(57)【要約】【課題】押出機のヘッド内部を流れる樹脂の不良の発生を抑制し、かつ比較的安価にケーブルを製造することのできるケーブルの製造方法、及びそのケーブルの製造方法に用いられる押出機用ヘッドを提供する。【解決手段】一実施態様として、押出機１０のヘッド１００に導体６１を挿し通しながら、ヘッド１００のダイ１０７から樹脂６２を押し出して導体６１の外周を被覆し、導体６１の外周が被覆層に被覆されたケーブル６０を形成する押出被覆工程と、加圧及び加熱した気体７０を充填した架橋筒２０内にケーブル６０を挿し通して、前記被覆層を架橋させる架橋工程と、を含み、前記押出被覆工程と前記架橋工程が連続的に行われ、前記押出被覆工程と前記架橋工程において、ダイ１０７を囲むダイフランジ１０９の外周に設けられた円周方向に連続する環状の放熱用スリット１１１に圧縮空気を吹き付け、ヘッド１００の放熱を行う、ケーブルの製造方法を提供する。【選択図】図２
2019126990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出架橋方式のケーブルの製造方法であって、
押出機のヘッドに導体を挿し通しながら、前記ヘッドのダイから樹脂を押し出して前記導体の外周を被覆し、前記導体の外周が被覆層に被覆されたケーブルを形成する押出被覆工程と、
加圧及び加熱した気体を充填した架橋筒内に前記ケーブルを挿し通して、前記被覆層を架橋させる架橋工程と、
を含み、
前記押出被覆工程と前記架橋工程が連続的に行われ、
前記押出被覆工程と前記架橋工程において、前記ダイを囲むダイフランジの外周に設けられた円周方向に連続する環状の放熱用スリットに圧縮空気を吹き付け、前記ヘッドの放熱を行う、
ケーブルの製造方法。
【請求項２】
押出架橋方式のケーブル製造装置において、ケーブルの被覆層を架橋するための加圧及び加熱された気体が封入された架橋筒と接続管によって接続され、前記ケーブルの製造工程において前記気体と接触する押出機用ヘッドであって、
前記ケーブルの導体の外周を被覆する樹脂を押し出すダイと、
円周方向に沿った環状の放熱用スリットを外周に有する、前記ダイを囲むように設けられたダイフランジと、
を備えた、押出機用ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーブルの製造装置及び押出機用ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、連続押出架橋方式のケーブル製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。連続押出架橋方式では、まず、押出機のヘッドに導体を挿し通しながら、ヘッドのダイから樹脂を押し出して導体の外周を被覆し（押出被覆）、導体の外周が被覆層で被覆されたケーブルを形成する。そして、加圧及び加熱された蒸気や窒素などの気体が封入された架橋筒内にケーブルを挿し通すことで、ケーブルの被覆層を架橋させる。
【０００３】
しかしながら、このような連続押出架橋方式のケーブル製造方法においては、ヘッドと架橋筒との接続部分において、架橋筒内の加圧及び加熱された気体がヘッドに接触する。このため、ヘッドの気体との接触部分から、ダイフランジなどを介してヘッドの内部まで熱が伝わる。その結果、ヘッド内部を流れる樹脂に焼け（スコーチ）などの不良が生じるおそれがある。ヘッド内部を流れる樹脂に不良が生じると、ダイの出口が詰まり、継続して連続押出架橋工程を行うことが困難になる場合がある。
【０００４】
そこで、特許文献１に記載の方法では、ヘッドと架橋筒とを接続する接続管の先端に熱媒体流路を設け、そこへ熱媒体を流すことで、ダイの温度を調節する。これにより、架橋筒内の気体の熱を起因としてダイの下流端の温度が局所的に高くなることを抑制することができる。