(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材の外周に押出機によってポリオレフィン系樹脂を被覆して目標外径の電線を製造する電線の製造方法であって、
前記線材の線速及び前記押出機からの樹脂の押出流量をゼロから上昇させ、定常線速の１／１０以下の口出線速で一旦定速として前記線材に樹脂を被覆させる口出制御処理と、
前記口出制御処理で製造される電線の外径が前記目標外径に対して所定の小さな値となった時点で、前記電線の外径に基づいて線速または押出流量を増減させて前記電線の外径を前記目標外径に対する所定公差内に収める外径制御を開始する外径制御開始処理と、
前記外径制御開始処理の後に線速を１２〜３０ｍ／分２の上昇率で上昇させるとともに線速の上昇に追従させて押出流量を増加させ、前記定常線速の１／６〜１／３の下限線速で一旦定速として前記線材に樹脂を被覆させる下限制御処理と、
前記下限制御処理で製造される電線の外径が前記目標外径に対して所定公差内に収まっていると判定し、この判定以降に製造される電線を良品として巻き取りボビンに巻き取る良品巻き取り開始処理と、
前記良品巻き取り開始処理の後に線速を２４〜３０ｍ／分２の上昇率で上昇させるとともに線速の上昇に追従させて押出流量を増加させ、前記定常線速で前記線材に樹脂を被覆させる定常運転開始処理と、
を含むことを特徴とする電線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導線等の線材を樹脂によって被覆した電線の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
線材を樹脂によって被覆した電線を製造する技術として、押出ラインが加減速される際に、押出ラインがもつ固有な制御特性に則った外径制御を可能とし、徐々に線速を上げ、あらかじめ設定しておいた定常製造線速とする立ち上げ時における立ち上げ時間を短縮するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２４９９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
定常製造線速前の立ち上げ初期では、電線の外径が安定せず所定の径とならないため、製造される電線は良品とはならない。但し、この立ち上げ初期であっても線速が上がっていくうちに外径が安定し、かつ機械特性の点でも良品の電線が得られる。
しかし、ポリオレフィン系樹脂を線材に被覆する場合には、押出機との摩擦により外径変動であるハンチングが生じ易く、良品取りの開始を早めることが難しかった。
【０００５】
本発明の目的は、定常製造線速となる以前の電線の良品取りを早めに開始して、効率的に電線を製造することが可能な電線の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決することのできる本発明の電線の製造方法は、線材の外周に押出機によってポリオレフィン系樹脂を被覆して目標外径の電線を製造する電線の製造方法であって、
前記線材の線速及び前記押出機からの樹脂の押出流量をゼロから上昇させ、定常線速の１／１０以下の口出線速で一旦定速として前記線材に樹脂を被覆する口出制御処理と、
前記口出制御処理で製造される電線の外径が前記目標外径に対して所定の小さな値となった時点で、前記電線の外径に基づいて線速または押出流量を増減させて前記電線の外径を前記目標外径に対する所定公差内に収める外径制御を開始する外径制御開始処理と、
外径制御開始処理後に線速を１２〜３０ｍ／分２の上昇率で上昇させるとともに線速の上昇に追従させて押出流量を増加させ、前記定常線速の１／６〜１／３の下限線速で一旦定速として前記線材に樹脂を被覆させる下限制御処理と、
