JP7348795B2 - 線材束製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、線材を一定の長さで切断するとともに束ねた線材束を製造する線材束製造装置に関する。

糸等の線材は、複数本をまとめて束にして利用される場合が多い。糸束を製造する製造装置は、送られた糸を軸視において多角形状の糸車に巻き付ける。糸の巻き付け回数が所定回数に達すると、糸車の各辺に巻き付けられている糸をまとめて切断して、一定長さの糸を所定本束ねた糸束が形成される（例えば、特許文献１参照）。

このような糸束を製造する製造装置では、糸が連続して送られてきても、糸を停止することなく、糸車に巻き付けることができる。これにより、糸束を製造するときのタクトタイムを短く抑えることが可能である。

特開２０１０－１２６８２５号公報

しかしながら、引用文献１の構成の場合、糸車の１辺の長さは糸束の長さよりも長い。そのため、糸車の小型化ができず装置の小型化が困難である。また、糸の巻き付け回数が所定回数に到達すると、糸車の交換のために糸の切断が必要であり、一時的に糸の巻き付け動作が停止される。そのため、糸束の製造時間が長くなる。

また、糸車の角部に巻き付けられた糸は、糸束に使用できないため、供給された糸に対する製造された糸束の割合が低くなる。

そこで、本発明は、所定長さの線材の束を製造する線材束製造装置であって、小型かつ連続処理が可能であるとともに、廃棄される線材を減らすことができる線材束製造装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の線材束製造装置は、線材の供給方向に延びる直線状の作業領域を有するとともに無端状に形成されたガイド部と、前記ガイド部に沿って移動可能であるとともに前記線材を把持可能な複数の把持部と、複数の前記把持部をそれぞれ独立して駆動可能な第１駆動部と、前記線材を切断するカッターと、前記カッターにて所定長さに切断された線材片を集積する線材片集積部と、を有する。前記線材が所定長さ供給されるごとに、連続する２個の前記把持部が、前記線材の供給速さに合わせた速さで供給方向に移動するとともに前記線材の供給方向の先端から所定長さの切断位置の前後を把持し、前記カッターが前記切断位置で前記線材を切断して、所定長さの前記線材片を形成し、前記線材片が、前記切断位置の前後を把持する２個の前記把持部のうち前記供給方向前側の前記把持部と、前記供給方向前側の前記把持部よりも前方に位置する前記把持部にて把持されて前記線材片集積部まで搬送される。

この構成によると、供給される線材を連続して切断して線材片を製造するとともに、線材の供給を止めることなく、線材束を製造することができる。これにより、単位時間当たりの線材束の製造する量を増やすことが可能である。また、端部から一定の長さごとに切断して順次切断片を製造するため、破棄される線材を減らすことが可能である。さらに気線材を切断するため、または、線材を集積するために線材の供給を一時的に停止するために線材をためる装置が不要になるため、線材束製造装置の構造を簡略化するとともに小型化が可能である。また、これにより、レイアウトの自由度が高くなる。

さらに、第１駆動部が複数の把持部を独立して駆動可能であることから、把持部で把持できる線材線の長さを自由に変更可能である。これにより、線材束製造装置の汎用性を高めることが可能である。また、１つの製造ラインで複数種（長さ）の線材束を製造することが可能である。

上記構成の線材束製造装置において、前記カッターを前記作業領域に沿って移動させる第２駆動部をさらに有し、前記カッターは、前記線材を切断可能な切断刃部と、前記切断刃部を駆動するアクチュエーターと、を有し、前記第２駆動部は、前記連続する２個の前記把持部が前記線材の前記切断位置の前後を把持すると同時に、前記切断刃部を前記線材の供給速さに合わせて移動させ、前記カッターの移動中において、前記アクチュエーターが、切断刃部を駆動して移動中の前記線材の前記切断位置を切断してもよい。これにより、線材の切断端面がつぶれたり、引きちぎられたりするのを抑制することができる。これにより、線材束の不良品の発生を抑制できるため、歩留まりを高めることができる。

上記構成の線材束製造装置において、前記第２駆動部は、前記切断刃部が前記線材を前記切断位置で切断した後、前記カッターを前記線材の供給方向と逆方向に移動させて元の位置に戻すようにしてもよい。このようにすることで、カッターを移動させる第２駆動部の構造を簡単かつ小型化可能である。

上記構成の線材束製造装置において、前記線材を把持した前記把持部が前記線材の供給速さに合わせて前記作業領域に沿って、前記線材の供給方向の上流側から下流側に移動を開始した後、前記作業領域の前記上流側に次の前記連続した２個の前記把持部を待機させてもよい。このようにすることで、線材の連続処理が可能である。

上記構成の線材束製造装置において、前記線材片集積部は、前記作業領域の他端の近傍に配置されており、前記第１駆動部は、前記線材片を把持する前記把持部を前記線材の供給速さよりも速く移動させるとともに前記線材片を前記線材片集積部に受け渡す位置で停止させ、前記線材片が前記線材片集積部に受け渡された後、前記線材片を把持していた前記把持部を前記供給方向の下流側に移動させてもよい。このように構成することで、線材片を把持した把持部は、線材を把持した把持部から離れる。そのため、線材片を受け渡すために把持部が停止しても、後続の線材片を把持する把持部との接触が抑制される。これにより、安定して、かつ、安全に線材束の連続製造が可能である。

