JP7120070B2 - 支持装置及び線材送り出し装置 - Google Patents

Description

本発明は、線材が巻き回された巻軸の両端に円盤部が設けられた巻芯部材を支持する支持装置、及びその支持装置を備えた線材送り出し装置に関する。

従来、複数の線材が束ねられたケーブルを製造する際には、それぞれに線材が巻き回された複数のボビンを回転可能に支持し、これら複数のボビンから撚線機等の対象装置に線材を送り出す。ボビンは、その中心孔にシャフトが挿通され、線材が引き出されることにより回転する。ボビンの中心孔をシャフトに挿通させる作業は、作業者の手作業によって行われている。

特開平９－３５５５５号公報 特開昭５４－１１３４０号公報

線材が巻かれたボビンは、例えば２５ｋｇ程度になることもあり、この重量を支えながらボビンの中心軸線をシャフトの回転軸線に合わせ、中心孔をシャフトに挿通させてボビンを回転可能に支持する作業の作業負担が大きかった。

そこで、本発明は、線材が巻き回された巻芯部材を回転可能に支持する作業の作業負担を軽減することが可能な支持装置、及びその支持装置を備えた線材送り出し装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、線材が巻き回された巻軸の両端に円盤部が設けられた巻芯部材を、前記巻芯部材が載置される架台から浮かせて支持する支持装置であって、少なくとも一部がテーパ状に形成された外周面を有する嵌入部材と、前記嵌入部材を前記巻芯部材に設けられた軸孔に嵌入させる移動機構とを備え、前記嵌入部材が前記軸孔に嵌入することにより、前記テーパ状に形成された外周面によって前記巻芯部材を前記架台から浮かせる、支持装置を提供する。

また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、上記の支持装置を複数備え、前記支持装置に支持された複数の前記巻芯部材からそれぞれ前記線材を送り出す、線材送り出し装置を提供する。

本発明に係る支持装置及び線材送り出し装置によれば、線材が巻き回された巻芯部材を回転可能に支持する作業の作業負担を軽減することが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係る線材送り出し装置を示す正面図である。 ボビンから線材が引き出された状態を示す線材送り出し装置の正面図である。 線材送り出し装置の側面図である。 複数の線材が撚り合わされた撚線を製造する工程を線材送り出し装置の上面図と共に示す概略図である。 支持装置を示し（ａ）は外観図、（ｂ）は内部構造を示す部分断面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ部拡大図である。 支持装置の動作を示す説明図であり、（ａ）はボビンが架台に載置された状態を、（ｂ）はボビンが支持装置に支持された状態を、それぞれ示している。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係るローラヘッドを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は外観図である。（ｃ）は、ボビンが架台に載置された状態を示し、（ｂ）は、ボビンが支持装置に支持された状態を示している。 本発明の第３の形態に係る支持装置の構成及び動作を説明する説明図であり、（ａ）はボビンが架台に載置された状態を、（ｂ）はボビンが支持装置に支持された状態を、それぞれ示している。

［第１の実施の形態］
図１及び図２は、本発明の実施の形態に係る線材送り出し装置を示す正面図である。図３は、線材送り出し装置の側面図である。図４は、複数の線材が撚り合わされた撚線を製造する工程を線材送り出し装置の上面図と共に示す概略図である。図１乃至図３では、図面上下方向が鉛直方向の上下方向に対応する。

この線材送り出し装置１は、架台１０と、複数の支持装置２と、架台１０の上方に配置された複数の張力調整装置３及びプーリ４とを備えている。図１では、架台１０に９つの巻芯部材としてのボビン８が載置された状態を示している。それぞれのボビン８には、線材９が巻き回されている。図２及び図３では、ボビン８から引き出された線材９が張力調整装置３を経由してプーリ４に掛け回された状態を示している。

