JP2009501090A - ケーブル又はチューブの外側表面に環状溝を形成する装置及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明はチューブのような線上部材（１０）の外側表面に円周状の溝（１４）を形成するための装置（１００）を提供するものである。前記溝は円筒形切断部材（１２０）がチューブ周りで回転することにより形成され、前記円筒形切断部材の切断手段が溝を形成する。円筒形切断部材が一回転すると、チューブの表面に複数の溝が形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ケーブル又はチューブ等の線状部材の処理に関し、特に線状部材を処理するための装置及び方法に関し、その外側表面にひと続きの環状溝を形成することを目的とする。

特許文献１には、滑空のチューブの外側壁に一連の平行した溝を形成するのに適した装置が開示されている。この装置は３つのローラを有し、このローラは、チューブが装置を通過するときに、チューブの周囲に配されるように備えられている。１以上のローラには溝が彫られ、この溝が彫られたローラを回転させることによりチューブの外側表面に一連の溝が形成される。

特許文献１に記載の装置において、ローラは三角形の隙間を形成するように配され、この隙間にチューブが通される。しかしながら、この配置の形状では、例えば３ｍｍ以下の直径のチューブ等の小さなチューブを処理することは困難であるという問題を有していた。

本出願人による英国特許出願（特許文献２：２００４年９月２７日出願）では、滑空のチューブの外側壁に、類似の一連の平行溝を形成する装置が開示されている。この装置は、２つの対抗するローラを備え、このローラの内１以上は、チューブに溝を形成するために溝を備えたローラである。チューブは、これらローラの間を通過することにより溝が彫られている。さらに、２つの対抗するローラの位置決め手段により、前記対抗するローラに対してチューブの位置が維持されている。この配列により、２つの対抗するローラは、非常に接近して備えられ、従って、例えば３ｍｍ以下の直径のチューブ等の小さなチューブにも溝を形成することができる。
欧州特許第７６５２１４号 英国特許出願第０４２１４３９．１号

特許文献１と特許文献２の両方で開示されている試みにおける、不利な点の１つは、小さな直径を有するチューブに溝を形成するには、溝を形成するローラを回転させるために小さなベアリングを使用する必要があるという点である。溝を形成したチューブを採算が合うように製造するための処理スピードを達成するためには、非常に高速度（例えば、１００００ｒｐｍを超える速度）でこれらのベアリングを回転させる必要がある。このような高速での長期間の操作は、ベアリングの運転耐用年数を非常に縮めることと成る。遠心力により、ベアリング内の潤滑剤がベアリングシールを超えて噴出され、このことにより、ベアリングの初期故障を引き起こすと考えられている。特許文献１及び２の両方に記載されている装置は、その設計において、能動冷却を使用しない小さなベアリングの使用を必要とし、耐用年数を延ばすことができる潤滑手段の使用を余儀なくされるという問題を有していた。

本発明の第１の特徴によると、細長部材の外側表面に複数の溝を形成する装置が提供される。前記装置は、その内側表面に複数の切断手段をそなえる円筒形カッターと、使用時に円筒形カッターの内側表面に押し付けるようにして細長部材を支えるように構成された第１及び第２の回転可能な位置決め手段を備える。前記円筒形カッターはカッター回転手段内に備えられ、前記カッター回転手段の回転により前記円筒形カッターが回転し、使用時は前記円筒形カッターの回転により前記第１及び第２の回転可能な位置決め手段と前記円筒形カッターの内側表面で支えられている細長部材が前記円筒形カッターの内側表面に関連して回転する。前記細長部材は前記円筒形カッターを通って移動し、前記複数の切断手段が前記細長部材の外側表面に複数の溝を形成する。

本発明における前記チューブが円筒形カッター内部で回転するという配置は大きな利点をもたらす。これは、１以上のカッターがチューブの外側周囲で回転するという周知の技術と異なる。本発明は大きなベアリングの使用を可能にするものである。大きなベアリングに油を差したり、前記ベアリングに例えば冷却オイルを注入して油圧冷却したりすることができる。また、大きなベアリングは、高速で（例えば１００００ｒｐｍを上回る速度）での長時間の運転を可能とする。

