JP6072581B2 - ツイスト線のテープ巻き方法及びテープ巻き装置 - Google Patents

Description

本発明は、二本の電線を対撚りしたツイスト線に撚り戻り防止用のテープ巻きを行うツイスト線のテープ巻き方法及びテープ巻き装置に関するものである。

従来、電線にテープ巻きを行うために、種々の方法や装置が提案されている。

例えば特許文献１（図示せず）には、布線板にワイヤハーネスを布線し、その状態でワイヤハーネスにテープ巻き付け装置でテープ巻きを行うことが記載されている。テープ巻き付け装置は、ワイヤハーネスを挿入するＵ字状のガイド凹部を有する円形の回転板と、回転板に配置されてガイド凹部側に先端部を位置させる粘着テープと、テープ巻き付け後に粘着テープを切断するカッタと、回転板を回転させるモータと、これらを含むテーピングヘッドをスライド式に進退させるヘッド駆動機構（単軸ロボット）とを備えている。

また、特許文献２（図示せず）には、ベースの左右に各クランプ部を配設して各モータで回転駆動可能とし、両クランプで電線の左右両端部を把持し、テープ巻きヘッドをベースの左右方向のガイドレールに沿って移動可能に、且つ前後方向のガイドレールに沿って進退可能に配設したことが記載されている。左側のモータで左側のクランプを回転して電線によじりを与えたり、あるいは左右のモータで左右のクランプを回転して電線を回転させながら、テープ巻きヘッドを左右方向のガイドレールに沿って移動させて、電線に他動的にテープ巻きを行う。

また、二本の電線を撚ってツイスト線にするために、以下に示す種々の装置や方法が提案されている。ツイスト線は、電磁波の発生を抑制したり、電磁波を吸収したりすることができる電線である。

例えば特許文献３には、一実施形態（図示せず）として、二本の電線の一端をそれぞれ各捻り送り出し機構で捻りながら他端側に向けて送り出し、二本の電線の長手方向中間部に取り付けた回転体を電線の他端側に移動させながら、回転体と捻り送り出し機構との間でツイスト部を形成することが記載されている。

同じく特許文献３には、他の実施形態（図示せず）として、二本の電線の一端側をそれぞれ各捻り送り出し機構で捻りながら他端側に向けて送り出し、二本の電線の長手方向中間部に取り付けた回転体を捻り方向に回転させて（移動させずに）、回転体と電線の他端側との間にツイスト部を形成することが記載されている。

同じく特許文献３には、従来技術（図示せず）として、二本の電線の一端側を回転部材に固定し、二本の電線の他端側を固定部材に固定した状態で、回転部材を回転させて、固定部材と回転体との間でツイスト部を形成することが記載されている。

また、特許文献４には、一実施形態（図示せず）として、二本の電線の一端側をチャックして一つのモータで一体的に回転させ、二本の電線の長手方向中間部に移動部材を取り付け、二本の電線の他端側を各チャックで把持して各モータで前記モータと同方向に回転させながら、移動部材を他端側に向けて移動させて、移動部材と一端側のモータとの間で撚り合わせ部を形成することが記載されている。

同じく特許文献４には、他の実施形態（図示せず）として、二本の電線の一端側をチャックして一つのモータで一体的に回転させ、二本の電線の他端側を捻り送り出し機構でモータと同方向に回転させながら一体側に向けて送り出し、モータを送り出し方向に移動させて、捻り送り出し機構とモータとの間で撚り合わせ部を形成することが記載されている。

また、特許文献５（図示せず）には、二本の電線の一端側をクランプで把持してモータで一体的に回転させ、二本の電線の他端側をクランプで把持して固定し、二本の電線の長手方向中間部を回転子の切欠開口部に挿入して棒で分離させ、回転子をモータと同方向に回転させながらモータに向けて移動して、他端側のクランプと回転子との間で二本の電線を対撚りすることが記載されている。

図７〜図１０は、従来のツイスト線のテープ巻き方法及びテープ巻き装置の一形態を示すものである。

図７の如く、テープ巻き装置４１は、ツイスト線製造装置のツイスト機２とは別に配置され、作業者９は、ツイスト機２で二本の電線３を対撚りして形成したツイスト線３’（図９）を隣接のテープ巻き装置４１に運んで、ツイスト線３’の端部に撚り戻り防止用のテープ巻き１３を施していた。図７で、符号４，５は、電線３を把持した左右のクランプ、符号１０は、テープ巻き等を完了した複数のツイスト線３’で成るツイスト線束３３を支持する掛け具（掛け馬）をそれぞれ示している。

図８は、テープ巻き装置４１の内部構造を示すものであり、テープ巻き装置４１は、テープ保持ドラム１８と、テープカッタ刃１９と、テープ１３を繰り出す巻きテープ１５と、テープ保持ドラム１８を回転させるモータ１７及び複数のギア４２と、これらを収容した略箱状の装置本体４３とを備えている。テープ保持ドラム１８は、二本の電線３を挿通させる切欠凹部１８ａを有する。テープ１３は合成樹脂製の片面粘着テープであり、テープ保持ドラム１８の回転で巻きテープ１５からテープカッタ刃１９を経て繰り出される。テープ巻き装置本体４３は、不図示の脚部の付いたテーブル４４（図７）の上に置かれている。

図９は、ツイスト線（ツイストペア線ないし対撚り線とも言う）３’の一形態を示すものであり、ツイスト線３’の両端側にテープ巻き装置４１で撚り戻り防止用のテープ巻き１３が施されている。各電線３の両端末には予め端子３４が接続されている。ツイスト線３’の対撚り部は、二本の電線３を同じ方向に螺旋状に撚ることで構成されている。

図１０は、ツイスト線製造装置（ツイスト機２を含む装置）及びテープ巻き装置４１の操作を順に示すものである。図１０の作業者の動作において、括弧で示すステップ番号は図７の作業者９の動作番号に対応している。

