JPH02197206A - 電線被覆の剥離装置 - Google Patents

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、レーザ光により電線の被覆を剥離する装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、ＯＡ機器、ＡＶ機器あるいはコンピュータ等の軽
薄短小が急速に進んでいるが、その中で使われている信
号用電線もその影響音強く受けている。ここでの加工対
象の極細径線は、導体線径が２０〜５０ミクロンの７本
帯９線であり、被覆外径も０．８〜Ｑ、５　ｙｇと従来
の電線と比べて極端に細くなっている。又、今回の電線
はこれらの線を４０〜６０本集めたフラット電線を加工
対象としている。

第７図において、（１）は本装置の加工対象物であり、
外径が０．５闘、線総数が４０本（図示は２０本）のフ
ラットケーブルでるる。（２）は銅導線でちゃ、単線径
８０ミクロンの７本の奇り線である。

第８図は電線被覆の剥離装置の全体構成図であり、剥離
にはレーザ光を用いる。図において、（６）はレーザ発
振器で、ビニールに対する吸収率が高く、銅に対して反
射率の大きい、１０．６ミクロンの波長をもつＣＯｓ＋
レーザが用いられる。又、パルス幅が大きいといくら反
射率が大きくても細い導線を溶かすため、パルス幅が短
いパルスレーザが用いられ、この例では１．８マイクロ
秒・ＩＱＭＷの出力を持つＴＥＡＣＯ２レーザが用いら
れている。

次に動作について説明する。レーザ発振器（６）から出
力されたレーザビーム（７）ｌｄ　、ペンドミラー（８
ａ）’に通りエアで駆動するエアシリンダ（５）とペン
ドミラー（８ｂ）によって、図に示すようにａ系統とｂ
系統に切り換えられる。このとき、それぞれのレーザビ
ーム（７ａ）＋（７ｂ）はシリンドリカルレンズ（４ａ
）、（４ｂ）によって適宜絞られ、ペンドミラー（８Ｃ
）、（８ｄ）によりてワーク（１）に照射てれる。セし
て、ワーク（１）の両面からレーザビーム（７ａＬ（７
ｂ）’）ｉ＝数１０回照射することで細径銅線のみ残し
、完全に被覆のみが除去される。

さて、電線被覆の除去加工において、加工領域を決定す
るのが、ワーク（１）全保持する機能金持つワーククラ
ンパーである。第９図は従来から使われている完全独立
形のワーククランパーを示す斜視図であり、駆動源とし
ては、圧力４〜５に９／ｃｄＧ程度の工場エアが用いら
れている。図において、（８ａ）〜（８ｄ）はそれぞれ
が独立して設けられたワーククランパーで、一対のワー
ククランパー（８ａ）、（８ｂ）と、これに加工領域と
なる若干の隙間を形成して対向する一対のワーククラン
パー（８ＣＬ（８ｄ）によってワーク（１）が挟持され
る。つぎに、この状態でと記隙間部からレーザビーム（
７ａ）　（７ｂ）が片側づつ照射されて加工が完了する
。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の電線被覆の剥離装置は以上のように構成されてい
るので、ワーク（１）が極細線であることからワーク（
１）自身の機械的強度が弱いためにワーククランパー（
８ａ）〜（８ｄ）とワーク（１）との接触面積を大きく
して、単位面積当りの荷重を低く押さえている。しかし
、接触面積が大きいのでワーククランパー（８ａ）〜（
８ｄ）の機械的圧力を強力にする必要があり、一般に用
いられる工場空気圧では圧力が弱いためワーク（１）全
完全に保持することができない。それ故、ワーク（１）
の加工領域が所望通り得られない他、加工ガスがワーク
（１）とワーククランパー（８ａ）〜（８ｄ）の隙間に
入り込んで、ワーク（１）ｔ−黒色変化させるなど高品
質な加工ができないという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、所望の加工領域が得られるとともに、高品質
な電線加工ができる電線被覆の剥離装置を得ることを目
的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る電線被覆の剥離装置は、レーザビームの
照射口およびレーザビーム軸と直角方向に形成された極
少の接触面を有する固定側および可動側クランパーを、
接触面相互が対向するように配置するとともに、抑圧保
持手段で可動側クランパーを駆動してそれぞれの接触面
で電線を抑圧保持するように構成したものである。

