JP2012035290A - 線材の矯正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 極めて簡略化した構造により金属製の線材の矯正が可能な線材の矯正装置を提供すること。
【解決手段】 線材の矯正装置１０は、巻取りドラムＤから引き出された金属製の線材Ｓの基端部を引き出し方向回りに回転不能かつ引き出し方向に変位不能に保持するクランプ機構１１と、線材Ｓの先端部を掴んで保持するチャック機構１２と、チャック機構１２を引き出し方向回りに所定の回数だけ回転させる回転機構１３と、チャック機構１２をクランプ機構１１に対して接近または離間させる移動機構１４と、矯正された線材Ｓを切断する切断機構１５とを備えている。そして、装置１０は、チャック機構１２によって先端部を保持した線材Ｓを回転機構１３によって引き出し方向回りに回転させて捩じり方向に塑性変形させるとともに移動機構１４によって線材Ｓに張力を付与して、線材Ｓについた巻癖を矯正する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、巻取りドラムに巻き取られて提供される線材の巻癖を矯正する線材の矯正装置に関するものである。

従来から、例えば、下記特許文献１に記載された素材供給装置は知られている。この素材供給装置は、巻取りドラムに巻き取られた状態で供給される線材を素材として供給するものであり、一対の精密送りローラとこれらローラを駆動する精密サーボモータからなる精密送り機構と、複数対の補助線材送りローラとこれら補助送りローラを駆動するトルク制御モータとからなる素材矯正を兼ねた素材補助送り機構と、精密サーボモータとトルク制御モータとを駆動制御して素材を所定量送るコントローラとを備えている。

特開２００５−５２８８９号公報

ところで、上記従来の装置においては、巻取りドラムから引き出された（アンコイルされた）線材の巻癖を矯正するために、複数対の補助線材送りローラにアンコイルされた線材を通すようになっている。この場合、各ローラ間の相対位置や摩耗状態が良好であれば、アンコイルされた線材についた巻癖を良好に矯正することができるものの、逆にいえば、各ローラ間の相対位置や摩耗状態を適切に維持しなければ、アンコイルされた線材についた巻癖を良好に矯正することができない。そして、各ローラ間の相対位置や摩耗状態を適切に維持し続けるためには、熟練した調整作業が必要であり、製造ラインにおける維持管理項目が増えるとともに、摩耗したローラを交換するといったコストが嵩む。さらには、複数対のローラを通すことによってアンコイルした線材の巻癖を矯正するため、装置が大型化するとともに複雑化する。

本発明は、上記した問題に対処するためになされたものであり、その目的は、極めて簡略化した構造によって巻き取られた金属製の線材の矯正が可能な線材の矯正装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、巻取りドラムに巻き取られた金属製の線材の巻癖を矯正する線材の矯正装置であって、前記巻取りドラムから所定の長さに引き出された金属製の線材の基端部を前記金属製の線材の引き出し方向回りに回転不能かつ前記金属製の線材の引き出し方向に変位不能に保持するクランプ機構と、前記引き出された金属製の線材の先端部を掴んで保持するチャック機構と、前記チャック機構を前記金属製の線材の引き出し方向回りに所定の回数だけ回転させる回転機構と、前記チャック機構を前記クランプ機構に対して接近または離間させる移動機構とを備えたことにある。