上記構成の線材束製造装置において、前記第１駆動部は、リニアモーターを採用してもよいし、前記把持部ごとに軸動モーター等の動力源を備える構成であってもよい。

本発明によると、小型かつ連続処理が可能であるとともに、所定長さの線材の束を製造するときに、不使用線材の発生量を抑えることが可能である。

本発明に係る線材束製造装置の概略配置図である。 図１に示す線材束製造装置の機能ブロック図である。 ガイド部にガイドされた把持部の概略配置図である。 図３に示す把持部の概略断面図である。 線材束製造装置の第１状態を示す図である。 線材束製造装置の第２状態を示す図である。 線材束製造装置の第３状態を示す図である。 線材束製造装置の第４状態を示す図である。 線材束製造装置の第５状態を示す図である。 線材束製造装置の第６状態を示す図である。 線材束製造装置の第７状態を示す図である。 線材束製造装置の第８状態を示す図である。 線材束製造装置の第９状態を示す図である。

以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態において、図１に示す線材束製造装置Ａを基準として、上下左右を定義し、紙面手前を手前側、紙面奥を奥側と定義する。線材Ｓｇは、図１に示す線材束製造装置Ａを基準として、左から右に供給される。そのため、図１に示す線材束製造装置Ａにおいて、左側を線材の供給方向上流側、右側を供給方向下流側と定義する。

＜線材束製造装置Ａ＞
図１は、本発明に係る線材束製造装置Ａの概略配置図である。図２は、図１に示す線材束製造装置Ａの機能ブロック図である。図３は、ガイド部１にガイドされた把持部２の概略配置図である。図４は、図３に示す把持部２の概略断面図である。

線材束製造装置Ａは、例えば、中空糸で形成された線材Ｓｇを複数個束ねて、中空糸フィルターを形成する中空糸フィルターの製造装置に利用される。中空糸フィルターの製造装置では、混錬された樹脂材料から中空糸を製造し、製造された中空糸が連続して線材束製造装置Ａに供給される。そのため、線材束製造装置Ａでは、連続した処理が要求される。以下に、線材束製造装置Ａの詳細について説明する。なお、線材Ｓｇとして、中空糸を挙げているが、これに限定されない。

図１、図２に示すように、線材束製造装置Ａは、ガイド部１と、把持部２と、第１駆動部３と、カッター４と、第２駆動部５と、線材片集積部６と、制御部７とを有する。

＜ガイド部１＞
ガイド部１は、把持部２の移動をガイドする。ガイド部１は、把持部２が摺動可能に係合さされるガイドレール１０を有する。図４に示すように、ガイドレール１０は、把持部２の摺動方向と直交する面で切断した切断面が、長辺が奥行き方向に延びる断面長方形状である。なお、ガイドレール１０として、断面長方形状としているが、これに限定されない。把持部２を円滑にガイド可能な形状を広く採用できる。

ガイドレール１０は、両端を連結することで無端状に形成される。ガイドレール１０は、作業領域１１、返り領域１２、戻り領域１３および送り領域１４を含む。すなわち、ガイド部１は、作業領域１１と、返り領域１２と、戻り領域１３と、送り領域１４とを有する。

作業領域１１は、ガイド部１の下部に配置される。作業領域１１は、供給方向上流から供給方向下流に形成された直線状の領域である。本実施形態の線材束製造装置Ａにおいて、線材Ｓｇを切断して線材片Ｓｇｃを製造する作業および線材片Ｓｇｃを線材片集積部６に搬送する作業は、線材Ｓｇが作業領域１１にあるときに実施される。

返り領域１２は、作業領域１１の供給方向下流側の端部に連結される。返り領域１２は、作業領域１１の供給方向下流側の端部から上方に一定の曲率半径で湾曲する。戻り領域１３は、作業領域１１の上方に配置され、作業領域１１と平行な直線上である。戻り領域１３は、返り領域１２と連結される。返り領域１２は、作業領域１１と戻り領域１３とを連結する。送り領域１４は、作業領域１１の供給方向上流側と戻り領域１３とを連結する。送り領域１４は、一定の曲率半径で湾曲する。

なお、図１に示す線材束製造装置Ａでは、返り領域１２と送り領域１４の曲率半径は同じである。しかしながら、これに限定されない。また、戻り領域１３は、直線状に形成されているが、これに限定されず、湾曲していてもよい。詳細は後述するが、ガイド部１において、把持部２が作業領域１１の供給方向上流から供給方向下流に向かって移動する間に、把持部２が把持した線材Ｓｇに対して所定の作業が行われる。そして、作業に使用された把持部２は、返り領域１２、戻り領域１３および送り領域１４に沿って順にガイドされて、把持位置Ｐｓ１に戻る。なお、把持位置Ｐｓ１は、供給された線材Ｓｇを把持部２が把持する位置であり、作業領域１１の線材Ｓｇの供給方向における上流に位置する。

＜把持部２＞
把持部２は、ガイドレール１０に沿って移動可能に配置される。図２、図３に示すように、把持部２は、台座２１と、ガイドローラー２２と、クランプ部２３と、アクチュエーター２４とを有する。なお、図１に示す線材束製造装置Ａでは、ガイド部１に１２個の把持部２が配置されている状態を示しているが、これに限定されない。把持部２の数は、１２個よりも多くてもよいし、１２個未満であってもよい。

図３に示すように、台座２１は上部に下方に凹んだ凹部２１１を有する。台座２１は、凹部２１１の内部にガイドレール１０を収納するように、ガイドレール１０に係合される。把持部２は、１２個のガイドローラー２２を有する。ガイドローラー２２は、４個の内面ローラー２２１と、４個の外面ローラー２２２と、４個の側面ローラー２２３とを有する。

