WO2006075762A1

WO2006075762A1 - テープ巻絶縁線心製造装置及びテープ巻回張力の制御方法

Info

Publication number: WO2006075762A1
Application number: PCT/JP2006/300555
Authority: WO
Inventors: Hisao Saito; Mitsuo Nanjo
Original assignee: Hirakawa Hewtech Corporation; Advantest Corporation
Priority date: 2005-01-17
Filing date: 2006-01-17
Publication date: 2006-07-20
Also published as: KR100887478B1; JP4756867B2; KR20070089860A; US20080083209A1; US7520120B2; CN101103418B; CN101103418A; JP2006202495A

Abstract

　線材を供給する線材供給装置と、線材供給装置から供給された線材にテープ体を巻回するテープ巻回装置と、テープ巻回装置によりテープ体を巻回された線材を引き取る引取装置とからなるテープ巻絶縁線心製造装置。トルク漸減制御により、テープ巻回量によらず、テープパッド固定部を回転駆動して回転軸トルクを所定値に制御することで、テープ体の繰出し張力を一定の所定値にする。

Description

明細書

テープ巻絶縁線心製造装置及びテープ巻回張力の制御方法

技術分野

[0001] 本発明はテープ卷絶縁線心製造装置及びテープ卷回張力の制御方法に関し、特に

、導体外周の絶縁体を極薄の多孔質テープ体の卷回により形成する為のテープ卷絶縁線心製造装置と、極薄の多孔質テープを導体外周に卷回する際のテープ張力を一定にして卷回作業を安定化させるテープ卷回張力の制御方法に関する。

背景技術

[0002] 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。

[数 1] 伝搬遅延時間（T d (n SZm)

相対伝送速度（V)

( )

特性インピーダンス（Z。） = 60/ * LnD / d (Ω)

静電容量（C) ^ 55.63ε / LnD / d (P F/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ぐ且つ、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ぐ且つ、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つている。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、ポリテトラフルォロエチレン (PTFE)の多孔質テープ体（特許文献 1及び特許文献 2参照）を内部導体外周に卷回し、卷回時又は卷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ぐ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 50 Ωとした同軸ケーブルでは、絶縁体層の厚さ、外径、気孔率、焼成等のバラッキにより、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卷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、テープ体自体の卷回時の伸び、切れを無くす為と、多孔質テープ体を卷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、卷回後の絶縁体は、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ぐ比誘電率と外径のバラッキが更に拡大する。

[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力薄いテープを内部導体外周に卷回して、絶縁体を構成するテープ卷絶縁線心製造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、高速で安定して卷回することが出来るテープ卷絶縁線心製造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 7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一 510と、フライヤ一外面に貼りつけたテープカバー 517と、フライヤ一の上部に設けてフライヤ一と一体回転させるテープ卷回ガイド 518 及びテープ押さえ 519と、前記リール軸とフライヤ一を個々に回転させるモータ 57、 5 13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 をフライヤ一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卷回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一を定速回転させ、リ一ル軸をリール卷径に応じた速度で回転させて線材外周にテープを卷くようにしたテープ卷絶縁線心製造装置である。

[0013] これによれば、遠心力や風の影響を受け難ぐ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卷きを行ってもテープ張力の変動が抑えられ、更に、卷回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卷することが出来、またテープの卷回ピッチゃ卷回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。

[0014] 特許文献 5には、テーピング 'ヘッド回転速度と運転状態信号及びブレーキ力に対する相関関係を予め実測したデータに基づいて、テープ送り出し張力を制御することにより、テープの送り出し張力における調整を自動的に行えるようにするテープ送り出し張力調整装置が開示されている。

[0015] 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

特許文献 5：特開 2000— 289939号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0016] しかし、従来のテープ卷絶縁線心製造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、テープリールに卷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卷回量が変化し卷回形状が一定化しにくい。（3)テープ供給部からテープ押さえ 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卷回部のテープ張力と一体に成らないのでテープ卷回時の風圧によるテープの切断がおきやすい。（4)テープの卷回張力は、ガイド穴 516、テープカバー 517、テープ卷回ガイド 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一 510の回転数により変化しやすレ、。（5)上記（1)、（2)により、テープの供給とテープ卷によるテープの張力が安定せずテープ卷が不安定となるため、テープ卷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卷回（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、フライヤ一 510の回転による風圧を受け、テープ張力が変化しやすい。（7)テープ送り出しにおいて、既定のトルクより実際のトノレクが大きければテープ体を操り出し、また実際のトルクが既定のトノレクを下回る場合はブレーキをかけて、リール軸トルクが一定になるよう制御されてレ、る。し力しながら、テープ送り出し張力が既定のトノレクに基づいて制御（増減）されるので、テープ卷回量が変化した場合にテープ送り出し張力に大きなムラが生じる。（8)テープ体が卷回されたケーブルの引取装置においては、常に設定した回転数で回転してケーブルを弓 I取するようにされてレ、る力ケーブルの弓 I取速度とテープ体のケーブルへの卷回速度は同期するようには制御されておらず、テープ体の卷回ピッチ量を一定にした引取りを行うようにはされていない。

