JP3857088B2 - コイル巻線機のテーピング方法及び装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、コイル巻線機に備えられるテーピング方法及びテーピング装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば変圧器に用いられるコイルは、一次巻線と二次巻線の間に絶縁層としてテーピング等の加工が施されているが、コイル巻線機を用いてこのテーピングが自動的に行われる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のコイル巻線機を用いてテーピングが自動的に行われるものにあっては、コイルに対するテープの巻き付け時にテープの張力を一定に付与することが難しいという問題点があった。
【0004】
また、従来のコイルにテープを貼り付けるテーピング装置は、図10の(a)〜(d)図に示すように、カッタ201によるテープ7の切断後、撫でつけローラ(テープ押さえ)202をテープ7を介してコイル3に押し付けながら回転させてテープ7をコイル3に貼り付ける構成となっていた。このため、カッタ7によるテープ7の切断時に、テープ7がコイル3から浮き上がりやすく、テープ7の貼り付けが確実に行われないという問題点があった。
【0005】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、テープの張力を略一定に付与するコイル巻線機のテーピング方法及び装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、コイルに巻き付けられるテープを供給するコイル巻線機のテーピング方法に適用する。
【0007】
そして、シリンダに封入された空気圧によってロッドが伸張してテープに張力を付与するエアーテンショナプーリと、テープ供給源からエアーテンショナプーリへと向かうテープの供給を停止するテープ供給停止手段と、ロッドを強制的に伸張させるエアーテンショナ駆動手段とを用い、テープ供給源からテープを供給してロッドを強制的に伸張させるテープ引き出し工程と、テープ供給源からエアーテンショナプーリへと向かうテープの供給を停止してロッドをシリンダに封入された空気圧に抗して収縮させるテープ巻き付け工程とを交互に行うことを特徴とするものとした。
【0008】
第2の発明は、コイルに巻き付けられるテープを供給するコイル巻線機のテーピング装置に適用する。
【0009】
そして、シリンダに封入された空気圧によってロッドが伸張してテープに張力を付与するエアーテンショナプーリと、テープ供給源からエアーテンショナプーリへと向かうテープの供給を停止するテープ供給停止手段と、ロッドを強制的に伸張させるエアーテンショナ駆動手段と、テープ供給源からテープを供給してロッドを強制的に伸張させるテープ引き出しと、テープ供給源からエアーテンショナプーリへと向かうテープの供給を停止してロッドをシリンダに封入された空気圧に抗して収縮させるテープ巻き付けとを交互に行う制御手段と、を備えたことを特徴とするものとした。
【0010】
第3の発明は、コイルにテープを貼り付けるコイル巻線機のテーピング装置に適用する。
【0011】
そして、コイルへと延びるテープを切断するカッタと、このテープの切断時にテープを介してコイルに対峙するテープ押さえとを備え、テープの切断後にテープ押さえをテープを介してコイルに押し付けながら回転させてテープをコイルに貼り付ける構成としたことを特徴とするものとした。
【0012】
【発明の作用および効果】
第1、第2の発明によると、テープの巻き付けが終了する度にエアーテンショナを強制的に伸張作動させてテープを引き出し、テープの巻き付け時にテープ供給源からのテープの供給を停止してエアーテンショナを収縮させる構成のため、テープの張力がエアーテンショナの空気圧によって略一定に付与された状態でコイルにテープを巻き付けることができる。
【0013】
第3の発明によると、テープの切断時からテープ押さえがテープを介してコイルに対峙していることにより、テープの端部をコイルから浮き上がることなく、確実に貼り付けられる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0015】
図1において、1は変圧器等に用いられるコイルを自動的に製造する一括搬送巻線機である。ここで、互いに直交するX、Y、Zの3軸を設定し、X軸が水平前後方向、Y軸が水平横方向、Z軸が垂直方向に延びるものとして説明する。
【0016】
一括搬送巻線機1は、コイルのボビン(巻芯)を回転する4つのスピンドル11と、架台2に対して2本のレール22を介してスピンドル搬送台21をY軸方向に平行移動するスピンドル搬送機構20と、スピンドル搬送台21に対してスピンドル11を移動するスピンドル移動機構10と、各スピンドル11の移動によって治具92を介して各スピンドル11に対するボビンの受け渡しが自動的に行われるボビン挿排ユニット91と、ボビンに線材を供給してコイルを形成する第一巻線ユニット41および第二巻線ユニット42と、架台2に対して第一巻線ユニット41および第二巻線ユニット42をそれぞれ移動する巻線ユニット移動機構40と、コイルにテーピング加工を施すテーピングユニット(テーピング装置)71と、架台2に対してテーピングユニット71を移動する加工ユニット移動機構70と、各機構20,40,70を構成する各サーボモータ等の作動を制御するコントローラ4とを備える。
