JP2010125503A - 線材供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】線材コイルからアンコイル線材へと変形を実施する際の疵不良を極小化する。
【解決手段】線材供給装置は、線材コイル５０を繰り出すことでアンコイル線材５１を供給する装置であり、ベース１２に立設される本体部１０からベース１２に対して水平方向に延びて設置されるとともに線材コイル５０を載置可能であり、水平方向に回転軸線が向くように回転自在に構成される載置ロール１１と、載置ロール１１と協働して線材コイル５０を挟持することで、線材コイル５０の繰り出しを行う少なくとも１個のピンチロール１８と、載置ロール１１とピンチロール１８とが線材コイル５０の挟持を行う箇所の手前に設置され、繰り出しが行われる以前の線材コイル５０の仕分けを行う仕分ロール２２と、を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、線材コイルを繰り出すことでアンコイル線材を供給する線材供給装置に関するものである。

素材メーカーより供給される線材製品は、一般的に線材コイルとして形成されたものであり、この線材コイルは、連続するリング形状を重ね合わせることで形成されたものである。この線材コイルに対しては、二次加工メーカーにおいて、例えば引抜きなどの伸線加工や矯正切断加工、鍛造加工などが加えられることで、各種の製品や半製品に仕上げられることになるが、このような二次加工を施す際には、線材製品の形状的な特徴から、伸線機、矯正切断機、スキンパスヘッダー機、コンバインドマシンなどの二次加工機に対して、線材コイルをアンコイル線材に変形させた上で繰り出すためのアンコイラーと呼ばれる線材供給装置を利用する必要がある。

そして、従来の線材供給装置にあっては、線材コイルを縦置きの状態（すなわち、円周状部分が上下に位置し、コイル胴体が縦方向に向く設置状態）でターンテーブル上に置き、このターンテーブルを回転させながら線材コイルを繰り出すことが行われていた（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２００６−３２７７０５号公報 特開２００５−２９７０３５号公報

例えば、上記特許文献１に開示されるような線材コイルを縦置きにする従来の線材供給装置では、線材自身の自重によって線材コイルが沈み込んでしまうので、そのような状態で線材コイルを繰り出そうとした場合には、線材同士が巻き絞られて擦れ合い、その表面に多数の疵が発生してしまうという不具合が発生していた。したがって、このような疵の発生防止を実現する技術の開発が求められていた。

一方、上記従来の線材供給装置が抱える問題点を勘案して、線材コイルを横置きに設置し、線材コイル自体の自重の影響を極力排除した上で線材コイルの繰り出しを行うことができる形式の線材供給装置も種々提案されている（例えば、上記特許文献２参照）。

しかしながら、上記特許文献２に記載の線材供給装置は、繰り出された後のアンコイル線材に対してガイドやリングなどの案内部材を利用することで事後的に姿勢制御を行おうとするものであり、線材コイルからアンコイル線材へと変形を行う際の線材同士の擦れ合い等を確実に防止できるものではなかった。また、繰り出された後のアンコイル線材に対して事後的に姿勢制御を行うという思想は、上記特許文献１に開示された従来技術の域を出るものではなく、たとえ上記特許文献１および２に代表される種々の従来技術を組み合わせたとしても、疵不良の発生をさらに極小化していく余地は大きく残されていた。

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、線材コイルを繰り出すことでアンコイル線材を供給する線材供給装置に対して従来にないまったく新しい思想に基づく改良を施すことで、線材コイルからアンコイル線材へと変形を実施する際の疵不良を極小化し、もって製品品質の向上を図ることにある。

本発明に係る線材供給装置は、線材コイルを繰り出すことでアンコイル線材を供給する線材供給装置であって、ベースに立設される本体部から前記ベースに対して水平方向に延びて設置されるとともに前記線材コイルを載置可能であり、前記水平方向に回転軸線が向くように回転自在に構成される載置ロールと、前記載置ロールと協働して前記線材コイルを挟持することで、前記線材コイルの繰り出しを行う少なくとも１個のピンチロールと、前記載置ロールと前記ピンチロールとが前記線材コイルの挟持を行う箇所の手前に設置され、繰り出しが行われる以前の線材コイルの仕分けを行う仕分ロールと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、線材コイルを繰り出すことでアンコイル線材を供給する線材供給装置に対して従来にないまったく新しい思想に基づく改良を施すことになるので、線材コイルからアンコイル線材へと変形を実施する際の疵不良を極小化することができる。これにより、製品品質の向上を図ることができる。また、製品品質の向上によって製造歩留が向上するので、製造コストの削減効果が得られる。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１乃至図３は、本実施形態に係る線材供給装置を示す外観図であり、特に、図１は正面視を、図２は左側面視を、図３は上面視を示している。また、図４および図５は、本実施形態に係る線材供給装置の動作状態を例示する外観斜視図であり、図４は斜め左方向からの外観を示し、図５は右側面からの外観を示している。