本実施の形態では、図４に示すように、９つのボビン８からそれぞれ引き出された９本の線材９が素線として撚線機５に供給され、これらが撚り合わされて撚線９０となる。張力調整装置３は、プーリ４側に移動する線材９の動きに抵抗力を付与し、プーリ４と撚線機５との間の線材９の張力を調整する。撚線機５から排出された撚線９０は、巻取ドラム６に巻き取られる。なお、９本の線材９を撚り合わせることなく束ねて絶縁体により被覆し、絶縁ケーブルとしてもよい。

架台１０は、上下方向に並ぶ３つの棚板１１と、これらの棚板１１が取り付けられた４本の支柱１２と、背枠１３と、４本の支柱１２の上端部及び下端部と背枠１３とをそれぞれ連結する上板１４及び下板１５とを備えている。４本の支柱１２は、上端部側ほど背枠１３に近づくように、鉛直方向に傾斜している。

３つの棚板１１には、それぞれ３つのボビン８が作業者によって載置される。棚板１１は、平板状の本体１１１と、本体１１１の上面に取り付けられた複数のＶブロック１１２とを有している。Ｖブロック１１２には、ボビン８を位置決めするためのＶ字溝が形成されている。架台１０を図１及び図２に示す正面側から見た場合、３つの棚板１１のうち上方に位置する棚板１１に載置されるボビン８ほど、奥側（背枠１３側）に位置決めされる。この構成により、ボビン８と張力調整装置３との間の線材９が絡み合うことが抑制されている。

複数の支持装置２は、ボビン８を軸方向に挟むように配置され、支柱１２に取り付けられている。支持装置２は、作業者によって回転操作されるハンドル２１を有しており、ハンドル２１が回転操作されることによってローラヘッド２２が筐体２０に対して水平方向に移動する。筐体２０は、例えばボルトあるいは溶接により支柱１２に固定されている。

複数の支持装置２のうち、２つのボビン８の間に配置された支持装置２は、一対のローラヘッド２２を有している。また、棚板１１の両端部においてボビン８に挟まれない位置に配置された支持装置２は、１つのローラヘッド２２を有している。次に、図５及び図６を参照し、支持装置２の構成と動作について説明する。

図５は、２つのボビン８の間に配置された支持装置２を示し（ａ）は外観図、（ｂ）は内部構造を示す部分断面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ部拡大図である。この支持装置２は、ハンドル２１と、ハンドル２１の回転に伴って回転するように筐体２０に支持されたプライマリギヤ２３と、筐体２０に支持されてプライマリギヤ２３に噛み合って回転するセカンダリギヤ２４と、第１及び第２のシャフト２５，２６と、第１及び第２のシャフト２５，２６にそれぞれ支持された一対のローラヘッド２２と、第１及び第２のシャフト２５，２６と一対のローラヘッド２２との間にそれぞれ配置されたラジアル軸受２７及びスラスト軸受２８とを有している。プライマリギヤ２３、セカンダリギヤ２４、ならびに第１及び第２のシャフト２５，２６は、ローラヘッド２２を後述するボビン８の軸孔８０に嵌入させる移動機構２９を構成する。

筐体２０は、ボビン８に向かい合う両側壁２０１，２０２に、第１及び第２のシャフト２５，２６をそれぞれ挿通させる挿通孔２０３，２０４が形成されている。一対のローラヘッド２２は、筐体２０の外部において、第１及び第２のシャフト２５，２６にそれぞれ支持されている。

ハンドル２１は、本発明における操作部材の一態様であり、作業者の手動操作を受け付ける。また、ハンドル２１は、円盤状の本体部２１１と、作業者が把持するための取っ手２１２とを有しており、取っ手２１２が作業者により回転操作される。

ローラヘッド２２は、本発明における嵌入部材の一態様であり、テーパ状の外周面２２１ａを有するテーパ部２２１と、テーパ部２２１の大径側の端部から軸方向に延びて第１のシャフト２５あるいは第２のシャフト２６の端部を覆う円筒状のカバー部２２２とを一体に有している。テーパ部２２１は、ボビン８側の先端側ほど外径が小さくなる部分円錐形状であり、カバー部２２２は、テーパ部２２１の筐体２０側の大径側の端部から連続して形成されている。ローラヘッド２２の中心部には、ラジアル軸受２７及びスラスト軸受２８を収容する収容空間２２０が形成されている。