その結果、ダイの出口付近での樹脂の焼けの発生を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１３６７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の方法によれば、熱媒体を流すための熱媒体流路を含む特殊な構造を有する接続管を必要とするため、ケーブルの製造コストが高くなるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、押出機のヘッド内部を流れる樹脂の不良の発生を抑制し、かつ比較的安価にケーブルを製造することのできるケーブルの製造方法、及びそのケーブルの製造方法に用いられる押出機用ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、押出架橋方式のケーブルの製造方法であって、押出機のヘッドに導体を挿し通しながら、前記ヘッドのダイから樹脂を押し出して前記導体の外周を被覆し、前記導体の外周が被覆層に被覆されたケーブルを形成する押出被覆工程と、加圧及び加熱した気体を充填した架橋筒内に前記ケーブルを挿し通して、前記被覆層を架橋させる架橋工程と、を含み、前記押出被覆工程において、前記ダイを囲むダイフランジの外周に設けられた円周方向に連続する環状の放熱用スリットに圧縮空気を吹き付け、前記ヘッドの放熱を行う、ケーブルの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、押出機のヘッド内部を流れる樹脂の不良の発生を抑制し、かつ比較的安価にケーブルを製造することのできるケーブルの製造方法、及びそのケーブルの製造方法に用いられる押出機用ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施の形態に係るケーブル製造装置の概略構成図である。
【図２】図２は、本実施の形態に係る押出機のヘッド及びヘッドに接続された接続管の端部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。なお、本実施の形態について、「ケーブル６０の進行方向」とは、ケーブル製造装置１内でケーブル６０が進行する（送り出される）方向を意味し、ケーブル６０の中心軸の方向、又はケーブル６０の長手方向と言い換えることができる。ケーブル６０等の「径方向」とは、ケーブル６０等の中心軸の方向に垂直な方向のことをいう。また、「上流」及び「下流」とは、導体６１又はケーブル６０の進行方向に基づいて定義される。具体的には、「上流」とは、導体６１の供給側のことをいい、「下流」とは、ケーブル６０の引き取り側のことをいう。
【００１２】
（ケーブル製造装置の構成）
図１は、本実施の形態に係るケーブル製造装置１の概略構成図である。ケーブル製造装置１は、連続押出架橋方式のケーブル製造装置であり、例えば、図１に示されるように、押出機１０と、架橋筒（加硫筒）２０と、接続管（スプライスボックス）３０と、ミータリングキャプスタン４０と、テンショニングキャプスタン５０と、を備えている。
【００１３】
ミータリングキャプスタン４０は、所定の高さの位置に設けられ、導体６１を押出機１０に送り出すよう構成されている。
【００１４】
押出機１０は、ミータリングキャプスタン４０の下流側に隣接して設けられている。押出機１０は、樹脂チップなどの樹脂６２の原料を供給するホッパ１３０と、樹脂６２の原料を加熱して溶融させ、樹脂６２を生成するシリンダ１４０と、シリンダ１４０内部のスクリューにより送り込まれた樹脂６２をミータリングキャプスタン４０から供給される導体６１の外周に被覆するヘッド（クロスヘッド）１００とを有する。
【００１５】
押出機１０により導体６１の外周に樹脂６２を押出被覆することにより、導体６１の外周に樹脂６２からなる被覆層が被覆されたケーブル６０が得られる。
【００１６】
架橋筒２０は、押出機１０の下流側に、例えば、高所から低所に向けてカテナリ状に傾斜して設けられている。なお、ケーブル製造装置１の構成によっては、架橋筒２０が垂直や水平に設けられる場合もある。架橋筒２０は、ケーブル６０が挿し通される中空部を有する。架橋筒２０の上流側の領域内には、加圧及び加熱された気体７０が充填（封入）されている。気体７０は、例えば、窒素等の不活性ガス、又は水蒸気である。一方、架橋筒２０の下流側の領域内には、冷却水が充填されている。
【００１７】
押出機１０によって被覆層が被覆されたケーブル６０は、架橋筒２０の中空部を通過する際に、上流側の領域内で架橋（加硫）され、下流側の領域内で冷却される。なお、架橋筒２０の下流端には、冷却水の漏れを防ぐためのウォータシールが設けられている。
【００１８】
接続管３０は、押出機１０のヘッド１００と架橋筒２０とを接続する。また、接続管３０は、油圧、空圧、又は電動などにより、ケーブル６０の進行方向の前後にスライド（移動）することができる。これにより、準備工程（段取工程）において、ヘッド１００と架橋筒２０との連結又は切り離しを行うことができる。
