JP5833374B2 - ケーブルビードの製造方法とその装置 - Google Patents
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Description
ワイヤーを円環状のコアに巻き付ける方法としては、例えば、円環状のコアを周方向に回転させながらリールを円環状のコアに平行な面内で振り子運動させるとともに、振り子の周期の一端でリールを円環状のコアの輪の中を横断させ、振り子の周期の他端でリールを円環状のコアの輪の外側を横断させることを繰り返す方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。この方法によれば、巻き付け動作が速く、かつ、ワイヤーの巻き付け性が良好なケーブルビードを製造できるとされている。
また、前記リールを公転させる方法でも、リールがコアに面に直交する面内で径の大きな円運動をするため、ワイヤーを円環状のコアに巻き付ける角度が大きくなり、その結果巻き付け性が必ずしも十分とはいえなかった。
前記コアを前記最内側に位置する点から最外側に位置する点に向かう方向にスライドさせることを特徴とするものである。
このように、リールを円環状のコアの輪の中を横断させる動作をリールの持ち替えにより行うようにすれば、リールをコアの内外に容易に旋回動作させることができるとともに、旋回動作の自由度を大きくすることができるので、サイズの異なるケーブルビードについても、設備を変更することなく、容易に対応することができる。
また、リールを円環状のコアの他方の側に旋回させた後に前記リールを持ち替えてコアの一方の側に旋回させるようにしたので、リールをコアの内外に確実に旋回動作させることができる。また、旋回動作の制御が容易なので、巻き付け時におけるワイヤーの位置を適正な位置に確実に制御することができ、コアに対して狙った位置にワイヤーを整列させることができる。したがって、製造されるケーブルビードの品質と信頼性を向上させることができる。
また、コアの旋回方向を変更するだけでZ巻のケーブルビードとS巻のケーブルビードとを容易に製造することができる。
また、コアとリールの両方を移動させることで、巻線速度を速くすることができるようにしたので、ワイヤーを効率よく巻き回すことができる。
また、本願発明は、前記リールを前記コアの輪の作る面(コア面)に垂直な面内で旋回させることを特徴とする。
これにより、ワイヤーの巻き付け角度の変化を最小にできるとともに、旋回軌跡を短くできる。したがって、ワイヤーの巻き付け性が向上するとともに、効率よくワイヤーを巻き回すことができる。
このような構成を採ることにより、リールをコアの他方の側に旋回させた後、リールを持ち替えてコアの一方の側に旋回させることができるので、リールをコアの内外に容易に旋回動作させることができる。したがって、旋回動作の自由度が大きくかつワイヤーの巻き付け性が良好なケーブルビードの製造装置を得ることができる。
これにより、コア面に垂直な方向から見たときに、リールとコアとを互いに逆方向、すなわち、リールがコアの内側から外側に移動するときにはコアがリールの最内側に位置する点方向に、リールがコアの外側から内側に移動するときにはコアがリールの最外側に位置する点方向に移動させることができる。したがって、巻線速度を高めることができ、製造効率を向上させることができる。
また、本願発明は、前記ワイヤーが前記コアから引き出される位置を検出するセンサーを備えたことを特徴とする。
これにより、ワイヤーの巻き付け部の回転位置を調整できるので、コアに対して狙った位置にワイヤーを確実に整列させることができる。
また、本願発明は、前記リールの外周側に設けられて当該リールから引き出されるワイヤーの当該リールの幅方向の位置を規制するガイドを備えたことを特徴とする。
これにより、ワイヤーの引き出し位置を最適な位置に誘導できるので、ワイヤーの巻き付け性を向上させることができる。
また、本願発明は、前記リールがブレーキ機構を備えることを特徴とする。
これにより、ワイヤーに常に適切なテンションを与えてワイヤーの弛みを抑制するようにしたので、ワイヤーの巻き付け性を更に向上させることができる。
