JP2017189813A - 整直装置 - Google Patents

Abstract

【課題】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。
【解決手段】整直装置は、回転軸Ｃを中心として回転する回転体４１に、回転軸Ｃから偏心した位置に孔４１４ａを有する偏心金具４１４を設けるとともに、回転軸Ｃに沿った孔４１０を設けたものである。銅線２０は、偏心金具４１４の孔４１４ａに通すことで回転軸Ｃから偏心した位置に保持され、その回転軸方向の両側では、回転体４１の孔４１０に通されることで当該回転軸Ｃに対応する位置に保持される。整直装置４は、銅線２０にテンションを加えて回転軸方向に搬送する間、回転体４１を回転させる。これにより、ドラムに巻かれていた銅線２０がどの方向に曲がり癖を有する場合であっても、反対方向の曲げを与えて曲がり癖を解消し、整直することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、整直装置に関する。

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。

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。

特開平05-337582号公報

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。

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。

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。

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、を有することを特徴とする整直装置である。

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。

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。
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。

前記整直装置は、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るものであることが望ましい。
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。

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。

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。

本発明における銅線加工システム１の概略を示す図 本発明における整直装置４の概略を示す図 本発明における回転体４１を上から見た図 本発明における回転体４１の鉛直方向の部分断面図 本発明における回転体４１の径方向断面を示す図 本発明における銅線２０の整直について説明する図 本発明における銅線２０の整直について説明する図

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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は図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は図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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (4)

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、
   を有することを特徴とする整直装置。
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。
3. 前記整直装置は、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るものであることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の整直装置。
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。

Images