JP2013540085A

JP2013540085A - 渦電流ブレーキを有する自己補償線条張力制御装置

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Publication number: JP2013540085A
Application number: JP2013531553A
Authority: JP
Inventors: レイモンド、ジェイ．スレザック
Original assignee: Rjs Corp
Current assignee: Rjs Corp
Priority date: 2010-10-01
Filing date: 2010-10-01
Publication date: 2013-10-31
Anticipated expiration: 2030-10-01
Also published as: US8500056B1; WO2012044322A1; CN103189293B; US20130186994A1; JP5799105B2; CN103189293A; EP2509904B1; EP2509904A1; KR101423492B1; KR20130066699A

Abstract

スプール（Ｓ）からの線条材料の繰り出しを調整するための自己補償張力制御装置（２０）は、固定支持部（２２）と、スプールを回転可能に支持するスピンドルアセンブリ（３０）と、を有する。バイアス力とは反対に線条材料に適用される張力が、スピンドルアセンブリを固定支持部に対して相対的に直線移動させる。渦電流ブレーキシステムは、スピンドルアセンブリと共に回転可能な導電性部材（６２）と、固定支持部に支持された磁性部材（１２４）と、を有する。線条材料に適用される張力が低減されてバイアス力を超えることができない時に、スピンドルアセンブリと導電性部材とは磁性部材とのサイドバイサイドの関係に向かって直線移動する。スピンドルアセンブリ及び付随する導電性部材の直線移動は、直線機構または直線ボールブッシュ機構のいずれかによって得られ得る。補助ブレーキ（１３０）も使用され得る。

Description

本発明は、概して、線条材料がスプールから引き出される際の張力の大きさを調整するための自動張力制御装置に関連する。より具体的には、本発明は、動作パラメータの変化に亘って線条材料内で実質的に一定の張力を維持する傾向がある、そのような張力制御装置に関連する。より具体的には、本発明は、円状渦電流ブレーキと一緒に動作する横方向に移動可能なスピンドルキャリッジを用いて、これにより、前記線条内で実質的に一定の張力を維持する傾向がある、そのような張力制御装置に関連する。

線条材料は、長い長さに製造されて便宜上スプールに巻かれた、１本または複数本の糸状の、平らな帯状の、または、チューブ状の繊維を含む。様々な線条材料は、天然または合成繊維のいずれか、ガラスまたは金属のいずれか、であり得る。そのような材料は、プラスチックまたは弾性化合物の補強として一般に利用されており、あるいは、繊維工業またはタイヤ工業における一体品に加工され得る。応用に関わらず、線条材料が使用される位置に、またはその近くに、スプールから線条材料を引き出すことが、通常行われている。そのような引き出しを容易にするために、線条が引き出されるにつれてスプールが回転することを可能にするスピンドル上または送出装置上に、スプールは一般に取り付けられている。

張力制御装置の主機能は、線条がスプールから引き出される時に当該線条の一様な張力を提供することである。この要求は、線条が消費されるにつれてスプール上に巻かれた線条の重量及び直径が減少する時にも、及び／または、引き出しの速度が変化される場合にも、適用される。更に、複数の張力制御装置を用いるシステムにおいて全ての装置間で引き出し張力が実質的に一様であることが必要である。前記装置の他の機能は、引き出しが停止された時に付加的な張力（またはブレーキ）を適用して、これにより、スプールの運動量及びその容積に起因するスプール上での線条の解けを最小化することである。そのようなブレーキは、停止状態では、スプールがスピンドル上に搭載されている間にスピンドルを回転的に安定した状態に維持することにも役立ち得る。

多くのブレーキ装置は、糸巻軸架（ｃｒｅｅｌｓ）と一緒に使用するために発達されてきた。これらの多くは、線条がスプールからの繰り出しに要求されるものよりも大きい張力の下で繰り出されることを提供する。張力が減少するにつれて、線条の緩みと共に、制動力がスプールの回転を遅くするように適用される。更に、線条に維持されるべき張力の大きさは、様々な状況下で異なる線条と一緒の動作に順応するために、可変でなければならない。従来は、可変の張力制御を有するそのような糸巻軸架は、多数の個別調整をしばしば必要としており、望ましいほどコンパクトになっていない。いくつかの意匠は、スプールが空になっている時に、線条の繰り出しの間の張力調整さえ必要としている。他の例では、糸巻軸架は、特に高い張力の適用において、所望の張力の周りの周期的な変化の形態での望ましくない乱調（ｈｕｎｔｉｎｇ）またはローピング（ｌｏｐｉｎｇ）を示し得る。

