JP5878696B2 - 電線被覆剥離装置 - Google Patents

Description

本願発明は、電線先端の被覆部分を剥離するための電線被覆剥離装置に関する。

電線には、様々な種類のものがあり、例えば、図７に示すような電線５２がある。この電線５２は、三層構造になっており、中心には金属製の芯線５２ｃ、その芯線５２ｃを包むように絶縁層５２ｂ、さらにその絶縁層５２ｂを包み込むように保護層５２aが設けられている。そして、電線５２を各種電気機器等に接続するために用いる際には、電線５２の先端に接続端子等を取り付けるので、先端側の絶縁層５２ｂ及び保護層５２aを剥離する必要がある。なお、この剥離する部分である保護層５２a及び絶縁層５２ｂを被覆部分と呼ぶ。

そこで、従来から、この被覆部分を剥離する装置として、図７に示す電線被覆剥離装置６０が用いられてきた。この電線被覆剥離装置６０は、電線５２の中心Ｏに向けて対称に配置された矩形形状の切刃５１を備えており、切刃５１は電線５２をその上下から挟み込んでいる。そして、その状態のまま、切刃５１は、電線５２の中心Ｏを回転軸として電線５２の周囲を回転しながら、被覆部分へ徐々に切込んでいく。次に、切刃５１は、芯線５２ｃの手前まで切込んだら、その状態のまま保護層５２a及び絶縁層５２ｂを引き抜いて剥離する。

ことろが、上述したように電線被覆剥離装置６０では、図７に示すように、切刃５１が電線５２の周囲を回転しながら、被覆部分へ徐々に切込んでいくため、切込みを設けるのに時間がかかるものであった。なお、切込みを設けるとは、切刃による切込みが芯線の手前まで到達し、被覆部分を分断することをいう。

また、この電線被覆剥離装置６０は、単純に、切刃５１が電線５２の中心Ｏを回転軸として電線５２の周囲を回転しながら徐々に切込んでいくものであり、それによって、芯線５２ｃの周囲の被覆部分に、切込みを設けることが可能なものである。そして、それが可能なのは、電線被覆剥離装置６０が、保護層５２a、絶縁層５２及びｂ芯線５２ｃが中心Ｏから同心円状に広がる電線５２を、主な作業対象としているからである。

そのため、図６の（a）に示す、絶縁層３２ｂ及び芯線３２ｃが、中心Ｏからずれている電線３２や、図６の（ｂ）に示す、芯線４２ｃが２つある電線４２といった、芯線及び被覆部分がその中心から同心円状に広がらない電線の場合には、電線被覆剥離装置６０により剥離できるまで切込みを設けようとすると、芯線に傷が付き、被覆部分に切込みを設けることができない。

そこで、本願発明は、従来と比較して、切込みを設けるのに必要な時間を短縮し、尚且つ、様々な種類の電線であっても切込みを設けることができる電線被覆剥離装置を提供するものである。

上記課題を解決するために、本願発明の電線被覆剥離装置は、電線の被覆部分に切込みを設ける切刃と、当該切刃を移動させる移動手段とを備える電線被覆剥離装置であって、前記切刃は、円形状をしており、前記切刃は、前記電線の被覆部分に切込まれつつ、前記電線の外周を周回するように前記移動手段によって移動させられ、さらに、前記切刃の前記被覆部分への接触点が移動させられながら、前記電線の被覆部分に切込みが設けられていくことを特徴としている。

上記特徴よれば、円形状をした切刃は、電線の被覆部分に切込まれつつ、前記電線の外周を周回するように移動手段によって移動させられ、さらに、前記切刃の前記被覆部分への接触点が移動させられるものであるから、図１及び図８で後述するように、切削速度は、従来の電線被覆剥離装置６０の切削速度よりも速くなる。その結果、切削量が増え、切込みを設けるのに必要な時間を短縮することが出来るのである。なお、図１及び図２で後述しているが、切刃の被覆部分への接触点の移動は、切刃が回転する場合及び回転しない場合の両方の場合に含まれる。

