(57)【要約】【課題】薄く均等に、かつ導線との隙間なく樹脂を被覆して、高品質な細径電線を製造することが可能な細径電線の製造方法及び製造装置を提供する。【解決手段】外径が０．０７５ｍｍ以下の導線１の外周に樹脂Ｒを被覆して細径電線Ｃを製造する方法であって、導線１を、加熱装置１４で加熱し、加熱装置１４の鉛直方向下方に設けられたクロスヘッド１５へ鉛直方向に通して外周に樹脂Ｒを被覆し、導線１が樹脂被覆された細径電線Ｃを、クロスヘッド１５から鉛直方向下方への所定長さ以上の空冷領域Ａを通して自然冷却する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外径が０．０７５ｍｍ以下の導線の外周に樹脂を被覆して細径電線を製造する方法であって、
前記導線を、加熱装置で加熱し、前記加熱装置の鉛直方向下方に設けられたクロスヘッドへ鉛直方向に通して外周に樹脂を被覆し、
前記導線が樹脂被覆された細径電線を、前記クロスヘッドから鉛直方向下方への所定長さ以上の空冷領域を通して自然冷却することを特徴とする細径電線の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の細径電線の製造方法であって、
前記樹脂として、フッ素樹脂を用いることを特徴とする細径電線の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の細径電線の製造方法であって、
前記加熱装置と前記クロスヘッドとの間隔を３００ｍｍ以下とすることを特徴とする細径電線の製造方法。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の細径電線の製造方法であって、
前記空冷領域の長さを６００ｍｍ以上とすることを特徴とする細径電線の製造方法。
【請求項５】
外径が０．０７５ｍｍ以下の導線の外周に樹脂を被覆して細径電線を製造する装置であって、
前記導線を加熱する加熱装置と、
前記加熱装置の鉛直方向下方に設けられて鉛直方向に通される前記導線の外周に樹脂を被覆するクロスヘッドと、
前記クロスヘッドの鉛直方向下方に、前記導線が樹脂被覆された細径電線が所定長さ以上通されて自然冷却される空冷領域を備えていることを特徴とする細径電線の製造装置。
【請求項６】
請求項５に記載の細径電線の製造装置であって、
前記加熱装置と前記クロスヘッドとの間隔が３００ｍｍ以下であることを特徴とする細径電線の製造装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の細径電線の製造装置であって、
前記空冷領域の長さが６００ｍｍ以上であることを特徴とする細径電線の製造装置。
【請求項８】
請求項５から７の何れか一項に記載の細径電線の製造装置であって、
前記空冷領域の下端に、前記細径電線をさらに下流側へ案内するガイドローラを備え、前記ガイドローラの密度が０．９８×１０−３ｇ／ｍｍ３以下であることを特徴とする細径電線の製造装置。
【請求項９】
請求項８に記載の細径電線の製造装置であって、
前記ガイドローラは、回転抵抗が０．００２Ｎ以下であることを特徴とする細径電線の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導線を樹脂によって被覆した細径電線の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電線を製造する際には、導線を絶縁するために導線の周囲に絶縁樹脂を押出被覆する。その被覆工程で用いられる押出機には、導線を水平に通して被覆する横型押出機と、導線を鉛直に通して被覆する縦型押出機とがある。
縦型押出機を用いて電線を製造する技術として、押出被覆ヘッドを有する押出被覆機に導線を導入し、この導線の表面に押出被覆ヘッドによって合成樹脂の被覆を施し、押出被覆機から吐出された被覆電線を冷却水中に水浸させて貯線冷却することが知られている（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８−１５３４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電子機器や医療機器に用いられる細径電線は、その導線が極細径であり、その外周に被覆する樹脂も極めて薄くなる。このような細径電線を製造する場合、横型押出機を用いると、導線が通るパスラインを押出機のダイス中心に合わせにくくなるため、細径になるほど調心が困難である。調心精度が低い場合、導線を挿通させる押出機のポイントに導線が擦れて、導線の屑が生じてしまう。生じた屑が付着した箇所では、被覆径が大きくなったり、被覆が偏肉したりする。樹脂の厚さが薄いので、偏肉によりピンホールが発生することもある。
また、押出した樹脂と導線と間に隙間が生じないように、導線を予熱してから樹脂を被覆する場合、導線が細径であると予熱しても冷めやすいので、押出被覆する直前に予熱を行う必要がある。