タイヤ工業で使用される、より商業的に成功した張力制御装置の１つは、本件出願人による米国特許第３，８９９，１４３号に従っている。その装置は、スプール支持部と離れて取り付けられた回転可能な回動軸とを支持する支持構造を有する。回動軸上に固定された第１レバーアームは、線条材料がスプール支持部上に取り付けられたスプールから引き出される時に当該線条材料に張力を付与するためのガイドと、スプール支持部に選択的に係合するブレーキと、を支持している。回動軸に固定された第２レバーアームは、回動軸を介して第１レバーアームに伝達されるバイアス（ｂｉａｓｉｎｇ）を生じさせるエアシリンダに動作可能に接続されている。

米国特許第３，８９９，１４３号による張力制御装置は、様々な状況下において様々な線条と一緒での一例となる動作特性を示している。しかしながら、これらの張力制御装置がうまく適合されない幾つかの状況が存在する。制御アーム及びガイドローラは、スプールされた材料のもつれによって生じ得る過張力による損傷を受けやすい。線条材料が重いゲージワイヤ（ｇａｕｇｅｗｉｒｅ）の場合には、ガイドローラはワイヤの形状に「キャスト（ｃａｓｔ）」または歪みを与える。これは、不満足な最終製品、または、ワイヤを真っ直ぐにするための付加的な製造機器を設ける必要性、につながり得る。現在まで、重い線条材料をスプールから適切に分配するための包括的な装置は存在していない。更に、第３の問題は、制御アーム及びローラが複数の張力制御装置を糸巻軸架アセンブリ上に近接して取り付けることを妨げることである。

従来技術に付随する前述の問題を克服する１つの方法は、米国特許第６，０９８，９１０号に見られるように、回動可能に取り付けられたブレーキアセンブリと一緒に移動可能な回動可能に取り付けられたスピンドルアセンブリによってスプールが支持された張力制御装置を提供することである。ブレーキアセンブリに係合する固定カムを利用することにより、予め定められた張力が線条材料に存在しない時はいつでも、スピンドルの回転が妨げられる。ブレーキアセンブリには、カムによって提供されたカム曲面に対してバネバイアスされたカムベアリングと共に滑動可能なブロックが設けられている。これは、線条材料に適用された張力の大きさに依存するブレーキ（制動）力の漸進的ではあるが確かな適用または除去を提供する。カムを通じて適用される制動力は、スプールから材料が解かれる時に当該材料の変動する張力に応じて適応する。その結果、増大する張力は、回動可能に取り付けられたスピンドルアセンブリに作用して、増大量によって制動力を軽減させ、これにより、線条を一定の張力に維持する傾向がある。反対に、減少する張力は、より大きな制動力を適用させ、張力がゼロの時に制動力は（装置の制限内で）最大である。本技術分野における改善ではあるけれど、回転可能に取り付けられたスピンドルを有する前述の張力制御装置は、スピンドル及びスプールの変位を提供するために、振り子運動を利用する。しかしながら、重力の力は角度変位に応じて変化するため、そのような振り子運動は、作用している張力に重力の効果を与える。その結果、重力の力は、装置の所望の張力出力の数倍になり得る。

線条材料が引き出されるスプールの逆張力を提供するために磁気渦電流ブレーキを用いることも、本技術分野において知られている。１つの公知の装置では、渦電流ディスクがスプールと一緒に回転すると共に、制御アームが当該スプールの近くに回動可能に取り付けられている。線条材料は、制御アームの一端部に取り付けられたガイドローラへ渡される。制御アームの逆の端部は磁性材料を支持する。線条材料の張力は、制御アームを回動または移動させる力に亘って規定される。この力の大きさは、加圧されたダイヤフラム式シリンダによって調整され得る。線条の張力が制御アームの力を超えるならば、その時は、磁性ブレーキ材料が渦電流ディスクから遠ざかって、スプール上の制動力が低減される。線条の張力が制御アームの力よりも小さく、かつダイヤフラムの力よりも小さいならば、その時は、磁性ブレーキ材料が渦電流ディスクに近づいて、スプール上の制動力が増大される。しかしながら、制御アームの使用は、線条材料へ歪みを伝えることと、過張力によりガイドローラを損傷させることと、そのような装置を糸巻軸架アセンブリ上で互いに近接して取り付けることを妨げること、という前述の問題を有している。

前述の装置の欠点を鑑みて、本技術分野には、重力の力を最小化させると共に制御アーム及びガイドローラを用いない装置の利点を提供する張力制御装置の必要性が依然として存在する。

