JP6626864B2 - テープ巻付装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電線やその外側を覆う外装部材等の線状部材にテープを巻き付けるテープ巻付装置に関する。
従来、ワイヤハーネスの製造工程の一部において、電線やその外側を覆う外装部材等の線状部材(以下、単に「ハーネス」ということもある)の外周にテープを巻き付けるテープ巻付装置が用いられている。この種のテープ巻付装置の一例として、特許文献1に記載のものが知られている。このテープ巻付装置は、布線板上に伸張状態のハーネスを保持すると共に、このハーネスの長手方向に沿って、テープを保持するヘッド部を移動させることで、ハーネスの外周に螺旋状にテープを巻き付けるものである。
このテープ巻付装置は、ハーネスを中心としてテープを回転させるもので、ヘッド部にテープを回転させる旋回手段を備えている。旋回手段は、ハーネスに直交する面内に配置された固定プレート(支持プレートおよび対向プレート)と、固定プレートに隣接配置された回転プレート(従動ギヤと回転板)と、を有している。回転プレートは、ハーネスと直交する面内で回転駆動される。
固定プレートと回転プレートには、外周縁から回転プレートの回転軸線を含む中央領域に向けてU字状の切欠がそれぞれ設けられている。これら固定プレートの切欠と回転プレートの切欠の位置が揃った状態で、切欠に対してハーネスが挿抜される。ハーネスに巻き付けられるテープは、回転プレートと一体回転するテープ支持部に支持されている。
巻き付けに際しては、固定プレートと回転プレートの切欠の奥部領域にハーネスが挿入された状態で、回転プレートを回転させる。そうすると、回転プレートと一体に回転するテープ支持部に支持されたテープが、ハーネスの周囲を回り、ハーネスに巻き付けられる。従って、ハーネスとヘッド部を、ハーネスの長手方向に沿って相対移動させることで、ハーネスの外周に螺線状にテープを巻き付けることができる。
特開2015−224123号公報
上記テープ巻付装置では、U字状の切欠を有する固定プレートに対して、U字状の切欠を有する回転プレートを、固定プレートに隣接した位置で回転させる。この回転プレートの回転時に、固定プレートのU字状の切欠と回転プレートのU字状の切欠の回転方向に相対向する縁部が互いに交差するようにすれ違うタイミングがある。
一方、回転プレートの回転時に、ハーネスは、切欠内の奥部領域に位置しているものの、テープの巻き戻し力によって常に力を受けているため、位置が必ずしも安定していない。例えば、ハーネスの一部(電線束の一部やシールド材の一部など)が、前述した切欠の縁部同士が交差するポイントにまではみ出してしまうことがある。そのようにハーネスの一部が切欠の縁部同士が交差するポイントにまではみ出している状態で、切欠の縁部同士が交差するようにすれ違うと、固定プレートと回転プレートとの間にハーネスの一部が噛み込まれる可能性がある。そして、ハーネスが噛み込まれた状態で、回転プレートの回転がそのまま続けられると、ハーネスに傷が付いたり、最悪の場合はハーネスが断線したりするおそれがある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、固定プレートと回転プレートとの間にハーネスの一部が噛み込まれる現象を未然に回避し、テープの巻き付け品質を向上させることのできるテープ巻付装置を提供することにある。
前述した目的を達成するために、本発明に係るテープ巻付装置は、下記(1)〜(3)を特徴としている。
(1) 線状部材の長手方向と直交する面内に配置された固定プレートと、
前記固定プレートに隣接配置され、前記線状部材の長手方向と直交する面内で回転する回転プレートと、
前記固定プレートの外周縁から前記回転プレートの回転軸線を含む中央領域に向けてU字状に形成された固定プレート側切欠と、
前記回転プレートの外周縁から該回転プレートの回転軸線を含む中央領域に向けてU字状に形成され、前記固定プレート側切欠と位置が揃った状態で、前記固定プレート側切欠と共に前記線状部材が挿抜される回転プレート側切欠と、
前記線状部材に巻き付けられるテープを支持し、前記固定プレート側切欠および前記回転プレート側切欠の前記回転プレートの回転軸線を含む奥部領域に前記線状部材が挿入された状態で、前記回転プレートと一体に回転するテープ支持部と、
前記固定プレートおよび前記回転プレートの側方に近接配置され、前記固定プレート側切欠および前記回転プレート側切欠に対する前記線状部材の挿抜時に退避位置に位置させられると共に、前記線状部材の挿入後に規制位置に位置して、前記線状部材が前記固定プレート側切欠および前記回転プレート側切欠の奥部領域に位置するように、前記線状部材の前記固定プレート側切欠内および前記回転プレート側切欠内における位置を規制する位置規制部材と、
を備え
前記位置規制部材は、前記規制位置に位置する状態において、前記線状部材の長手方向からみたときに、前記固定プレート側切欠を、前記固定プレート側切欠の開口方向に直交する幅方向の全域に亘って連続して前記幅方向に沿って横断する部分を有する、
ことを特徴とするテープ巻付装置。
(2) 上記(1)に記載のテープ巻付装置であって、
前記線状部材を固定状態に保持する布線板と、
前記布線板に保持された前記線状部材に沿って直線移動するヘッド部と、
を備え、
前記ヘッド部に、固定状態に保持された前記線状部材に対して、該線状部材と直交する面内で移動自在とされたスライド部材が設けられると共に、前記スライド部材上に、前記固定プレートおよび回転プレートが搭載され、前記スライド部材のスライド動作により、
前記固定プレート側切欠および前記回転プレート側切欠に対する前記線状部材の挿抜が可能とされ、
前記位置規制部材は、前記固定プレートおよび回転プレートが、前記固定プレート側切欠および前記回転プレート側切欠に対する前記線状部材の挿入位置にあるとき、前記固定プレートおよび回転プレートに対応した位置に位置して、その位置で、前記退避位置から前記規制位置に移動可能とされている、
