JP2013234980A

JP2013234980A - スパークテスタ

Info

Publication number: JP2013234980A
Application number: JP2012109274A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Imanishi; 将之今西; Satoru Fujiwara; 覚藤原
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2013-11-21
Anticipated expiration: 2032-05-11
Also published as: JP5705164B2; WO2013168204A1

Abstract

【課題】電極ブラシの毛材の変形を防止でき、確実かつ高精度に異常の検出が可能なスパークテスタを提供する。
【解決手段】絶縁皮膜を有する被検査電線Ｗを、その被検査電線Ｗの長手方向Ｎａに走行させ、走行する被検査電線Ｗに、電圧を印加した電極ブラシ２を接触させて、絶縁皮膜の異常を検出するスパークテスタに於て、電極ブラシ２を振動させる振動手段３を付設した。
【選択図】図３

Description

本発明は、スパークテスタに関する。

従来のスパークテスタは、絶縁皮膜を有する被検査電線を長手方向に走行させて、走行する被検査電線に電圧を印加した電極ブラシを接触させ、ピンホール等の非絶縁部（異常皮膜部）が存在するか否かを、通電（電気抵抗の低下）によって検出していた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１５６９３５号公報

しかし、電極ブラシを長期間使用すると、被検査電線の走行方向に電極ブラシの毛材先端が曲がった状態にクセ付けされて変形し、毛材の腹が被検査電線に接触することが多くなる。電荷は毛材の先端に集まるため、毛材の先端が接触する場合に比べて、毛材の腹が接触すると異常検出精度が低下するといった問題があった。また、小さいピンホールは検出できなくなるといった問題があった。つまり、不具合品の検査漏れが起こる虞があった。
また、変形した電極ブラシの交換や、変形したか否かの保守や点検を頻繁に行なう必要があった。つまり、電極ブラシの寿命が短いという問題があった。

そこで、本発明は、電極ブラシの毛材の変形を防止でき、確実かつ高精度に異常の検出が可能なスパークテスタの提供を目的とする。
また、電極ブラシの寿命が長く、保守や点検の手間を軽減可能なスパークテスタの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のスパークテスタは、絶縁皮膜を有する被検査電線を、該被検査電線の長手方向に走行させ、走行する上記被検査電線に、電圧を印加した電極ブラシを接触させて、上記絶縁皮膜の異常を検出するスパークテスタに於て、上記電極ブラシを振動させる振動手段を付設したものである。
また、上記振動手段は、上記電極ブラシを直線往復移動自在に保持するリニアガイドと、該リニアガイドに沿って上記電極ブラシを直線往復振動させるバイブレータと、を有するものである。
また、上記リニアガイドを上記被検査電線の上記長手方向に沿って設けて、上記電極ブラシが上記長手方向に直線往復振動するように構成したものである。

また、上記電極ブラシの毛材の先端を、上記被検査電線に直角に近い角度をもって接触させるための電極位置調整機構を具備するものである。
また、上記被検査電線の走行軌跡直線において、上記電極ブラシよりも走行上流側及び走行下流側に、上記振動手段の振動による上記被検査電線の振れを抑制するガイドシーブを、千鳥状に複数個配設したものである。

本発明によれば、毛材の変形を防止でき、毛材の先端しか検知できないようなピンホール等の小さな非絶縁部を確実に検出できる。電極ブラシの長寿命化が図れ、変形した電極ブラシの交換や、変形したか否かの保守や点検作業の頻度を少なくできる。異常検出精度を向上させると共に長期間の使用による異常検出精度の低下を防止し、検査漏れが起こる虞が殆ど無く、安定した品質の電線を製品として提供できる。

本発明の実施の一形態を示す要部断面平面図である。本発明の実施の一形態を示す要部正面図である。実施の一形態を示す要部側面図である。実施の一形態を示す全体正面図である。要部断面平面図である。作用説明図である。比較例の作用を説明するための簡略正面図である。比較例の作用を説明するための簡略平面図である。

以下、図示の実施形態に基づき本発明を詳説する。
本発明に係るスパークテスタは、図１に示すように、外周に絶縁皮膜10を有する被検査電線Ｗに、電圧を印加したカーボン製又はステンレス製の毛材21を接触させて、ピンホールや皮膜剥離又は極端に皮膜が薄い部分等の非絶縁部（異常皮膜部）が存在するか否かを、通電（電気抵抗の低下）によって、検出するものである。