先ず、作業者９がステップ（１）でツイスト線製造装置のスタートスイッチを入れる。これにより、ツイスト線製造装置が、ステップ１１において、不図示の検尺・切断機で電線を検尺して所要長さに切断し、不図示の皮剥き機で電線３（図９）の両端末３ａ，３ｂの絶縁被覆を除去し、不図示の圧着機で電線３の両端末に端子３４を圧着する。これら検尺・切断機や端子圧着機及びツイスト機２やテープ巻き装置４１を含んでツイスト線製造装置と呼称する。

次いで、ツイスト線製造装置のツイスト機２が、ステップ１２で、二本の電線３の両端末３ａ，３ｂをクランプ４，５（図７）で把持して固定し、ステップ１３で、二本の電線３をツイスト（対撚り）させる。次いで、ステップ１４で、両端末３ａ，３ｂ側のクランプ４，５を開放し、ツイスト線３’を下方に払い出す。次いで、ステップ１５で、電線３の対撚りを行う部材（例えばクランプ４，５や不図示の回転子等）が定位置に復帰する。

上記ステップ１１〜１５の動作をステップ１６で、ｎ本のツイスト線３’を払い出すまで繰り返す。ｎ本は例えば２０〜３０本程度である。一本（説明の便宜上一本と言う。実際は一組である）のツイスト線３’は二本の端子付き電線３で構成される。

作業者９は、ステップ（１）でツイスト線製造装置のスタートスイッチを入れた後、ステップ（２）で、先に製作したｎ本のツイスト線束を掴み、ステップ（３）で、ツイスト線束をツイスト機２からテープ巻き装置４１に移動させる（作業者９はツイスト線束を持ってテープ巻き装置４１に移動する）。次いで、ステップ（４）で、ツイスト線束の長手方向中央を不図示のゴムバンドで結束して一まとめにする。次いで、ステップ（５）で、ツイスト線束の一端末を手で取り、ステップ（６）で、ツイスト線束の一端末のうちの一本（一組）のツイスト線３’の一端末３ａ’（図９）をテープ巻き装置４１にセットする。

テープ巻き装置４１は、ステップ１７で、一本のツイスト線３’の対撚り部の一端末３ａ’にテープ巻き１３を行う。テープ巻き１３の完了後に、作業者９は、ステップ（７）で、一本のツイスト線３’のテープ巻きされた一端末３ａ’をテープ巻き装置４１から取り出す。作業者９は、ステップ（８）で、ステップ（５）〜（７）の動作をツイスト線束の全てのツイスト線３’の一端末３ａ’について繰り返し行い、次いでツイスト線束の全てのツイスト線３’の他端末３ｂ’について同じ操作（テープ巻き）を繰り返し行う。

作業者９は、ステップ（７）で、ツイスト線束のうちの最後のツイスト線３’のテープ巻きされた他端末３ｂ’をテープ巻き装置４１から取り出したら、ステップ（９）で、テープ巻きを完了したツイスト線束３３を、テープ巻き装置４１の近傍の掛け具１０に掛け置く。そして、ステップ（１０）で、作業者９は、掛け具１０からツイスト機２に移動する（戻る）。

特開平１１−２９２０１７号公報（図１〜図３） 特開２００１−１２２５２５号公報（図１，図２） 特開２００７−２２７１８５号公報（図１，図２，図４） 特開２００９−２３１１５７号公報（図１，図２） 特開２０１２−２８１９７号公報（図４）

しかしながら、上記図７〜図１０に示すツイスト線のテープ巻き方法及びテープ巻き装置にあっては、ツイスト機２で撚ったツイスト線３’を別のテープ巻き装置４１に運んでテープ巻きするというように、ツイスト線３’の製造工数（時間）とは別にテープ巻きの工数を必要として、ツイスト線３’の製造に多くの工数を要するという問題があった。

また、ツイスト機２で形成したツイスト線３’をテープ巻き装置４１に運搬する際に、ツイスト線３’の撚りがほぐれてしまう（撚りが一部戻ってしまう）ことがあり、その場合には作業者９が手作業で再撚りしなければならず、手直しの工数が必要であった。また、テープ巻き装置４１において、作業者９が、ツイスト線３’の左右の両端末３ａ’，３ｂ’のテープ巻き位置Ｌ（図９）を目視等による手作業で調整していたために、ツイスト線３’のテープ巻き位置Ｌがばらついて、見栄えが低下したり、ツイスト線３’の端末の端子３４を不図示のコネクタハウジングの端子収容室に挿入する際の作業性の低下等を生じ兼ねないという懸念があった。

また、ツイスト機２の近傍においてテープ巻き装置４１が大きなスペースを占めるために、作業者９の動作が阻害され兼ねないといった懸念があった。また、テープ巻き装置４１のテープ１３がツイスト線３’への巻き途中で終わって（なくなって）しまった場合には、ツイスト線３’から不完全巻きのテープ１３を取り外し、テープ巻き装置４１に新たな巻きテープ１５を装着して、再度テープ巻きをやり直さなければならず、多くの手間を必要とするという懸念があった。

本発明は、上記した点に鑑み、ツイスト線のテープ巻きに要する時間を削減すると共に、テープ巻き位置の精度を高め、且つ運搬時のツイスト線の撚り戻りを解消することを目的とする。それに加えて、ツイスト機におけるテープ巻き装置の占めるスペースを削減し、また、テープ巻き装置のテープ交換を最適なタイミングで行わせることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係るツイスト線のテープ巻き方法は、ツイスト機で二本の電線を対撚りしてツイスト線を形成する過程において、該ツイスト機にセットされた該二本の電線の端末にテープ巻き装置のテープ巻きヘッドを接近させて、該二本の電線の対撚り動作中に、対撚り部の端末に該テープ巻きヘッドでテープ巻きを開始又は完了することを特徴とする。

上記構成により、ツイスト機で二本の電線が対撚りされ、例えば対撚り動作中に、二本の電線の対撚り部の端末（一端末及び／又は他端末）にテープ巻き装置のテープ巻きヘッドでテープ巻きが開始され、テープ巻きは、二本の電線の対撚りの時間内又は対撚り完了後に終了する。あるいは、ツイスト機で二本の電線が対撚りされ、対撚り動作中に、二本の電線の対撚り部の端末（一端末及び／又は他端末）にテープ巻き装置のテープ巻きヘッドでテープ巻きが行われ、テープ巻きは、二本の電線の対撚りの時間内に終了する。何れにおいてもテープ巻きに要する時間が削減される。対撚り動作中に時間的にラップさせた形でテープ巻きが行われればよい。

