JP2009004287A - 4線式伝送線路の編組装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】一端及び他端間で減衰及び遅延等の伝送特性の優れた4線式伝送線路を製造、編組する編組装置を提供する。
【解決手段】所定間隔で平行配置された1対の平行導線L1−L2及びこれら平行導線L1−L2の長手方向に沿って対称に織り込まれた1対の編み込み導線L3−L4により構成される4線式伝送線路10を製造、編組する編組装置100は、4本の導線を供給するボビン61〜64、2本の導線L3−L4のボビン63−64を略「8の字」状に旋回移動するトラック31が形成されたトッププレート30、これらボビン61〜64からの導線L3−L4を平行導線L1−L2間に所定ピットで編み込むピンローラ40、編み込まれた4本の導線L1〜L4をフラットにするプレスロール50により構成される。
【選択図】図2

Description

本発明は伝送線の編組装置に関し、特に2本の平行導体及びこれら平行導体にブーツストラップ(靴紐)状に編み込まれた2本の導体よりなる4線式伝送線路の編組装置に関する。
一端から他端へ電気(又は電気信号)を伝送する伝送線路としては、銅等の良導電体(導体)を線状に加工した導線を使用するのが一般的である。また、斯かる導線は、その外周を絶縁被覆するか外周に絶縁体をコーティングして他の導体との接触又は短絡を防止している。
上述の如き導線を使用する伝送線路は、用途、即ち伝送される電気の性質(電圧、電流、周波数、波形等)に応じて、単一の導線による伝送線路、TV信号のフィーダ線の如く一定間隔で絶縁保持された2線式伝送線路、中心導線の外周を外部導体で包囲する同軸伝送線路等が知られており且つ広く実用化されている。
上述の如き既知の伝送線路は、転送される電気の特性に応じて最適な伝送線路を選択使用されている。しかし、斯かる伝送線路は、伝送される電気(信号)の特性や伝送距離により不可避的に無視し得ない減衰、伝送遅延(位相差)、波形歪み等を生じる。そのために、伝送された電気(電気信号)が、その用途にトラブルを生じない程度に斯かる減衰、伝送遅延、波形歪み等を補正する補償回路等が必要になる。
上述の如き補償回路は、理想的な伝送線路であれば不要であるので、構成を複雑且つ高価にする。また、例えば遅延時間(位相差)を補正する補償回路は、時間的に早い(即ち、相対的に位相が進んでいる又は遅延時間の少ない)信号を遅らせて時間的に遅れている信号に合わせる後ろ向きの補償に過ぎない。
そこで、本願の発明者の一人が、先に既存の伝送線路に比して顕著な伝送特性を有する4線式伝送線路を開発し、平成17年3月15日に特願2007−067039号『伝送媒体』として特許出願を行った。この伝送線路(4線式伝送線路)は、図1に示す如き導線から成る4本のラインL1〜L4で構成される4線式伝送線路のような特徴的な構成を有し、広い周波数範囲にわたり極めて優れた伝送特性を有することが伝送特性試験により確認された。
上記図1に示すような4線式伝送線路の製造、編組は簡単ではなく、その伝送線路を正確に製造、編組できるような編組装置は存在しなかった。
そこで、本発明は、上述の4線式伝送線路を機械的、自動的に製造可能とする4線式伝送線路の編組装置を提供することを目的とする。
本発明の4線式伝送線路の編組装置は、次の如き特徴的な構成を採用している。
所定間隔で配置された2本の平行導線の長手方向に沿って所定ピッチで長手方向に対称に2本の編み込み導線で編み込んで形成された4線式伝送線路の編組装置において、
1対の円形部分が合体した略「8の字」状のトラックが形成されたトッププレートと、
該トッププレートの前記トラックの前記1対の円形部分の略中心を貫通して前記平行導線を供給する1対のボビン及び前記トッププレートの前記トラックを旋回移動して前記編み込み導線を供給する1対のボビンよりなる導線供給手段と、
外周に沿って一定間隔で複数のピンが形成され、前記導線供給手段から供給される前記2本の平行導線に前記編み込み導線を編み込むピンローラと、
前記ピンローラからの編み込まれた4本の導線をフラット状に加工するプレスロールと
を備える。
また、所定間隔で配置された2本の平行導線の長手方向に沿って所定ピッチで長手方向に対称に2本の編み込み導線で編み込んで形成された4線式伝送線路の編組装置において、