本実施形態に係る線材供給装置は、線材コイル５０を繰り出すことでアンコイル線材５１を供給する装置であって、主要な構成部材としての本体部１０と載置ロール１１を有して構成されている。

本体部１０は、工場建屋の床面などのベース１２に設置される部材であり、その最下部には、ベース１２に対してアンカーボルト等の固定手段を用いることで確実に固定される脚部１３が形成されている。この脚部１３により、線材供給装置全体の安定した設置状態が維持されている。また、本体部１０の内部には、インバータモータ１４が設置されている。このインバータモータ１４は、本体部１０の正面側の中央部分よりやや上方の位置から正面かつ水平方向に延びて設置される載置ロール１１に対して駆動ベルトを介して接続されており、線材コイル５０の繰り出し速度に応じた載置ロール１１の回転駆動を実現する役割を担っている。

本体部１０の正面側の載置ロール１１が設置された位置の下方には、載置ロール１１の延設方向に並行して延びるアーム部材１６が固定設置されている。このアーム部材１６の反本体部側の先端には軸受１７が設置されており、載置ロール１１の反本体部側の軸端を軸支する機能を備えている。

一方、載置ロール１１は、円筒形状をしたロール部材が水平方向に配置された部材であり、ロール部材のロール軸線が水平方向に向くように構成され、なおかつ回転駆動を行う載置ロール１１の回転軸線と前記ロール軸線とが完全に重畳するように構成されている。また、載置ロール１１には、線材コイル５０が横置きされることになるので、その表面性状は摩擦係数の少ない円滑な円筒面にて形成されており、線材コイル５０に対して表面不良を発生させることなく回転駆動力を伝達することができるようになっている。

なお、載置ロール１１は、アーム部材１６の反本体部側に設置される軸受１７と、本体部１０内部に設置される不図示の軸受とでその両軸端部が確実に軸支されており、かかる構成によって安定した回転駆動を可能とされている。

また、載置ロール１１については、線材コイル５０の載置、例えば横置き機能だけではなく、線材コイル５０を繰り出すためのピンチロールとしての機能も兼備している。すなわち、本体部１０における載置ロール１１設置位置の上方には、上流側圧接ピンチロール１８が設置されており、この上流側圧接ピンチロール１８と載置ロール１１とが協働することで線材コイル５０を挟持し、線材コイル５０の繰り出しを行うことが可能となっている。

なお、上流側圧接ピンチロール１８については、その上方側に設置される油圧シリンダ１５によって上下方向での位置が変更自在となっており、線材コイル５０（すなわち、繰り出されたアンコイル線材５１）の線径に応じた圧接力を付与することができるようになっている。一方、載置ロール１１については、インバータモータ１４から伝達される駆動力によって線材コイル５０に対して回転駆動力を伝達できるようになっており、これら圧接力と回転駆動力の組み合わせによって、線材コイル５０の適切な繰り出しが実現されている。

なお、本実施形態に係る線材供給装置では、適切な繰り出し力の確保のために、上流側圧接ピンチロール１８と載置ロール１１によって構成される第１段目のピンチロールの下流側に対して、さらに１対のピンチロールが配置されている。この下流側に設置された第２段目のピンチロールについても、その動作原理は第１段目のピンチロールと同様であり、上方に設置される下流側圧接ピンチロール１９と下方に設置される下流側固定ピンチロール２０とがそれぞれ圧接力と回転駆動力を線材コイル５０に対して付与することで、ピンチロールとしての機能を発揮できるようになっている。

さらに、本実施形態に係る線材供給装置は、上述した２対のピンチロールの下流側に矯正ロール２１を有している。この矯正ロール２１は、上方に２個、下方に２個、合計４個のロールを配置することで構成されている。また、矯正ロール２１は上下の位置を互い違いにずらした千鳥配置にて構成されており、通材される線材コイル５０には上下方向の矯正ロール荷重が繰り返し加えられるので、内部の歪や応力が極小化されるとともに、直進性を有するアンコイル線材５１を次工程に供給することが可能となっている。

