JP2003515013A - ケーブルまたはケーブル材を製造するための方法及び撚り装置 - Google Patents

ケーブルまたはケーブル材を製造するための方法及び撚り装置

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JP2001539960A
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ヴォルフガング・シェウネマン
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ドラートザイレライ・グスタフ・コックス・ゲーエムベーハー・ウント・コ
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、個々の素線、特に、支持プラスチック繊維と該支持プラスチック繊維を少なくとも部分的に囲繞する熱可塑性材料との組合せからなる撚り線からケーブルまたはケーブル材を製造する方法を提供する。撚り線は、撚り工程に先立って、あるいは、撚り工程中に、少なくとも可塑化状態に近づくまで加熱される。撚り線は、加熱工程に続いて、撚り装置から取出されるまでの間、熱可塑性材料の固形化温度にまで冷却される。上記方法で製造されたケーブルまたはケーブル材においては、個々の素線がほとんど残留応力を含まない状態でケーブル内に存在する。上記方法に対応する撚り装置は、個々の素線に作用する加熱装置と、処理方向で見て加熱装置の下流側に配置された冷却装置とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の前提部分に記載の、ケーブルまたはケーブル材を製造す
るための方法、請求項４の前提部分に記載の撚り装置、及び、請求項３の前提部
分に記載のケーブルまたはケーブル材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
基本的に多数のスチールワイヤを螺旋状に撚って形成され、長年にわたって周
知であるケーブルに加えて、近年、プラスチックケーブルが注目され始めている
。その理由は、プラスチックケーブルはワイヤケーブルと同等の引張り強度を有
しながら、その比密度はワイヤケーブルより小さいからである。そのようなケー
ブルの撚り構造は、基本的に、例えばアラミド繊維のような高強度の合成繊維を
少なくとも部分的にプラスチック材料で被覆し、こうして個々の繊維が互いにこ
すれ合わないようにして、破壊強度及びその他の特性が向上するように形成され
る。
【０００３】 請求項１の前提部分に記載するようなプラスチックケーブル製造方法は、欧州
特許第0 375 896号公開公報から公知である。この公報に従って製造されるケー
ブルは、支持プラスチック繊維と、該支持プラスチック繊維を囲繞する熱可塑性
材料との組合せで構成されている。製造されるケーブルの個々の素線は、撚り工
程に先立って加熱される。請求項４の前提部分に記載の撚り装置、及び、請求項
３の前提部分に記載のケーブルも、上記公報に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
独国特許文献AS 12 50 626号は、溶着可能または密封可能なプラスチックから
なるコードを製造する方法を開示している。この製造方法では、熱可塑性シート
材またはラッカーからなる塑性化可能皮膜を加熱する。最後に、欧州特許第0 67
2 781号公開公報に記載のプラスチックケーブル製造方法から、個々の繊維を保
護するために撚り線をプラスチック材料に埋め込むことが公知である。
【０００５】 ここで、支持部材が合成プラスチック繊維からなる個々の素線、すなわち撚り
線は、螺旋状に捩られるが、この際、繊維は保護のためにプラスチック材料に埋
め込まれている。撚り線に関わる問題の一つは、個々の撚り線に比較的小さい曲
率半径が与えられた場合、撚り工程の際に撚り線がもつれ、ケーブルの引張り強
度や、ケーブル用プーリー上を走行する場合の耐久性といった他の特性が、もは
や保証できなくなることである。
【０００６】 他の問題は、撚り工程において個々の素線が、完成したケーブルまたはケーブ
ル材が呈すべき螺旋形状に必ずしもなっていないことである。素線はむしろ、撚
り工程後にケーブルから解放されると再び直線形状に戻ろうとする。ケーブルま
たはケーブル材においてこのことは、個々の素線には、ケーブルまたはケーブル
材に捩れ力を付与するような内部応力が作用していることを意味する。ケーブル
におけるこのような捩れ力は、ケーブルに捩れを与えることになるので好ましく
ない。このような捩れ力は、結果的に耐用寿命を短縮させると共に、ケーブルに
おける個々の素線間、例えば、ケーブルの内側層と外側層との間に長さの相違を
生み出す。これは、最も望ましくない状態である。組立てにおいても問題が発生
し得る。
【０００７】 通常の方法で製造されたプラスチック繊維ケーブルの内部応力は、完成したケ
ーブルまたはケーブル材を一定の期間（例えば、１週間〜１ヵ月）放置すると、
ある程度減少する。この間に、使用されているプラスチック材料のクリープが生