図２に於て、被検査電線Ｗをその長手方向Ｎａの一方に向かって（長手一方向Ｋに）走行させる図示省略の電線走行手段と、走行する被検査電線Ｗに接触させるための毛材21を多数本（１００本以上）有する電極ブラシ２と、を備えている。

電極ブラシ２は、被検査電線Ｗが長手一方向Ｋに走行する予定の走行軌跡直線Ｌａを挟んで、毛材21の先端が対面状となるように、長手方向Ｎａの略同位置に一対設けている。毛材21は、例えば、直径約１０μｍと極細形状である。
また、多数本の毛材21の基端部を挟持状に保持する毛材保持部材20を有している。毛材保持部材20は、導電性に優れた金属（アルミニウム）製の薄板材をＵ字状に折曲げて形成されている。
多数本の毛材21は、平行かつ横断面略一文字状に集められ（束ねられ）、矩形薄片状の平筆型に形成されている。また、毛材集合部は正面視で長手方向Ｎａに沿った長方形状とも言える。なお、毛材21や被検査電線Ｗは、見やすくするため、実際よりも大きく図示している。

図３に示すように、電極ブラシ２を、振動させる振動手段３を付設している。
振動手段３は、電極ブラシ２を直線往復移動自在に保持するリニアガイド５と、リニアガイド５に沿って電極ブラシ２を直線往復振動させるバイブレータ６と、を有している。

リニアガイド５は、図示省略の基台（メインフレーム）に設けられる案内部材51と、案内部材51に直線往復移動自在に取着されるスライド部材52と、を備えている。
そして、スライド部材52とバイブレータ６を板バネ状の連結部材61を介して連結して、バイブレータ６の振動を、スライド部材52の直進往復移動に変換し、電極ブラシ２が長手方向Ｎａに直線往復振動するように構成している。バイブレータ６は、振幅や振動周波数を変更可能なものである。

なお、バイブレータ６は、１つの電極ブラシ２に対して１つ設けて、振動による一方の電極ブラシ２の移動方向と、振動による他方の電極ブラシ２の移動方向、が常に相違するように、又は、各々ランダムに、各電極ブラシ２，２を、振動させるように設けているのが望ましい。
或いは、１対の電極ブラシ２，２に対して、バイブレータ６を１つ設けて、振動による２つの電極ブラシ２の移動方向が、常に同方向となるように設けても良い。

図２及び図３に於て、電極ブラシ２の毛材21の先端を、被検査電線Ｗに直角に近い角度をもって接触させるための電極位置調整機構７を備えている。
電極位置調整機構７は、電極ブラシ２の毛材保持部材20をネジ止め等の固定手段で保持するホルダ部22ａを有するブラシ保持部材22と、ブラシ保持部材22を被検査電線Ｗに接近・離間する方向に螺進退によって往復移動させる位置決め用の調整ボルト24と、を備えている。ブラシ保持部材22と調整ボルト24はスライド部材52に付設されている。また、１つの電極ブラシ２に、上流側部を移動させるための上流位置用の調整ボルト24（24Ａ）と、下流側部を移動させるための下流位置用の調整ボルト24（24Ｂ）を備えている。各調整ボルト24Ａ，24Ｂを螺進退させて、ブラシ保持部材22を移動させて、毛材21の先端を、被検査電線Ｗに、直角に近い角度をもって接触（接近）可能としている。

図６に示すように、被検査電線Ｗに直角に近い角度とは、走行軌跡直線Ｌａと、毛材21の先端面21ａと直交する毛材軸心Ｑの間の角度α、或いは、被検査電線Ｗの稜線（外縁）90と毛材軸心Ｑの間の角度θが、６０度以上１２０度以下の角度である。
６０度未満又は１２０度を越えて接触させると、毛材21の先端がピンホールの中に差し込まれない虞が高く、検出精度が低下し、検査漏れが発生する虞があるためである。

図４に示すように、複数列の走行軌跡（予定）直線Ｌａに、夫々対応するように、一対の電極ブラシ２，２を１組として、複数組（５組）備えている。つまり、複数本の被検査電線Ｗを略同時に検査可能に検査ラインを複数本設けている。

