JP2013037327A - ケーブルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属テープ間の接続を比較的に簡単の行うことができ、接続部の接続強度を確保して接続部の全体厚さを管理し、金属テープの接続部に破断の生じないケーブルの接続方法を提供する。
【解決手段】ケーブルコアの外周に金属テープを縦添えして管状に成形した後、外被で被覆するケーブルの製造方法であって、金属テープの終端に新たな金属テープの始端を接続して連続供給するに際して、金属テープ１８の始端と終端を重ね合わせて部分的に溶接１９した後、金属テープ間に接着シート２０ａ，２０ｂを挟み込み圧着固定することを特徴とする。なお、圧着固定による接続部の全体の厚さ（Ｔ）は、金属テープの１枚の厚さ（ｔ）の２.５倍以下であることが好ましい。
【選択図】図２

Description

本発明は、通信用ケーブルとして用いられるケーブルコアの外周を金属テープで覆い、外被で被覆したケーブルの製造方法に関する。

複数本の光ファイバ心線もしくは通信ワイヤを束ねてケーブルコアとし、その外周を金属テープ等で覆い、その外側に外被（シースともいう）で被覆したケーブルは、防湿性と機械的強度を高めることに加え、シールド機能を持たせることも可能なことから、通信用ケーブルに使用されている。金属テープは、ケーブル製造時に、ケーブルコアの外周に縦添えで供給され、管状にフォーミングされてケーブルコアを覆い、その外側に絶縁樹脂等による外被を押出し成形して、通信ケーブルとされる（例えば、特許文献１参照）。

ケーブルの製造に際して、上記の金属テープはケーブルコアと共に、連続的に切れ目なく供給されることが必要となるが、繰出し中の金属テープの終端近くになると、次の金属テープが用意され、その始端に繰出し中の金属テープの終端が接続される。金属テープ間の接続は、端部で露出された金属端同士を重ね合わせて溶接等により連結固定され、接続部分はフィルム状の樹脂により被覆される（例えば、特許文献２参照）。

特開平９−１６１５５３号公報 特開平７−１２２１４２号公報

引用文献２に開示のように金属テープの端部を互いに重ね合わせて、溶接等により接続固定することにより、ケーブルコアの外周に金属テープを連続して供給することが可能となり、ケーブル製造を中断することなく連続的に形成することができる。しかしながら、金属テープの接続部も管状に成形する必要があり、この接続部の強度が不十分な場合は製造工程中に破断される。一方、接続部の強度を高めるために、接続を過度に補強したりすると管状に成形することが困難になると共に、案内治具等を通る際の通過抵抗が大きくなり、同じく製造工程中に破断される虞がある。また、金属テープ間の接続は、ケーブル製造を停止させたり、製造速度を低下させることなく素早く行う必要がある。

本発明は、上述した実状に鑑みてなされたもので、金属テープ間の接続を比較的に簡単の行うことができ、接続部の接続強度を確保して接続部の全体厚さを管理し、金属テープの接続部に破断の生じないケーブルの接続方法の提供を目的とする。

本発明によるケーブルの製造方法は、ケーブルコアの外周に金属テープを縦添えして管状に成形した後、外被で被覆するケーブルの製造方法であって、金属テープの終端に新たな金属テープの始端を接続して連続供給するに際して、金属テープの始端と終端を重ね合わせて部分的に溶接した後、金属テープ間に接着シートを挟み込み圧着固定することを特徴とする。なお、圧着固定による接続部の全体の厚さは、金属テープの１枚の厚さの２.５倍以下であることが好ましい。

本発明によれば、金属テープを重ね合せた接続部の接着強度を確保でき、また、接着厚さをバラツキなく所定値以下に制御して、管状に成形する治具に対する通過抵抗の増加を抑え、破断を生じることなくケーブルコアの外周に縦添えで管状に巻付けることができる。

本発明の対象とするケーブルの概略を説明する図である。 本発明のケーブルの製造方法における金属テープを接続する一例を説明する図である。 本発明のケーブルの製造方法における金属テープを管状に成形する一例を説明する図である。

図により本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の製造方法により製造される通信ケーブルのうちの光ファイバケーブルの例である。図中、１０は光ファイバケーブル、１１はケーブルコア、１２はスロットロッド、１３はテンションメンバ、１４は光ファイバテープ心線、１５は上巻きテープ、１６は金属管、１７は外被、１８は金属テープ、１８’は接合部を示す。

本発明によるケーブルの製造方法は、例えば、図１（Ａ）に示すような複数本の光ファイバ心線を集合した光ファイバケーブル１０に適用することができる。この光ファイバケーブル１０は、ケーブルコア１１の外周に金属テープを縦添えして管状に成形した金属管１６を被せ、その外側の電気絶縁性の樹脂を押出成形した外被１７（シースともいう）で被覆して構成される。なお、本発明におけるケーブルコアとは、複数本の光ファイバ心線または複数本のメタル線（電線）を集合して円形状に束ねられた状態にあるものを言うものとする。

