JPH0696832B2 - 異形素線の撚線方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、例えば光複合架空地線に使用される扇形Al
覆鋼線の如き異形素線を中心線材上に撚合せる方法に関
するものである。

従来の技術 最近の架空地線としては、光ファイバユニットを中心線
としてその周囲にAl覆鋼線や高強度アルミニウム合金線
などの高強度導電素線を撚合せて、光伝送機能を持たせ
た光複合架空地線が開発されている。このような光複合
架空地線においては、充分な素線強度を得るために素線
断面積は大きくすると同時に、風に対する抵抗等の点か
ら全体の外径は小さくすることが望ましく、そのために
は第７図に示すように光ファイバユニット１の周囲に撚
合せられる各素線２の断面形状を扇形とすることによっ
て全体の断面外形形状を真円に近い形状とすることが行
なわれている。またこのように各素線２の断面形状を扇
形とすることによって、撚線層を構成する隣り合う各素
線２間のブリッジ効果により中心の光ファイバユニット
１に与えられる周囲からの圧力を緩和し得る効果も得ら
れる。なおここで扇形とは、２個の同心円によって挟ま
れた部分を、半径方向に沿った切断線で分割した形状を
意味する。

ところで上述のような扇形断面を有するAl覆鋼線等から
なる素線２を光ファイバユニット１の周囲に撚合せて光
複合架空地線を製造する場合、その架空地線の長さ方向
のいずれの位置においても各素線２の凹湾曲面2Aが側を
向き凸湾曲面2Bが外側を向くように、撚合せ中心線材
（光ファイバユニット１の中心線）に対し各素線２の位
相を合わせる必要がある。そこで一般には撚返しなしで
ボビンから繰出された素線２を光ファイバユニット１の
外周上に撚合せることが行なわれている。すなわち例え
ば第８図に示すように、撚合せるべき各素線２を繰出す
ための複数のボビン３を、その軸線が回転枠４の回転円
周に沿うように、かつ回転枠４の回転中心に対し直交す
る面内で自転不能となるように回転枠４に取付け、その
回転枠４を光ファイバユニット１の中心線を中心として
回転させつつ各ボビン３からそれぞれ素線２を繰出して
撚合せることが行なわれる。この場合、各ボビン３は回
転枠４の中心を基準として公転はするものの、回転枠４
の回転中心に対して直交する面内での自転は行なわず、
したがって撚返しなしで各素線の撚合せ中心線に対する
位相が常に保持されることになる。

前述のような光複合架空地線に使用されるAl覆鋼線や高
強度Al合金線はその剛性が純Al線に比較して格段に高
い。そのためAl覆鋼線や高強度Al合金線からなる扇形断
面等の異形断面を有する素線を前述のようにして撚合せ
た場合、各素線のスプリングバックによって素線のバラ
ケ（浮き上がって素線間の間隙が開くこと）あるいは撚
合せた線のうねりや回転が生じてしまうおそれがある。
また特にAl覆鋼線を用いて撚合せた場合、素線のバラケ
に起因して各素線表面のAl被覆層が傷付き、素線の耐食
性が低下する問題もある。

この問題を解決するためには、例えば特開昭60−154829
号公報あるいは特開昭60−154831号公報に示されている
ように各素線にねじり（ツイスト）を与えてから撚合
せ、かつ撚合せた後に熱処理を施して素線の歪（残留応
力）を除去することによってスプリングバックの発生を
防止する方法が提案されている。また例えば特開昭60−
154828号公報に開示されているように撚合せ前に予め各
素線を本来の中心線材とは別のダミーとしてのコア材上
に螺旋状に巻付け、その状態でローラーフォーマーある
いは熱処理によって素線の歪を除去し、その後前記ダミ
ーとしてのコア材から外して、改めて中心線材上に撚合
せる方法も提案されている。さらに例えば特開昭60−15
4828号公報に記載されているように予め各素線にねじり
を付与した後、各素線にローラーフォーマーを作用させ
て歪みを除去し、しかる後に各素線を中心線材上に撚合
せる方法も提案されている。

