JP3316310B2 - 電力ケーブルの接続部切削方法及び切削装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、電力ケーブルの接続
部切削方法及び切削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電力ケーブルの端部同士を接続する場合
には、図１０のように両電力ケーブルＷの端部付近の絶
縁体部１００を、幅広環状に切削することにより、一定
区間Ｌ２に亙る内部導電層部１０１を形成し、また、そ
の内部導電層部１０１の両端は、手等で簡単にかつきれ
いに切除できるように、テーパー面１０２としておくこ
とが望ましい。

【０００３】かかる形状に切削された電力ケーブルＷ
は、地下等に埋設して接続する際に、内部導電層部１０
１の所定箇所Ａを切断して、端縁側（図１０の右側）を
捨て、さらに残った内部導電層部１０１を取り去り、そ
して、図１１のように圧着及び溶接などにより導体線Ｃ
同士を接続し、接続部分を適宜の接続用絶縁被覆部材で
覆う。

【０００４】図１０のように段差の大きい急なテーパー
加工を伴う内部導電層部１０１を、現場で自動切削する
ことは極めて困難である。すなわち、図１０のような断
面形状に切削しようとして、回転工具を螺旋運動させて
切削した場合、ある程度の切込量と送り速度を確保しよ
うとすれば、切り屑が長くつながって発生し、切り屑が
ケーブル自体に巻き付いてしまい、途中で切削できなく
なってしまう。

【０００５】一方、切り屑がつながって出てこないよう
に、工具送り速度を極端に小さくし、かつ、一回の切込
量も小さく抑えると、切削能率が低下し、図１０のよう
な断面形状の接続部を形成するのに非常に手間がかか
る。

【０００６】したがって、現況では、作業者が手動によ
り装置を動かし、切り屑の出る状態を見ながら切削し、
途中、切り屑がケーブルに巻き付き始めたりしたときに
は、作業者が手動でそれを排除して、切削作業を続ける
ようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように手動で切
削作業を行っていると、作業に非常に手間がかかり、ま
た軸方向の寸法精度、内部導電層部の寸法精度及びそれ
らの面粗度を向上させることは困難である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本願請求項１記載の発明による切削方法は、電力ケー
ブルの絶縁体部を、軸方向の一定長さにわたり、所定深
さまで切削して内部導電層部を形成する接続部切削方法
において、絶縁体部外周面に、切削工具の回転により、
一回の切削に対応する切込量の環状溝を形成する工程
と、複数本の切削工具を、上記環状溝から一定距離軸方
向移動させることにより、環状溝から軸方向の一定長さ
にわたり複数本の軸方向溝あるいは螺旋溝を形成する工
程と、切削工具の回転及び送りにより上記軸方向一定長
さにわたり環状溝と略同じ深さまで切削する工程によ
り、１段目の切込量に対応する切削をし、上記工程を順
次繰り返して行うことにより、前記所定深さまで切削し
て内部導電層部を形成する。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、狭い現場に
おいても、容易に請求項１記載の発明を実施できる切削
装置として、回転主軸を内蔵する主軸ヘッドと、回転主
軸を回転する回転駆動機構と、主軸ヘッドを軸方向に移
動する直線送り駆動機構と、電力ケーブルを主軸と同軸
心に保持するクランパーとを備え、主軸の前端部の固定
されたカッターヘッドには、径方向に移動調節自在に切
削工具を支持し、主軸ヘッドには切削工具を径方向に駆
動する切込駆動機構を設けてなる電力ケーブルの接続部
切削装置において、切込駆動機構として、工具を径方向
に移動する第１のラックピニオン機構と、該第１ラック
ピニオン機構の第１ピニオンと同軸で径の小さい第２ピ
ニオン及びこれに係合する軸方向移動の第２ラックを有
する第２のラックピニオン機構を備え、第２のラックピ
ニオン機構の第２ラックを、ねじ送り機構及びウオーム
ホイール機構を介して切込み駆動モータに連結している
切削装置を提供する。

