JP2003040527A - 張力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】打抜き材と重合わされる層間紙等の長尺物が引
出される際の張力を安定的に維持すること。 【解決手段】リール１６から引出される層間紙１５を検
尺ローラ１７に巻付け、検尺ローラ１７の回転速度を第
１の検出器２１によって検出する。またリール１６の回
転数を第２の検出器２２によって検出する。これら一対
の検出器２１、２２の検出パルスを制御装置２３によっ
てカウントならびに演算処理し、その演算結果に基いて
駆動装置２４を介してパウダーブレーキ２５のコイル８
９に流れる電流を制御し、これによってリール１６に付
加される制動力を調整し、層間紙１５の繰出し張力を一
定の値に維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は張力制御装置に係
り、とくにリールに巻装された長尺物を引出す際に該長
尺物の張力をほぼ一定の値に維持する張力制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】例えばコネクタを製造する際に、その原
料としてテープ状の金属シートが用いられる。プレス機
械によって上記の金属シートを打抜くことにより、多数
のコネクタピンが一端において連結されたフープ材が打
抜かれる。そしてこのようなフープ材を巻取り、コネク
タの組立て工程に供給する。このときにピンが打抜かれ
てかつ連結された金属シートをそのままうず巻状に巻取
ると、解除する際にピンの部分が互いに絡まり合って変
形する問題がある。

【０００３】このような不具合を防止するために、コネ
クタピンを打抜いて連結したフープ状のシートを層間紙
と重合わせて巻取るようにしており、これによって重合
わされるシートのコネクタピンが互いに係合されること
がなく、解除の動作が安定化する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようにコネクタピ
ンのフープ材を巻装する際に、フープ材と一緒に層間紙
を巻取る。ここで層間紙が正しい張力で供給されれば整
然とフープ材が巻装される。これに対して層間紙の張力
が規定値よりも低い場合には、フープ材の巻取りに乱れ
が生ずる。また層間紙の張力が高すぎると、層間紙の張
力によってフープ材のコネクタの部分が変形したり、あ
るいはうず巻状に巻かれたフープ材が楕円形に変形する
等の問題がある。従ってフープ材と重合わされる層間紙
は安定的に適正な張力で供給されなければならない。

【０００５】本発明はこのような目的に用いて好適な張
力制御装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願の主要な発明は、リ
ールに巻装された長尺物を引出す際に前記長尺物の張力
をほぼ一定の値に維持する張力制御装置において、前記
リールから引出された長尺物が巻付けられ、前記長尺物
によって回転される直径が既知の検尺ローラと、前記検
尺ローラの回転速度を検出する第１の検出手段と、前記
リールの回転速度を検出する第２の検出手段と、前記リ
ールに連動され、該リールの回転に対して制動力を与え
る制動手段と、前記第１の検出手段と前記第２の検出手
段の検出出力が入力され、前記制動手段の制動力を制御
する制御手段と、を具備する張力制御装置に関するもの
である。

【０００７】ここで前記制動手段が空隙に磁性粉末また
は磁性粒子を封入し、励磁コイルに電流を流すと前記磁
性粉末または磁性粒子が結合して制動力を発生する磁性
粉粒式ブレーキであってよい。また長尺物を巻装するリ
ールが垂直な支軸に取付けられるようになっており、し
かも支軸の高さ方向の位置が調整自在であってよい。ま
た前記支軸の上端にねじによって軸線方向に移動自在に
押え軸が取付けられ、前記支軸の上端の外周縁と前記押
え軸の下端の外周縁の内の少なくとも一方がテーパ状の
傾斜面から構成され、前記傾斜面上にリング状弾性体を
配し、前記押え軸をねじ込むと前記リング状弾性体が半
径方向外周側に拡径してリールの内周壁に圧着されてよ
い。また前記長尺物が層間紙であって、テープ状打抜き
材と交互にうず巻状に巻取られてよい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下本発明を図示の一実施の形態
によって説明する。図１は帯状をなす金属シートを用い
てコネクタピンを連結した状態で打抜いたフープ材を製
造する装置を示しており、テープ状の金属シートがプレ
ス機械１０に供給され、ここでコネクタピンの部分が打
抜かれて連結した状態になる。そしてこのような打抜か
れたフープ材、すなわちテープ状打抜き材１１はガイド
ローラ１２を通してうず巻状に巻取られる。

