JP2015145311A - ガイド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガイドプーリに対して線通しが容易で、かつ線外れを効果的に抑制することが可能な、ガイド装置を提供する。
【解決手段】線条体２０の走行を案内するガイド装置１０であって、周方向に形成された案内溝１２の両側に一対の鍔１３，１３を有するガイドプーリ１１と、案内溝１２の外側で鍔１３に隣接して、一対の鍔１３，１３のそれぞれ両方、若しくは片方に設けられた外れ防止部材１４，１４とを備え、外れ防止部材１４は、鍔１３の外周の全周にわたり、ガイドプーリ１１の径方向に突出し、かつ、ガイドプーリ１１の回転方向に対して反対方向に回転駆動されているか又は回転に抗して固定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバ等の線条体の走行を案内するガイド装置に関する。

光ファイバ素線、電子ワイヤ、エナメル線など、細いもの（線条体）の製造工程、あるいは製造後の検査工程や使用工程では、線条体が高速で搬送される。駆動をもつ送出装置から繰り出された線条体は、複数のガイドプーリを通過することにより、所定の経路に沿って走行するように案内される（例えば、特許文献１を参照）。

ガイドプーリは、線条体を案内する溝の両側に鍔を有するが、線条体の走行が何らかの原因で不安定になる（Ｘ）と、走行中の線条体が鍔を乗り越えてガイドプーリから外れること（以下「線外れ」という。）がある。例えば、送出装置においてボビンに巻かれた線条体の状態によっては、線条体がボビンから繰り出される位置の変動が大きいと、ボビンから最初のガイドプーリに到達する間で走行する線条体の経路も大きく変動し、線条体が暴れるように激しく動き、線外れに至ることがある。

ガイドプーリは、高速回転に伴い摩擦抵抗と空気抵抗が共に増大すると、ガイドプーリの上流側では張力が低下し、下流側では張力が増大するため、意図する張力を確保することが難しくなる（Ｙ）。特に上流側の張力の低下は、上記（Ｘ）に示す、線条体の走行の不安定の原因にもなっている。

線外れを防止するため、従来、ガイドプーリに工夫をした、次の（１）〜（３）の手法があった。

（１）図７に示すように、外れ防止ころ９をガイドプーリ１１の溝１２の両側の鍔１３に跨るように設置する方法。この方法は、ある程度は線外れの対策になるが、線条体を走行させる前の準備作業として、線条体を経路に沿って配置する際、線条体２０の端末を外れ防止ころ９とガイドプーリ１１との間に通す（線通しをする）のに手間が掛かる。外れ防止ころと鍔の間に線条体を通すことができる隙間をとれば、線状体の端末を外れ防止ころの下に通さなくても、線状体の途中を隙間に通すことで配置作業が可能となる。しかし、走行時に同じ隙間から線条体の線外れが起こることになる。

（２）図８に示すように、ガイドプーリ３１の鍔３３の高さを通常よりも高くする方法。この方法は、ある程度は線外れの対策になるが、鍔３３の高さ（すなわち、案内溝３２の底から鍔３３の外周までの径方向の距離）を高くすればするほど、ガイドプーリ３１は大きく、かつ重くなってしまう。その結果、回転時の摩擦抵抗と空気抵抗が共に増大し、送出装置のボビンとガイドプーリとの間で線条体の張力が低下して、線条体が緩み、ガイドプーリから更に外れやすくなる。そしてこの弊害は、上記（Ｙ）に示すように、線条体の走行速度が速くなればなるほど、顕著になってゆく。

（３）図９に示すように、２つのガイドプーリ１１，１１を近接させて、ガイドプーリ１１，１１ごとに線条体２０を１８０°程度折り返し、経路をＳ字状とする方法。この方法は、図１０に示すように、最初のガイドプーリ１１の周りに線条体を９０°程度接触させる場合と比べて、ガイドプーリ１１の周りに線条体２０の掛かる経路が長くなる。線外れの発生メカニズムを、ガイドプーリの周りに線条体が掛かっている全体で鍔の外周を乗り越えるまで線条体が緩むと仮定した場合には、線条体が掛かる範囲を長くすることで、線外れを抑制できると考えられる。しかし、実際には、線条体が鍔の一部を乗り越えれば線外れが起こるので、（３）の方法はほとんど効果がない。

