JP2017091633A - 被覆装置および被覆方法 - Google Patents

Abstract

【課題】チューブ押出の場合であっても、芯金カスに起因する製品不良の発生を抑制することを可能にする。【解決手段】ケーブルコアが通過する案内孔を有する芯金と、芯金の外周に対して間隙を有して配された口金とを備え、芯金と口金の間隙から押し出した溶融樹脂材料によって案内孔を通過するケーブルコアを被覆するように構成された被覆装置において、少なくとも芯金または案内孔を通過するケーブルコアのいずれかを揺動させる揺動手段備えて、被覆装置を構成する。【選択図】図２

Description

本発明は、ケーブルコアを樹脂材料で被覆する被覆装置および被覆方法に関する。

ケーブルコアの樹脂材料による被覆は、押出成型によって行うことが一般的である。押出成型には幾つかの手法があるが、その一つとしてチューブ押出（引落押出）が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。チューブ押出では、ニップルと呼ばれる芯金の内部を通過するケーブルコアに対して、その外周側から溶融した樹脂材料を押し出し、その樹脂材料に引き落としをかけてケーブルコアに密着させる。つまり、チューブ押出は、ケーブルコアの外周側から樹脂材料をチューブ状に押し出して被覆する点で、押出圧をかけた溶融樹脂材料中にケーブルコアを直接通してケーブルコアが被覆された状態で取り出す充実押出とは異なる。

特開２０１４−１１１７２１号公報 特開２０１１−２３８３５１号公報

ところで、ケーブルコアに対して押し出される溶融樹脂材料は、粘弾性を持っている。そのため、溶融樹脂材料の押出時には、バラス効果（押し縮められた粘弾性流体が元に戻ろうとする現象）によって、押出口から押し出される溶融樹脂材料とは別に、その押出口の周囲にいわゆる芯金カス（押出口周囲に付着した余剰な樹脂材料）が発生してしまうおそれがある。特に、近年普及しつつある「エコ系材料」と呼ばれる「ノンハロゲン」タイプの樹脂材料は、芯金カスが発生し易い。

具体的には、チューブ押出の場合には、例えば図４に示すように、ケーブルコア５１が通過する芯金５２とその外周側に配されたダイスと呼ばれる口金５３との間隙から溶融した樹脂材料５４が押し出され、その樹脂材料５４が芯金５２を通過したケーブルコア５１を被覆する。このとき、溶融樹脂材料５４の押出口の周囲には、バラス効果によって、芯金カス５５ａ，５５ｂが発生し得る。

芯金カス５５ａ，５５ｂについては、ケーブル被覆には不要なものであることから、例えば定期的なメンテナンス作業によって除去することが考えられる。しかしながら、チューブ押出の場合には、ケーブルコア５１の外周側から溶融樹脂材料５４をチューブ状に押し出して被覆するため、チューブ状の内側に発生する芯金カス５５ａについては除去することができない。チューブ内の芯金カス５５ａを除去できないと、その芯金カス５５ａは、溶融樹脂材料５４の押し出しに伴って徐々に溜まっていき、ある程度の量が溜まった時点で自重等の影響で押出口の周囲から離脱して、ケーブルコア５１の外周に付着する。そうすると、ケーブルコア５１に付着した芯金カス５５ａの上から樹脂材料５４が被覆することになり、被覆後にコブ状部分５６が発生してしまい、製品として不適になるため、コブ状部分５６の切り分け除去を行うか、または不良品として廃棄する必要が生じてしまう。

本発明は、チューブ押出の場合であっても、芯金カスに起因する製品不良の発生を抑制する被覆装置および被覆方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、
ケーブルコアが通過する案内孔を有する芯金と、
前記芯金の外周に対して間隙を有して配された口金とを備え、
前記芯金と前記口金の間隙から押し出した溶融樹脂材料によって前記案内孔を通過するケーブルコアを被覆するように構成された被覆装置において、
少なくとも前記芯金または前記案内孔を通過するケーブルコアのいずれかを揺動させる揺動手段
を備える被覆装置が提供される。

本発明によれば、チューブ押出の場合であっても、芯金カスに起因する製品不良の発生を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る被覆装置の概略構成例を模式的に示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る被覆装置の要部構成例を模式的に示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る被覆装置におけるプーリ段部の形成例を示す説明図である。 従来例に係る被覆装置の要部構成例を模式的に示す断面図である。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

