JP4931920B2 - ケーブル剥離装置および剥離方法 - Google Patents

Description

本発明は、ケーブル（特に電線が好適だが、光ファイバーでもよい）の剥離装置および剥離方法に関する。

導線の絶縁体を、部分的に除去するために、該絶縁体に円形断面および縦断面を施すことが可能な装置が、特許文献１から公知である。この装置は、ケーシングと、処理するケーブル端を固定するためのクランプジョーと、少なくとも１つの刃を有するとともに上記ケーブルの絶縁体に対して位置調節可能な回転切り込みヘッドと、上記切り込みヘッドの軸の設定のための調節ユニットと、を有する。さらに発展したケーブル剥離については、例えば、同一の出願人による特許文献２に開示されている。

ドイツ公開実用新案第ＤＥ−Ｕ−２０３１４８３５号 国際公開第ＷＯ−０３１００９３５号パンフレット

しかしながら我々の実験では、上記ケーブルを切り込む際に、回転刃によって該ケーブルに「ねじり」がかかることが認められた。この場合には、上記ケーブルには、ねじりモーメントが作用する。上記ねじりモーメントは、特に、薄いケーブルにおいて、該ケーブルをよじれさせる。この「よじれ」によって、ケーブル断面の長さが相対的に短くなり、剥離長さの正確性に悪影響を及ぼす。さらに、該ねじりモーメントは、上記ケーブル内に引張応力を形成する。この引張応力は、スティックスリップ現象のために、上記ケーブルの編組シールド上に、いわゆる「びびりマーク」（上記ケーブルの表面に沿った多数の乱れた切り込み）を生じさせる。これによって、製品の品質を大幅に悪化させる。

上記クランプジョーに固定されたケーブル端を上記回転刃で切り込む場合に、上記ケーブル内にはねじり作用が発生し得る。これは、上記回転刃が、該刃と上記ケーブルの被膜との間の摩擦によって、該ケーブルの自由端にねじり力を付加するためである。これによって、処理する剥離長さは、設定された所望値、すなわち、上記刃と上記クランプジョーとの間に設定された相互の間隔に比べて、ケーブル軸方向に相対的に短くなる。

上記ねじりによって上記ケーブルの長さが短くなったことに起因して、上記刃が、最初にあてがった場所ではなく、最終的に上記ケーブルの他の場所に切り込んだ場合、上述のように、上記ケーブルの上に上記刃によって生成される「びびりマーク」、つまり、上記刃の跡が付く。換言すると、上記クランプジョーと上記刃とが互いに固定されている相対的構成によって、上記ケーブルが、ねじりにより短くなるため、該ケーブルは上記刃の下を通り抜ける。上記ケーブルは、短くなる方向に向かって、切り込まれた刃の下をむりやり通る。このようにして、上記ケーブル上に、「びびりマーク」または乱れた切り口が生じる。

本発明の目的は、改善された剥離解決方法を提供することにあり、本発明によって、上述の従来技術の欠点を大幅に減少、または、排除することが可能である。つまり、たとえ薄いケーブルであっても、高精度および処理高品質を保ちながら、上記編組シールドおよび上記絶縁体を除去することが可能である。

上記目的は、独立請求項１および７の特徴によって、極めて広範囲にわたって達成される。本発明の好ましい発展形態は、従属請求項に記載されている。

本発明の原理は、上記クランプジョーおよび／または上記刃および／または切り込みヘッドおよび／または上記切り込みヘッドの軸調整ユニットが、ケーシング内において、ケーブル軸方向における該刃と該クランプジョーとの間の（各剥離長さに応じて設定された）相互の間隔内に遊びが設けられるように、配置されている点にある。上記遊びによって、上記切り込みヘッドの調節ユニットとは無関係に、上記クランプジョーおよび／または上記刃および／または切り込みヘッドおよび／または上記切り込みヘッドの軸調整ユニットは、ケーブル軸方向にわずかに移動することが可能になる。

