JP5803253B2

JP5803253B2 - キャプスタン装置

Info

Publication number: JP5803253B2
Application number: JP2011105322A
Authority: JP
Inventors: 英司小林; 修玉田
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2011-05-10
Filing date: 2011-05-10
Publication date: 2015-11-04
Anticipated expiration: 2031-05-10
Also published as: US20130214079A1; CN103314417B; JP2012238423A; US8887610B2; CN103314417A; DE112012000235T5; WO2012153545A1

Description

この発明は、編まれた編組線を巻取るための技術に関する。

電線のシールド層を形成する技術として、特許文献１に開示のものがある。

特許文献１では、ボビンより繰出されるシールド材が被シールド電線周りで筒状に編まれ、キャプスタンにより引張られて、合成樹脂押出成形機に送込まれるようになっている。

特開２００４−３１１３３０号公報

通常、線材を巻取るキャプスタン装置では、十分な巻取力を線材に対して作用させるため、線材はキャプスタンローラに複数回巻回される。この場合、特許文献１のように、被シールド電線周りにシールド材を編んだ構成においては、その断面形態が比較的安定しているため、その線材をキャプスタンローラに整列状態で巻回することができる。

ここで、シールド電線の用途等によっては、空心状態で筒状に編まれた編組線を製造し、この空心の編組線に対して電線が挿入されることがある。

しかしながら、空心の編組線は、断面形状が安定しない。このため、空心の編組線をキャプスタンローラに巻回した場合、整列状態を維持することは難しい。

このため、シールド材から編組線を編込む位置と、キャプスタン装置が編組線を巻取る位置とが不安定になってしまう恐れがある。両位置関係が不安定になると、網目が不均一となり、シールド性能上悪影響を及す恐れがある。また、編組線の端部をアース用のリング部材等にカシメ固定等しようとする場合に、両者間の固定強度悪化、接触抵抗増加等の要因ともなり得る。

そこで、本発明は、編組線を編む際に、網目をなるべく均一にできるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するため、第１の態様は、複数の線材を編んで編組線を製造する編組線製造装置において前記編組線を巻取るキャプスタン装置であって、テーパ状外周面を有すると共にその小径側の端部につば部が設けられたキャプスタンローラと、前記テーパ状外周面のうち最も小径となる部分よりも大径側の位置で、前記キャプスタンローラの大径側に向くように設けられた第１ガイド面と、前記テーパ状外周面の外周側で前記第１ガイド面より突出するように設けられた第２ガイド面とを有するガイド部材とを備える。

第２の態様は、第１の態様に係るキャプスタン装置であって、前記第２ガイド面は、前記テーパ状外周面の延在方向に沿って延在する４分の１円弧状に形成されている。

第３の態様は、第１又は第２の態様に係るキャプスタン装置であって、前記第２ガイド面は、曲率半径が同じ部分が前記キャプスタンローラの軸方向に沿った方向において連続する円弧状周面とされている。

第１の態様に係るキャプスタン装置によると、編まれた編組線は、第１ガイド面によってテーパ状外周面の小径側への移動を規制されつつ、テーパ状外周面の外周側で第２ガイド面によってガイドされて、テーパ状外周面に到達する。そして、編組線はテーパ状外周面に巻回されて巻取られる。このため、編組線がテーパ状外周面に巻回され始める位置が安定し、編組線が編まれる位置と、キャプスタン装置が編組線を巻取る位置とが安定し、製造された編組線の網目をなるべく均一にすることができる。

第２の態様によると、第２ガイド面によって、編まれた編組線を、編組線の編込み位置の反対側にガイドすることができる。これにより、編組線を編込む位置と、キャプスタン装置が編組線を巻取る位置とをより安定化させて、製造された編組線の網目をより均一にすることができる。

第３の態様によると、第２ガイド面を容易に加工できる。また、編組線を第２ガイド面周りに容易に配設することができる。

巻取対象となる編組線を示す概略図である。キャプスタン装置が組込まれた編組線製造装置を示す正面図である。同上の編組線製造装置を示す平面図である。図２のＩＶ−ＩＶ線におけるキャプスタン装置を示す断面図である。図２のＶ−Ｖ線におけるキャプスタン装置を示す部分断面図である。キャプスタンローラに線材を巻付けた状態を示す説明図である。キャプスタンローラに線材を巻付けた状態を示す説明図である。キャプスタンローラに線材を巻付けた状態を示す説明図である。