【０００５】
特許文献１のように縦型押出機を使用し、押出機によって被覆された電線を押出機の直下の冷却水中へ水浸させると、硬化前の樹脂が変形するおそれがあった。細径電線では僅かな偏肉も問題となるので、特許文献１の技術は細径電線の製造には適していない。
【０００６】
本発明の目的は、薄く均等に、かつ導線と隙間なく樹脂を被覆して、高品質な細径電線を製造することが可能な細径電線の製造方法及び製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決することのできる本発明の細径電線の製造方法は、外径が０．０７５ｍｍ以下の導線の外周に樹脂を被覆して細径電線を製造する方法であって、
前記導線を、加熱装置で加熱し、前記加熱装置の鉛直方向下方に設けられたクロスヘッドへ鉛直方向に通して外周に樹脂を被覆し、
前記導線が樹脂被覆された細径電線を、前記クロスヘッドから鉛直方向下方への所定長さ以上の空冷領域を通して自然冷却することを特徴とする。
【０００８】
本発明の細径電線の製造方法において、前記樹脂として、フッ素樹脂を用いることが好ましい。
【０００９】
本発明の細径電線の製造方法において、前記加熱装置と前記クロスヘッドとの間隔を３００ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００１０】
本発明の細径電線の製造方法において、前記空冷領域の長さを６００ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の細径電線の製造装置は、外径が０．０７５ｍｍ以下の導線の外周に樹脂を被覆して細径電線を製造する装置であって、
前記導線を加熱する加熱装置と、
前記加熱装置の鉛直方向下方に設けられて鉛直方向に通される前記導線の外周に樹脂を被覆するクロスヘッドと、
前記クロスヘッドの鉛直方向下方に、前記導線が樹脂被覆された細径電線が所定長さ以上通されて自然冷却される空冷領域を備えていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の細径電線の製造装置において、前記加熱装置と前記クロスヘッドとの間隔が３００ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１３】
本発明の細径電線の製造装置において、前記空冷領域の長さが６００ｍｍ以上であることが好ましい。
【００１４】
本発明の細径電線の製造装置において、前記空冷領域の下端に、前記細径電線をさらに下流側へ案内するガイドローラを備え、前記ガイドローラの密度が０．９８×１０−３ｇ／ｍｍ３以下であることが好ましい。
【００１５】
本発明の細径電線の製造装置において、前記ガイドローラは、回転抵抗が０．００２Ｎ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の細径電線の製造方法及び製造装置によれば、外径が０．０７５ｍｍ以下である細い導線に対しても、その導線を加熱して縦向きのクロスヘッドへ鉛直方向に通すことによりその周囲に樹脂を良好にかつ均等に被覆させることができる。また、クロスヘッドによる樹脂の被覆後に、所定長さ以上の空冷領域を通して自然冷却させるので、被覆した樹脂の硬化前における変形を防止することができ、均等な被覆状態で硬化させることができる。また、空冷領域はクロスヘッドから鉛直方向下方に設けられているので、被覆した樹脂を空冷領域内においてガイドローラに接触させる必要がなく、樹脂の変形を防止できる。これにより、被覆の偏肉やピンホールの発生がない、高品質な細径電線を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る細径電線の製造装置の一例を示す構成図である。
【図２】製造装置を構成するクロスヘッドの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る細径電線の製造装置及び製造方法の実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図１に示す製造装置１１は、細径電線Ｃを製造する装置であり、外径が０．０７５ｍｍ以下の導線１に樹脂を被覆して細径電線Ｃを製造することが可能である。この製造装置１によって製造する細径電線Ｃの導線１としては、例えば、ＡＷＧ（American Wire Gauge）の規格によるＡＷＧ４２以下の、ＡＷＧ４２〜５０などの極細のものが使用される。
【００１９】
この製造装置１１は、導線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から導線１が繰り出される。導線１は、例えば、ＡＷＧ４２の場合、外径０．０２５ｍｍの素線を７本撚り合わせた撚り線（外径０．０７５ｍｍ）が用いられ、例えば、ＡＷＧ４６の場合、外径０．０１６ｍｍの素線を７本撚り合わせた撚り線（外径０．０４８ｍｍ）が用いられる。なお、導線１を構成する素線としては、例えば、銀メッキまたは錫メッキが施された軟銅線または銅合金線が用いられる。