特開平７−３００２７９号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ガイドプーリに対して線通しが容易で、かつ線外れを効果的に抑制することが可能な、ガイド装置を提供することを課題とする。

更に本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ガイドプーリ上流での張力低下と下流での張力増大を低減し、意図する張力を容易に得ることが可能な、ガイド装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、線条体の走行を案内するガイド装置であって、周方向に形成された案内溝の両側に一対の鍔を有するガイドプーリと、前記案内溝の外側で前記鍔に隣接して、前記一対の鍔のそれぞれ両方、若しくは片方に設けられた外れ防止部材とを備え、前記外れ防止部材は、前記鍔の外周の全周にわたり、前記ガイドプーリの径方向に突出し、かつ、前記ガイドプーリの回転方向に対して反対方向に回転駆動されているか又は回転に抗して固定されていることを特徴とするガイド装置を提供する。
前記外れ防止部材は、前記鍔の外周の全周にわたり、前記案内溝の上に前記線条体を通す隙間を有することが好ましい。
前記一対の鍔のうち一方の鍔の外側に設けられた外れ防止部材と、前記一対の鍔のうち他方の鍔の外側に設けられた外れ防止部材とが、前記ガイドプーリの中心軸により連結され、前記ガイドプーリは、前記中心軸に対して軸受により回転自在に支持されていることが好ましい。

前記課題を解決するため、本発明は、線条体の走行を案内するガイド装置であって、周方向に形成された案内溝の両側に一対の鍔を有するガイドプーリと、前記案内溝の外側で前記鍔に隣接して、前記一対の鍔のそれぞれに設けられた外れ防止部材とを備え、前記外れ防止部材は、前記ガイドプーリの回転方向に対して同じ方向に回転駆動されていることを特徴とするガイド装置を提供する。
前記外れ防止部材は、前記鍔の外周の全周にわたり、前記ガイドプーリとの間に隙間を有し、かつこの隙間がなるべく狭くなることが好ましい。

本発明によれば、ガイドプーリの回転方向に対して反対方向に回転駆動されているか又は回転に抗して固定されている外れ防止部材が、鍔の外周で径方向に突出しているので、鍔の外周を乗り越えた線条体が外れ防止部材に接触すると、引き続き外れ防止部材の外周を乗り越えるときに抵抗となり、線外れを抑制することができる。
本発明の構成における外れ防止部材は、従来の（１）の外れ防止ころとは異なり、鍔の外側に配置されているので、線条体の途中を案内溝の上から線通しをすることが可能であり、線通しが容易である。

本発明によれば、ガイドプーリの回転方向に対して反対方向に回転駆動されているか又は回転に抗して固定されている外れ防止部材が、従来の鍔の外周位置よりも内側方向に入り込んでいるため、線を掛けやすくする、線を外れにくくする、といったような鍔としての本来の機能を維持したまま、ガイドプーリの外径（鍔径）を小さくすることができるので、回転時の摩擦抵抗と空気抵抗を共に低減させることができ、線条体の上流側での張力低下を低減させることができると共に、下流側での張力増大も同様に低減させることでができるので、線条体の高速走行時に於いても、張力を容易に最適化することができる。そしてこの効果は、多数のガイドプーリを有する設備において、より顕著に現れる。

本発明によれば、外れ防止部材がガイドプーリと同じ方向に回転駆動されているため、ガイドプーリの空気抵抗を限りなく小さくすることができ、線条体の上流側での張力低下や下流側での張力増加を限りなく低減させることができるだけでなく、逆に上流側で張力を増大させる、下流側での張力を低下させる、といったことさえも可能になる。このため、線条体の高速走行時に於いても、張力を容易に最適化することができる。そしてこの効果は、多数のガイドプーリを有する設備において、より顕著に現れる。