請求項２に係るツイスト線のテープ巻き方法は、請求項１記載のツイスト線のテープ巻き方法において、前記ツイスト機にセットされて左右に延びる前記二本の電線に対して、上下前後の３６０°方向のうちの何れか所望の方向から前記テープ巻きヘッドを接近させることを特徴とする。

上記構成により、ツイスト機にセットされた二本の電線の端末の周囲のスペースに応じて上下前後の何れか最適な方向（スペースのある位置）を選択してテープ巻きヘッドが省スペースで配置される。

請求項３に係るツイスト線のテープ巻き装置は、二本の電線を対撚りしてツイスト線を形成するためのツイスト機に配置されるテープ巻き装置であって、固定フレームと、固定フレームに対して移動手段で電線に向けて進退可能なテープ巻きヘッドとを備え、該テープ巻きヘッドが、前記ツイスト線の端末にテープ巻きするテープ保持ドラムと、テープカッタ刃とを有し、該固定フレームに、該テープ保持ドラムにテープを供給する巻きテープと、該テープ保持ドラムを回転駆動するためのモータとが配置され、該テープ保持ドラムと該モータとの間に、伸縮自在な動力伝達機構が配置されたことを特徴とする。

上記構成により、ツイスト機で二本の電線が対撚りされ、例えば対撚り動作中に、二本の電線の対撚り部の端末（一端末及び／又は他端末）にテープ巻き装置のテープ巻きヘッドでテープ巻きが行われる（対撚り動作中にテープ巻きが開始され又は完了する）。対撚り動作中に時間的にラップさせた形でテープ巻きが行われればよい。テープ巻きヘッドは移動手段で二本の電線に向けて前進し、その状態で対撚り部の端末にテープ巻きドラムでテープ巻きを行う。テープ巻きヘッドの前進に伴って固定フレーム側のモータとの間で動力伝達機構が伸長し、その状態でテープ巻きドラムを駆動する。また、テープ巻き後に、テープ巻きヘッドが後退しつつ、固定フレームとの間で動力伝達機構が圧縮される。テープ巻きヘッドの進退ストロークを動力伝達機構の伸縮動作で吸収する。動力伝達機構としては例えばチェンや伸縮自在な筒軸等を適用可能である。固定フレーム側に重量やスペースの嵩むモータや巻きテープが配置されたことで、テープ巻きヘッドがコンパクト化・軽量化される。

請求項４に係るツイスト線のテープ巻き装置は、請求項３記載のツイスト線のテープ巻き装置において、前記巻きテープの減少時の変化を該巻きテープの外周面側で検知するテープ有無センサを備えたことを特徴とする。

上記構成により、巻きテープが減少する際の例えば芯の色の変化又はテープ量（テープ厚）をテープ有無センサが検出し、例えば巻きテープが完全に終わる前に、テープ無しを検知することで（例えば、ツイスト機やテープ巻き装置を停止させたり、作業者に報知したりすることで）、ツイスト線へのテープ不完全巻きが防止される。

請求項１記載の発明によれば、ツイスト線のテープ巻きを対撚りの時間内に開始又は完了させることで、テープ巻きに要する時間を削減することができる。また、ツイスト機にセットされた二本の電線にテープ巻き装置のテープ巻きヘッドを接近させてテープ巻きすることで、テープ巻き位置の精度を高めることができる。また、ツイスト機にセットされた二本の電線にテープ巻きすることで、ツイスト機からツイスト線を外して運搬する際のツイスト線の撚り戻りを解消することができる。

請求項２記載の発明によれば、ツイスト機にセットされた二本の電線の端末の周囲のスペースに応じて上下前後の何れか最適な方向からテープ巻きヘッドを省スペースで配置することができる。

請求項３記載の発明によれば、ツイスト線のテープ巻きを例えば対撚りの時間内に開始又は完了させることで、テープ巻きに要する時間を削減することができる。また、ツイスト機にセットされた二本の電線にテープ巻き装置のテープ巻きヘッドを接近させてテープ巻きすることで、テープ巻き位置の精度を高めることができる。また、ツイスト機にセットされた二本の電線にテープ巻きすることで、ツイスト機からツイスト線を外して運搬する際のツイスト線の撚り戻りを解消することができる。

また、固定フレーム側に重量やスペースの嵩むモータや巻きテープを配置したことで、テープ巻きヘッドをコンパクト化・軽量化することができ、それにより、テープ巻きヘッドの移動をスムーズ且つ迅速に行わせることができると共に、ツイスト機におけるテープ巻き装置の占めるスペースを削減することができる。

請求項４記載の発明によれば、テープ巻き装置のテープ交換を最適なタイミングで行わせることができる。例えば、巻きテープが完全に終わる前にテープ有無センサでテープ無しを検出して、ツイスト線へのテープ巻き不完全を防ぐことができる。

本発明に係るツイスト線のテープ巻き方法及びテープ巻き装置の一実施形態を示す平面図である。 ツイスト線のテープ巻き装置の一実施形態の内部構造を示す側面図である。 テープ巻き装置のテープ巻きヘッドの作用を示す斜視図である。 テープ巻き装置のテープ巻きヘッドの移動手段の一実施形態を示す、（ａ）は移動前（待機）の状態の斜視図、（ｂ）は移動後の状態の斜視図である。 テープ巻き装置のテープ巻きヘッドの配置形態の各例を示す斜視図である。 ツイスト線製造装置の作用及びツイスト線のテープ巻き方法の一実施形態を示すフローチャートである。 従来のツイスト線のテープ巻き方法及びテープ巻き装置の一形態を示す平面図である。 従来のテープ巻き装置の一形態の内部構造を示す側面図である。 ツイスト線のテープ巻き位置を示す平面図である。 従来のツイスト線製造装置の作用及びツイスト線のテープ巻き方法の一形態を示すフローチャートである。

