JP6588058B2 - 電線矯正装置 - Google Patents

Description

本発明は、電線の軸回りに生じる撚りを矯正する電線矯正装置に関するものである。

例えば、ワイヤハーネス等を製造する際には、電線リール等の収容場所から電線が所望の長さだけ引き出されて製造に供される（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の技術では、千鳥配置された複数のローラの間に電線が通されることで、電線における曲がり等が矯正されることとなっている。

特開２０１５−２２５６９２号公報

ここで、例えば電線リール等のように巻かれた状態で電線を収容する収容場所から電線を引き出すとき、その引き出し方によっては、電線の軸回りに撚りが生じることがある。このような撚りについては、特許文献１に記載の技術における技術では矯正しきれない場合がある。

従って、本発明は、上記のような問題に着目し、電線の軸回りに生じる撚りを矯正することができる電線矯正装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の電線矯正装置は、所定の収容場所から引き出された電線を、前記収容場所とは反対側への更なる引き出しが可能に保持するとともに、当該電線の軸回りに回転可能に設けられた電線保持部と、前記電線保持部からの前記更なる引き出しによって前記収容場所から当該電線保持部までの間の前記電線に生じる当該電線の軸回りの撚りと逆向きの撚り戻し方向に、当該電線保持部を回転させる回転駆動部と、を備え、前記電線保持部からの前記電線の引出し方向について、当該電線保持部の下流側には、前記電線保持部から引出し長を検尺しつつ前記電線を引き出して、検尺結果が目標引出し長に達したら切断する検尺切断装置が配置されており、前記回転駆動部が、前記検尺切断装置から前記目標引出し長を取得して、当該目標引出し長に基づいた回転数で前記電線保持部を回転させることを特徴とする。

本発明の電線矯正装置では、保持する電線の軸回りに回転可能に電線保持部が設けられ、回転駆動部の働きにより、電線の軸回りの撚りと逆向きの撚り戻し方向に電線保持部が回転する。この電線保持部の回転により、電線の軸回りの撚りを矯正することができる。

本発明の一実施形態が適用された電線切出しシステムの一例を示す模式図である。 図１に示されている電線切出しシステムが備える電線矯正装置を示す図である。 図２に示されている電線保持部における保持機構の内部構造を示す模式図である。

以下、本発明の一実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態が適用された電線切出しシステムの一例を示す模式図であり、図２は、図１に示されている電線切出しシステムが備える電線矯正装置を示す図である。

図１に示されている電線切出しシステム１は、収容場所としての電線リールＷＲ１から電線Ｗ１を引き出して切り出すものであり、電線矯正装置１０と、検尺切断装置２０と、を備えている。

本実施形態では、電線Ｗ１は、電線リールＷＲ１の中心軸方向Ｄ１１に沿って電線リールＷＲ１から引き出される。このときに、電線Ｗ１には、電線リールＷＲ１の巻き付け方向Ｄ１２に沿った撚りが生じる。電線矯正装置１０は、この電線Ｗ１の撚りを後段の検尺切断装置２０の手前で矯正する装置である。この電線矯正装置１０については後で詳細に説明する。

検尺切断装置２０は、電線矯正装置１０からの電線Ｗ１の引き出しと切断とを行う装置である。検尺切断装置２０は、電線牽引部２１と、検尺切断部２２と、を備えている。電線牽引部２１は、電線Ｗ１の端部を保持して電線矯正装置１０からの引出し方向Ｄ１１１に牽引して電線Ｗ１を引き出す部位である。検尺切断部２２は、電線牽引部２１による電線Ｗ１の引出し長を検尺しつつ、その検尺結果が予め設定された目標引出し長に達したら電線Ｗ１を切断する部位である。

尚、図１では、電線リールＷＲ１の中心軸方向Ｄ１１、即ち電線リールＷＲ１からの電線Ｗ１の引出し方向と、電線矯正装置１０からの引出し方向Ｄ１１１と、が一致するように示されて図示の簡単化が図られている。しかしながら、電線リールＷＲ１から中心軸方向Ｄ１１に沿って引き出された電線Ｗ１が、その後、途中で進行方向を変えつつ電線矯正装置１０へと至るように電線切出しシステム１を構成してもよい。このような場合は、図１に示されている構成とは異なり、電線矯正装置１０からの引出し方向Ｄ１１１は、電線リールＷＲ１の中心軸方向Ｄ１１とは必ずしも一致しない場合もある。

