線材のボビン結束装置及びその装置を用いたボビン自動巻取装置
【課題】ボビンに巻着けた線材を、人手を用いずに全て機械的に結束可能とする装置を提供する。
【解決手段】基盤２９に、前面の周辺寄り部位に輪潜りクリップ１４を設けた結束ヘッド５を回転可能に設け、結束ヘッド５にボビン２を挟持可能に対向したボビンチャックのうち一方側のボビンチャック７ａを結束ヘッド５の回転方向とは逆方向に回転可能に設けるとともに、ボビンチャック７ａと対向して出没するボビンチャック７ｂを従動回転可能に設ける。前記輪潜りクリップ１４は、中心部の掛止部１４ａがその外側の掛止包持部１４ｂから出没して該掛止部１４ａと掛止包持部１４ｂとの間に線材Ｗを挟持及び離脱を可能とし、その掛止包持部１４ｂの外周部に線材を掛け止め可能な線材外掛内筒部１４ｃを備え、線材外掛内筒部１４ｃの外周には線材外掛内筒部１４ｃの先端まで先端部を出没可能とする線材押出外筒部１４ｄを備える。
【解決手段】基盤２９に、前面の周辺寄り部位に輪潜りクリップ１４を設けた結束ヘッド５を回転可能に設け、結束ヘッド５にボビン２を挟持可能に対向したボビンチャックのうち一方側のボビンチャック７ａを結束ヘッド５の回転方向とは逆方向に回転可能に設けるとともに、ボビンチャック７ａと対向して出没するボビンチャック７ｂを従動回転可能に設ける。前記輪潜りクリップ１４は、中心部の掛止部１４ａがその外側の掛止包持部１４ｂから出没して該掛止部１４ａと掛止包持部１４ｂとの間に線材Ｗを挟持及び離脱を可能とし、その掛止包持部１４ｂの外周部に線材を掛け止め可能な線材外掛内筒部１４ｃを備え、線材外掛内筒部１４ｃの外周には線材外掛内筒部１４ｃの先端まで先端部を出没可能とする線材押出外筒部１４ｄを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボビンに巻着けた鋼線などの線材をボビンに結束する装置と、その結束装置を用いた線材のボビンへの自動巻取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧装置やコンプレッサーなどには、細い鋼線を編み込んで強度を高めたゴムや樹脂製の耐圧チューブが高圧で流体を送り出すために使用されている。このような耐圧チューブを製造する際に使用される鋼線は、鋼線製造工場からは大型のドラムに巻かれた状態で出荷されてくるので、これを耐圧チューブ製造装置の専用ボビンに巻替えして使用されている。この巻替え作業はボビン巻取装置で機械的に行われることとなる。
【０００３】
通常、鋼線製造工場から搬送されてきた鋼線を巻いたドラムを、ボビンに巻着ける鋼線の必要本数分の個数を一緒に一旦サプライリールスタンドに装着し、各個のドラムから引き出された鋼線は一束にされてボビン巻取装置へと供給され、そのボビン巻取装置によって鋼線に束はボビンごとに所定の長さに巻取られて、巻替え作業が終了する。
このような鋼線の巻取装置として、従来、複数のボビンを同時にターンテーブルへ順送りして効率良く巻取ることが可能となるターンテーブル方式の鋼線巻取装置が使用されている。
しかしながらターンテーブル方式の装置では、空ボビンを装置へ供給することや鋼線をボビンへ巻取ることは機械的に行うことはできたが、線材は伸びた端部が柔軟に変形して大きく暴れるため、ボビンに対する最初の固定や最後の結束は機械によって自動的に行うことができず、このため、ボビンへの巻取作業の全てを機械だけて行うことができる装置（ボビン巻取作業の全自動装置）の提供が極めて困難であった。
【０００４】
一方、下記特許文献１には、ターンテーブル上で「巻き取り枠」に線材をセットして、その「巻き取り枠」に線材を巻取ることが人手を介さずに全自動化が可能となる「線材の巻き取り装置」が提案されている。
しかしながらこの装置では、特殊な「巻き取り枠」を使用することで線材巻取りの無停止連続運転（全自動）を可能としたものなので、この「巻き取り枠」を前記「専用ボビン」に代替して全自動化しようとしても、その「巻き取り枠」とそのボビンとは構造が全く異なるため、「ボビン」に対しては巻き終えた鋼線の結束を行うことはできないため装置全体の全自動化はできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２２３７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ボビンへの線材巻取作業における完全自動化した装置の実現は生産効率を格段に向上させ大幅なコストダウンが可能となるが、ボビン一個毎に頻繁に行われる結束などの巻取作業について、従来の装置では上述の如く手作業を完全になくすことができなかった。
このため、これまでボビンへの線材の巻取作業の全自動化を実現可能に導くボビンの自動結束装置の実現が強く希求されていた。
【０００７】
そこで本発明は、各個のボビンに巻着けた鋼線などの線材の終端部分を、手作業を伴うことなく全て機械的に強く結束可能となる線材の結束装置を提供し、併せて、その結束装置を用いることで手作業を伴うことなくボビンに供給された線材の巻取りから結束までの作業を自動的に連続して行うことを可能とする線材のボビン自動巻取装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の線材のボビン結束装置は、平面状の直立した基盤の表面側に、該表面に回転中心方向を直交させた円盤状の結束ヘッドを、該基盤の裏面側に設けたモータにより回転可能に設けるとともに、該結束ヘッドの中央表側に、ボビンを挟持可能に対向した両側のボビンチャックのうち一方側のボビンチャックを、前記基盤の裏面側に設けたモータにより前記結束ヘッドの回転中心と共通の中心で該結束ヘッドの回転方向とは逆方向に回転可能に設ける。
前記基盤の前にチャック基台を設けて該チャック基台の上部に、前記結束ヘッドのボビンチャックと対向する他方側のボビンチャックを、前記結束ヘッドのボビンチャックに向けて後部に設けたチャックシリンダの操作で出没してボビンを挟持するとともに該挟持されたボビンの回転に従動回転可能に設ける。
前記基盤に、前記ボビンチャックに挟持したボビン近傍のボビンへ供給される線材側に、該線材をボビンの手前に案内する線材ガイド片と、離れた位置から前記ボビンと前記線材ガイド片との間に張架された線材に届く位置にまでシリンダにより往復可能とした線材カッターとを設ける。
そして、供給された線材を巻き終えたボビンを前記ボビンチャックで挟持して前記結束ヘッドを前記各モータで回転させつつ、前記結束ヘッドのチャック面のボビンに接触しない部位に突設した輪潜りクリップを前記チャック面の背後に設けたシリンダで出没操作して前記線材をボビン巻着け終端部分で結束し、該線材の結束部分の終端部側をカットして独立させて排出可能とした装置である。
【０００９】
前記輪潜りクリップは、中心部の掛止部がその外側の掛止包持部から背後に備えたシリンダの操作で出没して該掛止部と掛止包持部との間に該線材ガイド片で案内された前記線材を、挟持及び離脱を可能とし、その掛止包持部の外周部に背後に備えたシリンダの操作で突出したとき前記線材を掛け止め可能な長さとなる線材外掛内筒部を備えるとともに該線材外掛内筒部の外周に前記線材外掛内筒部の先端より先まで先端部が出没可能な線材押出外筒部を備えて成る。
【００１０】
そして、前記結束ヘッドを回転させて背後に備えたシリンダの操作で前記輪潜りクリップの線材外掛内筒部に輪状に掛けて引き出した線材の輪の中に前記ボビンに反対巻きとなった線材の端部側を前記掛止部に掛け止めて、前記線材外掛内筒部に掛けられた輪状部分を前記掛止部の外側へ脱落させることで前記掛止部で固定した線材の端部側を輪状部分の中に潜らせ、さらに前記結束ヘッドを回転させて前記輪状部分に潜った線材の端部側を前記掛止部で引っ張って引き絞り、該線材の両引き絞り部分を屈曲変形させて前記輪状部分から抜けないように結束可能としたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明にあっては、上記発明において、基盤の表面側の輪潜りクリップの近傍に、背後に備えたシリンダの操作で前記輪潜りクリップ先端に掛かった線材を押し外し可能に出没する線材押し外し爪を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明にあっては、上記各発明において、ボビンチャックに挟持されたボビンと線材ガイド片との間において、ステック面を少なくとも線材の上下振れ範囲に配するとするとともに、背後に備えたシリンダの操作でボビンに沿ってボビンの回転軸方向と平行に進退可能しとした線材押し遣りステックを、線材が線材外掛内筒部に掛かる位置と輪潜りクリップの掛止部に掛かる位置に、押し遣やり可能に設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明にあっては、上記請求項１から３のうちいずれかに記載のボビン巻着線材の結束装置を用いた線材のボビン自動巻取装置である。
前記結束装置と共通の基盤の表面側において、巻付け前の空ボビンの供給側には、該基盤の表面に回転中心方向を直交させた円盤状の巻取ヘッドを、該基盤の裏面側に設けたモータにより回転可能に設けるとともに、該巻取ヘッドの中央表側に、ボビンを挟持可能に対向した両側のボビンチャックのうち一方側のボビンチャックを前記巻取ヘッドの回転軸心と共通の軸心で設ける。
前記基盤の前にチャック基台を設けて該チャック基台の上部に、前記巻取ヘッドのボビンチャックと対向する他方側のボビンチャックを、前記巻取ヘッドのボビンチャックに向けて後部に設けたチャックシリンダの操作で出没してボビンを挟持するとともに該挟持されたボビンの回転に従動回転可能に設ける。
前記巻取ヘッドのチャック面のボビンに接触しない部位に、線材の中間を掛け止める掛止部が先端部に備わり、前記巻取ヘッドのチャック面の背後に設けた押出し部を前記基盤の背後に備えたシリンダの操作で往復させることで該掛止部を出没操作して線材を挟持可能とした材線掛止クリップを設ける。
【００１４】
前記巻取ヘッドの位置よりも前記基盤の線材供給側に、前記巻取ヘッドのボビンチャックに挟持されたボビンの軸部方向に線材を導いて往復させつつ回転したボビンに線材を整列状態に巻取可能とするトラバース台に装着されたガイドビークを配設する。
【００１５】
そして、線材巻取後のボビンの排出側には、前記請求項１から３のうちいずれかに記載のボビン巻着線材の結束装置を配設する。
前記チャック基台の下方に設けたリフト基台の上に、ボビン転送台を介して、下部に設けたボビンリフトシリンダの操作で上下方向に往復可能なボビンリフトを備えるとともに、前記ボビン転送台は前記基盤の表面側と平行で水平な方向に往復操作可能なリフト往復シリンダのシャフトによって前記巻取ヘッドと結束ヘッドとの間をボビンリフトが往復可能とする。
【００１６】
そして、ボビンリフトで前記巻取ヘッドと結束ヘッドに供給されたボビンに、ガイドビークから供給された線材を巻き取って結束し、そのボビンを供給側の線材から切り離して排出可能としたことを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明にあっては、上記発明において、押し出し板が、巻取ヘッドを中心に、掛止クリップの押出し部に当たる範囲で、最上部から線材の結束装置側まで９０度の範囲で細長い円弧状に形成し、前記掛止クリップを巻取ヘッドの上部から結束装置側までの位置において、該押し出し板によって前記掛止クリップの押出し部の押し出し操作を可能としたことを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明にあっては、上記発明において、ボビン転送台に設けたボビンリフトを２台とし、該２台のボビンリフトが巻取ヘッドと結束ヘッドとの位置に対応した間隔で設けられ、前記結束ヘッド側のボビンリフトが前記巻取ヘッドの直下と前記結束ヘッドの直下との間を往復可能としたことを特徴とする。
【００１９】
請求項７に記載の発明にあっては、上各発明において、結束ヘッドのボビンチャックに挟持されたボビンの直下から排出方向へと下り勾配に形成された排出ガイド板を、移動するボビンリフトに接触しない位置にまで移動可能に設け、前記結束ヘッドのボビンチャックから外された結束及び切り離し後のボビンを下から受けて排出可能としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の線材のボビン結束装置は、輪潜りクリップを備えた結束ヘッドの回転と、該結束ヘッドに設けたボビンチャックの回転とを逆向きに操作し、且つ結束ヘッドに設けた輪潜りクリップの出没操作によって、ボビンに巻着けられた線材の終端部分を一切人手を使用せずに全て機械的な操作で結束することが可能となる。
【００２１】
請求項２に記載の発明にあっては、線材押し外し爪で線材を輪潜りクリップの掛止部から確実に脱落できるので、絡まって輪潜りクリップから外れなくなる事故が防止でき、線材の切断終端部分の周囲への絡まり事故による装置の稼動停止を解消することが可能となる。
【００２２】
請求項３に記載の発明にあっては、線材ガイド片が線材を押し遣りステックで押し遣ることで、輪潜りクリップの線材外掛内筒部及びの掛止部へ線材を正確に案内することが可能となる。
【００２３】
請求項４に記載の上記結束装置を用いた線材のボビン自動巻取装置は、上記結束装置を用いることで、巻取ヘッドで多数のボビンを連続して自動的に巻取るとともに線材を巻取ったボビンを次ぎの結束ヘッドで結束することが一切人手を使用せずに全て機械的な操作で連続して自動的に行うことが可能となり、結束後のボビンを各個ごとに独立させて外部に排出可能となった。