前述のことを考慮して、本発明の第１の態様は、渦電流ブレーキを有する自己補償線条張力制御装置を提供することである。

本発明の別の態様は、スプールからの線条材料の繰り出しを調整するための自己補償張力制御装置であって、固定支持部と、前記固定支持部に支持されたスピンドルアセンブリと、前記スピンドルアセンブリと共に回転可能な導電性部材と、前記固定支持部に支持された磁性部材と、を有する渦電流ブレーキシステムと、を備え、前記スピンドルアセンブリは、線条材料のスプールを回転可能に支持しており、前記線条材料に適用される張力が、バイアス力とは反対に、前記スピンドルアセンブリを前記固定支持部に対して相対的に直線移動させるようになっており、前記スピンドルアセンブリと前記導電性部材とは、前記線条材料に適用される前記張力が低減されて前記バイアス力を超えることができない時に、前記磁性部材とのサイドバイサイド（ｓｉｄｅ−ｂｙ−ｓｉｄｅ）の関係に向かって直線移動するようになっており、前記バイアス力が前記張力と釣り合わされる時に、調整された速度での前記線条材料の繰り出しが生じる、ことを特徴とする装置を提供することである。

本発明のこの特徴及び利点と他の特徴及び利点とが、以後の記載、添付された特許請求の範囲、及び付随する図面に関して、より良く理解されることになる。

図１は、本発明の概念を具体化する制動位置において示された渦電流ブレーキを備えた自己補償線条張力制御装置であって、線条材料のスプールは想像線（ｐｈａｎｔｏｍ）で示されており、当該装置は線条材料の引き出し張力を制御する、という自己補償線条張力制御装置の前方等角図である。図２は、非制動位置において示された張力制御装置の前方等角図である。図３は、補助ブレーキを備えた前記張力制御装置の上面図である。図３Ａは、本発明の概念による補助ブレーキを示す前記装置の部分前方正面図である。図４は、前記張力制御装置の部分断面図である。図５は、本発明の概念による渦電流ブレーキシステムに対して内部へ又は外部へのスピンドルアセンブリの側方移動を可能にする直線機構を示すためにスプールが取り除かれた状態の前記張力制御装置の前方正面図である。図６は、本発明の概念を具体化する制動位置において示された渦電流ブレーキを備えた別の自己補償線条張力制御装置であって、線条材料のスプールは想像線（ｐｈａｎｔｏｍ）で示されており、当該装置は線条材料の引き出し張力を制御する、という自己補償線条張力制御装置の前方等角図である。図７は、非制動位置において示された前記別の張力制御装置の前方等角図である。図８は、補助ブレーキを備えた前記別の張力制御装置の上面図である。図８Ａは、本発明の概念による補助ブレーキを示す前記別の装置の部分前方正面図である。図９は、前記別の張力制御装置の部分断面図である。図１０は、本発明の概念による渦電流ブレーキシステムに対して内部へ又は外部へのスピンドルアセンブリの側方移動を可能にする当該渦電流ブレーキシステムの要素と直線ボールブッシュとを示す、部分的に切り離された前記張力制御装置の前方正面図である。

本発明の概念による渦電流ブレーキを備えた自己補償線条張力制御装置は、図１乃至図５に符号２０によって概して示されている。張力制御装置２０は、線条材料の個々のストランド（ｓｔｒａｎｄｓ）を完成された製造品に加工する機械の一部である糸巻軸架（ｃｒｅｅｌ）又は他の支持構造に取り付けられた又はその一部である固定支持部２２を備えている。糸巻軸架は必要に応じて複数の装置２０を支持し得ることが理解されよう。固定支持部２２は、ボルト、溶接、または他のしっかりとした接着を介して糸巻軸架上に取り付けられた支持フレーム２４を有している。支持フレーム２４は、当該支持フレーム２４から実質的に垂直に延びる少なくとも２つの支持アーム２６を有しており、当該支持アーム２６は、制御装置２０の他の構成要素を支持するために利用される。更に、支持アーム２６は、上方支持アーム２６Ａ及び下方支持アーム２６Ｂとして特定される。

更に、固定支持部２２は、上方支持アーム２６Ａから垂直かつ下方に延びる磁性支持ブラケット２７を有している。ダイヤフラムブラケット２８が、支持フレーム２４から垂直かつ外側に、支持アーム２６Ｂと同じ方向に延びている。

符号３０によって概して指定されるスピンドルアセンブリが、符号３４によって概して指定される直線機構と連動して固定支持部２２によって支持されている。スピンドルアセンブリ３０と直線機構３４との相互関係は、本記載が進むにつれて詳細に説明されることになる。

スピンドルアセンブリ３０は、スプールの回転移動をもたらすように引っ張られる線条材料のスプールＳを支持している。図１に示されるように、線条材料は、大文字Ｔによって指定されるように、装置の左へ引っ張られて、スプールＳの反時計回りの回転をもたらす。すなわち、張力（Ｔ）は、線条材料に適用されてスプールを回転させる。そのような構成を可能にするように適切な変更が制御装置２０の構成要素になされている限りでは、または装置全体が上下逆様に取り付けられているならば、線条材料がスプールの時計回りの回転をもたらす他の方向に引き出され得る、ということを当業者は理解されよう。