電線矯正装置１０は、上述したように電線リールＷＲ１から引き出された電線Ｗ１の撚りを矯正する装置であり、支持フレーム１１と、電線保持部１２と、回転駆動部１３と、を備えている。

支持フレーム１１は、不図示の装置フレームに固定される直方体状の部位であり、一端側には電線保持部１２が回転可能に支持され、他端側には回転駆動部１３が固定されている。

電線保持部１２は、電線リールＷＲ１から引き出された電線Ｗ１を、検尺切断装置２０の電線牽引部２１による電線リールＷＲ１とは反対側への更なる引き出しが可能に保持する。この電線保持部１２は、略円筒状に形成されており、電線Ｗ１は、電線保持部１２の中心を通るように保持されるとともに電線牽引部２１によって引出し方向Ｄ１１１に引き出される。そして、電線保持部１２は、その中心を通る電線Ｗ１の軸回りに回転可能に上記の支持フレーム１１に支持されている。また、電線保持部１２の電線リールＷＲ１の側の端部には電線Ｗ１の取込口１２１が設けられ、他端部には出口１２２が設けられている。引出し方向Ｄ１１１について電線保持部１２の下流側には検尺切断装置２０の検尺切断部２２が配置されている。

この電線保持部１２では、引出し方向Ｄ１１１について取込口１２１の下流側に、電線Ｗ１の保持機構１２３が設けられている。

図３は、図２に示されている電線保持部における保持機構の内部構造を示す模式図である。

この保持機構１２３の内部には、電線Ｗ１の引出し方向Ｄ１１１と交差するように、固定回転軸１２３ａと、可動回転軸１２３ｂと、が設けられている。固定回転軸１２３ａは、保持機構１２３のケース１２３ｃに固定されており、可動回転軸１２３ｂは、ケース１２３ｃに設けられた案内スリット１２３ｃ−１に沿って移動可能にケース１２３ｃに取り付けられている。案内スリット１２３ｃ−１は、可動回転軸１２３ｂを、固定回転軸１２３ａに対する接離方向Ｄ１３に案内するように設けられている。また、可動回転軸１２３ｂは、ケース１２３ｃに設けられたバネ１２３ｄによって、固定回転軸１２３ａに向かって付勢されている。そして、これらの固定回転軸１２３ａ及び可動回転軸１２３ｂそれぞれの回りに回転可能に一対の電線挟持ローラ１２３ｅが取り付けられている。バネ１２３ｄが可動回転軸１２３ｂを上記のように付勢しているので、この可動回転軸１２３ｂの電線挟持ローラ１２３ｅの外周は、固定回転軸１２３ａの電線挟持ローラ１２３ｅの外周に押し付けられる。

取込口１２１から取り込まれた電線Ｗ１は、一対の電線挟持ローラ１２３ｅの外周どうしの間に通されることで、これら一対の電線挟持ローラ１２３ｅの外周どうしの間に挟持される。そして、一対の電線挟持ローラ１２３ｅが回転可能であるので、電線Ｗ１は、引出し方向Ｄ１１１に引出し可能に挟持されることとなる。また、本実施形態では、取込口１２１は、内側から外側に向かって広がった広口形状に形成されている。そして取込口１２１は、その中心が、円筒状の電線保持部１０の中心軸上に位置するように設けられ、上記の一対の電線挟持ローラ１２３ｅによる電線Ｗ１の挟持領域１２３ｅ−１も電線保持部１０の中心軸上に位置している。つまり、本実施形態では、取込口１２１の中心を通る軸線上に電線Ｗ１が保持されるように構成されている。

そして、図１及び図２に示されている電線矯正装置１０では、以上に説明したように電線Ｗ１を保持する電線保持部１２を、回転駆動部１３が回転させるように構成されている。回転駆動部１３は、駆動源としてのサーボモータ１３１と、動力伝達機構としての駆動ベルト１３２と、を備えている。駆動ベルト１３２は、サーボモータ１３１の出力軸と、電線保持部１２において支持フレーム１１から検尺切断装置２０の検尺切断部２２に向かって突出した部分と、の間に架け渡されている。サーボモータ１３１の出力軸が回転すると、その回転が駆動ベルト１３２によって電線保持部１２に伝えられ、電線保持部１２が回転する。