このことで、ボビンへの線材の巻取作業における完全自動化した装置の実施が可能となり、従来の結束などの手作業を必要とする装置に比較して、生産効率を格段に向上させ大幅なコストダウンを可能となる
人手を要せずにボビンへの線材の巻取作業が可能となることは、工場の無人化及び昼夜の無停止連続稼動など、齎される効果はこれまでなく極めて大きいものがある。
【００２４】
請求項５に記載の発明にあっては、前記巻取ヘッドを中心に該９０度の範囲で細長い円弧状とした押し出し板によって、前記掛止クリップが結束装置側においても、押し出し板で前記掛止クリップの押出し部を押すことが可能となるので、線材の結束装置での該線材カッターによる線材の切断前に該掛止クリップの該掛止部に線材を固定することが可能となる。このため毎回あらためてロボットアームなどのよる線材の掛止部への掛止め作業が不要となり、その分線材のボビンへの巻き着き作業を円滑且つ連続して自動的に行うことが可能となる。
【００２５】
請求項６に記載の発明にあっては、ボビン２個を巻取ヘッドと結束ヘッドとに同時に平行してセットできるのでボビン巻取作業の効率を高めることが可能となる。
【００２６】
請求項７に記載の発明にあっては、ボビン巻取作業終了後の出荷のための配送工程など、次ぎの工程に速やかに移行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】サプライリールスタンドと本発明のボビン自動巻取装置を示す正面図である。
【図２】本発明のボビン自動巻取装置を示す正面図である。
【図３】本発明のボビン自動巻取装置を示す側面図である。
【図４】ボビン自動巻取装置を示す斜視図である。
【図５】本発明の線材のボビン結束装置を示す斜視図である。
【図６】巻取ヘッド周辺部分の要部を示す横断平面図である。
【図７】結束ヘッド周辺部分を示す縦断側面図である。
【図８】線材のボビン結束装置による結束工程の、線材を巻取ったボビンをボビンチャックに挟持した状態を示す（イ）が平面図、（ロ）が正面図である。
【図９】輪潜りクリップの線材外掛内筒部を突出させた状態を示す（イ）が平面図、（ロ）が正面図である。
【図１０】線材押し遣りステックで線材を線材外掛内筒部に掛かる位置に移動させ、線材を線材外掛内筒部に掛けた状態を示す（イ）が平面図、（ロ）が正面図である。
【図１１】線材外掛内筒部に掛かった線材を引き下げた状態を示す（イ）が平面図、（ロ）が正面図である。
【図１２】線材外掛内筒部に掛かった線材を引き回した状態を示す（イ）が平面図、（ロ）が正面図である。
【図１３】線材外掛内筒部に掛かった線材をボビンに一周させて、掛止部を線材の引き出し側に掛けた状態を示す（イ）が平面図、（ロ）が正面図である。
【図１４】掛止部に線材を掛止させて線材外掛内筒部に掛かってできた輪の中に掛止部に止めた線材を潜らせる直前の状態を示す（イ）が平面図、（ロ）が正面図である。
【図１５】線材が切断されて、線材外掛内筒部に掛かってできた輪を潜り抜けた線材で輪が絞られている状態を示す（イ）が平面図、（ロ）が正面図である。
【図１６】輪潜りクリップを回転させて線材を引き絞っている状態を示す（イ）が平面図、（ロ）が正面図である。
【図１７】引き絞られた線材が結束された状態を示す（イ）が平面図、（ロ）が正面図である。
【図１８】線材が結束された線材から掛止部が外された状態を示す（イ）が平面図、（ロ）が正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の線材のボビン結束装置及びそのボビン結束装置を用いたボビン自動巻取装置を実施するための形態を図面に基づいて以下説明する。
【００２９】
本発明の用途は、線材をボビンへ巻取るために使用されるものであるが、線材をボビンへ巻取ることは、例えば、線材が鋼線に場合では、高圧の水、油及び空気などの流体を加圧装置などへ送り出すために使用される細い鋼線を編みこんだ耐圧チューブなどを製造装置する際に、その製造装置で使用される専用ボビンに、鋼線製造工場から出荷された大型のドラムやリールなどに巻かれた鋼線を巻取って、その製造装置に鋼線は使用できるようにするために行われる。
【００３０】
本発明はこのように鋼線などの金属製の線材をボビンへ自動的に巻取るために使用される装置であり、その装置を線材として鋼線を用いた場合を例に以下詳述する。
【００３１】
本発明の装置へ供給される鋼製に線材Ｗは、図１に示すように、リールＲに巻かれ、編む本数に応じて複数のリールＲが同時にサプライリールスタンドＳに装填されて、これらのリールから各線材が１つの束となって隣接した基盤２９の表面側に設けた上下２個の大径の検尺ロール１、１及び小径の調整ロール２０を介して本発明のボビン自動巻取装置に装着されるボビンへと安定的に導かれ供給される。
【００３２】
本発明のボビン自動巻取装置は、図２及び４に示すように、平面状の直立した基盤２９の表面側に、巻付け前の空ボビン２及び前記線材Ｗの供給側（図４の右側）には、回転中心方向を直交させた円盤状の巻取ヘッド４を装着し、該基盤２９の裏面側には、前記巻取ヘッドを回転させる巻取ヘッド用モータＭ１を設けるとともに、該巻取ヘッド４の中央表側に、ボビン２を挟持可能に対向する両側のボビンチャック６のうち一方側のボビンチャック６ａをその回転軸心が前記巻取ヘッド４の回転軸心と共通となるように設ける。
【００３３】
そして、前記基盤２９の表面から前記巻取ヘッド４にボビン２の長さを加えた距離程度の間隔を置き且つ前記巻取ヘッド４の下部までの高さと略同高の位置にで、且つ前記基盤２９の表面から前記巻取ヘッド４にボビン２の長さを加えた距離程度の間隔を置き且つ前記巻取ヘッド４の下部までの高さと略同高の位置にチャック基台１０を設け、そのチャック基台１０の上部に、前記巻取ヘッド４のボビンチャック６ａと対向する他方側のボビンチャック６ｂを、前記巻取ヘッド４のボビンチャック６ａに向けて後部に設けたチャック用シリンダ２６の操作で出没してボビン２を挟持するとともに該挟持されたボビン２の回転に従動回転可能に設ける。
【００３４】
また、前記巻取ヘッド４よりも線材Ｗに供給側には、図４及び図６に示すように、前記巻取ヘッド４のボビンチャック６に把持されたボビン２の軸部２ａに臨ませてガイドビーク３が設けられる。
このガイドビーク３は、図４に示すように、基盤２９表面側の巻取ヘッド４の位置よりも線材Ｗ供給側の位置に突設したトラバース台２５にボールスクリュー２４でボビンの軸心に方向と平行に移動可能なトラバース２３上に巻取ヘッド４のボビンチャック６に向けて設けられる。
前記ボールスクリュー２４は基盤裏側に装着したトラバース用モータＭ４で回転可能とする。
そして、前記トラバース用モータＭ４の制御で前記トラバース２３を左右に往復させつつ前記ボビン２を基盤裏側に設けた前記巻取ヘッド用モータＭ１の稼動で巻取ヘッド４を回転させると、ボビン２に止めた線材Ｗが整列状態に巻き取られる。
この巻取ヘッド用モータＭ１及びトラバース用モータＭ４の操作は、別の制御盤（図省略）に設けた電子回路の制御で巻取ヘッド４を回転とトラバース２３往復のタイミングが設定され実行される。
【００３５】
そして、図４及び図６に示すように、前記巻取ヘッド４前面のチャック面には、前記ボビンチャック６ａで挟持したボビンに接触しない部位に、線材Ｗの中間を掛け止める掛止部１３ａが先端部に備わり、該巻取ヘッド４の該チャック面の背後に設けた押出し部１３ｂを往復させることで該掛止部１３ａの出没を操作して線材Ｗを該掛止部１３ａに把持可能とする掛止クリップ１３を突設する。
【００３６】
そして、前記掛止クリップ１３は、図６に示すように、筒部１３ｃの内部に押出し部１３ｂがスライド往復可能に装着され、該押出し部１３ｂの先端の線材Ｗを掛ける鉤溝を備えた掛止部１３ａが筒部１３ｃの先端から出没可能とする。そして、該押出し部１３ｂと筒部１３ｃとの間にコイルバネ１３ｄが介在させて、前記掛止部１３ａを筒部１３ｃの先端から没状態となるように該コイルバネ１３ｄで附勢する。
【００３７】
前記押出し部１３ｂの往復は、図４及び図６に示すように、前記基盤２９の背面に設けたクリップ押し遣り用シリンダ４１の前記基盤２９を貫通した押し出しシャフト４２を出没操作し、前記基盤２９の前面側に突出した該押し出しシャフト４２の先端部に固定した押し出し板４０を往復させて、該押し出し板４０が前記掛止クリップ１３の押出し部１３ｂを押すことで、該掛止クリップ１３の該掛止部１３ａを押し出せるようにする。
即ち、前記掛止クリップ１３は、前記押し出し板４０のクリップ押し遣り用シリンダ４１による前進で押出し部１３ｂが押されると、筒部１３ｃの内部から該押出し部１３ｂの先端の掛止部１３ａが突出し、このとき線材Ｗが鉤溝に掛けると、前記押し出し板４０のクリップ押し遣り用シリンダ４１による後退で前記押出し部１３ｂが前記コイルバネ１３ｄの附勢で後退し、前記筒部１３ｃの中に前記掛止部１３ａが没することで該該掛止クリップ１３の先端部に線材Ｗを掛止可能となる。
前記掛止クリップ１３は、前記コイルバネ１３ｄで附勢された前記掛止部１３ａが筒部１３ｃの先端から没状態となったときに、その先端が前記ボビンチャック６で挟持したボビン２のフランジ部２ｂより低くなるようにし、ボビン２へ線材Ｗを巻着けるときに線材Ｗに接触しないようにする。フランジ部２ｂより高くなっていると前記掛止クリップ１３とボビン２とに線材が巻着いてしまい、ボビン２への正常な線材の巻着けができなくなるからである。
【００３８】
また、図４では、押し出し板４０が、巻取ヘッド４を中心に該９０度の範囲で細長い円弧状とした押し出し板４０を記載してあるが、これは前記掛止クリップ１３が結束装置側においても、押し出し板４０で前記掛止クリップ１３の押出し部１３ｂを押すことを可能とするもので、次ぎに説明する線材の結束装置での該線材カッター１５による線材Ｗの切断前に該掛止クリップ１３の該掛止部１３ａに線材Ｗを固定するためのものである。
線材の結束装置の前記結束ヘッド５に装填されたボビン２から線材Ｗがガイドビーク３にまで繋がった状態で、該掛止クリップ１３の該掛止部１３ａをその線材Ｗに当てることができ、線材Ｗを該掛止部１３ａに当てた状態が得られれば、押し出し板４０の操作で該掛止クリップ１３の該掛止部１３ａに固定するこが可能となるので、毎回あらためてロボットアームなどのよる線材Ｗを線材掛止クリップ１３の掛止部１３ａに掛ける作業が不要となり、その分線材のボビンへの巻着け作業を円滑且つ連続して行うことが可能となる。
【００３９】
また、前記基盤２９の表面側に、線材Ｗの供給側から見て該巻取ヘッド４よりも遠方の排出側には、巻取後のボビン２にその線材の巻取り終端部が解けたり、巻付けが弛んだりないように線材の巻取り終端部を巻いた線材をその上から締め付けて固定（これを結束と呼ぶ）するための結束装置を配設する。
【００４０】
この線材の結束装置の発明について次に詳しく説明する。
該結束装置は、図４に示すように、前記基盤２９の表面に回転中心方向を直交させた円盤状の結束ヘッド５を装着し、図３に示すように、前記基盤２９の裏面側には、前記結束ヘッド５を巻着け方向に回転させる結束ヘッド用モータＭ２を設け、また該結束ヘッド５の中央表側に、ボビン２を挟持可能に対向する両側のボビンチャック７のうち一方側のボビンチャック７ａを、前記結束ヘッド５の回転軸心と共通の軸心にするとともに、該ボビンチャック７ａを前記基盤２９の裏面側に設けたボビンチャック用モータＭ３により前記結束ヘッド５の回転方向とは逆方向に回転可能に設ける。
【００４１】
そして、図４に示すように、前記基盤２９の表面から前記巻取ヘッド４にボビン２の長さを加えた距離程度の間隔を置き、且つ前記結束ヘッド５の下部までの高さと略同高の位置に、チャック基台１０（前記巻取ヘッド４のボビンチャック６ａに対向するボビンチャック６ｂを設置した基台と共通のチャック基台１０とする）を設け、そのチャック基台１０の上部に、前記結束ヘッド５のボビンチャック７ａと対向する他方側のボビンチャック７ｂを、前記結束ヘッド５のボビンチャック７ａに向けて、後部に設けたチャックシリンダ２７の操作で出没して巻着け後のボビン２を挟持するとともに該挟持されたボビン２の回転に従動回転可能に設ける。
【００４２】
また、前記基盤２９に、図５に示すように、前記ボビンチャック７で挟持したボビン２の近傍に、ボビンに供給されて巻着けられ、繋がったままとなっている巻着け前の線材Ｗをボビン２に対して所定の位置にまで案内する線材ガイド片２２を設ける。該ガイド片２２は、図５に示すように、上部面が窪んだＵ字状の溝を、該溝方向を、線材Ｗをボビン２の軸方向と略直交する方向に向けた円弧状に形成し、その溝内に線材Ｗを載せて、線材Ｗをボビン２の軸に対して中間のやや前記結束ヘッド５寄りに位置決め可能に設ける。
【００４３】
そして、前記線材ガイド片２２の近傍に、図５に示すように、前記ボビンチャック７で挟持したボビン２から前記線材ガイド片２２にまで架橋された線材Ｗの中間で該線材Ｗを切断可能とするために、その線材Ｗの中間部位から離れた位置から届く位置まで刃先を往復可能とする線材カッター１５を設ける。
この線材カッター１５は、前記基盤２９に設けた線材カッター往復機構で前記架橋された線材Ｗの中間部位に対して、線材カッター往復機構の刃先固定部２８ｃに固定した線材カッター１５の刃先をその線材Ｗの中間部位から離れた位置から届く位置まで、線材カッター往復機構の往復用シリンダ２８ｂで上下に往復可能とする。
そして、該線材カッター１５の刃先は、図５に示すように、ハ字型に板に開いた両刃を開閉させて、両刃間に挟んだ線材を切断可能とする。
その両刃の開閉は、両刃の開閉に連動可能に装着した線材カッター開閉シリンダ３４の操作によって実行可能とする。
【００４４】