従来技術の上述の不都合な作用を除去するために、本発明では、上記刃と上記クランプジョーとの間の間隔は、必要な場合のみケーブル軸方向の遊びの分だけ短くされ、上記遊びの最大幅は予め設定可能であることが好ましい。これは、例えば上記刃および上記クランプジョーの、軸方向に伸縮性のある互いに相関した軸受けによる、自動調節機能である。

本発明に従って、上記遊びは、上記ねじり作用で短くなったケーブルを用いて決定されるものであり、上記隙間は、自動的に且つ正確に、該遊びの長さだけ縮小される。本発明の要点は、上記ねじりによって上記ケーブルの長さが短くなることに対して、上記刃と上記クランプジョーとの間の間隔を必要に応じて変動させる点である。

本発明の達成され得る最も重要な利点、および、さらなる詳細を、以下の図面の説明において明示する。本発明を、いくつかの実施形態を説明した添付の図面を参照することによってより詳細に説明する。上記図面では、類似および同等の要素には同一の参照番号を付している。

図１〜図４には、本発明の説明に最も重要な、剥離装置１の剥離ステーションの部材のみを示している。ここでは、処理するケーブルを参照記号Ｋ、ケーブルを固定しているクランプジョーをＫＢ、刃をＭ、刃を支えるとともに回転可能な切り込みヘッドをＳＫ、刃ＭとクランプジョーＫＢとの間の予め設定された間隔（所望値）をＡ、切り込みヘッドＳＫの軸方向の調節ユニットをＶ、軸方向に相対的に短くされたケーブル端の間隔をＡ１、および、短くなったケーブルを補正するためのケーブル軸方向の遊びをＳによって示している。

上述のように本発明の原理は、切り込みをする間に、切り込みヘッドＳＫの刃ＭとクランプジョーＫとの間に予め設定された相互の間隔Ａが、ケーブル軸方向の遊びＳだけ縮小される（間隔Ａ１）点である。これは、切り込みをする間に刃Ｍのねじり作用によって形成されるケーブルＫの引張荷重を解消し、さらに、処理する剥離長さがケーブル軸方向に相対的に短くなることを補正する。

これに応じて、クランプジョーＫおよび／または刃Ｍおよび／または切り込みヘッドＳＫおよび／または切り込みヘッドの軸方向の調節ユニットＶは、上記ケーシング内において、本発明に従って、刃ＭとクランプジョーＫとの間の（各剥離長さに応じて設定された）相互の間隔内に、ケーブル軸方向に補正している遊びＳが設けられるように配置されている。この遊びによって、切り込みヘッドの調節ユニットＶとは無関係に、クランプジョーＫＢおよび／または刃Ｍ自体および／または切り込みヘッドＳＫおよび／または切り込みヘッドの軸調節ユニットＶは、必要であればケーブル軸方向にわずかに移動することが可能になる。

図１は、切り込みヘッドＳＫのばね付きの調節ユニットＶを有する、本発明による剥離装置１の第１実施形態を示す図である。この解決方法では、ケーブル軸方向に補正している遊びＳが、調節ユニットＶのばねによる構成によって設けられている。ケーブルＫは、公知の方法によってクランプジョーＫＢ内に固定されているので、該ケーブルの自由端は自由に処理可能である。

駆動された切り込みヘッドＳＫの調節ユニットＶは、ここでは調整スピンドル２として形成されている１つのアクチュエータを有する。調整スピンドル２は、保持ブロック４の開口部３を通って自由に貫通し、保持ブロック４は、所定の剥離長さを設定する際に公知の方法によって、切り込みヘッドＳＫを刃Ｍと共に軸方向に運んでいく。駆動された調整スピンドル２は、対をなすもの、例えばナットブロック５に（図示していない、ねじタップまたはナットを用いて）接続されている。

ナットブロック５は、保持ブロック４が軸方向の遊びＳによって制限された軸方向の動きを可能にするように、形成されている。ナットブロック５の孔６には、少なくとも１つの支持ばね７が配置されている。この支持ばね７は、遊びＳを有した状態で保持ブロック４をナットブロック５から離間したままに維持している（これがナットブロック５の位置であり、上記切り込みヘッドが調整スピンドル２の駆動によって送られた位置である）。ナットブロック５は、図１において軸方向の停止環８を備えており、該停止環は、保持ブロック４が上記ばねの力に対して、軸方向に最大に移動するのを制限している。

