JP6697507B2 - 電線端末加工装置 - Google Patents
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Description
本発明は電線端末加工装置、特に複数の線芯が絶縁体によって被覆されている電線の端末を加工する電線端末加工装置に関する。
従来、複数の線芯が絶縁体によって被覆されている電線において、端末から所定の範囲の絶縁体を撤去する所謂「皮剥き作業」が行われている。このとき、皮剥き作業を、簡単かる効率的に実行するために、絶縁体に「切り込み」を加工する発明が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。
特許文献１に開示された発明（被遮蔽ケーブル処理装置）は、捩られている４本の線芯が遮蔽膜に被覆され、遮蔽膜が導電性の遮蔽カバ−によって包囲されている被遮蔽ケーブルについて、遮蔽膜に切り込みを加工するものである。すなわち、４本の線芯は断面十字状に配置され、４本の線芯の中心軸から断面十字方向に進退可能に４個のナイフが設けられ、ナイフは線芯の外径に対応した径の凹状に形成されている。したがって、ナイフの凹状の中心と線芯の中心とを結ぶ仮想線が断面十字方向に一致した状態で、一対のナイフを互いに近接させることで遮蔽膜に局所的に均一の切り込みを加工している。
しかしながら、４本の線芯は捩られているため、線芯の中心は長手方向の位置において変動する。このため、ナイフの位置における前記仮想線上に線芯の中心を配置することが困難であることから、前記仮想線上に線芯の中心が配置されない場合には、所定深さの切り込みを加工することが出来ないという問題があった。さらに、線芯が奇数本である被遮蔽ケーブルには適用することができないという問題があった。さらに、線芯の外径毎にナイフを設ける必要があるという問題もあった。
しかしながら、４本の線芯は捩られているため、線芯の中心は長手方向の位置において変動する。このため、ナイフの位置における前記仮想線上に線芯の中心を配置することが困難であることから、前記仮想線上に線芯の中心が配置されない場合には、所定深さの切り込みを加工することが出来ないという問題があった。さらに、線芯が奇数本である被遮蔽ケーブルには適用することができないという問題があった。さらに、線芯の外径毎にナイフを設ける必要があるという問題もあった。
本発明は、前記問題を解消するものであり、奇数本や偶数本の線芯を具備する電線に所定深さの切り込みを加工することが出来る電線端末加工装置を提供することにある。
本発明に係る電線端末加工装置は、複数の線芯と複数の前記線芯を被覆した絶縁体とを具備し、断面が略楕円または略多角形である電線について、前記電線の端末から所定の位置において前記絶縁体に切り込みを加工する電線端末加工装置であって、
前記電線の長手方向が装置基準軸に一致した状態で前記電線を把持すると共に、前記電線を前記装置基準軸を中心にして回転する把持回転部と、前記装置基準軸を含む面である装置基準面に投影された前記電線の外径を計測する計測部と、計測のために前記電線を回転する角度である計測角度と、前記計測部によって計測された前記計測角度における前記電線の外径である計測外径とを関連付けて記憶する記憶部と、前記装置基準軸に垂直で前記装置基準面に回転中心がある切り込み刃と前記切り込み刃を前記装置基準軸に向けて進退する進退機構とを具備する切り込み加工部と、前記計測角度および前記計測外径と前記線芯の外径および配置形態とから、切り込み加工のために前記電線を回転する角度である切り込み角度と、前記切り込み角度における前記切り込み刃の前記装置基準軸に向かった方向の切り込み進退量を演算する演算部とを有し、
前記進退機構は、前記電線が前記切り込み角度だけ回転された状態で、前記切り込み刃を前記進退量だけ進退させることを特徴とする。
さらに、前記切り込み刃が一対であって、それぞれ互いに対向して配置され、切り込み加工時に前記電線が１８０°回転されることを特徴とする。
前記電線の長手方向が装置基準軸に一致した状態で前記電線を把持すると共に、前記電線を前記装置基準軸を中心にして回転する把持回転部と、前記装置基準軸を含む面である装置基準面に投影された前記電線の外径を計測する計測部と、計測のために前記電線を回転する角度である計測角度と、前記計測部によって計測された前記計測角度における前記電線の外径である計測外径とを関連付けて記憶する記憶部と、前記装置基準軸に垂直で前記装置基準面に回転中心がある切り込み刃と前記切り込み刃を前記装置基準軸に向けて進退する進退機構とを具備する切り込み加工部と、前記計測角度および前記計測外径と前記線芯の外径および配置形態とから、切り込み加工のために前記電線を回転する角度である切り込み角度と、前記切り込み角度における前記切り込み刃の前記装置基準軸に向かった方向の切り込み進退量を演算する演算部とを有し、
前記進退機構は、前記電線が前記切り込み角度だけ回転された状態で、前記切り込み刃を前記進退量だけ進退させることを特徴とする。
さらに、前記切り込み刃が一対であって、それぞれ互いに対向して配置され、切り込み加工時に前記電線が１８０°回転されることを特徴とする。
