JP6868398B2

JP6868398B2 - 自動テープ巻き装置

Info

Publication number: JP6868398B2
Application number: JP2017003214A
Authority: JP
Inventors: 学小杉; 篤人岡村; 拓也楯; 勝秀北川
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-01-12
Filing date: 2017-01-12
Publication date: 2021-05-12
Anticipated expiration: 2037-01-12
Also published as: JP2018111573A

Description

本発明は、自動テープ巻き装置に関するものである。

特許文献１には、電線の外周に粘着テープを螺旋状に巻き付けるための自動テープ巻き装置が開示されている。電線は回転円盤部材のスリットに収容され、回転円盤部材のうち電線に対して偏心した位置には、粘着テープのロール部が回転自由に保持されている。粘着テープのうちロール部から引き出された部分の先端部は、電線の外周に粘着されている。回転円盤部材が、電線の軸線と平行にスライドしながら、電線を中心として回転すると、粘着テープのロール部が電線を中心として遊星回転し、ロール部から引き出された粘着テープが電線の外周に螺旋状に巻き付けられていく。

特開２０１５−２１０９０５号公報

電線の外周に粘着テープを螺旋状に巻き付ける場合、粘着テープ間の隙間から電線の一部が露出することを防止するため、粘着テープの側縁部同士をラップさせる。電線の露出を確実に防止するためには、粘着テープ同士のラップ寸法を正確に管理することが必要である。

ところが、粘着テープのうちロール部から引き出された引出部は、巻き付ける工程で常にロール部と電線との間で長さ方向に引っ張られている。そのため、引出部は、張力によって引出し方向へ弾性的に伸長し、その分、引出部の幅が狭くなることが懸念される。引出部の幅が狭くなる要因としては、使用環境下の気温、粘着テープの製品としての寸法公差、粘着テープの粘着力のばらつき等がある。引出部が幅狭の状態で電線に巻き付けられた場合、粘着テープ同士のラップ幅が不足することになる。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、螺旋状に巻き付けた粘着テープ間のラップ幅が不足するの防止することを目的とする。

本発明は、
巻付け対象物の外周に対し粘着テープを螺旋状に且つ前記粘着テープの側縁部同士がラップするように巻き付けるための自動テープ巻き装置であって、
前記巻付け対象物の軸線方向に移動可能な可動部材と、
前記可動部材に設けられ、前記巻付け対象物の軸線を略中心として回転可能な回転部材と、
前記回転部材に設けられ、前記巻付け対象物を収容する収容部と、
前記回転部材に設けられ、前記巻付け対象物から偏心した位置において前記粘着テープのロール部を回転可能に保持するテープ保持部と、
前記粘着テープのうち前記ロール部から引き出されて前記巻付け対象物との間で張力を受けている引出部の幅寸法を検出するセンサと、
前記センサからの検出信号に基づいて前記可動部材の移動速度を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記センサからの検出信号に基づき、前記回転部材の回転速度の制御と前記可動部材の移動速度の制御のうち、前記回転部材の回転速度の制御のみを行うことが可能であり、
前記制御手段は、前記引出部の幅寸法が適正範囲内である場合は、前記可動部材を軸線方向へ標準速度で移動させるとともに、前記回転部材を標準速度で回転させ、
前記制御手段は、前記引出部の幅寸法が適正範囲より小さくなった場合は、前記可動部材の軸線方向への移動速度を標準速度よりも低速に切り換えるとともに、前記回転部材の回転速度を標準速度よりも低速に切り換える。

粘着テープの引出部の幅が狭い場合は、センサからの検出信号に基づいて制御手段が可動部材の移動速度を低下させる。これにより、粘着テープの側縁部同士のラップ寸法は、適正寸法に保たれる。

実施例１の自動テープ巻き装置においてコルゲートチューブに粘着テープを巻き付ける直前の状態をあらわす側面図粘着テープをコルゲートチューブに巻き付けている過程において、回転部材が図１の状態から１２０°偏心回転した状態をあらわす側面図粘着テープをコルゲートチューブに巻き付けている過程において、回転部材が図２の状態から１２０°偏心回転した状態をあらわす側面図自動テープ巻き装置の正面図制御手段による制御方法をあらわすフローチャート制御手段による別の制御方法をらわすフローチャート自動テープ巻き装置の構成をあらわすブロック図