【００１０】

【発明の効果】請求項１記載の発明のように、１段目の
切込量に相当する環状溝を形成すると共に、該環状溝か
らこれとほぼ同じ切込量の軸方向溝を形成しておき、し
かる後に、工具を螺旋移動させて切削していくので、一
回（１パス）の切込量及び送り速度を大きく設定して
も、切り屑は必ず短片で発生する。したがって、切込量
及び送り速度を大きく設定することにより切削作業能率
を向上させることができる一方、切り屑処理も容易にな
り、さらに自動化も可能となる。

【００１１】請求項１記載の切削方法を使用する場合
に、請求項２記載のような切削装置を用いることによ
り、次のような利点がある。切込駆動機構は、２つのラ
ックピニオン機構を備え、ウオーム機構を介して駆動モ
ータに連動するようになっているので、主軸ヘッドの大
きさを軸方向にコンパクトにまとめることができる。こ
れにより、図１０のような形状の接続部を容易に形成で
きると共に、内部導電層部をできるだけケーブル端縁に
近づけ、接続時において切り捨てる部分を短くすること
ができ、材料費の無駄も節約できる。

【００１２】また、２つのラックピニオン機構により増
速して工具を径方向に移動調節できるようにしているこ
とにより、図１０のような段差のある急なテーパー面を
有する断面形状も容易に、かつ精度よく形成することが
できる。

【００１３】

【実施例】まず、請求項２記載の接続部切削装置の具体
化例を説明する。全体平面図を示す図１２において、装
置の架台１には、前後方向に延びる左右１対のガイドレ
ール２と、主軸ヘッド送り用ボールねじ３が設けられて
おり、レール２上にスライドプレート５が前後方向にス
ライド可能に載置され、スライドプレート５上には主軸
ヘッド６が搭載されると共に該主軸ヘッド６の前方位置
にガイドローラ機構７が設けられている。架台１の前後
端部にはワークを同軸心に固定保持するためのクランパ
ー８が設けられている。

【００１４】図１３は側面図（図１２のXIII矢視図）で
あり、スライドプレート５の下面には主軸ヘッド移動用
の送り駆動モータ（サーボモータ）１０と、主軸回転用
駆動モータ（サーボモータ）１１が固定されると共に、
前記送り用ボールねじ３にかみ合うめねじ機構を内蔵す
るボス部１２が固定されている。送り駆動モータ１０の
出力軸は、図示しないが、タイミングベルト等を利用し
た動力伝達機構を介してボス部１２内のめねじ機構に連
動連結し、めねじ機構を送り用ボールねじ３に対して回
転することにより、主軸ヘッド６全体を前後方向に駆動
するようになっている。

【００１５】主軸回転用駆動モータ１１の出力軸は、タ
イミングベルト１４等を介して主軸１５に連動連結し、
主軸１５を回転するようになっている。

【００１６】主軸ヘッド６の前端には、切削工具２８を
覆う透明のアクリルカバー９が設けられている。

【００１７】図１４において、クランパー８は、左右１
対の開閉自在な凹型把持部材１７を有し、ハンドル１８
の操作により、把持部材１７を左右に開閉するようにな
っている。また、ガイドローラ機構７は左右１対の鼓形
ローラ２０を左右方向に開閉自在に備え、ウエート２１
により、常時閉側へと付勢している。

【００１８】図１５は主軸ヘッド６の縦断面図を示して
おり、主軸１５はワークの電力ケーブルＷが通過しうる
ように中空状に形成されると共に，ヘッドケース２３内
に軸受２４を介して回転自在に支持されており、主軸１
５の前端部にはカッターヘッド２５が固着され、主軸１
５と一体的に回転するようになっている。

【００１９】カッターヘッド２５の前面には、円周方向
に等間隔で３本の工具ホルダー２７が配置されており、
各工具ホルダー２７は径方向に移動自在にカッターヘッ
ド２５に支持されている。各工具ホルダー２７に切削工
具２８が径方向位置調節自在に固定され、工具２８の径
方向の内方端部にチップ等の切削刃物２９が固定されて
いる。

