(57)【要約】【課題】  簡単な構造で、線材のねじれと撓みに追従できる、線材の塗膜形成に用いるダイスユニットを提供する。【解決手段】  一方端面から他方端面に貫通する貫通孔を有するダイスと、ダイスの一方端面側に位置する支持部材と、ダイスと支持部材とを接続する連結部材とを具備し、連結部材は、支持部材を支点にしてダイスを移動可能に支持するものであり、支持部材は、自らを揺動中心にして連結部材と前記ダイスを首振り可能に支持するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材の塗膜形成に用いるダイスユニットであって、
一方端面から他方端面に貫通する貫通孔を有するダイスと、
前記ダイスの前記一方端面側に位置する支持部材と、
前記ダイスと前記支持部材とを接続する連結部材とを具備し、
前記連結部材は、前記支持部材を支点にして前記ダイスを移動可能に支持するものであり、
前記支持部材は、自らを揺動中心にして前記連結部材を首振り可能に支持するものである
ことを特徴とするダイスユニット。
【請求項２】
前記支持部材は、リングを備え、
該リングは、前記連結部材の支点を有して、内側に線材を挿通し、かつ、直径相当部において軸支されて、該軸周りに回転可能なものである
ことを特徴とする請求項１に記載のダイスユニット。
【請求項３】
前記支持部材は、第１のリングと、該第１のリングの外側に同心円状にして配置された第２のリングとを備え、
前記第１のリングは、前記連結部材に接続して、内側に線材を挿通し、かつ、前記第２のリングにより直径相当部において軸支されて、該軸周りに回転可能なものであり、
前記第２のリングは、前記第１のリングと角度差を有する直径相当部において軸支されて、該軸周りに回転可能なものである
ことを特徴とする請求項１に記載のダイスユニット。
【請求項４】
前記連結部材が、可撓性部材である
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ダイスユニット。
【請求項５】
前記可撓性部材が、複数の線状部材である
ことを特徴とする請求項４に記載のダイスユニット。
【請求項６】
前記ダイスを、空中において保持する保持部材を具備する
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ダイスユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線材の塗膜形成に用いるダイスユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
線材の塗膜形成工程では、均一な塗膜形成のために、ダイスを用いることがある。このダイスは、線材の移動方向に縮径するテーパ形状の貫通孔を有し、塗料を塗布した線材を挿通すると、クサビ効果による調芯力を発生し、線材を貫通孔の中心に移動させる。これにより、線材表面と貫通孔内壁との間隔を均一にし、線材表面に均一な塗膜を形成することができる。
【０００３】
ところで、平角線材の塗膜形成工程では、線材のねじれが問題になることがある。すなわち、固定したダイスを用いると、平角線材のねじれが調芯力の限度を超えることがあり、線材がダイスの貫通孔内壁に接触して、塗膜が不均一になることがある。そこで、平角線材の塗膜形成に用いるダイスユニットとして、ベアリングによりダイスを回転可能にしたダイスユニットが提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２３２３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のダイスユニットでは、ダイスを開口面内において自由に回転させることができる。これにより、平角線材にねじれが生じても、ねじれに応じてダイスを回転させることができ、線材がダイスの貫通孔内壁に接触することを抑制することができる。
【０００６】
しかし、特許文献１のダイスユニットは、平角線材のねじれには追従できるものの、線材の撓みや振れには特に効果を発揮できない。
【０００７】
本発明は、上記従来技術を鑑みてなされたものであり、簡単な構造で、線材のねじれと撓み等に追従することができる、ダイスユニットの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、線材の塗膜形成に用いるダイスユニットであって、一方端面から他方端面に貫通する貫通孔を有するダイスと、前記ダイスの前記一方端面側に位置する支持部材と、前記ダイスと前記支持部材とを接続する連結部材とを具備し、前記連結部材は、前記支持部材を支点にして前記ダイスを移動可能に支持するものであり、前記支持部材は、自らを揺動中心にして前記連結部材を首振り可能に支持するものである。
