JP2018062411A - テープ巻付装置 - Google Patents

Abstract

【課題】テープ巻付作業の効率を向上する技術を提供する。
【解決手段】テープ巻付装置１００は、テープ供給部１０、回転体２０、回転駆動部３０、切断刃４０及び付勢部５０を備える。回転体２０には、外周の一部において中心に向けてＵ字状に凹む凹部２４が形成されている。切断刃４０は、回転体２０の外周面２２Ｓにおける凹部２４の縁部２４２との間で、テープ９０を切断する刃先４２を有している。刃先４２は、回転体２０の厚さ方向ＴＤ１に延びており、かつ、回転駆動部３０による回転体２０の回転方向ＲＤ１とは反対の方向に向けられている。付勢部５０は、刃先４２を回転体２０の外周面２２Ｓに向けて付勢する。
【選択図】図１

Description

この発明は、テープ巻付装置に関する。

特許文献１には、電線に粘着テープを巻き付けるテープ巻付機構が開示されている。このテープ巻付機構は、外周からＵ字状に凹む板状に形成された回転板と、その回転板を回転させる機構とを備える。回転板の切欠きに電線が配された状態で、その電線に粘着テープの先端部が接着され、その状態で回転板が電線周りに回転することによって、電線に粘着テープが巻付けられる。

また、電線が粘着テープに巻付けられた後に、オペレータがそのテープの切断を行うこと、又は、ープ巻付機構に組込まれたカッタ及びカッタ駆動部等によって自動で切断することが記載されている。

特開２０１６−０６３７０７号公報

しかしながら、従来のテープ巻付装置の場合、上述したようにテープの巻付が完了してから、テープの切断が行われる。このため、比較的短いテープを線材に巻付ける場合、作業効率が低下するおそれがあった。

そこで、本発明は、テープ巻付作業の効率を向上する技術を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、第１態様は、線材にテープを巻き付けるテープ巻付装置であって、両側の主面のうち一方が粘着面であって他方が非粘着面であるテープを供給するテープ供給部と、外周の一部において中心に向けてＵ字状に凹む凹部が形成されている回転体と、前記回転体を回転させる回転駆動部と、前記回転体の外周面における前記凹部の縁部との間で、前記テープを切断する刃先を有しており、前記刃先が、前記回転体の厚さ方向に延びており、かつ、前記回転駆動部による前記回転体の回転方向とは反対の方向に向けられている切断刃とを備える。

また、第２態様は、第１態様のテープ巻付装置であって、前記切断刃の前記刃先が、前記縁部に対して傾斜する方向に延びており、前記回転体が回転することによって、前記刃先が前記凹部の前記縁部に擦り合わせられる。

また、第３態様は、第２態様のテープ巻付装置であって、前記切断刃の前記刃先が、湾曲状に形成されている。

また、第４態様は、第１態様から第３態様のいずれか１つのテープ巻付装置であって、前記切断刃の前記刃先を前記回転体の前記外周面に向けて付勢する付勢部をさらに備える。

また、第５態様は、第１態様から第４態様のいずれか１つのテープ巻付装置であって、前記切断刃は、前記回転体の前記外周面の外形に対応する形状に形成された湾曲面を介して前記外周面に当接しており、前記湾曲面は、前記回転体の前記凹部をまたいで前記外周面に当接可能である。

第１態様のテープ巻付装置によると、外周にテープの粘着面が接着した線材を、回転体の凹部に挿入した状態で、回転体を回転することによって、外周面における凹部の両側縁部のうち、回転方向とは反対側の縁部に支持されたテープの一部が、回転体の回転に伴って切断刃に当てられる。これによって、線材に付着したテープを部分的に切断できる。また、回転体がさらに回転することによって、その切断されたテープを線材に巻付けることができる。

第２態様のテープ巻付装置によると、縁部に対して傾斜した刃先を縁部に擦り合わせることによって、これらの交差点にて剪断力を集中して作用させることができる。これによって、テープを好適に切断できる。