スピンドルアセンブリ３０は、キャリッジ４２内に回転可能に受容されていると共に当該キャリッジから軸方向に延びるスピンドル４０を有している。図４に最良に示されるように、軸受４４がスピンドル４０とキャリッジ４２との間に配置されて当該スピンドル４０の回転可能な移動を可能にする。図１乃至図３に示されるように、キャリッジ４２は、ブレーキ端４６とスプール端４８とを有している。スプール端４８では、駆動プレート５２が当該駆動プレート５２を通って軸方向に延びるスピンドル４０に接着されていると共に当該スピンドル４０と一緒に回転する。スピンドルは、スプールＳの容易な搭載を可能にするテーパ端５４を有している。駆動ピン５６が駆動プレート５２からスピンドルと同じ方向に延びていて、当該スピンドルから径方向にずれている。駆動ピン５６は、スプールの内部部分またはハブ内に受容されていて、スプールとスピンドルアセンブリとの間の回転力または制動力の伝達を容易にする。すなわち、線条がスプールから引き出されるにつれて、張力が適用されるにつれて、スプールに伝えられる回転力が駆動ピン５６、駆動プレート５２及びスピンドル４０へ伝達される。同様に、後述されるように、スピンドルに適用された制動力は、駆動プレート、駆動ピン及びスプールを通って伝達されて、スプールの回転を減速または停止させる。

図４に最良に示されるように、スピンドル４０はキャリッジ４２を通って延びている。ハブ５８が、テーパ端５４とは反対のスピンドルの端部に取り付けられていて、キー６０によって当該スピンドルと共に回転する。すなわち、スプールが回転する時に駆動ピン、スピンドル及びハブが対応するやり方で回転するように、キー６０はスピンドル４０をハブ５８に相互接続させる。

制動プレート６２がハブ５８に取り付けられていて、スピンドルが回転する時に回転する。制動プレート６２は、導電性材料から形成されており、ハブ５８と比較して相対的に大きな外径を有している。また、制動プレート６２は、相対的に薄く、ハブ５８よりも大きい外径が設けられている。制動プレート６２は、銅のような導電性材料から形成されているが、他の導電性材料も利用され得る。これにより、線条材料の引き出される力によるスプールの回転が、駆動プレート及びスピンドルアセンブリの回転をもたらし、これが次に制動プレート６２を回転させる。

図１乃至図３及び図５に最良に示されるように、キャリッジ４２は、キャリッジの各側面から延びる一対の離間されたキャリッジアーム６２を有している。キャリッジアーム６４はキャリッジの前方端部及び後方端部に設けられていて、どのキャリッジアームが張力制御装置の他の特徴に近接しているかを示すために添え字が用いられている。特に、前方キャリッジアーム６６Ａが装置のブレーキ側の近くに配置されている一方、前方キャリッジアーム６６Ｂが装置のダイヤフラム側の近くに配置されている。対応するやり方で、後方キャリッジアーム６８Ａがブレーキ側の近くにある一方、後方キャリッジアーム６８Ｂがダイヤフラム側にある。キャリッジアーム６６及び６８の各々には、キャリッジアーム６６及び６８の各々を通って伸びるキャリッジアーム穴７０が設けられている。キャリッジアーム６６及び６８は互いに逆向きに延びていて、約１８０°離れて向けられていることが理解されよう。キャリッジアームはキャリッジ５２から径方向に延びていて直線機構３４の一部になっている。突出部（ｎｏｓｅ）７２がキャリッジ４２の上側から径方向に延びていて、キャリッジアームの各々の対から約９０度離れている。突出部穴７４が突出部７２を通って延びている。

直線機構３４は、キャリッジアーム６４を支持アーム２６Ａ及び２６Ｂに相互接続している。説明が進むにつれて明らかになるように、直線機構はスピンドルアセンブリ３０の直線移動を可能にする。特に、線条材料に適用される張力における変化が、スピンドルアセンブリ３０を固定サポートとのサイドバイサイドの関係に向かって実質的に水平かつ直線的に移動させる。直線機構３４は、互いに離間されていると共に支持アーム２６Ａからキャリッジ４２に向かって実質的に垂直に延びる一対の上方アームタブ７８を有している。各タブ７８は、当該タブを通って延びていて互いに一直線上に並べられたタブ穴８０を有している。また、当該機構３４は、下方支持アーム２６Ｂからキャリッジ４２に向かって実質的に垂直に延びる一対の離間された下方アームタブ８２を有している。各タブ８２は、互いに実質的に一直線上に並べられたタブ穴８４を有している。

