特許 7602242 シールテープ巻付装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-10

(45)【発行日】2024-12-18

(54)【発明の名称】シールテープ巻付装置

(51)【国際特許分類】

   B65H 81/06 20060101AFI20241211BHJP

【ＦＩ】

B65H81/06 B

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020145672

(22)【出願日】2020-08-31

(65)【公開番号】P2022040795

(43)【公開日】2022-03-11

【審査請求日】2023-05-08

(73)【特許権者】

【識別番号】390033857

【氏名又は名称】株式会社フジキン

(72)【発明者】

【氏名】前田 明裕

(72)【発明者】

【氏名】宮川 英行

(72)【発明者】

【氏名】小田 邦朗

(72)【発明者】

【氏名】田中 孝洋

(72)【発明者】

【氏名】徳田 伊知郎

【審査官】山田 康孝

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０７０１９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１２０６５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０９７７７８０８（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｈ ８１／０６

Ｂ６５Ｈ １８／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも一端にネジ部を形成したワークのネジ部を、駆動ローラ及び対となるネジローラ間の作業空間に位置させ、
前記ワークと前記駆動ローラとの間に位置するようにシールテープの先端を配置し、
前記ネジローラを取り付けたローラ取付台を移動させ、前記ワークを前記駆動ローラに押圧し、駆動ローラの回転に伴って、ワークとネジローラとを従動回転させることで送出されるシールテープをネジ部に巻付けるシールテープ巻回装置であって、
前記ネジローラは、周面にワークのネジ山と噛み合うネジ部を備えるとともに、軸方向に挿通口を形成したローラ本体と、
前記挿通口に挿通され、前記ローラ取付台にローラ本体を回動自在に取り付ける軸状の取付部材とからなり、
該取付部材は、軸部、該軸部の先端に形成されたネジ部及び他端に軸部より大径の頭部から構成され、
前記挿通口は、反ローラ取付台側が大径となるように段部が形成され、前記頭部の内側円環端面と段部との間に弾性部材を配設したシールテープ巻回装置。

【請求項2】

さらに、前記挿通口には、ローラ取付台側が大径となるように段部が形成され、前記ローラ取付台と前記ネジローラとの間に介在させた円環状の摺動部材と前記段部との間に弾性部材を配設した請求項１に記載のシールテープ巻回装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一端にネジ部を形成した中空状ワークのネジ部にシールテープを巻き付けるシールテープ巻付装置に関する。

【背景技術】

【0002】

本出願人は、中空状のワーク、例えば管用のテーパネジ継手の雄ネジ部にシールテープを巻き付けるシールテープの自動巻付機を開発し、手動によるシールテープの巻き付け作業の省力化と手作業による巻き付け品質のばらつきの低減を図ってきた。

【0003】

手動で、ワークを装置に移動させ、ワークのネジ部にシールテープを巻き付けシールテープの自動巻付機は、図９に示すように、中空筒状ワークＷのネジ部Ｗａを、駆動ローラ１０とネジローラ１１、１１間の作業空間Ｓに位置させ、駆動ローラ１０との間にシールテープが介在するようにネジローラ１１、１１で押圧する。そして、ネジ部Ｗａが駆動ローラ１０に押しつけられることで駆動ローラ１０の回転に伴ってネジ部Ｗａが従動回転する。これによって駆動ローラ１０とネジ部Ｗａの間に送出されるシールテープＴがワークＷのネジ部Ｗａに巻付けられる(特許文献１参照)。

【0004】

しかし、この装置では、作業者がワークを掴んでいることから作業中にワークを落下させてしまう虞がある等、作業に時間を要するものであったため、作業空間Ｓにワークを自動で搬送するシールテープ巻付装置を開発した。

