JP2016132571A - Tension imparting device - Google Patents

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崇寛 三浦
秀明 中西
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秀明 中西
達彦 西田
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達彦 西田
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良昭 辰己
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tension imparting device which can impart tension to a wire rod while suppressing damage to the wire rod in traveling, and a filament winding device.SOLUTION: A tension imparting device 100 comprises an electrode 112, an adsorption face 111a and a control part 120, the electrode 112 has at least an electrode element group 115 composed of a pair of a first electrode element 113 and a second electrode element 114, the first electrode element 113 and the second electrode element 114 are alternately aligned in a traveling direction D of a wire rod 10, and the control part 120 slides the wire rod 10 while adsorbing it to the adsorption face 111a by applying reverse-polarity voltages to the first electrode element 113 and the second electrode element 114, and alternately and continuously applying positive/negative reverse-polarity voltages to the same electrode elements 113, 114.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、張力付与装置に関する。   The present invention relates to a tension applying device.

特許文献1には、樹脂を含浸させた繊維をマンドレルに巻き付けて圧力タンクを製造するフィラメントワインディング装置(FW装置)が開示されている。この装置では、回転するマンドレルによって樹脂含浸繊維が引き出されるが、走行中の樹脂含浸繊維に張力を付与する張力付与装置として、三つのローラ6・7・8で樹脂含浸繊維を挟み込む実施例が開示されている。   Patent Document 1 discloses a filament winding apparatus (FW apparatus) that manufactures a pressure tank by winding a fiber impregnated with resin around a mandrel. In this apparatus, the resin-impregnated fiber is pulled out by a rotating mandrel. However, an embodiment in which the resin-impregnated fiber is sandwiched by three rollers 6, 7 and 8 is disclosed as a tension applying apparatus that applies tension to the running resin-impregnated fiber. Has been.

特許文献2は、FW装置において、二枚の板材41・43aで繊維束を挟み込む張力付与装置が開示されている。   Patent Document 2 discloses a tension applying device that sandwiches a fiber bundle between two plate members 41 and 43a in an FW device.

これらの先行技術では、走行中の繊維束を屈曲させ、又は、挟み込むことで繊維束に張力を付与しているため、繊維束がダメージを受ける。ダメージを受けると繊維の一部が解かれることがあり、これにより、圧力タンクの性能劣化が引き起こされる、解かれた繊維がFW装置に巻き付いてしまう等の問題が発生しうる。   In these prior arts, the fiber bundle is damaged because the running fiber bundle is bent or sandwiched to apply tension to the fiber bundle. When damaged, some of the fibers may be unwound, which may cause problems such as pressure tank performance degradation and unwound fibers wrapped around the FW device.

特開2005−255359号公報JP 2005-255359 A 特開2010−6029号公報JP 2010-6029 A

本発明は、走行中の線材にダメージを与えることを抑制しつつ、前記線材に張力を付与することができる張力付与装置を提供する。   The present invention provides a tension applying device capable of applying tension to the wire while suppressing damage to the running wire.

第1の発明は、
走行する線材に張力を付与する張力付与装置であって、
電極と、吸着面と、前記電極に印加する電圧を制御する制御部と、を備え、
前記電極は、一対の第一電極要素及び第二電極要素からなる電極要素群を少なくとも一つ有しており、前記第一電極要素、及び前記第二電極要素は、前記線材の走行方向に交互に配列されており、
前記制御部は、前記第一電極要素及び前記第二電極要素に互いに逆極性の電圧を印加すると共に、同一電極要素には正負の逆極性の電圧を交互に継続的に印加することで、前記線材を前記吸着面に吸着させつつ摺動させる。
The first invention is
A tension applying device that applies tension to a traveling wire,
An electrode, an adsorption surface, and a control unit that controls a voltage applied to the electrode,
The electrode has at least one electrode element group composed of a pair of first electrode elements and second electrode elements, and the first electrode elements and the second electrode elements are alternately arranged in the traveling direction of the wire. Are arranged in
The controller applies voltages having opposite polarities to the first electrode element and the second electrode element, and continuously applies positive and negative voltages to the same electrode element alternately, The wire is slid while adsorbing on the adsorption surface.

第2の発明においては、
前記線材が帯状の繊維束である。
In the second invention,
The wire is a belt-like fiber bundle.

第3の発明においては、
前記第一電極要素及び前記第二電極要素に印加される電圧値が矩形波で与えられる。
In the third invention,
A voltage value applied to the first electrode element and the second electrode element is given by a rectangular wave.

第4の発明においては、
前記吸着面が、絶縁性材料から成る。
In the fourth invention,
The adsorption surface is made of an insulating material.

第5の発明においては、
前記制御部は、前記第一電極要素及び前記第二電極要素に印加する電圧値のピーク・トゥ・ピークを変更できる。
In the fifth invention,
The said control part can change the peak-to-peak of the voltage value applied to said 1st electrode element and said 2nd electrode element.

第6の発明においては、
前記電極が複数設けられ、
前記制御部は、電圧を印加する前記電極の数を変更できる。
In the sixth invention,
A plurality of the electrodes are provided,
The controller can change the number of electrodes to which a voltage is applied.

第7の発明においては、
前記線材の張力を検出するテンションセンサを備え、
前記制御部は、前記テンションセンサの検出値に基づいて、前記第一電極要素及び前記第二電極要素に印加する電圧値のピーク・トゥ・ピークを変更する。
In the seventh invention,
A tension sensor for detecting the tension of the wire rod;
The control unit changes a peak-to-peak of a voltage value applied to the first electrode element and the second electrode element based on a detection value of the tension sensor.

