(57)【要約】  撚り絶縁導体の高電圧テストシステムと方法は、ツイナー（ｔｗｉｎｎｅｒ）（１４）の回転機構（１２）内に配置される高電圧電源（２４）を含む。電極（２０）は、電源（２４）に連結され、ツイナー（１４）の回転機構（１２）内の巻取りリール（１８）に隣接して配置される。電極（２０）は、撚り導体が巻取りリール（１８）上に巻き取られている時に導体の絶縁体の欠陥部が電極の傍を通過すると、電極と撚り絶縁導体との間にスパークを発生させるためのものである。送信機（２６）は、撚り絶縁導体の欠陥部検出特性を表す情報を搬送する信号を送信するために回転機構（１２）内に配置される。その情報は、電極（２０）と撚り絶縁導体との間に発生されるスパークから導出される。受信機（２８）は、送信機（２６）からの信号を受信するために回転機構（１２）の外側に配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撚り絶縁導体の高電圧テストシステムであって、
ツイナーの回転機構内に配置される高電圧電源を備え、
高電圧電源に連結され、且つツイナーの回転機構内で巻取りリールに隣接して配置される電極を備え、
当該電極は、撚り絶縁導体が巻取りリールに巻き取られている時に、上記導体の絶縁体の欠陥部が電極の傍を通過すると、当該電極と撚り絶縁導体との間でスパークを発生させるためのものであり、
撚り絶縁導体の欠陥部検出特性を表す情報を搬送する信号を送信するために、回転機構内に配置される送信機を備え、前記情報は、電極と撚り絶縁導体との間で発生されるスパークから導き出され、
送信機から信号を受信するための、回転機構外に配置される受信機を備えるシステム。
【請求項２】
回転機構内に配置される欠陥部検出器を更に備え、電極によってテストされる撚り絶縁導体の絶縁体の欠陥部を示す高電圧電源の端子同士間を流れる電流の増加を検出するため、及びそれを検出すると、撚り絶縁導体の欠陥部検出特性を表す情報を発生するために、この欠陥部検出器は、高電圧電源の少なくとも一つの端子と通信する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
高電圧電源は、ＤＣ電源である、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
高電圧電源は、約２００ボルトから約１０キロボルトまでの電位を発生するために調節可能である、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
撚り絶縁導体の欠陥部検出特性を表す情報を処理するために受信機に接続されるコントローラを更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
コントローラは、マイクロプロセッサベースのプログラマブル論理コントローラである、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
コントローラは、欠陥部が検出された時又は欠陥部が所定数超えた時に、可聴アラーム及び可視アラームの少なくとも一方を起動するためのアラームインジケータを含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
送信機は、第１の送受信機であり、受信機は、第２の送受信機である、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
第１と第２の送受信機は、無線送受信機である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
第１と第２の送受信機は、赤外線送受信機である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
第１と第２の送受信機は、光学送受信機である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１２】
高電圧電源を付勢するための、回転機構内に配置される低電圧電源を更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
欠陥部検出特性は、ピンホール欠陥部、むき出しワイヤ区間、検出された欠陥部が、所定数を超えるか否か、及び検出された欠陥部が、テストされている撚り絶縁導体の単位長あたり所定数を超えるか否かのうち、少なくとも一つを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
