JP2007151345A - 電線の絶縁被覆切断装置およびそれを用いた電線処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】絶縁被覆に向けて照射されたレーザー光を絶縁被覆に向けて集光する集光レンズを電線の幅方向に往復動させることにより、レーザー光を往復動させて絶縁被覆を切断する構造であるから、従来公知のガルバノミラーを用いた構造のように耐久性および耐振性の低さが問題になることがなく、電線処理作業の効率を向上させることができる。
【選択図】図1
Description
これにより、ストリップブレードを用いて絶縁被覆に切り込みを入れるときには、ストリップブレードの切刃が芯線に対してぎりぎり一杯に接近するように絶縁被覆に切り込みを入れる必要がある。
ところが、絶縁被覆は必ずしも均一な厚みを有しておらず、芯線と絶縁被覆とが芯ずれして編肉が生じている場合には、芯線を構成している素線の一部にストリップブレードの切刃が食い込み、この素線を切断してしまうおそれがある。
しかしながら、芯線の傷付きや素線の切断が発生してもこれを不良として検出するのが困難なため、芯線を傷つけずに絶縁被覆を除去できる装置および方法が望まれていた。
しかしながら、ガラス繊維は硬いため、ストリップブレードの切れ刃が直ぐに磨耗して切れなくなってしまう。
さらに、ガラス繊維自体が細くて柔軟であることに加えて、その内側にあるシリコーンゴム層もまた柔軟であるため、ガラス繊維は非常に切れにくく、切れ残ったガラス繊維がひげ状に残る問題が生じている。
そこで、耐久性を向上させるために切れ刃の刃先角度を鈍角にし、若しくはストリップブレードを絶縁被覆の周りに回転させ、あるいは切れ刃にコーティングを行う等の対策を取っているが、切刃が磨耗して切れなくなる前にストリップブレードを交換する必要があり、交換時期の管理ばかりでなく交換作業に必要な手間が大きな負担となっていた。
電線の絶縁被覆をレーザー光により切断する装置であって、
前後方向に延びる電線の絶縁被覆に向けて上下方向からそれぞれレーザー光を照射する、上下方向に対向するように配設された上下一対のレーザー光照射手段と、
前記上下一対のレーザー光照射手段からそれぞれ照射されたレーザー光を前記絶縁被覆に向けてそれぞれ集光する上下一対の集光レンズと、
前記上下一対の集光レンズを左右方向に往復動自在に支持する支持手段と、
少なくとも電線の外径寸法を上回る距離において前記支持手段が左右方向に往復動するように前記支持手段を駆動する駆動手段と、
を備えることを特徴とする電線の絶縁被覆切断装置。
特に、炭酸ガスレーザー等の発振波長の短いレーザー光を用いることにより、絶縁被覆を構成している高分子材料を低いエネルギー密度で溶解させ蒸発させることができるとともに、芯線を構成している銅製の素線自体は吸収率が非常に小さいためこれを損傷させたり変質させたりすることがない。
また、上下一対のレーザー光を左右方向に往復動させながら絶縁被覆に照射するから、絶縁被覆をその全周にわたって完全に切断することができる。
これにより、ストリップブレードを用いる場合のように切断されない部分が残ることがないから、ストリップした絶縁被覆を除去するときに絶縁被覆を引っ張ることになって絶縁被覆が伸びることも防止できる。
さらに、照射されたレーザー光を絶縁被覆に向けて集光する集光レンズを左右方向に往復動させることによってレーザー光を左右方向に往復させる構造であるから、従来公知のガルバノミラーを用いた構造のように耐久性および耐振性の低さが問題になることがなく、電線処理作業の効率を大幅に高めることができる。
前記装置の本体部分上に間隔を開けてそれぞれ固定された、左右方向に延びる上下一対の第1の案内レールと、
前記一対の第1の案内レール上でそれぞれ左右方向にスライド自在な一対の第1のスライダと、
前記一対の第1のスライダ間に掛け渡された、前記上下一対の集光レンズを支持する支持部材と、を有することを特徴としている。
これにより、レーザー光を左右方向に往復させる機構に求められる精度、耐久性および耐振性の高さを、低コストに実現することができる。
前記本体部分に支持された駆動モータと、
