KR100718609B1

KR100718609B1 - 선재의 테이프 권취 장치 및 테이프 권취 절연 선심의 제작시스템

Info

Publication number: KR100718609B1
Application number: KR1020067000969A
Authority: KR
Inventors: 히사오 사이또; 도시유끼 와까바야시
Original assignee: 히라까와 휴테크 가부시끼가이샤; 가부시키가이샤 어드밴티스트
Priority date: 2003-07-17
Filing date: 2004-07-15
Publication date: 2007-05-16
Also published as: CN1823394B; KR20060031869A; WO2005008689A1; JP3995636B2; JP2005038665A; CN1823394A; DE112004001303T5; US20110094097A1

Abstract

본 발명의 선재의 테이프 권취 장치(100)는 테이프 권취 플라이어(107) 평면 상에 중공축(101)과 평행하게 하여 부착된 복수의 장력 제어 롤(110, 120)을 갖고 있고, 테이프 부재(1)는 제1 구동원(106)에 의한 회전에 수반하여 테이프 권취 플라이어(107)에 테이프 패드(102)로부터 공급되어 테이프 권취 플라이어(107)에 공급된 테이프 부재(1)는 복수의 장력 제어 롤(110, 120)에 의해 장력이 일정치가 되고, 제2 구동원(109)에 의한 회전에 의해 중공축(101) 선단부에서 선재(10)에 권취된다. 이에 의해, 테이프 부재의 신장이나 절단 없이 권취하는 것이 가능해진다.

테이프 권취 장치, 장력 제어 롤, 테이프 패드, 중공축, 테이프 권취 플라이어

Description

선재의 테이프 권취 장치 및 테이프 권취 절연 선심의 제작 시스템{TAPE WINDING DEVICE FOR WIRE MATERIAL, AND SYSTEM OF MANUFACTURING TAPE-WOUND INSULATION CORE}

본 발명은 선재의 테이프 권취 장치 및 테이프 권취 절연 선심의 제작 시스템에 관한 것으로, 특히 내부 도체 외주의 절연체를 다공질 테이프 부재의 권취에 의해 형성하고, 외부 도체를 도전 세선의 편조체에 의해 구성한 고정밀도 발포 동축 케이블의 절연체층을 형성하기 위한 선재의 테이프 권취 장치 및 테이프 권취 절연 선심의 제작 시스템에 관한 것이다.

최근의 고도 정보화 사회의 진전에 의해 정보 통신 기기 및 그 기기에 적용되는 반도체 소자의 시험 및 검사 장치 등의 전송 속도의 고속화 및 전송 정밀도 향상의 요청이 높아지고 있다. 이로 인해, 그 기기 및 장치 등에 적용되는 동축 케이블 및 동축 코드에 있어서도 전송 속도의 고속화 및 전송 정밀도의 향상이 요RN된다.

여기서, 동축 케이블에 요구되는 대표적인 전기 특성을 기술하면, 이하와 같다.

전파 지연 시간(Td) ＝√ε/0.3(nS/m)

상대 전송 속도(V) ＝ 100/√ε(％)

특성 임피던스(Z₀) ＝ 60/√εㆍLnD/d(Ω)

정전 용량(C) ＝ 55.63ε/LnD/d(PF/m)

단, ε: 절연체의 비유전률, D : 절연체의 외경(외부 도체의 내경), d : 도체 외경(내부 도체의 외경)으로 한다.

상기한 각 식으로부터 동축 케이블의 전송 특성에는 절연체의 비유전률, 내부 도체 및 절연체의 외경이 관여하여 비유전률에 관해서는 그 값이 작을수록 전송 특성이 향상되고, 내부 도체 및 절연체의 외경에 관해서는 그 비율과 변동이 크게 관여하는 것을 이해할 수 있다.

특히, 특성 임피던스와 정전 용량에 대해서는 절연체의 비유전률이 작고, 또한 그 변동이 적은 것과, 내부 도체와 절연체의 외경(밀봉층의 내경) 등의 변동이 적고, 또한 이들 형상이 보다 진원 형상으로 형성되는 것이 이상(理想)인 것을 이해할 수 있다.

