を示す。また銅線20は回転体41の回転軸方向に沿って配置される。ここで、回転体41の回転軸方向とは図3、4の左右方向および図5の紙面法線方向に対応する。
【0040】
回転体41の回転軸方向の両端部411、411は、前記したように軸受42に回転可能に保持される。回転体41の先端には先端金具411aが設けられる。
【0041】
ベルト巻付部412は、回転体41の周方向に沿って略円筒状に設けられ、回転体41の外方に張り出したフランジ部412aを有する。図4に示すように、フランジ部412aには回転体41の周方向の溝412bが形成されており、この溝412bに前記の無端ベルト431が巻き付けられる。
【0042】
図4に示すように、偏心金具取付面413は、回転体41の回転軸方向に沿って設けられた平坦面である。図5に示すように、偏心金具取付面413に対応する位置では、回転体41の回転軸Cと直交する径方向断面(偏心金具414を除く)が、回転軸Cを中心とする略円形において、回転軸Cを含む過半部(点線参照)を直線にて切取った形状を有する。
【0043】
偏心金具414は、偏心金具取付面413に立設される。偏心金具414は、回転軸Cから偏心した位置に回転軸方向の孔414aを有する。この孔414aに銅線20を通すことで、銅線20を回転軸Cから偏心した位置に保持することができる。
【0044】
偏心金具414には、回転軸Cからの偏心距離が異なる複数(本実施形態では3つ)の孔414aが形成されており、これらの孔414aにより、回転軸Cからの偏心距離が異なる複数の位置で銅線20を保持可能である。
【0045】
一方、偏心金具414を設けた偏心金具取付面413の回転軸方向の両側では、図4に示すように、回転体41の回転軸Cに対応する位置に孔410(第2の線材保持部)が設けられる。この孔410は、回転体41の回転軸方向を回転体41の先端の先端金具411aまで貫通している。
【0046】
銅線20は、偏心金具414の回転軸方向の両側において、回転体41の孔410に通されることで回転軸Cに対応する位置に保持される。一方、偏心金具取付面413に対応する位置では銅線20が外部に露出し、この位置で銅線20が偏心金具414の孔414aに通されることで、回転軸Cから偏心した位置に保持される。
【0047】
(3.銅線20の整直)
整直装置4は、前記の銅線送り駆動部5によって銅線20にテンションを加えて回転体41の回転軸方向に沿って搬送する間、上記のように銅線20を保持して回転体41を回転軸Cを中心として回転させることで、銅線20についた前記の曲がり癖を解消し、真直ぐに整直させる。
【0048】
図6は、回転体41の回転時の偏心金具414および銅線20(以下、偏心金具414等という)の配置を示しており、偏心金具414が鉛直方向上方に直立した位置を0°として、矢印Rに示す方向に45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°回転した時の8つの状態が示されている。なお、図6において、偏心金具414は、0°以外の位置では上部のみを示している。
【0049】
本実施形態では、銅線20にテンションを加えて搬送する間、回転体41が矢印Rに示す方向に回転することにより、偏心金具414等の位置がこれらの8つの例に示すように順に変化する。
【0050】
図のDは銅線20の径方向断面における下端を基準点として示したものである。孔414aに通された銅線20は、回転体41の回転時に孔414aに対して相対的に滑ることにより、その姿勢が維持される。すなわち、銅線20の下端の基準点Dの位置は、回転体41が回転しても下端のままであり変化しない。
【0051】
また、回転体41の孔410は回転軸Cに対応する位置にあるため、回転体41が回転する間、孔410から偏心金具414の孔414aに至る銅線20の経路長L(図4参照)は変化しない。従って、回転体41の回転中に銅線20が弛んだり銅線20に余分な張力が加わったりすることは無い。
【0052】
図6の矢印s0°、s45°、s90°、s135°、s180°、s225°、s270°、s315°は、偏心金具414等が上記した0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°の位置にあるときに、銅線20に加わる力を示したものである。
【0053】
例えば偏心金具414等が0°の位置にあるときには、孔414aの下端に接触した銅線20に上方向へと力が加わり、銅線20に上方向への曲げを与えることができる。偏心金具414等が45°の位置にあるときは、孔414aの右下端に接触した銅線20に左斜め上方向へと力が加わり、銅線20に左斜め上方向への曲げを与えることができる。
【0054】
また偏心金具414等が90°の位置にあるときには、孔414aの右端に接触した銅線20に左方向へと力が加わり、銅線20に左方向への曲げを与えることができる。偏心金具414等が135°の位置にあるときには、孔414aの右上端に接触した銅線20に左斜め下方向へと力が加わり、銅線20に左斜め下方向への曲げを与えることができる。さらに、偏心金具414等が180°の位置にあるときには、孔414aの上端に接触した銅線20に下方向へと力が加わり、銅線20に下方向への曲げを与えることができる。
【0055】
このように、回転体41の回転中には銅線20の径方向断面の各方向から力を加えることができる。図7(a)はこれらの力を1つの銅線20に対し書き直したものである。このように銅線20の径方向断面の各方向から力を加えることで、銅線20に各方向の曲げを万遍なく与えることができる。従って、銅線20にどの方向の曲がり癖がついていたとしても、これと反対方向の曲げを与えることができ、銅線20についた曲がり癖を解消し、銅線20を整直させることが可能である。
