JP2005251451A - Device and method for manufacturing self-supporting cable - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ケーブル本体に補強用の吊線を平行に配して樹脂により一体構造とした自己支持型ケーブルの製造装置及び製造方法に関する。 The present invention relates to a manufacturing apparatus and a manufacturing method of a self-supporting cable in which reinforcing suspension lines are arranged in parallel on a cable body and are integrally formed of resin.
通信や給電用のケーブル、更に近年の光通信の発達で使用が増えている光ファイバケーブルを電柱等に架設する場合に、ケーブル単体では引張り強度が不十分なことから、断線や特性劣化などが生じやすい。このため、通常は、ケーブル本体と平行に鋼線等からなる吊線を配し、被覆樹脂を介して一体化した自己支持型ケーブルが用いられている。 When installing a cable for communication or power supply, or an optical fiber cable, which has been increasingly used in recent optical communication development, on a utility pole, the cable itself has insufficient tensile strength. Prone to occur. For this reason, usually, a self-supporting cable in which a suspension wire made of a steel wire or the like is arranged in parallel with the cable body and integrated through a coating resin is used.
図4は、自己支持型ケーブルの一例を示す図で、図中、1は自己支持型ケーブル、2はケーブル本体、3は吊線、4は被覆樹脂、5はくびれ部、6は首部、7は窓部を示す。自己支持型ケーブル1は、図4に示すように、ケーブル本体2と平行に吊線3を配し、それぞれを被覆樹脂4で被覆するとともに、ケーブル本体2と吊線3との間をくびれ部5を介して一体的に連結した構成のものが一般的である。この自己支持型ケーブル1は、風を受ける面積が増大してケーブル負荷張力が増加し、また、ダンシング現象等が生じるのを軽減するために、くびれ部5に窓部7が形成されている。なお、窓部7間でケーブル本体2の部分と吊線3の部分を繋ぐ連結部分を首部6とする。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a self-supporting cable, in which 1 is a self-supporting cable, 2 is a cable body, 3 is a hanging wire, 4 is a coating resin, 5 is a constricted portion, 6 is a neck portion, and 7 is a neck portion. The window is shown. As shown in FIG. 4, the self-supporting cable 1 has
くびれ部5に窓部7を形成するのに、プレス加工機を用いて打抜いた入りしているが、その縁部分でひげ状の削りかすが残るなど、形成精度が思わしくなく外観がよくない。このため、窓部7の形成に加工レーザを用いる方法(特許文献1参照)や、シャッター機構を用いる方法(特許文献2参照)等が知られている。
図5は、特許文献2に示されたようなシャッター機構を用いた自己支持型ケーブルの製造例の一例を示す図である。図中、8は樹脂押出機、9は窓明装置、10は冷却装置、11は引取キャプスタン装置、12は押出ヘッド、13はケーブル被覆孔部、14は吊線被覆孔部、15はくびれ部形成孔部、16はエアシリンダー装置、17は開閉部材(窓明部材)、18は電磁弁を示す。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a manufacturing example of a self-supporting cable using a shutter mechanism as disclosed in Patent Document 2. In the figure, 8 is a resin extruder, 9 is a window lighting device, 10 is a cooling device, 11 is a take-up capstan device, 12 is an extrusion head, 13 is a cable coating hole, 14 is a hanging wire coating hole, and 15 is a constriction. A forming hole portion, 16 is an air cylinder device, 17 is an opening / closing member (a window member), and 18 is an electromagnetic valve.