発明が解決すべき問題点 前述の特開昭60−154829号公報あるいは特開昭60−1548
31号公報に記載されている方法では、特に光複合架空地
線の場合、撚合せ後に熱処理すれば光ファイバユニット
にも熱が加わることになり、そのため光ファイバが熱に
よって劣化する問題がある。

また特開昭60−154828号公報に記載されている方法で
は、撚合せ前に各素線の歪を除去するため、熱による光
ファイバの劣化の問題等は生じないが、撚合せ前に別工
程でダミーとしてのコア材上に巻付ける工程と、そのダ
ミーコア材上の歪を除去する工程と、コア材から外す程
とを実施しなければならないため、工程が著しく複雑と
なり、作業工数が著しく多くなるとともに設備コストも
著しく高くなり、したがって能率面、コスト面から実用
化には到底耐えられない問題がある。

さらに前記特開昭60−154828号公報に記載されている方
法の場合も、撚合せ前に別工程で素線にねじりを付与す
る工程とローラーフォーマーで歪を除去する工程とを必
要とするため、作業工数が多いとともに設備コストも高
くなり、実用化にはほど遠いものであった。

この発明は以上の事情を背景としてなされたもので、異
形素線を中心線上に撚合せるにあたって、前記各従来例
の如き不都合が生じることなく、素線のスプリングバッ
クに起因する素線のバラケや回転、うねりが生じないよ
うにした異形素線の撚線方法を提供することを目的とす
るものである。

問題点を解決するための手段 この出願の第１発明の撚線方法においては、複数本の異
形素線を中心線材上に撚合せるにあたって、先ず各異形
素線のボビン等からの繰出しは撚返しなしで行なう。引
続いてその繰出された各異形素線に、ねじり後に見込ま
れるスプリングバックによりねじれが戻った状態におけ
る残留ねじれのピッチが所定の撚合せピッチと同じとな
るように、所定の撚合せピッチよりも短いピッチでねじ
りを与える（以下撚合せピッチよりも短いピッチでねじ
れを与えることをオーバーツイストと記す）。さらにそ
のオーバーツイストされた各素線を撚合せるまでの間
に、前記スプリングバックによって見込まれるねじれの
戻り量に対応するねじり量分（オーバーツイスト分）だ
け各異形素線のねじれを戻して、その状態で中心線材上
に各素線を撚合せる。すなわち、オーバーツイスト分の
ねじりを強制的に戻し、所定の撚合せピッチと等しいピ
ッチの残留ねじりに相当するねじりを有する状態とし、
その状態で撚合せる。

また第２発明の撚線方法においては、第１発明の場合と
同様にオーバーツイストした後、撚合せまでの間にスプ
リングバックによるねじれ戻りを生じさせて、所定の撚
合せピッチと等しい残留ねじりを有する状態とし、その
状態で中心線材上に各異形素線を撚合せる。すなわちこ
の場合はオーバーツイスト分のねじれは撚合せまでの間
に自然に戻される。

作 用 第１発明の撚線方法において、前述のように撚合せない
しで繰出された複数本の異形素線のそれぞれについて、
ねじれ後のスプリングバックによりねじれが戻った状態
における残留ねじれのピッチが撚合せピッチと同じとな
るようにオーバーツイストし、引続いてそのオーバーツ
イスト分（すなわちスプリングバックによる戻るねじれ
量）だけねじれを戻してから撚合せることは、撚合せま
での間に既にスプリングバックによるねじれの戻りが完
了していることを意味する。したがって撚合せ後にはも
はやスプリングバックによるねじれの戻りは生じず、し
たがって撚合せた撚線に素線のスプリングバックに起因
してバラケやうねり、回転が生じることが有効に防止さ
れる。