【０００９】
また、本発明において、前記支持部材は、リングを備え、該リングは、前記連結部材の支点を有して、内側に線材を挿通し、かつ、直径相当部において軸支されて、該軸周りに回転可能なものであることが好ましい。
【００１０】
また、本発明において、前記支持部材は、第１のリングと、該第１のリングの外側に同心円状にして配置された第２のリングとを備え、前記第１のリングは、前記連結部材に接続して、内側に線材を挿通し、かつ、前記第２のリングにより直径相当部において軸支されて、該軸周りに回転可能なものであり、前記第２のリングは、前記第１のリングと角度差を有する直径相当部において軸支されて、該軸周りに回転可能なものであることが好ましい。
【００１１】
また、本発明では、前記連結部材が、可撓性部材であることが好ましく。該可撓性部材が、複数の線状部材であることがより好ましい。
【００１２】
また、本発明では、上記構成に加えて、前記ダイスを、空中において保持する保持部材を具備することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のダイスユニットは、簡単な構造で、線材のねじれと撓み等に追従できるものであり、線材がダイスの貫通孔内壁に接触することを抑制して、線材表面に均一な塗膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態のダイスユニットの外観図である。
【図２】第１実施形態のダイスユニットのダイスの断面図である。
【図３】第１実施形態のダイスユニットの支持部材の正面図である。
【図４】第１実施形態のダイスユニットの動きを説明する図である。
【図５】第１実施形態のダイスユニットを線材の塗膜形成装置に適用した例を示す図である。
【図６】第２実施形態のダイスユニットの支持部材の正面図である。
【図７】第３実施形態のダイスユニットの保持部材を示す図である。
【図８】第４実施形態のダイスユニットの磁気式保持装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、ダイスと支持部材とを接続する連結部材を具備する構成のダイスユニットである。そして、重要な構成の一つが、自らを揺動中心にして前記連結部材を首振り可能に支持する支持部材である。この支持部材により、線材に撓みや振れが発生してダイスに特定方向の力が加わった場合でも、その力を緩和する方向にダイスを傾けることができる。これにより、線材がダイスの貫通孔内壁に接触することを抑制することができる。
【００１６】
また、別の重要な構成の一つは、前記支持部材を支点にして前記ダイスを移動可能に支持する連結部材である。この連結部材により、特にダイスにねじれ方向の力が加わった場合でも、その力を緩和する方向にダイスを回動させることができる。これにより、線材がダイスの貫通孔内壁に接触することをさらに抑制することができる。
【００１７】
このように本発明のダイスユニットは、特定の支持部材と連結部材とを具備する構成にして、線材のねじれと撓み等に追従することができるダイスユニットとなっている。以下、本発明の、ダイスユニットの実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
［第１実施形態］
図１と図２に示すように、本実施形態のダイスユニットは、平角線材Ｌ（以下、線材Ｌと略す）を挿通するダイス１、同じく線材Ｌを挿通する支持部材２、ダイス１と支持部材２とを接続する連結部材３を具備している。以下、これら構成要素について詳細に説明する。
【００１９】
（ダイス）
図２に示すように、ダイス１は、柱状にして、一方端面１ａから他方端面１ｂに貫通する貫通孔１ｃを有していて、線材Ｌを一方端面１ａ側の開口１ａａから、他方端面１ｂ側の開口１ｂａに挿通することができる。そして、本実施形態のダイス１としては、貫通孔１ｃは、開口１ａａから開口１ｂａに向かって縮径するテーパ形状であり、他方端面１ｂ側の開口１ｂａを、線材Ｌの断面と略相似形状にしたものを採用している。
【００２０】
また、図１に示すように、ダイス１は、開口１ａａを露出して、一方端面１ａ側にダイスホルダ４を接続している。そして、図２に示すように、ダイスホルダ４は、８ヶ所の接続部４ａａを配置したフランジ４ａを有している。フランジ４ａは、８ヶ所の接続部４ａａを、貫通孔１ｃの軸周りの円周上に等間隔に配していて、連結部材３が、８ヶ所の接続部４ａａそれぞれに接続している。
【００２１】
（支持部材）
図３に示すように、支持部材２は、同心円状に配置した外周リング２ａ、中間リング２ｂ、内周リング２ｃを具備している。
内周リング２ｃは、連結部材３に接続して、内側に線材Ｌを挿通することができ、中間リング２ｂにより直径相当部において軸支されて、軸周りに回転可能なものである。
