JP2001260205A - 押し出し加工用のダイスおよび電線の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電線などを押出し成形するときに、その周囲
に環状の「こぶ」を発生させないダイスおよび電線の製
造法を提供する。 【解決手段】 入口側の端面１１から出口側の端面１２
まで達するテーパー状の内部空洞１３を有し、出口側の
端縁に、内部空洞１３と連続する内面１５を備えた、薄
い環状突起１４を備えているダイス１０。環状突起１４
の内面１５がテーパー状で、外面１６が内面１５と平行
のテーパー状である。環状突起１４の先端部の内面１７
は円筒面である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は押出し加工用のダイ
ス、とくに心線の周囲に合成樹脂被覆を設けるための押
出し加工用のダイスおよびそれを用いた電線の製造法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のダイスは、たとえば図１２に示す
ように、円筒状の形態を有し、入口１０１から出口１０
２に達するテーパー状の空洞空洞１０３を備えている。
さらにこのダイス１００では、ダイスを前側から押出し
機に固定するため、前面１０４の周囲に環状の段部１０
５を形成している。ダイス１００の材料は、通常は錆び
ないように、ダイス鋼やステンレス鋼（ＳＵＳ）、ある
いはタングステンの超合金鋼を用いている。

【０００３】このようなダイス１００は、図１３に示す
ように押出し機１０６に取り付け、内部空洞１０３の中
心に心線１０７を通し、その心線１０７の走行に伴って
ポリエチレンやポリ塩化ビニルなどの溶融した熱可塑性
樹脂１０８を流し、心線１０７の周囲に被覆１０９を形
成する。なお図１３の符号１１０はニップルであり、符
号１１１は樹脂の流れ道、符号１１２はダイス１００を
固定するナットである。得られた成形品、たとえば電線
は、５００ｍあるいは１０００ｍの所定の長さで切断
し、コイル状に巻き取って保管する。

【０００４】そのような押出し成形の場合、合成樹脂の
カス１２０がダイス１００の出口周囲に付着し、ある程
度溜まると電線などの成形品１２１の周囲にくっついて
リング状の「こぶ」１２２となり、成形品１２１と一緒
に流れていく。そのようなこぶ１２２は たとえば１０
０〜１０００ｍに一箇所程度現れる。そのようなこぶ
は、カス１２０の蓄積が少ない場合は手作業で取り除け
る場合もあるが、通常は硬く食い込んで電線と一体にな
るので取り除くことができない。そのため、たとえばレ
ーザーを利用したセンサによりそのこぶ１２２を検出
し、こぶを含む巻線全体を不良品として廃棄したり、リ
サイクルに回すことになる。そのため、巻線の巻き取り
長さが長いものでは歩留まりがきわめて低くなり、後述
するような対策が必要になる。

【０００５】なお、上記のこぶ１２２の原因である合成
樹脂のカス１２１がダイス１００の出口に溜まっていく
メカニズムは必ずしも明らかでないが、ダイスの前面に
回り込んだ溶融樹脂に含まれる不純物（微粒子状の固形
物）がその部位に残留し、その不純物の周囲に溶融樹脂
が硬化して付着し、しだいに蓄積していくものと考えら
れる。このようなカスは、押出し成形の材料がポリエチ
レンの場合はほとんどの場合に生じ、ポリ塩化ビニルの
場合では、一部の低級品の場合に出やすい。

