JP2017064756A - エレクトロフュージョン継手の電熱線コイル製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂被覆電熱線の先端部から被覆樹脂を除去して露出させた芯線先端部に端子をスムーズに係合させることができるエレクトロフュージョン継手の電熱線コイル製造装置及び製造方法を提供する。
【解決手段】スピンドル１の外周面に電熱線Ｗを巻回し、コテ４で電熱線Ｗを融着させて保形した後、電熱線Ｗを送り出し機構側の電熱線Ｗと切り離す。電熱線Ｗの端部を折り曲げて折り立て部Ｗ_１を形成し、その先端部から被覆樹脂を除去して芯線Ｗ’を露出させる。端子６の芯線挿入孔６ａに芯線Ｗ’を挿入後圧着する。挿入及び圧着工程の間、芯線Ｗ’をガイド板２０で保持する。
【選択図】図５

Description

本発明は、エレクトロフュージョン継手（電気融着式継手）の電熱線コイルを製造するための装置及び方法に関する。

上下水道管やガス管などのプラスチック管（合成樹脂管）の管継手として用いられるエレクトロフュージョン継手は、通電によって発熱する被覆電熱線のコイルを内周側に埋設した成形品よりなっている。継手内にプラスチック管を挿通後、通電して接続面を加熱溶融することにより、エレクトロフュージョン継手とプラスチック管とが接続される。

かかるエレクトロフュージョン継手の電熱線コイルの製造方法として、スピンドルの外周に樹脂被覆電熱線を隙間なく巻回した後、樹脂被覆電熱線同士を融着させて一体化してコイルとし、その後、このコイルをスピンドルから抜き出す方法が行われている（例えば特許文献１〜３）。

樹脂被覆電熱線をスピンドルに巻回した後、樹脂被覆電熱線をその送り出し装置と巻回されたコイルとの間で切断する。この状態では、樹脂被覆電熱線の両端はコイルから接線方向に延出しているので、コイル軸心線と垂直方向に樹脂被覆電熱線両端部を折り曲げる。次いで、この折り曲げた樹脂被覆電熱線の先端部から被覆樹脂を除去して芯線を露出させ、この露出した芯線に端子を係合させ、カシメによって固着させる（特許文献２，３）。

樹脂被覆電熱線を折り曲げて被覆樹脂を除去した先端部に端子を装着し、カシメ固着する方法及び装置として、特許文献３の００２７〜００２８段落には、芯線を位置決め板で挟持して位置決め固定し、端子の孔に芯線の先端を係合させ、次いで位置決め板を反挟持方向に退避させた後、端子をさらに前進させて該孔に芯線を深く挿入した後、カシメを行うものが記載されている。

しかしながら、この方法では、位置決め板は、芯線が先端を端子の孔に差し込むまで芯線を挟持するものであり、その後芯線をさらに深く端子孔に挿入する際には芯線は位置決め板でガイドされない。そのため、芯線に反り（曲り癖）があった場合などには、芯線が端子孔の入口側に引っ掛って座屈する等により挿入不良となるおそれがある。

特開平１−１６４８８９ 特開平８−２４３６７１ 特開２０００−３５５０５３

本発明は、樹脂被覆電熱線の先端部から被覆樹脂を除去して露出させた芯線先端部に端子をスムーズに係合させることができるエレクトロフュージョン継手の電熱線コイル製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。

本発明のエレクトロフュージョン継手の電熱線コイル製造装置は、樹脂被覆電熱線の先端から露出した芯線の先端部を端子の芯線挿入孔に挿入する挿入機構と、該端子を芯線に圧着させる圧着機構とを有する電熱線コイル製造装置において、露出した該芯線の先端部が端子の前記芯線挿入孔に挿入されるときから端子が圧着されるときまで露出した芯線を保持するガイド部材を備えたことを特徴とするものである。