リール2は、図2(a),(b)に示すように、ワイヤー1が巻き付けられる円筒部2aと、円筒部2aの両側に設けられた一対のフランジ部2bと、軸芯となるハブ部2cと、このハブ部2cの内壁に嵌合されてハブ部2cの外側に突出する中空円筒状の軸部材2dと、複数のワイヤーガイド2gと、図示しないブレーキ機構とを備える。フランジ部2bとハブ部2cとは複数のスポーク2sで連結されている。また、ワイヤーガイド2gは、フランジ部2bの外側を橋絡するように設けられた水平片2pとこの水平片の両端にそれぞれ接続されてフランジ部2bの外縁部に取付けられる取付片2qとから成る。水平片2pのほぼ中央部には、リール2から引き出されたワイヤー1を案内するための案内溝2rが設けられている。なお、符号2tはワイヤー1のリール2からのあふれを防止するためにフランジ部2bの外縁部に取付けられる押さえ板である。
リール旋回手段20は基台21と、第1及び第2の腕部22R,22Lと、第1及び第2の切換手段とを備え、リール2を把持して旋回させる。
コア移動手段30は駆動ロール31と、押さえロール32と、補助ロール33と、駆動装置34と、コアスライド手段35と、巻付け位置検出用のセンサー36と、照明37と、基台38とを備える。駆動ロール31と押さえロール32と補助ロール33と駆動装置34とによりコア回転手段を構成する。なお、符号39は基台38の脚部である。
本例では、駆動ロール31と補助ロール33とを水平面内に配置し、この駆動ロール31と補助ロール33とによりコア3を立てた状態、すなわち、コア3の輪の作る面であるコア面が鉛直面内にあるように、コア3を下側から支持する。押さえロール32はコア3を上側から押さえるように、コア3の上側に設置される。
以下、図1の左から右に向かう方向を前側とする。コア移動手段30はリール旋回手段20の前側に設置される。また、リール旋回手段20側から見たときのコア3の輪の右側を右側、左側を左側とする。
図3に示すように、コア移動手段30の巻付け位置検出用のセンサー36はコアスライド手段35の右側に配置され、照明37は左側に配置される。
第1及び第2の腕部22R,22Lは、それぞれ、基台21に対して回転可能に連結された第1の可動部材23と、第1の可動部材23に対して回転可能に連結された第2の可動部材24と、第2の可動部材24に対して回転可能に連結された把持部材25とを備える。把持部材25における第2の可動部材24とは反対側にはリール2を把持する把持部26が設けられている。
第1の可動部材23の一端は基台21に水平回転機構27aと垂直回転機構27a’とを介して取付けられている。水平回転機構27aは第1の可動部材23を基台21に対して水平面内(垂直回転機構27a’を作動させた場合には、基台21と第1の可動部材23との作る面内)で回転させ、垂直回転機構27a’は第1の可動部材23を基台21に対して鉛直面内で回転させるものである。これら水平及び垂直回転機構27a,27a’としては、ステッピングモータやACサーボモータなどを用いることができる。このとき、モータ本体を基台21に取付け、モータの出力軸を第1の可動部材23に取付けるなどしてモータを回転制御すれば、基台21と第1の可動部材23との成す角度を任意の角度に変更することができる。
第2の可動部材24は第1の可動部材23に水平回転機構27a及び垂直回転機構27a’と同様の水平回転機構27b及び垂直回転機構27b’とを介して取付けられている。また、把持部材25は第2の可動部材24に水平回転機構27a及び垂直回転機構27a’と同様の水平回転機構27c及び垂直回転機構27c’とを介して取付けられている。
また、把持部材25には把持部26を把持部材25に対して鉛直面内で回転させるための把持部回転機構27dを備える。
したがって、図5に示すように、水平回転機構27aと垂直回転機構27a’とにより基台21の延長方向と第1の可動部材23の延長方向との成す角度(水平角と仰角と)を変更し、水平回転機構27bと垂直回転機構27b’とにより第1の可動部材23の延長方向と第2の可動部材24との延長方向との成す角度を変更し、水平回転機構27cと垂直回転機構27c’とにより第2の可動部材24の延長方向と把持部材25との成す角度を変更することにより、第1の腕部22Rの把持部材25の把持部26により把持されるリール2、もしくは、第2の腕部22Lの把持部材25の把持部26により把持されるリール2を任意の平面内で旋回運動させることができる。
