JPS6115025B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はテープ巻付け装置、特に曲げ加工さ
れた長尺の棒状体を被巻付け対象物とし、この被
巻付け対象物の外周面に連続してテープを巻付け
るためのテープ巻付け装置に関するものである。 全長に亘つて同一横断面形状を有する長尺棒状
体に対し、その外周面に連続してテープを巻付け
る場合、この長尺棒状体が直線もしくはおおよそ
直線状をなすものであれば、自動化されたテープ
巻付け装置が従来から使用されているのである
が、この長尺棒状体が長手方向に曲げ加工された
ものであるときには、その長手方向形状の故に手
作業によつてテープの巻付けを行なわなければな
らないものであつた。 発明者らは従来のこのような実情に鑑み、さき
に曲げ加工された長尺棒状体の外周面に連続して
テープを巻付けるために、第１図ないし第４図に
示す構成の装置を提案した。この提案に係わる装
置は、第１図および第２図に示すように、中心部
に被巻付け対象物である棒状体を受入れるリング
状をした巻付けヘツド１と、この巻付ヘツド１を
上下方向で軸支する回動アーム２と、この回動ア
ーム２を水平方向で軸支する基板３とを有し、前
記巻付けヘツド１は、α軸モータ４による回動ア
ーム２の回動によりα軸のまわりに回動し、かつ
β軸モータ５の回動によりβ軸のまわりに回動
し、α軸の回動角は連動ギヤ６，７を介してα軸
回動角検出器８により、β軸の回動角は直線β軸
回動角検出器９により、各々に検出できるように
なつている。 また基台１０上にはＸ軸レール１１ａ，１１ｂ
およびＸ軸ラツク１２が設けられており、各Ｘ軸
レール１１ａ，１１ｂ上に１組づつの車輪１４
ａ，１４ｂを介して移動台１３を載置させると共
に、Ｘ軸ラツク１２に噛合うＸ軸ピニオンギヤ１
５をＸ軸モータ１６により回動させて、この移動
台１３をＸ軸方向に移動可能にし、かつその移動
量をＸ軸移動量検出器１７により検出できるよう
にしてある。そしてまたこの移動台１３上にも前
記Ｘ軸に直交する方向にＹ軸レール１８ａ，１８
ｂおよびＹ軸ラツク１９が設けられており、各Ｙ
軸レール１８ａ，１８ｂ上に１組づつの車輪２１
ａ，２１ｂを介して機台２０を載置させると共
に、Ｙ軸ラツク１９に噛合うＹ軸ピニオンギヤ２
２をＹ軸モータ２３により回動させて、この機台
２０をＹ軸方向に移動可能にし、かつその移動量
をＹ軸移動量検出器２４により検出できるように
してある。さらに機台２０上には前記Ｘ，Ｙ両軸
に直交する方向、すなわちＺ軸方向に対して、前
記基板３が摺動自在なように配されており、この
基板３をＺ軸モータ２５の滑車２６ａ，２６ｂか
ら延ばされたワイヤ２７ａ，２７ｂで吊持させ、
Ｚ軸モータ２５の回動により基板３をＺ軸方向に
移動可能にし、かつその移動量をＺ軸移動量検出
器２８により検出できるようにしてある。 さらに前記巻付けヘツド１は、第３図および第
４図に示すように、前記回動アーム２の上下方向
で軸支されるリング状の支持リング２９を有し、
この支持リング２９の一側には、図示省略した機
構により回転リング３０が支持されており、その
外周面に刻設したギヤ３０ａに巻付けモータ３１
のピニオンギヤ３２を噛合させ、この巻付けモー
タ３１の回転によつて、支持リング２９に沿い矢
印θ方向に回転できるようにすると共に、その回
転角位置をギヤ３０ａに噛合させたピニオンギヤ
３３を介して巻付け角位置検出器３４により検出
できるようにしてある。そしてこの回転リング３
０にはまた、テープホルダ３５とテープテンシヨ
ン発生機構を内蔵するテンシヨンロール３６とが
設けられており、テープホルダ３５に保持された
巻付けテープ３７をテンシヨンロール３６を経て
引出し、これらの支持リング２９および回転リン
グ３０を貫通するように受入れる被巻付け対象
物、すなわち棒状体３８の外周囲に供給するよう