【0005】

このシールテープ巻付装置１００の動作を図６から図８に基づいて簡単に説明する。まず、初期状態として、図６に示すように、テープホルダ７を駆動ローラ１０から最も離間した上方位置で固定する。シールテープ送出口から延設されるテープガイド６のガイド部６０は切断ユニット８よりも上方に位置する。このときテンションユニット５及び切断ユニット８の移動機構５２、８３はロッドがシリンダ内に入り込み、テンションバー５０及びフランジ８０が図例最も右側に位置する状態である。そして、この状態でガイド部６０にシールテープＴを取り付け、ガイド部６０からシールテープＴの先端部を所定長さだけ延出させた状態で、進退（図例上下動）するように構成する。

【0006】

次に、制御ユニット(図示省略)は、テープホルダ７を下方に移動させるようにすることで、テープガイド６全体も下方に移動させ、ガイド部６０から延出しているシールテープＴの先端部を駆動ローラ１０の周面に当接又は近接するところに位置させる（図７（ａ）参照）。

【0007】

そして、図示しないワークＷの自動供給装置によって作業空間ＳにワークＷを位置させ、スライドユニット１４を作動することでネジローラ１１が移動し、ワークＷを駆動ローラ１０とネジローラ１１，１１で保持するとともに、ワークＷと駆動ローラ１０との間にシールテープＴを介在させた状態とする。その後、ガイド部６０を切断ユニット８の近傍まで上昇させ、テンションユニット５の移動機構５２を作動させる。テンションユニット５の作動により、テンションバー５０先端の押圧部５０ａによってシールテープＴはネジローラ１１側に押し付けられる。これによってシールテープＴは、ワークＷと駆動ローラ１０間からガイド部６０との間で張力が付与され、手作業でワークＷのネジ部にシールテープＴを巻き付ける際と同様の力が作用した状態となる（図７（ｂ）参照）。

【0008】

図７（ｂ）の状態で、巻き付け作業が開始され、初期の低速巻き付け、その後の高速巻き付けが終了する。

【0009】

次いで、図８に示すように、テープガイド６を切断ユニット８より上方に移動させて切断ユニット８を動作させる。そして、切断動作と略々同時に駆動ローラ１０を高速で回転させシールテープＴの余剰部分をワークＷのネジ部に巻き付ける。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【文献】特公昭５５－１８２３３号公報

【文献】特開２０２０－７０１９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

しかし、特許文献２に記載のシールテープ巻付装置は、スライドユニット１４の移動に伴ってワークＷと当接するネジローラ１１のネジ山は、ワークＷのネジ山とはその位置が完全に合致する位置にある場合はほとんどない。そのため、ネジローラ１１は若干回動しつつ、軸心に対し平行に力が加わりながら、ネジローラ１１のネジ山はワークＷのネジ山に対して、無理矢理噛み合うこととなる。このため、ネジローラ１１はローラ取付台１２に押し付けられる場合がある。係る場合には、ネジローラ１１は、駆動ローラ１０の回転に伴って従動回転する際、ローラ取付台１２との間で摩擦抵抗が上昇し、回転不良を起こすことがあった。特に回転不良による影響は、ワークＷのサイズが比較的大径の場合に顕著に表れる。

【0012】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、シールテープの巻き付けの際、ネジローラがスムーズに回転し、ワークサイズに拘わらず、良好なシールの巻き付けを行なうことができるシールテープ巻付装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記課題を解決するためになされた本発明に係るテープ巻付装置は、少なくとも一端にネジ部を形成したワークのネジ部を、駆動ローラ及び対となるネジローラ間の作業空間に位置させ、ワークと駆動ローラとの間にシールテープが介在するようにローラ取付台に配置したネジローラをローラ取付台毎移動させ、ワークを駆動ローラに押圧し、駆動ローラの回転に伴って、ワークとネジローラとを従動回転させることで送出されるシールテープをネジ部に巻付けるシールテープ巻付装置であって、ローラ取付台とネジローラとの間に、円環状の摺動部材を介在させるようにしている。

【0014】

このテープ巻付装置は、ワーク固定時にネジローラがローラ取付台側に付勢されても、摺動部材によって、摩擦抵抗を生じさせることなくスムーズにネジローラを回転させ、サイズの大きなワークであっても良好なシールテープの巻き付けを可能とする。

