JP2004343986A

JP2004343986A - 平形導線のストリッピング

Info

Publication number: JP2004343986A
Application number: JP2004021096A
Authority: JP
Inventors: Joern Dietrich; ディートリッヒイェルン
Original assignee: I & T Flachleiter Produktions; I & T Flachleiter Produktions GmbH
Current assignee: I & T Flachleiter Produktions; I & T Flachleiter Produktions GmbH
Priority date: 2003-01-29
Filing date: 2004-01-29
Publication date: 2004-12-02
Also published as: US7026572B2; US20040182837A1; EP1443619B1; ATE330351T1; EP1443619A1; DE50303808D1

Abstract

【課題】高い信頼度のやり方でＦＦＣの窓の製作が実現され、後続する表面処理を省略でき、窓を備えるＦＦＣをそのまま続けて加工できるか、または露出している条導体区域の表面に適当な被覆をするステーションへと供給されて、その後に比較的長い間保管しても、電気的に申し分なく伝導性があって確実にはんだ付けないし溶接することができる表面が創出されるようにする。
【解決手段】ＦＦＣ１と呼ばれる平形導線の、窓２と呼ばれる領域をレーザでストリッピングする方法であり、窓を製作するために用いるレーザ、有利にはＣＯ₂レーザで、絶縁窓の縁部領域３だけを加工し、後続するステップで窓内部にある絶縁材料（絶縁残留物）を取り除くことを特徴とする。この絶縁残留物は、一種のドクターブレード、楔やブラシで除去するのが好ましい。
【選択図】図２

Description

本発明はレーザを使った平形導線のストリッピングに関するものである。平形導線、いわゆるＦＦＣは、特に自動車産業でケーブルハーネスを製造するために利用される機会が増えている。丸形導線と違って自動装置で扱うことができので、特に自動車用のケーブルハーネスを製造するときや、その他の産業用の用途では、丸形導線よりも好都合だからである。

ＦＦＣをストリッピングする方法としては、さまざまなものが公知である。

特許文献１は、燃焼を回避するため、かつ調節可能性が優れていることからＣＯ₂レーザの使用を提案している。

特許文献２は、条導体からの絶縁層の剥離を容易にするために、レーザ光とクランプ手段とを組み合わせている。

特許文献３は、線材の絶縁を剥離するために、レーザ光と、丸形線材の下に位置する鏡とを用いている。

特許文献４より、レーザ光を分割してＦＦＣに両側から当てて、その絶縁を除去することが公知である。

特許文献５より、レーザを使ってＦＦＣに窓を製作し、あるいは、相上下して位置するＦＦＣの接続を、たとえば超音波溶接によって、事前にストリッピングすることなく行うことが公知である。

原則としてＦＦＣは２種類に区別することができ、すなわち、積層されたものと押出成形されたものに区別することができる。積層されたＦＦＣは、２枚のフィルムの間で互いに平行に接着され、それによって外方に対して、かつ相互に絶縁されている電気的な条導体、多くの場合銅でできている。フィルムは多層に構成されていてよく、または２枚を超えるフィルムを使うこともできる。

押出成形されたＦＦＣは、専用の押出機に通された条導体でできており、電気的に絶縁をする押出物が条導体の周囲に注型ないし射出され、それによって個々の条導体が押出物によって外方に対して、かつ相互に絶縁される。

本発明はこの両方の種類のＦＦＣを対象とする。

いずれの場合でも、本来の条導体の断面は円形、楕円形、長方形、またはその他の形状であってよい。

いずれの種類のものであれＦＦＣを利用する場合、その接続には、接続されるべきＦＦＣから所望の個所で絶縁材料が除去（ストリッピング）されるように分岐部ないし接続部を製作することが可能であり、これを「窓を製作する」と言い、そして両方のＦＦＣをそれぞれの窓が合うように相上下して重ねる。このようにして、露出して狭い相互間隔をおいている、ないしはすでに互いに接触している条導体を、たとえばはんだ付け、溶接等によって接続し、さらに多くの場合、接着コンパウンド、接着フィルム等によって外部に対する絶縁を再び確保する。

さらに、プラグ、接触部等を装着できるようにするために、ＦＦＣの端部領域でストリッピングを行うことが必要になる場合もある。

最初に挙げた窓の製作の場合でも、多くの場合、条導体を両側で露出させることが必要になることが判明している。そのようにした場合にのみ、相上下して位置する条導体の間で、機械的に安定していて電気的に信頼度の高い接続を成立させることができるからである。

窓の製作によるストリッピングの場合には、その窓の幾何学形状ができるだけ所望の幾何学形状に合致し、絶縁材料ができるだけ完全に除去されるように配慮しなければならない。窓を製作した後の条導体は、高いコストのかかる準備作業をすることなく、確実に電気を伝え、有利には機械的にも安定している、相上下して位置する条導体の接続を可能にするような状態、ここでは特に表面状態で存在していなければならない。