1対の円形部分が合体した略「8の字」状のトラックが形成されたトッププレートと、
該トッププレートの前記トラックの前記1対の円形部分の略中心を貫通して前記平行導線を供給する1対のボビン及び前記トッププレートの前記トラックを旋回移動して前記編み込み導線を供給する1対のボビンよりなる導線供給手段と、
外周に沿って一定間隔で複数のピンが形成され、前記導線供給手段から供給される前記2本の平行導線を前記形成されたピンの両側部に沿って維持されつつ上方向に引き上げ、前記平行導線が前記複数のピンのうち特定位置の特定ピンに至る前に前記2本の編み込み導線のそれぞれを2本の平行導線のそれぞれに編み込むピンローラと、
前記ピンローラからの編み込まれた4本の導線をフラット状に加工するプレスロールと、
を備える。
本発明の4線式伝送線路の編組装置によると、次の如き特有且つ顕著な実用上の効果を奏する。即ち、ボビン等の導線供給手段から供給される4本の導線を使用して、高品質(即ち、予め設定された所定間隔及びピッチ)の4線式伝送線路を自動的に製造、編組することが可能である。また、異なる寸法及び形状のピンローラを複数個用意し、それを交換することにより、異なる間隔及びピッチの4線式伝送線路を製造、編組することが可能である。更に、トッププレートに旋回移動可能に取り付けられる1対のボビンの導線と、平行導線用ボビンの導線サイズ(導線長)を、製造、編組される4線式伝送線路の間隔やピッチに応じて予め異ならせることにより、ダウンタイム(導線の補充のための休止期間)を最小にして効率的に4線式伝送線路を自動的に製造、編組することが可能である。
以下、本発明による4線式伝送線路の編組装置の好適な実施例について、添付図面を参照して詳細に説明する。
次に、図2〜図4を参照して、図1に示す4線式伝送線路100を製造、編組する本発明による4線式伝送線路編組装置について説明する。図2は本発明の4線式伝送線路編組装置100の好適な実施例の全体構成を示す斜視図である。図3は、図2中のピンローラ部分の拡大斜視図である。図4は、図2中のトッププレートの詳細説明図であり、(A)はトッププレートの平面図、(B)はトッププレート内部のボビン駆動機構の説明図である。
先ず、図2を参照して本発明による4線式伝送線路の編組装置(以下、単に編組装置という場合もある)100の全体構成について説明する。この編組装置100は、ベース(基部)20、トッププレート30、ピンローラ40及びプレスロール50により構成されている。
ベース20には、その上面にトッププレート30が略水平に取り付けられると共に4線式伝送線路10を構成する並行導線L1−L2用の導線を供給するボビン61−62が取り付けられている。トッププレート30には、フレーム70を介してピンローラ40及びプレスロール50が取り付けられている。また、トッププレート30は、略楕円状又は長方形の平面形状を有し、後述する如く略「8の字」状のトラック31が形成されている。4線式伝送線路10の編み込み導線L3−L4の導線を供給するボビン63及び64が、トラック31に沿って移動可能に取り付けられている。また、トッププレート30の「8の字」状のトラック31の左右1対の円形部の中心位置には、それぞれ細長いロッド65及び66が植立され、ボビン61及び62から引き出された導線L1−L2を挿通させている。このボビン61及び62から出た導線L1−L2は、ピンローラ40へ向けて延びる。
プレスロール50は、この実施例では相互に接触する3個のローラ51〜53を含んでいる。これら3個のローラ51〜53のうち少なくとも中央のローラ52は、ウレタン等の柔軟性を有する表面材料で形成されている。そして、これら3個のローラ51〜53の一端部には、相互に噛み合ったギヤが設けられ、プーリ54及びベルト55を介して駆動モータ56により回転駆動される。このプレスロール50の構成により、3個のローラ51〜53は相互に反対方向に回転駆動され、その間に編み込まれた4本の導線L1〜L4により構成される4線式伝送線路10を、2本の並行導線L1−L2を含む面にプレスして、図1に示すフラット形状の4線式伝送線路10に加工される。製造、編組されたフラット形状の4線式伝送線路10は、例えばリール(図示せず)に巻き取られる。