図5(A)に示すように、自己支持型ケーブル1は、樹脂押出機8により図4のケーブル本体2及び吊線3の外周にくびれ部5で連結された形で被覆樹脂4が押出成型される。樹脂押出機8の出口部分に設けた窓明装置9によって首部6と窓部7とが形成された後、被覆樹脂4が冷却装置10で冷却硬化される。この後、自己支持型ケーブル1は引取キャプスタン装置11で引取られ、巻取りボビン(図示せず)に巻取られる。
As shown in FIG. 5 (A), the self-supporting cable 1 is formed by extruding the coating resin 4 in a form in which the
図5(B)は窓明装置9の概略を説明する図で、窓明装置9は被覆樹脂4を押出す押出ヘッド12の側方に、開閉部材(窓明部材ともいう)17を進退可能に設けて構成される。押出ヘッド12は、ケーブル被覆孔部13と吊線被覆孔部14とをくびれ部形成孔部15で連通させる形状の押出孔で形成され、くびれ部形成孔部15に窓明部材17が進入と退出を繰り返して、首部6と窓部7とが成型される。特許文献2には、開閉部材17の駆動手段についての開示はないが、1つの方法として、エアシリンダー装置16を用いた駆動手段が用いられ、電磁弁18等のオンオフにより開閉部材17が進退操作される。
FIG. 5B is a diagram for explaining the outline of the
しかし、エアを駆動源とする開閉部材17の進退操作は機構的には簡単であるが、シリンダーの応答性に数十ms程度のムラがあり、首部6と窓部7の長手方向における長さにバラツキが生じやすい。また、ケーブルの製造線速を大きくすることが難しく、生産性を高めることができないという問題がある。特許文献1に示されるようなレーザ加工を行なう場合も、ケーブルを間欠移動させながら窓部を加工していくため、ケーブルの製造線速をあまり大きくすることは難しく、また、レーザ加工は装置として高価であるためコスト高となる。
However, the forward / backward operation of the opening /
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、くびれ部分の首部と窓部を一定の長手方向長さで形成することができ、ケーブルの製造線速を高めることが可能な自己支持型ケーブルの製造装置と製造方法の提供を課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can form a neck portion and a window portion of a constricted portion with a certain length in the longitudinal direction, and can increase the cable production speed. It is an object to provide a cable manufacturing apparatus and a manufacturing method.
本発明による自己支持型ケーブルの製造装置及び製造方法は、ケーブル本体と吊線の外周を絶縁樹脂で一体に被覆し、ケーブル本体と吊線との間に首部と窓部からなるくびれ部を形成する自己支持型ケーブルの製造で、首部と窓部を成形する窓明部材の進退操作をカム機構により行なう。また、カム機構は、カムの回転位置に応じてカム回転速度を変化させて、首部及び窓部の長手方向長さを調整設定し、さらに、ACサーボモータで高精度な制御を行なう。また、窓明部材の進退操作の速度をケーブルの製造線速の変化とは無関係に一定として首部及び窓部を形成する。 In the self-supporting cable manufacturing apparatus and manufacturing method according to the present invention, the cable body and the outer periphery of the suspension line are integrally covered with an insulating resin, and a constricted portion including a neck portion and a window portion is formed between the cable body and the suspension line. In the manufacture of the support type cable, the window member for forming the neck portion and the window portion is advanced and retracted by the cam mechanism. Also, the cam mechanism adjusts and sets the longitudinal lengths of the neck portion and the window portion by changing the cam rotation speed according to the rotational position of the cam, and further performs high-precision control with an AC servo motor. Further, the neck portion and the window portion are formed with the speed of the window member moving forward and backward being constant regardless of the change in the cable production line speed.
本発明によれば、カム機構を用いて窓明部材を駆動させることで、ばらつきのない安定した一定の動作で進退操作させることができ、くびれ部における首部と窓部の長さが一定な高品質の自己支持型ケーブルを製造することができる。また、本発明によれば、ケーブルの製造線速を高めることができ、この製造線速を変化させても、カムの回転位置に応じて回転速度を変えることで、首部と窓部を所望の長さに設定することができる。この結果、回転カムを交換する必要がなく、また、ケーブルの製造線速に係わらず窓明部材の進退操作の速度を一定とすることで、首部又は窓部の端部形状を一定形状にすることができる。 According to the present invention, by driving the window member using the cam mechanism, the window member can be moved forward and backward with a stable and constant operation without variation, and the length of the neck portion and the window portion at the constricted portion is constant. Quality self-supporting cables can be manufactured. In addition, according to the present invention, it is possible to increase the cable production line speed, and even if the cable production line speed is changed, the rotation speed is changed in accordance with the rotational position of the cam, so that the neck part and the window part can be set in a desired manner. Can be set to length. As a result, it is not necessary to replace the rotating cam, and the end shape of the neck portion or window portion is made constant by keeping the speed of the window member moving forward and backward regardless of the cable production speed. be able to.
