JP4431141B2 - 電線着色装置及び電線着色方法 - Google Patents

電線着色装置及び電線着色方法 Download PDF

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Description

本発明は、導電性の芯線と、この芯線を被覆する絶縁性の被覆部とを備えた電線を着色する電線着色装置及び電線着色方法に関する。
移動体としての自動車などには、種々の電子機器が搭載される。このため、前記自動車などは、前記電子機器に電源などからの電力やコンピュータなどからの制御信号などを伝えるために、ワイヤハーネスを配索している。ワイヤハーネスは、複数の電線と、該電線の端部などに取り付けられたコネクタなどを備えている。
電線は、導電性の芯線と該芯線を被覆する絶縁性の合成樹脂からなる被覆部とを備えている。電線は、所謂被覆電線である。コネクタは、端子金具と、この端子金具を収容するコネクタハウジングとを備えている。端子金具は、導電性の板金などからなり電線の端部に取り付けられてこの電線の芯線と電気的に接続する。コネクタハウジングは、絶縁性の合成樹脂からなり箱状に形成されている。ワイヤハーネスは、コネクタハウジングが前述した電子機器などと結合することにより、端子金具を介して各電線が前述した電子機器と電気的に接続して、前述した電子機器に所望の電力や信号を伝える。
前記ワイヤハーネスを組み立てる際には、まず電線を所定の長さに切断した後、該電線の端部などの被覆部を除去(皮むき)して端子金具を取り付ける。必要に応じて電線同士を接続する。その後、端子金具をコネクタハウジング内に挿入する。こうして、前述したワイヤハーネスを組み立てる。
前述したワイヤハーネスの電線は、芯線の大きさと、被覆部の材質(耐熱性の0140有無などによる材質の変更)と、使用目的などを識別する必要がある。なお、使用目的とは、例えば、エアバック、ABS(Antilock Brake System)や車速情報などの制御信号や、動力伝達系統などの電線が用いられる自動車の系統(システム)である。
そこで、ワイヤハーネスに用いられる電線は、前述した被覆部を構成する合成樹脂を芯線の周りに押し出し被覆する際に、被覆部を構成する合成樹脂に所望の色の着色剤を混入して、該被覆部を所望の色に着色してきた(例えば、特許文献1ないし3参照)。この場合、電線の外表面の色を変更する際に、前述した押し出し被覆を行う押し出し被覆装置を停止する必要がある。この場合、電線の色替えの度に、押し出し被覆装置を停止する必要があり、電線の製造にかかる所要時間と手間が増加して、電線の生産効率が低下する傾向であった。
または、押し出し被覆装置が押し出し被覆を行っている状態で合成樹脂に混入する着色剤の色を変更してきた。この場合、着色剤の色を変更した直後では、被覆部を構成する合成樹脂の色が、被覆部の変更前の着色剤の色と変更後の着色剤の色とが混ざり合った色になる。このため、電線の材料歩留まりが低下する傾向であった。
前述した電線の生産性の低下と電線の材料歩留まりの低下を防止するために、本発明の出願人は、例えば、単色の電線を製造しておき、必要に応じて電線の外表面を所望の色に着色してワイヤハーネスを組み立てることを提案している(特許文献4参照)。また、本発明の出願人は、製造後の単色の電線を着色する際に、液状の着色材を電線の外表面に向かって一定量ずつ滴射して、該着色材の液滴を電線の外表面に付着させることで電線を所望の色に着色する電線着色装置を提案している(特許文献5参照)。
前述した提案中の電線着色装置は、前述した液状の着色材を前記電線の外表面に向かって滴射する着色ユニットを備えている。着色ユニットは、開くと前記電線の外表面に向かって着色材を滴射するとともに、閉じると前記電線の外表面に向かって着色材を滴射することを停止する電磁弁(ソレノイドバルブ)を備えている。電磁弁は、ソレノイドに印加されたり、該印加を停止することで、開閉するようになっている。
前述した特許文献5に記載の電線着色装置の電磁弁を開く際には、該電磁弁が閉じた状態で、図10に示すように、前記ソレノイドに印加するようになっている。まず、電磁弁を閉じた状態から開くために比較的高い電圧(このときの電圧を本明細書ではスパイク電圧と呼ぶ)Aを所定時間a印加する。その後、電磁弁を開いた状態に保つために比較的低い電圧(このときの電圧を本明細書ではホールド電圧と呼び、勿論スパイク電圧Aより低い)Bを所定時間印加する。こうして、電磁弁を開いて、着色ユニットが、液状の着色材を電線の外表面に向かって滴射するようになっている。そして、電線の外表面に付着した着色材の液滴が乾燥することで、電線の外表面を所望の色に着色するとともに、電線の外表面に所望のマーキングを施してきた。
特開平5−111947号公報 特開平6−119833号公報 特開平9−92056号公報 特願2001−256721 特願2002−233729
前述した特許文献5に記載の電線着色装置は、例えば、長尺の電線を所定の長さに切断して端末に端子金具を取り付ける電線切断装置などの各種の電線加工装置に取り付けられるのが望ましい。電線加工装置では、前述した切断や端子金具の取り付けなどの各種の加工を電線に施すために、電線を長手方向に沿って移動させたり、該電線の移動を停止したりする。このため、電線の移動速度が急激に変化することとなる。
一方、前述した電線着色装置は、電線の移動速度が変化しても、一定のパターンで電線の外表面を着色できるようにするために、例えば、電線の移動速度や移動量を検出可能なエンコーダなどを設けている。そして、前述した電線着色装置は、前述したエンコーダが計測した電線の移動速度や移動量に応じて、一定のパターンで電線の外表面を着色するために、前述した電磁弁が開く速度(周波数)を変更している。
しかしながら、図10に例示されたパターンにしたがって、電磁弁のソレノイドに電圧を印加すると、前述した電磁弁が開く速度(周波数)が速くなるにしたがって、前述したスパイク電圧A及びホールド電圧Bを印加する時間が一定時間であっても、前述した着色材の液滴の一滴の質量が増加する傾向であった。則ち、電磁弁が開く間隔が短くなると則ち周波数が高くなると(例えば1秒などの所定時間に電磁弁を開閉する回数が増加すると)、着色材の液滴の一滴の質量が増加する傾向であった。
このため、図10に例示されたように、従来から用いられてきたパターン通りに電磁弁のソレノイドに印加すると、前述した電線加工装置などで加工される移動速度が急激に変化する電線の外表面を着色する際には、電線の外表面に付着する着色材の液滴の質量が液滴毎にばらつくこととなる。
この場合、勿論、電線の着色材が付着した箇所の面積(大きさ)がばらつくこととなる。このように、電線の外表面の所望の位置に向かって着色材を一定量ずつ確実に滴射することが困難になることが考えられる。
したがって、本発明の目的は、電線の外表面の所望の位置に向かって着色材を一定量ずつ確実に滴射できる電線着色装置を提供することにある。
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の電線着色装置は、電線の外表面に向かって液状の着色材を滴射して、前記着色材の液滴を前記電線の外表面に付着させて該電線を着色する着色ユニットを備えた電線着色装置において、前記着色ユニットは、開くことで前記着色材の液滴を前記電線の外表面に向かって滴射するとともに、閉じることで前記着色材の液滴を前記電線の外表面に向かって滴射することを停止する電磁弁を備え、前記着色材の液滴を前記電線の外表面に向かって滴射する際に、前記電磁弁のソレノイドに、該電磁弁を開く際に印加するスパイク電圧を印加して、前記電磁弁を開き、更に前記スパイク電圧を前記ソレノイドに印加し続けることを特徴としている。