前記駆動モータの回転軸と一体に回転するとともに前記回転軸に対し偏心配置された駆動ピンを有する駆動部材と、
前記支持部材に固定されて上下方向に延びる第2の案内レールと、
前記第2の案内レール上で上下方向にスライド自在であり、かつ前記駆動ピンが相対回転自在に係合している第2のスライダと、を有することを特徴とする。
電線を前後方向に送給する送給手段と、
前記支持部材の左右方向の位置を検出する検出手段と、
前記送給手段、前記駆動手段および前記レーザー光発生手段の作動を制御する制御手段と、を追加したものである。
そして、前記制御手段は、電線の軸線に沿って絶縁被覆を前後方向に切断するために、前記検出手段から得られた前記支持部材の左右方向の位置情報に基づいて前記駆動手段の作動を制御することにより前記支持部材の左右方向の位置を位置決めし、前記レーザー光発生手段を制御してレーザー光を照射させ、前記送給手段を制御して電線を前後方向に移動させることを特徴とする。
なお、支持部材の左右方向の位置を検出する検出手段として、例えば駆動モータの回転軸の角度位置を検出するロータリエンコーダを用いることができる。
また、駆動モータとしてステッピングモータを用いれば、回転軸の回転角度位相、したがって支持部材の左右方向の位置を正確に制御することができる。
これにより、電線の絶縁被覆に対してレーザー光を高い位置精度で照射することができるから、絶縁被覆の切口を平滑にすることができるばかりでなく、レーザー光による絶縁被覆の切断効率を高めることができる。
前後方向に間隔を開けた2カ所においてレーザー光を照射して電線の絶縁被覆を左右方向に切断し、
絶縁被覆を左右方向に切断した2カ所の間の部分において電線の軸線に沿ってレーザー光を照射しつつ前記送給手段を用いて電線を前後方向に送給することにより絶縁被覆を前後方向に切断し、
左右方向および前後方向に切断して得られる2片の絶縁被覆を除去することを特徴としている。
前記絶縁被覆切断装置を用いることにより前後方向に間隔を開けた2カ所において電線の絶縁被覆を左右方向に切断し、
絶縁被覆を切断した2カ所の部分の中間において電線を切断し、
電線を切断した箇所の前側および後側の絶縁被覆をそれぞれ引き抜いて芯線を露出させるとともに、
露出させた芯線にそれぞれ端子を圧着することを特徴とする。
前記絶縁被覆切断装置を用いることにより、前後方向に間隔を開けた2カ所のストリップ位置において電線の絶縁被覆を左右方向に切断し、
前記2カ所のストリップ位置の中間において前後方向に間隔を開けた2カ所の切り落とし位置において電線の絶縁被覆を左右方向に切断し、
前記2カ所の切り落とし位置の中間において電線を切断し、
電線を切断した箇所の前側および後側の絶縁被覆のそれぞれについて、前記ストリップ位置と前記切り落とし位置の間の絶縁被覆が芯線の端部を覆うとともに前記切り落とし位置から先の絶縁被覆が芯線から脱落するように、絶縁被覆を前記ストリップ位置からスライドさせることにより、ハーフストリップを形成することを特徴とする。
これにより、残存している絶縁被覆を保持して芯線に撚りを掛けることができるから、芯線に直接触れながら撚りを掛ける場合のように芯線に傷を付けることがない。
また、ストリップする絶縁被覆をストリップ位置および切り落とし位置の2カ所において予め切断してあるので、絶縁被覆をストリップ位置からスライドさせると、切り落とし位置から先の絶縁被覆が芯線から脱落し、ストリップ位置および切り落とし位置の間の絶縁被覆のみが芯線の先端部分に残存することになる。
これにより、芯線の先端よりも絶縁被覆が長く延び出ることがないから、従来の電線処理方法のように絶縁被覆が長く延び出て周囲の機器類に接触し、芯線を曲げてしまうことがない。
さらに、従来の電線処理方法においては、ハーフストリップを形成するために、ストリップ位置において絶縁被覆を切断した後、ストリップ位置から絶縁被覆をスライドさせ、次いで芯線の先端から延び出た絶縁被覆を切断して切り落とすといった煩雑な作業が必要であった。
これに対して、請求項8に記載した電線処理方法においては、レーザー光を用いることにより、ストリップ位置および切り落とし位置の両方において予め絶縁被覆を切断しておくことができるから、ストリップ位置から絶縁被覆をスライドさせると自動的にハーフストリップが形成されることとなり、電線処理作業を効率よく行うことができ、ハーフストリップの形成に要する時間を短縮することができる。