従来採用されている方法は機械的な作業をするものであり、すでに条導体まで打ち抜かれている領域での、打抜技術とピーリングプロセスとの一種の組み合わせで成り立っている。特に、硬化する押出物の中の条導体が、押出物が固まるまで独自の案内部や調節部なしに「浮動」する押出成形されたＦＦＣの場合、製造公差が避けられないので、このことは、条導体に残された残留押出物による問題につながる。このような残留押出物は、条導体が押出物の中で偏心的に存在している個所での条導体の損傷につながる。

絶縁をレーザで除去することが試みられているが、このことは、後続する高いコストのかかる湿式化学処理を必要とし、そのために、試験運転の範囲を超える個数やサイクル速度には使い物にならなくするような、条導体の表面特性につながってしまう。

液体の化学薬品を用いるこの種の処理は製造工程における中間ステーションを必要とし、こうした中間ステーションでは、排気フードの下で化学薬品を塗布し、作用が終わった後にこれを再び除去しなくてはならならず、ステーションに通されたＦＦＣの相応の個所を乾燥させてあらためて検査することが必要であり、また、使用する化学薬品は単に準備するだけでなく、再び処理をして最終的には処分もしなければならないということを忘れてはならない。

そのうえさらに、機械的な処理ステーション、電気的な処理ステーション、レーザを装備する処理ステーションなどの間にはさまれた製造プロセスで、この種の化学薬品を使って作業をすることは、基本的に不快であり、好ましくない。
特開２００２−０２７６２６号公報特開平０４−０３３５１０号公報特開平０１−１３６３９６号公報米国特許出願公開第４９３１６１６Ａ号明細書ドイツ特許出願公開第１００６４６９６Ａ号明細書

本発明の目的は、前述した欠点を有しておらず、製造方法全体に適合した高い信頼度のやり方でＦＦＣの窓の製作が実現され、後続する条導体の表面処理を省略することができ、窓を備えるＦＦＣをそのまま続けて加工できるか、または露出している条導体区域の表面に適当な被覆をするステーションへと供給されて、その後に比較的長いあいだ保管しても、電気的に申し分なく伝導性があって確実にはんだ付けないし溶接することができる表面が創出され、その後、こうして完成したＦＦＣを任意のやり方で保管することができるような方法を提供することにある。

本発明によればこの目的は、窓を製作するために用いるレーザ、有利にはＣＯ₂レーザが絶縁窓の縁部領域だけを加工し、後続するステップで、窓中央にある絶縁残留物を取り除くことによって達成される。

この絶縁残留物の除去のためには機械的、熱的、またはその他の物理的な方法を採用することができる。その場合、この中央の窓領域にある絶縁層（絶縁材料）がまだ完全な層厚を有しており、除去するためのより良い可能性を提供するのが好ましい。

たとえば窓の中央領域にある絶縁層を除去するために、有利には２．５から３０ｍｍの間の小さい直径をもつロールの上でＦＦＣを転動させるのも一つの方法で、この場合、ＦＦＣの表面で、ばね作用で支承されていてよい、ドクターブレードような形式の楔が絶縁窓の周囲に係合し、絶縁材料を押し除け、ないしは持ち上げることで除去を行う。それにより窓中央には、金属の裸銅表面が少しも損なわれることもなく露出し、このような表面は後続する処理プロセスのために以後の加工を行う必要がない。

さらに、前記楔の代わりに、ＦＦＣに対して動くブラシ（たとえば回転するブラシ）を利用することが可能であり、この場合、ブラシの回転軸はロールの軸に対して平行に位置する。ブラシの回転方向は、接触半径上で、ＦＦＣの送り運動と反対向きであるのが好ましい。

このようにして、公知となっている方法の問題点が実際に回避され、本発明の目的が達成される。

本発明による方法のさらに別の利点は、加工時間が減ることにある。絶縁窓の面全体ではなく、絶縁窓の周囲にレーザをあてるだけでよく、絶縁の残留物がブレードによって迅速に、かつ窓の大きさにほぼ関わりなくストリッピングされるからである。

次に、図面を参照しながら本発明について詳しく説明する。

図１と図２から明らかなように、それ自体公知のやり方でレーザにより、有利にはＣＯ₂レーザにより、ＦＦＣ１に形成されるべき窓２の縁部領域３が製作される。このとき、多くの場合銅または銅合金からなる本来の導線５を電気的に絶縁している絶縁材料（絶縁残留物）４の実質的に全体が剥離され、これはＦＦＣ１の両方の側で行われる。図１では、絶縁材料４の残留領域が縁部領域（窓枠）３の領域に暗示的に示されている。