次に、図3を参照して、本発明の4線式伝送線路の編組装置100を構成する主要部の1つであるピンローラ40の構成及び動作を詳述する。このピンローラ40は、回転軸41を中心に回転可能に形成されている。このピンローラ40の中央部の外周に沿って予め設定された一定間隔で多数の略円柱状のピン42が植立されている。
ピンローラ40の外周に形成されたピン42の外径及び形間隔(ピッチ)は、それぞれ図1に示す4線式伝送線路10の平行導線L1−L2の間隔D及びこの平行導線L1−L2に編み込まれる編み込み導線L3−L4の編み込みピッチPに対応している。従って、ピンローラ40のピン42の外形は、図1に示す4線式伝送線路10の各スペースSに実質的に適合する寸法に選定されている。そして、各ピン42の高さ(又は円筒状のピンローラ40の外表面から突出する寸法)は、隣接するピンが後述する導線L1〜L4の編み込み作業中に導線L1〜L4に引っ掛かって編み込み作業を妨害しない値に十分低く選定されている。
図3中に拡大して示す如く、ボビン61〜64から供給される4本の導線L1〜L4は、ピンローラ40の中心位置にある最も前面のピン位置で、図1に示す4線式伝送線路10に編み込まれる。即ち、ボビン61、62からそれぞれ供給される2本の平行導線L1−L2は、ピン42の両側(図3中の左右方向)に押し当てられて平行に維持される。一方、図4を参照して後述する如く、トッププレート30の略「8の字状」トラックに沿って平行導線L1−L2間を旋回移動するボビン63、64から供給される2本の編み込み導線L3−L4は、ピン42間で左右方向から交差して2本の平行導線L1−L2に編み込まれる。そして、編み込まれた4本の導線L1〜L4よりなる4線式伝送線路10は、ローラ45を介して図2に示すプレスロール50へ導かれる。
次に、図4を参照して、本発明による4線式伝送線路編組装置100の主要構成要素の1つであり、平行導線L1−L2に残りの2本の導線L3−L4を編み込む機能を有するトッププレート30について説明する。図4において、(A)はトッププレート30の平面(上面)図を示し、(B)はトッププレート30内部の駆動機構の概略構成を示す。
図4(A)に示す如く、トッププレート30には、図中略横転した「8の字」状又は無限大記号(∞)の左右に1対の円形部を有するトラック31が形成されている。このトラック31を構成する左右の円形部の中心位置には、ボビン61−62からの導線L1−L2が挿通される開口32−33が形成されている。尚、図4(A)には、説明の便宜上、これら開口32−33に連通するロッド65−66及びこのトラック31に沿って連続的に回転移動するボビン63−64を除いている。
トッププレート30の内部には、導線L3−L4用のボビン63−64を、トラック31に沿って旋回移動するボビン駆動機構が設けられている。このボビン駆動機構は、モータ等の駆動源により回転駆動され、トラック31の左側円形部に配置され右(時計方向)回転する左回転円板34及びトラック31の右側円形部に配置され左(反時計方向)回転する右回転円板35により構成される。ここで、左回転円板34には例えば10個の爪(指状部)36が形成され、右回転円板35には例えば8個の爪(指状部)37が形成されている。そして、ボビン63及び64は、これら左回転円板34及び右回転円板35の爪36及び37によりトラック31に沿って、トラック31の左側及び右側を異なる速度で旋回移動される。図4(A)中には、ボビン63、64のトラック31に沿う移動方向を矢印により図示している。
上述した特定実施例の4線式伝送線路編組装置100によると、ボビン63、64はトラック31の左側部分を比較的低速で、右側部分を比較的高速で旋回移動する。この移動速度比は回転円板34及び35の爪36、37の数に反比例し、上述した特定実施例では8:10(=4:5)であるが、この値は必ずしもこの特定の値に限定するものではなく、適宜選択可能であることは当業者には容易に理解できよう。
次に、図2〜図4を参照して、4線式伝送線路編組装置100の全体動作を説明する。先ず、ハンドル81や82を手動操作して、ボビン61〜64からの4本の導線L1〜L4の一端をそれぞれのパスを介してピンローラ40、ローラ45及びプレスロール50へ導く初期操作又は端末処理を行う。