さらに、上記特徴よれば、切刃が電線の外周を周回するように移動手段によって移動させられるものであるため、例えば、図６（a）及び（ｂ）で示す電線のように様々な種類の電線であっても、芯線を傷つけることなく、被覆部分に切込みを設けることができるのである。

次に、本願発明の電線被覆剥離装置は、切刃を回転させる回転手段を備えたことを特徴としている。

上記特徴によれば、切刃自体を任意の方向へ任意の回転数で回転させることで、図２で後述するように、切削速度をさらに早くして切込みを設けるのに必要な時間をより短縮することや、切削速度を下げて刃先の磨耗を抑制することが出来る。

上述したように、従来の電線被覆剥離装置６０では、その中心から同心円状に被覆部分が広がる電線を作業対象と想定しており、その想定下では、電線の中心を回転軸として切刃を回転させれば、十分に被覆部分へ切込みを設けることが出来るものであった。

そのため、従来の電線被覆剥離装置と比較して、切込みを設けるのに必要な時間を短縮すると共に、さらに、様々な種類の電線に対しても被覆部分に切込みを設けるという試みはなされていなかった。

そのことに鑑みると、本願発明は、従来の電線被覆剥離装置と比較して、切込みを設けるのに必要な時間を短縮できると共に、尚且つ、様々な種類の電線に切込みを設けることができるという、従来にない優れた効果を発揮するのである。

本願発明の電線被覆剥離装置の切刃の動作の基本概念を示した簡略図である。 本願発明の電線被覆剥離装置の他例における、切刃の動作の基本概念を示した簡略図である。 本願発明の電線被覆剥離装置が電線に切込みを設ける際に、切刃が移動する軌道を示している。 （a）は、本願発明の電線被覆剥離装置によって設けられた切込みに、引抜き刃を差込み、被覆部分を引き抜く様子を示している。（ｂ）は、被覆部分が引き抜かれた電線を示している。 （a）は、本願発明の電線被覆剥離装置の全体を示した正面図である。（ｂ）は、平面図である。 （a）及び（ｂ）は、様々な種類の電線に、本願発明の電線被覆剥離装置が切り込みを設ける様子を示している。 本願発明の背景技術の一例の電線被覆剥離装置を示している。 本願発明の背景技術の一例の電線被覆剥離装置であって、その切刃の動作の基本概念を示した簡略図である。

１ 切刃
２ 電線
１０ 電線被覆剥離装置
２４a、ｂ 移動手段
２４ｃ 回転手段
２３ 引抜き刃
Ｌ 軌道
Ｂ１ 接触点
Ｎ 切込み

以下では、本願発明の電線被覆剥離装置１０（図１を参照）の切込みを設けるのに必要な時間が、従来の電線被覆剥離装置６０と比較して短縮されることについて説明する。

まず、比較対象である従来の電線被覆剥離装置６０の切削速度V１を導出するために、図８に示すように、電線６２の中心Ｏを回転軸として、時間ｔの間に切刃６１aが矢印の方向へ角度θだけ回転する場合を考える。

切刃６１aの回転開始時において、電線６２の被覆部分６２a上の切込み開始位置は、被覆部分６２aの外周上の位置A1となる。また、切刃６１aの被覆部分６２aへの接触点はB１となっている。そして、切刃６１aが回転して切刃６１ｂとなると、被覆部分６２a上の切込み位置は、A１からA１´まで進むことになる。

一方、回転後の切刃６１ｂの被覆部分６２aへの接触点は、B１のままで移動していない。つまり、切刃６１は、電線６２の中心Ｏを回転軸として回転しているため、接触点は、Ｂ１の位置のままで、切刃６１上を移動することがないのである。

以上より、切削速度V１は、
距離A１A１´＝ ｒθ より、
切削速度V１ ＝ ｒθ／ｔ
となる。 ただし、ｒは電線６２の半径である。

次に、図１では、本願発明の電線被覆剥離装置１０の切削速度V２を導出する。なお、円形状の切刃1は回転しないように回転制動手段により停止させられている。この切刃１は、被覆部分２aに切り込まれつつ、電線２の外周を周回するように移動させられるので、その移動する軌跡は円軌道Ｌとなる。そして、切刃１は、この円軌道Ｌ上を、時間ｔの間に矢印の方向（反時計回り）へ、角度θだけ移動する。