＜本発明の一実施形態＞
ここでは、ケーブルコアが絶縁電線の芯線であり、その芯線の外周を「エコ系材料」と呼ばれる「ノンハロゲン」タイプの樹脂材料で被覆する場合を例に挙げて説明する。なお、芯線や樹脂材料等の詳細については後述する。

（１）被覆装置の概略構成
先ず、本発明が適用される被覆装置の概略構成について説明する。
図１は、本実施形態で説明する被覆装置の概略構成例を模式的に示す断面図である。

図例のように、本実施形態で説明する被覆装置１は、芯線１００の外周を樹脂で被覆するためのクロスヘッド２と、クロスヘッド２内に樹脂を押し出して供給するヘッドフランジ３と、を備えている。

ヘッドフランジ３内には、芯線１００の外周へと樹脂を流す樹脂流路４の少なくとも一部が形成されている。ヘッドフランジ３から押し出される樹脂は、所定の温度に加熱されることで所定の粘度に溶融した状態の溶融樹脂材料である。

溶融樹脂材料としては、例えば、水酸化マグネシウムを含有する樹脂材料を用いることが考えられる。水酸化マグネシウムを含有する樹脂材料は、難燃効果の高い「ノンハロゲン」タイプのものであり、いわゆる「エコ系材料」と呼ばれるものである。ただし、溶融樹脂材料は、必ずしも水酸化マグネシウムを含有する「エコ系材料」に限定されるものではなく、他の樹脂材料からなるものであってもよい。他の樹脂材料としては、例えば、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂が挙げられる。

クロスヘッド２は、貫通孔が形成されたクロスヘッド本体８を備えている。貫通孔は、例えばクロスヘッド本体８の対向する２つの側板を貫通するように形成されている。

クロスヘッド本体８内には、樹脂で外周が被覆されることになる芯線１００の位置決めを行うために、ニップルと呼ばれる芯金９が設けられている。芯金９は、例えば先端が先細りした筒状（円錐筒状）に形成されている。つまり、芯金９は、直径が大きな開口から直径が小さな開口に向かうように延びる案内孔が形成されており、その案内孔（すなわち、芯金９の筒中空部内）を芯線１００が通過するように構成されている。

芯線１００としては、例えば、銅等の金属材料からなる複数本の信号線素線が撚り合わされて形成された撚線を用いることが考えられる。撚線であれば、単線の場合と比較して、耐屈曲性を向上させることができ、また表面積を増加させて高周波信号の伝送による表皮効果の影響を軽減し得るからである。ただし、芯線１００は、必ずしも撚線である必要はなく、単線等からなるものであってもよい。

芯金９は、芯金ホルダ１０に保持されている。芯金ホルダ１０は、その先端部にて芯金９を保持することができるように形成されている。また、芯金ホルダ１０は、筒状（例えば円筒形状）に形成されており、筒中空部内を芯線１００が通過可能に構成されている。

芯金ホルダ１０は、スリーブ１１に保持されている。例えば、スリーブ１１は、芯金ホルダ１０の外周を囲うように設けられている。また、スリーブ１１は、芯金ホルダ１０を保持した状態でクロスヘッド本体８の貫通孔内に挿入可能に構成されている。

スリーブ１１は、クロスヘッド本体８の貫通孔内に挿入された状態で、クロスヘッド本体８の貫通孔の内壁と、スリーブ１１の外周面との間（界面、境界）に間隙が形成されるように構成されている。この間隙内を、ヘッドフランジ３から押し出されてクロスヘッド本体８内に供給された樹脂が流れるように構成されている。なお、この間隙を、上述の樹脂流路４に含めて考えてもよい。

クロスヘッド２には、芯線１００の外周に被覆する樹脂を押出成形するために（樹脂の厚さを調整するために）、ダイスと呼ばれる口金１２が設けられている。口金１２は、芯金９の少なくとも先端部の外周を囲うように設けられている。口金１２は、口金ホルダを備える口金フランジによって保持され、クロスヘッド本体８に着脱自在に取付けられている。なお、口金１２をクロスヘッド２に含めて考えてもよい。