上述した手動による初期操作の後、モータ56等の駆動源の電源をオンとすることにより、上述した4線式伝送線路編組装置100により図1に示す4線式伝送線路10が自動的に製造、編組され、リール等に巻き取られる。ボビン61〜64のうち何れかのボビンの導線を使い尽くすと、ボビン61〜64を新たなボビンに交換して又はボビン61〜64の導線を補充して、上述した初期操作から反復する。
上述した初期操作が完了すると、ボビン61−62から供給される平行導線L1−L2がトッププレート30のトラック31の左右の開口32−33及びロッド65‐66を介してピンローラ40の外周に1列に植立されたピン42の左右両側に位置決めされる。他方、ボビン63−64から供給される残りの2本の導線L3−L4は、平行導線L1−L2の周囲を略「8の字」状に旋回してピンローラ40のピン42のピッチで決定されるピッチPで平行導線L1−L2の周囲に編み込まれる。
図4を参照して上述した如く、ボビン63−64は、決められたトラック31を、左側部分を比較的低速且つ右側部分を比較的高速で旋回移動する。その結果、図1の4線式伝送線路10に示す如く、上側の平行導線L1から下側の平行導線L2へ向かう導線L3が他の導線L4の下側で交差するように、決められた順序で編み込まれる。換言すると、導線L3−L4の各交差部において、導線L3−L4の位置関係を一定に維持して編み込みする。
上述の如く編み込まれた4本の導線L1〜L4により構成される4線式伝送線路10は、プレスロール50のローラ51〜53によりフラット形状にプレスされる。また、このプレスロール50は、編み込み中の各導線L1〜L4に所定の張力が付与される。そして、製造、編組された4線式伝送線路10は、リールに巻き取って保管され、用途に応じて所望の長さに切断して使用される。
尚、図1から明らかな如く、平行導線L1−L2は略直線状であるが、他の2本の導線L3−L4は、これら平行導線L1−L2間をその長さ方向に沿ってジグザグ状に巻回される。従って、一定長の4線式伝送線路10の製造、編組に必要とする導線L3−L4は、導線L1−L2の長さよりも遥かに長くなる。一定長の4線式伝送線路10の製造、編組に必要な導線L1−L2の長さに対する導線L3−L4の長さの割合(又は倍率)は、4線式伝送線路10の間隔W及びピッチPに依存する。この割合は、間隔Wに正比例し且つピッチPに反比例する。そこで、この割合を予め計算して、ボビン61−62の導線に対してボビン63−64の導線を増量して4線式伝送線路10を製造、編組するのが好適である。
本発明の実施例の動作を以下簡略化された図面を参照しながら説明する。
図5は、図2の装置の主要部:ボビン61、62、トッププレート30、トラック31、ボビン63、64、ロッド65、66、ピンローラ40、ローラ45だけを取り出して示した簡略化された装置図である。
図6乃至図8は、トラック31上を移動するボビン63と64が3つの位置にあるときの導線L1〜L4の存在位置を示す図である。
図6(A)は、ボビン63が左回転板のトラック上を矢印方向に移動し、ボビン64が右回転板のトラック上を矢印方向に移動する状態を示す図である。ボビン63と64が図示の位置にあるときの4本の導線L1〜L4の位置関係は図6(A)のようになる。図6(B)は、図6(A)の状態におけるピンローラ40のピン42との位置関係を示す図である。
図7(A)は、ボビン63が左回転板のトラック上を矢印方向に移動し、ボビン64が右回転板のトラック上を矢印方向に移動する状態を示す図である。ボビン63と64が図示の位置にあるときの4本の導線L1〜L4の位置関係は図7(A)のようになり、図7(A)の状態におけるピンローラ40のピン42との位置関係が図7(B)に示されている。
同様に、図8(A)は、ボビン63が左回転板のトラック上にあり、ボビン64が右回転板と左回転板の結合位置にあるときの状態を示す図である。ボビン63と64が図示の位置にあるときの4本の導線L1〜L4の位置関係は図8(A)のようになり、この状態におけるピンローラ40のピン42との位置関係が図8(B)に示されている。
図9(A)は、ボビン63が更にトラックを移動して左回転板から右回転板のトラックに移り、ボビン64も右回転板から左回転板に移った位置にあるときの状態を示す図である。ボビン63と64が図示の位置にあるときの4本の導線L1〜L4の位置関係は図9(A)のようになり、この状態におけるピンローラ40のピン42との位置関係が図9(B)に示されている。