なお、上方に設置される下流側圧接ピンチロール１９と２個の矯正ロール２１ａについては、上流側圧接ピンチロール１８と同様にそれらの上方に設置される油圧シリンダ１５によって上下方向での位置が変更自在となっており、一方、下方に設置される下流側固定ピンチロール２０と２個の矯正ロール２１ｂについては、載置ロール１１と同様に上下方向での位置移動が規制され、固定配置されている。また、回転駆動力については、載置ロール１１と下流側固定ピンチロール２０とが付与できるようになっている。

さらに、本実施形態に係る線材供給装置では、油圧シリンダ１５はいずれもデジタル管理が可能となっており、一般的にこの種の油圧シリンダにて使用されているバーニヤ方式に比べて非常に精度の良い制御管理が可能となっている。

以上、本実施形態に係る線材供給装置の基本構成について説明したが、本実施形態に係る線材供給装置はさらに、線材コイル５０に表面疵を発生させることがなく、非常にスムーズな繰り出しを行うための特徴を有している。すなわち、本実施形態に係る線材供給装置には、載置ロール１１と上流側圧接ピンチロール１８とが線材コイル５０の挟持を行う箇所の手前に仕分ロール２２が設置されており、この仕分ロール２２の作用によって、繰り出しが行われる以前の線材コイル５０の仕分けを事前に行うことができるようになっている。

この仕分ロール２２については、アーム部材１６から上方に延びるように立設されている部材であり、アーム部材１６に接続する軸体と、この軸体の周りを取り囲むように設置される樹脂製の耐摩耗性部材とによって構成されている。仕分ロール２２を構成する耐摩耗性部材については、軸体の周りで回転自在となるように構成されている。したがって、本実施形態に係る耐摩耗性部材は、回転運動する線材コイル５０との接触により、この線材コイル５０の動きにならって回転運動することとなる。かかる耐摩耗性部材の作用によって、仕分ロール２２が線材コイル５０に対して疵をつけてしまうことが防止されている。なお、仕分ロール２２を構成する耐摩耗性部材については、本実施形態のように回転自在に構成することもできるが、線材コイル５０の形状や回転速度等の条件によっては、軸体に対して固定設置された形態も採用することが可能である。

また、仕分ロール２２の設置位置は、少なくとも載置ロール１１の全長の中央位置より本体部１０の側に寄せられた位置に設置されていることが好ましく、本実施形態に係る仕分ロール２２の場合には、載置ロール１１と上流側圧接ピンチロール１８とが線材コイル５０の挟持を行う箇所の手前で４乃至５巻き程度のコイルリングが仕分けできる位置に設置がされている。

そして、線材コイル５０がピンチロール（１１，１８）によって挟持され、繰り出される手前の４乃至５巻き程度の位置にて仕分けられることにより、リング状に束ねられた線材コイル５０のコイルリングが適切に仕分けられて隣り合うコイルリング同士が分離することになる。この線材コイル５０のコイルリングが分離する様子は図５において詳細に示されており、図５を参照すれば、仕分ロール２２よりも紙面左側（すなわち、反本体部側）に位置する載置ロール１１上の線材コイル５０は束ねられた状態で折り重なっているのに対し、仕分ロール２２よりも紙面右側（すなわち、本体部側）に位置する載置ロール１１上の線材コイル５０はコイルリング同士が適度な距離を隔てて分離し、隣り合うコイルリング同士が接触することなくピンチロール（１１，１８）の側へと繰り出されていく様子がよく理解できる。

このようなコイルリングの分離を行わなければ、ピンチロール（１１，１８）によって付与される繰り出し力は、重なり合ったコイルリングにダイレクトに伝達し、コイルリングを仕分ける力と繰り出す力の２つの力となって作用してしまうので、線材コイル５０に対して擦り疵や圧接痕等の表面疵を発生させる原因となってしまう。しかしながら、本実施形態のように、仕分ロール２２の作用によってあらかじめ隣り合うコイルリング同士を仕分けて分離し、その後にピンチロール（１１，１８）によって挟持、繰り出しを行うことによって、ピンチロール（１１，１８）による繰り出し力がそのまま繰り出しのみに使用されることとなり、線材コイル５０に対する不要な負荷力が加わらないこととなるのである。したがって、本実施形態に係る仕分ロール２２を用いることによって、線材コイル５０からアンコイル線材５１へと変形を実施する際の疵不良を極小化することが可能となる。また、このような疵不良の極小化によって、次工程に繰り出されるアンコイル線材５１の製品品質の向上を図ることができるので、製造歩留が向上し、製造コストの削減効果を得ることも可能となる。