ケーブルコア１１は、例えば、断面円形のスロットロッド１２の中心に鋼線等のテンションメンバ１３を埋設し、外周に螺旋状またはＳＺ状に形成した溝１２ａに、複数の光ファイバ心線または光ファイバテープ心線１４を収容し、その外側を上巻きテープ１５（押え巻きテープともいう）を巻付けて構成される。この他、スロットロッドを用いずに複数本の光ファイバ心線等を集合して、ユニット化したような形態のものであっても良く、また、メタル線を単に集合した形態のものであってもよい。

ケーブルコア１１の外周には、縦添えした金属テープを管状に成形してなる金属管１６が配される。この金属管１６の形成方法の概略は、図１（Ｂ）に示すように、まず、ケーブルコア１１の長手方向に沿って、所定の幅の金属テープ１８が縦添えで配する。次いで、図１（Ｃ）に示すように、ケーブルコア１１の外周を囲うようにして徐々に円筒状に丸められる。そして、図１（Ｄ）に示すように、両側のエッジ部分を接合部１８’として接合し、これを閉じることにより管状に成形し金属管１６とされる。外被１７は、難燃ポリエチレン等の樹脂の押出し成形により形成され、保護被覆とされる。

図２〜図３は、本発明によるケーブルの製造方法の一例を説明する図で、図２は金属テープを連続的に供給する工程を説明する図、図３は金属テープを管状に成形してケーブルコアに被せる工程を説明する図である。図中、１８ａは金属層、１８ｂは接着樹脂層、１９は溶接突条、２０ａ，２０ｂは接着シート、２１は金属テープ供給ボビン、２２はガイドローラ、２３は溶接装置、２４は圧接装置、２５はテープアキューム装置、２６はフォーミング装置、２７はテープ押え装置、２８はテープ接合装置、２９は加熱装置、３０はローラ成形装置、３１は外被押出成形機を示す。その他の符号は、図１で用いたのと同じ符号を用いることで説明を省略する。

図２（Ａ）に示すように、光ファイバケーブルの金属管を形成するための金属テープ１８は、金属テープ供給ボビン２１から繰出され、ガイドローラ２２等を経てケーブルの製造ラインに連続的に供給される。金属テープ１８の繰出しが終端近くになったとき、新しい金属テープ供給ボビン２１が用意され、新たに供給された金属テープの始端部分と繰出し中の金属テープの終端部分が接続される。

金属テープ１８には、図２（Ｂ）に示すように、アルミ、銅、ステンレス等の金属からなる金属層１８ａの片面または両面に、接着樹脂層１８ｂが積層されたラミネートテープが用いられる。この金属テープ１８の巻き始端部分と巻き終端部分は、接着樹脂層１８ｂが除去されて予め金属層１８ａが露出されているのが望ましい。この金属層１８ａが露出された金属テープ１８の終端部分と始端部分を接続することにより、連続した金属テープとしてケーブルの製造ラインに供給することができる。本発明においては、特に、この接続に溶接装置２３と圧接装置２４を用いることで、良好な接続部を形成している。

溶接装置２３としては、重ね合わせた薄い金属板同士を接続するのに適した溶接、例えば、超音波溶接または抵抗溶接等を用いることができ、その溶接形態としてシーム溶接等で線状に接合させるのが好ましい。図２（Ｂ）に示すように、金属テープ１８の終端部分と始端部分で露出された金属層１８ａ同士は互いに重ね合わされ、その中央部分の溶接突条１９により溶接される。次いで、互いに重ね合わされた金属層１８ａ間には、溶接突条１９の両側から樹脂材からなる接着シート２０ａ，２０ｂが挟み込まれる。接着シート２０ａ，２０ｂに用いる樹脂材としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンに官能基を導入して接着性を付与した変性ポリオレフィンが好適である。

圧接装置２４は、例えば、受け台２４ａと押圧台２４ｂからなり、受け台２４ａに金属テープの接続部を載せ、押圧台２４ｂにより圧接して、接着シート２０ａ，２０ｂで重ね合わされた金属層１８ａ間同士を接着シート２０ａ，２０ｂにより接着一体化すると共に、接続部の全体厚さＴを所定の厚さにする。なお、押圧台２４ｂは、接続部の上面側に接して回動する圧接ローラを用いるようにしてもよい。また、金属層１８ａ間の接着を効果的に行うために、接着シート２０ａ，２０ｂを加熱軟化させながら圧接するようにしてもよい。

上記の圧接による接続部の全体厚さＴは、加えられる圧接力により接着シート２０ａ，２０ｂの圧縮厚さ（ｄ）を制御することによって管理される。この場合、接着シート２０ａ，２０ｂにあまり厚いものを用いると、後述するように、接続部の全体厚さＴにバラツキが生じやすいので、金属層１８ａの１枚の厚さ（ｔ）の１／２以下の厚さのものを用いるのが好ましい。また、金属層１８ａの１枚の厚さを（ｔ）とすると、接着シートによる厚さを含めて、圧接後の全体の厚さ（Ｔ）は、金属層１８ａの厚さ（ｔ）の２.５倍以下とするのが好ましい。