じるからである。別の方法として、完成したケーブルまたはケーブル材を加熱オ
ーブンに入れて熱処理を施すこともできる。しかしながら、いずれの場合でも、
製造工程中及び製造から少なくとも１週間までの間、完成製品において呈すべき
形状を保つ素線は一部に過ぎないという問題は残る。
【０００８】 従って、このようにして製造されたケーブルの品質及び耐負荷性能は、上記期
間放置後または熱処理後にのみ評価が可能であるから、製造工程中、要求値を考
慮して完成ケーブルの特性になおも変更を加えることが可能な時点で手を加える
ことは不可能である。
【０００９】 独国特許第35 10 808号公開公報に記載のケーブルでは、支持繊維がプラスチ
ック材料で被覆されているが、個々の素線の応力の解放は、好適とは言えない上
記手段によってのみ可能である。上記の問題は、個々の素線の撚り工程に続いて
押出し工程が実施される多工程製造方法において特に顕著である。この場合、押
出し工程によって前記撚り線にプラスチック被覆が施され、次いで、撚り線は捩
られてケーブルとされ、必要に応じて、ケーブルには、押出し工程によって適当
な材料の被覆が施される。
【００１０】 上記の欠点は、国際特許出願WO98/16681号パンフレットに記載のケーブル、す
なわち、個々のコードに被覆が施されているケーブルにもあてはまる。
【００１１】 さらに、ケーブルの内側部分の被覆材料を加熱してある程度軟化させ、この状
態で撚り線に捩りを与えることによって、ケーブルの内側部分の被覆内に撚り線
を良好に埋め込むことができることが知られている。しかしながら、撚り線がも
つれなしに良好に捩られ、かつ、完成ケーブルにおいて要求される形状を内部応
力の発生なく呈するために必要とされる被覆材から撚り線への熱の移動は十分に
行われない。
【００１２】 本発明は、ケーブルまたはケーブル材を製造する方法、及び、該方法に対応し
、支持プラスチック繊維からなる個々の素線と前記支持プラスチック繊維を少な
くとも部分的に囲繞する熱可塑性材料とから構成されるケーブルまたはケーブル
材を製造することのできる撚り装置を提供することを目的としてなされたもので
ある。ここで、前記ケーブルは、従来技術の場合に必要であった放置または熱処
理を必要とせず、その特性及び耐負荷性能は、製造工程の中で調整可能である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的の一つは、請求項１に記載の方法によって解決される。
【００１４】 支持繊維と該支持繊維を少なくとも部分的に囲繞する熱可塑性材料との組合せ
で構成されるケーブルまたはケーブル材を製造する本発明の方法は、個々の素線
すなわち撚り線を、いわゆるクランピングジョーによる撚り工程に先立って、あ
るいは、撚り工程中に、撚り線が可塑化状態に少なくとも近づき、熱可塑性材料
が可塑化状態に少なくとも近づくまで加熱することを特徴とする。本発明におけ
る用語としての撚り線は、必ずしもケーブルに加工されるものではないことに留
意しなければならない。撚り線それ自体は、個々の繊維がプラスチックである場
合には適切なプラスチック材料で少なくとも部分的に被覆された複数の素繊維か
ら形成されることに留意されたい。
【００１５】 個々の繊維は、このようにして形成された１本の撚り線の個々の素線を構成し
、１本の撚り線は、他の撚り線と共に捩られて完成ケーブルが形成される。従っ
て、以下の説明においては、ケーブルを構成する複数の撚り線を論ずるのである
が、ケーブルを構成する個々の素線、すなわち１本の撚り線を、“撚り線”とし
て理解すべきである。
【００１６】 繊維自体ではなく、繊維を囲繞する可塑性材料は、部分的にあるいは全体的に
可塑性を示し、前述のようにして形成された複数の撚り線または複数のケーブル
材の内部において、ある程度変形することができる。従って、撚り線は、撚り工
程において、内部応力を発生するような強制力なしで、完成ケーブルまたは完成
ケーブル材において呈すべき形状に形成することができる。使用熱可塑性材料の
熱可塑化温度付近あるいはそれを越える温度にまで加熱された個々の素線は、完
成ケーブル材または完成ケーブルにおいて呈すべき形状で冷却される。ケーブル
の形状は、撚りがほどけることがなく、ある程度固定される。
【００１７】 結果として、ケーブル内の撚り線には、ほとんど内部応力が作用せず、従って
、ケーブルにはわずかな巻数の捩りが作用するか、あるいは、全く捩りが作用し
ない。これは、撚り線または個々の素線が、ケーブルの形態から解放されても、
その螺旋形状を保持するということを意味する。さらに、ケーブルの端部処理の
問題も、本発明によるケーブルまたはケーブル材を用いることによって解決され
る。本発明によるケーブルまたはケーブル材には、わずかな巻数の捩りが作用す
るか、あるいは、全く捩りが作用しないので、個々の撚り線または個々の素線が
ケーブルの形態を崩したり、“ばらばらになる”ことはなく、あっても程度は極
く軽い。特に、本発明による方法を用いることにより、撚り工程の直後に低捩り