本発明の一態様に係る電熱線コイル製造装置は、樹脂被覆電熱線が巻回されるスピンドルと、樹脂被覆電熱線をスピンドルに向って送り出す送り出し機構と、巻回された樹脂被覆電熱線に押し付けられるコテと巻回された樹脂被覆電熱線を前記送り出し機構側の樹脂被覆電熱線から切断するためのカッターと、巻回された樹脂被覆電熱線から接線方向に延在した樹脂被覆電熱線の端部を折り立てるための折り曲げ装置と、折り曲げた樹脂被覆電熱線の先端部から被覆樹脂を除去して芯線を露出させるストリッピング機構とを有する。

本発明の一態様では、前記ガイド部材は、芯線に端子を圧着した後の状態における端子の先端面から、芯線被覆樹脂の先端面までの距離Ｄと略同一の厚みｔを有した１対のガイド板よりなり、各ガイド板は、先端辺同士を当接させた当接状態と、離隔させた離隔状態とをとりうるように進退装置によって進退されるものであり、各ガイド板の先端辺に半円形の凹部が形成され、各ガイド板の先端辺同士を当接させたときに該凹部同士が対面して円形のガイド孔が形成され、前記芯線が該ガイド孔に挿通されて保持される。

本発明の一態様では、前記端子の芯線挿入孔の入口側に、入口側ほど拡径するテーパ面が設けられており、前記ガイド孔の直径は、端子の先端面における該テーパ面の開口径よりも小さい。

本発明の一態様では、折り立て部のうち樹脂被覆部分が前記挿入方向に移動する際の案内を行うための案内部材を設けている。

本発明の電熱線コイルの製造方法は、かかる製造装置を用いて電熱線コイルを製造するものである。

本発明のエレクトロフュージョン継手の電熱線コイル製造装置及び方法にあっては、露出した芯線の先端部を端子の芯線挿入孔に挿入した後、カシメにより圧着する。本発明では、この芯線の挿入時から圧着時まで継続して芯線をガイド部材で保持する。このため、芯線の芯線挿入孔への挿入時及び圧着時に芯線に座屈などの変形が生じない。

本発明の一態様では、送り出し機構から送り出した樹脂被覆電熱線をスピンドルの外周に巻回した後、電熱線を送り出し機構と巻回体との間で切断する。この電熱線の両端部は、電熱線巻回体から接線方向に直棒状に延出している。この電熱線巻回体から直棒状に延出する電熱線端部を折り立てた後、その先端部から被覆樹脂を除去し、芯線を露出させる。

本発明の一態様では、端子の芯線挿入孔入口部をテーパ面としているので、芯線が芯線挿入孔内にスムーズに差し込まれる。ガイド部材のガイド孔の孔径を該テーパ面の入口径よりも小さいものとすることにより、芯線の先端を芯線挿入孔に挿入するときに芯線が確実に芯線挿入孔内に導かれる。

このようにして本発明によれば、芯線を端子の芯線挿入孔に確実に挿入して芯線に端子を圧着することができるため、挿入不足による接続不良などが防止される。

本発明を説明する斜視図である。 本発明を説明する斜視図である。 本発明を説明する斜視図である。 本発明を説明する斜視図である。 本発明を説明する断面図である。 ガイド板の平面図である。 本発明を説明する断面図である。 本発明を説明する断面図である。 図８の一部拡大図である。 本発明の説明図である。 本発明の別例の説明図である。 エレクトロフュージョン継手の一例を示す断面図である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図１〜１０は樹脂被覆電熱線を用いてエレクトロフュージョン継手の電熱線コイルを製造する装置及び方法を示している。なお、樹脂被覆電熱線の樹脂としては、ポリエチレン，ポリプロピレン等のポリオレフィンなどが例示され、芯線としては、鉄クロム線，銅ニッケル線，ニッケル線などが例示されるが、これに限定されない。