【０００６】上記の問題をできるだけ解消するため、た
とえば図１４に示すように、ダイス１００の出口部に凹
部１２４を形成し、できるだけこの凹部１２４内にカス
１２０を留めておくことが提案されている。この方法で
は、１個のこぶが大きくなる代わりに、その発生率を大
きく減少させることができる。他方、合成樹脂がポリエ
チレンの場合は、ダイス１００の出口周囲に付着した合
成樹脂のカス１２０を、ダイス１００に付着しているう
ちにバーナー（ブンゼンバーナー）の炎（図１３の符号
１２５）で焼き、粉炭状にした上でエアーを吹き付けて
飛ばすことも行われている。このようにすると、成形品
にこぶ状の環状突起が付くことはない。また、ポリ塩化
ビニルの場合は、カスが大きくならないうちにエアで吹
き飛ばすようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述のカスを溜めるた
めの凹部１２４を備えたダイスを用いる場合、こぶの発
生頻度は低いが、一旦大きいこぶ発生すると除去できな
いので、その巻線全体がほとんど不良品となる。また、
バーナーの炎１２５で焼いたりエアで飛ばす方法は、不
良品が出ない代わりに、きわめて手間がかかり、また、
高速で走行する成形品の近くで作業するため危険でもあ
る。本発明は、上記のような「こぶ」ができるだけ発生
せず、しかも簡単な方法で達成することができるダイス
および電線の製造法を提供することを技術課題としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のダイス（請求項
１）は、入口から出口まで達するテーパー状の内部空洞
を有し、出口側の端縁に、内部空洞と連続する内面を備
えた、薄い環状突起を備えていることを特徴としてい
る。このようなダイスでは、環状突起の内面がテーパー
状で、外面が内面と平行のテーパー状であるものが好ま
しい（請求項２）。さらに環状突起の先端部の内面が円
筒面であるものがさらに好ましい（請求項３）。また、
製造する電線などの製品によっては、環状突起の外面お
よび内面の断面形状を長円形としてもよい（請求項
４）。

【０００９】本発明の電線の製造法（請求項５）は、前
述のいずれかのダイスを押出し機に取り付け、心線の周
りに合成樹脂を押出し成形により被覆することを特徴と
している。

【００１０】

【作用および発明の効果】本発明のダイス（請求項１）
を用いて押し出し成形すると、ダイスの出口の環状突起
の周囲にカスが溜まらない。薄い環状突起の部位の温度
が低いなどのため、実際にカスが生じないのか、あるい
は生じても目立たないうちに少量ずつ成形品にくっつい
ていくためか、あるいは他の理由か明確でないが、実際
に成形したところ、カスが溜まらず、そのためこぶも成
形品にくっついていくことがない。したがって一応レー
ザーなどのセンサで検出していても、こぶを原因とする
不良品がほとんど発生しない。

【００１１】環状突起の内面がテーパー状で、外面が内
面と平行のテーパー状の場合（請求項２）は、押出し成
形の材料がダイスの内面をスムーズに流れ、しかも環状
突起の厚さを薄くすることができる。環状突起の先端部
の内面を円筒状にする場合は、成形品の精度を高くする
ことができる。環状突起の外面および内面の断面形状を
長円形とする場合（請求項４）は、その断面形状を有す
る電線などを製造するときに、不良品が発生しない。

【００１２】前述のいずれかのダイスを押出し機に取り
付け、心線の周りに合成樹脂を押出し成形により被覆す
ることにより電線を製造する方法（請求項５）では、前
記ダイスの利点がすべて奏され、電線の不良品発生率が
大幅に低減する。

【００１３】

【発明の実施の形態】つぎに図面を参照しながら本発明
のダイスおよびそれを用いた電線の製造法の実施の形態
を説明する。図１は本発明のダイスの一実施形態を示す
断面図、図２はそのダイスを用いて電線を製造する方法
を示す断面図、図３は本発明のダイスの他の実施形態を
示す断面図、図４および図５はそれぞれ本発明のダイス
のさらに他の実施形態を使用状態において示す斜視図、
図６、図７および図８は本発明のダイスのさらに他の実
施形態を示す断面図、図９ａは本発明のダイスのさらに
他の実施形態を示す断面図、図９ｂはそのダイスの正面
図、図１０および図１１はそれぞれ本発明のダイスのさ
らに他の実施形態を示す断面図である。

【００１４】図１に示すダイス１０は、円柱状を呈して
おり、その入口側の端面１１から出口側の端面１２まで
円錐状の空洞１３が通っている。さらに出口側の端面１
２には、薄肉の環状突起１４が一体に形成されている。
環状突起１４の内面１５は空洞１３の内面と連続するテ
ーパ状であり、外面１６はその内面と平行なテーパ状で
ある。さらに環状突起１４の先端部の内面１７は、製造
しようとしている成形品、たとえば電線の外径に応じた
正確な円筒面に仕上げている。