リンクアームが、タブ７８及び８２をキャリッジアーム６６Ｂ、６８Ｂ及び６６Ａ、６８Ａに相互接続している。特に、上方リンクアーム８８は、当該上方リンクアーム８８の各端部を横切るように延びる一対のリンクアーム穴９０を有している。各リンクアーム穴９０は、タブ穴８０と一直線上に並べられていて、当該タブ穴８０を通るリンクピボットピン９２を受容している。リンクアーム８８の他端部は、キャリッジアーム６６Ａ及び６８Ａに接続されており、ピボットピン９２が対応するリンクアーム穴９０及びアーム穴７０を通って延びている。同様に、下方リンクアーム９４がキャリッジアーム６６Ｂ及び６８Ｂをタブアーム８２に接続している。リンクアーム９４は、当該リンクアーム９４の各端部を横切るように延びるリンクアーム穴９６を有している。１つのリンクアーム穴９４は、ピボットピン９８を受容するために、キャリッジアーム穴７０と一直線上に並べられている。下方リンクアーム９４の他端部は、他のリンクアーム穴９６を通って延びるリンクピボットピン９８を介して下方アームタブ８２と各々のタブ穴８４とに接続されている。キャリッジアーム６６Ａ、Ｂ及び６８Ａ、Ｂを上方及び下方アームタブ７８及び８２に相互接続するためのリンクアーム８８及び９４の使用が、スピンドルアセンブリ３０をサイドバイサイドの関係に向けて移動させる直線機構３４を形成すること、を当業者は理解されよう。更に、この移動が実質的に直線的であることを理解されよう。

荷重アセンブリ１００が、ブレーキ機構に関するスピンドルアセンブリ３０の直線関係を最初に位置決めするためのバイアス力を生成するために利用されている。特に、荷重アセンブリは、ダイヤフラム１０２を有しており、一端がダイヤフラムブラケット２８に取り付けられている。エアチューブ１０４の一端が、ダイヤフラム１０２に接続され、反対端が圧縮エア系（不図示）に接続されている。ピストンロッド１０６がエアチューブ１０４とは反対側のダイヤフラム１０２の端から延びていて、突出部７２を内部に適合させるＵ字状金具（ｃｌｅｖｉｓ）に接続されている。Ｕ字状金具１１０は、突出部穴７４と一直線上に並べられた突出部端部穴１１４を有しており、Ｕ字状金具ピン１１２が、ロッド１０６をキャリッジ４２に接続するために、突出部端部穴１１４と突出部穴７４とを通って延びている。ピストンロッド１０６を外向きに延ばすと共にスピンドルアセンブリ３０を説明されるような制動位置に移動させるために、予め定められの大きさの圧力がエアチューブ１０４を介してダイヤフラム１０２に適用される。重力によって、または、固定支持部に関してスピンドルアセンブリ及び／または直線機構の傾斜角度によって、他のバイアス力が生成され得る。

ブレーキ機構１２０が、上方支持アーム２６Ａに接続されていると共に当該上方支持アーム２６Ａによって支持されている。特に、ブレーキ固定具１２２が支持ブラケット２７によって支持されている。当該固定具１２２は、永久磁石１２４のような磁性材料を有している。ブレーキ固定具は、磁石１２４とブレーキブラケットの端との間に形成されたギャップ１２６を有している。回転可能な導電性部材６２が、ブレーキ板としても呼ばれ得るが、ギャップ１２６の内部に受け入れ可能であり、ギャップ１２６の内部で回転することを可能にされている。導電性部材６２と磁石１２４又は更に言えばブレーキ機構１２０のいかなる部分との間に、面と面との接触が形成されないことが理解されよう。

動作中に、スプールＳがスピンドルアセンブリ３０上に搭載されて、エア圧力が荷重アセンブリ１００に適用された後に、張力制御装置は動作の準備ができている。荷重アセンブリ１００に適用されるエア圧力は、荷重アセンブリ１００によって伝達される力が実質的に所望の引き出し張力と同じになるようになっている。

初めに、回転可能な導電性部材６２が少なくとも部分的に磁石１２４に近接して配置されるように、直線機構３４は荷重アセンブリ１００からの力によってバイアスされる。線条材料の引っ張りによって張力が適用される時に、回転可能な導電性部材６２は回転して、導電性部材６２に抵抗を生成する磁石１２４と相互作用する磁場を生成し、これにより、線条材料に張力を生成する。線条材料に生成される張力は、荷重アセンブリのバイアス力とは反対であり、線条材料の張力が荷重アセンブリ１００の力と実質的に釣り合わされるまでずっと、磁石１２４から外側への又は磁石１２４から遠ざかる直線機構（並びにスピンドルアセンブリ３０及びスプールＳ）の移動をもたらす。すなわち、荷重アセンブリによって与えられるバイアス力または装置１０の構成によって提供される他の力が、線条材料に適用される張力と同じである、または、釣り合わされる時に、線条材料は、調整された速度で繰り出すこと、または、引き出されることを可能にされる。これらの力が互いに反対に作用する時に、スピンドルアセンブリは固定支持部に対して直線移動される。多くの実施形態では、直線移動は実質的に水平であるが、スピンドルアセンブリが固定支持部に対してどのように向けられているかによって他の方向であってもよい。