口金１２には、所定形状の開口が形成されており、この開口内に芯金９が配設されるように構成されている。また、開口は、この開口内に芯金９が配設された際、開口の内壁と芯金９の外周との間に一定幅の間隙が形成されるように構成されている。具体的には、開口は、先端が先細りした円錐状に形成されている。この間隙内を、クロスヘッド本体８内を流れてきた樹脂が流通する。つまり、口金１２は、芯金９の外周に対して、樹脂が流れる間隙を有して配されている。なお、口金１２の開口内周と芯金９の外周との間に形成される間隙を、上述の樹脂流路４に含めて考えてもよい。また、開口の中心軸上には、芯金９の案内孔が位置しており、この案内孔内を芯線１００が通過するように構成されている。

上述の被覆装置１を用いた芯線１００の外周への樹脂の被覆は、以下のように行われる。芯線１００に対する樹脂被覆にあたっては、図示しない芯線繰り出し装置等から連続して繰り出される芯線１００を芯金ホルダ１０の筒中空部内、芯金９の筒中空部内を順に通過（走行）させて、芯金９で芯線１００の位置合わせを行う。これと合わせて、ヘッドフランジ３からクロスヘッド本体８内に樹脂を連続して押し出し、樹脂流路４内に樹脂を流通させつつ、口金１２の開口内周と芯金９の外周との間隙、すなわち芯金９の内部を通過する芯線１００の外周側から、溶融した樹脂を押し出して引き落としをかけることで、その樹脂を芯線１００に密着させる。

このように、被覆装置１は、チューブ押出の手法によって、芯金９を通過した芯線１００の外周を、樹脂流路４内を流通して押し出された樹脂で被覆するのである。

（２）被覆装置の要部構成
次に、本発明が適用される被覆装置１の要部構成について説明する。ここでは、芯金９および口金１２を含む構成部分を、被覆装置１の要部構成として説明する。
図２は、本実施形態で説明する被覆装置の要部構成例を模式的に示す断面図である。

被覆装置１は、既に説明したように、芯線１００が通過する案内孔を有する芯金９と、その芯金９の外周に対して間隙を有して配された口金１２とを備えている。そして、芯金９と口金１２の間隙から押し出した溶融樹脂材料によって、芯金９の案内孔を通過する芯線１００を被覆するように構成されている。

そして、芯金９および口金１２よりも芯線１００の通過方向の上流側（すなわち押出前段位置）には、被覆前の芯線１００の送りを案内する少なくとも一つのプーリ２０が配置されている。プーリ２０は、芯線１００の送りに伴って回転する従動プーリであることが考えられるが、図示せぬ駆動源によって回転される駆動プーリであってもよい。

プーリ２０は、回転可能な円盤状に形成され外周に芯線１００の案内溝が設けられた基体部２１と、その基体部２１の案内溝底面から外周側に向けて部分的に突出する段部２２と、を有して構成されている。段部２２は、基体部２１の円周上に少なくとも一つが設けられていればよいが、円周上の複数箇所に設けられていてもよい。このような段部２２を有することで、プーリ２０は、非円形状に構成されることになる。

このような構成のプーリ２０を回転させて芯線１００を案内すると、その芯線１００には、段部２２が設けられている影響で、周期的な揺動が発生する。つまり、非円形状のプーリ２０は、芯金９の案内孔を通過する芯線１００を揺動させる「揺動手段」として機能することになる。

段部２２は、プーリ２０を非円形状とし、案内する芯線１００を揺動させ得るものであれば、その形状や形成数等が限定されるものではない。
図３は、本実施形態の被覆装置におけるプーリ段部の形成例を示す説明図である。
段部２２としては、例えば、図３（ａ）に示すように、基体部２１の案内溝底面から外周側に向けて均一に突出し、芯金９の案内孔を通過する芯線１００を基体部２１の案内溝底面によって案内される場合より上方に向けて揺動させるように形成されたものがある。また、例えば、図３（ｂ）に示すように、基体部２１の案内溝底面の一方の側に片寄った状態（図中左側の突出量が大きい状態）で突出し、芯金９の案内孔を通過する芯線１００を芯金９の側からみて右方に向けて揺動させるように形成されたものがある。また、例えば、図３（ｃ）に示すように、基体部２１の案内溝底面の他方の側に片寄った状態（図中右側の突出量が大きい状態）で突出し、芯金９の案内孔を通過する芯線１００を芯金９の側からみて左方に向けて揺動させるように形成されたものがある。