【００１９】
テンショニングキャプスタン５０は、架橋筒２０の下流側に設けられている。また、テンショニングキャプスタン５０は、架橋筒２０内を通過した後のケーブル６０を所定の張力で引き取る機能を有する。なお、テンショニングキャプスタン５０の下流側には、ケーブルをドラムに巻き取る巻き取り機がさらに設けられていてもよい。
【００２０】
（押出機のヘッドの構成）
図２は、本実施の形態に係る押出機１０のヘッド１００及びヘッド１００に接続された接続管３０の端部の断面図である。なお、図２においては、導体６１及びケーブル６０の図示を省略し、矢印によってそれぞれの進行方向を示している。
【００２１】
ヘッド１００は、例えば、ヘッド本体１０１と、ヘッドフランジ１０２と、スリーブ１０３と、ニップル１０４と、ニップルホルダ１０５と、バランスリング１０６と、ダイ１０７と、ダイホルダ１０８と、ダイフランジ１０９と、を備えている。
【００２２】
ヘッド本体１０１は、後述するヘッド１００を構成する各部材が挿入される中空部１０１ａを有し、これらの中空部１０１ａに挿入された部材を保持する。また、ヘッド本体１０１には、溶融した樹脂６２を下流側へ流すための樹脂流路１２０の一部が形成されている。
【００２３】
また、ヘッド本体１０１には、ヘッドフランジ１０２よりも下流側の位置に、ヘッド本体１０１の中空部１０１ａを囲むように熱媒体７１を流す熱媒体流路１２１が設けられている。熱媒体流路１２１に熱媒体７１を流すことより、ヘッド本体１０１の中空部１０１ａ内の樹脂流路１２０を流れる樹脂６２の温度を調節（冷却又は加熱）することができる。ここで、熱媒体７１は、例えば、水又は油である。熱媒体流路１２１には、熱媒体７１を循環させながら冷却又は加熱することができる、図示されない熱媒体循環器が接続されている。
【００２４】
ヘッドフランジ１０２は、内部に樹脂流路１２０の一部を有し、連続した樹脂流路１２０を形成するようにヘッド本体１０１に接続されている。シリンダ１４０内で溶融した樹脂６２は、シリンダ１４０内に配置されたスクリューによって、ヘッドフランジ１０２からヘッド１００へ送り込まれる。
【００２５】
スリーブ１０３は、円筒状又は円錐筒状の形状を有し、ヘッド本体１０１の中空部１０１ａに挿入されている。スリーブ１０３の側面には、樹脂６２を流すための樹脂流路１２０の一部が形成されており、樹脂流路１２０は、ヘッドフランジ１０２、ヘッド本体１０１、及びスリーブ１０３内において連続している。
【００２６】
ニップル１０４は、円錐筒状の形状を有し、内部に導体６１が挿し通されるように構成されている。また、ニップル１０４は、円錐状に傾斜した外周面を有しており、ニップル１０４の外径及び内径は、それぞれ、ケーブル６０の進行方向の下流側に向けて導体６１の外径に近づくように徐々に縮小している。
【００２７】
ニップルホルダ１０５は、ニップル１０４を保持するよう構成され、その先端（下流端）にニップル１０４が取り付けられた状態で、スリーブ１０３内に挿入されている。ニップルホルダ１０５は、円筒状の形状を有し、ニップル１０４と同様に、内部に導体６１が挿し通されるようになっている。
【００２８】
バランスリング１０６は、ニップルホルダ１０５及びニップル１０４の外周から径方向に間隙をあけて、ニップルホルダ１０５及びニップル１０４の外周を囲むように設けられ、ヘッド本体１０１の中空部１０１ａ内に嵌め込まれている。また、バランスリング１０６の内周面は、ニップル１０４の傾斜した外周面に沿うように設けられ、バランスリング１０６の内径は、ケーブル６０の進行方向の下流側に向けて徐々に縮小している。
【００２９】
ダイ１０７は、ニップル１０４の外周から径方向に間隔をあけて、ニップル１０４の外周を囲むように設けられている。ダイ１０７の内部には、導体６１が挿し通される。また、ダイ１０７の内周面は、ニップル１０４の傾斜した外周面に沿うように設けられ、ダイ１０７の内径は、ケーブル６０の進行方向の下流側に向けてケーブル６０の外径に近づくように徐々に縮小している。
【００３０】
ダイホルダ１０８は、ダイ１０７を保持するよう構成され、ダイ１０７の外周を囲むように設けられている。ダイホルダ１０８は、ダイ１０７を保持しながら、バランスリング１０６に接している。
【００３１】