本発明の電線着色装置は、前述した電線着色装置において、前記スパイク電圧を、前記液滴の質量に応じた時間、前記ソレノイドに印加し続けることを特徴としている。

本発明の電線着色装置は、前述した電線着色装置において、前記スパイク電圧Aを前記ソレノイド40に印加し続ける時間は、0.15ミリ秒以上でかつ0.5ミリ秒以下であることを特徴としている。
本発明の電線着色装置は、前述した電線着色装置において、前記スパイク電圧Aを前記ソレノイド40に印加し続ける時間は、0.15ミリ秒以上でかつ0.3ミリ秒以下であることを特徴としている。
本発明の電線着色装置は、前述した電線着色装置において、前記スパイク電圧Aを前記ソレノイド40に印加し続ける時間は、0.15ミリ秒以上でかつ0.25ミリ秒以下であることを特徴としている。
本発明の電線着色装置は、前述した電線着色装置において、前記スパイク電圧Aを前記ソレノイド40に印加し続ける時間は、0.15ミリ秒以上でかつ0.2ミリ秒以下であることを特徴としている。
本発明の電線着色方法は、電線の外表面に向かって液状の着色材を滴射して、前記着色材の液滴を前記電線の外表面に付着させて該電線を着色する着色ユニットを用いた電線着色方法において、前記着色ユニットは、開くことで前記着色材の液滴を前記電線の外表面に向かって滴射するとともに、閉じることで前記着色材の液滴を前記電線の外表面に向かって滴射することを停止する電磁弁を備え、前記着色材の液滴を前記電線の外表面に向かって滴射する際に、前記電磁弁のソレノイドに、該電磁弁を開く際に印加するスパイク電圧を印加して、前記電磁弁を開き、更に前記スパイク電圧を前記ソレノイドに印加し続けることを特徴としている。
本発明の電線着色方法は、前述した電線着色方法において、前記スパイク電圧を、前記液滴の質量に応じた時間、前記ソレノイドに印加し続けることを特徴としている。

本発明の電線着色方法は、前述した電線着色方法において、前記スパイク電圧Aを前記ソレノイド40に印加し続ける時間は、0.15ミリ秒以上でかつ0.5ミリ秒以下であることを特徴としている。
本発明の電線着色方法は、前述した電線着色方法において、前記スパイク電圧Aを前記ソレノイド40に印加し続ける時間は、0.15ミリ秒以上でかつ0.3ミリ秒以下であることを特徴としている。
本発明の電線着色方法は、前述した電線着色方法において、前記スパイク電圧Aを前記ソレノイド40に印加し続ける時間は、0.15ミリ秒以上でか
つ0.25ミリ秒以下であることを特徴としている。
本発明の電線着色方法は、前述した電線着色方法において、前記スパイク電圧Aを前記ソレノイド40に印加し続ける時間は、0.15ミリ秒以上でかつ0.2ミリ秒以下であることを特徴としている。
本発明によれば、電磁弁のソレノイドにスパイク電圧を印加して該電磁弁を開いた後、該スパイク電圧を印加し続けて、電線の外表面に向かって着色材を滴射する。このため、電磁弁が開く速度(周波数)が速くなっても、前述した着色材の液滴の一滴の質量が増加することを防止できる。則ち、電磁弁が開く間隔が短くなっても則ち周波数が高くなっても(例えば1秒などの所定時間に電磁弁を開閉する回数が増加しても)、着色材の液滴の一滴の質量が増加することを防止できる。
なお、本明細書でいう着色材とは、色材(工業用有機物質)が水またはその他の溶媒に溶解、分散した液状物質である。有機物質としては、染料、顔料(大部分は有機物であり、合成品)があり、時には染料が顔料として、顔料が染料として用いられることがある。より具体的な例として、本明細書でいう着色材とは、着色液と塗料との双方を示している。着色液とは、溶媒中に染料が溶けているもの又は分散しているものを示しており、塗料とは、分散液中に顔料が分散しているものを示している。このため、着色液で被覆部の外表面を着色すると、染料が被覆部内にしみ込み、塗料で被覆部の外表面を着色すると、顔料が被覆部内にしみ込むことなく外表面に接着する。即ち、本明細書でいう電線の外表面を着色するとは、電線の外表面の一部を染料で染めることと、電線の外表面の一部に顔料を塗ることとを示している。
また、前記溶媒と分散液は、被覆部を構成する合成樹脂と親和性のあるものが望ましい。この場合、染料が被覆部内に確実にしみ込んだり、顔料が被覆部の外表面に確実に接着することとなる。
さらに、本明細書に記した滴射とは、着色ノズルから液状の着色材が、液滴の状態即ち滴の状態で、電線の外表面に向かって付勢されて打ち出されることを示している。
本発明によれば、電線の外表面に向かって滴射される液滴の質量に応じて、ソレノイドにスパイク電圧を印加する時間を変更する則ち電磁弁を開き続ける時間を変更する。このため、所望の質量の液滴を電線の外表面に向かって滴射できる。

本発明によれば、ソレノイドにスパイク電圧を印加する時間が0.15ミリ秒以上でかつ0.5ミリ秒以下であるので、より確実に所望の質量の液滴を電線の外表面に向かって滴射できる。
本発明によれば、ソレノイドにスパイク電圧を印加する時間が0.15ミリ秒以上でかつ0.3ミリ秒以下であるので、より確実に所望の質量の液滴を電線の外表面に向かって滴射できる。
本発明によれば、ソレノイドにスパイク電圧を印加する時間が0.15ミリ秒以上でかつ0.25ミリ秒以下であるので、より確実に所望の質量の液滴を電線の外表面に向かって滴射できる。
本発明によれば、ソレノイドにスパイク電圧を印加する時間が0.15ミリ秒以上でかつ0.2ミリ秒以下であるので、より確実に所望の質量の液滴を電線の外表面に向かって滴射できる。
本発明によれば、電磁弁のソレノイドにスパイク電圧を印加して該電磁弁を開いた後、該スパイク電圧を印加し続けて、電線の外表面に向かって着色材を滴射する。このため、電磁弁が開く速度(周波数)が速くなっても、前述した着色材の液滴の一滴の質量が増加することを防止できる。則ち、電磁弁が開く間隔が短くなっても則ち周波数が高くなっても(例えば1秒などの所定時間に電磁弁を開閉する回数が増加しても)、着色材の液滴の一滴の質量が増加することを防止できる。
本発明によれば、電線の外表面に向かって滴射される液滴の質量に応じて、ソレノイドにスパイク電圧を印加する時間を変更する則ち電磁弁を開き続ける時間を変更する。このため、所望の質量の液滴を電線の外表面に向かって滴射できる。

本発明によれば、ソレノイドにスパイク電圧を印加する時間が0.15ミリ秒以上でかつ0.5ミリ秒以下であるので、より確実に所望の質量の液滴を電線の外表面に向かって滴射できる。
本発明によれば、ソレノイドにスパイク電圧を印加する時間が0.15ミリ秒以上でかつ0.3ミリ秒以下であるので、より確実に所望の質量の液滴を電線の外表面に向かって滴射できる。
本発明によれば、ソレノイドにスパイク電圧を印加する時間が0.15ミリ秒以上でかつ0.25ミリ秒以下であるので、より確実に所望の質量の液滴を電線の外表面に向かって滴射できる。
本発明によれば、ソレノイドにスパイク電圧を印加する時間が0.15ミリ秒以上でかつ0.2ミリ秒以下であるので、より確実に所望の質量の液滴を電線の外表面に向かって滴射できる。
なお、電線の外表面に向かって滴射される液滴の質量を増やす際には、ソレノイドにスパイク電圧を印加する時間則ち電磁弁を開き続ける時間を長くするのが望ましい。また、電線の外表面に向かって滴射される液滴の質量を減らす際には、ソレノイドにスパイク電圧を印加する時間則ち電磁弁を開き続ける時間を短くするのが望ましい。