本発明に係る電線端末加工装置は、計測部の計測結果に基づいて、演算された切り込み角度に対応した切り込み進退量だけ切り込み刃が進退するから、切り込み加工位置における線芯の位相に関わりなく、所定深さの切り込みを加工することができる。また、線芯が奇数本であっても適用することができ、さらに、線芯の外径毎に切り込み刃を設ける必要がなくなる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態１、２に係る電線端末加工装置について説明する。なお、各図面は模式的に描かれているため、各部材の形状や大きさ、あるいは部材間の位置関係は図示された形態に限定されるものではない。
［実施の形態１］
図１〜図３は本発明の実施の形態１に係る電線端末加工装置を模式的に示すものであって、図１は平面図、図２は側面図、図３の（ａ）は電線を示す側面図、図３の（ｂ）は電線の当初の姿勢を説明する拡大断面図、図３の（ｃ）は電線の計測時の姿勢を説明する拡大断面図、図３の（ｄ）は電線の切り込み加工時の姿勢を説明する拡大断面図である。なお、図面の煩雑さを避けるため、一部の部材（配置のための保持部材等）の記載を省略している。
図１〜図３は本発明の実施の形態１に係る電線端末加工装置を模式的に示すものであって、図１は平面図、図２は側面図、図３の（ａ）は電線を示す側面図、図３の（ｂ）は電線の当初の姿勢を説明する拡大断面図、図３の（ｃ）は電線の計測時の姿勢を説明する拡大断面図、図３の（ｄ）は電線の切り込み加工時の姿勢を説明する拡大断面図である。なお、図面の煩雑さを避けるため、一部の部材（配置のための保持部材等）の記載を省略している。
（電線）
図３の（ａ）において、電線端末加工装置１００は、線芯２と線芯２を被覆した絶縁体３とを具備する電線１について、電線端末４から所定の距離の位置（以下「切り込み位置」と称す）５において絶縁体３に切り込み６を加工するものである。
なお、絶縁体３とは、線芯２を除く電線１を構成する部材の総称であって、電気絶縁性の単一材（たとえば、シース）に限定されるものではなく、電気絶縁性あるいは通電性の複数の材料から構成されたものであってもよい。また、以下、理解を容易にするため、線芯２が２本の場合について説明するが、線芯２の本数は限定されるものではない。
図３の（ａ）において、電線端末加工装置１００は、線芯２と線芯２を被覆した絶縁体３とを具備する電線１について、電線端末４から所定の距離の位置（以下「切り込み位置」と称す）５において絶縁体３に切り込み６を加工するものである。
なお、絶縁体３とは、線芯２を除く電線１を構成する部材の総称であって、電気絶縁性の単一材（たとえば、シース）に限定されるものではなく、電気絶縁性あるいは通電性の複数の材料から構成されたものであってもよい。また、以下、理解を容易にするため、線芯２が２本の場合について説明するが、線芯２の本数は限定されるものではない。
（電線端末加工装置）
図１および図２において、電線端末加工装置１００は、把持回転部１０と、計測部２０と、記憶部３０と、演算部４０と、切り込み加工部５０と、操作部９０とを有している。以下、それぞれについて説明する。
図１および図２において、電線端末加工装置１００は、把持回転部１０と、計測部２０と、記憶部３０と、演算部４０と、切り込み加工部５０と、操作部９０とを有している。以下、それぞれについて説明する。
（把持回転部）
把持回転部１０は、装置基板１１０に設置され、電線端末４が突き当てられると共に電線端末４を案内する端末案内台１３と、端末案内台１３において電線端末４が突き当てられる面（図示しない）に垂直な仮想軸（以下「装置基準軸１０１」と称す）に、電線１の中心が一致するように把持する把持機構１１と、把持機構１１に把持された電線１を、装置基準軸１０１を中心にして回転する回転機構１２とを具備している。
把持機構１１は、円筒体１１ａと、円筒体１１ａを装置基準軸１０１を中心にして回転可能に支持する支持体１１ｂと、円筒体１１ａの中心軸（装置基準軸１０１に同じ）に電線１を把持するチャック１１ｃとを具備する。
把持回転部１０は、装置基板１１０に設置され、電線端末４が突き当てられると共に電線端末４を案内する端末案内台１３と、端末案内台１３において電線端末４が突き当てられる面（図示しない）に垂直な仮想軸（以下「装置基準軸１０１」と称す）に、電線１の中心が一致するように把持する把持機構１１と、把持機構１１に把持された電線１を、装置基準軸１０１を中心にして回転する回転機構１２とを具備している。
把持機構１１は、円筒体１１ａと、円筒体１１ａを装置基準軸１０１を中心にして回転可能に支持する支持体１１ｂと、円筒体１１ａの中心軸（装置基準軸１０１に同じ）に電線１を把持するチャック１１ｃとを具備する。
回転機構１２は、装置基板１１０に設置されたモータ１２ａと、モータ１２ａの回転軸に固定された駆動歯車１２ｂと、円筒体１１ａに固定され、駆動歯車１２ｂにかみ合う従動歯車１２ｃとを具備する。なお、以上は、回転機構１２として歯車を使用しているが、本発明はこれに限定するものではなく、ベルトを使用してもよく、さらに、モータ１２ａを撤去して、手動によって、直接または減速手段を介して円筒体１１ａを回転してもよい（これについては、実施の形態２において詳細に説明する）。