内面ローラー２２１は、ガイドレール１０の内面に接触して回転しつつ移動する。外面ローラー２２２は、ガイドレール１０の外面に接触して回転しつつ移動する。側面ローラー２２３は、ガイドレール１０の厚み方向の側面に接触して回転しつつ移動する。把持部２は、これらのガイドローラー２２を有することで、ガイドレール１０に沿って正確に移動する。また、ガイドローラー２２によって、把持部２の円滑な移動が可能であるとともに、把持部２のガイドレール１０からの脱落が抑制される。

なお、本実施形態の把持部２では、内面ローラー２２１、外面ローラー２２２、側面ローラー２２３を有する構成としているが、これに限定されない。把持部２がガイドレール１０に沿って円滑に移動可能であるとともに、ガイドレール１０からの脱落を抑制できるローラー配置を広く採用できる。

クランプ部２３は、台座２１の下面から下面と直交する方向に突出する。クランプ部２３は、一対のクランプアーム２３１を有する。一対のクランプアーム２３１は、ガイドレール１０が延びる方向と直交する方向に対向して配置される。そして、一対のクランプアーム２３１は、互いに他方に対して接近可能および離間可能である。なお、一対のクランプアーム２３１は、一方が固定で他方が一方に対して接近および離間する構成であってもよい。クランプアーム２３１は、線材Ｓｇを挟む。また、一対のクランプ部２３は、互いに直線的に接近、離間する構成であってもよいし、台座２１と連結されている部分を回転中心として、先端側を回転させて接近、離間する構成であってもよい。

アクチュエーター２４は、一対のクランプアーム２３１を移動させる。つまり、アクチュエーター２４は、一対のクランプアーム２３１の動力源である。なお、アクチュエーター２４としては、モーター、ソレノイド等を挙げることができるが、これに限定されない。一対のクランプアーム２３１を駆動可能な動力を出力できる構成を広く採用できる。アクチュエーター２４は、制御部７と接続されており、制御部７からの指示で動作する。すなわち、制御部７が把持部２を動作すると称する場合、アクチュエーター２４を動作させて、一対のクランプアーム２３１で線材Ｓｇを把持するまたは把持した線材Ｓｇを離すことを指す。

＜第１駆動部３＞
線材束製造装置Ａにおいて、第１駆動部３は、各把持部２を独立して駆動させることが可能なリニアモーターを採用している。図１から図３に示すように、第１駆動部３は、コイル群３１と、マグネット３３とを有する。コイル群３１は、複数のコイル３２を有する。コイル群３１は、無端状に配置されたガイドレール１０に沿って複数のコイル３２が配列されている。さらに説明すると、複数のコイル３２は、ガイドレール１０の外周面側に配置される。複数のコイル３２には、それぞれ、独立して電力を供給することができる。

マグネット３３は、把持部２の台座２１に取り付けられる。図３、図４に示すように、マグネット３３は、台座２１の上面に形成された凹部２１１の内部に配置される。マグネット３３は、把持部２の移動方向に複数個（ここでは、３個）配置される。３個のマグネット３３は、コイル３２と対向する面が磁極面である。そして、隣り合うマグネット３３の各磁極面は、異なる磁極（Ｎ極またはＳ極）である。なお、マグネット３３の個数および配置については、上述に限定されず、複数のコイル３２とマグネット３３とでリニアモーターを形成することができる構成を広く採用できる。

第１駆動部３は、複数のコイル３２のそれぞれに順次電流を供給して、励磁することで、マグネット３３との間に磁力を発生させる。この磁力による、引力と斥力とをうまく組み合わせることで、マグネット３３およびマグネット３３が配置される把持部２をコイル群３１の配列方向に沿って移動させることができる。

＜カッター４＞
カッター４は、線材Ｓｇを切断する。図１、図２等に示すように、カッター４は、台座部４１と、切断刃部４２と、アクチュエーター４３とを有する。台座部４１は、第２駆動部５によって移動される。台座部４１には、第２駆動部５の後述するボールねじ軸部５２と組み合わせられるボールねじナット部（不図示）が形成される。

切断刃部４２は、台座部４１の表面に配置される。切断刃部４２は、回転刃４２１と、カッターアーム４２２とを有する。カッターアーム４２２は、台座部４１の線材Ｓｇと直交する方向に揺動する。回転刃４２１は、外周部が刃になっている円板状であり、カッターアーム４２２の先端に配置される。回転刃４２１は、回転しつつ線材Ｓｇに接触することで、線材Ｓｇを切断する。

アクチュエーター４３は、回転刃４２１を回転させるとともに、カッターアーム４２２を揺動させる駆動力を供給する動力源である。アクチュエーター４３は、台座部４１に配置される。アクチュエーター４３は回転刃４２１およびカッターアーム４２２の両方を駆動する構成であってもよいし、それぞれを駆動する独立して駆動する構成であってもよい。

なお、カッター４の構成は、上述の構成に限定されず、供給されている線材Ｓｇを切断可能であるとともに、線材Ｓｇの切断端面の潰れを抑制することができる構成を広く採用することができる。

＜第２駆動部５＞
第２駆動部５は、カッター４の台座部４１を線材Ｓｇの供給方向、すなわち、作業領域１１に沿う方向に移動させる。図１に示すように、第２駆動部５は、複数個のスライドガイド５１と、ボールねじ軸部５２と、駆動モーター５３（図２参照）と、を有する。

スライドガイド５１は、棒状の部材である。複数個のスライドガイド５１は、ボールねじ軸部５２の周囲に、配置されている。スライドガイド５１は、作業領域１１に沿って延びる。スライドガイド５１は、カッター４の台座部４１に形成された不図示のガイド孔を貫通している。ガイド孔がスライドガイド５１に対して摺動することで、スライドガイド５１は、台座部４１を作業領域１１に沿って直線移動可能なようにガイドする。