線条材料の引き出し速度が変化される場合、直線機構（並びにスピンドルアセンブリ３０及びスプールＳ）の移動は、荷重アセンブリの力が装置の動作限界以内である限りでは、荷重アセンブリによって伝達される力に自動的に適応する。線条材料の動作張力を変化させるために、荷重アセンブリ１００に適用される圧力を変化させること、または必要に応じて他のやり方でバイアス力を変化させることが必要なだけである。

明らかに、引き出し速度が停止される時に、スプールＳと導電性部材６２を有するスピンドルアセンブリ３０とはもはや回転せず、遅延抵抗が生成されないため、引き出し張力はゼロに低下する。すなわち、引き出し速度が遅くされる時に、張力は低減してバイアス力を超えることができなくなり、その時に、導電性部材は磁性材料とのサイドバイサイドの関係に向けて直線移動されて、渦電流の生成と制動力の適用とをもたらす。

幾つかの実施形態では、スプールを張力制御装置に搭載する間ずっと、及び／または、線条材料を適切な固定具に装着する間ずっと、回転を抑制するためにスピンドルアセンブリ３０を固定するための補助的な制動力を提供することが望ましいことがあり得る。図３及び図３Ａに最良に示されるように、補助ブレーキが符号１３０に概して示されている。当該ブレーキ１３０は、支持アーム２６Ａに取り付けられると共に当該支持アーム２６Ａによって支持されている。ブレーキ１３０は、支持アーム２６Ａから駆動プレート５２に向かって延びるブラケット１３２を有している。ブラケット１３２は、ピン１３６を介してブレーキシュー１３４を回動可能に支持している。ブレーキシューの回動可能な移動は、スピンドルアセンブリ３０の直線移動に適合する。シュー１３４は、荷重アセンブリ１００の作用が如何なる他の力によっても対抗されていない時に駆動プレート５２の外周または他の適切な表面に重みがかかる磨耗表面を有している。

特に、線条材料の引き出しが停止される時に、抵抗力の生成が停止し、荷重アセンブリ１００は、スピンドルアセンブリ３０を磁石と完全に係合させるように移動させると共に、それと同時に機械的なブレーキシュー１３４上に支えられ、これにより、スピンドルの回転を抑制する傾向がある。状況がそうすることを正当化する場合には、荷重アセンブリから適用された力は、機械的な制動力を増加させるために、停止状態の間ずっと増加され得る。補助ブレーキ１３０の使用は、装置２０の動作及び使用を容易にする。

スプールの重量によって変化するが接合部における減摩軸受の使用によって打ち消される摩擦以外の重力の効果を直線機構が除去することを、当業者は理解されよう。本実施形態は、制御アームの必要性が除去され、これにより、従来技術に使用された制御アームの磨耗、及び、制御アームを通される線条材料のもつれに関する潜在的な問題を回避できる点で、更に有利である。

ここで図６乃至図１０を参照し、張力制御装置の別の実施形態が示されていることが理解され得る。本実施形態では、直線機構が、線条材料によって与えられる引き出し力に基づいたキャリッジアセンブリの直線移動を可能にする直線ボールブッシュ機構に置き換えられている。直線機構に取って代わるボールブッシュ機構の具体的な動作の特徴の他には、当該別の実施形態は、実質的に同じやり方で動作する。そして、全ての部分が、直線機構の置き換え以外は実質的に同じである。適切な場合には、同じ特定符号が同じ構成要素に使用されており、それらの特徴は本実施形態に組み込まれる。本実施形態では、装置１５０は、符号１５３によって概して示される直線ボールブッシュ機構を支持する支持フレーム１５２を備えている。支持フレームは、前述の実施形態のように糸巻軸架構造に固定される。一対の離間された支持アーム１５４及び１６０が、実質的に直角且つ互いに離間されたやり方で、支持フレーム１５２から延びている。各支持アーム１５４、１６０は、少なくとも１つの開口と、示された本実施形態では、それぞれが互いに一直線状に並べられた一対のレール開口１５６及び１６２と、を有している。

ダイヤフラムブラケット１５８が支持アーム１５４から延びていて、前述の実施形態に記載されたように動作する荷重アセンブリ１００を支持している。ブレーキブラケット１６４が、支持アーム１６０から延びていて、ブレーキ機構１２０によって利用される磁石１２４を支持している。

