JP2023042865A - 線材コイルの結束方法及び線材コイルの成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】結束時における線材表面のキズを抑えつつ線材コイル内の線材密度を高めることができる新規な線材コイルの結束方法を提供する。【解決手段】線材Ｓが円筒状に巻回された線材コイルＷを結束する方法であって、線材コイルＷの外周面に対向して線材コイルＷの外径寸法を規定するコイル外径規定部材６を備えた受け台４を用い、円筒の軸が上下方向を向くように起立させた状態の線材コイルＷを受け台４にて支持させ、軸方向から加圧しつつ、受け台４を線材コイルＷの周方向に揺動して、線材コイルＷ内の線材Ｓ同士を周方向に相対移動させて、線材コイルＷ内の線材Ｓの密度を高め、その後結束する。【選択図】 図２

Description

この発明は、線材コイルの結束方法及び線材コイルの結束作業に用いられる線材コイルの成形装置に関する。

炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼などの金属線材は、搬送時の取り扱いを容易なものとするためコイル状に巻回され、結束バンドで結束される。その一例を図５で示している。同図において、Ｓは金属の線材、Ｗは線材Ｓが円筒状に巻回された線材コイルである。この線材コイルＷでは線材Ｓの巻回方向の複数箇所、詳しくは９０°間隔の４箇所にて、線材Ｓの巻回方向と直交する方向に結束バンド５０が巻き付けられている。

図５で示す結束された線材コイルであっても、コイル内に線材間の隙間が大きい部位が存在すると、結束後における搬送時の振動で線材が移動して結束が緩み、その後の振動により線材同士が擦れて線材表面にキズが生じてしまう場合がある。このため、線材コイルを結束する際には、後で結束が緩まないように線材コイル内における線材の密度（充填率）をできるだけ高めておく必要がある。

特開２００４－２６９０２８号公報

線材コイル内における線材の密度を高めるため、従来においては線材コイルの軸方向に単純に大きな力を加えてコイル全体を軸方向に圧縮することが行われていた。しかしながら、この場合には線材同士が互いに押し付けられ、線材の変形や折損が生じやすい。

また線材の密度を高める他の方法として、上記特許文献１では、結束の際に線材コイルに対して上下方向および径方向の成分を同時に含む振動を加えながら圧縮し、線材コイル内の充填率を高める点が開示されている。しかしながら線材コイルに上下方向および径方向の成分を同時に含む振動を加えた場合には、その振動により線材同士が擦れて線材表面にキズが生じてしまう場合がある。

本発明は以上のような事情を背景とし、結束時における線材表面のキズを抑えつつ線材コイル内の線材密度を高めることができる新規な線材コイルの結束方法及びこの結束方法に用いられる線材コイルの成形装置を提供し、線材コイルの結束に関する技術の豊富化を図ることを目的とするものである。

而して本発明の線材コイルの結束方法は、線材が円筒状に巻回された線材コイルを結束する方法であって、前記線材コイルの外周面に対向して該線材コイルの外径寸法を規定するコイル外径規定部材を備えた受け台を用い、前記円筒の軸が上下方向を向くように起立させた状態の前記線材コイルを前記受け台にて支持させ、軸方向から加圧しつつ、前記受け台を前記線材コイルの周方向に揺動して、前記線材コイル内の前記線材同士を周方向に相対移動させて、前記線材コイル内の前記線材の密度を高め、その後結束することを特徴とする。

このように規定された本発明の線材コイルの結束方法によれば、軸方向から加圧された状態で、揺動動作に基づいて線材コイルには周方向の回転力がその向きを切り替えながら繰り返し付加されるため、隣接する線材同士の間で周方向の相対移動が連続的に生じ、その結果、線材コイル内の線材間に周方向に沿って延びる態様の隙間がある場合には、かかる隙間が小さくなるように各線材の再整列が促進され、線材コイル内における線材の密度（充填率）が高められる。

ここで本発明では、従来の、揺動を併用せず単純に軸方向の加圧力により線材密度を高める場合に比べて、線材コイルに付加する荷重（加圧力）を軽荷重とすることができる。また揺動による線材同士の移動は周方向のすべり移動であり、上下方向及び／又は径方向の振動が加えられた場合よりもキズの発生を抑えることができる。
また本発明では、線材コイルの外径寸法を規定するコイル外径規定部材を備えた受け台を用いており、揺動時におけるコイルの崩壊を防止しつつ揺動後のコイル外径寸法をコントロールすることができる。