ボールねじ軸部５２は、円柱状であり、外周面にらせん状の溝を有する。ボールねじ軸部５２は、カッター４の台座部４１のボールねじナット部（不図示）を組み合わせることで、ボールねじによる移動構造が形成される。ボールねじによる移動構造は従来周知であるため詳細は省略する。

駆動モーター５３は、ボールねじ軸部５２を回転させる動力源である。駆動モーター５３によるボールねじ軸部５２の回転方向を変えることで、台座部４１を作業領域１１に沿って往復移動可能である。駆動モーター５３によるボールねじ軸部５２の回転角度を調整することで、台座部４１の作業領域１１における位置決めが可能である。また、駆動モーター５３の回転速度によってボールねじ軸部５２の回転速度を調整することで、台座部４１の移動速度を調整することができる。

第２駆動部５は、カッター４の切断作業を行う前段階において、台座部４１を初期位置Ｂｐに移動させて待機させる。なお、初期位置Ｂｐは、供給方向の位置が、待機位置Ｐｓ０にある連続する２個の把持部２と一致する位置である。

本実施形態において、第２駆動部５として、ボールねじを用いたリニアアクチュエーターを採用しているが、これに限定されない。例えば、第１駆動部３と同様、リニアモーターを用いるものであってもよい。詳細は後述するが、カッター４の台座部４１を線材Ｓｇの供給速さＴｓ１に合わせた速さで線材の供給方向に移動させつつ線材Ｓｇを切断することができるとともに、線材Ｓｇが予め決められた長さ供給されるまでに、台座部４１を初期位置Ｂｐに戻すことができる構成を広く採用することができる。

＜線材片集積部６＞
線材束製造装置Ａでは、作業領域１１で線材Ｓｇを所定の長さで切断して形成した線材片Ｓｇｃを束ねて、線材束Ｓｇｂを製造する（図１等参照）。線材片集積部６は、作業領域１１の供給方向の下流側の端部の近傍に配置される。そして、作業領域１１の線材Ｓｇの供給方向の下流端が、受け渡し位置Ｐｓ２である。受け渡し位置Ｐｓ２において、把持部２から線材片集積部６に線材片Ｓｇｃが受け渡される。なお、線材片Ｓｇｃの把持部２から線材片集積部６への受け渡しは、線材片Ｓｇｃの自重による落下で行われるが、これに限定されない。例えば、ロボットアーム等の受け渡し機構を備えていてもよい。

図１、図２に示すように、線材片集積部６は、コンベヤ６１と、集積容器６２と、コンベヤモーター６３とを有する。集積容器６２は、落下した線材片Ｓｇｃを集めるとともに、一定の方向に収容可能な容器である。なお、図示は省略しているが、例えば、径斜面等を利用して線材片Ｓｇｃを集積容器６２に集めるような構成を備えてもよい。

コンベヤ６１は、集積容器６２を移動させる。コンベヤ６１は、線材Ｓｇの供給方向とは直交する方向、すなわち、奥行き方向に集積容器６２を移動させる。コンベヤ６１は、例えば、無端状に連結されたベルト、チェーン等を備えた構成を上げることができるが、これに限定されない。集積容器６２に集積された線材片Ｓｇｃは、束ねられて線材束Ｓｇｂが形成される。なお、集積容器６２では、線材片Ｓｇｃを集積して、線材束Ｓｇｂを形成することができる構成を有してもよい。また、集積容器６２で、線材片Ｓｇｃを集積し次工程に束ねる工程を実行するようにしてもよい。

コンベヤモーター６３は、コンベヤ６１を駆動するためのモーターである。コンベヤモーター６３は、制御部７に接続されており、制御部７からの指示に従って、駆動される。

＜制御部７＞
制御部７は、線材束製造装置Ａの各部の動作を制御する。図２に示すように、制御部７は、把持部２のアクチュエーター２４、第１駆動部３のコイル３２、カッター４のアクチュエーター４３、第２駆動部５の駆動モーター５３および線材片集積部６のコンベヤモーター６３の動作を制御する。なお、これら以外の機器を制御してもよい。

制御部７は、処理回路７１と、記憶回路７２とを有する。処理回路７１は、各種情報を処理する回路であり、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算回路を有する。また、処理回路７１は、処理結果に基づいて、上述の各アクチュエーター、モーター等の駆動を制御する。

記憶回路７２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の半導体メモリー、フラッシュメモリー等の可搬性を有するメモリーおよびハードディスク等の記憶媒体を含むまたは接続される回路である。記憶回路７２で、制御プログラムまたは処理プログラム等の各種プログラムを記憶しておき、必要に応じて処理に対応したプログラムを呼び出すとともに処理回路７１でプログラムを動作させて、処理を行うようにしてもよい。

線材束製造装置Ａは、以上示した構成を有している。次に、線材束製造装置Ａの動作について、図面を参照して説明する。図５～図１３は、供給される線材Ｓｇから所定長さ（ここでは、切断長さＬ１とする）の線材片Ｓｇｃを集積した線材束Ｓｇｂを製造する間の線材束製造装置Ａの各状態を示す図である。