本発明のガイド装置の一例を示す断面図である。 （ａ）は、図１のガイド装置において線条体が正常に走行している状態の一例を示す断面図であり、（ｂ）は、ガイドプーリから線条体が外れかけた状態の一例を示す断面図である。 （ａ）は、外れ防止部材を有しないガイドプーリから線条体が外れかけた状態の一例を示す断面図であり、（ｂ）は、線外れが起こった状態の一例を示す断面図である。 本発明のガイド装置の別の一例を示す断面図である。 本発明のガイド装置において、張力の最適化に重きを置いた一例を示す断面図である。 多数のガイドプーリを有する設備の一例を示す図である。 従来のガイドプーリ（１）の一例を示す図である。 従来のガイドプーリ（２）の一例を示す図である。 従来のガイドプーリ（３）の一例を示す図である。 従来のガイドプーリ（３）と対比される一例を示す図である。

以下、好適な実施形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
図１に、一実施形態であるガイド装置１０を示す。図１は中心軸１５の中心線を通る平面に沿った断面図である。また、図２（ａ）は、このガイド装置１０を中心軸１５の中心線に垂直な平面に沿った断面図である。

ガイド装置１０は、線条体２０の走行を案内するガイドプーリ１１と、ガイドプーリ１１の軸方向両側にそれぞれ設けられた一対の外れ防止部材１４，１４を有する。ガイドプーリ１１の周方向には案内溝１２が形成されている。案内溝１２の両側には一対の鍔１３，１３が形成されている。鍔１３の内面１３ａは、案内溝１２に連続して傾斜したテーパ状であってもよく、ガイドプーリ１１の回転軸に垂直な平面であってもよい。

外れ防止部材１４は、鍔１３の外側で鍔１３に隣接して設けられている。一対の鍔１３，１３のうち一方の鍔１３の外側に、隙間を介して少なくとも一つの外れ防止部材１４が設けられ、他方の鍔１３の外側に、別に少なくとも一つの外れ防止部材１４が設けられている。外れ防止部材１４の外周部１４ａは、鍔１３の外周の全周にわたり、鍔１３の径方向に突出している。鍔１３と外れ防止部材１４との間の隙間は、鍔１３の外側の面と外れ防止部材１４の内側の面とが、中心軸１５の軸方向に対向する側面部だけでなく、中心軸１５を中心とする半径方向に対向する周面部にも確保することが好ましい。

図１に示すように、ガイドプーリ１１は、中心軸１５に対して軸受１６により回転自在に支持されている。一対の外れ防止部材１４，１４は、ガイドプーリ１１の中心軸１５により連結されている。このため、線条体２０の走行中は、案内溝１２に対する線条体２０の摩擦によりガイドプーリ１１が中心軸１５の回りに回転する。図２（ａ）では、ガイドプーリ１１の回転方向は反時計回りである。ガイドプーリ１１の回転は自然回転であり、ガイドプーリ１１に接触しながら走行する線条体２０に従って従動的に起きる。線条体２０が停止したり、線条体２０がガイドプーリ１１から離れたりすると、ガイドプーリ１１に回転駆動力が供給されないので、ガイドプーリ１１の回転も停止する。

これに対し、外れ防止部材１４は、ガイドプーリ１１の回転方向の反対方向に回転駆動されている。図２（ａ）では、外れ防止部材１４の回転方向は時計回りである。外れ防止部材１４の回転は、線条体２０が外れ防止部材１４に接触しているかどうかによらず、常時強制的に継続する。もちろん、線条体を送出、搬送するシステム全体が停止しているとき等、線条体２０が走行していないときには、外れ防止部材１４の回転は不要であるから停止させてもよい。外れ防止部材１４の回転速度は、ガイドプーリ１１の回転速度と等しくする必要はなく、低速でもよい。

