JP2019196269A - 電線供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】絡まり易い電線でも安定して供給することができる電線供給装置を提供する。【解決手段】ボビンＢＢと同軸一体に回転する中空円筒軸１０と、中空円筒軸１０の表面に取り付けられ、巻回電線ＷＲと中空円筒軸１０との間に介装された断面円弧状の複数の円弧板バネ１２と、円弧板バネ１２のそれぞれに対応して、円弧板バネ１２と中空円筒軸１０との間に介装され、中空円筒軸１０の径方向に沿って配置された複数の圧縮スプリング１４とを備え、円弧板バネ１２は、一定の曲率にて形成されており、その一端が固定端１２ａとして中空円筒軸１０の周面上に取り付けられていると共に、その他端が開放端１２ｂとして形成されており、かつ、開放端１２ｂが電線ＷＲに接触しないように配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、巻回された電線を弛みなく供給するための電線供給装置に関し、特に、細くて柔らかい巻回電線の弛みによる絡まり不良等を防止する電線供給装置に関するものである。

従来、円筒状のボビンに巻回形成された電線を、ケーブルハーネス等の電線束を作成するハーネス成形機等に供給するための電線供給装置が用いられている（例えば、特許文献１，２参照）。

ここで、特許文献１には、電線を弛ませることなく張力の軽減を図るため、供給ローラー、動滑車、定滑車等の多数のローラーや滑車を配置して、張力緩和手段や速度制御手段を構成した電線供給装置が開示されている。

また、特許文献２には、弛み不良等を低減するために、シャフト回転部に設けた回転型ブレーキで発生したブレーキ力を、遊星ギア構造を介して線材へ付与するようにした電線供給装置が開示されている。

特開平７−１０５７５４号公報 特開２００６−０５６７１９号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された先行技術は、同期機構や制御装置等の付帯的な設備が必要となるために、システムが複雑化・大型化し、コストアップするといった問題が生じていた。同様に、上記特許文献２に開示された先行技術では、複雑なギア構成等を伴い、システムが複雑化・コストアップするといった問題が生じていた。

また一般に、ボビンに装着される巻回電線の内／外径は、初期状態（納入時の荷姿状態）において、必然的にある程度のサイズ変動（例えば、基準値±１０％程度）が生じてしまう。これに対して、例えば、上記特許文献１，２に開示された先行技術では、巻回電線の最大内／外径と最小内／外径との標準変動（通常は、基準値±１０％以内）に対して、巻き直し等の追加的・付帯的な作業が必要となり、作業性が著しく低下すると共に、当該電線を弛みなく安定して供給することが困難であるといった問題が生じていた。

特に、鉄道用として用いられるＣ−ＷＬ１等の撚線（１．２５ｓｑや２．０ｓｑ）では、電線が柔らかくて細く、かつ、粘着性が高いので、電線同士が絡んで引っかかり易く安定した供給がより困難であった。

そこで、本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、絡まり易い電線でも安定して供給することができる電線供給装置を簡易な構成で安価に提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る電線供給装置は、巻回形成された電線を供給する際に、当該巻回電線の内側から押圧力を付与する電線供給装置であって、その内部に円筒状のボビンが挿通されて、当該ボビンと同軸一体に回転する中空円筒軸と、前記中空円筒軸の表面に取り付けられ、前記巻回電線と前記中空円筒軸との間に介装された断面円弧状の複数の円弧板バネと、前記円弧板バネのそれぞれに対応して、前記円弧板バネと前記中空円筒軸との間に介装され、前記中空円筒軸の径方向に沿って配置された複数の圧縮スプリングとを備え、前記円弧板バネは、一定の曲率にて形成されており、その一端が固定端として前記中空円筒軸の周面上に取り付けられていると共に、その他端が開放端として形成されており、かつ、前記開放端が前記電線に接触しないように配置されていることを特徴とするものである。

このように構成した場合には、円弧状の板バネの腹部分（途中部分）にて電線を内側から押圧して、電線へのダメージを未然に防止しつつ、当該電線に一定の押圧力を連続的に付与して弛みの発生を抑制することができる。また、一端が開放端なので、円弧板バネの径方向の変位を容易にしてセッティング（巻回電線とボビンとの間への装着）の作業性を大幅に向上させることができる。

また、前記円弧板バネは、変動幅を考慮した前記巻回電線の最大内径面に対して、内側から径方向外側に押圧可能に接触し、かつ、変動幅を考慮した前記巻回電線の最小内径面に接触して縮んだ際、隣接する円弧板バネ同士が干渉しないように配置されていてもよい。