第３態様のテープ巻付装置によると、刃先の一端部分を、テープに対して角度をつけて当てることができるため、テープの切断を好適に始めることができる。

第４態様のテープ巻付装置によると、刃先を回転体の外周面に付勢することによって、刃先をテープに強固に当てることができるため、テープを良好に切断できる。

第５態様のテープ巻付装置によると、切断刃の湾曲面が、回転体の外周面に対して摺接することによって、切断刃を回転体に対して安定した位置に配することができる。

実施形態のテープ巻付装置１００を示す概略構成図である。 実施形態の回転体２０及び切断刃４０を示す概略正面図である。 実施形態の切断刃４０を示す概略背面図である。 テープ巻付動作を行う回転体２０及び切断刃４０を示す概略側面図である。 変形例の回転体２０ａ及び切断刃４０ａを示す概略正面図である。 その他の変形例のテープ巻付装置１００ａを示す概略構成図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数が誇張又は簡略化して図示されている場合がある。

＜１． 第１実施形態＞
図１は、実施形態のテープ巻付装置１００を示す概略構成図である。図２は、実施形態の回転体２０及び切断刃４０を示す概略正面図である。図３は、実施形態の切断刃４０を示す概略背面図である。

テープ巻付装置１００は、テープ供給部１０、回転体２０、回転駆動部３０及び切断刃４０を備えている。テープ巻付装置１００は、回転体２０の回転駆動によってテープ９０を線材８０へ巻付けるとともに、その回転体２０の回転駆動によってテープ９０を切断刃４０によって切断するように構成されている。線材８０としては、複数本の電線等が想定され得るが、その他の線状の部材であってもよい。テープ９０は、一方の主面が粘着性を有する粘着面９２であり、他方の主面が粘着性を有さない非粘着面９４である粘着テープである。

テープ供給部１０は、テープ巻回体支持部１２と、中継部１４とを備える。テープ巻回体支持部１２は、帯状のテープ９０が巻回されることによって形成されたテープ巻回体９００を回転可能に支持する。テープ巻回体支持部１２は、テープ巻回体９００の中心の中空部に挿通されており、テープ巻回体９００からテープ９０が引き出される際に、テープ巻回体９００テープが、テープ巻回体支持部１２の周りを回転するように回転する。

中継部１４は、回転可能な円筒状に形成されており、テープ巻回体９００から回転体２０付近まで引き出されたテープ９０の中間部分を支持する。中継部１４は、テープ９０の粘着面９２とは反対側の非粘着面９４に当接する。

回転体２０は、所定の厚さを有する円板状の部材において、その外周の一部において、中心に向けてＵ字状に凹む凹部２４を形成した形状を有する。なお、「Ｕ字状」とは、図１に示すように、凹部２４の側部から底部にかけて、滑らかに湾曲する形状に限定されるものではなく、例えば、角をなすように屈曲する形状を含む。

図２に示すように、回転体２０の外周面２２Ｓにおいて、凹部２４の入り口部分をなす一対の縁部２４０，２４２が形成されている。図１に示すように、一対の縁部２４０，２４２のうち回転方向ＲＤ１側の縁部２４０は滑らかに湾曲する部分となっており、回転方向ＲＤ１の反対側（回転方向ＲＤ１手前側）の縁部２４２は尖った角をなすように屈曲する部分となっている。本例では、縁部２４０，２４２は、厚さ方向ＴＤ１に平行に延びている。

回転駆動部３０は、回転体２０を回転運動させる駆動部である。回転駆動部３０は、回転体２０の外周に沿って配された複数（ここでは、３つ）のローラ部材３２と、ローラ部材３２を同期して回転させるモータ等の動力源（不図示）を備えている。複数のローラ部材３２は、回転体２０の外周面２２Ｓに当接するように配されており、ローラ部材３２各々が回転することによって、回転体２０が一定の回転方向ＲＤ１（図１では、反時計回りの方向）に回転する。複数のローラ部材３２の中心位置は、回転体２０の回転中心軸Ｑ１となっている。この回転中心軸Ｑ１は、厚さ方向ＴＤ１に平行であり、縁部２４０，２４２の延びる方向に平行となっている。なお、複数のローラ部材３２のうち一部のみをモータにつなぎ、残余を受動的に回転するフリーローラとしてもよい。

