JP4524660B2 - ワイヤ自動巻き取り装置 - Google Patents

Description

本発明は、長尺用スプールである巻き出しスプールから、ＩＣ用ワイヤ等のような極細線からなるワイヤを繰り出して、ワイヤの先端を所定の接着テープで、出荷用スプールである巻き取りスプールに貼り付けてから、設定された長さで巻き取り、ワイヤの終端を所定の接着テープで貼り付けるまでの工程を自動で実施するワイヤ自動巻き取り装置に関する。

ワイヤは、通常、伸線工程により極細線化され、熱処理を行った後、長尺用スプールに巻き取られ、いったん、保管される。その後、出荷の前に、長尺用スプールから製品用に小型の出荷用スプールへ、ワイヤ自動巻き取り装置を使用して、設定された長さで巻き取られる。

以下に、従来の巻き替え作業について、詳細に説明する。図６は、従来のワイヤ自動巻き取り装置を示す斜視図であり、図７は、図６に示した巻き取りスプールを示す斜視図である。

先ず、出荷用スプールである巻き取りスプール（３）を、ワイヤ自動巻き取り装置の巻き取り軸にセットし、ワイヤ（１）の先端を長尺用スプールである巻き出しスプール（６）から繰り出し、巻き取りスプール（３）の一方の側のフランジ（３ａ）の外側または内側に押し当て、前もって小さく切断した接着テープ（４）をピンセットで挟み、ワイヤ（１）の先端をフランジ（３ａ）に貼り付ける。接着テープ（４）からはみ出た余分なワイヤ（１）を切断した後、ワイヤ自動巻き取り装置のスタートスイッチを押して、巻き替えを開始する。なお、図７において向こう側のフランジ（３ａ）のように、ワイヤ（１）の先端をフランジ（３ａ）の内側に貼り付けた場合はそのままにするが、図７において手前側のフランジ（３ａ）のように、ワイヤ（１）の先端をフランジ（３ａ）の外側に貼り付けた場合はフランジ（３ａ）の外周の一箇所に加工された溝（３ｂ）を通して、ワイヤ（１）を内側に乗り越えさせる。その後、巻き替えを開始する。

次に、設定された長さのワイヤ（１）を巻き取りスプール（３）に巻き取り、巻き替えを終了した後、ワイヤ（１）の終端をそのままフランジ（３ａ）の内側に、ピンセットで挟んだ接着テープ（４）で貼り付ける。あるいは、溝（３ｂ）を通して、ワイヤ（１）の終端をフランジ（３ａ）の外側に乗り越えさせた後、ワイヤ（１）の終端をフランジ（３ａ）の外側に、ピンセットで挟んだ接着テープ（４）で貼り付ける。その後、接着テープ（４）からはみ出た余分なワイヤ（１）を切断し、最後に、ワイヤ自動巻き取り装置から巻き取りスプール（３）を取り外す。

しかし、以上の作業は、ワイヤ（１）が極細線であり、接着テープ（４）が小さいため、ピンセットによる作業が必要であり、接着テープ（４）を貼り付ける位置、接着テープ（４）を押しつける力、および作業速度に、作業者ごとの差が生じ、品質および生産性に支障をきたしていた。また、作業者の手作業によるため、作業者１人が並行して操作を担当することが可能な巻き取り装置の台数が限られ、生産費に占める人件費の比率が高く、コストダウンの障害となっていた。

従来のワイヤ自動巻き取り装置としては、たとえば特許第２７４７２５６号公報に、銅線をボビンに巻くコイルの巻線方法および装置が記載されている。しかし、ノズルであるガイド部により傷が発生するため、極細線であるワイヤには適用が困難であり、また、先端および終端を固定するための構造を、ボビンが備えている必要があるという問題があった。

特許第２７４７２５６号公報

本発明は、極細線であるワイヤに適用することができ、接着テープを貼り付ける位置、接着テープを押しつける力、および作業速度のばらつきをなくすことが可能で、作業時間を短縮し、かつ、作業者１人が並行して操作を担当することができる台数を増やして生産性を向上することによって、生産費を低減することができるワイヤ自動巻き取り装置を提供することを目的とする。

