JP6045241B2 - 電線被覆材剥離装置 - Google Patents

Description

本発明は、電線の芯線と刃物との接触を検知する機能であって短く切断された電線についても検知可能な芯線接触検知機能を有し、かつこの検知時の信号の減衰を低減してその精度を向上させた電線被覆材剥離装置に関するものである。

電線の被覆材に刃物を切り込ませ、この刃物を前記電線に対し相対的に移動させることによって、前記被覆材の一部分を剥離する（剥ぎ取る）ように構成された電線被覆材剥離装置（以下、ワイヤストリッパーと称することがある。）が知られている。

こうしたワイヤストリッパーによる電線被覆材の剥離においては、電線被覆材の切り口をより精密かつシャープに切断するため、なるべく深く刃物を電線被覆材に切り込ませる必要がある。しかしながら、刃物が電線の芯線に接触すると、芯線に傷が付いたり、芯線の一部が切断されることがあり、不良品となってしまう。

特に自動車や航空機に用いられる電線には、絶対の安全が求められるため、芯線に微小な傷があると、可動部や振動のある箇所に用いられる場合、その傷に応力が集中して電線の破損を起こし、重大事故に繋がることから、少しでも傷がある電線は不良品とされる。

そこで、電線の芯線に刃物が接触したことを検知する機能がワイヤストリッパーに必要とされ、昨今、自動機においては上記の接触検知機能を有する装置が多数開発されている。しかし、その多くが芯線と刃物に電極を設け、その電気的導通を検知する方法を用いている。

一例として、後記の特許文献１（特開平７−８７６４３号公報）による芯線傷検出装置を図１０について説明する。

この公知の技術によれば、電線６３をワイヤガイド８４に通して電線把持部８５により固定する。その後、カセットブレード８６を作動させ、電線６３の芯線７０を被覆する絶縁被覆材７１に口出しカッター８７により切り込みを入れるとともに、切断カッター８２により電線６３を切断し、同時に電線把持部８５によって左右に引き、被覆材の剥離を行う。

ここで、カセットブレード８６内の口出しカッター８７が被覆材７１に切り込んだ際に、芯線７０に接触すると、これを介して電線６３と電線把持部８５との間に生じる静電容量−検出器８８−交流電源８９の経路で交流電流が流れ、この電流に応じた電圧が検出器８８によって検出される。この結果、口出しカッター８７が芯線７０に接触したことが検知される。

図１０に示す特許文献１（特開平７−８７６４３号公報）による芯線傷検出方法では、加工電線の長さが短い場合は、その仕掛けを取り付ける場所を確保することが非常に困難である。又、当該検出方式で卓上型ワイヤストリッパーを用いて手作業で行う場合は、安全面からも不適切である。

そこで、本出願人は、自らが所有する先願特許を記載した後記の特許文献２（特許第４８８３８２１号）において、カッター（刃物）を検知センサとして、電線の芯線が保有するインピーダンス（レジスタンス、インダクタンス及びキャパシタンスを含む。）を検出することによって、如何なる長さに切断された短い電線でも、又、長い電線でも、同一の条件にて高精度に芯線傷を検出することのできる電線被覆材剥離装置（以下、先願特許発明のワイヤストリッパーと称する。）を既に提起した。

この先願特許発明のワイヤストリッパーによれば、図１１に例示するように、電気信号発生回路（信号生成回路）７５からの電気信号が電流制限回路７６を経て導線７３を通して刃物２７、２７に与えられるが、この電気信号は更に、ノイズ等を除去するためのフィルタ回路７７を通し、刃物２７、２７が芯線７０に触れたときの微小な変化を監視するための信号増幅回路７８を通して信号解析回路７４に伝達される。この信号解析回路７４で得られた信号と、制御回路７９から得られる予め設定された電線被覆材剥離動作の判定時間とを、判定ロジック回路（信号判定回路）８０にて判定し、刃物２７、２７と芯線７０との接触の最終判断を行い、有害な接触があったと判断された場合には、表示器付きの表示窓２１にエラー（Ｅｒｒ）の表示をする。

上記の電気信号は、例えばμ秒単位の周期でのサンプリングを行うことが可能であり、電線Ｗ（６３）の芯線７０に刃物２７が接触したときに、被覆材７１の剥離動作時の刃物位置に応じてパルス出力を発生させ、これが芯線７０のインピーダンスの加算によるインピーダンスの変化として信号解析回路７４で検出される。

このようにして、前記刃物が芯線に接触したか否かの検知を行うに際して、接触した位置や時間的要素を任意に設定可能とし、前記剥離動作の開始直後から終了に至る間、刃物２７、２７と芯線７０との接触時間やその位置などの時間的要素を管理する機能によって、芯線に刃物が接触しても、その程度や箇所によっては製品不良とはしない判定も可能とし、自動機などに採用した場合、不要な稼動停止を防止することができる。