【００１５】環状突起１４の厚さｔはできるだけ薄い方
が好ましく、通常は０．２ｍｍ以下程度であり、とくに
０．１ｍｍ以下が好ましい。０．２ｍｍより厚くする
と、合成樹脂の材質によっては、いくらかカスが溜まる
ことがあり、０．１ｍｍ以下にするとほとんどの場合、
カスが溜まらない。なお、下限については、ダイス１０
の製造上の制限、たとえば強度の面から、通常は０．０
５ｍｍ程度である。また環状突起１４の長さＬは、成形
品の径などの他の寸法にも依るが、通常は２〜５ｍｍ程
度であり、とくに２〜３ｍｍ程度が好ましい。２ｍｍよ
り短くするとカスが溜まる場合があり、５ｍｍを超える
と根元の強度が弱くなるからである。また、円筒状の先
端部の内面１７の長さは、環状突起１４の厚さによって
変わるが、環状突起の端面１８から０．５〜１０ｍｍ程
度とする。この寸法は従来のダイスの出口側の端面から
の寸法と実質的に同じである。この寸法が短い場合は摩
耗により径が変化しやすく、長い場合は電線などにかか
る押し出し圧力が大きくなる。

【００１６】ダイス１０の空洞の内面１３ａのテーパ角
度θは、通常の押出し成形のダイスの場合と同じく、３
０〜７０゜程度、とくに３５〜４０゜程度でよい。な
お、ダイス１０の材質は従来用いられているものと同じ
でよく、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、ダイス鋼、タングス
テン超合金鋼などの金属を用いることができる。それら
の素材は、切削後、焼き入れ、焼きならしをすることに
より使用しうる。場合により、その後さらに研削、研磨
などの加工を行ってもよい。またセラミックスなど、金
属以外の材料を採用することもできる。

【００１７】ダイス１０の外径は押出し成形機のダイス
取り付け部の内径に合わせる。通常は２０〜３００ｍｍ
などの規格寸法である。またダイス１０の出口側の端面
１２は円環状の軸線に直角の平坦な面であり、この端面
１２に取り付けナットなどのロック部材を係合させるこ
とにより、ダイス１０を押出し成形機に取り付ける。出
口側の端面１２と入口側の端面１１の距離は押出し成形
機によって定める長さとする。ただし既存のダイスの端
面１２を追加工して図１の形態にする場合は、短くなる
ので、取り付け用のロックナットを厚くしたりスペーサ
を介在させればよい。

【００１８】上記のごとく構成されダイス１０は、図２
のように押出し成形機２０のクロスヘッドダイ２１の先
端部に取り付けて用いる。クロスヘッドダイ２１の端部
からは心線２２が供給され、押出し機本体２３からは被
覆の材料となる溶融合成樹脂が供給される。心線２２と
しては、たとえば銅線（単線）やビニルコードの撚り線
などが用いられる。被覆する樹脂はたとえば塩化ビニ
ル、ポリエチレン、架橋ポリエチレンなどである。成形
温度は従来の場合と同じように、たとえば１７５〜２２
０℃程度であり、引き出し速度（線速）は２０〜２００
０ｍ／min と、従来と同じ程度でよい。押出し成形した
被覆電線２４は巻き取り機２５で巻き取っていく。

【００１９】このようにして被覆電線２４を押し出し成
形すると、ダイス１０の先端の環状突起１４の先端面
（図１の符号２６）には、樹脂のカスがほとんど付着せ
ず、したがって得られる被覆電線２４にはリング状のこ
ぶが付着しない。

