JP2008283825A - 被覆電線の剥皮装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 切断刃により被覆電線の所望箇所に切り込みを設けて剥皮する剥皮装置であって、被覆電線の被覆に切断刃を切り込みする際、被覆電線上の任意箇所に近接配置した電極子と切断刃とで一対の電極を形成させ、切り込みする際に生ずる一対の電極間の電気容量の変位に基づき、被覆電線の芯線と切断刃との誤接触を検知する剥皮装置であって、検知信号が適切に得ることのできるような調整が容易に行える剥皮装置を提供すること。
【解決手段】 電気容量の変位は、電極子と切断刃とのいずれか一方に交流電流を測定信号として送ることにより他方に生ずる電流又は電圧による検知信号により認識され、
（Ａ）検知信号の電流又は電圧を誤接触検知の閾値に対応させるためにする、測定信号の電圧調整機構と、（Ｂ）測定信号の周波数調整機構と、（C）閾値の調整機構との少なくとも１が成されることを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

この発明は、芯線を被覆した長手な被覆電線からその先端の被覆を剥皮するために被覆に切り込ませる切断刃を有する剥皮装置に関する。

被覆電線は各種電気機器に用いるため事前に多数切り出して準備しておくことがあり、その際、切り出した電線の両端は他との結線のために被覆を剥皮しておくことが多い。

剥皮の方法は様々であるが、例えば被覆電線の端部の被覆に切断刃で切り込みを入れ、切り込んだままの状態で被覆電線を引き、端部の被覆を引きちぎることにより剥皮させる方法があり、この様な方法を実現した剥皮装置を、被覆電線の剥皮装置に組み込んだものがある。

この様な剥皮装置は、対象となる被覆電線の芯線の太さに応じて切り込み深さが事前に設定され、この設定された深さまで切り込んで停止するように構成されているため、芯線を傷つけることなく剥皮できる様になっている。

しかしながら、一本の被覆電線であっても芯線自体の太さが厳密には一定でなく、そのため切断刃が設定したとおりの切り込み深さで停止しても、芯線に触れて接触傷の付くことがある。また芯線は、被覆断面の中心に位置させてあるものの、実際に中心からの振れがあり、これによっても切り込んだ切断刃が芯線を傷つけることがある。

また剥皮装置自体の振動や、装置がその設置環境から受ける振動があり、この振動により切断刃の位置が芯線に対して切り込み深さに狂いを生じさせ、切断刃が接触して芯線を傷つけることがある。

そのため、この接触による接触傷を検知するため、被覆電線の側面側に電極板などの電極子を近接配置しておき、切断刃と電極子で電極を形成することにより、この電極間の電気容量の変化で誤接触を検知する方法が、本願出願人により先に提案されている（特許文献１参照）。

これは、切断刃と電極子とのどちらか一方を送り側として、例えば所定の周波数と電圧量の交流電流を測定信号として流すものであり、切り込みする際、切断刃が芯線に誤接触すると、接触前に較べて数倍から数１０倍の電気容量変化が生じ、同時に他方には電流及び電圧の変位も生じる。よって、この電流もしくは電圧の変位を検知することにより、誤接触したことを知ることができるのである。
特開２０００−３５４３１５公報

ただ、被覆電線上の側面側に電極子を近接配置しておき、一方に所定の周波数と電圧量の交流電流を測定信号として流し、切断刃と芯線が誤接触したとしても、他方で検知できるはずの検知信号が検知できない場合がある。電流や電圧が予定した閾値に届かず、検知できないからである。

この様に検知信号の電流や電圧が所定の閾値を超えられないと、誤って接触していても、していないとの未検知になり、芯線が接触により傷の付いたことを見逃すので具合が悪いのである。
この様に検知信号が接触の有無を正しく伝えない不良信号となってしまうのは、被覆装置の機械的条件その他外部環境要因による。例えば、被覆電線の長さに比し電極子の大きさが小さすぎて、正しい検知信号が得られない場合などである。この場合、他方側の検知信号が接触を知るに必要なだけの電流や電圧を得ることができず、結局、切断刃と芯線とが接触したとしても、その検知ができないのである。

この様な場合、正しく検知させるための対策としては、電極子の材質、大きさ、形状等を変え、検知可能となる充分な電気容量の変化、もしくは電流や電圧などの電気的な変化量を得られるように電極子を設計変更する必要がある。しかしこの種の変更は時間も手間もかかり、調整も難しい場合がある。