中間リング２ｂは、外周リング２ａにより前記第１のリングと角度差を有する直径相当部において軸支されて、軸周りに回転可能なものである
【００２２】
具体的には、２つのニードル２ｄは、外周リング２ａの内周面にあって、外周リング２ａの中心を通る線（Ｘ）上に配されている。そして、２つのニードル２ｄの先端が、中間リング２ｂの外周面を挟み込むようにしている。これにより、中間リング２ｂと内周リング２ｃは、外周リング２ａの内側の、２つのニードル２ｄを結ぶ軸周りに、回転可能である。
また、２つのニードル２ｅは、中間リング２ｂの内周面にあって、中間リング２ｂの中心を通る線（Ｙ）上に配されている。そして、２つのニードル２ｅの先端が、内周リング２ｃの外周面を挟み込むようにしている。これにより、内周リング２ｃは、中間リング２ｂの内側の、２つのニードル２ｅを結ぶ軸周りに、回転可能である。
以上の構成の組み合わせにより、内周リング２ｃは、中心位置周りの任意の向きに回転可能である。
【００２３】
なお、本実施形態に替えて、リングの数や軸支方向を変えることもできる。例えば、１つのリングだけを回転可能に軸支する構造にしても、一方向の撓みや揺れには追従ができるので、簡易的な構造としては有効である。また、軸支するリング数を２以上に増やしてもよい。ただし、上述したように軸支したリングを２つにし、軸支方向を９０度の角度差にすることで、最小構成にして中心位置周りの任意の向きを得ることができる支持部材にすることができる。
【００２４】
また、上述したリングによる構成に変えて、ボールジョイント構造を採用することもできる。ボールジョイント構造は、球面を摺動する構造により中心位置周りの任意の向きに回動できるものである。ただし、ボールジョイントは面を摺動させる構造であるため、摩擦力の調整が難しく、リングによる構成のほうがダイスの移動追従性を良好にすることができる。
【００２５】
（連結部材）
図１に示すように、連結部材３には、８本の可撓性を有する金属ワイヤ３ａ〜３ｈを用いている。そして、金属ワイヤ３ａ〜３ｈの各々の一端が、ダイスホルダ４の接続部４ａａに接続し、各々の他端が支持部材２の内周リング２ｃに接続するようにしている。接続には、溶接やネジ止めを用いている。
また、図１のように、金属ワイヤ３ａ〜３ｈの接続長さは同じにしている。これにより、張力が作用した際、支持部材２とダイスホルダ４のフランジ４ａとが平行になるようにしている。
【００２６】
ここで、本実施形態に示すように、連結部材３は、可撓性を有する部材にすることが好ましい。金属ワイヤ３ａ〜３ｈのような可撓性部材にすることにより、簡単で軽量な構造にすることができ、ダイス１の移動追従性を良好にすることができる。
【００２７】
さらに、連結部材３を可撓性部材にすると、ダイス１の揺れを連結部材３に吸収させることもできる。これにより、ダイス１に意図しない衝撃が加わっても、ダイス１が大きく揺れることを抑制することができ、線材Ｌがダイス１の貫通孔１ｃの内壁に接触することを抑制することができる。
【００２８】
また、本実施形態に示すように連結部材３は、可撓性部材にして、且つ、複数の線状部材にすることがより好ましい。連結部材３は、単一の可撓性部材、あるいは、板状あるいは棒状の可撓性部材にしてもよい。ただし、連結部材３を、金属ワイヤ３ａ〜３ｈのような、複数の線状部材からなる可撓性部材にすると、連結部材３を、挿通した線材Ｌ周りに、バランスよく配することができる。これにより、線材Ｌにねじれが生じた際、ダイス１を、線材Ｌのねじれに追従して、バランスよく回転させることができ、線材Ｌがダイス１の貫通孔１ｃの内壁に接触することを抑制することができる。
【００２９】
なお、金属ワイヤ３ａ〜３ｈには、例えば、ステンレス線や鉄線、鋼線、ニッケル線、銅線等の、可撓性を有する線を用いることができる。また、金属ワイヤ３ａ〜３ｈは、単線以外に撚り線にしてもよい。さらに、可撓性部材であれば、金属ワイヤ３ａ〜３ｈに替えて、樹脂線や繊維を用いてもよい。
【００３０】
また、金属ワイヤ３ａ〜３ｈには、伸縮性の小さい金属ワイヤを用いることが好ましい。このような金属ワイヤ３ａ〜３ｈにすると、支持部材２とダイス１の間に張力変動が生じた際、ダイス１の振動を抑制することができ、線材Ｌがダイス１の貫通孔１ｃの内壁に接触することを抑制することができる。
【００３１】
なお、連結部材３は、線材Ｌを挿通した際に、ダイス１を安定した姿勢に留め、且つ、ダイス１を線材Ｌのねじれと撓みに追従するように移動させる必要がある。本実施形態では、連結部材３として、８本の金属ワイヤを用いているが、機能的には、２本以上あればよく、安定面からいうと３本以上にすることが好ましい。金属ワイヤの本数は、ダイス１を支持する張力に応じて、適宜設定することができる。
【００３２】