また、固定側および可動側クランパーのそれぞれの接触
面を、電線の表面形状と同一形状にしたものである。

〔作用〕

この発明においては、固定側および可動側クランパーの
極少接触面により、押圧保持される電線の単位面積当り
の押圧力が上がる。また、各クランパーの接触面と電線
とが完全に密着する。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一夾施例を図について説明する。

第１図は電線被覆の剥離装置を示す全体構成図であり、
レーザ発振器（６）から出力ちれたレーザビーム（７）
　’ｋ　、ワークであるフラットケープ１ｖ（１）まで
導くレーザビームの光路系統は従来と同様である。

また、第２図は第１図のＡ矢視平面図、第８図は第２図
の正面図、第４図はこの発明の装置におけるワーククラ
ンパーの斜視図でア夛、図では固定側のワーククランパ
ーのみを示している。なお、各図中、従来のものと同−
又は相当部分は同一符号で示し詳細な説明は省略する。

次に動作について説明する。従来と同様にして、レーザ
発振器（６）から出力されたレーザビーム（７）は、ペ
ンドミラー（８ａ）で第１図の下方向に曲げられ、切り
替え用のペンドミラー（３ｂ）でａ系統とｂ系統に切り
替えられる。この系統の切υ替えにおけるペンドミラー
（３ｂ）は、図に矢印で示す方向に移動するようエアシ
リンダ（図示せず）によってシーケンス的に制御されて
いる。図ではａ系統が実線で示されており、ａ系統に切
り替えられたレーザビーム（７ａ）はペンドミラー（３
Ｃ）により下方向に曲げられ、ビーム幅を所定の幅（こ
の場合３．５闘）に絞るシリンドリカルレンズ（４ａ）
を通ってペンドミラー（８ｄ）に導かれる。更に、ペン
ドミラー（３ｄ）で曲げられてワーク（１）に集光、照
射される。このとき、ワーク（１）は、事前に所望の加
工領域である被覆の剥離箇所が設定され、第２図および
第８図に示すようにワーククランパー（８０ａ）。

（８０ｂ）により固定されている。詳細は後述する。

ここで、レーザビームによる電線被覆の剥離加工には、
有機物に吸収されやすく金属に吸収されにくい、波長１
０．６ミクロンのＣ０２レーザが用いられるが、特にワ
ーク（１）の表面のみ加工可能な短パルス（２μ秒）で
あるＴＥＥＡＣＯｇレーザのビームが用いられているこ
とは前述のとおりでおる。

このビームは１０．６μｍと２μ秒という性質から、芯
線φ３０ミクロンの極細銅線にはなんの損傷も与えない
。

つぎに、ａ系統によるビニール被覆の剥離が完了すると
、ペンドミラー（８ｂ）が第１図の一点鎖線の位置に切
υ替わり、レーザ発振器（６）から出力されたレーザビ
ーム（７）はｂ系統で導かれてａ系統と同じ加工が実施
される。なお、加工時間は、レーザ出力とその照射時間
の積で決定されるが、この発明では、あらかじめ試験に
よってシーケンス的に決定されている。