ことを特徴とするテープ巻付装置。
(3) 上記(1)または(2)に記載のテープ巻付装置であって、
前記固定プレートおよび回転プレートの、前記線状部材の長手方向における両側に、前記固定プレート側切欠および回転プレート側切欠に対し前記線状部材が挿入されて前記回転プレートが回転しているときに、前記線状部材を前記回転プレートの回転軸線に近い位置に保持する線状部材保持機構が設けられている、
ことを特徴とするテープ巻付装置。
上記(1)の構成のテープ巻付装置によれば、規制位置に位置する位置規制部材によって、線状部材を、固定プレートおよび回転プレートの切欠内の奥部領域に安定して位置させておくことができる。従って、線状部材の一部が、切欠の縁部同士の交差ポイントにまではみ出すのを防止することができ、線状部材の一部が、固定プレートと回転プレートとの間に噛み込まれるおそれを無くすことができる。その結果、テープの巻き付け品質の向上を図ることができる。
上記(2)の構成のテープ巻付装置によれば、固定プレートおよび回転プレートの切欠に対し線状部材を挿入するタイミングに合わせて、位置規制部材により線状部材の位置規制を行うことができる。従って、位置規制部材が線状部材の挿脱の邪魔にならない。
上記(3)の構成のテープ巻付装置によれば、固定プレートおよび回転プレートの両側において、線状部材を回転プレートの回転軸線の近傍に保持しておくことができる。従って、テープ巻き付け時に線状部材が暴れ回る現象を防ぐことができる。即ち、テープ巻き付け時、線状部材にはテープの巻き戻し力が働くため、線状部材はテープリール側に引き寄せられる。この引き寄せられる量が大きくなると、その状態で、回転プレートと一体にテープが回転した際に、線状部材が、縄跳びの縄が回るように暴れ回ることになる。そこで、線状部材保持機構が、固定プレートおよび回転プレートの両側の暴れ回りの起点となる位置で、線状部材を、回転プレートの回転軸線の近傍に保持しておく。これにより、線状部材の暴れ回り現象を防ぐことができる。その結果、テープの巻き付け品質の向上を図ることができる。また、テープ巻き付け作業時の線状部材への負荷の減少を図ることができると共に、設備や周辺治具への線状部材の接触を無くすことができる。そのため、騒音や振動の発生の低減が図れる。
本発明によれば、固定プレートと回転プレートとの間にハーネスの一部が噛み込まれる現象を未然に回避することができる。従って、テープの巻き付け品質の向上を図ることができる。
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という。)を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
図1は、本発明の実施形態のテープ巻付装置の全体構成を示す斜視図である。 図2は、同テープ巻付装置の全体構成を示す正面図である。 図3は、同テープ巻付装置におけるヘッド部の構成を一部省略して示す斜視図である。 図4は、同ヘッド部の構成を一部省略して示す、図3と反対方向から見た斜視図である。 図5は、同ヘッド部の要部構成を示す正面図である。 図6は、同ヘッド部に設けた位置規制機構の構成を示す側面図で、(a)は位置規制部材である規制アームが退避位置にあるときの状態を示す図、(b)は規制アームが規制位置にあるときの状態を示す図である。 図7は、同位置規制機構の作用効果の説明図である。 図8は、同位置規制機構が無い場合に起こり得る問題の説明図で、(a)は回転プレートである従動ギヤの切欠と固定プレートである支持プレートおよび対向プレートの切欠の位置が一致している状態を示す斜視図、(b)は前記従動ギヤの回転により、従動ギヤの切欠の縁部と支持プレートおよび対向プレートの切欠の縁部とが交差するようにすれ違う際に電線部分W1の一部Wxを挟む可能性のあることを示す図である。 図9は、前記ヘッド部に設けられた線状部材保持機構の作用説明のための図で、旋回手段の前進に先だって線状部材保持機構の保持ヘッドがワイヤーハーネスの電線部分W1を保持する位置まで前進した状態を示す斜視図である。 図9の次の段階として、線状部材保持機構の保持アームが閉じてワイヤーハーネスの電線部分W1を定位置に収まるように保持している状態を示す斜視図である。 図10の次の段階として、旋回手段が前進して、従動ギヤ、回転板、支持プレート、対向プレートの各切欠にワイヤーハーネスの電線部分W1が挿入された状態を示す斜視図である。 線状部材保持機構の別の例を示す斜視図である。
本発明に関する具体的な実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。
図1は、実施形態に係るテープ巻付装置の全体構成を示す斜視図、図2は、同テープ巻付装置の全体構成を示す正面図である。
本実施形態のテープ巻付装置1は、ワイヤハーネスWの製造過程において、ワイヤハーネスWの電線部分W1にテープTを巻き付けるものである。また、電線部分W1の外周に外装部材としてのコルゲートチューブCを取り付けた後で、コルゲートチューブCの外周にテープTを巻き付けるものである。ここでは、コルゲートチューブCの取り付けについての説明は省略し、テープTの巻き付けについてのみ説明する。テープTの巻き付け対象は、ワイヤハーネスWの電線部分W1、あるいは、電線部分W1にコルゲートチューブCを取り付けた部分である。以下の説明では、それらの巻き付け対象部分を単に「ハーネスW1」と呼ぶこともある。
なお、以下においては、説明の便宜上、ワイヤーハーネスWの長手方向をX方向、X方向と直交する水平方向をY方向、鉛直方向をZ方向と呼ぶ。また、X方向一方側(図1、2の右側)を上流側、X方向他方側(図1、2の左側)を下流側と呼ぶ。また、Y方向の一方側(図1、2の紙面手前側)を手前側、Y方向の他方側(図1、2の紙面奥側)を奥側と呼ぶ。従って、Y方向の移動については、手前側への移動を前進といい、奥側への移動を後退という。