状態または無捩り状態となり、ケーブルまたはケーブル材に対するさらなる処理
を直ちに行うことができる。さらに、従来技術とは異なり、製造工程の初期段階
で品質評価を行うことが可能であるから、修正が必要である場合には、製造工程
に直ちに手を加えることができる。従来技術によれば、所定期間の放置または熱
処理の後に初めて評価が可能であったので、多大な無駄が発生し、総合的な生産
性が低かった。本発明の方法によれば、ケーブルまたはケーブル材の特性は、必
要であれば製造工程中に調整することができるので、高い生産性を実現すること
ができる。特に、従来技術の場合とは異なり、完成したケーブルまたはケーブル
材は、安定して、極めて低い捩り力を呈する。
【００１８】 このことは、さらに、完成したケーブルまたはケーブル材の幾何形状が変化し
ないことを意味し、耐用期間が短縮することの回避や、末端ユーザーが被る危険
の排除につながる。特に、本発明によれば、撚り線を加熱することによって完成
したケーブルまたはケーブル材に所期の特性を与えることが可能であり、これは
、従来技術のように、内側の被覆層に撚り線を良好に埋め込むために被覆層を加
熱する方法とは全く異なり、基本的な利点を奏する。
【００１９】 本発明の方法により製造されるケーブルまたはケーブル材の支持プラスチック
繊維としては、アラミド繊維が特に適していることに留意されたい。アラミド繊
維は、Kevlar（登録商標）などの商品名で知られている。支持繊維間のこすれを
低減させ、それによってケーブルの引張り強度及びケーブル用プーリなどに対す
る必要な摩擦係数を保証するために支持プラスチック繊維を少なくとも部分的に
囲繞する熱可塑性材料としては、ポリウレタンが特に適している。しかしながら
、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂、熱可塑性ポリエステル、熱可塑
性ゴム状ポリエステル、エチレン共重合体、ポリアミド、ビニルポリマー、ビニ
ル共重合体を用いることもできる。熱可塑性材料を備えた支持プラスチック繊維
の予備処理は、熱可塑性材料中に支持プラスチック繊維を埋め込む工程からなる
。別の方法として、押出し工程によって、支持繊維または個々の撚り線に熱可塑
性材料を付着させることもできる。
【００２０】 従来技術によれば長時間の放置または熱処理によってのみ応力解放させること
のできる熱可塑性材料を備えた個々の素線からケーブルまたはケーブル材を製造
する場合、本発明の方法が特に適している。本発明によれば、残留応力がほとん
どないプラスチック繊維ケーブルを製造することができる。
【００２１】 本発明の方法及びそれに対応する装置は、独国特許第35 10 808号公開公報、
欧州特許第0 252 830号公開公報、国際特許出願WO98/16681号パンフレット、欧
州特許第0 672 781号公開公報、及び、欧州特許第0 731 209号公報に記載されて
いるようなプラスチック繊維ケーブルの製造を意図し、特に適するものである。
上記文献の開示内容の全ては、一般的な製造工程及びそれに対応する製造装置と
して、本発明の主題の基本部分を構成する。
【００２２】 本発明の方法の好ましい発展形態は、さらなる請求項に記載されている。
【００２３】 最も遅い段階として撚り工程中のみで撚り線が加熱されるのではなく、撚り工
程に先立って加熱される場合、さらなる利点が認識される。この場合、螺旋状の
捩りが加えられてケーブルに特に小さい曲率半径が付与される際に、撚り線は少
なくとも部分的に可塑化されて容易に変形できる状態となっており、従来技術に
よる撚り工程の場合と異なり、撚り線のもつれに起因する完成ケーブルまたはケ
ーブル材の引張り強度の低下が回避される。
【００２４】 少なくとも可塑化状態に近づけられた撚り線が、撚り工程の最後において、す
なわち、なおも撚り装置内に配置された状態で、固形化温度以下にまで冷却され
た場合、形成したケーブルまたはケーブル材が捩れを含まない特に好ましい結果
が得られる。この場合、撚り線が、それ自体の捩れを解放することはどの時点で
も不可能であり、完成したケーブルまたはケーブル材において呈すべき形状を維
持する。従って、撚り線が残留応力を含まない状態が、より確実に保証される。
【００２５】 上記に説明した方法により本発明に従って製造されたケーブルは、ケーブルの
撚り線が少なくとも可塑化状態に近づくまで加熱され、こうして前記撚り線が、
もつれることなく所期の形状で完成したケーブル内に配置されるという特徴を有
する。従って、本発明の方法によって製造されたケーブルは、小さい曲率半径で
捩られた撚り線がもつれることなく、撚り装置から取出された直後でも、前記撚
り線は、ほぼ捩れのない状態で、完成ケーブルにおいて呈すべき形状を維持して
いるという事実によって識別可能である。
【００２６】 前述の課題は、他方では、上記の特徴を有し請求項３に記載されるケーブルま
たはケーブル材によって、及び、請求項４に記載の撚り装置によって解決される
。
【００２７】 この解決策は、本発明による加熱装置、すなわち、使用される撚り線または個
