专利名称：电线扭结装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于扭结一对电线的扭结装置。
背景技术：
用于信号传输的电缆通常具有一对扭结而成的电线以抑制噪声的影响并减少信号衰减。
日本专利公告号HEI 10-340644(1998)和本说明书附图11都示出第一种现有电线扭结装置。如图11所示，该装置用于以电线夹具A和B固定电线W1和W2的第一和第二末端。该工序继续用一包括一电机的驱动源C旋转电线夹具A以趁扭结电线W1和W2的第一末端，同时将另一电线夹具B保持在静止状态。因此，如图11所示，该装置用于扭结电线W1和W2。
图11中的扭结装置将电线W1和W2的第二(左)末端固定到电线夹具B。电线的第一(右)末端由电线夹具A固定并旋转。这样，电线W1和W2就扭结一起。如果电线W1和W2具有较大直径，则在扭结后，扭结的电线中会产生高回复力。此高回复力趋向于扩散开并将电线W1和W2朝相反方向扭开。为避免这样的问题，以多于所需节距数(pitch)的节距数将电线W1和W2不正常地扭结。之后，电线夹具A向反方向旋转额外的扭转圈数以避免上述朝相反方向扭开的情况。但是，这种结构将使得在扭结的电线W1和W2中产生不均匀的节距并在它们之间形成空隙。
日本专利公告号2001-319536和本说明书附图12都示出第二种现有电线扭结装置。如图12所示的装置用于以夹持单元α固定固定一对电线W1和W2的第一末端，并以夹持单元β固定电线W1和W2的第二末端，使每个第二末端都不是固定死的，而是被约束不能和另一个第二末端一起旋转。该工序继续用包括一电动机的驱动源C旋转夹持单元α以趁扭结电线W1和W2的第一末端。之后，电线W1和W2的整个长度被扭结在一起。
图12的扭结装置将电线W1和W2的第二(左)末端固定，但允许电线W1和W2单独旋转并使它们被扭结。此装置能在不将电线W1和W2的第一(右)末端以多于需要节距数的节距数扭转的情况下，防止朝相反方向扭开。但是，在电线夹持单元β中有一些夹持部分不能限制电线W1和W2在轴向上的移动。在电线W1和W2具有小直径和长长度的情况下，不可能得到在合适条件下扭结电线W1和W2所需要的拉力。因此，扭结的节距变得不均匀。从而图12中公开的电线扭结装置不能应用在具有长长度和小直径的电线上。
考虑到上述问题，本发明的一个目的是提供一种不论电线的直径和长度如何，都能以恒定节距精确扭结电线电线扭结装置。
发明内容
本发明涉及一种用于电线扭结装置，该装置包括用于夹持一对电线的第一末端第一夹持单元，用于夹持电线的第二末端的第二夹持单元，以及用于旋转第一夹持单元以扭结电线的一扭结驱动单元。第二夹持单元包括与电线的第一末端一起旋转的一对支承件，以及一旋转同步机构，其当一支承件旋转时，通过将旋转力从该支承件传递到另一支承件，从而以相同速度向相同方向旋转两支承件。
根据上述结构，可允许电线的第二末端旋转。因此，在扭结驱动单元旋转夹持着电线第一末端的第一夹持单元以扭结电线的第一末端时可以防止第二末端朝相反方向扭开。电线的两第二末端以相同的速度向相同的方向旋转。因此，在扭结时，有合适的张力施加于电线上且它们是以恒定的节距被适当地扭结。
第二夹持单元优选地具有用于让两支承件在电线受拉伸的方向偏移的偏移件。因此随着扭结的进展在电线中出现拉应力，从而电线被适当地扭结。
本发明还涉及一种用于电线扭结装置，该装置包括分别用于夹持一对电线的第一末端第一夹持单元，用于可转动地夹持电线的第二末端的第二夹持单元，以及用于旋转第一夹持单元以扭结电线的扭结驱动单元。电线扭结装置还包括位于第一和第二夹持单元之间的用于夹持电线的第三夹持单元，且在第一夹持单元转动时，允许每条电线旋转但限制它使其不能与另一电线一起旋转。提供一滑动驱动单元，其用于从与第一夹持单元相邻的起始位置将第三夹持单元移动到与第二夹持单元相邻的终止位置处；以及提供一控制装置用于控制滑动驱动单元以与第一夹持单元的旋转速度相当的速度移动第三夹持单元。
