JPH02155412A - 絶縁被覆電線の被覆剥離方法及びその装置 - Google Patents

絶縁被覆電線の被覆剥離方法及びその装置

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JPH02155412A
JPH02155412A JP63322779A JP32277988A JPH02155412A JP H02155412 A JPH02155412 A JP H02155412A JP 63322779 A JP63322779 A JP 63322779A JP 32277988 A JP32277988 A JP 32277988A JP H02155412 A JPH02155412 A JP H02155412A
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明 臼井
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、比較的細いビニール電線等の電線の被覆を
、導体線を切断せずにレーザ光により剥離する方法及び
装置に関するものである。
〔従来の技術〕
現在、コンピュータ、事務用OA機器1通信機あるいけ
ビデオ等の信号用ケーブルとして、フラットケーブルが
多数、広範囲に用いられている。
これらに使われているフラットケーブルは一般的忙はピ
ッチが1〜21n、線径が約1nであり、芯数も10〜
60以上と多種に及ぶ。
これに使われている芯線は7本ぐらいのより線であり、
そのうちの1本の導体線径は百数十ミクロンが普通であ
る。
これらのフラットケーブルト端子コネクターとの接続に
は1種々の方法がある。
一般的には、ビンかしめ方式であり、専用治工具にて指
定のコネクタを接続できる。あるいはメカニカルにスト
リッパ(皮むきI5)で被覆を容易にはがすことができ
る。
ところで世の中は軽薄短小思想が進み電子部品の小形軽
量化、プリント基板の高機能化等も含め。
プリント基板のサイズも全体的に小型化の方向に進んで
いる。その中で、基板間を棲続するフラット信号ケーブ
ルは小さくなっていない。基板のコネクタの専有する面
積は比較的大きく、またその基板の積層間隙も狭くなっ
て来ていることから。
その町とり性も良い方が望ましい。
このようなニーズを満足する非常に細く、薄(。
町とう性に優れたフラットケーブルが開発されつつある
今回、試験的に採用したフラットケーブルは。
導体線径20ミクロン、7本の寄り線から成り。
30芯線である。このフラットケーブルの厚みは500
ミクロン、幅は15ミリメートルで、可とう性もすぐれ
ている。
従来のフラットケーブルは、導体線も太く(約0.3平
方ミリメートル)従来線と同様、メカニカルストリッパ
ーにて容易に皮むきが可能である。又。
専用工具でピンかしめも可能であった。
今回の上記の様に採用した極細線アは、ビンかしめも、
メカニカルストリッパーでも不可能に近い。従来方式か
ら想像するきメカニカルストリッパーに熱加熱器を併合
した1例えば第1図に示すような加熱形ワイヤストリッ
パー(60)になるだろう。
第7図において、(1)はフラットケーブル+  (6
1a)(6ob)はそれぞれ電気ヒータである。
ところが、このようなワイヤストリッパーでは導体線が
細いため、導体近くまでストリッパーの刃を近づけるこ
とは難しく、又、その後、被覆をひっばりはがさなくて
はならないことから線が細くなったり、切れたりする恐
れがあった。
このため、レーザ光によ6tt線の被覆を剥離する方法
が考えられた。
第8図は例えば特開昭59−25509号公報に示され
た従来のフラットケーブルなどの絶縁被覆の剥離装置を
示す図であり9図において、(1)は絶縁が被覆された
電線、(2)は電線(1)の導体、 Utlは?!E@
固定治具、 40は電線クランパ、(42はクランパ用
シリンダ、(43は被覆剥離用シリンダ、【4はクラン
パ固定治具、5Gはレーザビーム発生9置、  (51
)はレーザビームである。次に動作について説明する。
第8図(a)K示すように、電線ス1)は電線固定治具
14! Icよって所定の位置に固定され、レーザビー
