(57)【要約】【課題】効率良く、高品質な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。【解決手段】本発明の電線の製造方法は、設定長に至るまでの残余長の線材の被覆に要する量の樹脂が押出機に供給されたことを検知して押出機への樹脂の供給を停止する材料供給停止処理（ステップＳ０２）と、押出機への樹脂の供給停止後に、線材の線速を定常線速よりも低くかつ下限線速以上の低線速として線材に樹脂を被覆する下限線速被覆運転へ移行させる線速切り替え処理（ステップＳ０３）と、押出機への樹脂の供給停止後に、押出機からの樹脂の押出流量に応じて電線の外径制御の応答速度を速くする外径制御応答変更処理（ステップＳ０４）と、電線が設定長押し出された時点で外径制御を停止する外径制御停止処理（ステップＳ０７）と、を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材の外周に樹脂を被覆した電線を、その外径が目標外径となるように前記線材の線速を制御する外径制御を行いながら製造する電線の製造方法であって、
設定長に至るまでの残余長の線材の被覆に要する量の樹脂が押出機に供給されたことを検知して前記押出機への樹脂の供給を停止する材料供給停止処理と、
前記押出機への樹脂の供給停止後に、線材の線速を定常線速よりも低くかつ下限線速以上の低線速として線材に樹脂を被覆する下限線速被覆運転へ移行させる線速切り替え処理と、
前記押出機への樹脂の供給停止後に、前記押出機からの樹脂の押出流量に応じて前記電線の外径制御の応答速度を速くする外径制御応答変更処理と、
電線が設定長押し出された時点で前記外径制御を停止する外径制御停止処理と、
を含むことを特徴とする電線の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電線の製造方法であって、
前記外径制御停止処理後にパスラインに残された電線を巻き取りボビンに巻き取って前記線材の走行を停止させ、巻き取りボビンを交換するボビン交換処理を含むことを特徴とする電線の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の電線の製造方法であって、
前記外径制御停止処理とともに前記線材の走行を停止させ、その後、前記押出機へ新たな電線の被覆用の樹脂を供給して前記線材を走行させて新たに供給された樹脂が被覆された電線の製造に切り替える線種切り替え処理と、
前記巻き取りボビンにパスラインに残された電線が巻き取られた時点で前記巻き取りボビンを交換するボビン交換処理と、
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方法として、線材の単位長さ当たりの被覆に要する被覆材の量を演算し、この演算結果から線材の残余長の被覆に要する必要被覆材量を演算し、残余長を被覆する必要被覆材量とホッパに供給された被覆材の量が一致した時点で被覆材の供給停止信号を出力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】特開昭６０−１０５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
樹脂の供給を停止した後、シリンダ内の樹脂は押し出されて減少する。すると、樹脂の押し出し圧力が低下し、製造される電線の外径が細り、不良品となってしまう。
また、設定長の電線の製造後、装置が完全に停止するまでの間にも、線材に樹脂が被覆されて、材料の無駄が生じる。
【０００５】
本発明の目的は、効率良く、高品質な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、線材の外周に樹脂を被覆した電線を、その外径が目標外径となるように前記線材の線速を制御する外径制御を行いながら製造する電線の製造方法であって、
設定長に至るまでの残余長の線材の被覆に要する量の樹脂が押出機に供給されたことを検知して前記押出機への樹脂の供給を停止する材料供給停止処理と、
前記押出機への樹脂の供給停止後に、線材の線速を定常線速よりも低くかつ下限線速以上の低線速として線材に樹脂を被覆する下限線速被覆運転へ移行させる線速切り替え処理と、
前記押出機への樹脂の供給停止後に、前記押出機からの樹脂の押出流量に応じて前記電線の外径制御の応答速度を速くする外径制御応答変更処理と、
電線が設定長押し出された時点で前記外径制御を停止する外径制御停止処理と、
を含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明の電線の製造方法において、前記外径制御停止処理後にパスラインに残された電線を巻き取りボビンに巻き取って前記線材の走行を停止させ、巻き取りボビンを交換するボビン交換処理を含むものがある。
