JP3995636B2 - 線材のテープ巻回装置及びテープ巻絶縁線心の作製システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、線材のテープ巻回装置及びテープ巻絶縁線心の作製システムに関し、特に、内部導体外周の絶縁体を多孔質テープ体の巻回により形成し、外部導体を導電細線の編組体により構成した高精度発泡同軸ケーブルの絶縁体層を形成するための線材のテープ巻回装置及びテープ巻絶縁線心の作製システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の高度情報化社会の進展により、情報通信機器及び、その機器に適用される半導体素子の試験・検査装置等の伝送速度の高速化及び、伝送精度向上の要請が高まっている。この為、その機器及び装置等に適用される同軸ケーブル及び同軸コードにあっても、伝送速度の高速化及び伝送精度の向上が求められる。
【０００３】
ここで、同軸ケーブルに要求される代表的な電気特性を記述すると、以下のようになる。
伝搬遅延時間(Ｔｄ)＝√ε／０.３(ｎＳ／ｍ)
相対伝送速度(Ｖ)＝１００／√ε(％)
特性インピーダンス(Ｚ0)＝６０／√ε・ＬｎＤ／ｄ(Ω)
静電容量(Ｃ)＝５５.６３ε／ＬｎＤ／ｄ(ＰＦ／ｍ)
但し、ε：絶縁体の比誘電率、Ｄ：絶縁体の外径(外部導体の内径)
ｄ：導体外径(内部導体の外径)とする。
【０００４】
前記した各式から、同軸ケーブルの伝送特性には、絶縁体の比誘電率、内部導体及び絶縁体の外径が関与し、比誘電率に関しては、その値が小さい程、伝送特性が向上し、内部導体及び絶縁体の外径に関しては、その比率とバラツキが大きく関与することが理解出来る。
【０００５】
特に、特性インピーダンスと静電容量については、絶縁体の比誘電率が小さく、且つ、そのバラツキが少ないことと、内部導体と絶縁体の外径(シールド層の内径)等のバラツキが少なく、且つ、それらの形状がより真円状に形成されることが理想であることが理解出来る。
【０００６】
従来の同軸ケーブルにおいて、同軸ケーブルに適用される発泡絶縁体は、ケーブルの伝搬遅延時間を出来るだけ小さくして、伝送速度を速めることを目的として、現在では、その気孔率(発泡率)を６０％以上として、空隙を多く設けることで、絶縁体の比誘電率(ε)を１.４以下とすることによって、伝送時間の短縮、減衰量の減少等を図っている。気孔率を６０％以上とし、比誘電率を１.４以下とした絶縁体材質として、ポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)の多孔質テープ体(特許文献１及び特許文献２参照)を内部導体外周に巻回し、巻回時又は巻回後に焼成処理してなるものが適用され、この他の多孔質テープ体として、５００万以上の重量平均分子量のポリエチレンテープ体を適用したものがある(特許文献３参照)。それらの絶縁体層は、多孔質テープ体の性質上、その厚さ、気孔率のバラツキが大きく、同軸ケーブルの伝送特性の安定度においては、その改善が強く要望されている。
【０００７】
特に、内部導体サイズをＡＷＧサイズ２４以上の細径導体とし、特性インピーダンス値を５０Ωとした同軸ケーブルでは、絶縁体層の厚さ、外径、気孔率、焼成等のバラツキにより、伝送特性のバラツキを無くして安定化を図る上で、大きな障害となっている。
【０００８】
また、絶縁体層は、内部導体外周に多孔質テープ体を重ねて巻回して構成するので、導体外周のテープ体の重ね部で、空隙部と重ねによる外径の凸凹が生じ、比誘電率及び外径のバラツキが極めて大きくなる。
【０００９】
また、この絶縁層は、機械的強度が極めて小さい多孔質テープ体を使用するので、テープ体自体の巻回時の伸び、切れを無くす為と、多孔質テープ体を巻回することにより生じる、極細内部導体の伸び、断線を無くす為に、テープ体の張力は極めて小さくする必要がある。このため、巻回後の絶縁体は、外径の凸凹、外径のバラツキが更に大きくなると共に、内部導体との密着度が極めて弱く、比誘電率と外径のバラツキが更に拡大する。
【００１０】
更に、絶縁体外径を所定外径に維持して、そのバラツキを無くすことに加え、絶縁体形状を真円の円筒体状に形成することが難しいという大きな問題があった。
【００１１】
多孔質テープ体を適用して、同軸ケーブルの絶縁体を構成する場合の種々の解決しなければならない問題点を列記したが、薄いテープを内部導体外周に巻回して、絶縁体を構成するテープ体巻回装置の従来例として、極細線等の線材外周に薄いテープを、張力変動を抑えて、高速で安定して巻き付けることが出来るテープ巻回装置を開示したものがある（特許文献４参照)。
【００１２】
特許文献４に開示された発明を図５を参照して具体的に説明すると、軸５１中心に線材５２１を下から上へ通過させる貫通穴５２を設け、軸部５１Ａの外周とテープリール鍔を下から支えるフランジ面とに各々空気軸受けを構成する空気吹出し穴５３を設けて回転可能に縦向きに設置するリール軸５１と、このリール軸の上部に回転可能に同心的に設ける逆漏斗状のフライヤー５１０と、フライヤー外面に貼りつけたテープカバー５１７と、フライヤーの上部に設けてフライヤーと一体回転させるテープ巻付ガイド５１８及びテープ押さえ５１９と、前記リール軸とフライヤーを個々に回転させるモータ５７、５１３を具備し、前記リール軸５１に装着したテープリール５３１から繰り出すテープ５３２をフライヤーの下部外周縁に設けたガイド５１６に通した後、前記テープカバーの下側をくぐらせてテープ巻付ガイド及びテープ押さえ経由で線材５２１上に導き、更に、前記テープリールを前記吹出し穴から吹き出す空気で所定の回転抵抗を与えて浮上させ、この状態で線材を所定速度で通過させながらフライヤーを定速回転させ、リール軸をリール巻径に応じた速度で回転させて線材外周にテープを巻くようにした線材のテープ巻回装置である。
これによれば、遠心力や風の影響を受け難く、また空気浮上のテープリールとリール軸との間に生じる自動微調整作用により定速巻きを行ってもテープ張力の変動が抑えられ、更に、巻付け部ではテープ張力の変動幅が更に小さくなるので、切れやすい極薄テープであっても、適正張力を保持して安定した状態下で高速巻することが出来、またテープの巻付けピッチや巻付け状態が一定すると言う利点を有していると記載されている。
【００１３】
【特許文献１】
特公昭４２−１３５６０号公報
【特許文献２】
特公昭５１−１８９９１号公報
【特許文献３】
特開２００１−２９７６３３号公報
【特許文献４】
特開平６―１２４６１４号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のテープ巻回装置は以下の問題点を有している。
(１)テープリールを空気で浮かしてリール軸の回転によりテープリールを回転させてテープを供給するので、テープリールに巻回されているテープ体の量の大小によりテープ供給の張力が変化しやすい。