この電熱線コイル製造装置は、スピンドル１と、該スピンドル１を回転させるためのサーボモータ等の回転駆動装置（図示略）と、スピンドル１をその軸心線方向に進退させるための軸心線方向アクチュエータ（図示略）と、スピンドル１が内挿された筒状の排出スリーブ２と、スピンドル１の外周面の接線方向に樹脂被覆電熱線（以下、単に電熱線ということがある。）Ｗを送り出す電熱線送り出し機構３と、電熱線Ｗの巻き始端をスピンドル１の外周に押し付けて押えるための電熱線クランプ（図示略）と、スピンドル１の軸心線と垂直方向に進退可能であり、スピンドル１に巻回されたコイルＣの外周面に接離可能なコテ４と、送り出し機構３から送り出された電熱線Ｗと電熱線巻回体との間で電熱線Ｗを切断するためのカッター（図示略）等を有する。コテ４は、ヒータを有した加熱コテである。該電熱線クランプは、スピンドル１と一体的にスピンドル１と同軸回転可能となっている。

電熱線コイル製造装置は、さらに、コイル状に巻回された電熱線Ｗの両端をスピンドル１の軸心線と垂直方向に折り曲げて折り立てる折り曲げ機構と、電熱線Ｗの両端から被覆樹脂を切り出して芯線Ｗ’を露出させるためのストリップ機構５と、電熱線Ｗの両端の露出芯線Ｗ’に端子６を係合させ、カシメによって固着するための端子係合及びカシメ機構（図５〜１１）を有する。

この電熱線コイル製造装置を用いてコイルＣを製造するには、電熱線Ｗを送り出し機構３からスピンドル１の軸心線と直交方向に送り出し、その始端をスピンドル１の外周面に沿わせ、電熱線クランプによってスピンドル１の外周面に固定した後、スピンドル１をその軸心線周りに回転させると共に、スピンドル１及びスリーブ２をその軸心線に徐々に後退させ、スピンドル１の外周面に電熱線Ｗを巻き付ける。なお、スピンドルに電熱線Ｗを巻回する場合、電熱線送り出し機構をスピンドルと平行に移動させ、スピンドルは移動させず、軸心回りの回転のみとしてもよい。

スピンドル１が１回転する間にスピンドル１は電熱線Ｗの幅分だけ後退する。これにより、スピンドル１の外周面に電熱線Ｗが隙間なく巻き付けられる（図１（ｂ）〜（ｃ））。

電熱線Ｗをスピンドル１に所定ターン巻き付けた後、スピンドル１を停止すると共に、送り出し機構３からの電熱線Ｗの送り出しを停止する。次いで、図１（ｄ）の通り、加熱したコテ４を電熱線Ｗの巻回体の外周面に押し付ける。これにより、図２（ａ）の通り、巻回された電熱線Ｗのコテ押し付け部が融着し、電熱線Ｗがコイル状に保形される。図２（ａ）の符号４ａは、コテ４を押し付けることにより形成された融着部を示す。この融着部４ａはスピンドル１の軸心線と平行方向に延在する。

次に、図２（ａ）の通り、カッター（図示略）により送り出し機構３と巻回体との間で電熱線Ｗを切断した後、図２（ｂ）の通りスピンドル１をその軸心回りに所定角度（図示の例では４５゜）ずつ回転させながらコテ４を押し付けて複数条（図示の例では８条）の融着部４ａを形成する。

次に、図３（ａ）の通り、折り曲げ機構（図示略）によって電熱線Ｗの両先端部をスピンドル１の軸心線と垂直方向に折り曲げて折り立て部Ｗ_１を形成する。次いで、図３（ｂ）〜（ｃ）の通り、ストリップ機構５によって折り立て部Ｗ_１の先端部から被覆樹脂を切り取って芯線Ｗ’を露出させる。

次いで、図４（ａ）の通り、端子６の根本部を芯線Ｗ’の先端に外嵌させ、カシメ機構によって端子６の根本部をカシメ加工し、端子６を芯線Ｗ’に圧着させる。しかる後、スピンドル１をスリーブ２内に後退させ、コイルＣをスリーブ２の先端面で押すことにより、コイルＣをスピンドル１から脱型する。この芯線Ｗ’の端子６への挿入及びカシメ固着機構については後述する。