図により本発明の実施の形態を説明する。図1は本発明の概略を説明する図、図2はカム機構の動作を説明する図、図3は首部及び窓部の長さ設定を説明する図である。図中、19は駆動モータ、20は回転カム、20a,20b,20cはカム面、20’は円筒溝カム、21はカムフォロー、22は動力伝達機構、22aは伝動部、22bは変速部、22cは他のカム機構、23は位置検出センサ、24は制御装置を示す。その他の符号は、図4,図5で用いたのと同じ符号を用いることにより説明を省略する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining the outline of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the cam mechanism, and FIG. 3 is a diagram for explaining the length setting of the neck and the window. In the figure, 19 is a drive motor, 20 is a rotating cam, 20a, 20b and 20c are cam surfaces, 20 'is a cylindrical groove cam, 21 is a cam follower, 22 is a power transmission mechanism, 22a is a transmission part, 22b is a transmission part,
本発明における自己支持型ケーブルの製造は、図1(A)に示すように図5で説明したのと同様に、樹脂押出機8によりケーブル本体及び吊線の外周に被覆樹脂を押出し成型し、樹脂押出機8の出口部分に設けた窓明装置9によって首部6と窓部7を形成する。窓明装置9は、図1(B)にその一部を示すように、被覆樹脂を押出す押出ヘッド12の側方に、窓明部材(開閉部材ともいう)17を進退可能に設けて構成される。押出ヘッド12は、ケーブル被覆孔部13と吊線被覆孔部14とをくびれ部形成孔部15で連通させる形状の押出孔で形成され、くびれ部形成孔部15内に窓明部材17を進退操作させることで首部6と窓部7を形成する。
The self-supporting type cable according to the present invention is manufactured by extruding a coating resin on the outer periphery of the cable body and the suspension line by the
本発明においては、窓明部材17の進退操作をカム機構により行なう。図1(A)に示す回転カム20は、単に説明のためのモデルとして示すもので、回転カム20の回転に伴って、窓明部材17のカムフォロー21がカム面20a,20b,20c上をなぞり、窓明部材17を進退させる。回転カム20は、例えば、サーボモータ等の駆動モータ19により回転され、窓明部材17を所定の周期で進退させて、図4に示した自己支持型ケーブル1に首部6と窓部7を形成する。
In the present invention, the
カム機構は、例えば、図1(B)に一例として示すような円筒溝カム20’を、駆動モータ19で回転制御し構成される。駆動モータ19と円筒溝カム20’との間には、モータ回転を伝動する伝動部22aや回転速度を変換する変速部22b、また他のカム部材22c等を組合せた動力伝達機構22を配することにより、間欠駆動やその他種々の形態で駆動させることができる。また、カムには、図示した円筒溝カムの他に、直進カム、板カム、平面溝カム、共役カム、端面カム、円筒リブカム、パラレルカム、ローラギアカム等と言われている種々の形状のものを用いることができる。
The cam mechanism is configured, for example, by controlling the rotation of a
図2(A)に示すように、モデルとして示す回転カム20を、例えば、回転角θ1を有する凸状のカム面20aを首部6の形成に対応させ、回転角θ2を有する凹状のカム面20bを窓部7の形成に対応させる。回転角θ1の両側の回転角θ3には傾斜状のカム面20cを設け、窓明部材17を所定の操作速度で進退させる。この回転カム20のカム面を直線状にすると、図2(B)のようなり、直進カムとも言える形状で表すことができる。それぞれのカム面は、予め設定した回転角θ1,θ2,θ3を有して形成される。
As shown in FIG. 2 (A), the
ここで、回転角θ1の凸状のカム面20aにカムフォロー21が当接することにより、窓明部材17が樹脂の押出ヘッド内に進入し、例えば、窓明部材17に設けた開口により首部6が成形される。他方、回転角θ2の凹状のカム面20bにカムフォロー21が当接すると、窓明部材17が樹脂の押出ヘッドから退出して、例えば、窓明部材17に設けた開口が閉じられて窓部7が成形される。また、傾斜状のカム面20cではカムフォロー21が移動し、窓明部材17を所定の速度で進退操作する。この時の窓明部材17の操作速度に応じて首部6の両端エッジ形状が薄くなったり厚くなったりする。
Here, the cam follow 21 abuts on the rotation angle theta 1 of the