上記の先願特許発明のワイヤストリッパーにおいては、図１２（Ａ）に示すように、信号生成回路７５又は信号判定回路８０（これらは共に図１０に示したコントロール基板５３上に組み込まれているが、概略的に図示し、また他の回路要素は図示省略している。）と刃物（ブレード）２７との間を接続する中心導体７３はシールド線（シールドケーブル）１００の信号ラインであり、このシールド線のシールド材（金属導体）１０１の側は接地されている。なお、シールド線１００において、中心導体７３の絶縁被覆材、シールド材１０１の周囲の絶縁外被は図示省略した（以下、同様）。

従って、シールド線１００の中心導体７３を通して上記の電気信号を刃物２７へ又は刃物２７から伝達する際に、図１２（Ｂ）に等価的に示すように、導線７３とシールド材１０１との間での電位差によって、それらの間に存在する静電容量１０２を介して信号電流がリークしてしまう。この結果、電気信号の減衰量が増え、上記したようにして芯線７０に刃物２７が接触したことを検出する際の検出精度が低下し、接触判定を正確に行えないことがある。また、これはシールド線１００の長さによっても変動し、ノイズなどの外的要因によって信号レベルが変動を受け易くなる。このことは、先願特許発明とは異なって、刃物に印加する電気信号の変位を検出する他の方式又は機構においても同様である。

本発明の目的は、例えば先願特許発明と同様に、ワイヤストリッパーにおいて、刃物を検知センサとして、電線の芯線が保有するインピーダンス（レジスタンス、インダクタンス及びキャパシタンスを含む。）などを検出することによって、如何なる長さに切断された短い電線でも、又、長い電線でも、同一の条件にて高精度に芯線傷を検出することができる上に、その検出時に信号ラインとシールド材との間の電流リークの発生を減少もしくはなくして、シールド線の長さやノイズなどに影響されることなしに検出性能及び接触判定精度を向上させることにある。

即ち、本発明は、電線の被覆材に刃物を切り込ませ、この刃物を前記電線に対して相対的に移動させることによって、前記被覆材の一部分を剥離するように構成された電線被覆材剥離装置（ワイヤストリッパー）において、
前記刃物を通して例えばインピーダンス（レジスタンス、インダクタンス及びキャパ シタンスを含む。）を検出するための電気信号を発生する電気信号発生回路と、例えば 前記インピーダンスによる電気信号の変化を検知する信号解析回路と、前記刃物への前 記電気信号及び前記刃物からの変化した電気信号を中心導体（信号ライン）によって伝 達するシールド線と、前記中心導体の絶縁性被覆材の外周囲に配されたシールド材に、 前記電気信号又は／及び前記の変化した電気信号と同一レベルの信号を印加する信号印 加手段とを有し、
前記電線の被覆材の剥離過程にて前記刃物が前記電線の芯線に接触した場合、前記刃 物からの変化した電気信号、例えば前記刃物に前記芯線の前記インピーダンスが加算さ れることによる前記インピーダンスの変化が検出され、これによって前記刃物が前記芯 線に接触したことが検知されると共に、
この検知に際して、前記信号印加手段によって、前記シールド線の中心導体（信号ラ イン）と前記シールド線のシールド材との間での電流リークを減少させもしくは発生さ せないようにした、
電線被覆材剥離装置に係るものである。

本発明によれば、前記刃物を検知センサとして、前記刃物に印加する電気信号の変化、例えば電線の芯線が保有するインピーダンス（レジスタンス、インダクタンス及びキャパシタンスを含む。）を検出することによって、如何なる長さに切断された短い電線でも、又、長い電線でも、同一の条件にて高精度に芯線傷を検出することができる。

そして、前記刃物への又は前記刃物からの電気信号を伝達する前記シールド線のシールド材に、前記刃物への電気信号又は／及び前記刃物からの変化した電気信号と同一レベルの信号を印加する前記信号印加手段によって、前記中心導体と前記シールド材との間の電位差が信号進行方向位置でほぼなくなるので、前記シールド線の信号ラインと前記シールド線のシールド材との間に存在する静電容量により発生しうる電流リーク（従って信号の減衰）を減少させもしくは発生させないようにし、上記の検出時にシールド線の長さやノイズなどに影響されることなしに検出性能及び接触判定精度を向上させることができる。

本発明の一実施形態によるワイヤストリッパーにおいて、芯線と刃物との接触を検知する構成における要部概略図である。 同、芯線と刃物との接触を検知する構成の各態様（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を示す要部概略図である。 同、ストリップ過程における判定対象期間の設定状況を示す側面図である。 同、卓上型ワイヤストリッパーの内部構造図である。 同、卓上型ワイヤストリッパーの外観図である。 同、卓上型ワイヤストリッパーにおけるストリップ動作を示し、電線をグリ ッパーに挿入した状態（ａ）、グリッパーが電線を把持し、刃物が電線の被覆材に切 り込んだ状態（ｂ）、被覆材を剥離した状態（ｃ）の各斜視図である。 同、卓上型ワイヤストリッパーの機械動作のフロー図である。 同、卓上型ワイヤストリッパーのモーター動作及び判定のフロー図である。 本発明の他の実施形態による自動ワイヤストリッパーの概要図である。 特許文献１（特開平７−８７６４３号公報）による芯線傷検出装置の概要 図である。 特許文献２（特許第４８８３８２１号公報）による先願特許発明のワイヤ ストリッパーにおける芯線と刃物との接触を検知する機構を示す概略図である。 同、ワイヤストリッパーの検知機構の要部概略図（Ａ）、その機構のシー ルド線において静電容量が発生する状況を等価的に示す要部概略図（Ｂ）である。