【００２０】図１９において、主軸ヘッド６の前端に設
けられたアクリルカバー９には吸引ホース１６を介して
図示しないバキュームクリーナ等が接続している。吸引
ホース１６の接続位置は、主軸回転方向と反対側、具体
的には主軸１５が右回転だとすると左側の側壁の下端部
である。この位置に接続していることにより、右回転方
向に放出される切り屑を効率よく吸引できる。

【００２１】工具の切込駆動機構について説明する。図
１８において、工具ホルダー２７の後面には、径方向に
延びる第１のラック３１が形成されており、該第１のラ
ック３１に大径の第１のピニオンギヤ３２がかみ合い、
第１のラックピニオン機構を構成している。

【００２２】第１のピニオンギヤ３２の軸３３は、工具
２８及び主軸心に対して直角方向に延びると共にカッタ
ーヘッド２５に回転自在に支持されており、図１５に示
すように他端部には第１のピニオンギヤ３２より小径の
第２のピニオンギヤ３５が固着されている。該第２のピ
ニオンギヤ３５は、切込スリーブ３７の前端部に固着さ
れたラック３８に噛み合い、これらピニオンギヤ３５及
びラック３８により第２のラックピニオン機構を構成し
ている。

【００２３】前記切込スリーブ３７は、主軸１５の外周
面に軸方向摺動自在に嵌合する共に、主軸６に対して回
転方向に固定され、主軸１５と一体的に回転する。切込
スリーブ３７の外周には、軸受４０を介して筒形おねじ
４１が回転自在に支承されており、該筒形おねじ４１
は、切込スリーブ３７と共に軸方向には移動可能である
が、係止ピン４３により回転不能に係止されている。係
止ピン４３はヘッドケース２３に固定されると共に筒形
おねじ４１の溝部に係合している。

【００２４】筒形おねじ４１の外周おねじ部４１ａに
は、リング状のウオームホイール４５の内周めねじ部４
５ａが螺合している。

【００２５】ウオームホール４５は、ヘッドケース２３
の内周嵌合溝４６に回転自在に嵌合支持されると共に、
その外周ホイール歯４５ｂは、下側のウオーム４７にか
み合っている。

【００２６】ウオーム４７の軸部４７ａは、図１６に示
すように、スラスト軸受４８等により、ヘッドケース２
３に回転自在で軸方向移動不能に支持されており、ベベ
ルギヤ機構５０を介して切込駆動モータ５１に連動連結
している。すなわち、切込駆動モータ５１の回転によ
り、ベベルギヤ機構５０を介してウオーム４７を回転
し、これによりウオームホイール４５を主軸心回りに回
転する。

【００２７】ウオームホイール４５の回転により、図１
５において、めねじ部４５ａを介して筒形おねじ４１を
回転し、該おねじ４１の回転によりおねじ４１と共に切
込スリーブ３７を軸方向に移動する。

【００２８】切込スリーブ３７の軸方向の移動により第
２のラック３８及びピニオンギヤ３５を介して軸部３３
を回転し、これにより、図１８の第１のピニオンギヤ３
２を回転して第１のラック３１を介して工具ホルダー２
７を径方向に移動調節することができる。第２のラック
ピニオン機構と第１のラックピニオン機構との間で、移
動方向が軸方向から径方向に変換されると共に増速され
る。

【００２９】前記各駆動モータ１０，１１，５１は、図
示しないがコントローラに接続されており、所定のプロ
グラムにしたがって後述の方法で示すように自動的に連
続制御される。

【００３０】

【切削方法の実施例】前述の切削装置に図１２のように
電力ケーブルＷを装着し、主軸回転による工具２８の回
転、主軸ヘッド６の前後進による工具２８の軸方向直線
移動並びにラックピニオン機構等で工具を径方向に移動
することによる切込量調節を、所定のプログラムに従っ
て下記の順序で切削する。