図１では、保持ブロック４の設定された基本位置は実線によって示されているが、（間隔Ａを有する）刃Ｍの基本位置は点線によって示されている。しかしながら、刃Ｍの遊びＳによって補正された基本位置（間隔Ａ１）は、逆に示されている。上記補正された基本位置では、保持ブロック４は、矢印９の方向に、その軸方向に遊びＳだけ移動することによって、ナットブロック５の停止環８にもたれかかっている。切り込みヘッドＳＫには、矢印１０によって概略的に示した回転駆動部が設けられている。

図２は、本発明による剥離装置１の第２の実施形態を示す図である。この実施形態では、上記ケーブル軸方向に補正している遊びＳが、刃Ｍのばね付きの構成によって設けられている。

切り込みヘッドＳＫの調節ユニットＶは、駆動された調整スピンドル２がナット１１によって直接保持ブロック４と共に、切り込みヘッドＳＫの予め設定された軸方向の移動に結びついている点において、図１の構成とは区別される。

図２におけるさらなる（図１との）違いは、図２では刃Ｍ自体が、支持ばね１２によってクランプジョーＫＢに対してもたれかかっている点である。図２においては、刃Ｍは、予め設定された（クランプジョーＫＢの間隔Ａを有する）基本位置では点線によって示されているが、遊びＳが、上記ばねの力に対して、矢印９の方向へ遊びＳだけケーブル軸方向に移動した後の補正された処理位置（間隔Ａ１参照）は、実線によって示されている。

図３は、本発明による剥離装置の第３の変形形態を示す図である。この変形形態では、ケーブル軸方向に補正している遊びＳは、クランプジョーＫＢのばねによる構成によって設けられている。そのために、クランプジョーＫＢ（図３）の右は、支持ばね１３によって刃Ｍを支えている。（刃Ｍを有する）切り込みヘッドＳＫおよび上記調節ユニットの構成は、図２と同様である。

刃Ｍからの間隔ＡにおけるクランプジョーＫＢの設定された基本位置（図３）は、点線によって示されているが、クランプジョーＫＢがケーブル軸方向の移動に応じて、上記ばねの力に対して矢印１４の方向に軸方向の遊びＳの分だけ移動した後の、クランプジョーＫＢの補正された処理位置（間隔Ａ１）は、実線によって示されている。

図４は、本発明による剥離装置１の第４の実施形態を示す図である。この実施形態では、ケーブル軸方向に補正している遊びＳが切り込みヘッドＳＫのばねによる構成によって設けられている。このために、駆動された切り込みヘッドＳＫ（矢印１０）は、保持ブロック４に対して、軸方向に相対的に移動可能に搭載されており、支持ばねによって支えられている。切り込みヘッドＳＫがばねによって構成されているため、切り込みヘッドＳＫと刃Ｍとのケーブル軸方向に補正する移動が可能になる。つまり、切り込みヘッドＳＫと刃Ｍとは、上記ばねの力に対して、切り込みヘッドＳＫの調節ユニットＶに相対的に（つまり、保持ブロックＨＢに相対的に）、矢印９の方向に遊びＳだけ移動することが可能になる。

クランプジョーＫＢから間隔Ａだけ離れた、刃Ｍを有する切り込みヘッドＳＫの設定された基本位置は、点線によって示されているが、刃Ｍが切り込みヘッドＳＫと共に補正をしている処理位置（間隔Ａ１）、つまり矢印９の方向に、上記ばねの力に対して軸方向の遊びＳだけケーブル軸方向に動いた後の位置は、実線により示されている。

図５〜図９には、図１による剥離装置１の具体的な実施形態が示されている。図５および図６には、最も重要な部材、つまり駆動された切り込みヘッドＳＫ、調整スピンドル２、保持ブロック４、および、ナットブロック５を有する該切り込みヘッドＳＫの軸方向の調節ユニットＶが示されている。ここでは、装置１の骨組み枠１６も部分的に示されている。