第8の発明においては、
前記線材の張力を検出するテンションセンサを備え、
前記制御部は、前記テンションセンサの検出値に基づいて、電圧を印加する前記電極の数を変更する。
In the eighth invention,
A tension sensor for detecting the tension of the wire rod;
The control unit changes the number of the electrodes to which the voltage is applied based on the detection value of the tension sensor.

第9の発明においては、
前記第一電極要素及び前記第二電極要素に印加される電圧値が正弦波で与えられる。
In the ninth invention,
A voltage value applied to the first electrode element and the second electrode element is given as a sine wave.

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。   As effects of the present invention, the following effects can be obtained.

第1の発明によれば、線材が吸着面を摺動するときに、制御部による電圧の印加により、線材に対して静電気の力で吸着面に吸着させる吸着力が付与される。これにより、線材が吸着面に吸着されつつ摺動する。そして、線材に対して吸着力に起因した動摩擦力が生じ、この動摩擦力が線材に付与される張力となる。これにより、走行中の線材を屈曲させたり、板材で挟み込んだりすることなく、前記線材に張力を付与することができる。従って、走行中の線材にダメージを与えることを抑制しつつ、前記線材に張力を付与することができる。   According to the first aspect of the present invention, when the wire slides on the attracting surface, an attracting force for attracting the attracting surface to the attracting surface with electrostatic force is applied to the wire by applying a voltage from the control unit. Thereby, a wire slides, adsorb | sucking to an adsorption | suction surface. And the dynamic friction force resulting from adsorption | suction force arises with respect to a wire, and this dynamic friction force becomes the tension | tensile_strength provided to a wire. Thereby, tension | tensile_strength can be provided to the said wire, without bending the wire which is drive | working or pinching with a board | plate material. Therefore, it is possible to apply tension to the wire while suppressing damage to the running wire.

第2の発明によれば、走行中の樹脂含浸繊維にダメージを与えることを抑制しつつ、前記線材に張力を付与することができる。   According to 2nd invention, tension | tensile_strength can be provided to the said wire, suppressing damaging to the resin impregnation fiber during driving | running | working.

第3の発明によれば、制御部が各電極要素に印加する電圧値の立ち上がり時及び立ち下がり時に、急峻な電圧変動を生じさせることができる。これにより、吸着力が大きくなり、線材に付与される張力を大きくすることができる。   According to the third aspect of the invention, steep voltage fluctuations can be caused at the time of rising and falling of the voltage value applied to each electrode element by the control unit. Thereby, adsorption | suction force becomes large and the tension | tensile_strength provided to a wire can be enlarged.

第4の発明によれば、吸着面が誘電体であるため、第一電極要素及び第二電極要素に正負の電圧を印加することで誘電分極が起こり、吸着面を帯電させることができる。これにより、線材表面に逆の電荷を誘起させ、線材を吸着させることができる。さらに、吸着面を耐摩耗性の高い材料で構成でき、装置の耐久性も向上させることができる。絶縁性材料として、アルミナ等のセラミック、アルマイト等の酸化アルミニウム、又はポリイミド等の剛性樹脂がある。   According to the fourth aspect, since the attracting surface is a dielectric, dielectric polarization occurs by applying positive and negative voltages to the first electrode element and the second electrode element, and the attracting surface can be charged. Thereby, a reverse charge can be induced on the surface of the wire and the wire can be adsorbed. Furthermore, the adsorption surface can be made of a highly wear-resistant material, and the durability of the apparatus can be improved. Examples of the insulating material include ceramics such as alumina, aluminum oxide such as alumite, and rigid resins such as polyimide.

第5の発明によれば、前記第一電極要素及び前記第二電極要素に印加する電圧値のピーク・トゥ・ピークを変更することで、線材に付与される張力を所望の大きさに調節することが可能となる。   According to 5th invention, the tension | tensile_strength provided to a wire is adjusted to a desired magnitude | size by changing the peak-to-peak of the voltage value applied to said 1st electrode element and said 2nd electrode element. It becomes possible.

第6の発明によれば、電圧を印加する前記電極の数を変更することで、線材に付与される張力を所望の大きさに調節することが可能となる。   According to the sixth invention, it is possible to adjust the tension applied to the wire to a desired magnitude by changing the number of the electrodes to which the voltage is applied.

第7の発明によれば、線材に付与される張力を所望の大きさに調節することが可能となる。   According to the seventh aspect, the tension applied to the wire can be adjusted to a desired magnitude.

第8の発明によれば、線材に付与される張力を所望の大きさに調節することが可能となる。   According to the eighth aspect, the tension applied to the wire can be adjusted to a desired magnitude.

第9の発明によれば、正弦波として、例えば商用の交流電圧を昇圧又は降圧して継続的に印加することができ、インバータ回路を必要とせず電気回路が簡単で済む。   According to the ninth aspect of the invention, as a sine wave, for example, a commercial AC voltage can be continuously boosted or stepped down and applied continuously, so that an inverter circuit is not required and an electric circuit can be simplified.

(a)張力付与装置の第一実施形態の斜視図、(b)図1(a)の側面図。(A) The perspective view of 1st embodiment of a tension | tensile_strength provision apparatus, (b) The side view of Fig.1 (a). (a)クーロンタイプの静電吸着部を示す図、(b)グラディエントタイプの静電吸着部を示す図。(A) The figure which shows a Coulomb type electrostatic adsorption part, (b) The figure which shows a gradient type electrostatic adsorption part. 線材に付与される張力と、電極に印加される電圧との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the tension | tensile_strength provided to a wire, and the voltage applied to an electrode. 線材に付与される張力を示す側面図。The side view which shows the tension | tensile_strength provided to a wire. (a)張力付与装置の第二実施形態を示す概略構成図、(b)張力付与装置の第三実施形態を示す概略構成図。(A) The schematic block diagram which shows 2nd embodiment of a tension | tensile_strength imparting apparatus, (b) The schematic block diagram which shows 3rd embodiment of a tension | tensile_strength imparting apparatus. 第一電極要素及び第二電極要素に正弦波を連続的に印加しているときの電圧値と時間との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the voltage value and time when the sine wave is continuously applied to the 1st electrode element and the 2nd electrode element. 第一電極要素及び第二電極要素に正弦波を連続的に印加したときの実験結果を示す図。The figure which shows the experimental result when a sine wave is continuously applied to a 1st electrode element and a 2nd electrode element.