このとき、サーボモータ１３１の回転は不図示の制御回路によって制御されるが、この制御の下で、サーボモータ１３１は、次のような方向に電線保持部１２を回転させるように回転する。即ち、電線保持部１２からの更なる引き出しによって電線リールＷＲ１から電線保持部１２までの間の電線Ｗ１に生じる、この電線Ｗ１の軸回りの撚りと逆向きの撚り戻し方向Ｄ１４に電線保持部１２を回転させるようにサーボモータ１３１が回転する。

上述したように電線リールＷＲ１から電線Ｗ１が引き出されると、電線Ｗ１には、その軸回りに、電線リールＷＲ１における電線Ｗ１の巻き付け方向Ｄ１２の撚りが生じる。電線保持部１２の回転方向である上記の撚り戻し方向Ｄ１４は、電線Ｗ１の巻き付け方向Ｄ１２に対する逆方向となる。

ここで、検尺切断装置２０の検尺切断部２２では、上述したように電線Ｗ１を引き出して切断するに当たって目標引出し長が予め設定される。この設定は、作業者による操作入力で設定されるが、本実施形態では、このときの設定値たる目標引出し長が、検尺切断装置２０の検尺切断部２２から回転駆動部１３へと通知される。回転駆動部１３では、サーボモータ１３１の制御回路が、この通知により目標引出し長を取得して、この目標引出し長に基づいた回転数で電線保持部１２を回転させるようにサーボモータ１３１の回転を制御する。

電線リールＷＲ１から電線Ｗ１が引き出される際には、電線リールＷＲ１の一周分の電線Ｗ１が引き出される毎に、電線Ｗ１が軸回りに一回撚られることとなる。つまり、電線Ｗ１が引き出される際に電線Ｗ１に何回分の撚りが生じるかは、電線Ｗ１の引出し長に依存する。

本実施形態では、電線リールＷＲ１から引き出した電線Ｗ１の先端を、電線矯正装置１０の電線保持部１２と検尺切断装置２０の検尺切断部２２に通して電線牽引部２１にセットする初期段階では、作業者が、撚りを矯正しつつ電線Ｗ１を引き出してセットする。従って、この初期段階では、電線リールＷＲ１から電線保持部１２までの間の電線Ｗ１に撚りは殆ど生じていない。

この後、検尺切断装置２０において、電線保持部１２からの目標引出し長分の引出しと切断とが繰り返し実行されるが、検尺切断装置２０で引き出しを１回行う毎に、目標引出し長分の撚りが電線リールＷＲ１から電線保持部１２までの間の電線Ｗ１に新たに生じる。上述したように、電線Ｗ１に何回分の撚りが生じるかは電線Ｗ１の引出し長に依存する。本実施形態では、検尺切断装置２０で引き出しを１回行う毎に、１回分の引出し長たる目標引出し長に基づく回転数で電線保持部１２を回転させることでその１回分の撚りが矯正される。

ここで、電線保持部１２をこのように回転させるための制御回路によるサーボモータ１３１の制御は、本実施形態においては特定しないが、次のような三通りの制御の何れであってもよい。

まず、回転駆動部１３におけるサーボモータ１３１の制御回路が行い得る第１の制御について説明する。第１の制御は、前回に引出しと切断とが行われた際の目標引出し長に基づいて、今回引出しと切断とが行われる前に、前回分の電線Ｗ１の撚りを矯正するというものである。この第１の制御では、サーボモータ１３１の制御回路が、前回に引出しと切断とが行われた際の目標引出し長を検尺切断装置２０から取得する。そして、今回引出しと切断とが行われる前に、目標引出し長に基づいた回転数で電線保持部１２を回転させるように、制御回路がサーボモータ１３１の回転を制御する。この第１の制御によれば、検尺切断装置２０による電線Ｗ１の引出しと切断とは、毎回、電線Ｗ１に撚りが生じていない状態で開始され、１回分の引出しと切断とが終了した段階で１回分の目標引出し長分の撚りが生じた状態となる。その撚りは、次回に引出しと切断とが行われる前に矯正される。