この場合、前記回転機構が回転する前記所定の回数は、例えば、前記引き出された金属製の線材の前記所定の長さに依存して設定されるとよい。

また、これらの場合、前記回転機構が前記所定の回数だけ回転した後、前記引き出された金属製の線材を切断する切断機構を備えるとよい。

さらに、これらの場合、前記金属製の線材は、例えば、中実の線材であるとよく、また、前記金属製の線材は、例えば、銅製の線材であるとよい。

これらによれば、巻取りドラムから所定の長さに引き出された金属製の線材（例えば、銅製の中実線材）は、クランプ機構によって基端部が線材の引き出し方向回りに回転不能に保持され、チャック機構によって先端部が回転機構によって線材の引き出し方向回りに、引き出された金属製の線材の所定の長さに依存して設定される回数だけ回転される。これにより、クランプ機構とチャック機構とによって保持された金属製の線材は、先端部側から所定の回数だけ線材の引き出し方向回りに回転されて捩じり変形（塑性変形）される。なお、巻取りドラムから引き出された金属製の線材は、例えば、巻取りドラムから切断されることなく所定の長さに引き出されてクランプ機構とチャック機構とによって保持されてもよいし、巻取りドラムから所定の長さに切断されてクランプ機構とチャック機構とによって保持されてもよい。

また、この捩じり変形時（塑性変形）において、移動機構がチャック機構を変位不能に設けられたクランプ機構から離間する方向、すなわち、クランプ機構とチャック機構とによって保持された金属製の線材に対して張力を付与することができる。したがって、チャック機構および回転機構による捩じり変形（塑性変形）とこの捩じり変形時に移動機構により付与される張力とによって、巻取りドラムに巻き取られることにより巻癖がついた金属製の線材を略直線状に適切に矯正することができる。そして、切断機構は、このように略直線状に矯正された金属製の線材を、例えば、所定の製品長さに切断することができる。

したがって、本発明に係る線材の矯正装置によれば、従来から広く行われているような複数の矯正用ローラを用いることなく、線材についた巻癖を極めて容易にかつ適切に直線状に矯正することができるため、装置自体の構造を極めて簡略化（シンプル化）することができる。これにより、装置の製造コストを大幅に低減することができる。また、複数の矯正用ローラを用いることなく線材についた巻癖を矯正することができるため、装置自体をコンパクト化することができる。

また、本発明に係る線材の矯正装置によれば、従来から広く行われているような複数の矯正用ローラを用いることがないため、例えば、各矯正用ローラの相対位置を調整したり、各矯正用ローラの摩耗状態を管理する必要がなく、製造ラインにおける維持管理項目を大幅に低減することができる。また、仮に、クランプ機構やチャック機構などの部品を交換する場合であっても、複数の矯正用ローラを交換する場合に比して、微妙な調整項目がなく誰でも部品交換を行うことができるとともに、短時間で部品交換を行うことができる。

さらに、本発明に係る線材の矯正装置によれば、従来から広く行われているような複数の矯正用ローラを用いる場合に比して、消耗する部品数を極端に少なくすることができる。したがって、設備管理に掛かるコストを大幅に低減することができる。

本発明の線材の矯正装置の構造を概略的に示す概略図である。 （ａ）〜（ｅ）は、本発明の線材の矯正装置の作動を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る線材の矯正装置１０の構成を概略的に示している。

線材の矯正装置１０は、巻き取り用ドラムＤに巻き取られた金属製の線材Ｓ（例えば、線径が２ｍｍ程度の銅製の中実線材）についた巻癖を矯正する装置である。このため、線材の矯正装置１０は、図１に示すように、ベースＢ上に固着されて、巻き取り用ドラムＤから引き出された金属製の線材Ｓの基端部を、引き出し方向回りに回転不能かつ引き出し方向に変位不能に保持するクランプ機構１１を備えている。クランプ機構１１は、金属製の線材Ｓを引き出し方向回りに回転不能かつ引き出し方向に変位不能に保持できれば、いかなる構造であってもよく、例えば、金属製の線材Ｓを上下方向から挟持するものを採用することができる。

また、線材の矯正装置１０は、引き出された金属製の線材Ｓの先端部を掴んで保持するチャック機構１２を備えている。チャック機構１２は、金属製の線材Ｓの先端部を掴んで保持できれば、いかなる構造であってもよく、例えば、金属製の線材Ｓの外周面側から複数の爪部材によって挟持するものを採用することができる。