本発明のワイヤストリッパーにおいては、前記信号印加手段が、前記電気信号発生回路及び前記信号解析回路と前記シールド線のシールド材との間に接続されて前記同一レベルの信号を前記シールド線のシールド材側に出力するバッファ回路であるのがよい。

また、前記刃物に対して前記電気信号を印加し、前記電線の芯線に前記刃物が接触すると、前記芯線が有する前記インピーダンスによって前記電気信号が変化し、この現象を監視する機能を有し、それを以って前記芯線と前記刃物とが接触したことを検知することができる。

また、前記刃物が前記芯線に接触したか否かの検知を行う対象時点又は時間が任意に設定され、前記剥離動作の開始時、終了直前又は途中、更には前記芯線に対する前記刃物の接触時間の各時間的要素を管理する機能を有するのがよい。

この場合、前記時間的要素の管理機能によって、前記芯線に前記刃物が接触しても、その接触時間又は接触箇所によっては、不良品とはしない判定条件も設定することができる。即ち、前記刃物が芯線に接触したか否かの検知を行うに際して、接触した位置や時間的要素を任意に設定可能とし、前記剥離動作の開始直後から終了に至る間、刃物と芯線との接触時間やその位置などの時間的要素を管理する機能によって、芯線に刃物が接触しても、その程度や箇所によっては製品不良とはしない判定も可能とし、自動機などに採用した場合、不要な稼動停止を防止することができる。

また、前記被覆材の一部分を剥離する機能と共に、前記電線の所定位置を切断する機能も有する自動機として構成される望ましい態様によるワイヤストリッパーは、
電線収納部から引き出された前記電線の先端部にて、前記電線の被覆材に前記刃物を 切り込ませ、前記電線を後方へ搬送して前記被覆材の一部分を剥離する際に、芯線接触 検知手段によって前記芯線に対する前記刃物の接触が検知されると共に、
この先端部での被覆材剥離後に、前記電線をその引き出し方向である前方へ所定長だ け搬送した状態で、前記先端部より後方側の位置にて前記電線を前記刃物によって切断 した後、前記電線を剥離予定長だけ後方へ戻し、更にこの状態で前記被覆材に前記刃物 を切り込ませ、前記電線を前方へ搬送して前記被覆材の一部分を剥離する際にも、前記 芯線接触検知手段によって前記芯線に対する前記刃物の接触が検知されるように構成さ れた、
自動ワイヤストリッパーである。

なお、本発明のワイヤストリッパーにおいて、実際には、前記刃物が前記芯線に接触したか否かの検知を行う電極が前記刃物であり、前記電気信号（前記刃物への入力）と、前記芯線と前記刃物との接触検知信号（前記刃物からの出力）とが同一箇所（前記刃物）を通して印加もしくは取出される。

そして、前記刃物の一対が前記電線を挟んで対向配置された状態で前記切り込み後に前記電線が移動可能に構成され、かつ前記電線の先端が前記一対の刃物間への挿通後にセンサロッドの先端側に接当することによって前記剥離動作が開始されるのがよい。

次に、図１〜図９について、本発明の好ましい実施の形態を説明する。

まず、図４、図５、図６を参照して、本発明の一実施形態による卓上型ワイヤストリッパーを詳細に説明する。以下の説明において、電線をワイヤと記すことがある。

図４について、本実施の形態によるワイヤストリッパーの内部構造を説明する。この装置は、本出願人が所有する特許第３５０１５９６号によるワイヤストリッパーと同等の構成に、電線の芯線と刃物との接触を検知する機構又は機能を付加したものである。以下の説明において、ワイヤ挿入側となる図面左側を前部、同右側を後部と称することとする。

この装置において、機枠１の前部から中間部の側壁２ａ、２ｂ間の下方位置にかけて、主軸３が回転可能かつ軸方向に摺動可能に支持され、この主軸３の直上方位置には、互いに平行する２本の副軸４、４が同じく側壁２ａ、２ｂ間に回転自在に支持されており、更に、これらの副軸４、４間の中央位置の上方には、ワイヤ端の挿入位置を定めるとともに起動信号を得るための位置決めロッド５が設けられている。

主軸３の直上には主軸３と平行に軸を配し、その後端範囲をスプライン軸６とし、側壁２ｂの後部に搭載された電動のモーター７の回転軸が摺動可能に嵌合され、モーター７の回転がスプライン軸６を通してスプライン軸６と同軸上のボールネジ軸８に伝達されるようになっている。ボールネジ軸８の回動によりボールナット部材９が軸方向に進退移動自在とされている。スプライン軸６とボールネジ軸８との間に回動自在に嵌合されたアーム１０の下部が主軸３を把持し、ボールネジ軸８と同一の位置を保つように主軸３を軸方向に摺動させる。

