JP4957690B2 - 集束装置 - Google Patents

Description

本発明は、線材をコイル状に集束させる集束装置に関する。

鋼線、ワイヤロープ、ボルト等の原材料として種々の線材が用いられている。一般に、線材の製造工程では、熱間圧延後の線材は、集束装置によってコイル状に集束される。そして、そのコイル状に集束された線材が客先に出荷される。

図２は、線材の製造システムの一例を示す概略図である。なお、図２において、（ａ）は一部断面側面図であり、（ｂ）は上面図である。また、図２に示す製造システムは、ステルモア方式を採用したものである。

図２に示す製造システム１００は、ピンチロール１、レーイングヘッド２、ステルモアコンベア３および集束装置４を有する。集束装置４は、円筒形の本体部４１およびその本体部４１の中央部に設けられるノーズコーン４２を有する。

この製造システム１００においては、熱間圧延後の線材５は、ピンチロール１を介してレーイングヘッド２に搬送される。レーイングヘッド２においては、線材５がらせん状に展開される。らせん状に展開された線材５は、非同心円状に重なった状態でステルモアコンベア３により集束装置４へ搬送される。集束装置４においては、線材５は、ノーズコーン４２の外方を覆うようにコイル状に集束される。以下、集束装置４においてコイル状に集束された線材５を線材コイル５０と称する。

線材コイル５０は、客先において加工される際に載荷装置に載荷される。図３は、横型の載荷装置の一例を示す斜視図である。

図３に示すように、横型の載荷装置１０１においては、水平方向に延びるように設けられる棒状の載荷部６に線材コイル５０が載荷される。この載荷装置１０１においては、線材５は、載荷部６の先端側において線材コイル５０から引き出されるようにして伸線装置等の加工装置に送り出される。

ところで、上記のような横型の載荷装置１０１を用いて線材５を引き出す場合、線材コイル５０において線材５にもつれが発生することがある。このような線材５のもつれ発生を防止するためには、集束装置４において線材５を適切に集束させる必要がある。そこで、従来より、集束装置４において、線材５の落下位置を調整することにより線材５を適切に集束させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図４は、線材５の落下位置を調整することができる従来の集束装置の一例を示す図である。なお、図４の（ａ）には集束装置の縦断面図が示され、（ｂ）には集束装置の上面図が示されている。また、図４（ｂ）においては、説明を簡便にするため、らせん状に展開された線材５が円形状で示されている。

図４に示す集束装置４０は、図２の集束装置４と同様に本体部４１およびノーズコーン４２を有する。また、本体部４１の上部には、ガイド板４３が本体部４１の内周面に沿って回転移動可能に設けられている。

この集束装置４０においては、線材５を集束させる際には、ガイド板４３は、本体部４１の軸心を中心として円運動を行うように矢印Ｒで示す方向に回転移動する。また、ステルモアコンベア３により搬送された線材５は、ガイド板４３上を滑り落ちるようにして本体部４１内に落下する。この場合、ガイド板４３が回転移動しているので、線材５の落下位置はガイド板４３の位置に従って周期的に変化する。したがって、線材５は、水平方向において中心点が離間する複数のループ５１を形成するように本体部４１内に集束される。

このようにして集束された線材コイル５０においては、隣接するループ５１の中心点が互いに離間しているので、隣接する２つのループ５１のうち一方のループ５１が他方のループ５１内に入り込むことが防止される。それにより、載荷装置１０１において線材コイル５０から線材５を引き出す際に、もつれが発生することを防止することができる。

なお、ガイド板４３の回転移動の速度は、線材５により形成されるループ５１の中心点が本体部４１の軸心周りに均等にずれて配置されるように設定される。これにより、線材コイル５０の軸方向の長さが長くなることを防止しつつ線材５を適切に集束させることができる。

ところで、集束装置４０において形成される線材コイル５０の外径は、客先の仕様等に応じて適宜調整する必要がある。線材コイル５０の外径は、レーイングヘッド２において線材５を展開する際のリング径を調整することにより調整することができる。具体的には、例えば、線材コイル５０の外径を大きくしたい場合には、レーイングヘッド２においてリング径が大きくなるように線材５を展開し、線材コイル５０の外径を小さくしたい場合には、リング径が小さくなるように線材５を展開すればよい。

ここで、リング径が小さくなるように線材５が展開された場合、本体部４１内に落下する際の各ループ５１の直径も小さくなり、ガイド板４３に接触することなく本体部４１内に落下することがある。この場合、ガイド板４３が回転移動していても本体部４１内において各ループ５１が同じ位置に落下するので、線材５のもつれ発生を十分に防止することができなくなる。

そこで、上記のような問題を解決するために、ガイド板４３が取り外し可能に設けられた集束装置４０も提案されている（例えば、特許文献２参照）。この場合、複数のガイド板４３を用意しておくことにより、ループ５１の直径が変更された場合にも、その直径に対応するガイド板４３を集束装置４０に取り付けることができる。それにより、集束装置４０において線材５を適切に集束させることができる。
特開平６−３３９７２０号公報 特開平１０−４５３２６号公報