以下、実施形態に係るキャプスタン装置について説明する。

図１は巻取対象となる編組線１０を示す概略図である。編組線１０は、複数（例えば、４４本）の線材である導電線１２を、空心の筒状に編むことに形成されている。導電線としては、銅線又は銅合金線等が用いられる。このような編組線１０は、網目を大きくするようにして広げることができる。そして、広げた編組線１０内に、電力線等の電線１８が挿入されることで、編組線１０は当該電線１８を覆うこととなる。これにより、編組線１０は、電線１８に対して電磁的なシールドを行う。編組線１０は、例えば、電気自動車においてモータに電力を供給する電線１８を覆うシールド材等として用いられる。

図２はキャプスタン装置４０が組込まれた編組線製造装置２０を示す正面図であり、図３は同編組線製造装置２０を示す平面図である。図４は図２のＩＶ−ＩＶ線におけるキャプスタン装置４０を示す断面図であり、図５は図２のＶ−Ｖ線におけるキャプスタン装置４０を示す部分断面図である。

編組線製造装置２０は、複数の導電線１２を編んで編組線１０を製造する装置であり、線材供給機構３０と、キャプスタン装置４０と、巻取収納部６０とを備えている。

線材供給機構３０は、筒状の網を形成可能な態様で、複数の導電線１２を送出し可能に構成されている。ここでは、線材供給機構３０は、装置台２２上に設けられた走行ベース３２と、当該走行ベース３２上を走行可能に設けられた複数の走行部３４と、複数の走行部３４それぞれに設けられたボビン３６とを備えている。なお、複数の走行部３４を区別するため、下記の説明及び図３等において、走行部３４（１）、３４（２）、３４（３）、３４（４）と表記する場合がある。

走行ベース３２は、円盤状に形成されており、その上面に２つの走行路３３Ａ、３３Ｂを有している。各走行路３３Ａ、３３Ｂは、半円弧状の部分がサインカーブを描くように環状に連なる走行路に形成されている。また、２つの走行路３３Ａ、３３Ｂは、それぞれの外周側に凸となる部分と内周側に凸となる部分とが一致する状態（サインカーブで捉えると半周期ずれた状態）で相互に交わっている。

上記走行部３４は、導電線１２を巻回収容したボビン３６を回転自在に支持可能に構成されている。そして、本ボビン３６より繰出される導電線１２が、走行部３４の走行によって筒状の網に編まれつつキャプスタン装置４０に巻取られるようになっている。

すなわち、上記複数の走行部３４のうちの半数の走行部３４は、一方の走行路３３Ａを走行可能に設けられ、残りの半数の走行部３４は他方の走行路３３Ｂを走行可能に設けられている。走行ベース３２内には、モータ、走行ベルト等を用いた走行駆動機構が組込まれており、この走行駆動機構によって、それぞれの走行路３３Ａ、３３Ｂにおいて、走行部３４が走行駆動される。具体的には、一方の走行路３３Ａでは、複数の走行部３４は走行ベース３２周りの一方側の回転方向に向けて間隔をあけて走行駆動され、他方の走行路３３Ｂでは、複数の走行部３４は走行ベース３２周りの他方側の回転方向に向けて間隔をあけて走行駆動される。そして、それぞれの走行路３３Ａ、３３Ｂにおいて、走行部３４が互いに内外周の位置を入替えつつ、互いに逆方向に回転走行する。図３において、走行路３３Ａ、３３Ｂが交差する一つのポイントＰに着目して説明すると、走行路３３Ａを走行する走行部３４（１）が、右回りでかつ外周側から内周側に向けてポイントＰを通過した後、走行路３３Ｂを走行する走行部３４（２）が左周りでかつ外周側から内周側に向けてポイントＰを通過し、この後、走行路３３Ａを走行する走行部３４（３）が、右回りでかつ外周側から内周側に向けてポイントＰを通過し、さらにこの後、走行路３３Ｂを走行する走行部３４（４）が左周りでかつ外周側から内周側に向けてポイントＰを通過する。これにより、走行路３３Ａを走行する走行部３４に支持されたボビン３６より繰出される導電線１２と、走行路３３Ｂを走行する走行部３４に支持されたボビン３６より繰出される導電線１２とが、内周側及び外周側に入れ替るように配設されつつ、所定の軸周り外周側より供給され、走行路３３Ａ、３３Ｂの中心軸上で集合して筒状の網形態に編まれるようになっている。