[第一実施形態]
張力付与装置の第一実施形態である張力付与装置100について説明する。
[First embodiment]
A tension applying device 100 as a first embodiment of the tension applying device will be described.

張力付与装置100は、走行する線材10に張力Tを付与する。
線材10は、糸状又は帯状の長尺物である。線材10は、例えば、帯状の繊維束、帯状の樹脂含浸繊維、ロール紙等である。繊維束や、樹脂含浸繊維は、フィラメントワインディング装置、ブレイダー等で採用される。
The tension applying device 100 applies a tension T to the traveling wire 10.
The wire 10 is a thread-like or strip-like long object. The wire 10 is, for example, a band-shaped fiber bundle, a band-shaped resin-impregnated fiber, roll paper, or the like. The fiber bundle and the resin-impregnated fiber are used in a filament winding apparatus, a braider, or the like.

図1(a)及び図1(b)に示すように、張力付与装置100は、静電吸着部110と、制御部120と、を備える。   As shown in FIGS. 1A and 1B, the tension applying device 100 includes an electrostatic attraction unit 110 and a control unit 120.

本実施形態の静電吸着部110は、ベース台11に設置されている。
ベース台11は、板状の部材である。ベース台11の上方には、線材10の走行経路が設けられている。
ベース台11の上面11aの両端にはローラ12・12が設置されている。線材10は、ローラ12・12に巻き掛けられており、ローラ12・12の回転により、ベース台11の上面11aに対して平行に走行する。線材10は、その長手方向に走行する。
ベース台11の上面11aには静電吸着部110が設置されている。
The electrostatic attraction unit 110 of this embodiment is installed on the base table 11.
The base 11 is a plate-like member. A travel route for the wire 10 is provided above the base 11.
Rollers 12 and 12 are installed on both ends of the upper surface 11 a of the base 11. The wire 10 is wound around the rollers 12 and 12, and travels in parallel with the upper surface 11 a of the base 11 by the rotation of the rollers 12 and 12. The wire 10 travels in the longitudinal direction.
An electrostatic chuck 110 is installed on the upper surface 11 a of the base 11.

静電吸着部110は、シート状の部材である。静電吸着部110は、絶縁層(誘電層)111、及び絶縁層111で被覆される電極112を有する。
絶縁層111は、ベース台11の上面11aに固定されている。また、絶縁層111は、線材10の走行経路の下方に設置されている。これにより、線材10が走行するときに、絶縁層111の外面である吸着面111aに沿って走行する。線材10は、吸着面111aを摺動する。
吸着面111aは、平面である。吸着面111a(絶縁層111)は、誘電体であり、絶縁性材料から成る。絶縁性材料として、アルミナ等のセラミック、アルマイト等の酸化アルミニウム、又はポリイミド等の剛性樹脂がある。これにより、吸着面111aを耐摩耗性の高い材料で構成でき、装置の耐久性も向上させることができる。
線材10が走行する領域のうちで、吸着面111aに沿って走行する領域を吸着領域Xと称する。線材10は、吸着領域Xを走行するとき、吸着面111aに沿って直線方向に走行する。
The electrostatic adsorption unit 110 is a sheet-like member. The electrostatic adsorption unit 110 includes an insulating layer (dielectric layer) 111 and an electrode 112 covered with the insulating layer 111.
The insulating layer 111 is fixed to the upper surface 11 a of the base table 11. The insulating layer 111 is installed below the travel path of the wire 10. Thereby, when the wire 10 travels, it travels along the adsorption surface 111 a that is the outer surface of the insulating layer 111. The wire 10 slides on the adsorption surface 111a.
The suction surface 111a is a flat surface. The adsorption surface 111a (insulating layer 111) is a dielectric and is made of an insulating material. Examples of the insulating material include ceramics such as alumina, aluminum oxide such as alumite, and rigid resins such as polyimide. Thereby, the adsorption | suction surface 111a can be comprised with a material with high abrasion resistance, and durability of an apparatus can also be improved.
Of the region where the wire 10 travels, the region that travels along the suction surface 111a is referred to as a suction region X. When the wire 10 travels in the suction region X, the wire 10 travels in a linear direction along the suction surface 111a.

電極112は、絶縁層111で被覆されている。電極112は、一対の第一電極要素113及び第二電極要素114からなる電極要素群115を少なくとも一つ有している。本実施形態では、複数の電極要素群115が設けられている。第一電極要素113及び第二電極要素114は、線材10の走行方向Dに交互に配列されている。第一電極要素113、及び第二電極要素114は、吸着領域Xに沿って設けられる。第一電極要素113、及び第二電極要素114は、線材10における吸着領域Xを走行している部分Pに対して、吸着面111aを介して対向するように配置される。第一電極要素113、及び第二電極要素114は、絶縁層111を介して隣接して配設される。   The electrode 112 is covered with an insulating layer 111. The electrode 112 has at least one electrode element group 115 including a pair of first electrode elements 113 and second electrode elements 114. In the present embodiment, a plurality of electrode element groups 115 are provided. The first electrode elements 113 and the second electrode elements 114 are alternately arranged in the traveling direction D of the wire 10. The first electrode element 113 and the second electrode element 114 are provided along the adsorption region X. The 1st electrode element 113 and the 2nd electrode element 114 are arrange | positioned so that it may oppose through the adsorption | suction surface 111a with respect to the part P which is drive | working the adsorption | suction area | region X in the wire 10. FIG. The first electrode element 113 and the second electrode element 114 are disposed adjacent to each other via the insulating layer 111.