本発明のワイヤ自動巻き取り装置は、巻き出しスプールから繰り出されたワイヤを巻き取りスプールに巻き取るためのワイヤ自動巻き取り装置であって、巻き取りスプールのフランジに近接した位置に該ワイヤを張って保持可能なワイヤ張設機構と、該ワイヤ張設機構で保持されたワイヤをスプールに貼着して余分なワイヤを切断するツールを備えたツール機構と、該ワイヤを前記巻き取りスプールのフランジに設けられた溝部を通してフランジを乗り越えさせることができるように移動可能に設けられたワイヤ誘導爪とからなる。

さらに、前記ワイヤ張設機構は、固定クランプ機構および移動クランプ機構とからなり、前記固定クランプ機構は、ワイヤの先端を手作業で把持することが可能であり、かつ、把持したワイヤを離すことが可能であり、前記移動クランプ機構は、前記巻き出しスプールと前記固定クランプ機構との間のワイヤを把持するように設計された位置まで移動可能であり、かつ、把持したワイヤが前記巻き出しスプールとの間で、前記巻き取りスプールのフランジに近接して通るように設計された位置まで移動可能であることが望ましい。

さらに、前記ツール機構は、接着テープを吸着し、かつ、該接着テープにより前記巻き取りスプールのフランジにワイヤを仮付けするテープ仮圧着部と、仮付けされた接着テープを本圧着するテープ本圧着部と、接着テープからはみ出た余分なワイヤを切り離すワイヤカット部とからなることが望ましい。

該テープ仮圧着部、テープ本圧着部およびワイヤカット部は、回転円盤に、回転軸より放射方向に向けて取り付けられることが望ましい。

さらに、前記回転円盤は、前記巻き取りスプールに対して前進移動および後退移動が可能であることが望ましい。

本発明を極細線であるワイヤに適用することにより、接着テープを貼り付ける位置のばらつき、接着テープを押しつける力のばらつき、および作業速度のばらつきをなくすことが可能となり、作業時間を短縮し、かつ、作業者１人が並行して操作を担当することができる台数を増やして生産性を向上することによって、生産費の低減を達成できた。

本発明のワイヤ自動巻き取り装置について、一実施例を示した図面を参照して説明する。

図１は、本発明のワイヤ自動巻き取り装置の一実施例を示す斜視図である。図２は、テープ仮圧着部を示す斜視図である。図３は、テープ本圧着部を示す斜視図である。図４は、ワイヤカット部を示す斜視図である。図５は、図１に示した本発明のワイヤ自動巻き取り装置を使用した第１工程〜第８工程の状態を示す一連の斜視図である。

本発明のワイヤ自動巻き取り装置では、巻き出しスプールから繰り出されたワイヤ（１）を巻き取りスプール（３）に巻き取る。構成としては、ワイヤ（１）を把持可能な機構を備えた固定クランプ機構（２１０）と、ワイヤ（１）を把持可能な機構を備えた移動クランプ機構（２２０）と、ツール機構（１００）とからなる。

固定クランプ機構（２１０）は、巻き出しスプールから繰り出されて巻き取りスプール（３）に向かうワイヤ（１）を把持可能なクランプ部を有するチャックシリンダ（２１１）からなり、該クランプ部の先端内側にはワイヤ（１）を保護するためのクッション材（２１２）が貼着されていることが好ましい。該固定クランプ機構（２１０）は、ワイヤ（１）を把持可能な位置に固定してもよく、また、図１に示すように、巻き取りスプール（３）の後方に待避可能に水平移動を可能としてもよい。なお、固定クランプ機構（２１０）を省略して、移動クランプ機構（２２０）により、巻き出しスプールから繰り出されたワイヤ（１）を把持させてもよいが、スプールの着脱、ツールユニットの動作時にユニット同士が干渉する危険が考えられるため、固定クランプ機構（２１０）を別途、設ける方が好ましい。