以下、説明の便宜上、装置基準軸１０１を含み装置基板１１０の上面に平行な仮想面を「装置基準面１０２」と、装置基準軸１０１に垂直な仮想面を「計測切り込み面１０３」と、装置基準軸１０１を含み装置基準面１０２に垂直な仮想面を「装置対称面１０４」と称す。
なお、線芯２の中心を結ぶ仮想線を電線中心線７と称すると、把持された当初は、計測切り込み面１０３において電線中心線７と装置基準面１０２とがなす角度（以下「ねじれ角度φｍ」と称す）は不明である（図３の（ｂ）参照）。
以下、説明の便宜上、装置基準軸１０１を含み装置基板１１０の上面に平行な仮想面を「装置基準面１０２」と、装置基準軸１０１に垂直な仮想面を「計測切り込み面１０３」と、装置基準軸１０１を含み装置基準面１０２に垂直な仮想面を「装置対称面１０４」と称す。
なお、線芯２の中心を結ぶ仮想線を電線中心線７と称すると、把持された当初は、計測切り込み面１０３において電線中心線７と装置基準面１０２とがなす角度（以下「ねじれ角度φｍ」と称す）は不明である（図３の（ｂ）参照）。
（計測部）
計測部２０は、回転機構１２によって円筒体１１ａ（電線１に同じ）が回転された角度（以下「計測角度θｍ」と称す）を計測する角度計測機構２１と、計測切り込み面１０３において、装置基準面１０２（または装置基準面１０２に平行な仮想投影面）に投影された電線１の外径（以下「計測外径Ｄｍ」と称す）を計測する外径計測機構２２とを具備している（図３の（ｃ）参照）。そして、計測部２０は計測角度θｍおよび計測外径Ｄｍを記憶部３０に出力する。
計測部２０は、回転機構１２によって円筒体１１ａ（電線１に同じ）が回転された角度（以下「計測角度θｍ」と称す）を計測する角度計測機構２１と、計測切り込み面１０３において、装置基準面１０２（または装置基準面１０２に平行な仮想投影面）に投影された電線１の外径（以下「計測外径Ｄｍ」と称す）を計測する外径計測機構２２とを具備している（図３の（ｃ）参照）。そして、計測部２０は計測角度θｍおよび計測外径Ｄｍを記憶部３０に出力する。
なお、計測角度θｍは所定の間隔毎に０°から１８０°までの複数の値、すなわち、所定の計測間隔Δθｍの整数倍であるが、電線１を連続して回転する間に計測される。
角度計測機構２１は、円筒体１１ａに固定された円盤２１ａと、円盤２１ａの外周に対向したフォトセンサー２１ｂとを具備している。すなわち、円盤２１ａの外周に沿ってスリット（図示しない）が所定の間隔を空けて等角配置され、フォトセンサー２１ｂは、円盤２１ａが回転した際の、スリットの通過数を計測する。
なお、装置基準面１０２を装置基板１１０の上面と平行な仮想面としているが、装置基準面１０２は適宜設定することができるものである。また、回転機構１２および角度計測機構２１に代えて、両者の機能を具備する装置（たとえばサーボモータ）を設けてもよい。さらに、外径計測機構２２は電線１の輪郭を示す影等の画像を採取して、当該画像のデータから計測外径Ｄｍ求める非接触タイプであるが、電線１に直接接触して計測外径Ｄｍを計測する接触タイプであってもよい。また、計測された計測角度θｍおよび計測外径Ｄｍを表示するようにしてもよい。
角度計測機構２１は、円筒体１１ａに固定された円盤２１ａと、円盤２１ａの外周に対向したフォトセンサー２１ｂとを具備している。すなわち、円盤２１ａの外周に沿ってスリット（図示しない）が所定の間隔を空けて等角配置され、フォトセンサー２１ｂは、円盤２１ａが回転した際の、スリットの通過数を計測する。
なお、装置基準面１０２を装置基板１１０の上面と平行な仮想面としているが、装置基準面１０２は適宜設定することができるものである。また、回転機構１２および角度計測機構２１に代えて、両者の機能を具備する装置（たとえばサーボモータ）を設けてもよい。さらに、外径計測機構２２は電線１の輪郭を示す影等の画像を採取して、当該画像のデータから計測外径Ｄｍ求める非接触タイプであるが、電線１に直接接触して計測外径Ｄｍを計測する接触タイプであってもよい。また、計測された計測角度θｍおよび計測外径Ｄｍを表示するようにしてもよい。
（記憶部）
記憶部３０は、計測部２０から入力された計測角度θｍ毎に、計測角度θｍ（たとえば、θｍ０＝０、θｍ１＝１・Δθｍ、θｍ２＝２・Δθｍ・・・）と計測外径Ｄｍ（たとえば、Ｄｍ０、Ｄｍ１、Ｄｍ２・・・）とを関連付けた（θｍ０、Ｄｍ０）、（θｍ１、Ｄｍ１）、（θｍ２、Ｄｍ２）・・・のデータを記憶する。そうすると、かかるデータによって電線１の外形が算出されるから、計測外径Ｄｍが最大になる角度、すなわち、ねじれ角度φｍが特定される。そして、ねじれ角度φｍを演算部４０に出力する。
なお、ねじれ角度φｍは、計測角度θｍの増加に伴って計測外径Ｄｍが増加する範囲と、計測角度θｍの増加に伴って計測外径Ｄｍが減少する範囲との境界であり、計測角度θｍは所定の計測間隔Δθｍだけ離れた値であるため、ねじれ角度φｍは計測角度θｍの何れかに一致する場合もあれば、一対の計測角度θｍの間の値である場合もある。
記憶部３０は、計測部２０から入力された計測角度θｍ毎に、計測角度θｍ（たとえば、θｍ０＝０、θｍ１＝１・Δθｍ、θｍ２＝２・Δθｍ・・・）と計測外径Ｄｍ（たとえば、Ｄｍ０、Ｄｍ１、Ｄｍ２・・・）とを関連付けた（θｍ０、Ｄｍ０）、（θｍ１、Ｄｍ１）、（θｍ２、Ｄｍ２）・・・のデータを記憶する。そうすると、かかるデータによって電線１の外形が算出されるから、計測外径Ｄｍが最大になる角度、すなわち、ねじれ角度φｍが特定される。そして、ねじれ角度φｍを演算部４０に出力する。