本発明は、前記粘着テープは、弾性を有する材料からなり、前記センサは、複数本の検知光を前記引出部の幅方向に並列するように発する発光部と、前記発光部との間で前記引出部を挟むように配され、前記複数本の検知光を受光可能な受光部とを有し、前記センサは、前記受光部で受光される前記検知光の本数に基づいて前記引出部の幅寸法を検出するようになっていてもよい。

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１を図１〜図７を参照して説明する。尚、以下の説明において、前後の方向については、図１〜３における左方を前方と定義する。上下の方向については、図１〜４にあらわれる向きを、そのまま上方、下方と定義する。左右の方向については、図４にあらわれる向きを、そのまま左方、右方と定義する。

本実施例の自動テープ巻き装置Ｍは、細長い巻付け対象物としてのコルゲートチューブＴの外周に対し、一定幅の粘着テープ３０を螺旋状に且つ粘着テープ３０の側縁部３１同士がラップするように巻き付けるための装置である。図４に示すように、コルゲートチューブＴのうち粘着テープ３０を連続して巻き付ける１つの領域の両端部は、一対の保持具Ｈによって移動規制された状態に固定されている。コルゲートチューブＴのうち一対の保持具の間の領域は、軸線（長さ方向）が左右方向を向く状態に保持されているが、軸線を湾曲させるような形態で弾性変形し得るようになっている。

粘着テープ３０は弾性を有する材料からなり、粘着テープ３０のうち芯材３２に巻き付けられた部分は円環状のロール部３３となっている。粘着テープ３０のうちロール部３３から引き出された引出部３４の先端部が、コルゲートチューブＴの外周に粘着されるようになっている。粘着テープ３０をコルゲートチューブＴの外周に巻き付ける過程では、引出部３４がコルゲートチューブＴとロール部３３との間で長さ方向に緊張した状態となる。引出部３４が緊張状態になると、引出部３４が長さ方向に弾性的に伸長し、それに伴って粘着テープ３０の幅寸法が小さくなる。

自動テープ巻き装置Ｍは、可動部材１０と、回転部材１４と、スライド機構１８と、回転駆動機構１９と、センサ２０と、制御手段２３とを備えて構成されている。

図１〜３に示すように、可動部材１０は、アーム部１１、本体部１２とを備えている。アーム部１１は、その基端部が駆動機構（図示省略）に取り付けられていて、駆動機構から前方へ片持ち状に延出した形態である。本体部１２は、側面視形状が全体として環形をなしていて、本体部１２の周方向における一部（前端部）が切欠部１３となっている。切欠部１３は本体部１２の前端部に配され、切欠部１３においては本体部１２の内部が前方へ開放されている。本体部１２は、アーム部１１の先端部（前端部）に一体的に連なっている。

回転部材１４は、側面視形状が概ね円形をなし、本体部１２の内部に相対回転可能に収容されている。回転部材１４には、コルゲートチューブＴを収容するための収容部１５が設けられている。収容部１５は、回転部材１４の中心から径方向に偏心した位置に配され、回転部材１４の外周縁に開放された収容凹部１６を有している。回転部材１４には、粘着テープ３０のロール部３３を相対回転可能に保持する円形のテープ保持部１７が設けられている。テープ保持部１７は、回転部材１４の中心から収容部１５とは反対側へ偏心した位置に配されている。

本体部１２は、スライド機構１８（詳細構造は省略する）により、コルゲートチューブＴの軸線方向に移動するようになっている。また、本体部１２は、回転駆動機構１９（詳細構造は省略する）により、側面視における向きを大きく変えることなく収容部１５内のコルゲートチューブＴを略中心として偏心回転するようになっている。本体部１２が偏心回転するのに伴い、本体部１２の内周面で押された回転部材１４が、コルゲートチューブＴを略中心として回転し、テープ保持部１７に保持されているロール部３３が、コルゲートチューブＴを略中心として旋回する。

コルゲートチューブＴの外周に粘着テープ３０を巻き付ける際には、図１に示すように、収容部１５が、本体部１２の切欠部１３と整合して前方に開口した状態で、本体部１２を後方からコルゲートチューブＴに接近させ、コルゲートチューブＴを収容部１５内に収容する。収容部１５内では、粘着テープ３０のうちロール部３３から引き出した引出部３４の先端部が、コルゲートチューブＴの外周と接近して対向するように待機している。