【0015】

この場合において、前記ネジローラは、周面にワークのネジ山と噛み合うネジ部を備えるとともに、軸方向に挿通口を形成したローラ本体と、
前記挿通口に挿通され、前記ローラ取付台にローラ本体を回動自在に取り付ける軸状の取付部材とからなり、
該取付部材は、軸部、該軸部の先端に形成されたネジ部及び他端に軸部より大径の頭部から構成され、
前記挿通口は、反ローラ取付台側が大径となるように段部が形成され、前記頭部の内側円環端面と段部との間に弾性部材を配設することができる。

【0016】

さらにこの場合において、前記挿通口には、ローラ取付台側が大径となるように段部が形成され、前記摺動部材と段部との間に弾性部材を配設することができる。

【0017】

また、これらの場合において、前記摺動部材は、スラストベアリングとすることができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、シールテープの巻き付けに際し、ネジローラとネジローラを回動自在に取り付けるローラ取付台との間で摩擦抵抗が増大することなく、ワークサイズに拘わらず、良好なシールの巻き付けを行なうことができるシールテープ巻付装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施の形態に係るシールテープ巻付装置の概略図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は駆動ローラ、ネジローラ及びワークの部分を示す平面図である。

【図2】同シールテープ巻付装置のネジローラを示す一部切り欠きの断面平面図である。

【図3】同シールテープ巻付装置のネジローラが、ワークと当接する際の作動の一例を示し、（ａ）は当接直後、（ｂ）はネジローラ本体が軸方向に移動した状態を示す。

【図4】同シールテープ巻付装置のネジローラが、ワークと当接する際の作動の別の例を示し、（ａ）は当接直後、（ｂ）はネジローラ本体が回動しながら摺接部材側に押圧された状態を示す。

【図5】同シールテープ巻付装置のネジローラの別の実施形態を示す一部切り欠きの断面平面図である。

【図6】従来のシールテープ巻付装置の概略を正面から見た概略図である。

【図7】同シールテープ巻付装置の動作を説明する正面図で、（ａ）はシールテープと共にガイド部を駆動ローラ近傍まで下降させた状態を、（ｂ）は（ａ）の状態からネジローラを作動させワークを挟持し、さらにテンションユニットを作動させシールテープに張力を付与した状態をそれぞれ示す。

【図8】図７に続き、同シールテープ巻付装置の動作を説明する正面図で、巻き付け作業が終了し切断ユニットが作動した状態を示す。

【図9】従来のシールテープ巻付装置で、手動でワークにテープを巻き付ける際の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

【0021】

＜実施形態１＞
図１～図３に、本発明の実施形態１を示す。

【0022】

このテープ巻付装置１は、従来例と同様、少なくとも一端にネジ部Ｗａを形成したワークＷのネジ部Ｗａを、駆動ローラ１０及び対となるネジローラ１１間の作業空間Ｓに位置させ、ワークＷと駆動ローラ１０との間にシールテープＴの先端を移動させ、ローラ取付台１２に配置したネジローラ１１を、ローラ取付台１２毎移動させ、ワークＷを駆動ローラ１０に押圧し、駆動ローラ１０の回転に伴って、ワークＷとネジローラ１１とを従動回転させることで送出されるシールテープＴをネジ部Ｗａに巻付けるシールテープ巻付装置である。そして、ローラ取付台１２とネジローラ１１との間に、円環状の摺動部材４を介在させるようにしている。

【0023】

［駆動ローラ］
駆動ローラ１０は、その材質は特に限定するものではないが、本実施形態では駆動ローラ１０を駆動させる駆動手段（例えば、電動モータ等）の駆動軸又は駆動軸の先端と繋がる金属製の回転軸の周面に嵌合された弾性部材（例えば、環状のウレタンゴム）で構成されている。