【００２０】
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から繰り出される導線１は、ガイドローラ１３に掛けられて上方側へ導かれる。ガイドローラ１３の鉛直方向下方には、加熱装置１４及びクロスヘッド１５が順に設けられており、導線１は、これらの加熱装置１４及びクロスヘッド１５を順に通過する。
【００２１】
加熱装置１４は、軸方向の長さが約４０ｍｍ（３０〜５０ｍｍ程度）とされており、内部を通過する導線１を加熱する。この加熱装置１４は、約５００℃で発熱するヒータを有しており、内部を通過する導線１は、２００〜３００℃に加熱されて鉛直方向下方へ通される。
【００２２】
図２に示すように、クロスヘッド１５は縦向きに配設されている。クロスヘッド１５ではポイント３２とダイス３１とが組み合わされてその間に樹脂流路が形成される。このクロスヘッド１５の鉛直方向上方に配置された加熱装置１４によって加熱された導線１の外周に樹脂Ｒを押し出して樹脂層を形成し、細径電線Ｃとする。なお、導線１がＡＷＧ４２の場合では、細径電線Ｃの外径は０．２０ｍｍ程度となり、被覆する樹脂層の厚さが０．０６ｍｍ程度である。導線１がＡＷＧ４６の場合では、細径電線Ｃの外径は０．１２ｍｍ程度となり、被覆する樹脂層の厚さが０．０３５ｍｍ程度である。また、クロスヘッド１５は、上方の加熱装置１４との間隔Ｌ１が、３００ｍｍ以下とされている。
【００２３】
クロスヘッド１５で導線１の周囲に被覆される樹脂Ｒとしては、電気絶縁性、耐摩耗性、耐熱性等に優れたフッ素樹脂が用いられる。フッ素樹脂としては、例えば、ＰＦＡ（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）、ＦＥＰ（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）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体）等が使用できる。フッ素樹脂は引き落としにより導線１に被覆される。樹脂Ｒとしてフッ素樹脂を用いる場合には、導線１との間に隙間ができないように導線１を加熱しておく必要がある。本実施形態の導線１は細径であり、加熱しても冷めやすいので、加熱装置１４とクロスヘッド１５は上記のように近接して配置されている。
【００２４】
クロスヘッド１５の下流側には、鉛直方向下方にガイドローラ２０が設けられている。クロスヘッド１５で樹脂Ｒが被覆されて下方に送り出された細径電線Ｃが、鉛直方向に沿ったパスラインで空冷されながらガイドローラ２０まで導かれる。クロスヘッド１５とガイドローラ２０との間のパスラインは空冷領域Ａとして設けられており、導線１に樹脂Ｒが被覆された細径電線Ｃが所定長さ以上通されるようになっている。空冷領域Ａでは、樹脂Ｒが被覆された細径電線Ｃが自然空冷によって冷却され、樹脂Ｒが硬化する。樹脂Ｒが硬化する前にガイドローラ等に接触すると、被覆した樹脂Ｒが変形してしまうおそれがあるので、十分に硬化させてからガイドローラ２０に案内させる。樹脂Ｒを硬化させるためには、空冷領域Ａの長さＬ２を６００ｍｍ以上とすることが好ましく、本実施形態では、約７００ｍｍに設定されている。空冷領域Ａの長さＬ２を７００ｍｍとした場合には、細径電線Ｃの線速を、１００〜１５０ｍ／分とするのが好ましい。
【００２５】
このように、加熱装置１４とクロスヘッド１５と空冷領域Ａは鉛直方向に並べて配置されるが、導線１をガイドローラ１３から加熱装置１４及びクロスヘッド１５に通す作業性を考慮すると、この高さ（縦方向の長さ）は、できるだけ低く抑えることが望ましく、ガイドローラ１３から空冷領域Ａの下端に至る間の鉛直方向の長さは３０００ｍｍ以下とするのが好ましい。この製造装置１１において、ガイドローラ２０は床に近接した位置に配置され、ガイドローラ１３からガイドローラ２０までの鉛直方向の長さは２５００ｍｍ程度である。
【００２６】
ガイドローラ２０は、樹脂またはセラミックスから形成することによって軽量化されており、その密度が０．９８×１０−３ｇ／ｍｍ３以下である。これにより、ガイドローラ１６は、慣性モーメントが極めて小さくなり、回転抵抗が０．００２Ｎ以下とされている。これにより、空冷領域Ａにおいて冷却された細径電線Ｃの樹脂Ｒが完全に硬化していなくても、ガイドローラ２０において、細径電線Ｃに対する外力の付与が極力抑えられ、細径電線Ｃの樹脂Ｒからなる樹脂層の変形が防止される。
【００２７】
空冷領域Ａにおいて冷却された細径電線Ｃは、ガイドローラ２０によってそのパスラインが上方に折り返されてさらに下流側へ案内され、ガイドローラ１６によって引き取りローラ１７へ導かれる。さらに、引き取りローラ１７の下流側に設けられた静電容量測定器１８を通過して巻き取りローラ１９に巻き取られる。静電容量測定器１８では、細径電線Ｃの電気的特性である静電容量が測定され、細径電線Ｃが樹脂Ｒによって均等に被覆されて所定の静電容量を有しているか否かが判定される。