また、把持部回転機構27dにより、リール2を把持する角度を変更することができる。すなわち、リール2を鉛直面に対して傾けて把持することができる。
案内部材262は、板状の取付部材261に突設されてリール2のフランジ部2bから突出する軸部材2dの内部に挿入される円柱状の部材で、チャック263は案内部材262と同軸に設けられて軸部材2dの外周を爪263kにより把持する。チャック263は、軸受け等で取付部材261に回転自在に取付けられる。本例では、案内部材262の挿入部262aの外径を軸部材2dの内径よりも小さくし、先端部262bの外径を挿入部262aの外径よりも更に小さくすることで、リール2をチャック263で把持しながら案内部材262の周りに回転可能に把持するようにしている。チャック263としては、例えば、電磁チャックなどの周知のチャックを用いることができる。
これら第1の腕部22Rの把持部26の案内部材262とチャック263が第1の切換手段を構成し、第2の腕部22Lの把持部26の案内部材262とチャック263が第2の切換手段を構成する。
なお、リール2のハブ部2cが軸受けを介して軸部材2dに回転自在に連結されている形態のリールや、フランジ部2bが直接ハブ部2cに軸受けを介して回転自在に連結されている形態のリールである場合には、チャック263を省略し、案内部材262の挿入部262aの外径を軸部材2dの内径とほぼ同じくして、案内部材262を軸部材2d内に挿入するようにしてもよい。
この場合には、案内部材262と案内部材262をリール2の軸方向に移動させる手段である腕部(第1及び第2の腕部22R,22L)とが切換手段となる。
押さえロール32は駆動装置34の前方に立設された押さえロール設置台352kに設置される。押さえロール設置台352kは垂直片352pと、この垂直片352pのコア3側の側面に設けられた昇降手段352qと、昇降手段352qに取付けられてコア3側に突出する水平片352rとを備えており、この水平片352rのコア3側の端部に押さえロール32が取り付けられる。
駆動ロール31と補助ロール33との間隔はコア3の直径よりも狭く設置されている。
本例では、駆動ロール31、押さえロール32、及び、補助ロール33としてV型ロールを用いるとともに、押さえロール32を前記のように上下動可能とすることで、図1の細い一点鎖線で示すような、径の異なるコア3Lを搭載することができるようにしている。
巻付け位置検出用のセンサー36は、図3に示すように、基台38の右側に立設されたセンサー支持部材38a上に設置される。巻付け位置検出用のセンサー36としては、例えば、ワイヤー1がコア3から引き出される位置を撮影する撮影手段と撮影された映像を画像処理してワイヤー1がコア3から引き出される位置を特定する画像処理手段とを備えたセンサーを用いることができる。
照明37は基台38の左側に立設された照明支持部材38b上に設置されて、コア3のワイヤー1が引き出される位置近傍を照明する。
ケーブルビードは例えばS巻のワイヤー層とZ巻のワイヤー層を交互に積層して形成される。以下、S巻の場合の巻き付け動作について説明する。
まず、コア3を駆動ロール31と補助ロール33との上に搭載した後、押さえロール32を下降させて、コア3の上部に当接させることでコア3を3つのロール31〜33により鉛直面内に平行になるように保持する。
次に、第2の腕部22Lの把持部26に設けられた案内部材262を、挿入部262aが軸部材2dの内部まで達するまでリール2の軸部材2dの内部に挿入した後、チャック263の爪263kで軸部材2d側の外周を把持する。リール2は、図7(a)に示すように、コア3の左側において、第2の腕部22Lで把持される。詳細には、リール2は、第2の腕部22Lにより、コア3の左側で、かつ、コア3の輪を含むコア3の軸方向に延長する円筒の内側(以下、コアの内側という)の所定の位置に、コア3が延在する側と反対側であるリール2の左側から把持される。前記リール2の旋回動作の出発点となる所定の位置ではリール2がコア3の最も内側に位置するので、この位置を以下、リールの最内側という。なお、リール2は軸線方向がコア3の軸線方向と同じ左右方向となるように第2の腕部22Lに把持される。