本実施形態では、支持アーム１５４及び１６０の間を延びるスライドレール１７２上に滑動可能に取り付けられたキャリッジ１７０が用いられている。具体的には、スライドレール１７２は、レール開口１５６及び１６２内に支持されると共に当該レール開口１５６及び１６２内に取り付けられている。キャリッジ１７０は、キャリッジ１７０の下側に取り付けられていると共にスライドレール１７２を滑動可能に受容する２対のキャリッジブッシュ１７４を有している。すなわち、一対のキャリッジブッシュ１７４は、スライドレール１７２の各々に連結されている。当然のことながら、他の数のキャリッジブッシュが各スライドレールに連結され得る。このようにして、キャリッジ１７０は、線条材料によって適用される張力及び荷重アセンブリによって適用されるバイアス力に応じてスライドレール１７２に沿って直線的に移動する。

図６乃至図１０を見て理解されるように、回転可能な導電性部材６２は、スピンドルが回転する時に回転するハブ５８によって支持されていると共に、キャリッジのスプール端に近接して取り付けられている。更に、ブレーキ固定部１２２を有するブレーキ機構１２０が駆動プレート５２に近接して取り付けられている。しかしながら、導電性部材がキャリッジの同じ側に同様に移動される限りでは、望まれるなら、ブレーキ機構１５０はキャリッジ１７０の他側に配置され得ることを、当業者は理解されよう。

装置１５０のボールブッシュの実施形態の動作は、装置２０の動作と同様であり、それらの動作上の特徴が採用される。初めに張力が線条材料に適用される時に、荷重アセンブリ１００または他の構造的な特徴が、キャリッジ１７０及び回転する導電性部材６２をブレーキ機構の近傍に維持するように、バイアス力を与える。バイアス力が超えられる時に、線条材料の張力がスピンドルアセンブリをブレーキ機構から実質的に水平かつ直線的な方向に引き出して、スプールは制動力が適用されずに回転することを可能にされる。線条材料の張力が突然解放されてスプールが回転し続ける場合には、荷重アセンブリ１００はキャリッジアセンブリ１７０をブレーキ機構に向かって水平かつ直線的に押し戻すと共に、回転する導電性部材はギャップ１２６に向かって方向付けられて磁石に近接して配置される。この時、導電性部材内に渦電流が生成され、スピンドルの回転及びそれに応じてスプールの回転を遅くする又は停止させるように、対応する制動力が生成される。

別の実施形態では、補助ブレーキ１３０も使用され得る。図８及び図８Ａに最良に示されるように、当該ブレーキ１３０はブレーキ固定具１２２に取り付けられると共にブレーキ固定具１２２によって支持されており、図３及び図３Ａに示された実施形態に記載されたやり方と実質的に同じやり方で動作する。

装置１５０が装置２０と同じ利点の多くを有することが理解されよう。ボールブッシュは低摩擦であるものの、スライドレールの撓みを考慮すると、ボールブッシュは重いスプール荷重の機能と干渉する十分な摩擦を有している。しかしながら、当該装置は線条材料の軽い重さのスプールと共に使用することに対して有用であり得る。

従って、本発明の目的が以上に示された構造及びその使用方法によって満たされていることが理解され得る。特許法に従って、最良の態様及び好ましい実施形態のみが示されていると共に詳細に説明されているが、本発明がそれらに又はそれらによって限定されないことは理解されるべきである。従って、本発明の正確な範囲及び幅を理解するためには、特許請求の範囲を参照されるべきである。