종래의 동축 케이블에 있어서, 동축 케이블에 적용되는 발포 절연체는 케이블의 전파 지연 시간을 가능한 한 작게 하고, 전송 속도를 빠르게 하는 것을 목적으로 하고, 현재는 그 기공율(발포율)을 60 ％ 이상으로 하여 공극을 많이 마련함으로써, 절연체의 비유전률(ε)을 1.4 이하로 함으로써 전송 시간의 단축, 감쇠량의 감소 등을 도모하고 있다. 기공율을 60 ％ 이상으로 하고, 비유전률을 1.4 이하로 한 절연체 재질로서, 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)의 다공질 테이프 부재( 특허문헌 1 및 특허문헌 2 참조)를 내부 도체 외주에 권취하고, 권취 시 또는 권취 후에 소성 처리하여 이루어지는 것이 적용되고, 이 이외의 다공질 테이프 부재로서, 500만 이상의 중량 평균 분자량의 폴리에틸렌 테이프 부재를 적용한 것이 있다(특허문헌 3 참조). 이들 절연체층은 다공질 테이프 부재의 성질상, 그 두께, 기공율의 변동이 크고, 동축 케이블의 전송 특성의 안정도에 있어서는 그 개선이 강하게 요구되고 있다.

특히, 내부 도체 사이즈를 AWG 사이즈 24 이상의 가는 직경 도체로 하고, 특성 임피던스치를 50 Ω으로 한 동축 케이블에서는 절연체층의 두께, 외경, 기공율, 소성 등의 변동에 의해 전송 특성의 변동을 없애고 안정화를 도모하는 데 있어서, 큰 장해가 되고 있다.

또한, 절연체층은 내부 도체 외주에 다공질 테이프 부재를 중첩하고 권취하여 구성하기 때문에, 도체 외주의 테이프 부재의 중첩부에서 공극부와 중첩에 의한 외경의 요철이 생겨 비유전률 및 외경의 변동이 매우 커진다.

또한, 이 절연층은 기계적 강도가 매우 작은 다공질 테이프 부재를 사용하기 때문에, 테이프 부재 자체의 권취 시의 신장, 절단을 없애기 위해, 다공질 테이프 부재를 권취함으로써 생기는 극세 내부 도체의 신장, 단선을 없애기 위해 테이프 부재의 장력은 매우 작게 할 필요가 있다. 이로 인해, 권취 후의 절연체는 외경의 요철, 외경의 변동이 더 커지는 동시에, 내부 도체와의 밀착도가 매우 약해, 비유전률과 외경의 변동이 더 확대된다.

또한, 절연체 외경을 소정 외경으로 유지하여 그 변동을 없애는 것 외에 절 연체 형상을 진원의 원통체 형상으로 형성하는 것이 어렵다는 큰 문제가 있었다.

다공질 테이프 부재를 적용하여 동축 케이블의 절연체를 구성하는 경우의 다양한 해결해야 할 문제점을 열기하였지만, 얇은 테이프를 내부 도체 외주에 권취하여 절연체를 구성하는 테이프 부재 권취 장치의 종래예로서, 극세선 등의 선재 외주에 얇은 테이프를, 장력 변동을 억제하여 고속이고 안정적으로 권취할 수 있는 테이프 권취 장치를 개시한 것이 있다(특허문헌 4 참조).

특허문헌 4에 개시된 발명을 도5를 참조하여 구체적으로 설명하면, 축(51) 중심에 선재(521)를 아래로부터 위로 통과시키는 관통 구멍(52)을 마련하고, 축부(51A)의 외주와 테이프 릴 플랜지를 아래로부터 지지하는 플랜지면에 각각 공기 베어링을 구성하는 공기 분출 구멍(53)을 마련하여 회전 가능하게 종방향에 설치하는 릴축(51)과, 이 릴축의 상부에 회전 가능하게 동심적으로 설치하는 역깔때기 형상의 플라이어(510)와, 플라이어 외면에 부착한 테이프 커버(517)와, 플라이어의 상부에 설치하여 플라이어와 일체 회전시키는 테이프 권취 가이드(518) 및 테이프압박부(519)와, 상기 릴축과 플라이어를 각각에 회전시키는 모터(57, 513)를 구비하고, 상기 릴축(51)에 장착한 테이프 릴(531)로부터 조출하는 테이프(532)를 플라이어의 하부 외주연에 설치한 가이드(516)에 통과시킨 후, 상기 테이프 커버의 하측을 빠져나가 테이프 권취 가이드 및 테이프 압박부 경유로 선재(521) 상으로 유도하고, 또한 상기 테이프 릴을 상기 분출 구멍으로부터 불어내는 공기로 소정의 회전 저항을 부여하여 부상시키고, 이 상태에서 선재를 소정 속도로 통과시키면서 플라이어를 정속 회전시키고, 릴축을 릴 권취 직경에 따른 속도로 회전시켜 선재 외 주에 테이프를 권취하도록 한 선재의 테이프 권취 장치이다.