回転カム20の回転速度が一定に維持されていれば、これに従動する窓明部材17の進退操作は所定の周期で一定しており、且つ安定したものとなる。回転カム20の回転は、サーボモータ等の使用で制御可能な安定して回転駆動される。このため、従来のエアシリンダーを用いた、窓明部材17の進退操作に比べて、カム機構を用いて窓明部材17の進退操作を行なうことで、自己支持型ケーブル1のくびれ部5にバラツキのない一定形状の首部6と窓部7の形成を可能とする。この結果、ケーブルの製造線速も向上させることができ、生産性を高めることができる。
If the rotation speed of the
カム機構を用いる場合、回転カム20の回転速度を一定とし、ケーブルの製造線速を変えると首部6と窓部7の長手方向長さも変わる。そこで、ケーブルの製造線速に合わせて回転カム20の回転速度を変えることで、首部6と窓部7の長手方向長さを調整することはできるが、首部6と窓部7の長さの比が一定である場合に限られる。しかし、首部6と窓部7の長さの割合を変えたい場合は、回転カム20の形状を変えたものに交換する必要があるが、これは作業効率を下げ、コスト的アップにもなる。また、ケーブルの製造線速によって回転カム20の回転速度を変えると窓明部材17の進退速度も変わるため、首部6の端部の肉厚が変化し所望の肉厚が得られない場合もある。
When the cam mechanism is used, the longitudinal lengths of the neck portion 6 and the window portion 7 also change when the rotational speed of the
そこで、本発明においては、カムの回転位置に応じてカム回転速度を変化できるように制御することが好ましい。カムの回転位置は、例えば、図2に示した回転カム20の始点位置Pを位置検出センサ23等で検出したり、ロータリエンコーダを用いて検出することができる。凸状のカム面20aの回転角θ1においては、回転カム20の回転速度をN1とし、凹状のカム面20bの回転角θ2では回転カム20の回転速度をN2とし、また、傾斜状のカム面20cの回転角θ3における回転カム20の回転速度をN3とする。また、ケーブルの製造線速をVとする。回転カム20の1回転で1周期とすると、
首部6の長さL1は、V×θ1/360×1/N1となり、
窓部7の長さL2は、V×θ2/360×1/N2となる。
Therefore, in the present invention, it is preferable to perform control so that the cam rotation speed can be changed according to the rotation position of the cam. The rotational position of the cam can be detected by, for example, detecting the starting point position P of the rotating
The length L 1 of the neck 6, V × θ 1/360 × 1 / N 1 , and the
The length L 2 of the window portion 7 becomes V × θ 2/360 × 1 / N 2.
また、カム面20cの回転角θ3の長さについては実質的に無視しうる程度であるが、ケーブルの製造線速Vよりも、窓明部材17の進退速度による形状変化が生じやすい。例えば、窓明部材17の進退速度が遅いと首部6の端部が薄い鋭角なエッジとなり、速いと厚く角型のエッジとなる。したがって、この回転角θ3のカム回転速度N3は、ケーブルの製造線速Vの変化とは無関係に一定とするのか好ましい。
Also, the rotation angle theta 3 of the length of the
カムの回転速度N1,N2,N3は、上述したようにそれぞれのカム面の回転位置に応じて個別に調節する。このため、駆動モータ19には精度の高い駆動制御が可能で高出力が得られるサーボモータを用いるのが好ましい。サーボモータには、交流駆動のACサーボモータと直流駆動のDCサーボモータがあるが、何れのサーボモータであってもよい。しかし、ケーブル製造中はサーボモータの駆動停止の繰り返しは無いので、回転中の駆動力が大きいACサーボモータの方が好ましい。 The cam rotation speeds N 1 , N 2 , and N 3 are individually adjusted according to the rotation positions of the respective cam surfaces as described above. For this reason, it is preferable to use a servomotor capable of high-precision drive control and high output. The servo motor includes an AC drive AC servo motor and a DC drive DC servo motor, but any servo motor may be used. However, since the drive of the servo motor is not repeatedly stopped during cable manufacture, an AC servo motor with a large driving force during rotation is preferred.