なお、ねじれ角度φｍは、計測角度θｍの増加に伴って計測外径Ｄｍが増加する範囲と、計測角度θｍの増加に伴って計測外径Ｄｍが減少する範囲との境界であり、計測角度θｍは所定の計測間隔Δθｍだけ離れた値であるため、ねじれ角度φｍは計測角度θｍの何れかに一致する場合もあれば、一対の計測角度θｍの間の値である場合もある。
（切り込み加工部）
切り込み加工部５０は、計測切り込み面１０３内に配置された一対の切り込み刃５１ａ、５１ｂと、切り込み刃５１ａ、５１ｂを進退させる進退機構５９とを具備している。
すなわち、切り込み刃５１ａ、５１ｂはモータ５２ａ、５２ｂによって回転され、モータ５２ａ、５２ｂは摺動台５３ａ、５３ｂに設置されている。このとき、切り込み刃５１ａ、５１ｂの回転軸はそれぞれ、モータ５２ａ、５２ｂの回転軸にカップリング（図１および図２において、一対の対角線を付した四角で表示している）によって連結され、装置基準面１０２内で装置基準軸１０１と平行になっている。
切り込み加工部５０は、計測切り込み面１０３内に配置された一対の切り込み刃５１ａ、５１ｂと、切り込み刃５１ａ、５１ｂを進退させる進退機構５９とを具備している。
すなわち、切り込み刃５１ａ、５１ｂはモータ５２ａ、５２ｂによって回転され、モータ５２ａ、５２ｂは摺動台５３ａ、５３ｂに設置されている。このとき、切り込み刃５１ａ、５１ｂの回転軸はそれぞれ、モータ５２ａ、５２ｂの回転軸にカップリング（図１および図２において、一対の対角線を付した四角で表示している）によって連結され、装置基準面１０２内で装置基準軸１０１と平行になっている。
（進退機構）
そして、進退機構５９は、モータ５２ａ、５２ｂがそれぞれ設置された摺動台５３ａ、５３ｂと、摺動台５３ａ、５３ｂを計測切り込み面１０３と平行に移動可能に案内する案内台５４と、摺動台５３ａおよび摺動台５３ｂのそれぞれに螺合したスプライン軸５５と、スプライン軸５５にカップリングによって連結されたサーボモータ５６とを具備している。このとき、摺動台５３ａ、５３ｂは直方体であって、案内台５４に形成された凹溝に侵入し、案内台５４とサーボモータ５６とは装置基板１１０に固定されている。
なお、切り込み刃５１ａ、５１ｂの回転軸を、ベアリングを保持した支持体で支持し、かかる支持体を摺動台５３ａ、５３ｂに設置してもよい。
さらに、本発明は、切り込み刃５１ａ、５１ｂを回転刃に限定するものではなく、装置対称面１０４と平行に往復運動をするハックソーや、装置対称面１０４と平行に配置された熱線（溶断線）等にしてもよい。
そして、進退機構５９は、モータ５２ａ、５２ｂがそれぞれ設置された摺動台５３ａ、５３ｂと、摺動台５３ａ、５３ｂを計測切り込み面１０３と平行に移動可能に案内する案内台５４と、摺動台５３ａおよび摺動台５３ｂのそれぞれに螺合したスプライン軸５５と、スプライン軸５５にカップリングによって連結されたサーボモータ５６とを具備している。このとき、摺動台５３ａ、５３ｂは直方体であって、案内台５４に形成された凹溝に侵入し、案内台５４とサーボモータ５６とは装置基板１１０に固定されている。
なお、切り込み刃５１ａ、５１ｂの回転軸を、ベアリングを保持した支持体で支持し、かかる支持体を摺動台５３ａ、５３ｂに設置してもよい。
さらに、本発明は、切り込み刃５１ａ、５１ｂを回転刃に限定するものではなく、装置対称面１０４と平行に往復運動をするハックソーや、装置対称面１０４と平行に配置された熱線（溶断線）等にしてもよい。
スプライン軸５５は、装置対称面１０４に対して面対称、すなわち、摺動台５３ａが螺合する範囲は左巻きで、摺動台５３ｂが螺合する範囲は右巻きで、共に同一ピッチの螺旋である。したがって、当初（電線１を回転する前）、切り込み刃５１ａと切り込み刃５１ｂとを装置対称面１０４から同一距離に配置しておけば、サーボモータ５６が回転しても、両者は常に装置対称面１０４から同一の距離に位置している。
なお、本発明は進退機構５９を前記構成に限定するものではなく、摺動台５３ａ、５３ｂの両方に螺合しているスプライン軸５５に代えて、摺動台５３ａ、５３ｂのそれぞれに別個のスプライン軸を螺合させ、それぞれのスプライン軸毎に別個のサーボモータを連結してもよい。さらに、スプライン軸およびサーボモータに代えて、摺動台５３ａ、５３ｂをそれぞれ移動するサーボシリンダ等を設けてもよい。
なお、本発明は進退機構５９を前記構成に限定するものではなく、摺動台５３ａ、５３ｂの両方に螺合しているスプライン軸５５に代えて、摺動台５３ａ、５３ｂのそれぞれに別個のスプライン軸を螺合させ、それぞれのスプライン軸毎に別個のサーボモータを連結してもよい。さらに、スプライン軸およびサーボモータに代えて、摺動台５３ａ、５３ｂをそれぞれ移動するサーボシリンダ等を設けてもよい。
（演算部）
演算部４０は、記憶部３０から受け取ったねじれ角度φｍと予め製造メーカから提供された線芯２の線芯外径Ｄ２および配置形態（線芯２の線芯間距離Ｂ２）とから、切り込み加工に当たって電線１を当初位置から回転する角度である切り込み角度θｃ毎に、線芯２の外面から僅かの距離Ｔ２だけに離れた仮想円（図３の（ｄ）において破線にて示す。以下「残肉円８」と称す）に、切り込み刃５１ａ、５１ｂの外周が到達するまでの進退量Ｃｃを算出する（図３の（ｄ）参照）。