プーリ２０は、図３（ａ）〜（ｃ）に示した段部２２について、これらの少なくとも一つを有して構成される。「少なくとも一つ」であるから、これらの段部２２のいずれか一つを有していてもよいし、これらの複数を適宜組み合わせて有していてもよい。つまり、プーリ２０の段部２２は、芯線１００を上方、右方または左方に向けて揺動させるいずれかのものであればよいが、これらの複数を合わせ持つものであってもよい。各方向に揺動させる段部２２を組み合わせて有していれば、そのプーリ２０は、上方、右方または左方のいずれか一方向ではなく、芯線１００が円周を描くように揺動させ得るようになる。

（３）被覆方法の手順
次に、上述した構成の被覆装置１における処理動作例、すなわち芯線１００を樹脂被覆する処理動作の手順について説明する。

芯線１００の外周への樹脂被覆を行う際には、芯金９の案内孔を通過するように芯線１００を送るとともに、芯金９を通過する芯線１００の外周側から溶融した樹脂を押し出して引き落としをかけることで、その樹脂を芯線１００に密着させる。このとき、樹脂の押出口の周囲には、当該樹脂のバラス効果によって、芯金カスが発生するおそれがある。

ところが、本実施形態においては、芯金９を通過する芯線１００が、その芯金９を通過する前段の位置にて、芯線１００の送りに合わせて回転するプーリ２０によって案内される。そして、そのプーリ２０には段部２２が設けられている。したがって、プーリ２０に案内される芯線１００には、非円形状のプーリ２０の回転によって周期的な揺動が発生することになる。

芯金９の前段位置にて芯線１００を周期的に揺動させると、芯線１００が芯金９の案内孔を通過する際には、その芯線１００と芯金９の案内孔の内周部との間で揺動に起因する周期的な接触が生じる。そのため、樹脂の押出口の周囲に芯金カスが発生し得る場合であっても、その芯金カスは、芯線１００と芯金９との周期的な接触の影響によって、大きく成長する前に樹脂押出口の周囲から離脱する。そして、樹脂押出口の周囲から離脱した芯金カスは、成長せぬ大きさのまま（すなわち、問題となるような大きさにはならない状態で）、芯線１００の外周に付着する。

つまり、芯金９に対して芯線１００を周期的に揺動させれば、樹脂のバラス効果によって芯金カスが発生し得る場合であっても、その芯金カスは、大きく成長してしまう前に、芯線１００の外周に付着させて除去することができる。したがって、芯金９を通過する芯線１００の外周側から溶融した樹脂を押し出して、その樹脂を芯線１００に密着させて当該芯線１００を被覆しても、芯線１００の外周面には問題となる大きさの芯金カスが付着していないことから、被覆後に凸状部分（コブ状部分）が発生してしまうのを抑制し得るようになる。

本実施形態では、以上のような被覆装置１における処理動作を経て、芯線１００の外周への樹脂被覆を行う。

（４）本実施形態にかかる効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。

（ａ）本実施形態においては、芯金９に対して芯線１００を揺動させることで、芯金カスが大きく成長する前に芯線１００に付着させて除去することが可能となり、芯線１００を被覆する樹脂の外周面に芯金カスに起因して生じる凸状部分が発生するのを抑制できる（凸状部分の高さを問題が生じない程度に低くできる）。したがって、本実施形態によれば、チューブ押出の場合であっても、芯金カスに起因する被覆後の凸状部分の発生を抑制できるので、その凸状部分の切り分け除去を行う必要や被覆後の絶縁電線不良品として廃棄する必要等が生じることがなく、芯金カスに起因する製品不良の発生を抑制することができる。

（ｂ）また、本実施形態においては、芯線１００を揺動させる揺動手段として非円形状のプーリ２０を利用しているので、芯線１００の送りをプーリ２０によって案内することで、その芯線１００を揺動させることができる。つまり、プーリ２０の回転を利用して芯線１００を揺動させるので、芯線１００の揺動を容易に、かつ、非常に簡素な構成で行うことができる。

（ｃ）また、本実施形態においては、プーリ２０が有する段部２２によって芯線１００を揺動させるので、芯線１００の揺動を容易に、かつ、非常に簡素な構成で行うことができる。しかも、プーリ２０の段部２２は、上方、右方または左方に向けて揺動させるいずれかのものであればよいが、これらの複数を合わせ持つようにすれば、芯線１００が円周を描くように揺動させることができ、芯金カスを成長する前に除去する上で理想的な揺動を実現することができる。