例えば撚合せピッチに見合うねじれ量を100％とすれ
ば、スプリングバックによるねじれの戻り量が20％と見
込まれる場合、125％のねじれ量のオーバーツイストを
行なえば、オーバーツイスト後の撚合せまでの間に125
％のねじれに対する20％のねじれ戻りが生じて頂度100
％のねじれとなって撚合せピッチに見合ったねじれ量と
なり、その状態で撚合せられる。これはスプリングバッ
クにより20％のねじれの戻りが生じた状態と同じである
から、もはや撚線にスプリングバックは生じない。一般
化すれば、スプリングバックによるねじれの戻り量がＸ
％と見込まれる場合、オーバーツイスト時のねじれ量Ｙ
（％）は、 Ｙ＝1000/（100−Ｘ） とすれば良い。もちろん実際には若干の誤差があっても
良く、実用上は上記Ｙの値に対し上下５％程度は許容さ
れる。すなわちこの程度の誤差があっても、ねじれ後の
スプリングバックによりねじれが戻った状態における残
留ねじれのピッチが撚合せピッチと実質的に同じとみな
せるのである。なお、この発明において主として対象と
している光複合架空地線に使用される扇形Al覆鋼線にお
けるスプリングバックによるねじれの戻り量は20〜30％
程度であり、したがってこの場合はオーバーツイスト時
のねじり量は、125〜140％程度とすれば良い。

また第２発明の方法においては、第１発明の方法と同様
にオーバーツイストした後、撚合せまでの間にスプリン
グバックにより自然にオーバーツイスト分のねじれが戻
り、その状態で撚合せるから、この場合も第１発明の場
合と同様に撚合せ後の撚線にスプリングバックが生じな
いのである。

なお以上のような各素線の繰出しから撚合せまでは第１
発明、第２発明のいずれの場合も一連続の工程で行なわ
れる。

実施例 第１図に第１発明の方法を実施している状況の一例を示
し、また第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に各段
階での状態を示す。

第１図において、例えば扇形断面を有する複数本の異形
素線２はそれぞれ第１の回転枠10の円周方向に沿って所
定間隔を置いて配設された複数のボビン３から繰出され
る。なお第１図では図面の簡略化のためボビン３は１個
のみ示している。ここで各ボビン３は第１の回転枠10の
回転中心軸に対し直交する面内で自転しないように第１
の回転枠10に取付けられている。前記第１の回転枠10に
取付けられている。前記第１の回転枠10の前方にその第
１の回転枠10に対し直列状に配置された第２の回転枠11
には、第１の回転枠10内のボビン３から繰出された複数
本の異形素線２をそれぞれ各別に巻付けて各素線２の位
置、姿勢を規制するための複数組のダブルキャプスタン
12（図では１組のみ示す）が周方向に所定間隔を置いて
配設されている。こらダブルキャプスタン12は第２の回
転枠11の回転中心線に対し直交する面内で、第２の回転
枠11の回転方向（公転方向）とは反応の方向に自転し得
るように構成されている。さらに第２の回転枠11の前方
にその第２の回転枠11に対し直列状に配置された第３の
回転枠13には、第２の回転枠11内のダブルキャプスタン
12を通過した複数本の異形素線２をそれぞれ各別に巻付
けてその位置、姿勢を規制するための複数組のダブルキ
ャプスタン14（図では１組のみ示す）が周方向に所定間
隔を置いて配設されている。これらのダブルキャプスタ
ン14も第３の回転枠13の回転中心線に対し直交する面内
で、第３の回転枠13の回転方向（公転方向）とは反対の
方向に転し得るように構成されている。なお上記各回転
枠10、11、13は同一周期で回転するものであり、図示の
ように各回転枠10、11、13を独立に構成して互いに同期
して回転するようにしても良く、あるいは各回転枠10、
11、13を一体に回転するように構成しても良い。さらに
前記第３の回転枠13の前方には撚合せダイス15が配設さ
れ、その撚合せダイス15の前方には撚合された撚線16を
巻取るための巻取ドラム17が配設されている。