[0017] 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、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卷回することが可能で、絶縁体外径を所定外径に維持し、卷回形状を一定化することが可能なテープ卷絶縁線心製造装置及びテープ卷回張力の制御方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0018] 第 1の発明は、上記の目的を達成するため、線材を供給する線材供給装置と、前記線材供給装置から供給された線材にテープ体を卷回するテープ卷回装置と、前記テ一プ卷回装置により前記テープ体を卷回された前記線材を引き取る引取装置とからなるテープ卷絶縁線心製造装置にぉレ、て、前記テープ卷回装置はテープ体が卷回されているテープパッドを固定するテープパッド固定部と、前記テープパッド固定部を回転駆動して回転軸トルクを所定値に制御してテープ体の繰出し張力を所定値にするサーボモータとからなる第 1の駆動源を有するテープ供給部と、前記テープ供給部の外側に回転可能に装着されたテープ卷フライヤ一と、前記テープ卷フライヤ一の回転を所定回転数に制御するサーボモータとからなる第 2の駆動源を有するテープ卷部とから構成され、前記テープ体は前記第 1の駆動源により回転軸トルクが制御された回転に伴い無張力で前記テープ卷フライヤ一に前記テープパッドから供給され、前記テープ卷フライヤ一に供給された前記テープ体は、前記第 2の駆動源による回転により、前記線材に張力が一定値とされ、前記線材に卷回されるテープ卷絶縁線心製造装置を提供する。

[0019] 上記発明において、前記引取装置の駆動源が、前記線材の引取速度を所定の速度にするため、回転数を所定回転数に制御するサーボモータであってもよぐまた、前記テープ卷フライヤ一は、前記テープの張力を制御する複数の張力制御ロールを有するものであってもよぐまた、前記第 2の駆動源は、前記引取装置の駆動源により前記線材の引取速度を一定にするための所定回転数に同期して、前記テープ卷フライヤーを回転駆動するものであってもよい。 [0020] 第 2の発明は、上記の目的を達成するため、線材を供給する線材供給装置と、前記線材供給装置から供給された線材にテープ体を卷回するテープ卷回装置と、前記テ一プ卷回装置により前記テープ体が卷回された前記線材を引き取る引取装置とからなるテープ卷絶縁線心製造装置での前記テープ体に係る張力を制御するテープ卷回張力の制御方法において、前記テープ卷回装置での前記テープ体の張力制御は、前記テープ体が卷回されているテープパッドを固定するテープパッド固定部を回転駆動するサーボモータを有する第 1の駆動源により回転軸トルクを所定値に制御して前記テープ体の繰出し張力を所定値にし、次に前記テープパッド固定部の外側に装着されたテープ卷フライヤ一に供給された前記テープ体を、前記テープ卷フライヤーを回転駆動するサーボモータを有する第 2の駆動源により回転数を所定回転数で制御して、前記線材に卷回する前記テープ体に係る張力を前記テープパッドに卷回されている前記テープ体の卷回量に関係なく常に一定の張力とする事を特徴とするテープ卷回張力の制御方法を提供する。

[0021] 上記発明において、前記線材の引取

速度は、前記引取装置の駆動源であるサーボモータにより、回転数を所定回転数に制御されて所定の速度に制御されるものであってもよぐまた、前記テープ卷フライヤ一に供給され前記線材に卷回される直前の前記テープ体の張力は、前記テープ卷フライヤ一に設けられた複数の張力制御ロールに絡ませて所定張力にされるものであってもよく、また、前記第 2の駆動源は、前記引取装置の駆動源により前記線材の引取速度を一定にするための所定回転数に同期して、前記テープ卷フライヤ一を回転駆動して、前記線材に卷回される前記テープ体の卷回ピッチを一定に制御されるものであってもよい。