また、本発明では、自動車などの各種の機械に配索されるワイヤハーネスを構成する電線を着色する(マーキングする)のが望ましい。このため、前述したソレノイドにスパイク電圧を印加し続けて電磁弁を開き続ける時間を、例えば0.15ミリ秒から0.3ミリ秒などの短い時間にするのが望ましい。則ち、本発明は、微少な量の着色材を、短い時間間隔で、電線の外表面に向かって滴射するのに適している。
以上説明したように本発明は、電磁弁が開く速度(周波数)が速くなっても、前述した着色材の液滴の一滴の質量が増加することを防止できる。このため、一定量ずつ確実に電線の外表面に向かって着色材を滴射できる。したがって、着色した箇所を所望の面積(大きさ)に保つことができる。
本発明は、所望の質量の液滴を電線の外表面に向かって滴射できる。したがって、前述した効果にくわえ、着色した箇所を所望の面積(大きさ)にすることができる。
本発明は、より確実に所望の質量の液滴を電線の外表面に向かって滴射できるので、着色した箇所をより確実に所望の面積(大きさ)にすることができる。
本発明は、より確実に所望の質量の液滴を電線の外表面に向かって滴射できるので、着色した箇所をより確実に所望の面積(大きさ)にすることができる。
本発明は、より確実に所望の質量の液滴を電線の外表面に向かって滴射できるので、着色した箇所をより確実に所望の面積(大きさ)にすることができる。
本発明は、電磁弁が開く速度(周波数)が速くなっても、前述した着色材の液滴の一滴の質量が増加することを防止できる。このため、一定量ずつ確実に電線の外表面に向かって着色材を滴射できる。したがって、着色した箇所を所望の面積(大きさ)に保つことができる。
本発明は、所望の質量の液滴を電線の外表面に向かって滴射できる。したがって、前述した効果にくわえ、着色した箇所を所望の面積(大きさ)にすることができる。
本発明は、より確実に所望の質量の液滴を電線の外表面に向かって滴射できるので、着色した箇所をより確実に所望の面積(大きさ)にすることができる。
本発明は、より確実に所望の質量の液滴を電線の外表面に向かって滴射できるので、着色した箇所をより確実に所望の面積(大きさ)にすることができる。
本発明は、より確実に所望の質量の液滴を電線の外表面に向かって滴射できるので、着色した箇所をより確実に所望の面積(大きさ)にすることができる。
本発明の一実施形態にかかる電線着色装置の構成を示す側面図である。 図1中のII−II線に沿う電線の着色装置の着色ユニットの断面図である。 図2に示された着色ユニットの各着色ノズルと電線との位置関係を示す説明図である。 図2に示された着色ユニットの着色ノズルの構成を示す説明図である。 図4に示された着色ユニットの着色ノズルの一部を示す断面図である。(a)は図4に示された着色ノズルの電磁弁が閉じた状態を示す断面図である。(b)は図4に示された着色ノズルの電磁弁が開いた状態を示す断面図である。 図1に示された電線着色装置で着色された電線の説明図である。(a)は図1に示された電線着色装置で着色された電線の斜視図である。(b)は図6(a)に示された電線の平面図である。 本発明品と比較例の所定時間内にコイルに印加する回数を変化させた時の着色材の液滴の1滴の質量の変化を示す説明図である。 図4に示された着色ノズルのコイルにスパイク電圧を印加する時間を変化させた時の着色材の液滴の1滴の質量の変化を示す説明図である。 図4に示された着色ノズルのコイルに印加するパターンを示す説明図である。 従来の着色ノズルのコイルに印加するパターンを示す説明図である。
符号の説明
1 電線着色装置
3 電線
3a 外表面
15 着色ユニット
40 コイル(ソレノイド)
51 電磁弁
A スパイク電圧
以下、本発明の一実施形態にかかる電線着色装置(以下、単に着色装置と呼ぶ)を、図1ないし図9を参照して説明する。着色装置1は、電線3を所定の長さに切断して、この電線3の外表面3aの一部に印6を形成する装置である。即ち、着色装置1は、電線3の外表面3aを着色する即ちマーキング(Marking)する。
電線3は、移動体としての自動車などに配索されるワイヤハーネスを構成する。電線3は、図6(a)に示すように、導電性の芯線4と、絶縁性の被覆部5とを備えている。芯線4は、複数の素線が撚られて形成されている。芯線4を構成する素線は、導電性の金属からなる。また、芯線4は、一本の素線から構成されても良い。被覆部5は、例えば、ポリ塩化ビニル(Polyvinylchloride:PVC)などの合成樹脂からなる。被覆部5は、芯線4を被覆している。このため、電線3の外表面3aとは、被覆部5の外表面をなしている。
また、被覆部5は、単一の色(以下、単色と呼ぶ)Pである。則ち、被覆部5の外表面3a則ち電線3の外表面3aは、単色P一色となっている。なお、被覆部5を構成する合成樹脂に所望の着色剤を混入して、電線3の外表面3aを単色Pにしても良く、被覆部5を構成する合成樹脂に着色剤を混入することなく、単色Pを合成樹脂自体の色として良い。被覆部5を構成する合成樹脂に着色剤を混入せずに、単色Pが合成樹脂自体の色の場合、被覆部5即ち電線3の外表面3aは、無着色であるという。このように、無着色とは、被覆部5を構成する合成樹脂に着色剤を混入せずに、電線3の外表面3aが合成樹脂自体の色であることを示している。
電線3の外表面3aには、複数の点7からなる印6が形成されている。点7は、色B(図6中に平行斜線で示す)である。色Bは、単色Pと異なる。点7の平面形状は、図6(b)に示すように、丸形である。点7は、複数設けられており、予め定められるパターンにしたがって、電線3の長手方向に沿って並べられている。図示例では、電線3の長手方向に沿って、点7が等間隔に並べられている。また、互いに隣り合う点7の中心間の距離は、予め定められている。
前述した構成の電線3は、複数束ねられるとともに端部などにコネクタなどが取り付けられて前述したワイヤハーネスを構成する。コネクタが自動車などの各種の電子機器のコネクタにコネクタ結合して、ワイヤハーネス即ち電線3は、各電子機器に各種の信号や電力を伝える。
また、前述した印6の各点7の色Bが種々の色に変更されることにより、電線3同士を識別可能としている。図示例では、全ての点7の色Bを同じにしているが、必要に応じて点7毎に色Bを変更して、点7同士の色Bを異ならせても良い。印6の各点7の色Bは、ワイヤハーネスの電線3の線種、系統(システム)の識別などを行うために用いられる。即ち、前述した印6の各点7の色Bは、ワイヤハーネスの各電線3の線種及び使用目的を識別するために用いられる。
着色装置1は、図1に示すように、装置本体としてのフレーム10と、ガイドローラ11と、移動手段としての送り出しローラ12と、電線矯正手段としての矯正ユニット13と、弛み吸収手段としての弛み吸収ユニット14と、着色ユニット15と、ダクト16と、測定手段としてのエンコーダ17と、加工手段としての切断機構18と、制御手段としての制御装置19とを備えている。
フレーム10は、工場などのフロア上などに設置される。フレーム10は、水平方向に伸びている。ガイドローラ11は、フレーム10の一端部に回転自在に取り付けられている。ガイドローラ11は、長尺でかつ印6が形成されていない電線3を巻いている。ガイドローラ11は、矯正ユニット13と弛み吸収ユニット14と着色ユニット15とダクト16とエンコーダ17と切断機構18とに順に、電線3を送り出す。
送り出しローラ12は、フレーム10の他端部に一対設けられている。これら一対の送り出しローラ12は、フレーム10に回転自在に支持されかつ鉛直方向に沿って並べられている。送り出しローラ12は、図示しないモータなどにより、互いに逆方向に同回転数で回転される。一対の送り出しローラ12は、互いの間に電線3を挟み、かつこの電線3の長手方向に沿ってガイドローラ11から引っ張る。
