(57)【要約】【課題】くびれ部分の首部と窓部を一定の長手方向長さで形成することができ、ケーブルの製造線速を高めることが可能な自己支持型ケーブルの製造装置と製造方法を提供する。【解決手段】ケーブル本体と吊線の外周を絶縁樹脂で一体に被覆し、ケーブル本体と吊線との間に首部６と窓部７からなるくびれ部を形成する自己支持型ケーブル１の製造で、首部６と窓部７を成形する窓明部材１７の進退操作をカム機構により行なう。また、カム機構は、カム２０の回転位置に応じてカム回転速度を変化させて、首部６及び窓部７の長手方向長さを調整設定し、さらに、ＡＣサーボモータ１９で高精度な制御を行なう。また、窓明部材１７の進退操作の駆動速度をケーブルの製造線速の変化とは無関係に一定として首部６及び窓部７を形成する。【選択図】図１
2005251451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブル本体と吊線の外周が絶縁樹脂で一体に被覆され、前記ケーブル本体と前記吊線との間に首部と窓部からなるくびれ部を有する自己支持型ケーブルの製造装置であって、前記首部と窓部を成形する窓明部材の進退操作にカム機構を用いたことを特徴とする自己支持型ケーブルの製造装置。
【請求項２】
前記カム機構は、カムの回転位置に応じてカム回転速度を変化させる制御装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載の自己支持型ケーブルの製造装置。
【請求項３】
前記カム機構の回転駆動にＡＣサーボモータを用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の自己支持型ケーブルの製造装置。
【請求項４】
ケーブル本体と吊線の外周を絶縁樹脂で一体に被覆し、前記ケーブル本体と前記吊線との間に首部と窓部からなるくびれ部を形成する自己支持型ケーブルの製造方法であって、前記首部と窓部をカム機構により進退操作される窓明部材によって形成することを特徴とする自己支持型ケーブルの製造方法。
【請求項５】
前記カム機構をカムの回転位置に応じてカム回転速度を変化させ、前記首部及び窓部の長手方向長さを調整設定することを特徴とする請求項４に記載の自己支持型ケーブルの製造方法。
【請求項６】
前記窓明部材の進退操作の速度をケーブルの製造線速とは無関係に一定とすることを特徴する請求項５に記載の自己支持型ケーブルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーブル本体に補強用の吊線を平行に配して樹脂により一体構造とした自己支持型ケーブルの製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信や給電用のケーブル、更に近年の光通信の発達で使用が増えている光ファイバケーブルを電柱等に架設する場合に、ケーブル単体では引張り強度が不十分なことから、断線や特性劣化などが生じやすい。このため、通常は、ケーブル本体と平行に鋼線等からなる吊線を配し、被覆樹脂を介して一体化した自己支持型ケーブルが用いられている。
【０００３】
図４は、自己支持型ケーブルの一例を示す図で、図中、１は自己支持型ケーブル、２はケーブル本体、３は吊線、４は被覆樹脂、５はくびれ部、６は首部、７は窓部を示す。自己支持型ケーブル１は、図４に示すように、ケーブル本体２と平行に吊線３を配し、それぞれを被覆樹脂４で被覆するとともに、ケーブル本体２と吊線３との間をくびれ部５を介して一体的に連結した構成のものが一般的である。この自己支持型ケーブル１は、風を受ける面積が増大してケーブル負荷張力が増加し、また、ダンシング現象等が生じるのを軽減するために、くびれ部５に窓部７が形成されている。なお、窓部７間でケーブル本体２の部分と吊線３の部分を繋ぐ連結部分を首部６とする。
【０００４】
くびれ部５に窓部７を形成するのに、プレス加工機を用いて打抜いた入りしているが、その縁部分でひげ状の削りかすが残るなど、形成精度が思わしくなく外観がよくない。このため、窓部７の形成に加工レーザを用いる方法（特許文献１参照）や、シャッター機構を用いる方法（特許文献２参照）等が知られている。
【特許文献１】特開平８−８３５２６号公報
【特許文献２】特開平８−３０６２５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図５は、特許文献２に示されたようなシャッター機構を用いた自己支持型ケーブルの製造例の一例を示す図である。図中、８は樹脂押出機、９は窓明装置、１０は冷却装置、１１は引取キャプスタン装置、１２は押出ヘッド、１３はケーブル被覆孔部、１４は吊線被覆孔部、１５はくびれ部形成孔部、１６はエアシリンダー装置、１７は開閉部材（窓明部材）、１８は電磁弁を示す。