【０００９】このときに打抜き材１１の上に重合わされ
るように層間紙１５が巻取られる。層間紙１５はリール
１６によって繰出されるとともに、検尺ローラ１７を通
過し、ガイドローラ１２のところで打抜き材１１に重合
わされる。

【００１０】図２は上記の層間紙１５の供給のための張
力制御装置を示しており、ここでは検尺ローラ１７と直
結する第１の検出器２１が設けられ、リール１６に連動
する第２の検出器２２が設けられる。これらの検出器２
１、２２はそれぞれ検尺ローラ１７およびリール１６の
回転数に比例したパルスを発生する発電機から成るエン
コーダである。そしてこれらの検出器２１、２２の出力
が制御装置２３に供給される。制御装置２３は検出器２
１、２２の出力をカウントするとともに、演算処理を行
ない、とくにリール１６に巻かれた層間紙１５の直径を
演算によって求める。そしてこの演算結果に応じた制御
信号を駆動装置２４に供給する。駆動装置２４は制御装
置２３からの制御信号に応じてパウダーブレーキ２５に
供給される電流を調整し、これによってリール１６の制
動力を適正な値に維持する。従ってパウダーブレーキ２
５で印加される制動力によって層間紙１５が適正な張力
で繰出される。

【００１１】次に上記のような張力の付加のための装置
について説明すると、図３に示すようにこの装置は平板
状をなすベース３０を備えている。そしてベース３０に
は下方に延出された吊下げロッド３１がその４つのコー
ナの部分に設けられる。そしてこれらの吊下げロッド３
１によってナット３２を介して底板３３が吊下げられ
る。底板３３上には図５に示すように４本のガイドロッ
ド３４が直立して設けられる。

【００１２】上記ベース３０と底板３３との間には昇降
フレーム３５が配される。昇降フレーム３５は下板３６
と上板４０とから組合わされ、これらが連結ロッド４１
によって互いに連結された構造になっている。そして下
板３６のスリーブ３７に上記ガイドロッド３４が摺動自
在に嵌合されており、これによって昇降フレーム３５が
底板３３上において昇降自在に支持される。

【００１３】底板３３の底部であってそのほぼ中央部に
はフランジ４２を介してボールネジ４３が下方に向って
垂直に延出される。そしてボールネジ４３は昇降アクチ
ュエータ４４に係合される。昇降アクチュエータ４４は
上記ボールネジ４３と係合するボールナットと、このボ
ールナットを駆動する駆動手段とを内蔵しており、駆動
手段によってボールナットを回転させ、ボールネジ４３
を軸線方向に送る。従ってこのボールネジ４３の軸線方
向への送り動作によって、昇降フレーム３５が昇降動作
を行なう。

【００１４】上記ボールネジ４３の下端側の部分にはド
ッグスリーブ４５が取付けられている。このドッグスリ
ーブ４５はその上端側のエッジの部分が上限検出スイッ
チ４７と当接すると、ここで上昇動作が停止されるよう
になっている。またドッグスリーブ４５の下端側のエッ
ジの部分が下限検出スイッチ４８に当接すると、下降動
作が停止されるようになっている。

【００１５】次に上記昇降フレーム３５の下板３６上に
設けられている制動機構について説明する。下板３６上
には図３および図５に示すようにギヤボックス５１が取
付けられている。このギヤボックス５１内には互いに軸
線が直交するベベルギヤ５２、５３が設けられている。
そして軸線が水平な状態で配されているベベルギヤ５３
は伝達軸５４およびカップリング５５を介してパウダー
ブレーキ２５の回転軸５６に連結されている。なおこの
パウダーブレーキ２５はブラケット５７によって下板３
６に固着されている。