(２)モータ５７と５１３の回転数のアンバランスによりテープ張力が変化して巻き付け量が変化し巻き付け形状が一定化しにくい。
(３)テープ巻き付けテープ押さえ５１９迄のテープ条長が長くなり、テープ供給部のテープ張力がテープ巻き付け部のテープ張力と一体に成らないのでテープ巻回時の風圧によるテープの切断がおきやすい。
(４)テープの巻回張力は、ガイド穴５１６、テープカバー５１７、テープ巻付ガイド５１８との接触により発生するが、接触面積が比較的大きいこととフライヤー５１０の回転数により変化しやすい。
(５)上記(１)、(２)により、テープの供給とテープ巻によるテープの張力が安定せずテープ巻が不安定となるため、テープ巻の外形が凸凹となり、またテープの切断が生じやすい。
(６)テープリールからテープ巻回(テープの押さえ５１９)迄の、テープリールから繰り出されたテープが長いため、フライヤー５１０の回転による風圧を受け、テープ張力が変化しやすい。
【００１５】
従って、本発明の目的は、上記の問題点を解決することができるものであって、同軸ケーブルの多孔質テープ体からなる絶縁体層の形成において、テープ体の伸びや切断なしに巻回することが可能で、絶縁体外径を所定外径に維持し、巻き付け形状を一定化でき、さらには真円形状にも容易に成形することが可能な線材のテープ巻回装置及びテープ巻絶縁線心の作製システムを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、線材を通す貫通孔を有する中空軸と、テープ体が巻き付けられているテープパットを固定するための前記中空軸に固着されたテープパット固定部と、前記テープパット固定部を回転駆動させる第１の駆動源とからなるテープ供給部と、
前記テープ供給部の外側に同軸的に回転可能に装着されたテープ巻きフライヤーと、前記テープ巻きフライヤー平面上に前記中空軸と平行にして取り付けられた複数の張力制御ロールと、前記テープ巻きフライヤーに連結された第２の駆動源とからなるテープ巻き部とから構成され、
前記テープ体は、前記第１の駆動源による回転に伴い無張力で前記テープ巻きフライヤーに前記テープパットから供給され、前記テープ巻きフライヤーに供給された前記テープ体は、前記複数の張力制御ロールにより張力が一定値とされ、前記第２の駆動源による回転により、前記中空軸先端で前記線材に巻回されることを特徴とする線材のテープ巻回装置を提供するものである。
本発明によれば、線材に巻回する多孔質テープ体（特に、多孔率６０％以上）の張力と、巻付け角度とを一定化させて、巻回張力のバラツキ等による絶縁体外径の凸凹、外径のバラツキを少なくすることが可能となる。
また、多孔質テープ体の巻回張力を一定化することに加え、回転による風力の影響を少なくすることにより、巻回による多孔質テープ体の切断を無くし、均一に巻回することが出来、絶縁体外径の変動、波打ち等を無くすことが可能となる。
【００１７】
本発明の好ましい形態においては、前記テープパット固定部と前記テープ巻きフライヤーは、前記第１の駆動源と前記第２の駆動源により同方向に回転させて、前記テープ体を前記線材に巻回する。また、前記テープ巻きフライヤーは、円盤状の基板からなり、前記基板上に立植した前記複数の張力制御ロールは、他端に円盤状の案内盤が装着されており、前記複数の張力制御ロールの１又は２以上及び前記案内盤には前記中空軸先端へ前記テープ体を導くテープガイドロールが設けられてなり、また、前記案内盤は、その上面に短絡板が固着されており、前記短絡板には前記テープガイドロールが設けられてなる。
【００１８】
また、本発明は、上記目的を達成するため、線材を通す貫通孔を有する中空軸と、テープ体が巻き付けられているテープパットを固定するための前記中空軸に固着されたテープパット固定部と、前記テープパット固定部を回転駆動させる第１の駆動源とからなるテープ供給部と、前記テープ供給部の外側に同軸的に回転可能に装着されたテープ巻きフライヤーと、前記テープ巻きフライヤー平面上に前記中空軸と平行にして取り付けられた複数の張力制御ロールと、前記テープ巻きフライヤーに連結された第２の駆動源とからなるテープ巻き部とから構成され、前記テープ体は、前記第１の駆動源による回転に伴い無張力で前記テープ巻きフライヤーに前記テープパットから供給され、前記テープ巻きフライヤーに供給された前記テープ体は、前記複数の張力制御ロールにより張力が一定値とされ、前記第２の駆動源による回転により、前記中空軸先端で前記線材に巻回される１又は複数の線材のテープ巻回装置と、
前記線材を供給する供給装置と、
前記テープ巻回装置により前記線材に前記テープ体が巻回されたテープ巻絶縁線心を引き取る引取装置と、
前記テープ巻絶縁線心を所定外径の所定形状に成形する外形成形装置と、
前記成形されたテープ巻絶縁線心を巻き取るための巻取装置とからなることを特徴とするテープ巻絶縁線心の作製システムを提供するものである。
本発明によれば、テープ巻絶縁線心を所定外径と真円の円筒状に容易に成形することも可能となる。
【００１９】
本発明の好ましい形態においては、前記外形成形装置は、前記引取装置と前記巻取装置間に設けられており、所定の内径及び所定の内径長である真円状の孔を有する成形ダイスにより構成される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
図１は本発明のテープ巻回装置を含めたテープ巻絶縁線心の作製システムの全体図であり、図２は本発明のテープ巻回装置の具体例を示す断面図である。
図３は本発明のテープ巻回装置本体部分の具体例を示す斜視図であり、図４（ａ）〜（ｄ）はテープ張力を所定値にするためのテープ巻回装置本体部分の具体例を示す図である。
【００２１】
図１に示すテープ巻絶縁線心の作製システムは、線材１０を供給する供給装置９と、供給された線材１０をガイドするガイドロール１１と、テープ巻回装置１００、２００と、テープ巻回装置によりテープ体１を巻回されたテープ巻絶縁線心１２を引き取る引取装置１３と、テープ巻絶縁線心１２を所定外径の真円状に成形する成形ダイス１４と、成形された線心１５をガイドするガイドロール１６、１７と、巻取装置１８とから成る。
【００２２】
すなわち、供給装置９から供給される線材１０は、まずテープ巻回装置１００へ通すためにガイドロール１１にてガイドされ、ガイドされた線材１０はテープ巻回装置１００にてテープ体１をテープ巻回されたのち、引き続き、テープ巻回装置２００にてテープ巻回され、巻回されたテープ巻絶縁線心１２は、引取装置１３を経由して、成形ダイス１４へガイドされる。成形ダイス１４にて、テープ巻絶縁線心１２は所定外径の真円状に成形され、成形された線心１５はガイドロール１６及び１７により巻取装置１８へ導かれ、巻き取られる。
【００２３】