送り出しローラ12は、電線3の長手方向に沿って該電線3を引っ張って移動させる引っ張り手段をなしている。このように、送り出しローラ12は、電線3の長手方向に沿って該電線3を移動させることで、電線3の長手方向に沿って着色ユニット15の後述する着色ノズル31と、電線3とを相対的に移動させる。このため、電線3は、ガイドローラ11から送り出しローラ12に向かって図1中の矢印Kに沿って移動する。矢印Kは、電線3の移動方向をなしている。
矯正ユニット13は、ガイドローラ11の送り出しローラ12側に設けられており、ガイドローラ11と送り出しローラ12との間に設けられている。即ち、矯正ユニット13は、ガイドローラ11より電線3の移動方向Kの下流側に設けられ、送り出しローラ12より電線3の移動方向Kの上流側に設けられている。矯正ユニット13は、板状のユニット本体20と、複数の第1ローラ21と、複数の第2ローラ22とを備えている。ユニット本体20は、フレーム10に固定されている。
第1及び第2ローラ21,22は、それぞれ、ユニット本体20に回転自在に支持されている。複数の第1ローラ21は、水平方向(前述した移動方向K)に沿って並べられ、電線3の上方に配されている。複数の第2ローラ22は、水平方向(前述した移動方向K)に沿って並べられ、電線3の下方に配されている。第1ローラ21と第2ローラ22とは、図1に示すように、千鳥状に配されている。
矯正ユニット13は、送り出しローラ12によりガイドローラ11から送り出される電線3を、第1ローラ21と第2ローラ22との間に挟む。そして、矯正ユニット13は、電線3を直線状にする。また、矯正ユニット13は、第1ローラ21と第2ローラ22との間に挟むことにより、電線3に摩擦力を付与する。即ち、矯正ユニット13は、送り出しローラ12が電線3を引っ張る方向(前述した移動方向K)の逆向きの第1の付勢力H1を電線3に付与する。この第1の付勢力H1は、送り出しローラ12が電線3を引っ張る力よりも弱い。このため、矯正ユニット13は、長手方向に沿った張力を電線3に付与する。
弛み吸収ユニット14は、矯正ユニット13の送り出しローラ12側に設けられており、矯正ユニット13と送り出しローラ12との間に設けられている。即ち、弛み吸収ユニット14は、矯正ユニット13より電線3の移動方向Kの下流側に設けられ、送り出しローラ12より電線3の移動方向Kの上流側に設けられている。弛み吸収ユニット14は、矯正ユニット13と着色ユニット15の後述する着色ノズル31との間に設けられている。
弛み吸収ユニット14は、図1に示すように、一対の案内ローラ支持フレーム23と、一対の案内ローラ24と、移動ローラ支持フレーム25と、移動ローラ26と、付勢手段としてのエアシリンダ27とを備えている。案内ローラ支持フレーム23は、フレーム10に固定されている。案内ローラ支持フレーム23は、フレーム10から上方に立設している。一対の案内ローラ支持フレーム23は、電線3の移動方向Kに沿って、互いに間隔をあけて並べられている。
一対の案内ローラ24は、案内ローラ支持フレーム23に回転自在に支持されている。案内ローラ24は、電線3の下方に配され、外周面に電線3と接触することにより、移動方向Kから電線3が脱落しないように、電線3を案内する。このため、案内ローラ24は、電線3の移動方向Kを案内する。
移動ローラ支持フレーム25は、フレーム10に固定されている。移動ローラ支持フレーム25は、フレーム10から上方に立設している。移動ローラ支持フレーム25は、一対の案内ローラ支持フレーム23間に設けられている。
移動ローラ26は、移動ローラ支持フレーム25に回転自在に支持されているとともに、鉛直方向に沿って移動自在に支持されている。移動ローラ26は、電線3の上方に配されている。移動ローラ26は、鉛直方向に沿って移動自在に支持されることで、電線3の移動方向Kに直交(交差)する方向に沿って、移動自在に支持されている。また、移動ローラ26は、案内ローラ24間の中央に設けられている。
エアシリンダ27は、シリンダ本体28と、このシリンダ本体28から伸縮自在な伸縮ロッド29とを備えている。シリンダ本体28は、移動ローラ支持フレーム25に固定されており、電線3の上方に配されている。伸縮ロッド29は、シリンダ本体28から下方に向かって伸長する。即ち、伸縮ロッド29は、シリンダ本体28から電線3に近づく方向に伸長する。
伸縮ロッド29には、移動ローラ26が取り付けられている。エアシリンダ27は、シリンダ本体28内に加圧された気体が供給されることで、伸縮ロッド29即ち移動ローラ26を第2の付勢力H2(図1に示す)で移動方向Kに直交(交差)する方向に沿って、下方に付勢する。このため、エアシリンダ27は、移動ローラ26を、第2の付勢力H2で電線3に近づく方向に付勢する。第2の付勢力H2は、第1の付勢力H1より弱い。
切断機構18の後述の一対の切断刃48,49が互いに近づいて、電線3を切断するために一旦電線3が停止した際に、慣性により矢印Kに沿って電線3が進むと、該電線3が一対の案内ローラ24間で弛む。このとき、前述した構成の弛み吸収ユニット14は、エアシリンダ27が移動ローラ26を第2の付勢力H2で付勢しているため、エアシリンダ27の伸縮ロッド29が伸長して、移動ローラ26が例えば図1中に二点鎖線で示す位置まで変位する。そして、弛み吸収ユニット14は、前述した案内ローラ24間で弛んだ電線3を移動方向Kに直交(交差)する方向に沿って付勢して、弛みを吸収して、電線3を張った状態に保つ。
着色ユニット15は、弛み吸収ユニット14の送り出しローラ12側に設けられており、弛み吸収ユニット14と送り出しローラ12との間に設けられている。即ち、着色ユニット15は、弛み吸収ユニット14より電線3の移動方向Kの下流側に設けられ、送り出しローラ12より電線3の移動方向Kの上流側に設けられている。このため、着色ユニット15即ち後述の着色ノズル31は、送り出しローラ12と、矯正ユニット13との間に配されている。
着色ユニット15は、図2に示すように、ユニット本体30と、複数の着色ノズル31と、複数の着色材供給源32(図中には一つのみ図示し、他を省略している)と、加圧気体供給源33とを備えている。ユニット本体30は、フレーム10に固定される。ユニット本体30は、複数の着色ノズル31を支持する。
前述した構成の着色ノズル31は、後述の着色材供給源32からの液状の着色材を、電線3の外表面3aに向かって一定量ずつ滴射する。着色ノズル31は、滴射した着色材の液滴を電線3の外表面3aに付着させて、該電線3の外表面3aの少なくとも一部を着色する(マーキング)する。この着色ノズル31の詳細な構成は、後ほど説明する。
また、着色ノズル31は、ユニット本体30に取り付けられると、電線3の移動方向Kに沿って複数並べられるとともに、電線3を中心とした周方向に沿って複数並べられている。図示例では、ユニット本体30は、着色ノズル31を電線3の移動方向Kに沿って五つ並べている。ユニット本体30は、電線3を中心とした周方向に沿って着色ノズル31を三つ並べている。
また、各着色ノズル31は、図3に示すように、後述のノズル部材37の軸芯R(図3中に一点鎖線で示す)の延長上に電線3の最上部3bが位置する状態で、ユニット本体30に支持される。なお、着色ノズル31は、軸芯Rに沿って着色材を滴射する。このため、着色ノズル31は、電線3の最上部3bに向かって着色材を一定量ずつ滴射する。また、前述した構成の着色ノズル31は、着色手段をなしている。
着色材供給源32は、着色材を収容するとともに、着色ノズル31の後述の流入管36内に着色材を供給する。着色材供給源32は、各着色ノズル31に一つ対応している。着色材供給源32が、着色ノズル31に供給する着色材の色Bは、互いに異なっていても良く、互いに同じであっても良い。
