JP2006167760A - 線材のカッタ装置 - Google Patents

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享司 竹田
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Abstract

【課題】
安価であり比較的簡素でありながら、線材を適切に切断できるカッタ装置を提供する。
【解決手段】
アーム部63は、線材Wが切断されるべきボビンBの軸線に交差する方向に延在し且つボビンBの端子B1又はB2をまたいでいる。従って、ボビンBの両端から対向する方向に延在する端子B1、B2にからげた線材Wのそれぞれを切断する際に、カッタ装置60の姿勢を180度反転することなくボビンBとアーム部63との干渉が回避され、従って反転機構などが不要となり、低コストながら適切に線材Wの切断を行うことができる。
【選択図】 図4

Description

本発明は、線材のカッタ装置に関し、特に線材をコイル状に巻き付ける巻線装置に用いると好適な線材のカッタ装置に関する。
コイルを製造する巻線機が知られている。かかる巻線機においては、線材を供給するノズルを所定位置に移動させ、ボビンの回転に伴ってノズルを軸線方向に移動させることが行われている。
ところで、ある種のボビンは、軸線方向両端から対向する方向に端子を延在させているが、かかる端子に線材をからげた後、これを切断する必要がある。従来技術によるカッタ装置は、特許文献1に開示されている。
特開平7−245229号公報
ここで、特許文献1に記載のカッタ装置は、ボビンの軸線に直交する方向に延在する端子にからげた線材に大きめのカッタ刃を押し当てて切断するものであり、カッタ刃に対向する受け部を用いず線材の張力を利用して切断を行うっている。しかるに、軸線方向両端から対向する方向に端子を延在させているボビンにおいては、カッタ刃の移動量が制限されるので、このようなカッタ装置は、端子にからげた線材を切断するには不向きである。
即ち、ボビンを巻線機の回転治具に装着した状態で切断を行う必要があるが、巻線機から遠い側では、比較的広く切断領域を確保できるので端子にからげた線材の切断には大きな問題はないものの、巻線機に近い側で線材を切断する場合には、回転治具によって切断位置が制限されるので問題となる。
これに対し、ニッパ型のカッタ装置を用いることも考えられるが、ボビンの両端側で線材をカットするためには2つのカッタ装置が必要となり、それにより巻線機のコストが増大するという問題がある。一方、単一のカッタ装置で両端側の切断を行おうとすると、反対側で切断を行う際にカッタ装置全体を180度反転する必要が生じ、装置が複雑且つ大がかりなものとなるという問題がある。
更に、巻線機は1軸(ボビン回転軸が単一)に限らず、2〜12軸といったように、同時に複数のボビンに巻線を行うことが多いが、そのような場合には切断位置がより制限され、ニッパ型のカッタ装置を高精度に移動しなければならず、更に巻線機のコスト高を招くという問題がある。
本発明は、このような従来技術の問題点に着目してなされたものであり、安価であり比較的簡素でありながら、線材を適切に切断できるカッタ装置を提供することを目的とする。
上述の目的を達成すべく、第1の本発明のカッタ装置は、ボビンの両端から対向する方向に延在する端子にからげた線材をそれぞれ切断する線材のカッタ装置において、
ボビンに対して移動可能に配置されたハウジングと、
受け部と、
前記ハウジングと前記受け部とを連結するアーム部と、
前記受け部に対して接近又は離隔可能に配置されたカッタ刃と、を有し、
前記本体と共に前記受け部が線材の切断位置に移動したときに、前記アーム部は、線材が切断されるべきボビンの軸線に交差する方向に延在し且つ前記ボビンの一部をまたいでいることを特徴とする。
第2の本発明のカッタ装置は、ボビンの両端から対向する方向に延在する端子にからげた線材をそれぞれ切断する線材のカッタ装置において、
ボビンに対して移動可能に配置されたハウジングと、
受け部と、
前記ハウジングと前記受け部とを連結するアーム部と、
前記アーム部を、前記カッタ刃の軸線の周囲に旋回させる旋回手段と、