そして、チャック機構１２には、同機構１２を、金属製の線材Ｓの引き出し方向回りに回転させる回転機構１３が連結されている。回転機構１３は、回転駆動源としてサーボモータを備えており、サーボモータの駆動力が所定の減速機を介してチャック機構１２に伝達されるようになっている。さらに、チャック機構１２には、ベースＢ上に設けられたガイドレールＧ上にて、チャック機構１２および回転機構１３を一体的にクランプ機構１１に対して接近または離間させる移動機構１４が連結されている。移動機構１４も、駆動源としてサーボモータを備えており、サーボモータの駆動力が所定の減速機を介してガイドレールＧに伝達されるようになっている。なお、回転機構１３の回転量および移動機構１４の移動量は、図示を省略するコントローラにより、各サーボモータが周知の制御方法によって制御されて実現されるものである。

これにより、チャック機構１２は、金属製の線材Ｓの先端部を掴んで保持した状態で、回転機構１３により引き出し方向回りに回転することができる。また、チャック機構１２は、金属製の線材Ｓの先端部を掴んで保持した状態で、移動機構１４により引き出し方向にてクランプ機構１１が変位不能に保持している金属製の線材Ｓに張力を付与できるようになっている。

さらに、線材の矯正装置１０は、略直線状に矯正された金属製の線材Ｓを所定の製品長さで切断する切断機構１５を備えている。切断機構１５は、図１に示すように、クランプ機構１１の近傍に配置されており、例えば、上下動することによって金属製の線材Ｓを切断するようになっている。

次に、上記のように構成した線材の矯正装置１０の作動を、図２を用いて具体的に説明する。オペレータがコントローラを操作して線材の矯正装置１０を起動すると、線材の矯正装置１０においては、図２（ａ）に示すように、移動機構１４が駆動して、チャック機構１２および回転機構１３を一体的にクランプ機構１１に向けて移動させる。なお、以下の説明においては、図２（ａ）に示す位置までチャック機構１２、回転機構１３および移動機構１４が移動した状態を原位置状態という。そして、チャック機構１２は、原位置状態において、巻き取り用ドラムＤに巻き取られていて、クランプ解除状態にあるクランプ機構１１から突出した金属製の線材Ｓの先端部を掴む。

次に、チャック機構１２が金属製の線材Ｓの先端部を掴んだ状態で、図２（ｂ）に示すように、移動機構１４が予め設定された所定の距離だけクランプ機構１１から離間する方向に移動、すなわち、巻き取り用ドラムＤに巻き取られた金属製の線材Ｓを予め設定された所定の長さだけ引き出す。このように、金属製の線材Ｓが所定の長さだけ引き出されると、クランプ機構１１は金属製の線材Ｓを挟持して保持する。

次に、図２（ｃ）に示すように、回転機構１３がチャック機構１２とともに金属製の線材Ｓの先端部側を所定の回数だけ回転させ、クランプ機構１１とチャック機構１２とによって保持された金属製の線材Ｓを捩じり変形（塑性変形）させる。ここで、回転機構１３が回転する回数（すなわち回転数）は、引き出された金属製の線材Ｓの長さ、より詳しくは、クランプ機構１１とチャック機構１２によって保持される金属製の線材Ｓの長さに依存して設定される。すなわち、引き出された金属製の線材Ｓの長さが長い場合には回転機構１３の回転数が多く設定され、引き出された金属製の線材Ｓの長さが短い場合には回転機構１３の回転数が少なく設定される。具体的に、引き出された金属製の線材Ｓの長さが長い場合には、捩じり方向における弾性変形範囲（弾性変形量）が大きくなる。このため、この捩じり方向における弾性変形範囲（弾性変形量）を超えて金属製の線材Ｓを捩じり方向にて塑性変形させるために、回転機構１３の回転数が多く設定される。逆に、引き出された金属製の線材Ｓの長さが短い場合には、捩じり方向における弾性変形範囲（弾性変形量）が小さくなる。このため、この捩じり方向における弾性変形範囲（弾性変形量）を超えて金属製の線材Ｓを捩じり方向にて塑性変形させる一方で、捩じりに伴う金属製の線材Ｓの破断を防止するために、回転機構１３の回転数が少なく設定される。