[0022] 本発明によれば、線材に卷回する多孔質テープ体（特に、多孔率 60%以上）の張力と、卷回角度とを一定化させて、卷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、多孔質テープ体の卷回張力を一定化することにカ卩え、回転による風力の影響を少なくすることにより、卷回による多孔質テープ体の切断を無くし、均一に卷回することが出来、絶縁体外径の変動、波打ち等を無くすことが可能となる。本出願は、日本特許出願番号 2005— 009638に基づいており、この日本出願の全内容は、本出願において参照され導入される。発明の効果

[0023] 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、トルク漸減制御により、テープ卷回量に関係なくテープ送り出し張力を一定に保ちながらテープパットからテープを繰り出すことができる。さらに、テープ卷フライヤ一の張力制御ロールの制御により、線材（導体）へのテープ卷回の張力が一定に保たれるので、線材へのテープ卷回は容易となり、卷回によるテープ体の密着度は一定化される。従って、安定したテープ卷回による電線化が可能なテープ卷絶縁線心製造装置を提供できる。

[0024] また、トルク漸減制御により、テープ卷回量に関係なくテープ体の繰り出し張力と卷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る。さらに、卷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できる。この為、テープ体の張力が小さいものでも卷回すること力 S可言となる。

[0025] さらに、テープ卷フライヤ一と引取装置の駆動モータとの比例制御により、テープ卷フライヤ一を同期させて駆動することで、製造スピード及び製品ピッチが加速 '減速に関係なく一定となるようにできる。

図面の簡単な説明

[0026] [図 1]図 1は本発明のテープ卷絶縁線心製造装置を示す概略側面図である。

[図 2]図 2は図 1のテープ卷回装置の詳細を示す断面図である。

[図 3]図 3はテープ卷回装置の主要部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卷回装置の主要部を示す斜視図である。

[図 5]図 5は本発明に係るトノレク漸減制御手順を示すフローチャートである。

[図 6]図 6は、テープ体 1の長さ（テープ条長）と軸トルク定数値およびテープ繰出し張力との関係、を示すグラフである。

[図 7]図 7は従来のテープ卷回装置を示す断面図である。

発明を実施するための最良の形態 [0027] 以下、本発明の実施の形態を図 1〜図 5に基づいて説明する。図 1は本発明のテープ卷絶縁線心製造装置を示す概略側面図である。図 2は図 1のテープ卷回装置の詳細を示す断面図である。図 3は卷回装置の主要部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卷回装置の主要部を示す斜視図である。

[0028] 図 1に示すテープ卷絶縁線心製造装置は、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、テープ卷回装置 100、 200と、テープ卷回装置によりテープ体 1を卷回されたテープ卷絶縁線心 12を引き取る引取装置 13と、テープ卷絶縁線心 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、卷取装置 18とから成る。

[0029] すなわち、供給装置 9から供給される線材 10は、まずテープ卷回装置 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はテープ卷回装置 100にてテープ体 1をテープ卷回されたのち、引き続き、テープ卷回装置 200にてテープ卷回され、卷回されたテープ卷絶縁線心 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、テープ卷絶縁線心 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により卷取装置 18へ導かれ、卷き取られる。

[0030] 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土 1 Ω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。

[0031] 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卷回してもよいし、卷回時又は卷回後に焼成処理してもよい。

[0032] ガイドロールは、テープ卷回装置 100， 200、引取装置 13、成形ダイス 14、及び卷取装置 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ぐまたロールに限られるものではなぐガイドロールの個数、形状等は特に限定されない。 [0033] 引取装置 13は、成形ダイス 14へテープ卷絶縁線心 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レ、。

[0034] 成形ダイス 14は、引取装置 13と卷取装置 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. OOmmを有するものであり、テープ卷絶縁線心 12は、力かる成形ダイス 14に通されて外径 1. 12 ± 0. 02mmで真円状に成形される。テープ卷絶縁線心 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。

[0035] また、図 1では、同軸ケーブルを製造するものとして、テープ卷回装置を 2連（100、 2 00)にしたものを図示している力他の用途では一連であっても良い。

[0036] 次に、図 2及び図 3を用いて、図 1におけるテープ卷回装置 100について詳細に説明する。テープ卷回装置 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を卷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レ、。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。

[0037] テープパット固定部 103の外側にはテープ卷フライヤ一 107がテープパット固定部 1 03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。テープ卷フライヤ一 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。

