JP2009301809A - 自己支持型ケーブルの製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高速追従性を高めることができるとともに、高い成形性が得られ、しかも、屑処理が不要となる自己支持型ケーブルの製造装置及び製造方法を得る。
【解決手段】 ケーブル本体５１１と支持線５０９の外周が絶縁樹脂で一体に被覆され、ケーブル本体５１１と支持線５０９との間に刃１を入れて窓部３が開口された連結部５０５を有する自己支持型ケーブル５の製造装置であって、刃１は、ケーブル長手方向に沿った上流側及び下流側に傾斜した刃先４３，４５を有した１枚刃で形成した。刃１は、連結部５０５に対し進退自在に設けることができる。また、刃１は、押出機から押し出されるケーブル本体５１１と支持線５０９を一体に被覆する絶縁樹脂の表面温度が、押し出し直後の温度から２０〜４０℃下がった位置、好ましくは３０℃下がった位置に設置されることが好ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、支持線とケーブル本体とを連結する連結部に窓部を有する自己支持型ケーブルの製造装置及び製造方法に関する。

支持線とケーブル本体を平行にして一括して覆う横断面ダルマ型のプラスチック被覆を設けた自己支持型ケーブルは、通信用等で多数使用されている。図１０は自己支持型ケーブルの斜視図である。図において、５００は鋼線、鋼撚り線等からなる支持体、５０１は光ファイバ心線等を含むケーブルコア、５０３はポリエチレン等プラスチック等の絶縁樹脂からなる横断面ダルマ型の被覆、５０５は連結部、５０７は窓部、５０９は支持線、５１１はケーブル本体である。

自己支持型ケーブルは架空に布設されて風圧を受けるため、大きな張力がケーブルに加わるだけでなく、風速の変動、風の方向変動等によって、ケーブルに大きなダンシング振動等も発生する。このような風圧による影響を少なくするため、横断面ダルマ型の首部５０５には、長手方向に細長い窓５０７を間欠的に設けて、風がその間を通過し易くするという方法が採られている。

連結部５０５に窓部５０７を形成するには従来より種々の方法が採られている。例えば特許文献１の開示技術では、ダルマ型のケーブルを押出機で成形、押し出した直後に円周方向に一部切欠きを有する２枚の並行した回転円盤薄刃と円周方向に一部切欠きを有する回転円盤内側刃を備えた窓開け装置で、ケーブルの走行に合わせ回転刃を回転させることによって、ケーブル被覆の連結部５０５の一部を切断し、該当連結部５０５に長手方向に細長い窓部５０７を間欠的に形成する。また、２枚の並行した回転円盤薄刃または一部切欠きを有する回転円盤内側刃の間に残る切除されたプラスチック片を回転円盤刃の間若しくは円盤内側刃の円周壁面からエアーを吹き出し吹き飛ばす。

特許文献２の開示技術では、ダルマ型ケーブルを押出機にて成形直後に、スリット刃にて連結部５０５にスリットを入れる。スリット刃は流体圧シリンダにて動作させる。その後ケーブルを冷却槽で冷却させ、スリットが入った部分を回転する打ち抜きパンチ円盤にて窓部を形成する。

特許文献３の開示技術では、ダルマ型ケーブルを押出機にて成形直後に、カッターにて連結部５０５に切れ目を入れる。
特開２０００−２２８１２１号公報 特開平９−３００４２２号公報 特開平２−１５６２１３号公報

しかしながら、特許文献１の開示技術は、２枚の刃の間に残ったプラスチック辺（切り屑）をエアーで確実に除去できず、高速での処理が困難な問題があった。特許文献２の開示技術は、スリット刃を流体圧シリンダにて動作させるため、高速製造時に流体圧シリンダが追従できず、製造速度を高速にすると、成形精度が低下した。特許文献３の開示技術は、押し出し直後にスリットを入れると、カッターがスリット形成面に接着してしまう。また、刃形状についての示唆がなく、切断抵抗が増大する場合には、切断面が荒れ（外観が乱れ）、成形性が低下した。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、高速追従性を高めることができるとともに、高い成形性が得られ、しかも、屑処理が不要となる自己支持型ケーブルの製造装置及び製造方法を提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） ケーブル本体と支持線の外周が樹脂で一体に被覆され、前記ケーブル本体と前記支持線との間に刃を入れて窓部が開口された連結部を有する自己支持型ケーブルの製造装置であって、
前記刃は、ケーブル長手方向に沿った上流側及び下流側に傾斜した刃先を有した１枚刃であることを特徴とする自己支持型ケーブルの製造装置。