図１に関連して既に説明したように、保持ブロック４は、ナットブロック５に対して、矢印１７（図６）の方向に遊びＳだけ移動可能なように構成されている。つまりナットブロック５は、保持ブロック４に軸方向に制限された動き（遊びＳ）を可能にするように形成されている。ナットブロック５の詳細は、図７〜図９に示されている。

ナットブロック５の穿孔１８には、同軸上に受け止めスリーブ２０と支持ばね２１とを有する、ねじ１９が配置されている（図８）。（ねじ１９の端部が、ここでは図示していない保持ブロック４の線穴の中にねじ込まれた場合には、（図８参照））支持ばね２１は、ナットブロック５をねじ１９のねじヘッド２２の上に押さえつける。これは、切り込みヘッドＳＫが軸方向の調節ユニットＶによって送られた状態である（図６）。

図９では、ナットブロック５は孔２３を有しており、この孔の中に調整スピンドル２と共に機能するナット（図示していない）を、引張ねじ２４によってしっかりと締め付けることが可能である。場合によっては、上記ナットの代わりに、１つのねじを孔２３の中に用いてもよい。ナットブロック５は、さらに、受け止めねじ２５を有し、これによって、軸方向の遊びＳは、調節可能に制限される（図６）。

（切り込みヘッドＳＫが有する）この軸方向の遊びＳは、保持ブロック４からナットブロック５までの間隔から成り、該間隔はねじ１９によって調節可能である。同様に、上記遊びは、受け止めねじ２５の先端部から保持ブロック４までの間隔からも成る。設定された位置では、受け止めねじ２５は、止めナット２６によって固定されている（図８）。

場合によっては、上記ナット自体がナットブロック５の孔２３の中、例えば、ゴム状の軸受け内に収納されることが可能であり、これによっても、刃ＭとクランプジョーＫＢとの間のケーブル軸方向に補正している遊びＳが設けられる。

本発明による剥離装置１は、様々なケーブル、特に、極めて薄いケーブルに自在に用いることが可能である。

剥離技術における当業者に公知の制御装置、駆動装置、および、センサーについては、文献に十分に開示されているように、当業者に明確に示されている。従って、ここではそれについての詳細に触れる必要はない（例えば、同一の出願人によるＷＯ−０３１００９３５参照）。剥離装置１の、好ましくはプログラム可能な駆動部には、例えば、ケーブルリストが形成されたメモリを備えていることが可能である。上記ケーブルリストは、上記ケーブルを介して情報を受け取り、該情報を直接上記剥離装置の駆動部のために用いることが可能である。

刃Ｍは、同軸上に形成されたケーブルＫの様々な層を、様々な深さ、および、場合によってはケーブル端から様々に間隔を取って切り込む（図１〜図４参照）。

我々の実験では、絶縁体の外径が０．４ｍｍであり、シールドへの切り込み直径が０．３ｍｍ、誘電体への切り込み直径が０．１９ｍｍ、および、導体への切り込み直径が０．１４ｍｍであるケーブルＫ（タイプ：マイクロ同軸ケーブル「ＡＷＧ４０」）をテストケーブルとして用いた。剥離長さを各９ｍｍ、５ｍｍ、および、２ｍｍとした。この場合、本発明によるケーブルＫの軸方向の最適な長さ調整（つまり遊びＳ）は０．１５ｍｍであることが明らかになった。これは、驚くべき高精度と処理高品質とに結びついている。

追加的な調節装置（図示していない）を用いた、モーターで動く、ケーブル軸方向の遊びＳに合わせた調節も可能であり得ることが認められる。しかしながら、上記調節装置は、切り込みヘッドＳＫの調節ユニットＶとは完全に無関係に機能する必要がある。この実施形態を図１０に示した。図１０は、図４の対象を組み立てる場合に加えられる。さらに、クランプジョーＫＢは、力測定システムＫＭによって機械のシャーシを支えている。上記力測定システムは従来の構成を有し、クランプジョーＫＢへの引張力を得るために用いられ得る。上記引張力は、典型的には、回転切り込みをする場合の切り込み刃Ｍのよじれ作用のもとに、ケーブルをよじるときに生じる。