【００３１】（１）まず、図１２の切削装置に、電力ケ
ーブルＷを前方から、前側クランパー８、ガイドローラ
機構７、アクリルカバー９及び主軸１５内へと順次挿通
し、ケーブル先端部を後側クランパー８により把持す
る。同時に前側クランパー８を締め付けることにより、
電力ケーブルＷを主軸６と同軸心上に、回転不能及び軸
方向移動不能に固定する。

【００３２】（２）主軸ヘッド６を後退位置に位置させ
た状態で、主軸回転により工具２８を回転させると共
に、各工具２８を軸心側へと移動させ、図１及び図７の
ように、一段目切込量ｄ1 に相当する深さの環状溝６０
を形成する。該環状溝６０の軸方向位置はケーブル端縁
付近が望ましいが、少なくとも後側クランパー８から主
軸長さを隔てた以上の長さになる。

【００３３】（３）環状溝形成後、工具２８の回転を停
止し、切込量ｄ1 を維持した状態で、図２のように所定
距離Ｌ1 だけ前進させる。これにより、軸方向溝６２
を、図８のように、円周方向に等間隔を隔てた位置に３
本形成する。

【００３４】（４）軸方向溝形成後、非回転状態のまま
で直ぐに後退し、図３のように環状溝６０部分まで戻
る。

【００３５】（５）図３の状態から、工具２８を回転し
ながら工具２８を前進させ、図４のように切込量ｄ1 の
状態で、絶縁体部１００の外周面を切削していく。たと
えば主軸回転速度２００ｒｐｍ、送り速度１．５mm/rev
で高速切削する。

【００３６】この切削作業中に生じる切り屑Ｓ１は、３
本の軸方向溝６２の存在により１／３円弧の長さで途切
れており、ケーブルに巻き付くことはない。しかも、図
１３のアクリルカバー９により、外部に飛散することは
なく、直ちに図１９の吸引ホース１６により吸引され
る。

【００３７】（６）図５のように距離Ｌ1 の位置まで達
すると、主軸回転は停止し、また軸方向溝形成時に残っ
ていた切り屑Ｓ２も切り離される。上記（１）〜（６）
の工程により、１段目切削工程が終了する。

【００３８】（７）図５の状態から切込量ｄ1 だけ工具
２８は外方へ拡大し、そして後退する。その後退位置
は、図６に示すように第１段目の環状溝６０の手前まで
である。該位置で、前述の第１段目の場合と同様に第２
の環状溝６４を形成し、同様な手順で切削する。

【００３９】（８）かかる切削を第２段目、第３段目…
と繰り返して行い、最終的には図９に示すような形状で
粗削り加工が終了する。この段階では、急なテーパー面
１０２は階段状に形成されている。なお、仮想線で示す
形状は最終仕上げ形状である。

【００４０】（９）仕上げ加工を行う場合は、粗削り加
工時のような軸方向溝は付けず、主軸回転速度２００ｒ
ｐｍ、送り速度０．１〜０．３５mm/revで、図９に仮想
線で示す最終形状に沿って加工する。この場合、送り速
度が微速で、切込量も小さいので、切り屑はつながら
ず、細かい片となって飛散する。

【００４１】（１０）図１０は仕上げ加工後の状態であ
り、銅線等からなる導体線Ｃの周囲に、一定長さＬ２に
亙り内部導電層部１０１が形成され、その両端は急激な
テーパー面１０２となっている。

【００４２】（１１）接続する場合には、内部導電層部
１０１の適切箇所Ａで電力ケーブルＷを切断する。この
とき本体側（図１０の左側）に残った内部導電層部１０
１は手で簡単に取り除くことができる。

【００４３】（１２）そして図１１のように接続用端部
同士を突き合わせ、圧着等により接続する。

【００４４】

【その他の実施例】

（１）切削方法において、軸方向溝の数は３本に限定さ
れず、１本、２本あるいは４本以上でもよい。

【００４５】（２）図示の実施例では、軸方向と平行な
軸方向溝６２を形成しているが、この溝を螺旋溝とする
こともできる。この場合は、溝６２を形成するときに、
工具２８をゆっくりと回転させながら前進させる。