なお、以下の説明においては、同一の部分には同一の符号を用いて重複した説明を省略するとともに、電線が延びる方向を前後方向、第1および第2の集光レンズが電線を挟む方向を上下方向、前後および上下の両方向に垂直な方向を左右方向と言う。
レーザー光発生手段14は、波長が10.6ナノメートルのレーザー光を発生させる炭酸ガスレーザー装置である。
なお、第1および第2の集光レンズ23,26は、電線1の軸線に対して垂直な方向(上下方向)において対向している。
この支持手段30は、この装置100の基台41上に上下方向に間隔を開けてそれぞれ固定された、左右方向に延びる上下一対の第1の案内レール31,32と、これらの案内レール31,32上でそれぞれ左右方向にスライド自在な第1のスライダ33,34と、これらの第1のスライダ33,34間に掛け渡された支持部材35とを有している。
この駆動手段40は、基台41に支持部42,43を介して支持された駆動モータ44と、この駆動モータ44の回転軸45と一体に回転するとともに回転軸45に対し偏心配置された駆動ピン46aを有した駆動部材46と、支持部材35に固定されて上下方向に延びる第2の案内レール47と、この第2の案内レール47上で上下方向にスライド自在であって駆動ピン46aが軸受48を介して相対回転自在に係合している第2のスライダ49とを有している。
そして、駆動ピン46aの公転運動のうち、上下方向の成分が第2の案内レール47上において第2のスライダ49をスライドさせることになり、左右方向の成分が第1の案内レール31,32上において第1のスライダ33,34をスライドさせることになる。
これにより、支持部材35によって支持されている上下一対の集光レンズ23,26は、駆動ピン46aの回転軸45の軸線に対する偏心量に等しい振幅で左右方向に往復運動する。
したがって、上下一対の集光レンズ23,26によって集光されて電線の絶縁被覆上に照射されるレーザー光は、これらの集光レンズ23,26の左右方向の往復運動に伴い、電線1の絶縁被覆を左右方向に走査することになる。
また、上下一対のレーザー光を左右方向に往復動させながら絶縁被覆に照射するから、絶縁被覆を左右方向に完全に切断することができる。
これにより、電線1の絶縁被覆に対してレーザー光を高い位置精度で照射することができるから、絶縁被覆の切口を平滑にすることができるばかりでなく、レーザー光による絶縁被覆の切断効率を高めることができる。
また、駆動モータ44にロータリエンコーダを並設することにより、回転軸45の回転角度位相、したがって支持部材35の左右方向の位置を正確に検出することができる。
加えて、駆動モータ44としてステッピングモータを用いれば、支持部材35の左右方向の位置を正確に制御することができる。
そして、レーザー光を用いて絶縁被覆を切断する装置100は、カッタ52と後側移送手段53との間に配置されている。
すなわち、レーザー光発生手段14によってレーザー光を発生させるとともに、駆動モータ44を作動させて上下一対の集光レンズ23,26を左右方向に往復運動させ、レーザー光が電線1の絶縁被覆を左右方向に往復走査するようにする。
同時に、切断した電線1の後端近傍を前側保持部54aによって保持しつつ前側搬送手段54を平行移動させて前側ストリップ部56に対向させた後、前側ストリップ位置1aよりも後側にある絶縁被覆2aと前側ストリップ部56のストリップブレードとを軸線方向に係合させる。
それから、後側保持部53aをさらに揺動させて露出させた芯線3bを前側端子圧着部57に対向させて前側端子を圧着すると同時に、前側保持部54aをさらに平行移動させて露出させた芯線3aを後側端子圧着部58に対向させ後側端子を圧着する。
具体的に説明すると、絶縁被覆の材料が塩化ビニールの場合にはカッタ52を用いて絶縁被覆を切断し、絶縁被覆がガラス繊維を含む場合にはレーザー光による絶縁被覆切断装置100を用いる。