Claims

スプールからの線条材料の繰り出しを調整するための自己補償張力制御装置であって、
固定支持部と、
前記固定支持部に支持されたスピンドルアセンブリと、
前記スピンドルアセンブリと共に回転可能な導電性部材と、前記固定支持部に支持された磁性部材と、を有する渦電流ブレーキシステムと、
を備え、
前記スピンドルアセンブリは、線条材料のスプールを回転可能に支持しており、前記線条材料に適用される張力が、バイアス力とは反対に、前記スピンドルアセンブリを前記固定支持部に対して相対的に直線移動させるようになっており、
前記スピンドルアセンブリと前記導電性部材とは、前記線条材料に適用される前記張力が低減されて前記バイアス力を超えることができない時に、前記磁性部材とのサイドバイサイドの関係に向かって直線移動するようになっており、前記バイアス力が前記張力と釣り合わされる時に、調整された速度での前記線条材料の繰り出しが生じる
ことを特徴とする装置。
前記線条材料に適用される前記張力と前記バイアス力とに依存して前記スピンドルアセンブリが実質的に水平かつ直線的に移動できるように、前記固定支持部を前記スピンドルアセンブリに連結させる直線機構
を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の装置。
前記スピンドルアセンブリは、キャリッジの内部に回転可能に受容されたスピンドルを有し、前記キャリッジは、当該キャリッジの向かい合う側部から径方向に延びる一対の離間されたキャリッジアームを有し、当該キャリッジアームの各々は、キャリッジアーム穴を有し、
前記固定支持部は、
支持フレームと、
前記支持フレームの一側から延びる上方支持アームと、
前記支持フレームの他側から延びる下方支持アームと、
を有し、
前記支持アームの各々は、互いに一直線上に並べられた離間されたアームタブ穴を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の装置。
前記直線機構は、
前記上方支持アームを前記一対のキャリッジアームの一方に回動可能に接続する第一リンクアームと、
前記下方支持アームを前記一対のキャリッジアームの他方に回動可能に接続する第二リンクアームと、
を有することを特徴とする請求項３に記載の装置。
前記キャリッジは、前記導電性部材を支持するブレーキ端部と、前記スピンドルがそこから延びるスピンドル端部と、を有し、当該スピンドル端部は、前記スピンドルと同じ方向に延びる駆動ピンを有し、当該駆動ピンは、前記スプールの回転が前記導電性部材の回転を引き起こすように、前記スプールによって係合されるようになっている
ことを特徴とする請求項４に記載の装置。
前記支持アームの一方によって支持されたブレーキ固定具であって、前記磁性部材を支持するブレーキ固定具
を更に備えたことを特徴とする請求項５に記載の装置。
前記バイアス力を前記スピンドルアセンブリに与えて前記回転可能部材を前記サイドバイサイドの関係に向けて位置決めさせるように、前記固定支持部に取り付けられる共に前記スピンドルアセンブリに連結された荷重アセンブリ
を更に備えたことを特徴とする請求項２に記載の装置。
前記固定支持部に取り付けられると共にブレーキシューを有する補助ブレーキと、
前記スピンドルアセンブリに回転可能に支持されたスピンドル及び駆動プレートであって、前記スプールは前記スピンドル上に回転可能に受容されている、というスピンドル及び駆動プレートと、
前記固定支持部に取り付けられると共にブレーキシューを有する補助ブレーキであって、前記線条材料に適用される張力が存在しない時に、前記荷重アセンブリは前記駆動プレートを押して前記ブレーキシューに接触させ、これにより、前記スピンドルの回転を抑える、という補助ブレーキと、
を更に備えたことを特徴とする請求項７に記載の装置。
前記線条材料に適用される前記張力と前記バイアス力とに依存して前記スピンドルアセンブリが実質的に水平かつ直線的に移動できるように、前記固定支持部を当該スピンドルアセンブリに連結させるボールブッシュ機構
を更に備えたことを特徴とする請求項２に記載の装置。
前記スピンドルアセンブリは、キャリッジの内部に回転可能に受容されたスピンドルを有し、前記キャリッジは、当該キャリッジに取り付けられた少なくとも１つのキャリッジブッシュを有し、前記固定支持部は、向かい合う支持アームであって、各支持アームは互いに一直線上に並べられた少なくとも１つのレール開口部を有する、という支持アームと、前記レール開口部内に受容された向かい合う端部を有する少なくとも１つのスライドレールと、を有する
ことを特徴とする請求項９に記載の装置。
前記少なくとも１つのスライドレールは、前記少なくとも１つのキャリッジブッシュ内に滑動可能に受容されている
ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
前記導電性部材と前記スピンドルとは、前記キャリッジから延びており、前記キャリッジも、前記スピンドルと同じ方向に延びる駆動ピンを保持しており、前記駆動ピンは、前記スプールの回転が前記導電性部材の回転を引き起こすように、前記スプールによって係合されるようになっている
ことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
前記向かい合う支持アームの一方によって支持されたブレーキ固定部であって、前記磁性部材を支持するブレーキ固定部
を更に備えたことを特徴とする請求項１２に記載の装置。
前記バイアス力を前記スピンドルアセンブリに与えて前記回転可能部材を前記サイドバイサイドの関係に向けて位置決めさせるように、前記固定支持部に取り付けられると共に前記スピンドルアセンブリに連結された荷重アセンブリ
を更に備えたことを特徴とする請求項９に記載の固定部。
前記固定支持部に取り付けられると共にブレーキシューを有する補助ブレーキと、
前記スピンドルアセンブリに回転可能に支持されたスピンドル及び駆動プレートであって、前記スプールは前記スピンドル上に回転可能に受容されている、というスピンドル及び駆動プレートと、
前記固定支持部に取り付けられると共にブレーキシューを有する補助ブレーキであって、前記線条材料に適用される張力が存在しない時に、前記荷重アセンブリは前記駆動プレートを押して前記ブレーキシューに接触させ、これにより、前記スピンドルの回転を抑える、という補助ブレーキと、
を更に備えたことを特徴とする請求項１４に記載の装置。