ワイヤハーネスWは、長尺線状の電線部分W1と、電線部分W1の端末に固定されたコネクタW2と、を備えている。電線部分W1には、必要に応じてコルゲートチューブCが装着される。従って、電線部分W1や、その上にコルゲートチューブCが装着された部分が、テープ巻き付け対象の線状部材(ハーネスW1)に相当する。テープ巻きされた製品としてのワイヤーハーネスWは、例えば、電気自動車等における電源からの高圧電流を伝送するために利用される。あるいは、電気自動車に限らず、広く一般の自動車において、低圧電流を伝送するためにも利用される。
電線部分W1の例として、例えば、複数の素線を撚り合せた撚り線等からなる導体と、導体を覆う被覆部と、被覆部を覆う編組等からなるシールド部と、を有したシールド電線を挙げることができる。しかし、その他の電線であってもよい。また、本実施形態におけるワイヤハーネスWの電線部分W1としては、その途中に分岐を有さない1本の電線で構成されたものを例示する。しかし、電線部分W1は、複数の電線が束ねられたものであってもよいし、複数の電線から分岐する分岐電線を有したものであってもよい。
コルゲートチューブCは、合成樹脂製等から長尺筒状に形成され、その周壁に、長手方向に沿って切り込まれたスリットを有するものである。即ち、コルゲートチューブCは、円環状断面の一部がスリットにより分離され、このスリットを開くことによって断面C字状に弾性変形するものである。従って、開いたスリット部分からコルゲートチューブCの内部にワイヤハーネスWの電線部分W1を挿入することができる。このように挿入することで、コルゲートチューブCは、電線部分W1の外側を覆ってワイヤハーネスWに取り付けられる。
テープTは、例えば、ポリ塩化ビニル(PVC)基材に粘着剤を塗布した粘着テープであって、紙筒等からなる巻芯の周囲に巻き重ねられたロール状の形態で準備される。このテープTは、ワイヤハーネスWの電線部分W1の外周に直接巻き付けられると共に、電線部分W1に取り付けられたコルゲートチューブCの外周に巻き付けられる。
電線部分W1に対しテープTは、例えば、互いに重ならない荒い螺旋状に巻き付けられる。このテープTの荒巻きによって、テープTは、シールド部(編組)がコルゲートチューブCのスリットに挟まれないように、電線部分W1を保護する。また、コルゲートチューブCに対しテープTは、互いに半幅程度ずつ重なるように巻き付けられる。この重ね巻きによって、テープTは、コルゲートチューブCのスリットを確実に閉じ、コルゲートチューブCの保護性能を確保する。
〔テープ巻付装置の構成〕
以下、テープ巻付装置1の構成を説明する。
図1および図2に示すように、本実施形態のテープ巻付装置1は、布線装置2と、装置本体としてのテープ巻き付け用のヘッド部3と、本体駆動部4と、装置制御部5と、を備えている。
布線装置2は、支持台1Aの上に設置されており、ワイヤハーネスWを保持する。ヘッド部3は、布線装置2の上方に位置しており、ワイヤハーネスWの長手方向(図1の左右方向であり、X方向)に沿って移動自在に設けられている。本体駆動部4は、ヘッド部3をX方向に往復駆動する移動手段として設けられている。装置制御部5は、布線装置2およびヘッド部3の各部と本体駆動部4とを駆動制御する制御手段である。
布線装置2は、図1、図2に示すように、布線板10と、コネクタ保持部11と、複数の布線治具12と、を備えている。布線板10は、X方向に長尺な板状に形成されており、支持台1Aの上に水平状態で設置されている。コネクタ保持部11は、布線板10のX方向上流側の端部に設けられており、ワイヤハーネスWのコネクタW2と嵌合する部分を備えている。
複数の布線治具12は、ワイヤハーネスWの電線部分W1を支持するもので、布線板10の中間部分にX方向下流側に向かって適宜な間隔で設けられている。各布線治具12は、先端が上方に開口して電線部分W1を挿通可能なフォーク状の係止爪部13と、この係止爪部13の基端側(下側)に設けられた治具駆動部14と、を有している。各布線治具12は、布線板10に形成された孔部15を介して、布線板10の上面から突没駆動されるようになっている。
図3は、ヘッド部3の内部構成の概略を示す斜視図、図4は、ヘッド部3の内部構成の概略を示す図3と反対方向から見た斜視図である。なお、図3および図4では、特に詳細説明が必要でない部分の図示を簡略化または省略してある。
装置本体としてのヘッド部3は、本体駆動部4に支持されたベース20と、ベース20に支持されたケース30(図1参照)と、を有している。ベース20には、図3に示すように、旋回手段40と、貼付手段60と、切断手段70と、が設けられている。旋回手段40と貼付手段60と切断手段70は、図3には図示していないケース30の内部に設けられている。
旋回手段40は、テープTを、ハーネスW1の周囲において、ハーネスW1と直交する面内で旋回させる手段である。貼付手段60は、テープTを、ハーネスW1の表面に貼付する手段である。切断手段70は、ハーネスW1に巻き付けたテープTを、終端位置で切断する手段である。
図1および図2に示すように、本体駆動部4は、ガイドレール4Aと、図示しないリニアモータと、電線ガイド4Bと、を有している。ガイドレール4Aは、ヘッド部3のベース20を支持案内する役目を果たす。リニアモータは、ガイドレール4Aに沿ってヘッド部3をスライド移動させる。電線ガイド4Bは、装置制御部5からヘッド部3に接続される電力線や信号線などの電線をガイドする。ガイドレール4Aは、布線板10の長手方向(X方向)に沿って延設されており、リニアモータの駆動によりヘッド部3をX方向にスライド案内する。電線ガイド4Bは、装置制御部5からヘッド部3に配索される電線を保護しつつ、ヘッド部3のスライドに伴って引っ張りや弛みが生じないように電線を案内して屈曲伸張可能に構成されている。