【０００８】
本発明の電線の製造方法において、前記外径制御停止処理とともに前記線材の走行を停止させ、その後、前記押出機へ新たな電線の被覆用の樹脂を供給して前記線材を走行させて新たに供給された樹脂が被覆された電線の製造に切り替える線種切り替え処理と、
前記巻き取りボビンにパスラインに残された電線が巻き取られた時点で前記巻き取りボビンを交換するボビン交換処理と、
を含むものがある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電線の製造方法によれば、押出機に残った樹脂によって製造した電線を、外径が安定した良品とすることができる。
これにより、押出機に供給する樹脂を無駄なく必要な量だけとしながら外径が不安定な不良の電線を製造することがなく、高品質な電線を製造することができる。
また、押出機への樹脂の供給停止後に、予め線材の線速を定常線速よりも低い下限線速とするので、電線の製作完了後、装置停止までの時間も短くすることができる。その結果、電線の製作完了から装置停止までの間に押し出される樹脂のロスも少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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】本発明に係る電線の製造方法における停止制御を説明するフローチャートである。
【図３】停止制御における押出機の動きを説明する図であって、（ａ）から（ｅ）はそれぞれ押出機の概略側面図である。
【図４】本発明に係る電線の製造方法における別の停止制御を説明するフローチャートである。
【図５】停止制御における押出機での樹脂の押出流量の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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、スクリューによって送り込まれた溶融状態の樹脂がクロスヘッド１５から押し出される。これにより、線材１の周囲に樹脂が被覆されて電線Ｃとされる。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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、近接離間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。
【００１９】
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、設定長の電線Ｃを巻き取ると、別の巻き取りボビン２９に切り替えられる。
【００２０】
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、例えば約１００ｍとされている。
【００２１】
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。
【００２２】
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または押出機のスクリューの駆動制御を行い、線材１の線速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。
【００２３】
次に、製造要求の長さである設定長の電線Ｃの製造後、次の電線Ｃを製造するための停止制御について図２に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００２４】
電線Ｃを製造する被覆制御を実行中（ステップＳ０１）、制御装置は、押出機１４のシリンダに供給された樹脂の量をを検知して次の条件を満たす場合に押出機１４のシリンダへの樹脂の供給を停止する材料供給停止処理を行う（ステップＳ０２）。
（定尺設定値−シリンダ残量での有効製作長−パスライン長）≦現製作長
ここで現製作長とは、現在巻き取りボビンに巻き取られた電線の長さであり、パスライン長とは、クロスヘッド１５の出口から巻き取りボビン２９までの長さである。
【００２５】
なお、シリンダ残量での有効製作長は、スクリュー回転数に基づいて次式から算出される。
シリンダ有効残量（ｒｅｖ）×実線速（ｍ／ｍｉｎ）／実スクリュー回転数（ｒｅｖ／ｍｉｎ）
なお、シリンダ有効残量は、残りのシリンダにスクリューを進めるのに必要なスクリューの回転数で表す。
【００２６】
材料供給停止処理（ステップＳ０２）では、押出機１４へ供給する樹脂の配合を行う配合装置が停止される。