【0024】

駆動ローラ１０と２つのネジローラ１１、１１の周面近接部で結ばれた三角の領域がシールテープＴを巻き付ける作業空間Ｓとなる。

【0025】

［ネジローラ］
ネジローラ１１は、本実施形態においては図１に示すように正面視して上下に２個配設される。ネジローラ１１は、スライドユニット１４によって駆動ローラ１０の軸心ＳＣ１と略直交方向に移動する。スライドユニット１４は、ネジローラ１０によってワークＷのネジ部Ｗａを駆動ローラに押し付けるだけの押圧力を発揮するものであれば特に限定するものではなく、本実施形態ではガイド付きのエアシリンダを使用している。

【0026】

ネジローラ１１は、周面にワークＷのネジ山Ｗａと噛み合うネジ部１１０ｘを備えるとともに、軸方向に挿通口１１０ａを形成したローラ本体１１０と、挿通口１１０ａに挿通され、ローラ取付台１２にローラ本体１１０を回動自在に取り付ける軸状の取付部材１１１とから構成されいる。この取付部材１１１は、軸部１１１ｃ、軸部１１１ｃの先端に形成されたネジ部１１１ｂ及び他端に軸部１１１ｃより大径の頭部１１１ａから構成され、挿通口１１０ａは、反ローラ取付台１２側が大径となるように段部１１０ｂが形成され、取付部材１１１の頭部１１１ａの内側円環端面と段部との間に弾性部材１１２が配設されている。ネジ部１１１ｂは、本実施形態では雄ねじであって、ローラ取付台１２に形成した雄ねじ部１２ａに螺合する。また、ローラ取付台１２には貫通孔を形成し、反対面でナットによる固定としても構わない。弾性部材１１２は、スプリングや皿ばねなどを採用することができるが、本実施形態ではスプリングを用いている。

【0027】

また、ネジローラ１１は、シールテープＴを巻き付けるワークＷのサイズに応じて、外径、ネジローラ間の距離が異なるように複数用意することが好ましい。例えば、Ｒ１／８用、Ｒ１／４とＲ３／８、Ｒ１／２とＲ３／４は兼用の３種類のネジローラ構造体１３（ネジローラ１１とローラ取付台１２）とすることができるほか、ワークＷのサイズ毎に５種類のネジローラ構造体１３を用意することもできる。

【0028】

［ワーク］
ワークＷは、例えば、Ｒ１／８～Ｒ３／４の管用のテーパ雄ネジである。通常両端にネジ部を有するが、一方がテーパのネジ部Ｗａであれば他方は平行ネジ部であっても平行ねじ部にナットが取り付いた状態のものであっても構わない。また、一端にシールテープＴを巻き付ける雄ネジ部を形成しておれば、他端側は雌ネジが形成されたアダプタであっても構わない。

【0029】

［摺動部材］
摺動部材４は、ネジローラ本体１１０のローラ取付台１２側の円環状端面と、ローラ取付台１２との間に配設される円環状の部材で、本実施形態ではスラストベアリング４Ａを採用する（図２参照）。また摺動部材４は、摺動性の高い、例えば、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ナイロン、アセタール、ポリイミドやポリエステルを原料とした円環状部材を用いることもできる。

【0030】

本実施形態のテープ巻付装置１は、駆動ローラ１０と２つのネジローラ１１、１１の周面近接部で結ばれた三角の領域がシールテープＴを巻き付ける作業空間Ｓとなる。この作業空間ＳにワークＷのネジ部Ｗａを位置させるワーク押出機構（図示省略）に連続的にワークＷを供給する、ワークホルダ（図示省略）とワーク挟持機構（図示省略）を備えている。