撚り絶縁導体の高電圧テスト方法であって、
ツイナーの回転機構内の巻取りリール上に巻き取られた撚り絶縁導体に隣接して電極を設けるステップと、
回転機構内に高電圧電源を設けるステップと、
撚り絶縁導体の絶縁体の欠陥部が導体の傍を通過する時に、電極と撚り絶縁導体との間にスパークを発生するように撚り絶縁導体が電極の傍を通過して巻取りリール上に巻き取られると、高電圧電源によって電極を付勢するステップと、
撚り絶縁導体の欠陥部検出特性を表す情報を搬送する電磁信号を回転機構の外側の場所に送信するステップと、
を備える方法。
【請求項１５】
前記送信するステップは、回転機構内に配置された送信機から回転機構外に配置された受信機へ信号を送信することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記送信するステップは、回転機構内に配置された無線送信機から回転機構外に配置された無線受信機へ信号を送信することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記送信するステップは、回転機構内に配置された第１の無線送受信機から回転機構外に配置された第２の無線送受信機へ信号を送信することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記送信するステップは、回転機構内に配置された赤外線送信機から回転機構外に配置された赤外線受信機へ信号を送信することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記送信するステップは、回転機構内に配置された第１の赤外線送受信機から回転機構外に配置された第２の赤外線送受信機へ信号を送信することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記送信するステップは、回転機構内に配置された光周波数送信機から回転機構外に配置された光周波数受信機へ信号を送信することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記送信するステップは、回転機構内に配置された第１の光学送受信機から回転機構外に配置された第２の光学送受信機へ信号を送信することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２２】
前記付勢するステップは、電極と撚り絶縁導体との間で、約２００ボルトから約１０キロボルトまでのＤＣ電位を調節可能に発生することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２３】
電極によってテストされている撚り絶縁導体の絶縁体の欠陥部を示す、高電圧電源の端子同士を流れる電流の増加を検出し、検出によって、撚り絶縁導体の欠陥部検出特性を表す情報を発生するステップを更に備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項２４】
欠陥部検出特性は、ピンホール欠陥部、むき出しワイヤ区間、検出された欠陥部が、所定数を超えるか否か、及び検出された欠陥部が、テストされる撚り絶縁導体の単位長当り所定数を超えるか否かの少なくとも一つを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２５】
欠陥部が検出された時又は欠陥部が所定数を超えた時に、可聴アラーム及び可視アラームの少なくとも一方を起動するステップを更に備える、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概してスパークテスタに関し、より具体的には、バウツイナーの回転機構内に配置される電気配線をテストするためのスパークテスタと方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤ及びケーブル産業において、２本又はそれより多くの絶縁導体が、撚り導体を形成するために撚り合わされる。撚り導体、特に、ツイストペアの導体は、多くのタイプのマルチ導体ケーブルの基本コンポーネントである。ツイストペアの製造は、“バウツイナー（ｂｏｗ  ｔｗｉｎｎｅｒ）”と呼ばれるマシン又はペアリングマシン（ｐａｉｒｉｎｇ  ｍａｃｈｉｎｅ）の使用を介して達成され、二つの導体を撚り合わせることが出来る幾つかの方法があるが、一つの方法は、広く知られ支持を受けている。この方法では、個々の導体は、固定スプール又はペイオフからガイドを介してバウと呼ばれる部材がその回りで回転するジンバル状アセンブリ又はクレードル内に取り付けられる巻取りリールへ送られる。このバウは、軸回りに回転され、この軸に沿って、絶縁導体がスプールから送られて導体が巻取りリールに巻き取られる前にワイヤの撚りを行う。このように動作するマシンは、米国特許第３，９４５，１８２号に示されていると共に記述され、この特許の開示は、その全体が参照によってここに組み込まれる。