前記受け部に対して接近又は離隔可能に配置されたカッタ刃と、を有することを特徴とする。
第3の本発明のカッタ装置は、ボビンの両端から対向する方向に延在する端子にからげた線材をそれぞれ切断する線材のカッタ装置において、
ボビンに対して移動可能に配置されたハウジングと、
2つの受け部と、
前記ハウジングと各受け部とをそれぞれ連結する2つのアーム部と、
ボビンの一端で線材を切断するときは、一方の受け部が前記カッタ刃に対向するように一方のアーム部を駆動し且つ他方のアーム部を待避させ、ボビンの他端で線材を切断するときは、他方の受け部が前記カッタ刃に対向するように他方のアーム部を駆動し且つ前記一方のアーム部を待避させる駆動手段と、
対向する前記受け部に対して接近又は離隔可能に配置されたカッタ刃と、を有することを特徴とする。
第1の本発明のカッタ装置によれば、前記本体と共に前記受け部が線材の切断位置に移動したときに、前記アーム部は、線材が切断されるべきボビンの軸線に交差する方向に延在し且つ前記ボビンの一部をまたいでいるので、前記ボビンの両端から対向する方向に延在する端子にからげた線材のそれぞれを切断する際に、前記カッタ装置の姿勢を180度反転することなくボビンと前記アーム部との干渉が回避され、従って反転機構などが不要となり、低コストながら適切に線材の切断を行うことができる。本発明によれば、前記カッタ刃と前記受け部との調整は一度行えば良く、その調整が容易になるという利点もある。ここで、「前記アーム部がボビンの一部をまたいでいる」とは、ボビンの一部(端子部含む)と前記アーム部とをある方向から見たときに互いに重合して見えるが、両者は接触していない状態をいうものとする。
第2の本発明のカッタ装置によれば、前記アーム部を、前記カッタ刃の軸線回りに旋回させる旋回手段を有するので、ボビンの両端から対向する方向に延在する端子にからげた線材のそれぞれを切断する際に、例えば一方の端子側で切断を行う場合には、前記旋回手段が前記アーム部を第1の位置において、前記受け部が前記カッタ刃に対向するようにし、線材を間に挟んだ状態で前記カッタ刃を前記受け部に接近させて切断を行い、他方の端子側で切断を行う場合には、前記旋回手段が前記アーム部を第1の位置から180度反転した第2の位置に旋回させる、前記受け部が前記カッタ刃に対向するようにし、線材を間に挟んだ状態で前記カッタ刃を前記受け部に接近させて切断を行うことができる。従って、ボビンの両端側で切断を行うにあたり、前記カッタ装置全体を180度反転する必要がなく、低コストながら適切に線材の切断を行うことができる。
第3の本発明のカッタ装置によれば、例えば一方の端子側で切断を行う場合には、前記駆動手段が前記他方のアーム部を待避させるとともに、前記一方のアーム部を駆動して前記一方の受け部を前記カッタ刃に対向する位置におき、それにより線材を間に挟んだ状態で前記カッタ刃を前記一方の受け部に接近させて切断を行うことができ、他方の端子側で切断を行う場合には、前記駆動手段が前記一方のアーム部を待避させるとともに、前記他方のアーム部を駆動して前記他方の受け部を前記カッタ刃に対向する位置におき、それにより線材を間に挟んだ状態で前記カッタ刃を前記他方の受け部に接近させて切断を行うことができる。従って前記カッタ装置全体を180度反転する必要がなく、低コストながら適切に線材の切断を行うことができる。
前記ハウジングには、別なカッタ刃が取り付けられていると、例えばボビンの側面から突き出た端子にからげられそこから延在する線材を、その別なカッタ刃を用いて切断することができるので好ましい。
以下、本発明による実施の形態を、図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態にかかるカッタ装置を備えた巻線機の一例を示す斜視図である。図1において、図示されていない線材の供給源から矢印方向に、巻線機に向かって線材Wが供給されている。本実施の形態では、巻線機により巻線を行うボビンBは、両端から対向する方向(軸線に平行な方向)に延在する端子B1,B2を有しているものとする。
供給された線材Wは、まずテンション装置10を介して巻線機の下方に送られ、駆動部40に支持された細いパイプ状のノズル20を通過した後、その先端を線材保持装置30のフィンガー部において一度に挟まれて保持される。