なお、以下の説明において、線材片Ｓｇｃを２個の把持部２で把持するものとする。このとき、線材片Ｓｇｃの供給方向前端部を把持する把持部を把持部２ｆとし、供給方向後端を把持する把持部を把持部２ｒと称する場合がある。例えば、連続する２個の把持部２では、線材Ｓｇを切断した後、供給方向前側の把持部２は形成された線材片Ｓｇｃの後端部を把持する、すなわち把持部２ｒである。また、線材Ｓｇを切断した後、供給方向後側の把持部２は、次に形成される線材片Ｓｇｃの前端部を把持する、すなわち、把持部２ｆである。

そして、２個の把持部２をまとめて表示する場合、供給方向の前側を先に記載する。例えば、連続する２個の把持部２が、後述する待機位置Ｐｓ０に待機している状態およびその状態と同じ状態の場合、把持部２（２ｒ、２ｆ）と示す場合がある。また、線材片Ｓｇｃの供給方向の両端を把持する２個の把持部２は、把持部２（２ｆ、２ｒ）と示す場合がある。

図５は、線材束製造装置Ａの第１状態Ｓｔｓ１を示す図である。図５に示す第１状態Ｓｔｓ１は、線材Ｓｇの供給開始時の線材束製造装置Ａを示す。第１状態Ｓｔｓ１において、１つの把持部２を把持部２ｆとして、待機位置Ｐｓ０に待機させておく。この状態で、線材Ｓｇが供給される。なお、待機位置Ｐｓ０は、把持部２ｆが線材Ｓｇを把持する把持位置Ｐｓ１よりも供給方向上流側である。

供給される線材Ｓｇは、作業領域１１に沿って、左側の供給方向上流から右側の供給方向下流に供給される。なお、線材Ｓｇは、一定の供給速さＴｓ１で供給される。また、線材Ｓｇの供給速さＴｓ１とは、単位時間当たりに供給される線材Ｓｇの長さと同じである。さらに説明すると、線材Ｓｇが一方向に移動する場合、線材Ｓｇの所定の位置（例えば、先端）は、供給速さＴｓ１で移動する。

図６は、線材束製造装置Ａの第２状態Ｓｔｓ２を示す図である。第２状態Ｓｔｓ２は、把持部２ｆが供給速さＴｓ１で供給方向上流側から下流側に移動しつつ、把持位置Ｐｓ１で先端が基準位置Ｓｔ１と重なったときに線材Ｓｇの先端近傍を把持している状態である。

第１駆動部３によって停止状態の把持部２ｆが供給速さＴｓ１に到達するまで、一定時間、必要であるとする。このとき、第１駆動部３は、線材Ｓｇの先端が基準位置Ｓｔ１に到達する前に把持部２ｆを待機位置Ｐｓ０から把持位置Ｐｓ１に向かって移動を開始する。詳しく説明すると、第１駆動部３は、線材Ｓｇの供給方向における先端が、予め決められた基準位置Ｓｔ１に到達したときに、把持部２ｆが供給速さＴｓ１で把持位置Ｐｓ１に到達するように、把持部２ｆを動作させる。

つまり、把持部２ｆは、線材Ｓｇの先端が基準位置Ｓｔ１と重なったとき、基準位置Ｓｔ１に近接した把持位置Ｐｓ１に供給速さＴｓ１で到達する。そして、把持部２ｆが、把持位置Ｐｓ１に到達すると同時に、把持部２ｆのアクチュエーター２４がクランプ部２３を駆動して線材Ｓｇの先端の近傍を把持する。これにより、線材Ｓｇを把持するときに、把持部２ｆと線材Ｓｇとが同じ速度で移動しているので、速度差による線材Ｓｇと把持部２ｆとのすべりによる摩擦が低減され、把持時の線材Ｓｇの折れ、曲がり等が抑制できる。また、カッター４の台座部４１は、把持部２の待機位置Ｐｓ０と線材Ｓｇの供給方向と直交する方向に対向した初期位置Ｂｐで待機する。

なお、本実施形態において、第１駆動部３が、停止状態の把持部２ｆを瞬時に供給速さＴｓ１に到達させることができる、または、上述の速度差によるすべりが無視できる程度の短時間で供給速さＴｓ１に到達させることが可能な場合、待機位置Ｐｓ０と把持位置Ｐｓ１とを同じ位置としてもよい。

図７は、線材束製造装置Ａの第３状態Ｓｔｓ３を示す図である。第３状態Ｓｔｓ３は、線材Ｓｇの先端部を把持した把持部２ｆの把持位置Ｐｓ１からの移動量が、切断長さＬ１未満の範囲を示している。

第３状態Ｓｔｓ３において、把持部２ｆは、線材Ｓｇの先端部を把持した状態で線材Ｓｇの供給速さＴｓ１と同じ速さで、作業領域１１に沿って、線材Ｓｇの供給方向の上流側から下流側に移動する。線材Ｓｇが供給されるにつれて、線材Ｓｇは、把持部２ｆによって作業領域１１に沿って引っ張られる。把持部２ｆの移動の速さは、線材Ｓｇの供給速さＴｓ１と同じである。そのため、線材Ｓｇに必要以上の張力が作用したり、線材Ｓｇに張力がかからずに弛んだりするのを抑制できる。

図７に示すように、第３状態Ｓｔｓ３において、線材Ｓｇを把持して移動した把持部２ｆの供給方向における後続の連続する２個の把持部２が、待機位置Ｐｓ０に待機している。正確には、連続する２個の把持部２のうち、供給方向における後側の把持部２が待機位置Ｐｓ０で待機する。このとき、前側の把持部２は、後側の把持部２よりも供給方向下流側の位置で待機する。第３状態Ｓｔｓ３において、カッター４の台座部４１は、初期位置Ｂｐにて待機する。