【0031】

［テープガイド］
テープガイド６は、従来例と同様、図１に示すようにテープホルダ７から送出されるテープＴの先端部は覆うガイド部６０と、ガイド部６０と連なりテープホルダ７の送出口内に固定され、テープホルダ７と共に往復動（図例では上下動）することでシールテープＴを駆動ローラ近傍まで運ぶ帯状部６１とから構成される。帯状部６１は、略シールテープＴと同じ幅寸法で剛性、例えば金属製の薄板である。ガイド部６０は、帯状部６１と同様の材質の板状の部材で帯状部６１の先端を覆う。具体的には、ガイド部６０と帯状部６１とは一枚の金属板から切り出された一体物で、Ｔ字状に切り出され突出した部分をＣ字状に折り曲げることでガイド部６０を形成する。また、帯状部６１の先端の裏面に、ガイド部６０となる別部材をＴ字状に配設し、スポット溶接等の固着手段で固定した後、両端部をＣ字状に湾曲させて構成することもできる。この際、予め両端部をＣ字状に湾曲させた後に帯状部６１の先端に取り付け固定するようにしても構わない。シールテープＴは、テープホルダ７が往復動する際に、テープガイド６のガイド部６０に覆われて、駆動ローラ１０側に進出するとともに、駆動ローラ１０とワークＷに挟持された状態においてはガイド部６０のみ上昇させることができる。

【0032】

シールテープＴの取り付けは、テープホルダ７の軸部に多重に巻回されたロール状のシールテープＴを取り付け、ガイド部６０と帯状部６１との隙間にシールテープＴを挿通させる。帯状部６１は、テープホルダ７内に固定され、制御ユニットで制御されるテープホルダ７の往復動進退機構（図示省略）によって、テープホルダ７と共にシールテープＴを駆動ローラ１０の近傍まで進退させる。また、帯状部６１の下端開口部の長辺が、後述するテンションユニット５を作動させた際に張力をもってシールテープＴが当接する箇所となる。そのためテンションユニット５による張力付与時のシールテープＴの切断を防止するため、所定のＲ加工を施すようにすることが好ましい。

【0033】

［テンションユニット］
テンションユニット５は、従来例と同様、図１に示すように駆動ローラ１０の直近上方の反ネジローラ１１側に配設され、先端に押圧部５０ａを形成したテンションバー５０と、テンションバー５０を駆動ローラ１０の軸心に対し略直交する水平方向に移動させる移動機構５２から構成される。移動機構５２は、ワークＷと駆動ローラ１０との間で挟持されたシールテープＴに張力を付与するだけの押圧力があれば特に限定するものではなく、本実施形態においては空圧のガイド付きシリンダを使用する。また、切断ユニット８の移動機構８３も同様のシリンダを使用するようにしている。

【0034】

押圧部５０ａは、シールテープＴを駆動ローラ１０側からネジローラ１１側に押圧する際、シールテープＴに折れや切断が生じない様に円弧形状をなしている。本実施形態においては、テンションバー５０と一体成形された構成を示しているがこれに限られず、テンションバー５０の先端に軸部を介して回動自在に取り付けたローラであっても構わない。

【0035】

［切断ユニット］
切断ユニット８は、従来例と同様、図１に示すようにテンションユニット５とテープホルダ７との間に配備され、ネジローラ１１側上部の固定刃８１と、フランジ８０の先端に取り付けられた移動刃８２と、フランジ８０を駆動ローラ１０の軸心に対し略直交する水平方向に移動させる移動機構８３とからなる。

【0036】

切断ユニット８は、切断ユニット８の切断刃である固定刃８１と移動刃８２の刃先が、移動刃８２の移動により交差することで、シールテープＴを切断する。

【0037】

そして、テンションユニット５の作動時にテープガイド６を切断ユニット８の近傍まで移動させるとともに、シールテープＴの巻き付け作業完了時にテープガイド６を切断ユニット８より上方に移動させて切断ユニット８を動作させるように制御する制御ユニット（図示省略）を備え、この制御ユニットは、更に、駆動ローラ１０の回転速度、回転時期及び回転時間並びにテープガイド６の動作タイミングを制御する。

【0038】

次に、本実施形態のシールテープ巻付装置１における、ネジローラ１１がワークＷ側に移動し、駆動ローラ１０との間のでワークＷのネジ部Ｗａとネジローラ１１のネジ部１１０ｘとが噛み合う状況を図３及び図４に基づいて詳細に説明する。