線材１０は、主として、電線等、特に、本発明では発泡同軸ケーブル、中でも特性インピーダンス値を±１Ωにした高精度発泡同軸ケーブルの芯材である内部導体である。また、本発明は、特に、細径の内部導体、例えば、ＡＷＧサイズ２４〜３０の内部導体に適している。
【００２４】
テープ体１は、多孔質テープ体、特に、気孔率６０％以上、比誘電率(ε)１.４以下とした多孔質テープ体、例えば、ＰＴＦＥや５００万以上の重量平均分子量のポリエチレンが用いられる。焼成処理したテープ体を巻回してもよいし、巻回時又は巻回後に焼成処理してもよい。
【００２５】
ガイドロールは、テープ巻回装置１００，２００、引取装置１３、成形ダイス１４、及び巻取装置１８に適切にガイドされていれば、必ずしも別途に設ける必要はなく、またロールに限られるものではなく、ガイドロールの個数、形状等は特に限定されない。
【００２６】
引取装置１３は、成形ダイス１４へテープ巻絶縁線心１２をガイドする機能も有しており、単なるガイドロールであってもよい。引取装置１３とは別にガイドロールを設ける構成としてもよい。
【００２７】
成形ダイス１４は、引取装置１３と巻取装置１８間に設けられた、所定の内径及び所定の内径長、例えば、内径１.１２ｍｍ、内径長３.００ｍｍを有するものであり、テープ巻絶縁線心１２は、かかる成形ダイス１４に通されて外径１.１２±０.０２ｍｍで真円状に成形される。テープ巻絶縁線心１２の成形は、成形ダイスを複数、例えば、２個にして序々に成形するようにしても良い。
【００２８】
また、図１ではテープ巻回装置を２連（１００、２００）にしたものを図示しているが、一連であっても良い。
【００２９】
次に、図２及び図３を用いて、図１におけるテープ巻回装置１００について詳細に説明する。
テープ巻回装置１００は、中心に線材１０を押通してガイドする中空軸１０１と、テープ体１を巻回したテープパット１０２と、テープパット１０２が固着されているテープパット固定部１０３と、テープパット固定部１０３の端部に設けられた駆動源連結部１０４と、駆動源連結部１０４にベルト１０５等で連結された駆動モータ１０６とから成るテープ体供給部を有する。テープパット１０２は、中空軸１０１にテープパット固定部１０３を介して固定されている、又は直接に中空軸１０１に固定されていても良い。テープパット固定部１０３は、中空軸１０１の外周に固着されている。
【００３０】
テープパット固定部１０３の外側にはテープ巻フライヤー基板１０７がテープパット固定部１０３の回転とは別の回転ができるように取り付けられている。テープ巻フライヤー基板１０７の一端にはベルト１０８により連結された駆動モータ１０９を有する。
【００３１】
テープ巻フライヤー基板１０７は、基板１０７に対し垂直に立植した複数本の張力制御ロール１１０（１１０Ａ〜１１０Ｅ）、１２０（１２０Ａ〜１２０Ｅ）を有し、張力制御ロールの他端には円盤状の案内盤１２１を有する。張力制御ロールは、基板１０７上で中空軸１０１を挟んで反対の側にそれぞれ３〜７本程度あることが好ましく、それぞれ５本であることがより好ましい。
案内盤１２１には、中空軸１０１を貫通させる貫通孔１２５を有する短絡板１２６を取り付けている。
【００３２】
張力制御ロール１１０Ｅ、案内盤１２１、及び短絡板１２６には、それぞれテープガイドロール１２２、１２３、１２４が取り付けられている。
テープガイド１２２、１２３、１２４は、テープ体１を中空軸１０１の先端部へ導く機能のほか、テープ巻回時のテープ巻回装置１００の回転により生じるテープ自体にかかる風圧の影響を少なくする為の機能をも有する。
【００３３】
図２及び図３において、張力制御ロール１２０、１２０Ａ〜Ｅ、１２０Ｅ上のテープガイドロール、案内盤１２１上の反対側のテープガイドロール、及び短絡板１２６上の反対側のテープガイドロールが図示されているが、これらはテープ体の巻回方向を反対方向に巻回する際に使用されるものであり、またテープ巻回装置の軸を中心にしてそのバランスを一定化する為のものでもある。
【００３４】
上記の張力制御ロールは、巻回するテープ体の張力をこれで調整するものであり、その配置は、中空軸１０１を通っている線材１０の中心から約２００ｍｍの位置に１１０Ａ、１１０Ｃ、１１０Ｅ及び１２０Ａ、１２０Ｃ、１２０Ｅが立植し、中心より約１５０ｍｍの位置に１１０Ｂ、１１０Ｄ及び１２０Ｂ、１２０Ｄが立植し、それぞれは約４５度（線材１０の中心から同距離にある最も近い２本（例えば、１１０Ａと１１０Ｃ、１１０Ｂと１１０Ｄ）を結んだ直線に対して中心側又は外側へ４５度（例えば、角ＢＡＣが４５度））ずれて千鳥配置され、テープガイドロール１２２、１２３、１２４へと導かれるように構成され、更にはこれらの張力制御ロール１００Ａ〜１１０Ｅ、１２０Ａ〜１２０Ｅは、テープ巻フライヤー基板１０７と案内盤１２１との間で固定され一体化されている。
【００３５】
駆動モータ１０６は、サーボモータを適用し、トルク制御によりシーケンサーによるプログラムから常にテープパット１０２のテープ巻き量に関係なく設定されたトルクになるように制御され、設定トルクより実際のトルクが大きければテープ体操り出し方向に、また実際のトルクが設定トルクを下回る場合はブレーキをかけるようにプログラミングされている。
以上からトルクを設定すればテープパット部のテープの巻き量に関係なくテープ体にはテープ引き出しの際に常に一定の張力とすることが出来る。
駆動モータ１０９もサーボモータが使われており、常に設定した回転数で回転するようにプログラミングされており、線材１０の外周を一定回転で回転しテープ体を巻回する。
【００３６】
図４（ａ）〜（ｄ）は、テープ張力を所定値にするためのテープ巻回装置本体部分の具体例を示しており、ここで、テープ巻回に係るテープ体自体の張力は、張力制御ロールに絡ませる接触面積により決まるものであり、張力制御ロールの太さと、張力制御ロールに当接するテープ体の接触量により決まってくる。例えば、張力制御ロール１１０Ａでは、その太さを約２０〜４０ｍｍ、好ましくはおよそ３０ｍｍとし、ほぼ１８０度の接触角度となるようにし、その角度と巻回するテープ体の幅の面積で張力が決まる。本実施の形態においては、約０．２Ｎのテープ張力が得られるよう張力制御ロール１１０Ａを構成している。テープ体の張力が０．２Ｎで良い場合（図４（ａ））は、１１０Ａでターンさせた後テープガイド１２２、１２３、１２４を経由して巻回部へ導く。テープ体の張力を更に大きい値にする場合は、張力制御ロール１１０Ａから互いに約４５度ずらした位置に配置した張力制御ロール１１０Ｂ（２ターン：０．４Ｎ）、１１０Ｃ（３ターン：０．６Ｎ）、１１０Ｄ（４ターン：０．８Ｎ）に順次絡ませて（図４（ｂ）〜（ｄ））、この絡ませによりテープ体は約９０度の接触角度となり、その角度と巻回するテープ体の幅の面積でテープ体の張力が決まってくる。本実施の形態では、張力制御ロール１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄに絡ませることにより、一ロールで約０．２Ｎの張力が生じるように設定している。