図１乃至図４は本発明による装置１００の概略図を示している。図１は前記装置の分解図であり、図２は前記装置の分解図であり軸方向を示し、図３は前記装置の分解斜視図であり、そして図４は前記装置の分解側面図である。

前記装置１００は回転可能な円筒形カッター１２０を備えている。前期回転可能な円筒形カッター１２０は切断ベアリング１３０の中に及び連結して備え付けられている。前記回転可能な円筒形カッターの内側表面は複数の刃先１２２を備えている。第１及び第２の位置決めローラ１４０及び１４２は前記回転可能な円筒形カッター内に配されている。前記位置決めローラ１４０及び１４２は前記回転可能な円筒形カッターの一方の先端を越えて伸びるものである。第１及び第２の位置決めベアリング１５０及び１５２は前記位置決めローラの一方（第１）及び他方（第２）の端にあり、前記第１及び第２の位置決めベアリングは前記回転可能な円筒形カッターの外側に位置している。前記第１及び第２の位置決めベアリングは、前記第１及び第２の位置決めローラの両方の外側表面に接するように構成されている。同様に第１及び第２の制御ローラ１６０及び１６２は前記回転可能な円筒形カッターの外側に配されており、前記第１及び第２の位置決めローラ両方との接続を維持するよう構成されている。第１及び第２の制御ベアリング１７０及び１７２は前記第１及び第２の制御ローラを回転させることができる。ハウジング１８０は、これらの要素を備えるようになされている。前記ハウジングはハウジングを形成するために相互に接続している複数の要素を備えていてもよい。前記ハウジングは接続手段２００を備えており、前記接続手段２００は前記装置を主軸台と接続して、装置に回転動作を与える。

使用時には、線状部材１０（例えば中空部１２を有するプラスティック製のチューブ）は前記装置内に配されており、前記チューブの前記外側表面に複数の溝１４を形成するよう処理される。チューブが前記装置の中に配されると、前記装置の縦軸は前記第１及び第２の位置決めローラの縦軸と平行になる。前記回転可能な円筒形カッターは、前記チューブと前記第１及び第２の位置決めローラに共通の縦軸に対してずれるように配置される。

周知のように、前記複数の溝１４の構造により前記チューブの過度な屈曲力に対する耐性は強化されており、このことは光学繊維がチューブ内に配されている場合に特に有効である。前記回転可能な円筒形カッター内に配されているチューブ１０は、前記第１及び第２の位置決めローラにより前記円筒形カッター内部に押し付けるように配される。前記第１及び第２の位置決めローラの位置は前記第１及び第２の制御ローラによって維持されている。前記第１及び第２の制御ローラによって、前記第１及び第２の位置決めローラと前記チューブとの接触が保たれている。前記切断ベアリングの回転により、前記円筒形カッターが回転し、前記カッターは前記チューブの外側周囲を回転する。前記カッターが前記チューブの周囲を回転すると、前記第１及び第２の位置決めローラにより前記チューブが前記カッターの内側表面に促されるのと連動して、刃先１２２が前記チューブの外側壁に溝を形成する。また、前記刃先の動作により前記装置を通って前記チューブが移動する。刃先は略らせん形の形状を有し、チューブに形成される溝は円周形である。

前記チューブと前記第１及び第２の位置決めローラに共通な縦軸に対して、前記回転可能な円筒形カッターの角度は５度から４０度の範囲内であっても構わないが、最適値は２０度から３０度の範囲であり、好適値はおよそ２５度である。