静電吸着部110は、例えば、クーロンタイプのもの、グラディエントタイプのもの等が用いられる。
図2(a)に示すように、クーロンタイプの静電吸着部110は、比較的広い面積からなる一対の電極要素113・114を有しており、一対の電極要素113・114を線材10の走行方向Dに配置している。クーロンタイプの静電吸着部110は、線材10との間に発生するクーロン力によって、線材10を吸着する。なお、電極要素は、二対以上としてもよい。
図2(b)に示すように、グラディエントタイプの静電吸着部110は、数mmピッチで配置された複数対の電極要素113・114を有している。電極要素113・114は、互いに入り組んで対をなす櫛歯状に形成されており、線材10の走行方向Dに交互に配置されている。グラディエントタイプの静電吸着部110は、線材10の吸着面P1に不均一電界を発生させて、線材10との間で生じるグラディエント力によって線材10を吸着する。
As the electrostatic attraction unit 110, for example, a Coulomb type, a gradient type, or the like is used.
As shown in FIG. 2A, the coulomb-type electrostatic attraction unit 110 has a pair of electrode elements 113 and 114 having a relatively large area, and the pair of electrode elements 113 and 114 are connected to the wire 10. It arrange | positions in the running direction D. The coulomb-type electrostatic adsorption unit 110 adsorbs the wire 10 by a Coulomb force generated between the coulomb-type electrostatic adsorption unit 110 and the wire 10. Two or more electrode elements may be used.
As shown in FIG. 2 (b), the gradient type electrostatic attracting portion 110 has a plurality of pairs of electrode elements 113 and 114 arranged at a pitch of several mm. The electrode elements 113 and 114 are formed in a comb-teeth shape that is intricately paired with each other, and are alternately arranged in the running direction D of the wire 10. The gradient type electrostatic chuck 110 generates a non-uniform electric field on the chucking surface P <b> 1 of the wire 10, and sucks the wire 10 by a gradient force generated between the wire 10.

図1(a)及び図1(b)に示すように、制御部120は、静電吸着部110に接続されている。制御部120は、電極112に印加する電圧を制御する。
制御部120は、第一電極要素113及び第二電極要素114に互いに逆極性の電圧を印加すると共に、同一電極要素113・114には正負の電圧を交互に継続的に印加する。
これにより、制御部120は、各電極要素113・114について、印加する電圧値V1・V2の上げ下げを交互に行う(図3参照)。第一電極要素113に対する印加電圧値V1を下げるタイミングと、第二電極要素114に対する印加電圧値V2を上げるタイミングとは一致しており、かつ、第一電極要素113に対する印加電圧値V1を上げるタイミングと、第二電極要素114に対する印加電圧値V2を下げるタイミングとは一致している(図3参照)。また、「同一電極要素113・114には正負の電圧を交互に継続的に印加する」とは、同一電極要素113・114に正負の電圧を交互に印加し、正の電圧の印加及び負の電圧の印加を複数回行うことである。正負の電圧を印加する具体的な回数は、線材10に張力Tを付与する時間の長さ等を考慮して決定される。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the control unit 120 is connected to the electrostatic adsorption unit 110. The control unit 120 controls the voltage applied to the electrode 112.
The control unit 120 applies voltages having opposite polarities to the first electrode element 113 and the second electrode element 114 and continuously applies positive and negative voltages to the same electrode elements 113 and 114 alternately.
Thereby, the control unit 120 alternately increases and decreases the applied voltage values V1 and V2 for the electrode elements 113 and 114 (see FIG. 3). The timing for lowering the applied voltage value V1 for the first electrode element 113 coincides with the timing for raising the applied voltage value V2 for the second electrode element 114, and the timing for raising the applied voltage value V1 for the first electrode element 113. And the timing of lowering the applied voltage value V2 to the second electrode element 114 coincide with each other (see FIG. 3). “To apply positive and negative voltages alternately and continuously to the same electrode elements 113 and 114” means that positive and negative voltages are alternately applied to the same electrode elements 113 and 114, and positive and negative voltages are applied. The voltage is applied multiple times. The specific number of times of applying the positive and negative voltages is determined in consideration of the length of time for applying the tension T to the wire 10.

