JP2939356B2

JP2939356B2 - コイル材のつかみ装置

Info

Publication number: JP2939356B2
Application number: JP9318191A
Authority: JP
Inventors: 務原田; 誠暉吉田; 周之桐田; 典幸山本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1991-03-29
Filing date: 1991-03-29
Publication date: 1999-08-25
Anticipated expiration: 2014-08-25
Also published as: JPH05293545A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、略円筒形状に巻かれた
コイル材の中空部分に、このコイル材の軸方向から略円
柱形状のコイル・ホルダを所定距離挿入させた後、この
コイル・ホルダの外径を広げることによって、このコイ
ル材をつかむ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９、図１０に、従来のコイル材２（縦
断面で示されている）のつかみ装置が示されている。こ
れらの図面において、対向して設けられた二台のコイル
・ホルダ４は、コイル材２に対して同軸に配置されてお
り、軸方向の移動が可能になっている。さらに、各コイ
ル・ホルダ４は図示されていない別個のベースに連結さ
れており、これらのベースには各々にエアーバネ式タッ
チ板６と近接スイッチ８とが取付けられている。このた
め、ベースが動かされてコイル・ホルダ４が軸方向の移
動を開始すると、エアーバネ式タッチ板６と近接スイッ
チ８とはコイル・ホルダ４に連動して移動を開始する。

【０００３】エアーバネ式タッチ板６は、ベースに固定
されている固定部分（図示されていない）を有してお
り、この固定部分に対して可動部分がエアーバネを介し
て連結されている。以下、この可動部分をエアーバネ式
タッチ板６という。エアーバネ式タッチ板６は、一端に
コイル材２の側面と当接するタッチ板６ａを有してお
り、他端に近接スイッチ８のストライカー６ｂを備えて
いる。図９に示すように、コイル・ホルダ４が、コイル
材２に挿入される前の段階では、コイル・ホルダ４の先
端とタッチ板６ａ間の距離はＡに保たれており、ストラ
イカー６ｂと近接スイッチ８間の距離はＢに保たれてい
る。したがって、コイル・ホルダ４が軸方向の移動を開
始して、コイル材２の内部に距離Ａだけ挿入されると、
先ず、エアーバネ式タッチ板６のタッチ板６ａがコイル
材２の側面に当接する。この後、コイル・ホルダ４はさ
らに奥に挿入されるが、エアーバネ式タッチ板６は、そ
の端部（タッチ板６ａ）がコイル材２の側面に当接して
いるためにこの位置に保持される。

【０００４】図１０に示すように、コイル・ホルダ４が
コイル材２の内部に距離（Ａ＋Ｂ）だけ挿入されると、
エアーバネ式タッチ板６のストライカー６ｂとコイル・
ホルダ４に連動する近接スイッチ８とは軸方向の位置が
一致して、近接スイッチ８はＯＮする。これによって、
コイル・ホルダ４の挿入が停止し、この位置でコイル・
ホルダ４の外径が広がってコイル材２はホールドされ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のコイル材２のつかみ装置によると、コイル材２
の挿入距離（Ａ＋Ｂ）、即ち、つかみ代はコイルの幅に
よらず一定である。このために、コイル材２の幅が広い
場合には、コイル材２のホールドされる部位に加えられ
る単位面積当たりの荷重が大きくなる。そして、この荷
重値が許容値を超えるとコイル材２にはコイル・ホルダ
４によるつかみ疵が発生する。この疵を防止するために
は、コイル材２のつかみ代（Ａ＋Ｂ）を大きな値に設定
することが望ましいが、幅の狭いコイル材２もつかむ必
要があることから、その値にはおのずと制限がある。即
ち、コイル・ホルダ４は図中左右方向から対向して接近
する構造であるために、つかみ代（Ａ＋Ｂ）は最狭コイ
ル材２の幅の１／２以下に設定しなければならない。ま
た、左右のコイル・ホルダ４の万一の干渉を防止するた
めに、各コイル・ホルダ４が機械中心を超えて移動でき
ない機構を設ける必要がある。しかしながら、機械中心
とコイル材２の中心とがズレた状態では、コイル・ホル
ダ４の先端が機械中心を超えて挿入することが必要とさ
れることもある。この時は、このコイル・ホルダ４の干
渉防止機構があることによってコイル材２をつかむこと
ができなくなる。本発明の技術的課題は、コイル材２の
幅に応じてコイル・ホルダ４の挿入距離を変えられるよ
うにすることにより、コイル材２を良好な状態でつかむ
ことができる装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題は、次の工程を
有するコイル材のつかみ装置によって解決される。即
ち、略円筒形状に巻かれたコイル材の中空部分に、この
コイル材の軸方向から略円柱形状のコイル・ホルダを挿
入させた後、このコイル・ホルダの外径を広げることに
よってコイル材をつかむ装置において、本発明に係るコ
イル材のつかみ装置は、前記コイル材の幅寸法に基づい
て、コイル材の内部に挿入される前記コイル・ホルダの
挿入距離を演算する挿入距離演算手段と、前記コイル材
に対するコイル・ホルダの実際の挿入距離を測定する挿
入距離測定手段と、前記挿入距離測定手段によって測定
されたコイル・ホルダの実際の挿入距離と前記挿入距離
演算手段で演算された挿入距離とがほぼ等しくなったと
きに、コイル・ホルダの挿入を停止させる挿入停止手段
とを有している。