次に、本実施形態のダイスユニットの動きについて説明する。
図４に示すように、本実施形態のダイスユニットは、支持部材２を外部に固定して用いる。そして、塗料を塗布した線材Ｌを、支持部材２の内周リング２ｃの中心からダイス１の貫通孔１ｃに挿通し、線材Ｌを支持部材２に対して垂直に移動させる。
【００３３】
図４（ａ）は、線材Ｌがダイス１の貫通孔１ｃの中心を移動している状態、言い換えれば、線材Ｌがダイス１に対してねじれ無く移動している状態の一例を示している。この状態では、移動する線材Ｌとダイス１との間に引抜き抵抗が発生し、ダイス１が線材Ｌの移動方向に引っ張られて、連結部材３に張力が作用する。これにより、支持部材２は、連結部材３を介してダイス１を支持することができ、ダイス１を安定した姿勢に留めることができる。
【００３４】
次に、図４（ｂ）は、図４（ａ）の状態から、線材Ｌにねじれが生じた状態の一例を示している。
本実施形態のダイスユニットは、連結部材２として、金属ワイヤ３ａ〜３ｈを用いていて、これら金属ワイヤ３ａ〜３ｈを線材Ｌ周りに配している。そのため、線材Ｌにねじれが生じても、図４（ｂ）に示すように、金属ワイヤ３ａ〜３ｈを、支持部材２との接続点を支点に撓ませることができる。これにより、金属ワイヤ３ａ〜３ｈに接続するダイス１を、線材Ｌのねじれに応じて、線材Ｌ周りに回転させることができ、線材Ｌがダイス１の貫通孔１ｃの内壁に接触することを抑制することができる。
【００３５】
また、金属ワイヤ３ａ〜３ｈを、図４（ｂ）のように撓ませると、図４（ａ）の状態に戻ろうとするトルク力、すなわち拘束力を発生する。これにより、意図しない衝撃により、ダイス１が、図４（ａ）の状態から大きくねじれようとしても、その回転を抑制することができ、線材Ｌがダイス１の貫通孔１ｃの内壁に接触することを抑制することができる。
【００３６】
また、図４（ｃ）は、図４（ａ）の状態から、線材Ｌが撓んだ状態の一例を示しており、線材Ｌが、Ｌ’の位置に移動した状態を示している。
本実施形態のダイスユニットは、支持部材２を３つのリングにより構成している。そのため、図４（ｃ）に示すように、内周リング２ｃを外周リング２ａに対して縦方向に回転させて、金属ワイヤ３ａ〜３ｈを介して接続するダイス１を、内周リング２ｃの中心を支点として首振り移動させることができる。これにより、ダイス１における貫通孔１ｃの軸を、線材Ｌの中心軸に合わせることができ、線材Ｌが貫通孔１ｃの内壁に接触することを抑制することができる。
【００３７】
以上のように、本実施形態のダイスユニットは、ダイス１と支持部材２、連結部材３を主な構成とする簡単な構造にして、ダイス１の姿勢を線材Ｌのねじれと撓みに追従させることができる。これにより、線材がダイスの貫通孔内壁に接触することを抑制して、線材表面に均一な塗膜を形成することができる。
【００３８】
なお、本実施形態のダイスユニットは、図５に示すような、線材Ｌを横方向に移動させる線材の塗膜形成装置１０に用いることができる。その際、図５に示すように、本実施形態のダイスユニットであるダイスユニット１００を、線材Ｌを移動させる一対のプーリ８（８ａ、８ｂ）間に配することが好ましく、支持部材２を、巻出し側のプーリ８ａ近傍に配することが好ましい。
【００３９】
図５に示すように、線材Ｌを横方向に移動させる装置では、線材Ｌが自重により撓むことがあり、カテナリ曲線を描くように変形することがある。
本実施形態のダイスユニットは、支持部材２を支点にして、ダイス１を首振り移動させることができる。これにより、図５に示すように、線材Ｌが撓んでも、線材Ｌに追従してダイス１を移動させることができ、線材Ｌがダイス１の貫通孔１ｃの内壁に接触することを抑制することができる。
なお、図５では、線材Ｌに塗料を供給する塗布部７が、プーリ８ａと支持部材２との間にあるが、塗布部７は、支持部材２とダイス１の間にあってもよい。
【００４０】
また、本実施形態のダイスユニットは、線材Ｌを縦方向に移動させる線材の塗膜形成装置に用いることもできる。その場合、線材Ｌが振動しても、線材Ｌに追従してダイス１を移動させることができ、線材Ｌがダイス１の貫通孔１ｃの内壁に接触することを抑制することができる。
【００４１】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態のダイスユニットについて説明する。なお、本実施形態のダイスユニットの支持部材以外の構成は、第１実施形態のダイスユニットと同じである。よって、以下の説明では、本実施形態のダイスユニットが特徴とする支持部材についてのみ説明する。また、以下の説明では、第１実施形態と同じ構成に同じ符号を付している。
【００４２】
