JPH0211342B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば電気ケーブル用の撚線の製造
する方法に関し、特に伸線機と撚線機とをタンデ
ムに同一ライン上に組合せて撚線を製造する方法
に関するものである。

電気ケーブルの製造価格を低くする目的で工程
数を低減するため、多本掛伸線機とバンチヤー型
撚線機とを同一ライン上にタンデムに組合せた撚
線製造装置が提案されている。この装置におい
て、伸線機はノンスリツプ型とスリツプ型とがあ
る。

ノンスリツプ型はキヤプスタンと線材間にスリ
ツプが生じないように、キヤプスタンに線材を所
定量巻付けて蓄線し、キヤプスタンの回転を駆動
制御することにより、線材を引取り各伸線ダイス
から伸線するもので、線材の速度変動が生じて伸
線ダイス間で線材が緩んだり、張り過ぎないよう
にするため、伸線ダイス間に線速調節機構やダイ
サーロールが設けられている。

スリツプ型はキヤプスタンで線材を引取れる最
小限の１〜２回程度しかキヤプスタンに線材を巻
付けず、各キヤプスタン（最終キヤプスタンを除
く）の周速を、その部分の線材の伸線速度よりも
大きくして、キヤプスタンと線材間にスリツプが
生じるようにキヤプスタンの回転を駆動制御して
線材を伸線するものである。そして線材の速度変
動が生じて伸線ダイス間で線材が例えば緩んだ場
合には、そのダイス間のキヤプスタンと線材との
圧着力が弱くなり（キヤプスタンに押付けられる
線材の押付力が弱くなり）、スリツプ摩擦力が小
さくなるから、前段の伸線ダイスから線材を伸線
するための引取力が小さくなり、キヤプスタンと
線材とのスリツプ率（キヤプスタンの周速と線材
の伸線速度との差を線材の伸線速度で割つた値の
百分率をいう）が大きくなつて、前段の伸線ダイ
スから線材の伸線速度が小さくなり、前記線材の
緩みを吸収する。

一方、伸線ダイス間で線材が張り過ぎた場合に
は、上記と逆の作用でそのダイス間のキヤプスタ
ンの線材の圧着力が強くなり、前段の伸線ダイス
からの線材の圧着力が強くなり、前段の伸線ダイ
スからの線材の引取力が大きくなり、キヤプスタ
ンと線材とのスリツプ率が小さくなつて、前段の
伸線ダイスからの線材の伸線速度が大きくなり、
前記線材の張り過ぎを緩和する。

このようにスリツプ型の伸線機ではキヤプスタ
ンと線材間にスリツプを生じさせて、線材の緩み
や張り過ぎをなくし、線材の張力がバランスする
ようにしたものである。

しかしながら、いずれの型の伸線機でも最終キ
ヤプスタンは、最終の伸線ダイスで伸線された線
材の伸線速度を一定に制御し、線材の一定の張力
で巻取リールに巻取るために、該キヤプスタンと
線材間にスリツプが生じないように、即ち線材の
伸線速度に最終キヤプスタンの周速が一致するよ
うに最終キヤプスタンの周速を駆動制御してい
る。

このような考え方は、従来、伸線機と撚線機を
タンデムに配列して同時に運転し、線材の伸線と
撚線作業を連続的に行うようにした撚線製造装置
にも適用されているので、伸線機で伸線された複
数の線材を撚線機で撚線する場合に、各線材の張
力が等しくならない場合が生じてくる。

例えば、７本撚の場合、中心に入る線材と外層
の線材の撚込率が異なるので、中心に入る線材よ
りも外層の線材の方が撚線機の引取速度が大きく
なつている。ところが、伸線機の最終キヤプスタ
ンの外径及び周速は皆同一であり、これとスリツ
プが生じないように引取られる各線材の伸線速度
は同一となるから、最終キヤプスタンで引取られ
る各線材の伸線速度（最終キヤプスタンの周速）
を外層の線材の前記引取速度に合わせた場合に
は、中心に入る線材と外層の線材の張力のバラン
スが崩れて、撚線時に中心に入る線材が飛び出
し、最終キヤプスタンで引取られる各線材の伸線
速度（最終キヤプスタンの周速）を中心に入る線
材の前記引取速度に合わせた場合には、外層の線
材に中心に入る線材よりも大きな張力が作用して
外層の線材が引き伸ばされて細径化し、いずれを
選択しても長時間安定した撚線作業ができず、撚
線の撚姿が不揃いとなつて、良品質の撚線を製造
することができない問題がある。