[0038] テープ卷フライヤ一 107は、円盤状の基板 117に対し垂直に立植した複数本の張力制卸ローノレ 110 (110A〜110E)、 120 (120A〜： 120E)を有し、張力制卸ローノレの他端にはリング状の案内盤 121を有する。張力制御ロールは、基板 117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ぐそれぞれ 5本であること力 S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。

[0039] 張力制御ロール 110Ε、案内盤 121、及び短絡板 126には、それぞれテープガイド口一ノレ 122、 123、 124力 S取り付けられてレヽる。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、テープ卷回時のテープ卷回装置 1 00の回転により生じるテープ自体に力かる風圧の影響を少なくする為の機能をも有する。

[0040] 図 2及び図 3において、張力制御ロール 120、 120A〜E、 120E上のテープガイド口ール、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力 S、これらはテープ体の卷回方向を反対方向に卷回する際に使用されるものであり、またテープ卷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。

[0041] 上記の張力制御ロールは、卷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の中心力約 200mmの位置に 110A 、 HOC, 110E及び 120A、 120C、 120E力 S立植し、中、より約 150mmの位置に 1 10B、 110D及び 120B、 120D力 S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、テープガイドローノレ 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ノレ 100A〜： 110E、 120Α〜120Εは、テープ卷フライヤ一 107と案内盤 12 1との間で固定され一体化されている。

[0042] 図 4 (a)〜（d)は、テープ張力を所定値にするためのテープ卷回装置の主要部を示す。ここで、テープ卷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、その角度と卷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を経由して卷回部へ導く。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· 6Ν)、 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、その角度と卷回するテープ体の幅の面積でテープ体の張力が決まつてくる。本実施の形態では、張力制御ロール 110B、 HOC, 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。

[0043] 次に、本発明のテープ卷絶縁線心製造装置により、実際にテープ卷回する具体的方法を以下に説明する。まず供給装置 9と卷取装置 18間に AWG # 26の線材を速度 lOmZmin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重ねでテープ卷回装置 100により卷回する。卷回するテープ体 1は、テープパット 102から引き出され、テープ卷フライヤ一 107上の張力制御ロール 110Aに絡ませて張力調整がなされ、テープガイドローノレ 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、テープ卷フライヤ一 107とをそれぞれ、 lOOrpm, 150(kpm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を卷回させる。ここで回転数が異なるのは、テープパット 102 とテープ卷フライヤ一 107の外周径の違いにより生じるものである。

[0044] (トルク制御の基本的事項）次に、後述する軸トルクの漸減制御の基本となる、軸トルクと張力の関係等の基本的事項について説明する。ボビン又はパッド中心軸で駆動またはブレーキを付与する機構においては、軸トルクは次式で表される。テープパット 102に卷回されたテープ体 1の回転中心からの垂直距離を卷半径 (R)とすると、軸トルク (T) =張力（F) X卷半径 (R)と表される。

[0045] 卷細り（テープ卷回によりテープパッドのテープ体の残量が減っていく場合）による張力一定制御、すなわち繰出し制御を行う場合には、上記の式から、張力（F) =T/R であるので、張力（F)を一定にするには、小さくなつていくテープパッドの卷半径 (R) の分だけ軸トルク (T)を小さくする制御が必要である。

[0046] 以上が、卷径の変化 (テープパッドのテープ体の残量の変化）による張力制御の基本的な考え方であり、メカニカルなロスや運転条件等のファクターのなレ、、いわゆる「静トルク」の時である。しかし、現実の作業形態は複雑で下記のようなファクターが加味され、いわゆる「動トルク」の考え方を付加する必要がある。（1)過酷な運転条件（加速時間、減速時間）（2)張力範囲 (一定張力管理レベル）（3)慣性モーメント (INE RTIA)、 GD2と云った、物体の回しにくさ、あるいは回転している物体の止めにくさを表す。

[0047] 以上のような、ファクターから求める制御レベルの精度に合せ、張力一定制御を選定する必要がある。一般的には、モータ駆動による線材の繰出、卷取又はダンサーによる定張力制御を行うが、加速時間または減速時間が短ぐ一定張力の管理レベルが高い程、慣性力が影響が大きくなり、またトルク変動範囲が増大するので技術的には難易度が増す。