【0056】
例えば図7(b)に示すように上方に曲がり癖のついた銅線20の場合、偏心金具414等が180°の位置にあるときに、下方向への力が加わることによって上記の曲がり癖と反対方向となる下方向への曲げを銅線20に与えることができ、当該銅線20を図の矢印に示すように整直させることができる。
【0057】
銅線20の曲がり癖が元に戻らないようにするには、銅線20が塑性変形する程度の力を銅線20に加える必要があるが、この力は銅線20を保持する孔414aの位置を変えることで調整できる。すなわち、回転軸Cからの偏心距離が大きい孔414aに通すほど、銅線20に加わる力を大きくすることができる。図6の例では回転軸Cから最も遠い位置にある孔414aに銅線20を通している。
【0058】
同様に、銅線20を単位長さ送り出す間の回転体41の回転数を変化させ、銅線20の搬送時に銅線20に各方向への曲げを繰り返し与える回数を調整することでも、銅線20を塑性変形させ銅線20の曲がり癖が元に戻るのを防ぐことができる。本実施形態において、回転体41の回転時の銅線20の好ましい送り出しピッチ(回転体41が1回転する間の銅線20の送り出し長さ)は銅線20の線径(直径)に依存し、好ましい送り出しピッチの範囲は線径の2倍以上10倍以下である。従って、例えば銅線20の線径が2mmの場合、銅線20を上記の単位長さとして1m送り出す間の回転体41の回転数は、50以上250以下とするのが好ましい。50以上の回転数とする(送り出しピッチは線径の10倍以下となる)ことで、銅線20を塑性変形させて銅線20の曲がり癖を好適に解消することができる。一方、回転数が250を超える(送り出しピッチは線径の2倍未満となる)と、銅線20の加工硬化が進み、その後の加工に支障をきたす恐れがある。
【0059】
以上説明したように、本実施形態の整直装置4では、回転体41の偏心金具414と孔410によって前記のように銅線20を保持した状態で回転体41を回転させることにより、回転体41の回転中、銅線20を弛ませたり銅線20に余分な張力を加えたりすることなく、各方向への曲げを銅線20に万遍なく与えることができる。従って、銅線20がどの方向に曲がり癖を有している場合であっても、反対方向の曲げによってこれを解消でき、簡単な構成で銅線20を好適に整直することができる。
【0060】
また、偏心金具414は、回転軸Cからの偏心距離が異なる複数の位置で銅線20を保持できるので、どの位置で銅線20を保持するかで回転体41の回転時に銅線20に加わる力を調整でき、銅線20を塑性変形させ、曲がり癖のついた元の状態に戻らないようにすることができる。
【0061】
また、整直装置4は、銅線20にテンションを加えて搬送する間に回転体41を回転させることで、銅線20に曲げを与えるための力を銅線20に好適に加え、銅線20を搬送しつつその整直をインラインで絶え間なく行うことができる。
【0062】
さらに、整直装置4では、回転体41に設けた前記の偏心金具414と孔410によって銅線20を保持することで、銅線20の曲がり癖を解消すべく、簡単な回転体41の構成で銅線20を好適な位置に保持することができる。
【0063】
しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば本実施形態の整直装置4は銅線20に限らず、その他の金属による線材など、弾塑性特性を有する各種の線材の曲がり癖の解消に適用することができる。また整直装置4は前記の銅線加工システム1に用いる例を説明したが、これに限らず、様々な加工システムにおいて整直装置4を適用することができる。
【0064】
また、本実施形態では、偏心金具414に孔414aを複数形成しているが、銅線20が塑性変形する程度の力を銅線20に加えるための最適位置として孔414aの位置が予め設計されている場合は、孔414aの個数は一つであってもよい。
【0065】
さらに、本実施形態では、銅線20を搬送する間に回転体41を回転させているが、銅線20の搬送を一旦停止し、回転体41の両側で銅線20を把持して回転体41を回転させる、といった運用も可能である。加えて、回転体41の形状や構成も上記したものに限らない。例えば、機構は複雑になるが偏心金具414に対応する位置のみを回転させることも可能であり、これによっても同様の効果が得られる。また、回転体41の偏心金具414や孔410に代えて、銅線20を回転軸Cから偏心した位置あるいは回転軸Cに対応する位置に保持するその他の構成を用いることも可能である。
【0066】
以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【0067】
1;銅線加工システム
2;ドラム
3;引き込みガイド
4;整直装置
5;銅線送り駆動部
6;センター保持金具
7;銅線送り出しガイド
8;銅線カッター
9;リール
10;銅条送り駆動部
11;銅条矯正金具
12;銅条送り出しガイド
13;銅条カッター
14;ハンダ装置
15;移動テーブル
16;加熱冷却装置
17;滑り台
18;製品受け
41;回転体
42;軸受
43;駆動部
410、414a;孔
411;端部
412;ベルト巻付部
413;偏心金具取付面
414;偏心金具
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7