根据上述结构，第三夹持单元在扭结驱动单元转动夹持着电线第一末端的第一夹持单元时，随着扭结的进度向第二夹持单元移动。因此，第三夹持单元可以防止在第一夹持单元中的电线的第一末端处产生的扭力传递到在第二夹持单元中的电线的第二末端。因此，电线以均匀的节距被适当地扭结。
对于本发明所涉及的领域的技术人员，通过参考附图，本发明所考虑到的本发明的上述的及其他的特点将变得易于理解。
图1为根据本发明的电线扭结装置的一个实施例的示意性侧视图。
图2为根据本发明的第一夹持单元的部分剖视主视图。
图3为根据本发明的扭结驱动单元的部分剖视顶视图。
图4为根据本发明的第二夹持单元的部分剖视顶视图。
图5为根据本发明的支承件的顶视图。
图6为根据本发明的支承件的主视图。
图7为支承件的分解透视图。
图8为根据本发明的第三夹持单元的示意图。
图9(a)和9(b)为电线扭结过程的示意图。
图10为根据本发明的另一个第二夹持单元的部分剖视顶视图。
图11为第一个传统电线扭结装置的示意图。
图12为第二个传统电线扭结装置的示意图。
具体实施例方式
图1示出根据本发明的电线扭结装置的一个实施例。该电线扭结装置包括夹持着一对电线W1和W2的第一(右)末端的第一夹持单元1，夹持着电线W1和W2的第二(左)末端的第二夹持单元2，在第一和第二夹持单元1和2之间夹持着电线W1和W2的中间部分的第三夹持单元3。该扭结装置还包括转动第一夹持单元1以扭结电线W1和W2的扭结驱动单元4，以及支撑部件1到4的机架5。该机架5包括由一细长的、轻型型钢制成的且沿着欲扭结的电线W1和W2放置的机架体6。机架5还包括多个支柱7。机架体6具有导轨(未示出)，第二和第三夹持单元2和3在其上滑动。
如图2和3所示，第一夹持单元1包括由矩形板材制成的基板8。托架9通过螺钉固定在基板8的上表面，且操纵杆11由托架9上的一对铰链(link)10可转动地支承。夹具臂12具有一近端，可转动地支承在托架9和操纵杆11的远端上。具有由聚氨酯橡胶制成的垫板零件13的压板14与基板8的远端相连。基准销15立在压板14的远端的上表面上。
电线W1和W2的第一末端(右)位于基板8和压板14上，以将基准销15插在电线之间。然后将操纵杆11从高位(如图2中虚线所示)推到低位(如图2中实现所示)。夹具臂12从较高的打开位移动到较低的压合位置。电线W1和W2的第一末端夹在压板14上的垫板件13与连接于夹具臂12下端表面的聚氨酯橡胶垫板件16之间。
旋转轴18通过联结器17连接到基板8的近端。旋转轴18被可转动地支承在轴承装置20处，如滚珠轴承。轴承装在与机架5的机架体6的侧壁相连的支架19中。驱动力从扭结驱动单元4传递到联结到基板8的旋转轴18上。之后，第一夹持单元1在侧面空间中沿着机架体6旋转。
扭结驱动单元4包括一个固定于第一夹持单元1的旋转轴18上的具有一伞形齿轮的从动齿轮21。驱动轴23可转动地支承在轴承22处且在支架19中具有滚珠轴承支承。从动齿轮24固定在驱动轴23上并与从动齿轮21啮合，驱动马达26设置成通过联轴节25转动驱动轴23。驱动马达26可以是精密受控的伺服电动机等等，其速度可在例如300-1800rpm(每分钟转数)之间变化，而其回转角度(转动总量)受来自控制装置的控制信号控制。
如图4所示，第二夹持单元2夹着电线W1和W2的第二(左)末端。部件2包括一对与电线W1和W2的第二末端一起旋转的支撑件27。第二夹持单元2还具有一个沿相同方向以相同速度转动支撑件27的旋转同步机构28。在电线W1和W2的扭结过程中，偏移件29将支撑件27沿电线W1和W2受拉的方向偏移，如以下说明。