ワイヤー1はコア3の巻き付け部に固定されているのでリール2からワイヤー1が引き出される。このとき、コアスライド手段35のスライド機構353を稼働させてガイド部材352を前方に移動させることでコア3を前方、すなわち、リール2から遠ざかる方向に移動させるようにすれば、リール2のコア3に対する前後方向の相対速度が速くなるので、ワイヤー1の引き出し速度が速くなる。
本例では、リール2に引き出されるワイヤー1の幅方向の位置を規制するワイヤーガイド2gを設けてワイヤー1の引き出し位置を安定させるようにするとともに、リール2に内蔵されたブレーキ機構により最適なテンションが加えられた状態でワイヤー1をリール2から引き出すようにしている。
次に、第1の腕部22Rの各回転機構27a〜27cを用いて第1の可動部材23、第2の可動部材24、及び、把持部材25の延長方向を変更して第1の腕部22Rを延ばすようにすることで、図7(d)に示すように、リール2をコア3の右側にて旋回させてコア3の外側から内側に移動させるとともに、駆動装置34を稼働させて駆動ロール31を回転させることでコア3を周方向に回転させる。これにより、ワイヤー1はコア3の左側から右側に移動するので、ワイヤー1をコア3の外周に巻き付けることができる。
このとき、コアスライド手段35のスライド機構353を稼働させてガイド部材352を後ろに移動させることでコア3を後方、すなわち、リール2に近づく方向(前回とは逆に、リールの最内側位置から最外側位置方向)に移動させるようにすれば、リール2のコア3に対する前後方向の相対速度が速くなるので、ワイヤー1の巻き付け速度が速くなる。
次に、リール2が旋回してコア3の右側の最内位置に到達した段階で、リール2を把持する側を変更する。すなわち、左側に位置する第2の腕部22Lの案内部材262をリール2の軸部材2dの内部まで挿入した後チャック263で軸部材2dの外周を把持するとともに、右側に位置する第1の腕部22Rのチャック263を開放して案内部材262をリール2の軸部材2dから引き抜く。
把持する側が右側から左側に変更された段階でリール2は初期位置に戻るとともに、コア3の外周にはワイヤー1が一巻きされる。
このような操作を繰り返してコア3にリールを巻き付けていくことで、図8に示すように、ワイヤー1をコア3の外周に螺旋状に巻き付けることができる。
なお、Z巻の巻き付けの場合は、始めに第1の腕部22Rでリール2を把持し、ワイヤー1をコア3の右側に引き出すようにすればよい。
また、コア3の巻き付け部を巻付け位置検出用のセンサー36で検出してコア3の回転を制御することにより、コアに対して狙った位置にワイヤーを確実に整列させることができるようにしたので、ケーブルビードの信頼性と品質とを向上させることができる。
更に、リール2とコア3との両方を運動させることで巻き付け動作の速度を速くしたので、生産性が向上する。
また、リール2の旋回運動は円運動に限るものではなく、左右が円弧状の旋回運動であってもよい。本例では、把持部26を第2の可動部材24に回転可能に取付けてあるので、リール2の受け渡し時において、リール2の軸線方向がコア3の軸線方向と平行になるようにリール2を把持できる。したがって、リール2の旋回運動の形態によらず、リール2の受け渡しを容易にかつ確実に行うことができる。
また、前記例では、水平回転機構27a〜27cを用いてリール2を水平面内で回転させた場合について説明したが、水平回転機構27a〜27cに加えて垂直回転機構27a’〜27c’及び把持部回転機構27dを用いれば、リール2を水平面に対して傾いた面内で回転させることができる。これにより、コア3を径の異なるコアに変更した場合でも、コアに容易にワイヤー1を巻き付けることができる。
具体的には、コア3の左右にそれぞれレール台41を置き、このレール台41に設けられて前後方向に延長するレール41R上にスライド部材42をそれぞれ設置する。そして、このスライド部材42上にアクチュエータ43の本体431を、ロッド432の伸縮方向がコア3の軸方向と一致する向きに固定する。把持部46はロッド432の先端側に取付けられる。