図1(b)及び図4に示すように、制御部120が第一電極要素113及び第二電極要素114に互いに逆極性の電圧を印加することで、線材10における吸着領域Xを走行している部分(吸着部分)Pの吸着面P1には強い電界が形成され、吸着面P1が分極する。そして、静電吸着部110と線材10の吸着部分Pとの間に電位差が発生する。これにより、線材10の吸着部分Pに対して、静電気の力で、絶縁層111の吸着面111aに吸着させる吸着力F1が付与される。すなわち、吸着面111aが誘電体であるため、制御部120が、第一電極要素113及び第二電極要素114に正負の電圧を印加することで誘電分極が起こり、吸着面111aを帯電させることができる。これにより、線材10の吸着部分Pの表面(吸着面P1)に、絶縁層111の吸着面111aとは逆の電荷が誘起され、線材10の吸着部分Pに対して静電気の力で吸着面111aに吸着させる吸着力F1が付与される。本実施形態の静電気の力は、上記クーロン力あるいは上記グラディエント力である。
線材10が走行しているとき、線材10は、吸着面111aに静電気の力で吸着されつつ吸着面111aを摺動する。詳細には、線材10が走行しているとき、線材10の吸着部分Pは、吸着力F1を付与された状態で、吸着面111aを摺動する(吸着面111aに接触してすり動く)。これにより、線材10に対して動摩擦力F2が生じる(F2=μN)。μは、吸着面111aの動摩擦係数である。Nは、線材10の吸着部分Pが、吸着面111aからうける垂直抗力である。本実施形態では、説明の便宜上、線材10の吸着部分Pの重量等を無視することとし、垂直抗力Nは、吸着力F1と等しいこととする(N=F1)。
以上のように、制御部120が線材10に対して吸着力F1を生じさせる。これにより、線材10に対して、その走行方向Dとは反対方向に動摩擦力F2が生じる(F2=μN=μF1)。この動摩擦力F2が、線材10に付与される張力Tとなる(F2=T)。
すなわち、制御部120は、第一電極要素113及び第二電極要素114に互いに逆極性の電圧を印加すると共に、同一電極要素113・114には正負の逆極性の電圧を交互に印加することで、線材10を吸着面111aに摺動させる。これによると、線材10が吸着面111aを摺動するときに、制御部120による電圧の印加により、線材10に対して静電気の力で吸着面111aに吸着させる吸着力F1が付与される。そして、線材10に対して吸着力F1に起因した動摩擦力F2が生じ、この動摩擦力F2が線材10に付与される張力Tとなる(F2=T)。
As shown in FIG. 1B and FIG. 4, the control unit 120 applies the voltages having opposite polarities to the first electrode element 113 and the second electrode element 114, thereby driving the adsorption region X in the wire 10. A strong electric field is formed on the suction surface P1 of the portion (suction portion) P, and the suction surface P1 is polarized. Then, a potential difference is generated between the electrostatic attraction part 110 and the attraction part P of the wire 10. As a result, an adsorption force F <b> 1 that is adsorbed on the adsorption surface 111 a of the insulating layer 111 is applied to the adsorption portion P of the wire 10 by electrostatic force. That is, since the attracting surface 111a is a dielectric, the controller 120 applies a positive or negative voltage to the first electrode element 113 and the second electrode element 114 to cause dielectric polarization, thereby charging the attracting surface 111a. it can. As a result, a charge opposite to that of the adsorption surface 111a of the insulating layer 111 is induced on the surface (adsorption surface P1) of the adsorption portion P of the wire 10, and the adsorption surface 111a is applied to the adsorption portion P of the wire 10 by electrostatic force. An adsorption force F1 for adsorption is applied. The electrostatic force of this embodiment is the Coulomb force or the gradient force.
When the wire 10 is traveling, the wire 10 slides on the attracting surface 111a while being attracted to the attracting surface 111a by electrostatic force. Specifically, when the wire 10 is traveling, the suction portion P of the wire 10 slides on the suction surface 111a (sliding in contact with the suction surface 111a) with the suction force F1 applied. As a result, a dynamic friction force F2 is generated on the wire 10 (F2 = μN). μ is a dynamic friction coefficient of the suction surface 111a. N is the vertical drag that the suction portion P of the wire 10 receives from the suction surface 111a. In this embodiment, for convenience of explanation, it is assumed that the weight or the like of the suction portion P of the wire 10 is ignored, and the vertical drag N is equal to the suction force F1 (N = F1).
As described above, the control unit 120 generates the suction force F <b> 1 for the wire 10. As a result, a dynamic friction force F2 is generated in the direction opposite to the traveling direction D of the wire 10 (F2 = μN = μF1). This dynamic friction force F2 becomes the tension T applied to the wire 10 (F2 = T).
That is, the control unit 120 applies voltages having opposite polarities to the first electrode element 113 and the second electrode element 114, and alternately applies positive and negative reverse polarity voltages to the same electrode elements 113 and 114. The wire 10 is slid on the suction surface 111a. According to this, when the wire 10 slides on the suction surface 111a, by the application of a voltage by the control unit 120, an adsorption force F1 that causes the wire 10 to be attracted to the suction surface 111a by electrostatic force is applied. And the dynamic friction force F2 resulting from the adsorption | suction force F1 arises with respect to the wire 10, and this dynamic friction force F2 becomes the tension | tensile_strength T provided to the wire 10 (F2 = T).

仮に、静電吸着部に対して、静止物体を吸着させる場合は、静電吸着部の電極に電圧を印加したときに、静止物体に対して静電吸着部に吸着させる吸着力が発生し、これにより、静止物体が静電吸着部に吸着される。そして、印加した電圧値を変更せずにそのまま維持する場合、静止物体に付与される吸着力は、急激に減少することなく、非常に緩やかに減少する。これは、静止物体が静電吸着部に対して静止しているため、印加時の電圧値が維持されるだけで、静止物体と静電吸着部との間の電位差の減少が妨げられ、その結果、吸着力の減少が妨げられるからである。これにより、安定した吸着力を得ることができる。従って、静止物体を静電吸着部に吸着させる場合は、長時間の間、静止物体を静電吸着部に吸着させる場合を除き、印加した電圧値をそのまま維持すればよく、変更する必要がない。   If a static object is attracted to the electrostatic attraction part, when a voltage is applied to the electrode of the electrostatic attraction part, an attracting force to attract the static object to the electrostatic attraction part is generated. Thereby, a stationary object is adsorbed by the electrostatic adsorption part. When the applied voltage value is maintained as it is without being changed, the attracting force applied to the stationary object decreases very slowly without rapidly decreasing. This is because the stationary object is stationary with respect to the electrostatic attraction part, and only the voltage value at the time of application is maintained, and the decrease in the potential difference between the stationary object and the electrostatic attraction part is prevented. As a result, the reduction of the adsorption force is hindered. Thereby, a stable adsorption force can be obtained. Therefore, when a stationary object is attracted to the electrostatic attraction unit, the applied voltage value may be maintained as it is, except when a stationary object is attracted to the electrostatic attraction unit for a long time, and there is no need to change it. .