【００３７】
次にテープ巻回装置により、実際にテープ巻回する具体的方法を以下に説明する。
まず供給装置９と巻取装置１８間にＡＷＧ＃２６の線材を速度１０ｍ／ｍｉｎで走行させる。走行される線材１０の外周に気孔率が６０％以上でテープ幅４.６ｍｍ、厚さ０.０９ｍｍの焼成ＰＴＦＥテープ体１を１／２重ねでテープ巻回装置１００により巻回する。巻回するテープ体１は、テープパット１０２から引き出され、テープ巻フライヤー基板１０７上の張力制御ロール１１０Ａに絡ませて張力調整がなされ、テープガイドロール１２２、１２３、１２４を介して中空軸１０１先端部に供給される。駆動モータ１０６、１０９を駆動させることにより、テープパット固定部１０３と、テープ巻フライヤー１０７とをそれぞれ、１００ｒｐｍ、１５００ｒｐｍで回転させて、中空軸１０１の中空に沿ってガイドされた線材１０の外周にテープ体１を巻回させる。ここで回転数が異なるのは、テープパット１０２とテープ巻フライヤー１０７の外周径の違いにより生じるものである。
【００３８】
テープパット固定部１０３の回転によりテープ体１は常時、無張力で繰り出され、テープ巻フライヤー１０７の回転によりテープ体の巻回は無張力となるが、実際はテープ巻フライヤー１０７の張力制御ロール１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄ等に絡ませて張力を調整する。この張力調整は、テープパット１０２のテープ巻き量が変化しても調整し直すことはしなくとも良い。
【００３９】
本実施の形態では、テープ幅４.６ｍｍ、厚さ０.０９ｍｍの焼成ＰＴＦＥテープを適用した場合のテープ自体の張力は約０．４Ｎが適正張力となり、約０．４Ｎのテープ張力を発生させる為に、張力制御ロール１１０Ａ及び１１０Ｂに絡ませている（図４（ｂ））。一本の張力制御ロールで約０．２Ｎの張力を発生させることが出来る。なお、線材１０に巻き付ける実際のテープ張力は、テープガイドロール１２２、１２３、１２４のメカニカルロス等も加味されるので、約０．５Ｎ程度となる。
【００４０】
以上のように、テープ供給部は第１の駆動源を回転させて、テープパットからのテープ供給を常に無張力で行い、テープ供給部に同軸的に回転可能に装着したテープ巻部はその端に固定された第２の駆動源を回転させてテープ巻回を無張力で行い、テープの巻回張力はテープ巻部の張力制御ロールにより一定値として成るものとしたので、このテープ巻回装置により、気孔率が６０％以上で、厚さ０.０９ｍｍのＰＴＦＥ多孔質テープ体の巻回が出来る。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成され、以下に記載するような発明の効果を有する。
すなわち、本発明によれば、テープ張力を変化させずにテープパットからテープを繰り出すことができ、線材（導体）へのテープ巻回の張力はテープ巻フライヤーの張力制御ロールにて調整可能であり、一定化することができるため、線材へのテープ巻回は容易となり、巻回によるテープ体の密着度は一定化されるので、安定したテープ巻きが可能なテープ巻回装置を提供できる。これにより、テープ巻回による電線化が安定する。
【００４２】
また、テープ体の繰り出し張力と巻回張力を常に一定化し、かつ最小の張力とすることができ、巻回による風圧を張力制御ロールやテープガイドロールにテープ体を短い間隔で接触させることで、その影響を少なくすることが出来るため、テープ体の張力が小さいものでも巻回することが可能なテープ巻回装置の提供が可能となる。
【００４３】
さらに、所定の成形ダイスとの連携により、テープ巻絶縁線心の外形を容易に成形することが出来るため、テープ巻絶縁線心の外形成形が極めて容易なテープ巻絶縁線心の作製システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明のテープ巻回装置を含めたテープ巻絶縁線心の作製システムの全体図である。
【図２】 図２は本発明のテープ巻回装置の具体例を示す断面図である。
【図３】 図３は本発明のテープ巻回装置本体部分の具体例を示す斜視図である。
【図４】 図４（ａ）〜（ｄ）はテープ張力を所定値にするためのテープ巻回装置本体部分の具体例を示す図である。
【図５】 図５は従来のテープ巻回装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１：テープ体、９：供給装置、１０：線材、１１：ガイドロール
１２：テープ巻絶縁線心、１３：引取装置、１４：成形ダイス
１５：成形された線心、１６，１７：ガイドロール、１８：巻取装置
１００，２００：テープ巻回装置、１０１：中空軸
１０２：テープパット、１０３：テープパット固定部
１０４：駆動源連結部、１０５：ベルト、１０６：駆動モータ
１０７：テープ巻フライヤー、１０８：ベルト、１０９：駆動モータ
１１０，１２０：張力制御ロール
１１０Ａ〜Ｅ，１２０Ａ〜Ｅ：張力制御ロール
１２１：案内盤、１２２，１２３，１２４：テープガイドロール
１２５：貫通孔、１２６：短絡板
【発明の属する技術分野】
本発明は、線材のテープ巻回装置及びテープ巻絶縁線心の作製システムに関し、特に、内部導体外周の絶縁体を多孔質テープ体の巻回により形成し、外部導体を導電細線の編組体により構成した高精度発泡同軸ケーブルの絶縁体層を形成するための線材のテープ巻回装置及びテープ巻絶縁線心の作製システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の高度情報化社会の進展により、情報通信機器及び、その機器に適用される半導体素子の試験・検査装置等の伝送速度の高速化及び、伝送精度向上の要請が高まっている。この為、その機器及び装置等に適用される同軸ケーブル及び同軸コードにあっても、伝送速度の高速化及び伝送精度の向上が求められる。
【０００３】
ここで、同軸ケーブルに要求される代表的な電気特性を記述すると、以下のようになる。
伝搬遅延時間(Ｔｄ)＝√ε／０.３(ｎＳ／ｍ)
相対伝送速度(Ｖ)＝１００／√ε(％)
特性インピーダンス(Ｚ0)＝６０／√ε・ＬｎＤ／ｄ(Ω)
静電容量(Ｃ)＝５５.６３ε／ＬｎＤ／ｄ(ＰＦ／ｍ)
但し、ε：絶縁体の比誘電率、Ｄ：絶縁体の外径(外部導体の内径)
ｄ：導体外径(内部導体の外径)とする。
【０００４】
前記した各式から、同軸ケーブルの伝送特性には、絶縁体の比誘電率、内部導体及び絶縁体の外径が関与し、比誘電率に関しては、その値が小さい程、伝送特性が向上し、内部導体及び絶縁体の外径に関しては、その比率とバラツキが大きく関与することが理解出来る。
【０００５】