この自己支持型ケーブルの製造装置によれば、連結部に刃を入れるのみで窓部を開けるので、モータを用いた簡素な機構で刃を駆動できる。これにより、流体圧シリンダを用いた駆動機構に比べ高速追従性が高まる。また、上流側及び下流側に傾斜した刃先にて切断抵抗が小さく抑えられる。さらに、窓部を、閉じた輪郭で打ち抜くのと異なり、切り屑が出ることがない。つまり、刃を貫通させた連結部の貫通部位に、弾性復元によっても閉じることのない塑性変形を生じさせて窓部を開口させる。

（２） （１）の自己支持型ケーブルの製造装置であって、
前記刃の刃先は両刃であることを特徴とする自己支持型ケーブルの製造装置。

この自己支持型ケーブルの製造装置によれば、両刃とすることで、片刃（片切刃：刃の片面が平造りのもの）に比べ、刃先を境に両側に切り分けられる一対の切断面を均等に仕上げることができる。

（３） （１）の自己支持型ケーブルの製造装置であって、
前記刃が連結部に対し進退自在に設けられていることを特徴とする自己支持型ケーブルの製造装置。

この自己支持型ケーブルの製造装置によれば、同軸に設けた引きカムと押しカムをモータにより回転駆動することで、モータの回転力を直線方向に変換し、刃を連結部に対し高速に進退駆動できる。

（４） （１）の自己支持型ケーブルの製造装置であって、
前記刃が円周の一部に切り欠きを有して回転する回転刃であることを特徴とする自己支持型ケーブルの製造装置。

この自己支持型ケーブルの製造装置によれば、円周の一部に切り欠きを有した回転刃をモータにより回転駆動することで、モータの回転力を直接回転刃の切り込み動作に伝達し、連結部を高速切断できる。

（５） （１）〜（４）のいずれか１つの自己支持型ケーブルの製造装置であって、
前記刃は、押出機から押し出される前記ケーブル本体と前記支持線を一体に被覆する樹脂の表面温度が押し出し直後の温度から２０〜４０℃下がった位置、好ましくは３０℃下がった位置に設置されることを特徴とする自己支持型ケーブルの製造装置。

この自己支持型ケーブルの製造装置によれば、切断した後の再溶着を防止できる。また、低温状態での切断抵抗の増大を防止でき、切断抵抗の増大に伴う切断面の荒れ（外観の悪化）も防止できる。

（６） （１）〜（５）のいずれか１つの自己支持型ケーブルの製造装置であって、
前記刃を加熱する加熱機構を備えたことを特徴とする自己支持型ケーブルの製造装置。

この自己支持型ケーブルの製造装置によれば、低温の刃が連結部に進入することによる接触部の温度低下（急冷）、すなわち、低温状態での切断抵抗の増大が抑止でき、切断抵抗の増大に伴う切断面の荒れ（外観の悪化）を抑止できる。

（７） 支持線とケーブル本体とを連結する自己支持型ケーブルの連結部に窓部を形成する自己支持型ケーブルの製造方法であって、
自己支持型ケーブルの押し出し方向に対して上流側と下流側に傾斜した刃先を有する一枚刃で、前記連結部を貫通して前記窓部を形成することを特徴とする自己支持型ケーブルの製造方法。

この自己支持型ケーブルの製造方法によれば、連結部に刃を入れるのみで窓部を開けるので、モータを用いた簡素な機構で刃を駆動できる。これにより、流体圧シリンダを用いた駆動機構に比べ高速追従性が高まる。

本発明に係る自己支持型ケーブルの製造装置によれば、ケーブル本体と支持線との連結部に入れて窓部を開口する刃が、ケーブル長手方向に沿った上流側及び下流側に傾斜した刃先を有した１枚刃であるので、モータを用いて刃を駆動でき、簡素な構造で故障が生じ難く、流体圧シリンダに比べ高速追従性を高めることができる。また、上流側及び下流側に傾斜した刃先にて切断抵抗を小さくし、高い成形性が得られ（切断面の外観が良好となり）、しかも、切り屑が出ないので、屑処理を不要にできる。

本発明に係る自己支持型ケーブルの製造方法によれば、自己支持型ケーブルの押し出し方向に対して上流側と下流側に傾斜した刃先を有する一枚刃で、連結部を貫通して窓部を形成するので、流体圧シリンダに比べ高速追従性を高め、高速製造を実現できる。