前記下限制御処理で製造される電線の外径が前記目標外径に対して所定公差内に収まっていると判定し、この判定以降に製造される電線を良品として巻き取りボビンに巻き取る良品巻き取り開始処理と、
良品巻き取り開始処理後に線速を２４〜３０ｍ／分２の上昇率で上昇させるとともに線速の上昇に追従させて押出流量を増加させ、前記定常線速で前記線材に樹脂を被覆させる定常運転開始処理と、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の電線の製造方法によれば、外径変動が生じやすいポリオレフィン系樹脂を線材に被覆する場合に、立ち上げ初期において定常線速の１／６〜１／３の下限線速を設定することにより、下限線速の時点において安定した外径で電気特性及び機械特性が安定した良品の電線を製造することができる。また、下限線速から２４〜３０ｍ／分２の上昇率で定常線速へ上昇させるので、線速の変化による外径変動を極力抑えることができる。これにより、下限線速から定常線速へ線速を上昇させた際にも、良品の電線を引き続き製造することができる。
これにより、立ち上げ初期時における電線の良品取り開始時点を早め、それまでに製造される不良品を極力少なくすることができ、効率良く電線を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る電線の製造方法が適用可能な電線の製造装置の概略構成図である。
【図２】始動制御時における線材の線速及びスクリューによる樹脂の押出流量の変化を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る電線の製造方法の実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態の電線の製造方法によって電線を製造する製造装置１１は、線材１が巻回された繰り出しボビン１２を有しており、この繰り出しボビン１２から線材１が繰り出される。
【００１０】
線材１は、製造する電線の種類に応じて異なる。例えば、絶縁電線を製造する場合、線材１は導体であり、同軸ケーブルを製造する場合、線材１は、中心導体の周囲に絶縁体及び外部導体が順に設けられたシールドコア線である。なお、導体を樹脂で被覆した絶縁電線に樹脂からなるジャケット層を被覆させる場合では、線材１は絶縁電線である。
【００１１】
繰り出しボビン１２の下流側には、ガイドローラ１３が設けられ、繰り出しボビン１２から繰り出される線材１は、ガイドローラ１３に掛けられて下流側の押出機１４へ導かれる。
【００１２】
押出機１４は、線材１が通過するクロスヘッド１５と、樹脂（ペレット）を貯留するホッパ１６とを有しており、ホッパ１６に投入された樹脂は、シリンダ（図示省略）へ送られ、シリンダにおいて溶融される。この押出機１４は、内部にスクリュー（図示省略）を有しており、スクリューが回転することによってシリンダの溶融樹脂がクロスヘッド１５へ送り込まれ、クロスヘッド１５から樹脂が押し出される。したがって、押出機１４では、スクリューの回転によってクロスヘッド１５から押し出される樹脂の押出流量が決定される。クロスヘッド１５は、横向きに配設されており、線材１がクロスヘッド１５を通過する際に、クロスヘッド１５から押し出される樹脂を牽引して線材１の周囲に樹脂が被覆されて電線Ｃとされる。
【００１３】
押出機１４の下流側には、外径測定器２１が設けられており、外径測定器２１は、通過する電線Ｃの外径を測定し、制御装置（図示省略）へ送信する。外径測定器２１としては、例えば、レーザ光を用いて電線Ｃの外径を非接触で測定するレーザ式測定器が用いられる。
【００１４】