しかしながら、上記の方法では、ループ５１の直径が変更されるごとにガイド板４３を取り換えなければならない。この場合、作業効率が大幅に低下する。また、複数のガイド板４３を用意しなければならず、線材コイル５０の製造コストが増加する。

本発明の目的は、作業効率の向上および低コスト化を可能にしつつ線材を適切に集束させることができる集束装置を提供することである。

本発明に係る集束装置は、搬送装置から落下するらせん状の線材を集束させる集束装置であって、線材を収容する円筒形の本体部と、本体部の内周面よりも内側において本体部の軸心に対して傾斜する傾斜部を有しかつ本体部の軸心を中心とする円運動を行うように回転移動するガイド部材と、ガイド部材の傾斜部の下面に設けられた、線材の落下位置と本体部の軸心との距離を調整する複数の調整機構とを備えるものである。

この集束装置においては、ガイド部材は、本体部の内周面よりも内側において本体部の軸心に対して傾斜する傾斜部を有する。また、ガイド部材は、本体部の軸心を中心とする円運動を行うように回転移動する。

この場合、らせん状の線材を円運動中のガイド部材の傾斜部に接触するように落下させることにより、そのらせん状の線材は、水平方向において中心点が離間する複数のループを形成するように本体部内に集束される。このようにして集束された線材においては、隣接する２つのループのうち一方のループが他方のループ内に入り込むことが防止される。それにより、その集束された線材においてもつれの発生を防止することができる。

また、この集束装置においては、調整機構により線材の落下位置と本体部の軸心との距離を調整することができる。したがって、搬送装置により搬送されるらせん状の線材のリング径が小さい場合でも、調整機構によりそのらせん状の線材を適切な位置に落下させることができる。それにより、客先の仕様等に応じて外径の小さいコンパクトな線材コイルを製造する必要がある場合でも、ガイド部材を取り換えることなく線材を適切に集束させることができる。その結果、線材コイルの製造コストの低減および作業効率の向上が可能になる。

なお、この集束装置においては、ガイド部材の傾斜部が本体部の上端よりも上方に設けられてもよい。

調整機構は、取り付け部、ガイド部および調整棒を有し、取り付け部およびガイド部は、ガイド部材の傾斜部の下面に固定されており、調整棒は、本体部の内方に向かって進退可能に、取り付け部に形成されたねじ穴に螺合されており、調整機構は調整棒を進退させる。この場合、調整棒を進退させることにより傾斜部と本体部の軸心との距離を調整することができるので、調整機構を容易かつ安価に構成することができる。

調整機構は、調整棒が螺合される取り付け部を有しており、調整棒を回転させることにより調整棒の位置すなわち傾斜部と本体部の軸心との距離を容易に調整することができるので、作業効率が向上する。

本発明によれば、搬送装置により搬送されるらせん状の線材のリング径が小さい場合でも、調整機構によりそのらせん状の線材を適切な位置に落下させることができる。それにより、客先の仕様等に応じて外径の小さいコンパクトな線材コイルを製造する必要がある場合でも、ガイド部材を取り換えることなく線材を適切に集束させることができる。その結果、線材コイルの製造コストの低減および作業効率の向上が可能になる。

以下、本発明の実施の形態に係る集束装置について説明する。

（１）集束装置の構成
図１は、本発明の一実施の形態に係る集束装置を示す図である。なお、図１において、（ａ）は集束装置の縦断面図であり、（ｂ）は上面図である。また、図１に示す集束装置１０は、図２で説明した製造システム１００に用いることができる。図１には、本実施の形態に係る集束装置１０および製造システム１００（図２）のステルモアコンベア３が示されている。

図１に示すように、本実施の形態に係る集束装置１０は、円筒形の本体部１１およびその本体部１１の中央部に設けられるノーズコーン１２を有する。本体部１１の上部の外周面には、支持板１３が固定されている。支持板１３上には、モータ１４およびスラストベアリング１５が設けられている。スラストベアリング１５上には、円筒形の回転部材１６が回転可能に設けられている。また、モータ１４、スラストベアリング１５および回転部材１６を覆うように、支持板１３上にカバー部材１７が取り付けられている。

モータ１４の出力軸には、ギア１８が固定されている。ギア１８は、回転部材１６の外周面に形成された歯溝（図示せず）に噛み合っている。それにより、モータ１４において発生されるトルクが回転部材１６に伝達され、回転部材１６が矢印Ｒ（図１（ｂ））で示す方向に回転する。

回転部材１６の内周面の上端部には、ガイド部材１９が取り付けられている。ガイド部材１９は、本体部１１内において斜め下方に向かって伸びる傾斜部２０およびその傾斜部２０の下面に設けられる複数（本実施の形態においては３つ）の調整機構２１を有する。各調整機構２１は、取り付け部２２、ガイド部２３および調整棒２４を有する。取り付け部２２およびガイド部２３は傾斜部２０の下面に固定されている。

