JP7392601B2

JP7392601B2 - ワイヤ巻き装置

Info

Publication number: JP7392601B2
Application number: JP2020121266A
Authority: JP
Inventors: 桂作大日向; 英行渡辺
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2020-07-15
Filing date: 2020-07-15
Publication date: 2023-12-06
Anticipated expiration: 2040-07-15
Also published as: JP2022018271A

Description

本発明は、複数の部材を固定するワイヤ巻き装置に関するものである。

従来、複数の部材を積層したワークを固定するために、ワイヤをワークに周回させて、ワイヤの端部をねじり巻きする装置が知られている。

実開昭６３－４２６７４号公報

特許文献１に示すワイヤ巻き装置は、ワークに周回したワイヤの両端部をねじり巻きをし、ねじり巻きをしたワイヤを切断するものであった。

クランプにより把持したワイヤを切断し、把持した位置よりもワーク側のワイヤをねじる。クランプがワイヤをねじった後でニッパがねじり部を切断する。これによりクランプした位置からワイヤの切断部までのワイヤが不要な端材となる。

本発明は、この点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、ねじり巻き後にワイヤの端材が発生しないワイヤ巻き装置を提供することにある。

本発明に係るワイヤ巻き装置（３０）は、ワーク（１）に周回したワイヤ（２）の始端（３）と終端（４）とをねじり巻きし、ワークを結束する装置である。

ワイヤ巻き装置は、ワイヤの始端を受ける第１面（１０１）とワイヤの終端を受ける第２面（１０２）とを有するワイヤ受け部（３２）と、第１面に対向する位置でワイヤの始端を第１面とで挟み込み可能な第３面（１０３）を有する第１ワイヤ押さえ部（３３）と、第２面に対向する位置でワイヤの終端を第２面とで挟み込み可能な第４面（１０４）を有する第１ワイヤ押さえ部（３４）とを備える。ワイヤ巻き装置は、第１面と３面との間に形成される第１カギ形状の把持部（４０）と、第２面と４面との間に形成される第２カギ形状の把持部（４９）とを備える。
ワイヤ巻き装置は、第１カギ形状の把持部にワイヤの始端を挟み込み、第２カギ形状の把持部にワイヤの終端を挟み込み、ワイヤ受け部及び第１ワイヤ押さえ部及び第２押さえ部をワイヤのねじり軸中心線（Ｏ）を中心軸として回転することで、ワイヤの始端と終端とをねじり巻きし、その後にワイヤ受け部から第１ワイヤ押さえ部及び第２ワイヤ押さえ部を離間し、ワイヤの始端と終端とを解放する。

これにより、把持部によってワイヤを挟み込むので、把持部を備えない場合に比べて、ワイヤの掴み代を短くし、複数の部材を固定することができる。ねじり巻き後にワイヤを切り戻す必要がなく、端材が発生しない。

本発明実施形態のワイヤ巻き装置の対象例の熱交換器の正面図。図１のII方向矢視図。本発明実施形態のワイヤ巻き装置を示す斜視図。本発明実施形態のワイヤ巻き装置チャック部の要部を示す拡大断面図。図４のＶ方向矢視図。図４の一点鎖線ＶＩの拡大断面図。本発明実施形態のワイヤ巻き装置のチャック部がワイヤを中程度の長さに挟む状態を示す拡大断面図。本発明実施形態のワイヤ巻き装置のチャック部がワイヤを長く挟む状態を示す拡大断面図。本発明実施形態のワイヤ巻き装置のチャック部がワイヤを短く挟む状態を示す拡大断面図。本発明実施形態のワイヤ巻き装置のチャック部がワイヤを挟む前のワークの状態を示す図。本発明実施形態のワイヤ巻き装置がねじり動作を開始する時、チャック部がワイヤを挟んだ状態を示す図。本発明実施形態のワイヤ巻き装置がねじり動作を終える時の状態を示す図。本発明実施形態のワイヤ巻き装置のチャック部がワイヤを放した時の状態を示す図。比較例のワイヤ巻き装置を示す図。比較例のワイヤ巻き装置のねじりユニットを示す図。その他の実施形態のねじり巻きの状態を示す模式図

本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（一実施形態）
図１から図１２に基づき実施形態を説明する。

図１、図２に示すように、本実施形態でワイヤが巻かれる熱交換器５は、高さＨ方向の両端にそれぞれ取り付けたヘッダ２４と、積層体６とからなる。積層体６は、エンジン冷却水を通過させるチューブ及びチューブの除熱を行うフィンを備えた部材７が幅Ｗの方向に多数積層され、幅Ｗの方向の両側にサイドプレート２２が配置される。図１に示すように、積層される部材７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，２１は、実質的に同一の構成を備えた部材である。以下、部材７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，２１は、部材７～２１と表記する。熱交換器５の製造工程において、ヘッダ２４を組付ける前段階の積層体６をワーク１と呼ぶ。ワーク１はロウ付けの前工程で、ワイヤ２を巻き付けて固定がされる。なお、部材７～２１の高さＨ、厚さＤとする。