本発明の更なる利点は、前記カッターが様々な直径幅のチューブを収容できるということである。これによってある直径のチューブの製造から別の直径のチューブの製造への変更にかかる時間が削減される。光学繊維を備えているチューブの製造について、前記チューブは一般的には１ミリから１０ミリの外径を有するものだが、本発明においては、前記幅を有するチューブはカッターを変更することなく容易に生成されることが可能である。前記第１及び第２の位置決めローラと前記円筒形カッターの内側壁との距離は、前記チューブの外径とともに変化する。これに応じて、前記装置により前記第１及び第２の位置決めローラの位置は、所定の直径のチューブに対応するために変化することが可能である。あるいは、前記第１及び第２の位置決めローラは異なる直径をした位置決めローラに置き換えられチューブを収容してもかまわない。前記制御ローラの位置及び／またはサイズも、前記第１及び第２の位置決めローラと前記第１及び第２の制御ローラとの間の接触を保つために変化しなければならない。

我々の先の出願で開示した装置（欧州特許第７６５２１４号及び英国特許出願第０４２１４３９．１号）は、異なる原理で稼動する。即ち、これらの装置においては、個々のカッターはベアリング上で回転し、このベアリングはチューブの外側の周囲に存し、このチューブの外側に溝が形成される。この結果、小さなベアリングの使用を余儀なくされ、そして、その小さなベアリングは、高速の長時間の運転に適さない。本発明は、非常に大きなベアリングを使用することにより、回転可能な円筒カッターが回転する。この非常に大きなベアリングは、その大きさ故に高速（例えば、１００００ｒｐｍ又はこれ以上）での長期間の運転に耐えることができる。これは、なぜならポンプでベアリング内へオイルを注入することにより潤滑にすることができるからである。また、ベアリングの温度を調整するためにオイルを冷やしてもよい。

さらに、欧州特許第７６５２１４号及び英国特許出願第０４２１４３９．１号に記載されている従来の方法においては、チューブの外部に単一の溝が形成されるには、カッターが、１を超える数回転する必要がある。本発明においては、カッターは複数の刃先を備えるから、１回のカッターの回転により複数の溝をチューブに形成する。

上記効果の組合せにより、本発明の装置を使用すると、１００メートル／分の割合で溝を形成し、チューブを製造及び処理することが可能となると考えられる。この１００メートル／分の割合とは、従来の技術を用いたときの持続可能な速度（２０〜３０メートル／分）より非常に速い速度である。

図５ａは、円筒形カッター１２０の第１実施形態の概略斜視図であり、図５ｂは、円筒形カッター１２０の断面図の概略図である。円筒形カッターは、複数の刃先１２２を含み、この刃先はカッターの軸に対しある角度をなして配置されている。好ましくは、円筒形カッターの内側表面には、湾曲した内側表面１２４を備える。前述の如く、円筒形カッターは、チューブと第１及び第２の位置決めローラの軸に対して回転するようにしてずれて配されている。

仮に、円筒形カッターの縦方向の軸がチューブの縦方向の軸に対して平行であるとすると、円筒形カッター内で得られるチューブは該円筒と接触した連続した線を有することとなる（位置決めローラの作用により、チューブの壁がカッターの刃先と当たると仮定すれば）。円筒形カッターをチューブに対して回転させると、カッターとチューブとの接触による線はもはや存在しない。しかし、その代わりに、２つの分離した接触点が存在する。カッターの表面とチューブの間の隔たりによって生まれる領域があるために、これら接触点は離れて存在する。カッターがチューブに対し回転するようにしてずれて配されている場合、カッターに対してチューブの位置を算出して、カッターの内側表面の形状を修正することができる。これにより、チューブとカッターの間の連続した接触線とする、或いはチューブとカッターとの２つの分離した接触点の間の距離を小さくすることができる。カッターの刃先の数は本発明の装置又は方法に関する操作に対し特別な意味をもたらすものではないが、６〜１０の数の刃先が好ましい範囲であり、この数の刃先である場合、カッターが一回転するだけで、チューブの製造やカッターの操作において面倒な作業を行わなくとも、複数の溝を形成することができ、従って本発明の効率性が向上される。