移動クランプ機構（２２０）は、同様に、ワイヤ（１）を把持可能なクランプ部を有するチャックシリンダ（２２１）からなり、該クランプ部の先端内側にクッション材（２２２）が貼着されていることが好ましい。該移動クランプ機構（２２０）は、固定クランプ機構（２１０）が把持したワイヤ（１）を把持し、把持したワイヤ（１）が巻き取りスプール（３）のフランジ（３ａ）に近接して通る位置まで移動させることができるように、スプール（３）に対して、前後、左右および上下に移動可能とする。また、移動クランプ機構（２２０）は、後述するワイヤ（１）の切断後に、切断されたワイヤ（１）を把持し、所定の位置で落下させるように移動可能にする。さらに、巻き取りスプール（３）のフランジ（３ａ）の溝（３ｂ）をワイヤ（１）が通ってフランジ（３ａ）を乗り越えさせることができるように移動可能なワイヤ誘導爪（２２３）を備えることが好ましい。ワイヤ誘導爪（２２３）は、移動クランプ機構（２２０）とは別に設けてもよいが、構造的に一体とすることにより、同一の駆動機構により作動させることが好ましい。

ツール機構（１００）は、切断された接着テープ（４）を吸着して取り出して巻き取りスプール（３）のフランジ（３ａ）にワイヤ（１）を仮付けするテープ仮圧着部（１１０）と、仮付けされた接着テープ（４）を本圧着するテープ本圧着部（１２０）と、接着テープ（４）からはみ出た余分なワイヤ（１）を切り離すワイヤカット部（１３０）とを備え、テープ仮圧着部（１１０）、テープ本圧着部（１２０）およびワイヤカット部（１３０）が取り付けられる回転円盤（１０３）とを備え、テープ仮圧着部（１１０）、テープ本圧着部（１２０）およびワイヤカット部（１３０）は、それぞれに回転軸より放射方向に向けて取り付けられる。

テープ仮圧着部（１１０）は、図２に示すように、吸着ハンド（１１３）が取り付けられたクランプ部を有するチャックシリンダ（１１１）からなり、吸着ハンド（１１３）に開けられた吸着孔（１１２）には、吸着パイプ（１１４）が接続されて、図示しない接着テープ（４）の供給装置から、真空吸着により吸着孔（１１２）に接着テープ（４）を吸着可能となっている。なお、かかる吸着機構は、クランプ部の一方のみに備えてもよい。

テープ本圧着部（１２０）は、図３に示すように、圧着ハンド（１２２）が取り付けられたチャックシリンダ（１２１）からなり、圧着ハンド（１２２）が圧着する内側面に、クッション材（１２３）を取り付ける。

ワイヤカット部（１３０）は、図４に示すように、刃部（１３３）が開閉自在であるカッタ（１３２）が取り付けられたクランプ部を有するチャックシリンダ（１３１）からなる。

本発明の一実施例のワイヤ自動巻き取り装置は、以下に示すように動作する。

「第１工程」
先ず、作業者が、ワイヤ（１）を巻き出しスプールから繰り出し、図６に示した従来のワイヤ自動巻き取り装置と同様に、張力検出プーリ（８）とガイドプーリ（２）の溝を通過させた後、図１に示すようにワイヤ（１）を固定クランプ機構（２１０）にクランプさせてから、装置を始動させる。

「第２工程」
第２工程では、移動クランプ機構（２２０）がワイヤ（１）をクランプした後、固定クランプ機構（２１０）は、ワイヤ（１）をリリースするとともに、巻き取りスプール（３）の後方側へ水平移動し、待機する。ワイヤ（１）をクランプした移動クランプ機構（２２０）は、ワイヤ（１）の途中を、巻き取りスプール（３）のフランジ（３ａ）の外側に沿わせるように、巻き取りスプール（３）の前方側へ水平移動して、図５の第２工程に示した位置で停止する。