特に、特性インピーダンスと静電容量については、絶縁体の比誘電率が小さく、且つ、そのバラツキが少ないことと、内部導体と絶縁体の外径(シールド層の内径)等のバラツキが少なく、且つ、それらの形状がより真円状に形成されることが理想であることが理解出来る。
【０００６】
従来の同軸ケーブルにおいて、同軸ケーブルに適用される発泡絶縁体は、ケーブルの伝搬遅延時間を出来るだけ小さくして、伝送速度を速めることを目的として、現在では、その気孔率(発泡率)を６０％以上として、空隙を多く設けることで、絶縁体の比誘電率(ε)を１.４以下とすることによって、伝送時間の短縮、減衰量の減少等を図っている。気孔率を６０％以上とし、比誘電率を１.４以下とした絶縁体材質として、ポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)の多孔質テープ体(特許文献１及び特許文献２参照)を内部導体外周に巻回し、巻回時又は巻回後に焼成処理してなるものが適用され、この他の多孔質テープ体として、５００万以上の重量平均分子量のポリエチレンテープ体を適用したものがある(特許文献３参照)。それらの絶縁体層は、多孔質テープ体の性質上、その厚さ、気孔率のバラツキが大きく、同軸ケーブルの伝送特性の安定度においては、その改善が強く要望されている。
【０００７】
特に、内部導体サイズをＡＷＧサイズ２４以上の細径導体とし、特性インピーダンス値を５０Ωとした同軸ケーブルでは、絶縁体層の厚さ、外径、気孔率、焼成等のバラツキにより、伝送特性のバラツキを無くして安定化を図る上で、大きな障害となっている。
【０００８】
また、絶縁体層は、内部導体外周に多孔質テープ体を重ねて巻回して構成するので、導体外周のテープ体の重ね部で、空隙部と重ねによる外径の凸凹が生じ、比誘電率及び外径のバラツキが極めて大きくなる。
【０００９】
また、この絶縁層は、機械的強度が極めて小さい多孔質テープ体を使用するので、テープ体自体の巻回時の伸び、切れを無くす為と、多孔質テープ体を巻回することにより生じる、極細内部導体の伸び、断線を無くす為に、テープ体の張力は極めて小さくする必要がある。このため、巻回後の絶縁体は、外径の凸凹、外径のバラツキが更に大きくなると共に、内部導体との密着度が極めて弱く、比誘電率と外径のバラツキが更に拡大する。
【００１０】
更に、絶縁体外径を所定外径に維持して、そのバラツキを無くすことに加え、絶縁体形状を真円の円筒体状に形成することが難しいという大きな問題があった。
【００１１】
多孔質テープ体を適用して、同軸ケーブルの絶縁体を構成する場合の種々の解決しなければならない問題点を列記したが、薄いテープを内部導体外周に巻回して、絶縁体を構成するテープ体巻回装置の従来例として、極細線等の線材外周に薄いテープを、張力変動を抑えて、高速で安定して巻き付けることが出来るテープ巻回装置を開示したものがある（特許文献４参照)。
【００１２】
特許文献４に開示された発明を図５を参照して具体的に説明すると、軸５１中心に線材５２１を下から上へ通過させる貫通穴５２を設け、軸部５１Ａの外周とテープリール鍔を下から支えるフランジ面とに各々空気軸受けを構成する空気吹出し穴５３を設けて回転可能に縦向きに設置するリール軸５１と、このリール軸の上部に回転可能に同心的に設ける逆漏斗状のフライヤー５１０と、フライヤー外面に貼りつけたテープカバー５１７と、フライヤーの上部に設けてフライヤーと一体回転させるテープ巻付ガイド５１８及びテープ押さえ５１９と、前記リール軸とフライヤーを個々に回転させるモータ５７、５１３を具備し、前記リール軸５１に装着したテープリール５３１から繰り出すテープ５３２をフライヤーの下部外周縁に設けたガイド５１６に通した後、前記テープカバーの下側をくぐらせてテープ巻付ガイド及びテープ押さえ経由で線材５２１上に導き、更に、前記テープリールを前記吹出し穴から吹き出す空気で所定の回転抵抗を与えて浮上させ、この状態で線材を所定速度で通過させながらフライヤーを定速回転させ、リール軸をリール巻径に応じた速度で回転させて線材外周にテープを巻くようにした線材のテープ巻回装置である。
これによれば、遠心力や風の影響を受け難く、また空気浮上のテープリールとリール軸との間に生じる自動微調整作用により定速巻きを行ってもテープ張力の変動が抑えられ、更に、巻付け部ではテープ張力の変動幅が更に小さくなるので、切れやすい極薄テープであっても、適正張力を保持して安定した状態下で高速巻することが出来、またテープの巻付けピッチや巻付け状態が一定すると言う利点を有していると記載されている。
【００１３】
【特許文献１】
特公昭４２−１３５６０号公報
【特許文献２】
特公昭５１−１８９９１号公報
【特許文献３】
特開２００１−２９７６３３号公報
【特許文献４】
特開平６―１２４６１４号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のテープ巻回装置は以下の問題点を有している。
(１)テープリールを空気で浮かしてリール軸の回転によりテープリールを回転させてテープを供給するので、テープリールに巻回されているテープ体の量の大小によりテープ供給の張力が変化しやすい。
(２)モータ５７と５１３の回転数のアンバランスによりテープ張力が変化して巻き付け量が変化し巻き付け形状が一定化しにくい。
(３)テープ巻き付けテープ押さえ５１９迄のテープ条長が長くなり、テープ供給部のテープ張力がテープ巻き付け部のテープ張力と一体に成らないのでテープ巻回時の風圧によるテープの切断がおきやすい。
(４)テープの巻回張力は、ガイド穴５１６、テープカバー５１７、テープ巻付ガイド５１８との接触により発生するが、接触面積が比較的大きいこととフライヤー５１０の回転数により変化しやすい。
(５)上記(１)、(２)により、テープの供給とテープ巻によるテープの張力が安定せずテープ巻が不安定となるため、テープ巻の外形が凸凹となり、またテープの切断が生じやすい。
(６)テープリールからテープ巻回(テープの押さえ５１９)迄の、テープリールから繰り出されたテープが長いため、フライヤー５１０の回転による風圧を受け、テープ張力が変化しやすい。
【００１５】
従って、本発明の目的は、上記の問題点を解決することができるものであって、同軸ケーブルの多孔質テープ体からなる絶縁体層の形成において、テープ体の伸びや切断なしに巻回することが可能で、絶縁体外径を所定外径に維持し、巻き付け形状を一定化でき、さらには真円形状にも容易に成形することが可能な線材のテープ巻回装置及びテープ巻絶縁線心の作製システムを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、線材を通す貫通孔を有する中空軸と、テープ体が巻き付けられているテープパットを固定するための前記中空軸に固着されたテープパット固定部と、前記テープパット固定部を回転駆動させる第１の駆動源とからなるテープ供給部と、