にしたものである。 従つて前記構成によるテープ巻付け装置では、
棒状体３８の巻付け点が巻付けヘツド１の所定中
心部位置にあるようにＸ，Ｙ，Ｚの各軸方向制御
をなし、かつ同時に棒状体３８の軸線に対して巻
付けヘツド１における回転リング３０の回転面が
直交するように、両者の交差角度を定めるα，β
の各軸方向制御をなすようにしておき、その外周
囲に回転リング３０を回転させることで、巻付け
テープ３７を巻付けるようにするのである。 なお、テープ巻付けの半重ね巻においては、巻
付けテープ３７の端部が、直前に巻回されたテー
プのほゞ中央に位置するものとして巻付けられね
ばならず、棒状体３８の軸線と巻付けテープ３７
の中心線との巻付角度θｗは、次式のものとしな
ければならない。 θｗ＝tan^-1テープ幅／２×棒状体の周囲長 このため、巻付けテープ３７が巻付け方向に対
し先行した方向から、巻付角度θｗにより巻出さ
れておらねばならず、巻付けテープ３７の棒状体
３８における巻付け点に対し、回転リング３０上
のテープ巻出し点が巻付角度θｗの関係に制御さ
れると共に、巻付け点における棒状体３８の中心
が、回転リング３０の回転中心に一致するものと
して制御されることを要し、これらの制御は、
Ｘ，Ｙ，Ｚの各軸方向制御により行なわれる。 また、棒状体３８が直線状であると否とにかゝ
わらず、巻付け点における棒状体３８の軸線に対
し、回転リング３０の回転面が直交しておらねば
ならず、これの制御は、α，βの各軸方向制御に
より行なわれる。 このほか、半重ね巻においては、回転リング３
０の１回転に応じ、巻付けテープ３７の巻付け点
がテープ幅の1/2づゝ巻付け方向へ前進すること
を要し、これの制御は、Ｘ，Ｙ，Ｚの各軸方向制
御により行なわれる。 しかし乍らこのような手段によると、棒状体３
８の曲げ加工角度および曲げ加工半径が比較的大
きい場合には、前記したように、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸な
らびにα，β軸の各方向での制御、すなわち３次
元位置制御により、充分に効果的なテープ巻付け
作業を実施し得るのであるが、回転リング３０上
に巻付けテープ３７の繰出し手段が固定されてお
り、かつその繰出し方向が常に一定にされている
ために、第５図および第６図に示すように、棒状
体３８の曲げ加工角度および曲げ加工半径が比較
的小さくて、殆んど直角状に曲げ加工されたもの
であると、棒状体３８の一端側あるいは他端側か
らテープ巻付けをなしてくる各場合とも、未だそ
の屈曲部３８ｂに至らない直線部３８ａでの巻付
け中に、前者ではテープホルダ３５またはテンシ
ヨンロール３６が、後者では支持リング２９が
各々棒状体３８に接触して、結局、屈曲部３８ｂ
に近接した直線部３８ａ、換言すると未だ巻付け
ヘツド１をα，β各軸方向に方向制御して変位さ
せてはならない部分のテープ巻付けを実行でき
ず、同部分を手巻き作業によつて補なわなければ
ならないという不都合を生ずるものであつた。 この発明はさきに提案されたテープ巻付け装置
でのこのような不都合を改善するためになされた
ものであつて、巻付けヘツドにおける巻付けテー
プの繰出し端位置を、この巻付けヘツドに対して
自由に変位し得るようにし、併せて繰出し方向を
任意かつ自動的に選択できるようにしたことを特
徴としている。 以下この発明装置の実施例につき、第７図ない
し第１２図を参照して詳細に説明する。 第７図ないし第１１図はこの発明による一実施
例装置を、また第１２図は同上他の実施例装置を
各々示しており、これらの各実施例図において、
前記第１図ないし第６図と同一符号は同一または
相当部分を示している。 まず第７図ないし第１１図に示す一実施例にお
いて、前記回転リング３０に相当する回転リング
３９は、外周面に形成した凹溝３９ａ内にベルト