次に、第２の制御について説明する。第２の制御は、今回引出しと切断とが行われる前に、今回電線Ｗ１に生じる撚りを見越して、今回引出しと切断とが行われる前に、今回の目標引出し長に基づいた回転数で電線Ｗ１を、今回生じる撚りとは逆向きに予め撚っておくというものである。この第２の制御では、サーボモータ１３１の制御回路が、今回の目標引出し長を検尺切断装置２０から事前に取得する。そして、今回引出しと切断とが行われる前に、目標引出し長に基づいた回転数で電線保持部１２を回転させるように、制御回路がサーボモータ１３１の回転を制御する。この第２の制御によれば、検尺切断装置２０による電線Ｗ１の引出しと切断とは、予め電線Ｗ１が逆向きに撚られた状態で開始され、１回分の引出しと切断とが事前の撚りを矯正するように行われる。そして、引出しと切断とが終了した段階では、電線Ｗ１に撚りがない状態となる。

次に、第３の制御について説明する。第３の制御は、毎回の引出しと切断とを、そのときの目標引出し長に基づいた回転数で電線Ｗ１を、そのときに生じる撚りとは逆向きに撚りながら行うというものである。この第３の制御でも、サーボモータ１３１の制御回路が、今回の目標引出し長を検尺切断装置２０から事前に取得する。そして、電線Ｗ１の引出しの開始とともに電線保持部１２を回転させ、目標引出し長まで電線Ｗ１が引き出されるまでの回転数が今回の目標引出し長に基づいた回転数となるように、制御回路がサーボモータ１３１の回転を制御する。この第３の制御によれば、検尺切断装置２０による電線Ｗ１の引出しと切断とは、電線Ｗ１に撚りが生じていない状態で開始され、１回分の引出しと切断とが、その最中に撚りを矯正されつつ行われる。このため、引出しと切断とが終了した段階でも、電線Ｗ１に撚りがない状態となる。

以上に説明した本実施形態の電線矯正装置１０では、保持する電線Ｗ１の軸回りに回転可能に電線保持部１２が設けられ、回転駆動部１３の働きにより、電線Ｗ１の軸回りの撚りと逆向きの撚り戻し方向Ｄ１４に電線保持部１２が回転する。この電線保持部１２の回転により、電線Ｗ１の軸回りの撚りを矯正することができる。

また、本実施形態では、電線リールＷＲ１の中心軸方向Ｄ１１に沿って電線Ｗ１が引き出されるように構成することで、重くなりがちな電線リールＷＲ１を略動かすことなく電線Ｗ１の引出しが可能となる。

ここで、電線リールＷＲ１から電線Ｗ１を引出す構成としては、本実施形態とは異なり、例えば電線Ｗ１を電線リールＷＲ１の外周の接線方向に引き出して、その引出しに従動して回転できるように電線リールＷＲ１を支持する構成等が挙げられる。しかしながら、上記のように重くなりがちな電線リールＷＲ１を回転可能に支持する構成は煩雑なものとなる場合があり、このような構成は設備コストが嵩むことがある。更に、複数の電線リールＷＲ１から電線Ｗ１を引き出して切断するシステムを構築する場合には、電線リールＷＲ１を回転可能に支持する構成では尚更に設備コストの増大を招く恐れがある。

これに対し、電線リールＷＲ１を略動かすことなく電線Ｗ１の引出しが可能な本実施形態では、電線リールＷＲ１は設置場所に載置するだけでよいことから、設備コストを低減することができる。その一方で、電線リールＷＲ１の中心軸方向Ｄ１１に沿って電線Ｗ１が引き出されるように構成すると、その引き出しに際して、電線Ｗ１の軸回りには、電線リールＷＲ１における電線Ｗ１の巻き付け方向Ｄ１２に沿って撚りが生じる。本実施形態の電線矯正装置１０によれば、この巻き付け方向Ｄ１２に対する逆方向を撚り戻し方向Ｄ１４として電線保持部１２が回転するので、上記のように設備コストの低減が可能な構成における電線Ｗ１の撚りを矯正することができる。