本発明では、首部6の長さL1と窓部7の長さL2を設定し、ケーブルの製造線速Vに応じて、上述の式(図3参照)から、回転角θ1,θ2,θ3毎に、カムの回転速度N1,N2,N3を調整する。これを制御装置24に入力し、カムの回転位置を検出して制御することにより、所望の値に設定された長さの首部6と窓部7のくびれ部5を備えた自己支持型ケーブルを精度よく製造するようにしている。各種の設定は一度制御装置24に入力し記憶しておけばよく、種々形状のカムを用いなくても所望の形状でくびれ部を形成することが可能となる。
In the present invention, by setting the length L 2 of the length L 1 and a window portion 7 of the neck 6, in accordance with the production line speed V of the cable, from the above equation (see FIG. 3), the rotation angle theta 1, theta The cam rotation speeds N 1 , N 2 , and N 3 are adjusted every 2 and θ 3 . By inputting this into the
ある製品において、例えば、自己支持型ケーブルのくびれ部5における首部6の長さL1は35mm〜50mmで、窓部7の長さL2は500mm〜600mmと決められている。従来のエアシリンダー機構を用いてこのくびれ部5を形成したとき、首部6の長さL1は、42.0±4.0mmであるのに対して、本発明によるカム機構を用いて形成した首部6の長さL1は、43.0±1.0mmであった。また、従来のエアシリンダー機構を用いて形成した窓部7の長さL2は、546.5±6.5mmであるのに対して、本発明によるカム機構を用いて形成される窓部7の長さL2は、543.0±1.5mmであった。この結果から、本発明のように、カム機構を用いて窓明部材17の進退操作を行なうことにより、首部6と窓部7にバラツキのないくびれ部5を備えた自己支持型ケーブルを製造することができる。
In some products, for example, the length L 1 of the neck portion 6 of the
また、ケーブルの製造線速Vを一定として、首部6の長さL1を24mm、29mm、34mmとなるようにカムの回転速度を設定して実測した。29mmのものが、28mmとなり1.0mmの誤差があったが、その他は設定値と実測値が一致していた。また、ケーブルの製造線速Vを変えて同様な首部6の長さとなるよう回転速度を変えて実測したところ、首部6の長さL124mmとしたものが実測で23mmで、1.0mmの誤差があったが、その他は設定値と実測値が一致していた。この結果から、本発明によれば、カムを交換することなく、種々のケーブル製造線速で所望の長さの首部6と窓部7のくびれ部5を備えた自己支持型ケーブルを精度よく製造することができる。
Further, the constant production line velocity V of the cable, 24 mm length L 1 of the neck 6, 29 mm, and measured by setting the rotational speed of the cam so that the 34 mm. The 29 mm one was 28 mm and there was an error of 1.0 mm, but for the other, the set value and the actually measured value were the same. Further, when the cable production linear velocity V was changed and the rotation speed was changed so as to be the same length of the neck portion 6, the length L 1 of the neck portion 6 was 24 mm, which was 23 mm and 1.0 mm. There was an error, but in other cases, the set value and the measured value were the same. From this result, according to the present invention, a self-supporting cable having a neck portion 6 having a desired length and a
1…自己支持型ケーブル、2…ケーブル本体、3…吊線、4…被覆樹脂、5…くびれ部、6…首部、7…窓部、8…樹脂押出機、9…窓明装置、10…冷却装置、11…引取キャプスタン装置、12…押出ヘッド、13…ケーブル被覆孔部、14…吊線被覆孔部、15…くびれ部形成孔部、16…エアシリンダー装置、17…開閉部材(窓明部材)、18…電磁弁、19…駆動モータ、20…回転カム、20a,20b,20c…カム面、20’…円筒溝カム、21…カムフォロー、22…動力伝達機構、22a…伝動部、22b…変速部、22c…他のカム機構、23…位置検出センサ、24…制御装置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Self-supporting type cable, 2 ... Cable main body, 3 ... Hanging wire, 4 ... Covering resin, 5 ... Constriction part, 6 ... Neck part, 7 ... Window part, 8 ... Resin extruder, 9 ... Window-lighting device, 10 ... Cooling , 11 ... take-up capstan device, 12 ... extrusion head, 13 ... cable covering hole, 14 ... hanging wire covering hole, 15 ... constriction forming hole, 16 ... air cylinder device, 17 ... opening and closing member (window member) ), 18 ... Solenoid valve, 19 ... Drive motor, 20 ... Rotating cam, 20a, 20b, 20c ... Cam surface, 20 '... Cylindrical groove cam, 21 ... Cam follower, 22 ... Power transmission mechanism, 22a ... Transmission part, 22b ... Transmission unit, 22c ... Other cam mechanism, 23 ... Position detection sensor, 24 ... Control device.
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