また剥皮装置内に設置する電極子スペースが条件的に充分確保できない場合がある。特に既存の剥皮装置に、以上のような誤接触の検知機構を付け加えるスペースが無いなどして取り付けできない場合もある。その様な場合には、既存の剥皮装置の大幅な改良となるなどするので、改良の経費・時間の負担もかかり、特に使用中の剥皮装置であれば、使用できない期間が長くなって生産予定が狂うなどの不具合が生じる。

また逆に、充分過ぎる大きさの電極子を用意した場合には、過剰な電流が流れ込んでしまい、接触していないにもかかわらず接触したと誤検知してしまうこともある。

また例えば、検知器へ入る信号が小さい場合でも、小さい信号を増幅することにより検知する方法を取れることも考えられる。ただ実際の装置を稼動運転する場合、機械ノイズ等の外部ノイズを処理中の剥皮電線や電極子自身が拾ってしまい、検知信号と近いレベルの電流や電圧、周波数で検知信号に混ざって入ってくることがある。他方で生じる交流電流は、フィルターで予定された周波数のみを通過させ、これを検知信号としているのであるが、ノイズがこの検知信号に近い周波数であると、フィルターを通過してしまう。この場合、検知信号への増幅がそのままノイズの増幅となってしまい、接触していないにもかかわらず増幅されたノイズにより接触したとの誤検知をしてしまうこととなる。

更には、電極子の大きさと測定信号の電圧とは、適切な大小関係や電極子間の適切な距離が必要であり、交流電圧の測定信号が大きすぎたりすると、受け手の他方側には過剰な電流が流れ込み、接触がない場合でも検知信号の電流や電圧が閾値を超えてしまって、接触があったとの誤検知をしてしまうという不具合が生じることがある。また、余分な消費電力を使うことになり効率がよくない。

いずれにしても、個々の剥皮装置において適正な測定信号や、適切な電極子がどのようなものであるかは、その設置条件などの複雑な条件で決まるので、容易には分からないのであり、その都度の試行錯誤により、正しい検知の為に電極子などに関する諸条件を探しながら決められることとなる。

以上の問題を鑑み、本願発明の目的とするところは、被覆電線の被覆に切断刃を切り込みする際、被覆電線上の任意箇所に近接配置した電極子と切断刃とで一対の電極を形成させ、切り込みする際に生ずる一対の電極間の電気容量の変位に基づき、前記被覆電線の芯線と前記切断刃との接触を検知する剥皮装置であって、検知信号が適切に得ることのできるような調整が容易に行える剥皮装置を提供することにある。

本願の請求項１記載の発明は、切断刃により被覆電線の所望箇所に切り込みを設けて剥皮する剥皮装置であって、前記被覆電線上の任意箇所に近接配置した電極子と前記切断刃とで一対の電極を形成させ、前記被覆に切り込みする際に生ずる前記一対の電極間の電気容量の変位に基づき、前記被覆電線の芯線と前記切断刃との接触を検知する剥皮装置である。

そして前記電気容量の変位は、前記電極子と前記切断刃とのいずれか一方に電流を測定信号として送ることにより他方に生ずる電流又は電圧による検知信号により認識され、
（Ａ）前記検知信号の電流又は電圧を前記誤接触検知の閾値に対応させるためにする、前記測定信号の電圧調整機構と、
（Ｂ）前記測定信号が交流電流の場合にこの交流電流の周波数を調整する周波数調整機構と、
（C）前記の閾値の調整と、
の少なくとも１が成されることを特徴とする。

ここで、「閾値に対応させる調整」とは、検知信号の電流又は電圧を閾値と比較することにより誤検知の有無が分かるような電流又は電圧にすることをいう。

そして、この調整により、検知装置の初期設定（測定信号に使用する電圧値および閾値を決定し、電流が交流の場合には周波数を決定し設定すること）が容易且つ適正に成される。これは、前記被覆電線上の任意箇所に近接配置した電極子と前記切断刃とで一対の電極を形成させ、前記被覆に切り込みする際に生ずる前記一対の電極間の電気容量の変位が、マイコン又は電気回路に予めセットされている閾値と比較演算され、適正と判断される測定信号と閾値が決定され設定されるのである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の剥皮装置において、測定信号の電圧調整が、前記剥皮装置を作動させている際に生ずる検知信号の初期設定との誤差が所定の誤差以上の場合に行う前記誤差をなくす為の補正機構を有することを特徴とした。