１つ走行軌跡直線Ｌａ（検査ライン）において、１組の電極ブラシ２，２よりも走行上流側及び走行下流側に、振動手段３による被検査電線Ｗの振れ（逃げ）を抑制するガイドシーブ（ガイドローラ）を、複数設けている。より具体的には、走行上流側に３つ、走行下流側に３つ、合計で６つ配設している。
電極ブラシ２の近傍で、複数のガイドシーブ８を、走行軌跡直線Ｌａを跨いだ（挟んだ）千鳥状に配設し、振れによって被検査電線Ｗがガイドシーブ８から脱落するのを、又は捩じれや振れを、ガイドシーブ８同士で、相互に防止している。

また、ガイドシーブ８は、ガイド用外周溝を、横断面Ｕ字状に形成している。
溝開口側から底側へ緩やかに溝幅が狭まることで、平溝状に形成した場合（溝幅一定の場合）に比べて、様々な種類（形状や大きさ）被検査電線Ｗに対応できる。つまり、１種類のガイドシーブ８を、様々な種類の被検査電線Ｗに適応させて交換する頻度を少なくしている。また、Ｖ字状溝に形成した場合は、被検査電線ＷがＶ字斜面に沿って大きく傾いて捩じれることが多いが、Ｕ字状では自然にセンタリングされやすく、安定した姿勢で走行させることができる。

また、電極ブラシ２を固定とした（振動させない）場合に比べて、通電（電気抵抗の低下）を読み取る検出間隔（サンプリング周期やスキャンタイムとも呼ばれる）を、毛材21の先端と被検査電線Ｗの相対速度を考慮して、短く設定している。つまり、振動させることで１本の毛材21が、１箇所の非絶縁部に接触している時間が短くなっても、より高精度に検出できる（検出精度が低下しない）。具体的には、スキャンタイム（サンプリング周期）が０.１ｍｓ以下の検出器を用いている。

また、１組の電極ブラシ２毎に（組別に）、電圧の印加をＯＮ―ＯＦＦ可能な操作部９を備え、保守や段取り作業等を効率良く容易に行なえるようにしている。

また、図１に示すように、被検査電線Ｗを平角線とし、幅方向平行両面Ｗａ，Ｗａに電極ブラシ２を、接触させているが、厚さ方向平行両面Ｗｂ，Ｗｂに接触するように電極ブラシ２を設けても良い。
また、幅方向平行両面Ｗａ，Ｗａに接触する一対の電極ブラシ２，２と、厚さ方向平行両面Ｗｂ，Ｗｂに接触する一対の電極ブラシ２，２と、を１つの検査ラインに設けても良い。つまり、１つの検査ラインに４つの電極ブラシ２を設けても良い。

また、被検査電線Ｗが平角線（横断面矩形状）の場合、図５に示すように、電極ブラシ２を、被検査電線Ｗの幅方向Ｎｂに振動させるように、振動手段３を設けても良い（幅方向振動用のリニアガイドやバイブレータを設けても良い）。
また、電極ブラシ２を、被検査電線Ｗの厚み方向Ｎｃに振動させるように、振動手段３を設けても良い（厚み方向振動用のリニアガイドやバイブレータを設けても良い）。
そして、電極ブラシ２を、振動手段３にて、長手方向Ｎａと幅方向Ｎｂに、又は、長手方向Ｎａと厚み方向Ｎｃに、又は、長手方向Ｎａと幅方向Ｎｂと厚み方向Ｎｃに、直線往復振動するように設けても良い。

また、被検査電線Ｗが丸線（横断面円形状）の場合、電極ブラシ２を、丸線の外周を包囲するような円環状に、或いは、走行軌跡直線Ｌａを中心線とした螺旋状に、配設し、横断面形状で（長手方向Ｎａに沿った方向から見て）３６０度全周に電極ブラシ２が接触するように配設しても良い。
そして、電極ブラシ２を、丸線型の被検査電線Ｗの半径方向に振動させるように、振動手段３を設けても良い（半径方向振動用のリニアガイドやバイブレータを設けても良い）。
また、電極ブラシ２を、丸線型の被検査電線Ｗの接線方向に振動させるように、振動手段３を設けても良い（接線方向振動用のリニアガイドやバイブレータを設けても良い）。
そして、振動手段３にて、電極ブラシ２を、長手方向Ｎａと半径方向に、又は、長手方向Ｎａと接線方向に、又は、長手方向Ｎａと半径方向と接線方向に、直線往復振動するように設けても良い。