ム発生装#(イ)から発射されたレーザビーム(5I)
を電線(1)の片面にあてることにより絶縁被覆が溶融
量る。この後、電線(1)は電線固定治具U+tによっ
てクランパIAoの待機している所定の位[4で搬送さ
れ、第8図(1))に示すようにクランパCOが、クラ
ンパ用シリンダーのによって?IE線fl)を所定の圧
力でクランプする。そして、被覆剥離用シリンダ03に
よってクランパ固定治具(44を第8図(c)の矢印の
方向に移動することで、g線(1)の絶縁被覆が剥離さ
れ導体12)が露出することになる。
ところで、この装置を用いた電線@I雅方法では。
単純にレーザビームを照射しているので、電線の導体1
2)を切断することがよ(あった。特に、厚みの薄いフ
ラットケーブルではこの問題が大きく。
レーザビームのエネルギーの制御が難しいという問題が
あった。
また、第81閾に示した従来装置礎では、電線(1)に
所定寸法の剥離部分を形成するためには、レーザビーム
てよる被覆溶融後の2を線i1)をクランプして引っば
らなければならず、そのための装置が必要になるととも
に、線径の小さい電線(1)の場合は張力によって導体
+21が延びるか又は切断するという問題点があった。
〔目的〕
この発明は上記の様な課題を解消するためになされたも
ので、非接触で被覆を剥離加工できるとともに、加工精
度の向上をも計れる方法及び装置を得ることを目的とす
る。
また、この発明は、レーザビームによる被覆溶融後の電
線を引っばることなく、’、を線の任意の位置に所定の
被覆剥離部分を形成することができる電線被覆の剥離装
置を得ることを目的とする。
この発明は、上記目的を達成するために、パルス幅が短
かく、尖頭出力の大きいパルスレーザビームを絶縁被覆
電線に照射してその被覆を剥離するものである。
ま念この発明の被覆剥離装置は、パルス幅が小さく、尖
頭出力の大きいパルスレーザビームを発振するレーザ発
振器と、この発振器から発振された上記パルスレーザビ
ームを絶縁被覆電線上に導くシリンドリカルレンズとを
備えたものである。
さらに、この発明に係る?!線被被覆到@装竜は。
電線のレーザビーム照射部に、所要剥離形状と一致する
窓を形成した電線位置決め手段を配設するとともに、矩
形状のレーザビームを照射するようにしたものである。
〔発明の実施例〕
第1図に今回使用した被覆′/lE線のテストサンプル
を示す。線の太さ(φD=)0.5ミリメートル芯数3
01幅(W)15龍であり、Mは全てが一体で作られて
いる。
第2図はこの発明の一実施例であり、l閾について説明
する。(70)はパルス幅が短かく、尖頭出力の大きい
パルスレーザ発振器0例えばTI!1AcO2レーザ発
振器である。α1はレーザビームを適当の形状に集光す
るシリンドリカルレンズe ft1Hワークで今回は上
述のフラットケーブルである。(7っけパルスレーザビ
ーム+  (71a)はシリンドリカルレンズQlの焦
点である。
’rgAco2  レーザ発振器(70)はパルス幅約
2マイクロ秒、尖頭出力15メガワット以上、繰返し数
20パルス毎秒とパルスレーザの中でも、もつともパル
ス幅が短かく、尖頭出力の大きいパルスレーザである。
従ってとのレーザ発振器(70)より出たレーザビーム
(71)はシリンドリカルレンズOIで焦点(71a)
の位置に集光される。
フラットケーブル(1)は焦点(718)トレンズa1
との間に配tイしている。これは焦点(71a)より遠
方にお(と、焦点近傍で空気の絶縁破壊が発生し。
レーザ出力がとの破壊に全て尽いやされてしまうからで
ある。以下の項目を試験し良好な結果を得た。
■レーザ(てよるビニール電線剥離試験、■ハンダ付着
試験、■絶縁耐電圧試験、■加工精度試験■については
、  56 J /ctl、  70 J /−、84
:J/−、+ + 2 、T/−及びf40.T/−に
ついて実施し、約8ay/i以上であれば、剥離が可能
であることが判ったう ■についてはフラックスをつけることで完全にハンダが
攻った。■についても1機械加工同様。
無限大を示し可ら間笛は無かつtつ■についてもレーザ
ビームを光学的に照射できるので、3±0.2ミ+)メ
ートルの加工精度となった。
