JP6171077B1 - テープ成形装置、同軸ケーブル用外部導体製造装置、及び同軸ケーブル製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ケーブルコアの外周上にテープを縦添えした後、テープの折れ、シワ等の不良の発生を抑制することが可能なテープ成形装置と、これを用いた同軸ケーブル用外部導体製造装置及び同軸ケーブル製造方法を提供する。【解決手段】ケーブルコアの外周上に縦添えされるテープを、テープの幅方向の両側縁部が重なるように筒状に成形するテープ成形装置１０であって、幅方向の両側縁部が重なっていないテープ及びケーブルコアが導入される導入部１１と、テープの幅方向の両側縁部が重なるように筒状に成形する成形部１３とを有し、成形部１３は、両側縁部１６，１７が重ね合わされることなく、周方向に対向した出口部１５と、出口部１５の手前に、両側縁部１６，１７が径方向に隙間を介して重ね合わされたラップ部１４とを有し、ラップ部１４から出口部１５にかけて連続した内面を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、テープ成形装置、同軸ケーブル用外部導体製造装置、及び同軸ケーブル製造方法に関する。

同軸ケーブルの外部導体としては、金属細線等の素線からなる編組が広く使用されている。さらに、金属編組の内側に、プラスチック層の上に金属層を有する金属ラミネートテープを併用した構造も知られている。

特許文献１，２には、ケーブルコアにラミネートテープを縦添えする成形装置（フォーマー）として、板状の部材をラッパ状にしたガイドを備える構成が開示されている。

実開昭４９−９４１８６号公報 実公昭５２−３４３７２号公報

ケーブルコアの外周上にテープが縦添えされる同軸ケーブルにおいて、ケーブルの長手方向の一部で、テープの折れ、シワ等の不良が発生すると、編組の外観が悪くなったり、電気特性の定在波比（ＶＳＷＲ）が悪くなったりする問題がある。

そこで本発明は、ケーブルコアの外周上にテープを縦添えした後、テープの折れ、シワ等の不良の発生を抑制することが可能なテープ成形装置と、これを用いた同軸ケーブル用外部導体製造装置及び同軸ケーブル製造方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、ケーブルコアの外周上に縦添えされるテープを、前記テープの幅方向の両側縁部が重なるように筒状に成形するテープ成形装置であって、前記幅方向の両側縁部が重なっていないテープ及び前記ケーブルコアが導入される導入部と、前記テープの幅方向の両側縁部が重なるように筒状に成形する成形部とを有し、前記テープ成形装置は、前記テープの外面に接触して、前記テープを幅方向に湾曲させる曲面状の内面を有し、前記成形部は、前記内面の両側縁部が重ね合わされることなく、周方向に対向した出口部と、前記出口部の手前に、前記内面の両側縁部が径方向に隙間を介して重ね合わされたラップ部とを有し、前記ラップ部において、前記内面の両側縁部の内側に前記テープの幅方向の一方の側縁部がとどまり、前記隙間に前記テープの幅方向の他方の側縁部が入り込み、前記ラップ部から前記出口部にかけて連続した前記内面を有し、前記出口部において、前記テープの幅方向の両側縁部が厚さ方向に密着することを特徴とするテープ成形装置を提供する。

前記成形部は、湾曲した板状部材から構成されていてもよい。
前記板状部材は、前記ラップ部から前記出口部にかけて内側となる側縁部に、切欠き部を有してもよい。

また、本発明は、前記テープ成形装置と、前記ケーブルコアとして、内部導体を有するケーブルコアを供給するコア供給部と、前記テープとして、導体層を含むテープを供給するテープ供給部と、前記テープの外周上において、素線から編組を構成する編組機と、前記編組の外周を押さえる成型ダイスと、を備える同軸ケーブル用外部導体製造装置を提供する。

また、本発明は、前記テープ成形装置を用いて、内部導体を有するケーブルコアの外周上に、外部導体を有するテープを縦添えした後に、縦添えされた前記テープの外周上に編組を構成する工程を有することを特徴とする同軸ケーブル製造方法を提供する。
前記テープ成形装置の前記出口部と前記編組を構成する編組機の間において、前記ケーブルコアの外周上に縦添えされた前記テープが、ガイドパイプに案内されることなく、前記テープの外面が露出されてもよい。