切刃１aの移動開始時において、被覆部分２a上の切込み開始位置は、被覆部分２aの外周上の位置A1となる。また、切刃１aの被覆部分２aへの接触点はB１となっている。そして、切刃１aが移動すると、被覆部分２a上の切込み位置は、A１´まで進むことになる。

一方、切刃１の被覆部分２aへの接触点は、移動前の切刃１aではB１であるが、移動後の切刃１ｂでは、B１´となっている。つまり、切刃１の被覆部分２aへの接触点は、切刃１が移動するとともに、切刃１の円周上をB１からB１´に向けて、移動していくのである（図１では下方向に向けて）。したがって、切刃１の被覆部分２aへの接触点が移動させられながら、電線２の被覆部分２aに切込みが設けられていくことになる。なお、切刃１は回転せず停止しているので、切刃１aの上方の頂点Tは、移動後の切刃１ｂにおいても、移動していないことがわかる。

以上より、切削速度V２は、
距離A１A１´＝ ｒθ
距離B１B１´＝ ｒ´θ より、
切削速度V２ ＝ （A１A１´＋ B１B１´）／ｔ
＝ ｒθ／ｔ ＋ ｒ´θ／ｔ
となる。 ただし、ｒ´は切刃１の半径である。
したがって、本願発明の電線被覆剥離装置１０の切削速度V２は、従来の電線被覆剥離装置６０の切削速度V１より速いことが明らかである。そのため、切削速度が速くなり切削量が増える結果、電線の被覆部分に切込みを設けるのに必要な時間が短縮されることになる。

次に、図２では、本願発明の電線被覆剥離装置２０の切刃１１が、回転手段により回転させられる場合の切削速度V３を導出する。この切刃１１は、時間ｔの間に角度αだけ時計回りに回転（自転）しており、これ以外の動作は、図１の電線被覆剥離装置１０と同じである。電線被覆剥離装置２０では、切刃１１上の被覆部分１２aへの接触点は、図１の場合と比較して、切刃１１の回転分だけ、つまりｒ´αだけ余計に移動する。そのため、図２の切刃１１ｂ上の接触点が移動した距離B１B１´は、図１の切刃１ｂ上の接触点が移動した距離B１B１´より大きくなっている。また、このように切刃１１が回転させられる場合も、図１と同様に、切刃１１の被覆部分１２aへの接触点が移動させられながら、電線１２の被覆部分１２aに切込みが設けられていくことになる。

以上より、切削速度V3は、
距離A１A１´＝ ｒθ
距離B１B１´＝ ｒ´｜θ＋α｜より、
切削速度V３＝ （A１A１´＋ B１B１´）／ｔ
＝ ｒθ／ｔ ＋ ｒ´｜θ＋α｜／ｔ
となる。

したがって、切刃１１を回転させることで、切削速度V３は、切削速度V２より更に速くなることが分かる。そのため、電線の被覆部分に切込みを設けるのに必要な時間がより短縮されることになる。

なお、図２では、時計回りに切刃１１を回転させているが、勿論、反時計回りに切刃１１を回転させることもできる。その場合は、αは、時計回りの回転角を正とするので、反時計回りにθ角以上回転すると、計算上では距離Ｂ１Ｂ１´は負になってしまう。そのため、距離Ｂ１Ｂ１´の値は絶対値をとっている。そして、反時計回りに切刃１１を回転させる場合は、θ＜｜θ＋α｜の条件を満たす範囲内で角度αを与えれば、切削速度V３は切削速度Ｖ２より速くなる。

また、切刃１１の回転方向を反時計回りとする場合に、切削速度Ｖ３を切削速度Ｖ２より小さくなるように切刃１１を回転させれば（角度αを与えれば）、切刃１１の刃先の磨耗を抑制し、切刃の寿命を延ばすことができる。ただし、Ｖ２＞Ｖ３より、θ＞｜θ＋α｜の条件を満たすことが必要である。