また、回転機構１３が所定の回数だけ回転し、クランプ機構１１とチャック機構１２とによって保持された金属製の線材Ｓを捩じり変形（塑性変形）させている状況では、図２（ｃ）に示すように、移動機構１４は、チャック機構１２がクランプ機構１１から離間する方向に、すなわち、クランプ機構１１とチャック機構１２とによって保持された金属製の線材Ｓに張力が付与されるように、ガイドレールＧに駆動力を伝達する。これにより、回転機構１３の回転による金属製の線材Ｓに対する捩じり方向における塑性変形に加えて、移動機構１４の駆動力による張力が金属製の線材Ｓに付与されることにより、巻き取り用ドラムＤから引き出された（すなわち、アンコイルされた）金属製の線材Ｓついていた巻癖が矯正されて、略直線状の金属製の線材Ｓが得られる。

このように、金属製の線材Ｓについた巻癖を矯正すると、図２（ｄ）に示すように、切断機構１５がクランプ機構１１の近傍にて金属製の線材Ｓを所定の製品長さに切断する。そして、切断機構１５によって切断された金属製の線材Ｓは、チャック機構１２を開放状態とすることによって線材の矯正装置１０から取りだされて、例えば、ロー付け加工に用いられるロー材として各加工工程に供給される。一方、線材の矯正装置１０においては、金属製の線材Ｓを切断機構１５によって切断すると、図２（ａ）に示した原位置状態に戻り、上述した図２（ａ）〜（ｄ）の各工程を繰り返し実行する。

以上の説明からも理解できるように、本実施形態によれば、巻取りドラムＤから所定の長さに引き出された金属製の線材Ｓは、クランプ機構１１によって基端部が金属製の線材Ｓの引き出し方向回りに回転不能に保持され、チャック機構１２によって先端部が回転機構１３によって金属製の線材Ｓの引き出し方向回りに、引き出された金属製の線材Ｓの所定の長さに依存して設定される回数だけ回転される。これにより、クランプ機構１１とチャック機構１２とによって保持された金属製の線材Ｓは、先端部側から所定の回数だけ回転されて捩じり変形（塑性変形）される。また、この捩じり変形時（塑性変形）において、移動機構１４がチャック機構１２を変位不能に設けられたクランプ機構１１から離間する方向、すなわち、クランプ機構１１によって保持された金属製の線材に対して張力を付与することができる。したがって、チャック機構１２および回転機構１３による捩じり変形（塑性変形）とこの捩じり変形時に移動機構１４により付与される張力とによって、巻取りドラムＤに巻き取られることにより巻癖がついた金属製の線材Ｓを略直線状に適切に矯正することができる。そして、切断機構１５は、このように略直線状に矯正された金属製の線材Ｓを、例えば、所定の製品長さに切断することができる。

したがって、本実施形態における線材の矯正装置１０は、従来から広く行われているような複数の矯正用ローラを用いることなく、金属製の線材Ｓについた巻癖を極めて容易にかつ適切に直線状に矯正することができるため、線材の矯正装置１０自体の構造を極めて簡略化（シンプル化）することができる。これにより、装置の製造コストを大幅に低減することができる。また、複数の矯正用ローラを用いることなく金属製の線材Ｓについた巻癖を矯正することができるため、装置自体をコンパクト化することができる。