そして、図５及び図７に示すように、前記結束取ヘッド５前面のチャック面には、前記ボビンチャック７ａで挟持したボビン２に接触しない周辺寄りの部位に、前記結束ヘッド５の背後に設けた輪潜りクリップ出没用シリンダ３１の操作によって中心部の掛止部１４ａがボビン２の軸部と平行な方向に出没可能となる輪潜りクリップ１４を設ける。
前記輪潜りクリップ１４は、図７に示すように、筒状の線材押出外筒部１４ｄの内部にその先端から線材外掛内筒１４ｃがスライドして出没可能に装着し、さらにその内部に掛止部１４ａは前記線材外掛内筒１４ｃの先端から出没可能となるように設ける。
さらに、前記線材外掛内筒１４ｃの先端には、線材Ｗを掛けられるように細い軸部の先端を該細い軸部よりも大径の円板状の抑え板を形成した掛止部１４ａを設けて、前記線材外掛内筒１４ｃの先端の掛止包持部１４ｂと前記掛止部１４ａの抑え板とで両側から細い軸部に掛けた線材Ｗを輪潜りクリップ出没用シリンダ３１の出没操作によって前記掛止部１４ａの抑え板を、引いて挟み付けて線材Ｗを掛止し、押して前記掛止包持部１４ｂから細い軸部を露出させて線材Ｗを軸部に掛けられるようにする。
【００４５】
前記線材外掛内筒部１４ｃは前記輪潜りクリップ出没用シリンダ３１を出操作したとき、その外周に線材Ｗを掛けるものなので前記線材外掛内筒１４ｃの先端から余裕をもった長さに突出できるようにする。この長さは輪状に掛かった線材Ｗが簡単に抜け落ちることがないように十分な長さとするものである。
また、前記輪潜りクリップ１４は、前記輪潜りクリップ出没用シリンダ３１を没操作したときに、前記掛止部１３ａの抑え板の先端が前記ボビンチャック７で挟持したボビン２のフランジ部２ｂより低くし、ボビン２へ線材Ｗを巻き着けるときに線材Ｗに接触しないようにする。これは、前記輪潜りクリップ１４がフランジ部２ｂより高くなっていると前記輪潜りクリップ１４とボビン２とに線材が巻着いてしまい、正常な結束ができなくなる虞があるからである。
【００４６】
そして、本結束装置では、線材を巻着けたボビン２の線材を結束する際に、前記輪潜りクリップ１４の線材外掛内筒部１４ｂに輪状に掛けて引き出した線材の輪の中に前記ボビン２に反対巻きとなった線材Ｗの端部側を前記掛止部１４ａに掛け止め、前記線材外掛内筒部１４ｃに掛けられた輪状部分を前記掛止部１４ａの外側へ脱落させることで前記掛止部１４ａに固定した線材Ｗ側を輪状部分に潜った状態とし、さらに前記掛止部１４ａの固定した線材Ｗの端部側を引くことで、前記輪の部分を引き絞って、線材に前記輪に掛かった部分を境に鋭角な引き絞りによる塑性変形を起こさせ、塑性変形部分が引っ掛かりとなって輪の中に線材が引き込まれないようにすることで、強い結束が可能となる。
【００４７】
また、図５に示すように、前記ボビンチャック７で挟持したボビン２と前記線材ガイド片２２との間に掛かる線材Ｗに向けて出没する線材押し遣りステック３２を、前記基盤２９の表面に固定した線材押し遣り用シリンダ３３の出没軸に固定する。
また前記線材Ｗを挟んで前記線材押し遣りステック３２に対向する線材押し遣りステック４３を、前記チャック基台１０上に設けた線材押し遣り用シリンダ４４の出没軸に固定する。
この線材押し遣りステック３２、４３は、線材Ｗを両側から挟んで、前記線材押し遣り用シリンダ３３、４４の制御で前記ボビン２と前記線材ガイド片２２との間に掛かる線材Ｗを前記ボビン２の軸部２ａと平行方向に移動させるものである。
そして、この線材Ｗの移動によって前記輪潜りクリップ１４に対する線材Ｗの当たり位置を変え、前記輪潜りクリップ１４の線材外掛内筒部１４ｂに線材を掛けたり外したりすることや、前記輪潜りクリップ１４の掛止部１４ａに掛けることが確実に行えるようになる。
【００４８】
この線材押し遣りステック３２、４３は前記輪潜りクリップ１４の所定位置に、線材Ｗを両側から挟んで確実に行うことができるが、前記ボビンチャック７で挟持したボビン２に対する前記線材ガイド片２２の位置によっては、一方側のみに線材Ｗが当たることになり、このため線材押し遣りステック３２、４３は線材Ｗが当たる方の一方だけに設けたものであっても良い。
なお、前記輪潜りクリップ１４の操作が、前記ボビンチャック７で挟持したボビン２と前記線材ガイド片２２との間に掛かる線材Ｗに対してより自由な位置への移動を可能とする構造である場合には、線材Ｗの位置を移動させる必要がなくなるので、省略することができる。
【００４９】
また、図５に示すように、前記輪潜りクリップ１４の先端に掛かった線材Ｗを押し外し可能とするように、前記輪潜りクリップ１４の先端部分を挟むようにして切断側よりも巻き着け側を長く形成した二股の線材押し外し爪４５を、その上部に基盤２９に固定して設けた線材押し外し爪操作用シリンダ４６の操作で前記輪潜りクリップ１４の先端部分に対して出没可能に設ける。
その線材押し外し位置は、前記輪潜りクリップ１４の停止位置を決めて、その位置で行えるようにする。例えば、線材押し外し爪４５を上下に操作する場合は、前記結束取ヘッド５の最上部に達した位置から９０度の位置に決めておけば、真上から線材押し外し爪４５を下ろしたときに線材に当たるので好ましい。
しかし、線材押し外し爪４５を上下に操作する場合には、例えば前記結束取ヘッド５の最上部に達した位置に決めた場合、真上から下ろした線材押し外し爪４５が当たらない場合があるので好ましくない。
この線材押し外し爪４５によって、切断した線材Ｗの不規則に変形した切断端部側が前記輪潜りクリップ１４や周囲の備品などに絡まって、稼動停止するなど、その後の工程に支障を来たすのが防止可能となる。
【００５０】
本結束装置では、上記構成とすることで、線材Ｗを巻き終えたボビン２を前記ボビンチャック７で挟持して、前記結束ヘッド５と、前記ボビンチャック７と、前記輪潜りクリップ１４と、前記線材押し遣りステック３２、４３と、前記線材カッター１５との各部の操作によって前記ボビン巻き着け終端部分で線材Ｗを機械的に結束することが可能となり、また前記線材押し外し爪４５の操作で操業停止することなく連続した結束作業が確実に進行可能となる。
【００５１】
次に上記結束装置を備えたボビン自動巻取装置におけるボビン２の移動及び前記両ボビンチャック６、７への装填を可能とするためのリフトについて説明する。
リフトは、図１、図３及び図７に示すように、前記チャック基台１０の下方にリフト基台１１を設けて、そのリフト基台１１の上に移動可能に設ける。
そのため、下部のボビンリフトシリンダ１８の操作で上下方向に往復可能としたボビンリフト９を固定したボビン転送台１２を設け、該ボビン転送台１２はレールなどを設けて水平にスライドさせて前記ボビンリフト９を前記巻取ヘッド４と結束ヘッド５との間を往復可能とする。
このボビン転送台１２の往復操作は、図２に示すように、往復方向に設けたシリンダリフト往復シャフト２１ａをリフト往復用シリンダ２１で操作して往復させる態様が可能である。
このボビンリフト９によって、空のボビン２を前記巻取ヘッド４に供給可能とし、且つ供給された線材Ｗが巻取られた後ボビンを前記結束取ヘッド５に供給可能とする。
そして結束されたボビン２は、該線材Ｗの結束部分の終端部側がカットされて線材を巻取ったボビン２は完全に切り離されて装置外部に排出可能となる。
【００５２】
前記ボビンリフト９は、１台を往復操作する態様と複数台を往復操作する態様が可能であるが、例えば、図１では、前記ボビン転送台１２に設けたボビンリフト８、９を２台とした例を示している。
この例では、２台のボビンリフト８、９が前記巻取ヘッド４と前記結束ヘッド５の位置に対応した間隔で設け、また前記結束ヘッド５側のボビンリフト９が前記巻取ヘッド４の直下と前記結束ヘッド５の直下との間を往復可能となるように設ける。
前記巻取ヘッド４側のボビンリフト８は、ボビンリフトシャフト１７を介して下部に設けたボビンリフトシリンダ１６の操作によって上下往復可能とし、同様に前記結束ヘッド５側のボビンリフト９もボビンリフトシャフト１９を介してその下部に設けたボビンリフトシリンダ１８の操作によって上下往復可能とする。
この２連のボビンリフト８、９では、一度の前記ボビン転送台１２の操作で、同時に空のボビン２の巻取ヘッド４への供給と線材Ｗを巻取ったボビン２の結束ヘッド５への供給とが行えるので効率的となる。
【００５３】
上記ボビンリフト８、９でボビン２を前記ボビンチャック６、７へ装填可能となるが、前記巻取ヘッド４に装填するために空のボビン２を前記ボビンリフト８へ供給するのは、多数の空のボビン２を収納したストック部から、供給路を介してボビン各個を、下げた状態のボビンリフト８の上に導くことで可能となるが、他にもロボットアームでボビン各個を把持してボビンリフト８の上に装填することで可能となる。
【００５４】
また、前記結束ヘッド５のボビンチャック７から外された結束後の線材Ｗを巻取ったボビン２の外部への排出については、図１及び図２に示すように、先端部から基端部へと下り勾配が形成され、該先端部が結束ヘッド５のボビンチャック７の直下方まで移動可能としたボビン排出ガイド板３７を設ければ、前記結束ヘッド５のボビンチャック７から外された結束後の線材Ｗを巻取ったボビン２を、その下で受けとめて外部のボビン受台３９の上に落下させて外部への排出が可能となる。
この図１及び図２では、ボビン排出ガイド板昇降用シリンダ３８で、ボビン排出ガイド板昇降用シリンダのシャフト３８ａを押し引き操作してボビン排出ガイド板３７を上下に擺動させ、ボビンチャック７の直下方に先端部を競り上げることでその先端部からの下り勾配を形成する態様を示している。
この他に、結束後の線材Ｗを巻取ったボビン２を排出するために、傾斜させたボビン排出ガイド板を図１の左側から水平にスライドさせて高い方の先端部をボビンチャック７の直下方にセットする態様も可能である。
【００５５】
なお、図は省略したが、使用される各モータの操作と、各エアーによるシリンダの操作は、関連各部の作動の操作手順に従ってコンピュータや電子回路のプログラム制御により電気配線やエアー圧送パイプを介して自動的に行うものである。
【００５６】
次に上記ボビン自動巻取装置の巻取り作業における作動順を下記（１）〜（６）で説明する。
（１）先ず、図１に示すように、サプライリールスタンドＳに装填されたリールＲに巻かれた線材Ｗは、検尺ロール１を通して調整ロール２０に導いて供給され、さらにその線材Ｗは前記巻取ヘッド４のボビンチャック６に挟持されたボビン２のボビン軸２ａに向けたガイドビーク３へと導かれる。
そして、空ボビン２はボビン転送台１２上のボビンリフト８に載せられ、前記巻取ヘッド４の下からボビンリフトシリンダ１６操作で前記ボビンチャック６ａ、６ｂ間に移動させ、そのボビン２がチャック用シリンダ２６の操作で、前記ボビンチャック６ａ、６ｂに挟持され前記巻取ヘッド４への装填が終了する。
そして、ボビンリフト８はボビンリフトシリンダ１６の操作で下降される。
これらの一連の作動は、ボビン８が前記巻取ヘッド４から前記結束ヘッド５へ移動する毎に行われる。
そして、前記ガイドビーク３まで導かれている線材Ｗの先端部を、前記クリップ押し遣り用シリンダ４１を操作して押し出し板４０を突出させ、前記掛止クリップ１３の押出し部１３ｂを押して先端の掛止部１３ａを突出させて、その掛止部１３ａに線材Ｗを掛ける。
そして前記クリップ押し遣り用シリンダ４１を操作して押し出し板４０を後退させ、線材掛止クリップ１３の掛止部１３ａに線材Ｗの先端部を挟んで固定する。
この最初の前記線材掛止クリップ１３の掛止部１３ａに線材Ｗを掛ける作業はロボットアームで行う。ただし、ロボットアームを設置していない場合にはこの最初の一回だけは人が行うこととなる。
【００５７】
（２）次に、前記巻取ヘッド４のボビンチャック６に把持したボビン２を、巻取ヘッド用モータＭ１による前記巻取ヘッド４の回転で数回だけ回転させ、ボビン２の軸部２ａに線材Ｗを巻き着け上側で下側部分を押さえることで固定する。
このボビン２への線材Ｗの固定で線材Ｗがボビン２から外れないようになるので、前記クリップ押し遣り用シリンダ４１を操作して押し出し板４０を突出させ、前記掛止クリップ１３の押出し部１３ｂを押して先端の掛止部１３ａを突出させて、線材掛止クリップ１３の掛止部１３ａに固定されていた線材Ｗを外し、そして前記クリップ押し遣り用シリンダ４１を操作して押し出し板４０を後退させ、前記コイルバネ１３ｄの附勢で線材掛止クリップ１３の掛止部１３ａを筒部１３ｃの先端から没状態にする。
【００５８】
（３）次に、前記巻取ヘッド用モータＭ１による前記巻取ヘッド４の回転で、前記巻取ヘッド４のボビンチャック６に把持したボビン２を回転させ、該ボビン軸２ａに向けたガイドビーク３での軸方向の往復操作しつつ鋼線Ｗをボビン２に均一な層で、ボビン２に所定の長さに巻き着ける。
【００５９】
（４）次に、ボビン転送台１２上のボビンリフト９を、ボビンリフトシリンダ１８の操作及びシリンダリフト往復シャフト２１ａの操作で、前記巻取ヘッド４の下から線材Ｗが巻き終わったボビン２の直下に移動させて、前記ボビンチャック６ａ、６ｂをチャック用シリンダ２６の操作で開く。すると落下したボビン２はボビンリフト９に載り移る。
その後、図２に示すように、ボビンリフトシリンダ１８の操作及びシリンダリフト往復シャフト２１ａの操作で、ボビンリフト９に載せられたボビン２は前記結束ヘッド５に移されることとなる。
このとき、線材Ｗは切断されずに引き出されたままでボビン２の前記結束ヘッド５への移動が行われる。
【００６０】
（５）そして前記結束ヘッド５のボビンチャック７ａ、７ｂで把持されボビン２は、以下に説明するボビン結束装置によって巻着いた線材Ｗはその終端部でボビン２に結束される。
【００６１】
（６）次に、線材Ｗの結束が終了した結束後の線材Ｗを巻取ったボビン２がチャックシリンダ２７の操作で前記結束ヘッド５のボビンチャック７から外される。