なお、複数の導電線１２が編まれる集合部分には、環状の断線検出部１６が設けられている。導電線１２が途中で切れて断線検出部１６に接触すると、その接触によって導電線１２の断線が検出されるようになっている。

上記のように編組線製造装置２０によって編まれた編組線１０は、キャプスタン装置４０によって巻取られて巻取収納部６０に巻回収容される。

すなわち、上記線材供給機構３０の上方にキャプスタン装置４０が設けられると共に、キャプスタン装置４０の側方に巻取収納部６０が設けられている。

キャプスタン装置４０は、ボビン３６から導電線１２が連続的に引出されるように、編まれた編組線１０を巻取ると共に、巻取った編組線１０を巻取収納部６０に送出し可能に構成されている。

キャプスタン装置４０は、キャプスタンローラ４２と、ガイド部材５０とを備えている。

キャプスタンローラ４２は、円盤状の全体形状を有しており、一端側から他端側に向けて順次縮径するテーパ状外周面４３を有すると共に、その小径側の端部に外周側に向けて張出すつば部４４が形成されている。ここでは、テーパ状外周面４３のうちのもっとも小径となった部分からつば部４４に向けてやや拡径する部分が形成されているが、これは必須ではない。

このキャプスタンローラ４２は、装置台２２に設けられた支柱２４によって、走行ベース３２上で回転可能に支持されている。この支持状態では、キャプスタンローラ４２の回転軸は水平方向に沿って配設され、編組線１０の巻取方向である上下方向に対して直交している。また、走行路３３Ａ、３３Ｂの中心軸延長線が、キャプスタンローラ４２の軸方向においてテーパ状外周面４３の最も小径となる部分よりも大径側の位置で、テーパ状外周面４３に接するようになっている。これにより、筒状に編まれた編組線１０が、そのまま真上に引上げられ、テーパ状外周面４３の大径側の部分を巻取開始点として巻取られるようになっている。

また、キャプスタンローラ４２の回転軸部４６の一端部には、モータ等の回転駆動機構４８が設けられている。この回転駆動機構４８によって、キャプスタンローラ４２が編組線１０を巻取る方向に回転駆動されるようになっている。

なお、本編組線製造装置２０において、編組線１０に対してさらに張力を付与する別のキャプスタン、或は、余長吸収等を行うアキュームレータ等が組込まれていてもよい。

巻取収納部６０は、編組線１０を巻回収容可能なリール状に形成され、キャプスタンローラ４２の側方位置で、支持フレーム２６によって回転可能に支持されている。また、キャプスタンローラ４２の回転軸部４６に取付けられたプーリー４６ａと、巻取収納部６０の回転軸部６２に取付けられたプーリー６２ａとに、環状ベルト６４が巻掛けられており、回転軸部４６の回転が環状ベルト６４を介して回転軸部６２に伝達されるようになっている。これにより、キャプスタンローラ４２と同期して巻取収納部６０が回転するようになっている。

そして、回転駆動機構４８によってキャプスタンローラ４２及び巻取収納部６０が回転すると、編まれた編組線１０がキャプスタンローラ４２によって巻取られつつ、巻取収納部６０に送られて、当該巻取収納部６０に巻回収容されるようになっている。

ガイド部材５０は、支持ブラケット５８によって、キャプスタンローラ４２の外周側位置で支持された部材であり、第１ガイド部５２と第２ガイド部５４とを有している。

第１ガイド部５２は、板状に形成されており、その一部にはテーパ状外周面４３の周方向に沿った弧状縁部５３が形成されている。ここでは、弧状縁部５３は、テーパ状外周面４３の周方向に沿って延びる４分の１円弧状に形成されている。そして、テーパ状外周面４３のうち走行路３３Ａ、３３Ｂの中心軸延長線と接する部分から最も真上になる４分の１円弧部分の外周側に弧状縁部５３を配設すると共に、第１ガイド部５２の主面をキャプスタンローラ４２の回転軸に対して直交させた姿勢で、第１ガイド部５２が支持されている。また、この姿勢で、キャプスタンローラ４２の回転軸方向において、第１ガイド部５２のうちテーパ状外周面４３の大径側を向く第１ガイド面５２ａが、テーパ状外周面４３のうち最も小径となった部分よりも大径側の位置（例えば、テーパ状外周面４３の最も小径となっている部分と最も大径となっている部分の中央位置等）に配設されている。

第２ガイド部５４は、上記テーパ状外周面４３の外周側で第１ガイド面５２ａより突出するように設けられている。この第２ガイド部５４の外周側の面が、テーパ状外周面４３の外周側で第１ガイド面５２ａより突出する第２ガイド面５４ａとしての役割を果すようになっている。