如图5到7所示，每个支撑件27都包括一个在顶视图为矩形的转动板30。旋转轴32通过联结器31联结到转动板30的近端。支撑件27还包括一滑动板33和一压缩盘簧34。滑动板33可以沿着转动板30的下表面滑动且压缩盘簧34将滑动板33推向转动板30的远端同时也是推向电线W1和W2的夹持位置。两夹具35设置在转动板30的上端表面上，并与滑动板33相联结。
转动板30的中间部分具有纵向伸展的第一导向槽对36和37，且转动板30的远端具有呈倒V形纵向伸展的第二导向槽对38。滑动板33的远端具有横向伸展的两个相对的导向槽39(见图7)。两个L形手柄40和41由圆棒材制成，并从滑动板33的近端表面伸出(见图7)。
手柄40和41的上端向上插入第一导向槽36和37，从而手柄40和41在第一导向槽36和37中可滑动地支撑。当手柄40和41在第一导向槽36和37中滑动时，滑动板33在转动板30的下表面上纵向滑动。
手柄40可转动地支撑在滑动板33中。接合部分42设置在第一导向槽36的近端，手柄40适合于插入其中。当手柄40的上端与接合部分42相接合时，滑动板33克服压缩盘簧34所产生的推力锁定在转动板30的近端。之后，夹具35保持在释放位置，如下所述。
支架44固定在转动板30的近端的底面。支架44具有一凹孔43，压缩盘簧34的第二(左)末端插入其中。滑动板33具有一带有凹孔45a的近端壁，压缩盘簧34的第一(右)末端插入其中。因此，压缩盘簧34产生的推力使滑动板33向转动板30的远端偏移(见图6)。
每个夹具35都加工成在其内侧表面上具有聚氨酯橡胶制成的垫板件45的块状体。驱动销46和47立在夹具35的下表面上以插入转动板30中的第二导向槽38的其中之一。驱动销46和47设置在与第二导向槽38相对的倾斜方向上。接近转动板30的远端的驱动销46比另一驱动销47长。驱动销46的下端插入滑动板33的导向槽39中。
当滑动板33在转动板30的下表面上滑动时，转动板30的上表面上的夹具35沿着第二导向槽38滑动。因此，夹具35在电线W1和W2的靠近夹紧位置(如图5中实线所示)与间隔开的释放位置(如图5中虚线所示)之间移动。
克服压缩盘簧34产生的力，拉回手柄40或41，使滑动板33向转动板30的近端并向转轴32移动。因此，驱动销46和47在第二导向槽38中向后外方向滑动。夹具35在退回时被引导移动而彼此远离。然而，压缩盘簧34产生的推力可以使滑动板33向转动板30的远端移动。在此情况下，驱动销46和47在第二导向槽38中向前内方向滑动。因此，夹具35被引导以彼此接近并挤压电线W1和W2的第二末端。
如图4所示，第二夹持单元2具有一可转动地支撑着支撑件27的滑动框架48。滑动框架48具有轴承49(如滚珠轴承等)，用于可转动地支撑联结到转动板30的旋转轴32。每个支撑件27都绕转轴32的纵轴转动。而且，滑动框架48可滑动地支撑在机架体6上的保持框架50上。因此，第二夹持单元2的支撑件27在机架体6的侧壁上与滑动框架48一起滑动。
滑动框架48具有一旋转同步机构28。机构28包括在支撑件27的转轴32上具有一对正齿轮的第一和第二齿轮51和52。中间轴54设置在两转轴32之间，且中间齿轮55固定在中间轴54上。中间齿轮55分别与第一和第二齿轮51和52相啮合。在旋转同步机构28中，第一和第二齿轮51和52的齿数相等。如果支撑件27之一在下述电线W1和W2的扭结过程中转动，则与支撑件27一起转动的一个齿轮51或52的转动力将通过中间齿轮55传递给另一个齿轮51或52。因此，两支撑件27以相同的速度向相同的方向旋转。
包括拉伸盘簧的偏移件29设置在支撑在机架体6上的保持框架50与滑动框架48之间。偏移件29使滑动框架48在一方向上偏移，在该方向上，在电线W1和W2的扭结过程中滑动框架48向远离第一夹持单元1的方向移动，如下所述。因此，拉力施加于支承在每个支承件27上的电线W1和W2。