ノズル20は、駆動部40の駆動により3次元的に移動可能となっており、より具体的には、ボビンBを保持する治具(図1で不図示)を回転させる回転シャフト50の先端にそれぞれ保持されたボビンBの上方において、その位置を自在に変更できるほか、その姿勢をも変更することができる。
巻線機の動作について説明すると、まず線材Wの先端を線材保持装置30に挟んだまま、ノズル20がボビンBの端子部B1の周囲をぐるりと周り、線材Wを端子部B1に巻き付ける動作(からげ動作)がなされる。
線材Wが端子部B1にからみついた状態で、カッタ装置60が線材Wを切断する。その後、回転シャフト50をボビンBともに高速回転させる。この際ボビンBの回転に同期させて、ノズル20をボビンBの長さ方向に所定のピッチで移動させ、それにより同一箇所に線材が巻き付くことを防止する。
所定回数だけ、線材WがボビンBに巻き付いた段階で、回転シャフト50を停止させる。その後再びノズル20のからげ動作により、線材WをボビンBの端子部B2にからみつかせ、線材保持装置30のフィンガー部に挟んで保持した後、カッタ装置60により線材Wを切断して、巻線の動作は終了する。
本実施の形態のカッタ装置60について説明する。図2は、カッタ装置60の側面図であり、図3は、カッタ装置60の動作を示す正面図であり、図4は、切断位置にあるカッタ装置60をボビンと共に示す斜視図である。
図2において、カッタ装置60は、不図示の部材を用いて駆動部40に連結され、それにより3次元的に駆動されるハウジング61と、ハウジング61の下端前方側に取り付けられ、不図示のエアシリンダによって上下に駆動されるカッタ刃62と、ハウジング61の下端後方側に一端をねじ止めされたL字状のアーム部63とを有する。アーム部63の先端には、カッタ刃62に対向して薄板状の受け部63aが形成されている。アーム部63のスパンSは、ボビンBの幅Lより長くなっていると好ましい。
カッタ装置60の動作を図3、4を参照して説明する。角柱状のボビンBは中空であり、図に示すように一方の端部から治具Jを挿通されて支持されており、治具Jと一体的に回転可能となっている。図3に示すように、治具Jは、ボビンBの近傍において、上面が逃げた構造になっており、それにより切断位置におけるアーム部63との干渉を回避している。
まず、治具J側で線材の切断を行う場合、図3(a)に示すようにカッタ装置60のハウジング61を治具J側に寄せ、カッタ刃62を開いた状態で、アーム部63の端面をボビンBの端面(端子B1が植設された面)に突き当てる(治具J側の切断位置となる)。更に、図4に示すように端子B1にからげられそこから延在する線材Wが受け部63aとカッタ刃62との間に介在した状態で、カッタ刃62を下降させると、両者の間で線材Wは切断されることとなる(図3(b)参照)。
更に、治具Jに対し反対側で線材の切断を行う場合、カッタ装置60を一度上昇させた後、図3(c)に示すようにカッタ装置60のハウジング61を治具Jと反対側に移動させる。このとき、カッタ装置60を反転させる必要はなく平行移動で足りるため、カッタ装置60の駆動機構が簡素化される。かかる状態から、カッタ刃62を開いた状態で、アーム部63の端面をボビンBの端面(端子B2が植設された面)に突き当てる(図4の一点鎖線で参照するが治具Jと反対側の切断位置となる)。続いて、端子B2にからげられそこから延在する線材Wが受け部63aとカッタ刃62との間に介在した状態で、カッタ刃62を下降させると、両者の間で線材Wは切断されることとなる(図3(d)参照)。
本実施の形態のカッタ装置のアーム部63は、図4に示す線材Wの切断位置のいずれにおいても、線材Wが切断されるべきボビンBの軸線Xに交差する方向に延在し且つボビンBの全ての端子B1又はB2をまたぐことができる。従って、ボビンBの両端から対向する方向に延在する端子B1、B2にからげた線材Wのそれぞれを切断する際に、カッタ装置60の姿勢を180度反転することなくボビンBとアーム部63との干渉が回避され、従って反転機構などが不要となり、低コストながら適切に線材Wの切断を行うことができる。