前記テープ供給部の外側に同軸的に回転可能に装着されたテープ巻きフライヤーと、前記テープ巻きフライヤー平面上に前記中空軸と平行にして取り付けられた複数の張力制御ロールと、前記テープ巻きフライヤーに連結された第２の駆動源とからなるテープ巻き部とから構成され、
前記テープ体は、前記第１の駆動源による回転に伴い無張力で前記テープ巻きフライヤーに前記テープパットから供給され、前記テープ巻きフライヤーに供給された前記テープ体は、前記複数の張力制御ロールにより張力が一定値とされ、前記第２の駆動源による回転により、前記中空軸先端で前記線材に巻回されることを特徴とする線材のテープ巻回装置を提供するものである。
本発明によれば、線材に巻回する多孔質テープ体（特に、多孔率６０％以上）の張力と、巻付け角度とを一定化させて、巻回張力のバラツキ等による絶縁体外径の凸凹、外径のバラツキを少なくすることが可能となる。
また、多孔質テープ体の巻回張力を一定化することに加え、回転による風力の影響を少なくすることにより、巻回による多孔質テープ体の切断を無くし、均一に巻回することが出来、絶縁体外径の変動、波打ち等を無くすことが可能となる。
【００１７】
本発明の好ましい形態においては、前記テープパット固定部と前記テープ巻きフライヤーは、前記第１の駆動源と前記第２の駆動源により同方向に回転させて、前記テープ体を前記線材に巻回する。また、前記テープ巻きフライヤーは、円盤状の基板からなり、前記基板上に立植した前記複数の張力制御ロールは、他端に円盤状の案内盤が装着されており、前記複数の張力制御ロールの１又は２以上及び前記案内盤には前記中空軸先端へ前記テープ体を導くテープガイドロールが設けられてなり、また、前記案内盤は、その上面に短絡板が固着されており、前記短絡板には前記テープガイドロールが設けられてなる。
【００１８】
また、本発明は、上記目的を達成するため、線材を通す貫通孔を有する中空軸と、テープ体が巻き付けられているテープパットを固定するための前記中空軸に固着されたテープパット固定部と、前記テープパット固定部を回転駆動させる第１の駆動源とからなるテープ供給部と、前記テープ供給部の外側に同軸的に回転可能に装着されたテープ巻きフライヤーと、前記テープ巻きフライヤー平面上に前記中空軸と平行にして取り付けられた複数の張力制御ロールと、前記テープ巻きフライヤーに連結された第２の駆動源とからなるテープ巻き部とから構成され、前記テープ体は、前記第１の駆動源による回転に伴い無張力で前記テープ巻きフライヤーに前記テープパットから供給され、前記テープ巻きフライヤーに供給された前記テープ体は、前記複数の張力制御ロールにより張力が一定値とされ、前記第２の駆動源による回転により、前記中空軸先端で前記線材に巻回される１又は複数の線材のテープ巻回装置と、
前記線材を供給する供給装置と、
前記テープ巻回装置により前記線材に前記テープ体が巻回されたテープ巻絶縁線心を引き取る引取装置と、
前記テープ巻絶縁線心を所定外径の所定形状に成形する外形成形装置と、
前記成形されたテープ巻絶縁線心を巻き取るための巻取装置とからなることを特徴とするテープ巻絶縁線心の作製システムを提供するものである。
本発明によれば、テープ巻絶縁線心を所定外径と真円の円筒状に容易に成形することも可能となる。
【００１９】
本発明の好ましい形態においては、前記外形成形装置は、前記引取装置と前記巻取装置間に設けられており、所定の内径及び所定の内径長である真円状の孔を有する成形ダイスにより構成される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
図１は本発明のテープ巻回装置を含めたテープ巻絶縁線心の作製システムの全体図であり、図２は本発明のテープ巻回装置の具体例を示す断面図である。
図３は本発明のテープ巻回装置本体部分の具体例を示す斜視図であり、図４（ａ）〜（ｄ）はテープ張力を所定値にするためのテープ巻回装置本体部分の具体例を示す図である。
【００２１】
図１に示すテープ巻絶縁線心の作製システムは、線材１０を供給する供給装置９と、供給された線材１０をガイドするガイドロール１１と、テープ巻回装置１００、２００と、テープ巻回装置によりテープ体１を巻回されたテープ巻絶縁線心１２を引き取る引取装置１３と、テープ巻絶縁線心１２を所定外径の真円状に成形する成形ダイス１４と、成形された線心１５をガイドするガイドロール１６、１７と、巻取装置１８とから成る。
【００２２】
すなわち、供給装置９から供給される線材１０は、まずテープ巻回装置１００へ通すためにガイドロール１１にてガイドされ、ガイドされた線材１０はテープ巻回装置１００にてテープ体１をテープ巻回されたのち、引き続き、テープ巻回装置２００にてテープ巻回され、巻回されたテープ巻絶縁線心１２は、引取装置１３を経由して、成形ダイス１４へガイドされる。成形ダイス１４にて、テープ巻絶縁線心１２は所定外径の真円状に成形され、成形された線心１５はガイドロール１６及び１７により巻取装置１８へ導かれ、巻き取られる。
【００２３】
線材１０は、主として、電線等、特に、本発明では発泡同軸ケーブル、中でも特性インピーダンス値を±１Ωにした高精度発泡同軸ケーブルの芯材である内部導体である。また、本発明は、特に、細径の内部導体、例えば、ＡＷＧサイズ２４〜３０の内部導体に適している。
【００２４】
テープ体１は、多孔質テープ体、特に、気孔率６０％以上、比誘電率(ε)１.４以下とした多孔質テープ体、例えば、ＰＴＦＥや５００万以上の重量平均分子量のポリエチレンが用いられる。焼成処理したテープ体を巻回してもよいし、巻回時又は巻回後に焼成処理してもよい。
【００２５】
ガイドロールは、テープ巻回装置１００，２００、引取装置１３、成形ダイス１４、及び巻取装置１８に適切にガイドされていれば、必ずしも別途に設ける必要はなく、またロールに限られるものではなく、ガイドロールの個数、形状等は特に限定されない。
【００２６】
引取装置１３は、成形ダイス１４へテープ巻絶縁線心１２をガイドする機能も有しており、単なるガイドロールであってもよい。引取装置１３とは別にガイドロールを設ける構成としてもよい。
【００２７】
成形ダイス１４は、引取装置１３と巻取装置１８間に設けられた、所定の内径及び所定の内径長、例えば、内径１.１２ｍｍ、内径長３.００ｍｍを有するものであり、テープ巻絶縁線心１２は、かかる成形ダイス１４に通されて外径１.１２±０.０２ｍｍで真円状に成形される。テープ巻絶縁線心１２の成形は、成形ダイスを複数、例えば、２個にして序々に成形するようにしても良い。
【００２８】
また、図１ではテープ巻回装置を２連（１００、２００）にしたものを図示しているが、一連であっても良い。
【００２９】
次に、図２及び図３を用いて、図１におけるテープ巻回装置１００について詳細に説明する。