また、電極ブラシ２を、被検査電線Ｗの走行軌跡直線Ｌａに対して所定の傾斜角度をもって振動するように、振動手段３を設けても良い（傾斜振動用リニアガイド及びバイブレータを設けても良い）。そして、上述の振動方向と夫々組み合わせて検査するように構成しても良い。

次に、本発明のスパークテスタの使用方法（作用）について説明する。
図２乃至図４に於て、電極ブラシ２の位置（被検査電線Ｗや走行軌跡直線Ｌａに対する角度や距離）を電極位置調整機構７によって調整する。
操作部９によって各電極ブラシ２に電圧（ＤＣ２４Ｖ）を印加すると共に、振動手段３（バイブレータ６）による振動を開始し、被検査電線Ｗを長手一方向Ｋに走行させる。
振動手段３によって、電極ブラシ２は長手方向Ｎａに直線往復振動する。

図２に於て、一方の電極ブラシ２（２Ａ）のように長手一方向Ｋに直進すると、毛材21の先端は反対（長手他方向）側に撓る。また、他方の電極ブラシ２（２Ｂ）のように、長手他方向に直進すると、毛材21の先端は反対（長手一方向Ｋ）側に撓る。
つまり、電極ブラシ２が、長手方向Ｎａに直線往復振動（長手一方向Ｋと長手他方向への移動を繰り返す）することで、毛材21が被検査電線Ｗの長手他方向側と長手一方向Ｋ側へ交互に撓る。

ここで、図７に示す比較例のように、電極ブラシ２´が固定であると（振動しないと）、毛材21´の先端は、被検査電線Ｗの進行方向Ｋ側に撓った状態が、検査の間、続くため、クセ付けされ変形してしまう。
このように変形してしまうと、毛材21´の先端が被検査電線Ｗに接触しなくなり、毛材21´の腹（先端以外）が、接触するようになり、毛材21´の先端しか検出できないような小さな非絶縁部の検出ができなくなる。

しかし、図２に示すように、本発明は、電極ブラシ２を長手方向Ｎａに振動させるため、毛材21の先端が円弧状に（撓んだ状態で）クセ付けされず、先端が常に被検査電線Ｗに接触し、小さな非絶縁部を確実に検出する。

また、図８に示す比較例のように、電極ブラシ２´が固定であると、毛材21´は、走行する被検査電線Ｗの勢いによって弾かれて、毛材21´の先端が被検査電線Ｗから逃げるように外方へ弯曲突出した状態でクセ付けされ、小さな非絶縁部の検出ができなくなる虞がある。

そこで、振動手段３を、図５に示すように、被検査電線Ｗの幅方向Ｎｂに電極ブラシ２を振動させるように、或いは、被検査電線Ｗの厚み方向Ｎｃに電極ブラシ２を振動させるように設けると、図８に示したような変形を防止でき、より確実に小さな非絶縁部を検出可能となる。

また、毛材21の先端が、振動により直角に近い角度内の様々な角度（方向）をもって、被検査電線Ｗに接触し、検出精度が向上する。また、走行中の被検査電線Ｗの非絶縁部に１本の毛材21が接近して検知しようとする回数が、振動（往復運動）によって多くなり（電極ブラシ２を固定させた場合は、走行によって接近し離れて行くまでの１回）、より高精度に安定した検出が可能となる。
具体的には、被検査電線Ｗが、平角線であれば、厚み寸法Ｊが０．０２ｍｍ〜１．０ｍｍ、幅寸法Ｅが０．２ｍｍ〜４．０ｍｍのもの、丸線であれば、外径が０．０９ｍｍ〜１．８ｍｍのものを、（振動させない場合に比べて）高精度に検査可能となった。

また、毛材21の変形が防止されることで、電極ブラシ２の寿命が延び、電極ブラシ２の交換作業や、変形しているか否かの保守点検作業が軽減され、長期間（時間）にわたって、連続的に、検査を行なうことが可能となる。

なお、本発明は、設計変更可能であって、バイブレータ６に代わる振動源として、偏芯カムを用いた振動機構とするも良い。また、バイブレータ６を直接的に電極ブラシ２に取着しても良い。１つの検査ラインにおいてガイドシーブ８を７つ以上設けても良い。
また、位置調整後の電極ブラシ２を固定するための電極位置固定機構は、調整ボルト24をロックするナット等のロック部材や、ブラシ保持部材22を固定する押さえ部材等自由である。

