JPH0417989A - レーザ電線被覆剥離装置 - 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］ 本発明は、比較的細いビニール電線等の被覆電線の被覆
を導体線を切断せずにレーザ光により剥離するレーザ電
線被覆剥離装置に関するものである。

［従来の技術］ 第３図は例えば国際公開Ｗ　Ｏ８９７０３７４４号公報
に示された従来のレーザ電線被覆剥離装置を示す概略構
成図である。図において、（１）は単パルスのレーザ光
（２）を発振するレーザ発振器、（８）はレザ光（２）
を反射する全反射鏡、（４）は全反射鏡（３）を支持固
定する支持部材、（５）は全反射鏡（３）で反射された
レーザ光（２）を集光する集光レンズ、（６）は全反射
凹面鏡、（７）は集光レンズ（５）と全反射凹面鏡（６
）との間に配置された被覆電線、（７ａ）は被覆電線（
７）の誘電体被覆、（７ｂ）は被覆電線（７）の導電体
である。

従来のレーザ電線被覆剥離装置は上記のように構成され
、例えば、レーザ発振器（１）より出射された単パルス
のレーザ光（２）は全反射鏡（３）で反射され、方向を
変えて集光レンズ（５）に入射し、第１の集光点（８）
に集光し、被覆電線（７）の第１の集光点（８）側の誘
電体被覆（７ａ）を吹き飛ばす。

また、その時に消費されなかった残りのレーザ光（２）
は全反射凹面鏡（６）で集光され、第２の集光点（９）
に集光され、被覆電線（７）の第２の集光点（９）側の
誘電体被覆（７ａ）を吹き飛ばし、導電体（７ｂ）のみ
として被覆電線（７）の被覆の剥離加工を行う。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来のレーザ電線被覆剥離装置では、レー
ザ発振器（１）から出射された単パルスのレーザ光（２
）が集光レンズ（５）によって第１の集光点（８）に集
光され、被覆電線（７）の第１の集光点（８）側の誘電
体被覆（７ａ）を吹き飛ばし、その時に消費されなかっ
た残りのレーザ光（２）は全反射凹面鏡（６）によって
第２の集光点（９）に集光され、被覆電線（７）の第２
の集光点（９）側の誘電体被覆を（７ａ）を吹き飛ばす
ようにしているが、レーザ発振器（１）から出射される
レーザ光（２）が単パルスの場合、被覆電線（７）の誘
電体被覆（７ａ）及び導電体（７ｂ）に熱影響を与えて
劣化させ、又、第１の集光点（８）付近でプラズマが発
生して第２の集光点（９）にレーザエネルギーが到達し
ないことがあり、被覆電線（７）がフラット電線等の幅
がある場合には加工できないという問題点があった。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたも
ので、被覆電線への熱影響を少なくし、フラット電線に
対しても剥離加工ができると共にフラット電線の幅や厚
みが変化してもこれに対応して剥離加工ができるレーザ
電線被覆剥離装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係るレーザ電線被覆剥離装置は、パルス幅が短
かく、尖頭出力の大きいパルスレーザ光を発振するレー
ザ発振器と、パルスレーザ光を被覆電線に照射する一対
のシリンドリカルレンズと、少なくとも一方のシリンド
リカルレンズを光軸方向に移動させ、一対のシリンドリ
カルレンズ間の距離を調整可能とする移動手段と、各シ
リンドリカルレンズを光軸の回りに回転させる回転手段
とを備えるように構成したものである。

［作　用コ 本発明においては、パルス幅が短かく、尖頭出力の大き
いパルスレーザ光を発振するレーザ発振器を使用してい
るから、被覆電線への入熱時間が短かく、熱の伝わりが
殆んど考えられず被覆電線の誘電体被覆の微小部分のみ
を加熱し、しかも尖頭出力が大きいため、誘電体被覆の
表面を瞬時に昇華させて剥離加工ができる。又、移動手
段によってパルスレーザ光を被覆電線に照射する一対の
シリンドリカルレンズの一方を光軸方向に移動させて一
対のシリンドリカルレンズ間の距離を調整するようにし
たから、一対のシリンドリカルレンズ間の距離を調整す
ることにより、移動させたシリンドリカルレンズの集光
方向の集光幅が変化し、ビームサイズを変更させること
ができ、被覆電線の断面方向幅に合わせた線焦点の調整
ができる。

更に、回転手段によって各シリンドリカルレンズを光軸
の回りに回転させるようにしたから、シリンドリカルレ
ンズの回転角を調整することにより、シリンドリカルレ
ンズの集光方向がそれに伴い回転し、ビームの集光方向
の調整ができる。