[0048] 本発明のテープ体 1のテープパット 102は重量も軽ぐテープ卷フライヤ一 107の内部に位置し、独立安定している事から、張力制御は、卷細りによる張力一定制御とし、テープ体への卷回量が少なくなる分だけ軸トルクを漸減、すなわち、徐々に弱くして、テープ体 1の繰出時のテープ張力を一定にしている。

[0049] (サーボモータによるトルク制御）図 2において、テープ卷ヘッド構造はテープパット

102にトルクを付与する駆動モーター 106とその動力を伝えるベルト 105と、駆動源連結部 104を介してテープパット固定部 103がー体となっている部分と、線材 10にテープ体 1を卷回するテープ卷フライヤ一 107を回転する駆動モーター 109とその動力を伝えるベルト 108とからなる部分の 2層構造となっている。テープパット 102の繰出しテープ張力は、テープ卷回量に伴い変化するので駆動モーター 106により、トルク制御を行う。すなわち、パルス発生器 6で発生したパルスを基準にして、制御'演算装置 2で所要の軸トルクを算出することで、テープの減る量に合わせてテープパット 1 02にかかる軸トルクを、 1000ステップに分解した電圧に設定して自動的に漸減する制御を行レ、、テープ体 1の繰出し張力を一定にする機構としている。なお、駆動モータ 109は図 1の引取装置 13の駆動モータ 127との比例制御により、テープ体卷回ピツチが加速 ·減速に関係なく一定となるように、線材 10にテープ体 1を卷回するものである。

[0050] (テープ体 1の繰出し時のトルク漸減制御）図 5は、本発明に係るトノレク漸減制御手順を示すフローチャートである。以下、図 2とこのフローチャートに基づいて、トルク漸減制御を順を追って説明する。

[0051] まず、ステップ S101において、タツチパネル 4から各係数データを入力する。すなわち、運転開始時のテープパット固定部 103が駆動モータ 109の回転スピードにより振り回わされないようにするための、トルクのゼロ点をマイナス側にずらすオフセット値、減速時加算トルク値の定数を入力する。

[0052] また、駆動モータ 106をトルク制御するため、テープパット固定部 103に与えるトルク漸減値を、 3段階のトノレク漸減値として入力する。テープ体 1の全条長値及び駆動モータ 106の初期トノレク値を設定し、次に、第 1段階のテープ体 1の区間使用条長値及び駆動モータ 106の第 1段階の終点トルク値を設定し、次に、第 2段階のテープ体 1 の区間使用条長値及び駆動モータ 106の第 2段階の終点トノレク値を設定し、次に、第 3段階のテープ体 1の区間使用条長値及び駆動モータ 106の第 3段階の終点トノレク値を設定し、駆動モータ 109の回転数値、製品卷回ピッチ設定値及び引取条長値を、タツチパネル 4にて、制御 ·演算装置 2にデータとして扱うために入力する。

[0053] 次に、ステップ S102において、テープ卷絶縁線心製造装置の駆動を開始させる。運転準備スィッチ 5Aを ONすると運転に必要な条件が揃ったか制御 ·演算装置 2に信号が入力され、自己判断をし、 OKであればタツチパネル 4に青色ランプが点灯する。制御 ·演算装置 2に運転準備の信号が入力され、制御 ·演算装置 2から、駆動モータ 106用サーボアンプ 3Aに信号入力され、駆動モータ 106が初期トノレクデータにセットされる。運転開始スィッチ 5Bから、制御'演算装置 2に運転開始の信号が入力され、制御.演算装置 2から、駆動モータ 109用のサーボアンプ 3Bに信号入力され、駆動モータ 109が所定の回転数値まで上昇駆動を始めると同時に、サーボアンプ 3C にも運転開始信号が入力され、駆動モータ 127が駆動モータ 109の駆動開始とともに、比例制御にて所定の引取速度設定値まで駆動上昇開始する。引取装置 13の駆動モータ 127が駆動されると、パルス発生器 6からパルス信号が制御 ·演算装置 2内の高速カウンターユニットに入力され、制御 ·演算装置 2に出力されて、製品卷回ピッチ設定値データを基準にリアルタイムに演算して、駆動モータ 109と引取装置 13の駆動モータ 127の回転を比例的に制御、すなわち同期させて駆動することで、常に一定のテープ体卷回ピッチが形成される。