上記説明ではスピンドル１を後退させることによりコイルＣを脱型しているが、スリーブ２を前進させることによりコイルＣを脱型してもよい。

図１２は、このようにして製造されたコイルＣを備えたエレクトロフュージョン継手の一例を示すものである。このエレクトロフュージョン継手１０は、プラスチック管が差し込まれる差込孔１１を両端側に有している。ただし、エレクトロフュージョン継手は差込孔１１を３個以上有した多方継手であってもよく、また管の先端を封止するように差込孔を１個だけ有したキャップであってもよい。

次に、芯線Ｗ’の先端に端子６を取り付ける機構について図５〜１０を参照して説明する。

図５（ａ）は、スピンドル１に巻回されたコイルＣと、該コイルＣから折り立てられた折り立て部Ｗ_１の先端から突出する芯線Ｗ’と、この芯線Ｗ’を保持するためのガイド板２０と、カシメ刃２１と、端子６及びそのチャック２２とを示すものであり、ガイド板２０、カシメ刃２１及びチャック２２については縦断面として示されている。図５（ｂ）は図５（ａ）の下部の拡大図である。図６（ａ）は図５（ｂ）のVIa−VIa線断面図、図６（ｂ）は図７（ａ）のVIb−VIb線断面図である。図７（ａ）〜（ｃ）、図８（ａ）は端子の挿入工程を示すものであり、図７（ｃ）は図７（ｂ）の一部拡大図である。図８（ｂ）はカシメ工程を示すものである。

図９は図８（ａ）の一部の拡大図である。

図５（ａ）の通り、スピンドル１は軸心線を水平方向としており、コイルＣから折り立てられた樹脂被覆電熱線Ｗの折り立て部Ｗ_１はスピンドル１の軸心線下方位置から鉛直下方に向って延出している。この折り立て部Ｗ_１から芯線Ｗ’が鉛直下方に突出している。

１対の水平なガイド板２０，２０が、該芯線Ｗ’を挟んで配置されている。ガイド板２０はリニアアクチュエータ（図示略）によって、先端辺２０ａ，２０ａ同士が接離するように水平方向に進退可能に設置されている。

ガイド板２０の先端辺２０ａの辺長方向の中央部には、半円形の凹部２０ｂが形成されている。ガイド板２０，２０の先端辺２０ａ，２０ａ同士を突き合わせた状態では、図６（ｂ）のように凹部２０ｂ，２０ｂによって円形のガイド孔２０ｃが形成される。このガイド孔２０ｃの直径は、芯線Ｗ’よりも若干大きく設定されている。ガイド孔２０ｃの直径は芯線Ｗ’よりも０．０５〜０．５ｍｍ程度大きいことが好ましい。またガイド孔２０ｃの直径は、後述の端子６のテーパ面６ｔの最大直径（端子６の先端面における開口径）よりも小さい。

各ガイド板２０，２０の下側にそれぞれカシメ刃２１，２１が配置されている。各カシメ刃２１，２１はエアシリンダ等の進退駆動装置によってガイド板２０，２０と同一の水平方向に進退可能とされている。ガイド板２０、そのリニアアクチュエータ、カシメ刃２１及びその進退駆動装置は、共通の支持ベース（図示略）に設置されており、図示のスピンドル１直下位置と、それから退避した退避位置との間を往復移動可能とされている。

端子チャック２２は、保持孔２２ａにエアチャックなどによって端子６を保持可能としている。チャック２２は、リニアアクチュエータ等の横方向移動機構によって端子６のストック部（図示略）と、図示の芯線Ｗ’の直下位置とを往復移動可能とされていると共に、エアシリンダ等よりなる上下方向移動機構によって上下方向移動可能とされている。

端子６の図の下半部は、ピン状であり、その長手方向を鉛直上下方向として保持孔２２ａ内に収容されて保持される。端子６は、長手方向の中間部にフランジ６ｆを有している。また、端子６は、その一端部（図では上端部）からフランジ６ｆ付近まで延在する芯線挿入孔６ａを有している。この芯線挿入孔６ａの入口部は、入口側ほど拡径するテーパ面６ｔとなっている。テーパ面６ｔよりも奥側は等径孔部６ｅとなっている。