このとき、切り込み角度θｃがねじれ角度φｍに等しいときは、切り込み刃５１ａ、５１ｂの外周は装置基準面１０２上において残肉円８に到達するが、切り込み角度θｃがねじれ角度φｍに等しくないときは、切り込み刃５１ａ、５１ｂの外周は装置基準面１０２から偏位した位置において残肉円８に到達する。
なお、２本の線芯２が密着した状態で捩られている場合は、線芯間距離Ｂ２は線芯外径Ｄ２と同じ値になる。また、切り込み角度θｃは計測角度θｍに一致する場合もあれば相違する場合もある。
演算部４０は、記憶部３０から受け取ったねじれ角度φｍと予め製造メーカから提供された線芯２の線芯外径Ｄ２および配置形態（線芯２の線芯間距離Ｂ２）とから、切り込み加工に当たって電線１を当初位置から回転する角度である切り込み角度θｃ毎に、線芯２の外面から僅かの距離Ｔ２だけに離れた仮想円（図３の（ｄ）において破線にて示す。以下「残肉円８」と称す）に、切り込み刃５１ａ、５１ｂの外周が到達するまでの進退量Ｃｃを算出する（図３の（ｄ）参照）。
このとき、切り込み角度θｃがねじれ角度φｍに等しいときは、切り込み刃５１ａ、５１ｂの外周は装置基準面１０２上において残肉円８に到達するが、切り込み角度θｃがねじれ角度φｍに等しくないときは、切り込み刃５１ａ、５１ｂの外周は装置基準面１０２から偏位した位置において残肉円８に到達する。
なお、２本の線芯２が密着した状態で捩られている場合は、線芯間距離Ｂ２は線芯外径Ｄ２と同じ値になる。また、切り込み角度θｃは計測角度θｍに一致する場合もあれば相違する場合もある。
（操作部）
操作部９０は、電線１の回転開始を指示する回転開始ボタン９１と切り込み作業開始を指示する切り込み開始ボタン９２と、緊急停止ボタン９３と、図示しない制御手段を具備している。このとき、計測時には、計測部２０が計測する計測角度θｍが１８０°に到達した時点で、電線１の回転（モータ１２ａ）は停止される。
操作部９０は、電線１の回転開始を指示する回転開始ボタン９１と切り込み作業開始を指示する切り込み開始ボタン９２と、緊急停止ボタン９３と、図示しない制御手段を具備している。このとき、計測時には、計測部２０が計測する計測角度θｍが１８０°に到達した時点で、電線１の回転（モータ１２ａ）は停止される。
（切り込み作業）
切り込み加工は、切り込み開始ボタン９２が押されると、演算部４０の指令によって、切り込み加工部５０の進退機構５９（サーボモータ５６）と把持回転部１０の回転機構１２（モータ１２ａ）とが連動して実行される。すなわち、切り込み角度θｃ毎に、切り込み刃５１ａ、５１ｂが残肉円８に到達する進退量Ｃｃまで、切り込み刃５１ａ、５１ｂは進退させられる。
このとき、絶縁体３の切除範囲を図３の（ｄ）において斜線および塗り潰しにて模式的に示す。なお、切り込み角度θｃは所定の切り込み間隔Δθｃの整数倍で、０°から１８０°までの複数の値であるから、所定の切り込み角度θｃにおいて切り込まれた後、次に切り込む際に形成される切除範囲は、三日月を半分にした略鋭角三角形状（模式的に塗り潰し範囲で示す）になる。
また、切り込み加工は、電線１の外径計測が終了した後に実行されるものであるから、外径計測が終了した後、一旦、電線１を計測時とは反対の方向に回して、初期の位置（θｃ＝０°）に戻してから計測時と同じ方向に回しながら実行してもよいし、外径計測が修了したところ（θｃ＝１８０°）から、電線１を計測時とは反対の方向に回しながら実行してもよい。
切り込み加工は、切り込み開始ボタン９２が押されると、演算部４０の指令によって、切り込み加工部５０の進退機構５９（サーボモータ５６）と把持回転部１０の回転機構１２（モータ１２ａ）とが連動して実行される。すなわち、切り込み角度θｃ毎に、切り込み刃５１ａ、５１ｂが残肉円８に到達する進退量Ｃｃまで、切り込み刃５１ａ、５１ｂは進退させられる。
このとき、絶縁体３の切除範囲を図３の（ｄ）において斜線および塗り潰しにて模式的に示す。なお、切り込み角度θｃは所定の切り込み間隔Δθｃの整数倍で、０°から１８０°までの複数の値であるから、所定の切り込み角度θｃにおいて切り込まれた後、次に切り込む際に形成される切除範囲は、三日月を半分にした略鋭角三角形状（模式的に塗り潰し範囲で示す）になる。
また、切り込み加工は、電線１の外径計測が終了した後に実行されるものであるから、外径計測が終了した後、一旦、電線１を計測時とは反対の方向に回して、初期の位置（θｃ＝０°）に戻してから計測時と同じ方向に回しながら実行してもよいし、外径計測が修了したところ（θｃ＝１８０°）から、電線１を計測時とは反対の方向に回しながら実行してもよい。
さらに、切り込み加工は連続的に電線１を回転しながら、切り込み刃５１ａ、５１ｂを進退させることができるが、過剰な切り込みや切り込み不足を防止するためには、切り込み間隔Δθｃを小さくして、切り込み刃５１ａ、５１ｂの進退頻度を増すのが望ましい。
また、切り込み間隔Δθｃが大きい場合には、所定の切り込み角度θｃにおいて切り込みが終了したところで電線１の回転を停止したまま、一旦、切り込み刃５１ａ、５１ｂを後退させてから電線１を切り込み間隔Δθｃだけ回転し、その後で切り込み刃５１ａ、５１ｂを前進するようにしてもよい。