【０００３】
ツイストペアが出荷前に又は他のマルチ導体ケーブルでの使用前にパスしなければならない一つのテストは、高電位が絶縁体表面と導体との間に印加される絶縁テストである。例えば、撚り処理によって引き起こされた絶縁破壊によって、絶縁体に欠陥がある場合、スパークが、印加点から欠陥部を介して導体に飛ぶ。このようなテストは、一般的に“スパークテスト”と呼ばれ、このテストによって、スパークによって示される電流のパルスを介して絶縁体の欠陥部が感知され、カウントされ、且つ測定されることが出来る。
【０００４】
時間を節約し且つ生産コストを低く保つためにツイストペアが巻取りリールに巻き取られる時にスパークテストをすることが最も望ましい。しかしながら、ワイヤがツイストペアとして存在する場所は、ワイヤが巻取りリールに巻き取られる直前の回転バウ内のみである。これは、ワイヤのスパークテストに幾つかの問題を提起する。
【０００５】
一つの問題は、空間が制限されるバウ内に高電位テスト電極がなければならず、ツイナーのクレードルに取り付けられるテストコンポーネント周りのバウの回転のために電極に直接的にはワイヤ接続が出来ないことである。バウは、テストコンポーネントが位置されるツイナーのクレードルの回りを回転するので、電力又はコントロール配線は、バウが回りを回転する軸を介してスリップリングアセンブリを使用してクレードルへ接続されなければならない。既存のマシンの空間制限によって、この目的のために二つの低電圧スリップリングが利用可能であるに過ぎないことが決定される。このタイプのデバイスは、米国特許第４，０５６，７７１号に記述されており、この特許の開示は、全体として参照によってここに組み込まれる。これに先立って、スパークテスタが果たすことが求められる多くの機能をために、以前のスパークテスタの設計は撚りバウ内にコントロールとインジケータを備えていた。調節が行われ、再スタートされる毎に、高慣性機械が停止されなければならないので、スパークテスタコントロールの調節は、不便であり、時間がかかった。
【０００６】
スリップリングアセンブリを介してスパークテスタを制御することによって、この問題を解決するが、テスト機器の良好な使用に制限を与える。必要なスリップリングが利用出来ないならば、スリップリングを追加するためには、高価で困難な大規模な機械の変更を必要とするために、既存の機械を改造してスパークテスタを追加することは、非常に困難であった。ツイナーのバウ内に配置されると、スパークテスタは、元々、３個までのスリップリングアセンブリを必要としていた。その機器は、殆どの場合、スパークテスタを組み込むように設計し且つ造られなければならなかった。スリップリングは、磨耗され、定期的なメンテナンスが必要である。スリップリングは、しばしば、連続したシグナルコンタクトを提供せず、それによって、スパークテスタ性能の低下となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、回転機構外の適切な遠隔位置に全てのコントロールとインジケータを配置して、機械が動作されると調節されることが出来、高電位コンポーネントと欠陥部検出回路を回転機構内に配置し、且つこの機構内にすでに利用可能な電力を使用してこれらのコンポーネントを付勢することによってこれらの困難な事項を克服する。コントロール部分と高電圧欠陥部検出器との間の通信は、無線直列送受信機の使用によって成就される。発明の他の目的は、回転機構内の利用可能電力を利用し、専用で高価なスリップリングアセンブリを有するツイナーを改造する必要性を排除することである。
【０００８】