【００２０】図３に示すダイス３０は、既存のダイスの
出口側の端面１２に切削加工あるいは放電加工を施して
環状溝３１を形成することにより、出口の周囲に薄い環
状突起１４を形成したものである。環状溝３１の幅ｗ
は、外側にロックナットを係止するための角部３２を残
す程度であればよい。このダイス３０を用いて押し出し
加工する場合は、図１のダイス１０と同様に、環状突起
１４の先端面２６にカスが付着せず、不良品の率が少な
くなる。しかも既存品をそのまま使用することができ、
余分な部品を準備せずにそのまま押出し成形機に取り付
けることができる利点がある。もちろん、ダイスを新し
く製造する場合にこの形態を採用することもできる。こ
のものは図１のダイス１０に比して重量が重くなる。し
かし切削工程が少なくなる利点がある。

【００２１】図４に示すダイス４０は、出口側の開口４
１が長円形であり、その周囲に長円形の環状突起４２が
設けられている。このようなダイス４０は、２本あるい
は３本の心線４３の周囲に断面長円形の被覆（シース）
４４を設けた電線４５を製造するために用いられる。こ
のものも電線の周囲にこぶが生じない利点がある。なお
符号４６はそれぞれの心線（単線）４３にあらかじめ設
けた絶縁被覆である。

【００２２】図５に示すダイス５０は、環状突起１４が
円筒状である点を除き、図１のダイス１０とほぼ同じで
あるが、心線４３を２本有する電線４５を押出し成形す
るために使用している。このように本発明のダイスは、
被覆すべき心線の形態に限定がなく、ネット状のシール
ドを備えた電線や、複数本の心線を有する電線など、種
々の電線の押出し成形に使用しうる。なお、各心線４３
にはあらかじめ絶縁被覆４６を設けている。

【００２３】図６に示すダイス５２は、内部の空洞１３
のテーパー角度が途中から緩やかになった２段テーパー
のダイスである。なお先端の環状突起１４はテーパー状
にしている。このものはポリエチレンのような粘度が高
い合成樹脂を押し出すときに加圧力を高めるために用い
られる。このものも環状突起１４を備えているため、粘
度が高いにも関わらず、ダイスにカスがつかず、成形品
にこぶが生じにくい。

【００２４】図７のダイス５４は、図６のダイス５２と
同様に、テーパ角度が途中で２段階で緩やかになる３段
テーパーのダイスである。このダイスもポリエチレンな
どの押出しに用いられる。

【００２５】図８に示すダイス５５は、先端に向かって
細くなるテーパー状の外周面５６を有する。また空洞１
３のテーパー角度が比較的大きい。このものも成形品に
カスがつきにくい。

【００２６】図９ａおよび図９ｂに示すダイス６０は、
外周に金型への取り付け用の雄ネジ６１が形成されてい
る。そして先端部にスパナで回すための平行面６２が設
けられている。

【００２７】また図１０に示すダイス６３は、環状突起
１４の根元部の外面にテーパー面６４が形成されてい
る。このものは根元部への集中応力が緩和されるので好
ましい。このように本発明のダイスは、外周の形状につ
いても、従来のダイスと同様に種々の形態に変更するこ
とができ、それらの場合でも、カスが着きにくく、こぶ
が発生しにくいという作用効果を奏する。

【００２８】前記実施形態のように、環状突起は通常は
ダイスと一体に形成するが、図１１に示すダイス６６の
ように、ダイス本体６６に対し、別個に成形した環状突
起１４をロウ付けなどで固着するようにしてもよい。

【００２９】

【実施例】つぎに実施例および比較例をあげて本発明の
ダイスの利点を説明する。 ［実施例１］図１を参照して、外径２０ｍｍ、前端面１
２から後端面１１までの長さが１７．７ｍｍ、薄い環状
突起１４の長さＬが２．５ｍｍ、環状突起の先端の外径
が７．０ｍｍ、空洞の入口側の径が１９ｍｍ、出口側の
内径が６．８ｍｍ、すなわち環状突起の厚さが０．１ｍ
ｍ、内面のテーパー角度θが３４．４度のステンレス鋼
製のダイスを製造し、実施例１のダイスとした。

【００３０】［実施例２］環状突起の先端の外径を７．
２ｍｍ、すなわち環状突起の厚さを０．２ｍｍとしたほ
かは実施例１と同様にして、実施例２のダイスを製造し
た。［比較例１］従来使用していた図１１に示す形態の
ダイスを比較例１のダイスとして用いた。先端外周の段
部１０５の長さが２．５ｍｍで、外径が１５ｍｍであっ
た。