なお、以上は、電線１に両側から同時に切り込みを加工しているが、一方の切り込み刃５１ａのみを用いて片側のみから切り込みを加工するようにしてもよい。このとき、電線１は３６０°回転されることになるが、切り込み刃５１ｂ、モータ５２ｂおよび摺動台５３ｂが不要になり、設備コストが安価になる。
さらに、線芯２が奇数本（３本等）で、電線１の断面が非対称である場合には、一対の切り込み刃５１ａ、５１ｂをそれぞれ独立して進退可能にして、それぞれに相違した進退をさせたり（このとき、スプライン軸５５を途中で分断して、それぞれにサーボモータを連結する）、あるいは、一方の切り込み刃５１ａのみにして、電線１を３６０°回転させたりすることになる。
また、切り込み間隔Δθｃが大きい場合には、所定の切り込み角度θｃにおいて切り込みが終了したところで電線１の回転を停止したまま、一旦、切り込み刃５１ａ、５１ｂを後退させてから電線１を切り込み間隔Δθｃだけ回転し、その後で切り込み刃５１ａ、５１ｂを前進するようにしてもよい。
なお、以上は、電線１に両側から同時に切り込みを加工しているが、一方の切り込み刃５１ａのみを用いて片側のみから切り込みを加工するようにしてもよい。このとき、電線１は３６０°回転されることになるが、切り込み刃５１ｂ、モータ５２ｂおよび摺動台５３ｂが不要になり、設備コストが安価になる。
さらに、線芯２が奇数本（３本等）で、電線１の断面が非対称である場合には、一対の切り込み刃５１ａ、５１ｂをそれぞれ独立して進退可能にして、それぞれに相違した進退をさせたり（このとき、スプライン軸５５を途中で分断して、それぞれにサーボモータを連結する）、あるいは、一方の切り込み刃５１ａのみにして、電線１を３６０°回転させたりすることになる。
（作用効果）
以上のように、電線端末加工装置１００は、ねじれ角度φｍを算出して、切り込み角度θｃ毎に残肉位置Ａｃに到達するまで、切り込み刃５１ａ、５１ｂを進退させるから、切り込み過多や切り込み不足が生じない。また、切り込み刃が円盤状の回転刃であるから、線芯２の外径毎に切り込み刃を用意する必要がない。
さらに、以上は、線芯が２本の場合を説明しているが、線芯２が２本でない場合でも同様の切り込み作業ができるから、工具費用が抑えられ、前記と同様の効果が得られる。
なお、計測角度θｍは０°から１８０°である。一方、切り込み角度θｃは、線芯２が奇数本の場合など、一対の切り込み刃５１ａ、５１ｂをそれぞれ相違する進退量Ｃｃで作業するときは、０°から１８０°になるが、一方の切り込み刃５１ａのみの一台にするときは、０°から３６０°になる。さらに、線芯２が偶数本の場合でも、一方の切り込み刃５１ｂのみの一台にすると、切り込み角度θｃは０°から３６０°になる。
さらに、線芯２がたとえば遮蔽膜等によって包囲され、遮蔽膜等が絶縁体２によって包囲され、遮蔽膜等にまで切り込みを加工したい場合には、前記要領において遮蔽膜等も絶縁体３の一部であると看做し、残肉位置Ａｃを線芯２内の遮蔽膜等の位置にする。
以上のように、電線端末加工装置１００は、ねじれ角度φｍを算出して、切り込み角度θｃ毎に残肉位置Ａｃに到達するまで、切り込み刃５１ａ、５１ｂを進退させるから、切り込み過多や切り込み不足が生じない。また、切り込み刃が円盤状の回転刃であるから、線芯２の外径毎に切り込み刃を用意する必要がない。
さらに、以上は、線芯が２本の場合を説明しているが、線芯２が２本でない場合でも同様の切り込み作業ができるから、工具費用が抑えられ、前記と同様の効果が得られる。
なお、計測角度θｍは０°から１８０°である。一方、切り込み角度θｃは、線芯２が奇数本の場合など、一対の切り込み刃５１ａ、５１ｂをそれぞれ相違する進退量Ｃｃで作業するときは、０°から１８０°になるが、一方の切り込み刃５１ａのみの一台にするときは、０°から３６０°になる。さらに、線芯２が偶数本の場合でも、一方の切り込み刃５１ｂのみの一台にすると、切り込み角度θｃは０°から３６０°になる。
さらに、線芯２がたとえば遮蔽膜等によって包囲され、遮蔽膜等が絶縁体２によって包囲され、遮蔽膜等にまで切り込みを加工したい場合には、前記要領において遮蔽膜等も絶縁体３の一部であると看做し、残肉位置Ａｃを線芯２内の遮蔽膜等の位置にする。
［実施の形態２］
（電線端末加工装置）
図４および図５は本発明の実施の形態２に係る電線端末加工装置を模式的に示すものであって、図４は平面図、図５は側面図である。なお、実施の形態１と同じ部位または相当する部位には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。また、図面の煩雑さを避けるため、一部の部材の記載を省略している。
図４および図５において、電線端末加工装置２００は、実施の形態１で説明した電線端末加工装置１００の把持回転部１０を、電動の回転機構１２から手動の手回し機構１４に変更したものである。したがって、把持回転部１０は、把持機構１１と端末案内台１３と手回し機構１４とを具備している。
（電線端末加工装置）