【００１６】ギヤボックス５１内のもう１つのベベルギ
ヤ５２は垂直軸６０の下端に固着されている。そしてこ
の垂直軸６０がカップリング６１を介してリール１６の
支軸６２に連結されている。支軸６２は昇降フレーム３
５の上板４０に支持されているハウジング６３内の上下
一対のベアリング６４によって回転自在に支持されてい
る。また支軸６２にはプーリ６５が取付けられており、
このプーリ６５がタイミングベルト６６を介して第２の
検出器２２のプーリ６７と連動されている。

【００１７】次にリール１６の取付け構造について図３
および図４により説明する。上記支軸６２の上端には取
付けフランジ７１が設けられており、このフランジ７１
がリール１６のハブ７２を受けるとともに、取付け軸７
３の下端のベース７４と嵌合されている。

【００１８】取付け軸７３の上部に突出するようにこの
取付け軸７３には図４に示す雄ねじ７５が設けられてい
る。そしてこの雄ねじ７５は押え軸７６の下端に設けら
れた雌ねじ孔に螺合されている。そして上記取付け軸７
３の上端の外周縁にはテーパ状傾斜面７７が形成され、
これに対して押え軸７６の下端側の外周縁にはテーパ状
傾斜面７８が形成されている。そしてこれらの傾斜面７
７、７８によって形成される凹部には図４Ｂに示すリン
グ状コイルばね７９が取付けられるようになっている。
そしてこのコイルばね７９が上記リール１６の円筒状巻
枠８０の内周縁に圧着されるようになっている。なお上
記押え軸７６の上端には手でこの押え軸７６を回転させ
るためのつまみ８１が設けられている。

【００１９】次に上記昇降フレーム３５の下板３６上に
ブラケット５７を介して取付けられているパウダーブレ
ーキ２５について説明する。パウダーブレーキ２５は図
６に示すように、円筒状をなすハウジング８５を備え、
このハウジング８５の一方の端面の中心部に中心孔８６
が形成され、この中心孔８６を通して回転軸５６がハウ
ジング８５内挿入されている。そしてこの回転軸５６は
中心孔８６の外側においてボールベアリング８７によっ
て回転可能に支持される。

【００２０】上記中心孔８６を介してハウジング８５内
に侵入した回転軸５６の先端部にはディスク８８が固着
されている。そしてディスク８８の内部空間であって外
周側に位置するようにハウジング８５内にはコイル８９
が設けられている。またこのハウジング８５のディスク
８８とハウジング８５との間の空間に磁性粉９０が噴入
されている。

【００２１】すなわちパウダーブレーキ２５は励磁電流
が通電されるコイル８９で磁化される２つの磁極間に磁
性板から成るディスク８８を配し、その間の空隙に磁性
粉９０を介在させてある。コイル８９に励磁電流を流す
と磁界の影響を受けて、それまでばらばらであった磁性
粉９０が磁化されて互いに結合する。このときに磁性粉
９０はほぼ固体に近い状態になる。このために磁極と中
間のディスク８８は固化した磁性粉９０によって摩擦力
を受ける。この摩擦力が図７に示すようにコイル８９に
流れる電流にほぼ比例する。なお電流を増やすと磁気飽
和のために摩擦力が飽和する。このようなパウダーブレ
ーキ２５はとくに図７から明らかなように、直線性が良
好で、制御系においては比例制御要素となる。

【００２２】次に上記検尺ローラ１７について図８およ
び図９により説明する。上記検尺ローラ１７はゴムロー
ラから成り、支軸９４がその中心部に貫通して取付けら
れる。そして支軸９４はフレーム９５に支持されている
上下一対のボールベアリング９６によって回転自在に支
持される。しかも支軸９４の上端であってボールベアリ
ング９６によって支持されている部分よりも上端側の部
分がカップリング９７を介して第１の検出器２１に直結
されている。従ってこの検出器２１が検尺ローラ１７の
回転に応じたパルスを発生する。

【００２３】次に以上のような構成に係る装置の動作に
ついて説明する。図１に示すプレス機械１０によって帯
状をなす金属シートが打抜かれ、これによってコネクタ
ピンの部分がその基部において互いに連結されたフープ
材が連続した状態で打抜かれる。そしてこのフープ材１
１は層間紙１５と重合わされてうず巻状に巻取られる。
このようなうず巻状のフープ材がコネクタの製造装置に
供給され、コネクタが自動的に製造される。