ところで、加工の際、ワーク（１）のＷ工部分からは、
被覆が塩ビ材質であるために塩素ガスが発生するので、
この発明の装置にはガスを排気する装置が備えられてい
る。第１図および第８図において、（ト）は加工室のカ
バーであり、箱構造になっている。筐た、加工ガスが他
の部品に悪影Ｗｔ−与えない様にカバー（至）の他に、
加工部直下から排気ガスファンσ呻によって加工ガスを
ダクトα力から戸外に排出している。さらに、ケース（
ト）内１部には、加工ガスを直ちにワーク（１）から吹
き流すために、圧縮空気を吹き出す児エガス用ノズルα
時が設けである。以上のように、ワーク（１）から出る
塩素系のガスや加工で発生する固形物全屋外に放出する
ことで、ワーク（１）がきれいく加工出来る他、各部品
の長期安定駆動にも効果が上がることになる。なお、加
工に際しては、加工ガス用ノズｙｖａａから出る空気量
以上に、排気ファンα・で屋外へ放出する量が大きくな
る様に設計式れていることはいう壕でもない。

つぎに、ワーククランパーの動作について第２図〜第４
図で説明する。第２図は第１図で示したワーククランパ
ーを上部から見たもので、固定側クランパー（８０ａ）
と可動側クランパー（８０ｂ）とから構成されている。

固定側クランパー（８０ａ）はワーク（１）が動く場合
でも、クランプされる場合でも固定されている。一方、
可動側クランパー（８０ｂ）は、固定端αｌ−基準にし
て抑圧保持手段としてのエアシリンダへｑによって駆動
される。即ち、第８図の斜線部分がエアシリンダα０の
駆動により矢印方向に可動する。ワーク（１）のクラン
プにおいては、それぞれのクランパー（８０ａ）　、　
（８０ｂ）がワーク（１）と接触する面（８Ｉ）が、必
ず面接触する様に可動側のクランパー（８０ｂ）を動か
す必要かめる。それは、ワーク（１）全クランプした場
合に各クランパー　（８０ａ）　。

（８０ｂ）とワーク（１）との間に腺間があってはいけ
ないためである。それ故この発明では、直線駆動ガイド
（ｌｌａ）、（ｌｌｂ）　’！ｉ−用いることで精度を
上げ面接触金体っている。

以上のようにしてワーク（１）　ｔクランプした後、レ
ーザビーム（７ａ）はａ系統で加工部まで導かれ、固定
側クランパー（８０ａ）の照射口（９ａ）からワーク（
１）に照射される。このとき、ワーク（１）は、レーザ
ビーム（７ａ）の照射位置がずれないようにワークガイ
ド（６）により常に一定の高すに保持逼れている。なお
、加工に際しては、前述したように加工部の直下より排
気ガスファンαＱによって、加工ガ（全戸外へ排出して
いる。

第４図は固定側クランパー（８ｏａ）とワーク（１）全
拡大した斜視図であり、図に示す斜線部分がワーク（１
）との接触面（＆）である。この例では、接触面（財）
の幅が２關で島すが５０ｆｆである。上記形状において
、例えばエアシリンダＱｌの押し圧が５ｋｑ／ｃＡＧで
、７−　り（１）ノ線数が４０本（ピッチｆｒｉ　０．
５１１Ｍなので２０ｓｎ＋幅）の場合、接触面積Ｓはｂ
　＝　２０　Ｘ　２　Ｘ　２　＝　８０　ｍｙｙｒ　＝
　０．８　ｄとなり、圧力Ｐは １”　＝　５に９／ｄＧ／ｂ　＝　５１０．８　＝　６
．２５　ｋＶとなる。したがって、ワーク（１）の許容
圧カ値より少し低い値に設計されていることになる。な
お、可動側クランパー（８０ｂ）は、可動する以外は接
触する部分を含めほとんど固定側クランパー（８０ａ）
と同じ構造を有する。上記構成によるワーククツ：’　
／＜　−（８０ａ）　、　（８０ｂ）　Ｕ、’７−　り
（１）　トノｍ触Ｉ［；６に小さいので単位面積当りの
圧力が上が９、このため、エアシリンダ＜１０の駆動源
が圧力の低い工場用エアーでおっても、ワーク（１）に
対する適正、かつ、十分な押圧力が得られることになる
。したがって、ワーク（１）が完全に保持されるので、
所望の加工領域が得られるとともに、各クランパー（８
０ａ）　、　（８０ｂ）とワーク（１）との隙間も減少
する。しかしながら、第７図に示すようにワーク（１）
は表面が波形面になっているため、いくら押し圧力を上
げても波形の谷の部分は微少な隙間が出来る。それ故、
その隙間から加工ガスが入り込みその表面が黒色化する
。