【0017】
巻線ユニット移動機構40は架台2に対して巻線ユニット41をX、Y、Zの3軸方向に移動する。巻線ユニット移動機構40は架台2に対してサーボモータ72等を介してY軸方向に移動する左右移動台73と、この左右移動台73に対してサーボモータ74等を介してX軸方向に移動する前後移動台75と、この前後移動台75に対してサーボモータ76を介してZ軸方向に移動する昇降台77とを備える。
【0018】
一括搬送巻線機1はスピンドル11にボビンを装着したまま、各ユニット41,71,42間で移動して巻線作業、テーピング作業が順に行われるため、パレットと各ユニット41,71,42間でボビンを受け渡す作業が無く、作業の不安定要因が減り、製品の歩止まりを改善できる。
【0019】
次に、コイルにテーピング加工を施すテーピングユニット71を説明する。なお、図1には便宜上4本のテープ7を備えるものが示されているが、本実施の形態では6本のテープ7を備えるものについて図2、図3にしたがって説明する。
【0020】
テーピングユニット71は、移動台82に対してテープ7の先端部を把持するテープクランプ130と、テープ架台101に対してテープ7の途中を把持する第二チャック150と、テープ7を切断するカッタ160とをそれぞれ6個づつ備える。各テープ7は、各プーリ176に案内されて各第二チャック150へと延びる。第二チャック150はエアーシリンダ151によって開閉駆動される。
【0021】
各テープクランプ130は移動台82に支持され、移動台82は移動機構83を介してX、Y、Zの3軸方向に移動する。
【0022】
テーピングユニット71は、テープ7がコイル3へと延びる経路に出没してテープ7を切断するカッタ160と、このテープ7の切断時にテープ7を介してコイル3に対峙するテープ押さえ162を備え、テープ7の切断後にテープ押さえ162をテープ7を介してコイル3に押し付けながらコイル3を回転させてテープ7をコイル3に貼り付ける構成とする。
【0023】
本実施の形態では、カッタ160はテープ押さえ161とテープ押さえ162の間隙から出没可能に突出し、テープ押さえ161からテープ押さえ162に渡って延びるテープ7の途中を切断するようになっている。
【0024】
6個のカッタ160は昇降台163に取り付けられ、一斉に昇降するようになっている。昇降台163はテープ架台101にレール164を介してZ軸方向に昇降可能に支持される。昇降台163は、一対のエアーシリンダ166によってスプリング165に抗して下降するように駆動される。
【0025】
テーピングユニット71では、次の手順でコイル3にテープ7を巻き付けるテーピングが行われる。
(1)プーリ176を介して供給されテープ7の先端がテープクランプ130に保持された状態で、スピンドル11を移動してコイル3にテープ7を貼り付ける。
(2)スピンドル11を回転しコイル3の外周に全周に渡ってテープ7を貼り付ける。このとき、クランプ130の端面131をテープ7に押し付ける。
(3)図9の(a)図に示すように、スピンドル11をY軸方向に移動してテープ7をテープ押さえ161からテープ押さえ162に渡って延ばす。このとき、テープ押さえ162がテープ7を介してコイル3に対峙している。
(4)図9の(b)図に示すように、第二チャック150を閉じてテープ7の途中を把持する。続いて、カッタ160をテープ押さえ161と162の間隙から突出させ、テープ7を切断する。このときも、テープ押さえ162がテープ7を介してコイル3に対峙しているため、テープ押さえ162によって切断されたテープ7の端部7aがコイル3の外周から浮き上がることが防止される。
(5)テープ押さえ162にコイル3に巻かれたテープ7を押し付けながらスピンドル11を回転し、テープ7をコイル3に貼り付ける。
【0026】
こうして、テープ7の切断時からテープ押さえ162がテープ7を介してコイル3に対峙していることにより、テープ7の端部7aが浮き上がることなく、確実にコイル3に貼り付けられる。
【0027】
図4にも示すように、テープ架台101上にはコイル3に貼り付けられるテープ7を供給するテーピング装置100が設けられる。テーピング装置100は、テープ供給源として設けられるテープ7が巻かれたテープリール110と、テープ供給停止手段としてテープ7の途中を把持する第一チャック140と、空気圧によりテープ7に張力を付与するエアーテンショナ120とをそれぞれ6個づつ備えるとともに、エアーテンショナ120を空気圧により強制的に伸張させるエアーシリンダ127(図6参照)を備える。各テープリール110から繰り出されるテープ7は、プーリ171〜175に案内されて前記プーリ176へと延びる。
【0028】
図4に示すように、エアーテンショナプーリ173はエアーテンショナ120のロッド121の先端部にスライダ122を介して連結され、スライダ122はレール123を介してX軸方向に平行移動可能に支持される。
【0029】
エアーテンショナ120はシリンダ128内に封入されたガスの圧力によりロッド121が伸張方向に付勢され、エアーテンショナプーリ173を介してテープ7に所定の張力を付与するようになっている。
【0030】