以上のように、本発明のスパークテスタは、絶縁皮膜10を有する被検査電線Ｗを、被検査電線Ｗの長手方向Ｎａに走行させ、走行する被検査電線Ｗに、電圧を印加した電極ブラシ２を接触させて、絶縁皮膜10の異常を検出するスパークテスタに於て、電極ブラシ２を振動させる振動手段３を付設したので、毛材21の変形を防止でき、毛材21の先端しか検知できないようなピンホール等の小さな非絶縁部を確実に検出できる。電極ブラシの長寿命化が図れ、変形した電極ブラシ２の交換や、変形したか否かの保守や点検作業を軽減できる。異常検出精度を向上させると共に長期間の使用による異常検出精度の低下を防止し、検査漏れが起こる虞が殆ど無く、安定した品質の電線を製品として提供できる。

また、振動手段３は、電極ブラシ２を直線往復移動自在に保持するリニアガイド５と、リニアガイド５に沿って電極ブラシ２を直線往復振動させるバイブレータ６と、を有するので、電極ブラシ２が不規則に振動するのを防止できる。検出精度を安定させることができる。振幅や振動周波数の変更（設定）等の制御を様々な種類の被検査電線Ｗに容易に対応させることができる。

また、リニアガイド５を被検査電線Ｗの長手方向Ｎａに沿って設けて、電極ブラシ２が長手方向Ｎａに直線往復振動するように構成したので、走行方向Ｋに倣うように毛材21が変形するのを防止でき、確実に毛材21の先端を被検査電線Ｗにより確実に接触させることができると共に電極ブラシ２の寿命を確実に延ばすことができる。

また、電極ブラシ２の毛材21の先端を、被検査電線Ｗに直角に近い角度をもって接触させるための電極位置調整機構７を具備するので、毛材21の先端を、小さなピンホールを確実に検知可能に、被検査電線Ｗに接触させることができる。磨耗等により毛材21が短くなっても容易に調整でき、電極ブラシ２の交換作業を削減できる。毛材21の先端が、直角に近い角度内の様々な角度（方向）をもって、被検査電線Ｗに接触し、検出精度を向上できる。

また、被検査電線Ｗの走行軌跡直線Ｌａにおいて、電極ブラシ２よりも走行上流側及び走行下流側に、振動手段３の振動による被検査電線Ｗの振れを抑制するガイドシーブ８を、千鳥状に複数個配設したので、振動によって、被検査電線Ｗが毛材21の先端から逃げるように振れるのを、或いは、被検査電線Ｗが多数本の毛材21の中に埋もれるように走行するのを、防止して、確実に異常検出を行なうことができる。安定した異常検出精度を得ることができる。

２電極ブラシ
３振動手段
５リニアガイド
６バイブレータ
７電極位置調整機構
８ガイドシーブ
10 絶縁皮膜
21 毛材
Ｗ被検査電線
Ｎａ長手方向
Ｌａ走行軌跡直線

Claims

絶縁皮膜（10）を有する被検査電線（Ｗ）を、該被検査電線（Ｗ）の長手方向（Ｎａ）に走行させ、走行する上記被検査電線（Ｗ）に、電圧を印加した電極ブラシ（２）を接触させて、上記絶縁皮膜（10）の異常を検出するスパークテスタに於て、
上記電極ブラシ（２）を振動させる振動手段（３）を付設したことを特徴とするスパークテスタ。
上記振動手段（３）は、上記電極ブラシ（２）を直線往復移動自在に保持するリニアガイド（５）と、該リニアガイド（５）に沿って上記電極ブラシ（２）を直線往復振動させるバイブレータ（６）と、を有する請求項１記載のスパークテスタ。
上記リニアガイド（５）を上記被検査電線（Ｗ）の上記長手方向（Ｎａ）に沿って設けて、上記電極ブラシ（２）が上記長手方向（Ｎａ）に直線往復振動するように構成した請求項２記載のスパークテスタ。
上記電極ブラシ（２）の毛材（21）の先端を、上記被検査電線（Ｗ）に直角に近い角度をもって接触させるための電極位置調整機構（７）を具備する請求項１，２又は３記載のスパークテスタ。
上記被検査電線（Ｗ）の走行軌跡直線（Ｌａ）において、上記電極ブラシ（２）よりも走行上流側及び走行下流側に、上記振動手段（３）の振動による上記被検査電線（Ｗ）の振れを抑制するガイドシーブ（８）を、千鳥状に複数個配設した請求項１，２，３又は４記載のスパークテスタ。