より具体的には、第２ガイド部５４は、上記弧状縁部５３と同様に４分の１円弧状に形成された長尺部材に形成されている。第２ガイド部５４の外周側の面である第２ガイド面５４ａは、テーパ状外周面４３の周方向に沿って延びる４分の１円弧状に形成されている。第２ガイド面５４ａの曲率半径は、テーパ状外周面４３の曲率半径よりも大きくても構わない。本実施形態においても、第２ガイド面５４ａの曲率半径は、テーパ状外周面４３の曲率半径よりも僅かに大きい。

また、キャプスタンローラ４２の回転軸方向において、第２ガイド部５４の厚み寸法は、扁平状態となった編組線１０の幅寸法よりも大きく設定されている。これにより、第２ガイド面５４ａに沿って配設された編組線１０が第２ガイド面５４ａからはみ出ることなく、当該第２ガイド面５４ａに沿って案内されるようになる。

また、ここでは、第２ガイド面５４ａは、キャプスタンローラ４２の回転軸方向に沿って曲率半径が同じに形成されている。換言すれば、第２ガイド面５４ａは、キャプスタンローラ４２の回転軸方向に沿った方向に平坦な面に形成されている。もっとも、第２ガイド面５４ａは、第１ガイド面５２ａ側に向けて曲率半径が徐々に小さくなるテーパ状に形成されていてもよいし、或は、その厚み方向中間部で曲率半径が最も小さくなる溝状に形成されていてもよい。

このキャプスタン装置４０の動作について説明する。

まず、編組線製造装置２０の各ボビン３６より繰出される導電線１２は、各走行路３３Ａ、３３Ｂの中心軸延長上で集合され、筒状の網に編まれ、キャプスタン装置４０によって巻取られて、巻取収納部６０に向けて送込まれる。

編組線１０がキャプスタンローラ４２に向けて送込まれる際、キャプスタンローラ４２の側方からキャプスタンローラ４２の上方（つまり、線材供給機構３０の反対側の部分）では、編組線１０はガイド部材５０によってガイドされる。

ガイド部材５０は、編組線１０は、第１ガイド面５２ａによってテーパ状外周面４３の小径側への移動を規制されつつ、テーパ状外周面４３の外周側で第２ガイド面５４ａによってガイドされてテーパ状外周面４３に到達する。このため、編組線１０は、テーパ状外周面４３のうち最も小径部分よりも大径側の部分に達するように案内される（図５参照）。

テーパ状外周面４３に達した編組線１０は、テーパ状外周面４３のうち前記到達部分からつば部４４に至る領域で、複数回（例えば、２回）巻付けられ、つば部４４に巻付けられた部分から外方に引出されて巻取収納部６０に導かれる。編組線１０がテーパ状外周面４３に複数回巻付けられることで、テーパ状外周面４３と編組線１０との滑りが抑制され、キャプスタンローラ４２の回転駆動力が編組線１０を巻取る力としてより確実に伝達される。編組線１０をテーパ状外周面４３に巻付ける際には、編組線１０の各周回部分が相互に干渉しないように、螺旋状に巻付けることになる。

ここで、編組線１０が中空でない場合、即ち、断面円形状を保ち得る線材１１０をキャプスタンローラ４２に複数回巻付ける場合を想定する。この場合、図６示すように、線材１１０をキャプスタンローラ４２に対してつば部４４に密着させつつ螺旋状に密に巻付けると、線材１１０自体は型くずれしないので、前記巻付状態を維持できる。このため、編組線１０がキャプスタンローラ４２に巻取られる巻取開始位置は比較的安定している。

これに対して、中空な編組線１０において、上記ガイド部材５０が無い場合を想定する。この場合、編組線１０をキャプスタンローラ４２に螺旋状に密に巻付けると、図７に示すように、編組線１０は扁平形状に変形しつつ小径側に偏るように移動し、各周回の編組線１０同士が部分的に重なり合う。このため、編組線１０がキャプスタンローラ４２に巻取られる巻取開始位置は、各周回の編組線１０同士の重なり合い状態によって変動し、不安定となる。このため、複数の導電線１２の集合位置が走行路３３Ａ、３３Ｂの中心軸周りに振れてしまうので、複数の導電線１２の編まれ方が不均一となり、網目も不均一となってしまう。

