JP2011011459A - 材料カス除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイスの押出口周辺に付着した材料カスを、効率的かつ確実に除去することができる材料カス除去装置を提供する。
【課題を解決するための手段】導体の外周に絶縁材料を被覆してケーブルを成形する押出被覆装置のダイスの押出口周辺に付着した材料カスを除去する材料カス除去装置であって、ダイスの中心軸の周囲を回転する回転体と、回転体からダイスに向けて導出されて、成形中のダイスの押出口の周囲にダイス温度を維持可能な高温エアを吹き付ける複数のエア噴射管と、高温エアをエア噴射管に供給する供給手段とを備え、回転体を回転させながら、エア噴射管の噴射口から高温エアを噴射して材料カスを除去する材料カス除去装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、材料カス除去装置に関し、詳しくは、電線・ケーブルの製造において、押出被覆装置を用いて導体に絶縁被覆を施す際、押出被覆装置のダイス押出口に形成された材料カスを除去する材料カス除去装置に関する。

電線ケーブルの製造において、押出被覆装置を用いて導体に絶縁被覆を施し、被覆電線とすることが行われている（例えば、特許文献１）。

このような押出被覆装置として、例えば、ポリエチレン等のベースポリマーと共に架橋剤や酸化防止剤等の配合剤をホッパー部より供給し、シリンダー内でグラフト反応を起こさせると同時に、ダイス押出口において銅線等の導体に被覆してケーブルの成形を行うモノシルタイプの押出被覆装置がある。

しかし、このような押出被覆装置を用いた場合、押出被覆作業の経過に伴い、ダイスの押出口周辺に材料カスが付着し、糸屑状から大きな塊へと次第に成長して行く。

この材料カスが被覆電線の外周部に付着すると製品不良となるため、ダイスの押出口周辺から材料カスを除去する必要があり、従来は、作業者の手作業による除去作業や、ＬＮＧガス（Ｌｉｑｕｉｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ：液化天然ガス）燃焼による焼取除去作業等が行われていた。

しかし、作業者の手作業による除去の場合には、作業に手間がかかるだけでなく、除去ムラができて取り残しが発生することが避けられなかった。取り残しがあると、前記した製品不良の発生につながり、生産性を低下させる恐れがある。

また、ＬＮＧガスを用いた焼取除去の場合には、燃焼状態によっては、周囲に火災を発生させる危険性がある。

特開２０００−１１７３２１号公報

本発明は、上記の問題に鑑み、ダイスの押出口周辺に付着した材料カスを、効率的かつ確実に除去することができる材料カス除去装置を提供することを課題とする。

本発明者は、上記課題の解決につき鋭意検討した結果、以下に示す各請求項の発明により、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。以下、各請求項の発明を説明する。

請求項１に記載の発明は、
導体の外周に絶縁材料を被覆してケーブルを成形する押出被覆装置のダイスの押出口周辺に付着した材料カスを除去する材料カス除去装置であって、
前記ダイスの中心軸の周囲を回転する回転体と、
前記回転体から前記ダイスに向けて導出されて、成形中の前記ダイスの押出口の周囲に前記ダイス温度を維持可能な高温エアを吹き付ける複数のエア噴射管と、
前記高温エアを前記エア噴射管に供給する供給手段と
を備え、
前記回転体を回転させながら、前記エア噴射管の噴射口から高温エアを噴射して材料カスを除去することを特徴とする材料カス除去装置である。

本発明の装置においては、高温エアをダイスの押出口に吹き付けるように構成されているため、ダイスの押出口に付着している材料カスを強制的に飛散させることができる。

そして、回転体を回転させながら高温エアを吹き付けるように構成されているため、ダイスの押出口の全周にわたって満遍なく高温エアを吹き付けることができる。この結果、ダイスの押出口の全周にわたって、材料カスを均一に短時間で効率的に除去することができる。

また、ダイス温度を維持可能な高温エアを吹き付けるように構成されているため、除去作業中においてもダイス温度が下がらない。その結果、材料カスの軟らかさが失われることが無く、高温エアによる飛散効率が上がるため、材料カスを効率的かつ確実に除去することができる。

そして、ダイス温度が維持されるため、除去作業中も押出被覆ラインを停止させる必要が無く、生産性が向上する。

以上のように、本請求項の発明によれば、ダイスの押出口周辺に付着した材料カスを、効率的かつ確実に除去することができると共に、生産性を向上させることができる。

回転体は、真円状の環状体の一部が切り欠かれたＣ字形状で、無軸型の回転体が好ましい。切り欠き部を設けることにより、作業中にトラブルが発生した場合、切り欠き部からケーブルを容易に取り出すことができる。