なお、本実施形態に係る線材供給装置では、さらに、アーム部材１６の反本体部側の先端近傍に対して、上述した仕分ロール２２と同様の構成を有する係止ロール２３が設置されている。この係止ロール２３は、アーム部材１６の反本体部側の先端近傍から上方に延びるように立設されることで、載置ロール１１に横置きされる線材コイル５０が反本体部側へ移動すること、すなわち、線材コイル５０が載置ロール１１から落下することを防止する部材である。この係止ロール２３についても、そのロール表面が回転自在な樹脂等の耐摩耗性部材によって構成されているので、たとえ線材コイル５０と接触したとしても、線材コイル５０に対して表面疵を発生させることはない。

また、線材コイル５０に対する表面疵の発生防止手段として、本実施形態に係る線材供給装置における少なくとも線材コイル５０と接触する箇所に対して、樹脂等の耐摩耗性部材を設置することが好適である。ちなみに、図１乃至図５にて例示される本実施形態に係る線材供給装置の場合には、本体部１０の正面側の壁面やピンチロール（１１，１８）の入側の箇所に対してプレート状やロール状の形態にて耐摩耗性部材が設置されている。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。

例えば、ピンチロールや矯正ロールの設置個数については、線材コイルの寸法形状や重量条件等に応じて任意に変更することが可能である。

また、上述した本実施形態に係る線材供給装置の制御操業条件、すなわち、線材コイルからアンコイル線材へと変形を行って繰り出す速度などについては、繰り出し対象となる線材コイルの条件や次工程の設備条件などに応じて適宜設定することが可能である。

さらに、仕分ロール２２の設置位置や仕分けられるコイルリングの巻き数についても図１乃至図５にて例示される形態に限定されるものではなく、かかる条件についても繰り出し対象となる線材コイルの条件等に応じて適宜設定することが可能である。

その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本実施形態に係る線材供給装置を示す外観図であり、特に、正面視を示している。 本実施形態に係る線材供給装置を示す外観図であり、特に、左側面視を示している。 本実施形態に係る線材供給装置を示す外観図であり、特に、上面視を示している。 本実施形態に係る線材供給装置の動作状態を例示する外観斜視図であり、特に、斜め左方向からの外観を示している。 本実施形態に係る線材供給装置の動作状態を例示する外観斜視図であり、特に、右側面からの外観を示している。

符号の説明

１０ 本体部、１１ 載置ロール、１２ ベース、１３ 脚部、１４ インバータモータ、１５ 油圧シリンダ、１６ アーム部材、１７ 軸受、１８ 上流側圧接ピンチロール（ピンチロール）、１９ 下流側圧接ピンチロール、２０ 下流側固定ピンチロール、２１（２１ａ） （上方の）矯正ロール、２１（２１ｂ） （下方の）矯正ロール、２２ 仕分ロール、２３ 係止ロール、５０ 線材コイル、５１ アンコイル線材。

Claims (4)

1. 線材コイルを繰り出すことでアンコイル線材を供給する線材供給装置であって、
   ベースに立設される本体部から前記ベースに対して水平方向に延びて設置されるとともに前記線材コイルを載置可能であり、前記水平方向に回転軸線が向くように回転自在に構成される載置ロールと、
   前記載置ロールと協働して前記線材コイルを挟持することで、前記線材コイルの繰り出しを行う少なくとも１個のピンチロールと、
   前記載置ロールと前記ピンチロールとが前記線材コイルの挟持を行う箇所の手前に設置され、繰り出しが行われる以前の線材コイルの仕分けを行う仕分ロールと、
   を備えることを特徴とする線材供給装置。
2. 請求項１に記載の線材供給装置において、
   前記仕分ロールは、少なくとも前記載置ロールの全長の中央位置より前記本体部側に寄せられた位置に設置されていることを特徴とする線材供給装置。
3. 請求項１又は２に記載の線材供給装置において、
   前記載置ロールの近傍には、前記本体部から水平方向に延びて設置されるアーム部材が固定設置され、当該アーム部材の反本体部側の先端に設置される軸受にて前記載置ロールの反本体部側が軸支されており、さらに、
   前記仕分ロールは、前記アーム部材から見て前記ベース側と反対方向に延びるように立設されていることを特徴とする線材供給装置。
4. 請求項３に記載の線材供給装置において、
   前記アーム部材の反本体部側の先端近傍には、当該アーム部材から見て前記ベース側と反対方向に延びるように立設されることで前記載置ロールに載置された前記線材コイルの反本体部側への移動を規制する係止ロールが設置されていることを特徴とする線材供給装置。

Images