このため、中心に入る線材が掛けられる最終キ
ヤプスタンの外径だけを外層の線材が掛けられる
最終キヤプスタンの外径よりも小さく形成して、
中心に入る線材の伸線速度（最終キヤプスタンの
周速）を外層の線材の伸線速度（最終キヤプスタ
ンの周速）よりも小さくし、両線材の張力がバラ
ンスするようにしたものがあるが、（例えば特公
昭54−22421号公報参照）、製造される撚線のサイ
ズが異なると両線材の撚込率が違うので、製造さ
れる撚線に見合つた最終キヤプスタンを多数準備
して伸線機に装脱着する必要があり、設備が複雑
となる欠点がある。

また最終キヤプスタンと線材間にスリツプが生
じないように最終キヤプスタンを回転駆動制御し
ているので、例えば撚線機の引取速度が起動時、
通常運転時又は停止時において、急速に大きくな
つた場合、線材を最終キヤプスタンで伸線せずに
撚線機で直接引取つて伸線する状態となり、一般
に線材の伸線には大きな引取力を必要とするか
ら、撚線機での全線材の引取力は線本数に比例し
て大きな値となり、撚線機に無理な張力が加わ
り、撚線機の性能が低下したり、撚線機の回転ケ
ージが破損し使用不能となる等の問題がある。

このような問題が生じないようにするために、
伸線機と撚線機との間に各線材毎にダンサーロー
ルを設けて張力を制御することも考えられるが、
ダンサーロールの変位を電気的に検出して伸線機
の各線材毎に独立してキヤプスタン周速を制御し
なければならず、伸線機の各ヘツド毎にモータ又
は変速機を必要とする外、線材数に相応したダン
サーロールを必要とするので、設備が大型となり
設備費用が高価となる欠点がある。

本発明の目的は、簡単、且つ安価な設備で伸線
機から出る各線材に張力をバランスよく与えるこ
とによつて、長時間機械を故障を生じることなく
安定して運転することができ、線伸びや緩みがな
く撚線の良好な良品質の撚線を能率よく製造でき
る撚線製造方法を提供することにある。

本発明の実施例を図面を参照してのべると、第
１図は本発明の方法を概略的に示し、この方法で
は多本掛伸線機１２とバンチヤー型撚線機１４と
は同一ライン上に組合されており、図示の実施例
では撚線機１４は７本撚りであるのが示してあ
り、７本の線材１は伸線機１２を出た後張力制御
ロール３８によつて一定張力に維持されながら撚
線機１４によつて１本の中心のまわりに６本の外
層線を撚合せて撚線を製造する。

伸線機１２は、各線材毎に６つの伸線ダイス１
６と６つのキヤプスタン１８とが交互に一直線上
に並べられた公知のスリツプ型伸線機で、各キヤ
プスタン１８の周速を、これに１〜２回掛けまわ
されて引取られ、各伸線ダイス１６で伸線される
各線材１の伸線速度よりも大きくして、各キヤプ
スタン１８と各線材１間にスリツプが生じるよう
に、各キヤプスタン１８を駆動制御する構造とな
つている。

尚、第１図において符号２０，２２はそれぞれ
入口ガイドロール、出口ガイドロールである。７
本の線材１は入口ガイドロール２０から伸線機１
２を入つて所定外径の線材１′に伸線され、出口
ガイドロール２２を通る。

撚線機１４は、前記７本の線材が回転ケージ２
４内に撚口金２６、案内ロール２８を通つて入
り、弓状に回転ケージ２４内を通り、案内ロール
２８′から他方の撚口金２６′を通つて、前記ケー
ジ２４の回転数と一定の回転比で回転駆動される
キヤプスタン３０でスリツプすることなく一定の
引取速度で引取られ、案内ロール３２、トラバー
サ３４を通つて巻取ドラム３６に巻取られ、この
間撚口金２６，２６′によつて回転ケージ２４の
１回転で２度撚りされる。尚、撚口金２６′は場
合によつては省略してもよい。