このように構成した場合には、巻回電線の寸法変動に対しても柔軟に対応可能な円弧板バネを容易に実現することができる。

さらに、前記圧縮スプリングは、隣接する前記円弧板バネの固定端近傍に配置されていてもよい。

このように構成した場合には、円弧板バネの開放端の変位ストロークを抑制し、巻回電線との接触によるダメージを未然に防止することができる。

さらにまた、前記円弧板バネのそれぞれの前記開放端には、平板状の巻き込み防止ステイが前記開放端に対して直交するように取り付けられていてもよい。

このように構成した場合には、巻回電線が円弧板バネとボビンとの間に入り込んで絡まることを未然に防止することができる。

さらにまた、前記変動幅は、基準値の±１０％以内であり、前記複数の円弧板バネの形状は、それぞれ同一であると共に、前記ボビンの周面上に１２０°の均等間隔で取り付けられていてもよい。

このように構成した場合には、円弧板バネの標準化によるコストダウンに寄与すると共に、隣接する円弧板バネ同士の干渉を容易に防止することができる。

以上において、前記電線は、その断面積が１．２５ｓｑ〜２．０ｓｑの鉄道用撚線であってもよい。

このように構成した場合には、細くて柔らかく絡まりやすい鉄道用電線に好適な電線供給装置を提供することができる。

本発明によれば、絡まり易い電線でも経年的に安定して供給することができる電線供給装置を簡易な構成で安価に実現することができる。

本実施の形態に係る電線供給装置と巻回電線の最大内径との関係を示す模式図である。 本実施の形態に係る電線供給装置と巻回電線の最小内径との関係を示す模式図である。 本実施の形態に係る巻き込み防止ステイの取り付け状態を示す模式図であり、(a)は縦置きにした場合の平面図、（ｂ）は同側面図である。

以下に、本発明に係る電線供給装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１は巻回電線の最大内径における本実施の形態に係る電線供給装置の構成を示す模式図であり、図２は巻回電線の最小内径における本実施の形態に係る電線供給装置の構成を示す模式図である。

図１、図２に模式的に示すように、本実施の形態に係る電線供給装置１は、その内部に円筒状の（糸巻状）のボビン（以下、ベースボビンとも称する）ＢＢが挿通される中空円筒軸１０と、中空円筒軸１０の表面（周面）に一体に取り付けられた複数の断面円弧状の板バネ（以下、円弧板バネと称する）１２と、円弧板バネ１２に対応して、当該円弧板バネ１２と中空円筒軸１０の周面との間に介装された複数の圧縮スプリング１４とを備えている。そして、本実施の形態に係る電線供給装置１は、ドラム状（円筒状）のボビンに巻回形成された電線を、ケーブルハーネス等の電線束を形成するハーネス成形機等に供給する際、当該巻回電線の内側から一定の押圧力を連続的に付与することにより弛みを防止するものである。なお、巻回電線ＷＲは、初期状態（納入時の荷姿状態）にてある程度のサイズ変動（寸法誤差）が生じるものであり、図中、符号ＷＲoutは、納入時における基準（標準）の巻回電線外径（例えば、φ３５０ｍｍ）を示し、符号ＷＲinは、納入時における基準（標準）の巻回電線内径（例えば、φ２２５ｍｍ）を示している。

本実施の形態において、中空円筒軸１０は、その内部に円筒状のベースボビンＢＢが挿通されて、当該ベースボビンＢＢと同軸一体に回転する中空円筒状の金属製部材である。これにより、複数の円弧板バネ１２等をベースボビンＢＢに一体的に取り付けることができ作業性の向上を図ることができる。また、後段のハーネス成型機等の構成に応じた配置変更に柔軟に対応することができる。例えば、ベースボビンＢＢ（電線供給装置１）を縦置きに配置（図１、図２を正面図として配置）したり、横置きに配置（図１、図２を平面図として配置）したりといった配置変更が容易に可能となる。

さらに、樹脂製のベースボビンＢＢとの接触による摩耗を抑制するために、金属製中空円筒軸１０とベースボビンＢＢとの間に、適宜緩衝部材を介装させてもよい。また、本実施の形態において、中空円筒軸１０（ベースボビンＢＢ）は、所定の方向（例えば、図１、図２において、反時計回り方向）に回転するように設定されている。