図３に示すように、本実施形態のワイヤ巻き装置３０は、ワーク１に周回したワイヤ２をねじり巻きする装置である。ワイヤ巻き装置３０は、チャック部３１とチャック部３１を駆動する駆動装置３９と備える。駆動装置３９によって、チャック部３１は、ワーク１の挟み込み、ねじり軸中心線Ｏを中心に回転してワイヤ２をねじる。ねじり軸中心線Ｏの方向は、部材７～２１の積層方向である。

図４～図８を用いてチャック部３１の説明をする。

チャック部３１は、図３，４，５，６に示すように、ねじり軸中心線Ｏを含むワイヤ受け部３２と、ワイヤ受け部３２の外側に設けられる第１ワイヤ押さえ部３３及び第２ワイヤ押さえ部３４とを有する。ワイヤ受け部３２はワイヤ２をねじる一方側でワイヤ２の始端３を受ける第１面１０１とねじり軸中心線Ｏの他方側でワイヤ２の終端４を受ける第２面１０２とを有する。第１面１０１に対向する位置でねじり軸中心線Ｏと反対側でワイヤ２の始端３を第１面１０１とで挟み込み可能な第３面１０３を有する第１ワイヤ押さえ部３３を備える。第２面１０２に対向する位置でねじり軸中心線Ｏと反対側でワイヤ２の終端４を第２面１０２とで挟み込み可能な第４面１０４を有する。第１面１０１と第３面１０３との間に第1カギ形状の把持部４０と第２面１０２と第４面１０４との間に第２カギ形状の把持部４９を備える。把持部４０と把持部４９の構成は、実質的に同一である。

図４に示すように、把持部４０は、ワイヤ受け部３２側に備えた凹溝３５と、第１ワイヤ押さえ部３３に備えた山部３７とから構成される。同様に把持部４９は、ワイヤ受け部３２側に備えた凹溝３６と、第２ワイヤ押さえ部３４に備えた山部３８とから構成される。山部３７は凹溝３５，３６に対向している。山部３８は、凹溝３６に対向する。

図６に基づき、山部３７と凹溝３５と挟みこむワイヤ２の関係を説明する。凹溝３５深さｈ1、山部３７高さｈ2、ワイヤ２線径ｄ1とすると、ｄ1＋ｈ2＞ｈ1の関係にする。同様に、凹溝３６深さｈ1と山部３８高さｈ2とワイヤ２の線径ｄ1の関係は、ｄ1＋ｈ2＞ｈ1である。ｈ2＞ｈ1とすると、山部３７，３８と凹溝３５，３６でワイヤ２を挟みこむことが可能である。さらに、ｄ1＋ｈ2＞ｈ1とすると、凹溝３５，３６内でワイヤ２の始端３及び終端４を挟みこむことが可能である。

図５に示すように、凹溝３５，３６は、ねじり軸中心線Ｏとねじれの位置関係にあり、ワイヤ受け部３２の厚みＤ１方向に延びる溝であり、ワイヤ受け部３２で径内方向に凹む溝である。山部３７，３８は、ねじり軸中心線Ｏとねじれの位置関係にあり、第１ワイヤ押さえ部３３及び第２ワイヤ押さえ部３４の厚みＤ１方向に延びる稜４１，４２を有する。稜４１，４２は、径内方向に突出する。稜４１を挟む斜面４３，４４が凹溝３５内に嵌入可能である。同様に、稜４２を挟む斜面４５，４６が凹溝３６内に嵌入可能である。斜面４３，４５は、把持部４０の先端側の斜面である。凹溝３５，３６は斜面４３，４５に対向するエッジ４７，４８を備える。

次にワイヤ２を挟む異なる状態を図７、図８、図９に基づいて説明する。

図７に示すように、把持部４０は、凹溝３５，３６と山部３７，３８とでワイヤ２を挟み込み、把持することができる。チャック部３１がワイヤ２を中程度の長さにはさむとき、図７のようにワイヤ２の始端３及び終端４は、凹溝３５，３６内で山部３７，３８を越えた位置に収まる。把持部４０が挟み込みを行うとき、凹溝３５，３６と稜４１，４２を備えた山部３７，３８によって、把持される。

図８に示すように、ねじり軸中心線Ｏ方向でワイヤ２の掴み代が長くなることがある。チャック部３１がワイヤ２を長くはさむとき、ワイヤ２の始端３及び終端４は、凹溝３５，３６よりも把持部４０の奥まで達する。図６の場合と同様に、凹溝３５，３６と稜４１，４２を備えた山部３７，３８によって、把持される。