４０を掛け廻すと共に、前記支持リング２９の外
縁側に適宜角間隔で配した複数個の支持ロール４
１を、このベルト４０を介して凹溝３９ａ内に嵌
装することにより、この回転リング３９を支持さ
せ、かつベルト４０の一部を前記巻付けモータ３
１に対応する巻付けモータ４２で駆動される駆動
ロール４３にかけ、テンシヨンロール４４を配し
て、この回転リング３９を前記と同様に矢印θ方
向に回転できるようにしてあり、またこの回転リ
ング３９の側面上には、前記と同様にテープホル
ダ３５と、そのテンシヨンロール３６とが設けら
れ、さらにテープホルダ３５から繰出される巻付
けテープ３７を繰出し端部に案内するテープ案内
機構４５を設けてある。 テープ案内機構４５は、前記回転リング３９に
固定された軸殻部４６を有し、この軸殻部４６に
は、回転リング３９の中心に向けて軸線を一致さ
せた中空管状をなす中空支持軸４７が、軸受４８
ａ，４８ｂを介して回動自在なように軸支されて
おり、中空支持軸４７の内端側に、ウオームホイ
ル４７ａを形成のうえ、回転リング３９の内周に
沿い、かつ、この内周のほゞ1/4にわたつて延長
された支持アーム４９の基部をウオームホイル４
７ａの外面周囲へ固定すると共に、中空部４７ｂ
の両端部には、前記テープホルダ３５からテンシ
ヨンロール３６を経て繰出される巻付けテープ３
７が軸線に一致して通過し得る位置に１組の案内
ロール５０，５１を軸支させ、さらに前記ウオー
ムホイル４７ａには、回転リング３９に支持させ
たγａ軸モータ５２により、減速機構５３を介し
て減速駆動されるウオームギヤ５４を噛合させて
あつて、前記支持アーム４９を中空支持軸４７の
軸線中心に矢印γａ方向、すなわち回転リング３
９の回転方向に直交する方向に向かつて単独で揺
動し得るようにされており、この揺動に際して
は、前記１組の案内ロール５０，５１を通る巻付
けテープ３７は、その揺動角に対応して中空支持
軸４７の軸線に沿い捻回された状態となる。そし
て前記γａ軸モータ５２には、支持，回転リング
２９，３９間に配されたスリツプリング５５を介
して、制御部５６から電力および制御指令が与え
られ、例えばテープ巻付け中に棒状体３８の接近
を検知して、この棒状体３８に巻付けヘツド１の
各部が接触しないように前記支持アーム４９を揺
動させる。 また前記支持アーム４９の先端部には、取付け
部５７が設けられており、この取付け部５７には
受座部材５８が取付けられている。そしてこれら
の取付け部５７と受座部材５８との相対向する端
面間の上部側には、下面を各々押え縁５７ｂ，５
８ｂとした突片部５７ａ，５８ａが突出されると
共に、両端面間に相当する受座部材５８の上面部
分は同心円弧面５８ｃとされ、さらにこの端面間
において同心円弧面５８ｃ上には、下面に同一弧
面５９ａを形成した駒部材５９が、その上面側両
端部を前記押え縁５７ｂ，５８ｂで押止されるよ
うにして嵌装されていて、この駒部材５９は両弧
面５８ｃ，５９ａの中心点を中心に矢印γｂ方向
に揺動可能になつている。そしてまた前記駒部材
５９の下方には繰出しロール６０が軸支されてお
り、前記１組の案内ロール５０，５１を経た巻付
けテープ３７は、支持アーム４９上の別の案内ロ
ール６１からこの繰出しロール６０に至つたう
え、これにより支持されると共に繰出されて前記
棒状体３８に至り、このテープ案内機構４５を含
む回転リング３９の回転に伴なつて、棒状体３８
の周囲に巻付けられると共に、前記した支持アー
ム４９の矢印γａ方向への揺動に際しては、駒部
材５９が追随して矢印γｂ方向に揺動され、支持
アーム４９の揺動に伴なう繰出しロール６０の方
向変位を補償し、この繰出しロール６０の棒状体
３８に対する角度位置、ひいては巻付け角位置を
常に所定角度に保持するのであり、かつまた前記
両弧面５８ｃ，５９ａの中心点は、繰出しロール
６０に引出される巻付けテープ３７の中心に一致