【０００６】
図５（Ａ）に示すように、自己支持型ケーブル１は、樹脂押出機８により図４のケーブル本体２及び吊線３の外周にくびれ部５で連結された形で被覆樹脂４が押出成型される。樹脂押出機８の出口部分に設けた窓明装置９によって首部６と窓部７とが形成された後、被覆樹脂４が冷却装置１０で冷却硬化される。この後、自己支持型ケーブル１は引取キャプスタン装置１１で引取られ、巻取りボビン（図示せず）に巻取られる。
【０００７】
図５（Ｂ）は窓明装置９の概略を説明する図で、窓明装置９は被覆樹脂４を押出す押出ヘッド１２の側方に、開閉部材（窓明部材ともいう）１７を進退可能に設けて構成される。押出ヘッド１２は、ケーブル被覆孔部１３と吊線被覆孔部１４とをくびれ部形成孔部１５で連通させる形状の押出孔で形成され、くびれ部形成孔部１５に窓明部材１７が進入と退出を繰り返して、首部６と窓部７とが成型される。特許文献２には、開閉部材１７の駆動手段についての開示はないが、１つの方法として、エアシリンダー装置１６を用いた駆動手段が用いられ、電磁弁１８等のオンオフにより開閉部材１７が進退操作される。
【０００８】
しかし、エアを駆動源とする開閉部材１７の進退操作は機構的には簡単であるが、シリンダーの応答性に数十ｍｓ程度のムラがあり、首部６と窓部７の長手方向における長さにバラツキが生じやすい。また、ケーブルの製造線速を大きくすることが難しく、生産性を高めることができないという問題がある。特許文献１に示されるようなレーザ加工を行なう場合も、ケーブルを間欠移動させながら窓部を加工していくため、ケーブルの製造線速をあまり大きくすることは難しく、また、レーザ加工は装置として高価であるためコスト高となる。
【０００９】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、くびれ部分の首部と窓部を一定の長手方向長さで形成することができ、ケーブルの製造線速を高めることが可能な自己支持型ケーブルの製造装置と製造方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による自己支持型ケーブルの製造装置及び製造方法は、ケーブル本体と吊線の外周を絶縁樹脂で一体に被覆し、ケーブル本体と吊線との間に首部と窓部からなるくびれ部を形成する自己支持型ケーブルの製造で、首部と窓部を成形する窓明部材の進退操作をカム機構により行なう。また、カム機構は、カムの回転位置に応じてカム回転速度を変化させて、首部及び窓部の長手方向長さを調整設定し、さらに、ＡＣサーボモータで高精度な制御を行なう。また、窓明部材の進退操作の速度をケーブルの製造線速の変化とは無関係に一定として首部及び窓部を形成する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、カム機構を用いて窓明部材を駆動させることで、ばらつきのない安定した一定の動作で進退操作させることができ、くびれ部における首部と窓部の長さが一定な高品質の自己支持型ケーブルを製造することができる。また、本発明によれば、ケーブルの製造線速を高めることができ、この製造線速を変化させても、カムの回転位置に応じて回転速度を変えることで、首部と窓部を所望の長さに設定することができる。この結果、回転カムを交換する必要がなく、また、ケーブルの製造線速に係わらず窓明部材の進退操作の速度を一定とすることで、首部又は窓部の端部形状を一定形状にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図により本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の概略を説明する図、図２はカム機構の動作を説明する図、図３は首部及び窓部の長さ設定を説明する図である。図中、１９は駆動モータ、２０は回転カム、２０ａ，２０ｂ，２０ｃはカム面、２０’は円筒溝カム、２１はカムフォロー、２２は動力伝達機構、２２ａは伝動部、２２ｂは変速部、２２ｃは他のカム機構、２３は位置検出センサ、２４は制御装置を示す。その他の符号は、図４，図５で用いたのと同じ符号を用いることにより説明を省略する。
【００１３】
本発明における自己支持型ケーブルの製造は、図１（Ａ）に示すように図５で説明したのと同様に、樹脂押出機８によりケーブル本体及び吊線の外周に被覆樹脂を押出し成型し、樹脂押出機８の出口部分に設けた窓明装置９によって首部６と窓部７を形成する。窓明装置９は、図１（Ｂ）にその一部を示すように、被覆樹脂を押出す押出ヘッド１２の側方に、窓明部材（開閉部材ともいう）１７を進退可能に設けて構成される。押出ヘッド１２は、ケーブル被覆孔部１３と吊線被覆孔部１４とをくびれ部形成孔部１５で連通させる形状の押出孔で形成され、くびれ部形成孔部１５内に窓明部材１７を進退操作させることで首部６と窓部７を形成する。