切断刃４０は、回転体２０とともにテープ９０を切断する部材である。切断刃４０は、その先端部に、回転体２０における凹部２４を形成する縁部２４０との間でテープ９０を切断する刃先４２を有する。

図２に示すように、刃先４２は、回転体２０の厚さ方向ＴＤ１に延びている。刃先４２は、回転方向ＲＤ１とは反対側に向けられている。切断刃４０の刃先４２は、テープ９０の幅よりも大きくなっており、この刃先４２がテープ９０を切断する。また、回転体２０の厚さは、刃先４２の幅（厚さ方向ＴＤ１の長さ）よりも大きくなっているが、これは必須ではない。

刃先４２は、回転体２０の厚さ方向ＴＤ１の一端側から他端側に向けて、回転体２０の回転方向ＲＤ１に傾斜する方向に延びている。本例では、厚さ方向ＴＤ１と縁部２４２の延在方向が平行であるため、刃先４２は縁部２４２に対して傾斜している。本例の刃先４２は、さらに、厚さ方向ＴＤ１の一端側から他端側に向けて、湾曲状に形成されている。ここでは、刃先４２の一端から他端に向けて、傾斜が徐々に小さくなるように湾曲している。

なお、切断刃４０の先端部である刃先４２の全体が縁部２４２に対して傾斜していることは必須ではなく、例えば、刃先４２の中間部のみが傾斜していてもよい。また、刃先４２の全体が湾曲状に形成されていることも必須ではない。また、刃先４２が縁部２４２に対して傾斜していることは必須ではなく、刃先４２が縁部２４２と平行に延びていてもよい。

付勢部５０は、切断刃４０を回転体２０の外周面２２Ｓに向けて付勢する。付勢部５０は、ここでは、自然長又は自然長よりも収縮した状態で取付けられた１つ又は複数の弾性部材（つるまきバネ）によって構成されており、切断刃４０を回転体２０の外周面２２Ｓに接するように押圧する。切断刃４０は、回転体２０に対向する側に、回転体２０の外周面２２Ｓに対応する円弧状に湾曲する湾曲面４４Ｓを備えている。切断刃４０は、付勢部５０によって付勢されることによって、その湾曲面４４Ｓが外周面２２Ｓに当接する。ここでは、湾曲面４４Ｓの回転方向ＲＤ１の一方端に刃先４２が形成されている。

切断刃４０が付勢部５０に付勢されることによって、切断刃４０の湾曲面４４Ｓは回転体２０の外周面２２Ｓに当接する。このため、回転体２０が回転する際には、湾曲面４４Ｓが回転体２０の外周面２２Ｓに摺接する。また、湾曲面４４Ｓの端部に設けられた刃先４２は、回転体２０が回転することによって、縁部２４２に密着しながら擦り合わせられる。

湾曲面４４Ｓの回転方向ＲＤ１に沿った長さＬ１（図３参照）は、凹部２４の一対の縁部２４０，２４２間の距離Ｌ２（図２参照）よりも大きくなっている。このため、切断刃４０の湾曲面４４Ｓは、縁部２４０，２４２間をまたいで回転体２０の外周面２２Ｓに当接することが可能となっている（図４参照）。

なお、付勢部５０を設けることは必須ではない。例えば、付勢部５０を設ける代わりに、不図示の固定手段によって切断刃４０を回転体２０の回転中心軸Ｑ１に対して一定位置に固定してもよい。

＜動作説明＞
次に、図４を参照しつつテープ巻付装置１００の動作について説明する。図４は、テープ巻付動作を行う回転体２０及び切断刃４０を示す概略側面図である。

まず、作業者の手又は保持装置（例えば、ロボットハンドなど）に保持された線材８０の外周の一部分が、線材８０がテープ９０の粘着面９２に貼り付けられる（貼付工程Ｓ１）。テープ９０の粘着面９２は、回転体２０側とは反対側を向いているため、中継部１４から延びるテープ９０の一部分に線材８０を外側から接近させることによって、粘着面９２に接着させるとよい。