また、ダイホルダ１０８には、ダイ１０７を囲むように熱媒体７１を流す熱媒体流路１２２が設けられている。熱媒体流路１２２に熱媒体７１を流すことにより、ダイ１０７の温度を調節することができる。熱媒体流路１２２には、図示されない熱媒体循環器が接続されている。
【００３２】
バランスリング１０６、ダイ１０７、及びダイホルダ１０８のそれぞれの内周面とニップル１０４の外周面とは、ヘッドフランジ１０２、ヘッド本体１０１、及びスリーブ１０３から続く樹脂流路１２０の一部を形成している。ニップル１０４内に導体６１を挿し通した状態で、ダイ１０７の下流端における樹脂流路１２０の出口から樹脂６２が吐出されることで、樹脂６２が導体６１の外周を覆い、導体６１の外周を被覆する被覆層が形成される。
【００３３】
なお、バランスリング１０６、ダイホルダ１０８、及びダイ１０７のそれぞれの内周面は、段差を形成することなく、樹脂流路１２０の内壁としての同一面を形成していることが好ましい。これにより、樹脂流路１２０における樹脂６２の流れが滑らかになる。
【００３４】
ダイフランジ１０９は、ダイ１０７及びダイホルダ１０８を囲むように設けられ、ダイ１０７及びダイホルダ１０８をヘッド本体１０１に固定する。ダイフランジ１０９は、中央に開口１０９ａを有している。ダイフランジ１０９の開口１０９ａ内には、ダイ１０７を通過したケーブル６０が挿し通される。
【００３５】
また、ダイフランジ１０９には、調芯ボルト１１０が設けられている。調芯ボルト１１０は、ダイフランジ１０９の外周側からダイフランジ１０９の径方向に貫通するようにねじ込まれ、ダイホルダ１０８の外周に接している。このため、調芯ボルト１１０を回転させることで、ニップル１０４に対するダイ１０７の位置を調整することができる。
【００３６】
また、ダイフランジ１０９の外周には、環状の放熱用スリット１１１が円周方向に沿って設けられている。この放熱用スリット１１１内にコンプレッサーから供給された圧縮空気を排出するノズルを挿入して圧縮空気を吹き付けることにより、効率的にヘッド１００の放熱を行うことができる。
【００３７】
放熱用スリット１１１を設けることにより、ダイフランジ１０９の圧縮空気が直接吹き付けられる部分の表面積を増やすことができるため、放熱用スリット１１１が設けられていない場合と比較して、圧縮空気を吹き付けることによる放熱効果が格段に大きくなる。
【００３８】
このため、例えば、架橋筒２０内の加圧及び加熱された気体に接触することによりヘッド１００が加熱される場合であっても、ヘッド１００の余分な熱を除去し、ヘッド１００の内部を流れる樹脂６２に焼けなどの不良が生じることを抑制できる。また、放熱効果をより大きくするため、放熱用スリット１１１は、ダイフランジ１０９の外周の全周に渡って設けられていることが好ましい。
【００３９】
放熱用スリット１１１の幅は、例えば、スリット加工が容易な５〜１０ｍｍに設定される。また、放熱用スリット１１１の深さは、ダイフランジ１０９の機械的強度を保つため、ダイフランジ１０９の放熱用スリット１１１の底の直下の部分の厚さがおよそ１０ｍｍ以上となるように設定されることが好ましい。
【００４０】
上述のように、接続管３０は、ヘッド１００と架橋筒２０とを接続している。架橋筒２０内に充填され加圧及び加熱された気体７０は、架橋筒２０内から接続管３０内に導入され、接続管３０内にも満たされている。このため、ダイフランジ１０９などの、接続管３０が接続されたヘッド１００の一部が気体７０に接触する。接続管３０の先端（上流端）は、ヘッド１００のダイフランジ１０９に嵌められており、接続管３０の先端から外部に気体７０が漏れないようになっている。
【００４１】
（ケーブルの製造方法）
次に、本実施形態に係るケーブルの製造方法について説明する。
【００４２】
〔準備工程（段取工程）〕
まず、本実施形態のケーブル製造装置１を組み立てる。例えば、ヘッド１００と架橋筒２０との接続部分では、まず、油圧、空圧、又は電動などにより、ケーブル６０の進行方向に接続管３０をスライドさせることにより、ヘッド１００と架橋筒２０とを切り離す。次に、ダイ１０７をダイホルダ１０８に嵌めた状態で、ダイフランジ１０９によってダイ１０７及びダイホルダ１０８をヘッド本体１０１に固定する。次に、ケーブル６０の進行方向と反対の方向に接続管３０をスライドさせることにより、ヘッド１００と架橋筒２０とを連結させる。
【００４３】
次に、押出機１０のシリンダ１４０の温度が、樹脂６２が溶融される所定の温度となるように、シリンダ１４０を加熱する。また、熱媒体循環器を稼動させることで、ヘッド本体１０１の熱媒体流路１２１、及びダイホルダ１０８の熱媒体流路１２２に熱媒体７１を循環させる。