図４および図５は本発明の実施の形態２に係る電線端末加工装置を模式的に示すものであって、図４は平面図、図５は側面図である。なお、実施の形態１と同じ部位または相当する部位には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。また、図面の煩雑さを避けるため、一部の部材の記載を省略している。
図４および図５において、電線端末加工装置２００は、実施の形態１で説明した電線端末加工装置１００の把持回転部１０を、電動の回転機構１２から手動の手回し機構１４に変更したものである。したがって、把持回転部１０は、把持機構１１と端末案内台１３と手回し機構１４とを具備している。
（手回し機構）
手回し機構１４は円筒体１１ａに連結された回転ホイール１４ａと、回転ホイール１４ａに設置された装置基準軸１０１に平行なホイール取手１４ｂとを具備している。
また、円筒体１１ａには、外面から突出した円筒体アーム１５ａが設けられ、円筒体１１ａが回転した際、円筒体アーム１５ａが当接する第１ストッパ１５ｂおよび第２ストッパ１５ｃが装置基板１１０に設置されている。このとき、円筒体アーム１５ａが第１ストッパ１５ｂに当接してから第２ストッパ１５ｃに当接するまで、円筒体１１ａは１８０°回転する。
手回し機構１４は円筒体１１ａに連結された回転ホイール１４ａと、回転ホイール１４ａに設置された装置基準軸１０１に平行なホイール取手１４ｂとを具備している。
また、円筒体１１ａには、外面から突出した円筒体アーム１５ａが設けられ、円筒体１１ａが回転した際、円筒体アーム１５ａが当接する第１ストッパ１５ｂおよび第２ストッパ１５ｃが装置基板１１０に設置されている。このとき、円筒体アーム１５ａが第１ストッパ１５ｂに当接してから第２ストッパ１５ｃに当接するまで、円筒体１１ａは１８０°回転する。
なお、外径計測機構２２は、計測切り込み面１０３を含む面内で、装置基準軸１０１を中心にして測定用の光線を照射する光源手段２２ａと、電線１によって一部が遮られた前記光線を受光する受光手段２２ｂと、受光手段２２ｂを支持する支持手段２２ｃとを具備している。
さらに、操作部９０は、電線１の計測開始を指示する計測開始ボタン９４と切り込み作業開始を指示する切り込み開始ボタン９２と、緊急停止ボタン９３と、図示しない制御手段を具備している。このとき、計測開始ボタン９４が押された後で、円筒体１１ａが回転されると、計測角度θｍおよび計測外径Ｄｍが計測され、それぞれ、記憶部３０に出力される。
さらに、操作部９０は、電線１の計測開始を指示する計測開始ボタン９４と切り込み作業開始を指示する切り込み開始ボタン９２と、緊急停止ボタン９３と、図示しない制御手段を具備している。このとき、計測開始ボタン９４が押された後で、円筒体１１ａが回転されると、計測角度θｍおよび計測外径Ｄｍが計測され、それぞれ、記憶部３０に出力される。
（切り込み作業）
切り込み加工は、切り込み開始ボタン９２が押された状態で、円筒体１１ａが回転されると、切り込み角度θｃが計測される。そうすると、電線端末加工装置１００と同様に、切り込み角度θｃに対応したサーボモータ５６の回転数（正転または逆転の回転角度）が算出され、かかる回転数でサーボモータ５６が回転される。すなわち、切り込み角度θｃ毎に、切り込み刃５１ａ、５１ｂが残肉円８に到達する進退量Ｃｃまで、切り込み刃５１ａ、５１ｂが進退される（図３の（ｄ）参照）。
切り込み加工は、切り込み開始ボタン９２が押された状態で、円筒体１１ａが回転されると、切り込み角度θｃが計測される。そうすると、電線端末加工装置１００と同様に、切り込み角度θｃに対応したサーボモータ５６の回転数（正転または逆転の回転角度）が算出され、かかる回転数でサーボモータ５６が回転される。すなわち、切り込み角度θｃ毎に、切り込み刃５１ａ、５１ｂが残肉円８に到達する進退量Ｃｃまで、切り込み刃５１ａ、５１ｂが進退される（図３の（ｄ）参照）。
（作用効果）
以上のように、電線端末加工装置２００は、電線端末加工装置１００と同様に切り込み過多や切り込み不足が生じない。特に、円筒体１１ａを手動で回転するから、回転機構が簡素になり装置コストが安価になる。さらに、切り込み刃が円盤状の回転刃であるから、線芯２の外径毎に切り込み刃を用意する必要がない。
以上のように、電線端末加工装置２００は、電線端末加工装置１００と同様に切り込み過多や切り込み不足が生じない。特に、円筒体１１ａを手動で回転するから、回転機構が簡素になり装置コストが安価になる。さらに、切り込み刃が円盤状の回転刃であるから、線芯２の外径毎に切り込み刃を用意する必要がない。
以上、本発明を実施の形態１、２をもとに説明した。この実施の形態１、２は例示であり、それらの各構成要素およびその組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
本発明は以上であるから、様々な形状の各種電線について外周に所定深さの切り込みを加工する電線端末加工装置として広く利用することができる。
１ ：電線
２ ：線芯
３ ：絶縁体
４ ：電線端末
５ ：切り込み位置
６ ：切り込み
７ ：電線中心線
８ ：残肉円
１０ ：把持回転部
１１ ：把持機構
１１ａ：円筒体
１１ｂ：支持体
１１ｃ：チャック
１２ ：回転機構
１２ａ：モータ
１２ｂ：駆動歯車
１２ｃ：従動歯車
１３ ：端末案内台
１４ ：手回し機構
１４ａ：回転ホイール
１４ｂ：ホイール取手