以下、本発明に係る自己支持型ケーブルの製造装置及び製造方法の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る製造装置の要部拡大図、図２は本発明に係る製造装置の全体の概略を表した構成図である。なお、図１０に示した部材・部位と同一の部材・部位には同一の符号を付して説明する。
本実施の形態による製造装置１００は、図１に示すケーブル本体５１１と支持線５０９との間の連結部５０５に、刃１を入れて窓部３を開口させた自己支持型ケーブル５を得る。

製造装置１００は、図２に示すように支持体サプライ７と、支持線用押出機９と、光ファイバサプライ１１と、本体押出機１３と、引取キャプスタン１５と、巻取機１７と、刃駆動装置１９と、を備える。

支持体サプライ７は、支持体ボビン２１から支持体５００を繰り出す。支持体用押出機９は、支持体サプライ７からの支持体５００を本体押出機１３へ供給する。光ファイバサプライ１１は、光ファイバボビン２３からの光ファイバ２５を本体押出機１３へ供給する。本体押出機１３は、ホッパ部２７と、チャンバ部２９と、押出機ダイス３１とを備える。チャンバ部２９には不図示のスクリューが設けられる。スクリューによって、ホッパ部２７から供給された粒状の樹脂材料（熱可塑性樹脂）をダイス３１へ押し出す。ここで押出される熱可塑性樹脂は、スクリューによって圧縮されながら摩擦熱及び本体押出機１３の熱によって軟化され、流動体となる。この流動体絶縁樹脂がダイス３１の成形出口から押し出される。

したがって、製造装置１００は、支持体５００、光ファイバ２５と、被覆となる絶縁樹脂を本体押出機１３に供給することで、ケーブル本体５１１と支持線５０９が絶縁樹脂で一体に被覆され、ケーブル本体５１１と支持線５０９が連結部５０５にて連結された自己支持型ケーブル５を押出成形する。押し出された自己支持型ケーブル５は、刃駆動装置１９にて窓部３が形成された後、引取キャプスタン１５にて引き取られ、巻取機１７にて巻き取られる。本実施の形態に係る製造装置１００は、その刃駆動装置１９に特徴を有する。

ダルマ型ケーブルである自己支持型ケーブル５の支持線５０９とケーブル本体５１１の連結部５０５に間欠的に長手方向に窓部３を開ける方法は、既に特許等で公知になっているように、ケーブル形状を形成するダイスでの「流路堰き止め方式」、ダイスを出た後の「後加工方式」がある。

「流路堰き止め方式」は連結部５０５が高い場合に成形性に優れ有効であるが、先行技術にも記載の通り流体圧シリンダ等での動作、また、ダイスと流路堰止め部材との摺動抵抗が発生するため、装置の動作不良等による連結部５０５と窓部３の間隔異常を起こす可能性がある。また、流体圧シリンダ及びそれを動作させる電磁弁の反応速度から、線速はせいぜい２０〜３０ｍ／分で頭打ちとなり、それ以上の高速製造が実現しない。

また、「後加工方式」は、ダイス部等との摺動抵抗が無いため、「流路堰き止め方式」に比べ、異常を起こすリスクは少ないが、窓部３の外観が悪くなるなどの問題がある。また、先行技術に記載の２枚刃での切り抜き（打ち抜き）加工を行うと、切り屑が出る、且つ屑処理が必要となり、屑処理不良などにより外観異常が発生する。

そこで、本製造装置１００では、「後加工方式」による屑処理、外観不良対策、高速化への問題点を以下の構成により解決している。
刃駆動装置１９は、１枚刃１を用いて構成される。１枚刃１にすることで、切り屑が出ず、屑処理が不要となる。本実施の形態では、カムにより刃１が往復運動される。すなわち、刃１が連結部５０５に対し進退自在に設けられている。カム駆動の場合、カム上でカム曲線に倣わず、刃１がカム曲線上から飛んでしまう現象があるため、本刃駆動装置１９では、図１に示すように、押しカム３３、引きカム３５を備え、これらをモータ３７で駆動する。同軸に設けた引きカム３５と押しカム３３をモータ３７により回転駆動することで、モータ３７の回転力を直線方向に変換し、刃１を連結部５０５に対し高速に進退駆動できる。これにより、窓部３と、窓部３，３同士の間の首部との間隔のバラツキを抑えることができる。図中、３９ａは押し用カムフォロア、３９ｂは引き用カムフォロア、４１は連結ブラケットを示す。