図１〜図３は、本発明に係るツイスト線のテープ巻き方法及びテープ巻き装置の一実施形態を示すものである。

図１の如く、ツイスト線のテープ巻き装置１は、ツイスト線製造装置のツイスト機２における二本の電線３の両端末３ａ，３ｂを把持する左右のクランプ４，５のうちの左側のクランプ４の近傍において、二本の電線３をツイスト機２で対撚りして成るツイスト線３’（図３）の対撚り部の一端末３ａ’（図３）に向けて、ツイスト線３’の径方向に矢印Ａの如く進退可能なテープ巻きヘッド６を備えたものである。

そして、ツイスト機２で二本の電線３を対撚りしてツイスト線３’を形成する動作中に、テープ巻き装置１のテープ巻きヘッド６を前進させて、テープ巻きヘッド６でツイスト線３’の対撚り部の一端末３ａ’にテープ巻き１３（図９参照）を施す。

図１において、符号７は、ツイスト機２のモータ等を含む駆動部分、符号８はツイスト機２のベース、符号９は作業者、符号１０はシールド線掛け具をそれぞれ示している。二本の電線３を撚り合わせてツイスト線３’にする（対撚り部を形成する）方法（駆動機構）は、従来技術の特許文献３〜５で説明したような種々の方法を適宜使用可能である。図７の従来技術で説明したように、ツイスト機２は、不図示の検尺・切断機や端子圧着機やテープ巻き装置１と共にツイスト線製造装置を構成している。

図２の如く、テープ巻き装置１は、後側の固定フレーム１１と、前側の可動ケース１２とを備えている。固定フレーム１１に、テープ１３を芯１４に巻いて構成される巻きテープ１５と、テープ有無検知センサ１６と、駆動用のモータ１７とが設置されて、固定ユニット（符号１１で代用）が構成されている。

また、可動ケース１２に、テープ保持ドラム１８と、テープカッタ刃１９と、テープ保持ドラム１８を駆動するための複数のギア（一つのみ図示する）２０とが設置されて、テープ巻きヘッド（可動ユニット）６が構成されている。可動ケース１２側のギア２０と、固定フレーム１１側のモータ１７の軸に固定されたギア２１との間に、テープ保持ドラム１８を回転させるための無端のチェン（動力伝達機構）２２が前後方向伸縮自在に掛け渡されている。

テープ巻きヘッド６の移動手段の一例として、可動ケース１２は固定フレーム１１に対して、テープ巻きヘッド進退駆動（移動）用の水平ないしやや上向きに傾斜した不図示のエアシリンダで連結されている。テープ巻きヘッド６の他の移動手段として、不図示のモータと、モータで回動される水平ないしやや上向きに傾斜した不図示のねじ軸と、ねじ軸に歯合して、可動ケース１２に固定された不図示のナットブロックとを用いることも可能である。なお、各図において「前後」の方向性は、作業者９に対して電線３側を前として説明している。

テープ巻き装置１の固定ユニット（１１）において、モータ１７は下側に配置され、巻きテープ１５は上側に配置され、テープ有無センサ１６は巻きテープ１５の上側に近接して配置されている。また、可動側のテープ巻きヘッド６において、テープ保持ドラム１８は前側上部に配置され、テープカッタ刃１９はテープ保持ドラム１８の後側に配置され、ギア２０は下側に配置されている。

図２では、巻きテープ１５から前方に繰り出されたテープ１３がカッタ刃１９で切断され、テープ保持ドラム１８の外周面に、切断位置１３ａよりも前方のテープ部分１３の後端部が付着し、テープ部分１３がテープ保持ドラム１８の切欠凹部１８ａの入口を塞いだ状態を示している。実際には、カッタ刃１９によるテープ１３の切断は、テープ保持ドラム１８でツイスト線３’にテープ巻きを完了する際に行う。

テープ巻きヘッド６の可動ケース１２は前記不図示のエアシリンダ等の移動手段で駆動されて、図３の実線で示す如くツイスト線３’に向けて前進する（図２でも可動ケース１２が前進した状態を示している）。

それにより、二本の電線３（ツイスト線３’）の対撚り部（符号３’で代用）の一端末３ａ’が図２のテープ保持ドラム１８の切欠凹部１８ａ内にテープ１３と共に挿入され（図２では便宜上電線３をテープ保持ドラム１８の外側に図示しているが、実際はテープ保持ドラム１８内に挿入される）、モータ１７で駆動されたチェン２２と可動ケース１２内の複数のギア２０とを介してテープ保持ドラム１８が回転して、ツイスト線３’の対撚り部の一端末３ａ’にテープ１３が巻回される。図３ではテープ保持ドラム１８の図示を省略している。

図２の如く、テープ巻きヘッド６がエアシリンダ等の移動手段で前進した際に、チェン２２は、テープ巻きヘッド６側のギア２０と固定フレーム１１側のモータ１７のギア２１との間で伸長して張られ、モータ１７のギア２１でチェン２２が回転駆動されて、テープ巻きヘッド６側の複数のギア２０を介して、テープ保持ドラム１８が回転する。テープ巻きヘッド６が図３の鎖線で示す如く後退した際には、テープ巻きヘッド６側のギア２０（図２）と固定フレーム１１側のモータ１７のギア２１とが接近しつつ、チェン２２が下向きに弛んで、テープ巻きヘッド６の後退ストロークを吸収する。

このように、重量の嵩む大きなモータ１７と、大径な巻きテープ１５とを固定フレーム１１側に配置したことで、可動ユニットであるテープ巻きヘッド６がコンパクトに且つ軽量に構成され、図１，図３のツイスト機２の一方のクランプ４の近傍における狭いスペースに（図１は簡易図であるので実際の狭いスペースは表されていない）、テープ巻きヘッド６を干渉等なくスムーズに且つ迅速・確実に進入させることができる。

これにより、図３の一方のクランプ４で把持された二本の電線３で成るツイスト線３’の対撚り部の一端末３ａ’に位置精度良くテープ巻きヘッド６を接近させて、ツイスト線３’の対撚り部の一端末３ａ’に位置精度良くテープ１３を巻き付けることができる。