貼付工程Ｓ１の後、テープ９０の一部分が貼り付いた線材８０が、回転体２０の凹部２４の奥へ挿入される（線材挿入工程Ｓ２）。このとき、線材８０を凹部２４の最奥部等の内面に当接させるとよい。

線材挿入工程Ｓ２の後、回転体２０が回転することによって、テープ９０の切断が行われる（切断工程Ｓ３）。具体的には、回転駆動部３０からの駆動力を受けて回転体２０が回転し始めることによって、テープ９０の中間部が縁部２４２に押され、切断刃４０の刃先４２に接近する。そして、回転体２０の回転が進むと、刃先４２の一端側の部分が縁部２４２に押されたテープ９０の中間部に接触し、テープ９０の一端側部分が切断される。さらに、回転体２０の回転が進むと、刃先４２の一端側から他端側にかけてテープ９０に当接し、テープ９０を切断する。なお、回転体２０が回転することによって、縁部２４２がテープ９０を押すことによって、テープ９０から刃先４２に回転体２０から遠ざかる方向へ後退させる力が加わる。しかしながら、切断刃４０が付勢部５０から付勢力を受けることによって、その後退を回避できる。このため、テープ９０を好適に切断できる。

テープ９０が切断される際には、切断刃４０の刃先４２が、付勢部５０の付勢力受けて、凹部２４の縁部２４２に密着しながら擦り合わされる。このため、切断刃４０の刃先４２と、凹部２４の縁部２４２と交差する点において、テープ９０を切断する剪断力が生まれる。この剪断力によって、テープ９０を好適に切断することができる。特に、刃先４２が湾曲状に形成されていることによって、刃先４２を、より角度をつけてテープ９０に当てることができる。このため、テープ９０を好適に切断できる。

車両用のワイヤーハーネス等を製造する場合、一般的に粘着力が強く、また、切断し難いテープが使用される場合が多い。本テープ巻付装置１００のようにテープを擦り切る構成とすることによって、テープを好適に切断できる。

ここで、回転体２０の回転制御（すなわち、回転駆動部３０の動作制御）は、スイッチ操作、センサ機構又は機械的機構によって行うことができる。例えば、スイッチ操作によって回転体２０の回転制御を行う場合、１つ以上のスイッチを設け、その１つ以上のスイッチの操作に応じて回転駆動部３０を動作させるとよい。センサ機構によって回転体２０の回転を制御する場合、凹部２４の内面（好ましくは最奥部）に線材８０が挿入されたことをセンサ（接触式センサ又は非接触式センサ）で検知し、回転駆動部３０を動作させるとよい。機械的機構によって回転体２０の回転制御を行う場合、ピニオンギア機構を利用するとよい。すなわち、線材８０を凹部２４の奥へ押し込みの力を、ピニオンギア機構によって回転体２０の回転力に変換するとよい。このとき、回転体２０を押し込みの力とは反対方向に付勢するバネなどを設けることによって、回転体２０を自動的に元の位置に戻すことが可能としてもよい。

切断されたテープ９０の長さは、テープ９０の一部が貼り付いた線材８０を、凹部２４の奥へ挿入するときにおける、テープ９０の引出量によって決定される。換言すると、凹部２４の深さ、及び、凹部２４への線材８０挿入時における凹部２４の位置（回転中心軸Ｑ１周りの角度）によって決定される。

切断工程Ｓ３において、回転体２０が回転し始めることによって、テープ９０の巻付が行われる（巻付工程Ｓ４）。線材８０が凹部２４の内面に当てられた状態で、テープ９０が凹部２４の内面（回転方向ＲＤ１とは反対側の内面）に押されることによって、テープ９０が線材８０の周囲に巻付けられる。回転体２０は、所定の回数だけ回転して停止させるとよい。巻付工程Ｓ４の後、線材８０が凹部２４から取り出される。