이에 따르면, 원심력이나 바람의 영향을 받기 어렵고, 또한 공기 부상의 테이프 릴과 릴축 사이에 생기는 자동 미조정 작용에 의해 정속 권취를 행해도 테이프 장력의 변동이 억제되고, 또한 권취부에서는 테이프 장력의 변동폭이 더 작아지기 때문에, 끊어지기 쉬운 극박 테이프라도 적정 장력을 유지하여 안정된 상태 하에서 고속 권취할 수 있고, 또한 테이프의 권취 피치나 권취 상태가 일정하다는 이점을 갖고 있다고 기재되어 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공고 소42-13560호 공보

특허문헌 2 : 일본 특허 공고 소51-18991호 공보

특허문헌 3 : 일본 특허 공개 2001-297633호 공보

특허문헌 4 : 일본 특허 공개 평6-124614호 공보

그러나, 종래의 테이프 권취 장치는 이하의 문제점을 갖고 있다.

(1) 테이프 릴을 공기로 부상시키고 릴축의 회전에 의해 테이프 릴을 회전시켜 테이프를 공급하기 때문에, 테이프 릴에 권취되어 있는 테이프 부재의 양의 대소에 따라서 테이프 공급의 장력이 변화되기 쉽다.

(2) 모터(57과 513)의 회전수의 언밸런스에 의해 테이프 장력이 변화되고 권취량이 변화되어 권취 형상이 일정화되기 어렵다.

(3) 테이프 권취 테이프 압박부(519)까지의 테이프 조 길이가 길어져 테이프 공급부의 테이프 장력이 테이프 권취부의 테이프 장력과 일체로 이루어지지 않으므로 테이프 권취 시의 풍압에 의한 테이프의 절단이 일어나기 쉽다.

(4) 테이프의 권취 장력은 가이드 구멍(516), 테이프 커버(517), 테이프 권취 가이드(518)와의 접촉에 의해 발생하지만, 접촉 면적이 비교적 큰 것과 플라이어(510)의 회전수에 의해 변화되기 쉽다.

(5) 상기 (1), (2)에 의해 테이프의 공급과 테이프 권취에 의한 테이프의 장력이 안정되지 않아 테이프 권취가 불안정해지기 때문에, 테이프 권취의 외형이 요철이 되고, 또한 테이프의 절단이 생기기 쉽다.

(6) 테이프 릴로부터 테이프 권취[테이프의 압박부(519)]까지의 테이프 릴로부터 조출된 테이프가 길기 때문에, 플라이어(510)의 회전에 의한 풍압을 받아 테이프 장력이 변화되기 쉽다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결할 수 있는 것이며, 동축 케이블의 다공질 테이프 부재로 이루어지는 절연체층의 형성에 있어서, 테이프 부재의 신장이나 절단없이 권취하는 것이 가능하고, 절연체 외경을 소정 외경으로 유지하여 권취 형상을 일정화할 수 있고, 또는 진원 형상으로도 용이하게 성형하는 것이 가능한 선재의 테이프 권취 장치 및 테이프 권취 절연 선심의 제작 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 선재를 통과시키는 관통 구멍을 갖는 중공축과, 테이프 부재가 권취되어 있는 테이프 패드를 고정하기 위한 상기 중공축에 고정 부착된 테이프 패드 고정부와, 상기 테이프 패드 고정부를 회전 구동시키는 제1 구동원으로 이루어지는 테이프 공급부와,

상기 테이프 공급부의 외측에 동축적으로 회전 가능하게 장착된 테이프 권취 플라이어와, 상기 테이프 권취 플라이어 평면 상에 상기 중공축과 평행하게 하여 부착된 복수의 장력 제어 롤과, 상기 테이프 권취 플라이어에 연결된 제2 구동원으로 이루어지는 테이프 권취부로 구성되고,

상기 테이프 부재는 상기 제1 구동원에 의한 회전에 수반하여 상기 테이프 권취 플라이어에 상기 테이프 패드로부터 공급되고, 상기 테이프 권취 플라이어에 공급된 상기 테이프 부재는 상기 복수의 장력 제어 롤에 의해 장력이 일정치가 되고, 상기 제2 구동원에 의한 회전에 의해 상기 중공축 선단부에서 상기 선재에 권취되는 것을 특징으로 하는 선재의 테이프 권취 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 선재에 권취하는 다공질 테이프 부재(특히, 다공률 60 ％ 이상)의 장력과, 권취 각도를 일정화하여 권취 장력의 변동 등에 의한 절연체 외경의 요철, 외경의 변동을 적게 하는 것이 가능해진다.

또한, 다공질 테이프 부재의 권취 장력을 일정화하는 것 외에 회전에 의한 풍력의 영향을 적게 함으로써 권취에 의한 다공질 테이프 부재의 절단을 없애고, 균일하게 권취할 수 있어, 절연체 외경의 변동, 진동 등을 없애는 것이 가능해진다.