〔実施例コ 第１図は本発明の一実施例の光路系の構造を示す構成図
、第２図は同実施例の光路系を示す斜視図である。図に
おいて、（１）はパルス幅が短かく尖頭出力の大きいパ
ルスのレーザ光（２）を発振するレーザ発振器、例えば
Ｔ　Ｅ　Ａ　（ＴｒａｎｓｖｅｒｒｓｅｌｙＥｘｃｉｔ
ｅｄ　Ａｔｏｍｏｓｈｅｒｉｃ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）　
Ｃｏ２　レーザ発振器で、レーザ光（２）のパルス幅は
約２マイクロ秒、尖頭出力は１５メガワット以上、繰返
し数２０パルス毎秒である。（３）は全反射鏡、（１０
）は光路切換鏡、（１１）、（１２）はシリンドリカル
レンズで集光方向がそれぞれ直交するように設定されて
いる。（１３）は全反射鏡、（１４）は被覆電線である
フラット電線、（１５）は全反射鏡、（１８）、（１７
）はシリンドリカルレンズで、集光方向が直交するよう
に設定されている。（１８）は全反射鏡である。全反射
鏡（１５）、シリンドリカルレンズ（１Ｂ）、（１７）
及び全反射鏡（１Ｂ）にてシリンドリカルレンズ（１１
）　、　（１２）及び全反射鏡（１３）に対するもう一
方の光路系を構成している。

（１９）は光路系切換鏡（１０）を組込んでいるミラー
ホルダ、（２０＞、（２１）はシリンドリカルレンズ（
１１）。

（１２）を組み込んでいるレンズホルダ、（２２）　、
　（２４）はレンズホルダ（２０）　、（２１）が取り
付けられた回転ステージ、（２３）は回転ステージ（２
２）が取り付けられた支持板で、支持柱（２８）に固定
されている。

（２５）は回転ステージ（２４）が取り付けられた移動
板、（２６）は移動板（２５）に設けられたウオームホ
イールで、支持板（２８）に固定されたラック（２７）
と噛合させられている。（２９）は全反射鏡（１３）を
組込んでいるミラーホルダで、ミラーホルダ取付ブロッ
ク（３０）に取り付けられている。（３１）は全反射鏡
（１５）を組込んだミラーホルダ（２０）が取り付けら
れているミラーホルダ取付ブロックである。

また、もう一方の光路系を構成しているシリンドリカル
レンズ（１Ｂ）　、　（１７）及び全反射鏡（１８）は
−方の光路系を構成するシリンドリカルレンズ（１１）
。

（１２）及び全反射鏡（１３）と同様の機構で組み立て
られている。（３２）、（３４）はレンズホルダ、（３
３）　、　（３５）は回転ステージ、（３６）は移動板
、（３７）ウオームホイール、（３８）はラック、（３
９）は支持柱、（４０）はミラーホルダである。

次に上記実施例の動作について説明する。

レーザ発振器（１）より出射されたパルスのレーザ光（
２）は全反射鏡（３）により方向を変換してシリンドリ
カルレンズ（１１）、　（１２）へと導かれる。ここで
レーザビーム径をフラット電線（１４）の剥離形状にあ
わせて形成する必要があるが、シリンドリカルレンズ（
１１）、ｔ２）の焦点距離がある値に選定されている場
合にはフラット電線（１４）上の剥離面積に合せてシリ
ンドリカルレンズ（１１）、（１２）のフラット電線（
１４）からの距離を設定する必要がある。

そこで、支持柱（２Ｂ）　、　（３９）を移動させて、
シリンドリカルレンズ（１１）がフラット電線（１４）
の移動方向の剥離幅に合った適切な位置となるように設
定する。

次に、支持柱（２８）上に固定されたラック（２７）上
をウオームホイル（２６）を回転させることにより、シ
リンドリカルレンズ（１２）を移動させ、シリンドリカ
ルレンズ（１２）がフラット電線（１４）の断面方向幅
に合うように設定する。

更に、シリンドリカルレンズ（１１）　、　（１２）は
回転ステージ（２２）　、　（２４）上に設置されてい
るから、回転ステージ（２２）　、　（２４）回転させ
てフラット電線（１４）上に適切な方向に集光するよう
に光軸の回りにシリンドリカルレンズ（１１）　、　（
１２）を回転調整する。