保持框架50可滑动地支承在机架5的机架体6上的导轨(未示出)上且由锁定件(未示出)约束，不能在导轨上滑动。该锁定件根据电线W1和W2的长度调整保持框架50在机架体6上的锁定位置，即夹持着电线W1和W2的第二末端的第二夹持单元2的位置。
如图8所示，第三夹持单元包括一个可滑动地支承在机架5的机架体6上的导轨(未示出)上的滑动基板56。滑杆57从滑动基板56伸向机架体6的侧壁，且四个支承杆58从滑杆57的上表面伸出。电线W1和W2设置在一对相邻的支撑杆58之间。在电线W1和W2的扭结过程中允许电线W1和W2在第一和第二夹持单元1和2之间转动，如下所述。当第一夹持单元1旋转时，电线W1和W2的第一末端被扭结。电线W1和W2的第二末端受约束，不能彼此一起转动。
在第三夹持单元3的滑动基板56与机架体6之间设置有滑动驱动单元60。该滑动驱动单元60包括，例如，沿着机架体6伸展的齿条61，与齿条61相啮合的小齿轮62，以及驱动小齿轮62的驱动马达63。驱动马达63固定在滑动基板56上。驱动驱动马达63以根据来自控制箱中的控制器64的控制信号转动小齿轮62。第三夹持单元3的滑动基板56从接近第一夹持单元1的起始位置向接近第二夹持单元2的终止位置以恒定速度移动，该移动与第一夹持单元1的转动同时发生。
驱动马达63可以是一伺服电动机等等，其中旋转速度是变化的，且根据来自控制器64的控制信号控制旋转角度(转动总量)。控制器64具有根据来自输入装置65的电线W1和W2的扭结数和电线W1和W2全长上的扭结长度，控制和设定滑动基板56的滑动速度(驱动马达56的转速)的功能。扭结数，即第一夹持单元1的转数。例如，在第一夹持单元1旋转40转且扭结长度为1000mm的电线W1和W2具有40个扭结部分的情况下，驱动马达63的旋转速度设为第一夹持单元1转一圈时，使第三夹持单元3移动25mm的距离。
在扭结装置用于扭结电线W1和W2时，如图9(a)所示，第三夹持单元3移动到与第一夹持单元1相邻的起始位置处。此时驱动第一夹持单元1的操纵杆11以将夹具臂12置于上方的开放位置(见图2中虚线)。通过在第三夹持单元3的支撑杆58之间的间隙将电线W1和W2的第一末端引导到基板8上，从而将基准销15插在电线W1和W2的第一末端之间。之后驱动操作杆11且夹具臂12向下移动到夹紧位置。第一夹持单元1夹紧电线W1和W2的第一末端(见图2和图3中的实线)。
在第二夹持单元2的支撑件27上的手柄40和41预先置于与电线W1和W2的长度相应的位置。之后驱动支撑件27的手柄40或41，且夹具35被锁定在间隔开的位置处，并将电线W1和W2的第二末端导入夹具35之间的间隙。之后将手柄40从啮合部分42释放，并将夹具35移动到夹紧位置。第二夹持单元2夹紧电线W1和W2的第二末端。
按下起动按钮(未示出)，扭结驱动单元4的驱动马达26开始驱动。结果，第一夹持单元1的基板8被转动以扭结电线W1和W2的第一末端。如图8和9(b)所示，当扭结第一夹持单元1和第三夹持单元3之间的电线W1和W2时，启动滑动驱动单元60的驱动马达63。第三夹持单元3在扭结过程进行中，以恒定速度从接近第一夹持单元1的起始位置移动到接近第二夹持单元2的终止位置。
当扭结驱动单元4的驱动马达26转动第一夹持单元1的基板8，达到预定总转数时，电线W1和W2的扭结过程结束。在第三夹持单元3到达结束位置时，扭结驱动单元4和滑动驱动单元60自动停止驱动。此后，第一和第二夹持单元1和2释放电线W1和W2的第一和第二末端并从扭结装置上取下已扭结的电线。第三夹持单元3然后返回起始位置，并在扭结装置上安放新的电线W1和W2。之后，重复上述步骤。