図3および図4に示すように、X方向にスライド可能に設けられたベース20上には、Y方向に移動可能に旋回手段40および位置規制機構100(後述)が支持されている。旋回手段40および位置規制機構100は、図示しない駆動装置によりY方向に沿って進退駆動されるスライド部材に搭載されている。また、ベース20上には、Y方向に移動可能に貼付手段60および切断手段70が支持されている。貼付手段60および切断手段70は、図示しない駆動装置により、旋回手段40と独立して、Y方向に沿って進退駆動される。また、ベース20上には、旋回手段40のX方向両側(ワイヤーハーネスWの長手方向における両側)に位置させて線状部材保持機構150(後述)が支持されている。線状部材保持機構150の保持ヘッド152は、駆動装置151により、旋回手段40と独立して、Y方向に沿って進退駆動される。
図5は、ヘッド部3の要部構成を示す正面図である。図6は、ヘッド部3に設けた位置規制機構100の構成を示す側面図で、(a)は位置規制部材である規制アーム101が退避位置にあるときの状態を示す図、(b)は規制アーム101が規制位置にあるときの状態を示す図である。図7は、位置規制機構100の作用効果の説明図である。図8は、位置規制機構100が無い場合に起こり得る問題の説明図で、(a)は回転プレートである従動ギヤ49の切欠49Aと固定プレートである支持プレート41および対向プレート42の切欠41A、42Aの位置が一致している状態を示す斜視図、(b)は従動ギヤ49の回転により、従動ギヤ49の切欠49Aの縁部と支持プレート41および対向プレート42の切欠41A、42Aの縁部とが交差するようにすれ違う際に電線部分W1の一部Wxを挟む可能性のあることを示す図である。
図5〜図8を図3および図4に併せて参照しながら、旋回手段40や位置規制機構100の構成を説明する。
旋回手段40は、支持プレート41と、対向プレート42と、上下のスペーサ43と、回転板44と、回転駆動手段45と、テープ支持部50と、を含んでいる。支持プレート41は、ハーネスW1の長手方向に直交する面内(Y−Z平面内)に配置されており、ベース20上に、Y方向スライド可能に支持されている。支持プレート41は、先端側をY方向手前側に片持ち状に延ばしたものである。この支持プレート41の先端部に、X方向(板厚方向)に所定間隔だけ離間させて対向プレート42が固定されている。支持プレート41と対向プレート42の間には、両プレート間の間隔を一定に保つ上下のスペーサ43が挟まれている。支持プレート41の対向プレート42と反対側には、シム板を介して回転板44が配置されている。回転板44には、ブラケット51を介して、テープTを支持するテープ支持部50が連結されている。
回転駆動手段45は、回転板44を回転駆動する手段であり、回転モータ46と、駆動ギヤ47と、上下一対の中間ギヤ48と、従動ギヤ49と、を含んで構成されている。回転モータ46は、支持プレート41に固定されている。駆動ギヤ47は、支持プレート41に軸支されており、回転モータ46の出力ギヤに噛合している。上下一対の中間ギヤ48は、支持プレート41に軸支されており、駆動ギヤ47に噛合している。従動ギヤ49は、支持プレート41と対向プレート42との間に回転自在に支持されており、上下一対の中間ギヤ48に噛合している。回転板44は、この従動ギヤ49に連結されている。回転板44と従動ギヤ49は、ハーネスW1の長手方向と直交する面内(Y−Z平面内)で回転する。
以上の構成により、回転モータ46が回転すると、駆動ギヤ47および中間ギヤ48を介して従動ギヤ49が回転駆動され、従動ギヤ49と一体となって回転板44が回転する。
ここで、支持プレート41および対向プレート42は、回転しないので固定プレートに相当する。また、支持プレート41と対向プレート42間に配置された従動ギヤ49、および、支持プレート41と対向プレート42外に配置された回転板44は、回転するので回転プレートに相当する。また、従動ギヤ49と回転板44は、支持プレート41と対向プレート42に隣接配置されている。
支持プレート41および対向プレート42は、その先端側(Y方向の手前側)端縁にU字状の切欠き41A、42Aを有している。支持プレート41および対向プレート42の切欠41A、42A(固定プレート側切欠)は、各プレート41、42の先端外周縁から従動ギヤ49および回転板44(回転プレート)の回転軸線を含む中央領域に向けてU字状に形成されている。
また、従動ギヤ49および回転板44も、U字状の切欠き49A、44Aを有している。従動ギヤ49および回転板44の切欠49A、44A(回転プレート側切欠)は、従動ギヤ49および回転板44(回転プレート)の外周縁から従動ギヤ49および回転板44の回転軸線を含む中央領域に向けてU字状に形成されている。
回転によって、従動ギヤ49および回転板44の切欠49A、44Aと、支持プレート41および対向プレート42の切欠41A、42Aの位置が揃った状態で、切欠41A、42A、44A、49Aに対してハーネスW1が挿抜される。
なお、従動ギヤ49は、一対の中間ギヤ48に噛合して回転駆動されることから、切欠49Aが一方の中間ギヤ48を通過する際にも、他方の中間ギヤ48との噛合が確保される。よって、従動ギヤ49の回転駆動は、切欠49Aによって阻害されない。
テープ支持部50は、ブラケット51と、テープホルダ53と、テープチャック54と、を含んで構成されている。ブラケット51は回転板44に連結され、このブラケット51にテープホルダ52が連結されている。そして、このテープホルダ52のテープ支持軸にテープTの巻芯が挿通されている。テープチャック54は、テープTの繰り出し側端部を保持する手段として設けられている。