【０００７】

【作用】本発明によると、コイル・ホルダは、コイル材
の幅寸法に基づいて演算された距離（つかみ代）だけ挿
入される。このため、幅の広いコイル材をホールドする
場合は、コイル材の幅に応じてコイル・ホルダの挿入距
離が大きくなり、コイル材のホールドされる部位に加え
られる単位面積当たりの荷重は許容値以下に抑えられ
る。即ち、疵が発生しない値以下に抑えることが可能に
なる。また、幅の狭いコイル材をつかむ場合は、コイル
材の幅に応じてコイル・ホルダの挿入距離が小さくな
り、両コイル・ホルダが互いに干渉することがない。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は、本実施例に係るコイル材のつかみ装置
を説明するための全体概略図を示している。コイル材２
（縦断面図が示されている）は帯状の鋼板がコイル状に
巻かれたものであり、その外形は略円筒形状をしてい
る。このコイル材２は、対向して同軸に設けられた二台
のコイル・ホルダ１４の中央に軸心が一致するように配
置される。コイル・ホルダ１４は略円柱形状をして、先
端に設けられたホルダ部１４ａの外径が広がる構造とな
っており、さらに、各コイル・ホルダ１４は図示されて
いない別個のベースに連結されている。そして、このベ
ースが動くことによって、両ホルダ１４が軸方向に互い
に接近あるいは離隔が可能となっている。また、これら
のベースには各々にエアーバネ式タッチ板１６とエンコ
ーダ１８とが取付けられている。このため、ベースが動
かされてコイル・ホルダ１４が軸方向の移動を開始する
と、エアーバネ式タッチ板１６とエンコーダ１８とはコ
イル・ホルダ１４に連動して移動する。

【０００９】図７、図８に、エアーバネ式タッチ板１６
およびエンコーダ１８の関係詳細図が示されている。な
お、図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視図である。
エアーバネ式タッチ板１６はエアーシリンダ１６ｂを有
している。このエアーシリンダ１６ｂはエアーバネとし
て使用されるものであり、常に、軸部１６ｃを延出する
ように付勢された状態で、ベースに堅固に固定されてい
る。エアーシリンダ１６ｂの軸部１６ｃの一端は、コイ
ル材２の側壁に当接する面を有するタッチ板１６ａに連
結されている。タッチ板１６ａは、コイル材２に当接す
る面と反対側の面に垂直な２本の軸１６ｄを備えてい
る。そして、この軸１６ｄがエアーシリンダ１６ｂの軸
部１６ｃと平行になるように、軸受け１６ｅ内に摺動可
能に収納されている。このタッチ板１６ａには、２本の
軸１６ｄと平行に棒状の歯車であるラック１６ｆが連結
されている。このラック１６ｆも軸受け１６ｈによって
摺動可能に支持されている。

【００１０】ラック１６ｆには、第１シャフト１８ｃに
設けられたピニオン１８ａが係合されている。これによ
って、ラック１６ｆの往復動はピニオン１８ａの回転動
に変換され、このピニオン１８ａと同軸に設けられた第
１歯車１８ｂに伝達される。第１歯車１８ｂの回転動は
第２シャフト１８ｆに設けられた第２歯車１８ｄ、第３
歯車１８ｅに伝達され、さらに、第３歯車１８ｅからエ
ンコーダ１８の駆動軸１８ｈに設けられた第４歯車１８
ｊに伝達される。なお、エンコーダ１８は前記ベースに
固定されている。したがって、エンコーダ１８からの出
力パルス数を積算することによって、ラック１６ｆの摺
動距離を求めることができる。即ち、ベースに対してタ
ッチ板１６ａが相対移動した距離を求めることができ
る。