さて、 秩、 @、アルミ板等の切断に便われている一
役的なco2パルスレーザはパルス幅が数百マイクロ秒
と長いため9例え尖頭出力が小さくてもビニール被覆の
fall ll?iと同時に導体である銅′aまでも焼
は切ってしまう。それ故、もつとパルス幅の短い、今回
実験Vこ(吏った’rgAao2レーザとかYAGレー
ザでないと加工はむずかしい。co2レーザとYAGレ
ーザを比較すると1への汲取率けYAGの方が大きく、
どちらかと言えばco2レーザの方が好ましい。なお上
記実施例のような’rpAco2  レーザを用いた場
合、特に次のような利点があろう(イ)パルス幅が短か
いので熱の伝わりがほとんど考えられず、照射した微小
部分のみの被覆を加熱して剥離できろう (ロ)波長が10.6μmと遠赤外光なので、芯線とし
て一般に用いられている銅への吸収が少ないつ例え吸収
があったとしても(イ)項で説明した叩出により影響は
少ない。
(/→ 尖頭出力が大きいため被覆の固体→液体→気体
という燃焼反応が一瞬にして起こる。
に)脱酸素雰囲気中で照射を行えば、芯線の酸化反応も
起こらない。
なお、レーザビームのパルス幅が5マイクロ秒。
尖頭出力がtMw、波長が10.6μmのパルスレーザ
を用いた場合、剥離状態が良好であった。
なお、パルスレーザビーム(71)を被覆電線fll上
に導く光路系に凸レンズを入れてパルスレーザビーム(
71)を集光させた場合1点焦点になり窒気中では空気
絶縁破壊により(エアープラズマを発生)点焦点以降の
レーザビームエネルギーを剥離には使えないことが起こ
る。つまりプラズマによりレーザビームが吸収されてし
まうからである。
そこで実施例のようにシリンドリカルレンズUttを用
いればパルスレーザビームは線焦点となり9焦点エネル
ギー密度は上記のようなプラズマを発生させない徨度に
下げることができるので、安定して剥離作業を行わせる
ことができる。
以上のように、この発明によれば短かいパルス幅のパル
スレーザビームを用いて、ビニール電線等の被覆電線の
核種の剥離を行うので、細い導体に力をかけずに剥離す
ることができ、精度良く被覆の剥離作業が行えるもので
ある。第3図はこの発明の他の実施例を示すものである
h43図において、(1)は加工対象である絶縁体が被
覆された被覆電線、 111.1111はシリンドリカ
ルレンズ、113はシリンドリカルレンズ05.(lυ
の移動手段、 nsは被覆′電線(1)の位置決め手段
であるクランパであり、窓(15a)が形成されている
。(70)はレーザ発振器、(7リ はレーザ発振器(
70)から出力されたレーザビーム、  (72) #
′iシリンドリカルレンズn1.σ9で集光されたレー
ザビームである。
、被覆電線fl)け第4図に一例を示すように、導体1
2)の直径が約120μm以下、被覆線の直径が約05
龍以下、芯数が約20本以上から構成された電線(以下
、フラット電線と言う)であり、用途によって多種類の
ものがある。このフラット電線(1)は他機器との接続
の関係によって長手方向の刺離長さが異なるに1か、第
5図+1))に示すように部分的な剥離が必要になるこ
ともある。
このような様々な剥離形状をレーザビームの照射によっ
て形成するために、レーザ発振器(70)から出力され
たレーザビーム(71)は、シリンド。
リカルレンズnl、 fillにより断面矩形のレーザ
ビーム(72)に集光される。つまり、シリンドリカル
レンズロ1.συを移動手段a3によって光軸方向に移
動させることにより、縦方向と横方向のビームサイズを
独立に集光調整し、フラット電線+1)の所定の位置に
照射するものである。
次に動作について説明する。第3図tb)の拡大図に示
すように、フラン)11E@ftlは匍工位1tにおい
て、1t@クランパ0!9で前後面を挾持されて位置決
めされる。、電線クランパ09には所要剥離形状に一致
させた窓(15a)が形成されており、この窓(15a
)K@射されるレーザビーム(72)は、シリンドリカ
ルレンズQl、 nυによって窓(15a)より若干大
きいサイズに集光調整されている。そして、上記のレー
ザビーム(72)  全照射すれば、レーザビーム(7
2)の周辺は電線クランパaSによって遮光されている