加圧気体供給源33は、加圧された気体を着色材供給源32内に供給する。加圧気体供給源33は、加圧された気体を着色材供給源32内に供給することで、着色ノズル31の後述の弁体44がノズル部材37の基端部37aから離れると、流路39内の着色材が速やかにノズル部材37から滴射するようにする。
前述した構成の着色ユニット15は、制御装置19からの命令に基づいて、任意の着色ノズル31のコイル40に後述のスパイク電圧Aが印加されて弁体44がノズル部材37の基端部37aから離れる。そして、着色ユニット15は、任意の着色ノズル31の流路39内の着色材を一定量ずつ電線3に向かって滴射する。
本明細書では、粘度が例えば30mPa・s(ミリパスカル秒)以下の着色材を用いる。前述した着色材とは、色材(工業用有機物質)が水またはその他の溶媒に溶解、分散した液状物質である。有機物質としては、染料、顔料(大部分は有機物であり、合成品)があり、時には染料が顔料として、顔料が染料として用いられることがある。より具体的な例として、着色材とは、着色液または塗料である。
着色液とは、溶媒中に染料が溶けているもの又は分散しているものを示しており、塗料とは、分散液中に顔料が分散しているものを示している。このため、着色液が電線3の外表面3aに付着すると、染料が被覆部5内にしみ込み、塗料が電線3の外表面3aに付着すると、顔料が被覆部5内にしみ込むことなく外表面3aに接着する。即ち、着色ユニット15は、電線3の外表面3aの一部を染料で染める又は電線3の外表面3aに顔料を塗る。このため、電線3の外表面3aを着色するとは、電線3の外表面3aの一部を染料で染める(染色する)ことと、電線3の外表面3aの一部に顔料を塗ることとを示している。
また、前記溶媒と分散液は、被覆部5を構成する合成樹脂と親和性のあるものが望ましい。この場合、染料が被覆部5内に確実にしみ込んだり、顔料が外表面3aに確実に接着することとなる。
さらに、前述した滴射とは、着色ノズル31から液状の着色材が、液滴の状態即ち滴の状態で、電線3の外表面3aに向かって付勢されて打ち出されることを示している。
ダクト16は、着色ユニット15の送り出しローラ12側に設けられており、着色ユニット15と送り出しローラ12との間に設けられている。即ち、ダクト16は、着色ユニット15より電線3の移動方向Kの下流側に設けられ、送り出しローラ12より電線3の移動方向Kの上流側に設けられている。ダクト16は、筒状に形成されており、内側に電線3を通す。ダクト16には、真空ポンプなどの図示しない吸引手段が連結している。吸引手段は、ダクト16内の気体を吸引して、着色材中の溶媒と分散液などが着色装置1外に充満することを防止する。
エンコーダ17は、送り出しローラ12より電線3の移動方向Kの下流側に設けられている。エンコーダ17は、図1に示すように、回転子47を一対備えている。回転子47は、軸芯周りに回転可能に支持されている。回転子47の外周面は、一対の送り出しローラ12間に挟まれた電線3の外表面3aと接触している。回転子47は、矢印Kに沿って、芯線4即ち電線3が走行(移動)すると、回転する。即ち、回転子47は、矢印Kに沿った芯線4即ち電線3の走行(移動)とともに、軸芯周りに回転する。勿論、矢印Kに沿った芯線4即ち電線3の走行(移動)量と、回転子47の回転数とは比例する。
エンコーダ17は、制御装置19に接続している。エンコーダ17は、回転子47が所定角度ずつ回転すると、制御装置19に向かってパルス状の信号を出力する。即ち、エンコーダ17は、矢印Kに沿った電線3の移動量に応じた情報を、制御装置19に向かって出力する。このように、エンコーダ17は、電線3の移動量に応じた情報を測定して、電線3の移動量に応じた情報を制御装置19に向かって出力する。通常エンコーダ17では電線3と回転子47の摩擦で電線3の移動量に応じたパルス信号が出力される。しかし、電線3の外表面3aの状態により移動量とパルス数が必ずしも一致しない場合は、別の場所で速度情報を入手し、その情報をフィードバックし、比較演算しても良い。
切断機構18は、エンコーダ17の一対の回転子47より電線3の移動方向Kの下流側に配されている。切断機構18は、一対の切断刃48,49を備えている。一対の切断刃48,49は、鉛直方向に沿って並べられている。一対の切断刃48,49は、鉛直方向に沿って互いに近づいたり離れたりする。一対の切断刃48,49は、互いに近づくと、一対の送り出しローラ12によって送り出された電線3を互いの間に挟んで、切断する。一対の切断刃48,49は、互いに離れると、勿論、前記電線3から離れる。
制御装置19は、周知のRAM、ROM、CPUなどを備えたコンピュータである。制御装置19は、送り出しローラ12と、エンコーダ17と、切断機構18と、着色ノズル31などと接続しており、これらの動作を制御することにより、着色装置1全体の制御をつかさどる。
制御装置19は、予め印6のパターンを記憶している。制御装置19は、エンコーダ17から所定のパルス状の信号即ち電線3の移動量に応じた情報が入力すると、予め定められた着色ノズル31の後述のスイッチ53をオンにしてコイル40にスパイク電圧A(図9に示す)を一定時間a印加して、該着色ノズル31から電線3に向かって着色材を一定量ずつ滴射させる。
スパイク電圧Aとは、図4の実線及び図5(a)に示す後述の閉位置の弁体44を、図4の二点鎖線及び図5(b)に示す後述の開位置に移動するために必要なコイル40に印加する電圧を示している。則ち、スパイク電圧Aは、後述の電磁弁51を開く(弁体44をコイルばね42の付勢力に抗して移動する)のに必要なコイル40に印加する電圧をなしている。
また、スパイク電圧Aは、コイル40の仕様(印加可能な電圧等)に応じて、適宜定められる。さらに、スパイク電圧Aをコイル40に印加する時間aは、例えば、0.15ミリ秒以上でかつ0.3ミリ秒以下などの短い時間とするのが望ましい。又、スパイク電圧Aをコイル40に印加する時間aを、0.15ミリ秒以上でかつ0.25ミリ秒以下とするのが望ましく、0.15ミリ秒以上でかつ0.2ミリ秒以下とするのが望ましい。
このため、制御装置19は、スパイク電圧Aをコイル40に印加して、電磁弁51を開く。そして、制御装置19は、一定時間a内スパイク電圧Aをコイル40に印加し続ける。制御装置19は、スパイク電圧Aをコイル40に印加し始めてから一定時間a経過すると、スイッチ53をオフにして、コイル40に印加するのを停止する。
制御装置19は、予め記憶した印6のパターンにしたがって、電線3の移動速度が速くなると着色ノズル31から着色材を滴射する時間間隔を短くし、電線3の移動速度が遅くなると着色ノズル31から着色材を滴射する時間間隔を長くする。こうして、制御装置19は、予め記憶したパターンにしたがって、電線3を着色する。制御装置19は、エンコーダ17が測定した電線3の移動量に基づいて、着色ノズル31に着色材を一定量ずつ滴射させる。
また、制御装置19は、エンコーダ17からの情報により、電線3が所定量移動したと判定すると、送り出しローラ12を停止した後、一対の切断刃48,49を互いに近づけて電線3を切断する。
着色ノズル31は、図4に示すように、円筒状のノズル本体34と、流入管36と、ノズル部としてのノズル部材37と、電磁弁51とを備えている。
流入管36は、後述の流路39と連通しており、着色材供給源32からの着色材を流路39則ち後述のインサート部材35内に導く。流入管36は、着色材供給源32からの着色材を電磁弁51内に導く。