本発明の方法では撚線機１４の引取速度ｘに対
して伸線機１２の最終キヤプスタン１８Ａの周速
ｙをｙ＝ax＋Ａ（ａは比例定数でａ≧１、Ａはバ
イアスでＡ＞０）の関係で制御するようにする。

一般に、伸線機は伸線ダイスと線材との摩擦力
が大きく、線材の伸線に大きな引取力を必要とす
る。特に起動時には撚線機１４に比較し、伸線機
１２の起動が遅れ、逆に停止時には、撚線機１４
に比較し、伸線機１２が早く停止する等、伸線機
１２と撚線機１４の速度同期が取りにくい傾向が
ある。このため伸線機１２の最終キヤプスタン１
８Ａの周速にバイアスＡを与えることによつて、
起動時及び停止時に、その周速を撚線機１４の引
取速度よりも15％（スリツプ率15％）程度大きく
し、通常運転時には、その周速を上記ax＋Ａの
関係で大きくし、（スリツプ率は５％程度に減少
する）、最終キヤプスタン１８Ａで引取られる線
材１′を常時これと最終キヤプスタン１８Ａとの
スリツプによる摩擦力で引取るように、最終キヤ
プスタン１８Ａを駆動制御する。

このようにスリツプを生じさせると、最終キヤ
プスタン１８Ａで引取られる線材１′の伸線速度
が撚線機１４の引取速度と等しくなり、最終キヤ
プスタン１８Ａと撚線機１４間の線材１′には、
撚線機１４で線材１′を引取つて良品質の撚線を
製造するのに適当な引取力が作用する。

即ち、撚線製造装置の起動時、通常運転時及び
停止時に、撚線機１４の引取速度が線材１′の伸
線速度に対して相対的に大きくなつた場合には、
最終キヤプスタン１８Ａと線材１′との圧着力が
強くなつて、両者間のスリツプ率が小さくなり、
最終の伸線ダイスから線材１′を伸線するための
引取力が大きくなろうとするが、このようになる
と、最終キヤプスタン１８Ａと撚線機１４間で線
材１′が緩んでくるので、最終キヤプスタン１８
Ａで線材１′を引取る力が弱くなり、その伸線速
度が低下するので、線材１′の伸線速度は撚線機
１４の引取速度と等しくなるまで増加するのみで
あり、線材１′は最終キヤプスタン１８Ａでもつ
て常時撚線機１４の引取速度と等しい伸線速度で
引取られることになる。

一方、撚線機１４の引取速度が線材１′の伸線
速度に対して相対的に小さくなつた場合には、最
終キヤプスタン１８Ａと線材１′との圧着力が弱
くなつて、両者間のスリツプ率が大きくなり、最
終の伸線ダイスから線材１′を伸線するための引
取力が小さくなろうとするが、このようになる
と、最終キヤプスタン１８Ａと撚線機１４間で線
材１′が張つてくるので、最終キヤプスタン１８
Ａで線材１′を引取る力が強くなり、その伸線速
度が増加するので、線材１′の伸線速度は撚線機
１４の引取速度と等しくなるまで減少するのみで
あり、線材１′は最終キヤプスタン１８Ａでもつ
て常時撚線機１４の引取速度と等しい伸線速度で
引取られることになる。

撚線機１４で引取られる線材１′の引取速度は
中心に入る線材と外層の線材とでは異なるが（撚
線の撚込率の相違で前者の方が後者よりも小さく
なる）、各最終キヤプスタン１８Ａの周速が各線
材１′の撚線機１４における引取速度よりも常時
大きく、最終キヤプスタン１８Ａと線材１′間に
は必ずスリツプが生じているので、最終キヤプス
タン１８Ａで引取られて中心に入る線材１′の伸
線速度は、撚線機１４で引取られて中心に入る線
材１′の引取速度に等しく、また最終キヤプスタ
ン１８Ａで引取られる外層の線材１′の伸線速度
は撚線機１４で引取られる外層の線材１′の引取
速度に等しくなり、撚線時に中心に入る線材が飛
び出したり、外層の線材が細径化する不都合は生
じない。また線材を撚線機で直接引取つて伸線す
ることがないので、撚線機に無理な張力が加わら
ず、撚線機の性能が低下したり、撚線機の回転ケ
ージが破損し使用不能となる等の問題もなくな
る。