これは連続運転中、切り込みの際に得られる検知内容に応じ、測定信号の調整が以降の切り込みの際になされるのである。例えば連続運転中、毎回もしくは数回に1回、剥皮刃と芯線を接触もしくは芯線を切断させるように剥皮装置にプログラムしておくのである。このとき得られる検知信号と目標値とを比較し、この誤差を補正した測定信号に設定し直される制御がおこなわれるのである。なお、切断刃とは剥皮に切り込むための刃であるが、被覆電線を切断する為の刃と兼用させるなどするのは自由である。無論、被覆電線の切断には別の刃を準備し、ここでの切断刃を剥皮専用としてもよい。

以上の構成を取ることにより、請求項１記載の発明によれば、例えば測定信号の電圧を所定の閾値と比較して検知する場合でも、その閾値から外れて小さ過ぎる、大き過ぎるなどした場合でも、測定信号を調整するので正しい検知信号を得ることができる。

或いは、測定信号が交流の場合には、ノイズの周波数が検知信号の周波数とたまたま一致するような場合であっても、ノイズとは違う周波数に調整できるので、ノイズによる検知が避けられる。この場合、フィルターもその通過させる周波数を、この請求項の調整に連動させることとなる。

或いは、消費電力を小さく抑えることや、外部機器に与える影響を考慮すると、測定信号の電圧は小さければ小さいほど良いのである。この場合、閾値そのものを調整することができるのであるから、測定信号の電圧を極力小さく設定することが可能となる。

そして、これら調整による初期設定が、試行錯誤を繰り返すことなく、装置のみにおいて容易且つ適正に成されることとなる。

請求項２記載の発明によれば、剥皮装置を使用していく段階で、当初に初期設定された検知信号が諸条件により初期設定からずれてくる場合があるが、この様な場合でも、調整することによりズレの誤差を補正することができ、正しい検知が維持できる。

次に本願発明の実施の形態を、図を持って説明する。図１は剥皮装置１における本願に関係した箇所のみの概略を示した図であり、被覆電線１００の端部付近に切り込む互いに対抗して噛み合うことのできる一対の切断刃１０と、この切断刃１０の噛み合わせ位置に差し入れられる被覆電線１００上の任意箇所に近接配置した電極子２０と、検知装置３０とが設けられている。

検知装置３０には出力端子３１と入力端子３２が設けられており、出力端子３１は電極子２０に接続され、入力端子３２は切断刃１０に接続されている。

被覆電線１００は図示しない進退機構により、被覆電線１００を自身の長手方向に進退させて、被覆電線１００の先端を切断刃１０の噛み合わせ位置に送り出し・引き戻しができるようになっている。

また切断刃１０は、被覆電線１００の被覆１１０に切り込み、芯線１２０に接触する寸前で寸止めされる様になっており、この様な寸止め状態で被覆電線１００を引き戻すと、図２に示すように、切断刃１０により先端部分の被覆１１０ａだけが芯線から引き抜く様にして剥がされるのである。ちなみに、剥がされた先端は芯線１２０が露出するのであり、この芯線１２０ａが他の端子に結線される等するのである。

検知装置３０は、図３に示すように、出力端子３１から所定周波数の交流電流が流されるようになっており、また電圧を変えるためのボリューム３３等と、その周波数を変えるための変調器３４とを有していて、この交流電流の電圧と周波数を調整できるようになっている。なおボリューム３３のような無段階の調整ではなく、多段階なスイッチにより電圧を変える様にしてもよい。

また入力端子３２側では、入力された測定信号の周波数に対応する周波数の電流だけを取り出す周波数フィルター３５と、検知信号の交流電流を増幅する増幅器３６と、周波数フィルター３５を通過した検知信号の電圧を閾値と比較する比較器３７とを有している。なおこの検知信号はインジケーター３８等で表示され、視認できるようになっている。

また閾値を手入力する入力部３９と閾値を記憶する記憶部４０とを有し、閾値が比較器３７に入力されるようになっていて、前述した検知信号との比較に用いられるようになっている。

検査信号が比較器３７で比較されるとその結果が出力され、誤接触の有無が図示しない他所に連絡され、これに基づく所定の処理がなされるようになっている。例えば、出力が接触を知らせるものであれば、剥皮装置１を一旦停止させるとともに、接触の起きたことを図示しないランプとブザーで操作員に知らせる等するのである。或いは、剥皮装置１を停止させることなく、単に接触した電線を何らかの方法で取り除くなどするのである。