上述のように左右の回転板のトラック上をボビン63と64が往復移動することにより導線L3とL4の位置が変化してピンローラ40のピン42に図示の形態で編み込まれる。
以上、本発明による4線式伝送線路の編組装置の好適実施例について詳述した。しかし、斯かる実施例は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨や精神を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であること当業者には容易に理解できよう。
例えば、上述した実施例では、1種類の寸法形状(平行導線間隔及びピッチ)の4線式伝送線路を製造、編組する場合について説明した。しかし、平行導線の間隔WやピッチPが異なる複数種類の4線式伝送線路を製造、編組したい場合には、伝送線路の間隔やピッチに応じて複数種類のピンローラを用意し、それを交換することにより(他の構成要素に実質的に変更を加えることなく)簡単且つ安価に対処可能である。
また、上述の実施例では、4本の導線として絶縁導線を使用していたが、各導線は必ずしも絶縁導線である必要はなく、少なくとも平行導線は非絶縁導線であってもよい。また、近接部分を相互に非接触又は絶縁する限り、非絶縁導線を使用してもよい。編み込まれる各導線に所定の張力を付与する張力手段を付加するのが好ましい。
更に、本発明の各構成要素は図2に示す実施例が優れた操作性やメンテナンスの容易性のために好適であるが、トッププレート及びピンローラの上下位置関係を反対にして、トッププレートの上方に導線L1−L2用ボビンを配置し、ピンローラ40やプレスロール50等をトッププレート30の下方に配置してもよい。その他、各構成要素として種々の公知の手段に置換又は変更することが可能である。
本発明の他の実施例態様としては以下のような構成もある。
4線式伝送線路の編組装置では、
(1)前記トッププレートは、前記トラックの前記1対の円形部分に対応して形成され相互に反対方向に回転して前記編み込み導線用ボビンを前記トラックに沿って旋回移動する1対のボビン駆動円板を含む構成、
(2)前記1対のボビン駆動円板は、それぞれ異なる数の爪を含み、前記トラックを旋回移動するボビンの速度を異ならせる構成、
(3)前記ピンローラの複数のピンは、前記平行導線の間隔及び前記編み込み導線のピッチに対応する寸法に選定されている構成、
(4)前記ピンローラとして、前記複数のピンの個数及び寸法の異なる複数のピンローラを用意し、製造、編組される4線式伝送線路に応じて取り替え可能にした構成、
(5)前記プレスロールは、前記編み込まれた4本の導線を、前記平行導線を含む平面でプレスするようにした構成、
(6)前記トッププレートに旋回移動可能に取り付けられる前記編み込み導線用のボビンは、前記平行導線用ボビンよりも長い導線を供給可能にした構成、または
(7)前記プレスロールによりフラット形状に加工された4線式伝送線路を巻き取るリールを備える構成がある。
本発明の編組装置で製造、編組される4線式伝送線路の具体例を示す平面図である。 本発明による4線式伝送線路の編組装置の好適な実施例の全体構成を示す斜視図である。 図2に示す4線式伝送線路の編組装置のピンローラ部分の詳細構成を示す拡大図である。 図2に示す4線式伝送線路の編組装置のトッププレートの詳細構成を示し、(A)は平面図、(B)はボビン駆動機構の平面図である。 本発明の実施例におけるボビン63と64のトラック位置における状態と4本の導線L1〜L4のピンローラ40のピン42との位置関係を示す図である。 本発明の実施例におけるボビン63と64のトラック位置における状態と4本の導線L1〜L4のピンローラ40のピン42との位置関係を示す図である。 本発明の実施例におけるボビン63と64のトラック位置における状態と4本の導線L1〜L4のピンローラ40のピン42との位置関係を示す図である。 本発明の実施例におけるボビン63と64のトラック位置における状態と4本の導線L1〜L4のピンローラ40のピン42との位置関係を示す図である。 本発明の実施例におけるボビン63と64のトラック位置における状態と4本の導線L1〜L4のピンローラ40のピン42との位置関係を示す図である。
符号の説明
10 4線式伝送線路
20 ベース(基部)
30 トッププレート
31 トラック
34、35 ボビン駆動円板
36、37 ボビン駆動円板の爪