【００２４】上記打抜き材１１と重合わされる層間紙１
５はリール１６から繰出される。ここでリール１６から
層間紙１５が繰出されると、その張力によってこのリー
ル１６の支軸６２が回転駆動される。従ってこの回転に
よって図３に示すプーリ６５、タイミングベルト６６、
およびプーリ６７を介して第２の検出器２２が回転さ
れ、この検出器２２がリール１６の回転数に応じたパル
スを発生させる。

【００２５】さらに上記層間紙１６は図８および図９に
示す検尺ローラ１７と対接されるために、この検尺ロー
ラが層間紙１５との間の摩擦によって回転される。する
とこの回転によって検尺ローラ１７に直結されている第
１の検出器２１が検尺ローラ１７の回転数に比例したパ
ルスを発生させる。

【００２６】第１の検出器２１のパルスと第２の検出器
２２のパルスはともに図２に示す制御装置２３に供給さ
れる。従って制御装置２３はこれらの検出器２１、２２
のパルスをカウントする。そしてこのカウントに基いて
リール１６の層間紙１５の直径を演算で求める。検尺ロ
ーラ１７は既知の直径を有しているために、第１の検出
器２１のパルスを基に第２の検出器２２のパルスからリ
ール１６に巻装されている層間紙１５の直径が演算で求
まる。

【００２７】このような演算結果に基いて、制御装置２
３が駆動装置２４に制御信号を供給し、これによって駆
動装置２４が制御信号に応じた駆動電流をパウダーブレ
ーキ２５のコイル８９に流す。従って図７に示すよう
に、駆動電流に応じたトルクをパウダーブレーキ２５が
発生する。従ってこのような制御動作によって、リール
１６に巻装されている層間紙１５の直径の大小にかかわ
らずこのリール１６から繰出される層間紙１５の張力を
ほぼ一定の値になるように制御する。

【００２８】このように本実施の形態においては、第２
の検出器２２が結合されたリール１６から引出された層
間紙１５を、第１の検出器２１が結合された直径が既知
の検尺ローラ１７に巻付けて回転させ、それぞれの検出
器２２、２１の発生パルスを制御装置２３でカウント
し、このようなパルスのカウントに基いてリール１６に
巻装された層間紙１５の直径を繰返し演算する。層間紙
１５の張力はリール１６に巻装された層間紙１５の直径
に反比例するために、制御装置２３が演算で求めたリー
ル１６の直径に対応する電流を駆動装置２４によってパ
ウダーブレーキ２５に供給するように制御装置２３で制
御することによって、リール１６から繰出される層間紙
１５の張力が一定に保たれる。

【００２９】以上本発明を図示の一実施の形態によって
説明したが、本発明は上記実施の形態によって限定され
ることなく、本願に包含される発明の技術的思想の範囲
内で各種の変更が可能である。例えば上記実施の形態は
コネクタピンの打抜き材と重合わされる層間紙１５の張
力制御に関するものであるが、その他各種の長尺物の張
力制御に広く適用可能である。

【００３０】

【発明の効果】本願の主要な発明は、リールに巻装され
た長尺物を引出す際に前記長尺物の張力をほぼ一定の値
に維持する張力制御装置において、リールから引出され
た長尺物が巻付けられ、長尺物によって回転される直径
が既知の検尺ローラと、検尺ローラの回転速度を検出す
る第１の検出手段と、リールの回転速度を検出する第２
の検出手段と、リールに連動され、該リールの回転に対
して制動力を与える制動手段と、第１の検出手段と第２
の検出手段の検出出力が入力され、制動手段の制動力を
制御する制御手段と、を具備するものである。

【００３１】従ってこのような張力制御装置によれば、
第１の検出手段と第２の検出手段の検出出力を制御手段
に供給し、この制御手段によって制動力を制御すること
により、リールから引出された長尺物の張力をほぼ一定
の値に維持することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】コネクタピンの打抜き材を製造する装置の要部
平面図である。