図4に示すように、支持プレート41の先端部には、テープ支持部50の回転位置を検知するセンサ57が設けられている。このセンサ57がテープ支持部50の回転位置を検知することで、従動ギヤ49および回転板44の停止位置が制御される。即ち、ハーネスW1の下方にテープTが位置し、回転板44と従動ギヤ49の切欠44A、49Aが、支持プレート41と対向プレート42の切欠41A、42Aと同一方向(Y方向手前側)を向く位置で回転が停止される。
前述した切欠41A、42A、44A、49Aの奥部領域にハーネスW1が挿入された状態で、従動ギヤ49および回転板44が回転すると、テープ支持部50に支持されたテープTが、ハーネスW1の周囲を旋回する。従って、この旋回によって、テープTがハーネスW1に巻き付けられる。
以上の旋回手段40はY方向に進退駆動される。具体的には、次の退避位置と前進位置との間で進退駆動される。旋回手段40が退避位置にあるとき、支持プレート41、対向プレート42、回転板44、従動ギヤ49の切欠41A、42A、44A、49Aに対して、ハーネスW1は挿入されていない。つまり、テープ支持部50のテープTは、ハーネスW1よりもY方向奥側に位置する。また、前進位置にあるとき、前記切欠41A、42A、44A、49Aに対してハーネスW1が挿入され、テープTがハーネスW1の下方に位置する。この前進位置が巻付位置である。
貼付手段60は、テープTの繰り出し側端部を引き出す機能と、ハーネスW1の表面に貼付する機能を実行する手段である。また、切断手段70は、テープTの巻き付け処理後に、巻き付けたテープTの終端部を切断する手段である。これら貼付手段60および切断手段70は、後方の退避位置から必要なタイミングで前進し、所定の作業動作を実行した後、退避位置に後退する。
次に位置規制機構100について説明する。
位置規制機構100は、図6に示すように、支持プレート41や対向プレート42の側方、あるいは、回転板44の側方に配置されている。本実施形態では、回転板44の側方にはテープ支持部50があってそれが邪魔するので、回転板44と反対側の支持プレート41あるいは対向プレート42の側方に近傍配置されている。位置規制機構100は、ハーネスW1が前述の切欠41A、42A、44A、49Aの奥部領域に位置するように、ハーネスW1の位置を規制するもので、位置規制部材としての規制アーム101を有している。
規制アーム101は、ベルクランク形状をなしており、先端アーム部101Aがフック状に湾曲している。規制アーム101は、屈曲部101Bにおいて、支持プレート41や対向プレート42などに、上下方向回動自在に支軸102で連結されている。規制アーム101の基端アーム部101Cには、エアシリンダ106のロッドの先端が連結されている。そして、エアシリンダ106が作動することで、規制アーム101が、図6(a)に示す退避位置と、図6(b)に示す規制位置との間で回動されるようになっている。
規制アーム101は、図6(a)に示す退避位置にあるとき、切欠41A、42A、44A、49Aに対するハーネスW1の挿抜を規制しない。また、規制アーム101は、図6(b)に示す規制位置にあるとき、先端アーム部101Aが、切欠41A、42A、44A、49AからのハーネスW1の脱落経路を塞ぐ。そのため、ハーネスW1を切欠41A、42A、44A、49Aの奥部領域に留めておくことができる。
この規制アーム101は、旋回手段40が前進位置(切欠41A、42A、44A、49Aに対するハーネスW1の挿入位置)にあるとき、図6(a)に示す退避位置と図6(b)示す規制位置との間で回動される。
次に線状部材保持機構150について説明する。
線状部材保持機構150は、旋回手段40のX方向両側(ハーネスの長手方向における両側)に配置されている。この線状部材保持機構150は、前述の切欠41A、42A、44A、49Aに対してハーネスW1が挿入された状態で回転板44が回転しているときに、ハーネスW1を回転軸線に近い位置に保持するものである。
この線状部材保持機構150は、ベース20上に設けられた駆動装置151と、駆動装置151によってY方向に進退駆動される保持ヘッド152と、を有している。保持ヘッド152には、上下一対の規制部材153が開閉自在に設けられている。上下一対の規制部材153は、保持ヘッド152が前進させられた状態で、図示しない開閉駆動装置により閉じられる。その閉じられた際に、上下一対の規制部材の合わせ部に確保された規制孔部にハーネスW1が挿通されていることで、上下一対の規制部材153が、ハーネスW1を回転板44の回転軸線の近傍に保持する。
次に、テープ巻付装置1の動作を説明する。
テープ巻付動作には、ワイヤハーネスWの電線部分W1に直接テープTを巻き付ける動作と、コルゲートチューブCの上からテープTを巻き付ける動作がある。両動作とも、巻き付けピッチが変更になること以外は同様であるので、ここでは、巻付対象部分をハーネスW1と呼んで、そのハーネスW1にテープTを巻き付ける動作を説明する。
巻付動作の工程には、順番に実行される引出工程(引出動作)、貼付工程(貼付動作)、巻付工程(巻付動作)、切断工程(切断動作)がある。引出工程とは、テープ支持部50に支持されたロール状のテープTから、繰り出し側端部を引き出す工程である。貼付工程とは、引き出したテープTの繰り出し側端部を、ハーネスW1の外周に貼付する工程である。巻付工程とは、テープTを、ハーネスW1の周囲に旋回させて巻き付ける工程である。切断工程とは、ハーネスW1の周囲に巻き付けたテープTの終端部を切断する工程である。
テープTの巻き付けを行うには、巻付動作に先立って準備工程を実行する。
この準備工程は、テープ巻付装置1の各部を初期位置に復帰させた状態で、作業者によって実施される。ヘッド部3の初期位置は、図1および図2に示すように、布線板10の上流側の位置である。このヘッド部3の初期位置において、旋回手段40、貼付手段60、切断手段70は、退避位置に後退している。また、布線装置2において、複数の布線治具12は、布線板10の上面から突出した状態とされている。