ワイヤ（１）は、フランジ（３ａ）の外側に沿わせても、内側に沿わせても、いずれでもよい。

「第３工程」
第３工程では、ツールユニット（１００）が、巻き取りスプール（３）に対して前進し、図５の第３工程に示した位置に移動する。その後、テープ仮圧着部（１１０）では、接着テープ（４）の接着面と反対側の面を、吸着孔（１１２）に真空吸着し、接着テープ（４）の接着面が、フランジ（３ａ）上のワイヤ（１）が通過している位置に向く状態で、吸着ハンド（１１３）がフランジ（３ａ）を挟むことにより、接着テープ（４）を仮付けする。

「第４工程」
第４工程では、図１に示したツールモータ（１０１）が回転し、テープ本圧着部（１２０）のチャックシリンダ（１２１）により、圧着ハンド（１２２）のクッション材（１２３）がフランジ（３ａ）、ワイヤ（１）および接着テープ（４）を挟むことにより、しっかりと貼り付ける。

「第５工程」
第５工程では、さらに図１に示したツールモータ（１０１）が回転し、ワイヤカッタ部（１３０）に取り付けられたカッタ（１３２）の刃部（１３３）により、接着テープ（４）からはみ出た余分なワイヤ（１）を切断する。切断されたワイヤ（１）は、移動クランプ機構（２２０）に保持され、移動クランプ機構（２２０）がその位置でか、あるいは移動した後、不要なワイヤ（１）を離して落下させる。

その後、ツールユニット（１００）は、巻き取りスプール（３）に対して後退し、第３工程の前にあった位置へ移動する。

第２工程および第３工程において、ワイヤ（１）がフランジ（３ａ）の内側に貼り付けられた場合は、以下の第６工程から第８工程は行われない。

「第６工程」〜「第８工程」
第６工程では、移動クランプ機構（２２０）が巻き取りスプール（３）に向かい、移動クランプ機構（２２０）に一体に取り付けられたワイヤ誘導爪（２２３）が、ワイヤ（１）を巻き取りスプール（３）の軸方向に押すことにより、図５の第７工程に示したように、フランジ（３ａ）に加工された溝にワイヤ（１）を通しつつ、図１に示した巻き取りモータ（５）によって所定量だけスプール（３）を回転させて、ワイヤ（１）をフランジ（３ａ）の外側から内側に乗り越えさせる。その後、図５の第８工程に示したように、移動クランプ機構（２２０）を巻き取りスプール（３）に対して後退させる。

以上の動作の後、従来と同様の巻き替え作業を開始する。その後、あらかじめ設定された巻き長さで巻き替えが終了した後、前述の第３工程〜第５工程と同様に、ワイヤ（１）の終端をフランジ（３ａ）に貼り付けて、作業が終了する。なお、ワイヤ（１）の終端の貼り付けを、スプール（３）のフランジ（３ｂ)の外側で行う場合には、第６工程〜第８工程と同様の工程を予め行った後、前述の第３工程〜第５工程と同様の工程を行えばよい。

以上のように、本発明により、極細線であるワイヤに適用することができ、接着テープを貼り付ける位置のばらつき、接着テープを押しつける力のばらつき、および作業速度のばらつきをなくすことが可能となり、作業時間を短縮し、かつ、作業者１人が並行して操作を担当することができる台数を増やして生産性を向上することによって、生産費の低減を達成できた。

本発明のワイヤ自動巻き取り装置の一実施例を示す斜視図である。 テープ仮圧着部を示す斜視図である。 テープ本圧着部を示す斜視図である。 ワイヤカット部を示す斜視図である。 図１に示した本発明のワイヤ自動巻き取り装置を使用した第１工程〜第８工程の状態を示す一連の斜視図である。 従来のワイヤ自動巻き取り装置を示す斜視図である。 図６に示した巻き取りスプールを示す斜視図である。