線条体２０の走行中、図２（ｂ）に示すように、線条体２０の一部分が緩んでガイドプーリ１１の鍔１３を乗り越えたとしても、この乗り越えた部分２１（以下「乗り越え箇所２１」という。）は、外れ防止部材１４に接触することにより、線条体２０の走行方向とは反対に押し返される。乗り越え箇所２１を送出側に戻すことにより、乗り越え箇所２１の位置が図２（ａ）の定常状態における線条体２０の経路上に近づくので、線外れを解消することができる。これにより、乗り越え箇所２１が外れ防止部材１４を乗り越えることを阻止できるので、線外れを防止することができる。すなわち、図２（ｂ）の状態になったとしても、線条体２０が外れ防止部材１４に接触した後は、図２（ａ）に示すように、定常的な走行状態に戻すことができる。

図３に、外れ防止部材を設けないでガイドプーリ１１により線条体２０を案内したときの様子を示す。二点鎖線では、ガイドプーリ１１により線条体２０が定常的に走行している状態を示す。図３（ａ）に示すように、線条体２０の一部分が緩んでガイドプーリ１１の鍔１３を乗り越えた場合、鍔１３もガイドプーリ１１と同じ方向に回転していることから、乗り越え箇所２１もガイドプーリ１１の回転に伴って移動してしまう。つまり、このガイドプーリ１１は、線条体２０の乗り越え箇所２１を積極的に案内溝１２の側に戻す機能を有していない。

図３（ａ）のように定常状態の経路長から乗り越え箇所２１ができたときの経路長との差は、若干後者の方が長いとはいえ、たった一箇所の乗り越え箇所２１ができるために必要な緩みはそれほど大きくない。このため、パスラインがわずかに緩んだだけで、乗り越え箇所２１ができ、線外れの要因となる。図３（ｂ）のように線外れが起きた後は、線条体２０がガイドプーリ１１の案内溝１２よりも径方向の内側を通ることができるため、経路長がむしろ短くなる場合もある。

このため、線条体２０の送出や引き取りによって線条体２０の張力が戻ったとしても、乗り越え箇所２１が鍔１３の外周から案内溝１２側に戻れば定常状態に復することができるが、乗り越え箇所２１が鍔１３の外側に出れば線外れが起きる。パスラインが緩むと線条体２０が振動することもあり、鍔１３の内側に戻るか、外側に出るかは確率にも左右される。つまり、ガイドプーリ１１が線条体２０を鍔１３から案内溝１２の側に積極的に戻す機能を有していないと、線外れを確実に防ぐことができない。

本実施形態のように、鍔１３の外周に、反対方向に回転する外れ防止部材１４を設けると、乗り越え箇所２１をストンと元通りに案内溝１２に落とすことができ、線外れを効果的に抑制することができる。

本実施形態のガイド装置１０において、外れ防止部材１４を回転させるため、図１に示すように、中心軸１５の端部１８には駆動装置（図示せず）と連結可能な部分（連結部）が設けられている。駆動装置としては、例えばモータが挙げられる。

中心軸１５の周囲には、ガイドプーリ１１を支持する軸受１６とは別に、回転する中心軸１５を支持するための軸受１７を設けることができる。軸受１７の周囲は、ガイド装置１０を支持する部材に保持される。中心軸１５と外れ防止部材１４とは連結されているので、中心軸１５を回転させると、同じ方向に外れ防止部材１４を回転させることができる。また、上述したように、中心軸１５とガイドプーリ１１の間には軸受１６が設けられているので、中心軸１５を強制的に回転させても、ガイドプーリ１１の回転及び停止に対する影響を抑制することができる。

外れ防止部材１４をガイドプーリ１１の回転方向に対して反対方向に回転駆動する場合、外れ防止部材１４の回転中心は、ガイドプーリ１１の回転中心と同一であってもよく、多少ずれていてもよい。図１に示すように、共通の中心軸１５を設けると、一対の外れ防止部材１４，１４を一つの駆動軸で回転駆動させることができ、部品点数を削減することができる。