可以基于所放置的电线W1和W2的种类来改变电线W1和W2的长度以及扭结数。因此，输入装置65将例如电线W1和W2的长度以及扭结数的数据输入控制装置64。根据新电线W1和W2的扭结长度改变第二夹持单元2的安置位置，且在扭结装置上放置新电线W1和W2。
如上所述，本发明涉及一种电线扭结装置，其包括用于夹持一对电线W1和W2的第一末端的第一夹持单元1，用于夹持电线W1和W2的第二末端的第二夹持单元2，以及用于转动第一夹持单元1以扭结电线W1和W2的扭结驱动单元4。第二夹持单元2包括一对与电线W1和W2的第一末端一起旋转的支承件27，和旋转同步机构28，该旋转同步机构通过在一支承件27转动时将旋转力从一支承件27传递到另一支承件27，以相同速度朝相同方向转动两支承件27。因此，无论电线的直径和长度，可以以恒定的节距精确扭结电线。
也就是说，电线W1和W2的第二(左)末端由第二夹持单元2可转动地夹持。因此，可以防止被扭结的电线由于高回复力而朝相反的方向扭开，即使电线W1和W2的直径尺寸相当大。因此，不必以超过需要的节距数扭结电线W1和W2，可以以适当的节距精确地扭结电线W1和W2。
转动电线W1和W2的第一末端以实现扭结过程，且在电线W1和W2中产生的扭力被传递到电线W1和W2的第二末端以转动它们。之后，在电线W1和W2之一中产生的旋转力通过旋转同步机构28被传递到另一电线。电线W1和W2以相同的速度向相同的方向旋转。因此，可以防止失衡，例如只在电线W1和W2的其中之一上过量扭结，因此，可以防止电线W1和W2其中之一比另一电线朝相反方向扭开得更多。还可以防止在电线W1和W2之间由于扭结的干扰形成间隙。
第二夹持单元2的支撑件27和旋转同步机构28作为一种配重，在扭结小直径的电线W1和W2时，对电线W1和W2施加张力。这样可以恰当地扭结电线W1和W2，同时电线W1和W2在整个长度上受拉。因此，即使电线W1和W2具有小直径，也可以精确地且紧密地设定扭结节距。
在第二夹持单元2上的偏移件29将支撑件27在电线W1和W2受拉力的方向上偏移。通过偏移件29施加在电线W1和W2上的拉力使得扭结节距得以更加精确地和紧密地被设定。在进行电线W1和W2的扭结过程时，支撑电线W1和W2的第二末端的支撑件27随着扭结过程的进展被拉向第一夹持单元1，从而增大偏移件29的偏移力。因此，在扭结过程的最后阶段扭结电线W1和W2时，也就是说，在远离对电线W1和W2施加扭力的第一夹持单元1所在的位置时，可以抑制扭结干扰。
如上所述，电线扭结装置包括用于夹持一对电线W1和W2的第一末端的第一夹持单元1，用于可转动地夹持电线W1和W2的第二末端的第二夹持单元2，以及用于转动第一夹持单元1以扭结电线W1和W2的扭结驱动单元4。电线扭结装置还包括在第一和第二夹持单元1和2之间的用于夹持电线W1和W2的第三夹持单元3，这样，允许每一条电线转动，但又限制其不能在第一夹持单元1转动时与另一电线一起转动。而且，滑动驱动单元60将第三夹持单元3从与第一夹持单元1相邻的起始位置移动到与第二夹持单元2相邻的结束位置，且控制装置控制滑动驱动单元60使第三夹持单元3以与第一夹持单元1的旋转速度相应的速度移动。因此，第三夹持单元3防止了第一夹持单元1在电线W1和W2的第一末端产生的扭力被传递到第二夹持单元2。因此，本发明能均匀且紧密地扭结电线W1和W2。
在电线W1和W2的扭结过程开始时，第三夹持单元3接近第一夹持单元1。因此，可以在第一和第三夹持单元1和3之间很窄的间隙内恰当且紧密地扭结电线W1和W2。在进行电线W1和W2的扭结过程时，第三夹持单元3逐渐地移动到下游侧。由于电线W1和W2的扭力可集中在第三夹持单元3的上游侧，因此可以以适当且均匀的节距扭结电线W1和W2。