本発明によれば、出口部の手前に、成形部の両側縁部が径方向に隙間を介して重ね合わされたラップ部を有することにより、テープの幅方向の両側縁部のうち一方が内側、他方が外側となるように整然と処理されると共に、出口部において、成形部の両側縁部が重ね合わされることなく、周方向に対向していることにより、テープの幅方向の両側縁部をケーブルコアの径方向（テープの厚さ方向）に密着させることができる。これにより、ケーブルコアの外周上に縦添えされたテープの折れ、シワ等の不良の発生を抑制することが可能となる。

テープ成形装置の実施形態を例示する正面図である。 図１のテープ成形装置によりテープが成形される様子を示す断面図である。 図１のテープ成形装置を構成する板状部材の展開図である。 テープ成形装置の取付状態を例示する正面図である。 同軸ケーブル用外部導体製造装置の実施例を示す斜視図である。 同軸ケーブル用外部導体製造装置の比較例を示す斜視図である。 比較例のテープ成形装置によりテープが成形される様子を示す断面図である。

以下、好適な実施形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
図１に、本実施形態のテープ成形装置を例示する。また、図２には、このテープ成形装置によりテープが成形される様子を示す。このテープ成形装置１０は、ケーブルコア１の外周上に縦添え（ラップ）されるテープ２を、テープ２の幅方向の両側縁部２ｃ，２ｄが重なるように筒状に成形する装置（フォーマー）である。

テープ成形装置１０は、幅方向の両側縁部２ｃ，２ｄが重なっていないテープ２が導入される導入部１１と、導入部１１から導入されたテープ２の外面２ａに接触して、テープ２を幅方向に湾曲させる湾曲部１２を有する。ケーブルコア１及びテープ２は、導入部１１から成形部１３を経て出口部１５まで、引き取り等により移動可能である。成形部１３の出口部１５からは、幅方向の両側縁部２ｃ，２ｄが重なるように筒状に成形されたテープ２が、ケーブルコア１の外周上に略密着した状態で引き出される。

テープ成形装置１０は、湾曲した板状部材から構成されており、湾曲部１２の内面が、テープ２の外面２ａに接触可能である。板状部材の両側縁部１６，１７は、断面略円弧状の湾曲部１２においては、テープ２の幅方向（図２の左右方向）に沿って離れた位置に配置されている。板状部材としては、亜鉛メッキ鋼板、ステンレス板等の金属板が挙げられる。板状部材の曲げ成形によりテープ成形装置１０を作製する場合、金型や特殊な機械加工等の精密加工を必要とすることなく、低コストの材料からテープ成形装置１０を一体的に作製することができる。

導入部１１では、テープ２と合わせてケーブルコア１が、成形部１３に向けて導入される。テープ２がケーブルコア１の外周上に縦添えされたとき、テープ２の一方の面が外面２ａとなり、他方の面が内面２ｂとなる。導入部１１上のケーブルコア１は、テープ２の内面２ｂ側に重なり合うように配置される（図２の「Ａ−Ａ’断面」を参照）。

湾曲部１２の湾曲（曲率）が更に増大することにより、略筒状の成形部１３が形成されている。湾曲部１２により、テープ２の湾曲（曲率）も増大し、テープ２の両側縁部２ｃ，２ｄの距離が縮小する（図２の「Ｂ−Ｂ’断面」、「Ｃ−Ｃ’断面」を参照）。更に、成形部１３は、板状部材の両側縁部１６，１７が径方向に隙間１８を介して重ね合わされたラップ部１４を有する。これにより、テープ２の幅方向の両側縁部２ｃ，２ｄが重なるように筒状に成形される（図２の「Ｄ−Ｄ’断面」、「Ｅ−Ｅ’断面」を参照）。隙間１８の幅（図２のＤ−Ｄ’断面における両側縁部１６，１７の離間距離）は、テープ２の厚さの２倍以上であると良い。

また、ラップ部１４において、板状部材の内側の側縁部１６と、板状部材の外側の側縁部１７との間に、テープ２の側縁部２ｄが入り込むことにより、側縁部２ｄが外側、側縁部２ｃが内側となるように、テープ２が変形する。テープ２の内側の側縁部２ｃは、板状部材の内側の側縁部１６の内側にとどまる。これにより、テープ２の縦添え後には、一方の側縁部２ｃが内側、他方の側縁部２ｄが外側となるように重なり合う順序が一定し、順序の狂いがない。板状部材の内側の側縁部１６近傍は、ラップ部１４において、板状部材の他の部分よりも厚さが薄くなっていることが好ましい。

テープ成形装置１０の出口部１５は、板状部材の両側縁部１６，１７が重ね合わされることなく、隙間１９を介して周方向に対向した断面形状を有する（図２の「Ｆ−Ｆ’断面」を参照）。隙間１９が設けられていない場合は、成形後のテープ２に傷が生じる可能性がある。隙間１９は、１ｍｍ以上、またはテープ２の厚さの２倍以上であるとよい。