図３の例において、一方（左側）のクランプ４は、水平な筒部２３の先端側に前後各一対の開閉可能なチャック（把持部）２４を設けて構成されている。各チャック２４で各電線３の一端末３ａを把持した状態で、各チャック２４が筒部２３と一体に駆動部７（図１）の不図示のモータで回転駆動されて、二本の電線３を対撚りしてツイスト線３’とする。

テープ巻きヘッド６の可動ケース１２の前端側には不図示のリミットスイッチが設けられており、テープ巻きヘッド６の前進時に、クランプ４で把持されたツイスト線３’がこのリミットスイッチに触れることで、リミットスイッチがオンして、固定ユニット１１のモータ１７が回転し、チェン２２を介してテープ保持ドラム１８（図２）が回転して、ツイスト線３’の対撚り部へのテープ巻きが開始される。

テープ巻きヘッド６の前進動作は、ツイスト機２のクランプ４のチャック２４の開閉信号で開始される。例えば、チャック２４の閉じ信号を受けた不図示の制御部が不図示のエアシリンダ等の移動手段を駆動してテープ巻きヘッド６を二本の電線３に向けて前進させる。

テープ巻きヘッド６の可動ケース１２は、垂直な左右の側壁１２ａと、左右の側壁１２ａを連結する幅狭な上壁１２ｂとで構成され、前後及び下側の開口１２ｃ，１２ｄを有している。前側の開口１２ｃ内に図２のテープ保持ドラム１８が配置され、後側と下側の開口１２ｄからチェン２２（図２）が後方に導出される。テープ保持ドラム１８やギア２０は例えば左右の側壁１２ａに回転自在に軸支されている。テープカッタ刃１９（図２）は、ツイスト線３’へのテープ巻き後に左右の側壁１２ａの間において不図示の短いエアシリンダ又はプランジャ等で進退駆動されてテープを切断する。

図２において、テープ巻きヘッド６の固定フレーム１１は、水平な底壁２５と、底壁２５の後端側から立ち上げられた支持壁２６とを有している。底壁側２５にモータ１７が固定され、支持壁２６の上部（巻きテープ支持部）２６ａに巻きテープ１５の例えば水平な芯１４が支持されている。さらに、支持壁２６の上端側にテープ有無センサ１６が倒立した状態で固定され、テープ有無センサ１６の先端（下端）の検知面１６ａが巻きテープ１５の外周面（テープ１３の外面）に近接して配置されている。テープ有無センサ１６のケーブル１６ｂは不図示の制御部に接続されている。

テープ有無センサ１６の縦方向の軸心１６ｓは、テープ支持部２６ａに支持された巻きテープ１５の縦方向の中心軸線１５ｓよりも後方にオフセット（符号Ｓで示す）されて、巻きテープ１５の交換性が高められている。すなわち、巻きテープ１５は巻きテープ支持部２６ａから前方に離脱され、前方から巻きテープ支持部２６ａに装着セットされるが、巻きテープ１５の脱着に際して、テープ有無センサ１６の下端の検知面１６ａが、巻きテープ支持部２６ａに支持された巻きテープ１５の上方後部に位置することで、例えば、巻きテープ１５を斜め上向きに離脱させ、あるいは斜め上方から装着することができて、巻きテープ１５の脱着作業性が向上する。

テープ有無センサ１６の作用で、巻きテープ１５のテープ１３を使い終わった際（好ましくはテープ１３を使いきる直前）に、図１のツイスト機２やそれを含むテープ巻き装置の動作を停止させて、テープ巻きなし品（図３の端末３ａ’にテープ巻きされていないツイスト線３’）の発生を防止する。テープ有無センサ１６は、巻きテープ１５のテープ１３が減った際の芯１４の色をとらえて色の変化でテープ１３の有・無（極めて少ないこと）を検知する。テープ１３の色と芯１４の色とは異なる。

テープ有無センサ１６は、巻きテープ１５のテープ１３が繰り出されて終了間際（テープ１３が減った状態）になると、巻きテープ１５の芯１４がテープ１３の上から透けて見え、徐々に芯１４の色が濃く変化して見えることを利用している。テープ有無センサ１６としては、例えば市販のカラー判別センサ等を使用可能である。カラー判別センサは例えば透光レンズと受光レンズと受光素子と透光ケーブルと受光ケーブルを備える。

巻きテープ１５の色の変化をテープ有無センサ１６で検知して、例えば色が大きく変化した時点で、テープ有無センサ１６がオンして、設備（ツイスト機２やテープ巻き装置１）を停止させて、且つ作業者に音等でテープが無くなった（極めて減った）ことを報知する。例えば、テープ有無センサ１６のオン信号を受けた不図示の制御部が設備（ツイスト機２やテープ巻き装置１）の作動スイッチをオフして設備を停止させると共にブザー等の報知部を作動させる。

これにより、ツイスト線３’にテープ１３を途中まで巻いた不完全巻きの状態で設備が停止することがなくなり、ツイスト線３’にテープ１３を完全に巻いた状態で設備（ツイスト機２やテープ巻き装置１）が停止することとなって、テープ巻き無し品の発生はもとより、テープ不完全巻き品の発生が防止される。このように、テープ交換がタイミングよく確実に行われる。なお、テープ有無センサ１６として、テープ１３の色の変化ではなく、テープ１３の量（厚み）を検出するセンサ（例えば非接触式のレーザ変位センサ等）を用いることも可能であり、これによっても上記同様の効果を奏する。

図２の例では、テープ巻きヘッド（可動ユニット）６と固定ユニット１１との間の動力伝達機構（寸法吸収兼駆動手段）としてチェン２２を用いているが、チェン２２に代えてタイミングベルトを用いたり、あるいは、不図示の伸縮自在なパイプ軸を用いて、パイプ軸の両端を不図示の傘歯ギアを介して可動部側の傘歯ギアとモータ側の傘歯ギアに歯合させたりすることも可能である。