また本発明の線材コイル成形装置は、線材が円筒状に巻回された線材コイルを支持する受け台と、該受け台にて支持された前記線材コイルの外周面に対向配置され、前記線材コイルの外径寸法を規定するコイル外径規定部材と、前記受け台を前記線材コイルの周方向に揺動させる揺動手段と、前記受け台にて支持された前記線材コイルを軸方向に加圧するコイル加圧手段と、を備え、
前記円筒の軸が上下方向を向くように起立させた状態で前記受け台に支持された前記線材コイルを、軸方向から加圧しつつ、前記受け台を前記線材コイルの周方向に揺動させて、前記線材コイル内の前記線材同士を周方向に相対移動させて、前記線材コイル内の前記線材の密度を高めることを特徴とする。
このように規定された本発明の線材コイル成形装置によれば、上記の線材コイルの結束方法を好適に実施することができる。

図１は本発明の一実施形態の線材コイル成形装置の概略構成を示す平面図である。 図１の線材コイル成形装置の側面図である。 線材コイルを周方向に揺動させた状態を模式的に示した図である。 揺動前後の線材コイルを模式的に示した図である。 結束された線材コイルの一例を示した図である。

次に本発明の一実施形態の線材コイル成形装置を図面に基づいて詳しく説明する。
本実施形態の線材コイル成形装置１は、線材を円筒状に巻回させた線材コイルを軸方向に加圧しつつ線材コイルを周方向（巻回方向）に揺動させ、線材コイル内の線材の密度を高める際に用いる装置である。線材コイル成形装置１は、図１及び図２で示すように、基台２と、線材コイルＷを載置する受け台４と、受け台４に設けられたコイル外径規定部材６と、受け台４を周方向に揺動させる揺動手段８と、線材コイルＷを軸方向に加圧するコイル加圧手段１０（図２参照）と、を備えている。

受け台４は、線材コイルＷを載置する上向きの載置面４aを備えた円板状の部材で、基台２に回転可能に取り付けられている。詳しくは、受け台４はベアリング部材２０等に支持されて、その中心軸Ｐ周りに回転可能とされている。また、図１で示すように、受け台４の外周面４ｂには揺動手段８からの回転駆動力を受ける被駆動部としての係合歯２２が形成されている。

受け台４の外側（図１における上側）には、基台２上に駆動源としての駆動用モータ２５が設けてあり、その出力軸に歯車体２６が装着されている。歯車体２６は、駆動用モータ２５側に立設された軸体２７に回転可能に支持された歯車体２８に噛合しており、この歯車体２８が上記受け台４の係合歯２２に噛合している。これにより、駆動用モータ２５を正逆回転させると、歯車体２６，２８および係合歯２２を介して受け台４が周方向に揺動させられる。この実施形態では、駆動用モータ２５、歯車体２６，２８および係合歯２２が、受け台４を周方向に揺動させる揺動手段８を構成している。

なお上記揺動手段８の構成は一例であり、これに限定されるものではない。例えば、受け台４の外周面に形成された係合歯２２と駆動用モータ２５側のスプロケット部材との間にチェーンを掛け渡して駆動用モータ２５側の回転力を受け台４に伝達する等、揺動手段の構成は受け台４を揺動させ得る構成であれば必要に応じて適宜変更可能である。

コイル外径規定部材６は、線材コイルＷの外周面に対向して配置された柱状の部材で、本例では線材コイルＷの周りに（ここでは、線材コイルＷの周り９０°毎の４箇所に）設けられている。各コイル外径規定部材６は、それぞれ駆動用モータ３１の出力軸と接続され、線材コイルＷの径方向に移動可能とされている。各コイル外径規定部材６は、図１で示す平面視において、受け台４上に載置された線材コイルＷの外周面から所定距離δだけ離間した位置に配置されており、揺動時におけるコイルの崩壊を防止しつつ揺動後のコイル外径寸法をコントロールすることができる。なお本例のコイル外径規定部材６は、受け台４にて支持されており、受け台４が揺動した際には受け台４とともに揺動する。

コイル加圧手段１０は、線材コイルＷの上方に位置する円板状の加圧板３５を含んで構成されている。加圧板３５は、図示を省略する架台に取り付けられたエアシリンダ３６と接続されており、線材コイルＷの軸方向（図２の上下方向）に移動可能とされている。そして加圧板３５を軸方向下向きに移動させることで、加圧板３５の下面が線材コイルＷの上端に当接し、線材コイルＷには軸方向下向きの所定の力が付与される。

線材コイル成形装置１は、図示を省略する制御部を更に備えており、受け台４の揺動動作、加圧板３５による線材コイルＷへの加圧動作、コイル外径規定部材６の移動動作等は、処理される線材コイルＷ毎に予め設定され条件に基づいて前記制御部により制御実行される。