ラップ部１４から出口部１５にかけて、テープ成形装置１０を構成する板状部材が連続した内面を有することにより、板状部材の内側の側縁部１６がテープ２の重なり合った両側縁部２ｃ，２ｄの間から離脱し、テープ２の両側縁部２ｃ，２ｄが径方向（テープの厚さ方向）に密着するようにテープ２を変形させることができる。この結果、断面が略真円状となるようにテープ２を成形し、ケーブルコア１の外周に密着させることができる。

図３には、テープ成形装置１０を構成する板状部材１００の展開図を示す。板状部材１００の下辺１０１は、テープ成形装置１０の導入部１１に対応する。板状部材１００の上辺１０２は、テープ成形装置１０の出口部１５に対応する。上辺１０２の片側には、斜辺１０３が形成され、切欠き部１０４が除去されている。板状部材１００の第１側辺１０６は、湾曲部１２からラップ部１４にかけての内側の側縁部１６に対応し、斜辺１０３は、出口部１５における内側の側縁部１６に対応する。板状部材１００の第２側辺１０７は、外側の側縁部１７に対応する。

図３に示す例では、切欠き部１０４を含めた上辺１０２の幅Ｗ２（上辺１０２の延長線が第１側辺１０６の延長線と交差するまでの範囲を含む。）は、下辺１０１の幅Ｗ１よりも小さくなっている。また、切欠き部１０４を含めた形状（上辺１０２の延長線が第１側辺１０６の延長線と交差するまでの範囲を含む。）は、下辺１０１と上辺１０２とが略平行な台形状であってもよい。切欠き部１０４を含めた形状は、下辺１０１の垂直二等分線を中心線とした線対称であってもよい。切欠き部１０４の長さ（上下方向の寸法）としては、例えば数ｍｍ程度が挙げられる。

テープ成形装置１０を同軸ケーブル用外部導体製造装置に取り付ける場合には、例えば図４に示すように、導入部１１と出口部１５との間で、板状部材の外側に取付部３０を設けて、テープ成形装置１０を所定の向きに設置することができる。

図５に、同軸ケーブル用外部導体製造装置の実施例を示す。この同軸ケーブル用外部導体製造装置は、上記実施形態のテープ成形装置１０を備える。同軸ケーブル用外部導体製造装置は、さらに、ケーブルコア１を供給するコア供給部２１と、テープ２を供給するテープ供給部２２と、ケーブルコア１に縦添えされたテープ２の外周上において、素線３から編組３ａを構成する編組機２３と、編組３ａの外周を押さえる成型ダイス２４とを備えてもよい。

実施例の同軸ケーブル用外部導体製造装置により製造される外部導体付きケーブルコア５は、ケーブルコア１に内部導体（図示せず）を有する。また、同軸ケーブルの外部導体４は、テープ２に含まれる導体層（図示せず）と、テープ２の外周上に形成される編組３ａとの両方から構成されている。本実施例では、外部導体４がテープ２の導体層と編組３ａとの組み合わせで構成される。
なお、同軸ケーブル用外部導体製造装置の図面では、図示を省略して編組３ａを一部分のみ示しているが、ケーブルコア１及びテープ２の外周上の編組３ａは、成型ダイス２４から引取機２５を経て巻取機２６まで連続して形成される。編組３ａは、成型ダイス２４を通過することによって一定の外径に成型される。

内部導体としては、金属線等の導線からなる単線又は撚線などが挙げられる。導線としては、銅線、錫メッキ銅線、銀メッキ銅線等が挙げられる。ケーブルコア１の外周は、内部導体の外周を電気的に絶縁するため、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、テトラフルオロエチレン系樹脂、フッ素系樹脂、硬化性樹脂、発泡樹脂等の絶縁体で被覆されている。ケーブルコア１の径としては、例えば０．８〜２０ｍｍ程度が挙げられる。

導体層を含むテープとしては、絶縁層の片面に導体層を設けた片面ラミネートテープ、絶縁層の両面にそれぞれ導体層を設けた両面ラミネートテープ、金属箔等の導体層のみからなる導体テープが挙げられる。片面ラミネートテープを用いる場合には、導体層と編組とが電気的に接続されるように、テープの外面側を導体層とすることが好ましい。ラミネートテープに積層される導体層としては、金属箔、金属メッキ層等が挙げられる。導体層が２層以上の金属層を積層した構成でもよい。