また比較器３７に送られるフィルターからの検知信号は、補正判定器４１にも入力されるのであり、この補正判定器４１では、検知信号の電圧が予定された目標値との誤差を測り、この誤差が所定の誤差以上の場合には、次の切り込みの際の誤差をなくす為に、出力端子３１側の増幅器４２に、測定信号の電圧を補正する補正指示を出力する様になっている。これにより何らかの事情により、検知信号が当初は予定された目標値と一致している電圧が、使用している過程でその目標値から次第に離れる狂いが生じることがあるが、その様な場合でもその狂いを補正することができる様になっている。従ってこの補正判定器４１にも、比較器同様に、記憶部４０から閾値が入力される様になっている。

次に、以上の構成を有する剥皮装置１の使用方法を説明する。

まず、この検知装置３０を組み込んだ剥皮装置１を初めて使用するとき、もしくは定期点検時には、測定信号の周波数および電圧値の初期設定をおこなう。
送り出す測定信号の周波数は、出力側の変調器３４により、例えば４ＭＨｚに設定するのである。このとき、入力される検知信号へのフィルター３５も、透過させる周波数帯域が変調器３４に連動して同じ周波数を透過させるようになっている。この様に周波数の設定をしたら、測定信号を電極子２０に送信しない状態（測定信号を出力OFFにするか測定信号のケーフ゛ルを外す）にする。このとき、入力側の検知信号を示すインジケーター３８があるレベルを表示していたのであれば、それは測定信号以外の外部ノイズによるものが入ってきているのであり、先に設定された周波数帯域（例えば４ＭＨｚ）は測定信号として使用するのに適切ではないと判断し、別の周波数帯域を選択するのである。つまり出力側の変調器３４を調整するのであり、入力側の周波数フィルター３５もこれに連動して調整されるのである。そして、インジケーター３８のレベルに何も表示されなければ、切断刃１０や電極子２０の周辺の外部環境にその周波数帯域のノイズが少ないと判断し、この周波数帯域を測定信号の周波数として選択する。

次に、測定信号の電圧レベルを最小にし、その測定信号を電極子２０に送信した状態にする。そして切断刃１０と芯線１２０を接触状態にして、インジケーター３８が接触時適正と示すところまで電圧レベルを上げるのである。例えば閾値を２Ｖとして入力部３９から入力しておき、接触時の検知信号は４Ｖが適正であると定めておき、検知信号の電圧レベルをその様な目標値に到達するようにするのである。そして、確認のため、切断刃１０と芯線１２０を非接触状態にし、インジケーター３８が非接触時適正と示しているかの確認をおこない、例えば０．５Ｖ以下なら適正であるとするのであり、インジケータ３８の表示がその様に示されていれば初期設定は終了である。

もし、このときインジケーター３８が非接触時適正と示すところを表示していなければ、この周波数および電圧は測定信号として適切ではないと判断し、別周波数を選択し、再度試みるか、電極子１０および切断刃１０を含む機械的構成ユニットの変更をおこなうのである。

以上の設定はインジケーター等表示機を確認しながら手動にておこなう設定方法であるが、この一連の処理を予め装置にプログラムしておき自動でおこなう機能を有しており、この場合、検知信号をインジケーターに表示するのではなく、マイコン又は電気回路に予めセットされている閾値等目標値と比較演算される様にし、得られた検知信号に対応する周波数および電圧値および閾値が選択される等され初期設定が成されるのである。

これにより、手動操作による誤設定などの人為的ミス等がなく、装置のみにおいて初期設定が容易且つ適正に成されるのである。

この様にして初期設定がなされたら、剥皮処理がなされるのである。つまり、進退機構により材料電線としての被覆電線の先端が切断刃１０の噛み合わせ位置に送り込まれ、剥皮したい箇所に切断刃１０が位置するようにする。この状態で切断刃１０が噛み合わせるように閉じられ、切断刃１０が剥皮１１０に切り込まれる。切断刃１０は芯線１２０に対して寸止めで停止される様になっている。この寸止めで停止したら、剥皮電線１００が引き戻され、これにより図２に示した様に先端の剥皮１２０ａが剥がされるのである。