ので、フラット電線filの被覆@I雛の境界は鋭利な
直線に加工されることKなる。従って、窓(15a)の
形状を所要剥離形状に一致させておけば。
任意かつ正確なf14I@形状を得ることができるので
ある。
ところが、フラット環@+11の814に用いられるレ
ーザ発振器(70)としては1例えば1幅が短((1〜
2μθec)、  ピーク出力の大きな(約5 MW)
パルス出力が得られ、矩形状のマルチモードのレーザビ
ームを取り出すことができるTEA(・rr8ns −
v6rrθsly KXcited Atomoshe
ric Preθθure) −ao2レーザが使用さ
れる。このレーザ発振器(70)忙よる出力後のレーザ
ビーム(71)のサイズは約20龍X3Gmで、集光後
のレーザビーム(72)のサイズは約4wX10igm
である。従って、横幅寸法が10朋以上のフラット電線
(1)は第3図の実施例では加工できないことになるが
、以下、第6図に示す実施例の説明から、フラット電線
(1)の幅寸法が上記寸法(1ON31以下)に限定さ
れるものではないことは明らかである。フラット電線(
1)の81 !III ?10工において、剥離をより
完全にするためにはフラット電線ft)の表裏面からレ
ーザビーム(72)を照射すればよく、この場合の実施
例を第6図によって説明する。
図において、 面、 (+L 69. QBはペンドミ
ラーI2n、 o、(至)はそれぞれベンドミラー顛、
稍、■の平行移動手段である。他の符号は第3図と同一
または相当部分である。次に動作を説明する。ペンドミ
ラー(+ffi、 (+lが図に示す実線の位置にある
場合。
レーザ発振6 (70) から出力されたレーザピーム
(71)はシリンドリカルレンズfll、 dllで集
光され。
この集光されたレーザビーム(72)はペンドミラー0
sにより反射されてフラット7!、線(1)に照射され
る。このときのレーザビーム(72A)は図のようにフ
ラット@@ft1表面(A)の下部側に照射されるため
その部分(電線の下部)が剥離加工されることになる。
つぎに、平行移動手段づによってペンドミラー嗜が図の
破線の位置に移動されると、レーザビーム(72A)は
フラット’4線f11表面(Alの上部側に照射される
ので、その部分(?電線の上部)が剥離加工されること
になる。
以上のようにしてフラット電線(1)の表面(Al全体
の剥離加工を行った後、平行移動手段21+によりペン
ドミラーOnを図の破線の位I#に移動させると。
レーザ発振器(70)から出力されたレーザビーム(7
1)はペンドミラーaηおよび09によって反射され、
一方のシリンドリカルレンズ(10a) T (118
)で集光される。そして集光されたレーザビーム(72
) Viペンドミラー■で反射されてフラット電@1)
の裏面(BI K照射される。これにより表面(Alと
同様にしてフラット電線(1)裏面(Blが下部側と上
部側に分けて@I帷加工されるのである。剥離加工に際
して、フラット電線(1)の表面(Alおよび裏面fB
lに照射されるレーザビーム(72A) 、 (72B
) は電線クランパへ9の窓(+5a)より若干大きい
範囲に照射されるが、窓(15a)より外側のレーザビ
ームは遮光される。この績果、第5図(a)に示すよう
に電線クランパ(19の窓(+5a)に一致した正確な
範囲の剥離加工が得られるのである。
以上のことから、1を線クランパへ9の窓(15a)の
形状を変えることにより、フラット電線(1)が任意の
形状に剥離加工でき9例えば第5図(b)に示すような
部分的な@I雉も正確に行うことが可能となる。
ところで、″It線クランパα9はステンレス鋼などレ
ーザビームを吸収しにくい材料で製作され、必要に応じ
て風冷または水冷にてレーザビーム照射に伴う温度上昇
を防止してもよい。
なお、第819の実施例ではペンドミラー口・、■を平
行移動させているが、同ミラーり樟、1は固定として電
線クランパ09を上下に移動させてもよく。
上記実施例と同様の効果を奏する。
また、上記実施例では、フラット電線fl)表面(Al
の剥離加工を行った後に裏面()11の加工を行うもの
としたが、レーザ発振6 (70)  から出力された