テープ２の絶縁層としては、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリエステルフィルム等の樹脂フィルムが挙げられる。テープ２の絶縁層の厚さとしては、例えば１０〜５０μｍが挙げられる。
テープ２の導体層を構成する導体としては、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、錫（Ｓｎ）、銅合金、アルミニウム合金、錫合金等の金属が挙げられる。導体層に使用可能な金属箔としては、銅箔、アルミニウム箔、錫メッキ銅箔等が挙げられる。テープ２の導体層の厚さとしては、例えば５〜２０μｍが挙げられる。
電磁波の遮蔽を志向する場合はテープの全面に導体層を設けることが好ましい。無線通信用などの同軸ケーブルで電波の漏洩を志向する場合は、導体層が、切削やパンチングによる孔あけ加工や、エッチングによる窓開け加工されたスロット（開口部）を有してもよい。

編組３ａを構成する素線３としては、銅線、錫めっき銅線、銀めっき銅線、アルミニウム線等の金属線が挙げられる。編組の打ち数としては、１６打編組、２４打編組、３６打編組、４８打編組等が挙げられる。テープが導体層を有する場合には、一般的には、１６打編組、２４打編組が好適に使用される。
編組機２３は、素線３を繰り出す複数のボビン２３ａを備えている。各ボビン２３ａをケーブルコア１の周囲で回転させ、右回りに回転する素線３と左回りに回転する素線３とを組み合わせることにより、網目状の編組３ａを構成することができる。

ケーブルコア１の外周に外部導体４が形成されてなる外部導体付きケーブルコア５は、引取機２５により引き取られた後、巻取機２６により巻き取られる。引取機２５としては、キャプスタンが挙げられる。外部導体付きケーブルコア５の編組３ａの下で、ケーブルコア１及びテープ２は、コア供給部２１又はテープ供給部２２から巻取機２６まで連続しているため、外部導体付きケーブルコア５の引き取りにより、ケーブルコア１及びテープ２がテープ成形装置１０や成型ダイス２４を通過するための引張力が得られる。

テープ成形装置１０の位置は、図５に示すように、編組機２３の近傍が好ましい。これにより、テープ成形装置１０の出口部１５と、編組３ａを構成する編組機２３との間において、ケーブルコア１の外周上に縦添えされたテープ２は、ガイドパイプに案内しなくても、テープ２の開きを抑制することができる。テープ２の外面が露出されているので、テープ２の外周上に編組３ａを速やかに構成することができる。ケーブルコア１の外周上にテープ２が密着しているので、テープ２の折れ、シワ等の不良が抑制され、編組３ａの外観不良や、電気特性の定在波比（ＶＳＷＲ）の低下を防止することができる。
テープ成形装置１０の出口部１５から、テープ２の外周上に編組３ａが設けられる位置までの距離としては、例えば３ｃｍ程度が挙げられる。

外部導体付きケーブルコア５の製造方法としては、上記実施形態のテープ成形装置１０を用いて、内部導体を有するケーブルコア１の外周上に、外部導体を有するテープ２を縦添えし、その後に、縦添えされたテープ２の外周上に編組３ａを構成する工程を有することができる。
同軸ケーブルの製造方法は、外部導体付きケーブルコア５を製造した後、外部導体４の上（例えば編組３ａの上）に、シース（図示せず）を形成する工程等を有してもよい。

シースは、巻取機２６に巻き取られた外部導体付きケーブルコア５を繰り出した後、例えば押出ダイを用いて樹脂を被覆する等により、外部導体４の上に構成することができる。シースを構成する樹脂としては、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレンエチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレンメタクリル酸共重合体、酸変性ポリエチレン系樹脂、酸変性ポリプロピレン系樹脂等の樹脂材料が挙げられる。シースがノンハロゲン樹脂からなる場合、難燃剤を含むことが好ましい。シースが２層以上の樹脂層から構成されてもよい。例えば、シースにおいて、柔軟な樹脂層と硬質の樹脂層が積層されてもよい。

図６に、比較例の同軸ケーブル用外部導体製造装置を示す。また、図７には、図６の同軸ケーブル用外部導体製造装置に用いられたテープ成形装置３１の出口３１ａ付近の断面図を示す。このテープ成形装置３１は、出口３１ａ付近においてテープ２がケーブルコア１の外周上で１周を超えて巻回されるように、テープ２の幅方向の両側縁部の間に隙間を確保できる構造となっている。この場合、テープ２の幅方向の両側縁部のうち一方が他方の外側となるようにテープ２を案内することができる。