従って、本発明の目的は、ツイナーの回転バウ内のスパークテスタの動作に関連する上述の欠点と不利益を克服する、スパークテスタとその使用方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様において、撚り絶縁導体の高電圧テストシステムは、ツイナーの回転機構内に配置される高電圧電源を含む。電極は、高電圧電源に連結され、ツイナーの回転機構内の巻取りリールに隣接して配置される。この電極は、撚り絶縁導体が巻取りリールに巻き取られている時に、導体の絶縁体の欠陥部が電極の傍を通過すると、電極と撚り絶縁導体との間でスパークを発生させるためのものである。送信機は、撚り絶縁導体の欠陥部検出特性を表す情報を搬送する信号を送信するために、回転機構内に配置される。その情報は、電極と撚り絶縁導体との間で発生されるスパークから導出される。受信機は、送信機からの信号を受信するために、回転機構の外側に配置される。
【００１０】
本発明の他の態様において、撚り絶縁導体の高電圧テスト方法は、ツイナーの回転機構内の巻取りリールに巻き取られる撚り絶縁導体に隣接して電極を設けるステップを備える。高電圧電源は、回転機構内に設けられる。高電圧電源は、撚り絶縁導体が電極の傍を通過し且つ巻取りリールに巻き取られる時に、電極を付勢する。撚り絶縁導体の絶縁体の欠陥部が、電極の傍を通過すると、電極と撚り絶縁導体との間にスパークが発生する。撚り絶縁導体の欠陥部検出特性を表す情報を搬送する電磁信号は、回転機構の外側の場所に送信される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図を参照して、本発明に従う撚り絶縁導体の高電圧テストシステム  （以降、“スパークテスタ”と呼ばれる）は、参照番号１０によって概略的に示される。スパークテスタ１０は、参照番号１４によって概略的に示される従来のバウツイナー又はペアリングマシンの回転機構又はバウ１２内に部分的に配置される。ツイナー１４は、回転機構１２によって撚り合わせられ、次に、巻取りリール１８に巻き取られる別々の絶縁導体（図示せず）を送るための中空軸１６を含む。本発明の一部を形成するものではないツイナー１４は、明瞭化のために、単純化された形態で描かれる。バウツイナーがどのように動作するかについてのより詳細な議論は、米国特許第３，９４５，１８２号に見られるので、その開示は、全体として参照によってここに組み込まれる。
【００１２】
スパークテスタ１０は、ツイナー１４の回転機構１２の内側及び外側の両方に配置されるコンポーネントを含む。回転機構１２内に配置されるコンポーネントは、ツイナー１４の従来のクレードル（図示せず）上に巻取りリール１８に近接して配置される高電圧又は接点電極２０を含む。回転機構１２に内に配置されるコンポーネントは、更に、欠陥部検出器２２、高電圧電源２４、好ましくは第１の送受信機２６の形態の送信機を含む。欠陥部検出器２２と高電圧電源２４は、単一のユニットとして示されているが、欠陥部検出器と高電圧電源は、本発明の範囲から逸脱しない限り、物理的に別個のユニットであってもよいことを理解すべきである。
【００１３】
回転機構１２外に配置されるコンポーネントは、好ましくは、第２の送受信機２８の形態での受信機と、例えば、マイクロプロセッサベースのプログラマブル論理コントローラ（ＰＬＣ）のようなコントローラ３０とを含む。第１と第２の送受信機２６と２８は、双方向通信を許容し、例えば、テスト電圧を調節することによるようなシステム状態をコントローラ３０に制御させる事ができ、且つコントローラに欠陥部データをモニタさせることが出来る。送受信機２６と２８は、無線（ＲＦ）送受信機であることが好ましい。しかしながら、送受信機２６と２８は、本発明の範囲から逸脱しない限り、例えば、赤外線（ＩＲ）又は光学送受信機のような、電磁信号を送信及び受信するための他のタイプの送受信機であってもよい。
【００１４】
高電圧電源２４は、高電位ＤＣ電源である。高電圧電源２４は、撚り合わされる２つ又はそれより多くの絶縁導体（以降、“撚り絶縁導体”と呼ばれる）のテスト中に、例えば、好ましくは、約２００ボルトＤＣから約１０キロボルトＤＣまで調節可能な端子間電圧電位を有する第１と第２の端子を備える。典型的には、電話及びデータケーブル製造におけるツイナーは、二つの絶縁導体を一緒に撚って“ツイストペア”とする。システム１０は、ツイストペアの欠陥部の検出に関して記述されるが、このシステム１０は、本発明の範囲から逸脱しない限り、３本又はそれより多くの導体を含む撚り絶縁導体における欠陥部を検出するために使用され得る事を理解されるべきである。
【００１５】