尚、図4の例では、アーム部63の取り付け面から最も遠い端子にからげられた線材の切断について述べたが、それ以外の端子にからげられた線材も同様に切断できる。特に、本実施の形態のカッタ刃62は、隣接する端子間距離よりも薄く形成されているので、任意の端子間に容易に挿入でき線材の切断を自由に行うことができる。
図5は、本実施の形態の変形例を示す図2と同様な図である。図5において、本変形例が上述した実施の形態と異なる点は、アーム部63の付け根に別な補助カッタ刃64を取り付けた点である。ボビンBの側面に端子を設け、それに線材をからげることもあるが、カッタ刃62では切断が難しい場合もある。そのような場合、補助カッタ刃64を用いて線材を切断することができる。尚、補助カッタ刃64の取り付け位置、取り付け方向、その形状については任意である。それ以外の点については、上述した実施の形態と同様であるため説明は省略する。
図6は、第2の実施の形態にかかるカッタ装置160の斜視図である。本実施の形態のカッタ装置160は、カッタ刃162と、カッタ刃162の周囲に配置された円筒部材165の側面に一端をねじ止めされたL字状のアーム部163とを有する。カッタ刃162は、エアシリンダACに連結したホルダHの下面に取り付けられている。ホルダHは円筒部材165の中央孔に嵌合し上下に移動可能となっており、カッタ刃162を円筒部材165の下面から突出するように配置している。円筒部材165は、エアシリンダACを取り付けた不図示のベースに対して回転自在に支持されており、ベース自体は不図示のアクチュエータにより少なくとも3次元方向に移動可能となっている。
アーム部163の先端には、カッタ刃162に対向して薄板状の受け部163aが形成されている。本実施の形態では、カッタ刃162の幅方向は、アーム部163のスパン方向に一致しており、従って受け部163aもそれに対向してスパン方向に延在している。ただし、アーム部163のスパンは、ボビンの端子B1,B2の突き出し長さより長ければ足りる(図7参照)。
回転自在に配置された円筒部材165は、外周にギヤ165aを形成している。ギヤ165aは、モータMの回転軸に取り付けられた小ギヤMgに噛合している。モータMを駆動すれば、円筒部材165が回転し、それによりアーム部163は図6で実線で示す位置或いは点線で示す位置へと移動することとなる。尚、円筒部材165が、ハウジングを構成する。又、モータMと円筒部材165とで旋回手段を構成する。
カッタ装置160の動作を図6,7を参照して説明する。図7は、切断位置にあるカッタ刃162と受け部163aとの関係を示す図である。まず、治具J側で線材の切断を行う場合、モータMを駆動して円筒部材165を回転させ、図7(a)に示すように、アーム部163の向きをボビンBの軸線と平行に且つその先端が治具Jから遠ざかる方向に向くようにする。かかる状態で、カッタ装置160を治具J側に寄せ、カッタ刃162を開いた状態で、アーム部163の先端をボビンBの端面(端子B1が植設された面)に突き当てる(治具J側の切断位置)。更に、端子B1にからげられそこから延在する線材(不図示)が受け部163aとカッタ刃162との間に介在した状態で、エアシリンダACを駆動してカッタ刃162を下降させると、両者の間で線材は切断されることとなる。
更に、治具Jに対し反対側で線材の切断を行う場合、カッタ装置160を一度上昇させた後、カッタ装置160を治具Jと反対側に移動させる。このとき、図7(b)に示すように、アーム部163の向きをボビンBの軸線と平行に且つその先端が治具Jに近くなる方向に向くようにする。又、カッタ刃162を開いた状態で、アーム部163の先端をボビンBの端面(端子B2が植設された面)に突き当てる(治具Jと反対側の切断位置)。更に、端子B2にからげられそこから延在する線材(不図示)が受け部163aとカッタ刃162との間に介在した状態で、エアシリンダACを駆動してカッタ刃162を下降させると、両者の間で線材は切断されることとなる。