【００２８】
次に、上記の製造装置１１によって導線１の周囲に樹脂Ｒが被覆された細径電線Ｃを製造する場合について説明する。
導線１を繰り出しボビン１２から繰り出してガイドローラ１３によって上方へ導き、このガイドローラ１３から鉛直下向きに案内する。この導線１を、ガイドローラ１３の下方の加熱装置１４で加熱し、縦向きに配設されたクロスヘッド１５へ鉛直方向に通すことにより、導線１の外周にフッ素樹脂からなる樹脂Ｒを被覆して樹脂層を形成する。
【００２９】
導線１は極めて細い径であるため冷却され易いが、加熱装置１４とクロスヘッド１５とが近接した位置に配置されて互いの間隔が３００ｍｍ以下であるので、加熱されて冷える前の状態でクロスヘッド１５へ送り込まれる。これにより、被覆する樹脂Ｒがフッ素樹脂であっても、導線１に対してフッ素樹脂を隙間なく確実に高い密着性で付着させることができる。
【００３０】
クロスヘッド１５は縦向きに配設され、鉛直下向きに通される導線１に対して樹脂Ｒを被覆するので、図２に示すように、クロスヘッド１５から押し出される樹脂Ｒには、均一に自重が働いて導線１の周囲に均等に付着する。外径０．０７５ｍｍ以下の細径の導線１に樹脂Ｒを被覆して細径電線Ｃを製造する場合、樹脂Ｒの厚さも極めて薄くなる。このため、クロスヘッド１５では、導線１を高精度に調心する必要がある。このような状況において、横向きのクロスヘッドへ導線１を通過させて樹脂Ｒを被覆する場合、導線１の調心が難しく、偏肉が生じたりクロスヘッドに導線１が擦れて削れた導体屑が生じるおそれがある。本実施形態では、縦向きに配置したクロスヘッド１５へ導線１を鉛直に通過させて樹脂Ｒを被覆させる。クロスヘッド１５のダイス３１の出口３３を出た樹脂Ｒは牽引されて中心に寄る力が働く。この力により導線１がクロスヘッド１５の中心に導かれることとなり、高精度に調心されてクロスヘッド１５のポイント３２に擦れることなく下方へ導出される。また、樹脂の偏肉も生じない。
【００３１】
導線１の周囲に樹脂Ｒを被覆し、クロスヘッド１５から下方へ走行する細径電線Ｃを、鉛直方向に沿った所定長さの空冷領域Ａにおいて自然空冷で冷却させる。空冷領域Ａでは、細径電線Ｃが、クロスヘッド１５から鉛直方向下方へ直線状に延びた状態に維持されるので、導線１の周囲の樹脂Ｒは、導線１を中心として偏りなく冷却されて硬化する。
【００３２】
空冷領域Ａの終端では細径電線Ｃをガイドローラ２０によってガイドローラ１６へ導く。このとき、ガイドローラ２０は、密度が０．９８×１０−３ｇ／ｍｍ３以下であり、回転抵抗が０．００２Ｎ以下であるので、細径電線Ｃへの外力の付与が極力抑えられて、細径電線Ｃの樹脂Ｒからなる樹脂層の変形が防止される。
その後、細径電線Ｃを引き取りローラ１７によって引き取り、その下流側に設けられた静電容量測定器１８によって静電容量を測定し、巻き取りローラ１９に巻き取る。
【００３３】
上記実施形態によれば、導線１を加熱して縦向きのクロスヘッド１５へ鉛直方向に通すことにより、外径が０．０７５ｍｍ以下である細径の導線１に対しても、その周囲に樹脂Ｒを良好にかつ均等に被覆させることができる。また、クロスヘッド１５による樹脂Ｒの被覆後に、鉛直方向に沿う所定長さ以上の空冷領域Ａを通して自然冷却させるので、被覆した樹脂Ｒの硬化前における変形を防止することができ、均等な被覆状態で樹脂層を硬化させることができる。細径電線Ｃの導線１は外径０．０７５ｍｍ以下であるので、細径電線Ｃの熱容量が小さく、被覆した樹脂Ｒを水冷せずに空冷で硬化させることができる。例えば、空冷領域Ａが６００ｍｍ以上であれば、細径電線Ｃを自然空冷によって十分に冷却して樹脂Ｒを硬化させることができる。そして、樹脂層が偏肉してピンホールが発生することなく、高品質な細径電線Ｃを製造することができる。
【００３４】
また、樹脂Ｒを被覆した後の細径電線Ｃを空冷で自然冷却させるので、冷却水によって冷却する場合のように冷却水を貯留する冷却水槽等の設備が不要であり、装置の簡略化による設備費及び設置面積の削減が可能である。
【００３５】
また、上記の実施形態で製造した細径電線Ｃの外周に、さらに外部導体及び外被を順に設けることにより、細径同軸電線とすることができ、この細径同軸電線によれば、医療機器のセンサ用ケーブルや携帯端末用の配線ケーブルとして好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１：導線、１１：製造装置、１４：加熱装置、１５：クロスヘッド、２０：ガイドローラ、Ａ：空冷領域、Ｃ：細径電線、Ｒ：樹脂
【図１】
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【図２】
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