するように配慮してある。 従つて以上の構成による第７図ないし第１１図
実施例では、被巻付け対象物である棒状体３８の
曲げ加工角度および曲げ加工半径が比較的大きい
場合、すなわち巻付けヘツド１のいずれかの部分
が正常姿勢での巻付け時にこの棒状体３８に接触
する可能性のない場合には、従来と全く同様にし
て棒状体３８の周囲に巻付けテープ３７の巻付け
作業が自動的に行なわれるが、前記棒状体３８の
曲げ加工角度および曲げ加工半径が比較的小さく
て、前記とは反対に巻付けヘツド１のいずれかの
部分が棒状体３８に接触する危険性のある場合に
は、これをその棒状体３８の部分の巻付けヘツド
１への接近、その他の検出要件によつて、任意の
手段、例えばフオトセンサなどにより検出し、こ
れの検出々力に応じて次のような作動が行なわれ
る。 すなわち、第１２図および第１３図は、巻付け
状況を示す側面図であり、第１２図において、棒
状体３８に対し右方から左方へかけてテープ巻付
けが行なわれ、これに応じて支持リング２９およ
び回転リング３９が点線により示すの位置まで
移動すると共に、テープ巻付けがイ点まで行なわ
れゝば、ロ点において棒状体３８と各リング２
９，３９とが接触直前の状態となり、これが前述
の手段により検出され、これに応じてテープ巻付
けを一旦停止したうえ、Ｘ，Ｙ，Ｚの各軸方向制
御によつて各リング２９，３９が実線により示す
の位置へ移動する。 たゞし、各リング２９，３９の移動は、棒状体
３８の軸線に沿つて行なわれる共に、これの移動
に応じて支持アーム４９がγａ軸モータ５２によ
り揺動するため、イ点を経由するテープ走行線ハ
がテープ巻付け停止時の状態を維持し、上述の巻
付角度θｗを保つと共に、つぎのテープ巻付け開
始に備える。 なお、これらの制御は、NC工作機の如く、小
形電子計算機を使用すれば容易に実現する。 第１３図は、第１２図におけるの位置以降を
示し、実線により示す各リング２９，３９、繰出
しロール６０および巻付けテープ３７が第１２図
におけるの位置であり、この状態において棒状
体３８のａ部とｂ部との境界までテープ巻付けが
行なわれており、これについで、各リング２９，
３９が図上時計方向へ回動すると共に、これに応
じて支持アーム４９も揺動のうえ、ｂ部に対する
テープ巻付けを開始し、点線により示すとおり、
ｂ部とｃ部との境界までテープ巻付けがなされる
と共に、各リング２９，３９の回動により、これ
らと棒状体３８とがニ点において接触直前の状態
となれば、上述と同様にこれが検出され、テープ
巻付けを一旦停止のうえ、各リング２９，３９が
１点鎖線により示す位置へ移動すると共に、これ
に応じて支持アーム４９も揺動し、テープ巻付け
を開始してｃ部とｄ部との境界までテープ巻付け
を行なつてからテープ巻付けを一旦停止する。 ついで、各リング２９，３９が２点鎖線の位置
へ回動すると共に、これに応じて支持アーム４９
も揺動し、ｄ部に対するテープ巻付けを開始す
る。 なお、テープ巻付けを一旦停止した場合、第１
２図と同様、各リング２９，３９の回動または移
動に応じて支持アーム４９も所定方向へ揺動する
ため、テープ走行線ハがテープ巻付け停止時の状
態を維持するものとなる。 したがつて、テープ走行線ハをテープ巻付け停
止時の状態としたまゝ、かつ、繰出しロール６０
をテープ巻付け停止時の位置に保つたまゝ、支持
リング２９および回転リング３９が棒状体３９へ
接する以前にこれらを待避させたうえ、従来と同
様の条件によるテープ巻付けを再開することがで
きるものとなり、Ｌ字状に屈曲した部位に対する
テープ巻付けが支障なく行なわれる。 このほか、支持アーム４９を駆動するγａ軸モ
ータ５２は、選択された極性の電力がスリツプリ
ング５５を介して与えられ、支持アーム４９を希
望する方向へ回転駆動するものになつていると共
に、支持アーム４９が所定の位置まで揺動した後
にモータを停止させる目的上、中空支持軸４７に