以上のように、本実施形態のテープ巻付装置１００によると、回転体２０を回転させることによって、テープ９０を所要の長さに切断、及び、その切断されたテープ９０の巻付けを並行して実行できる。このため、線材８０へのテープ９０の巻付作業を効率的に実行できる。

特に、回転方向ＲＤ１に対向する両側の縁部２４０，２４２のうち、回転方向ＲＤ１の反対側の縁部２４２に対して、刃先４２を傾斜させている。このため、刃先４２が縁部２４２に密着して擦り合わされることによって、これらの交差点にて集中的に剪断力を発生させることができる。これによって、テープ９０を好適に切断できる。

＜２． 変形例＞
以上、実施形態について説明してきたが、本発明は上述したものに限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

図５は、変形例の回転体２０ａ及び切断刃４０ａを示す概略正面図である。本変形例の回転体２０ａは、回転方向ＲＤ１とは反対側の縁部２４２ａが、厚さ方向ＴＤ１に対して傾斜している。図示の例では、縁部２４２ａが湾曲状とされた凹部２４ａが形成されている。また、刃先４２ａが回転体２０の厚さ方向ＴＤ１に平行に直線状に延びている。このような回転体２０ａ及び切断刃４０ａにおいても、刃先４２ａが縁部２４２ａに対して傾斜した状態となる。このため、刃先４２ａが縁部２４２ａに擦り合わされることによって、これらの交差する点に剪断力を集中的に発生させることができるため、テープ９０を好適に切断することができる。

図６は、その他の変形例のテープ巻付装置１００ａを示す概略構成図である。図６に示すテープ巻付装置１００ａは、中継部１４ａの位置が、回転体２０に対して刃先４２よりも手前側に配している。このため、切断刃４０の刃先４２が、テープ９０を切断する際には、テープ９０が中継部１４ａ及び縁部２４２に支持されることによって、テープ９０に対して刃先４２を、角度をつけて当てることができる。したがって、テープ９０を良好に切断することができる。

この発明は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。

１０ テープ供給部
２０，２０ａ 回転体
２２Ｓ 外周面
２４，２４ａ 凹部
３０ 回転駆動部
４０，４０ａ 切断刃
４２，４２ａ 刃先
４４Ｓ 湾曲面
５０ 付勢部
８０ 線材
９０ テープ
９２ 粘着面
９００ テープ巻回体
１００，１００ａ テープ巻付装置
２４２，２４２ａ （回転方向の反対側の）縁部
Ｑ１ 回転中心軸
ＲＤ１ 回転方向

Claims (5)

1. 線材にテープを巻き付けるテープ巻付装置であって、
   両側の主面のうち一方が粘着面であって他方が非粘着面であるテープを供給するテープ供給部と、
   外周の一部において中心に向けてＵ字状に凹む凹部が形成されている回転体と、
   前記回転体を回転させる回転駆動部と、
   前記回転体の外周面における前記凹部の縁部との間で、前記テープを切断する刃先を有しており、前記刃先が、前記回転体の厚さ方向に延びており、かつ、前記回転駆動部による前記回転体の回転方向とは反対の方向に向けられている切断刃と、
   を備える、テープ巻付装置。
2. 請求項１のテープ巻付装置であって、
   前記切断刃の前記刃先が、前記縁部に対して傾斜する方向に延びており、前記回転体が回転することによって、前記刃先が前記凹部の前記縁部に擦り合わせられる、テープ巻付装置。
3. 請求項２のテープ巻付装置であって、
   前記切断刃の前記刃先が、湾曲状に形成されている、テープ巻付装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項のテープ巻付装置であって、
   前記切断刃の前記刃先を前記回転体の前記外周面に向けて付勢する付勢部、
   をさらに備える、テープ巻付装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項のテープ巻付装置であって、
   前記切断刃は、前記回転体の前記外周面の外形に対応する形状に形成された湾曲面を介して、前記外周面に当接しており、
   前記湾曲面は、前記回転体の前記凹部をまたいで前記外周面に当接可能である、テープ巻付装置。

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