図４に、外れ防止部材１４が、ガイドプーリ１１の回転に抗して固定された実施形態を示す。この場合、例えば、図４に示すように、ガイドプーリ１１の中心軸１５を駆動軸とせず、柱や枠等２５に固定してもよい。強制的に逆回転させている訳ではないので、外れた線条体２０を積極的にストンと元の位置に落とすことはないが、線条体２０の送出や引き取りによって線条体２０の張力が戻った時には、パスラインが元の位置に戻る効果が期待できる。

図５に、張力の最適化に重きを置いた実施形態を示す。ガイドプーリ１１の外径、すなわち鍔径をできるだけ小さくして、その替わり、外れ防止部材１４の外周部１４ａを、図１の鍔１３の外周位置よりも内側方向に入り込ませることで、ガイドプーリの回転による摩擦抵抗や空気抵抗を極限まで低減しつつも、線を掛けやすくする、線を外れにくくする、といったような鍔としての本来の機能を維持している。

本実施形態では、図１に示すように、外れ防止部材１４をガイドプーリ１１の回転方向に対して反対方向に回転駆動したり、図４に示すように、回転に抗して外れ防止部材１４を固定したりしてもよいが、外れ防止部材１４をガイドプーリ１１と同じ方向に回転駆動させる場合、特に好適である。

外れ防止部材１４を同方向に回転させた場合には、反対方向に回転駆動した場合の図２〜３に示すようなメカニズムで線外れを防止することはできないが、ガイドプーリの空気抵抗を限りなく小さくすることができ、線条体の上流側での張力低下を限りなく低減させることができるため、高速走行時の線条体の張力の安定化に繋がり、結果的には線外れを防ぐことができる。

本実施形態のガイド装置は、図６に示すように、線条体２０の経路に沿って、多数のガイドプーリ４１，４２，４３，４４，４５，４６，・・を有する設備において、より顕著に現れる。線外れの防止を目的とする場合には、少なくとも、ボビン４０から最初のガイドプーリ４１に適用することが好ましい。張力の最適化を目的とする場合には、最初のガイドプーリ４１のみならず、２番目以降のガイドプーリ４２，４３，・・のそれぞれに適用することが好ましい。そして、それぞれのガイドプーリに設けた外れ防止部材の回転方向や回転速度を、所望の張力分布が得られるように任意に変化させてもよい。

外れ防止部材１４，１４の外周部１４ａ，１４ａの間は、線条体２０の途中を案内溝１２の上から線通しが可能な隙間１９を確保することが好ましい。これにより、線通しが容易になる。外れ防止部材１４が回転する場合、案内溝１２の上で線条体２０を通すための隙間１９は、ガイドプーリ１１の周方向の全周に設ける必要がある。

以上、本発明を好適な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

一対の外れ防止部材の回転駆動軸は、別々にすることも可能である。例えば、駆動装置の駆動軸の先端に一の外れ防止部材を設けた構成を二組用意し、外れ防止部材の間にガイドプーリを挟み込み、回転自在に保持してもよい。
外れ防止部材は、ガイドプーリの両方の鍔にそれぞれ設けることが好ましいが、片方の鍔にのみ外れ防止部材を設けても、相応の効果を奏することができる。片方の鍔において外れ防止部材を反対方向に回転駆動した場合は、その外れ防止部材の側で外れた線条体２０を積極的に元の位置に落とすことができる。張力の最適化に重きを置いた場合は、片方の外れ防止部材を同じ方向に回転駆動するだけでも、ガイドプーリの回転による摩擦抵抗や空気抵抗を十分に低減することができる。

線条体は、特に限定されないが、光ファイバ素線、電子ワイヤ、エナメル線などが挙げられる。ガイド装置は、線条体の製造工程に適用することもでき、製造後の検査工程や使用工程に適用することもできる。例えば、光ファイバ素線の製造工程あるいは製造後のプルーフ試験工程において送出装置から繰り出した光ファイバ素線が最初に接触するガイドプーリに外れ防止部材を設けることが好ましい。送出装置から線条体が最初に接触するガイドプーリに外れ防止部材を設けた場合、送出ボビンにおける線条体の巻き状態のムラ等によって送出装置と最初のガイドプーリとの間で緩みが発生しても、線外れが起きにくくなる。