各エアーテンショナ120を強制的に伸張させるエアーテンショナ駆動手段として、図6、図7に示すように、2本のレール125を介してX軸方向に平行移動可能に支持されるクロスバー124と、このクロスバー124に取り付けられ各スライダ122に当接するプッシャー126と、クロスバー124を往復動させるエアーシリンダ127とを備える。エアーシリンダ127が伸張作動することにより、クロスバー124とプッシャー126及びスライダ122等を介して各エアーテンショナ120がそろって伸張作動する。
【0031】
テープ7の供給を停止するテープ供給停止手段として設けられる第一チャック140は、エアーテンショナプーリ173の手前でテープ7の途中を把持するように配置される。第一チャック140はエアーシリンダ141によって開閉駆動される。
【0032】
制御手段として設けられるコントローラ4は、エアーシリンダ141及びエアーシリンダ127の作動を制御し、テープ引き出し工程とテープ巻き付け工程が交互に行われる。
【0033】
テープ引き出し工程では、第二チャック150を閉じた状態で(1)(2)(3)の作動が行われる。
(1)第一チャック140を開く。
(2)エアーシリンダ127を伸張させる。
(3)エアーシリンダ127を収縮させる。
これにより、所定量のテープ7が引き出され、各エアーテンショナ120が伸張する。
【0034】
テープ巻き付け工程では、第一チャック140を閉じてテープリール110からのテープ7の供給を停止する。これにより、テープ7の巻き付けが行われるのに伴って、各エアーテンショナ120が収縮しながらテープ7に略一定の張力を付与する。
【0035】
以上のように構成され、テープ7の巻き付けが終了する度にエアーテンショナ120を強制的に伸張作動させてテープ7を引き出し、テープ7の巻き付け時にテープリール110からのテープ7の供給を停止してエアーテンショナ120を収縮させる構成のため、テープ7の張力がエアーテンショナ120の空気圧によって略一定に付与された状態でコイル3にテープ7を巻き付けることができる。この結果、テープ7を巻き付けて形成される絶縁層の品質が確保される。
【0036】
前記実施の形態では、コイル3の全幅に渡って1本のテープ7を巻回する構成としたが、これに限らず、コイル3の両端に2本のテープ7を巻回する構成としてもよい。その場合、テープリール110の個数が倍増するが、これに対応してテープリール110をテープ架台101の両側部に配置しても良い。
【0037】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す一括搬送巻線機の斜視図。
【図2】同じくテーピングユニットの正面図。
【図3】同じくテーピングユニットの側面図。
【図4】同じくテーピング装置の平面図。
【図5】同じくテーピング装置の側面図。
【図6】同じく図4のE−E線に沿う断面図。
【図7】同じく図5のD−D線に沿う断面図。
【図8】同じくテーピング装置の正面図。
【図9】他の実施の形態として、テーピングの動作を示すの正面図。
【図10】従来例として、テーピングの動作を示すの正面図。
【符号の説明】
1 一括搬送巻線機
3 コイル
4 コントローラ(制御手段)
7 テープ
10 スピンドル移動機構
11 スピンドル
20 スピンドル搬送機構
21 スピンドル搬送台
71 テーピングユニット
100 テーピング装置
110 テープリール(テープ供給源)
120 エアーテンショナ
127 エアーシリンダ(エアーテンショナ駆動手段)
141 第一チャック(テープ供給停止手段)
160 カッタ
162 テープ押さえ
Claims (3)
- コイルに巻き付けられるテープを供給するコイル巻線機のテーピング方法において、シリンダに封入された空気圧によってロッドが伸張してテープに張力を付与するエアーテンショナプーリと、テープ供給源からエアーテンショナプーリへと向かうテープの供給を停止するテープ供給停止手段と、ロッドを強制的に伸張させるエアーテンショナ駆動手段とを用い、テープ供給源からテープを供給してロッドを強制的に伸張させるテープ引き出し工程と、テープ供給源からエアーテンショナプーリへと向かうテープの供給を停止してロッドをシリンダに封入された空気圧に抗して収縮させるテープ巻き付け工程とを交互に行うことを特徴とするコイル巻線機のテーピング方法。
- コイルに巻き付けられるテープを供給するコイル巻線機のテーピング装置において、シリンダに封入された空気圧によってロッドが伸張してテープに張力を付与するエアーテンショナプーリと、テープ供給源からエアーテンショナプーリへと向かうテープの供給を停止するテープ供給停止手段と、ロッドを強制的に伸張させるエアーテンショナ駆動手段と、テープ供給源からテープを供給してロッドを強制的に伸張させるテープ引き出しと、テープ供給源からエアーテンショナプーリへと向かうテープの供給を停止してロッドをシリンダに封入された空気圧に抗して収縮させるテープ巻き付けとを交互に行う制御手段と、を備えたことを特徴とするコイル巻線機のテーピング装置。
- 前記コイルへと延びる前記テープを切断するカッタと、前記テープの切断時に前記テープを介して前記コイルに対峙するテープ押さえとを備え、前記テープの切断後にテープ押さえを前記テープを介して前記コイルに押し付けながら前記コイルを回転させて前記テープを前記コイルに貼り付ける構成としたことを特徴とする請求項2記載のコイル巻線機のテーピング装置。
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