図８は、線材束製造装置Ａの第４状態Ｓｔｓ４を示す図である。第４状態Ｓｔｓ４は、線材Ｓｇの先端が基準位置Ｓｔ１を通過した後に線材Ｓｇが切断長さＬ１供給された状態を示している。第４状態Ｓｔｓ４では、前に線材Ｓｇの先端を把持した把持部２ｆが同期位置Ｐｓ３に到達しているとき、線材Ｓｇの先端から切断長さＬ１の位置が基準位置Ｓｔ１と重なる。

線材束製造装置Ａでは、線材Ｓｇの先端から切断長さＬ１の位置が基準位置Ｓｔ１と重なったとき、線材Ｓｇの先端から切断長さＬ１の位置の前後を連続する２個の把持部２（２ｒ、２ｆ）で把持する。そのため、第１駆動部３は、線材Ｓｇの先端を把持した把持部２ｆが同期位置Ｐｓ３に到達する前に、第３状態Ｓｔｓ３において待機位置Ｐｓ０で待機している連続する２個の把持部２（２ｒ、２ｆ）を供給方向上流側から下流側に移動させる。なお、第１駆動部３は、把持部２（２ｒ、２ｆ）を供給速さＴｓ１となるように加速する。

そして、把持部２ｆが同期位置Ｐｓ３に到達したとき、線材Ｓｇの先端から切断長さＬ１の位置は、基準位置Ｓｔ１と重なる。同時に、連続する２個の把持部２（２ｒ、２ｆ）が供給速さＴｓ１で、後側の把持部２ｆが把持位置Ｐｓ１に到達する。そして、連続する２個の把持部２（２ｒ、２ｆ）のアクチュエーター２４が各クランプ部２３を駆動して線材Ｓｇを把持する。

このとき、連続する２個の把持部２（２ｒ、２ｆ）は、供給されている線材Ｓｇの先端から切断長さＬ１の位置の前後を把持する。さらに説明すると、線材Ｓｇの先端から切断長さＬ１の位置が基準位置Ｓｔ１と重なったときに、連続する２個の把持部２（２ｒ、２ｆ）が、供給速さＴｓ１で供給方向上流側から下流側に移動しつつ線材Ｓｇの先端から切断長さＬ１の位置の前後を把持する。連続する２個の把持部２（２ｒ、２ｆ）が線材Ｓｇと同じ供給速さＴｓ１で移動しているので、線材Ｓｇに過剰な張力が作用したり、線材Ｓｇが弛んだりすることを抑制できる。

第２駆動部５は駆動モーター５３を駆動して、台座部４１を待機位置Ｐｓ０に待機している連続する２個の把持部２（２ｒ、２ｆ）と同期して作業領域１１に沿って、供給方向上流側から下流側に移動させる。これにより、台座部４１は、連続する２個の把持部２（２ｒ、２ｆ）が前後を把持している線材Ｓｇの先端から切断長さＬ１の位置を切断刃部４２の刃先で切断可能な状態で、供給方向上流側から下流側に移動する。

第４状態Ｓｔｓ４では、連続する２個の把持部２（２ｒ、２ｆ）が現在供給されている線材Ｓｇの先端から切断長さＬ１の部分の前後を把持した状態で供給方向上流側から下流側に供給速さＴｓ１で移動する。同時に、切断刃部４２の刃先が線材Ｓｇの先端から切断長さＬ１の部分とは供給方向と直交する方向に重なった状態を維持して、台座部４１が供給方向上流側から下流側に供給速さＴｓ１で移動する。

図９は、線材束製造装置Ａの第５状態Ｓｔｓ５を示す図である。第５状態Ｓｔｓ５は、連続する２個の把持部２（２ｒ、２ｆ）のうちの後側の把持部２ｆが、同期位置Ｐｓ３に到達する以前の状態であり、カッター４で、線材を切断した直後の状態である。

第５状態Ｓｔｓ５において、線材Ｓｇの先端を把持する把持部２ｆと、連続する２個の把持部２（２ｒ、２ｆ）が同期して、供給速度Ｔｓ１で移動している。線材Ｓｇの連続する２個の把持部２（２ｒ、２ｆ）のそれぞれが把持している部分の間の部分が一定の張力を保った状態で、線材Ｓｇが供給方向上流側から下流側に移動する。

そして、カッター４のアクチュエーター４３を動作させて、切断刃部４２の刃先を線材Ｓｇの先端から切断長さＬ１の位置に接触させて、線材Ｓｇを切断する。このとき、線材Ｓｇの連続する２個の把持部２（２ｒ、２ｆ）が把持する部分の間の部分に一定の張力が作用していることで、切断端面がつぶれにくい。すなわち、カッター４は、線材Ｓｇの先端から切断長さＬ１の位置で、線材Ｓｇを正確に切断する。これにより、正確に切断長さＬ１の線材片Ｓｇｃが形成される。

図９に示すように、線材片Ｓｇｃの後端を連続する２個の把持部２のうち前側の把持部２ｒに把持される。線材片Ｓｇｃの前端は、後端を把持する把持部２ｒよりも供給方向前方に位置する把持部２ｆに把持される。これにより、線材片Ｓｇｃは、供給される線材Ｓｇと分離されて、把持部２に把持される。

図１０は、線材束製造装置Ａの第６状態Ｓｔｓ６を示す図である。第６状態Ｓｔｓ６は、線材Ｓｇが切断された後、線材片Ｓｇｃが線材Ｓｇと独立して供給方向の上流側から下流側に搬送されている状態を示す。