次に、線材コイル成形装置１を用いた線材コイルの結束方法について説明する。
先ず、円筒の軸が上下方向を向くように起立させた状態の線材コイルＷを受け台４上に載置する。そしてコイル外径規定部材６を線材コイルＷの外周面から所定距離だけ離間した位置に配置する（場合によっては、コイル外径規定部材６を線材コイルＷの外周面に接するように配置してもよい）。
そして加圧板３５を下降させて線材コイルＷを軸方向下向きに加圧しつつ、受け台４を線材コイルＷの周方向に揺動させる。

図３は、線材コイルＷを周方向に揺動させた状態を模式的に示した図である。同図においては、線材コイルＷを上下方向に積み重ねられた４つの円筒ブロックＢ１～Ｂ４で示している。ここで、線材コイルＷを載せた受け台４を周方向に揺動させた場合、各円筒ブロックの慣性力に回転力が勝れば円筒ブロック間は滑り動摩擦状態となる。そして、回転方向を切り替える揺動運動下では円筒ブロック間での周方向の相対移動が連続的に生じる。
この現象は、線材コイルＷを構成する実際の線材間でも同様に再現され、線材コイルＷ内の線材間に周方向に沿って延びる態様の隙間がある部位（即ち、線材の密度が低い部位）では、隣接する線材同士の周方向の相対移動に基づいて線材間の隙間が小さくなるように各線材の再整列が促進され、線材コイル内における線材の密度が高められる。

このように、線材コイルＷ内における線材の密度を高めるには、線材同士を周方向に相対移動させることが重要である。これを実現させるための条件として、揺動時の振幅：５０～３００ｍｍ、揺動周波数：０．２～１０Ｈｚ、揺動時間５～６０秒、また線材コイルに対する加圧力：２００～７００ｋｇ、を例示することができる。より効果的な条件は、線材の径や材質、また線材の表面状態によっても異なるため、それぞれの線材コイルについての処理条件を事前に評価しておくことが望ましい。

図４は、揺動前後の線材コイルを模式的に示した図である。同図においては、揺動前の線材コイルをＷ₀、揺動後の線材コイルをＷ₁としている。同図において、４５は揺動前の線材コイルの側面に真直ぐ引かれたマーキングラインである。揺動動作を付与した前後の線材コイルを比較すると、揺動後の線材コイルＷ₁においては、揺動が付加された際に線材が周方向に移動し（マーキングライン４５の位置が周方向に移動している）、線材の密度が高められる。これに伴ないコイル高さは低減する（Ｈ₁＜Ｈ₀）。
またコイル外径については、コイル外径規定部材６で規定された範囲で広がっている（Ｄ₁＞Ｄ₀）。

このようにして得られた線材コイルＷ（Ｗ₁）に対して、例えば図５で示すように結束バンド５０を巻き付けることによって、充填率が高く結束が緊密で、搬送時の振動でも結束が緩み難い、結束された状態の線材コイルＷを得ることができる。

以上、本実施形態の線材コイルの結束方法及び線材コイルの成形装置について詳しく説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。

１ 線材コイル成形装置
４ 受け台
６ コイル外径規定部材
８ 揺動手段
１０ コイル加圧手段
Ｓ 線材
Ｗ 線材コイル

Claims (2)

1. 線材が円筒状に巻回された線材コイルを結束する方法であって、
   前記線材コイルの外周面に対向して該線材コイルの外径寸法を規定するコイル外径規定部材を備えた受け台を用い、前記円筒の軸が上下方向を向くように起立させた状態の前記線材コイルを前記受け台にて支持させ、軸方向から加圧しつつ、前記受け台を前記線材コイルの周方向に揺動して、前記線材コイル内の前記線材同士を周方向に相対移動させて、前記線材コイル内の前記線材の密度を高め、その後結束する、線材コイルの結束方法。
2. 線材が円筒状に巻回された線材コイルを支持する受け台と、
   該受け台にて支持された前記線材コイルの外周面に対向配置され、前記線材コイルの外径寸法を規定するコイル外径規定部材と、
   前記受け台を前記線材コイルの周方向に揺動させる揺動手段と、
   前記受け台にて支持された前記線材コイルを軸方向に加圧するコイル加圧手段と、
   を備え、
   前記円筒の軸が上下方向を向くように起立させた状態で前記受け台に支持された前記線材コイルを、軸方向から加圧しつつ、前記受け台を前記線材コイルの周方向に揺動させて、前記線材コイル内の前記線材同士を周方向に相対移動させて、前記線材コイル内の前記線材の密度を高める、線材コイル成形装置。

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