본 발명의 바람직한 형태에 있어서는, 상기 테이프 패드 고정부와 상기 테이프 권취 플라이어는 상기 제1 구동원과 상기 제2 구동원에 의해 같은 방향으로 회전시켜 상기 테이프 부재를 상기 선재에 권취한다. 또한, 상기 테이프 권취 플라이어는 원반 형상의 기판으로 이루어지고, 상기 기판 상에 위치한 상기 복수의 장력 제어 롤은 타단부에 원반 형상의 안내반이 장착되어 있고, 상기 복수의 장력 제어 롤의 1 또는 2 이상 및 상기 안내반에는 상기 중공축 선단부로 상기 테이프 부재를 유도하는 테이프 가이드 롤이 설치되어 있고, 또한 상기 안내반은 그 상면에 단락판이 고정 부착되어 있고, 상기 단락판에는 상기 테이프 가이드 롤이 설치되어 이루어진다.

또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 선재를 통과시키는 관통 구멍을 갖는 중공축과, 테이프 부재가 권취되어 있는 테이프 패드를 고정하기 위한 상기 중공축에 고정 부착된 테이프 패드 고정부와, 상기 테이프 패드 고정부를 회전 구동시키는 제1 구동원으로 이루어지는 테이프 공급부와,

상기 테이프 부재는 상기 제1 구동원에 의한 회전에 수반하여 상기 테이프 권취 플라이어에 상기 테이프 패드로부터 공급되고, 상기 테이프 권취 플라이어에 공급된 상기 테이프 부재는 상기 복수의 장력 제어 롤에 의해 장력이 일정치가 되고, 상기 제2 구동원에 의한 회전에 의해 상기 중공축 선단부에서 상기 선재에 권취되는 1 또는 복수의 선재의 테이프 권취 장치와,

상기 선재를 공급하는 공급 장치와,

상기 테이프 권취 장치에 의해 상기 선재에 상기 테이프 부재가 권취된 테이프 권취 절연 선심을 인수하는 인수 장치와,

상기 테이프 권취 절연 선심을 소정 외경의 소정 형상으로 성형하는 외형 성형 장치와,

상기 성형된 테이프 권취 절연 선심을 권취하기 위한 권취 장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 테이프 권취 절연 선심의 제작 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 테이프 권취 절연 선심을 소정 외경과 진원의 원통 형상으로 용이하게 성형하는 것도 가능해진다.

본 발명의 바람직한 형태에 있어서는 상기 외형 성형 장치는 상기 인수 장치와 상기 권취 장치 사이에 설치되어 있고, 소정의 내경 및 소정의 내경 길이인 진원 형상의 구멍을 갖는 성형 다이스에 의해 구성된다.

본 발명은 이상과 같이 구성되어 이하에 기재하는 발명의 효과를 갖는다.

본 발명에 따르면, 테이프 장력을 변화시키지 않고 테이프 패드로부터 테이프를 조출할 수 수 있고, 선재(도체)로의 테이프 권취의 장력은 테이프 플라이어의 장력 제어 롤로 조정 가능하고, 일정화할 수 있으므로, 선재로의 테이프 권취는 용이해지고, 권취에 의한 테이프 부재의 밀착도는 일정화되기 때문에, 안정된 테이프 권취가 가능한 테이프 권취 장치를 제공할 수 있다. 이에 의해, 테이프 권취에 의한 전선화가 안정된다.

또한, 테이프 부재의 조출 장력과 권취 장력을 항상 일정화하고, 또한 최소의 장력으로 할 수 있고, 권취에 의한 풍압을 장력 제어 롤이나 테이프 가이드 롤에 테이프 부재를 짧은 간격으로 접촉시킴으로써 그 영향을 적게 할 수 있으므로, 테이프 부재의 장력이 작은 것이라도 권취하는 것이 가능한 테이프 권취 장치의 제공이 가능해진다.

또한, 소정의 성형 다이스와의 연휴에 의해 테이프 권취 절연 선심의 외형을 용이하게 성형할 수 있으므로, 테이프 권취 절연 선심의 외형 성형이 매우 용이한 테이프 권취 절연 선심의 제작 시스템이 제공된다.

도1은 본 발명의 테이프 권취 장치를 포함한 테이프 권취 절연 선심의 제작 시스템의 전체도이다.

도2는 본 발명의 테이프 권취 장치의 구체예를 나타내는 단면도이다.

도3은 본 발명의 테이프 권취 장치 본체 부분의 구체예를 나타내는 사시도이다.

도4의 (a) 내지 (d)는 테이프 장력을 소정치로 하기 위한 테이프 권취 장치 본체 부분의 구체예를 나타내는 도면이다.

도5는 종래의 테이프 권취 장치를 도시하는 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도1 내지 도4를 기초로 하여 설명한다.

도1은 본 발명의 테이프 권취 장치를 포함한 테이프 권취 절연 선심의 제작 시스템의 전체도이고, 도2는 본 발명의 테이프 권취 장치의 구체예를 나타내는 단면도이다.