この状態から、本体部１２を、コルゲートチューブＴの軸線方向に移動させながら、図２及び図３に示すように、偏心回転させる。本体部１２の偏心回転に伴い、回転部材１４が偏心回転し、引出部３４がコルゲートチューブＴの外周に螺旋状に巻き付けられていく。このとき、図４に示すように、引出部３４の側縁部同士がラップするように（引出部３４の周面同士が重なるように）する。本実施例では、１つのラップ領域の幅寸法（ラップ幅Ｗ）は引出部３４の全幅の１／３であり、全くラップしない領域の幅寸法も引出部３４の全幅の１／３となる。

粘着テープ３０をコルゲートチューブＴに巻き付ける過程では、粘着テープ３０のうちロール部３３から引き出された引出部３４が、常にロール部３３とコルゲートチューブＴとの間で長さ方向に引っ張られている。そのため、引出部３４は、張力によって引出し方向へ弾性的に伸長し、その分、引出部３４の幅が狭くなる。引出部３４の幅が狭くなる要因としては、使用環境下の気温、粘着テープ３０の製品としての寸法公差、粘着テープ３０の粘着力のばらつき等がある。引出部３４が幅狭の状態でコルゲートチューブＴに巻き付けられた場合、粘着テープ３０同士のラップ幅Ｗが不足することになる。

この点に鑑み、本実施例の自動テープ巻き装置Ｍは、引出部３４の幅寸法を検出するセンサ２０と、センサ２０の検出信号に基づいてスライド機構１８と回転駆動機構１９を制御する制御手段２３とを備えている。センサ２０は、発光部２１と受光部２２とを備えて構成され、発光部２１は、本体部１２の左側面のうち切欠部１３よりも上方の位置に配され、受光部２２は、本体部１２の右側面のうち切欠部１３よりも下方の位置に配されている。発光部２１と受光部２２との間に引出部３４が位置している。

発光部２１は、複数本の検知光（例えば、レーザー光）を引出部３４の幅方向に並列するように発し、受光部２２は複数本の検知光を受光する。センサ２０は、回転部材１４が一回転して図１に示す向き及び位置になる毎に、受光部２２で受光される検知光の本数に基づいて引出部３４の幅寸法を検出し、検出信号を出力する。センサ２０からの検出信号は、制御手段２３に入力される。

制御手段２３では、予め設定されている閾値と、センサ２０からの検出信号とが比較される。検出信号の幅寸法値が閾値より小さい場合と閾値より大きい場合には、制御手段２３は、引出部３４の幅寸法が適正範囲であると判断し、可動部材１０の軸線方向の移動速度が適正速度となるようにスライド機構１８を制御するとともに、本体部１２と回転部材１４の偏心回転速度が適正速度となるように回転駆動機構１９を制御する。

また、検出信号の幅寸法値が閾値より小さい場合、制御手段２３は、引出部３４の幅寸法が適正範囲より小さいと判断し、可動部材１０の軸線方向の移動速度が適正速度より低い速度となるようにスライド機構１８を制御する。また、必要に応じて、本体部１２と回転部材１４の偏心回転速度が適正速度より低くなるように回転駆動機構１９を制御することもある。

次に、制御手段２３による２通りの制御方法を、図５と図６のフローチャートに基づいて説明する。図５に示す第１の制御方法では、まず、粘着テープ３０の引出部３４の幅寸法が適正範囲内であるか否かを判断し（ステップＳ１００）、引出部３４の幅寸法が適正範囲内である場合は、可動部材１０を、コルゲートチューブＴの軸線方向へ標準速度で移動させるとともに、回転部材１４を標準速度で偏心回転させる（ステップＳ１０１）。ここで、「標準速度」とは、引出部３４の幅寸法が適正範囲内であるときに、粘着テープ３０同士のラップ幅Ｗが所定寸法（本実施例の場合は、粘着テープ３０の全幅の１／３の寸法）となる速度である。

可動部材１０を標準速度で軸線方向へ移動させ、回転部材１４を標準速度で偏心回転させて粘着テープ３０をコルゲートチューブＴに巻き付けている間、引出部３４の幅寸法を検出し続ける（ステップＳ１０２）。引出部３４の幅寸法が適正範囲内である場合は、可動部材１０が軸線方向の移動経路の終点に到達したか否かを検出する（ステップＳ１０３）。可動部材１０が移動経路の終点に到達していない場合は、コルゲートチューブＴに対する粘着テープ３０の巻き付けと、引出部３４の幅寸法の検出を継続する（ステップＳ１０２）。可動部材１０が移動経路の終点に到達すると、可動部材１０の移動と回転部材１４の偏心回転が停止し、コルゲートチューブＴに対する粘着テープ３０の巻き付けが終了する。