主軸３には、前部側が小径の第１円錐カム１１及び第２円錐カム１２が同軸的に摺動可能に嵌合され、それぞれにコイルバネからなる圧縮バネ１３ａ、１３ｂが介装され、ピン１４ａ、１４ｂを介して第１円錐カム１１及び第２円錐カム１２をそれぞれ前方へ規定強さで押し付けている。また、主軸３は、ボールナット部材９が固着された移動板１５に固着されたブッシュ１６に摺動可能に挿通されている。

機枠１の側壁２ａから突出した主軸３の前端部には、電線の被覆材への刃物の切り込み量を調節する切り込み量調節ノブ１７が配され、切り込み量調節ノブ１７の回動により、位置決め部材１８をネジによって進退可能とし、位置決め部材１８が第１円錐カム１１のピン１４ａと当接自在とされていることにより、第１円錐カム１１の前進を止めることができる。また、切り込み量調節ノブ１７に連動し、装置正面上部の表示窓２１に切り込み径を表示するようになっている。

副軸４、４の前端側には、パイプ状の管軸２２、２２が摺動可能に外嵌され、これらの管軸２２、２２の後端は、移動板１５に固着された側面Ｚ状のアーム２３の軸受部２４に挿通支持されている。管軸２２、２２から突出した副軸４、４の前端部には、グリッパー２５、２５の基部が固着され、また管軸２２、２２の前端には、グリッパー２５、２５の背後に位置する刃物ホルダー２６、２６の基部が固着されており、これらの刃物ホルダー２６、２６の先端の対向面には、図６に示すようにＶ字状の刃先を有する刃物（ストリップブレード）２７、２７が固着されている。

モーター７の正転駆動当初においては、図４のようにボールナット部材９の位置は固定されているので、ボールネジ軸８の正転によりボールナット部材９内のボールとの螺合によって、ボールネジ軸８の前進により主軸３が前進する。これにより、先ず第１円錐カム１１でカムローラ３３、３３を両側方に押すので、揺動部材３１、３１の上端が互いに離反する方向に揺動し、これらの揺動部材３１、３１がアーム３４、３４のローラ３５、３５を押して、これと一体の管軸２２、２２をそれぞれ回動させ、その前端の刃物ホルダー２６、２６が閉じる方向に作動する。これによって、図６（Ｂ）に示すように、刃物ホルダー２６、２６の刃物２７、２７がワイヤＷの被覆材７１を所定深さに切り込んで挟持する。

副軸４、４の後端近くには、アーム２８、２８の上端が固着されて垂下され、これらのアーム２８、２８の下端に水平面内で回転自在に軸着されたカムローラ２９、２９が、第２円錐カム１２の周面に当接して第２円錐カム１２の前進時にその周面により押され、これによって副軸４、４が互いに反対方向に回転するようになっており、この第２円錐カム１２の前進時にはグリッパー２５、２５が閉じる方向に、同後退時には開く方向に回動されるようになっている。

第１円錐カム１１の両側には、下端が側壁２ａに軸３０、３０により揺動自在に枢支された揺動部材３１、３１が設けられ、この揺動部材３１の上下方向の軸３２上のカムローラ３３が第１円錐カム１１の周面に当接するようになっている。また、この揺動部材３１の上端外側面には、管軸２２、２２に固着のアーム３４、３４の下端に水平面内で回転自在に軸着されたローラ３５、３５が当接されている。この第１円錐カム１１の進退動に、アーム３４、３４を介して管軸２２、２２が互いに反対方向に回転し、第１円錐カム１１の前進時には、刃物ホルダー２６、２６が閉じる方向に、同後退時に開く方向に回動されるようになっている。

移動板１５と機枠１の後部の側壁２ｂとの間にはブレーキ装置３６が介装されている。このブレーキ装置３６は、ボールナット部材９の後退移動時に抵抗を与えるものであって、側壁２ｂに固定のベース３７に形成された水平方向の長孔３８に、貫通する軸３９により移動板１５側のプレート４０を連結し、この軸３９を介してバネ４１によりシュー４２に付与されるバネ力による摩擦ブレーキ作用を与え、ボールナット部材９の戻り時の抵抗がグリッパー２５、２５の把持力と刃物２７、２７の切り込み力とに変換されるように構成されている。

第１円錐カム１１及び第２円錐カム１２の移動タイミングは、主軸３の前進時にはボールナット部材９が固定状態のまま主軸３がそのボールネジ軸８により前進し、第１円錐カム１１で刃物ホルダー２６、２６を閉じ、次いで第２円錐カム１２の前進でグリッパー２５、２５が閉じられる。第２円錐カム１２の進行が止まると、その反力でボールナット部材９がブレーキ装置３６の負荷に抗して後退し、そのブレーキ装置３６の抵抗がグリッパー２５、２５の閉じ方向の力となって電線６３を把持するとともに、ボールナット部材９の後退により刃物ホルダー２６、２６が後退して被覆材を芯線から抜き外す（剥離する）ことになる。