도3은 본 발명의 테이프 권취 장치 본체 부분의 구체예를 나타내는 사시도이 고, 도4의 (a) 내지 (d)는 테이프 장력을 소정치로 하기 위한 테이프 권취 장치 본체 부분의 구체예를 나타내는 도면이다.

도1에 도시하는 테이프 권취 절연 선심의 제작 시스템은 선재(10)를 공급하는 공급 장치(9)와, 공급된 선재(10)를 가이드하는 가이드 롤(11)과, 테이프 권취 장치(100, 200)와, 테이프 권취 장치에 의해 테이프 부재(1)를 권취된 테이프 권취 절연 선심(12)을 인수하는 인수 장치(13)와, 테이프 권취 절연 선심(12)을 소정 외경의 진원 형상으로 성형하는 성형 다이스(14)와, 성형된 선심(15)을 가이드하는 가이드 롤(16, 17)과, 권취 장치(18)로 이루어진다.

공급 장치(9)로부터 공급되는 선재(10)는 우선 테이프 권취 장치(100)로 통과시키기 위해 가이드 롤(11)로 가이드되고, 가이드된 선재(10)는 테이프 권취 장치(100)에서 테이프 부재(1)가 테이프 권취된 후, 계속해서 테이프 권취 장치(200)에서 테이프 권취되어 권취된 테이프 권취 절연 선심(12)은 인수 장치(13)를 경유하여 성형 다이스(14)로 가이드된다. 성형 다이스(14)에서 테이프 권취 절연 선심(12)은 소정 외경의 진원 형상으로 성형되고, 성형된 선심(15)은 가이드 롤(16 및 17)에 의해 권취 장치(18)로 유도되어 권취된다.

선재(10)는 주로, 전선 등, 특히 본 발명에서는 발포 동축 케이블, 그 중에서도 특성 임피던스치를 ±1 Ω으로 한 고정밀도 발포 동축 케이블의 심재인 내부 도체이다. 또한, 본 발명은, 특히 가는 직경의 내부 도체, 예를 들어 AWG 사이즈 24 내지 30의 내부 도체에 적합하다.

테이프 부재(1)는 다공질 테이프 부재, 특히 기공율 60 ％ 이상, 비유전율( ε) 1.4 이하로 한 다공질 테이프 부재, 예를 들어 PTFE나 500만 이상의 중량 평균 분자량의 폴리에틸렌이 이용된다. 소성 처리한 테이프 부재를 권취해도 좋고, 권취 시 또는 권취 후에 소성 처리해도 좋다.

가이드 롤은 테이프 권취 장치(100, 200), 인수 장치(13), 성형 다이스(14) 및 권취 장치(18)에 적절하게 가이드되어 있으면, 반드시 별도로 설치할 필요는 없고, 또한 롤로 한정되는 것은 아니고, 가이드 롤의 개수, 형상 등은 특별히 한정되지 않는다.

인수 장치(13)는 성형 다이스(14)로 테이프 권취 절연 선심(12)을 가이드하는 기능도 갖고 있고, 단순한 가이드 롤이라도 좋다. 인수 장치(13)와는 별도로 가이드 롤을 설치하는 구성으로 해도 좋다.

성형 다이스(14)는 인수 장치(13)와 권취 장치(18) 사이에 설치된 소정의 내경 및 소정의 내경 길이, 예를 들어 내경 1.12 ㎜, 내경 길이 3.00 ㎜를 갖는 것이고, 테이프 권취 절연 선심(12)은 이러한 성형 다이스(14)에 통과되어 외경 1.12 ± 0.02 ㎜이고 진원 형상으로 성형된다. 테이프 권취 절연 선심(12)의 성형은 성형 다이스를 복수, 예를 들어 2개로 하여 서서히 성형하도록 해도 좋다.

또한, 도1에서는 테이프 권취 장치를 2연(100, 200)으로 한 것을 도시하고 있지만, 1연이라도 좋다.

다음에, 도2 및 도3을 이용하여 도1에 있어서의 테이프 권취 장치(100)에 대해 상세하게 설명한다.

테이프 권취 장치(100)는 중심에 선재(10)를 압박 통과하여 가이드하는 중공 축(101)과, 테이프 부재(1)를 권취한 테이프 패드(102)와, 테이프 패드(102)가 고정 부착되어 있는 테이프 패드 고정부(103)와, 테이프 패드 고정부(103)의 단부에 설치된 구동원 연결부(104)와, 구동원 연결부(104)에 벨트(105) 등으로 연결된 구동 모터(106)로 이루어지는 테이프 부재 공급부를 갖는다. 테이프 패드(102)는 중공축(101)에 테이프 패드 고정부(103)를 거쳐서 고정되어 있거나, 또는 직접 중공축(101)에 고정되어 있어도 좋다. 테이프 패드 고정부(103)는 중공축(101)의 외주에 고정 부착되어 있다.