図１のツイスト機２の右側のクランプ５は、例えば、特許文献３の従来技術の如く、回転せずに固定式のものとし、左右のクランプ４，５の間で二本の電線３に対撚り部（３’）を形成するものであってもよい。あるいは、特許文献４の一形態の如く、右側の一対のクランプ（５）が左側のクランプ４と同方向に同期して回転し、二本の電線３の途中に不図示の移動部材を取り付けて、左側のクランプ４と移動部材との間で二本の電線３に対撚り部３’を形成するものであってもよい。

あるいは、特許文献５の如く、左側のクランプ４を回転しない固定式のものとし、右側のクランプ５を回転させ、二本の電線３の途中に配置した不図示の回転子を右方向に移動させて、左側のクランプ４と回転子との間で二本の電線３に対撚り部３’を形成するものであってもよい。

図１の例においては、テープ巻き装置１をツイスト機２の左側のクランプ４寄りに配置（設置）しているが、ツイスト機２の左側のクランプ４寄りと右側のクランプ５寄りとの両方に設置してもよい。テープ巻き装置１をツイスト機２の右側のクランプ５寄りのみに配置することも可能である。テープ巻きはツイスト線３’の対撚り部の片方の端末３ａ’のみに施すだけでも、対撚り部の撚り戻り防止の効果はある。

図４（ａ）（ｂ）は、テープ巻き装置１のテープ巻きヘッド６の移動手段２７の他の実施形態を示すものである。

上記図１〜図３の説明では、水平ないし上向きに傾斜したエアリンダやねじ軸等といった不図示の移動手段を用いた例で説明したが、図４に示す移動手段２７は、テープ巻きヘッド６を二本のリンク２８，２９と一本のエアシリンダ３０で二本の電線（ツイスト線）３に向けて電線径方向に回動させるものである。図４においてテープ巻きヘッド６は図３とは上下反転して図示している。図２〜図３の実施形態のテープ巻き装置１に合わせる（適用する）ために、図４の上側を下、図４の下側を上として説明する。

図４（ａ）の如く、テープ巻きヘッド６の待機状態において、テープ巻きヘッド６の可動ケース１２に可動リンク２８の先端（前端）が固定され、可動リンク２８は可動ケース１２から後方に真直に位置し、可動リンク２８の中間部に固定リンク２９の先端（上端）が回転軸３１で支持され、固定リンク２９は可動リンク２８に直交して位置し、固定リンク２９の後側において可動リンク２８にエアシリンダ３０の伸長したロッド３０ａの先端（上端）が連結され、エアシリンダ本体３０ｂは固定リンク２９と共に平行に例えば図２の固定フレーム１１に固定される。

図４（ｂ）の如く、エアシリンダ３０を圧縮させてロッド３０ａを矢印の如く下向きに引き込むことで、可動リンク２８が固定リンク２９の先端の回転軸３１を支点に回動し、可動リンク２８の後端がロッド３０ａの引き込み方向に回動し、可動リンク２８の前端がテープ巻きヘッド６と一体にロッド３０ａの引き込み方向とは反対方向（二本の電線３への接近方向）に回動する。これにより、テープ巻きヘッド６のテープ保持ドラム１８（図２）の切欠凹部１８ａに、二本の電線３が挿入される。

そして、ツイスト機２で二本の電線３を対撚している途中に、テープ巻きヘッド６のテープ保持ドラム１８で二本の電線３の対撚り部３’にテープ巻きを完了したら、図４（ｂ）から図４（ａ）の順でテープ巻きヘッド６がツイスト線３’への接近状態からツイスト線径方向に離間して待機状態に復帰する。

図４においては、可動リンク２８の回動をエアシリンダ３０で行わせたが、エアシリンダ３０に代えて、例えば不図示のモータと、モータで回転する不図示のねじ軸と、ねじ軸に歯合して、可動リンク２８に揺動自在に軸支された不図示のナットブロックとを用いることも可能である。また、固定リンク２９に代えて固定フレーム１１（図２）の一部分（例えば側壁１２ａ）を用いることも可能である。これら、可動リンク２８とエアシリンダ３０又は不図示のモータ等とでテープ巻きヘッド６の移動手段が構成される。また、可動リンク２８や固定リンク２９を用いずに、不図示のモータと、モータで回転する不図示のねじ軸と、ねじ軸に歯合し、テープ巻きヘッド６の可動ケース１２に設けられた不図示のナットブロックとでテープ巻きヘッド６を移動させることも可能である。

図５は、図４のテープ巻きヘッド６の移動方向を変化させた各形態例を示すものである。

図４の例では、テープ巻きヘッド６を下から上向きに移動（回動）させて二本の電線３に接近させる例（図５の下側に示すテープ巻きヘッド６₁の例）で説明したが、例えば図５の上側に示すテープ巻きヘッド６₂の例のように、テープ巻きヘッド６₂を上から下向きに二本の電線３に向けて移動（回動）させたり、あるいは、図５の右側に示すテープ巻きヘッド６₃の例のように、テープ巻きヘッド６₃を後から前向きに二本の電線３に向けて移動（回動）させたり、あるいは、図５の左側に示すテープ巻きヘッド６₄の例のように、テープ巻きヘッド６₄を前から後向きに二本の電線３に向けて移動（回動）させることも可能である。「前向き」とは図１で作業者の向いた方向である。

例えば、図５の上側に示すテープ巻きヘッド６₂の場合は、例えば図２のテープ巻き装置１を線対称に上下反転させたテープ巻き装置の形態となり、図４をそのまま用いて（図５の上側に示すテープ巻きヘッド６₂に対応した例として）説明すると、固定フレーム１１の上部にモータ１７が配置され、固定フレーム１１の下部に巻きテープ１５とテープ有無センサ１６とが配置され、可動ケース１２に連結された可動リンク２８は固定フレーム１１の高さ方向中間部に位置し、可動リンク２８に連結された固定リンク２９及びエアシリンダ３０は固定フレーム１１の上部に配置される。