上述したとおり、第１駆動部３は、複数の把持部２をそれぞれ独立して駆動させることが可能である。そこで、第５状態Ｓｔｓ５では、線材Ｓｇを切断して線材片Ｓｇｃを形成した後、第１駆動部３は、線材片Ｓｇｃを供給速さＴｓ１よりも速い搬送速さＴｓ２で移動させるように線材片Ｓｇｃを把持する把持部２（２ｆ、２ｒ）を駆動する。これにより、線材片Ｓｇｃは線材Ｓｇの先端から徐々に離れていく。

図１１は、線材束製造装置Ａの第７状態Ｓｔｓ７を示す図である。第７状態Ｓｔｓ７は、線材片Ｓｇｃが形成された後の次の線材Ｓｇを切断する状態である。なお、連続する２個の把持部２（２ｒ、２ｆ）およびカッター４の動作については、第５状態Ｓｔｓ５と同じであるため、詳細な説明は省略する。

第７状態Ｓｔｓ７、すなわち、カッター４で線材Ｓｇを切断して、次の線材片Ｓｇｃを形成したとき、次の線材片Ｓｇｃの前端部を把持する把持部２ｆと、前の線材片Ｓｇｃの後端部を把持する把持部２ｒとは、退避距離Ｌ２だけ離れている。次の線材片Ｓｇｃの移動速度は、形成された直後に搬送速さＴｓ２に加速される。これにより、次の線材片Ｓｇｃの前端部を把持する把持部２ｆと前の線材片Ｓｇｃの後端部を把持する把持部２ｒとは、退避距離Ｌ２を保ったまま、共有方向の上流側から下流側に移動する。

図１２は、線材束製造装置Ａの第８状態Ｓｔｓ８を示す図である。第８状態Ｓｔｓ８は、受け渡し位置Ｐｓ２で線材片Ｓｇｃを線材片集積部６に受け渡している状態である。なお、把持部２を停止させずに線材片Ｓｇｃを線材片集積部６に受け渡すことができる場合、把持部２は、受け渡し位置で停止しなくてもよい。

第１駆動部３は、線材片Ｓｇｃを把持した把持部２（２ｆ、２ｒ）を受け渡し位置Ｐｓ２で停止させる。そして、アクチュエーター２４は、クランプ部２３を動作させて、把持している線材片Ｓｇｃを離す。これにより、線材片Ｓｇｃは、クランプ部２３から線材片集積部６の集積容器６２に受け渡される。

線材片Ｓｇｃの線材片集積部６への受け渡しを実行するために把持部２が停止している間も、次の線材片Ｓｇｃを把持した把持部２（２ｆ、２ｒ）は、搬送速さＴｓ２で供給方向上流側から下流側に向かって、換言すると、受け渡し位置Ｐｓ２に向かって移動する。例えば、線材片Ｓｇｃを線材片集積部６に受け渡すために把持部２が時間ｔ１だけ停止すると仮定する。このとき、退避距離Ｌ２は、Ｌ２＞Ｔｓ２×ｔ１であれば、前の線材片Ｓｇｃの後端部を把持する把持部２ｒと、次の線材片Ｓｇｃの前端部を把持する把持部２ｆとの接触が回避される。

このような、退避距離Ｌ２を得ることができるように、搬送速度Ｔｓ２、作業領域１１の長さ、受け渡しに要する時間ｔ１が決定される。

図１３は、線材束製造装置Ａの第９状態Ｓｔｓ９を示す図である。第９状態Ｓｔｓ９は、線材片Ｓｇｃを線材片集積部６に受け渡した後の状態である。図１３に示すように、線材片Ｓｇｃを線材片集積部６に受け渡した後、第１駆動部３は、線材片Ｓｇｃを受け渡した把持部２を供給方向の下流側に移動させる。そして、第１駆動部３は、把持部２を、返り領域１２、戻り領域１３、送り領域１４を通過させて、作業領域１１の待機位置Ｐｓ０に戻るように、移動させる。このときの移動速さは、次の線材片Ｓｇｃを把持した把持部２と接触しない程度の戻り速さＴｓ３である。なお、移動速度は、一定であってもよいし、領域ごとまたはその他の条件にて変更してもよい。

例えば、ガイド部１に配置された把持部２の個数が多い場合には、戻り速さＴｓ３は遅くてもよい。

本実施形態の線材束製造装置Ａでは、起動時には、第１状態Ｓｔｓ１および第２状態Ｓｔｓ２を経た後、第３状態Ｓｔｓ３から第９状態Ｓｔｓ９を繰り返すことで、間断なく供給される線材Ｓｇを、随時、所定長さ（切断長さＬ１）ごとに切断して線材片Ｓｇｃを形成するとともに、線材片Ｓｇｃを集積して線材束Ｓｇｂを製造することができる。

このことは、線材束製造装置Ａにおいて、線材Ｓｇの供給を止めなくてもよい。そのため、線材束Ｓｇｂの製造のタクトタイムを減らすことができる。これにより、単位時間当たりの線材束Ｓｇｂの製造数を増やすことが可能である。

また、供給される線材Ｓｇの供給を止めることなく線材Ｓｇを切断する。このため、切断する動作のため、または、切断した線材片Ｓｇｃを集積する動作のために、線材Ｓｇをためておくためのバッファ部も不要である。これにより、線材束製造装置Ａの構成を簡略化することができるとともに、小型化できる。さらに、バッファ部が不要であることから、線材束製造装置Ａの設置レイアウトの自由度が高くなる。

本実施形態の線材束製造装置Ａでは、第１駆動部３が、複数の把持部２をそれぞれ独立して駆動することが可能である。そのため、線材片Ｓｇｃ、すなわち、線材束Ｓｇｂの長さを任意に変更することが可能である。これにより、線材束製造装置Ａの汎用性が高い。また、同一の製造ラインに配置される１台の線材束製造装置Ａで、複数種（長さ）の線材束Ｓｇｂを製造することが可能である。