そして切断刃１０が寸止めで停止したときに、入力側では入力された検知信号により、切断刃１０による芯線１２０への接触の有無を調べるのである。つまり、入力された検知信号を増幅し、フィルター３５を透過させたら、次に、比較器３７により検知信号の電圧が閾値の２Ｖよりも高いか低いかを見るのである。その結果、高ければ接触したのであり、低ければ接触は無いと判断され、それぞれの結果が出力されるのである。或いは、接触した場合だけ結果が出力され、そうでない場合には何も出力されない様にするのである。

実際には、この様にして先端の剥皮が正常にされた場合には、その後に、本願出願人による特許文献１に示されている様に、剥皮電線１００の後端の切断をし、これにより切り離された１本の製品電線となり、その後端も先端同様に剥皮をするのである。むろんこの後端の剥皮の際にも本願の発明が用いられ、接触の有無が監視されるのである。

以上の処理を繰り返し、多数の製品電線の生産がなされ、又その都度に、剥皮の際の接触の有無の監視が繰り返されるのである。

なおこの様に、製品電線の生産とこれに伴う剥皮処理が繰り返し行われると、時間が経つにつれて、次第に検知信号の電圧に狂いの生じてくる場合がある。或いは剥皮装置１の周辺環境が変わるなどして、ノイズ状況が変わる場合がある。しかしこの様場合であっても、その生じてくる検知信号の電圧の狂いも補正されるようになっている。

例えば当初は、接触の場合には４Ｖの検知信号が得られるように調整してあっても、次第に狂いが生じてきて、例えば３．７Ｖに下がるとか、４．３Ｖに上がるとする場合がある。この様な場合でも、検知信号の電圧は常に補正判定器４１に送られていて、閾値４Ｖとの誤差を測られているのであり、この誤差が例えば０．３Ｖ以上になると、補正判定器４１は出力側の増幅器４２に補正指示を出し、誤差の無くなるように測定信号の電圧を変えるのである。これにより、接触の時には常に予定された４Ｖの電圧の検知信号が得られるのであり、よって検知が正確に行えるのである。

なお本願発明は以上の実施例に限られるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でどの様に実施されてもよい。検知には電圧ではなく電流を用いてもよく、また検知信号には、交流電流以外のものを用いてもよい。例えば直流電流とかパルス電流のようなものであっても、本願の目的が達成できるならどのようなものであってもよい。測定信号と検知信号は、切断刃と電極子の何れによるのであってもよい。

図１は、剥皮装置の概略図である。 図２は、図１の剥皮装置で切り込んだ被覆を抜いて剥皮する様子の概略図である。 図３は、検知装置を構成する各機能の関連図である。

符号の説明

１ 剥皮装置
１０ 切断刃
２０ 電極子
３０ 検知装置
３１ 出力端子
３２ 入力端子
３３ ボリューム
３４ 変調器
３５ 周波数フィルター
３６ 入力側の増幅器
３７ 比較器
３８ インジケータ
３９ 入力部
４０ 記憶部
４１ 補正判定器
４２ 出力側の増幅器
１００ 被覆電線
１１０ 被覆
１２０ 芯線

Claims (2)

1. 切断刃により被覆電線の所望箇所に切り込みを設けて剥皮する剥皮装置であって、前記被覆電線上の任意箇所に近接配置した電極子と前記切断刃とで一対の電極を形成させ、前記被覆に切り込みする際に生ずる前記一対の電極間の電気容量の変位、又は前記被覆電線の芯線と前記切断刃との電気的導通に基づき、前記被覆電線の芯線と前記切断刃との接触を検知する剥皮装置であり、
   前記電気容量の変位は、前記電極子と前記切断刃とのいずれか一方に電流を測定信号として送ることにより他方に生ずる電流又は電圧による検知信号により認識され、
   （Ａ）前記検知信号の電流又は電圧を前記誤接触検知の閾値に対応させるためにする、前記測定信号の電圧調整機構と、
   （Ｂ）前記測定信号が交流電流の場合にこの交流電流の周波数を調整する周波数調整機構と、
   （C）前記閾値の調整機構と、
   の少なくとも１を有することを特徴とする剥皮装置。
2. 請求項１記載の剥皮装置において、
   前記剥皮装置を作動させている際に生ずる検知信号の初期設定との誤差が所定の誤差以上の場合に行う前記誤差をなくす為の補正機構を有することを特徴とした剥皮装置。

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