ノズル部材37は、円筒状に形成されているとともに、基端部37aが流路39内に位置付けられて、該流路39内と連通している。ノズル部材37は、流路39内則ち電磁弁51内の着色材を着色ノズル31外に導く。ノズル部材37の内径は、図示例では65μm(マイクロメータ)などの小さな値であり、ノズル本体34の内径即ち流路39の外径より小さい。ノズル部材37は、ノズル本体34と同軸に配されている。ノズル部材37は、ステンレス鋼からなる。ノズル部材37は、内側に長手方向と平行な矢印Q(図4ないし図6に示す)に沿って、着色材が流れる。矢印Qは、着色材が流れる方向をなしている。
電磁弁51は、ノズル本体34内に収容されたインサート部材35と、弁機構38とを備えている。インサート部材35は、円筒状に形成されているとともに、内側に着色材を通す流路39が形成されている。流路39内には、着色材供給源32などから流入管36を介して供給される着色材で満たされる。インサート部材35は、本明細書に記した液状の着色材を収容する収容部をなしている。
弁機構38は、図4に示すように、ソレノイドとしてのコイル40と、弁本体41と、コイルばね42と、駆動回路部52とを備えている。コイル40は、流路39の外側に設けられインサート部材35内に埋設されている。コイル40は、駆動回路部52から印加される。弁本体41は、導電性の本体部43と、弁体44とを備えている。本体部43は、円柱状の円柱部45と、この円柱部45の一端に連なる円盤状の円板部46とを一体に備えている。
本体部43は、円板部46がノズル部材37の基端部37aと相対し、円柱部45の長手方向がノズル本体34の長手方向と平行な状態で、流路39内に収容されている。また、本体部43即ち弁本体41は、円柱部45の長手方向即ちノズル本体34の長手方向に沿って移動自在に設けられている。
弁体44は、本体部43の円板部46に取り付けられている。即ち、弁体44は、インサート部材35内に収容されている。弁体44は、ノズル部材37の基端部37aと相対する。弁体44は、ノズル部材37の基端部37aに接離する。なお、接離とは、近づいたり離れたりすることである。
弁体44は、ノズル部材37の基端部37aに接触すると、この基端部37aとの間を水密に保ち、流路39内の着色材がノズル部材37内に侵入することを防止する。また、弁体44は、ノズル部材37の基端部37aから離れると、ノズル部材37内を通って着色材が電線3の外表面3aに向かって滴射されることを許容する。
このように、弁体44は、図4中の二点鎖線及び図5(b)に示す開位置と、図4中の実線及び図5(a)に示す閉位置とに亘って基端部37aに接離する。開位置では、弁体44は、基端部37aから離れて着色材をノズル部材37内を通して電線3に向かって滴射させる。
閉位置では、弁体44は、基端部37aに接触して着色材をノズル部材37内を通して電線3に向かって滴射することを規制する。開位置に弁体44を位置付けることを、本明細書では、電磁弁51を開くという。閉位置に弁体44を位置付けることを、本明細書では、電磁弁51を閉じるという。
コイルばね42は、円板部46を弁体44がノズル部材37の基端部37aに近づく方向に付勢している。
駆動回路部52は、スイッチ53と、直流電源54とを備えている。スイッチ53と、直流電源54とは、前述したコイル40と直列に接続している。スイッチ53は、制御装置19からの命令により、オン・オフする。直流電源54は、前述したスパイク電圧Aをコイル40に印加可能である。駆動回路部52は、スイッチ53がオンとなることで、直流電源54からのスパイク電圧Aをコイル40に印加する。
前述した構成の電磁弁51は、図4中の二点鎖線及び図5(b)に示すように、開くことで着色材の液滴を電線3の外表面3aに向かって滴射する。電磁弁51は、図4中の実線及び図5(a)に示すように、閉じることで着色材の液滴を電線3の外表面3aに向かって滴射することを停止する。
前述した構成の着色ノズル31は、着色材供給源32からの着色材を、流入管36を通して、流路39内に導く。そして、コイル40に印加されていない状態で、コイルばね42の付勢力により、弁体44がノズル部材37の基端部37aに接触して、着色材が流路39内に位置付けられている。
そして、着色ノズル31は、駆動回路部52のスイッチ53がオンになり、直流電源54からのスパイク電圧Aがコイル40に印加されると、コイルばね42の付勢力に抗して、円板部46に取り付けられた弁体44がノズル部材37の基端部37aから離れる。そして、流路39内の着色材を矢印Qに沿ってノズル部材37の内側を通す。そして、着色ノズル31は、ノズル部材37から着色材を滴射する。また、コイル40は、制御装置19からの命令に基づいて、予め定められる一定時間aスパイク電圧Aが印加される。このため、着色ノズル31は、一定量ずつ着色材を電線3の外表面3aに向かって滴射する。
また、コイル40に制御装置19からの命令に基づいて予め定められる一定時間aスパイク電圧Aが印加される。このため、着色ノズル31は、着色材の液滴を電線3の外表面3aに向かって滴射する際に、電磁弁51のコイル40にスパイク電圧Aを印加して、電磁弁51を開く。そして、着色ノズル31は、更にスパイク電圧Aを一定時間aコイル40に印加し続ける。その後、着色ノズル31は、スパイク電圧Aをコイル40に印加し始めてから一定時間a経過すると、該スパイク電圧Aの印加を停止する。すると、電磁弁51が閉じて、着色材の滴射を停止する。
前述した構成の着色装置1で、電線3の外表面3aに印6を形成する即ち電線3の外表面3aを着色する際には、まず、制御装置19に電線3の外表面3aに形成する印6のパターンを入力する。制御装置19に各点7を形成する際のスパイク電圧Aと、スパイク電圧Aをコイル40に印加し続ける時間aを入力する。
そして、ガイドローラ11をフレーム10に取り付ける。一対の切断刃48,49を互いに離しておき、ガイドローラ11に巻かれた電線3を矯正ユニット13と弛み吸収ユニット14と着色ユニット15とダクト16とに順に通して、一対の送り出しローラ12間に挟む。そして、着色ユニット15のユニット本体30の所定箇所に着色ノズル31を取り付け、各着色ノズル31に着色材供給源32を連結する。さらに、加圧気体供給源33を着色材供給源32に連結し、吸引手段でダクト16内の気体を吸引する。
そして、送り出しローラ12を回転駆動して、電線3をガイドローラ11から引っ張って、該電線3の長手方向に沿って移動させるとともに、矯正ユニット13により電線3に第1の付勢力H1の摩擦力を付与して、該電線3を張っておく。そして、エアシリンダ27で移動ローラ26即ち電線3を第2の付勢力H2で付勢しておく。
そして、エンコーダ17から所定の順番のパルス状の信号が制御装置19に入力すると、制御装置19は、予め定められた着色ノズル31のコイル40に一定時間a、所定間隔毎にスパイク電圧Aを印加する。すると、着色ノズル31は、着色材を一定量ずつ電線3の外表面3aに向かって滴射する。
そして、電線3の外表面3aに付着した着色材から前述した溶媒または分散液が蒸発して、電線3の外表面3aを染料で染める又は外表面3aに顔料を塗る。電線3の外表面3aに付着した着色材から蒸発した溶媒または分散液は、ダクト16内から吸引手段に吸引される。こうして、電線3の外表面3aが着色される。
エンコーダ17などからの情報により、制御装置19が所定の長さの電線3を送り出したと判定すると、この制御装置19は、送り出しローラ12を停止する。すると、特に、弛み吸収ユニット14の一対の案内ローラ24間で電線3が弛んで、第2の付勢力H2で付勢された移動ローラ26が図1中に二点鎖線で示す位置に変位する。すると、弛み吸収ユニット14のエアシリンダ27の伸縮ロッド29が伸長する。そして、弛み吸収ユニット14は、電線3の弛みを吸収する。