取付けたリミツトスイツチの信号をスリツプリン
グ５５を介して制御装置へ与え、駆動電力を停止
させるものとなつている。 ここでこの種のテープを取扱う装置において、
最も大切な留意事項は、テープ全体に可及的平均
したテンシヨンを与えておくことである。すなわ
ち、取扱い中にテープ切断事故を生ずる要因は、
テープ全体に平均したテンシヨンがかけられず
に、一方の端部側にテンシヨンが集中したときで
ある。この点に関して前記実施例では、支持アー
ム４９ならびに駒部材５９の各々に生ずる揺動
は、前者において各案内ロール５０，５１を通る
巻付けテープ３７の中心が揺動中心軸線に一致し
ており、かつ後者においても繰出しロール６０か
ら繰出される巻付けテープ３７の中心が弧面５８
ｃ，５９ａの中心に一致しているため、各々の部
分における巻付けテープ３７には、単にテープ中
心線を中心とする捻回作用のみがなされるだけで
あつて、特にテープ端部に集中的にテンシヨンが
加えられるようなことがなく、巻付けテープ３７
に局部的なストレスは加わらず、従つてテープ切
断を生ずることはないのである。なおテープが強
靭であればこの配慮を必要としない。 そしてこのように巻付けヘツド１から巻付けテ
ープ３７の繰出し端部であるところの繰出しロー
ル６０の部分を、この巻付けヘツド１に直交する
方向に単独して揺動変位させるために、先に問題
となつていた未だ屈曲部３８ｂに至らない直線部
３８ａでのテープ巻付け作業を容易にしかも確実
に実行し得るのである。 なお前記実施例は、先端部に繰出しロール６０
を保持した支持アーム４９の揺動中心を形成する
中空支軸４７の軸線を、支持，回転両リング２
９，３９の回動中心に一致させるようにしている
が、必ずしもこのようにする必要はなく、この支
持アーム４９を両リング２９，３９内で揺動し得
る位置および角度であればどのように軸支させて
もよい。また前記実施例では、この中空支軸４７
の中空部４７ｂを通して、巻付けテープ３７を導
くようにしているが、第１４図に示すように、支
持アーム４９の揺動軸線の方向を傾斜させ、また
中空軸とせずに、その揺動軸線の延長上から巻付
けテープ３７を導くようにしても全く同一の作用
を得られるものである。この第１４図では、構成
の概要を示し、相当部分に同一符号を付けて表わ
しているが、回転リング３９へ固定された軸受６
２により回動自在として支持された軸６３へ支持
アーム４９の基部を固定し、ウオームホイル４７
ａおよびウオームギヤ５４を介し、γａ軸モータ
５２によつて支持アーム４９を揺動させている。 以上詳述したようにこの発明装置によるとき
は、曲げ加工された長尺の棒状体を受入れるリン
グ状の巻付けヘツドを設け、この巻付けヘツドに
巻付けテープを保持させると共に、棒状体を常に
中心部に位置させるように、巻付けヘツドをＸ，
Ｙ，Ｚの３次元方向に位置制御する手段、およ
び、回転リングの回転面が棒状体の軸線方向に対
して直交するように回転リングと棒状体との交差
角度を制御する手段を有し、巻付けテープを棒状
体の周囲に周回させ乍ら繰出して、この棒状体の
周囲に巻付けテープを巻付けるようにした装置に
おいて、巻付けテープを保持する回転リング上
に、この回転リングの内縁に沿わせて延長され、
かつ回転リングに直交する方向に揺動可能とされ
た支持アームを配して、巻付けテープを支持アー
ム先端部の繰出しロールを介して引出し得るよう
にさせたから、棒状体に対して巻付けテープの繰
出し端となる繰出しロールを、必要に応じて回転
リングと直交する方向に単独に揺動変位させて持
出すことができ、これによつて巻付けヘツドの各
部が巻付け作業の障害となるような棒状体部分へ
のテープ巻付けを容易に実行し得るのであり、ま
た支持アーム端部での繰出しロールの支持を揺動
可能にして、棒状体に対するテープ巻付け角を常
に正しく維持させるようにしたから、テープ巻付