第１図に示されるような装置を用いて第１発明の撚線方
法を実施する例を以下に説明する。

撚合せるべき複数本の扇形Al覆鋼線等の異形素線２は第
１の回転枠10に配設された各ボビン３から繰出され、ま
た例えば内部の光ファイバケーブルを収容した金属パイ
プ等の撚合せ中心線材18は別のボビン19から各回転枠1
0、11、13の中心位置を通るように供給される。ここで
第１の回転枠10は、撚合せピッチと巻取ドラム17の回転
速度に応じた所定の速度で回転する。一方各ボビン３は
第１の回転枠10のスプリングバッ中心線に対し直交する
面内（すなわち回転面内）で自転しないから、各異形素
線２は撚返しなしで送り出されることになる。第１図
（Ａ）に、ボビン３の公転状況および送り出される扇形
断面を有する異形素線２の位相を、第１の回転枠10の回
転中心線０に直交する面内で模式的に示す。

各ボビン３から繰出された各異形素線２は、それぞれ第
２の回転枠11のダブルキャプスタン12に巻付けられる。
ここで第２の回転枠11は第１の回転枠10と同期してまた
は一体に同一回転速度で同方向へ回転する。また各ダブ
ルキャプスタン12は、第２の回転枠11の回転面内におい
て第２の回転枠11の回転方向に対し反対方向に第２の回
転枠11の回転角速度を越える回転角速度で回転せしめら
れて、各異形素線２にオーバーツイストが与えられる。

ここで、第２の回転枠11の１回転に対しダブルキャプス
タン12が頂度１回転（360゜）回転する場合は、頂度100
％のねじり、すなわち撚合せの１ピッチ当り360゜のね
じりが与えられることになるが、この発明の場合はスプ
リングバックによって見込まれるねじれ戻り量に対応し
て第２の回転枠の１回転に対しダブルキャプスタン12を
360゜を越える角度回転させて、オーバーツイストを与
えるのである。例えばスプリングバックによるねじれの
戻りが25％と見込まれる場合、前記式によりオーバーツ
イスト時のねじり量Ｙは133.3％（＝4/3）が必要とされ
るから、第２の回転枠11の１回転に対し360゜×4/3＝48
0゜の自転をダブルキャプスタン12に与える。この場合
のダブルキャプスタン12の回転状況を第２図（Ｂ）に模
式的に示す。この図１個のダブルキャプスタン12が経時
的に公転しつつ自転する状況を、そのダブルキャプスタ
ン12に巻掛けられている扇形断面を有する異形素線２の
位相の変化と併せて示すものである。このように第２の
回転枠11の１回転当り480゜の転をダブルキャプスタン1
2に与えることによって、異形素線２に480゜のねじりが
与えられ、結局120゜だけ100％のねじりの場合よりオー
バーツイストされることになる。

このように第２の回転枠11のダブルキャプスタン12でオ
ーバーツイストが与えられた各異形素線２は、次に第３
の回転枠13のダブルキャプスタン14に巻付られる。この
第３の回転枠13は第１、第２の回転枠10、11と同方向へ
同期してまた一体に同じ回転速度で回転し、またダブル
キャプスタン14は、第３の回転枠13の回転方向に対し反
対方向へ第３の回転枠13の１回転に対し１回転（360
゜）自転する。この状況を第２図（Ｃ）に模式的に示
す。第２図（Ｃ）を第２図（Ａ）、（Ｂ）と比較すれば
理解できるように、第１の回転枠10のボビン３から繰出
された状態の異形素線との関係で見れば第３の回転枠13
のダブルキャプスタン14の自転、公転によって頂度360
゜の撚返しが与えられた状態となっているが、第２の回
転枠11のダブルキャプスタン12でオーバーツイストが与
えられた状態の異形素線との関係で見れば、オーバーツ
イスト分だけねじりが戻されて、撚合せピッチに相当す
るねじりが与えられている状態となる。すなわち、前述
のように480゜のオーバーツイストを行なった例では、1
20゜のねじりが戻されることになる。ここで120゜のね
じり戻り量は480゜に対し25％に相当し、したがってス
プリングバックによって見込まれるねじれの戻り分25％
が第２の回転枠11のダブルキャプスタン12と第３のスプ
リングバック13のダブルキャプスタン14との間で戻され
たことになる。