そこで、この不具合を解決するものとして第５図に示す
ワーククランパー（８０Ｃ）が考えられる。図ではワー
ク（１）と接触する面が第６図に示す様にワーク（１）
と全面で接触できる様な波形面になっており、この場合
ワーク（１）との隙間が全くない。なお、第５図は固定
側クランパー（８００）　′ｔ−示しており、可動側ク
ランパー（８０ｄ）も同様の形状をしている。

そして、ワーク（１）のクランプ動作は上記実施例と同
様にして行われる。

これにより加工を行った場合、ビニール被覆の剥離部分
には黒色部分が少し残るものの、各クランパー（８０Ｃ
）、（８０ｄ）で押えている部分には全く黒色の付着は
見られない。以上のようにして被覆の除去加工が終了し
た後、ワーク（１）は加工長さ、送シ速度が設定された
送り装置（図示せず）によって送られ、次の加工へと移
行する。

ところで、第１図に示したペンドミラー（３ｂ）の代り
に、５０％透過率のビームスプリッタ−を用いてａ、ｂ
両系統を同時に照射しても、被覆の剥離状態においては
上記実施例と何ら遜色がないばかりか、加工時間が短縮
されるという効果が得られる。

また、上記実施例では、ワーク（１）を押圧保持するも
のとしてエアシリンダａＣｔ用いたが、他の手段であっ
てもよいことはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、レーザビーム軸と直角
方向に形成された極少の接触面を有する固定側および可
動側クランパーを、接触面相互が対向するように配置す
るとともに、押圧保持手段で可動側クランパーを駆動す
ることにより、上記それぞれの接触面で電線を押圧保持
するように構成したので、所望の加工領域が得られる。

また、各々のクランパーの接触面形状を電線表面の形状
と同一にしたので、クランパー、ｌ！：電線の隙間がな
くなり、高品質な電線被覆の除去加工ができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による電線被覆の剥離袋＠
を示す全体構成図、ＷＩＪ２図は第１図Ａ矢視平面図、
第８図は第２図の正面図、第４図はこの発明による装置
を構成する固定側クランパーの斜視図、第５図はこの発
明の他の実施例による固定側クランパーの斜視図、第６
図は同要部拡大図、第７図は加工対象物を示す斜視図、
第８図は従来の装置を示す全体構成図、第９図は従来装
置を構成するワーククランパーの斜視図である。 図において、（１）はワーク、（７）、（７ａ）、（７
ｂ）　ｎＶレーザビーム（９Ｌ）、（９ｂ）は照射光、
αＱはエアシリンダ、（８０ａ）、（８００）は固定側
り’ｉｃンパー、（８０ｂ）、。 （８０ｄ）は可動側クランパー、（８１）は接触面でお
る。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分をボす。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁体が被覆された電線にレーザビームを照射し
   て電線の被覆を除去する電線被覆の剥離装置において、
   上記レーザビームの照射口およびレーザビーム軸に対し
   て直角方向に形成された極少の接触面を有するとともに
   、接触面相互が対向して配置された固定側クランパーお
   よび可動側クランパーと、この可動側クランパーを駆動
   して、上記固定側および可動側クランパーのそれぞれの
   接触面で上記電線を押圧保持する押圧保持手段とを備え
   て成る電線被覆の剥離装置。
2. （２）固定側クランパーおよび可動側クランパーのそれ
   ぞれの極少接触面は、電線の表面形状と同一形状である
   ことを特徴とする請求項１記載の電線被覆の剥離装置。