これにより、アクチュエータ43のロッドを伸縮させながら図示しない駆動手段でスライド部材42をレール41R上でスライドさせるようにすれば、ワイヤー1が巻き付けられたリール2をコア3における一方の側と他方の側において交互に把持しながらコア3の内外を一方向に旋回動作させることができる。
2d 軸部材、3 円環状のコア(コア)、10 ケーブルビードの製造装置、
20 リール旋回手段、21 基台、22R 第1の腕部、22L 第2の腕部、
23 第1の可動部材、24 第2の可動部材、25 把持部材、26 把持部、
261 取付部材、262 案内部材、263 チャック、
27a〜27c 水平回転機構、30 コア移動手段、31 駆動ロール、
32 押さえロール、33 補助ロール、34 駆動装置、35 コアスライド手段、
36 巻付け位置検出用のセンサー、37 照明、38 基台。
Claims (7)
- 円環状のコアに対して、ワイヤーが巻き付けられたリールを前記コアにおける一方の側と他方の側において交互に把持しながら前記コアの内外を一方向に旋回動作させ、
前記コアをリールの旋回動作に連動して周方向に回転させることにより、前記ワイヤーを前記コアの外周に螺旋状に巻き付けるケーブルビードの製造方法であって、
前記リールを前記コアと反対側から把持しながら前記コアの他方の側に旋回動作させる工程と、
前記旋回動作の後リールを把持する側を変更する工程と、
前記把持する側を変更したリールを前記コアの一方の側に旋回動作させる工程と、
前記旋回動作の後リールを把持する側を再び変更する工程とを備え、
前記リールを前記コアの内側から外側へ旋回させる場合には、
前記コアを前記リールが前記コアの最外側に位置する点から最内側に位置する点に向かう方向にスライドさせ、
前記リールを前記コアの外側から内側へ旋回させる場合には、
前記コアを前記最内側に位置する点から最外側に位置する点に向かう方向にスライドさせることを特徴とするケーブルビードの製造方法。 - 前記リールを前記コアの輪の作る面に垂直な面内で旋回させることを特徴とする請求項1に記載のケーブルビードの製造方法。
- 円環状のコアの一方の側と他方の側に設置され、ワイヤーが巻き付けられたリールを前記コアにおける一方の側と他方の側において交互に把持しながら前記コアの内外に旋回動作させるリール旋回手段と、
前記コアをリールの旋回動作に連動して周方向に回転させるコア回転手段とを備え、
前記ワイヤーを前記コアの外周に螺旋状に巻き付けてケーブルビードを製造するケーブルビードの製造装置であって、
前記リール旋回手段は、
前記コアの一方の側に設置されて前記リールのコアとは反対側を把持して前記リールを前記コアの他方の側に旋回させる第1の腕部と、
前記コアの他方の側に設置されて前記リールのコアとは反対側を把持して前記リールを前記コアの一方の側に旋回させる第2の腕部とを備え、
前記各腕部は、
前記コアの周囲に設けられた基部に対して回転可能に連結された第1の可動部材と、
前記第1の可動部材に対して回転可能に連結された第2の可動部材と、
前記第2の可動部材に対して回転可能に連結されて前記リールを把持する把持部材とを備え、
前記把持部材が、前記リールの把持と把持解除とを行う切換手段を備えることを特徴とするケーブルビードの製造装置。 - 前記コアを前記リールが前記コアの最内側に位置する点と最外側に位置する点とを結ぶ直線に平行な方向にスライドさせるスライド機構を備えることを特徴とする請求項3に記載のケーブルビードの製造装置。
- 前記ワイヤーが前記コアから引き出される位置を検出するセンサーを備えることを特徴とする請求項3または請求項4に記載のケーブルビードの製造装置。
- 前記リールの外周側に設けられて当該リールから引き出されるワイヤーの当該リールの幅方向の位置を規制するガイドを備えることを特徴とする請求項3〜請求項5のいずれかに記載のケーブルビードの製造装置。
- 前記リールがブレーキ機構を備えることを特徴とする請求項3〜請求項6のいずれかに記載のケーブルビードの製造装置。
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