【図２】打抜き材と重合わされる層間紙の張力制御のシ
ステムを示すブロック図である。

【図３】同張力制御装置の制動力を付加するための機構
を示す縦断面図である。

【図４】リールの取付け機構を示す拡大縦断面図であ
る。

【図５】パウダーブレーキの取付け構造を示す要部平面
図である。

【図６】パウダーブレーキの内部構造を示す要部縦断面
図である。

【図７】パウダーブレーキの制動特性を示すグラフであ
る。

【図８】検尺ローラの組立て構造を示す正面図である。

【図９】同検尺ローラの組立て構造を示す正面図および
縦断面図である。

【符号の説明】

１０ プレス機械 １１ テープ状打抜き材 １２ ガイドローラ １５ 層間紙 １６ リール １７ 検尺ローラ ２１ 第１の検出器 ２２ 第２の検出器 ２３ 制御装置 ２４ 駆動装置 ２５ パウダーブレーキ ３０ ベース ３１ 吊下げロッド ３２ ナット ３３ 底板 ３４ ガイドロッド ３５ 昇降フレーム ３６ 下板 ３７ スリーブ ４０ 上板 ４１ 連結ロッド ４２ フランジ ４３ ボールネジ ４４ 昇降アクチュエータ ４５ ドッグスリーブ ４７ 上限検出スイッチ ４８ 下限検出スイッチ ５１ ギヤボックス ５２、５３ ベベルギヤ ５４ 伝達軸 ５５ カップリング ５６ 回転軸 ５７ ブラケット ６０ 垂直軸 ６１ カップリング ６２ 支軸 ６３ ハウジング ６４ ベアリング ６５ プーリ ６６ タイミングベルト ６７ プーリ ７１ 取付けフランジ ７２ ハブ ７３ 取付け軸 ７４ ベース ７５ 雄ねじ ７６ 押え軸 ７７、７８ テーパ状傾斜面 ７９ リング状コイルばね ８０ 円筒状巻枠 ８１ つまみ ８５ ハウジング ８６ 中心孔 ８７ ボールベアリング ８８ ディスク ８９ コイル ９０ 磁性粉 ９４ 支軸 ９５ フレーム ９６ ボールベアリング ９７ カップリング ９８ カバー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リールに巻装された長尺物を引出す際に前
   記長尺物の張力をほぼ一定の値に維持する張力制御装置
   において、 前記リールから引出された長尺物が巻付けられ、前記長
   尺物によって回転される直径が既知の検尺ローラと、 前記検尺ローラの回転速度を検出する第１の検出手段
   と、 前記リールの回転速度を検出する第２の検出手段と、 前記リールに連動され、該リールの回転に対して制動力
   を与える制動手段と、 前記第１の検出手段と前記第２の検出手段の検出出力が
   入力され、前記制動手段の制動力を制御する制御手段
   と、 を具備する張力制御装置。
2. 【請求項２】前記制動手段が空隙に磁性粉末または磁性
   粒子を封入し、励磁コイルに電流を流すと前記磁性粉末
   または磁性粒子が結合して制動力を発生する磁性粉粒式
   ブレーキであることを特徴とする請求項１に記載の張力
   制御装置。
3. 【請求項３】長尺物を巻装するリールが垂直な支軸に取
   付けられるようになっており、しかも支軸の高さ方向の
   位置が調整自在であることを特徴とする請求項２に記載
   の張力制御装置。
4. 【請求項４】前記支軸の上端にねじによって軸線方向に
   移動自在に押え軸が取付けられ、前記支軸の上端の外周
   縁と前記押え軸の下端の外周縁の内の少なくとも一方が
   テーパ状の傾斜面から構成され、前記傾斜面上にリング
   状弾性体を配し、前記押え軸をねじ込むと前記リング状
   弾性体が半径方向外周側に拡径してリールの内周壁に圧
   着されることを特徴とする請求項１に記載の張力制御装
   置。
5. 【請求項５】前記長尺物が層間紙であって、テープ状打
   抜き材と交互にうず巻状に巻取られることを特徴とする
   請求項１に記載の張力制御装置。