上記引張力または引張力の変化に対して、力測定システムＫＭは、同じくシャーシを支える駆動部ＭＯを駆動することができる。この駆動部ＭＯは、上記引張力を低減させるために、切り込み刃Ｍを、スピンドル２を介してケーブル軸方向に動かす。

この場合、つまり駆動部ＭＯが、スピンドル２をある所定の値（好ましくはＳ）だけ回転させるパルス制御であるか、または、つまり駆動部ＭＯが、上記引張力が再びある特定の値に下がるまでずっと、スピンドル２を永続的に回転させる規制された制御である。

駆動部ＭＯは、図４の構成でも切り込み刃Ｍの調節に用いられていた駆動部と同じ駆動部であることが好ましい。これはまた、上記駆動部と機械的に直列に接続された追加駆動部であってもよい。本発明の発展形態にとって重要なことは、上記引張力がばね力によって補正されるのでなく、上記切り込み刃の任意の（制御された）方法によって補正される点である。

当然ながら、上記引張力を解消させるために、保持ジョーＨＢが任意の（および制御されて）動かされ得る別の構成も考慮され得る。

上記実験中に、我々は、切り込み速度がケーブルＫのよじれ動作に大きな影響力を有していることを観察した。従って、我々が用いたプロトタイプでは、操作する人は、刃Ｍの切り込み速度（送り速度）を、従来の２倍の領域内において変動させることが可能である。つまり、従来技術の剥離装置と比べて、処理速度を高めることが可能である。

上述した特徴を組み合わせることによって、以下に記す改善点を達成する。これは、小型剥離装置によって達成するものである。上記小型剥離装置は高精度に作動し、特に剥離長さおよび剥離深さに関して、正確性を改善することを可能にする。本発明によって、ねじれ作用が生じても、実際には、所望の剥離長さを極めて正確に、特に非常に薄いケーブルの場合（これは従来では、実際には不可能であった）でもケーブルを傷つけることなく、且つ、「びびりマーク」をつけることなく達成することが可能である。

当然ながら、本発明は、図示して説明した実施形態に限定されるものではない。さらなる実施形態および組み合わせも、特許請求の範囲内において、想定可能である。

ばね付きの切り込みヘッド調節ユニットを有する本発明による剥離装置の、第１の実施形態の概略的構成を示す図である。 ばね付きの刃を有する本発明による剥離装置の、第２の実施形態のスキーマを示す図である。 ばね付きのクランプジョーを有する本発明による剥離装置の、第３の実施形態のスキーマを示す図である。 ばね付きの切り込みヘッドを有する本発明による剥離装置の、第４の実施形態のスキーマを示す図である。 図１による解決方法の一発展形態の斜視図である。 図５による構成の側面図である。 図６の一部分を示す斜視図である。 部分的に切断された、図７によるナットブロックを示す側面図である。 図８によるナットブロックを示す正面図である。 図４の構成が上記切り込みヘッドのための強制シーケンス制御を有する、一発展形態を示す図である。

Claims (10)