続いて各異形素線２は撚合せダイス15において中心線材
18上に撚合される。この時、各異形素線２では撚合せピ
ッチに対応してねじりが既に与えられており、したがっ
てその撚合せピッチで各異形素線２の位相が崩れること
なく、正しく撚合される。第２図（Ｄ）に、撚合せダイ
ス15の入口における異形素線２の回転状況を示す。

なお以上の実施例において、第２図（Ａ）〜（Ｃ）は、
各回転枠10、11、13内の１個のボビン３もしくは１個の
ダブルキャプスタン12または14の経時的な回転状況を示
したが、念のためボビン３とダブルキャプスタン12との
間、ダブルキャプスタン12とダブルキャプスタン14との
間、およびダブルキャプスタン14と撚合せダイス15との
間のそれぞれの間隔が撚合せピッチの整数倍である場合
について、全ボビン、全キャプスタン、および全異形素
線が如何なる位置、姿勢にあるかを第３図（Ａ）〜
（Ｄ）に示す。但し第３図（Ｄ）は撚合された状況を示
す。

なお第１図の実施例において、各異形素線２の撚合せを
容易にするため、第３の回転枠13のダブルキャプスタン
14と撚合せダイス15との間に各異形素線に巻付けぐせを
与える装置を配置しても良いことは勿論である。

第４図には第２発明の方法を実施している状況の一例を
示す。

第４図の装置においては、第１図における第３の回転枠
13およびそれに配置されていたダブルキャプスタン14を
省略した点以外は第１図の装置と同じ構成となってい
る。このように第３の回転枠13およびダブルキャプスタ
ン14を省いた場合でも、前述の場合と同様に第２の回転
枠11のダブルキャプスタン12によって各異形素線２にオ
ーバーツイストを与えておけば、第２キャプスタン12か
ら撚合せダイス15までの間にスプリングバックによって
オーバーツイスト分のねじれが戻り、したがってスプリ
ングバックによるねじれの戻りがそれ以上生じない撚線
が得られる。但しこのようにスプリングバックに相当す
るオーバーツイスト分のねじれを自然に戻す場合には、
撚合せダイス15において各異形素線の姿勢を確実に保持
することが望ましい。

また上述のように第３の回転枠13のダブルキャプスタン
14を設ない場合、例えば第５図、第６図に示すように撚
合せ位置（すなわち撚合せダイス15の入口）から撚合せ
ピッチの整数倍だけ手前の位置に、各異形素線２の断面
形状にほぼ適合する複数の穴型ロールあるいはダイス20
を配設するとともにその穴型ロールもしくはダイス20を
第４の回転枠21に取付けておき、その穴型ロールもしく
はダイス20をボビン２やダブルキャプスタン12の公転と
同期して回転するように構成して、各異形素線２をその
穴型ロールもしくはダイス20に通すことによって各異形
素線２の姿勢を撚合せ位置での姿勢に保持するように構
成しても良い。この場合は第２の回転枠11のダブルキャ
プスタン12と穴型ロールもしくはダイス20との間におい
てオーバーツイスト分のねじれが戻されることになる。

なお以上の説明では各ボビン３、ダブルキャプスタン1
2、14をそれぞれ回転枠に取付けて公転させる構成とし
たが、場合によってはこれらを非回転枠に取付けて、撚
合せた撚線を巻取るための巻取ドラム17を撚合せ中心線
を基準として回転させる所謂ドラムツイスター方式を採
用しても良いことは勿論である。この場合も前記同様に
ダブルキャプスタン14は省くことができ、またその場合
穴型ロールもしくは穴型ダイス20によって姿勢を保持し
ても良く、後者の場合穴型ロールもしくはダイス20は固
定位置に設けることができる。