また、図５に示すように、引導長調整用ノブ５８を回動することにより、引導長調整用ノブ５８のネジ軸５９に螺合されたブラケット６０上のモーター逆転指令用センサ６１の位置を調整することができ、被覆材の引導長さを調整できる。また、表示窓５７にモーター逆転指令用センサ６１の位置を被覆材の引導長さとして表示されるようになっている。なお、図６の符号６２は、ワイヤを挿入する際の支持部である。

従って、ノブ５４を回動して位置決め部材５６の位置を変えることにより、外管４３の図示せぬ引張バネによりレバー５１を介し外管４３の位置が定められ、センサロッド４５のストッパ４６の位置が定められ、これによってワイヤ端の挿入深さ（又は位置）が設定され、被覆材の剥ぎ取り長さが選定される。なお、ノブ５４を回動させると、装置側面に設けられ、目盛りが付された表示窓５７に、位置決め部材５６の位置が被覆材の剥ぎ取り長さに換算して表示されるようになっている（図５参照）。

刃物ホルダー２６、２６は、刃物２７、２７が固着されている上部が絶縁物からなり、下部が金属からなる上下二分割構造となっており、刃物２７、２７を装置から電気的に絶縁する構造になっている。

上記した装置において、電線Ｗ（６３）の被覆材７１の一部を剥離するに際し、本発明に基づいて、電線Ｗ（６３）の芯線７０に刃物２７が接触したことを次のようにして検知する。

刃物２７、２７は、図１１に示した先願特許発明と同様に、コントロール基板５３とインピーダンス検知用の導線７３によって接続され、上述した構造により、電極になる刃物２７、２７を通してインピーダンス、例えばキャパシタンス（以下、同様）を測定することができる。また、刃物２７、２７と電線Ｗ（６３）の芯線７０との接触の検知判定回路において、電気信号発生回路７５で生成された電気信号である例えば矩形波信号が、電流制限回路７６を通して刃物２７、２７に伝えられる。

そして、図１１に示した先願特許発明と同様に、刃物２７、２７に与えられた電気信号は、ノイズ等を除去するためのフィルタ回路７７を通し、刃物２７、２７が芯線７０に触れたときの微小な変化を監視するための信号増幅回路７８を通して信号解析回路７４に伝達される。この信号解析回路７４で得られた信号と、制御回路７９から得られる予め設定された電線被覆材剥離動作の判定時間とを、判定ロジック回路８０にて判定し、刃物２７、２７と芯線７０との接触の最終判断を行い、有害な接触があったと判断された場合には、表示器付きの表示窓２１にエラー（Ｅｒｒ）の表示をする。

上記の電気信号は、例えばμ秒単位の周期でのサンプリングを行うことが可能であり、電線Ｗ（６３）の芯線７０に刃物２７が接触したときに、被覆材７１の剥離動作時の刃物位置に応じてパルス出力を発生させ、これが芯線７０のインピーダンスの加算によるインピーダンスの変化として信号解析回路７４で検出される。

このように、刃物２７を検知センサとして、電線Ｗの芯線７０が保有するインピーダンス（レジスタンス、インダクタンス及びキャパシタンスを含む。）を検出することによって、如何なる長さに切断された短い電線でも、又、長い電線でも、同一の条件にて高精度に芯線傷を検出することができる。

この検出時において重要なことは、図１に示すように、電気信号発生（生成）回路７５及び信号判定回路８０とシールド線１００のシールド材１０１との間に公知のバッファ回路１０３を接続して、刃物２７への電気信号及び刃物２７からの変化した電気信号を伝達する中心導体（信号ライン）７３を有するシールド線１００において、そのシールド材（金属導体）１０１の側に、刃物２７への電気信号又は／及び刃物２７からの変化した電気信号と同一レベルの信号を印加していることである。

このバッファ回路１０３からの上記電気信号によって、シールド線１００の信号ライン７３とシールド線１００のシールド材１０１との間に生じる電化差が大きく減少し、場合によってはなくすことができるので、信号ライン７３とシールド材１０１との間に静電容量が存在していても、この静電容量を介しての電流リークを減少させもしくは生じないようにし、上記の検出時にシールド線１００の長さやノイズなどに影響されることなしに芯線７０に対する刃物２７の検出性能及び接触判定精度を向上させることができる。

換言すれば、上記検出時に、信号ライン７３とシールド材１０１とに同一レベルの信号を印加し、両者の位相（伝搬のタイミング）が一致するように信号を印加することによって、バッファ回路１０３が信号ライン７３とシールド材１０１の信号レベルを信号の進行方向位置で常にほぼ同レベルに保つことができるので、信号ライン７３とシールド材１０１との間での電位差をほぼなくせるため、それらの間に存在する静電容量を介しての電流リークを減少させもしくはなくすことができる。従って、図１２（Ｂ）に示した如き静電容量１０２による悪影響をなくすことができる。