このとき、絶縁被覆切断装置100を用いて絶縁被覆を切断する分だけ、カッタ52を用いて絶縁被覆を切断する頻度を低下させることができるから、カッタ52の交換頻度を低減することができ、カッタ52のブレード交換に要する手間を省いて電線端末処理作業の効率を高めることができる。
これにより、電線1の長手方向の中間部の絶縁被覆を左右方向および前後方向に切断して2片の絶縁被覆として切り出すことができるから、手動であるいは機械によってこれらの2片の絶縁被覆を取り除けば、電線1の中間ストリップを行うことができる。
これに対して「ハーフストリップ」とは、電線1を切断した箇所の絶縁被覆2a,2bを芯線3a,3bの先端上に残存させる技術であり、芯線3a,3bの先端がばらけることを防止し、あるいは残存している絶縁被覆2a,2bを保持しながら芯線3a,3bに撚りを掛けることによって芯線3a,3bの傷付きを防止することができる。
その後、図13に示したように、切断した電線1の前端近傍を後側保持部53aによって保持しつつ後側移送手段53を揺動させて切断した電線の前端を後側ストリップ部55に対向させ、後側ストリップ位置1bよりも前側にある絶縁被覆2bと後側ストリップ部55のストリップブレードとを軸線方向に係合させる。
同時に、切断した電線1の前端近傍を前側保持部54aによって保持しつつ前側搬送手段54を平行移動させて切断した電線の後端を前側ストリップ部56に対向させ、前側ストリップ位置1aよりも後側にある絶縁被覆2aと前側ストリップ部56のストリップブレードとを軸線方向に係合させる。
同時に、前側保持部54aを前進させることにより後側の絶縁被覆2bを後方にスライドさせ、絶縁被覆2aの後端と芯線3aの後端とが揃うようにすると、後端の絶縁被覆2cは芯線3aから脱落することになる。
これにより、絶縁被覆2a,2bが芯線3a,3bの先端部分に残存して芯線3a,3bの先端を覆う、いわゆるハーフストリップを形成することができる。
また、芯線3a,3bの先端よりも絶縁被覆2a,2bが長く延び出ていないので、絶縁被覆2a,2bが周囲の機器類に接触して芯線3a,3bを曲げることがない。
これにより、前側ストリップ部55および後側ストリップ部56において、絶縁被覆をストリップ位置1a,1bからそれぞれスライドさせると、切り落とし位置1c,1dから先の絶縁被覆2c,2dが芯線3a,3bから脱落し、ストリップ位置1a,1bと切り落とし位置1c,1dの間の絶縁被覆2a,2bのみが芯線3a,3bの先端部分に残存することになる。
したがって、電線端末処理装置50を用いることにより、ハーフストリップ処理を効率よく行うことができ、ハーフストリップ形成に要する時間を短縮することができる。
例えば、上述した実施形態においては、絶縁被覆に照射されるレーザー光が上下方向に延びるようになっているが、水平方向に延びるように装置全体の向きを変更できることは言うまでもない。
1a,1b ストリップ位置
1c,1d,切り落とし位置
2a,2b,2c,2d 絶縁被覆
3a,3b 芯線
11 基板
12 円筒支持部材
13 本体部分
14 レーザー光発生手段
21 スプリッタ
22,24,25 ミラー
23,26 集光レンズ
30 支持手段
31,32 第1の案内レール
33,34 第1のスライダ
35 支持部材
40 駆動手段
41 基台
42,43 支持部
44 駆動モータ
45 回転軸
46 駆動部材
46a 駆動ピン
47 第2の案内レール
48 軸受
49 第2のスライダ
50 電線端末処理装置
51 測長送給部
52 カッタ
53 後側移送手段
53a 後側保持部
54 前側移送手段
54a 前側保持部
55 後側ストリップ部
56 前側ストリップ部
57,58 端子圧着部
59 排出手段
100 絶縁被覆切断装置
Claims (8)
- 電線の絶縁被覆をレーザー光により切断する装置であって、
前後方向に延びる電線の絶縁被覆に向けて上下方向からそれぞれレーザー光を照射する、上下方向に対向するように配設された上下一対のレーザー光照射手段と、
前記上下一対のレーザー光照射手段からそれぞれ照射されたレーザー光を絶縁被覆に向けてそれぞれ集光する上下一対の集光レンズと、
前記上下一対の集光レンズを左右方向に往復動自在に支持する支持手段と、
少なくとも電線の外径寸法を上回る距離において前記支持手段が左右方向に往復動するように前記支持手段を駆動する駆動手段と、