取り付け部２２には、ねじ穴（図示せず）が形成されている。調整棒２４は、このねじ穴に螺合されている。したがって、調整棒２４を回転させることにより、調整棒２４が本体部１１の内方に向かって進退させることができる。また、ガイド部２３には、調整棒２４の外径よりも僅かに大きい内径を有する貫通孔（図示せず）が形成されている。調整棒２４は、この貫通孔に挿通されている。それにより、調整棒２４の傾斜角度および向きが固定されている。

（２）線材集束時の集束装置１０の動作
本実施の形態においては、図２で説明した従来の製造システム１００と同様に、らせん状に展開された線材５がステルモアコンベア３により集束装置１０へ搬送される。そして、そのらせん状の線材５が集束装置１０においてノーズコーン１１の外方を覆うようにコイル状に集束される。

集束装置１０において線材５が集束される際には、回転部材１６が所定の速度で回転する。それにより、ガイド部材１９が本体部１１の軸心を中心とする円運動を行うように回転移動する。ステルモアコンベア３により搬送された線材５は、円運動を行っているガイド部材１９の傾斜部２０上を滑り落ちるようにして本体部１１内に落下する。この場合、線材５の落下位置は傾斜部２０の位置に従って変化するので、線材５は、水平方向において中心点が離間する複数のループ５１（図４参照）を形成するように本体部１１内に集束される。

このようにして集束された線材コイル５０（図２参照）においては、隣接する２つのループ５１のうち一方のループ５１が他方のループ５１内に入り込むことが防止される。それにより、線材コイル５０から線材５を引き出す際に、もつれが発生することを防止することができる。

また、本実施の形態においては、例えば、図１（ｂ）に示すように、傾斜部２０の下面に複数の調整機構２１が設けられている。したがって、設定されるループ５１（線材コイル５０）の外径が小さく、ループ５１（線材５）と傾斜部２０とが接触しない場合でも、各調整機構２１において調整棒２４の位置を調整することによりループ５１を各調整棒２４に接触させることができる。それにより、ループ５１の落下位置を調整することができるので、線材５を適切に集束させることができる。その結果、線材コイル５０においてもつれが発生することを防止することができる。

以上のように、本実施の形態に係る集束装置１０においては、客先の仕様等に応じて線材コイル５０の直径を変更する必要がある場合でも、ガイド部材１９を取り換える必要がない。それにより、線材コイル５０の製造コストの低減および作業効率の向上が可能になる。

なお、ガイド部材１９の回転速度は、線材５により形成されるループ５１の中心点が本体部１１の軸心周りに均等にずれて配置されるように設定される。この場合、線材コイル５０の軸方向の長さが長くなることを防止しつつ線材５を適切に集束させることができる。

（３）実施結果
本実施の形態に係る集束装置１０によって集束された線材を横型の載荷装置に載荷した場合、線材を引き出す際に発生するもつれの回数は、図３で説明した従来の集束装置４０によって集束された線材を横型の載荷装置に載荷して引き出した場合に比べて１／４程度まで減少した。

（４）他の実施の形態
上記実施の形態においては、ガイド部材１９に３つの調整機構２１が設けられる場合について説明したが、調整機構２１の数は上記の例に限定されない。例えば、１つまたは２つの調整機構２１が設けられてもよく、４つ以上の調整機構２１が設けられてもよい。

また、調整機構２１の構成は上記の例に限定されず、ガイド部材１９と本体部１１の軸心との間の距離を調整できる機構であればよい。例えば、調整棒２４の代わりに、傾斜部２０の下面側に本体部１１の内方に向かって進退可能な調整板を設けてもよい。また、例えば、ガイド部材１９自体が本体部１１の軸心に向かって進退できるように、ガイド部材１９を移動させるための調整機構を設けてもよい。

本発明は、線材を集束させる種々の集束装置に用いることができる。

本発明の一実施の形態に係る集束装置を示す図である。 線材の製造システムの一例を示す概略図である。 横型の載荷装置の一例を示す斜視図である。 従来の集束装置の一例を示す図である。

符号の説明

１ ピンチロール
２ レーイングヘッド
３ ステルモアコンベア
４,１０,４０ 集束装置
５ 線材
６ 載荷部
１１ 本体部
１２,４２ ノーズコーン
１９ ガイド部材
２１ 調整機構
２４ 調整棒
５０ 線材コイル
５１ ループ

Claims (1)

1. 搬送装置から落下するらせん状の線材を集束させる集束装置であって、
   線材を収容する円筒形の本体部と、
   本体部の内周面よりも内側において本体部の軸心に対して傾斜する傾斜部を有しかつ本体部の軸心を中心とする円運動を行うように回転移動するガイド部材と、
   ガイド部材の傾斜部の下面に設けられた、線材の落下位置と本体部の軸心との距離を調整する複数の調整機構とを備え、
   調整機構は、取り付け部、ガイド部および調整棒を有し、
   取り付け部およびガイド部は、ガイド部材の傾斜部の下面に固定されており、
   調整棒は、本体部の内方に向かって進退可能に、取り付け部に形成されたねじ穴に螺合されていることを特徴とする集束装置。
   

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