エア噴射管としては、通常、口径４ｍｍ程度の銅パイプが用いられるが、材質としては、銅に限定されず、鉄等の材質であっても良く、パイプ口径も限定されない。これらの材質やパイプ口径は、導体径、被覆樹脂と被覆厚、押出被覆スピード等を考慮して適宜決定される。

そして、エア噴射管は、回転体との着脱が自在であると、メインテナンス時等における交換が容易となり好ましい。

なお、本請求項の発明において、「ダイス温度を維持可能な高温エア」とは、高温エアを吹き付けた際、ダイス温度をほぼ一定、具体的には±２〜３℃程度の範囲に制御することができる高温エアを指す。

また、押出被覆装置は、クロスヘッドタイプに限定されず、他のタイプの押出被覆装置であってもよい。

請求項２に記載の発明は、
前記ダイスに吹き付けられる前記高温エアの温度と前記ダイス温度との温度差は、２０℃以内に設定されることを特徴とする請求項１に記載の材料カス除去装置である。

ダイス温度との温度差が２０℃以内の高温エアを吹き付けることにより、確実にダイス温度の変化を±２〜３℃の範囲に制御して、ダイス温度をほぼ一定に維持することができる。

請求項３に記載の発明は、
前記回転体は間欠的回転し、かつ正回転及び逆回転が可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の材料カス除去装置である。

回転体の間欠的回転によって間欠停止中は高温エアを集中的にダイスに吹き付けることができ、また、回転体を正回転及び逆回転させることによって高温エアの乱流状態を促進することができるため、材料カスの除去効果を更に向上させることができる。

請求項４に記載の発明は、
前記エア噴射管はフレキシブル管であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の材料カス除去装置である。

エア噴射管をフレキシブル管にすることにより、成形作業中に、高温エアの吹き付け方向やダイスの押出口との距離等を状況に応じて容易に調整することができ、材料カスの除去効果を更に向上させることができる。

本発明によれば、ダイスの押出口周辺に付着した材料カスを、効率的かつ確実に除去することができる材料カス除去装置を提供することができる。

本発明の実施の形態の材料カス除去装置の斜視図である。 本発明の実施の形態の材料カス除去装置を概念的に説明する図である。 本発明の実施の形態の材料カス除去装置の正面図である。

以下、本発明をその実施の形態に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

（実施の形態）
本実施の形態は、銅線（導体）の外周に架橋ポリエチレン（絶縁材料）を被覆してケーブルを製造するモノシルタイプの押出被覆装置（以下、「押出機」ともいう）のクロスヘッド部に設けられたダイスＣの押出口周辺に付着する材料（ポリエチレン）カスを除去する材料カス除去装置に関する。

１．材料カス除去装置の構成
（１）全体構成
はじめに、材料カス除去装置の全体構成について説明する。図１は、本実施の形態の材料カス除去装置の斜視図である。また、図２は、前記材料カス除去装置を概念的に説明する図であり、図３は、前記材料カス除去装置の正面図である。図１〜３に示すように材料カス除去装置Ａは、押出機のクロスヘッド部Ｂに設けられたダイスＣの周囲を回転する回転体１と、ダイスＣに向けて高温エアを噴射するための複数のエア噴射管２と、高温エアをエア噴射管２に供給する図外のコンプレッサー及びヒーターから成るエア供給手段と、これらを総括的に制御する図外の制御手段を備えている。なお、図１のＢは、クロスヘッド部の一部を指す。

（２）回転体
回転体１は真円状の環状体の一部が切り欠かれたＣ字形状であり、無軸型で受けローラ３と上下一対の受けギア４、５によって、ダイスＣの中心軸を回転の中心として回転自在に支持されている。受けローラ３は回転体１の内周側に配置されて回転体１の内周面に転接している。回転体１の外周縁には上下一対の受けギア４，５のそれぞれと噛み合う歯部６が形成されている。上側の受けギア４は、サーボモータ７に連結されている。また、回転体１は、前後から回転体１を挟む上下２対のローラ８で支持され、前後方向に位置ずれしない構成となっている。

回転体１は、所定の複数のエア噴射管２を支持できるように構成されている。また、回転体１は、連続回転、間欠的回転および正回転と逆回転が自在となるように構成されている。

（３）エア噴射管
複数のエア噴射管２は、回転体１の周方向に適宜間隔を置いて取り付けられ、ダイスＣの押出口に向けて導出され、先端には噴射口２１が設けられている。これによってダイスＣの押出口に向けてエアを噴射することができるようになっている。