符号の説明

１ ワイヤ
２ ガイドプーリ
３ 巻き取りスプール
３ａ フランジ
３ｂ 溝
４ 接着テープ
５ 巻き取りモータ
６ 巻き出しスプール
７ 巻き出しモータ
８ 張力検出プーリ
１００ ツールユニット
１０１ ツールモータ
１０２ モータ軸
１０３ 回転円盤
１１０ テープ仮圧着部
１１１ チャックシリンダ
１１２ 吸着孔
１１３ 吸着ハンド
１１４ 吸着パイプ
１２０ テープ本圧着部
１２１ チャックシリンダ
１２２ 圧着ハンド
１２３ クッション材
１３０ ワイヤカット部
１３１ チャックシリンダ
１３２ カッタ
１３３ 刃部
２１０ 固定クランプ部
２１１ チャックシリンダ
２１２ クッション材
２２０ 移動クランプ部
２２１ チャックシリンダ
２２２ クッション材
２２３ ワイヤ誘導爪

Claims (5)

1. 巻き出しスプールから繰り出された極細線ワイヤを巻き取りスプールに巻き取るためのワイヤ自動巻き取り装置であって、巻き取りスプールのフランジに近接した位置に該ワイヤを張って保持可能なワイヤ張設機構と、該ワイヤ張設機構で保持された該ワイヤをスプールに貼着して余分なワイヤを切断するツールを備えたツール機構と、該ワイヤを前記巻き取りスプールのフランジに設けられた溝部を通してフランジを乗り越えさせることができるように移動可能に設けられたワイヤ誘導爪とからなり、
   前記ワイヤ張設機構は、固定クランプ機構および移動クランプ機構とからなり、該固定クランプ機構は、前記ワイヤの先端を手作業で把持することが可能であり、かつ、該把持したワイヤを離すことが可能であり、該移動クランプ機構は、前後、左右および上下に移動可能で、前記巻き出しスプールと前記固定クランプ機構との間の前記ワイヤを把持するように設計された位置まで移動して該ワイヤを把持し、該把持したワイヤが前記巻き出しスプールとの間で、前記巻き取りスプールのフランジに近接して通るように設計された位置まで、該ワイヤを把持したまま移動できる、
   ことを特徴とするワイヤ自動巻き取り装置。
2. 前記ツール機構は、接着テープを吸着し、かつ、該接着テープにより前記巻き取りスプールのフランジに前記ワイヤを仮付けするテープ仮圧着部と、該仮付けされた接着テープを本圧着するテープ本圧着部と、該接着テープからはみ出た余分なワイヤを切り離すワイヤカット部とからなり、該テープ仮圧着部、テープ本圧着部およびワイヤカット部は、回転円盤に、回転軸より放射方向に向けて順に取り付けられている、ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤ自動巻き取り装置。
3. 前記回転円盤は、前記巻き取りスプールに対して前進移動および後退移動が可能であることを特徴とする請求項２に記載のワイヤ自動巻き取り装置。
4. 前記移動クランプ機構が、前記巻き出しスプールと前記固定クランプ機構との間の前記ワイヤを把持し、前記固定クランプ機構が該ワイヤを離した後、該ワイヤを把持したまま、該把持したワイヤが前記巻き出しスプールとの間で、前記巻き取りスプールのフランジに近接して通るように設計された位置まで移動し、前記ツール機構が移動し、前記テープ仮圧着部が、前記接着テープにより前記巻き取りスプールのフランジに前記ワイヤを仮付けし、前記回転円盤が回転し、前記テープ本圧着部が前記接着テープを本圧着し、前記回転円盤がさらに回転し、前記ワイヤカット部が前記余分なワイヤを切り離す、請求項２または３に記載のワイヤ自動巻き取り装置。
5. 前記巻き取りスプールを回転させる巻き取りモータをさらに備え、前記ツール機構により前記ワイヤが前記巻き取りスプールのフランジの外側に固定され、前記余分なワイヤの切り離し後に、前記ワイヤ誘導爪が、前記固定されたワイヤを該巻き取りスプールの軸方向に押して、該フランジに加工された溝に該ワイヤを通しつつ、前記巻き取りモータにより該巻き取りスプールを所定量回転させて、該ワイヤを該フランジの外側から内側に乗り越えさせる、請求項４に記載のワイヤ自動巻き取り装置。

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