そして、一対の切断刃48,49が互いに近づいて、これら切断刃48,49間に電線3を挟んで切断する。こうして、図6などに示された外表面3aに印6が形成された電線3が得られる。
また、前述した印6の各点7の大きさを変更する際には、制御装置19に入力するスパイク電圧Aをコイル40に印加する時間aを変更する。こうして、電線3の外表面3aに向かって滴射される液滴の質量則ち印6の点7の大きさに応じて、コイル40にスパイク電圧Aを印加する時間aを変更する則ち電磁弁51を開き続ける時間aを変更する。則ち、電線3の外表面3aに向かって滴射される液滴の質量則ち印6の点7の大きさに応じて、コイル40にスパイク電圧Aを印加し続ける。なお、点7を大きくする場合は時間aを長くし、点7を小さくする場合は時間aを短くする。
本実施形態によれば、電磁弁51のコイル40にスパイク電圧Aを印加して該電磁弁51を開いた後、該スパイク電圧Aを印加し続けて、電線3の外表面3aに向かって着色材を滴射する。このため、電磁弁51を開く間則ち着色材を滴射する間は、スパイク電圧Aより低い電圧をコイル40に印加することが無い。
このため、電磁弁51が開く速度(周波数)が速くなっても、前述した着色材の液滴の一滴の質量が増加することを防止できる。則ち、電磁弁51が開く時間間隔が短くなっても則ち周波数が高くなっても(例えば1秒などの所定時間内に電磁弁51を開閉する回数が増加しても)、着色材の液滴の一滴の質量が増加することを防止できる。したがって、一定量ずつ確実に電線3の外表面3aに向かって着色材を滴射できる。したがって、着色した箇所則ち印6の各点7を所望の面積(大きさ)に保つことができる。
また、電線3の外表面3aに向かって滴射される液滴の質量則ち印6の点7の大きさに応じて、コイル40にスパイク電圧Aを印加する時間aを変更する則ち電磁弁51を開き続ける時間aを変更する。このため、所望の質量の液滴を電線3の外表面3aに向かって滴射できる。したがって、着色した箇所則ち印6の各点7を所望の面積(大きさ)にすることができる。
電線3の長手方向に沿って、電線3と着色ノズル31とを相対的に移動させている間に、着色ノズル31が一定量ずつ着色材を電線3に向かって滴射する。このように、電線3と着色ノズル31との相対的な移動中に、電線3を着色する。このため、電線3を着色するために、電線3を停止する必要がないので、作業効率を低下させることがない。また、電線3と着色ノズル31との相対的な移動中に電線3に向かって一定量ずつ着色材を滴射するため、電線3の任意の位置を着色でき、勿論連続的に電線3を着色できる。
エンコーダ17が電線3の移動量を測定して、制御装置19が着色ノズル31を電線3の移動量に応じて制御する。このため、電線3の移動速度が速くなると着色材を滴射する間隔を短くし、電線3の移動速度が遅くなると着色材を滴射する間隔を長くすることができる。このように、電線3の移動速度が変化しても、電線3の外表面3aに付着した着色材の間隔を一定に保つことができる。
したがって、電線3の移動速度が変化しても、予め定められるパターンにしたがって電線3の外表面3aに着色材を付着させることができる。即ち、電線3の移動速度が変化しても、予め定められるパターンにしたがって、電線3を着色できる。
次に、本発明の発明者らは、着色ノズル31のコイル40に前述したスパイク電圧Aを印加し続けることにより、本発明の効果を実際に確認した。結果を図7に示す。結果を図7に示す実験では、一点鎖線で示す比較例として、前述した構成の着色ノズル31のコイル40に、図10に示すパターンにしたがって印加して、該印加する速度(周波数)を変化させた時の滴射される着色材の液滴の一滴の質量を測定した。則ち、例えば、1秒などの所定時間内に図10に示すパターンにしたがってコイル40に印加する回数を変化させた時の滴射される着色材の液滴の一滴の質量を測定した。
さらに、比較例では、スパイク電圧Aをコイル40に印加して、電磁弁51を開いた後、一定時間a経過すると、スパイク電圧Aより低いホールド電圧Bをコイル40に印加した。なお、ホールド電圧Bとは、電磁弁51を開いた状態に保つために必要なコイル40に印加する電圧をなしている。比較例では、スパイク電圧Aをコイル40に印加し始めてから時間b経過すると、ホールド電圧Bのコイル40への印加を停止した。
比較例では、スパイク電圧Aをコイル40に印加する時間aを、0.15ミリ秒とした。比較例では、スパイク電圧Aを印加し始めてからスパイク電圧Aを印加した後ホールド電圧Bをコイル40に印加し終える時間bを0.25ミリ秒とした。
図7中に実線で示す本発明品として、前述した構成の着色ノズル31のコイル40に、図9に示すパターンにしたがって印加して、該印加する速度(周波数)を変化させた時の滴射される着色材の液滴の一滴の質量を測定した。則ち、例えば、1秒などの所定時間内に図9に示すパターンにしたがってコイル40に印加する回数を変化させた時の滴射される着色材の液滴の一滴の質量を測定した。
さらに、本発明品では、スパイク電圧Aをコイル40に印加して電磁弁51を開いた後、スパイク電圧Aをコイル40に印加し続け、一定時間a経過すると、コイル40へのスパイク電圧Aの印加を停止する。本発明品では、スパイク電圧Aをコイル40に印加する時間aを、0.15ミリ秒とした。
図7では、横軸は、コイル40に印加する速度(周波数)則ち例えば1秒などの所定時間内にコイル40に印加する回数を示している。図7では、縦軸は、目標とする着色ノズル31から滴射される着色材の液滴の一滴の質量に対する実際に着色ノズル31から滴射された着色材の液滴の一滴の質量の割合をパーセントで示している。則ち、縦軸は、実際に着色ノズル31から滴射された着色材の液滴の一滴の質量を目標とする着色ノズル31から滴射される着色材の液滴の一滴の質量で除して100をかけた値を示している。
さらに、図7に結果を示す実験では、粘度が30mPa・secの着色材を、内径が65μm(マイクロメータ)のノズル部材37から滴射した。
図7によると、一点鎖線で示す比較例が、周波数の増加とともに、液滴の一滴の質量が急激に増加することが明らかとなった。これに対し、図7中に実線で示す本発明品は、目標とする着色ノズル31から滴射される着色材の液滴の一滴の質量に対し、実際に着色ノズル31から滴射された着色材の液滴の一滴の質量の割合が±5%の範囲内に保たれることが明らかとなった。則ち、図7中に実線で示す本発明品は、周波数が増加しても、液滴の一滴の質量が殆ど変化しないことが明らかとなった。
このように、結果を図7で示す実験によると、スパイク電圧Aをコイル40に印加し続けること則ちコイル40にスパイク電圧Aのみを印加することで、例えば1秒などの所定時間内にコイル40に印加する回数則ち所定時間内に着色ノズル31から着色材を滴射する回数が増加しても、滴射される着色材の液滴の一滴の質量が変化しないことが明らかとなった。則ち、前述した着色材の液滴の一滴の質量が増加することを防止できることが明らかとなった。このため、コイル40にスパイク電圧Aのみを印加することで、一定量ずつ確実に電線3の外表面3aに向かって着色材を滴射できることが明らかとなった。したがって、コイル40にスパイク電圧Aのみを印加することで、印6の各点7を所望の面積(大きさ)に保つことができることが明らかとなった。
さらに、本発明の発明者らは、着色ノズル31のコイル40に前述したスパイク電圧Aを印加し続ける時間aを変更した時の滴射される着色材の液滴の一滴の質量を測定した。結果を図8に示す。結果を図8に示す実験では、前述した構成の着色ノズル31のコイル40に、図9に示すパターンにしたがってスパイク電圧Aを印加して、該スパイク電圧Aを印加する時間aを変化させた時の滴射される着色材の液滴の一滴の質量を測定した。