１５ａ：円筒体アーム
１５ｂ：第１ストッパ
１５ｃ：第２ストッパ
２０ ：計測部
２１ ：角度計測機構
２１ａ：円盤
２１ｂ：フォトセンサー
２２ ：外径計測機構
２２ａ：光源手段
２２ｂ：受光手段
２２ｃ：支持手段
３０ ：記憶部
４０ ：演算部
５０ ：切り込み加工部
５１ａ：切り込み刃
５１ｂ：切り込み刃
５２ａ：モータ
５２ｂ：モータ
５３ａ：摺動台
５３ｂ：摺動台
５４ ：案内台
５５ ：スプライン軸
５６ ：サーボモータ
５９ ：進退機構
９０ ：操作部
９１ ：回転開始ボタン
９２ ：切り込み開始ボタン
９３ ：緊急停止ボタン
９４ ：計測開始ボタン
１００ ：電線端末加工装置（実施の形態１）
１０１ ：装置基準軸
１０２ ：装置基準面
１０３ ：計測切り込み面
１０４ ：装置対称面
１１０ ：装置基板
２００ ：電線端末加工装置（実施の形態２）
Ａｃ：残肉位置
Ｂ２：線芯間距離
Ｃｃ：進退量
Ｄ２：線芯外径
Ｄｍ：計測外径
Ｔ２：距離
θｃ：切り込み角度
θｍ：計測角度
φｍ：ねじれ角度
２ ：線芯
３ ：絶縁体
４ ：電線端末
５ ：切り込み位置
６ ：切り込み
７ ：電線中心線
８ ：残肉円
１０ ：把持回転部
１１ ：把持機構
１１ａ：円筒体
１１ｂ：支持体
１１ｃ：チャック
１２ ：回転機構
１２ａ：モータ
１２ｂ：駆動歯車
１２ｃ：従動歯車
１３ ：端末案内台
１４ ：手回し機構
１４ａ：回転ホイール
１４ｂ：ホイール取手
１５ａ：円筒体アーム
１５ｂ：第１ストッパ
１５ｃ：第２ストッパ
２０ ：計測部
２１ ：角度計測機構
２１ａ：円盤
２１ｂ：フォトセンサー
２２ ：外径計測機構
２２ａ：光源手段
２２ｂ：受光手段
２２ｃ：支持手段
３０ ：記憶部
４０ ：演算部
５０ ：切り込み加工部
５１ａ：切り込み刃
５１ｂ：切り込み刃
５２ａ：モータ
５２ｂ：モータ
５３ａ：摺動台
５３ｂ：摺動台
５４ ：案内台
５５ ：スプライン軸
５６ ：サーボモータ
５９ ：進退機構
９０ ：操作部
９１ ：回転開始ボタン
９２ ：切り込み開始ボタン
９３ ：緊急停止ボタン
９４ ：計測開始ボタン
１００ ：電線端末加工装置（実施の形態１）
１０１ ：装置基準軸
１０２ ：装置基準面
１０３ ：計測切り込み面
１０４ ：装置対称面
１１０ ：装置基板
２００ ：電線端末加工装置（実施の形態２）
Ａｃ：残肉位置
Ｂ２：線芯間距離
Ｃｃ：進退量
Ｄ２：線芯外径
Ｄｍ：計測外径
Ｔ２：距離
θｃ：切り込み角度
θｍ：計測角度
φｍ：ねじれ角度
Claims (2)
- 複数の線芯と複数の前記線芯を被覆した絶縁体とを具備し、断面が略楕円または略多角形である電線について、前記電線の端末から所定の位置において前記絶縁体に切り込みを加工する電線端末加工装置であって、
前記電線の長手方向が装置基準軸に一致した状態で前記電線を把持すると共に、前記電線を前記装置基準軸を中心にして回転する把持回転部と、
前記装置基準軸を含む面である装置基準面に投影された前記電線の外径を計測する計測部と、
計測のために前記電線を回転する角度である計測角度と、前記計測部によって計測された前記計測角度における前記電線の外径である計測外径とを関連付けて記憶する記憶部と、
前記装置基準軸に垂直で前記装置基準面に回転中心がある切り込み刃と前記切り込み刃を前記装置基準軸に向けて進退する進退機構とを具備する切り込み加工部と、
前記計測角度および前記計測外径と前記線芯の外径および配置形態とから、切り込み加工のために前記電線を回転する角度である切り込み角度と、前記切り込み角度における前記切り込み刃の前記装置基準軸に向かった方向の切り込み進退量を演算する演算部とを有し
前記進退機構は、前記電線が前記切り込み角度だけ回転された状態で、前記切り込み刃を前記進退量だけ進退させることを特徴とする電線端末加工装置。 - 前記切り込み刃が一対であって、それぞれ互いに対向して配置され、切り込み加工時に前記電線が１８０°回転されることを特徴とする請求項１記載の電線端末加工装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| MX2019006103A MX2019006103A (es) | 2018-05-25 | 2019-05-24 | Dispositivo para procesamiento de terminales de cable electrico. |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018100651A JP6697507B2 (ja) | 2018-05-25 | 2018-05-25 | 電線端末加工装置 |
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|---|---|---|---|
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- 2019-05-21 CN CN201910423980.9A patent/CN110535073B/zh active Active
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