【００１１】図１に示すように、コイル・ホルダ１４
が、コイル材２の中空部分に挿入される前の段階では、
コイル・ホルダ１４の先端とタッチ板１６ａ間の距離は
Ａ（通常、Ａ＝１００ｍｍ）に保たれている。ベースが
移動されてコイル・ホルダ１４のホルダ部１４ａがコイ
ル材２の中空部分に１００ｍｍ挿入されると、エアーバ
ネ式タッチ板１６のタッチ板１６ａがコイル材２の側壁
に当接する。この状態からさらにコイル・ホルダ１４が
コイル材２の内部に深く挿入されると、タッチ板１６ａ
の移動は停止し、エアーバネ式タッチ板１６のエアーシ
リンダ１６ｂの軸部１６ｃはコイル・ホルダ１４の移動
に相当する距離だけ内部に収納される。即ち、コイル・
ホルダ１４に連動して移動するエンコーダ１８に対して
前記タッチ板１６ａは相対移動することになり、この相
対移動した距離が前述のようにエンコーダ１８によって
検出される。なお、タッチ板１６ａがコイル材２から離
れれば、エアーシリンダ１６ｂは元の状態に戻る。この
エアーバネ式タッチ板１６とエンコーダ１８とが挿入距
離測定手段として機能する。

【００１２】次に、図２〜図６を参照して、本実施例に
係るコイル材のつかみ装置の作用を説明する。図２、図
３、図４はコイル材のつかみ装置の動作順序を示す制御
フローチャートであり、図示されていない制御装置のＲ
ＡＭにプログラムされて、所定時間毎に繰り返し実行さ
れる。図２のステップ１００では、事前にコイル・ホル
ダ１４の原点データＡＢＥおよびコイル・ホルダ１４の
挿入目標値と実際の挿入値との許容誤差Ｗ、即ち、一致
幅データＷをセットしておく。図３では、進入目標値演
算完了を示すフラグＦの初期条件は０であるために、処
理はステップ１０１からステップ１０２に進み、ここで
コイル幅のデータＣを読み込む。この段階で、運転の段
取スタートＳＷがＯＮされると、ステップ１０４でタッ
チ板進入目標値（Ｘ）の演算をおこなう。ここで、タッ
チ板進入目標値（Ｘ）とは、タッチ板１６ａがコイル材
２に当接しなければ、コイル材２の内部に進入したであ
ろう距離であり、つまり、タッチ１６ａがコイル材２に
当接した後のコイル・ホルダ１４の挿入距離である。こ
のタッチ板進入目標値（Ｘ）の演算のフローチャートが
図５に示されている。

【００１３】ステップ２０１では、コイル幅のデータＣ
が４００ｍｍ以上かどうかを判定する。コイル幅のデー
タＣが４００ｍｍより小さければインプットミスと判定
して、以後の処理を中止する。コイル幅のデータＣが４
００ｍｍ以上であれば、処理はステップ２０２に進みコ
イル幅のデータＣが１８３０ｍｍ以下かどうかを判定す
る。コイル幅のデータＣが１８３０ｍｍより大きければ
インプットミスと判定して、以後の処理を中止する。コ
イル幅のデータＣが１８３０ｍｍ以下であれば、処理は
ステップ２０３に進み、コイル幅のデータＣが９００ｍ
ｍ以上か否かを判定する。コイル幅のデータＣが９００
ｍｍより小さければ、処理はステップ２０４に進みＸ＝（１÷２）×Ｃ−１５０の式にコイル幅のデータ
を入力して、タッチ板進入目標値（Ｘ）の演算を行ない
処理を終わらせる。例えば、コイル幅のデータＣが８０
０ｍｍであれば、タッチ板進入目標値（Ｘ）は（１÷２）×８００−１５０＝２５０ｍｍとなる。コ
イル幅のデータＣが９００ｍｍ以上であれば、処理はス
テップ２０５に進み、ここでタッチ板進入目標値（Ｘ）
を３００ｍｍに設定して処理を終わらせる。