外径測定器２１の下流側には、冷却装置２２が設けられている。この冷却装置２２は、例えば、水冷式であり、冷却装置２２を通過する電線Ｃは、冷却装置２２によって冷却され、線材１に被覆された樹脂が硬化される。
【００１５】
冷却装置２２の下流側には、電線Ｃを引き取る引き取りローラ２３が設けられている。この引き取りローラ２３は、制御装置によって制御され、電線Ｃを所定の線速で引き取る。
【００１６】
引き取りローラ２３の下流側には、蓄線機２５が設けられている。この蓄線機２５は、上下に配置された可動ローラ２６を有しており、これらの可動ローラ２６に、電線Ｃが巻回されている。可動ローラ２６は、水平方向に移動可能に支持されており、これらの可動ローラ２６が近接離間して間隔が変動することにより、可動ローラ２６に巻き付けられて蓄線される電線Ｃの長さが調整される。なお、可動ローラ２６同士の間には、上下流側にそれぞれガイドローラ２７が設けられており、上流側のガイドローラ２７によって電線Ｃが上方の可動ローラ２６へ案内され、下流側のガイドローラ２７によって下方の可動ローラ２６からの電線Ｃが下流側へ案内される。
【００１７】
蓄線機２５の下流側には、ガイドローラ２８が設けられ、このガイドローラ２８によって電線Ｃが巻き取りボビン２９へ案内される。巻き取りボビン２９は、電線Ｃを巻き取るボビンであり、電線Ｃの製造途中に別の巻き取りボビン２９に切り替えられることがある。
【００１８】
上記の製造装置１１において、押出機１４の下流側の電線Ｃが巻き取りボビン２９に巻き取られるまでの電線Ｃのパスラインは、数十ｍ以上であり、例えば約１００ｍである。
【００１９】
上記の製造装置１１では、引き取りローラ２３によって線材１を引き取ることにより、繰り出しボビン１２から線材１を繰り出させ、押出機１４のクロスヘッド１５へ線材１を通過させる。これにより、線材１の周囲にはクロスヘッド１５から樹脂が押し出され、よって、線材１の周囲に樹脂が被覆された電線Ｃが製造される。
【００２０】
押出機１４の下流側では、電線Ｃの外径を外径測定器２１で測定する。製造される電線Ｃの外径を一定に保つために、制御装置は、外径測定器２１の測定結果に基づいて、引き取りローラ２３または押出機１４のスクリューの駆動制御を行い、線材１の線速または押し出される樹脂量を制御する外径制御を行う。
引き取りローラ２３によって引き取られる電線Ｃは、蓄線機２５の可動ローラ２６に巻回されて蓄線され、その後、巻き取りボビン２９に巻き取られる。
【００２１】
本実施形態では、上記の製造装置１１によって線材１の外周に、例えば、難燃ポリエチレン（ＰＥ）樹脂などのポリオレフィン系樹脂を被覆して電線Ｃを製造する。
次に、上記の製造装置１１によって線材１の外周にポリオレフィン系樹脂が被覆された電線Ｃの製造を開始する際の始動制御について説明する。
図２は始動制御時における引き取りローラによって引き取られる線材の線速（実線）及び押出機のスクリューによって押し出される樹脂の押出流量（破線）の変化を示すタイミングチャートである。
【００２２】
（口出制御処理）
製造装置１１の製造ラインに線材１を引き通したら、作業者は手動で引き取りローラ２３を始動させて線材１の走行を開始させる（Ｔａ１）。すると、線材１の線速Ｖは、始動開始線速Ｖ１（例えば、１０ｍ／分）で一旦定速となる（Ｔａ２）。また、押出機１４を始動させてスクリューを回転させることにより、溶融樹脂のクロスヘッド１５への送り込みを開始させる（Ｔｂ１）。すると、スクリューによってクロスヘッド１５へ送り込まれる樹脂は、その押出流量Ｒが、口出押出流量Ｒ１で一旦定速となる（Ｔｂ２）。押出流量Ｒが口出押出流量Ｒ１で定速となると、線材１の線速Ｖが上昇し（Ｔａ３）、口出線速Ｖ２（例えば、３０ｍ／分）で一旦定速となる（Ｔａ４）。この口出線速Ｖ２は、定常線速（例えば、３００ｍ／分）の約１／１０の速度とするのが好ましい。なお、この口出制御処理では、押出機１４を始動させた後に引き取りローラ２３を始動させても良い。