このとき、前記ボビン排出ガイド板３７が結束ヘッド５のボビンチャック７の直下方まで移動しておき、そのボビン排出ガイド板３７上にボビンチャック７から外されたボビン２を落下させ、そのボビン２をそこから下り勾配となっている傾斜面で受けとめて外部のボビン受台３９の上に誘導する。
【００６２】
次に、上記ボビン自動巻取装置の巻取り作業における作動順（５）に記載のボビン結束装置による結束の作動手順を下記（イ）〜（リ）で詳しく説明する。
【００６３】
（イ）前記結束ヘッド５のボビンチャック７ａ、７ｂで把持されボビン２は、図８の（イ）、（ロ）に示すように、ボビンチャック７ａのチャック回転用モータＭ２で巻着け方向、即ち図８（ロ）の反時計方向に回転させて、線材Ｗを線材ガイド片２２との間で弛みをなくして緊張状態にする。
【００６４】
（ロ）次に、前記結束ヘッド５に備えた前記輪潜りクリップ１４を、図９の（イ）、（ロ）に示すように、輪潜りクリップ出没用シリンダ３１の出没操作によって突出させる。
【００６５】
（ハ）次に、図１０の（イ）、（ロ）に示すように、線材押し遣り用シリンダ３３、４４を操作して前記線材押し遣りステック３２、４３で線材Ｗを挟み、前記輪潜りクリップ１４から突出させた前記線材外掛内筒１４ｃの掛かる位置に挟んだ線材Ｗを移動させる。
【００６６】
（二）次に、図１０の（ロ）と図１１の（ロ）に示すように、前記結束ヘッド５をボビンチャック７の回転とは逆の図１１（ロ）の時計回り回転させて、前記線材外掛内筒１４ｃに引っ掛かっている線材Ｗの中間を下に折曲げるように引き下げる。
そしてさらに、前記結束ヘッド５をそのまま１回又は数回だけ回転させて、図１２の（ロ）に示すように、前記輪潜りクリップ１４の線材外掛内筒１４ｃに掛かった線材Ｗの輪を作る。
【００６７】
（ホ）次に、図１３の（イ）、（ロ）に示すように、線材押し遣り用シリンダ３３、４４を操作して線材Ｗを挟んだ前記線材押し遣りステック３２、４３を線材Ｗが前記輪潜りクリップ１４の掛止部１４ａに掛かる位置になるように移動させて前記結束ヘッド５をそのまま回転させ、図１４の（イ）、（ロ）に示すように、線材Ｗを前記輪潜りクリップ１４から突出している掛止部１４ａに当てる。
【００６８】
（へ）次に、図１５の（イ）に示すように、輪潜りクリップ出没用シリンダ３１を操作して、前記輪潜りクリップ１４の掛止部１４ａを没状態にして、線材Ｗの掛止部１４ａに当たった部分を該掛止部１４ａと前記掛止包持部１４ｂとの間に挟んで固定する。
このとき、図１５の（イ）に示すように、線材外掛内筒１４ｃに掛かっていた線材Ｗが線材押出外筒部１４ｄの先端で押し出されて前記線材外掛内筒１４ｃから脱落し、図１５の（ロ）に示すように、脱落した線材Ｗの輪部分の中に前記掛止部１４ａに固定されている部分を輪の内側に残した状態で前記線材外掛内筒１４ｃから脱落するので、その輪の中に前記掛止部１４ａに固定されている部分の線材Ｗが潜り込んだで引っ掛かった状態となる。
この工程の途中で、前記輪潜りクリップ１４の掛止部１４ａに固定した線材Ｗを、前記線材ガイド片２２との間で、線材カッター１５の刃先を線材Ｗにまで移動して線材カッター開閉シリンダ３４の操作で線材Ｗを切断する。
【００６９】
（ト）次に、図１６の（イ）、（ロ）に示すように、前記結束ヘッド５をそのまま回転させて、線材Ｗをその回転方向に引っ張る。
すると、図１６の（ロ）輪が引き絞られて行き、図１７の（ロ）に示すように、輪は下の巻き着け線部分との隙間ができないように強く引き絞ぼられる。
【００７０】
（チ）その後、前記結束ヘッド５をそのまま回転させて、線材Ｗの輪部分の引き絞ぼりができなくなると、線材Ｗの掛止部１４ａと前記掛止包持部１４ｂとの間の挟む力に抗して線材Ｗの掛止部１４ａと前記掛止包持部１４ｂとの間から線材Ｗが摩擦を受けつつ引き出され、図１８の（イ）、（ロ）に示すように、そのまま最後に切断されていた終端部までが引抜かれて掛止部１４ａから外れる。
このとき、引き絞り部分の輪の部分と切断した線材Ｗ側の部分に引き絞りの力による捩れたような不規則な変形が発生し、切断した線材Ｗ側の塑性変形部分が引っ掛かって輪の中に引き戻されなり、このため縛ったように強く結束するとが可能となる。
【００７１】
（リ）以上で線材の結束が完了し、線材Ｗが巻かれて最後に結束された状態となって、線材Ｗが巻かれたボビン２は分離されて一個ごとに独立して外部に排出される。
【００７２】
以上の如く構成れた本発明の線材のボビン結束装置及びその装置を用いたボビン自動巻取装置によって、鋼線などの金属製の線材Ｗが、完全自動に、多くの専用ボビンに各個独立させて小分けすることが可能となり、これまで不可能とされていた工場の無人操業を実現できるようになったことはこれまでにない成果である。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明の線材のボビン結束装置及びその装置を用いたボビン自動巻取装置は、主として鋼線などの金属線材を対象としているが、線材は金属製に限定されるものではなく、金属と樹脂との混合材などその他のボビンに巻取る線材についても使用することが可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 検尺ロール
２ ボビン
２ａ ボビン軸
２ｂ ボビンフランジ
３ ガイドビーク
４ 巻取ヘッド
５ 結束ヘッド
６ ボビンチャック部
６ａ 巻取ヘッド側ボビンチャック
６ｂ 出没側ボビンチャック
７ ボビンチャック部
６ａ 結束ヘッド側ボビンチャック
６ｂ 出没側ボビンチャック
８ 先行ボビンリフト台
９ 後行ボビンリフト台
１０ チャック基台
１１ リフト基台
１２ ボビン転送台
１３ 掛止クリップ
１３ａ 掛止部
１３ｂ 押出し部
１３ｃ 筒部
１３ｄ コイルバネ
１４ 輪潜りクリップ
１４ａ 掛止部
１４ｂ 掛止包持部
１４ｃ 線材外掛内筒部
１４ｄ 線材押出外筒部
１５ 線材カッター
１６ 先行ボビンリフト昇降用シリンダ
１７ 先行ボビンリフト昇降シャフト
１８ 後行ボビンリフト昇降用シリンダ
１９ 後行ボビンリフト昇降シャフト
２０ 調整ロール
２１ リフト往復用シリンダ
２１ａ リフト往復シャフト
２２ 線材ガイド片
２３ トラバース
２４ ボールスクリュー
２５ トラバース台
２６ チャック用シリンダ
２７ チャック用シリンダ
２８ａ 線材カッター往復機構の基盤固定部
２８ｂ 線材カッター往復機構の往復用シリンダ
２８ｃ 線材カッター往復機構の刃先固定部
２９ 基盤
３０ 裏側基台
３１ 輪潜りクリップ出没用シリンダ
３２ 線材押し遣りステック
３３ 線材押し遣り用シリンダ
３４ 線材カッター開閉用シリンダ
３５ チャック回転伝達機構
３６ 結束ヘッド回転伝達機構
３７ ボビン排出ガイド板
３８ ボビン排出ガイド板昇降用シリンダ
３８ａ ボビン排出ガイド板昇降用シリンダのシャフト
３９ ボビン受台
４０ 押し出し板
４１ クリップ押し遣り用シリンダ
４２ 押し出しシャフト
４３ 線材押し遣りステック
４４ 線材押し遣り用シリンダ
４５ 線材押し外し爪
４６ 線材押し外し爪操作用シリンダ
Ｓ サプライリールスタンド
Ｓ１ リールホルダ
Ｒ リール
Ｗ 線材
Ｍ１ 巻取ヘッド用モータ
Ｍ２ チャック回転用モータ
Ｍ３ 結束ヘッド回転用モータ
Ｍ４ トラバース用モータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボビンに巻着けた鋼線などの線材をボビンに結束する装置と、その結束装置を用いた線材のボビンへの自動巻取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧装置やコンプレッサーなどには、細い鋼線を編み込んで強度を高めたゴムや樹脂製の耐圧チューブが高圧で流体を送り出すために使用されている。このような耐圧チューブを製造する際に使用される鋼線は、鋼線製造工場からは大型のドラムに巻かれた状態で出荷されてくるので、これを耐圧チューブ製造装置の専用ボビンに巻替えして使用されている。この巻替え作業はボビン巻取装置で機械的に行われることとなる。
【０００３】
通常、鋼線製造工場から搬送されてきた鋼線を巻いたドラムを、ボビンに巻着ける鋼線の必要本数分の個数を一緒に一旦サプライリールスタンドに装着し、各個のドラムから引き出された鋼線は一束にされてボビン巻取装置へと供給され、そのボビン巻取装置によって鋼線に束はボビンごとに所定の長さに巻取られて、巻替え作業が終了する。
このような鋼線の巻取装置として、従来、複数のボビンを同時にターンテーブルへ順送りして効率良く巻取ることが可能となるターンテーブル方式の鋼線巻取装置が使用されている。
しかしながらターンテーブル方式の装置では、空ボビンを装置へ供給することや鋼線をボビンへ巻取ることは機械的に行うことはできたが、線材は伸びた端部が柔軟に変形して大きく暴れるため、ボビンに対する最初の固定や最後の結束は機械によって自動的に行うことができず、このため、ボビンへの巻取作業の全てを機械だけて行うことができる装置（ボビン巻取作業の全自動装置）の提供が極めて困難であった。
【０００４】
一方、下記特許文献１には、ターンテーブル上で「巻き取り枠」に線材をセットして、その「巻き取り枠」に線材を巻取ることが人手を介さずに全自動化が可能となる「線材の巻き取り装置」が提案されている。
しかしながらこの装置では、特殊な「巻き取り枠」を使用することで線材巻取りの無停止連続運転（全自動）を可能としたものなので、この「巻き取り枠」を前記「専用ボビン」に代替して全自動化しようとしても、その「巻き取り枠」とそのボビンとは構造が全く異なるため、「ボビン」に対しては巻き終えた鋼線の結束を行うことはできないため装置全体の全自動化はできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２２３７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ボビンへの線材巻取作業における完全自動化した装置の実現は生産効率を格段に向上させ大幅なコストダウンが可能となるが、ボビン一個毎に頻繁に行われる結束などの巻取作業について、従来の装置では上述の如く手作業を完全になくすことができなかった。
このため、これまでボビンへの線材の巻取作業の全自動化を実現可能に導くボビンの自動結束装置の実現が強く希求されていた。
【０００７】
そこで本発明は、各個のボビンに巻着けた鋼線などの線材の終端部分を、手作業を伴うことなく全て機械的に強く結束可能となる線材の結束装置を提供し、併せて、その結束装置を用いることで手作業を伴うことなくボビンに供給された線材の巻取りから結束までの作業を自動的に連続して行うことを可能とする線材のボビン自動巻取装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の線材のボビン結束装置は、平面状の直立した基盤の表面側に、該表面に回転中心方向を直交させた円盤状の結束ヘッドを、該基盤の裏面側に設けたモータにより回転可能に設けるとともに、該結束ヘッドの中央表側に、ボビンを挟持可能に対向した両側のボビンチャックのうち一方側のボビンチャックを、前記基盤の裏面側に設けたモータにより前記結束ヘッドの回転中心と共通の中心で該結束ヘッドの回転方向とは逆方向に回転可能に設ける。
前記基盤の前にチャック基台を設けて該チャック基台の上部に、前記結束ヘッドのボビンチャックと対向する他方側のボビンチャックを、前記結束ヘッドのボビンチャックに向けて後部に設けたチャックシリンダの操作で出没してボビンを挟持するとともに該挟持されたボビンの回転に従動回転可能に設ける。
前記基盤に、前記ボビンチャックに挟持したボビン近傍のボビンへ供給される線材側に、該線材をボビンの手前に案内する線材ガイド片と、離れた位置から前記ボビンと前記線材ガイド片との間に張架された線材に届く位置にまでシリンダにより往復可能とした線材カッターとを設ける。
そして、供給された線材を巻き終えたボビンを前記ボビンチャックで挟持して前記結束ヘッドを前記各モータで回転させつつ、前記結束ヘッドのチャック面のボビンに接触しない部位に突設した輪潜りクリップを前記チャック面の背後に設けたシリンダで出没操作して前記線材をボビン巻着け終端部分で結束し、該線材の結束部分の終端部側をカットして独立させて排出可能とした装置である。
【０００９】
前記輪潜りクリップは、中心部の掛止部がその外側の掛止包持部から背後に備えたシリンダの操作で出没して該掛止部と掛止包持部との間に該線材ガイド片で案内された前記線材を、挟持及び離脱を可能とし、その掛止包持部の外周部に背後に備えたシリンダの操作で突出したとき前記線材を掛け止め可能な長さとなる線材外掛内筒部を備えるとともに該線材外掛内筒部の外周に前記線材外掛内筒部の先端より先まで先端部が出没可能な線材押出外筒部を備えて成る。
【００１０】
そして、前記結束ヘッドを回転させて背後に備えたシリンダの操作で前記輪潜りクリップの線材外掛内筒部に輪状に掛けて引き出した線材の輪の中に前記ボビンに反対巻きとなった線材の端部側を前記掛止部に掛け止めて、前記線材外掛内筒部に掛けられた輪状部分を前記掛止部の外側へ脱落させることで前記掛止部で固定した線材の端部側を輪状部分の中に潜らせ、さらに前記結束ヘッドを回転させて前記輪状部分に潜った線材の端部側を前記掛止部で引っ張って引き絞り、該線材の両引き絞り部分を屈曲変形させて前記輪状部分から抜けないように結束可能としたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明にあっては、上記発明において、基盤の表面側の輪潜りクリップの近傍に、背後に備えたシリンダの操作で前記輪潜りクリップ先端に掛かった線材を押し外し可能に出没する線材押し外し爪を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明にあっては、上記各発明において、ボビンチャックに挟持されたボビンと線材ガイド片との間において、ステック面を少なくとも線材の上下振れ範囲に配するとするとともに、背後に備えたシリンダの操作でボビンに沿ってボビンの回転軸方向と平行に進退可能しとした線材押し遣りステックを、線材が線材外掛内筒部に掛かる位置と輪潜りクリップの掛止部に掛かる位置に、押し遣やり可能に設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明にあっては、上記請求項１から３のうちいずれかに記載のボビン巻着線材の結束装置を用いた線材のボビン自動巻取装置である。