準備工程では、まず、ヘッド部3のテープ支持部50にテープTをセットし、その繰り出し側端部をテープチャック54に保持させ上方に突出させておく。また、布線板10にワイヤハーネスWを載置し、コネクタW2をコネクタ保持部11に嵌合させると共に、電線部分W1(ハーネスW1)を複数の布線治具12の係止爪部13に係止させる。
以上の準備工程が完了したら、作業者が制御操作用のスイッチを操作して巻付動作を開始する。
スイッチからの信号を受信した制御部は、ワイヤハーネスWの一端側(上流側)におけるコネクタW2近傍の電線部分W1(ハーネスW1)に対し、引出工程と貼付工程を実行してから、電線部分W1の下流側に向かって巻付工程を実行する。
最初の引出工程は、旋回手段40、貼付手段60、切断手段70が退避位置にある状態、即ち、テープ支持部50のテープTがハーネスW1よりもY方向奥側に位置した状態において実行される。引出工程では、まず、貼付手段60が、テープTの繰り出し側端部を把持して持ち上げることでテープTの繰り出し側端部を引き出す。
この状態で旋回手段40を前進させることにより、旋回手段40の各切欠41A、42A、44A、49AにハーネスW1が挿入される。貼付工程では、引き出したテープTの繰り出し側端部を、貼付手段60がY方向手前側に向かって押し出すことで、ハーネスW1の表面に貼付する。この後、テープTの把持は解除する。貼付工程が終わったら、貼付手段60は退避させる。
次に、巻付工程では、テープTの繰り出し側端部が電線部分W1に貼付された状態から、旋回手段40が、従動ギヤ49および回転板44を回転させる。この回転板44の回転によって、テープ支持部50に支持されたテープTが電線部分W1の周囲を旋回する。
このように旋回手段40によってテープTを旋回させると同時または所定時間後に、本体駆動部4は、リニアモータによってヘッド部3のベース20をX方向下流側に移動させる。このヘッド部3の移動によって、テープTは、旋回手段40によって旋回されつつ、ハーネスW1の長手方向下流側に向かって相対移動され、ハーネスW1に螺旋状に巻付けられることとなる。
所定の長さだけテープTの巻付けが完了したら、ヘッド部3の移動を停止させ、旋回手段40は、回転板44の回転を停止させる。回転板44の停止位置は、センサ57の信号で制御される。即ち、ハーネスW1の下方にテープTが位置すると共に、回転板44および従動ギヤ49の切欠き44A、49Aが支持プレート41および対向プレート42の切欠き41A、42Aと同一方向となる位置で回転が停止される。従って、テープTが回転停止した状態において、ハーネスW1のY方向奥側側面から下方のテープチャック54に向かってテープTの巻付け終端部が延びた状態となる。
切断工程では、切断手段70が切断刃を押し出してテープTの巻付け終端部を切断し、同時に巻き付け終端部をハーネスW1に確実に貼付する。
次に、ハーネスW1の位置を規制する線状部材保持機構150や位置規制機構100の作用を説明する。
上記の一連の工程の中で、旋回手段40が退避位置から前進する前に、図9に示すように、線状部材保持機構150の保持ヘッド152が前進する。そして、前進位置で、図10に示すように、上下の規制部材153を閉じることで、規制部材153の合わせ部に確保される規制孔部(ガイド孔部)にハーネスW1を収容する。ここで、規制孔部の大きさは、ハーネスW1の径よりもやや大きくなるように設定されている。これにより、ヘッド部3の移動によるハーネスW1と規制部材153の摩擦を過度にならないように抑えることができる。
このように、規制部材153の合わせ部に確保される規制孔部にハーネスW1を収容しておくことで、旋回手段40の両側において、ハーネスW1を回転板44の回転軸線の近傍に保持しておくことができる。従って、図11に示すように、旋回手段40を前進させた状態で、旋回手段40によりテープTの巻き付けを行っている最中に、ハーネスW1が暴れ回る現象を防ぐことができる。
即ち、テープ巻付工程時、ハーネスW1にはテープTの巻き戻し力が働くため、ハーネスW1はテープリール側に引き寄せられる。この引き寄せられる量が大きくなると、その状態で、回転板44と一体にテープTが回転した際に、ハーネスW1が、縄跳びの縄が回るように暴れ回ることになる。そこで、線状部材保持機構150のの規制部材153が、旋回手段40の両側の暴れ回りの起点となる位置で、ハーネスW1を、回転板44の回転軸線の近傍に保持しておく。これにより、ハーネスW1の暴れ回り現象を防ぐことができる。
その結果、テープTの巻き付け品質の向上を図ることができる。また、テープ巻き付け作業時のハーネスW1への負荷の減少を図ることができると共に、設備や周辺治具へのハーネスW1の接触を無くすことができる。そのため、騒音や振動の発生の低減が図れる。
また、ハーネスW1が自重および余長で弛んでいるような場合は、旋回手段40の切欠41A、42A、44A、49AにハーネスW1を導入することが困難になる場合があるが、それを改善することもできる。即ち、旋回手段40を前進させる前に、両側の線状部材保持機構150の規制部材153でハーネスW1を掬い上げる。これにより、ハーネスW1の位置を安定させることができ、旋回手段40の切欠41A、42A、44A、49AへのハーネスW1の挿入を確実に行うことができる。
また、位置規制機構100は、旋回手段40が前進し、旋回手段40の切欠41A、42A、44A、49AにハーネスW1が挿入された状態で、図6(b)に示すように、規制アーム101を回動させる。これにより、規制アーム101の先端アーム部101AがハーネスW1の脱落経路を塞ぐ。これにより、ハーネスW1を、切欠41A、42A、44A、49A内の奥部領域に安定して位置させておくことができる。
従って、図7に示すように、ハーネスW1の一部Wxが、切欠41A、42A、49Aの縁部同士の交差ポイントMにまではみ出すのを防止することができる。つまり、ハーネスW1の一部Wxが、支持プレート41および対向プレート42と従動ギヤ49との間に噛み込まれるおそれを無くすことができる。その結果、テープTの巻き付け品質の向上を図ることができる。