테이프 패드 고정부(103)의 외측에는 테이프 권취 플라이어 기판(107)이 테이프 패드 고정부(103)의 회전과는 별도의 회전을 할 수 있도록 부착되어 있다. 테이프 권취 플라이어 기판(107)의 일단부에는 벨트(108)에 의해 연결된 구동 모터(109)를 갖는다.

테이프 권취 플라이어 기판(107)은 기판(107)에 대해 수직으로 세워 심은 복수개의 장력 제어 롤[110(110A 내지 110E), 120(120A 내지 120E)]을 갖고, 장력 제어 롤의 타단부에는 원반 형상의 안내반(121)을 갖는다. 장력 제어 롤은 기판(107) 상에서 중공축(101)을 협지하여 반대의 측에 각각 3 내지 7개 정도 있는 것이 바람직하고, 각각 5개인 것이 보다 바람직하다.

안내반(121)에는 중공축(101)을 관통시키는 관통 구멍(125)을 갖는 단락판(126)을 부착하고 있다.

장력 제어 롤(110E), 안내반(121) 및 단락판(126)에는 각각 테이프 가이드 롤(122, 123, 124)이 부착되어 있다.

테이프 가이드(122, 123, 124)는 테이프 부재(1)를 중공축(101)의 선단부로 유도하는 기능 외에, 테이프 권취 시의 테이프 권취 장치(100)의 회전에 의해 생기는 테이프 자체에 가하는 풍압의 영향을 적게 하기 위한 기능도 갖는다.

도2 및 도3에 있어서, 장력 제어 롤(120, 120A 내지 E, 120E) 상의 테이프 가이드 롤, 안내반(121) 상의 반대측의 테이프 가이드 롤 및 단락판(126) 상의 반대측의 테이프 가이드 롤이 도시되어 있지만, 이들은 테이프 부재의 권취 방향을 반대 방향으로 권취할 때에 사용되는 것이고, 또한 테이프 권취 장치의 축을 중심으로 하여 그 밸런스를 일정화하기 위한 것이기도 하다.

상기한 장력 제어 롤은 권취하는 테이프 부재의 장력을 이것으로 조정하는 것이고, 그 배치는 중공축(101)을 통과하고 있는 선재(10)의 중심으로부터 약 200 ㎜의 위치에 110A, 110C, 110E 및 120A, 120C, 120E가 위치하고, 중심으로부터 약 150 ㎜의 위치에 110B, 110D 및 120B, 120D가 위치하고, 각각은 약 45도[선재(10)의 중심으로부터 같은 거리에 있는 가장 가까운 2개(예를 들어, 110A와 110C, 110B와 110D)를 연결한 직선에 대해 중심측 또는 외측으로 45도(예를 들어, 각 BAC가 45도)] 어긋나 지그재그로 배치되고, 테이프 가이드 롤(122, 123, 124)로 유도되도록 구성되고, 또한 이들 장력 제어 롤(100A 내지 110E, 120A 내지 120E)은 테이프 권취 프라이어 기판(107)과 안내반(121) 사이에서 고정되어 일체화되어 있다.

구동 모터(106)는 서보 모터를 적용하여 토크 제어에 의해 시퀀서에 의한 프로그램으로부터 항상 테이프 패드(102)의 테이프 권취량에 관계없이 설정된 토크가 되도록 제어되고, 설정 토크보다 실제의 토크가 크면 테이프 부재 조출 방향에, 또 한 실제의 토크가 설정 토크를 하회하는 경우에는 브레이크를 걸도록 프로그래밍되어 있다.

이상으로부터 토크를 설정하면 테이프 패드부의 테이프의 권취량에 관계없이 테이프 부재에는 테이프 인출 시에 항상 일정한 장력으로 할 수 있다.

구동 모터(109)도 서보 모터가 사용되고 있고, 항상 설정한 회전수로 회전하도록 프로그래밍되어 있고, 선재(10)의 외주를 일정 회전으로 회전하여 테이프 부재를 권취한다.