上記の端子取付機構によって端子６を芯線Ｗ’に固着する工程について次に説明する。

図５（ａ），（ｂ）の通り、折り立て部Ｗ_１が鉛直下向きとなる回転方向の位相にてスピンドル１が停止されている。ガイド板２０及びカシメ刃２１並びに端子６を保持した端子チャック２２が該スピンドル１の下方位置に配置される。この際、ガイド板２０，２０間の中心位置に芯線Ｗ’が位置し、芯線Ｗ’の鉛直下方に端子６の芯線挿入孔６ａが位置するように位置決めされている。また、ガイド板２０，２０の下面レベルから芯線Ｗ’が所定長さだけ下方に延出している。

次いで、図６（ｂ）及び図７（ａ）のように、ガイド板２０，２０を前進させて先端辺２０ａ，２０ａを突き合わせ、ガイド孔２０ｃに芯線Ｗ’が挿通された状態とする。

次に、図７（ｂ），（ｃ）の通り、端子チャック２２を上昇させ、端子６の芯線挿入孔６ａに芯線Ｗ’の先端（下端）を挿入する。この際、芯線Ｗ’の先端が、テーパ面６ｔよりも奥側（下側）の等径孔部６ｅにまで入り込む。

テーパ面６ｔを設けてあるので、芯線Ｗ’の先端はスムーズに芯線挿入孔６ａの該等径孔部６ｅにまで入り込む。また、芯線Ｗ’がガイド板２０のガイド孔２０ｃに挿通されているので、仮に芯線Ｗ’の先端がテーパ面６ｔに当っても、芯線Ｗ’が曲がることが防止される。この図７（ｂ），（ｃ）が芯線Ｗ’の芯線挿入孔６ａへの１次挿入状態である。

この１次挿入を行った図７（ｂ）の状態において、芯線挿入孔６ａのうちテーパ面６ｔよりも奥側の等径孔部６ｅ内における芯線Ｗ’の長さｈは、芯線Ｗ’の直径ｄ以下であることが好ましく、具体的には該直径ｄの３０〜１００％であることが好ましい。ｈがｄよりも大きいと、芯線Ｗ’が座屈し易くなるおそれがある。

１次挿入後、図８（ａ）及び図９の通り、スピンドル１を下降させることにより、芯線Ｗ’を芯線挿入孔６ａにさらに深く挿入させて２次（最終）挿入状態とする。この２次挿入状態では、端子６の上端と折り立て部Ｗ_１の被覆樹脂Ｒ下側との距離Ｄを、ガイド板２０の厚みｔと同一か、それよりもごく僅か（例えば０．５ｍｍ以下）大きいものとする。

これにより、端子６のカシメ圧着後における端子６と被覆樹脂Ｒとの間の芯線Ｗ’露出長さが規定の長さＤとなる。そのため、図１０（ａ）のように被覆樹脂Ｒの長さＬ_１が大きい場合と、図１０（ｂ）のように被覆樹脂の長さＬ_２が小さい場合のいずれであっても、芯線Ｗ’を芯線挿入孔６ａ内の奥部まで規定挿入深さとなるように挿入することができる。

この２次挿入に際しても、芯線Ｗ’がガイド板２０，２０のガイド孔２０ｃに挿通されているので、芯線Ｗ’に座屈等の変形が生じることがなく、芯線Ｗ’はスムーズに芯線挿入孔６ａ内に深く挿入される。

芯線Ｗ’の２次挿入後、図８（ｂ）の通り、カシメ刃２１，２１をエアシリンダ等によって接近移動させ、端子６の上部を挟圧し、カシメ加工し、端子６を芯線Ｗ’先端部に固着する。

本発明では、図１１に示すように、折り立てられた樹脂被覆電熱線（折り立て部Ｗ_１）の樹脂Ｒによる被覆部分を案内するための案内部材２５を設けてもよい。この案内部材は、前記ガイド板２０と同様形状のものであり、１対の案内部材２５の先端辺（対峙辺）の辺方向中央に凹部が形成されている。凹部の形状は、樹脂被覆電熱線の断面形状に応じ、半円形、半楕円形、長方形、方形、三角形、各種多角形などから適宜選択される。