[0054] ステップ S103で、第 1段階のトルク漸減制御が開始される。引取駆動モータ 127が駆動され回転を始めると同時に、パルス発生器 6から、 0. lm間隔でパルス信号が、制御'演算装置 2内の高速カウンターユニットに入力される。ここで、パルス発生器 6 は、駆動モータ 127の 1回転に伴い 10パルス発生するようにスリットを有するロータリエンコーダで構成され、引取装置 13がテープ卷絶縁線心 12を 0. lm引取る毎に 1 パルスを発生するよう構成されている。制御 ·演算装置 2の演算部では、第 1段階のテープ体 1の区間使用条長値設定データを係数 1000を用いて割った結果が、上記パルス信号に同期してカウントアップされる。また、駆動モータ 106の初期トルク値設定データと、駆動モータ 106の第 1段階の終点トルク値設定データとの差を、制御' 演算装置 2の演算部にて係数 1000を用いて割った結果を、上記カウントアップ毎に、駆動モータ 106の初期トルク値設定データから少しずつ減少変化させる。すなわち、制御.演算装置 2内のデジタルアナログユニットにデジタル信号として入力し、電流を少し減少変化させたアナログ信号として出力してサーボアンプ 3Aに信号を入力し、少し減少変化させた電圧を駆動モータ 106に出力させることにより、駆動モータ 10 6で出力されるトノレクを第 1段階のテープ体 1の区間使用条長値に応じて減少変化させることで、テープ体 1の繰出し張力を一定にする。

[0055] そして、ステップ S104において、第 1段階のテープ体 1の区間使用条長データが上記パルスに同期してカウントアップされ、第 1段階の設定した所定のカウント値に達することにより、駆動モータ 106のトルク値設定データの第 1段階目のトルク漸減制御が終了する。上記のトルク漸減制御は、 1000ステップの制御、すなわち、駆動モータ 1 06の初期トノレク値設定データと駆動モータ 106の第 1段階の終点トルク値設定データとの差を 1000で割った分解能で制御可能なものである。

[0056] 第 1段階のテープ体 1の区間使用条長データが所定の値に達する事で、ステップ S1 05の第 2段階のテープ体 1の区間使用条長値設定データに移り、第 2段階目の駆動モータ 106のトルク値漸減制御に移行する。

[0057] ステップ S103と同様に、パルス発生器 6から、 0. lm間隔でパルス信号力制御'演算装置 2内の高速カウンターユニットに入力される。制御 ·演算装置 2の演算部では、第 2段階のテープ体 1の区間使用条長値を係数 1000を用いて割った結果が、上記パルス信号に同期してカウントアップされる。また、駆動モータ 106の第 1段階の終点トルク値設定データと、駆動モータ 106の第 2段階の終点トノレク値設定データとの差を、制御 ·演算装置 2の演算部にて係数 1000を用いて割った結果を、上記カウントァップ毎に、駆動モータ 106の第 1段階の終点トルク値設定データから少しずつ減少変化させる。すなわち、制御 ·演算装置 2内のデジタルアナログユニットにデジタル信号として入力し、電流を少し減少変化させたアナログ信号として出力してサーボアンプ 3Aに信号を入力し、少し減少変化させた電圧を駆動モータ 106に出力させることにより、駆動モータ 106で出力されるトノレクを第 2段階のテープ体 1の区間使用条長値に応じて減少変化させることで、テープ体 1の繰出し張力を一定にする。

[0058] そして、ステップ S106において、第 2段階のテープ体 1の区間使用条長データが上記パルスに同期してカウントアップされ、第 2段階の設定した所定のカウント値に達することにより、駆動モータ 106のトルク値設定データの第 2段階目のトルク漸減制御が終了する。上記のトルク漸減制御は、第 1段階目のトルク漸減制御と同様に、 1000ステツプの制御、すなわち、駆動モータ 106の第 1段階の終点トルク値設定データと駆動モータ 106の第 2段階の終点トルク値設定データとの差を 1000で割った分解能で制御可能なものである。

[0059] 第 2段階のテープ体 1の区間使用条長データが所定の値に達する事で、ステップ S1 07の第 3段階のテープ体 1の区間使用条長値設定データに移り、第 3段階目の駆動モータ 106のトルク値漸減制御に移行する。