本実施の形態によれば、ボビンBの両端から対向する方向に延在する端子B1,B2にからげた線材のそれぞれを切断する際に、一方の端子B1側で切断を行う場合には、アーム部163を図7(a)の位置(第1の位置)に旋回移動させることで、受け部163aがカッタ刃162に対向するようにし、線材を間に挟んだ状態でカッタ刃162を受け部163aに接近させて切断を行い、他方の端子B2側で切断を行う場合には、アーム部163を図7(a)の位置から180度反転した図7(b)の位置(第2の位置)に旋回移動させることで、受け部163aがカッタ刃162に対向するようにし、線材を間に挟んだ状態でカッタ刃162を受け部163aに接近させて切断を行うことができる。従って、ボビンBの両端側で切断を行うにあたり、カッタ装置160全体を180度反転する必要がなく、低コストながら適切に線材の切断を行うことができる。
図8は、第3の実施の形態にかかるカッタ装置260の斜視図である。本実施の形態のカッタ装置260は、カッタ刃262と、一対のアーム部263,263’とを有する。L字状であって先端に受け部263a,263a’を有するアーム部263,263’は同じ形状を有するが、受け部263a,263a’を対向させ且つ位相をずらせた状態で、上端をシャフトSにより相対変位不能に連結した構成となっている。アーム部263,263’の間に配置されたカッタ刃262は、エアシリンダAC1に連結したホルダHの下面に取り付けられている。ホルダHはコ字状であってシャフトSとの干渉を避けており上下に移動可能となっている。
アーム部263、263’の先端には、切断位置においてカッタ刃262に対向するように薄板状の受け部263a、263a’が形成されている。本実施の形態では、切断位置においてカッタ刃262の幅方向は、アーム部263、263’のスパン方向に一致しており、従って受け部263a、263a’もそれに対向してスパン方向に延在している。ただし、アーム部263、263’のスパンは、ボビンの端子の突き出し長さより長ければ足りる
シャフトSは、その一端でリンクLを介してエアシリンダAC2に連結されている。エアシリンダAC2を駆動すると、リンクLを介してシャフトSが回転するので、アーム部263、263’は一体で回転し、図8に示す実線位置と点線位置とを取りうるようになっている。尚、シャフトSは、エアシリンダAC1,AC2を取り付けた不図示のベースに対し回転自在に支持されていて、ハウジングの一部を構成する。又、シャフトS、リンクL、エアシリンダAC2が駆動手段を構成する。
カッタ装置260の動作を説明する。図8では不図示の治具側で線材の切断を行う場合、エアシリンダAC2を駆動して、図に実線で示す位置へシャフトSを回転させれば、アーム部263’の受け部263a’がカッタ刃262に対向する位置となる。かかる状態では、もう一つのアーム部263はボビンとの干渉を避けるべく実線で示す位置に待避しているので、カッタ刃262を開いた状態で、アーム部263’の先端を、治具側のボビン(不図示)の端面に突き当てることができる(図7(a)に示す切断位置と同様)。その後、端子にからげられそこから延在する線材(不図示)が受け部263aとカッタ刃262との間に介在した状態で、エアシリンダAC1を駆動してカッタ刃262を下降させると、両者の間で線材は切断されることとなる。
更に、治具に対し反対側で線材の切断を行う場合、カッタ装置260を一度上昇させた後、カッタ装置260を治具Jと反対側に移動させる。エアシリンダAC2を駆動して、図8に点線で示す位置へシャフトSを回転させれば、アーム部263の受け部263aがカッタ刃262に対向する位置となる。かかる状態では、もう一つのアーム部263’はボビンとの干渉を避けるべく実線で示す位置に待避しているので、カッタ刃262を開いた状態で、アーム部263’の先端を、治具とは逆側のボビン(不図示)の端面に突き当てることができる(図7(b)と同様)。その後、端子にからげられそこから延在する線材(不図示)が受け部263aとカッタ刃262との間に介在した状態で、エアシリンダAC1を駆動してカッタ刃262を下降させると、両者の間で線材は切断されることとなる。