この点を、位置規制機構100が無い場合と比較して説明する。
テープ巻付装置1では、図8(a)に示すように、U字状の切欠41A、42Aを有する支持プレート41および対向プレート42(固定プレート)に対して、U字状の切欠49Aを有する従動ギヤ49(回転プレート)を隣接した位置で回転させる。回転板44に関しては、支持プレート41または対向プレート42から若干離れているので、ここでは従動ギヤ49との間の問題についてだけ述べる。
この従動ギヤ49の回転時に、図8(b)に示すように、支持プレート41および対向プレート42のU字状の切欠41A、42Aと、従動ギヤ49のU字状の切欠49Aとの回転方向に相対向する縁部が互いに交差するようにすれ違うタイミングがある。
一方、従動ギヤ49の回転時に、ハーネスW1は、切欠41A、42A、49A内の奥部領域に位置しているものの、テープTの巻き戻し力によって常に力を受けているため、位置が必ずしも安定していない。例えば、ハーネスW1の一部(電線束の一部やシールド材の一部など)Wxが、前述した切欠41A、42A、49Aの縁部同士が交差するポイントPxにまではみ出してしまうことがある。そのようにハーネスW1の一部Wxが切欠41A、42A、49Aの縁部同士が交差するポイントPxにまではみ出している状態で、切欠41A、42A、49Aの縁部同士が交差するようにすれ違うと、支持プレート41および対向プレート42と従動ギヤ49との間にハーネスW1の一部Wxが噛み込まれる可能性がある。そして、ハーネスW1が噛み込まれた状態で、従動ギヤ49の回転がそのまま続けられると、ハーネスW1に傷が付いたり、最悪の場合はハーネスW1が断線したりするおそれがある。
このような問題を、位置規制機構100が設けられていることにより、解消することができる。その結果、品質の良好な製品を提供することができる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、図12に示すように、線状部材保持機構170の上下の規制部材173、174をローラで構成することもできる。
また、位置規制機構100の回動する規制アーム101の代わりに、直線スライドする規制部材を設けることもできる。また、規制アーム101や規制部材を設ける位置は、切欠41A、42A、44A、49AからのハーネスW1の脱落経路を塞ぐことのできる位置に設定すれば、どの位置に設定してもよい。
また、U字状の切欠41A、42A、44A、49Aの開口の向きは、水平方向に限らず、旋回手段40の移動方向に応じて任意に設定することができる。例えば、旋回手段40の移動方向を上下方向に設定し、U字状の切欠41A、42A、44A、49Aの開口の向きを下方に設定してもよい。その場合は、位置規制機構100の規制アーム101や規制部材の配置を、切欠41A、42A、44A、49Aの開口を塞ぐ位置に設定すればよい。
また、上記実施形態では、布線装置2の布線板10にワイヤハーネスWが移動不能に保持され、布線板10に沿ってヘッド部3が往復移動されるようになっていた。しかし、本発明は、これに限らず、移動不能に設けられたヘッド部3に対してワイヤハーネスWを移動させてもよいし、ワイヤハーネスWとヘッド部3とをそれぞれ移動させることで互いに相対移動させてもよい。
その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
ここで、上述した本発明に係るテープ巻付装置の実施形態の特徴をそれぞれ以下[1]〜[3]に簡潔に纏めて列記する。
[1]
線状部材(ハーネスW1)の長手方向と直交する面内に配置された固定プレート(支持プレート41および対向プレート42)と、
前記固定プレート(支持プレート41および対向プレート42)に隣接配置され、前記線状部材(ハーネスW1)の長手方向と直交する面内で回転する回転プレート(従動ギヤ49および回転板44)と、
前記固定プレート(支持プレート41および対向プレート42)の外周縁から前記回転プレート(従動ギヤ49および回転板44)の回転軸線を含む中央領域に向けてU字状に形成された固定プレート側切欠(41A、42A)と、
前記回転プレート(従動ギヤ49および回転板44)の外周縁から該回転プレート(従動ギヤ49および回転板44)の回転軸線を含む中央領域に向けてU字状に形成され、前記固定プレート側切欠(41A、42A)と位置が揃った状態で、前記固定プレート側切欠(41A、42A)と共に前記線状部材(ハーネスW1)が挿抜される回転プレート側切欠(44A、49A)と、
前記線状部材(ハーネスW1)に巻き付けられるテープ(T)を支持し、前記固定プレート側切欠(41A、42A)および前記回転プレート側切欠(44A、49A)の前記回転プレート(従動ギヤ49および回転板44)の回転軸線を含む奥部領域に前記線状部材(ハーネスW1)が挿入された状態で、前記回転プレート(従動ギヤ49および回転板44)と一体に回転するテープ支持部(50)と、
前記固定プレート(支持プレート41および対向プレート42)および前記回転プレート(従動ギヤ49および回転板44)の側方に近接配置され、前記固定プレート側切欠(41A、42A)および前記回転プレート側切欠(44A、49A)に対する前記線状部材(ハーネスW1)の挿抜時に退避位置に位置させられると共に、前記線状部材(ハーネスW1)の挿入後に規制位置に位置して、前記線状部材(ハーネスW1)が前記固定プレート側切欠(41A、42A)および前記回転プレート側切欠(44A、49A)の奥部領域に位置するように、前記線状部材(ハーネスW1)の前記固定プレート側切欠(41A、42A)内および前記回転プレート側切欠(44A、49A)内における位置を規制する位置規制部材(101)と、
を備える、
ことを特徴とするテープ巻付装置(1)。
[2]
上記[1]に記載のテープ巻付装置であって、