도4의 (a) 내지 (d)는 테이프 장력을 소정치로 하기 위한 테이프 권취 장치 본체 부분의 구체예를 나타내고 있고, 여기서 테이프 권취에 관한 테이프 부재 자체의 장력은 장력 제어 롤에 얽히게 하는 접촉 면적에 의해 결정되는 것이고, 장력 제어 롤의 굵기와, 장력 제어 롤에 접촉하는 테이프 부재의 접촉량에 의해 결정이 된다. 예를 들어, 장력 제어 롤(110A)에서는 그 굵기를 약 20 내지 40 ㎜, 바람직하게는 약 30 ㎜로 하여 대략 180도의 접촉 각도가 되도록 하고, 그 각도와 권취하는 테이프 부재의 폭의 면적으로 장력이 결정된다. 본 실시 형태에 있어서는 약 0.2 N의 테이프 장력을 얻을 수 있도록 장력 제어 롤 11.0 A를 구성하고 있다. 테이프 부재의 장력이 0.2 N로 좋은 경우[도4의 (a)]에는 110 A로 턴시킨 후 테이프 가이드(122, 123, 124)를 경유하여 권취부로 유도한다. 테이프 부재의 장력을 더 큰 값으로 하는 경우에는 장력 제어 롤(110A)로부터 서로 약 45도 어긋난 위치에 배치한 장력 제어 롤[110B(2턴 : 0.4 N), 110C(3턴 : 0.6 N), 110D(4턴 : 0.8 N)]에 차례로 얽히게 하고[도4의 (b) 내지 (d)], 이 얽힘에 의해 테이프 부재는 약 90 도의 접촉 각도가 되고, 그 각도와 권취하는 테이프 부재의 폭의 면적으로 테이프 부재의 장력이 결정된다. 본 실시 형태에서는 장력 제어 롤(110B, 110C, 110D)에 얽히게 함으로써 1롤로 약 0.2 N의 장력이 생기도록 설정하고 있다.

다음에 테이프 권취 장치에 의해 실제로 테이프 권취하는 구체적 방법을 이하에 설명한다.

우선 공급 장치(9)와 권취 장치(18) 사이에 AWG # 26의 선재를 속도 10 m/분으로 주행시킨다. 주행되는 선재(10)의 외주에 기공율이 60 ％ 이상이고 테이프 폭 4.6 ㎜, 두께 0.09 ㎜인 소성 PTFE 테이프 부재(1)를 1/2 중첩하여 테이프 권취 장치(100)에 의해 권취한다. 권취하는 테이프 부재(1)는 테이프 패드(102)로부터 인출되고, 테이프 권취 플라이어 기판(107) 상의 장력 제어 롤(110A)에 얽히게 하여 장력 조정이 이루어지고, 테이프 가이드 롤(122, 123, 124)을 거쳐서 중공축(101) 선단부에 공급된다. 구동 모터(106, 109)를 구동시킴으로써 테이프 패드 고정부(103)와, 테이프 권취 플라이어(107)를 각각 100 rpm, 1500 rpm으로 회전시키고, 중공축(101)의 중공에 따라서 가이드된 선재(10)의 외주에 테이프 부재(1)를 권취시킨다. 여기서 회전수가 다른 것은 테이프 패드(102)와 테이프 권취 플라이어(107)의 외주 직경의 차에 의해 생기는 것이다.

테이프 패드 고정부(103)의 회전에 의해 테이프 부재(1)는 상시, 무장력으로 조출되고, 테이프 권취 플라이어(107)의 회전에 의해 테이프 부재의 권취는 무장력이 되지만, 실제로는 테이프 권취 플라이어(107)의 장력 제어 롤(110A, 110B, 110C, 110D) 등에 얽히게 하여 장력을 조정한다. 이 장력 조정은 테이프 패드 (102)의 테이프 권취량이 변화되어도 다시 조정하는 것은 하지 않아도 좋다.

본 실시 형태에서는 테이프 폭 4.6 ㎜, 두께 0.09 ㎜의 소성 PTFE 테이프를 적용한 경우의 테이프 자체의 장력은 약 0.4 N이 적정 장력이 되고, 약 0.4 N의 테이프 장력을 발생시키기 위해, 장력 제어 롤(110A 및 110B)에 얽히게 하고 있다[도4의 (b)]. 1개의 장력 제어 롤로 약 0.2 N의 장력을 발생시킬 수 있다. 또한, 선재(10)에 권취하는 실제의 테이프 장력은 테이프 가이드 롤(122, 123, 124)의 기계적 손실 등도 가미되기 때문에 약 0.5 N 정도가 된다.

이상과 같이, 테이프 공급부는 제1 구동원을 회전시켜 테이프 패드로부터의 테이프 공급을 항상 무장력으로 행하고, 테이프 공급부에 동축적으로 회전 가능하게 장착한 테이프 권취부는 그 단부에 고정된 제2 구동원을 회전시켜 테이프 권취를 무장력으로 행하고, 테이프의 권취 장력은 테이프 권취부의 장력 제어 롤에 의해 일정치로서 이루어지는 것으로 하였으므로, 이 테이프 권취 장치에 의해 기공율이 60 ％ 이상이고, 두께 0.09 ㎜인 PTFE 다공질 테이프 부재의 권취를 할 수 있다.