を備えることを特徴とする電線の絶縁被覆切断装置。 - 前記支持手段は、
前記装置の本体部分上に間隔を開けてそれぞれ固定された、左右方向に延びる上下一対の第1の案内レールと、
前記上下一対の第1の案内レール上でそれぞれ左右方向にスライド自在な一対の第1のスライダと、
前記一対の第1のスライダ間に掛け渡された、前記上下一対の集光レンズを支持する支持部材と、を有することを特徴とする請求項1に記載した電線の絶縁被覆切断装置。 - 前記駆動手段は、
前記本体部分に支持された駆動モータと、
前記駆動モータの回転軸と一体に回転するとともに前記回転軸に対し偏心配置された駆動ピンを有する駆動部材と、
前記支持部材に固定されて上下方向に延びる第2の案内レールと、
前記第2の案内レール上で上下方向にスライド自在であり、かつ前記駆動ピンが相対回転自在に係合している第2のスライダと、
を有していることを特徴とする請求項2に記載した電線の絶縁被覆切断装置。 - 電線を前後方向に送給する送給手段と、
前記支持部材の左右方向の位置を検出する検出手段と、
前記送給手段、前記駆動手段および前記レーザー光発生手段の作動を制御する制御手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、電線の軸線に沿って絶縁被覆を前後方向に切断するために、前記検出手段から得られた前記支持部材の左右方向の位置情報に基づいて前記駆動手段の作動を制御することにより前記支持部材の左右方向の位置を位置決めし、前記レーザー光発生手段を制御してレーザー光を照射させ、前記送給手段を制御して電線を前後方向に移動させることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載した電線の絶縁被覆切断装置。 - 前記駆動手段は、前記一対の第1の案内レールの間の中央部分に配置されていることを特徴とする請求項3に記載した電線の絶縁被覆切断装置。
- 請求項4に記載した電線の絶縁被覆切断装置を用いて電線の中間部分の絶縁被覆を除去する電線処理方法であって、
前後方向に間隔を開けた2カ所においてレーザー光を照射して電線の絶縁被覆を左右方向に切断し、
絶縁被覆を左右方向に切断した2カ所の間の部分において電線の軸線に沿ってレーザー光を照射しつつ前記送給手段を用いて電線を前後方向に送給することにより絶縁被覆を前後方向に切断し、
左右方向および前後方向に切断して得られる2片の絶縁被覆を除去することを特徴とする電線処理方法。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載した電線の絶縁被覆切断装置を用いて電線の端末処理を行う方法であって、
前記絶縁被覆切断装置を用いることにより前後方向に間隔を開けた2カ所において電線の絶縁被覆を左右方向に切断し、
絶縁被覆を切断した2カ所の部分の中間において電線を切断し、
電線を切断した箇所の前側および後側の絶縁被覆をそれぞれ引き抜いて芯線を露出させるとともに、
露出させた芯線にそれぞれ端子を圧着することを特徴とする電線の端末処理方法。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載した電線の絶縁被覆切断装置を用いて電線の端末処理を行う方法であって、
前記絶縁被覆切断装置を用いることにより、前後方向に間隔を開けた2カ所のストリップ位置において電線の絶縁被覆を左右方向に切断し、
前記2カ所のストリップ位置の中間において前後方向に間隔を開けた2カ所の切り落とし位置において電線の絶縁被覆を左右方向に切断し、
前記2カ所の切り落とし位置の中間において電線を切断し、
電線を切断した箇所の前側および後側の絶縁被覆のそれぞれについて、前記ストリップ位置と前記切り落とし位置の間の絶縁被覆が芯線の端部を覆うとともに前記切り落とし位置から先の絶縁被覆が芯線から脱落するように、絶縁被覆を前記ストリップ位置からスライドさせることにより、ハーフストリップを形成することを特徴とする電線の端末処理方法。
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