また、本実施形態における線材の矯正装置１０は、従来から広く行われているような複数の矯正用ローラを用いることがないため、例えば、各矯正用ローラの相対位置を調整したり、各矯正用ローラの摩耗状態を管理する必要がなく、製造ラインにおける維持管理項目を大幅に低減することができる。また、仮に、クランプ機構１１やチャック機構１２などの部品を交換する場合であっても、複数の矯正用ローラを交換する場合に比して、微妙な調整項目がなく誰でも部品交換を行うことができるとともに、短時間で部品交換を行うことができる。

さらに、本実施形態における線材の矯正装置１０は、従来から広く行われているような複数の矯正用ローラを用いる場合に比して、消耗する部品数を極端に少なくすることができる。したがって、設備管理に掛かるコストを大幅に低減することができる。

本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態においては、巻取りドラムＤに巻き取られた金属製の線材Ｓの先端部をチャック機構１２が掴み、移動機構１４がクランプ機構１１から離間する方向に移動することによって、金属製の線材Ｓを巻取りドラムＤから所定の長さだけ引き出すように実施した。しかし、この場合、予め巻取りドラムＤから所定の長さに切断された金属製の線材Ｓをクランプ機構１１とチャック機構１２とによって保持し、上記実施形態と同様に巻癖を矯正するように実施することも可能である。この場合であっても、上記実施形態と同様に、クランプ機構１１とチャック機構１２とによって保持された金属製の線材Ｓは、先端部側から所定の回数だけ回転されて捩じり変形（塑性変形）される。また、この捩じり変形時（塑性変形）において、移動機構１４がチャック機構１２を変位不能に設けられたクランプ機構１１から離間する方向、すなわち、クランプ機構１１によって保持された金属製の線材に対して張力を付与することができる。したがって、チャック機構１２および回転機構１３による捩じり変形（塑性変形）とこの捩じり変形時に移動機構１４により付与される張力とによって、巻取りドラムＤに巻き取られることにより巻癖がついた金属製の線材Ｓを略直線状に適切に矯正することができる。

また、上記実施形態においては、線材の矯正装置１０を用いて矯正された金属製の線材Ｓをロー付け加工用のロー材として供給するように実施した。この場合、線材の矯正装置１０によって矯正される金属製の線材Ｓは極めて良好に直線状に矯正されるため、線材の直線度が要求される製品の製造に本発明の線材の矯正装置を適用すると極めて好適である。

１０…線材の矯正装置、１１…クランプ機構、１２…チャック機構、１３…回転機構、１４…移動機構、１５…切断機構、Ｄ…巻き取り用ドラム、Ｓ…金属製の線材、Ｂ…ベース、Ｇ…ガイドレール

Claims (5)

1. 巻取りドラムに巻き取られた金属製の線材の巻癖を矯正する線材の矯正装置であって、
   前記巻取りドラムから所定の長さに引き出された金属製の線材の基端部を前記金属製の線材の引き出し方向回りに回転不能かつ前記金属製の線材の引き出し方向に変位不能に保持するクランプ機構と、
   前記引き出された金属製の線材の先端部を掴んで保持するチャック機構と、
   前記チャック機構を前記金属製の線材の引き出し方向回りに所定の回数だけ回転させる回転機構と、
   前記チャック機構を前記クランプ機構に対して接近または離間させる移動機構とを備えたことを特徴とする線材の矯正装置。
2. 請求項１に記載した線材の矯正装置において、
   前記回転機構が回転する前記所定の回数は、前記引き出された金属製の線材の前記所定の長さに依存して設定されることを特徴とする線材の矯正装置。
3. 請求項１または請求項２に記載した線材の矯正装置において、
   前記回転機構が前記所定の回数だけ回転した後、前記引き出された金属製の線材を切断する切断機構を備えたことを特徴とする線材の矯正装置。
4. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか一つに記載した線材の矯正装置において、
   前記金属製の線材は、中実の線材であることを特徴とする線材の矯正装置。
5. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか一つに記載した線材の矯正装置において、
   前記金属製の線材は、銅製の線材であることを特徴とする線材の矯正装置。

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