さらに、切刃１１が反時計回りに回転する場合に、切刃１１が被覆部分１２a上を転がり接触しながら切込んでいくようにすれば、切刃１１の刃先の磨耗が最も小さくなり、切断抵抗も最も小さくなる。具体的には、時刻ｔの間に切刃１１が被覆部分１２a上を移動する距離A１A１´と、時刻ｔの間に切刃１１ｂ上の接触点が移動した距離B１B１´が等しくなればよいので、ｒθ＝ｒ´｜θ＋α｜の条件を満たすことが必要となる。このように、回転手段を用いることで、任意の回転方向へ任意の回転数で切刃１１を回転させることができ、適宜必要に応じて、最適な切削作業が可能となる。

次に、図３では、本願発明の電線被覆剥離装置３０が電線２２に切込みを設ける際、切刃２１の移動する軌道の一例について説明する。図３には、円軌道Ｌ１と電線２２の周囲を周回する円軌道Ｌ２とがあり、互いに接点Ｓで接触している。切刃２１は、円軌道Ｌ１上を移動し、位置Ｐ１から位置Ｐ２へと電線２２へ近づくように移動する。そして、切刃２１は、位置Ｐ２に到達すると、円軌道Ｌ２へと軌道を変更し、そのまま位置Ｐ３、Ｐ４へと移動していく。このように、切刃２１は、円軌道Ｌ１及びＬ２上を移動してくため、被覆部分の保護層２２a及び絶縁層２２ｂへ滑らかに切込んでいくことができる。そして、切刃２１は、再びＰ２の位置に到達すると、円軌道Ｌ１へと軌道を変更し位置Ｐ５へと移動していく。

なお、この円軌道Ｌ１及びＬ２は、ＸＹ座標値によって与えられており、適宜、各座標の数値を調節すれば、電線の種類に応じた軌道を容易に作り出すことができる。

次に、図４の（a）では、切刃２１により電線２２の被覆部分に切込みＮが設けられた後に（図３参照）、その被覆部分を引き抜く様子を示している。引抜き刃２３は、電線２２の切込みＮの上下から、当該切込みＮに差込まれ、その差込まれた状態のまま、電線２２の先端側に向けて移動させられる。そうすると、図４（ｂ）に示すように、被覆部分（保護層２２a及び絶縁層２２ｂ）のみが引き抜かれ、電線２２の先端側には、芯線２２ｃのみが残ることになる。

次に、図５では、本願発明の電線被覆剥離装置３０の全体の構成について説明する。この電線被覆剥離装置３０は、大別すると、切刃２１を駆動する切刃駆動部２７、電線２２を固定する固定部２６、引抜き刃２３を駆動する引抜き刃駆動部２８からなる。

まず、固定部２６であるが、電線２２を挿入し固定する固定孔２６aを有している。電線２２の先端側を固定孔２６aによって固定すると、図５の（ｂ）のように、電線２２の先端が電線被覆剥離装置３０の内側に向けて突き出ている。そして、電線被覆剥離装置３０は、この状態で電線２２の先端側に切刃２１によって切込みを設け、その後、被覆部分のみを引抜き刃２３で引き抜く作業を行っていく。

次に、切刃駆動部２７は、切刃２１を電線２２の外周を周回するように移動させるための移動手段として、Ｘ、Ｙ軸それぞれの座標を制御するモータ２４ｂ及び２４aを備えている。具体的には、モータ２４aの回転運動をボールねじによって直線運動に変換し、切刃２１を支持している支持部材２５aをＹ方向へ移動させることで、切刃２１のＹ座標が制御される。同様に、モータ２４ｂの回転運動をボールねじによって直線運動に変換し、支持部材２５ｂをＸ方向へ移動させることで、切刃２１のＸ座標が制御される。なお、モータとボールねじからなる機構を用いているが、Ｘ及びＹ方向の位置を制御できるものであれば、勿論、他の機構を用いることができる。

