(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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