前記結束装置と共通の基盤の表面側において、巻付け前の空ボビンの供給側には、該基盤の表面に回転中心方向を直交させた円盤状の巻取ヘッドを、該基盤の裏面側に設けたモータにより回転可能に設けるとともに、該巻取ヘッドの中央表側に、ボビンを挟持可能に対向した両側のボビンチャックのうち一方側のボビンチャックを前記巻取ヘッドの回転軸心と共通の軸心で設ける。
前記基盤の前にチャック基台を設けて該チャック基台の上部に、前記巻取ヘッドのボビンチャックと対向する他方側のボビンチャックを、前記巻取ヘッドのボビンチャックに向けて後部に設けたチャックシリンダの操作で出没してボビンを挟持するとともに該挟持されたボビンの回転に従動回転可能に設ける。
前記巻取ヘッドのチャック面のボビンに接触しない部位に、線材の中間を掛け止める掛止部が先端部に備わり、前記巻取ヘッドのチャック面の背後に設けた押出し部を前記基盤の背後に備えたシリンダの操作で往復させることで該掛止部を出没操作して線材を挟持可能とした材線掛止クリップを設ける。
【００１４】
前記巻取ヘッドの位置よりも前記基盤の線材供給側に、前記巻取ヘッドのボビンチャックに挟持されたボビンの軸部方向に線材を導いて往復させつつ回転したボビンに線材を整列状態に巻取可能とするトラバース台に装着されたガイドビークを配設する。
【００１５】
そして、線材巻取後のボビンの排出側には、前記請求項１から３のうちいずれかに記載のボビン巻着線材の結束装置を配設する。
前記チャック基台の下方に設けたリフト基台の上に、ボビン転送台を介して、下部に設けたボビンリフトシリンダの操作で上下方向に往復可能なボビンリフトを備えるとともに、前記ボビン転送台は前記基盤の表面側と平行で水平な方向に往復操作可能なリフト往復シリンダのシャフトによって前記巻取ヘッドと結束ヘッドとの間をボビンリフトが往復可能とする。
【００１６】
そして、ボビンリフトで前記巻取ヘッドと結束ヘッドに供給されたボビンに、ガイドビークから供給された線材を巻き取って結束し、そのボビンを供給側の線材から切り離して排出可能としたことを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明にあっては、上記発明において、押し出し板が、巻取ヘッドを中心に、掛止クリップの押出し部に当たる範囲で、最上部から線材の結束装置側まで９０度の範囲で細長い円弧状に形成し、前記掛止クリップを巻取ヘッドの上部から結束装置側までの位置において、該押し出し板によって前記掛止クリップの押出し部の押し出し操作を可能としたことを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明にあっては、上記発明において、ボビン転送台に設けたボビンリフトを２台とし、該２台のボビンリフトが巻取ヘッドと結束ヘッドとの位置に対応した間隔で設けられ、前記結束ヘッド側のボビンリフトが前記巻取ヘッドの直下と前記結束ヘッドの直下との間を往復可能としたことを特徴とする。
【００１９】
請求項７に記載の発明にあっては、上各発明において、結束ヘッドのボビンチャックに挟持されたボビンの直下から排出方向へと下り勾配に形成された排出ガイド板を、移動するボビンリフトに接触しない位置にまで移動可能に設け、前記結束ヘッドのボビンチャックから外された結束及び切り離し後のボビンを下から受けて排出可能としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の線材のボビン結束装置は、輪潜りクリップを備えた結束ヘッドの回転と、該結束ヘッドに設けたボビンチャックの回転とを逆向きに操作し、且つ結束ヘッドに設けた輪潜りクリップの出没操作によって、ボビンに巻着けられた線材の終端部分を一切人手を使用せずに全て機械的な操作で結束することが可能となる。
【００２１】
請求項２に記載の発明にあっては、線材押し外し爪で線材を輪潜りクリップの掛止部から確実に脱落できるので、絡まって輪潜りクリップから外れなくなる事故が防止でき、線材の切断終端部分の周囲への絡まり事故による装置の稼動停止を解消することが可能となる。
【００２２】
請求項３に記載の発明にあっては、線材ガイド片が線材を押し遣りステックで押し遣ることで、輪潜りクリップの線材外掛内筒部及びの掛止部へ線材を正確に案内することが可能となる。
【００２３】
請求項４に記載の上記結束装置を用いた線材のボビン自動巻取装置は、上記結束装置を用いることで、巻取ヘッドで多数のボビンを連続して自動的に巻取るとともに線材を巻取ったボビンを次ぎの結束ヘッドで結束することが一切人手を使用せずに全て機械的な操作で連続して自動的に行うことが可能となり、結束後のボビンを各個ごとに独立させて外部に排出可能となった。
このことで、ボビンへの線材の巻取作業における完全自動化した装置の実施が可能となり、従来の結束などの手作業を必要とする装置に比較して、生産効率を格段に向上させ大幅なコストダウンを可能となる
人手を要せずにボビンへの線材の巻取作業が可能となることは、工場の無人化及び昼夜の無停止連続稼動など、齎される効果はこれまでなく極めて大きいものがある。
【００２４】
請求項５に記載の発明にあっては、前記巻取ヘッドを中心に該９０度の範囲で細長い円弧状とした押し出し板によって、前記掛止クリップが結束装置側においても、押し出し板で前記掛止クリップの押出し部を押すことが可能となるので、線材の結束装置での該線材カッターによる線材の切断前に該掛止クリップの該掛止部に線材を固定することが可能となる。このため毎回あらためてロボットアームなどのよる線材の掛止部への掛止め作業が不要となり、その分線材のボビンへの巻き着き作業を円滑且つ連続して自動的に行うことが可能となる。
【００２５】
請求項６に記載の発明にあっては、ボビン２個を巻取ヘッドと結束ヘッドとに同時に平行してセットできるのでボビン巻取作業の効率を高めることが可能となる。
【００２６】
請求項７に記載の発明にあっては、ボビン巻取作業終了後の出荷のための配送工程など、次ぎの工程に速やかに移行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】サプライリールスタンドと本発明のボビン自動巻取装置を示す正面図である。
【図２】本発明のボビン自動巻取装置を示す正面図である。
【図３】本発明のボビン自動巻取装置を示す側面図である。
【図４】ボビン自動巻取装置を示す斜視図である。
【図５】本発明の線材のボビン結束装置を示す斜視図である。
【図６】巻取ヘッド周辺部分の要部を示す横断平面図である。
【図７】結束ヘッド周辺部分を示す縦断側面図である。
【図８】線材のボビン結束装置による結束工程の、線材を巻取ったボビンをボビンチャックに挟持した状態を示す（イ）が平面図、（ロ）が正面図である。
【図９】輪潜りクリップの線材外掛内筒部を突出させた状態を示す（イ）が平面図、（ロ）が正面図である。
【図１０】線材押し遣りステックで線材を線材外掛内筒部に掛かる位置に移動させ、線材を線材外掛内筒部に掛けた状態を示す（イ）が平面図、（ロ）が正面図である。
【図１１】線材外掛内筒部に掛かった線材を引き下げた状態を示す（イ）が平面図、（ロ）が正面図である。
【図１２】線材外掛内筒部に掛かった線材を引き回した状態を示す（イ）が平面図、（ロ）が正面図である。
【図１３】線材外掛内筒部に掛かった線材をボビンに一周させて、掛止部を線材の引き出し側に掛けた状態を示す（イ）が平面図、（ロ）が正面図である。
【図１４】掛止部に線材を掛止させて線材外掛内筒部に掛かってできた輪の中に掛止部に止めた線材を潜らせる直前の状態を示す（イ）が平面図、（ロ）が正面図である。
【図１５】線材が切断されて、線材外掛内筒部に掛かってできた輪を潜り抜けた線材で輪が絞られている状態を示す（イ）が平面図、（ロ）が正面図である。
【図１６】輪潜りクリップを回転させて線材を引き絞っている状態を示す（イ）が平面図、（ロ）が正面図である。
【図１７】引き絞られた線材が結束された状態を示す（イ）が平面図、（ロ）が正面図である。
【図１８】線材が結束された線材から掛止部が外された状態を示す（イ）が平面図、（ロ）が正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の線材のボビン結束装置及びそのボビン結束装置を用いたボビン自動巻取装置を実施するための形態を図面に基づいて以下説明する。
【００２９】
本発明の用途は、線材をボビンへ巻取るために使用されるものであるが、線材をボビンへ巻取ることは、例えば、線材が鋼線に場合では、高圧の水、油及び空気などの流体を加圧装置などへ送り出すために使用される細い鋼線を編みこんだ耐圧チューブなどを製造装置する際に、その製造装置で使用される専用ボビンに、鋼線製造工場から出荷された大型のドラムやリールなどに巻かれた鋼線を巻取って、その製造装置に鋼線は使用できるようにするために行われる。
【００３０】
本発明はこのように鋼線などの金属製の線材をボビンへ自動的に巻取るために使用される装置であり、その装置を線材として鋼線を用いた場合を例に以下詳述する。
【００３１】
本発明の装置へ供給される鋼製に線材Ｗは、図１に示すように、リールＲに巻かれ、編む本数に応じて複数のリールＲが同時にサプライリールスタンドＳに装填されて、これらのリールから各線材が１つの束となって隣接した基盤２９の表面側に設けた上下２個の大径の検尺ロール１、１及び小径の調整ロール２０を介して本発明のボビン自動巻取装置に装着されるボビンへと安定的に導かれ供給される。
【００３２】
本発明のボビン自動巻取装置は、図２及び４に示すように、平面状の直立した基盤２９の表面側に、巻付け前の空ボビン２及び前記線材Ｗの供給側（図４の右側）には、回転中心方向を直交させた円盤状の巻取ヘッド４を装着し、該基盤２９の裏面側には、前記巻取ヘッドを回転させる巻取ヘッド用モータＭ１を設けるとともに、該巻取ヘッド４の中央表側に、ボビン２を挟持可能に対向する両側のボビンチャック６のうち一方側のボビンチャック６ａをその回転軸心が前記巻取ヘッド４の回転軸心と共通となるように設ける。
【００３３】
そして、前記基盤２９の表面から前記巻取ヘッド４にボビン２の長さを加えた距離程度の間隔を置き且つ前記巻取ヘッド４の下部までの高さと略同高の位置にで、且つ前記基盤２９の表面から前記巻取ヘッド４にボビン２の長さを加えた距離程度の間隔を置き且つ前記巻取ヘッド４の下部までの高さと略同高の位置にチャック基台１０を設け、そのチャック基台１０の上部に、前記巻取ヘッド４のボビンチャック６ａと対向する他方側のボビンチャック６ｂを、前記巻取ヘッド４のボビンチャック６ａに向けて後部に設けたチャック用シリンダ２６の操作で出没してボビン２を挟持するとともに該挟持されたボビン２の回転に従動回転可能に設ける。
【００３４】
また、前記巻取ヘッド４よりも線材Ｗに供給側には、図４及び図６に示すように、前記巻取ヘッド４のボビンチャック６に把持されたボビン２の軸部２ａに臨ませてガイドビーク３が設けられる。
このガイドビーク３は、図４に示すように、基盤２９表面側の巻取ヘッド４の位置よりも線材Ｗ供給側の位置に突設したトラバース台２５にボールスクリュー２４でボビンの軸心に方向と平行に移動可能なトラバース２３上に巻取ヘッド４のボビンチャック６に向けて設けられる。
前記ボールスクリュー２４は基盤裏側に装着したトラバース用モータＭ４で回転可能とする。
そして、前記トラバース用モータＭ４の制御で前記トラバース２３を左右に往復させつつ前記ボビン２を基盤裏側に設けた前記巻取ヘッド用モータＭ１の稼動で巻取ヘッド４を回転させると、ボビン２に止めた線材Ｗが整列状態に巻き取られる。
この巻取ヘッド用モータＭ１及びトラバース用モータＭ４の操作は、別の制御盤（図省略）に設けた電子回路の制御で巻取ヘッド４を回転とトラバース２３往復のタイミングが設定され実行される。
【００３５】
そして、図４及び図６に示すように、前記巻取ヘッド４前面のチャック面には、前記ボビンチャック６ａで挟持したボビンに接触しない部位に、線材Ｗの中間を掛け止める掛止部１３ａが先端部に備わり、該巻取ヘッド４の該チャック面の背後に設けた押出し部１３ｂを往復させることで該掛止部１３ａの出没を操作して線材Ｗを該掛止部１３ａに把持可能とする掛止クリップ１３を突設する。
【００３６】
そして、前記掛止クリップ１３は、図６に示すように、筒部１３ｃの内部に押出し部１３ｂがスライド往復可能に装着され、該押出し部１３ｂの先端の線材Ｗを掛ける鉤溝を備えた掛止部１３ａが筒部１３ｃの先端から出没可能とする。そして、該押出し部１３ｂと筒部１３ｃとの間にコイルバネ１３ｄが介在させて、前記掛止部１３ａを筒部１３ｃの先端から没状態となるように該コイルバネ１３ｄで附勢する。
【００３７】