以上の説明はシリンドリカルレンズ（１１）、（１２）
の調整であるが、もう一方の光路系のシリンドリカルレ
ンズ（１６）、（１７）についても前述と同様に調整す
る。

かかる過程を通して設定されたシリンドリカルレンズ（
１１）、（１２）を通過したレーザ光（２）は所定の形
状に成形され、全反射鏡（１３）で反射し、方向を変換
した後、フラット電線（１４）上に照射される。

このとき、フラット電線（１４）の誘電体被覆（１７ａ
）は吹きとばされて導電体（１４ｂ）が露出するが、レ
ーザ光（２）はパルス幅が短いので、熱の伝わりがほと
んど考えられず、照射した微少部分のみを加熱し、しか
も尖頭出力が大きいため、固体の誘電体被覆（１４ａ）
は昇華し、導電体（１４ｂ）に熱影響を与えて劣化させ
るということはなくなる。

次に、光路系切換鏡（１０）が全反射鏡（３）及びシリ
ンドリカルレン（１１）間の光軸上に移動させられると
、レーザ光（２）は反射して方向をかえ、全反射鏡（１
５）で反射して方向をかえ、シリンドリカルレンズ（１
Ｂ）、（１７）で成形された後、全反射鏡（１８）で反
射し、フラット電線（１４〉上に反対方向より照射され
、残り誘電体被覆（１４ａ）を吹き飛ばして導電体（１
４ｂ）たけが残り、フラット電線（１４）の剥離加工は
完全に完了する。

なお、厚さの異なるフラット電線（１４）を剥離加工す
る場合には、ラック（２７）上をウオームホイル（２６
）を回転させることにより、シリンドリカルレンズ（１
２）を移動させ、シリンドリカルレンズ（１２）がフラ
ット電線（１４）の断面方向幅に合うように設定し、回
転ステージ（２２）　、　（２４）を回転調整してシリ
ンドリカルレンズ（１１）、（１２）を光軸の回りに回
転させ、シリンドリカルレンズ（１１）　、　（１２）
がフラット電線（１４）上に適切な方向に集光するよう
に設定して、フラット電線（■４）に対して剥離加工を
行う。

［発明の効果〕 以上のように、本発明によれば、パルス幅が短かく、尖
頭出力の大きいパルスレーザ光を発振スるレーザ発振器
を使用し、被覆電線への入熱時間を短かくし被覆電線の
表面を瞬時に昇華させて剥離加工を行うようにしたので
、被覆電線への熱による悪影響がなくなり、良好な剥離
加工を得ることができるという効果を有する。

また、一対のシリンドリカルレンズの一方を移動手段に
よって光軸方向に移動させて一対のシリンドリカルレン
ズ間の距離を調整してビームサイズを変更させるように
したので、被覆電線の断面方向幅に合わせた線焦点の調
整ができ、被覆電線の幅の変化、被覆電線の送り方向の
加工幅の変化に対応させることができるという効果を有
する。

更に、各シリンドリカルレンズを回転手段によって光軸
の回りに回転させ、シリンドリカルレンズの回転角を調
整できるようにしたので、ビームの集光方向の調整がで
き、被覆電線の誘電体被覆を所望形状に剥離加工できる
という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の光路系の構造を示す構成図
、第２図は同実施例の光路系を示す斜視図、第３図は従
来のレーザ電線被覆剥離装置を示す概略構成図である。 図において、（１）はレーザ発振器、（２）はレーザ光
、（１１）　、　（１２）はシリンドリカルレンズ、（
１４）はフラット電線、（１Ｂ）、（１７）はシリンド
リカルレンズ、（２２）　、　（２４）は回転ステージ
（回転手段）、（２５）は移動板（移動手段）　、（２
Ｂ）はウオームホイール（移動手段）　、（２７）はラ
ック（移動手段）、（３３）　、　（３５）は回転ステ
ージ（回転手段）　、（３６）は移動板（移動手段）　
　（３７）はウオームホイール（移動手段）　、（３８
）はラック（移動手段）である。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示すものとす
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 パルス幅が短かく、尖頭出力の大きいパルスレーザ光を
   発振するレーザ発振器と、 レーザ発振器から出力されたパルスレーザ光を被覆電線
   に照射する一対のシリンドリカルレンズと、 少なくとも一方のシリンドリカルレンズを光軸方向に移
   動させ、一対のシリンドリカルレンズ間の距離を調整可
   能とする移動手段と、 各シリンドリカルレンズを光軸の回りに回転させる回転
   手段とを備えたことを特徴とするレーザ電線被覆剥離装
   置。