【００１４】即ち、コイル幅のデータＣに対するタッチ
板進入目標値（Ｘ）は図６（ａ）に示すグラフに表され
る。なお、コイル・ホルダ１４の進入量（コイル材２の
内部に挿入される量）は、タッチ板進入目標値（Ｘ）に
コイル・ホルダ１４の先端とタッチ板１６ａ間の距離
（Ａ＝１００ｍｍ）を加えた値である。したがって、コ
イル幅のデータＣに対するコイル・ホルダ１４の進入量
は、図６（ｂ）に示すグラフに表される。このように、
図５に示すタッチ板進入目標値（Ｘ）の演算フローチャ
ートの処理が挿入距離演算手段として機能する。

【００１５】タッチ板進入目標値（Ｘ）の値が設定され
ると、処理は図３のステップ１０５に進み、ここで進入
目標値演算完了を示すフラグＦをＯＮして（Ｆ＝１）、
ステップ１０６でコイル・ホルダ１４を前進させる。即
ち、コイル材２を両側から挟み込むようにコイル・ホル
ダ１４が移動される。そして、図４のステップ１０７
で、エンコーダ１８からの出力値（ＡＢＥ）を読み込
む。なお、前述のように、エンコーダ１８からの出力値
（ＡＢＥ）は、タッチ板１６ａがコイル材２に当接した
後にコイル・ホルダ１４がコイル材２の内部に進入した
距離、即ち、タッチ板１６ａとエンコーダ１８との相対
移動距離に等しい。次に、ステップ１０８でタッチ板進
入目標値（Ｘ）とエンコーダ１８からの出力値（ＡＢ
Ｅ）との差を一致幅データＷと比較する。即ち、進入目
標値（Ｘ）に対して実際に進入した距離（ＡＢＥ）がほ
ぼ一致したかどうかを判定する。初回の処理においては
コイル・ホルダ１４は動き始めであり、タッチ板１６ａ
はコイル材２に当接していないと考えられ、ＡＢＥ＝０
で｜Ｘ｜>>Ｗとなり、処理はステップ１０９に進む。
ここでタッチ板進入目標値（Ｘ）とエンコーダ１８か
らの出力値（ＡＢＥ）とを比較する。前述のようにＡＢ
Ｅ＝０であるために、処理はステップ１１０に進み、コ
イル・ホルダ１４を後退させるフラグＧをクリアして処
理をスタート位置に戻す。

【００１６】次回の処理においては、ステップ１０１に
おける進入目標値演算完了を示すフラグＦは１であり
（ＹＥＳ）、さらにステップ１１２におけるコイル・ホ
ルダ１４を後退させるフラグＧが０であるために（Ｎ
Ｏ）、処理はステップ１０６に進み、ここでコイル・ホ
ルダ１４をさらに前進させる処理を行う。そして、前回
の処理と同様にステップ１０７、ステップ１０８、ステ
ップ１０９およびステップ１１０の処理を実行してスタ
ート位置に戻る。このように、コイル・ホルダ１４を前
進させつつ、エンコーダ１８からの出力値（ＡＢＥ）を
読み込む処理が繰り返して実行されて、ステップ１０８
で、タッチ板進入目標値（Ｘ）とエンコーダ１８からの
出力値（ＡＢＥ）との差が一致幅データＷより小さくな
った状態でコイル・ホルダ１４の移動を停止させる。即
ち、タッチ板進入目標値（Ｘ）に対してコイル・ホルダ
１４が実際に進入した距離（ＡＢＥ）がほぼ一致した状
態で、処理はステップ１１４ａに進み、ここで一致信号
Ｈを１にし、ステップ１１４ｂでコイル・ホルダ１４の
移動を停止させる。このステップ１１４ｂの処理が挿入
停止手段に相当する。

【００１７】また、コイル・ホルダ１４が前進しすぎて
エンコーダ１８からの出力値（ＡＢＥ）がタッチ板進入
目標値（Ｘ）をオーバした場合（ＡＢＥ＞Ｘ）であっ
て、ステップ１０８で｜ＡＢＥ−Ｘ｜＞Ｗとなった場合
は、処理はステップ１０９からステップ１１１に進み、
ここでコイル・ホルダ１４を後退させるフラグＧをＯＮ
（Ｇ＝１）して、処理をスタート位置に戻す。次回の処
理では、Ｇ＝１であるために、ステップ１０１からステ
ップ１１２を経由してステップ１１３に進み、ここでコ
イル・ホルダ１４を後退させる処理を行う。そして、前
回の処理と同様にステップ１０７で、エンコーダ１８か
らの出力値（ＡＢＥ）を読み込み、ステップ１０８でタ
ッチ板進入目標値（Ｘ）とエンコーダ１８からの出力値
（ＡＢＥ）との差を一致幅データＷと比較する。このよ
うな処理を繰り返して実行し、ステップ１０８の｜ＡＢ
Ｅ−Ｘ｜の値が一致幅データＷより小さくなると、ステ
ップ１１４ａで一致信号Ｈを１にし、ステップ１１４ｂ
でコイル・ホルダ１４の移動を停止させる。コイル・ホ
ルダ１４の移動が停止されると、ステップ１１５でコイ
ル・ホルダ１４のホルダ部１４ａの外径を拡大させて、
コイル材２をホールドする。そして、ステップ１１６で
進入目標値演算完了を示すフラグＦをクリアして処理を
スタート位置に戻す。これで、コイル材２のつかみ作業
が完了する。