テープ巻回装置１００は、中心に線材１０を押通してガイドする中空軸１０１と、テープ体１を巻回したテープパット１０２と、テープパット１０２が固着されているテープパット固定部１０３と、テープパット固定部１０３の端部に設けられた駆動源連結部１０４と、駆動源連結部１０４にベルト１０５等で連結された駆動モータ１０６とから成るテープ体供給部を有する。テープパット１０２は、中空軸１０１にテープパット固定部１０３を介して固定されている、又は直接に中空軸１０１に固定されていても良い。テープパット固定部１０３は、中空軸１０１の外周に固着されている。
【００３０】
テープパット固定部１０３の外側にはテープ巻フライヤー基板１０７がテープパット固定部１０３の回転とは別の回転ができるように取り付けられている。テープ巻フライヤー基板１０７の一端にはベルト１０８により連結された駆動モータ１０９を有する。
【００３１】
テープ巻フライヤー基板１０７は、基板１０７に対し垂直に立植した複数本の張力制御ロール１１０（１１０Ａ〜１１０Ｅ）、１２０（１２０Ａ〜１２０Ｅ）を有し、張力制御ロールの他端には円盤状の案内盤１２１を有する。張力制御ロールは、基板１０７上で中空軸１０１を挟んで反対の側にそれぞれ３〜７本程度あることが好ましく、それぞれ５本であることがより好ましい。
案内盤１２１には、中空軸１０１を貫通させる貫通孔１２５を有する短絡板１２６を取り付けている。
【００３２】
張力制御ロール１１０Ｅ、案内盤１２１、及び短絡板１２６には、それぞれテープガイドロール１２２、１２３、１２４が取り付けられている。
テープガイド１２２、１２３、１２４は、テープ体１を中空軸１０１の先端部へ導く機能のほか、テープ巻回時のテープ巻回装置１００の回転により生じるテープ自体にかかる風圧の影響を少なくする為の機能をも有する。
【００３３】
図２及び図３において、張力制御ロール１２０、１２０Ａ〜Ｅ、１２０Ｅ上のテープガイドロール、案内盤１２１上の反対側のテープガイドロール、及び短絡板１２６上の反対側のテープガイドロールが図示されているが、これらはテープ体の巻回方向を反対方向に巻回する際に使用されるものであり、またテープ巻回装置の軸を中心にしてそのバランスを一定化する為のものでもある。
【００３４】
上記の張力制御ロールは、巻回するテープ体の張力をこれで調整するものであり、その配置は、中空軸１０１を通っている線材１０の中心から約２００ｍｍの位置に１１０Ａ、１１０Ｃ、１１０Ｅ及び１２０Ａ、１２０Ｃ、１２０Ｅが立植し、中心より約１５０ｍｍの位置に１１０Ｂ、１１０Ｄ及び１２０Ｂ、１２０Ｄが立植し、それぞれは約４５度（線材１０の中心から同距離にある最も近い２本（例えば、１１０Ａと１１０Ｃ、１１０Ｂと１１０Ｄ）を結んだ直線に対して中心側又は外側へ４５度（例えば、角ＢＡＣが４５度））ずれて千鳥配置され、テープガイドロール１２２、１２３、１２４へと導かれるように構成され、更にはこれらの張力制御ロール１００Ａ〜１１０Ｅ、１２０Ａ〜１２０Ｅは、テープ巻フライヤー基板１０７と案内盤１２１との間で固定され一体化されている。
【００３５】
駆動モータ１０６は、サーボモータを適用し、トルク制御によりシーケンサーによるプログラムから常にテープパット１０２のテープ巻き量に関係なく設定されたトルクになるように制御され、設定トルクより実際のトルクが大きければテープ体操り出し方向に、また実際のトルクが設定トルクを下回る場合はブレーキをかけるようにプログラミングされている。
以上からトルクを設定すればテープパット部のテープの巻き量に関係なくテープ体にはテープ引き出しの際に常に一定の張力とすることが出来る。
駆動モータ１０９もサーボモータが使われており、常に設定した回転数で回転するようにプログラミングされており、線材１０の外周を一定回転で回転しテープ体を巻回する。
【００３６】
図４（ａ）〜（ｄ）は、テープ張力を所定値にするためのテープ巻回装置本体部分の具体例を示しており、ここで、テープ巻回に係るテープ体自体の張力は、張力制御ロールに絡ませる接触面積により決まるものであり、張力制御ロールの太さと、張力制御ロールに当接するテープ体の接触量により決まってくる。例えば、張力制御ロール１１０Ａでは、その太さを約２０〜４０ｍｍ、好ましくはおよそ３０ｍｍとし、ほぼ１８０度の接触角度となるようにし、その角度と巻回するテープ体の幅の面積で張力が決まる。本実施の形態においては、約０．２Ｎのテープ張力が得られるよう張力制御ロール１１０Ａを構成している。テープ体の張力が０．２Ｎで良い場合（図４（ａ））は、１１０Ａでターンさせた後テープガイド１２２、１２３、１２４を経由して巻回部へ導く。テープ体の張力を更に大きい値にする場合は、張力制御ロール１１０Ａから互いに約４５度ずらした位置に配置した張力制御ロール１１０Ｂ（２ターン：０．４Ｎ）、１１０Ｃ（３ターン：０．６Ｎ）、１１０Ｄ（４ターン：０．８Ｎ）に順次絡ませて（図４（ｂ）〜（ｄ））、この絡ませによりテープ体は約９０度の接触角度となり、その角度と巻回するテープ体の幅の面積でテープ体の張力が決まってくる。本実施の形態では、張力制御ロール１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄに絡ませることにより、一ロールで約０．２Ｎの張力が生じるように設定している。
【００３７】
次にテープ巻回装置により、実際にテープ巻回する具体的方法を以下に説明する。
まず供給装置９と巻取装置１８間にＡＷＧ＃２６の線材を速度１０ｍ／ｍｉｎで走行させる。走行される線材１０の外周に気孔率が６０％以上でテープ幅４.６ｍｍ、厚さ０.０９ｍｍの焼成ＰＴＦＥテープ体１を１／２重ねでテープ巻回装置１００により巻回する。巻回するテープ体１は、テープパット１０２から引き出され、テープ巻フライヤー基板１０７上の張力制御ロール１１０Ａに絡ませて張力調整がなされ、テープガイドロール１２２、１２３、１２４を介して中空軸１０１先端部に供給される。駆動モータ１０６、１０９を駆動させることにより、テープパット固定部１０３と、テープ巻フライヤー１０７とをそれぞれ、１００ｒｐｍ、１５００ｒｐｍで回転させて、中空軸１０１の中空に沿ってガイドされた線材１０の外周にテープ体１を巻回させる。ここで回転数が異なるのは、テープパット１０２とテープ巻フライヤー１０７の外周径の違いにより生じるものである。
【００３８】
テープパット固定部１０３の回転によりテープ体１は常時、無張力で繰り出され、テープ巻フライヤー１０７の回転によりテープ体の巻回は無張力となるが、実際はテープ巻フライヤー１０７の張力制御ロール１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄ等に絡ませて張力を調整する。この張力調整は、テープパット１０２のテープ巻き量が変化しても調整し直すことはしなくとも良い。
【００３９】