【００１４】
本発明においては、窓明部材１７の進退操作をカム機構により行なう。図１（Ａ）に示す回転カム２０は、単に説明のためのモデルとして示すもので、回転カム２０の回転に伴って、窓明部材１７のカムフォロー２１がカム面２０ａ，２０ｂ，２０ｃ上をなぞり、窓明部材１７を進退させる。回転カム２０は、例えば、サーボモータ等の駆動モータ１９により回転され、窓明部材１７を所定の周期で進退させて、図４に示した自己支持型ケーブル１に首部６と窓部７を形成する。
【００１５】
カム機構は、例えば、図１（Ｂ）に一例として示すような円筒溝カム２０’を、駆動モータ１９で回転制御し構成される。駆動モータ１９と円筒溝カム２０’との間には、モータ回転を伝動する伝動部２２ａや回転速度を変換する変速部２２ｂ、また他のカム部材２２ｃ等を組合せた動力伝達機構２２を配することにより、間欠駆動やその他種々の形態で駆動させることができる。また、カムには、図示した円筒溝カムの他に、直進カム、板カム、平面溝カム、共役カム、端面カム、円筒リブカム、パラレルカム、ローラギアカム等と言われている種々の形状のものを用いることができる。
【００１６】
図２（Ａ）に示すように、モデルとして示す回転カム２０を、例えば、回転角θ１を有する凸状のカム面２０ａを首部６の形成に対応させ、回転角θ２を有する凹状のカム面２０ｂを窓部７の形成に対応させる。回転角θ１の両側の回転角θ３には傾斜状のカム面２０ｃを設け、窓明部材１７を所定の操作速度で進退させる。この回転カム２０のカム面を直線状にすると、図２（Ｂ）のようなり、直進カムとも言える形状で表すことができる。それぞれのカム面は、予め設定した回転角θ１，θ２，θ３を有して形成される。
【００１７】
ここで、回転角θ１の凸状のカム面２０ａにカムフォロー２１が当接することにより、窓明部材１７が樹脂の押出ヘッド内に進入し、例えば、窓明部材１７に設けた開口により首部６が成形される。他方、回転角θ２の凹状のカム面２０ｂにカムフォロー２１が当接すると、窓明部材１７が樹脂の押出ヘッドから退出して、例えば、窓明部材１７に設けた開口が閉じられて窓部７が成形される。また、傾斜状のカム面２０ｃではカムフォロー２１が移動し、窓明部材１７を所定の速度で進退操作する。この時の窓明部材１７の操作速度に応じて首部６の両端エッジ形状が薄くなったり厚くなったりする。
【００１８】
回転カム２０の回転速度が一定に維持されていれば、これに従動する窓明部材１７の進退操作は所定の周期で一定しており、且つ安定したものとなる。回転カム２０の回転は、サーボモータ等の使用で制御可能な安定して回転駆動される。このため、従来のエアシリンダーを用いた、窓明部材１７の進退操作に比べて、カム機構を用いて窓明部材１７の進退操作を行なうことで、自己支持型ケーブル１のくびれ部５にバラツキのない一定形状の首部６と窓部７の形成を可能とする。この結果、ケーブルの製造線速も向上させることができ、生産性を高めることができる。
【００１９】
カム機構を用いる場合、回転カム２０の回転速度を一定とし、ケーブルの製造線速を変えると首部６と窓部７の長手方向長さも変わる。そこで、ケーブルの製造線速に合わせて回転カム２０の回転速度を変えることで、首部６と窓部７の長手方向長さを調整することはできるが、首部６と窓部７の長さの比が一定である場合に限られる。しかし、首部６と窓部７の長さの割合を変えたい場合は、回転カム２０の形状を変えたものに交換する必要があるが、これは作業効率を下げ、コスト的アップにもなる。また、ケーブルの製造線速によって回転カム２０の回転速度を変えると窓明部材１７の進退速度も変わるため、首部６の端部の肉厚が変化し所望の肉厚が得られない場合もある。
【００２０】
そこで、本発明においては、カムの回転位置に応じてカム回転速度を変化できるように制御することが好ましい。カムの回転位置は、例えば、図２に示した回転カム２０の始点位置Ｐを位置検出センサ２３等で検出したり、ロータリエンコーダを用いて検出することができる。凸状のカム面２０ａの回転角θ１においては、回転カム２０の回転速度をＮ１とし、凹状のカム面２０ｂの回転角θ２では回転カム２０の回転速度をＮ２とし、また、傾斜状のカム面２０ｃの回転角θ３における回転カム２０の回転速度をＮ３とする。また、ケーブルの製造線速をＶとする。回転カム２０の１回転で１周期とすると、
首部６の長さＬ１は、Ｖ×θ１／３６０×１／Ｎ１となり、
窓部７の長さＬ２は、Ｖ×θ２／３６０×１／Ｎ２となる。
【００２１】