1. ケーシングと、
   剥離ステーションと、
   処理するケーブル端を固定するクランプジョーと、
   少なくとも１つの刃を有するとともに前記ケーブルの絶縁体に対して調節可能であり、且つ、回転可能に駆動可能である切り込みヘッドと、
   を有し、前記切り込みヘッドの軸方向の設定に応じて前記ケーブルの各剥離長さのいずれか１つの長さについての調節ユニットを装備したケーブルの剥離装置であって、
   前記ケーブルの剥離装置は、
   前記クランプジョー（Ｋ）および前記刃（Ｍ）および前記切り込みヘッド（ＳＫ）および前記切り込みヘッド（ＳＫ）の軸方向調節ユニット（Ｖ）の少なくとも一つが、ケーシング内において、各剥離長さに応じて設定された、ケーブル軸方向における刃（Ｍ）と前記クランプジョー（Ｋ）との間の相互の間隔（Ａ）内に遊び（Ｓ）が設けられるように配置されており、
   前記遊び（Ｓ）によって、前記切り込みヘッドの調節ユニット（Ｖ）に依存しないで、前記クランプジョー（Ｋ）および前記刃（Ｍ）および前記切り込みヘッド（ＳＫ）および前記切り込みヘッドの調整ユニット（Ｖ）の少なくとも一つが、ケーブル軸方向にわずかに移動することが可能になること、
   を特徴とするケーブルの剥離装置。
2. 前記クランプジョー（Ｋ）および前記刃（Ｍ）および前記切り込みヘッド（ＳＫ）および前記切り込みヘッドの軸調整ユニット（Ｖ）の少なくとも一つは、前記ケーシングに対して、ケーブル軸方向に弾性を有して搭載されていることを特徴とする請求項１に記載のケーブルの剥離装置。
3. 前記遊び（Ｓ）は、好ましくは、少なくとも１つの受け止めねじ（２５）を用いて、設定可能であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のケーブルの剥離装置。
4. 前記ケーブルの剥離装置は、軸方向の前記遊び（Ｓ）に反作用する少なくとも１つの支持ばね（７；１２；１３；１５；２１）を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のケーブルの剥離装置。
5. 前記切り込みヘッド（ＳＫ）の調節ユニット（Ｖ）は、調整スピンドル（２）を有し、１対をなすもの、好ましくはナットに力を伝達して接続されており、
   前記対をなすものと前記調整スピンドル（２）との間の遊び（Ｓ）、または、前記調整スピンドル（２）または前記対をなすものと、前記ケーシングとの間の遊び（Ｓ）が設けられていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のケーブルの剥離装置。
6. 前記ケーシング内には、前記切り込みヘッド（ＳＫ）を搭載した調節ユニット（Ｖ）用の保持ブロック（４）が設けられており、前記保持ブロック（４）は、前記調整スピンドル（２）が前記調節ユニット（Ｖ）から自由に貫通する開口部（３）を有していることと、
   前記保持ブロック（４）には、前記調整スピンドル（２）に接続されたナットブロック（５）が配置されており、前記調節ユニット（Ｖ）における設定可能な遊び（Ｓ）は、前記ナットブロック（５）と前記保持ブロック（４）との間に形成されていることとを特徴とする、請求項５に記載のケーブルの剥離装置。
7. 少なくとも１つのケーブル端は、剥離ステーション内に配置され、クランプジョーによって固定されており、前記ケーブルの絶縁体は、回転可能に駆動可能な切り込みヘッドの少なくとも１つの刃によって、特定の長さおよび深さに除去（剥離）される、ケーブルの剥離方法であって、
   前記ケーブルの剥離方法は、
   剥離の切り込みを行う間に、前記切り込みヘッド（ＳＫ）の刃（Ｍ）と前記クランプジョー（Ｋ）との間に予め設定された相互の間隔（Ａ）は、ケーブル軸方向の遊び（Ｓ）だけ縮小され（Ａ１）、これによって、一方では前記切り込み中の前記刃（Ｍ）のねじれ作用によって生じる、前記ケーブル（Ｋ）の引張力を解消し、他方では処理する剥離長さがケーブル軸方向に相対的に短くなることを補正することを特徴とする、ケーブルの剥離方法。
8. 前記ケーブル軸方向の遊び（Ｓ）は、前記切り込みヘッド（ＳＫ）の所定の軸方向の動きによって、前記クランプジョー（ＫＢ）の方向に形成されていることを特徴とする、請求項７に記載のケーブルの剥離方法。
9. 前記刃（Ｍ）と前記クランプジョー（ＫＢ）との間の相互の間隔（Ａ）は、前記ケーブル軸方向の遊び（Ｓ）だけ自動的に縮小されることを特徴とする、請求項７または８に記載のケーブルの剥離方法。
10. 前記刃（Ｍ）と前記クランプジョー（ＫＢ）との間の相互の間隔（Ａ）は、切り込み工程中に、必要に応じて力測定装置（ＫＭ）によって制御されながら、前記ケーブル軸方向の遊び（Ｓ）だけ駆動部（ＭＯ）によってモーター駆動されて縮小されることを特徴とする、請求項７または８に記載のケーブルの剥離方法。

Images