け作業が円滑かつ確実となり、しかも支持アーム
および繰出しロールでの揺動中心軸線と、巻付け
テープの中心とを一致させるようにしてあるため
に、これらの揺動に際して巻付けテープに不均等
なテンシヨンが加わらず、従つて巻付けテープ切
断などの事故を生ずる惧れがないなどの特長を有
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はさきに提案したテープ巻
付け装置全体の概要構成を示す正面および側面
図、第３図および第４図は同上巻付けヘツドの正
面および断面図、第５図および第６図は同上巻付
けできない部分の生ずる理由を説明する略図、第
７図および第８図はこの発明の一実施例による巻
付けヘツドの正面および断面図、第９図は同上テ
ープ案内機構の揺動部の詳細を示す断面図、第１
０図および第１１図は同上テープ繰出し部の詳細
を示す断面および正面図、第１２図および第１３
図は同上巻付け状況を示す側面図、第１４図は同
上他の実施例による巻付けヘツドの概要構成を示
す正面図である。 １……巻付けヘツド、２……回動アーム、４…
…α軸モータ、５……β軸モータ、８……α軸回
転角検出器、９……β軸回転角検出器、１０……
基台、１１ａ，１１ｂ……Ｘ軸レール、１３……
移動台、１６……Ｘ軸モータ、１７……Ｘ軸移動
量検出器、１８ａ，１８ｂ……Ｙ軸レール、２０
……機台、２３……Ｙ軸モータ、２４……Ｙ軸移
動量検出器、２５……Ｚ軸モータ、２８……Ｚ軸
移動量検出器、２９……支持リング、３５……テ
ープホルダ、３６……テンシヨンロール、３７…
…巻付けテープ、３８……棒状体、３９……回転
リング、４２……巻付けモータ、４５……テープ
案内機構、４７……中空軸、４９……支持アー
ム、５０，５１，６１……案内ロール、５２……
γａ軸モータ、５５……スリツプリング、５６…
…制御部、５７……取付け部、５８……受座部
材、５８ｃ……弧面、５９……駒部材、５９ａ…
…弧面、６０……繰出しロール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被巻付け対象物である棒状体を受入れるリン
   グ状の巻付けヘツドに巻付けテープのテープホル
   ダを有する回転リングを保持させると共に、この
   回転リングの回転中心部に常に棒状体が位置する
   ように３次元方向に位置制御する手段、および、
   回転リングの回転面が棒状体の軸線に対して直交
   するように回転リングと棒状体との交差角度を制
   御する手段を有し、回転リングを棒状体のまわり
   に回転させ乍らテープホルダから引出される巻付
   けテープを棒状体の周囲に巻付けるようにしたテ
   ープ巻付け装置において、前記回転リングの内縁
   に沿つて延長されかつ回転リングの内部において
   回転リングの回転方向と直交する方向へ揺動可能
   として基部が回転リング上に軸支された支持アー
   ムと、この支持アームの先端に設けられ前記テー
   プホルダからの巻付けテープを支持して前記棒状
   体へ繰出す繰出しロールと、前記巻付けヘツドが
   前記棒状体に接触する危険を検出する手段の検
   出々力に応じ棒状体に対するテープ巻付角を正常
   に保つ方向へ前記支持アームを揺動変位させる前
   記回転リングに設けたモータとを備えることを特
   徴とするテープ巻付け装置。 ２ 繰出しロールを、支持アーム端部に揺動可能
   に支持させ、支持アームの揺動変位に際して、棒
   状体に対するテープ巻付け角を維持させるように
   したことを特徴とする、特許請求の範囲第１項記
   載のテープ巻付け装置。 ３ 支持アームおよび繰出しロールの揺動中心軸
   線と、巻付けテープの中心線とを一致させるよう
   にしたことを特徴とする、特許請求の範囲第１項
   または第２項記載のテープ巻付け装置。