また、標準速度で粘着テープ３０をコルゲートチューブＴに巻き付けている間に、引出部３４の幅寸法が適正範囲より小さくなった場合は、可動部材１０の軸線方向への移動速度を標準速度よりも低速に切り換えるとともに、回転部材１４の偏心回転速度を標準速度よりも低速に切り換えて（ステップＳ１０４）、コルゲートチューブＴに対する粘着テープ３０の巻き付けを継続する。

可動部材１０の移動速度を低速にすることにより、粘着テープ３０同士のラップ幅Ｗが増加する。併せて、回転部材１４の偏心回転速度を低速にすることで、引出部３４に付与される張力が低下するので、引出部３４の幅寸法が増加する。これにより、粘着テープ３０同士のラップ幅Ｗが適正寸法となる。

粘着テープ３０を巻き付けている間、引出部３４の幅寸法を検出し（ステップＳ１０５）、引出部３４の幅寸法が適正範囲内であれば、可動部材１０の軸線方向への移動速度と回転部材１４の偏心回転速度を低速状態に保つ。引出部３４の幅寸法が適正範囲よりも大きくなった場合は、可動部材１０の軸線方向への移動速度と回転部材１４の偏心回転速度を標準速度に戻す（ステップＳ１０６）。

可動部材１０の移動速度を標準速度へ高めると、低速の場合よりも粘着テープ３０同士のラップ幅Ｗが減少する。併せて、回転部材１４の偏心回転速度を標準速度へ高めると、低速の場合よりも引出部３４に付与される張力が増加するので、引出部３４の幅寸法が低速の場合よりも減少する。これにより、粘着テープ３０同士のラップ幅Ｗが適正範囲内の寸法となる。

可動部材１０の移動速度と回転部材１４の偏心回転速度を標準速度に戻した後も、引出部３４の幅寸法を検出し（ステップＳ１０７）、引出部３４の幅寸法が適正範囲よりも小さくなったときには、再び、可動部材１０の移動速度と回転部材１４の偏心回転速度を低速にする（ステップＳ１０４）。引出部３４の幅寸法が適正範囲内のままであれば、上述のように、可動部材１０が軸線方向の移動経路の終点に到達したか否かを検出する（ステップＳ１０３）。

図６に示す第２の制御方法では、まず、粘着テープ３０の引出部３４の幅寸法が適正範囲内であるか否かを判断し（ステップＳ２００）、引出部３４の幅寸法が適正範囲内である場合は、可動部材１０を、コルゲートチューブＴの軸線方向へ標準速度で移動させるとともに、回転部材１４を標準速度で偏心回転させる（ステップＳ２０１）。

可動部材１０を標準速度で軸線方向へ移動させ、回転部材１４を標準速度で偏心回転させて粘着テープ３０をコルゲートチューブＴに巻き付けている間、引出部３４の幅寸法を検出し続ける（ステップＳ２０２）。引出部３４の幅寸法が適正範囲内である場合は、可動部材１０が軸線方向の移動経路の終点に到達したか否かを検出する（ステップＳ２０３）。可動部材１０が移動経路の終点に到達すると、可動部材１０の移動と回転部材１４の偏心回転が停止して、コルゲートチューブＴに対する粘着テープ３０の巻き付けが終了する。

また、標準速度で粘着テープ３０をコルゲートチューブＴに巻き付けている間に、引出部３４の幅寸法が適正範囲より小さくなった場合は、回転部材１４の偏心回転速度は標準速度のままで、可動部材１０の軸線方向への移動速度を標準速度よりも低速に切り換え（ステップＳ２０４）、コルゲートチューブＴに対する粘着テープ３０の巻き付けを継続する。

回転部材１４の偏心回転速度は標準速度のままなので、引出部３４に付与される張力が変化せず、したがって、引出部３４の幅寸法が増減することはない。そして、可動部材１０の移動速度を低速にすることで、粘着テープ３０同士のラップ幅Ｗが正規の寸法に保たれる。この後は、可動部材１０が軸線方向の移動経路の終点に到達したか否かを検出する（ステップＳ２０３）。