プライマリギヤ２３は、大径ギヤ部２３１と小径ギヤ部２３２とを有している。大径ギヤ部２３１及び小径ギヤ部２３２は、同軸配置されてハンドル２１と一体に回転する。セカンダリギヤ２４は、プライマリギヤ２３の大径ギヤ部２３１に噛み合う大径ギヤ部２４１と、大径ギヤ部２４１と同軸配置されて大径ギヤ部２４１と一体に回転する小径ギヤ部２４２とを有している。

第１及び第２のシャフト２５，２６は、本発明における一対の支持軸の一態様である。第１のシャフト２５は、プライマリギヤ２３の小径ギヤ部２３２に噛み合うラック歯２５１を有しており、プライマリギヤ２３の回転により軸方向に移動する。第２のシャフト２６は、セカンダリギヤ２４の小径ギヤ部２４２に噛み合うラック歯２６１を有しており、セカンダリギヤ２４の回転により軸方向に移動する。

プライマリギヤ２３とセカンダリギヤ２４は逆方向に回転するので、第１及び第２のシャフト２５，２６は、ハンドル２１が手動操作されることにより互いに逆方向に進退移動する。より詳細には、ハンドル２１が図５（ａ）に示す矢印Ａ_１方向に回転操作された場合に、第１のシャフト２５及び第２のシャフト２６が互いに離間するように移動する。また、ハンドル２１が図５（ａ）に示す矢印Ａ_２方向に回転操作された場合には、第１のシャフト２５及び第２のシャフト２６が互いに接近するように移動する。

ラジアル軸受２７は、ローラヘッド２２が受ける径方向の荷重を支持する。スラスト軸受２８は、ローラヘッド２２が受ける軸方向の荷重を支持する。本実施の形態では、ラジアル軸受２７がボールベアリングであり、スラスト軸受２８がニードルベアリングであるが、ラジアル軸受２７及びスラスト軸受２８の構造はこれに限らず、様々な形式のものを適宜用いることができる。一対のローラヘッド２２は、ラジアル軸受２７及びスラスト軸受２８により、第１及び第２のシャフト２５，２６に対して回転可能に軸受支持されている。

なお、棚板１１の両端部付近のボビン８に挟まれない位置に配置された支持装置２は、図５（ａ）及び（ｂ）に示す構成のうちプライマリギヤ２３側の半分に相当する構成を具備しており、セカンダリギヤ２４及び第２のシャフト２６を有していない。この支持装置２では、上記と同様に、ハンドル２１の回転操作に伴うプライマリギヤ２３の回転によって第１のシャフト２５が軸方向に進退移動する。ただし、棚板１１の一方の端部付近に配置された支持装置２と、棚板１１の他方の端部付近に配置された支持装置２とでは、筐体２０からの第１のシャフト２５の突出方向が逆向きである。

図６は、支持装置２の動作を示す説明図であり、（ａ）はボビン８が架台１０に載置された状態を、（ｂ）はボビン８が支持装置２に支持された状態を、それぞれ示している。ボビン８は、線材９が巻き回された円筒状の巻軸８１と、巻軸８１の両端に設けられた一対の円盤部８２とを有している。また、ボビン８は、例えば合成樹脂からなり、巻軸８１と一対の円盤部８２とを一体に有している。ボビン８の中心部には、巻軸８１を軸方向に貫通する軸孔８０が形成されている。

支持装置２は、ローラヘッド２２がボビン８の軸孔８０に嵌入することにより、ボビン８を架台１０から浮かせて回転可能に支持する。より具体的には、ローラヘッド２２が軸孔８０に嵌入することにより、テーパ部２２１の外周面２２１ａが軸孔８０の端部に当接してボビン８が架台１０の棚板１１に設けられたＶブロック１１２から浮き上がる。