前記押出し部１３ｂの往復は、図４及び図６に示すように、前記基盤２９の背面に設けたクリップ押し遣り用シリンダ４１の前記基盤２９を貫通した押し出しシャフト４２を出没操作し、前記基盤２９の前面側に突出した該押し出しシャフト４２の先端部に固定した押し出し板４０を往復させて、該押し出し板４０が前記掛止クリップ１３の押出し部１３ｂを押すことで、該掛止クリップ１３の該掛止部１３ａを押し出せるようにする。
即ち、前記掛止クリップ１３は、前記押し出し板４０のクリップ押し遣り用シリンダ４１による前進で押出し部１３ｂが押されると、筒部１３ｃの内部から該押出し部１３ｂの先端の掛止部１３ａが突出し、このとき線材Ｗが鉤溝に掛けると、前記押し出し板４０のクリップ押し遣り用シリンダ４１による後退で前記押出し部１３ｂが前記コイルバネ１３ｄの附勢で後退し、前記筒部１３ｃの中に前記掛止部１３ａが没することで該該掛止クリップ１３の先端部に線材Ｗを掛止可能となる。
前記掛止クリップ１３は、前記コイルバネ１３ｄで附勢された前記掛止部１３ａが筒部１３ｃの先端から没状態となったときに、その先端が前記ボビンチャック６で挟持したボビン２のフランジ部２ｂより低くなるようにし、ボビン２へ線材Ｗを巻着けるときに線材Ｗに接触しないようにする。フランジ部２ｂより高くなっていると前記掛止クリップ１３とボビン２とに線材が巻着いてしまい、ボビン２への正常な線材の巻着けができなくなるからである。
【００３８】
また、図４では、押し出し板４０が、巻取ヘッド４を中心に該９０度の範囲で細長い円弧状とした押し出し板４０を記載してあるが、これは前記掛止クリップ１３が結束装置側においても、押し出し板４０で前記掛止クリップ１３の押出し部１３ｂを押すことを可能とするもので、次ぎに説明する線材の結束装置での該線材カッター１５による線材Ｗの切断前に該掛止クリップ１３の該掛止部１３ａに線材Ｗを固定するためのものである。
線材の結束装置の前記結束ヘッド５に装填されたボビン２から線材Ｗがガイドビーク３にまで繋がった状態で、該掛止クリップ１３の該掛止部１３ａをその線材Ｗに当てることができ、線材Ｗを該掛止部１３ａに当てた状態が得られれば、押し出し板４０の操作で該掛止クリップ１３の該掛止部１３ａに固定するこが可能となるので、毎回あらためてロボットアームなどのよる線材Ｗを線材掛止クリップ１３の掛止部１３ａに掛ける作業が不要となり、その分線材のボビンへの巻着け作業を円滑且つ連続して行うことが可能となる。
【００３９】
また、前記基盤２９の表面側に、線材Ｗの供給側から見て該巻取ヘッド４よりも遠方の排出側には、巻取後のボビン２にその線材の巻取り終端部が解けたり、巻付けが弛んだりないように線材の巻取り終端部を巻いた線材をその上から締め付けて固定（これを結束と呼ぶ）するための結束装置を配設する。
【００４０】
この線材の結束装置の発明について次に詳しく説明する。
該結束装置は、図４に示すように、前記基盤２９の表面に回転中心方向を直交させた円盤状の結束ヘッド５を装着し、図３に示すように、前記基盤２９の裏面側には、前記結束ヘッド５を巻着け方向に回転させる結束ヘッド用モータＭ２を設け、また該結束ヘッド５の中央表側に、ボビン２を挟持可能に対向する両側のボビンチャック７のうち一方側のボビンチャック７ａを、前記結束ヘッド５の回転軸心と共通の軸心にするとともに、該ボビンチャック７ａを前記基盤２９の裏面側に設けたボビンチャック用モータＭ３により前記結束ヘッド５の回転方向とは逆方向に回転可能に設ける。
【００４１】
そして、図４に示すように、前記基盤２９の表面から前記巻取ヘッド４にボビン２の長さを加えた距離程度の間隔を置き、且つ前記結束ヘッド５の下部までの高さと略同高の位置に、チャック基台１０（前記巻取ヘッド４のボビンチャック６ａに対向するボビンチャック６ｂを設置した基台と共通のチャック基台１０とする）を設け、そのチャック基台１０の上部に、前記結束ヘッド５のボビンチャック７ａと対向する他方側のボビンチャック７ｂを、前記結束ヘッド５のボビンチャック７ａに向けて、後部に設けたチャックシリンダ２７の操作で出没して巻着け後のボビン２を挟持するとともに該挟持されたボビン２の回転に従動回転可能に設ける。
【００４２】
また、前記基盤２９に、図５に示すように、前記ボビンチャック７で挟持したボビン２の近傍に、ボビンに供給されて巻着けられ、繋がったままとなっている巻着け前の線材Ｗをボビン２に対して所定の位置にまで案内する線材ガイド片２２を設ける。該ガイド片２２は、図５に示すように、上部面が窪んだＵ字状の溝を、該溝方向を、線材Ｗをボビン２の軸方向と略直交する方向に向けた円弧状に形成し、その溝内に線材Ｗを載せて、線材Ｗをボビン２の軸に対して中間のやや前記結束ヘッド５寄りに位置決め可能に設ける。
【００４３】
そして、前記線材ガイド片２２の近傍に、図５に示すように、前記ボビンチャック７で挟持したボビン２から前記線材ガイド片２２にまで架橋された線材Ｗの中間で該線材Ｗを切断可能とするために、その線材Ｗの中間部位から離れた位置から届く位置まで刃先を往復可能とする線材カッター１５を設ける。
この線材カッター１５は、前記基盤２９に設けた線材カッター往復機構で前記架橋された線材Ｗの中間部位に対して、線材カッター往復機構の刃先固定部２８ｃに固定した線材カッター１５の刃先をその線材Ｗの中間部位から離れた位置から届く位置まで、線材カッター往復機構の往復用シリンダ２８ｂで上下に往復可能とする。
そして、該線材カッター１５の刃先は、図５に示すように、ハ字型に板に開いた両刃を開閉させて、両刃間に挟んだ線材を切断可能とする。
その両刃の開閉は、両刃の開閉に連動可能に装着した線材カッター開閉シリンダ３４の操作によって実行可能とする。
【００４４】
そして、図５及び図７に示すように、前記結束取ヘッド５前面のチャック面には、前記ボビンチャック７ａで挟持したボビン２に接触しない周辺寄りの部位に、前記結束ヘッド５の背後に設けた輪潜りクリップ出没用シリンダ３１の操作によって中心部の掛止部１４ａがボビン２の軸部と平行な方向に出没可能となる輪潜りクリップ１４を設ける。
前記輪潜りクリップ１４は、図７に示すように、筒状の線材押出外筒部１４ｄの内部にその先端から線材外掛内筒１４ｃがスライドして出没可能に装着し、さらにその内部に掛止部１４ａは前記線材外掛内筒１４ｃの先端から出没可能となるように設ける。
さらに、前記線材外掛内筒１４ｃの先端には、線材Ｗを掛けられるように細い軸部の先端を該細い軸部よりも大径の円板状の抑え板を形成した掛止部１４ａを設けて、前記線材外掛内筒１４ｃの先端の掛止包持部１４ｂと前記掛止部１４ａの抑え板とで両側から細い軸部に掛けた線材Ｗを輪潜りクリップ出没用シリンダ３１の出没操作によって前記掛止部１４ａの抑え板を、引いて挟み付けて線材Ｗを掛止し、押して前記掛止包持部１４ｂから細い軸部を露出させて線材Ｗを軸部に掛けられるようにする。
【００４５】
前記線材外掛内筒部１４ｃは前記輪潜りクリップ出没用シリンダ３１を出操作したとき、その外周に線材Ｗを掛けるものなので前記線材外掛内筒１４ｃの先端から余裕をもった長さに突出できるようにする。この長さは輪状に掛かった線材Ｗが簡単に抜け落ちることがないように十分な長さとするものである。
また、前記輪潜りクリップ１４は、前記輪潜りクリップ出没用シリンダ３１を没操作したときに、前記掛止部１３ａの抑え板の先端が前記ボビンチャック７で挟持したボビン２のフランジ部２ｂより低くし、ボビン２へ線材Ｗを巻き着けるときに線材Ｗに接触しないようにする。これは、前記輪潜りクリップ１４がフランジ部２ｂより高くなっていると前記輪潜りクリップ１４とボビン２とに線材が巻着いてしまい、正常な結束ができなくなる虞があるからである。
【００４６】
そして、本結束装置では、線材を巻着けたボビン２の線材を結束する際に、前記輪潜りクリップ１４の線材外掛内筒部１４ｂに輪状に掛けて引き出した線材の輪の中に前記ボビン２に反対巻きとなった線材Ｗの端部側を前記掛止部１４ａに掛け止め、前記線材外掛内筒部１４ｃに掛けられた輪状部分を前記掛止部１４ａの外側へ脱落させることで前記掛止部１４ａに固定した線材Ｗ側を輪状部分に潜った状態とし、さらに前記掛止部１４ａの固定した線材Ｗの端部側を引くことで、前記輪の部分を引き絞って、線材に前記輪に掛かった部分を境に鋭角な引き絞りによる塑性変形を起こさせ、塑性変形部分が引っ掛かりとなって輪の中に線材が引き込まれないようにすることで、強い結束が可能となる。
【００４７】
また、図５に示すように、前記ボビンチャック７で挟持したボビン２と前記線材ガイド片２２との間に掛かる線材Ｗに向けて出没する線材押し遣りステック３２を、前記基盤２９の表面に固定した線材押し遣り用シリンダ３３の出没軸に固定する。
また前記線材Ｗを挟んで前記線材押し遣りステック３２に対向する線材押し遣りステック４３を、前記チャック基台１０上に設けた線材押し遣り用シリンダ４４の出没軸に固定する。
この線材押し遣りステック３２、４３は、線材Ｗを両側から挟んで、前記線材押し遣り用シリンダ３３、４４の制御で前記ボビン２と前記線材ガイド片２２との間に掛かる線材Ｗを前記ボビン２の軸部２ａと平行方向に移動させるものである。
そして、この線材Ｗの移動によって前記輪潜りクリップ１４に対する線材Ｗの当たり位置を変え、前記輪潜りクリップ１４の線材外掛内筒部１４ｂに線材を掛けたり外したりすることや、前記輪潜りクリップ１４の掛止部１４ａに掛けることが確実に行えるようになる。
【００４８】
この線材押し遣りステック３２、４３は前記輪潜りクリップ１４の所定位置に、線材Ｗを両側から挟んで確実に行うことができるが、前記ボビンチャック７で挟持したボビン２に対する前記線材ガイド片２２の位置によっては、一方側のみに線材Ｗが当たることになり、このため線材押し遣りステック３２、４３は線材Ｗが当たる方の一方だけに設けたものであっても良い。
なお、前記輪潜りクリップ１４の操作が、前記ボビンチャック７で挟持したボビン２と前記線材ガイド片２２との間に掛かる線材Ｗに対してより自由な位置への移動を可能とする構造である場合には、線材Ｗの位置を移動させる必要がなくなるので、省略することができる。
【００４９】
また、図５に示すように、前記輪潜りクリップ１４の先端に掛かった線材Ｗを押し外し可能とするように、前記輪潜りクリップ１４の先端部分を挟むようにして切断側よりも巻き着け側を長く形成した二股の線材押し外し爪４５を、その上部に基盤２９に固定して設けた線材押し外し爪操作用シリンダ４６の操作で前記輪潜りクリップ１４の先端部分に対して出没可能に設ける。
その線材押し外し位置は、前記輪潜りクリップ１４の停止位置を決めて、その位置で行えるようにする。例えば、線材押し外し爪４５を上下に操作する場合は、前記結束取ヘッド５の最上部に達した位置から９０度の位置に決めておけば、真上から線材押し外し爪４５を下ろしたときに線材に当たるので好ましい。
しかし、線材押し外し爪４５を上下に操作する場合には、例えば前記結束取ヘッド５の最上部に達した位置に決めた場合、真上から下ろした線材押し外し爪４５が当たらない場合があるので好ましくない。
この線材押し外し爪４５によって、切断した線材Ｗの不規則に変形した切断端部側が前記輪潜りクリップ１４や周囲の備品などに絡まって、稼動停止するなど、その後の工程に支障を来たすのが防止可能となる。
【００５０】
本結束装置では、上記構成とすることで、線材Ｗを巻き終えたボビン２を前記ボビンチャック７で挟持して、前記結束ヘッド５と、前記ボビンチャック７と、前記輪潜りクリップ１４と、前記線材押し遣りステック３２、４３と、前記線材カッター１５との各部の操作によって前記ボビン巻き着け終端部分で線材Ｗを機械的に結束することが可能となり、また前記線材押し外し爪４５の操作で操業停止することなく連続した結束作業が確実に進行可能となる。
【００５１】
次に上記結束装置を備えたボビン自動巻取装置におけるボビン２の移動及び前記両ボビンチャック６、７への装填を可能とするためのリフトについて説明する。
リフトは、図１、図３及び図７に示すように、前記チャック基台１０の下方にリフト基台１１を設けて、そのリフト基台１１の上に移動可能に設ける。
そのため、下部のボビンリフトシリンダ１８の操作で上下方向に往復可能としたボビンリフト９を固定したボビン転送台１２を設け、該ボビン転送台１２はレールなどを設けて水平にスライドさせて前記ボビンリフト９を前記巻取ヘッド４と結束ヘッド５との間を往復可能とする。
このボビン転送台１２の往復操作は、図２に示すように、往復方向に設けたシリンダリフト往復シャフト２１ａをリフト往復用シリンダ２１で操作して往復させる態様が可能である。
このボビンリフト９によって、空のボビン２を前記巻取ヘッド４に供給可能とし、且つ供給された線材Ｗが巻取られた後ボビンを前記結束取ヘッド５に供給可能とする。
そして結束されたボビン２は、該線材Ｗの結束部分の終端部側がカットされて線材を巻取ったボビン２は完全に切り離されて装置外部に排出可能となる。
【００５２】
前記ボビンリフト９は、１台を往復操作する態様と複数台を往復操作する態様が可能であるが、例えば、図１では、前記ボビン転送台１２に設けたボビンリフト８、９を２台とした例を示している。
この例では、２台のボビンリフト８、９が前記巻取ヘッド４と前記結束ヘッド５の位置に対応した間隔で設け、また前記結束ヘッド５側のボビンリフト９が前記巻取ヘッド４の直下と前記結束ヘッド５の直下との間を往復可能となるように設ける。
前記巻取ヘッド４側のボビンリフト８は、ボビンリフトシャフト１７を介して下部に設けたボビンリフトシリンダ１６の操作によって上下往復可能とし、同様に前記結束ヘッド５側のボビンリフト９もボビンリフトシャフト１９を介してその下部に設けたボビンリフトシリンダ１８の操作によって上下往復可能とする。
この２連のボビンリフト８、９では、一度の前記ボビン転送台１２の操作で、同時に空のボビン２の巻取ヘッド４への供給と線材Ｗを巻取ったボビン２の結束ヘッド５への供給とが行えるので効率的となる。