々の素線の少なくとも一部に作用する加熱装置を含む。前述したように、支持プ
ラスチック繊維を囲繞するため、または埋め込むために用いられるプラスチック
材は、可塑化状態に少なくとも近づけられ、こうして、個々の撚り線を、ケーブ
ルまたはケーブル材において呈すべき形状に残留応力を含まない状態で形成する
ことが可能である。
【００２８】 加熱された撚り線を低温にするために急速冷却が必要であるが、これは、基本
的に、捩られてケーブルとされた撚り線を、装置の低温部分に接触させて冷却す
ることによって実現可能である。しかしながら、本発明によれば、撚り装置内に
冷却装置を設けることが好ましい。冷却装置は、ケーブルまたはケーブル材に形
成された撚り線に作用するものであり、処理の流れ方向で言えば、加熱装置の 下流側に配置される。
【００２９】 本発明による撚り装置に関するさらなる発展形態は、さらなる請求項に記載さ
れている。
【００３０】 加熱装置の実施形態として、高温の空気を供給することが特に好ましい。
【００３１】 変更形態として、製造する撚り線に放射熱を与えるように構成された加熱装置
を用いることもできる。
【００３２】 最後に、加熱装置は、撚り線に作用して前記撚り線を少なくとも部分的に可塑
化する開放フレームを備える形態で構成してもよい。
【００３３】 冷却装置は、例えば、冷却空気ブロアとして、あるいは、形成されたケーブル
に冷却液、特に水を供給して、ケーブルにおいて呈すべき形状に撚り線を硬化さ
せる装置として設けてもよい。
【００３４】 本発明の撚り装置による熱で少なくとも部分的に可塑化された撚り線を用いな
ければならないという事実に基づき、この場合、いわゆるクランピングジョーに
は特定の材料を用いることが好ましい。特に好適な材料は、鋼、テフロン（登録
商標）被覆された鋼、セラミックス、及び適当なプラスチックである。クランピ
ングジョーの材料としては、特にポリアミドが適している。
【００３５】 対応する加熱装置または冷却装置を組込むことにより、クランピングジョーは
、加熱工程及び冷却工程の双方で撚り線を支持することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施形態に基づき、本発明を、より詳しく説明する。
【００３７】 図１は、個々の素線または撚り線１２を内側部材１４の周りに捩って形成され
たケーブル体１０を示している。この場合、撚り線１２のもつれの原因となり得
る小さい曲率半径が存在する。本発明によれば、撚り線１２内に、またはその周
囲に設けられた熱可塑性材料は、部分的に、または完全に可塑化されており、こ
うして、前記熱可塑性材料を、もつれの危険性なく、後続の冷却工程でケーブル
またはケーブル材に強制力を与えることなく、所期の形状に形成することができ
る。
【００３８】 このことは、撚り線１２及び最内側部材１４からなる内側部を取り巻く外側撚
り線１６，１８にもあてはまる。この構成では、外側撚り線１６，１８もまた、
小さい曲率半径に沿って曲げられるが、本発明によれば、ケーブルへの大きな捩
り力の作用を、やはり回避することができる。従って、ケーブルの品質を直ちに
評価することができ、ケーブルまたはケーブル材の処理工程を継続することがで
きる。
【００３９】 ここで、図１に示すケーブル構造体は単なる一例に過ぎないことに留意された
い。特に、撚り工程における曲率半径は、撚り線１２にとって比較的小さいもの
であり、もつれの原因となるものである。本発明によれば、この問題が解決され
る。同時に、ケーブル構造体の外側に近づくにつれ、ケーブルの捩り挙動におけ
る内部応力の影響が大きくなる。ケーブルの捩り挙動に関して言えば、本発明に
よる撚り工程に先立って、あるいは、撚り工程中に、より外側に位置する撚り線
を加熱することが好ましい。
【００４０】 図２は、本発明に従って製造されたケーブルから撚り工程の直後に取出された
３次元螺旋体を示す概略側面図である。この概略図から分かるように、撚り線は
、完成ケーブルにおいて撚り線が呈すべき形状を残留応力を含まない状態で維持
しており、従って、完成ケーブルにはほとんど捩り力が作用していない。比較的
速度が速い撚り工程においても撚り線が所期の形状となるように、撚り線を構成
するプラスチックは、十分にクリープが起きるまで加熱する必要があることにも
留意されたい。前述したように、従来技術においてこのクリープは、後続の加熱
、あるいは、長時間の放置によってのみ可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による方法を用いて製造されたケーブルの断面図である。
【図２】 前述の方法によって製造されたケーブルから撚り工程の直後に取
出した撚り線を示す側面図である。
【符号の説明】