しかし、比較例のテープ成形装置３１によれば、テープ成形装置３１の内部でテープ２をケーブルコア１に密着させることができない。このため、テープ成形装置３１から出ると、テープ２がもとのように平らに開きやすい。テープ２が開いてケーブルコア１の外周上から浮いた状態で編組３ａを設けると、テープ２の折れ、シワ等の不良が発生し、編組３ａの外観が悪くなったり、電気特性の定在波比（ＶＳＷＲ）が悪くなったりするおそれがある。

比較例の同軸ケーブル用外部導体製造装置では、テープ２が筒状の形態を維持するように、テープ成形装置３１と編組機２３との間にガイドパイプ３２が設けられている。しかし、ガイドパイプ３２の内径が大きいとテープ２が浮きやすく、ガイドパイプ３２の効果が不十分になるおそれがある。ガイドパイプ３２の内径が小さすぎると、ガイドパイプ３２の内面との摩擦により、テープ２が損傷するおそれがある。

以上、本発明を好適な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

ケーブルとしては、同軸ケーブル等の電気ケーブルが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
編組３ａを構成する素線３としては、電磁波の遮蔽を志向する場合は金属線等の導体線が好ましい。無線通信用などの同軸ケーブルで電波の漏洩を志向する場合は、素線３の一部又は全部を非金属繊維としてもよい。

１…ケーブルコア、２…テープ、２ａ…外面、２ｂ…内面、２ｃ，２ｄ…テープの側縁部、３…素線、３ａ…編組、４…外部導体、５…外部導体付きケーブルコア、１０…テープ成形装置、１１…導入部、１２…湾曲部、１３…成形部、１４…ラップ部、１５…出口部、１６，１７…板状部材の側縁部、１８，１９…隙間、２１…コア供給部、２２…テープ供給部、２３…編組機、２３ａ…ボビン、２４…成型ダイス、２５…引取機、２６…巻取機、３０…取付部、３１…比較例のテープ成形装置、３１ａ…出口、３２…ガイドパイプ、１００…板状部材、１０１…下辺、１０２…上辺、１０３…斜辺、１０４…切欠き部、１０６…第１側辺、１０７…第２側辺。

Claims (6)

1. ケーブルコアの外周上に縦添えされるテープを、前記テープの幅方向の両側縁部が重なるように筒状に成形するテープ成形装置であって、
   前記幅方向の両側縁部が重なっていないテープ及び前記ケーブルコアが導入される導入部と、前記テープの幅方向の両側縁部が重なるように筒状に成形する成形部とを有し、
   前記テープ成形装置は、前記テープの外面に接触して、前記テープを幅方向に湾曲させる曲面状の内面を有し、
   前記成形部は、前記内面の両側縁部が重ね合わされることなく、周方向に対向した出口部と、前記出口部の手前に、前記内面の両側縁部が径方向に隙間を介して重ね合わされたラップ部とを有し、前記ラップ部において、前記内面の両側縁部の内側に前記テープの幅方向の一方の側縁部がとどまり、前記隙間に前記テープの幅方向の他方の側縁部が入り込み、前記ラップ部から前記出口部にかけて連続した前記内面を有し、前記出口部において、前記テープの幅方向の両側縁部が厚さ方向に密着することを特徴とするテープ成形装置。
2. 前記成形部は、湾曲した板状部材から構成されていることを特徴とする請求項１に記載のテープ成形装置。
3. 前記板状部材は、前記ラップ部から前記出口部にかけて内側となる側縁部に、切欠き部を有することを特徴とする請求項２に記載のテープ成形装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のテープ成形装置と、
   前記ケーブルコアとして、内部導体を有するケーブルコアを供給するコア供給部と、
   前記テープとして、導体層を含むテープを供給するテープ供給部と、
   前記テープの外周上において、素線から編組を構成する編組機と、
   前記編組の外周を押さえる成型ダイスと、
   を備える同軸ケーブル用外部導体製造装置。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のテープ成形装置を用いて、内部導体を有するケーブルコアの外周上に、外部導体を有するテープを縦添えした後に、縦添えされた前記テープの外周上に編組を構成する工程を有することを特徴とする同軸ケーブル製造方法。
6. 前記テープ成形装置の前記出口部と前記編組を構成する編組機の間において、前記ケーブルコアの外周上に縦添えされた前記テープが、ガイドパイプに案内されることなく、前記テープの外面が露出されることを特徴とする請求項５に記載の同軸ケーブル製造方法。

Images