本実施の形態によれば、ボビンの一方の端子側で切断を行う場合には、一方のアーム部263’を駆動して一方の受け部263a’をカッタ刃262に対向する位置におくとともに他方のアーム部263を待避させることで、一方の受け部263a’にカッタ刃262を接近させて線材を切断し、他方の端子側で切断を行う場合には、他方のアーム部263を駆動して他方の受け部263aをカッタ刃262に対向する位置におくとともに一方のアーム部263’を待避させることで、他方の受け部263aにカッタ刃262を接近させて線材を切断し、それによりいずれの場合にも端子にからげられた線材を適切に切断することができる。従ってカッタ装置160全体を180度反転する必要がなく、低コストながら適切に線材の切断を行うことができる。尚、アーム部263,263’は一体的に移動するようにしたが、別個の駆動手段を用いて個別に移動するようにしても良い。
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。
本実施の形態にかかるカッタ装置を備えた巻線機の一例を示す斜視図である。 カッタ装置60の側面図である。 カッタ装置60の動作を示す正面図である。 切断位置にあるカッタ装置60をボビンと共に示す斜視図である。 本実施の形態の変形例を示す図2と同様な図である。 第2の実施の形態にかかるカッタ装置160の斜視図である。 切断位置にあるカッタ刃162と受け部163aとの関係を示す図である。 第3の実施の形態にかかるカッタ装置260の斜視図である。
符号の説明
10 テンション装置
20 ノズル
30 線材保持装置
40 駆動部
50 回転シャフト
60 カッタ装置
61 ハウジング
62 カッタ刃
63 アーム部
63a 受け部
64 補助カッタ刃
160 カッタ装置
162 カッタ刃
163 アーム部
163a 受け部
165 円筒部材
165a ギヤ
260 カッタ装置
262 カッタ刃
263 アーム部
263,263’ アーム部
263a,263a’ 受け部
AC エアシリンダ
AC1 エアシリンダ
AC2 エアシリンダ
B ボビン
B1,B2 端子
H ホルダ
J 治具
L リンク
M モータ
Mg 小ギヤ
S シャフト
W 線材


Claims (4)

  1. ボビンの両端から対向する方向に延在する端子にからげた線材をそれぞれ切断する線材のカッタ装置において、
    ボビンに対して移動可能に配置されたハウジングと、
    受け部と、
    前記ハウジングと前記受け部とを連結するアーム部と、
    前記受け部に対して接近又は離隔可能に配置されたカッタ刃と、を有し、
    前記本体と共に前記受け部が線材の切断位置に移動したときに、前記アーム部は、線材が切断されるべきボビンの軸線に交差する方向に延在し且つ前記ボビンの一部をまたいでいることを特徴とする線材のカッタ装置。
  2. ボビンの両端から対向する方向に延在する端子にからげた線材をそれぞれ切断する線材のカッタ装置において、
    ボビンに対して移動可能に配置されたハウジングと、
    受け部と、
    前記ハウジングと前記受け部とを連結するアーム部と、
    前記アーム部を、前記カッタ刃の軸線の周囲に旋回させる旋回手段と、
    前記受け部に対して接近又は離隔可能に配置されたカッタ刃と、を有することを特徴とする線材のカッタ装置。
  3. ボビンの両端から対向する方向に延在する端子にからげた線材をそれぞれ切断する線材のカッタ装置において、
    ボビンに対して移動可能に配置されたハウジングと、
    2つの受け部と、
    前記ハウジングと各受け部とをそれぞれ連結する2つのアーム部と、
    ボビンの一端で線材を切断するときは、一方の受け部が前記カッタ刃に対向するように一方のアーム部を駆動し且つ他方のアーム部を待避させ、ボビンの他端で線材を切断するときは、他方の受け部が前記カッタ刃に対向するように他方のアーム部を駆動し且つ前記一方のアーム部を待避させる駆動手段と、
    対向する前記受け部に対して接近又は離隔可能に配置されたカッタ刃と、を有することを特徴とする線材のカッタ装置。
  4. 前記ハウジングには、別なカッタ刃が取り付けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の線材のカッタ装置。


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