さらに、線材Ｓｇは、直線状の作業領域１１に沿って供給されている状態で、移動するカッター４で切断される。そのため、線材Ｓｇの巻き付けが行われず、線材Ｓｇに不要な応力、ひずみが発生することを抑制できる。これにより、線材束Ｓｇｂ内部の部分的なセ性質のばらつきを抑制できる。

そして、線材Ｓｇを順次切断して線材片Ｓｇｃを形成するため、線材Ｓｇの線材束Ｓｇｂに使用されない部分、すなわち、無駄を省くことができる。

上述の実施形態では、線材Ｓｇとして、１本の線で供給される構成を例に説明位しているが、これに限定されない。線材Ｓｇとして、複数本の線をまとめて供給される構成であってもよい。複数の線をまとめた構成の線材Ｓｇの場合、より線であってもよい。

また、本実施形態では、切断長さＬ１として、完成品である線材束Ｓｇｂの長さと同じ長さとしているが、これに限定されない。例えば、線材束Ｓｇｂを複数本長手方向に連結した長さとしておき、製造された束を後工程で切断することで、線材束Ｓｇｂを形成するようにしてもよい。これにより、連続した２個の把持部２（２ｒ、２ｆ）が把持する間隔が長いため、待機時間を長くとることができる。これにより、少ない把持部２で同様の作業が可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。

Ａ 線材束製造装置
１ ガイド部
１０ ガイドレール
１１ 作業領域
１２ 返り領域
１３ 戻り領域
１４ 送り領域
２ 把持部
２１ 台座
２１１ 凹部
２２ ガイドローラー
２２１ 内面ローラー
２２２ 外面ローラー
２３ クランプ部
２２３ 側面ローラー
２３１ クランプアーム
２４ アクチュエーター
２ｆ 把持部
２ｒ 把持部
３ 第１駆動部
３１ コイル群
３２ コイル
３３ マグネット
４ カッター
４１ 台座部
４２ 切断刃部
４２１ 回転刃
４２２ カッターアーム
４３ アクチュエーター
５ 第２駆動部
５１ スライドガイド
５２ 軸部
５３ 駆動モーター
６ 線材片集積部
６１ コンベヤ
６２ 集積容器
６３ コンベヤモーター
７ 制御部
７１ 処理回路
７２ 記憶回路
Ｓｇ 線材
Ｓｇｂ 線材束
Ｓｇｃ 線材片
Ｓｔ１ 基準位置

Claims (6)

1. 線材の供給方向に延びる直線状の作業領域を有するとともに無端状に形成されたガイド部と、
   前記ガイド部に沿って移動可能であるとともに前記線材を把持可能な複数の把持部と、
   複数の前記把持部をそれぞれ独立して駆動可能な第１駆動部と、
   前記線材を切断するカッターと、
   前記カッターにて所定長さに切断された線材片を集積する線材片集積部と、を有し、
   前記線材が所定長さ供給されるごとに、連続する２個の前記把持部が、前記線材の供給速さに合わせた速さで供給方向に移動するとともに前記線材の供給方向の先端から所定長さの切断位置の前後を把持し、
   前記カッターが前記切断位置で前記線材を切断して、所定長さの前記線材片を形成し、
   前記線材片が、前記切断位置の前後を把持する２個の前記把持部のうち前記供給方向前側の前記把持部と、前記供給方向前側の前記把持部よりも前方に位置する前記把持部にて把持されて前記線材片集積部まで搬送され、
   前記線材片集積部は、前記作業領域の他端の近傍に配置されており、
   前記第１駆動部は、前記線材片を把持する前記把持部を前記線材の供給速さよりも速く移動させるとともに前記線材片を前記線材片集積部に受け渡す位置で停止させ、前記線材片が前記線材片集積部に受け渡された後、前記線材片を把持していた前記把持部を前記供給方向の下流側に移動させる線材束製造装置。
2. 前記カッターを前記作業領域に沿って移動させる第２駆動部をさらに有し、
   前記カッターは、前記線材を切断可能な切断刃部と、
   前記切断刃部を駆動するアクチュエーターと、を有し、
   前記第２駆動部は、前記連続する２個の前記把持部が前記線材の前記切断位置の前後を把持すると同時に、前記切断刃部を前記線材の供給速さに合わせて移動させ、
   前記カッターの移動中において、前記アクチュエーターが、切断刃部を駆動して移動中の前記線材の前記切断位置を切断する請求項１に記載の線材束製造装置。
3. 前記第２駆動部は、前記切断刃部が前記線材を前記切断位置で切断した後、前記カッターを前記線材の供給方向と逆方向に移動させて元の位置に戻す請求項２に記載の線材束製造装置。
4. 前記線材を把持した前記把持部が前記線材の供給速さに合わせて前記作業領域に沿って前記線材の供給方向の上流側から下流側に移動を開始した後、前記作業領域の前記上流側に次の連続した２個の前記把持部を待機させる請求項１から請求項３のいずれかに記載の線材束製造装置。
5. 前記第１駆動部は、
   前記ガイド部に沿って配置された複数のコイルと、
   前記把持部に配置されて複数の前記コイルと対向するマグネットと、を有する請求項１から請求項４のいずれかに記載の線材束製造装置。
6. 前記第１駆動部は、前記把持部のそれぞれに配置された動力源を有する請求項１から請求項４のいずれかに記載の線材束製造装置。

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