円弧板バネ１２は、一定曲率を有する断面円弧状（弓状）の金属製板部材であり、中空円筒軸１０（ベースボビンＢＢ）の周面上に均等間隔（本例では、中心角で１２０°の均等間隔）で渦巻状（プロペラファン状）に３枚配置されている。そして、その一端１２ａが固定端として形成され、取付ヒンジ１１にて中空円筒軸１０に取り付けられている。一方、円弧板バネ１２の他端は開放端（自由端）１２ｂとして形成され、電線ＷＲと接触しないように配置されている。

このように、一端部を開放端１２ｂとすることにより、円弧板バネ１２の径方向の変位（折り畳み）が容易に可能となり、複数の円弧板バネ１２を有する中空円筒軸１０（電線供給装置１）を巻回電線ＷＲとベースボビンＢＢとの間に取り付ける際の作業性を大幅に向上させることができる。加えて、円弧板バネ１２の円弧状の腹部分（途中部分）にて巻回電線ＷＲを内側から径方向外側に押圧して、開放端１２ｂと巻回電線ＷＲとの接触に伴う電線ＷＲに対する不測のダメージを未然に防止することができる。

より具体的には、弓状の円弧板バネ１２は、内径基準値ＷＲin（例えば、２２５ｍｍ）に標準変動幅（略±１０％）を加味した巻回電線ＷＲの最大内径面ＷＳimaxに対して、その内側から径方向外側に押圧可能に接触（内接）すると共に、巻回電線ＷＲの最小内径面ＷＳiminに接触して縮んだ（変位した）ときでも、隣接する円弧板バネ１２，１２同士が接触（干渉）しないように、円弧板バネ１２の曲率及び長さが設定されている。

このように、最小内径面ＷＳiminに接触して縮んだ（変位した）ときでも、隣接する円弧板バネ１２，１２同士が接触しないように、円弧板バネ１２を配置形成することにより、干渉に伴う開放端（自由端）１２ｂと電線ＷＲとの接触を未然に防止することができる。

さらに、図３に模式的に示すように、それぞれの円弧板バネ１２の開放端１２ｂには、平板状の巻き込み防止ステイ１２Ｓが当該開放端１２ｂに対して直交（開放端１２ｂから径方向外側に延在）するように取り付けられている。

具体的には、電線供給装置１を縦置きにする場合（図１、図２を正面図として装置を配置構成する場合）には、巻き込み防止ステイ１２Ｓは、開放端１２ｂの奥行方向に沿った両端部のいずれか一端側に取り付けられている。一方、電線供給装置１を横置き（平置き）にする場合（図１、図２を平面図として装置を配置構成する場合）には、電線ＷＲの落下脱落を防止する（巻き込み防止と兼用する）ために、巻き込み防止ステイ１２Ｓは、開放端１２ｂの高さ方向底面側に取り付けられている。これにより、電線ＷＲが円弧板バネ１２とベースボビンＢＢとの間に入り込むことを未然に防止することができる。

なお、巻回電線ＷＲの納入時の最大外径に対応するという観点から、巻き込み防止ステイ１２Ｓの大きさ（長さ）は、変動幅を考慮した巻回電線ＷＲの最大外径ＷＲmax（図１参照）を超えて延在するように設定されている。

コイル状の圧縮スプリング１４は、円弧板バネ１２に対応して、ボビンＢＢ（中空円筒軸１０）の径方向に沿って配置されている。これにより、円弧板バネ１２の径方向の変位を可能とし、巻回電線ＷＲの内径の標準寸法変動に対しても、円弧板バネ１２を介して当該巻回電線ＷＲの内側から外側に向かって（径方向に沿って）、安定した押圧力を継続的に付与することができ、経時的な電線ＷＲの弛みを防止することができる。

なお、圧縮スプリング１４は、隣接する円弧板バネ１２の取付ヒンジ１１に近接して配置（図1、図２において、隣接する円弧板バネ１２の固定端１２ａの左側近傍に配置）することが好ましい。言い換えれば、圧縮スプリング１４が支持する円弧板バネ１２の固定端１２ａから遠ざけて当該圧縮スプリング１４を配置することが好ましい。固定端１２ａに近接して配置する場合は、円弧板バネ１２の開放端１２ｂの変位ストロークが増大し、巻回電線ＷＲの最小内径面ＷＳiminに接触して縮んだ際に隣接する円弧板バネ１２同士が干渉（接触）し易くなるためである。