【００５３】
上記ボビンリフト８、９でボビン２を前記ボビンチャック６、７へ装填可能となるが、前記巻取ヘッド４に装填するために空のボビン２を前記ボビンリフト８へ供給するのは、多数の空のボビン２を収納したストック部から、供給路を介してボビン各個を、下げた状態のボビンリフト８の上に導くことで可能となるが、他にもロボットアームでボビン各個を把持してボビンリフト８の上に装填することで可能となる。
【００５４】
また、前記結束ヘッド５のボビンチャック７から外された結束後の線材Ｗを巻取ったボビン２の外部への排出については、図１及び図２に示すように、先端部から基端部へと下り勾配が形成され、該先端部が結束ヘッド５のボビンチャック７の直下方まで移動可能としたボビン排出ガイド板３７を設ければ、前記結束ヘッド５のボビンチャック７から外された結束後の線材Ｗを巻取ったボビン２を、その下で受けとめて外部のボビン受台３９の上に落下させて外部への排出が可能となる。
この図１及び図２では、ボビン排出ガイド板昇降用シリンダ３８で、ボビン排出ガイド板昇降用シリンダのシャフト３８ａを押し引き操作してボビン排出ガイド板３７を上下に擺動させ、ボビンチャック７の直下方に先端部を競り上げることでその先端部からの下り勾配を形成する態様を示している。
この他に、結束後の線材Ｗを巻取ったボビン２を排出するために、傾斜させたボビン排出ガイド板を図１の左側から水平にスライドさせて高い方の先端部をボビンチャック７の直下方にセットする態様も可能である。
【００５５】
なお、図は省略したが、使用される各モータの操作と、各エアーによるシリンダの操作は、関連各部の作動の操作手順に従ってコンピュータや電子回路のプログラム制御により電気配線やエアー圧送パイプを介して自動的に行うものである。
【００５６】
次に上記ボビン自動巻取装置の巻取り作業における作動順を下記（１）〜（６）で説明する。
（１）先ず、図１に示すように、サプライリールスタンドＳに装填されたリールＲに巻かれた線材Ｗは、検尺ロール１を通して調整ロール２０に導いて供給され、さらにその線材Ｗは前記巻取ヘッド４のボビンチャック６に挟持されたボビン２のボビン軸２ａに向けたガイドビーク３へと導かれる。
そして、空ボビン２はボビン転送台１２上のボビンリフト８に載せられ、前記巻取ヘッド４の下からボビンリフトシリンダ１６操作で前記ボビンチャック６ａ、６ｂ間に移動させ、そのボビン２がチャック用シリンダ２６の操作で、前記ボビンチャック６ａ、６ｂに挟持され前記巻取ヘッド４への装填が終了する。
そして、ボビンリフト８はボビンリフトシリンダ１６の操作で下降される。
これらの一連の作動は、ボビン８が前記巻取ヘッド４から前記結束ヘッド５へ移動する毎に行われる。
そして、前記ガイドビーク３まで導かれている線材Ｗの先端部を、前記クリップ押し遣り用シリンダ４１を操作して押し出し板４０を突出させ、前記掛止クリップ１３の押出し部１３ｂを押して先端の掛止部１３ａを突出させて、その掛止部１３ａに線材Ｗを掛ける。
そして前記クリップ押し遣り用シリンダ４１を操作して押し出し板４０を後退させ、線材掛止クリップ１３の掛止部１３ａに線材Ｗの先端部を挟んで固定する。
この最初の前記線材掛止クリップ１３の掛止部１３ａに線材Ｗを掛ける作業はロボットアームで行う。ただし、ロボットアームを設置していない場合にはこの最初の一回だけは人が行うこととなる。
【００５７】
（２）次に、前記巻取ヘッド４のボビンチャック６に把持したボビン２を、巻取ヘッド用モータＭ１による前記巻取ヘッド４の回転で数回だけ回転させ、ボビン２の軸部２ａに線材Ｗを巻き着け上側で下側部分を押さえることで固定する。
このボビン２への線材Ｗの固定で線材Ｗがボビン２から外れないようになるので、前記クリップ押し遣り用シリンダ４１を操作して押し出し板４０を突出させ、前記掛止クリップ１３の押出し部１３ｂを押して先端の掛止部１３ａを突出させて、線材掛止クリップ１３の掛止部１３ａに固定されていた線材Ｗを外し、そして前記クリップ押し遣り用シリンダ４１を操作して押し出し板４０を後退させ、前記コイルバネ１３ｄの附勢で線材掛止クリップ１３の掛止部１３ａを筒部１３ｃの先端から没状態にする。
【００５８】
（３）次に、前記巻取ヘッド用モータＭ１による前記巻取ヘッド４の回転で、前記巻取ヘッド４のボビンチャック６に把持したボビン２を回転させ、該ボビン軸２ａに向けたガイドビーク３での軸方向の往復操作しつつ鋼線Ｗをボビン２に均一な層で、ボビン２に所定の長さに巻き着ける。
【００５９】
（４）次に、ボビン転送台１２上のボビンリフト９を、ボビンリフトシリンダ１８の操作及びシリンダリフト往復シャフト２１ａの操作で、前記巻取ヘッド４の下から線材Ｗが巻き終わったボビン２の直下に移動させて、前記ボビンチャック６ａ、６ｂをチャック用シリンダ２６の操作で開く。すると落下したボビン２はボビンリフト９に載り移る。
その後、図２に示すように、ボビンリフトシリンダ１８の操作及びシリンダリフト往復シャフト２１ａの操作で、ボビンリフト９に載せられたボビン２は前記結束ヘッド５に移されることとなる。
このとき、線材Ｗは切断されずに引き出されたままでボビン２の前記結束ヘッド５への移動が行われる。
【００６０】
（５）そして前記結束ヘッド５のボビンチャック７ａ、７ｂで把持されボビン２は、以下に説明するボビン結束装置によって巻着いた線材Ｗはその終端部でボビン２に結束される。
【００６１】
（６）次に、線材Ｗの結束が終了した結束後の線材Ｗを巻取ったボビン２がチャックシリンダ２７の操作で前記結束ヘッド５のボビンチャック７から外される。
このとき、前記ボビン排出ガイド板３７が結束ヘッド５のボビンチャック７の直下方まで移動しておき、そのボビン排出ガイド板３７上にボビンチャック７から外されたボビン２を落下させ、そのボビン２をそこから下り勾配となっている傾斜面で受けとめて外部のボビン受台３９の上に誘導する。
【００６２】
次に、上記ボビン自動巻取装置の巻取り作業における作動順（５）に記載のボビン結束装置による結束の作動手順を下記（イ）〜（リ）で詳しく説明する。
【００６３】
（イ）前記結束ヘッド５のボビンチャック７ａ、７ｂで把持されボビン２は、図８の（イ）、（ロ）に示すように、ボビンチャック７ａのチャック回転用モータＭ２で巻着け方向、即ち図８（ロ）の反時計方向に回転させて、線材Ｗを線材ガイド片２２との間で弛みをなくして緊張状態にする。
【００６４】
（ロ）次に、前記結束ヘッド５に備えた前記輪潜りクリップ１４を、図９の（イ）、（ロ）に示すように、輪潜りクリップ出没用シリンダ３１の出没操作によって突出させる。
【００６５】
（ハ）次に、図１０の（イ）、（ロ）に示すように、線材押し遣り用シリンダ３３、４４を操作して前記線材押し遣りステック３２、４３で線材Ｗを挟み、前記輪潜りクリップ１４から突出させた前記線材外掛内筒１４ｃの掛かる位置に挟んだ線材Ｗを移動させる。
【００６６】
（二）次に、図１０の（ロ）と図１１の（ロ）に示すように、前記結束ヘッド５をボビンチャック７の回転とは逆の図１１（ロ）の時計回り回転させて、前記線材外掛内筒１４ｃに引っ掛かっている線材Ｗの中間を下に折曲げるように引き下げる。
そしてさらに、前記結束ヘッド５をそのまま１回又は数回だけ回転させて、図１２の（ロ）に示すように、前記輪潜りクリップ１４の線材外掛内筒１４ｃに掛かった線材Ｗの輪を作る。
【００６７】
（ホ）次に、図１３の（イ）、（ロ）に示すように、線材押し遣り用シリンダ３３、４４を操作して線材Ｗを挟んだ前記線材押し遣りステック３２、４３を線材Ｗが前記輪潜りクリップ１４の掛止部１４ａに掛かる位置になるように移動させて前記結束ヘッド５をそのまま回転させ、図１４の（イ）、（ロ）に示すように、線材Ｗを前記輪潜りクリップ１４から突出している掛止部１４ａに当てる。
【００６８】
（へ）次に、図１５の（イ）に示すように、輪潜りクリップ出没用シリンダ３１を操作して、前記輪潜りクリップ１４の掛止部１４ａを没状態にして、線材Ｗの掛止部１４ａに当たった部分を該掛止部１４ａと前記掛止包持部１４ｂとの間に挟んで固定する。
このとき、図１５の（イ）に示すように、線材外掛内筒１４ｃに掛かっていた線材Ｗが線材押出外筒部１４ｄの先端で押し出されて前記線材外掛内筒１４ｃから脱落し、図１５の（ロ）に示すように、脱落した線材Ｗの輪部分の中に前記掛止部１４ａに固定されている部分を輪の内側に残した状態で前記線材外掛内筒１４ｃから脱落するので、その輪の中に前記掛止部１４ａに固定されている部分の線材Ｗが潜り込んだで引っ掛かった状態となる。
この工程の途中で、前記輪潜りクリップ１４の掛止部１４ａに固定した線材Ｗを、前記線材ガイド片２２との間で、線材カッター１５の刃先を線材Ｗにまで移動して線材カッター開閉シリンダ３４の操作で線材Ｗを切断する。
【００６９】
（ト）次に、図１６の（イ）、（ロ）に示すように、前記結束ヘッド５をそのまま回転させて、線材Ｗをその回転方向に引っ張る。
すると、図１６の（ロ）輪が引き絞られて行き、図１７の（ロ）に示すように、輪は下の巻き着け線部分との隙間ができないように強く引き絞ぼられる。
【００７０】
（チ）その後、前記結束ヘッド５をそのまま回転させて、線材Ｗの輪部分の引き絞ぼりができなくなると、線材Ｗの掛止部１４ａと前記掛止包持部１４ｂとの間の挟む力に抗して線材Ｗの掛止部１４ａと前記掛止包持部１４ｂとの間から線材Ｗが摩擦を受けつつ引き出され、図１８の（イ）、（ロ）に示すように、そのまま最後に切断されていた終端部までが引抜かれて掛止部１４ａから外れる。
このとき、引き絞り部分の輪の部分と切断した線材Ｗ側の部分に引き絞りの力による捩れたような不規則な変形が発生し、切断した線材Ｗ側の塑性変形部分が引っ掛かって輪の中に引き戻されなり、このため縛ったように強く結束するとが可能となる。
【００７１】
（リ）以上で線材の結束が完了し、線材Ｗが巻かれて最後に結束された状態となって、線材Ｗが巻かれたボビン２は分離されて一個ごとに独立して外部に排出される。
【００７２】
以上の如く構成れた本発明の線材のボビン結束装置及びその装置を用いたボビン自動巻取装置によって、鋼線などの金属製の線材Ｗが、完全自動に、多くの専用ボビンに各個独立させて小分けすることが可能となり、これまで不可能とされていた工場の無人操業を実現できるようになったことはこれまでにない成果である。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明の線材のボビン結束装置及びその装置を用いたボビン自動巻取装置は、主として鋼線などの金属線材を対象としているが、線材は金属製に限定されるものではなく、金属と樹脂との混合材などその他のボビンに巻取る線材についても使用することが可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 検尺ロール
２ ボビン
２ａ ボビン軸
２ｂ ボビンフランジ
３ ガイドビーク
４ 巻取ヘッド
５ 結束ヘッド
６ ボビンチャック部
６ａ 巻取ヘッド側ボビンチャック
６ｂ 出没側ボビンチャック
７ ボビンチャック部
６ａ 結束ヘッド側ボビンチャック
６ｂ 出没側ボビンチャック
８ 先行ボビンリフト台
９ 後行ボビンリフト台
１０ チャック基台
１１ リフト基台
１２ ボビン転送台
１３ 掛止クリップ
１３ａ 掛止部
１３ｂ 押出し部
１３ｃ 筒部
１３ｄ コイルバネ
１４ 輪潜りクリップ
１４ａ 掛止部
１４ｂ 掛止包持部
１４ｃ 線材外掛内筒部
１４ｄ 線材押出外筒部
１５ 線材カッター
１６ 先行ボビンリフト昇降用シリンダ
１７ 先行ボビンリフト昇降シャフト
１８ 後行ボビンリフト昇降用シリンダ
１９ 後行ボビンリフト昇降シャフト
２０ 調整ロール
２１ リフト往復用シリンダ
２１ａ リフト往復シャフト
２２ 線材ガイド片
２３ トラバース
２４ ボールスクリュー
２５ トラバース台
２６ チャック用シリンダ
２７ チャック用シリンダ
２８ａ 線材カッター往復機構の基盤固定部
２８ｂ 線材カッター往復機構の往復用シリンダ
２８ｃ 線材カッター往復機構の刃先固定部
２９ 基盤
３０ 裏側基台
３１ 輪潜りクリップ出没用シリンダ
３２ 線材押し遣りステック
３３ 線材押し遣り用シリンダ
３４ 線材カッター開閉用シリンダ
３５ チャック回転伝達機構
３６ 結束ヘッド回転伝達機構
３７ ボビン排出ガイド板
３８ ボビン排出ガイド板昇降用シリンダ
３８ａ ボビン排出ガイド板昇降用シリンダのシャフト
３９ ボビン受台
４０ 押し出し板
４１ クリップ押し遣り用シリンダ
４２ 押し出しシャフト
４３ 線材押し遣りステック
４４ 線材押し遣り用シリンダ
４５ 線材押し外し爪
４６ 線材押し外し爪操作用シリンダ
Ｓ サプライリールスタンド
Ｓ１ リールホルダ
Ｒ リール
Ｗ 線材
Ｍ１ 巻取ヘッド用モータ
Ｍ２ チャック回転用モータ
Ｍ３ 結束ヘッド回転用モータ
Ｍ４ トラバース用モータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状の直立した基盤の表面側に、該表面に回転中心方向を直交させた円盤状の結束ヘッドを、該基盤の裏面側に設けたモータにより回転可能に設けるとともに、該結束ヘッドの中央表側に、ボビンを挟持可能に対向した両側のボビンチャックのうち一方側のボビンチャックを、前記基盤の裏面側に設けたモータにより前記結束ヘッドの回転中心と共通の中心で該結束ヘッドの回転方向とは逆方向に回転可能に設け、
前記基盤の前にチャック基台を設けて該チャック基台の上部に、前記結束ヘッドのボビンチャックと対向する他方側のボビンチャックを、前記結束ヘッドのボビンチャックに向けて後部に設けたチャックシリンダの操作で出没してボビンを挟持するとともに該挟持されたボビンの回転に従動回転可能に設け、