これに対し、本実施形態のように、走行中の線材10を吸着させる場合は、線材10と静電吸着部110との接触面が常時変化する。これにより、電極112に電圧を印加したとき、吸着力F1が発生するが、印加した電圧値V1・V2を変更せずにそのまま維持しているだけでは、吸着力F1がすぐに急激に減少してしまう。これは、電圧の印加により、線材10と静電吸着部110との間に電位差が生じても、線材10の走行により線材10と静電吸着部110との接触面が変化するので、生じた電位差がすぐに解消されてしまうからである。その結果、線材10に付与された張力Tがすぐに急激に減少してしまう。これにより、線材10に張力Tを安定的に付与することが困難となる。   On the other hand, when the traveling wire 10 is attracted as in this embodiment, the contact surface between the wire 10 and the electrostatic attracting portion 110 is constantly changed. As a result, when a voltage is applied to the electrode 112, the attractive force F1 is generated. However, if the applied voltage values V1 and V2 are maintained as they are, the attractive force F1 decreases rapidly and rapidly. End up. This occurs because even if a potential difference occurs between the wire 10 and the electrostatic chuck 110 due to the application of voltage, the contact surface between the wire 10 and the electrostatic chuck 110 changes as the wire 10 travels. This is because the potential difference is eliminated immediately. As a result, the tension T applied to the wire 10 is quickly and rapidly reduced. This makes it difficult to stably apply the tension T to the wire 10.

そこで、本実施形態では、制御部120が、同一電極要素113・114には正負の逆極性の電圧を交互に継続的に印加するように構成した(図3参照)。すなわち、制御部120は、各電極要素113・114について、印加する電圧値V1・V2の上げ下げを交互に継続的に行う。
これによると、制御部120が電圧値V1・V2の上げ下げを行う度に、線材10と静電吸着部110との間の電位差が復活する。これにより、制御部120が電圧値V1・V2の上げ下げを行う度に、線材10に付与される吸着力F1が上昇し、これに伴って、線材10に付与される張力Tも上昇する(図3及び図4照)。
従って、線材10の走行により張力Tが減少しても、制御部120が電圧値V1・V2の上げ下げを行う度に、張力Tを上昇させて、張力Tの減少を回復させることができるので(図3参照)、走行中の線材10に張力Tを付与し続けることができる。これにより、走行中の線材10に張力Tを安定的に付与することが可能となる。
Therefore, in the present embodiment, the control unit 120 is configured to continuously and continuously apply positive and negative polarities to the same electrode elements 113 and 114 (see FIG. 3). In other words, the control unit 120 alternately and continuously increases and decreases the applied voltage values V1 and V2 for the electrode elements 113 and 114, respectively.
According to this, whenever the control part 120 raises / lowers voltage value V1 * V2, the electric potential difference between the wire 10 and the electrostatic attraction | suction part 110 revives. Thereby, whenever the control part 120 raises / lowers voltage value V1 * V2, the adsorption | suction force F1 provided to the wire 10 rises, and the tension | tensile force T provided to the wire 10 also rises in connection with this (FIG. 3 and FIG. 4).
Therefore, even if the tension T decreases due to the travel of the wire 10, it is possible to recover the decrease in the tension T by increasing the tension T every time the control unit 120 increases or decreases the voltage values V <b> 1 and V <b> 2 ( 3), the tension T can be continuously applied to the traveling wire 10. This makes it possible to stably apply the tension T to the running wire 10.

なお、制御部120は、同一電極要素113・114には正負の逆極性の電圧を一定の周期で交互に印加する。これにより、線材10付与される張力Tは略周期的に変動する。張力Tの変動周期は、制御部120による電圧値V1・V2の上げ下げの周期と一致している(図3参照)。
制御部120が電極要素113・114に印加する電圧値V1・V2を上げ下げするときの電圧値V1・V2の変動幅(ピーク・トゥ・ピーク)W1・W2は、一定の大きさを有する(図3参照)。
In addition, the control part 120 applies the voltage of positive / negative reverse polarity to the same electrode element 113 * 114 alternately with a fixed period. Thereby, the tension T applied to the wire 10 fluctuates substantially periodically. The fluctuation period of the tension T coincides with the increase / decrease period of the voltage values V1 and V2 by the control unit 120 (see FIG. 3).
The fluctuation ranges (peak-to-peak) W1 and W2 of the voltage values V1 and V2 when the control unit 120 increases and decreases the voltage values V1 and V2 applied to the electrode elements 113 and 114 have a certain magnitude (see FIG. 3).

また、制御部120は、同一電極要素113・114には正負の逆極性の電圧を交互に継続的に印加し、各電極要素113・114に印加する電圧の極性を所定の時間間隔tαで変更する(図3参照)。
時間間隔tαは、線材10に付与される張力Tが、所定の許容下限値T0以上になる状態を保持できるような値である(図3参照)。時間間隔tα、及び許容下限値T0は、作業者等により予め決定されている。時間間隔tαの情報は、制御部120に記憶されている。
Further, the controller 120 continuously applies positive and negative voltages to the same electrode elements 113 and 114 alternately, and changes the polarity of the voltage applied to each electrode element 113 and 114 at a predetermined time interval tα. (See FIG. 3).
The time interval tα is a value that can maintain a state where the tension T applied to the wire 10 is equal to or greater than a predetermined allowable lower limit T0 (see FIG. 3). The time interval tα and the allowable lower limit T0 are determined in advance by an operator or the like. Information on the time interval tα is stored in the control unit 120.