図３は、本来の窓２の領域における絶縁材料の除去を純粋に模式的に示しており、この作業は次のように行われる。すなわち、ＦＦＣ１を弛みなく案内された形態で、長さに応じてロール６の上に転動させる。このロール６の直径は、ＦＦＣ１の厚さの最大５から６０倍、例えば２．５〜３０ｍｍであるのが好ましい。絶縁材料４と導線５の間の境界層がすでに湾曲している領域で、幅（幅とはＦＦＣ１の長軸に対して横向き、かつロール６の湾曲軸に対して平行な長さである）が少なくとも実質的に窓２の幅と等しく、ただし決して窓枠３の外側の幅よりも大きくない楔ないしブレード７を、刃先を前にして絶縁材料４と導線５の間の境界領域にあて、ＦＦＣ１を矢印９の方向へさらに動かすと、絶縁材料４が窓２の領域で正確にピーリング（剥離）され、それにより、すぐに続けて取り扱うことができる、ないしはすぐに接続することができる、導線５の裸の表面が窓２の領域で露出する。

大半の適用ケースでは、窓２の領域で導線５を、その両面とも露出させることが必要なので、図１と図３にはその様子が示されており、図３では内側に位置している窓２の側での絶縁材料４の除去は、連続的な作業形式の場合には後続する加工ステーションで、または、段階的な作業形式の場合にはＦＦＣを逆向きに載せて図示した作業ステーションにあらためて通すことにより、図示している外側領域の除去とまったく同様にして行われる。

図示した実施例ではＦＦＣ１はただ１本の導線５を有しているが、当然ながら、実際の大半の適用ケースではこれは当てはまらず、ＦＦＣは、相並んで位置し、互いに電気的に絶縁された複数の導線を有しており、そのうちの何本かだけを窓によってアクセス可能にしようとするのが普通である。しかし、このような幾何学形状ないし寸法の変化によって、本発明の方法の実施に何一つ変わるとことはない。

図３では、ブレード７は単純な直線状をした楔形の器具として図示されているが、当然ながら、幾何学条件に応じてブレード７の形態を図示した形態から変えることができる。図３に示す、矢印１１の方向ないしその反対方向への軸１０を中心とするブレード７の単純な揺動運動も絶対に必要というわけではなく、ブレード７を当てつけたり引き離したりするときには、直線運動や、回転運動とスライド運動の組み合わせも可能である。

なお、ロール６の代わりに面取りされた定置のエッジを使うこともでき、このようなエッジを介してＦＣＣ１が引っ張られる。それに対してロール６を使用すると、通常の送りのときの摩擦およびこれに伴うＦＦＣの回転がはるかに減るという利点があり、その場合、できるだけ正確な位置決めと案内を保証するために、ピーリング中にロールをＦＦＣ１の矢印９の方向への送り運動と同期して駆動することができる。このときロール６の表面は、ＦＦＣ１の絶縁材料４よりも大きい摩擦を有し、そのようにして、位置決めを可能な限り最善に補助するように構成されていてよい。それと逆に、定置の面取りされたエッジを使用するときは、ＦＦＣ１の材料に対してできるだけ摩擦の少ない平滑な表面が基本条件となる。

また、前記楔の代わりに、ＦＦＣ１に対して動くブラシ（たとえば回転するブラシ）を利用することが可能であり、この場合、ブラシの回転軸は前記ロール６の軸に対して平行に位置する。ブラシの回転方向は、接触半径上で、ＦＦＣ１の送り運動と反対向きであるのが好ましい。

本発明は平形導線の加工に利用できる。

レーザで窓縁部を剥離した後のＦＦＣを示す純粋に模式的な断面図である。同じくその純粋に模式的な平面図である。本発明によるピーリング工程を示す模式図である。

符号の説明

１ＦＦＣ
２窓
３縁部領域（窓枠）
４絶縁材料（絶縁残留物）
５導線
６ロール
７楔、ドクターブレード

Claims

ＦＦＣ（１）と呼ばれる平形導線の、窓（２）と呼ばれる領域をレーザで、好ましくはＣＯ₂レーザでストリッピングする方法において、前記窓（２）を製作するために用いる前記レーザが絶縁窓の縁部領域（３）だけを加工し、後続するステップで窓内部にある絶縁残留物を取り除くことを特徴とする方法。
前記窓（２）の内部の絶縁残留物が機械的、熱的、またはその他の物理的な方法によって除去されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記ＦＦＣ（１）が、有利にはＦＦＣの厚さの５倍から６０倍の間の小さな直径をもつロール（６）の上で転動し、ＦＦＣの表面でドクターブレード形式の楔（７）が、レーザで露出している窓（２）の縁部領域（３）に係合して絶縁材料（４）を押し除け、ないしは持ち上げ、それによって除去することを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記楔（７）が前記ロール（６）の軸に対して平行に延びる軸（１０）を中心として旋回可能であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
前記ＦＦＣ（１）が、有利にはＦＦＣの厚さの５倍から６０倍の間の小さな直径をもつロール（６）の上で転動し、ＦＦＣの表面でブラシが、レーザで露出している窓の縁部領域（３）に係合して絶縁材料（４）を押し除け、ないしは持ち上げ、それによって除去することを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記ブラシが前記ロール（６）の軸に対して平行に延びる軸を中心として回転可能であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
前記ＦＦＣ（１）との接触領域における前記ブラシの回転方向が、ＦＦＣの送り運動と反対方向であることを特徴とする請求項６に記載の方法。