【００４４】
〔押出被覆工程〕
次に、ミータリングキャプスタン４０から導体６１を送り出す。また、押出機１０のホッパ１３０に樹脂６２の原料を投入し、シリンダ１４０内で溶融した樹脂６２をスクリューによってヘッド１００側に押し出す。そして、ミータリングキャプスタン４０から送り出された導体６１をヘッド１００に挿し通しながら、ヘッド１００のダイ１０７から樹脂６２を押し出し、導体６１の外周を被覆する。これにより、導体６１の外周に被覆層が被覆されたケーブル６０を形成する。
【００４５】
押出被覆工程後、架橋筒２０内に気体７０を導入し、気体７０を所定の温度に加熱するとともに、所定の圧力に加圧する。
【００４６】
〔架橋工程〕
次に、架橋筒２０内にケーブル６０を挿し通す。このとき、架橋筒２０の上流側の領域内で、加圧加熱した気体７０によってケーブル６０の被覆層を架橋させる。下流側の領域内では、冷却水によってケーブル６０を冷却する。そして、テンショニングキャプスタン５０によってケーブル６０を引き取る。
【００４７】
本実施の形態では、ヘッド１００と架橋筒２０とを接続管３０で接続することで、上記の押出被覆工程と架橋工程は、独立して行われるのではなく、一連の工程として連続的に行われる。
【００４８】
押出被覆工程と架橋工程は、熱媒体流路１２１、１２２に熱媒体７１を流した状態で連続的に行われる。また、押出被覆工程と架橋工程を連続的に行う際に、ダイフランジ１０９の放熱用スリット１１１に圧縮空気を吹き付けて、ヘッド１００の放熱を行う。放熱用スリット１１１への圧縮空気の吹き付けのタイミングは、状況に応じて任意に設定することができ、押出被覆工程と架橋工程を実施する間、連続して行ってもよい。
【００４９】
（実施の形態の作用及び効果）
本実施の形態によれば、連続的に行われる押出被覆工程と架橋工程において、ダイフランジ１０９の放熱用スリット１１１に圧縮空気を吹き付けて、効率的にヘッド１００の放熱を行うことができる。それによって、架橋筒２０内の加圧及び加熱された気体に接触することによりヘッド１００が加熱される場合であっても、ヘッド１００の余分な熱を除去し、ヘッド１００の内部を流れる樹脂６２に焼けなどの不良が生じることを抑制できる。
【００５０】
（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
【００５１】
［１］押出架橋方式のケーブルの製造方法であって、押出機（１０）のヘッド（１００）に導体（６１）を挿し通しながら、ヘッド（１００）のダイ（１０７）から樹脂（６２）を押し出して導体（６１）の外周を被覆し、導体（６１）の外周が被覆層に被覆されたケーブル（６０）を形成する押出被覆工程と、加圧及び加熱した気体（７０）を充填した架橋筒（２０）内にケーブル（６０）を挿し通して、前記被覆層を架橋させる架橋工程と、を含み、前記押出被覆工程と前記架橋工程が連続的に行われ、前記押出被覆工程と前記架橋工程において、ダイ（１０７）を囲むダイフランジ（１０９）の外周に設けられた円周方向に連続する環状の放熱用スリット（１１１）に圧縮空気を吹き付け、ヘッド（１００）の放熱を行う、ケーブルの製造方法。
【００５２】
［２］押出架橋方式のケーブル製造装置（１）において、ケーブル（６０）の被覆層を架橋するための加圧及び加熱された気体（７０）が封入された架橋筒（２０）と接続管（３０）によって接続され、ケーブル（６０）の製造工程において気体（７０）と接触する押出機用ヘッド（１００）であって、ケーブル（６０）の導体（６１）の外周を被覆する樹脂を押し出すダイ（１０７）と、円周方向に沿った環状の放熱用スリット（１１１）を外周に有する、ダイ（１０７）を囲むように設けられたダイフランジ（１０９）と、を備えた、押出機用ヘッド。
【００５３】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【００５４】
本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１…ケーブル製造装置
１０…押出機
２０…架橋筒
３０…接続管
６０…ケーブル
６１…導体
６２…樹脂
１００…ヘッド
１０７…ダイ
１０９…ダイフランジ
【図１】
2019126990.tif 000003
【図２】
2019126990.tif 000004