１０ ケーブル体 １２ 撚り線 １４ 内側部材 １６，１８ 外側撚り線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ， ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，Ｓ Ｎ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ( ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，Ｔ Ｍ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，Ｂ Ａ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ， ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，Ｈ Ｕ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ， ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｍ Ｚ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ， ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，Ｚ Ｗ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 個々の素線、特に、支持プラスチック繊維と該支持プラスチ
    ック繊維を少なくとも部分的に囲繞する熱可塑性材料との組合せからなる撚り線
    （１２，１６，１８）からケーブルまたはケーブル材を製造する方法であって、
    撚り工程に先立って、あるいは、撚り工程中に、前記撚り線（１２，１６，１８
    ）を少なくとも可塑化状態に近づくまで加熱する製造方法において、 前記加熱工程に続いて、前記撚り線（１２，１６，１８）が撚り装置から取出
    されるまでの間、前記撚り線（１２，１６，１８）を、前記熱可塑性材料の固形
    化温度にまで冷却することを特徴とする製造方法。
  2. 【請求項２】 前記撚り工程が終了する前に、前記撚り線を前記固形化温度
    にまで冷却することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 個々の素線、特に、支持プラスチック繊維と該支持プラスチ
    ック繊維を少なくとも部分的に囲繞する熱可塑性材料との組合せからなる撚り線
    （１２，１６，１８）を捩って製造されるケーブルまたはケーブル材であって、
    撚り工程に先立って、あるいは、撚り工程中に、前記撚り線（１２，１６，１８
    ）が少なくとも可塑化状態に近づくまで加熱されるケーブルまたはケーブル材に
    おいて、 前記個々の素線（１２，１６，１８）は、前記加熱工程に続いて、撚り装置か
    ら取出されるまでの間、前記熱可塑性材料の固形化温度にまで冷却され、こうし
    て、前記個々の素線（１２，１６，１８）は、ほとんど内部応力を含まない状態
    で該ケーブルまたはケーブル材内に存在することを特徴とするケーブルまたはケ
    ーブル材。
  4. 【請求項４】 個々の素線、特に、支持プラスチック繊維と該支持プラスチ
    ック繊維を少なくとも部分的に囲繞する熱可塑性材料との組合せからなる撚り線
    （１２，１６，１８）からケーブルまたはケーブル材を製造するための撚り装置
    であって、前記個々の素線（１２，１６，１８）に作用する加熱装置を備えた撚
    り装置において、 処理方向で見て前記加熱装置の下流側に、冷却装置が設けられていることを特
    徴とする撚り装置。
  5. 【請求項５】 前記加熱装置は、高温空気を放出するように構成されている
    ことを特徴とする請求項４に記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記加熱装置は、放射熱を放出するように構成されているこ
    とを特徴とする請求項４に記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記加熱装置は、開放フレームを備えていることを特徴とす
    る請求項４から６のいずれか１項に記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記冷却装置は、冷却空気ブロアとして、または冷却液を供
    給するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記撚り装置のクランピングジョーは、少なくとも部分的に
    鋼、テフロン（登録商標）被覆鋼、セラミックス、またはプラスチック特にポリ
    アミドから形成されていることを特徴とする請求項４から８のいずれか１項に記
    載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記クランピングジョーは、加熱装置または冷却装置を備
    えていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
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