[0060] ステップ S105と同様に、パルス発生器 6から、 0. lm間隔でパルス信号力制御 '演算装置 2内の高速カウンターユニットに入力される。制御 ·演算装置 2の演算部では、第 3段階のテープ体 1の区間使用条長値を係数 1000を用いて割った結果が、上記パルス信号に同期してカウントアップされる。また、駆動モータ 106の第 2段階の終点トルク値設定データと、駆動モータ 106の第 3段階の終点トノレク値設定データとの差を、制御 ·演算装置 2の演算部にて係数 1000を用いて割った結果を、上記カウントァップ毎に、駆動モータ 106の第 2段階の終点トルク値設定データから少しずつ減少変化させる。すなわち、制御 ·演算装置 2内のデジタルアナログユニットにデジタル信号として入力し、電流を少し減少変化させたアナログ信号として出力してサーボアンプ 3Aに信号を入力し、少し減少変化させた電圧を駆動モータ 106に出力させることにより、駆動モータ 106で出力されるトノレクを第 3段階のテープ体 1の区間使用条長値に応じて減少変化させることで、テープ体 1の繰出し張力を一定にする。

[0061] そして、ステップ S108において、第 3段階のテープ体 1の区間使用条長データが上記パルスに同期してカウントアップされ、第 3段階の設定した所定のカウント値に達することにより、駆動モータ 106のトルク値設定データの第 3段階目のトルク漸減制御が終了する。上記のトルク漸減制御は、第 1および第 2段階目のトルク漸減制御と同様に、 1000ステップの制御、すなわち、駆動モータ 106の第 2段階の終点トノレク値設定データと駆動モータ 106の第 3段階の終点トノレク値設定データとの差を 1000で割つた分解能で制御可能なものである。

[0062] ステップ S109においては、第 3段階のテープ体 1の区間使用条長データが所定の値に達する事で、駆動モータ 106のトルク漸減制御が停止され、第 3段階の駆動モータ 106の終点トノレク値段定データでトルクが保たれる。また、引取装置条長のカウントアップにより停止信号が制御 ·演算装置 2から出力され、サーボアンプ 3Bに出力され停止減速すると同時に、テープパット固定部 103をスムーズに停止させるため、減速時加算トルク値設定データが、制御 ·演算装置 2内のデジタルアナログユニットに入力され、デジタル信号からアナログ変換出力して駆動モータ 106のトノレク値に加算されることで、テープ体 1は異状なく停止する。停止後、駆動モータ 106のトルク値は、運転準備スィッチ 5Aをオフにすることにより解除される。

[0063] (実施例）図 6は、テープ体 1の長さ（テープ条長）と軸トルク定数値およびテープ繰出し張力との関係を示すグラフである。タツチパネル 4にて、駆動モータ 106の初期トルク設定として漸減値ゼロ張力に見合うものとして、軸トルク定数値 100. 00及びテープ体 1のテープ条長 900mを入力する。また、駆動モータ 109の回転数値の設定としてテープ卷フライヤ一 107の回転数値 1500rpmを、また、引取条長値として 100 00mを入力する。その他として製品卷回ピッチ設定値 6. 6mmも入力する。また、第 1段階のテープ体 1の区間使用条長値及び駆動モータ 106の第 1段階の終点トノレク値として、各々 200m、 60. 00を、第 2段階のテープ体 1の区間使用条長値及び駆動モータ 106の第 2段階の終点トルク値として、各々 300m、 30. 00を、第 3段階のテープ体 1の区間使用条長値及び駆動モータ 106の第 3段階の終点トルク値として、各々 400m、 10. 00を入力する。

[0064] 上記のように設定された状態で、ステップ S101から S109により 3段階のトルク漸減制御がされると、駆動モータ 106のトルク値が図 5に示した軸トルク定数値に従って漸減制御され、その結果、テープ体 1の繰出し張力は、図 6では 20gfで一定に制御される力実際にはテープ体の繰出し張力は 0値に設定することになる。

[0065] また、本実施例では、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。よって、駆動モータ 106のトルク制御によるテープパット 102からのテープ体 1の繰出し張力は、ゼロ張力で設定し、テープパット 102の卷回量が変化してもほぼ張力ゼロで繰出されるのでテープの伸び、よれ等の形状変化はない。なお、線材 10に卷回する実際の張力は、テープガイドローノレ 122、 123、 124のメカユカノレロス等もカロ味されて、約 0. 5N程度となる。

[0066] 以上のように、テープ供給部は第 1の駆動源を回転トルク制御させて、テープパット 1 02からのテープ供給を常に適正繰出し張力で行い、テープ供給部に同軸的に回転可能に装着したテープ卷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卷回するので不安定となるが、テープ卷回張力は、テープ卷部の張力制御ロールにより一定の張力値とするので、本発明のテープ卷絶縁線心製造装置により、気孔率力 ¾0%以上で厚さ 0. 09mmの PTFE多孔質テープ体の卷回が精度良く出来る。