【００２３】
（外径制御開始処理）
押出流量Ｒ１は線速Ｖ２で線材が走行するときに理論上目標外径となる量とする。時刻Ｔａ４の後に電線Ｃの外径が目標外径よりも所定（２〜５％）の小さな値となると外径測定器２１の測定結果に基づいて、引き取りローラ２３または押出機１４のスクリューの駆動制御を比例・積分制御によって制御する外径制御を開始させる（Ｔｃ１）。この外径制御では、目標外径に対して実測外径が過大であれば、線速Ｖを上げるか押出流量Ｒを下げ、これとは逆に、目標外径に対して実測外径が過小であれば、線速Ｖを下げるか押出流量Ｒを上げる。目標外径にごく近い値で外径制御することでハンチングがなくなるため、目標外径よりも２〜５％小さな値となったときに外径制御を開始することにより、外径がハンチングせずに安定になるまでの所要時間を短くすることができる。
【００２４】
（下限制御処理）
製造される電線Ｃの外径が所定公差（例えば±０．１ｍｍ）以内に収まると、線材１の線速Ｖが上昇し（Ｔａ５）、下限線速Ｖ３（例えば、６０ｍ／分）で定速となる（Ｔａ６）。この下限線速Ｖ３としては、定常線速の１／６〜１／３の速度（５０〜１００ｍ／分）とするのが好ましい。本例では、下限線速Ｖ３が、定常線速（例えば、３００ｍ／分）の約１／５の速度とされている。この電線Ｃの線速Ｖの上昇に追従してスクリューの回転数が上昇して押出流量Ｒが上昇し（Ｔｂ３）、下限押出流量Ｒ２で定速となる（Ｔｂ４）。押出流量Ｒ２は線速Ｖ３で線材が走行するときに理論上目標外径となる量とする。定常押出流量Ｒ３に対するＲ１の割合と、定常線速Ｖ４に対するＶ２の割合は等しい値である。線速Ｖおよび押出流量Ｒは両者のこの割合が等しい関係（Ｒ／Ｒ３＝Ｖ／Ｖ４）を保って、上昇させられる。なお、電線Ｃの外径が所定公差内に収まるように、外径制御が継続される。
【００２５】
（良品巻き取り開始処理）
電線Ｃの外径が所定公差内に収まっていると判定されると、電線Ｃの巻き取りを開始させる（Ｔｃ２）。この良品判定は、例えば、所定公差内で連続して１０ｍの電線Ｃが押し出されたことを条件とすることができる。そして、この良品判定の時点（Ｔｃ２）から制御装置は、外径制御を比例・積分制御から積分制御に切り替える。
【００２６】
良品判定時（Ｔｃ２）を境に、良品判定時（Ｔｃ２）より前（図２中Ａ）に製造された電線Ｃは不良品と判定され、良品判定時（Ｔｃ２）以後（図２中Ｂ）に製造された電線Ｃは良品と判定される。この良品の電線Ｃは、安定した外径で電気特性（耐電圧性）及び機械特性（耐引張性、耐久性、耐劣化性）が安定した電線である。
【００２７】
口出線速Ｖ２から下限線速Ｖ３に上昇するまでの時間（Ｔａ６−Ｔａ５）は、例えば約５００秒とされており、口出線速Ｖ２から下限線速Ｖ３までの線速Ｖの上昇率は、１２〜３０ｍ／分２とされている。
【００２８】
口出線速Ｖ２から下限線速Ｖ３までの上昇時間が長いと、下限線速Ｖ３に達するまでの時間が長くなり、電線Ｃの不良品の長さが多くなる。また、口出線速Ｖ２から下限線速Ｖ３までの上昇時間が短いと、電線Ｃの外径がハンチング（変動）してしまい、下限線速Ｖ３となっても電線Ｃが良品であると判定されるまでに時間がかかり、やはり、電線Ｃの不良品の長さが多くなる。
【００２９】