また、カム面２０ｃの回転角θ３の長さについては実質的に無視しうる程度であるが、ケーブルの製造線速Ｖよりも、窓明部材１７の進退速度による形状変化が生じやすい。例えば、窓明部材１７の進退速度が遅いと首部６の端部が薄い鋭角なエッジとなり、速いと厚く角型のエッジとなる。したがって、この回転角θ３のカム回転速度Ｎ３は、ケーブルの製造線速Ｖの変化とは無関係に一定とするのか好ましい。
【００２２】
カムの回転速度Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３は、上述したようにそれぞれのカム面の回転位置に応じて個別に調節する。このため、駆動モータ１９には精度の高い駆動制御が可能で高出力が得られるサーボモータを用いるのが好ましい。サーボモータには、交流駆動のＡＣサーボモータと直流駆動のＤＣサーボモータがあるが、何れのサーボモータであってもよい。しかし、ケーブル製造中はサーボモータの駆動停止の繰り返しは無いので、回転中の駆動力が大きいＡＣサーボモータの方が好ましい。
【００２３】
本発明では、首部６の長さＬ１と窓部７の長さＬ２を設定し、ケーブルの製造線速Ｖに応じて、上述の式（図３参照）から、回転角θ１，θ２，θ３毎に、カムの回転速度Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３を調整する。これを制御装置２４に入力し、カムの回転位置を検出して制御することにより、所望の値に設定された長さの首部６と窓部７のくびれ部５を備えた自己支持型ケーブルを精度よく製造するようにしている。各種の設定は一度制御装置２４に入力し記憶しておけばよく、種々形状のカムを用いなくても所望の形状でくびれ部を形成することが可能となる。
【００２４】
ある製品において、例えば、自己支持型ケーブルのくびれ部５における首部６の長さＬ１は３５ｍｍ〜５０ｍｍで、窓部７の長さＬ２は５００ｍｍ〜６００ｍｍと決められている。従来のエアシリンダー機構を用いてこのくびれ部５を形成したとき、首部６の長さＬ１は、４２.０±４.０ｍｍであるのに対して、本発明によるカム機構を用いて形成した首部６の長さＬ１は、４３.０±１.０ｍｍであった。また、従来のエアシリンダー機構を用いて形成した窓部７の長さＬ２は、５４６.５±６.５ｍｍであるのに対して、本発明によるカム機構を用いて形成される窓部７の長さＬ２は、５４３.０±１.５ｍｍであった。この結果から、本発明のように、カム機構を用いて窓明部材１７の進退操作を行なうことにより、首部６と窓部７にバラツキのないくびれ部５を備えた自己支持型ケーブルを製造することができる。
【００２５】
また、ケーブルの製造線速Ｖを一定として、首部６の長さＬ１を２４ｍｍ、２９ｍｍ、３４ｍｍとなるようにカムの回転速度を設定して実測した。２９ｍｍのものが、２８ｍｍとなり１.０ｍｍの誤差があったが、その他は設定値と実測値が一致していた。また、ケーブルの製造線速Ｖを変えて同様な首部６の長さとなるよう回転速度を変えて実測したところ、首部６の長さＬ１２４ｍｍとしたものが実測で２３ｍｍで、１.０ｍｍの誤差があったが、その他は設定値と実測値が一致していた。この結果から、本発明によれば、カムを交換することなく、種々のケーブル製造線速で所望の長さの首部６と窓部７のくびれ部５を備えた自己支持型ケーブルを精度よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の概略を説明する図である。
【図２】本発明におけるカム機構の動作を説明する図である。
【図３】本発明におけるくびれ部の首部と窓部の長さ設定を説明する図である。
【図４】一般的な自己支持型ケーブルの例を説明する図である。
【図５】従来のくびれ部の首部と窓部を形成する一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１…自己支持型ケーブル、２…ケーブル本体、３…吊線、４…被覆樹脂、５…くびれ部、６…首部、７…窓部、８…樹脂押出機、９…窓明装置、１０…冷却装置、１１…引取キャプスタン装置、１２…押出ヘッド、１３…ケーブル被覆孔部、１４…吊線被覆孔部、１５…くびれ部形成孔部、１６…エアシリンダー装置、１７…開閉部材（窓明部材）、１８…電磁弁、１９…駆動モータ、２０…回転カム、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…カム面、２０’…円筒溝カム、２１…カムフォロー、２２…動力伝達機構、２２ａ…伝動部、２２ｂ…変速部、２２ｃ…他のカム機構、２３…位置検出センサ、２４…制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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