図3に示すように、電極要素113・114に印加される電圧値V1・V2は、矩形波L1・L2で与えられる。詳細には、縦軸を電極要素113・114に印加される電圧値V1・V2とし、横軸を時間tとする座標系において、電極要素113・114に印加される電圧値V1.V2は、矩形波L1・L2のグラフになる。なお、第一電極要素113に印加される電圧値V1を示す第一矩形波L1と、第二電極要素114に印加される電圧値V2を示す第二矩形波L2とについては、周期が同一(2tα)であり、かつ、第一矩形波L1の位相が第二矩形波L2の位相に対して半周期(tα)だけずれるように構成される。制御部120は、矩形波L1・L2に基づいて電極要素113・114に印加する電圧値V1・V2の上げ下げを行うことで、電圧値V1・V2の上げ下げを急峻に行い、電圧値の立ち上がり時及び立ち下がり時に、急峻な電圧変動を生じさせる。これにより、制御部120が電圧値V1・V2を上げ下げするときの張力Tの上昇量Tuを大きくすることができる。その結果、吸着力F1が大きくなり、線材10に付与される張力Tを大きくすることができる。   As shown in FIG. 3, the voltage values V1 and V2 applied to the electrode elements 113 and 114 are given by rectangular waves L1 and L2. Specifically, in the coordinate system in which the vertical axis represents voltage values V1 and V2 applied to the electrode elements 113 and 114 and the horizontal axis represents time t, the voltage values V1. V2 is a graph of rectangular waves L1 and L2. The first rectangular wave L1 indicating the voltage value V1 applied to the first electrode element 113 and the second rectangular wave L2 indicating the voltage value V2 applied to the second electrode element 114 have the same period ( 2tα), and the phase of the first rectangular wave L1 is shifted by a half period (tα) with respect to the phase of the second rectangular wave L2. The controller 120 sharply increases or decreases the voltage values V1 and V2 by increasing and decreasing the voltage values V1 and V2 applied to the electrode elements 113 and 114 based on the rectangular waves L1 and L2. At the time of falling, a steep voltage fluctuation is caused. Thereby, the increase amount Tu of the tension T when the control unit 120 increases or decreases the voltage values V1 and V2 can be increased. As a result, the adsorption force F1 is increased and the tension T applied to the wire 10 can be increased.

制御部120が電圧値V1・V2を上げ下げするときの張力Tの上昇量Tuは、電極要素113・114に印加される電圧値V1・V2の変動幅W1・W2が大きくなるにつれて、大きくなる傾向にある(図3参照)。これにより、電圧値V1・V2の変動幅W1・W2を大きくして、張力Tの上昇量Tuを大きくすることで、線材10に付与される張力Tの平均値を大きくすることができる。また、電圧値V1・V2の変動幅W1・W2を小さくして、張力Tの上昇量Tuを小さくすることで、線材10に付与される張力Tの平均値を小さくすることができる。
従って、制御部120が、電極要素113・114に印加する電圧値V1・V2の変動幅W1・W2を変更することで、線材10に付与される張力Tを調節することができる。
これにより、線材10に付与される張力Tを所望の大きさに調節することが可能となる。
The increase amount Tu of the tension T when the control unit 120 increases or decreases the voltage values V1 and V2 tends to increase as the fluctuation ranges W1 and W2 of the voltage values V1 and V2 applied to the electrode elements 113 and 114 increase. (See FIG. 3). Accordingly, the average value of the tension T applied to the wire 10 can be increased by increasing the fluctuation range W1 · W2 of the voltage values V1 and V2 and increasing the increase amount Tu of the tension T. Moreover, the average value of the tension | tensile_strength T imparted to the wire 10 can be made small by making the fluctuation range W1 * W2 of voltage value V1 * V2 small, and making the raise amount Tu of the tension | tensile_strength T small.
Therefore, the control unit 120 can adjust the tension T applied to the wire 10 by changing the fluctuation ranges W1 and W2 of the voltage values V1 and V2 applied to the electrode elements 113 and 114.
As a result, the tension T applied to the wire 10 can be adjusted to a desired magnitude.

以上のように、張力付与装置100は、電極112と、電極112を被覆する絶縁層111と、電極112に印加する電圧を制御する制御部120と、を備え、線材10が走行するときに、絶縁層111の外面である吸着面111aに沿って走行する吸着領域Xが存在し、電極112は、一対の第一電極要素113及び第二電極要素114からなる電極要素群115を少なくとも一つ有しており、第一電極要素113、及び第二電極要素114は、線材10の走行方向Dに交互に配列されており、制御部120は、第一電極要素113及び第二電極要素114に互いに逆極性の電圧を印加すると共に、同一電極要素113・114には正負の逆極性の電圧を交互に継続的に印加することで、線材10における吸着領域Xを走行している部分Pについて、静電気の力で吸着面111aに吸着させる吸着力F1を付与した状態で、吸着面111aを摺動させる。
これによると、線材10が吸着面111aを摺動するときに、線材10に対して吸着力F1に起因した動摩擦力F2が生じ、この動摩擦力F2が線材10に付与される張力Tとなる(図4参照)。これにより、走行中の線材10を屈曲させたり、板材で挟み込んだりすることなく、線材10に張力Tを付与することができる。従って、走行中の線材10にダメージを与えることを抑制しつつ、線材10に張力Tを付与することができる。
As described above, the tension applying device 100 includes the electrode 112, the insulating layer 111 that covers the electrode 112, and the control unit 120 that controls the voltage applied to the electrode 112, and when the wire 10 travels, There is an adsorption region X that travels along the adsorption surface 111 a that is the outer surface of the insulating layer 111, and the electrode 112 has at least one electrode element group 115 including a pair of first electrode elements 113 and second electrode elements 114. The first electrode element 113 and the second electrode element 114 are alternately arranged in the traveling direction D of the wire 10, and the control unit 120 is connected to the first electrode element 113 and the second electrode element 114. While applying a reverse polarity voltage and alternately applying positive and negative reverse polarity voltages alternately to the same electrode elements 113 and 114, the portion P of the wire 10 running in the adsorption region X For it, while applying a suction force F1 to be sucked to the suction surface 111a by the force of static electricity, sliding the suction surface 111a.
According to this, when the wire 10 slides on the suction surface 111a, a dynamic friction force F2 due to the suction force F1 is generated on the wire 10, and this dynamic friction force F2 becomes a tension T applied to the wire 10 ( (See FIG. 4). Thereby, the tension | tensile_strength T can be provided to the wire 10, without bending the wire 10 in driving | running | working or pinching with a board | plate material. Therefore, it is possible to apply the tension T to the wire 10 while suppressing damage to the running wire 10.