第１及び第２のシャフト２５，２６は、架台１０に載置されたボビン８の中心軸線Ｃと平行に進退移動可能である。図６（ａ）に示すように、ローラヘッド２２の回転軸線Ｏは、架台１０に載置されたボビン８の中心軸線Ｃよりも上方に位置する。ローラヘッド２２のテーパ部２２１は、最小径φｍｉｎ（図５（ｃ）参照）が軸孔８０の内径Ｄよりも小さく、最大径φｍａｘが軸孔８０の内径Ｄよりも大きい。テーパ部２２１の最小径φｍｉｎと軸孔８０の内径Ｄとの差は、架台１０に載置されたボビン８の中心軸線Ｃとローラヘッド２２の回転軸線Ｏとの間の距離Δよりも大きい。

そして、ローラヘッド２２のテーパ部２２１が軸孔８０に嵌入することにより、図６（ｂ）に示すように、ローラヘッド２２の回転軸線Ｏにボビン８の中心軸線Ｃが一致するようにボビン８が上方に移動する。なお、支持装置２のハンドル２１は、テーパ部２２１の外周面２２１ａが全周にわたって軸孔８０の端部に当接した状態で固定される。

このように、ボビン８が架台１０から浮いた状態で支持されることによってボビン８が回転自在となり、線材９が張力調整装置３及びプーリ４側に向かって上方に引き出されると、ボビン８の一対の円盤部８２と棚板１１との間で摩擦抵抗が発生することなく、ボビン８が回転軸線Ｏを中心として円滑に回転する。

（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した支持装置２及び線材送り出し装置１によれば、ボビン８を架台１０に載置し、その後にハンドル２１を回転操作すればボビン８が架台１０の棚板１１から浮き上がって回転可能となるので、ボビン８を支持する作業の作業負担を軽減することが可能となる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図７を参照して説明する。第２の実施の形態は、ローラヘッド２２の形状が第１の実施の形態と異なり、その他の構成は第１の実施の形態と共通である。図７において、第１の実施の形態と共通する部材等については、第１の実施の形態の説明で用いた符号と同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図７（ａ）及び（ｂ）は、本実施の形態に係るローラヘッド２２を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は外観図である。図７（ｃ）は、ボビン８が架台１０に載置された状態を示し、図７（ｂ）は、ボビン８が支持装置２に支持された状態を示している。

本実施の形態に係るローラヘッド２２は、テーパ部２２１とカバー部２２２との間に、円筒状の支持部２２３が設けられている。支持部２２３の外径φ_１は、軸孔８０の内径Ｄと同等もしくは軸孔８０の内径Ｄよりも僅かに小さく形成されている。また、テーパ部２２１の最大径φｍａｘは、支持部２２３の外径φ_１と同じであり、テーパ部２２１の外周面２２１ａと支持部２２３の外周面２２３ａとが段差なく連続している。カバー部２２２の外径φ_２は、支持部２２３の外径φ_１よりも大きく、カバー部２２２と支持部２２３との間に環状の段差面２２２ａが形成されている。

ボビン８は、テーパ部２２１が軸孔８０に嵌入することにより棚板１１から浮き上がり、さらに支持部２２３が軸孔８０に嵌入することによって支持部２２３に支持される。ローラヘッド２２は、段差面２２２ａがボビン８の円盤部８２に当接するまで、ハンドル２１の回転操作によって軸方向に移動する。

この第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の作用及び効果に加え、ボビン８の傾きが抑制されてより確実に支持装置２によって回転可能に支持される。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について図８を参照して説明する。図８は、本実施の形態に係る支持装置７の構成及び動作を説明する説明図であり、（ａ）はボビン８が架台１０に載置された状態を、（ｂ）はボビン８が支持装置７に支持された状態を、それぞれ示している。支持装置７は、ローラヘッド２２と、ローラヘッド２２をボビン８の軸孔８０に嵌入させる移動機構７０とを有している。