これに対して、本実施形態のように、編組線１０をガイド部材５０によって案内してキャプスタンローラ４２に送込むと、図８に示すように、編組線１０がテーパ状外周面４３に達する位置は、テーパ状外周面４３のうち最も小径となる部分よりも大径側の一定位置で安定する。また、テーパ状外周面４３に対する編組線１０の巻取開始位置が比較的安定しているため、テーパ状外周面４３に対する編組線１０の巻付態様も比較的安定する。

以上のように構成されたキャプスタン装置４０によると、編まれた編組線１０は、第１ガイド面５２ａによってテーパ状外周面４３の小径側への移動を規制されつつ、テーパ状外周面４３の外周側で第２ガイド面５４ａによってガイドされて、テーパ状外周面４３に到達する。そして、編組線１０はテーパ状外周面４３に巻回されて巻取られる。このため、編組線１０がテーパ状外周面４３で巻回され始める位置が安定する。これにより、導電線１２が集合して編組線１０となるように編まれる位置とキャプスタン装置４０が編組線１０を巻取る位置とが安定し、編組線１０の網目をなるべく均一にすることができる。これにより、編組線１０のシールド性能を良好なものとすることができる。また、編組線１０の端部をアース用のリング部材等にカシメ固定等しようとする場合に、両者間の固定強度を良好にし、かつ、接触抵抗を安定して小さくすることも可能となる。

また、４分の１円弧状に形成された第２ガイド面５４ａによって、編まれた編組線１０を、編込み位置の反対側にガイドすることができる。これにより、編組線１０を編込む位置と、キャプスタン装置４０が編組線を巻取る位置とをより安定化させて、製造された編組線の網目をより均一にすることができる。

特に、キャプスタンローラ４２が編組線１０を巻取る際には、キャプスタンローラ４２のうち線材供給機構３０の反対側（つまり、最も上方の位置）で、編組線１０を引張る最も大きな力が作用する。そして、テーパ状外周面４３で編組線１０を引張る大きな力が作用すると、テーパ状外周面４３に対する編組線１０の巻付け形態が崩れやすい（図７参照）。そこで、４分の１円弧状に形成した第２ガイド面５４ａによって、編組線１０を編込み位置の反対側にガイドすることによって、テーパ状外周面４３に対する編組線１０の巻付形態が崩れにくくなる。これにより、キャプスタンローラ４２によって円滑に編組線１０を巻取ることができる。

また、第２ガイド面５４ａは、キャプスタンローラ４２の軸方向に沿って曲率半径が同じに形成された円弧状周面であるため、当該第２ガイド面５４ａを容易に加工できる。また、編組線１０を第２ガイド面５４ａ周りに配設する作業も容易に行える。なお、テーパ状外周面４３に巻付けられた編組線１０は、その小径側に移動しようとするため、第１ガイド面５２ａ側に寄せられることになる。このため、第２ガイド面５４ａが上記形状であっても、特に脱落することなく、当該第２ガイド面５４ａによって案内される。

なお、本実施形態で説明した編組線製造装置２０は、複数の導電線１２から編組線１０を編む際に中心に被覆付導電線等を配設することで、外周囲にシールド層が形成された電線を製造することも可能である。その場合には、ガイド部材５０はそのまま用いられていてもよいし、或は、取外されてもよい。

以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１０編組線
１２導電線
２０編組線製造装置
４０キャプスタン装置
４２キャプスタンローラ
４３テーパ状外周面
４４つば部
５０ガイド部材
５２第１ガイド部
５２ａ第１ガイド面
５４第２ガイド部
５４ａ第２ガイド面

Claims

複数の線材を編んで編組線を製造する編組線製造装置において前記編組線を巻取るキャプスタン装置であって、
テーパ状外周面を有すると共にその小径側の端部につば部が設けられたキャプスタンローラと、
前記テーパ状外周面のうち最も小径となる部分よりも大径側の位置で、前記キャプスタンローラの大径側に向くように設けられた第１ガイド面と、前記テーパ状外周面の外周側で前記第１ガイド面より突出するように設けられた第２ガイド面とを有するガイド部材と、
を備えるキャプスタン装置。
請求項１記載のキャプスタン装置であって、
前記第２ガイド面は、前記テーパ状外周面の延在方向に沿って延在する４分の１円弧状に形成されている、キャプスタン装置。
請求項１又は請求項２記載のキャプスタン装置であって、
前記第２ガイド面は、曲率半径が同じ部分が前記キャプスタンローラの軸方向に沿った方向において連続する円弧状周面である、キャプスタン装置。