이상과 같이 하여 본 발명의 테이프 권취 절연 선심의 제작 시스템을 적용하여 제작한 테이프 권취 절연 선심(12)[테이프 부재(1)로 이루어지는 절연체층이 권취된 선재(10)로 이루어지는 중심 도체]의 외주에 원주 형상의 밀봉 도체를 더 설치함으로써 소정의 특성 임피던스로 형성되는 동축 케이블을 얻을 수 있다.

Claims

선재를 통과시키는 관통 구멍을 갖는 중공축과, 테이프 부재가 권취되어 있는 테이프 패드를 고정하기 위한 상기 중공축에 고정 부착된 테이프 패드 고정부와, 상기 테이프 패드 고정부를 회전 구동시키는 제1 구동원으로 이루어지는 테이프 공급부와,

상기 테이프 공급부의 외측에 동축적으로 회전 가능하게 장착된 테이프 권취 플라이어와, 상기 테이프 권취 플라이어 평면 상에 상기 중공축과 평행하게 하여 부착된 복수의 장력 제어 롤과, 상기 테이프 권취 플라이어에 연결된 제2 구동원으로 이루어지는 테이프 권취부로 구성되고,

상기 테이프 부재는 상기 제1 구동원에 의한 회전에 수반하여 상기 테이프 권취 플라이어에 상기 테이프 패드로부터 공급되고, 상기 테이프 권취 플라이어에 공급된 상기 테이프 부재는 상기 복수의 장력 제어 롤에 의해 장력이 일정치가 되고, 상기 제2 구동원에 의한 회전에 의해 상기 중공축 선단부에서 상기 선재에 권취되는 것을 특징으로 하는 선재의 테이프 권취 장치.
제1항에 있어서, 상기 테이프 패드 고정부와 상기 테이프 권취 플라이어는 상기 제1 구동원과 상기 제2 구동원에 의해 같은 방향으로 회전시켜 상기 테이프 부재를 상기 선재에 권취하는 것을 특징으로 하는 선재의 테이프 권취 장치.
제1항에 있어서, 상기 테이프 권취 플라이어는 원반 형상의 기판으로 이루어지고, 상기 기판 상에 위치한 상기 복수의 장력 제어 롤은 타단부에 원반 형상의 안내반이 장착되어 있고, 상기 복수의 장력 제어 롤의 1 또는 2 이상 및 상기 안내반에는 상기 중공축 선단부로 상기 테이프 부재를 유도하는 테이프 가이드 롤이 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 선재의 테이프 권취 장치.
제3항에 있어서, 상기 안내반은 그 상면에 단락판이 고정 부착되어 있고, 상기 단락판에는 상기 테이프 가이드 롤이 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 선재의 테이프 권취 장치.
선재를 통과시키는 관통 구멍을 갖는 중공축과, 테이프 부재가 권취되어 있는 테이프 패드를 고정하기 위한 상기 중공축에 고정 부착된 테이프 패드 고정부와, 상기 테이프 패드 고정부를 회전 구동시키는 제1 구동원으로 이루어지는 테이프 공급부와,

상기 테이프 공급부의 외측에 동축적으로 회전 가능하게 장착된 테이프 권취 플라이어와, 상기 테이프 권취 플라이어 평면 상에 상기 중공축과 평행하게 하여 부착된 복수의 장력 제어 롤과, 상기 테이프 권취 플라이어에 연결된 제2 구동원으로 이루어지는 테이프 권취부로 구성되고,

상기 테이프 부재는 상기 제1 구동원에 의한 회전에 수반하여 상기 테이프 권취 플라이어에 상기 테이프 패드로부터 공급되고, 상기 테이프 권취 플라이어에 공급된 상기 테이프 부재는 상기 복수의 장력 제어 롤에 의해 장력이 일정치가 되어 상기 제2 구동원에 의한 회전에 의해 상기 중공축 선단부에서 상기 선재에 권취되는 1 또는 복수의 선재의 테이프 권취 장치와,

상기 선재를 공급하는 공급 장치와,

상기 테이프 권취 장치에 의해 상기 선재에 상기 테이프 부재가 권취된 테이프 권취 절연 선심을 인수하는 인수 장치와,

상기 테이프 권취 절연 선심을 소정 외경의 소정 형상으로 성형하는 외형 성형 장치와,

상기 성형된 테이프 권취 절연 선심을 권취하기 위한 권취 장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 테이프 권취 절연 선심의 제작 시스템.
제5항에 있어서, 상기 외형 성형 장치는 상기 인수 장치와 상기 권취 장치 사이에 설치되어 있고, 소정의 내경 및 소정의 내경 길이인 진원 길이의 구멍을 갖는 성형 다이스에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 테이프 권취 절연 선심의 제작 시스템.