ケーブルの製造は、上記の金属テープ１８の接続作業中においても連続的に行われていることから、金属テープ１８は、テープアキューム装置２５により余裕を持たせて製造ラインに供給される。すなわち、溶接装置２３と圧接装置２４での接続作業中は、金属テープ１８の供給が一時的に停止、若しくは供給速度が遅くなるが、テープアキューム装置２５により、定常のケーブルの製造速度で連続的に供給することができる。

図３は、金属テープ１８を管状に成形してケーブルコア１１に被せる工程を示し、まず、フォーミング装置２６にケーブルコア１１と共に金属テープ１８が縦添えされる形態で導入案内される。フォーミング装置２６は、内壁面がＵ字状から徐々に径が縮小されたコーン形状になっていて、ケーブルコア１１の外周を覆うように管状に成形される。このとき、金属テープ１８の両側のエッジ部分は、互いに密着して良好な接合が得られるような接合部（耳部）１８’とされる。

次いで、両側の接合部１８’が上下配置で重なるように、テープ押え装置２７で一方の側の接合部１８’をケーブルコア側に接するように押え、他方の接合部１８’が上に重なるように配列させる。続いて、テープ接合装置２８により、金属テープ１８の両側の接合部１８’が、ケーブルコア１１上で密接するように接合成形する。この段階で、金属テープ１８は、ケーブルコア１１の外周にほぼ密着する状態で巻き付けられた状態となって、管状に成形される。

この後、加熱装置２９により、金属テープ１８の両側の互いに接合されて接合状態にある接合部１８’が加熱され、金属テープ１８の表面の接着樹脂層１８ｂが融着して、接合部１８’が接着一体化される。次いで、３方向または２方向からの押さえローラからなるローラ成形装置３０により、管状に巻きつけられた金属管１６がケーブルコア１１の外周に密着かつ円形に近くなるように外形が成形されて、外被成形装置３１に送り込まれる。

外被成形装置３１では、金属管１６の外側に外被となる樹脂材（例えば、難燃ポリエチレン樹脂）を押出成形し、所定厚さの外被で被覆されたケーブルとされる。外被で被覆されたケーブルは、この後、冷却等の工程を経て、ケーブルボビン等に巻き取られる。

上述したケーブルの製造方法で、外径が８ｍｍのケーブルコア１１に、金属層１８ａの厚さ（ｔ）が０.２ｍｍの金属テープ１８を、内径８.２５ｍｍの金属管１６となるように巻き付けるようにしたケーブルの製造例［ケーブル外被の外径は１３ｍｍ程度］で、図２（Ｃ）で説明した金属テープ１８の接続方法についての評価試験を行った。
評価試験は、接着シート２０ａ，２０ｂの圧着後の厚さ（ｄ）を０.０１ｍｍずつ異ならせ０.０１ｍｍ〜０.１８ｍｍ［接続部の全体厚さ（Ｔ）は、０.４１ｍｍ〜０.５８ｍｍ］とし、テープ接合装置２８での金属管１６の通過抵抗を１８ｋｇとして、図３の加熱装置２９で接合後の金属管１６の破断発生状態を調べた。

この結果、接着シート２０ａ，２０ｂの圧着後の厚さ（ｄ）が０.１ｍｍを超える［接続部の全体厚さ（Ｔ）が０.５ｍｍ超］場合は、接続部で金属管１６の破断が発生した。接着シート２０ａ，２０ｂの圧着後の厚さ（ｄ）が０.１ｍｍ以下［接続部の全体厚さ（Ｔ）が０.５ｍｍ以下］においては、接続部で金属管１６の破断がなく良好であった。

１０…光ファイバケーブル、１１…ケーブルコア、１２…スロットロッド、１３…テンションメンバ、１４…光ファイバテープ心線、１５…上巻きテープ、１６…金属管、１７…外被、１８…金属テープ、１８’…接合部、１８ａ…金属層、１８ｂ…接着樹脂層、１９…溶接突条、２０ａ，２０ｂ…接着シート、２１…金属テープ供給ボビン、２２…ガイドローラ、２３…溶接装置、２４…圧接装置、２５…テープアキューム装置、２６…フォーミング装置、２７…テープ押え装置、２８…テープ接合装置、２９…加熱装置、３０…ローラ成形装置、３１…外被押出成形機。

Claims (2)

1. ケーブルコアの外周に金属テープを縦添えして管状に成形した後、外被で被覆するケーブルの製造方法であって、
   前記金属テープの終端に新たな金属テープの始端を接続して連続供給するに際して、前記金属テープの始端と終端を重ね合わせて部分的に溶接した後、前記金属テープ間に接着シートを挟み込み圧着固定することを特徴とするケーブルの製造方法。
2. 前記圧着固定による接続部の全体の厚さは、前記金属テープの１枚の厚さの２.５倍以下であることを特徴とする請求項１に記載のケーブルの製造方法。

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