上述のように本実施例の自動テープ巻き装置Ｍは、コルゲートチューブＴの軸線方向に移動可能な可動部材１０と、回転部材１４と、センサ２０と、制御手段２３とを備えている。回転部材１４は、可動部材１０に設けられ、コルゲートチューブＴの軸線を略中心として回転可能となっている。回転部材１４には、コルゲートチューブＴを収容する収容部１５と、テープ保持部１７が設けられている。テープ保持部１７は、コルゲートチューブＴから偏心した位置において粘着テープ３０のロール部３３を回転可能に保持する。

センサ２０は、粘着テープ３０のうちロール部３３から引き出されてコルゲートチューブＴとの間で張力を受けている引出部３４の幅寸法を検出するものである。制御手段２３は、センサ２０からの検出信号に基づいて可動部材１０の軸線方向の移動速度を制御する。この構成によれば、粘着テープ３０の引出部３４の幅が狭い場合は、センサ２０からの検出信号に基づいて制御手段２３が可動部材１０の移動速度を低下させる。これにより、粘着テープ３０の側縁部同士のラップ寸法は、適正寸法に保たれる。

また、制御手段２３は、センサ２０からの検出信号に基づいて回転部材１４の偏心回転速度も制御するようになっている。この構成よれば、粘着テープ３０の引出部３４の幅が狭いときに、回転部材１４の回転速度を低下させることで、幅狭になった引出部３４を幅広状態へ回復させることができる。引出部３４が幅広状態に回復すれば、可動部材１０の移動速度を低下させなくても、所定のラップ幅Ｗを確保することができる。

また、コルゲートチューブＴは、その軸線を湾曲させるような弾性変形を生じ得るものであるが、制御手段２３は、可動部材１０の移動方向（コルゲートチューブＴの軸線方向）に対するコルゲートチューブＴの傾き角度に応じて、可動部材１０の移動速度を制御すようになっている。この構成によれば、コルゲートチューブＴが湾曲変形しても、粘着テープ３０のラップ寸法を適正寸法に保つことができる。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例では、粘着テープの引出部の幅が狭いときに、回転部材の回転速度を低下させるようにしたが、粘着テープの引出部の幅が狭いときに、回転部材の回転速度を一定のままにしておいてもよい。
（２）上記実施例では、巻付け対象物が軸線を湾曲させるように変形が可能なもの（コルゲートチューブ）であるが、巻付け対象物は、高い剛性を有する金属パイプなどであってもよい。

Ｍ…自動テープ巻き装置
Ｔ…コルゲートチューブ（巻付け対象物）
１０…可動部材
１４…回転部材
１５…収容部
１７…テープ保持部
２０…センサ
２３…制御手段
３０…粘着テープ
３１…粘着テープの側縁部
３３…ロール部
３４…引出部

Claims

巻付け対象物の外周に対し粘着テープを螺旋状に且つ前記粘着テープの側縁部同士がラップするように巻き付けるための自動テープ巻き装置であって、
前記巻付け対象物の軸線方向に移動可能な可動部材と、
前記可動部材に設けられ、前記巻付け対象物の軸線を略中心として回転可能な回転部材と、
前記回転部材に設けられ、前記巻付け対象物を収容する収容部と、
前記回転部材に設けられ、前記巻付け対象物から偏心した位置において前記粘着テープのロール部を回転可能に保持するテープ保持部と、
前記粘着テープのうち前記ロール部から引き出されて前記巻付け対象物との間で張力を受けている引出部の幅寸法を検出するセンサと、
前記センサからの検出信号に基づいて前記可動部材の移動速度を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記センサからの検出信号に基づき、前記回転部材の回転速度の制御と前記可動部材の移動速度の制御のうち、前記回転部材の回転速度の制御のみを行うことが可能であり、
前記制御手段は、前記引出部の幅寸法が適正範囲内である場合は、前記可動部材を軸線方向へ標準速度で移動させるとともに、前記回転部材を標準速度で回転させ、
前記制御手段は、前記引出部の幅寸法が適正範囲より小さくなった場合は、前記可動部材の軸線方向への移動速度を標準速度よりも低速に切り換えるとともに、前記回転部材の回転速度を標準速度よりも低速に切り換える自動テープ巻き装置。
前記粘着テープは、弾性を有する材料からなり、
前記センサは、
複数本の検知光を前記引出部の幅方向に並列するように発する発光部と、
前記発光部との間で前記引出部を挟むように配され、前記複数本の検知光を受光可能な受光部とを有し、
前記センサは、前記受光部で受光される前記検知光の本数に基づいて前記引出部の幅寸法を検出する請求項１に記載の自動テープ巻き装置。