本実施の形態では、テープ幅４.６ｍｍ、厚さ０.０９ｍｍの焼成ＰＴＦＥテープを適用した場合のテープ自体の張力は約０．４Ｎが適正張力となり、約０．４Ｎのテープ張力を発生させる為に、張力制御ロール１１０Ａ及び１１０Ｂに絡ませている（図４（ｂ））。一本の張力制御ロールで約０．２Ｎの張力を発生させることが出来る。なお、線材１０に巻き付ける実際のテープ張力は、テープガイドロール１２２、１２３、１２４のメカニカルロス等も加味されるので、約０．５Ｎ程度となる。
【００４０】
以上のように、テープ供給部は第１の駆動源を回転させて、テープパットからのテープ供給を常に無張力で行い、テープ供給部に同軸的に回転可能に装着したテープ巻部はその端に固定された第２の駆動源を回転させてテープ巻回を無張力で行い、テープの巻回張力はテープ巻部の張力制御ロールにより一定値として成るものとしたので、このテープ巻回装置により、気孔率が６０％以上で、厚さ０.０９ｍｍのＰＴＦＥ多孔質テープ体の巻回が出来る。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成され、以下に記載するような発明の効果を有する。
すなわち、本発明によれば、テープ張力を変化させずにテープパットからテープを繰り出すことができ、線材（導体）へのテープ巻回の張力はテープ巻フライヤーの張力制御ロールにて調整可能であり、一定化することができるため、線材へのテープ巻回は容易となり、巻回によるテープ体の密着度は一定化されるので、安定したテープ巻きが可能なテープ巻回装置を提供できる。これにより、テープ巻回による電線化が安定する。
【００４２】
また、テープ体の繰り出し張力と巻回張力を常に一定化し、かつ最小の張力とすることができ、巻回による風圧を張力制御ロールやテープガイドロールにテープ体を短い間隔で接触させることで、その影響を少なくすることが出来るため、テープ体の張力が小さいものでも巻回することが可能なテープ巻回装置の提供が可能となる。
【００４３】
さらに、所定の成形ダイスとの連携により、テープ巻絶縁線心の外形を容易に成形することが出来るため、テープ巻絶縁線心の外形成形が極めて容易なテープ巻絶縁線心の作製システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明のテープ巻回装置を含めたテープ巻絶縁線心の作製システムの全体図である。
【図２】 図２は本発明のテープ巻回装置の具体例を示す断面図である。
【図３】 図３は本発明のテープ巻回装置本体部分の具体例を示す斜視図である。
【図４】 図４（ａ）〜（ｄ）はテープ張力を所定値にするためのテープ巻回装置本体部分の具体例を示す図である。
【図５】 図５は従来のテープ巻回装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１：テープ体、９：供給装置、１０：線材、１１：ガイドロール
１２：テープ巻絶縁線心、１３：引取装置、１４：成形ダイス
１５：成形された線心、１６，１７：ガイドロール、１８：巻取装置
１００，２００：テープ巻回装置、１０１：中空軸
１０２：テープパット、１０３：テープパット固定部
１０４：駆動源連結部、１０５：ベルト、１０６：駆動モータ
１０７：テープ巻フライヤー、１０８：ベルト、１０９：駆動モータ
１１０，１２０：張力制御ロール
１１０Ａ〜Ｅ，１２０Ａ〜Ｅ：張力制御ロール
１２１：案内盤、１２２，１２３，１２４：テープガイドロール
１２５：貫通孔、１２６：短絡板
Claims (6)
- 線材を通す貫通孔を有する中空軸と、テープ体が巻き付けられているテープパットを固定するための前記中空軸に固着されたテープパット固定部と、前記テープパット固定部を回転駆動させる第１の駆動源とからなるテープ供給部と、
前記テープ供給部の外側に同軸的に回転可能に装着されたテープ巻きフライヤーと、前記テープ巻きフライヤー平面上に前記中空軸と平行にして取り付けられた複数の張力制御ロールと、前記テープ巻きフライヤーに連結された第２の駆動源とからなるテープ巻き部とから構成され、
前記テープ体は、前記第１の駆動源による回転に伴い無張力で前記テープ巻きフライヤーに前記テープパットから供給され、前記テープ巻きフライヤーに供給された前記テープ体は、前記複数の張力制御ロールにより張力が一定値とされ、前記第２の駆動源による回転により、前記中空軸先端で前記線材に巻回されることを特徴とする線材のテープ巻回装置。 - 前記テープパット固定部と前記テープ巻きフライヤーは、前記第１の駆動源と前記第２の駆動源により同方向に回転させて、前記テープ体を前記線材に巻回することを特徴とする請求項１記載の線材のテープ巻回装置。
- 前記テープ巻きフライヤーは、円盤状の基板からなり、前記基板上に立植した前記複数の張力制御ロールは、他端に円盤状の案内盤が装着されており、前記複数の張力制御ロールの１又は２以上及び前記案内盤には前記中空軸先端へ前記テープ体を導くテープガイドロールが設けられてなることを特徴とする請求項１記載の線材のテープ巻回装置。
- 前記案内盤は、その上面に短絡板が固着されており、前記短絡板には前記テープガイドロールが設けられてなることを特徴とする請求項３記載の線材のテープ巻回装置。
- 線材を通す貫通孔を有する中空軸と、テープ体が巻き付けられているテープパットを固定するための前記中空軸に固着されたテープパット固定部と、前記テープパット固定部を回転駆動させる第１の駆動源とからなるテープ供給部と、前記テープ供給部の外側に同軸的に回転可能に装着されたテープ巻きフライヤーと、前記テープ巻きフライヤー平面上に前記中空軸と平行にして取り付けられた複数の張力制御ロールと、前記テープ巻きフライヤーに連結された第２の駆動源とからなるテープ巻き部とから構成され、前記テープ体は、前記第１の駆動源による回転に伴い無張力で前記テープ巻きフライヤーに前記テープパットから供給され、前記テープ巻きフライヤーに供給された前記テープ体は、前記複数の張力制御ロールにより張力が一定値とされ、前記第２の駆動源による回転により、前記中空軸先端で前記線材に巻回される１又は複数の線材のテープ巻回装置と、
前記線材を供給する供給装置と、
前記テープ巻回装置により前記線材に前記テープ体が巻回されたテープ巻絶縁線心を引き取る引取装置と、
前記テープ巻絶縁線心を所定外径の所定形状に成形する外形成形装置と、
前記成形されたテープ巻絶縁線心を巻き取るための巻取装置とからなることを特徴とするテープ巻絶縁線心の作製システム。 - 前記外形成形装置は、前記引取装置と前記巻取装置間に設けられており、所定の内径及び所定の内径長である真円状の孔を有する成形ダイスにより構成されることを特徴とする請求項５記載のテープ巻絶縁線心の作製システム。
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