外れ防止部材をガイドプーリの回転方向に対して反対方向に回転駆動する場合、ガイドプーリの鍔の外径は、通常の走行状態における線条体が外れ防止部材に接触しないように、ある程度大きくすることが好ましい。
外れ防止部材をガイドプーリの回転に抗して固定する場合、ガイドプーリの鍔の外径は小さくてもよい。また、ガイドプーリの鍔の外径と外れ防止部材の外径との比を任意に適宜設定することができる。

外れ防止部材は、鍔の外周の全周にわたり、ガイドプーリの径方向に突出することが好ましいが、乗り越え箇所のできる範囲が限られている場合は、鍔の外周の一部分において外れ防止部材がガイドプーリの径方向に突出するように構成することも可能である。

例えば、外れ防止部材がガイドプーリの回転に抗して固定されている場合、図２（ａ）の左下の位置には線条体を通す必要がないので、外れ防止部材が鍔の外周から径方向に突出する必要はない。また、この場合には、線条体を通す必要がない位置において、外れ防止部材の一部が案内溝の上を跨るようにつながっている（線通しの隙間がない）構成とすることも可能である。

外れ防止部材をガイドプーリの回転方向に対して同じ方向に回転駆動する場合、空気抵抗を低減することが目的となるので、外れ防止部材１４の回転速度は、ガイドプーリ１１の回転速度と等しい方が好ましい。ガイドプーリ１１の回転速度よりも高速で回転させた場合は、ガイドプーリの上流側で張力を増大させる、或いは下流側での張力を低下させる、といったような通常とは逆の張力付与が可能になる。

１０…ガイド装置、１１，３１…ガイドプーリ、１２，３２…案内溝、１３，３３…鍔、１３ａ…鍔の内面、１４…外れ防止部材、１４ａ…外れ防止部材の外周部、１５…中心軸、１５ａ…軸線、１６，１７…軸受、１８…中心軸の端部、１９…隙間、２０…線条体、２１…乗り越え箇所、４０…ボビン、４１，４２，４３，４４，４５，４６…ガイドプーリ。

Claims (4)

1. 線条体の走行を案内するガイド装置であって、
   周方向に形成された案内溝の両側に一対の鍔を有するガイドプーリと、
   前記案内溝の外側で前記鍔に隣接して、前記一対の鍔のそれぞれ両方、若しくは片方に設けられた外れ防止部材とを備え、
   前記外れ防止部材は、前記鍔の外周の全周にわたり、前記ガイドプーリの径方向に突出し、かつ、前記ガイドプーリの回転方向に対して反対方向に回転駆動されているか又は回転に抗して固定されていることを特徴とするガイド装置。
2. 線条体の走行を案内するガイド装置であって、周方向に形成された案内溝の両側に一対の鍔を有するガイドプーリと、
   前記案内溝の外側で前記鍔に隣接して、前記一対の鍔のそれぞれ両方、若しくは片方に設けられた外れ防止部材とを備え、
   前記外れ防止部材が、前記ガイドプーリの回転方向と同じ方向に回転駆動されていることを特徴とするガイド装置。
3. 前記外れ防止部材は、前記鍔の外周の全周にわたり、前記案内溝の上に前記線条体を通す隙間を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のガイド装置。
4. 前記一対の鍔のうち一方の鍔の外側に設けられた外れ防止部材と、前記一対の鍔のうち他方の鍔の外側に設けられた外れ防止部材とが、前記ガイドプーリの中心軸により連結され、前記ガイドプーリは、前記中心軸に対して軸受により回転自在に支持されていることを特徴とする請求項１又は２又は３に記載のガイド装置。

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