また、本実施形態では、回転駆動部１３が、検尺切断装置２０から上記の目標引出し長を取得して、この目標引出し長に基づいた回転数で電線保持部１２を回転させるように構成されている。上述したように、電線Ｗ１の引出しによって軸回りに生じる撚りは電線Ｗ１の引出し長に依存する。本実施形態の電線矯正装置１０によれば、検尺切断装置２０によって引き出される目標引出し長に基づいた回転数で電線保持部１２が回転するので、過度な撚り戻し等をも抑えて高い確度で電線の撚りを矯正することができる。

また、上述した第１の制御では、今回、検尺切断装置２０によって引出しと切断とが行われる前に、回転駆動部１３が、前回の目標引出し長に基づいた回転数で電線保持部１２を回転させる。これにより、前回の引出しの際に生じた撚りが解消されて今回の電線Ｗ１の引出しと切断とが行われるので、一層高い確度で電線Ｗ１の撚りを矯正することができる。

また、上述した第２の制御及び第３の制御では、今回の目標引出し長を事前に取得して、引出しが行われる前に、又は、引出しが行われている最中に、回転駆動部１３が、この目標引出し長に基づいた回転数で電線保持部１２を回転させる。これにより、今回の引出しに生じる撚りを見越して、予め逆向きの撚りを生じさせておくか、あるいは、撚りの矯正を行ないながら引出しが行われるので、一層高い確度で電線の撚りを矯正することができる。

また、本実施形態によれば、一対の電線挟持ローラ１２３ｅでの電線Ｗ１の挟持により、電線Ｗ１を引き出し可能な状態で安定的に保持して矯正することができる。

また、本実施形態では、電線Ｗ１の取込口１２１が上記のように広口形状に形成され、その中心を通る軸線上に、一対の電線挟持ローラ１２３ｅによる電線Ｗ１の挟持領域１２３ｅ−１が位置する。ここで、図１に示されているように電線リールＷＲ１から引き出される電線Ｗ１は、電線リールＷＲ１と電線矯正装置１０との間隔が近い場合等には、取込口１２１の中心を通る軸線上からずれた斜め方向から取込口１２１に取り込まれる場合がある。しかしながら、本実施形態によれば、このような場合であっても、広口形状の取込口１２１によってその中心を通る軸線上の挟持領域１２３ｅ−１へと電線Ｗ１が案内される。これにより、上記のようなずれた方向からの電線Ｗ１についても安定的に保持して矯正することができる。

尚、以上に説明した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の電線矯正装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

例えば、上述した実施形態では、本発明にいう収納場所の一例として電線リールＷＲ１が例示されている。しかしながら、本発明にいう収納場所はこれに限るものではない。本発明にいう収納場所は、例えばリング状に巻かれた電線がただ置かれているだけの場所等であってもよく、引き出しに際して電線に軸回りの撚りが生じるような状態で電線が収容される場所であれば具体的な態様は問わない。

また、上述した実施形態では、本発明にいう電線矯正装置の一例として、直方体状の支持フレーム１１の一端部に略円筒状の電線保持部１２が回転可能に支持され、他端部に回転駆動部１３が固定された電線矯正装置１０が例示されている。しかしながら、本発明にいう電線矯正装置はこれに限るものではない。本発明にいう電線矯正装置は、回転可能に設けられた電線保持部と、その電線保持部を回転させる回転駆動部と、を備えるものであれば、各部位の形状やフレーム構成等は、任意に設定し得る。

また、上述した実施形態では、本発明にいう回転駆動部の一例として駆動源としてのサーボモータ１３１と、動力伝達機構としての駆動ベルト１３２と、を備えた回転駆動部１３が例示されている。しかしながら、本発明にいう回転駆動部はこれに限るものではない。本発明にいう回転駆動部は、サーボモータ以外のモータ等を駆動源として備えるものであってもよく、あるいは、駆動ベルト以外の歯車機構等を動力伝達機構として備えるものであってもよい。