第１の実施の形態では、ハンドル２１の回転操作によって作動する移動機構２９により、ローラヘッド２２が進退移動する場合について説明したが、第３の実施の形態では、ローラヘッド２２を進退移動させる移動機構７０が、架台１０に対して揺動可能に連結されたレバー７１、ローラヘッド２２を支持する支持軸７２、及び支持軸７２を軸方向移動可能に保持する筒状の保持部材７３を有して構成されている。

図８は、本実施の形態に係る支持装置７の構成及び動作を説明する説明図であり、（ａ）はボビン８が架台１０に載置された状態を、（ｂ）はボビン８が支持装置７に支持された状態を、それぞれ示している。レバー７１は、本発明における操作部材の一態様であり、作業者の手動による揺動操作を受け付ける。レバー７１は、円柱状の棒体部７１１と、棒体部７１１の先端に取り付けられた取っ手７１２とを有している。本実施の形態では、棚板１１の本体１１１の上面にブラケット１１３が取り付けられており、このブラケット１１３にレバー７１における棒体部７１１の基端部が回動可能に支持されている。

支持軸７２は、円柱状の軸部７２１と、軸部７２１の外周面に固定された回り止めキー７２２とを有している。軸部７２１は、ボビン８の中心軸線Ｃと平行に保持部材７３に保持されている。保持部材７３は、支柱１２（図１，２参照）に固定されている。保持部材７３には、支持軸７２の軸部７２１を挿通させる保持孔７３１と、回り止めキー７２２が嵌合する凹部７３２とが形成されている。支持軸７２は、回り止めキー７２２が凹部７３２に嵌合することで、保持部材７３に対して回り止めされている。

ローラヘッド２２は、第１の実施の形態と同様に、支持軸７２の先端部に軸受支持されている。支持軸７２における軸部７２１の後端部には、レバー７１の棒体部７１１が当接する湾曲面７２１ａが形成されている。レバー７１が作業者によって揺動操作されると、棒体部７１１が湾曲面７２１ａに当接して軸部７２１を押圧し、支持軸７２を軸方向に移動させる。そして、この支持軸７２の移動によって、ローラヘッド２２がボビン８の軸孔８０に嵌入する。レバー７１は、テーパ部２２１の外周面２２１ａが全周にわたって軸孔８０の端部に当接した状態で固定される。

この第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態の作用及び効果に加え、移動機構７０をより簡素に構成することが可能となる。

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

［１］線材（９）が巻き回された巻軸（８１）の両端に円盤部（８２）が設けられた巻芯部材（ボビン８）を、前記巻芯部材（８）が載置される架台（１０）から浮かせて支持する支持装置（２，７）であって、少なくとも一部がテーパ状に形成された外周面（２２１ａ）を有する嵌入部材（ローラヘッド２２）と、前記嵌入部材（２２）を前記巻芯部材（８）に設けられた軸孔（８０）に嵌入させる移動機構（２９，７０）とを備え、前記嵌入部材（２２）が前記軸孔（８０）に嵌入することにより、前記テーパ状に形成された外周面（２２１ａ）によって前記巻芯部材（８）を前記架台（１０）から浮かせる、支持装置（２，７）。

［２］前記移動機構（２９，７０）は、前記嵌入部材（２２）を支持する支持軸（第１及び第２のシャフト２５，２６／７２）を有し、前記嵌入部材（２２）が前記支持軸（２５，２６／７２）に対して回転可能に軸受支持されている、上記［１］に記載の支持装置（２，７）。

［３］前記移動機構（２９，７０）は、前記支持軸（２５，２６／７２）が前記巻芯部材（８）の中心軸線（Ｃ）と平行に進退移動可能であり、前記嵌入部材（２２）の回転軸線（Ｏ）が、前記架台（１０）に載置された前記巻芯部材（８）の中心軸線（Ｃ）よりも上方に位置する、上記［２］に記載の支持装置（２，７）。