図６は、円筒形カッター２２０のさらなる実施形態の概略図である。図６中の円筒形カッター２２０は、複数の切断部材２２６により構成される。図６ａは、単一の切断部材２２６の斜視図を示す。図６ｂは、円筒形カッター２２０の概略斜視図を示し、該円筒形カッター２２０は、複数の切断部材２２６から形成されている。図６ｃは円筒形カッター２２０の概略断面図を示し、該円筒形カッター２２０は複数の切断部材２２６から形成される。好ましくは、各切断部材は全部の刃先を含むが、１以上の切断部材が組み合わせられて１つの刃先を形成してもよい。図６ｃはカッターの内側表面がカッターの縦方向の軸に対し平行であることを示すが、図５ｂで示したものと類似した状態で、カッターの内側表面が湾曲していてもよい。

１を超える数の刃先が使用されて溝を形成すると、チューブの溝は最良に形成される。これは、円筒形カッター内の刃先間に適切な間隔を設けて、前の刃先により形成された溝に、次の刃先が一致するように、刃先が配されていることにより実現する。好ましくは、円筒形カッター内の各刃先は、チューブの外周と略同一の長さを有する。これにより、それぞれの刃先が溝全体を形成することができる。

本発明による装置の断面概略図を示したものである。 本発明による装置の軸方向像の分解概略図を示したものである。 本発明による装置の分解斜視図の概略図を示したものである。 本発明による装置の分解側面概略図を示したものである。 本発明による装置とともに使用される第１の円筒形カッターの概略図を示したものである。 本発明による装置とともに使用される第２の円筒形カッターの概略図を示したものである。

Claims (10)

1. 細長部材の外側表面に複数の溝を形成する装置であって、前記装置は
   その内側表面に複数の切断手段を備える円筒形カッターと、
   使用時に円筒形カッターの内面に押し付けるようにして細長部材を支えるように構成された第１及び第２の回転可能な位置決め手段を備え、
   前記円筒形カッターは、カッター回転手段内に備えられ、前記カッター回転手段の回転により前記円筒形カッターが回転し、使用時は前記円筒形カッターの回転により前記第１及び第２の回転可能な位置決め手段と前記円筒形カッターの内側表面で支えられている細長部材が前記円筒形カッターの内側表面に関連して回転し、前記細長部材が前記円筒形カッターを通って移動し、前記複数の切断手段が前記細長部材の外部表面に複数の溝を形成することを特徴とする装置。
2. 回転可能な制御手段をさらに備え、前記回転可能な制御手段が前記第１及び第２の回転可能な位置決め手段両方と接することを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記回転可能な制御手段は、第１及び第２の制御ローラを備え、前記第１の制御ローラが前記第１及び第２の回転可能な位置決め手段の一方の端付近で前記第１及び第２の回転可能な位置決め手段と接するように位置し、前記第２の制御ローラが前記第１及び第２の回転可能な位置決め手段の他方の端付近で前記第１及び第２の回転可能な位置決め手段と接するよう位置することを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記装置は１以上の制御回転手段をさらに備え、前記制御回転手段又は複数の制御回転手段それぞれが使用時に前記回転可能な制御手段を回転させるよう構成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の装置。
5. 前記切断部材が、前記円筒形カッターの縦軸に対して傾斜していることを特徴とする前記請求項いずれかに記載の装置。
6. 前記切断部材が、前記円筒形カッターの縦軸に対して１０度から４０度の角度で傾斜していることを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 前記切断部材が、前記円筒形カッターの縦軸に対してほぼ２５度の角度で傾斜していることを特徴とする請求項５又は６に記載の装置。
8. 前記円筒形カッターが、複数の切断部材を備え、前記複数の切断部材それぞれがひとつの切断手段を備えることを特徴とする前記請求項いずれかに記載の装置。
9. 前記円筒形カッターの内面が、縦軸方向に弓形であることを特徴とする前記請求項いずれかに記載の装置。
10. 前記円筒形カッターが、装置内の前記第１及び第２の回転可能な位置決め手段及び細長部材の軸に対して回転するようにずれて配されることを特徴とする前記請求項いずれかに記載の装置。

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