ところが伸線機１２の最終キヤプスタン１８Ａ
で引取られる線材１′の伸線速度が増減変動した
場合には、ノンスリツプ型伸線機では、線速調節
機構又はダンサーロールにより、スリツプ型伸線
機では前記したように最終キヤプスタン１８Ａよ
りも手前側の各キヤプスタン１８の周速が線材の
伸線速度よりも大きく、両者間に常時スリツプが
生じるようになつているので、いずれの伸線機を
使用する場合にも、前記速度変動に基づく線材張
力のアンバランスを防止し得ることはいうまでも
ない。

また撚線製造装置は起動後、伸線機１２の最終
キヤプスタン１８Ａの周速ｙをｙ＝ax＋Ａ（ａは
比例定数でａ≧１、ＡはバイアスＡ＞０）の関係
で、撚線機１４の引取速度よりも大きくするよう
に駆動制御すると、前記した通り線材の速度変動
に基づく張力のアンバランスを防止し得るが、更
に通常運転時における最終キヤプスタン１８Ａと
線材１′間のスリツプ率の起動時におけるスリツ
プ率よりも小さくなるので、高速運転時の線材張
力制御が容易となる。

例えば、伸線機１２で伸線された外径１mmの銅
線からなる線材１′を７本撚合せて撚ピツチ38mm
の撚線を製造する場合、通常運転時の撚線機１４
の回転ケージ２４の回転数を1200rpmとすると、
撚線機１４の引取速度は91.2m／min（通常中心に
入る線材１′の引取速度をいう）となる。そこで
最終キヤプスタン１８Ａの周速ｙをｙ＝1.044x＋
0.53（実験式）の関係を充たすように選ぶと、通
常運転時の最終キヤプスタン１８Ａの周速は
95.7m／minとなるから、通常運転時のスリツプ
率は4.9％である。

一方、起動時のケージ回転数を66rpmとする
と、撚線機の引取速度は5m／minとなる。そこ
で最終キヤプスタン１８Ａの周速ｙを上記数式の
関係を充たすように選ぶと、起動時の最終キヤプ
スタン１８Ａの周速は5.57m／minとなるから、
起動時のスリツプ率は15％となる。

なお撚線の外層となる線材は撚込率の関係で中
心に入る線材よりも1.2％引取速度が大きくなる
が、最終キヤプスタン１８Ａは全て同一回転数で
回転するようにセツトされているので、外層線材
を引取る最終キヤプスタン１８Ａの周速は、中心
に入る線材を引取る最終キヤプスタン１８Ａの周
速と一致し、即ち、通常運転時では95.7m／min、
起動時では5.75m／minである。従つて、外層線
材１′の最終キヤプスタン１８Ａにおけるスリツ
プ率は若干低下し、通常運転時では3.7％、起動
時では12.7％となる。

ところで、通常運転時に撚線機１４の引取速度
が急激に大きくなると、前記したように最終キヤ
プスタン１８Ａと線材１′との圧着力が大きくな
り、最終キヤプスタン１８Ａから引取られる線材
の伸線速度が大きくなるが、通常運転時の伸線速
度自体が既に高速なので、伸線速度の増加度合が
大きく、伸線速度が大きくなり過ぎて、線材１′
が大きく緩み、最終キヤプスタン１８Ａから外れ
て引取不能となるか、伸線速度が大きくなつた
後、今度は急激に伸線速度が小さくなり、制御系
統がハンチングを起こすといつた現象が起きやす
く、線材の張力制御が難しい。ところが本発明で
は通常運転時における最終キヤプスタン１８Ａと
線材１′間のスリツプ率が起動時におけるスリツ
プ率よりも小さくなるので、両者間の相対速度が
小さくなり、線材の外れやハンチングが起こり難
くなり、最終キヤプスタン１８Ａと撚線機１４間
の線材１′の張力が安定し、線材１′が張り過ぎた
り、緩み過ぎることがなく、長時間安定した高速
運転が可能で、撚線の製造能力を向上することが
できる。