［４］手動操作を受け付ける操作部材（ハンドル２１，レバー７１）をさらに備え、前記支持軸（２５，２６／７２）は、前記操作部材（２１，７１）が手動操作されることにより進退移動する、上記［３］に記載の支持装置。

［５］一対の前記嵌入部材（２２）を備え、前記移動機構（２９）は、前記一対の嵌入部材（２２）をそれぞれ支持する一対の支持軸（２５，２６）を有し、前記一対の支持軸（２５，２６）は、前記操作部材（２１）が手動操作されることにより互いに逆方向に進退移動する、上記［４］に記載の支持装置（２）。

［６］前記移動機構（７）は、前記架台（１０）に対して揺動可能に連結されたレバー（７１）を有し、前記レバー（７１）の揺動によって前記支持軸（７２）が移動する、上記［２］に記載の支持装置。

［７］上記の何れかに記載の支持装置（２，７）を複数備え、前記支持装置（２，７）に支持された複数の前記巻芯部材（８）からそれぞれ前記線材（９）を送り出す、線材送り出し装置（１）。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記の実施の形態では、素線としての線材９が巻き回されたボビン８を支持装置２，７によって回転可能に支持する場合について説明したが、これに限らず巻取ドラム６を回転可能に支持する支持装置に本発明を適用することも可能である。また、一つの線材送り出し装置１に、第１の実施の形態に係る支持装置２と第３の実施の形態に係る支持装置７とを混在して配置してもよい。

１…線材送り出し装置
１０…架台
２…支持装置
２１…ハンドル（操作部材）
２２…ローラヘッド（嵌入部材）
２５…第１のシャフト（支持軸）
２６…第２のシャフト（支持軸）
２９…移動機構
７…支持装置
７０…移動機構
７１…レバー（操作部材）
７２…支持軸
８…ボビン（巻芯部材）
８０…軸孔
８１…巻軸
８２…円盤部
９…線材

Claims (6)

1. 線材が巻き回された巻軸の両端に円盤部が設けられた巻芯部材を、前記巻芯部材が載置される架台から浮かせて支持する支持装置であって、
   少なくとも一部がテーパ状に形成された外周面を有する嵌入部材と、
   前記嵌入部材を前記巻芯部材に設けられた軸孔に嵌入させる移動機構と、を備え、
   前記移動機構は、前記嵌入部材を支持する支持軸を有し、
   前記嵌入部材の中心部には、前記嵌入部材が受ける径方向の荷重を支持するラジアル軸受と、前記嵌入部材が受ける軸方向の荷重を支持する前記スラスト軸受と、が収容されており、
   前記ラジアル軸受およびスラスト軸受により、前記嵌入部材が前記支持軸に対して回転可能に軸受支持されており、
   前記嵌入部材が前記軸孔に嵌入することにより、前記テーパ状に形成された外周面によって前記巻芯部材を前記架台から浮かせる、
   支持装置。
2. 前記移動機構は、前記支持軸が前記巻芯部材の中心軸線と平行に進退移動可能であり、
   前記嵌入部材の回転軸線が、前記架台に載置された前記巻芯部材の中心軸線よりも上方
   に位置する、
   請求項１に記載の支持装置。
3. 手動操作を受け付ける操作部材をさらに備え、
   前記支持軸は、前記操作部材が手動操作されることにより進退移動する、
   請求項２に記載の支持装置。
4. 一対の前記嵌入部材を備え、
   前記移動機構は、前記一対の嵌入部材をそれぞれ支持する一対の支持軸を有し、
   前記一対の支持軸は、前記操作部材が手動操作されることにより互いに逆方向に進退移動する、
   請求項３に記載の支持装置。
5. 前記移動機構は、前記架台に対して揺動可能に連結されたレバーを有し、
   前記レバーの揺動によって前記支持軸が移動する、
   請求項１に記載の支持装置。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載の支持装置を複数備え、
   前記支持装置に支持された複数の前記巻芯部材からそれぞれ前記線材を送り出す、
   線材送り出し装置。

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