また、図５の右側に示すテープ巻きヘッド６₃の場合は、例えば図２のテープ巻き装置１を線対称に上下反転させたものをさらに時計回りに９０°反転させて起立させ、図４のテープ巻きヘッド６や各リンク２８，２９やエアシリンダ３０を時計回りに９０°反転させて配置する。

また、図５の左側に示すテープ巻きヘッド６₄の場合は、例えば図２のテープ巻き装置１を時計回りに９０°反転させて起立させ、下側の固定フレーム１１の上方においてテープ巻きヘッド６₄を斜め下向きに位置させ、可動リンク２８は起立させ、固定リンク２９やエアシリンダ３０は略水平等に配置することが好ましい。

同じ構成のテープ巻きヘッド６を時計回りないし反時計回りに９０°ずつ反転させて、図５の上下左右のテープ巻きヘッド６₁〜６₄の配置を得ることも可能である。また、ツイスト線３’に対するテープ巻きヘッド６の接近方向は上下前後からに限らず、斜め上方から、あるいは斜め下方から、あるいは斜め後方向や斜め前方向からとする（３６０°方向のうちの何れか所望の方向からとする）ことも可能である。

図６は、ツイスト線製造装置のツイスト機２で形成したツイスト線３’に、上記図１〜図５の各形態のテープ巻き装置１を用いて、テープ巻きを行う方法と、ツイスト線製造装置及びテープ巻き装置１の作用を示すものである。

図６において、先ず、作業者が、ステップ（１）でツイスト線製造装置のスタートスイッチを入れる（オンする）。それにより、ツイスト線製造装置が、ステップ１で、不図示の検尺／切断機で電線３の検尺・切断を行い、次いで不図示の皮剥き機で電線３の端末３ａ，３ｂの絶縁被覆を皮剥きし、さらに不図示の圧着機で電線３の端末３ａ，３ｂに不図示の端子を圧着する。

次いで、ステップ２で、ツイスト機２の左右のクランプ４，５（図１）のチャック２４（図３）が二本の電線３の両端末（端子は避ける）３ａ，３ｂをチャックし固定する。その状態で、ステップ３で、ツイスト機２の不図示のモータが回転して、二本の電線３が対撚りされる。また、ステップ３と並行して、以下のステップ４〜６の動作が行われる。

すなわち、ステップ２で、クランプ４のチャック２４がエア圧力で閉じる際のエアの圧力変化を検知して、テープ巻き装置１が自動スタートし、ステップ４で、テープ巻き装置１のテープ巻きヘッド６が二本の電線３に近づく。次いで、ステップ５で、テープ巻きヘッド６のテープ保持ドラム１８が回転して、ツイスト線３’の対撚り部の端末３ａ’にテープ巻きを行う。テープ巻きが完了したら、ステップ６で、テープ巻きヘッド６がツイスト線３’からツイスト線３’の径方向外側に離れる。テープ巻きヘッド６は電線３の対撚り動作が完了する前までに定位置に戻る。なお、テープ巻きは二本の電線３の対撚り動作中に開始又は完了するものであればよい。対撚り動作中にテープ巻きを開始した場合、対撚り動作中にテープ巻きが完了しなくてもよい。対撚り動作中に時間的にラップさせた形でテープ巻きが行われれば効果はある。

ツイスト機２は、ステップ３でツイスト線３’の形成が完了したら、ステップ７で、両端のクランプ４，５の各チャック２４を開放して、ツイスト線３’を下側に落下させて払い出す。次いで、ステップ８で、二本の電線３の対撚りのための部材（例えばクランプ４，５や不図示の回転子等）が定位置に復帰する。そして、ステップ９で、ステップ１〜８の動作を、ツイスト線３’をｎ本払い出すまで繰り返す。ｎ本は例えば２０〜３０本程度である。一本（一組）のツイスト線３’は二本の端子付き電線３で構成される。

ｎ本のツイスト線３’が払い出された後、作業者は、ステップ（２）で、ｎ本のツイスト線３’で成る束を掴み、あるいは、ｎ本のツイスト線３’が払い出される前に、予め製作済みのｎ本のツイスト線３’の束を掴み、ステップ（３）で、ツイスト線束の長手方向中間を不図示のゴムバンドで結束して一まとめにする。次いで、ステップ（４）で、ゴムバンドで結束されたツイスト線束３３（図１）を掛け具１０に掛け置く。

図６の作業者の動作（１）〜（４）を図１における作業者９の動作として示している。図１の作業者９の動作（１）〜（４）の如く、作業者９は、前側のツイスト機２に向いた状態で、払い出されたツイスト線束３３を手に取り、不図示のゴムバンドでツイスト線束３３の中間部を結束し、その状態から体を９０°反転させて、右側の掛け具１０にツイスト線束３３を掛け置く（ゴムバンドでツイスト線束３３の中間部を結束するのは、９０°反転後でもよい）。

このように、作業者９の動作は、従来の図７における作業者の動作と比べて格段に少なくなっている。また、従来のようにツイスト線３’をテープ巻き装置に運搬する手間や、運搬時のツイスト線３’の対撚り部の撚り戻りを生じる心配がない。

テープ巻き装置１は、図１に示すように、ツイスト機２の左右何れか片側のみに配置してもよく、ツイスト機２の左右両側に配置してもよい。ツイスト線３’の片側の端末３ａ’のみにテープ巻きを行うことでも、対撚り部の撚り戻り防止の効果はある。二台のテープ巻き装置１，１をツイスト機２の左右両側に配置すれば、ツイスト線３’の対撚り部の左右の端末に同時にテープ巻きを施すことができる。

この場合、対撚りの方法によっては、例えば一方のクランプ４（図１）と各電線３の長手方向中間部との間に不図示の回転子を配置し、回転子を他方のクランプ５側に移動させつつ各電線３を一方のクランプ４側から対撚りさせる場合には、例えば、対撚りの途中で一方のクランプ４側の端末３ａ’に一方のテープ巻き装置１のテープ巻きヘッド６でテープ巻きを行い、他方のクランプ５側の端末３ｂ’の対撚りは、各電線３の全長に渡って対撚りがほぼないし全て終了した時点において、他方のテープ巻き装置１のテープ巻きヘッド６で行う。また、回転子を用いずに、例えば一方のクランプ４を回転させ、他方のクランプ５は回転させないで不動として、各電線３の全長に渡って同時に対撚りを行う場合には、例えば、対撚りの途中に（好ましくは対撚りの終了間際に）、二本の電線３の両端末３ａ’，３ｂ’に各テープ巻き装置１のテープ巻きヘッド６で同時にテープ巻きを行う。