【００４６】（３）請求項１記載の方法を実施するため
の切削装置の切込駆動機構としては、請求項２記載のラ
ックピニオン式のもの以外に、リンク式のものも採用可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本願請求項１記載の切削方法における第１の
段階を示す側面図である。

【図２】 図１と同様の第２の段階を示す側面図であ
る。

【図３】 図１と同様の第３の段階を示す側面図であ
る。

【図４】 図１と同様の第４の段階を示す側面図であ
る。

【図５】 図１と同様の第５の段階を示す側面図であ
る。

【図６】 図１と同様の第６の段階を示す側面図であ
る。

【図７】 図１のVII−VII断面図である。

【図８】 図２のVIII−VIII断面図である。

【図９】 粗削り加工終了時の電力ケーブルの縦断面図
である。

【図１０】 仕上げ加工終了時の電力ケーブルの縦断面
図である。

【図１１】 接続時の電力ケーブルの縦断面図である。

【図１２】 本願請求項２記載の発明を適用した切削装
置の平面図である。

【図１３】 図１２のXIII矢視図である。

【図１４】 図１２の前面図である。

【図１５】 主軸ヘッドの縦断側面図である。

【図１６】 図１５のXVI−XVI断面図である。

【図１７】 工具部分の前面図である。

【図１８】 図１７のXVIII−XVIII断面図である。

【図１９】 アクリルカバー部分の斜視図である。

【符号の説明】

６ 主軸ヘッド １０ 主軸ヘッド移動用駆動モータ １１ 主軸回転用駆動モータ １５ 主軸 ２５ カッターヘッド ２７ 工具ホルダー ２８ 工具 ３１，３２ 第１ラック，第１ピニオンギヤ（第１のラ
ックピニオン機構） ３５，３８ 第２ピニオンギヤ，第２ラック（第２のラ
ックピニオン機構） ５１ 切込駆動モータ １００ 絶縁体部 １０１ 内部導電層部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−205516（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−205517（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02G 1/12 H02G 1/14 H02G 15/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力ケーブルの絶縁体部を、軸方向の一
   定長さにわたり、所定深さまで切削して薄肉被覆部を形
   成する接続部切削方法において、絶縁体部外周面に、切
   削工具の回転により、一回の切削に対応する切込量の環
   状溝を形成する工程と、複数本の切削工具を、上記環状
   溝から一定距離軸方向移動させることにより、環状溝か
   ら軸方向の一定長さにわたり複数本の軸方向溝あるいは
   螺旋溝を形成する工程と、切削工具の回転及び送りによ
   り上記軸方向一定長さにわたり環状溝と略同じ深さまで
   切削する工程により、１段目の切込量に対応する切削を
   し、上記工程を順次繰り返して行うことにより、前記所
   定深さまで切削して内部導電層部を形成することを特徴
   とする電力ケーブルの接続部切削方法。
2. 【請求項２】 回転主軸を内蔵する主軸ヘッドと、回転
   主軸を回転する回転駆動機構と、主軸ヘッドを軸方向に
   移動する直線送り駆動機構と、電力ケーブルを主軸と同
   軸心に保持するクランパーとを備え、主軸の前端部の固
   定されたカッターヘッドには、径方向に移動調節自在に
   切削工具を支持し、主軸ヘッドには切削工具を径方向に
   駆動する切込駆動機構を設けてなる電力ケーブルの接続
   部切削装置において、切込駆動機構として、工具を径方
   向に移動する第１のラックピニオン機構と、該第１ラッ
   クピニオン機構の第１ピニオンと同軸で径の小さい第２
   ピニオン及びこれに係合する軸方向移動の第２ラックを
   有する第２のラックピニオン機構を備え、第２のラック
   ピニオン機構の第２ラックを、ねじ送り機構及びウオー
   ムホイール機構を介して切込み駆動モータに連結してい
   ることを特徴とする電力ケーブルの接続部切削装置。