前記基盤に、前記ボビンチャックに挟持したボビン近傍のボビンへ供給される線材側に、該線材をボビンの手前に案内する線材ガイド片と、離れた位置から前記ボビンと前記線材ガイド片との間に張架された線材に届く位置にまでシリンダにより往復可能とした線材カッターとを設け、
供給された線材を巻き終えたボビンを前記ボビンチャックで挟持して前記結束ヘッドを前記各モータで回転させつつ、前記結束ヘッドのチャック面のボビンに接触しない部位に突設した輪潜りクリップを前記チャック面の背後に設けたシリンダで出没操作して前記線材をボビン巻き着け終端部分で結束し、該線材の結束部分の終端部側をカットして独立させて排出可能とした装置であって、
前記輪潜りクリップが、中心部の掛止部がその外側の掛止包持部から背後に備えたシリンダの操作で出没して該掛止部と掛止包持部との間に該線材ガイド片で案内された前記線材を、挟持及び離脱を可能とし、その掛止包持部の外周部に背後に備えたシリンダの操作で突出したとき前記線材を掛け止め可能な長さとなる線材外掛内筒部を備えるとともに該線材外掛内筒部の外周に前記線材外掛内筒部の先端より先まで先端部が出没可能な線材押出外筒部を備えて成り、
前記結束ヘッドを回転させて背後に備えたシリンダの操作で前記輪潜りクリップの線材外掛内筒部に輪状に掛けて引き出した線材の輪の中に前記ボビンに反対巻きとなった線材の端部側を前記掛止部に掛け止めて、前記線材外掛内筒部に掛けられた輪状部分を前記掛止部の外側へ脱落させることで前記掛止部で固定した線材の端部側を輪状部分の中に潜らせ、さらに前記結束ヘッドを回転させて前記輪状部分に潜った線材の端部側を前記掛止部で引っ張って引き絞り、該線材の両引き絞り部分を屈曲変形させて前記輪状部分から抜けないように結束可能としたことを特徴とする線材のボビン結束装置。
【請求項２】
基盤の表面側の輪潜りクリップの近傍に、背後に備えたシリンダの操作で前記輪潜りクリップ先端に掛かった線材を押し外し可能に出没する線材押し外し爪を設けたことを特徴とする請求項１に記載の線材のボビン結束装置。
【請求項３】
ボビンチャックに挟持されたボビンと線材ガイド片との間において、ステック面を少なくとも線材の上下振れ範囲に配するとするとともに、背後に備えたシリンダの操作でボビンに沿ってボビンの回転軸方向と平行に進退可能しとした線材押し遣りステックを、線材が線材外掛内筒部に掛かる位置と輪潜りクリップの掛止部に掛かる位置に、押し遣やり可能に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の線材のボビン結束装置。
【請求項４】
請求項１から３のうちいずれかに記載の線材のボビン結束装置を用いたボビン自動巻取装置であって、
前記結束装置と共通の基盤の表面側において、巻付け前の空ボビンの供給側には、該基盤の表面に回転中心方向を直交させた円盤状の巻取ヘッドを、該基盤の裏面側に設けたモータにより回転可能に設けるとともに、該巻取ヘッドの中央表側に、ボビンを挟持可能に対向した両側のボビンチャックのうち一方側のボビンチャックを前記巻取ヘッドの回転軸心と共通の軸心で設け、
前記基盤の前にチャック基台を設けて該チャック基台の上部に、前記巻取ヘッドのボビンチャックと対向する他方側のボビンチャックを、前記巻取ヘッドのボビンチャックに向けて後部に設けたチャックシリンダの操作で出没してボビンを挟持するとともに該挟持されたボビンの回転に従動回転可能に設け、
前記巻取ヘッドのチャック面のボビンに接触しない部位に、線材の中間を掛け止める掛止部が先端部に備わり、前記巻取ヘッドのチャック面の背後に設けた押出し部を前記基盤の背後に備えたシリンダの操作で往復させることで該掛止部を出没操作して線材を挟持可能とした材線掛止クリップを設け、
前記巻取ヘッドの位置よりも前記基盤の線材供給側に、前記巻取ヘッドのボビンチャックに挟持されたボビンの軸部方向に線材を導いて往復させつつ回転したボビンに線材を整列状態に巻取可能とするトラバース台に装着されたガイドビークを配設し、
線材巻取後のボビンの排出側には、前記請求項１から３のうちいずれかに記載のボビン巻着線材の結束装置を配設し、
前記チャック基台の下方に設けたリフト基台の上に、ボビン転送台を介して、下部に設けたボビンリフトシリンダの操作で上下方向に往復可能なボビンリフトを備えるとともに、前記ボビン転送台は前記基盤の表面側と平行で水平な方向に往復操作可能なリフト往復シリンダのシャフトによって前記巻取ヘッドと結束ヘッドとの間をボビンリフトが往復可能とし、
ボビンリフトで前記巻取ヘッドと結束ヘッドに供給されたボビンに、ガイドビークから供給された線材を巻き取って結束し、そのボビンを供給側の線材から切り離して排出可能としたことを特徴とするボビン自動巻取装置。
【請求項５】
押し出し板が、巻取ヘッドを中心に、掛止クリップの押出し部に当たる範囲で、最上部から線材の結束装置側まで９０度の範囲で細長い円弧状に形成し、前記掛止クリップを巻取ヘッドの上部から結束装置側までの位置において、該押し出し板によって前記掛止クリップの押出し部の押し出し操作を可能としたことを特徴とする請求項４に記載のボビン自動巻取装置。
【請求項６】
ボビン転送台に設けたボビンリフトを２台とし、該２台のボビンリフトが巻取ヘッドと結束ヘッドとの位置に対応した間隔で設けられ、前記結束ヘッド側のボビンリフトが前記巻取ヘッドの直下と前記結束ヘッドの直下との間を往復可能としたことを特徴とする請求項４又は５に記載のボビン自動巻取装置。
【請求項７】
結束ヘッドのボビンチャックに挟持されたボビンの直下から排出方向へと下り勾配に形成された排出ガイド板を、移動するボビンリフトに接触しない位置にまで移動可能に設け、前記結束ヘッドのボビンチャックから外された結束及び切り離し後のボビンを下から受けて排出可能としたことを特徴とする請求項４から６のうちいずれかに記載のボビン自動巻取装置。
【請求項１】
平面状の直立した基盤の表面側に、該表面に回転中心方向を直交させた円盤状の結束ヘッドを、該基盤の裏面側に設けたモータにより回転可能に設けるとともに、該結束ヘッドの中央表側に、ボビンを挟持可能に対向した両側のボビンチャックのうち一方側のボビンチャックを、前記基盤の裏面側に設けたモータにより前記結束ヘッドの回転中心と共通の中心で該結束ヘッドの回転方向とは逆方向に回転可能に設け、
前記基盤の前にチャック基台を設けて該チャック基台の上部に、前記結束ヘッドのボビンチャックと対向する他方側のボビンチャックを、前記結束ヘッドのボビンチャックに向けて後部に設けたチャックシリンダの操作で出没してボビンを挟持するとともに該挟持されたボビンの回転に従動回転可能に設け、
前記基盤に、前記ボビンチャックに挟持したボビン近傍のボビンへ供給される線材側に、該線材をボビンの手前に案内する線材ガイド片と、離れた位置から前記ボビンと前記線材ガイド片との間に張架された線材に届く位置にまでシリンダにより往復可能とした線材カッターとを設け、
供給された線材を巻き終えたボビンを前記ボビンチャックで挟持して前記結束ヘッドを前記各モータで回転させつつ、前記結束ヘッドのチャック面のボビンに接触しない部位に突設した輪潜りクリップを前記チャック面の背後に設けたシリンダで出没操作して前記線材をボビン巻き着け終端部分で結束し、該線材の結束部分の終端部側をカットして独立させて排出可能とした装置であって、
前記輪潜りクリップが、中心部の掛止部がその外側の掛止包持部から背後に備えたシリンダの操作で出没して該掛止部と掛止包持部との間に該線材ガイド片で案内された前記線材を、挟持及び離脱を可能とし、その掛止包持部の外周部に背後に備えたシリンダの操作で突出したとき前記線材を掛け止め可能な長さとなる線材外掛内筒部を備えるとともに該線材外掛内筒部の外周に前記線材外掛内筒部の先端より先まで先端部が出没可能な線材押出外筒部を備えて成り、
前記結束ヘッドを回転させて背後に備えたシリンダの操作で前記輪潜りクリップの線材外掛内筒部に輪状に掛けて引き出した線材の輪の中に前記ボビンに反対巻きとなった線材の端部側を前記掛止部に掛け止めて、前記線材外掛内筒部に掛けられた輪状部分を前記掛止部の外側へ脱落させることで前記掛止部で固定した線材の端部側を輪状部分の中に潜らせ、さらに前記結束ヘッドを回転させて前記輪状部分に潜った線材の端部側を前記掛止部で引っ張って引き絞り、該線材の両引き絞り部分を屈曲変形させて前記輪状部分から抜けないように結束可能としたことを特徴とする線材のボビン結束装置。
【請求項２】
基盤の表面側の輪潜りクリップの近傍に、背後に備えたシリンダの操作で前記輪潜りクリップ先端に掛かった線材を押し外し可能に出没する線材押し外し爪を設けたことを特徴とする請求項１に記載の線材のボビン結束装置。
【請求項３】
ボビンチャックに挟持されたボビンと線材ガイド片との間において、ステック面を少なくとも線材の上下振れ範囲に配するとするとともに、背後に備えたシリンダの操作でボビンに沿ってボビンの回転軸方向と平行に進退可能しとした線材押し遣りステックを、線材が線材外掛内筒部に掛かる位置と輪潜りクリップの掛止部に掛かる位置に、押し遣やり可能に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の線材のボビン結束装置。
【請求項４】
請求項１から３のうちいずれかに記載の線材のボビン結束装置を用いたボビン自動巻取装置であって、
前記結束装置と共通の基盤の表面側において、巻付け前の空ボビンの供給側には、該基盤の表面に回転中心方向を直交させた円盤状の巻取ヘッドを、該基盤の裏面側に設けたモータにより回転可能に設けるとともに、該巻取ヘッドの中央表側に、ボビンを挟持可能に対向した両側のボビンチャックのうち一方側のボビンチャックを前記巻取ヘッドの回転軸心と共通の軸心で設け、
前記基盤の前にチャック基台を設けて該チャック基台の上部に、前記巻取ヘッドのボビンチャックと対向する他方側のボビンチャックを、前記巻取ヘッドのボビンチャックに向けて後部に設けたチャックシリンダの操作で出没してボビンを挟持するとともに該挟持されたボビンの回転に従動回転可能に設け、
前記巻取ヘッドのチャック面のボビンに接触しない部位に、線材の中間を掛け止める掛止部が先端部に備わり、前記巻取ヘッドのチャック面の背後に設けた押出し部を前記基盤の背後に備えたシリンダの操作で往復させることで該掛止部を出没操作して線材を挟持可能とした材線掛止クリップを設け、
前記巻取ヘッドの位置よりも前記基盤の線材供給側に、前記巻取ヘッドのボビンチャックに挟持されたボビンの軸部方向に線材を導いて往復させつつ回転したボビンに線材を整列状態に巻取可能とするトラバース台に装着されたガイドビークを配設し、
線材巻取後のボビンの排出側には、前記請求項１から３のうちいずれかに記載のボビン巻着線材の結束装置を配設し、
前記チャック基台の下方に設けたリフト基台の上に、ボビン転送台を介して、下部に設けたボビンリフトシリンダの操作で上下方向に往復可能なボビンリフトを備えるとともに、前記ボビン転送台は前記基盤の表面側と平行で水平な方向に往復操作可能なリフト往復シリンダのシャフトによって前記巻取ヘッドと結束ヘッドとの間をボビンリフトが往復可能とし、
ボビンリフトで前記巻取ヘッドと結束ヘッドに供給されたボビンに、ガイドビークから供給された線材を巻き取って結束し、そのボビンを供給側の線材から切り離して排出可能としたことを特徴とするボビン自動巻取装置。
【請求項５】
押し出し板が、巻取ヘッドを中心に、掛止クリップの押出し部に当たる範囲で、最上部から線材の結束装置側まで９０度の範囲で細長い円弧状に形成し、前記掛止クリップを巻取ヘッドの上部から結束装置側までの位置において、該押し出し板によって前記掛止クリップの押出し部の押し出し操作を可能としたことを特徴とする請求項４に記載のボビン自動巻取装置。
【請求項６】
ボビン転送台に設けたボビンリフトを２台とし、該２台のボビンリフトが巻取ヘッドと結束ヘッドとの位置に対応した間隔で設けられ、前記結束ヘッド側のボビンリフトが前記巻取ヘッドの直下と前記結束ヘッドの直下との間を往復可能としたことを特徴とする請求項４又は５に記載のボビン自動巻取装置。
【請求項７】
結束ヘッドのボビンチャックに挟持されたボビンの直下から排出方向へと下り勾配に形成された排出ガイド板を、移動するボビンリフトに接触しない位置にまで移動可能に設け、前記結束ヘッドのボビンチャックから外された結束及び切り離し後のボビンを下から受けて排出可能としたことを特徴とする請求項４から６のうちいずれかに記載のボビン自動巻取装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
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【図１１】
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【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１１−１３１９５０（Ｐ２０１１−１３１９５０Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９０４７８（Ｐ２００９−２９０４７８）
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【出願人】（５０９３５３０４５）有限会社今井設計事務所 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【出願人】（５０９３５３０４５）有限会社今井設計事務所 (1)
【Ｆターム（参考）】
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