第２図は本発明の方法を実施するための１つの
具体例を示し、この具体例では撚線機１４の引取
速度ｘを張力制御ロール３８から取出して伸線機
１２の各最終キヤプスタン１８Ａの駆動モータ４
０を制御している。張力制御ロール３８からベル
ト伝動機構４２を介して回転数検出器４４によつ
て引取速度ｘに相応した引取速度信号Sxを検出
する。

この引取速度信号Sxは可変抵抗器VR₁によつ
て０〜15％程度の範囲で傾斜を変えてaxに相応
する傾斜可変信号Saxを得る。演算回路４４はこ
の傾斜可変信号Saxに可変抵抗器VR₂から発生す
るバイアスＡに相応するバイアス信号S_Aを加算
してax＋Ａに相応する制御信号Syを発生し起動
停止スイツチ４６を介して駆動モータ４０の駆動
回路４８に供給する。従つて、駆動モータ４０は
伸線機１２の各最終キヤプスタン１８Ａをｙ＝
ax＋Ａの制御された同一周速に設定するように
駆動回路４８によつて駆動される。尚、第２図に
おいて符号４９は駆動モータ４０から最終キヤプ
スタン１８Ａを駆動する歯車伝動機構、また符号
５０は駆動モータ４０の回転数検出器であり、そ
の信号は駆動回路４８に帰還されて制御信号Sy
と比較されて回転モータ４０が所定の回転数で駆
動されるようにしている。

第３図は本発明の方法によつて伸線機１２の最
終キヤプスタン１８Ａの周速ｙが撚線製造装置の
運転によつてどのように変化するかを示し、点線
ａはｙ＝ｘ、破線ｂはｙ＝ax、実線ｃはｙ＝ax
＋Ａによつて制御される場合をそれぞれ示す。こ
の図において、ａの場合は起動時、通常運転時、
停止時のいずれも張力が過大になる虞れがあり、
ｂの場合には起動時、停止時に張力が過大になる
虞れがあるが、本発明のｃの場合には通常運転時
はもちろん、起動時、停止においても、前記した
ようにキヤプスタンの周速を撚線機の引取速度よ
りも大きくして最終キヤプスタンで引取られる線
材と該キヤプスタン間にスリツプが生じるように
しているので、張力が過大にならず、撚線機に無
理な力が作用することがない。尚、第３図におい
てｔはバイアスＡによつて最終キヤプスタン１８
Ａの停止が遅れる時間を示す。

次の表はmm²の７本の線材１′を撚合せる場合、
張力制御ロール周速ｘ（引取速度）に対し伸線機
１２の各最終キヤプスタン１８Ａをｙ＝1.03x＋
1.1、ｙ＝ｘ＋2.8の各周速（Ｐ、Ｑ）で駆動した
例をそれぞれ示し、いずれの場合も連続的安定し
て運転することができた。

表 ｘ(m/min) Ｐ(m/min) Ｑ(m/min) 0 1.1 2.8 10 11.4 12.8 20 21.7 22.8 30 32.0 32.8 40 42.3 42.8 50 52.6 52.8 55 57.8 57.8 尚、上記実施例では撚線機の引取速度ｘを張力
制御ロール３８から取出したが、キヤプスタン３
０から取出してもよく、また線材１′又は撚線に
係合する他のロールから取出してもよい。また上
記撚線機の引取速度とは、撚線機で撚合された後
の一本の撚線自体を引取る速度だけに限定される
ものではなく、撚合される前の線材（中心に入る
線材を有する撚線の場合における外層線材、又は
中心に入る線材を有しない集合撚線における各線
材）の走行速度であつてもよい。更に本発明の実
施例では、伸線機として各キヤプスタン（最終キ
ヤプスタンを含む）毎に一本の線材を掛けるもの
について説明したが、一個の共通なキヤプスタン
に各線材を掛けるようなものでもよい。特に撚合
される線材の本数が少ない場合に有効である。