【００３１】上記の実施例１〜２および比較例１のダイ
スをそれぞれ明和精機（株）社製の押し出し成形機（口
径９０ｍｍ）に取り付け、外径５．３ｍｍの塩ビの撚り
線の心線の周囲に外径６．８ｍｍとなるように塩化ビニ
ル樹脂を被覆した。成形温度は１７５℃であり、引き出
し速度は４０ｍ／min とした。電線１本の総長さは７５
００ｍで、１００ｍごとにカットして各７５本製造し
た。また、１ロット５００００ｍを製造してカスの付着
の有無を確認した。そのときの結果を表１に示す。な
お、アルファ技研（株）の押出し成形機（口径５０ｍ
ｍ）および大宮精機（株）の押出し成形機（口径６５ｍ
ｍ）を用いて同様に製造したが、同じ傾向の結果が得ら
れた。

【００３２】

【表１】

【００３３】以上の結果から、実施例１については全く
問題がなく、実施例２についてもほとんど問題がないこ
とが分かる。しかし比較例１では、こぶの発生が多いた
め、バーナーで焼くなどの対策が必要である。さらに実
施例１、２のダイスは成形精度や表面粗さについても、
従来のダイスと同様である。なお環状突起が突出してい
るために取り扱いを注意する必要があるが、他の点につ
いてはほとんど従来のダイスと同様に使用することがで
き、しかもカスがつかないという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のダイスの一実施形態を示す断面図で
ある。

【図２】 そのダイスを用いて電線を製造する方法を示
す断面図である。

【図３】 本発明のダイスの他の実施形態を示す断面図
である。

【図４】 本発明のダイスのさらに他の実施形態を使用
状態において示す斜視図である。

【図５】 本発明のダイスのさらに他の実施形態を使用
状態において示す斜視図である。

【図６】 本発明のダイスのさらに他の実施形態を示す
断面図である。

【図７】 本発明のダイスのさらに他の実施形態を示す
断面図である。

【図８】 本発明のダイスのさらに他の実施形態を示す
断面図である。

【図９】 図９ａは本発明のダイスの更に他の実施形態
を示す断面図、図９ｂはそのダイスの正面図である。

【図１０】 本発明のダイスのさらに他の実施形態を示
す断面図である。

【図１１】 本発明のダイスのさらに他の実施形態を示
す断面図である。

【図１２】 従来のダイスの一例を示す断面図である。

【図１３】 そのダイスを用いて電線を製造する方法を
示す断面図である。

【図１４】 従来のダイスの他の例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１０ ダイス １１ 入口側の端面（後端面） １２ 出口側の端面（前端面） １３ 空洞 １４ 環状突起 １５ 環状突起の内面 １６ 環状突起の外面 １７ 環状突起の先端部の内面 θ 空洞内面のテーパー角度 Ｌ 環状突起の長さ ｔ 環状突起の厚さ ２０ 押出し成形機 ２１ クロスヘッドダイ ２２ 心線 ２３ 溶融合成樹脂 ２４ 被覆電線 ２５ 巻き取り機 ２６ 環状突起の先端面 ３０ ダイス ３１ 環状溝 ３２ 角部 Ｗ 環状溝の幅

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入口から出口まで達するテーパー状の内
   部空洞を有し、出口側の端縁に、内部空洞と連続する内
   面を備えた薄い環状突起を備えている押出し加工用のダ
   イス。
2. 【請求項２】 前記環状突起の内面がテーパー状であ
   り、外面が、内面と平行のテーパー状である請求項１記
   載のダイス。
3. 【請求項３】 前記環状突起の先端部の内面が、円筒面
   である請求項１または２記載のダイス。
4. 【請求項４】 前記環状突起の外面および内面の断面形
   状が長円形である請求項１または２記載のダイス。
5. 【請求項５】 請求項１、２、３または４記載のダイス
   を押出し機に取り付け、心線の周りに合成樹脂を押出し
   成形により被覆する、電線の製造法。