図３は片山の刃の平面視を（ａ）、ａ−ａ矢視を（ｂ）で示した刃先構成図、図４は両山の刃の平面視を（ａ）、ｂ−ｂ矢視を（ｂ）で示した刃先構成図、図５は薄板若しくは片山刃の切断状況を表した模式図、図６は両山刃の切断状況を表した模式図である。
刃１は、ケーブル長手方向に沿った上流側及び下流側に傾斜した刃先４３，４５を有した１枚刃である。つまり、刃１の形状は、図４に示す山型の両刃となる。刃の形状は、ケーブルの窓部３を形成する際の外観に影響を与える。図３及び図５に示すように、例えば厚みｔが１ｍｍの片山型の刃１Ａや薄板の場合、図５に示すように、切断抵抗が大となり、ケーブル切断面４７がギザギザとなって悪くなるが、両山型にすることで、図６に示すように、切断抵抗が小さくなり、切断面４９と刃１の切断ポイント後方との流れがスムーズになり、切断面４９が綺麗に仕上がる。

また、刃１が両刃である（例えば刃先４３を境に表裏が刃４３ａ，４３ｂとなる）ことにより、片刃（片切刃：刃の片面が平造りのもの）に比べ、刃先４３を境に両側に切り分けられる一対の切断面４９，４９を均等に仕上げることができる。なお、刃先４５における両刃の符号は、図４（ｂ）の背部となるため省略した。

図７は窓部の溶着状況を説明するダイス出口近傍の模式図、図８は窓部切り込みの最適位置を説明するダイス出口近傍の模式図である。
刃１は、ダイス３１から押し出されるケーブル本体５１１と支持線５０９を一体に被覆する絶縁樹脂の表面温度が押し出し直後の温度から２０〜４０℃下がった位置、好ましくは３０℃下がった位置に設置される。具体的には、刃１を入れる位置を、ダイス３１から押出表面温度が１５０〜２００℃になる位置に配置する。

押し出された材料の温度や連結部５０５の高さｈ（ｈ＝１ｍｍの場合）等で、図７に示すように、押し出し後、樹脂温度が２００℃以上あると窓部３を形成しても再溶着してしまう。また、ダイス押出後樹脂温度が１５０℃よりも低くなると、切断しにくくなるのと合わせ切断面等の外観も悪くなる。この条件を満たすのが、樹脂の押出条件にもよるが、図８に示したように、ダイス３１の出口から６０〜１００ｍｍ程度離れた位置であることが実験にて知見できた。なお、上記条件は、ダイス押出後のケーブル線速によって左右されることは勿論である。

すなわち、ダイス３１の出口におけるケーブル温度が１８０℃である場合、出口より６０〜１００ｍｍの位置でケーブル温度が１５０℃となり、この範囲で刃１を入れれば、窓部明け、本体形状の外観、切断面の外観に支障のない自己支持型ケーブル５が得られた。これに対し、出口より１５０ｍｍの位置ではケーブル温度が１２０℃となり、この範囲で刃１を入れれば、窓部明けは可能であったが、本体形状の外観、切断面の外観が荒れた。本実施の形態では、刃１を、上記位置に設置することで、切断した後の再溶着を防止し、低温状態での切断抵抗の増大を防止でき、切断抵抗の増大に伴う切断面の荒れ（外観の悪化）も防止することができる。

このように、本実施の形態による製造装置１００では、連結部５０５に刃１を入れるのみで窓部３を開けるので、モータ３７を用いた簡素な機構で刃１を駆動できる。これにより、流体圧シリンダを用いた駆動機構に比べ高速追従性が高まる。また、上流側及び下流側に傾斜した刃先４３，４５にて切断抵抗が小さく抑えられる。さらに、窓部３を、閉じた輪郭で打ち抜くのと異なり、切り屑が出ることがない。つまり、刃１を貫通させた連結部５０５の貫通部位に、弾性復元によっても閉じることのない塑性変形を生じさせて窓部３を開口させることができる。

また、製造装置１００を使用した自己支持型ケーブル５の製造方法では、自己支持型ケーブル５の押し出し方向に対して上流側と下流側に傾斜した刃先４３，４５を有する一枚刃１で、連結部５０５を貫通して窓部３を形成するので、連結部５０５に刃１を入れるのみで窓部３を開けることができ、モータ３７を用いた簡素な機構で刃１を駆動できる。これにより、流体圧シリンダを用いた駆動機構に比べ高速追従性が高まる。