この結果、検出信号のレベルが、シールド線１００固有の、信号ライン７３とシールド材１０１との間の静電容量により減衰して正規の信号と誤差が発生することを抑制でき、信号の減衰を低減し、芯線７０と刃物２７との接触に検出する際の検出性能及び接触判定精度を向上させることが可能となる。また、上記したように、電流リークを低減しもしくはなくせるので、シールド線１００の長さの違いにより信号レベルに誤差が生じることや、ノイズなどの外的要因による信号レベルの変動も抑えることができる。

図１に示した構成は、具体的には図２に示すように構成することができる。

まず、図２（Ａ）の構成は、バッファ回路１０３をシールド材１０１の一端側に接続し、その他端側を接地して電気信号をシールド材１０１の一方向に沿って流す例である。

図２（Ｂ）の構成は、図２（Ａ）に示す例では接地側からの信号の戻りが生じることがあるので、これを避けるために接地とシールド材１０１との間に、特定インピーダンスをもつマッチング回路１０４を接続した例である。

図２（Ｃ）の構成は、図２（Ａ）と同様にバッファ回路１０３によって中心導体７３と同一レベルの信号をシールド材１０１に印加すると共に、刃物２７からの変位した信号を中心導体７３によって信号判定回路８０の側へ位搬すると同時に、同一レベルの信号を刃物２７からシールド材１０１にも導いて中心導体７３とシールド材１０１との間での信号レベルを同一にすることによって、刃物２７からの信号の戻り時にもそれらの間での電流リークを減少させもしくはなくせるようにした例である。ただし、この時点ではバッファ回路１０３は作動させず、接地状態に切り替えることが必要である。

次に、こうした検知動作を含めた被覆材剥離動作を、卓上型ワイヤストリッパーの動作図にて説明する。

まず最初に、切り込み量調整用ノブ１７を回動して、取り扱う電線径に応じた切り込み深さが得られるように表示窓２１に表示される値を設定するとともに、被覆材の剥ぎ取り長さをストッパ位置調整用ノブ５４の回動によって、引導長さを引導長調整用ノブ５８の回動によって、表示窓５７を見ながら所望の値に設定する。この場合、切り込み深さの設定を可能な限り大きくすることにより、被覆材を引きちぎる量（厚み）が減り、ストリップ動作をスムーズかつ安定に行うことができる。

図６（Ａ）に模式的に示すように、電線Ｗ（６３）の先端をグリッパー２５、２５間に通して挿入すると、電線Ｗ端がセンサロッド４５の前端のストッパ４６に接当し、これを若干後方へ押すことによりセンサロッド４５が弱いバネ４８に抗して後退し、その後端がセンサ４７を遮る。このセンサ４７がセンサロッド４５の後退を検知すると、その検知信号によりモーター７が正転駆動し、主軸３が前進運動する。

また、センサ４７が検知した信号により、ストリップ加工を始める直前のインピーダンスを記憶すると同時に、上記した接触検知の判定動作を開始し、以降はモーター停止信号によってモーターが停止するまでの一工程の間、電線Ｗ（６３）の芯線７０と刃物２７とが接触したか否かの判定を行う。

図３（Ａ）から（Ｂ）までの期間、即ち、切り込み時からストリップ過程の初期は、図３（Ｅ）のように僅かでも接触すれば不良と判断しても、それ以降の過程では、図３（Ｆ）のような接触は不良とは判定しないこともできる。図３（Ｃ）から（Ｄ）までの期間、即ち、ストリップ過程の終了間際の刃物と芯線との接触を検知しない等、時間的管理機能を用いて判定を任意に設定することができる。

このように、時間的管理機能を用いることによって、ストリップ過程の終了間際に発生する図３（Ｇ）のような先端の微小な接触傷は、これを判定対象から除外することも可能である。

また、モーターの起動、反転、及び停止信号を用いて、その信号が出力された直後は判定から除外することによって、モーターから発する起動時のスパイクノイズの影響を防ぐことができ、より精度の高い検出が可能となる（図８参照）。

上記した時間的管理機能は、電線の芯線と刃物とが接触し続ける時間も判定の基準にすることができる。つまり、長時間接触し続けると、長く深い傷が付き、極微少な時間の接触の場合は、程度によっては傷が付かない。そこで、μ秒単位で電線の芯線と刃物との接触時間をサンプリングすることにより、品質に影響しない極微少時間の接触と、長い時間の接触とを判別し、これを判定基準とすることも可能である。また、上記の時間的管理機能の要素機器は、エンコーダーやマグネットスケールのような位置情報機器に置き換えることもできる。

モーター７の正転駆動当初においては、図４のようにボールナット部材９の位置は固定されているので、ボールネジ軸８の正転によりボールナット部材９内のボールとの螺合によって、ボールネジ軸８の前進により主軸３が前進する。これにより、先ず第１円錐カム１１でカムローラ３３、３３を両側方に押すので、揺動部材３１、３１の上端が互いに離反する方向に揺動し、これらの揺動部材３１、３１がアーム３４、３４のローラ３５、３５を押して、これと一体の管軸２２、２２をそれぞれ回動させ、その前端の刃物ホルダー２６、２６が閉じる方向に作動する。これによって、図６（Ｂ）のように、刃物ホルダー２６、２６の刃物２７、２７がワイヤＷの被覆材７１を所定深さに切り込んで挟持する。