【００２７】
また、押出機１４では、材料替準備が行われる。押出機１４における材料替準備では、通常運転（図３（ａ）参照）を行っていた押出機１４のホッパ１６が移動し、ホッパ１６が排出管３１につなげられる。すると、ホッパ１６内の樹脂が排出管３１を通して回収箱３２へ回収される（図３（ｂ）参照）。その後、ホッパ１６は、逆方向へ移動し、排出管３１とシリンダとの間の中立位置に配置され、この状態において、次に用いる樹脂が投入される（図３（ｃ）参照）。このように、予めホッパ１６に、次に用いる樹脂を投入して準備しておくことにより、新たな電線Ｃの製造への切り替え時の停止時間を極力短くすることができ、生産性を高めることができる。
【００２８】
材料供給停止処理（ステップＳ０２）の後、制御装置は、次の条件を満たしていることを確認し、下限線速被覆運転を開始する（ステップＳ０３）。
（定尺設定値−現在線速から下限線速までの走行長）＞現製作長
【００２９】
下限線速被覆運転は、定常線速よりも低い線速で線材１に樹脂を被覆する運転状態であり、良品の電線Ｃが製造可能な下限の線速である。下限の線速は電気的特性および機械的特性の点で良品が取れることが実証的に確認された線速である。例えば、定常線速の１／６〜１／３の線速である。材料供給停止後の線速はできるだけ小さい方が好ましいので、下限に近い線速が好ましいが、厳密な意味で下限であることは要求されず、下限よりもやや大きめの線速でありかつ定常線速よりも低速であってもよい。また、この下限線速被覆運転とともに、押出機１４のスクリューの回転変化に応じて電線Ｃの外径制御の応答速度を速くする外径制御応答変更処理（ステップＳ０４）を行う。
【００３０】
押出機１４のシリンダへの樹脂の供給が停止されるとシリンダ内の樹脂は押し出されて減少する。すると、クロスヘッド１５からの樹脂の押し出し圧力が低下する。このため、定常線速で電線Ｃを製造すると、製造される電線Ｃの外径が細くなる。
【００３１】
したがって、材料供給停止処理後の下限線速被覆運転では、線材１の線速を下限線速とし、外径制御の応答速度を高める。これにより、材料供給停止後においても、電線Ｃの外径を目標外径に維持して良品とすることができる。
【００３２】
制御装置は、次の条件を満たしていることを確認し、現在製造している電線Ｃの製作の完了と判定する（ステップＳ０５）。
（定尺設定値−パスライン長）≦現製作長
この条件は、設定長の電線Ｃが押し出された（クロスヘッド１５の出口から出た）ことを意味する。
【００３３】
制御装置は、製作完了を判定すると、以降の停止切り替え制御を行う。制御装置がパスライン残停止モードに設定されている場合は、パスライン残停止処理が行われる（ステップＳ０６）。このパスライン残停止モードは、押出機１４の下流側の電線Ｃのパスラインに外径が目標外径に形成された良品の電線Ｃを残して押出機１４による線材１への樹脂の被覆を停止するモードである。なお、パスライン残停止モードとせずにラインを停止させる場合もある。パスライン残停止モードは、スイッチ等によって設定することができる。例えば、モード設定のためのボタンスイッチの押下時間が２秒以上である場合は、パスライン残停止モードに設定され、２秒未満である場合は、パスライン残停止モードに設定されないように、ボタンスイッチの押下時間によって設定を行っても良い。
【００３４】
また、制御装置は、外径制御を停止する（ステップＳ０７）。押出機１４は、シリンダ内の樹脂が少ない状態であるため、スクリューの回転数が上昇する。したがって、この外径制御の停止時点において、押出機１４を停止させるのが好ましい。なお、押出機１４で樹脂の押し出しを停止させると、線材１によってマーキングローラが損傷するおそれがあるので、マーキングローラは、線材１から離れた位置へ移動させるのが好ましい。
【００３５】
引き取りローラ２３の駆動を制御し、線材１の線速を減速させて巻き取りボビン２９と繰り出しボビン１２を完全に停止させる（ステップＳ０８）。この線材１の減速停止は、線材１が断線しない範囲で極力速く行うのが好ましい。なお、線速が１００ｍ／分以下となったら、断線検出をやめ、押出機１４を停止させる。これにより、押出機１４での樹脂の逆流を防ぐことができ、また、必要以上の検出処理を不要とすることができる。
【００３６】
ラインが停止したことを確認する（ステップＳ０９）。この状態で、パスラインには良品として製造された電線Ｃが巻き取られずに残っている。
続いて押出機１４による新たな電線Ｃの被覆用の樹脂の押し出しを開始する。図３で説明したようにホッパに次に使用する樹脂を入れ終わったら、外径制御運転による新たな電線Ｃの製造を開始する線種切り替え処理を行う（ステップＳ１０）。
【００３７】