電極２０は、高電圧電源２４の負又は高電位端子のどちらか一方に接続され、ツイストペアの絶縁部に対して高電位を印加するために回転機構１２内のクレードルによって支持される。電極２０は、巻取りリール１８に隣接して、好ましくは、撚り絶縁導体が巻取りリール上に巻き取られる直前の位置に配置される。従って、絶縁欠陥部は、撚り導体が巻取りリール１８上に巻き取られる前のまさにその瞬間に検出される。高電圧電源２４の他方の端子は、電気抵抗を介して接地に接続されることが好ましい。また、撚り導体内のワイヤも、接地電位に接続されており、電極２０とその導体との間のスパーク放電が高電圧電源２４の端子間に流れる電流パルスを生成する。電極２０は、絶縁導体がツイナー１４の巻取りリール１８上に巻き取られる時に、ツイストペアの絶縁部上に載る従来のビードのストリングやブラシを含むことが出来る。
【００１６】
欠陥部検出器２２は、例えば、高電圧電源２４の出力端子の一方、好ましくは、電極２０に接続されない端子に接続されるマイクロ電流計を含む電流検出器を備え、高電圧電源の端子同士間に流れる電流を示す低電圧出力信号を生成する。撚り処理によって引き起こされるツイストペアの絶縁部における欠陥部や他の損傷のために、スパークが電極２０から発され、電流信号のステップ増加が生じる。
【００１７】
欠陥部検出器２２は、更に、スパークテスタと共通に使用される測定、カウント又は他の検出機能のために電流信号を解析する従来の回路を含む。欠陥検出器２２は、例えば、ピンホール欠陥部、むき出しのワイヤ区間のようなより大きな欠陥部、欠陥部の数、ピンホールや他のタイプの欠陥部が、所定の合計数又は巻取りリール１８に巻き取られながら電極２０の傍を通過する撚り導体の単位長さ当りの数を超えるか否かを含む欠陥部検出特性の決定を含む。むき出しのワイヤ長さは、典型的には、撚り絶縁導体が電極２０の傍を通過する時に所定の時間間隔以上にわたって維持される単一の欠陥部カウントとして定義される。ツイナー１４の外表面上に配置されることが好ましいアラームインジケータ３１は、欠陥部が検出された時又は欠陥部の数が所定数を超えた時に、アラームを起動してオペレータに警告する。アラームインジケータ３１を起動するためのこのような欠陥部は、例えば、所定数のピンホール欠陥部及び単一のむき出しワイヤ区間を含むことが出来る。アラームは、可聴或いは可視であってもよく、或いはその両方であってもよい。アラームインジケータ３１は、コントローラ３０の一部であることが好ましいが、本発明の範囲を逸脱しない限り、コントローラに接続された別個のユニットであってもよい。
【００１８】
欠陥部検出器２２は、好ましくは、無線又は赤外線直列リンクを使用して、ツイナー１４の回転機構１２の外側の場所に撚り導体の欠陥部検出特性を表す情報を搬送する電磁信号３２を送信するために第１の送受信機２６に連結される。図に示されるように、回転機構１２内に配置される第１の送受信機２６は、回転機構１２外に配置される第２の送受信機２８に情報を搬送する電磁信号３２を送信する。第２の送受信機２８は、信号３２によって搬送される情報を処理するコントローラ３０に連結される。
【００１９】
低電圧電力は、スリップリング３３のような回転カップリングを介して送信され、ライン３５を介して電力を回転機構１２内に配置された低電圧電源３４に供給して高電圧電源２４と回転機構内に配置されるシステム１０の他の低電圧電気コンポーネントを付勢する。或いは、低電圧電力は、ツイナーの回転機構内の他の従来の電源から入手可能である。このように、全ての高電位パラメータは、回転機構１２内の領域に制限されることが出来、コントロールとモニタ機能は、回転機構１２の外側の遠隔位置に配置され、コントローラ３０によって同じ直列リンクを使用して扱われることが出来る。システム１０が、回転機構の外側の場所へのツイナー１４の回転機構１２内の場所から欠陥部検出情報の電磁又は無線送信を使用するので、ツイナーは、回転機構の外側に欠陥部情報を搬送するために追加且つ潜在的に信頼出来ないスリップリングを含むように改造や或いは変更される必要はない。
【００２０】
関連技術の当業者によって認識されるように、本発明の範囲から逸脱しない限り、本発明の上記の実施の形態に対して多くの変更や代替が行われ得る。従って、本明細書の前述の部分は、制限する意味とは反対に、例示として取られるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に従う撚り絶縁導体の高電圧テストシステムの概略図である。
【図１】
2007529875.tif 000003
【国際調査報告】
2007529875.tif 000004