更に、主軸３の前進運動により、第２円錐カム１２で副軸４、４のアーム２８、２８のカムローラ２９、２９を両方向に押し、これにより、副軸４、４が互いに反対方向に回動してグリッパー２５、２５が閉じ、ワイヤＷを把持する。

この状態に至ると、主軸３の第１円錐カム１１のピン１４ａに、位置決め部材１８の先端が当接して前進が止められるので、ボールネジ軸８の回転でボールナット部材９が後退する方向に動き出す。このボールナット部材９の後退によりレバー５１の軸受部５０が後退するので、位置決めロッド５が引張バネの付勢によってレバー５１の上端を押しながら後退するとともに、副軸４、４にアーム２３を介して連結されている管軸２２、２２が後退し、これによって、図６（Ｃ）に示すように、刃物２７、２７で切断されたワイヤ端の被覆材７１が芯線７０から引き抜かれて剥ぎ取られる。

上記した剥離動作のフローは図７にまとめて示し、またモーター動作を含めた接触判定のフローは図８にまとめて示す。

図９は、一般的に用いられている自動ワイヤストリッパー（以下、自動機と称することがある。）に本発明を適用した例の動作説明図である。この自動ワイヤストリッパーは、電線の被覆剥離機能と共に、電線を一定の長さに切断する測長切断機能を有する。

図９（Ａ）のように、電線が収納されているボビン９０から引き出された電線６３aを、搬送ローラ９１で刃物９３の先端位置まで搬送し、刃物９３を被覆材に切り込ませ、搬送ローラ９１を反転させて被覆材を剥ぎ取る。

次に、図９（Ｂ）のように、電線６３ａを指定の長さ搬送し、搬送ローラ９２に挿入した後、刃物９３によって電線を切断する。切断後は、図９（Ｃ）のように、刃物９３を開き、切断された電線６３ｂを搬送ローラ９２でストリップ長さ分戻して、刃物９３を再度被覆材に切り込ませ、搬送ローラ９２を反転させて被覆材を剥ぎ取る。

本発明は、特に高速運転の自動ワイヤストリッパーに好適である。 図９に示した電線６３ａの芯線傷は公知の芯線傷検知システムでも検知可能であるが、短く切断された後の電線６３ｂの芯線傷検知は公知技術では困難である。この場合も、既述した本発明による芯線接触検知機能によって検知可能である。

電線のストリップ過程において刃物と電線芯線とが接触する確率は高く、既存の芯線傷検知システムでは、刃物と電線芯線が接触する度にエラー信号が発せられ、自動機は頻繁に停止する。しかし、本発明によって、接触時間やその位置などの時間的要素を既述した如くに管理する機能を有することによって、芯線に刃物が接触しても、その程度や箇所によっては製品不良とはしない判定も可能であり、不要な稼動停止を防止することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々に変形可能である。

例えば、上述した例のように信号生成回路からの電気信号と同一レベルの信号をバッファ回路によってシールド材に印加するだけでなく、或いはこれに代えて、刃物からのインピーダンス変化による変位した信号と同一レベルの信号を刃物に接続されたバッファ回路（図示せず）によってシールド材に印加することができる。

また、上述した矩形波信号に代えて、一定の周波数を有する他のパルス信号や、正弦波等の交流信号をはじめとする他の電気信号を印加してもよい。また、電気信号は単電源のみならず、複数の電源を用いて発生させてよい。

また、上述した例では、電気信号の印加によるインピーダンスの変化を検出したが、これに代えて、刃物からの電気信号の変化、例えば電流の変化を検出する他の方式又は機構にも本発明は適用可能である。

また、上述したシールド材への信号印加方法又は手段は様々に変更してもよい。

本発明は、電線の被覆材の端部を所定の長さで自動的に剥離する際に、電線の芯線と刃物との接触を検知する機能を向上させ、加工電線の品質向上を図ることのでき、かつ検知時の信号の減衰を低減してその検知精度を向上させることができるワイヤストリッパーを提供できる。

５…位置決めロッド、２５…グリッパー、２６…刃物ホルダー、
２７…刃物（ストリップブレード）、４５…センサロッド、４６…ストッパ、
４７…センサ、５３…コントロール基板、６３（Ｗ）…電線、７０…芯線、
７１…被覆材、７３…中心導体（信号ライン）、７４…信号解析回路、
７５…電気信号発生回路（信号生成回路）、７６…電流制限回路、
７７…フィルタ回路、７８…増幅回路、７９…制御回路、
８０…判定ロジック回路（信号判定回路）、１００…シールド線、
１０１…シールド材、１０３…バッファ回路