なお、材料替えして新たな電線Ｃの製造を開始する際、押出機１４は、図３（ｄ）に示すように、新たな材料が投入されたホッパ１６を移動させ、新たな電線Ｃの被覆用の樹脂をシリンダへ供給し、このシリンダへ供給した樹脂の初期のものをオーバーフローさせてホース３３へ排出させる。これにより、シリンダからクロスヘッド１５の流路に残留していた前回に使用した樹脂が排出され、シリンダからクロスヘッド１５の流路が新たに押し出す溶融樹脂に満たされたら、樹脂の排出をやめ、クロスヘッド１５からの樹脂の押し出しを開始させる（図３（ｅ）参照）。
【００３８】
引き取りローラ２３の駆動が再開し、繰り出しボビン１２、巻取りボビン２９が回転してパスラインに残っていた電線Ｃが巻き取りボビン２９に巻き取られると、制御装置は、次の条件を満たしていることを確認し、空の巻き取りボビン２９に切り替えるボビン交換処理を行う（ステップＳ１１）。
定尺設定値≦現製作長
具体的には、パスライン上に残された良品の電線Ｃを巻き取りボビン２９へ確実に巻き取らせて停止させ、その後、空の巻き取りボビン２９に切り替える。この場合、ボビン切り替え処理において空の巻き取りボビン２９へ切り替える際に、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。そして、以後は新しいボビン２９に製造される別の被覆材料の電線を巻き取っていく。
【００３９】
次に、パスラインに電線を残さずに設備停止するフローについて図４を参照して説明する。上述のフローと違う点を主に説明する。
材料供給を停止し（ステップＳ０２）、線速を下限速度まで落とし（ステップＳ０３）、外径制御の応答速度を高め（ステップＳ０４）、設定長の電線Ｃの押出が完了する（ステップＳ０５）と、外径制御を停止する（ステップＳ０７）。そして、引き取りローラ２３の駆動を停止し、ラインを減速して繰り出しボビン１２と巻き取りボビン２９とを停止する（ステップＳ０８）。このとき、パスラインの電線Ｃが全て巻き取りボビン２９に巻き取られるように、ラインを減速して巻き取りボビン２９を停止する。
ラインが停止したら（ステップＳ０９）、巻き取りボビン２９を交換する（ステップＳ１２）。
【００４０】
図５は停止制御における押出機１４での樹脂の押出流量Ｒの変化を示すグラフである。
図５に示すように、材料供給停止処理（ステップＳ０２）が開始され（Ｔａ）、下限線速被覆運転（ステップＳ０３）が開始されると（Ｔｂ）、スクリューの回転数が徐々に下がり押出流量Ｒも下がる。線材１の線速が下限線速となると（Ｔｃ）、スクリューの回転数も一定となり押出流量Ｒも一定となる。その後、シリンダ内の樹脂残量が減るにつれて樹脂の押出圧が下がるので、外径制御をスクリューの回転数にフィードバックするとシリンダの回転数は細かく変動する。製作完了（ステップＳ０５）と判定され（Ｔｄ）、引き取りローラ２３の駆動が減速停止されると（ステップＳ０８）、スクリューの回転も停止され（Ｔｅ）、押出流量Ｒが０となる（Ｔｆ）。
【００４１】
このように、本実施形態によれば、材料供給停止の時点（Ｔａ）から、製造を停止させる製作完了の時点（Ｔｄ）までの間で、定常線速よりも低い下限線速で線材に樹脂を被覆する下限線速被覆運転へ移行させ、押出機１４からの樹脂の押出流量Ｒに応じて電線Ｃの外径制御の応答速度を速くすることにより、押出機１４に残った樹脂（図５中ＴａからＴｄに至るまでの斜線部分の樹脂）によって製造した電線Ｃを、外径が安定した良品とすることができる。
【００４２】
また、上記の実施形態では、線材１の外周に１種類の樹脂を被覆する場合を例示して説明したが、メインのクロスヘッドの下流側にサブのクロスヘッドがタンデムに設けられ、メインの樹脂を被覆した後に着色材などのサブの樹脂を被覆するサブ押出タイプの押出機１４を用いても良い。
【００４３】
このサブ押出タイプの押出機１４を用いた電線Ｃの製造において、設定長の電線Ｃの製造後にサブの樹脂が異なる新たな電線Ｃの製造に切り替える際に、上記実施形態の次停止制御を適用することができる。
【００４４】
このサブ押タイプの押出機１４を用いた場合では、定常線速での運転時は、外径制御をメインの樹脂を押し出すスクリューの回転数へフィードバックする。そして、サブの樹脂材料を替えるためにサブの樹脂を供給停止する場合、材料供給停止後の外径制御をサブの樹脂を押し出すスクリューの回転数にフィードバックすることとなる。
【符号の説明】
【００４５】
１：線材、１４：押出機、２９：巻き取りボビン、Ｃ：電線、Ｒ：押出流量
【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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