（ｄ）また、本実施形態においては、水酸化マグネシウムを含有する樹脂によって芯線１００を被覆する。水酸化マグネシウムを含有する樹脂は、難燃効果の高い「ノンハロゲン」タイプのものであり、いわゆる「エコ系材料」と呼ばれ、芯金カスが発生し易いことが知られている。このような樹脂であっても、本実施形態によれば、芯線１００を揺動させることで、芯金カスが大きく成長する前に除去することが可能となるので、かかる樹脂（すなわち芯金カスが発生し易い樹脂）によって被覆する絶縁電線の製造に適用して非常に好適なものとなる。

＜本発明の他の実施形態＞
以上に、本発明の一実施形態を具体的に説明したが、本発明の技術的範囲は上述した一実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

例えば、上述した一実施形態では、芯線１００を揺動させる揺動手段が非円形状のプーリ２０を利用して構成されている場合を例に挙げたが、本発明がこれに限定されることはなく、他の構成によって芯線１００を揺動させるようにしても構わない。他の構成としては、例えば、芯線１００を案内する案内ガイドの位置を、電気モータ、電磁ソレノイド、エアシリンダ等の駆動源によって周期的に移動させ、これにより芯線１００を揺動させるような構成が一例として挙げられる。

また、例えば、上述した一実施形態では、位置が固定的に配されている芯金９に対して、その芯金９を通過する芯線１００を揺動させる場合を例に挙げたが、本発明がこれに限定されることはなく、揺動手段は少なくとも芯金９自体または芯金９の案内孔を通過する芯線１００のいずれかを揺動させるものであればよい。つまり、揺動手段は、芯線１００を揺動させるものであってもよいし、芯金９自体を揺動させるものであってもよいし、芯金９と芯線１００との両方を相対的に揺動させるものであってもよい。芯金９の揺動については、クロスヘッド本体８の全体を揺動可能にすることで実現することが考えられる。そのための具体的な機構については、スライドレール等の移動案内器、電気モータやエアシリンダ等の駆動源を用いて構成するといったように、公知技術を利用して実現することが考えられるため、ここでの詳細な説明は省略する。

また、例えば、上述した一実施形態では、ケーブルコアが絶縁電線の芯線１００であり、その芯線１００に対して樹脂被覆を行う場合を例に挙げたが、本発明がこれに限定されることはない。本発明は、チューブ押出による樹脂被覆の対象となるものであれば、電線やケーブル等を問わずに適用することが可能である。したがって、樹脂で被覆する必要があるケーブルコアであれば、上述の一実施形態で例に挙げた芯線１００のみならず、例えば、撚線や複数のコアを集合してなるケーブルコアや、光ファイバーケーブルを構成するケーブルコア等についても、本発明を適用して樹脂被覆を行うことが考えられる。

１…被覆装置、４…樹脂流路、９…芯金、１２…口金、２０…プーリ、２１…基体部、２２…段部、１００…芯線（ケーブルコア）

Claims (5)

1. ケーブルコアが通過する案内孔を有する芯金と、
   前記芯金の外周に対して間隙を有して配された口金とを備え、
   前記芯金と前記口金の間隙から押し出した溶融樹脂材料によって前記案内孔を通過するケーブルコアを被覆するように構成された被覆装置において、
   少なくとも前記芯金または前記案内孔を通過するケーブルコアのいずれかを揺動させる揺動手段
   を備える被覆装置。
2. 前記揺動手段は、前記ケーブルコアの送りを案内する非円形状のプーリを有する
   請求項１に記載の被覆装置。
3. 前記プーリは、前記ケーブルコアを前記案内孔の上方に向けて揺動させる段部、前記ケーブルコアを前記案内孔の右方に向けて揺動させる段部、または、前記ケーブルコアを前記案内孔の左方に向けて揺動させる段部の少なくとも一つを有する
   請求項２に記載の被覆装置。
4. 前記溶融樹脂材料は、水酸化マグネシウムを含有する樹脂材料である
   請求項１から３のいずれかに記載の被覆装置。
5. 芯金とその外周に配された口金との間隙から溶融樹脂材料を押し出して、前記芯金が有する案内孔を通過するケーブルコアを前記溶融樹脂材料で被覆する被覆方法において、
   少なくとも前記芯金または前記案内孔を通過するケーブルコアのいずれかを揺動させる
   被覆方法。

Images