なお、製造装置１００は、刃１を加熱する加熱機構（不図示）を備えてもよい。刃１を入れるポイントでの押出材料温度は、例として図８に示したように１５０℃前後になる。そこに冷たい刃１を入れてしまうと、切断面の外観が荒れる。刃自体に予熱を与え、材料温度との差をなくすこと（５０℃以下）で、低温の刃１が連結部５０５に進入することによる接触部の温度低下（急冷）、すなわち、低温状態での切断抵抗の増大が抑止でき、切断抵抗の増大に伴う切断面の荒れ（外観の悪化）を抑止できる。

したがって、製造装置１００によれば、モータ３７を用いて刃を駆動でき、簡素な構造で故障が生じ難く、流体圧シリンダに比べ高速追従性を高めることができる。また、上流側及び下流側に傾斜した刃先４３，４５にて切断抵抗を小さくし、高い成形性が得られ（切断面の外観が良好となり）、しかも、切り屑が出ないので、屑処理を不要にできる。

また、製造装置１００を用いた製造方法によれば、流体圧シリンダを用いる製造方法に比べ高速追従性を高め、高速製造を実現できる。

図９は回転刃を採用した製造装置の要部拡大図である。
なお、上記の実施の形態では、刃１を進退させる刃駆動装置１９を例に説明したが、本発明に係る製造装置は、この他、刃１Ｂが円周の一部に切り欠き５１を有して回転する回転刃５３であってもよい。切り欠き５１の両側は傾斜した刃先５３ａとされている。このような変形例の構成によれば、円周の一部に切り欠き５１を有した回転刃５３をモータ３７により回転駆動することで、モータ３７の回転力を直接回転刃５３の切り込み動作に伝達し、連結部５０５を間欠的に高速切断できる。

本発明に係る製造装置の要部拡大図である。 本発明に係る製造装置の全体の概略を表した構成図である。 片山の刃の平面視を（ａ）、ａ−ａ矢視を（ｂ）で示した刃先構成図である。 両山の刃の平面視を（ａ）、ｂ−ｂ矢視を（ｂ）で示した刃先構成図である。 薄板若しくは片山刃の切断状況を表した模式図である。 両山刃の切断状況を表した模式図である。 窓部の溶着状況を説明するダイス出口近傍の模式図である。 窓部切り込みの最適位置を説明するダイス出口近傍の模式図である。 回転刃を採用した製造装置の要部拡大図である。 自己支持型ケーブルの斜視図である。

符号の説明

１ 刃
３ 窓部
５ 自己支持型ケーブル
１３ 本体押出機（押出機）
４３，４５ 刃先
５１ 切り欠き
５３ 回転刃
１００ 自己支持型ケーブルの製造装置
５０５ 連結部
５０９ 支持線
５１１ ケーブル本体

Claims (7)

1. ケーブル本体と支持線の外周が樹脂で一体に被覆され、前記ケーブル本体と前記支持線との間に刃を入れて窓部が開口された連結部を有する自己支持型ケーブルの製造装置であって、
   前記刃は、ケーブル長手方向に沿った上流側及び下流側に傾斜した刃先を有した１枚刃であることを特徴とする自己支持型ケーブルの製造装置。
2. 請求項１記載の自己支持型ケーブルの製造装置であって、
   前記刃の刃先は両刃であることを特徴とする自己支持型ケーブルの製造装置。
3. 請求項１記載の自己支持型ケーブルの製造装置であって、
   前記刃が前記連結部に対し進退自在に設けられていることを特徴とする自己支持型ケーブルの製造装置。
4. 請求項１記載の自己支持型ケーブルの製造装置であって、
   前記刃が円周の一部に切り欠きを有して回転する回転刃であることを特徴とする自己支持型ケーブルの製造装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の自己支持型ケーブルの製造装置であって、
   前記刃は、押出機から押し出される前記ケーブル本体と前記支持線を一体に被覆する樹脂の表面温度が押し出し直後の温度から２０〜４０℃下がった位置、好ましくは３０℃下がった位置に設置されることを特徴とする自己支持型ケーブルの製造装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の自己支持型ケーブルの製造装置であって、
   前記刃を加熱する加熱機構を備えたことを特徴とする自己支持型ケーブルの製造装置。
7. 支持線とケーブル本体とを連結する自己支持型ケーブルの連結部に窓部を形成する自己支持型ケーブルの製造方法であって、
   自己支持型ケーブルの押し出し方向に対して上流側と下流側に傾斜した刃先を有する一枚刃で、前記連結部を貫通して前記窓部を形成することを特徴とする自己支持型ケーブルの製造方法。

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