良品判定の判断条件である外径の測定は外径測定器２１において行われるため、良品判定時では、外径測定器２１から巻き取りボビン２９による巻き取り位置までのパスライン上の電線Ｃ（パスラインが１００ｍであればそれだけの電線）は不良品である。したがって、良品判定がされた後、良品判定時に外径測定器２１を通過した箇所である良品判定点が巻き取りボビン２９による巻き取り位置に達した時点で巻き取りボビン２９を新たなものに切り替え巻き取りを開始させる。切り替え前の巻き取りボビン２９に巻き取った電線Ｃは、不良品として廃棄する。なお、新たな巻き取りボビン２９へ切り替える際には、上流側の蓄線機２５でパスラインを流れてくる電線Ｃを蓄線することとなる。
【００３０】
（定常運転開始処理）
巻き取りボビン２９の切り替えが完了すると、線材１の線速Ｖが上昇し（Ｔａ７）、定常線速Ｖ４（例えば、３００ｍ／分）で定速となる（Ｔａ８）。この線速Ｖの上昇に追従してスクリューの回転数が上昇して押出流量Ｒも上昇し（Ｔｂ５）、定常押出流量Ｒ３で定速となる（Ｔｂ６）。定常押出流量Ｒ３は定常線速Ｖ４で線材が走行するときに理論上目標外径となる量とする。
【００３１】
下限線速Ｖ３から定常線速Ｖ４までの上昇に要する時間は例えば５００秒とされている。下限線速Ｖ３が定常線速Ｖ４の１／６であれば、下限線速Ｖ３から定常線速Ｖ４までの線速Ｖの上昇率は、３０ｍ／分２（２５０ｍ／分÷５００秒／６０）となり、下限線速Ｖ３が定常線速Ｖ４の１／３であれば、下限線速Ｖ３から定常線速Ｖ４までの線速Ｖの上昇率は、約２４ｍ／分２（２００ｍ／分÷５００秒／６０）となる。つまり、下限線速Ｖ３から定常線速Ｖ４までの線速Ｖの上昇率は、２４〜３０ｍ／分２となる。
例えば、下限線速Ｖ３が６０ｍ／分であり、定常線速Ｖ４が３００ｍ／分である場合、下限線速Ｖ３から定常線速Ｖ４までの線速Ｖの上昇率は、２８．８ｍ／分２となる。
【００３２】
難燃ポリエチレン樹脂などのポリオレフィン系樹脂は、押出機１４のクロスヘッド１５との摩擦が大きく、線材１に被覆して電線Ｃを製造する立ち上げ初期において、外径が変動するハンチングが生じやすい。
【００３３】
しかし、上記の始動制御を行うことにより、外径変動であるハンチングが生じやすいポリオレフィン系樹脂を線材１に被覆する場合に、立ち上げ初期において定常線速Ｖ４の１／６〜１／３の下限線速Ｖ３を設定することにより、下限線速Ｖ３の時点において安定した外径で電気特性及び機械特性が安定した良品の電線Ｃを製造することができる。また、下限線速Ｖ３から２４〜３０ｍ／分２の上昇率で定常線速Ｖ４へ上昇させるので、線速Ｖの変化による外径変動を極力抑えることができる。これにより、下限線速Ｖ３から定常線速Ｖ４へ線速Ｖを上昇させた際にも、良品の電線Ｃを引き続き製造することができる。
【００３４】
これにより、立ち上げ初期時における電線Ｃの良品取り開始時点を早め、それまでに製造される不良品を極力少なくすることができ、極めて効率良く電線Ｃを製造することができる。
【００３５】
例えば、口出線速Ｖ２から下限線速Ｖ３に上昇するまでの時間を１００〜１５０秒とすると、良品の電線Ｃの巻き取り開始までに約８００ｍの押し出しを要する。これに対して、本実施形態では、電線Ｃの良品取り開始までの押し出し長さを約２００ｍに抑えることができる。また、下限線速Ｖ３から定常線速Ｖ４への線速Ｖの上昇率を６０〜９０ｍ／分２とすると、線速Ｖの変化によって外径が大きく変動し、電線Ｃが不良となる場合があるが、本実施形態では、下限線速Ｖ３から２４〜３０ｍ／分２の上昇率で定常線速Ｖ４へ上昇させるので、線速Ｖの変化による外径変動を極力抑え、良品の電線Ｃを引き続き製造することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１：線材、１４：押出機、２９：巻き取りボビン、Ｃ：電線、Ｒ：押出流量、Ｖ：線速、Ｖ２：口出線速、Ｖ３：下限線速、Ｖ４：定常線速
【図１】
0005516103.tif 000002
【図２】
0005516103.tif 000003