また、本実施の形態では、３本の圧縮スプリング１４（３枚の円弧板バネ１２）を配置しているが、圧縮スプリング１４の本数（円弧板バネ１２の枚数）は、必ずしも３本（３枚）である必要はない。ただし、圧縮スプリング１４が２本以下（円弧板バネ１２が２枚以下）では、巻回電線ＷＲを内側から均等に押圧することが困難となり、一方、多数本（多数枚）にするとセッティングの作業性が著しく低下すると共に、隣接する円弧板バネ１２同士が接触し易くなる。

内側からの均等な押圧を可能としつつ、圧縮スプリング１４の設置数を削減して作業性の向上を図るという観点からは、一の圧縮スプリング１４を含む断面で巻回電線ＷＲの内部空間を切断（分割）した場合、同一の切断面に複数の圧縮スプリング１４が存在せず、かつ、それぞれの領域に他の圧縮スプリング１４（円弧板バネ１２）が切断面に対して対称に配置されるように、圧縮スプリング１４（円弧板バネ１２）の設置数を設定することが好ましい。具体的には、圧縮スプリング１４（円弧板バネ１２）を均等角度間隔で奇数本設置することが好ましい。

このように構成した本発明に係る電線供給装置１によれば、巻回電線ＷＲの最大内径面ＷＳimaxに対して、内側から径方向外側に押圧可能に接触し、かつ、巻回電線ＷＲの最小内径面ＷＳiminに接触して縮んだ（変位した）際、隣接する円弧板バネ１２同士が干渉（接触）しないように、円弧板バネ１２の長さ、曲率、圧縮スプリング１４の強さ等が設定されているので、例えば、絡まり易いＣ−ＷＬ１等の鉄道用撚線（１．２５ｓｑや２．０ｓｑ）に対しても、弛み防止のための同期装置等を別途設けることなく、簡易な構成で安定した電線供給が可能となる。

なお、本発明の技術的範囲は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨に逸脱しない範囲において多様な変更もしくは改良を加え得るものである。例えば、電線へのダメージをより確実に抑制するためには、工数は増えるものの、開放端１２ｂの先端を丸める、若しくは、開放端１２ｂにカバーを設ける等の加工を行ってもよい。

１ 電線供給装置
１０ 中空円筒軸
１１ 取付ヒンジ
１２ 円弧板バネ
１２ａ 固定端
１２ｂ 開放端
１２Ｓ 巻き込み防止ステイ
１４ 圧縮スプリング
ＢＢ ベースボビン
ＷＲ 電線
ＷＲout 巻回電線外径
ＷＲin 巻回電線内径
ＷＲmax 大外径
ＷＳimax 最大内径面
ＷＳimin 最小内径面

Claims (6)

1. 巻回形成された電線を供給する際に、当該巻回電線の内側から押圧力を付与する電線供給装置であって、
   その内部に円筒状のボビンが挿通されて、当該ボビンと同軸一体に回転する中空円筒軸と、
   前記中空円筒軸の表面に取り付けられ、前記巻回電線と前記中空円筒軸との間に介装された断面円弧状の複数の円弧板バネと、
   前記円弧板バネのそれぞれに対応して、前記円弧板バネと前記中空円筒軸との間に介装され、前記中空円筒軸の径方向に沿って配置された複数の圧縮スプリングと
   を備え、
   前記円弧板バネは、一定の曲率にて形成されており、その一端が固定端として前記中空円筒軸の周面上に取り付けられていると共に、その他端が開放端として形成されており、かつ、前記開放端が前記電線に接触しないように配置されていることを特徴とする電線供給装置。
2. 前記円弧板バネは、変動幅を考慮した前記巻回電線の最大内径面に対して、内側から径方向外側に押圧可能に接触し、かつ、変動幅を考慮した前記巻回電線の最小内径面に接触して縮んだ際、隣接する円弧板バネ同士が干渉しないように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電線供給装置。
3. 前記圧縮スプリングは、隣接する前記円弧板バネの固定端近傍に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電線供給装置。
4. 前記円弧板バネのそれぞれの前記開放端には、平板状の巻き込み防止ステイが前記開放端に対して直交するように取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電線供給装置。
5. 前記変動幅は、基準値の±１０％以内であり、前記複数の円弧板バネの形状は、それぞれ同一であると共に、前記ボビンの周面上に１２０°の均等間隔で取り付けられていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の電線供給装置。
6. 前記電線は、その断面積が１．２５ｓｑ〜２．０ｓｑの鉄道用撚線であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の電線供給装置。

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