図６に示すように、本実施形態のダイスユニットにおける支持部材２１は、内周リング２ｃの内側にエクストラリング２ｆを有している。エクストラリング２ｆは、その外周面と内周リング２ｃの内周面との間に、複数のボール２ｇを保持するボール転動面を形成している。そして、連結部材３である８本の金属ワイヤ３ａ〜３ｈの一端を、エクストラリング２ｆに接続している（図示省略）。
【００４３】
エクストラリング２ｆは、内周リング２ｃの内側において、図のφ方向に自由に回転することができる。そのため、連結部材３を介して接続するダイス１の回転を容易にすることができる。これにより、線材Ｌのねじれに対するダイス１の回転追従性を良好にすることができ、線材Ｌがダイス１の貫通孔１ｃの内壁に接触することをより抑制することができる。
なお、エクストラリング２ｆに、回転を制限するストッパを設けることにより、意図しない衝撃により、ダイス１が大きく回転することを抑制することができる。
【００４４】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態のダイスユニットについて説明する。
図７に示すように、本実施形態のダイスユニットは、線材Ｌを横方向に移動させる線材の塗膜形成装置に用いることが好ましいものであり、第１実施形態のダイスユニットの構成に加え、ダイス１を空中で保持する保持部材５を具備している。保持部材５は、引張バネ５ａを有していて、ダイス１を不図示の固定部から吊下げている。
保持部材５がダイス１を吊下げることにより、ダイス１に対する重力の影響を小さくすることができる。これにより、線材Ｌの移動速度が低速で連結部材３の張力が小さい場合でも、ダイス１を線材Ｌに倣った横向きにすることができる。すなわち、ダイス１の移動追従性を良好にして、停止していた線材Ｌを移動させた直後においても、ダイス１の調芯作用を有効にすることができる。すなわち、線材Ｌがダイスの貫通孔内壁に接触することを抑制することができる。
【００４５】
なお、引張バネ５ａは、ダイス１を直上より少し後方側から保持するよう、傾き角ηを持たせて取り付けることが好ましい。このようにすることで、連結部材３に若干の張力を作用させることができ、停止していた線材Ｌを移動させた直後においても、ダイス１の姿勢を安定させて、ダイス１の調芯作用を有効にすることができる。
【００４６】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態のダイスユニットについて説明する。
図８に示すように、本実施形態のダイスユニットも、線材Ｌを横方向に移動させる線材の塗膜形成装置に用いることが好ましいものであり、第１実施形態のダイスユニットの構成に加え、磁気式保持装置６を具備している。磁気式保持装置６は、永久磁石６ａ、６ｂと、永久磁石６ｂを備えたテーブル６ｃを具備しており、永久磁石６ａをダイス１の下面に配して、永久磁石６ａ、６ｂを対向させている。そして、永久磁石６ａと６ｂを同極にして、ダイス１を反発力により浮上させて、ダイス１が全ての方向に移動しやすくしている。これにより、線材Ｌの撓みに対するダイス１の移動追従性を良好にすることができ、線材Ｌがダイスの貫通孔１ｃの内壁に接触することを抑制することができる。
【００４７】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるのものではない。特許請求の範囲の技術範囲において、その実施形態を変更することが可能でる。
【００４８】
例えば、上記実施形態では、平角線材に塗膜を形成するダイスユニットおよび線材の塗膜形成装置について説明してきたが、本発明は、丸線材に塗膜を形成するダイスユニットおよび線材の塗膜形成装置に適用することができる。すなわち、丸線材であっても、線材の撓みに応じてダイスを首振り移動させることにより、線材がダイスの貫通孔内壁に接触することを抑制することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１：ダイス
１ａ：一方端面
１ａａ：開口
１ｂ：他方端面
１ａｂ：開口
１ｃ：貫通孔
２，２１：支持部材
２ａ：外周リング
２ｂ：中間リング
２ｃ：内周リング
２ｄ，２ｅ：ニードル
２ｆ：エクストラリング
２ｇ：ボール
３：連結部材
３ａ〜３ｈ：金属ワイヤ
４：ダイスホルダ
４ａ：フランジ
４ａａ：接続部
５：保持部材
５ａ：引張バネ
６：磁気式保持装置
６ａ，６ｂ：永久磁石
６ｃ：テーブル
７：塗布部
８：プーリ
８ａ：巻出し側プーリ
８ｂ：巻取り側プーリ
１００：ダイスユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2016137432.tif 000007
【図６】
2016137432.tif 000008
【図７】
2016137432.tif 000009
【図８】
2016137432.tif 000010