【0039】

ネジローラ１１のネジ部１１０ｘ及びワークＷのネジ部Ｗａの山と谷が一致している場合、図３及び図４に示すようにネジローラ本体１１０に軸方向の力は加わることはないが、ネジローラ１１とワークＷの当接箇所でネジの山と谷が一致することは稀で、通常、ネジローラ１１とワークＷの最初の当接箇所は図３（ａ）又は図４（ａ）の状態となる。

【0040】

まず、ネジローラ１１がスライドユニット１４によってワークＷ側に移動し、ネジ部が噛み合い始めるとき図３（ａ）に示す位置関係となる場合がある。この場合、ワークＷを固定しているため、ネジローラ本体１１０には図例下側に向かう力Ｆが作用する。本実施形態ではこの力Ｆは弾性部材１１２が撓むことで、図３（ｂ）に示すように、ネジローラ本体１１０が摺動部材４から離間し、何れの箇所にも余分な負荷が係ることなくシールテープＴの巻き付け作業に移行する。

【0041】

次に、ネジローラ１１がスライドユニット１４によってワークＷ側に移動し、ネジ部が噛み合い始めるとき図４（ａ）に示す位置関係となる場合がある。この場合、ネジローラ本体１１０には図例上側に向かう力Ｆが作用する。この力Ｆは摺動部材４に押圧力となって作用するものの、摺動部材４としてスラストベアリング４Ａを用いている場合、力Ｆはネジ山の捻じれ方向に傾いており、傾き分の分力としてスラストベアリング４Ａに対して回動方向の力が加わり、ネジローラ本体１１０は図４（ｂ）に示すように、矢付Ｙ方向に容易に回動し、何れの箇所にも余分な負荷が係ることなくシールテープＴの巻き付け作業に移行する。

【0042】

このように本実施形態のシールテープ巻付装置１は、ネジ部が噛み合い始めるとき図３（ａ）に示す位置関係のときは、ネジローラ本体１１０内に配備した弾性部材１１２によって、図４（ａ）に示す位置関係となる場合には、ネジローラ１１とローラ取付台１２との間に配設される摺動部材４としてスラストベアリング４Ａによって、何れの箇所にも余分な負荷が係らず、特にネジローラ本体１１０とローラ取付台１２との間で摩擦抵抗が増大し、ネジローラ１１の回転不良が生じることもない。

【0043】

＜実施形態２＞
図５に、本発明の実施形態２を示す。

【0044】

このテープ巻付装置１は、ネジローラ１１のネジローラ本体１１０に開口した挿通口１１０ａに、ローラ取付台１２側が大径となるように段部１１０ｃが形成され、摺動部材４と段部１１０ｃとの間に弾性部材１１３を配設するようにしている。

【0045】

弾性部材１１３は、実施形態１で説明した弾性部材１１２と同様、スプリングや皿ばねなどを採用することができるが、本実施形態では実施形態１と同様、スプリングを用いている。

【0046】

また、弾性部材１１３の配設箇所は、ネジローラ本体１１０の段差部１１０ｃと摺動部材４との間に配設する例を示すが、摺動部材４とローラ取付台１２との間に配設することもできる。この場合、取付部材１１１の軸部１１１ｃの外径より若干大径の内径の皿ばねとすることが好ましい。

【0047】

弾性部材１１３を配設することで、ネジローラ１１がスライドユニット１４によってワークＷ側に移動し、ネジ部が噛み合い始めるとき図４（ａ）に示す位置関係となった場合、ネジ山の捻じれ角度に応じた分力による摺動部材４の回動がなくてもネジローラ本体１１０と摺動部材４との間の隙間がが縮小し、摺動部材４に大きな負荷が係ることはない。

【産業上の利用可能性】

【0048】

以上説明したように、本発明のシールテープ巻付装置は、新規設計のシールテープの巻付装置として好適に用いることができる他、既存のシールテープ巻付装置にもネジローラ構造体を交換することで好適に用いることができる。

【符号の説明】

【0049】

１ シールテープ巻付装置
１０ 駆動ローラ
１１ ネジローラ
１２ ローラ取付台
４ 摺動部材
４Ａ スラストベアリング
Ｔ シールテープ
Ｗ ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】