[0067] 本発明は完全で明確な開示のための特定の実施例について述べられている力添付の特許請求の範囲はこれらの実施例には限定されず、当業者にとって想到し得る、本明細書に説明された基本的教示の範囲内に適正に含まれる全ての変更および代替的構成を具体化するものとして解釈されるべきである。

産業上の利用可能性

[0068] 線材へのテープ体の密着度が一定化され、安定したテープ卷回による電線化が可能なテープ巻絶縁線心製造装置を提供できる。

また、テープ体の張力が小さいものでも卷回することが可能なテープ巻絶縁線心製造装置を提供できる。

Claims

請求の範囲

[1] 線材を供給する線材供給装置と、前記線材供給装置から供給された線材にテープ体を卷回するテープ卷回装置と、前記テープ卷回装置により前記テープ体を卷回された前記線材を引き取る引取装置とからなるテープ卷絶縁線心製造装置において、前記テープ卷回装置は、テープ体が卷回されているテープパッドを固定するテープパッド固定部と、前記テープパッド固定部を回転駆動して回転軸トルクを所定値に制御してテープ体の繰出し張力を所定値にするサーボモータとからなる第 1の駆動源を有するテープ供給部と、前記テープ供給部の外側に回転可能に装着されたテープ卷フライヤ一と、前記テープ卷フライヤ一の回転を所定回転数に制御するサーボモータとからなる第 2の駆動源を有するテープ卷部とから構成され、前記テープ体は、前記第 1の駆動源により回転軸トルクが制御された回転に伴い無張力で前記テープ卷フライヤ一に前記テープパッドから供給され、前記テープ卷フライヤ一に供給された前記テープ体は、前記第 2の駆動源による回転により、前記線材に張力が一定値とされ、前記線材に卷回されるテープ卷絶縁線心製造装置。

[2] 前記引取装置の駆動源は、前記線材の引取速度を所定の速度にするため、回転数を所定回転数に制御するサーボモータである、請求項 1に記載のテープ卷絶縁線心製造装置。

[3] 前記テープ卷フライヤ一は、前記テープの張力を制御する複数の張力制御ロールを有する、請求項 1に記載のテープ卷絶縁線心製造装置。

[4] 前記第 2の駆動源は、前記引取装置の駆動源により前記線材の引取速度を一定にするための所定回転数に同期して、前記テープ卷フライヤ一を回転駆動する、請求項 2に記載のテープ卷絶縁線心製造装置。

[5] 線材を供給する線材供給装置と、前記線材供給装置から供給された線材にテープ体を卷回するテープ卷回装置と、前記テープ卷回装置により前記テープ体が卷回された前記線材を引き取る引取装置とからなるテープ卷絶縁線心製造装置において前記テープ体に係る張力を制御するテープ卷回張力の制御方法において、前記テープ卷回装置での前記テープ体の張力制御は、前記テープ体が卷回されているテープパッドを固定するテープパッド固定部を回転駆動するサーボモータを有する第 1の駆動源により回転軸トルクを所定値に制御して前記テープ体の繰出し張力を所定値にし、次に前記テープパッド固定部の外側に装着されたテープ卷フライヤ一に供給された前記テープ体を、前記テープ卷フライヤ一を回転駆動するサーボモータを有する第 2の駆動源により回転数を所定回転数で制御して、前記線材に卷回する前記テープ体に係る張力を前記テープパッドに卷回されている前記テープ体の卷回量に関係なく常に一定の張力とするテープ卷回張力の制御方法。

[6] 前記線材の引取速度は、前記引取装置の駆動源であるサーボモータにより、回転数を所定回転数に制御されて所定の速度に制御される、請求項 5に記載のテープ卷回張力の制御方法。

[7] 前記テープ卷フライヤ一に供給され前記線材に卷回される直前の前記テープ体の張力は、前記テープ卷フライヤ一に設けられた複数の張力制御ロールに絡ませて所定張力にされる、請求項 5に記載のテープ卷回張力の制御方法。

[8] 前記第 2の駆動源は、前記引取装置の駆動源により前記線材の引取速度を一定にするための所定回転数に同期して、前記テープ卷フライヤ一を回転駆動して、前記線材に卷回される前記テープ体の卷回ピッチを一定に制御する、請求項 6に記載のテープ卷回張力の制御方法。