案内部材２５，２５の先端辺同士を当接させると、該凹部同士が対面することにより、案内孔が形成される。この案内孔の大きさは、樹脂Ｒによる被覆部分よりもごく僅かに大きいものとなっている。この案内部材２５を設けたことにより、樹脂Ｒ被覆部分における折り立て部Ｗ_１の曲りや座屈が確実に防止され、芯線Ｗ’の芯線挿入孔６ａへの挿入がより確実に行われるようになる。

上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は図示以外の形態とされてもよい。例えば、ガイド板２０のガイド孔２０ｃや案内部材２５の案内孔の内周面を高摺動性材料で構成してもよい。

図示は省略するが、図８（ｂ）のように、端子６の上部をカシメ加工した後、カシメ刃２１を後退させ、次いで端子６を引張り装置（図示略）によって下方に所定の引き下げ力を加え、端子６が芯線Ｗ’から抜けなければ合格とする品質検査を行ってもよい。

１ スピンドル
２ スリーブ
３ 電熱線送り出し機構
４ コテ
５ ストリップ機構
６ 端子
６ａ 芯線挿入孔
６ｔ テーパ面
６ｅ 等径孔部
２０ ガイド板
２０ｃ ガイド孔
２１ カシメ刃
２２ 端子チャック
２５ 案内部材

Claims (6)

1. 樹脂被覆電熱線の先端部から露出した芯線の先端部を端子の芯線挿入孔に挿入する挿入機構と、
   該端子を芯線に圧着させる圧着機構と
   を有するエレクトロフュージョン継手の電熱線コイル製造装置において、
   露出した該芯線の先端部が端子の前記芯線挿入孔に挿入されるときから端子が圧着されるときまで露出した芯線を保持するガイド部材を備えたことを特徴とするエレクトロフュージョン継手の電熱線コイル製造装置。
2. 請求項１において、さらに、
   樹脂被覆電熱線が巻回されるスピンドルと、
   樹脂被覆電熱線をスピンドルに向って送り出す送り出し機構と、
   巻回された樹脂被覆電熱線に押し付けられるコテと
   巻回された樹脂被覆電熱線を前記送り出し機構側の樹脂被覆電熱線から切断するためのカッターと、
   巻回された樹脂被覆電熱線から接線方向に延在した樹脂被覆電熱線の端部を折り立てるための折り曲げ装置と、
   折り曲げた樹脂被覆電熱線の先端部から被覆樹脂を除去して芯線を露出させるストリッピング機構と
   を備えたことを特徴とする電熱線コイル製造装置。
3. 請求項１又は２において、前記ガイド部材は、芯線に端子を圧着した後の状態における端子の先端面から、芯線被覆樹脂の先端面までの距離Ｄと略同一の厚みｔを有した１対のガイド板よりなり、
   各ガイド板は、先端辺同士を当接させた当接状態と、離隔させた離隔状態とをとりうるように進退装置によって進退されるものであり、
   各ガイド板の先端辺に凹部が形成され、
   各ガイド板の先端辺同士を当接させたときに該凹部同士が対面してガイド孔が形成され、
   前記芯線が該ガイド孔に挿通されて保持されることを特徴とするエレクトロフュージョン継手の電熱線コイル製造装置。
4. 請求項３において、前記端子の芯線挿入孔の入口側に、入口側ほど拡径するテーパ面が設けられており、
   前記ガイド孔の直径は、端子の先端面における該テーパ面の開口径よりも小さいことを特徴とするエレクトロフュージョン継手の電熱線コイル製造装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項において、前記樹脂被覆電熱線のうち樹脂被覆部の前記挿入方向への移動を案内する案内部材を設けたことを特徴とするエレクトロフュージョン継手の電熱線コイル製造装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電熱線コイル製造装置を用いてエレクトロフュージョン継手の電熱線コイルを製造するエレクトロフュージョン継手の電熱線コイルの製造方法。

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