このように、切刃２１のＸ及びＹ座標をモータ２４ｂ及び２４aによって、制御しているので、図３に示すような円軌道Ｌ１、Ｌ２を描くことができる。また、支持部材２５aには、切刃２１を回転させる回転手段としてモータ２４ｃが、切刃２１を回転させないようにする回転制動手段としてブレーキ２４ｄが内蔵されている。なお、回転手段であるモータ２４ｃは任意に取り付けるもので、切刃２１を回転させない場合は、備える必要がない。そして、モータ２４ｃは、その回転軸２４eに切刃２１が連結されているので、切刃２１を回転させることができる。また、ブレーキ２４ｄは、回転軸２４eを固定することで切刃２１を回転させないようにすることが出来る。

次に、引抜き刃駆動部２８は、Ｘ及びＺ方向に移動可能な移動部２３ｃと、電線２２の上下から切込みＮに向けて引抜き刃２３を差し込むための駆動部２３aとを備えている。まず、切刃２１により電線２２の先端側に切込みＮが設けられた後、移動部２３ｃによって、引抜き刃２３は、切込みＮの上下に位置するように−Ｘ方向へ移動させられる。その後、引抜き刃２３は、駆動部２３aによって切込みＮに差込まれ、その状態のまま、移動部２３ｃによってＺ方向に移動させられる。そうすると、被覆部分のみが引き抜かれ、電線２２の先端側には、芯線のみが残ることになる。

次に、図６では、様々な種類の電線に切込みを設けている様子を示している。まず、図６（a）の電線３２は、絶縁層３２ｂ及び芯線３２ｃが電線３２の中心Ｏからずれている。従来の電線被覆剥離装置６０のように、電線３２の中心Ｏを回転軸として切刃を回転させて剥離できるまで切込んでいくと、芯線３２ｃに傷が付き、被覆部分に切込みを設けることが出来ないという問題がある。

しかし、本願発明の電線被覆剥離装置４０であれば、切刃３１が電線３２の外周を周回するように軌道Ｌ３上を移動するため、上記問題は起こらない。また、電線３２の中心Ｏの左側と右側では、被覆部分（保護層３２a及び絶縁層３２ｂ）の厚みが異なっている。よって、被覆部分の厚い電線３２の左側に切刃３１が位置するときには、回転手段によって切刃３１の回転数を上げることで、切削速度を早くして切削量を増やすことが出来る。また、被覆部分の場所によって被覆材質の硬さが異なる電線では、例えば、硬い被覆材質の箇所に切刃が位置するときに、回転手段により切刃の回転数を上げて切削速度を速くし切削能率を上げることや、反対に、回転数を下げて刃先の磨耗を抑制することも可能であり、適宜用途に合わせて、最適な回転数に調節することが出来る。

次に、図６（ｂ）では、芯線が２つある電線４２を示している。この電線４２に対して、従来の電線被覆剥離装置６０が剥離できるまで切込んでいくと、芯線４２ｃに傷が付き、被覆部分（保護層４２a及び絶縁層４２ｂ）に切込みを設けることができない。しかし、本願発明の電線被覆剥離装置５０であれば、切刃４１が電線４２の外周を周回するように軌道Ｌ４上を移動するため、被覆部分に切込みを設けることが可能である。

なお、本願発明の電線被覆剥離装置は、上記の実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲、実施形態の範囲で、種々の変形例、組み合わせが可能であり、これらの変形例、組み合わせもその権利範囲に含むものである。また、本願発明の電線被覆剥離装置の上記説明では、三層構造の電線を用いているが、本願発明の電線被覆剥離装置は、一般的によく用いられる二層構造の電線や、特殊ではあるが三層構造以上の電線にも、当然適用することができる。

Claims (2)

1. 電線の被覆部分に切込みを設ける切刃と、
   当該切刃のX軸方向及びY軸方向の位置を個別に制御する移動手段とを備える電線被覆剥離装置であって、
   前記切刃は、円形状をしており、
   前記切刃は、前記電線の被覆部分に切込まれつつ、前記電線の外周を周回するように前記移動手段によって、X軸方向及びY軸方向の位置を個別に制御されながら、移動させられ、
   さらに、前記切刃の前記被覆部分への接触点が移動させられながら、前記電線の被覆部分に切込みが設けられていくことを特徴とする電線被覆剥離装置。
   
2. 切刃を回転させる回転手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の電線被覆剥離装置。

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