本発明によれば、多本掛伸線機とバンチヤー型
撚線機とを同一ライン上に組合せて複数本の線材
を伸線後連続的に撚線する撚線製造方法におい
て、前記撚線機の引取速度ｘに対して前記伸線機
の最終キヤプスタンの周速ｙをｙ＝ax＋Ａ（ａは
比例定数でａ≧１、ＡはバイアスでＡ＞０）の関
係で、撚線機の引取速度よりも大きくして、最終
キヤプスタンで引取られる線材を常時これと最終
キヤプスタンとのスリツプによる摩擦力で引取る
ように、最終キヤプスタンを駆動制御し、撚線機
の引取速度が伸線機の最終キヤプスタンで引取ら
れる線材の引取速度よりも相対的に大きくなる
と、最終キヤプスタンと線材との圧着力が強くな
つて両者間のスリツプ率が小さくなり、線材の伸
線速度を撚線機の引取速度と等しくなるまで増加
させ、撚線機の引取速度が伸線機の最終キヤプス
タンで引取られる線材の伸線速度よりも相対的に
小さくなると、最終キヤプスタンと線材との圧着
力が弱くなつて両者間のスリツプ率が大きくな
り、線材の伸線速度を撚線機と等しくなるまで減
少させることにより、最終キヤプスタンで引取ら
れる線材の伸線速度を撚線機の引取速度と等しく
なるようにしたものである。

従つて、伸線機で伸線された複数の線材を撚線
機で撚線する場合に、撚込率の相違で中心に入る
線材と外層の線材の引取速度が異なつても、伸線
機の最終キヤプスタンと撚線機間の各線材の張力
が等しくなつて、撚線時に中心に入る線材が飛び
出したり、外層の線材が引き伸ばされて細径化す
ることがなくなり、撚姿の良好な撚線を長時間安
定して製造することができる。

また製造される撚線のサイズに見合つた最終キ
ヤプスタンを多数準備したり、伸線機と撚線機間
に各線材毎にダンサーロールを設けて張力制御す
る必要がなく、設備が簡単が小型化され、設備費
用も安価となる。更に撚線製造装置の起動時、通
常運転時、又は停止時に、撚線機の引取速度が最
終キヤプスタンで引取られる線材の伸線速度に対
して相対的に大きくなつても、各線材を撚線機で
直接引取つて伸線することがないので、撚線機に
無理な力が加わらず、撚線機の性能を比較的長く
良好に維持することができ、且つ回転ケージが折
損等の損傷をして使用不能となることがなく、故
障率が低下し保守が容易である。

更に最終キヤプスタンと線材間のスリツプ率
が、高速運転となる通常運転時に、起動時、停止
時の場合よりも小さくなるので、通常運転時に入
つても線材が最終キヤプスタンから外れたり、制
御系がハンチングを起こすことがなく、最終キヤ
プスタンと撚線機間の線材の張力が安定し、長時
間安定した高速運転が可能で撚線の製造能力を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略系統図、
第２図は本発明に用いられる制御系統の一例を示
す回路図、第３図は本発明の方法を時間に対し最
終キヤプスタンの周速で示す線図である。 １，１′……線材、１２……伸線機、１４……
撚線機、１８Ａ……最終キヤプスタン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 多本掛伸線機とバンチヤー型撚線機とを同一
   ライン上に組合せて複数本の線材を伸線後連続的
   に撚線する撚線製造方法において、前記撚線機の
   引取速度ｘに対して前記伸線機の最終キヤプスタ
   ンの周速ｙをｙ＝ax＋Ａ（ａは比例定数でａ≧
   １、ＡはバイアスでＡ＞０）の関係で、撚線機の
   引取速度よりも大きくして、最終キヤプスタンで
   引取られる線材を常時これと最終キヤプスタンと
   のスリツプによる摩擦力で引取るように、最終キ
   ヤプスタンを駆動制御し、撚線機の引取速度が伸
   線機の最終キヤプスタンで引取られる線材の伸線
   速度よりも相対的に大きくなると、最終キヤプス
   タンと線材との圧着力が強くなつて両者間のスリ
   ツプ率が小さくなり、線材の伸線速度を撚線機の
   引取速度と等しくなるまで増加させ、撚線機の引
   取速度が伸線機の最終キヤプスタンで引取られる
   線材の伸線速度よりも相対的に小さくなると、最
   終キヤプスタンと線材との圧着力が弱くなつて両
   者間のスリツプ率が大きくなり、線材の伸線速度
   を撚線機の引取速度と等しくなるまで減少させる
   ことにより、最終キヤプスタンで引取られる線材
   の伸線速度を撚線機の引取速度と等しくなるよう
   にしたことを特徴とする撚線製造方法。