レーザビーム(71)の一部を透過し一部を反射する。
いわゆるビームスプリッタをペンドミラー071として
用いれば、フラット電線f+)表面(Alと裏面(Bl
の加工が同時に実行できるため、加工時間の短縮が図れ
るとともに、平行移動手段raも不要となる効果がある
以上のようKこの発明によれば、所要剥離形状に一致し
た窓を有した電線位置決め手段を、′電線のレーザビー
ム照射部に配設して矩形状のレーザビームを照射するよ
うに構成したので、剥離境界が鋭利で正確な寸法に剥離
加工ができるとともK。
線径の小さな′電線にも対応が可能な礪線被覆の剥離装
置が得られる効果がある。
4、  t’1面の爛単な説明 第1図は本発明を1?用して剥離を行なう被覆′心線の
一例を示す斜親、図、第2図は本発明の一実施例を示す
全体構成[ス、第3図はこの発明の他の一実施例による
被覆電線の剥離装置を示す基本構成図、7!IjJ図は
被覆剥離加工の対象であるフラット電線の斜卯図、第5
図は剥離加工したフラット電線の斜初1図、第6図はこ
の発明の他の実施例を示す被覆電線の@I雌装置を示す
基本構成図、第7図は従来例を示すメカニカルストリッ
パーとフラットケーブルの説明図、第8図は従来の′心
線被覆の朔雌装置を示す基本構成図である。
図中、(1)はフラットケーブル、11.αυはシリン
ドリカルレンズ、 +13は移動手段、 II!9は″
Tlt線クランり+  (15a)は窓、  (70)
  はレーザ発fd5.  (71)はレーザビームで
あろう なお、雫中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)パルス幅が5μ秒以下で尖頭出力が1Mワット以
    上のパルスレーザビームを絶縁被覆電線に照射してその
    被覆を剥離することを特徴とする絶縁被覆電線の被覆剥
    離方法。
  2. (2)パルス幅が短かく、尖頭出力の大きいパルスレー
    ザビームを発振するレーザ発振器と、この発振器から発
    振された上記パルスレーザビームを絶縁被覆電線上に導
    くシリンドリカルレンズとを具備してなる絶縁被覆電線
    の被覆剥離装置。
  3. (3)絶縁体が被覆された電線にレーザビームを照射し
    て上記被覆を剥離する電線被覆の剥離装置において、レ
    ーザ発振器から出力されたレーザビームを矩形のレーザ
    ビーム形状として電線に照射するレンズと、このレンズ
    を光軸方向に移動する移動手段とを備えるとともに、所
    定の剥離形状と一致する窓を有した電線位置決め手段を
    上記電線のレーザビーム照射部に配設したことを特徴と
    する電線被覆の剥離装置。
JP63322779A 1988-01-25 1988-12-21 絶縁被覆電線の被覆剥離方法及びその装置 Expired - Lifetime JP2683926B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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JP63-14101 1988-08-05
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JP19565988 1988-08-05

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JPH02155412A true JPH02155412A (ja) 1990-06-14
JP2683926B2 JP2683926B2 (ja) 1997-12-03

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US (1) US4931616A (ja)
JP (1) JP2683926B2 (ja)
KR (1) KR920007539B1 (ja)
DE (1) DE3902158A1 (ja)
GB (2) GB2214360B (ja)

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