特開平７−８７６４３号公報（段落番号［０００９］〜［００１８］、［図１］〜［図５］） 特許第４８８３８２１号公報（特許請求の範囲、段落番号［００１５］〜［００５１］、［図１］〜［図９］）

Claims (10)

1. 電線の被覆材に刃物を切り込ませ、この刃物を前記電線に対して相対的に移動させることによって、前記被覆材の一部分を剥離するように構成された電線被覆材剥離装置であって、
   シールド線の中心導体を介して前記刃物と接続し、かつ前記刃物に電気信号を印加する電気信号発生回路と、シールド線の中心導体を介して前記刃物と接続し、かつ前記刃物が前記電線の芯線に接触することによって変化した電気信号を検知する信号解析回路と、前記刃物への前記電気信号及び前記刃物からの変化した電気信号を中心導体（信号ライン）によって伝達するシールド線と、前記シールド線の中心導体の絶縁性被覆材の外周囲に配された金属導体であるシールド材と前記電気信号発生回路および前記信号解析回路との間に接続され、かつ前記シールド材に、前記中心導体の前記電気信号又は／及び前記変化した電気信号と同一レベルおよび同一位相の信号を印加する信号印加手段とを有し、
   前記電線からの被覆材の剥離過程にて前記刃物が前記電線の芯線に接触するとき、前記信号解析回路が、前記刃物からの変化した電気信号を検出し、かつ検出した変化した電気信号のインピーダンスに応じて、前記刃物が前記芯線に接触したことを検知し、
   前記刃物と前記芯線との接触を検知するとき、前記信号印加手段が、前記信号をシールド材に印加することによって、前記シールド線の前記中心導体と前記シールド材との間に存在する静電容量による電流リークを減少させもしくは発生させない、電線被覆材剥離装置。
2. 前記電気信号発生回路が、前記刃物を通してインピーダンス（レジスタンス、インダクタンス及びキャパシタンスを含む）を検出するための電気信号を発生し、前記信号解析回路が、前記インピーダンスを検知し、
   前記被覆材の剥離過程にて前記刃物が前記電線の芯線に接触したとき、前記信号解析回路が、前記刃物のインピーダンスに前記芯線のインピーダンスが加算されることによるインピーダンスの変化を検出し、これによって前記刃物が前記芯線に接触したことを検知する、請求項１に記載した電線被覆材剥離装置。
3. 前記信号印加手段が、バッファ回路である、請求項１又は２に記載した電線被覆材剥離装置。
4. 前記刃物に対して前記電気信号を印加し、前記電線の芯線に前記刃物が接触する瞬間に、前記芯線が有する前記インピーダンスによって前記電気信号が変化する現象を監視する機能を通じて、前記芯線と前記刃物とが接触したことを検知することを可能とした、請求項２又は３に記載した電線被覆材剥離装置。
5. 前記刃物が前記芯線に接触したか否かの検知を行う対象時点又は時間が任意に設定され、前記剥離動作の開始時、終了直前又は途中、更には前記芯線に対する前記刃物の接触時間の各時間的要素を管理する機能を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載した電線被覆材剥離装置。
6. 前記時間的要素の管理機能によって、前記芯線に前記刃物が接触しても、その接触時間又は接触箇所によっては、不良品とはしない判定条件も設定可能とする、請求項５に記載した電線被覆材剥離装置。
7. 電線収納部から引き出された前記電線の先端部にて、前記電線の被覆材に前記刃物を切り込ませ、前記電線を後方へ搬送して前記被覆材の一部分を剥離する際に、芯線接触検知手段によって前記芯線に対する前記刃物の接触が検知され、
   この先端部での被覆材剥離後に、前記電線をその引き出し方向である前方へ所定長だけ搬送した状態で、前記先端部より後方側の位置にて前記電線を前記刃物によって切断した後、前記電線を剥離予定長だけ後方へ戻し、更にこの状態で前記被覆材に前記刃物を切り込ませ、前記電線を前方へ搬送して前記被覆材の一部分を剥離する際にも、前記芯線接触検知手段によって前記芯線に対する前記刃物の接触が検知されるように構成された、請求項１〜６のいずれか１項に記載した電線被覆材剥離装置。
8. 前記刃物が前記芯線に接触したか否かの検知を行う電極が前記刃物であり、前記電気信号（前記刃物への入力）と、前記芯線と前記刃物との接触検知信号（前記刃物からの出力）とが同一箇所（前記刃物）を通して印加もしくは取出される、請求項１〜７のいずれか１項に記載した電線被覆材剥離装置。
9. 前記刃物の一対が前記電線を挟んで対向配置された状態で前記切り込み後に前記電線が移動可能に構成され、かつ前記電線の先端が前記一対の刃物間への挿通後にセンサロッドの先端側に接当することによって前記剥離動作が開始される、請求項１〜８のいずれか１項に記載した電線被覆材剥離装置。
10. 前記電線の被覆材の一部分を剥離する機能と共に、前記電線の所定位置を切断する機能も有する自動機として構成された、請求項１〜９のいずれか１項に記載した電線被覆材剥離装置。

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