【００１８】このように、本実施例によると、図６
（ｂ）のグラフに示すように、コイル材２の幅データに
基づいてコイル材２の内部に挿入されるコイル・ホルダ
１４の挿入距離が演算される。そして、この演算値に等
しくなるようにコイル・ホルダ１４の挿入距離が制御さ
れる。このために、幅の広いコイル材２をホールドする
場合でも、コイル材２の幅に応じてコイル・ホルダ１４
の挿入距離が必要な値にまで大きくなり、コイル材２の
ホールドされる部位に加えられる単位面積当たりの荷重
は許容値以下に抑えられる。即ち、疵が発生しない値以
下に抑えることが可能になる。また、幅の狭いコイル材
２をつかむ場合でも、コイル材２の幅に応じてコイル・
ホルダの挿入距離が小さくなるために、左右のコイル・
ホルダ１４が互いに干渉することがない。このため、コ
イル・ホルダ１４の先端が機械中心を超えて挿入された
としても停止させる必要がなく、コイル材２の中心が機
械中心からズレた状態でセットされたとしても確実につ
かむことができる。

【発明の効果】本発明によると、その幅に応じてコイル
材のつかみ代が変えられるために、幅の広いコイル材を
つかむ場合でも、コイル材のホールドされる部位に加え
られる単位面積当たりの荷重は許容値以下に抑えられ
る。即ち、コイル材はつかみ疵が発生しないように良好
にホールドされる。また、幅の狭いコイル材をつかむ場
合でも、左右のコイル・ホルダが互いに干渉することが
ない。即ち、特別な干渉防止装置を設ける必要がなく設
備コストの低下が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコイル材のつかみ装置を説明する
ための全体概略図である。

【図２】コイル材のつかみ装置の制御フローチャート
（Ｉ）である。

【図３】コイル材のつかみ装置の制御フローチャート
（ＩＩ）である。

【図４】コイル材のつかみ装置の制御フローチャート
（ＩＩＩ）である。

【図５】タッチ板進入目標値（Ｘ）の演算フローチャー
トである。

【図６】コイル幅データＣに対するタッチ板進入目標値
（Ｘ）およびコイル・ホルダ進入量を示すグラフであ
る。

【図７】エアーバネ式タッチ板１６およびエンコーダ１
８の関係詳細図である。

【図８】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視図である。

【図９】従来のコイル材のつかみ装置を示す図（Ｉ）で
ある。

【図１０】従来のコイル材のつかみ装置を示す図（Ｉ
Ｉ）である。

【符号の説明】

２コイル材１４コイル・ホルダ１４ａホルダ部１６エアーバネ式タッチ板１８エンコーダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉田誠暉愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者桐田周之兵庫県川西市東久代町２−６−７ (72)発明者山本典幸愛知県豊田市柿本町７−16−１審査官中澤登 (56)参考文献実開昭52−55934（ＪＰ，Ｕ) 実開昭59−30317（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B21C 45/00 - 49/00 B66C 1/54

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】略円筒形状に巻かれたコイル材の中空部
分に、このコイル材の軸方向から略円柱形状のコイル・
ホルダを挿入させた後、このコイル・ホルダの外径を広
げることによってコイル材をつかむ装置において、前記コイル材の幅寸法に基づいて、コイル材の内部に挿
入される前記コイル・ホルダの挿入距離を演算する挿入
距離演算手段と、前記コイル材に対するコイル・ホルダの実際の挿入距離
を測定する挿入距離測定手段と、前記挿入距離測定手段によって測定されたコイル・ホル
ダの実際の挿入距離と前記挿入距離演算手段で演算され
た挿入距離とがほぼ等しくなったときに、コイル・ホル
ダの挿入を停止させる挿入停止手段と、を有することを
特徴とするコイル材のつかみ装置。