また、結果を図8に示す実験では、スパイク電圧Aをコイル40に印加する速度(周波数)を2kHz(キロヘルツ)とした。即ち、結果を図8に示す実験では、1秒間にスパイク電圧Aをコイル40に2000回印加した時の滴射される着色材の液滴の一滴の質量を測定した。
図8では、横軸は、コイル40にスパイク電圧Aを印加し続ける時間aを示している。図8では、縦軸は、目標とする着色ノズル31から滴射される着色材の液滴の一滴の質量に対する実際に着色ノズル31から滴射された着色材の液滴の一滴の質量の割合をパーセントで示している。則ち、縦軸は、実際に着色ノズル31から滴射された着色材の液滴の一滴の質量を目標とする着色ノズル31から滴射される着色材の液滴の一滴の質量で除して100をかけた値を示している。
さらに、図8に結果を示す実験では、粘度が30mPa・secの着色材を、内径が65μm(マイクロメータ)のノズル部材37から滴射した。
図8によると、スパイク電圧Aを印加する時間(印加し続ける時間)aが、0.15ミリ秒未満と、0.5ミリ秒を越えると、スパイク電圧Aを印加する時間(印加し続ける時間)aの増加とともに、液滴の一滴の質量が急激に増加することが明らかとなった。これに対し、スパイク電圧Aを印加する時間(印加し続ける時間)aが、0.15ミリ秒以上でかつ0.5ミリ秒以下の範囲では、目標とする着色ノズル31から滴射される着色材の液滴の一滴の質量に対し、実際に着色ノズル31から滴射された着色材の液滴の一滴の質量の割合が+50%の範囲内に保たれることが明らかとなった。
したがって、スパイク電圧Aを印加する時間(印加し続ける時間)aを、0.15ミリ秒以上でかつ0.5ミリ秒以下にすると、着色材が付着して形成される点7の直径などの寸法が最大でも約22%変化する程度である。則ち、スパイク電圧Aを印加する時間(印加し続ける時間)aが0.15ミリ秒以上でかつ0.5ミリ秒以下であると、着色材が付着して形成された点7の面積(大きさ)が殆ど変化しないことが明らかとなった。
このように、結果を図8で示す実験によると、スパイク電圧Aを印加する時間(印加し続ける時間)aを、0.15ミリ秒以上でかつ0.5ミリ秒以下にすると、一定量ずつ確実に電線3の外表面3aに向かって着色材を滴射でき、印6の各点7を所望の面積(大きさ)に保つことができることが明らかとなった。
また、図8によると、スパイク電圧Aを印加する時間(印加し続ける時間)aが、0.15ミリ秒以上でかつ0.3ミリ秒以下の範囲では、目標とする着色ノズル31から滴射される着色材の液滴の一滴の質量に対し、実際に着色ノズル31から滴射された着色材の液滴の一滴の質量の割合が±5%の範囲内に保たれることが明らかとなった。則ち、スパイク電圧Aを印加する時間(印加し続ける時間)aが0.15ミリ秒以上でかつ0.3ミリ秒以下であると、液滴の一滴の質量が殆ど変化しないことが明らかとなった。
このように、結果を図8で示す実験によると、スパイク電圧Aを印加する時間(印加し続ける時間)aを、0.15ミリ秒以上でかつ0.3ミリ秒以下にすると、滴射される着色材の液滴の一滴の質量が変化しないことが明らかとなった。則ち、前述した着色材の液滴の一滴の質量が変化することを防止できることが明らかとなった。このため、スパイク電圧Aを印加する時間(印加し続ける時間)aを、0.15ミリ秒以上でかつ0.3ミリ秒以下にすると、一定量ずつ確実に電線3の外表面3aに向かって着色材を滴射でき、印6の各点7を所望の面積(大きさ)に保つことができることが明らかとなった。
また、図8によれば、スパイク電圧Aを印加する時間(印加し続ける時間)aを、0.15ミリ秒以上でかつ0.25ミリ秒以下にすると、より確実に一定量ずつ電線3の外表面3aに向かって着色材を滴射でき、印6の各点7をより確実に所望の面積(大きさ)に保つことができることが明らかとなった。さらに、図8によれば、スパイク電圧Aを印加する時間(印加し続ける時間)aを、0.15ミリ秒以上でかつ0.2ミリ秒以下にすると、より確実に一定量ずつ電線3の外表面3aに向かって着色材を滴射でき、印6の各点7をより確実に所望の面積(大きさ)に保つことができることが明らかとなった。
本発明では、着色液及び塗料として、アクリル系塗料、インク(染料系、顔料系)、UVインクなどの種々のものを用いても良い。
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

Claims (12)

  1. 電線の外表面に向かって液状の着色材を滴射して、前記着色材の液滴を前記電線の外表面に付着させて該電線を着色する着色ユニットを備えた電線着色装置において、
    前記着色ユニットは、開くことで前記着色材の液滴を前記電線の外表面に向かって滴射するとともに、閉じることで前記着色材の液滴を前記電線の外表面に向かって滴射することを停止する電磁弁を備え、
    前記着色材の液滴を前記電線の外表面に向かって滴射する際に、前記電磁弁のソレノイドに、該電磁弁を開く際に印加するスパイク電圧を印加して、前記電磁弁を開き、更に前記スパイク電圧を前記ソレノイドに印加し続けることを特徴とする電線着色装置。
  2. 前記スパイク電圧を、前記液滴の質量に応じた時間、前記ソレノイドに印加し続けることを特徴とする請求項1記載の電線着色装置。
  3. 前記スパイク電圧を前記ソレノイドに印加し続ける時間は、0.15ミリ秒以上でかつ0.5ミリ秒以下であることを特徴とする請求項2記載の電線着色装置。
  4. 前記スパイク電圧を前記ソレノイドに印加し続ける時間は、0.15ミリ秒以上でかつ0.3ミリ秒以下であることを特徴とする請求項2記載の電線着色装置。
  5. 前記スパイク電圧を前記ソレノイドに印加し続ける時間は、0.15ミリ秒以上でかつ0.25ミリ秒以下であることを特徴とする請求項2記載の電線着色装置。
  6. 前記スパイク電圧を前記ソレノイドに印加し続ける時間は、0.15ミリ秒以上でかつ0.2ミリ秒以下であることを特徴とする請求項2記載の電線着色装置。
  7. 電線の外表面に向かって液状の着色材を滴射して、前記着色材の液滴を前記電線の外表面に付着させて該電線を着色する着色ユニットを用いた電線着色方法において、
    前記着色ユニットは、開くことで前記着色材の液滴を前記電線の外表面に向かって滴射するとともに、閉じることで前記着色材の液滴を前記電線の外表面に向かって滴射することを停止する電磁弁を備え、
    前記着色材の液滴を前記電線の外表面に向かって滴射する際に、前記電磁弁のソレノイドに、該電磁弁を開く際に印加するスパイク電圧を印加して、前記電磁弁を開き、更に前記スパイク電圧を前記ソレノイドに印加し続けることを特徴とする電線着色方法。
  8. 前記スパイク電圧を、前記液滴の質量に応じた時間、前記ソレノイドに印加し続けることを特徴とする請求項7記載の電線着色方法。
  9. 前記スパイク電圧を前記ソレノイドに印加し続ける時間は、0.15ミリ秒以上でかつ0.5ミリ秒以下であることを特徴とする請求項8記載の電線着色方法。
  10. 前記スパイク電圧を前記ソレノイドに印加し続ける時間は、0.15ミリ秒以上でかつ0.3ミリ秒以下であることを特徴とする請求項8記載の電線着色方法。
  11. 前記スパイク電圧を前記ソレノイドに印加し続ける時間は、0.15ミリ秒以上でかつ0.25ミリ秒以下であることを特徴とする請求項8記載の電線着色方法。
  12. 前記スパイク電圧を前記ソレノイドに印加し続ける時間は、0.15ミリ秒以上でかつ0.2ミリ秒以下であることを特徴とする請求項8記載の電線着色方法。
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