前記線状部材(ハーネスW1)を固定状態に保持する布線板(10)と、
前記布線板(10)に保持された前記線状部材(ハーネスW1)に沿って直線移動するヘッド部(3)と、
を備え、
前記ヘッド部(3)に、固定状態に保持された前記線状部材(ハーネスW1)に対して、該線状部材(ハーネスW1)と直交する面内で移動自在とされたスライド部材が設けられると共に、前記スライド部材上に、前記固定プレート(支持プレート41および対向プレート42)および回転プレート(従動ギヤ49および回転板44)が搭載され、前記スライド部材のスライド動作により、前記固定プレート側切欠(41A、42A)および前記回転プレート側切欠(44A、49A)に対する前記線状部材(ハーネスW1)の挿抜が可能とされ、
前記位置規制部材(101)は、前記固定プレート(支持プレート41および対向プレート42)および回転プレート(従動ギヤ49および回転板44)が、前記固定プレート側切欠(41A、42A)および前記回転プレート側切欠(44A、49A)に対する前記線状部材(ハーネスW1)の挿入位置にあるとき、前記固定プレート(支持プレート41および対向プレート42)および回転プレート(従動ギヤ49および回転板44)に対応した位置に位置して、その位置で、前記退避位置から前記規制位置に移動可能とされている、
ことを特徴とするテープ巻付装置(1)。
[3]
上記[1]または[2]に記載のテープ巻付装置であって、
前記固定プレート(支持プレート41および対向プレート42)および回転プレート(従動ギヤ49および回転板44)の、前記線状部材(ハーネスW1)の長手方向における両側に、前記固定プレート側切欠(41A、42A)および回転プレート側切欠(44A、49A)に対し前記線状部材(ハーネスW1)が挿入されて前記回転プレート(従動ギヤ49および回転板44)が回転しているときに、前記線状部材(ハーネスW1)を前記回転プレート(従動ギヤ49および回転板44)の回転軸線に近い位置に保持する線状部材保持機構(150)が設けられている、
ことを特徴とするテープ巻付装置(1)。
1 テープ巻付装置
3 ヘッド部
10 布線板
41 支持プレート(固定プレート)
41A U字状の切欠(固定プレート側切欠)
42 対向プレート(固定プレート)
42A U字状の切欠(固定プレート側切欠)
44 回転板(回転プレート)
44A U字状の切欠(回転プレート側切欠)
49 従動ギヤ(回転プレート)
49A U字状の切欠(回転プレート側切欠)
50 テープ支持部
101 規制アーム(位置規制部材)
150 線状部材保持機構
W1 ハーネス(線状部材)
T テープ

Claims (3)

  1. 線状部材の長手方向と直交する面内に配置された固定プレートと、
    前記固定プレートに隣接配置され、前記線状部材の長手方向と直交する面内で回転する回転プレートと、
    前記固定プレートの外周縁から前記回転プレートの回転軸線を含む中央領域に向けてU字状に形成された固定プレート側切欠と、
    前記回転プレートの外周縁から該回転プレートの回転軸線を含む中央領域に向けてU字状に形成され、前記固定プレート側切欠と位置が揃った状態で、前記固定プレート側切欠と共に前記線状部材が挿抜される回転プレート側切欠と、
    前記線状部材に巻き付けられるテープを支持し、前記固定プレート側切欠および前記回転プレート側切欠の前記回転プレートの回転軸線を含む奥部領域に前記線状部材が挿入された状態で、前記回転プレートと一体に回転するテープ支持部と、
    前記固定プレートおよび前記回転プレートの側方に近接配置され、前記固定プレート側切欠および前記回転プレート側切欠に対する前記線状部材の挿抜時に退避位置に位置させられると共に、前記線状部材の挿入後に規制位置に位置して、前記線状部材が前記固定プレート側切欠および前記回転プレート側切欠の奥部領域に位置するように、前記線状部材の前記固定プレート側切欠内および前記回転プレート側切欠内における位置を規制する位置規制部材と、
    を備え
    前記位置規制部材は、前記規制位置に位置する状態において、前記線状部材の長手方向からみたときに、前記固定プレート側切欠を、前記固定プレート側切欠の開口方向に直交する幅方向の全域に亘って連続して前記幅方向に沿って横断する部分を有する、
    ことを特徴とするテープ巻付装置。
  2. 請求項1に記載のテープ巻付装置であって、
    前記線状部材を固定状態に保持する布線板と、
    前記布線板に保持された前記線状部材に沿って直線移動するヘッド部と、
    を備え、
    前記ヘッド部に、固定状態に保持された前記線状部材に対して、該線状部材と直交する面内で移動自在とされたスライド部材が設けられると共に、前記スライド部材上に、前記固定プレートおよび回転プレートが搭載され、前記スライド部材のスライド動作により、
    前記固定プレート側切欠および前記回転プレート側切欠に対する前記線状部材の挿抜が可能とされ、
    前記位置規制部材は、前記固定プレートおよび回転プレートが、前記固定プレート側切欠および前記回転プレート側切欠に対する前記線状部材の挿入位置にあるとき、前記固定プレートおよび回転プレートに対応した位置に位置して、その位置で、前記退避位置から前記規制位置に移動可能とされている、
    ことを特徴とするテープ巻付装置。
  3. 請求項1または2に記載のテープ巻付装置であって、
    前記固定プレートおよび回転プレートの、前記線状部材の長手方向における両側に、前記固定プレート側切欠および回転プレート側切欠に対し前記線状部材が挿入されて前記回転プレートが回転しているときに、前記線状部材を前記回転プレートの回転軸線に近い位置に保持する線状部材保持機構が設けられている、
    ことを特徴とするテープ巻付装置。
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