以下に、上記したツイスト線のテープ巻き装置１及びテープ巻き方法の特徴をまとめて記載する。

先ず、二本の電線３を対撚りしている間にそのツイスト線３’へのテープ巻きを開始又は完了させることができる。この際、テープ１３の巻き付け時間は一定であるので、ツイスト線３’の長さによっては（短い場合に）、テープ１３の巻き付け前に二本の電線３の対撚りが完了する懸念があるが、その場合には、ツイスト機２の対撚り速度の制御を行って、対撚り速度（対撚りに要する時間）をテープ巻き装置１のテープ巻き付け速度（テープ巻きに要する時間）よりも遅くすることで、対応可能である。テープ巻き動作がツイスト動作内に収まることで、テープ巻きにかかる工数が削減される。

また、ツイスト機２のクランプ４等の可動部分と干渉しないように、所望の位置でテープ巻き装置１のテープ巻きヘッド６を省スペースで配置することができる。また、テープ巻き装置１のテープ巻きヘッド６が二本の電線３に近づくタイミングで（近づくと同時に）、二本の電線３の対撚りが開始されるように制御することで、電線３とテープ巻きヘッド６との不意な干渉が確実に防止される。図６の実施形態では、チャック２４の閉じ動作（二本の電線３のチャック動作）と同時にテープ巻きヘッド６が二本の電線３に近づくようにしている。

また、テープ巻きヘッド６によるツイスト線３’へのテープ巻きは、テープ巻きヘッド６の不図示のリミットスイッチにツイスト線３’が接触した時に始まるようにしているので、テープ巻きヘッド６のテープ１３がツイスト線３’を確実にとらえて確実に巻き付けする。

また、二本の電線３の対撚りが完了する前までに、テープ巻きヘッド６が定位置に戻る（二本の電線３の対撚り途中にテープ巻きを完了する）ようにできるから、テープ巻き装置１が次の二本の電線４の対撚りにゆとりを持って備えることができる。例えば、対撚り開始信号から３秒弱でテープ巻きヘッド６が戻るようにタイマ制御したり、テープ巻きの動作終了信号を拾うようにすることも可能である。

また、テープ交換のタイミングをセンサ１６で検知して設備を止めて音等で作業者に知らせることで、テープ巻き不良を防ぐことができる。また、巻きテープ１５をセンサ１６に対してオフセットしたことで、テープ交換の作業性が高まる。

また、テープ巻きヘッド６とテープ巻き駆動用のモータ１７を分離して、テープ巻きヘッド６をコンパクト化・軽量化している。また、ツイスト線３’に対するテープ巻きヘッド６の動き（移動）方向は、上下方向、左右方向等、何れでもよく、また、直線的な移動でも回転的な移動でもよいので、ツイスト機２のツイスト線３’周りのスペースの有無に応じて、テープ巻きヘッド６を適宜配置することができる。

また、テープ巻き装置１がツイスト機２に組み込まれるため、従来のテープ巻き装置の設置スペースが不要となる。また、テープ巻き装置１によるテープ巻き位置が機械制御になり、ツイスト線３’の左右の端末３ａ’，３ｂ’におけるテープ巻き位置（図９のシールド線３’の端末３ａ’，３ｂ’における例えば端子３４からテープ１３までの距離Ｌ）が安定し、テープ巻き位置精度及びテープ巻き位置品質が向上する。

本発明に係るツイスト線のテープ巻き方法及びテープ巻き装置は、ツイスト線のテープ巻きに要する時間を削減すると共に、テープ巻き位置の精度を高め、且つ運搬時のツイスト線の撚り戻りを解消し、それに加えて、ツイスト機におけるテープ巻き装置の占めるスペースを削減し、また、テープ巻き装置のテープ交換を最適なタイミングで行わせるために利用することができる。

１ テープ巻き装置
２ ツイスト機
３ 二本の電線
３’ ツイスト線
６ テープ巻きヘッド
１１ 固定フレーム
１３ テープ
１４ 芯
１５ 巻きテープ
１６ テープ有無センサ
１７ モータ
１８ テープ保持ドラム
１９ テープカッタ刃
２２ チェン（動力伝達機構）
２７ 移動手段

Claims (4)

1. ツイスト機で二本の電線を対撚りしてツイスト線を形成する過程において、該ツイスト機にセットされた該二本の電線の端末にテープ巻き装置のテープ巻きヘッドを接近させて、該二本の電線の対撚り動作中に、対撚り部の端末に該テープ巻きヘッドでテープ巻きを開始又は完了することを特徴とするツイスト線のテープ巻き方法。
2. 前記ツイスト機にセットされて左右に延びる前記二本の電線に対して、上下前後の３６０°方向のうちの何れか所望の方向から前記テープ巻きヘッドを接近させることを特徴とする請求項１記載のツイスト線のテープ巻き方法。
3. 二本の電線を対撚りしてツイスト線を形成するためのツイスト機に配置されるテープ巻き装置であって、固定フレームと、固定フレームに対して移動手段で電線に向けて進退可能なテープ巻きヘッドとを備え、該テープ巻きヘッドが、前記ツイスト線の端末にテープ巻きするテープ保持ドラムと、テープカッタ刃とを有し、該固定フレームに、該テープ保持ドラムにテープを供給する巻きテープと、該テープ保持ドラムを回転駆動するためのモータとが配置され、該テープ保持ドラムと該モータとの間に、伸縮自在な動力伝達機構が配置されたことを特徴とするツイスト線のテープ巻き装置。
4. 前記巻きテープの減少時の変化を該巻きテープの外周面側で検知するテープ有無センサを備えたことを特徴とする請求項３記載のツイスト線のテープ巻き装置。

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