40 ピンローラ
42 ピン
50 プレスロール
61〜64 ボビン
100 4線式伝送線路の編組装置
L1−L2 平行導線
L3−L4 編み込み導線

Claims (9)

  1. 所定間隔で配置された2本の平行導線の長手方向に沿って所定ピッチで長手方向に対称に2本の編み込み導線で編み込んで形成された4線式伝送線路の編組装置において、
    1対の円形部分が合体した略「8の字」状のトラックが形成されたトッププレートと、
    該トッププレートの前記トラックの前記1対の円形部分の略中心を貫通して前記平行導線を供給する1対のボビン及び前記トッププレートの前記トラックを旋回移動して前記編み込み導線を供給する1対のボビンよりなる導線供給手段と、
    外周に沿って一定間隔で複数のピンが形成され、前記導線供給手段から供給される前記2本の平行導線に前記編み込み導線を編み込むピンローラと、
    前記ピンローラからの編み込まれた4本の導線をフラット状に加工するプレスロールと
    を備えることを特徴とする4線式伝送線路の編組装置。
  2. 所定間隔で配置された2本の平行導線の長手方向に沿って所定ピッチで長手方向に対称に2本の編み込み導線で編み込んで形成された4線式伝送線路の編組装置において、
    1対の円形部分が合体した略「8の字」状のトラックが形成されたトッププレートと、
    該トッププレートの前記トラックの前記1対の円形部分の略中心を貫通して前記平行導線を供給する1対のボビン及び前記トッププレートの前記トラックを旋回移動して前記編み込み導線を供給する1対のボビンよりなる導線供給手段と、
    外周に沿って一定間隔で複数のピンが形成され、前記導線供給手段から供給される前記2本の平行導線を前記形成されたピンの両側部に沿って維持されつつ上方向に引き上げ、前記平行導線が前記複数のピンのうち特定位置の特定ピンに至る前に前記2本の編み込み導線のそれぞれを2本の平行導線のそれぞれに編み込むピンローラと、
    前記ピンローラからの編み込まれた4本の導線をフラット状に加工するプレスロールと、
    を備えることを特徴とする4線式伝送線路の編組装置。
  3. 前記トッププレートは、前記トラックの前記1対の円形部分に対応して形成され相互に反対方向に回転して前記編み込み導線用ボビンを前記トラックに沿って旋回移動する1対のボビン駆動円板を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の4線式伝送線路の編組装置。
  4. 前記1対のボビン駆動円板は、それぞれ異なる数の爪を含み、前記トラックを旋回移動するボビンの速度を異ならせることを特徴とする請求項3に記載の4線式伝送線路の編組装置。
  5. 前記ピンローラの複数のピンは、前記平行導線の間隔及び前記編み込み導線のピッチに対応する寸法に選定されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の4線式伝送線路の編組装置。
  6. 前記ピンローラとして、前記複数のピンの個数及び寸法の異なる複数のピンローラを用意し、製造、編組される4線式伝送線路に応じて取り替え可能に構成されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の4線式伝送線路の編組装置。
  7. 前記プレスロールは、前記編み込まれた4本の導線を、前記平行導線を含む平面でプレスすることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の4線式伝送線路の編組装置。
  8. 前記トッププレートに旋回移動可能に取り付けられる前記編み込み導線用のボビンは、前記平行導線用ボビンよりも長い導線を供給可能に構成されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の4線式伝送線路の編組装置。
  9. 前記プレスロールによりフラット形状に加工された4線式伝送線路を巻き取るリールを備えることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の4線式伝送線路の編組装置。
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