支撑件27被可转动地支撑在第三夹持单元3上，使得两支撑件27彼此同步旋转。然而，第二夹持单元2可具有转动支撑件27的转动驱动装置，使电线W1和W2以与由扭结驱动单元4驱动的第一夹持单元1相应的旋转速度，沿与第一夹持单元1的旋转方向相反的方向旋转。
更具体地说，如图10所示，可提供包括伺服电动机等的转动驱动装置66以转动与支撑件27的转动板30相连接的旋转轴32的其中之一。由于当扭结驱动单元4转动第一夹持单元1时，由于电线W1和W2的第一末端被扭结，可以以与第一夹持单元1大致相同的旋转速度，向着消除电线W1和W2的扭矩的方向强迫转动转动板30。这样的结构可以在大直径的电线W1和W2扭结之后，更加有效地抑制电线W1和W2朝着相反方向扭开。
由以上发明说明书，在本领域的技术人员将理解改进、变更、和修改。在所附的权利要求中试图包含在技术领域内的这样的改进、变更、和修改。
权利要求
1.一种电线扭结装置，包括用于夹持一对电线(W1；W2)的第一末端的第一夹持单元(1)；用于夹持所述电线(W1；W2)的第二末端的第二夹持单元(2)；以及用于转动所述第一夹持单元(1)以扭结所述电线(W1；W2)的扭结驱动单元(4)；所述第二夹持单元(2)包括一对与所述电线(W1；W2)的所述第一末端一起旋转的支撑件(27)；以及旋转同步机构(28)，当一个支承件(27)旋转时，该旋转同步机构通过将旋转力从该支承件(27)传递到另一支承件(27)，从而以相同速度沿相同方向旋转两支承件(27)。
2.根据权利要求1的电线扭结装置，其特征在于，所述第二夹持单元(2)具有偏移件(29)，用于在所述电线(W1；W2)受拉的方向偏移所述两支撑件(27)。
3.一种电线扭结装置，包括用于夹持一对电线(W1；W2)的第一末端的第一夹持单元(1)；用于可转动地夹持所述电线(W1；W2)的第二末端的第二夹持单元(2)；用于转动所述第一夹持单元(1)以扭结所述电线(W1；W2)的扭结驱动单元(4)；设置在所述第一和第二夹持单元(1；2)之间的第三夹持单元(3)，该第三夹持单元(3)用于夹持所述电线(W1；W2)，允许每条所述电线(W1；W2)转动，但被限制成在所述第一夹持单元(1)转动时不能与另一电线(W1；W2)一起旋转；滑动驱动单元(60)，用于将所述第三夹持单元(3)从与所述第一夹持单元(1)相邻的起始位置移动到与所述第二夹持单元(2)相邻的终止位置；以及控制装置(64)，用于控制的所述滑动驱动单元(60)以与所述第一夹持单元(1)的旋转速度相应的速度移动所述第三夹持单元(3)。
4.根据权利要求3的电线扭结装置，其特征在于，所述第二夹持单元(2)包括与所述电线(W1；W2)的第一末端一起旋转的第一和第二支撑件(27)；以及旋转同步机构(28)，在第一支撑件(27)转动时，通过将旋转力从第一支撑件(27)传递到第二支撑件(27)，而沿相同方向以相同的速度转动所述两支撑件(27)。
5.根据权利要求3的电线扭结装置，其特征在于，所述第二夹持单元(2)具有偏移件(29)，用于在所述电线(W1；W2)受拉的方向偏移所述两支撑件(27)。
全文摘要
一种电线扭结装置包括用于夹持一对电线(W1、W2)的第一末端的第一夹持单元(1)，用于夹持电线(W1、W2)的第二末端的第二夹持单元(2)，以及用于转动第一夹持单元(1)以扭结电线(W1、W2)的扭结驱动单元(4)。第二夹持单元(2)括与电线(W1、W2)的第一末端一起旋转的一对支承件(27)以及旋转同步机构(28)，其在一支承件(27)旋转时，通过将旋转力从该支承件(27)传递到另一支承件(27)，以相同速度沿相同方向旋转两支承件(27)。
文档编号H01B13/02GK1495805SQ0315882
公开日2004年5月12日 申请日期2003年9月12日 优先权日2002年9月12日
发明者市川雅张 申请人:住友电装株式会社