さらに、各ボビン３から撚返しなしで繰出された各異形
素線２にオーバーツイストを与えるための具体的手段と
しては、前述のようなダブルキャプスタンに限らず、例
えばスパイラル状の異形溝を有するダイスを通す等の方
法を適用しても良い。この場合そのスパイラル状の異形
溝を有するダイスは前記第２の回転枠11に固定して取付
けておけば良い。なお各図では断面扇形の異形素線の撚
合せの場合について示したが、その他の異形形状を有す
る素線を撚合せる場合にも適用可能なことは勿論であ
る。

発明の効果 前述の説明で明らかなようにこの発明の撚線方法によれ
ば、中心線材上に複数本の異形素線を撚合せるにあたっ
て、撚線後に各素線のスプリングバックにより素線のバ
ラケや撚線全体のうねりや回転が生じるおそれがなく、
したがってAl覆鋼線や高強度Al合金線の如く剛性の高い
異形素線、すなわちスプリングバックが極めて大きい素
線を撚合せる場合に最適である。またAl覆鋼線の場合、
撚線後の素線のバラケによってAl被覆層が傷付くおそれ
がなく、したがってAl被覆層による耐食性を充分に維持
することができる。さらにこの発明の方法では、スプリ
ングバック防止のために歪除去熱処理を撚線後に施す必
要がないため、光複合架空地線の如く光ファイバケーブ
ルのような加熱により劣化し易い線材を含む中心線材を
用いた場合でもその光ファイバケーブル等の劣化のおそ
れがなく、さらには各異形素線の繰出しから撚合せまで
を一連続の極めて簡単な工程で行なうため、作業能率が
高いとともに、設備コストも安価となり、したがって撚
線製造コスト全体が従来法と比較して著しく安価とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１発明の方法を実施している状況の一例を示
す略解図、第２図（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ第１図の方
法における各段階でのボビンもしくはダブルキャプスタ
ンおよび異形素線の経時的な回転状況を回転中心線０に
対し直交する面内で示す模式図、第３図（Ａ）〜（Ｄ）
はそれぞれ第１図の方法における各段階での各ボビンも
しくは各ダブルキャプスタンおよび各異形素線の同時刻
での状況を、それらの回転中心線に対し直交する面内で
示す模式図、第４図は第２発明の方法を実施している状
況の一例を示す略解図、第５図は第２発明の方法を実施
する装置の他の例を示す略解図、第６図は第５図の矢視
VI−VI線における正面図、第７図は光複合架空地線の一
例を示す断面図、第８図は第７図の光複合架空地線を撚
合せるための従来の撚線方法の一例を示す側面図であ
る。 ２……異形素線、３……ボビン、10……第１の回転枠、
11……第２の回転枠、12……ダブルキャプスタン、13…
…第３の回転枠、14……ダブルキャプスタン、15……撚
合せダイス、16……撚線、17……巻取ドラム、18……中
心線材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数本の異形素線を中心線材上に撚合せる
   にあたり、各異形素線を撚返しなしで繰出し、続いてそ
   の繰出された各異形素線に、ねじり後のスプリングバッ
   クによりねじれが戻った状態における残留ねじれのピッ
   チが所定の撚合せピッチと同じとなるように、所定の撚
   合せピッチより短いピッチでねじりを加え、続いて撚合
   せまでの間に前記スプリングバックによるねじれ戻り量
   に対応するねじり量分だけ各異形素線のねじれを戻し
   て、その状態で前記中心線材上に各異形素線を撚合せる
   ことを特徴とする異形素線の撚線方法。
2. 【請求項２】複数本の異形素線を中心線材上の撚合せる
   にあたり、各異形素線を撚返しなしで繰出し、続いてそ
   の繰出された各異形素線に、ねじり後のスプリングバッ
   クによりねじれが戻った状態における残留ねじれのピッ
   チが所定の撚合せピッチと同じとなるように、所定の撚
   合せピッチより短いピッチでねじりを加え、続いて撚合
   せまでの間にスプリングバックによるねじれ戻りを生じ
   させて、所定の撚合せピッチと等しいピッチの残留ねじ
   りを有する状態とし、その状態で前記中心線材上に各異
   形素線を撚合せることを特徴とする異形素線の撚線方
   法。