また、図９に示すように、ワイヤ２の掴み代が短くなることがある。チャック部３１がワイヤ２を短く挟むとき、ワイヤ２の始端３及び終端４は、山部３７，３８を越えた位置まで達していない。山部３７，３８と凹溝３５，３６とで挟み込みができないが、ワイヤ２は、斜面４３，４５とエッジ４７，４８によって把持される。

このように、凹溝３５，３６及び山部３７，３８を備えると、備えていない場合に比べて、掴み代の長さが異なる状態になっても確実に挟むことができる。

掴み代の長さが異なっても確実に挟むことができるので、把持部４０で把持してテンションをかけながらチャック部３１を回転させて、ねじり巻きできる。これによりワーク１の固定ができる。

図１０から１３を参照して、本実施形態のワイヤ巻き装置３０の作動を説明する。

まず、ワーク１は、前工程で部材７～２１が幅Ｗ方向に積層され、両側をサイドプレート２２で挟まれる。

次に、図１０に示すように、ワーク１の一端側からワイヤ２をかけた状態で、ワーク１の幅Ｗ方向の他端側に、ワイヤ２の始端３及び終端４となる部分が所定の長さで引き出される。

図１１に示すように、ワイヤ巻き装置３０の作動が開始すると、把持部４０が、ワイヤ２の始端３及び終端４をそれぞれ第１ワイヤ押さえ部３３、第２ワイヤ押さえ部３４及びワイヤ受け部３２で把持する。このとき、始端３は凹溝３５と山部３７によって挟まれる。同様に、終端４は凹溝３６と山部３８によって挟まれる。ワイヤ２の始端３及び終端４を把持することは容易である。なお、チャック部３１の初期の位置によっては、第１ワイヤ押さえ部３３及び第２ワイヤ押さえ部３４が把持する始端３及び終端４が入れ替わることは可能である。

次に、図１２に示すように、ワイヤ２にテンションをかけながら、チャック部３１をｒ方向へ回転をする。ワイヤ巻き装置３０によってワイヤ２のテンションが調整されるので、チャック部３１は回転とともにワーク１へ近づくｄ₅方向へ移動する。あらかじめ決めた回数だけ回転をすると、チャック部３１の回転が停止する。

最後に、図１３に示すように、チャック部３１の把持部４０がワイヤ２を放す。ねじり巻きが終了し、ワーク１の固定が完了する。ねじり巻き後にワイヤ２を切り戻す必要がない。

このようにして、ねじり巻き後に端材が発生することなく、ワーク１に周回させたワイヤ２の始端３と終端４とをねじり巻きすることができる。部材７～２１をワイヤ２により結束した積層体６とすることができる。ロウ付け時に部材７～２１の相互の離間やずれの発生を防止することができる。

ここで、図１４，１５に示す比較例を用いて、本実施形態の優位な点を説明する。比較例のワイヤ巻き装置５０は、ねじり巻きをした後にワイヤ２の切断をする。

図１４に示すように、ワイヤ巻き装置５０は、初期の状態において、ワーク１に周回したワイヤ２（図１４、二点鎖線で示す）の始端６３を保持する始端クランプ５１と、終端６４側を保持する終端クランプ５２とを備える。ワーク１と始端クランプ５１及び終端クランプ５２との間には、ワーク１に近い側から第３クランプ５４と、ねじりユニット５８と第１クランプ５３と第２クランプ５６を備える。第２クランプ５６と終端クランプ５２の間にワイヤカッター５５を備える。

ワイヤ巻き装置５０の作動時、始端クランプ５１は、実線で示すワイヤ２の始端６３側を所定の位置に固定する。なお、始端６３は、自由端となっているので、第１クランプ５３が移動して始端クランプ５１を兼ねることができる。終端クランプ５２は、ワイヤ２の終端６４側をねじり軸中心線Ｏ上でワーク１から最も離れた所定の位置に固定する。第１クランプ５３は、始端６３をねじり軸中心線Ｏ上で挟み保持する。第２クランプ５６は、終端６４側をねじり軸中心線Ｏ上で挟み保持する。第３クランプ５４は、ワーク１に最も近い側でワイヤ２のねじられた部分６５をねじり軸中心線Ｏ上に保持する。ねじりユニット５８は、図１５に示すように、円盤状の回転体である。ねじりユニット５８の外周から中心に向けてワイヤの直径に相当する幅のスリット５７を有する。スリット５７にワイヤ２の始端６３側と終端６４側を入れて、ねじり軸中心線Ｏを中心に回転させて、ワイヤ２にねじりを加える。ワイヤカッター５５は、第２クランプ５６と終端クランプ５２との間で終端６４側のワイヤを切断する。