また、上述した実施形態では、本発明にいう電線保持部の一例として、一対の電線挟持ローラ１２３ｅで電線Ｗ１を挟持する電線保持部１２が例示されている。しかしながら、本発明にいう電線保持部はこれに限るものではない。本発明にいう電線保持部は、引出しが可能な状態で電線を保持するものであれば、例えば複数の回転コロの間に電線を挟持するもの等であってもよく、電線の具体的な保持構造については問わない。ただし、一対の電線挟持ローラ１２３ｅで電線Ｗ１を挟持する構成とすることで、電線Ｗ１を引き出し可能な状態で安定的に保持できる点は上述した通りである。

１ 電線切出しシステム
１０ 電線矯正装置
１１ 支持フレーム
１２ 電線保持部
１３ 回転駆動部
２０ 検尺切断装置
２１ 電線牽引部
２２ 検尺切断部
１２１ 取込口
１２２ 出口
１２３ 保持機構
１２３ａ 固定回転軸
１２３ｂ 可動回転軸
１２３ｃ ケース
１２３ｃ−１ 案内スリット
１２３ｄ バネ
１２３ｅ 電線挟持ローラ
１２３ｅ−１ 挟持領域
１３１ サーボモータ
１３２ 駆動ベルト
Ｄ１１ 中心軸方向
Ｄ１２ 巻き付け方向
Ｄ１３ 接離方向
Ｄ１４ 撚り戻し方向
Ｄ１１１ 引出し方向
Ｗ１ 電線
ＷＲ１ 電線リール

Claims (6)

1. 所定の収容場所から引き出された電線を、前記収容場所とは反対側への更なる引き出しが可能に保持するとともに、当該電線の軸回りに回転可能に設けられた電線保持部と、
   前記電線保持部からの前記更なる引き出しによって前記収容場所から当該電線保持部までの間の前記電線に生じる当該電線の軸回りの撚りと逆向きの撚り戻し方向に、当該電線保持部を回転させる回転駆動部と、を備え、
   前記電線保持部からの前記電線の引出し方向について、当該電線保持部の下流側には、前記電線保持部から引出し長を検尺しつつ前記電線を引き出して、検尺結果が目標引出し長に達したら切断する検尺切断装置が配置されており、
   前記回転駆動部が、前記検尺切断装置から前記目標引出し長を取得して、当該目標引出し長に基づいた回転数で前記電線保持部を回転させることを特徴とする電線矯正装置。
2. 前記電線は、前記収容場所としての電線リールから、当該電線リールの中心軸方向に沿って引き出されるものであり、
   前記回転駆動部が、前記電線リールにおける前記電線の巻き付け方向に対する逆方向を前記撚り戻し方向として前記電線保持部を回転させることを特徴とする請求項１に記載の電線矯正装置。
3. 前記検尺切断装置が、前記電線保持部からの引出しと切断とを繰り返し実行するものであり、
   前記回転駆動部が、前回に前記検尺切断装置によって前記引出しと前記切断とが行われた際の前記目標引出し長を取得して、今回、前記検尺切断装置によって前記引出しと前記切断とが行われる前に、当該目標引出し長に基づいた回転数で前記電線保持部を回転させることを特徴とする請求項１又は２に記載の電線矯正装置。
4. 前記検尺切断装置が、前記電線保持部からの引出しと切断とを繰り返し実行するものであり、
   前記回転駆動部が、今回、前記検尺切断装置が前記引出しと前記切断とを行うに当たっての前記目標引出し長を事前に取得して、当該引出しが行われる前に、又は、当該引出しが行われている最中に、当該目標引出し長に基づいた回転数で前記電線保持部を回転させることを特徴とする請求項１又は２に記載の電線矯正装置。
5. 前記電線保持部が、当該電線保持部からの前記電線の引出し方向と交差する回転軸回りに回転可能なローラを一対、各々の外周どうしの間に前記電線を挟持するように備えるものであることを特徴とする請求項１〜４のうち何れか一項に記載の電線矯正装置。
6. 前記電線保持部において、前記収容場所の側に設けられた前記電線の取込口が、内側から外側に向かって広がった広口形状に形成され、当該取込口の中心を通る軸線上に前記電線が保持されることを特徴とする請求項１〜５のうち何れか一項に記載の電線矯正装置。

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