取り付けられるエア噴射管２の本数は、一般的には６〜８本であり、これによりダイスＣの押出口の外周にほぼ満遍なくエアを吹き付けることができる。また、エア噴射管２の長さ、断面の直径（内径）および噴射口２１の口径（ノズル径）は、適切な流速および流量でエアを噴射することができるように、例えば長さは２５０〜３００ｍｍ、内径はφ２〜φ４ｍｍ、ノズル径はφ４〜φ６ｍｍに設定されている。

また、必要に応じてエア噴射の方向を調節できるように、エア噴射管２には例えば銅等の軟質な金属等からなる屈折自在なフレキシブル管が好ましく用いられる。また、長さの変更等、エア噴射管２を交換する必要が生じた場合には適宜交換できるように、エア噴射管２は回転体１に着脱自在に取り付けられている。

（４）エア供給装置
エア噴射管２から噴射されるエアは、図外のエア供給装置から供給される。エア供給装置からは、エア噴射管２から噴射されるエアの温度とダイスＣとの温度差が２０℃以内、好ましくは１０℃以内となるように、所定の温度、圧力で所定量のエアが供給される。エア供給装置のヒータには、エアを例えば８００℃まで加熱することが可能な市販のヒータが用いられる。また、エアの圧力を０．２〜０．４ＭＰａに制御することができる圧力制御機構を備えている。

２．材料カス除去装置の動作の説明
（１）ケーブルの製造条件
本実施の形態の場合、芯材として直径３ｍｍの銅線Ｆを用い、その外周面を架橋ポリエチレンで被覆した直径５〜６ｍｍのケーブルＤを線速１ｍ／ｓｅｃ以下の速度で製造する。図１において、ダイスＣにより、芯材（銅線）Ｆの外周面に厚さ１〜２ｍｍでポリエチレンの樹脂液を押出す。なお、押出中のダイスＣの温度は、２００℃に設定される。

（２）エア噴射
イ．噴射されるエアの温度、圧力
前記押出中、２００℃±１０℃の範囲内の一定温度、０．４ＭＰａの圧力に制御されたエアがエア噴射管２からダイスＣの押出口に向けて噴射される。

ロ．エア噴射中の回転体の動作
エア噴射中、回転体１は、ある一定の角度で正転、逆転を繰り返し、一定時間停止した後、前記と同じ動作を行う。

このように、回転体１を回転させながら噴射されるエアのシャッフル効果により、効率よく材料カスＥを除去することができる。さらに、回転体１の回転を正逆に逆転させることにより、噴射されるエアの流れを変え、特定の箇所に材料カスＥを残すことなく、より一層効率よく材料カスＥを除去することができる。

また、回転体１の停止位置を、回転体１に設けた切欠き部９が、常に材料カス除去装置Ａの前面にくるようにすることにより、トラブル発生時等に迅速にケーブルを容易に取り出すことができる。

以上のように、本実施の形態の材料カス除去装置は、回転体１を回転させながら、エア噴射管２の噴射口２１から高温エアを噴射して、ダイスＣの押出口周辺に付着する材料カスＥを効率よく除去することができる。

Ａ 材料カス除去装置
Ｂ クロスヘッド部の一部
Ｃ ダイス
Ｄ ケーブル
Ｅ 材料カス
Ｆ 銅線
１ 回転体
２ エア噴射管
２１ 噴射口
３ 受けローラ
４、５ 受けギア
６ 回転体の歯部
７ サーボモータ
８ ローラ
９ 切り欠き部

Claims (4)

1. 導体の外周に絶縁材料を被覆してケーブルを成形する押出被覆装置のダイスの押出口周辺に付着した材料カスを除去する材料カス除去装置であって、
   前記ダイスの中心軸の周囲を回転する回転体と、
   前記回転体から前記ダイスに向けて導出されて、成形中の前記ダイスの押出口の周囲に前記ダイス温度を維持可能な高温エアを吹き付ける複数のエア噴射管と、
   前記高温エアを前記エア噴射管に供給する供給手段と
   を備え、
   前記回転体を回転させながら、前記エア噴射管の噴射口から高温エアを噴射して材料カスを除去することを特徴とする材料カス除去装置。
2. 前記ダイスに吹き付けられる前記高温エアの温度と前記ダイス温度との温度差は、２０℃以内に設定されることを特徴とする請求項１に記載の材料カス除去装置。
3. 前記回転体は間欠的回転し、かつ正回転及び逆回転が可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の材料カス除去装置。
4. 前記エア噴射管はフレキシブル管であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の材料カス除去装置。

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