比較例のワイヤ巻き装置５０は、ワイヤ２を二か所で切断する必要がある。一つは、終端クランプ５２と第２クランプ５６との間の位置（図１４、Ａで示す）である。ねじり巻きの開始時、ワイヤカッター５５でＡ部分を切断する。また、もう一つは、ねじりユニット５８と第３クランプ５４のとの間の位置（図１４、Ｂで示す）である。ねじり巻き終了時、ワイヤカッター５５でＢ部分を切断することも可能であるが、ねじりユニット５８の回転によって、ねじり切ることも可能である。このような、比較例のワイヤ巻き装置５０では、Ａ－Ｂ間のワイヤ６６が端材として発生する。

一方、図7に示すように、本実施形態のワイヤ巻き装置３０は、把持部４０，４９が凹溝３５，３６と山部３７，３８とでワイヤ２を挟み、把持することで、あらかじめ所定の長さ（必要最小の長さ）に切断したワイヤ２をチャック部３１でねじり巻きをすることができる。図８に示すように、掴み代が長くなっても、図９に示すように、掴み代が短くなっても、把持部４０，４９がワイヤ２を挟み、把持することができる。図１２に示すように所定の回数のねじり巻きが終了したのち、図１３のように把持部４０，４９による把持を解放すればよい。ねじり巻き後にワイヤ２を切り戻す必要がない。ねじり巻き後に端材が発生しない。

（その他の実施形態）
（a）実施形態では、山部を第１ワイヤ押さえ部及び第２ワイヤ押さえ部に、凹溝をワイヤ受け部に備えたが、これに限定されない。山部をワイヤ受け部に、凹溝を第１ワイヤ押さえ部及び第２ワイヤ押さえ部に備えてもよい。

（ｂ）実施形態では、ワークとして熱交換器の加工を例にして、ワイヤ巻き装置の説明をしたが、これに限定するものではない。ワイヤ巻き装置は、線材、棒材、板材等を結束する工程で用いてもよい。

（ｃ）実施形態では部材７～２１を積層し固定する説明をしたが、これに限定するものでない。単体の部材同士を固定するものであってもよい。また固定する数は限定されない。

（ｄ）図１３に示すようにねじり軸中心線Ｏの方向は、部材の積層方向に一致させる必要はない。例えば、図１６に示すようにワークのコーナ部１０８でねじり巻きをしてもよい。

本発明は実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

１・・・ワーク、２・・・ワイヤ、
３・・・始端、４・・・終端、
３０・・・ワイヤ巻き装置、３２・・・ワイヤ受け部、
３３・・・第１ワイヤ押さえ部、３４・・・第２ワイヤ押さえ部、
４０，４９・・・把持部、
１０１・・・第1面、１０２・・・第２面、１０３・・・第３面、
１０４・・・第４面、Ｏ・・・ねじり軸中心線。

Claims

ワーク（１）に周回したワイヤ（２）の始端（３）と終端（４）とをねじり巻きし、ワークを結束するワイヤ巻き装置であって、
ワイヤの始端を受ける第１面（１０１）とワイヤの終端を受ける第２面（１０２）とを有するワイヤ受け部（３２）と、
前記第１面に対向する位置でワイヤの始端を前記第１面とで挟み込み可能な第３面（１０３）を有する第１ワイヤ押さえ部（３３）と、
前記第２面に対向する位置でワイヤの終端を前記第２面とで挟み込み可能な第４面（１０４）を有する第１ワイヤ押さえ部（３４）と、を備え、
前記第１面と前記３面との間に形成される第１カギ形状の把持部（４０）と、
前記第２面と前記４面との間に形成される第２カギ形状の把持部（４９）と、
を備え、
前記第１カギ形状の把持部にワイヤの始端を挟み込み、前記第２カギ形状の把持部にワイヤの終端を挟み込み、
前記ワイヤ受け部及び前記第１ワイヤ押さえ部及び前記第２押さえ部をワイヤのねじり軸中心線（Ｏ）を中心軸として回転することで、ワイヤの始端と終端とをねじり巻きし、
その後に前記ワイヤ受け部から前記第１ワイヤ押さえ部及び前記第２ワイヤ押さえ部を離間し、
ワイヤの始端と終端とを解放するワイヤ巻き装置。
前記第１カギ形状の把持部（４０）と前記第２カギ形状の把持部（４９）は、
前記ワイヤ受け部の前記第１面及び前記第２面に設けられ、ワイヤのねじり軸中心線（Ｏ）に向かって凹む凹溝（３５，３６）と、
前記第１ワイヤ押さえ部の前記第３面及び第２ワイヤ押さえ部の前記第４面に設けられ、前記凹溝に対向し前記ねじり軸中心線に向かって延び、前記凹溝に嵌入可能な山部（３７，３８）と、
を有する請求項１記載のワイヤ巻き装置。