[第二実施形態]
張力付与装置の第二実施形態である張力付与装置200について説明する。
[Second Embodiment]
A tension applying device 200 that is a second embodiment of the tension applying device will be described.

以下の説明においては、張力付与装置100との相違点に着目して説明し、張力付与装置100と同じ構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。   In the following description, it demonstrates paying attention to difference with the tension | tensile_strength imparting apparatus 100, about the same structure as the tension | tensile_strength imparting apparatus 100, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.

図5(a)に示すように、張力付与装置200は、静電吸着部110と、制御部120と、テンションセンサ130と、を備える。   As illustrated in FIG. 5A, the tension applying device 200 includes an electrostatic attraction unit 110, a control unit 120, and a tension sensor 130.

テンションセンサ130は、線材10に付与される張力Tを検出する。テンションセンサ130は、例えば、歪みゲージを備えた接触式のテンションセンサである。なお、本発明のテンションセンサは、線材の張力を検出できるものであればよく、本実施形態のテンションセンサ130に限定されない。
テンションセンサ130は、静電吸着部110の下流側に設けられる。なお、テンションセンサ130を静電吸着部110の上流側と下流側の両方に設けてもよい。
テンションセンサ130は、制御部120に接続されている。テンションセンサ130は、線材10の張力Tを検出して、張力Tの検出値を制御部120に送信する。
The tension sensor 130 detects the tension T applied to the wire 10. The tension sensor 130 is, for example, a contact type tension sensor provided with a strain gauge. The tension sensor of the present invention is not limited to the tension sensor 130 of the present embodiment as long as it can detect the tension of the wire.
The tension sensor 130 is provided on the downstream side of the electrostatic attraction unit 110. The tension sensor 130 may be provided on both the upstream side and the downstream side of the electrostatic attraction unit 110.
The tension sensor 130 is connected to the control unit 120. The tension sensor 130 detects the tension T of the wire 10 and transmits a detected value of the tension T to the control unit 120.

制御部120は、テンションセンサ130の検出値に基づいて、電極要素113・114に印加する電圧値V1・V2を上げ下げするときの電圧値V1・V2の変動幅W1・W2を変更する(図3参照)。   The control unit 120 changes the fluctuation ranges W1 and W2 of the voltage values V1 and V2 when raising and lowering the voltage values V1 and V2 applied to the electrode elements 113 and 114 based on the detection value of the tension sensor 130 (FIG. 3). reference).

制御部120は、テンションセンサ130の検出値Txと、所定の目標張力Tyと、を比較して、テンションセンサ130の検出値Txが目標張力Tyと異なる場合は、テンションセンサ130の検出値Txが目標張力Tyに近づくように、電圧値V1・V2の変動幅W1・W2を変更する。   The control unit 120 compares the detection value Tx of the tension sensor 130 with a predetermined target tension Ty. If the detection value Tx of the tension sensor 130 is different from the target tension Ty, the detection value Tx of the tension sensor 130 is The fluctuation ranges W1 and W2 of the voltage values V1 and V2 are changed so as to approach the target tension Ty.

線材10に付与される張力Tは、周期的に変動する(図3参照)。これにより、目標張力Tyも、張力Tの変動周期に合わせて周期的に変動する値に設定される。目標張力Tyは、作業者等により予め設定されている。目標張力Tyの情報は、制御部120に記憶されている。   The tension T applied to the wire 10 varies periodically (see FIG. 3). Accordingly, the target tension Ty is also set to a value that periodically varies in accordance with the variation period of the tension T. The target tension Ty is set in advance by an operator or the like. Information on the target tension Ty is stored in the control unit 120.

制御部120は、下記(1)及び(2)の制御を行うことで、テンションセンサ130の検出値Txを、目標張力Tyに近づける。
(1)制御部120は、テンションセンサ130の検出値Txが、目標張力Tyよりも小さい場合は、電圧値V1・V2の変動幅W1・W2を大きくする。これにより、テンションセンサ130の検出値Txが大きくなり、目標張力Tyに近づく。
(2)制御部120は、テンションセンサ130の検出値Txが、目標張力Tyよりも大きい場合は、電圧値V1・V2の変動幅W1・W2を小さくする。これにより、テンションセンサ130の検出値Txが小さくなり、目標張力Tyに近づく。
これによると、線材10に付与される張力Tを所望の大きさに調節することが可能となる。
The controller 120 brings the detection value Tx of the tension sensor 130 closer to the target tension Ty by performing the following controls (1) and (2).
(1) When the detection value Tx of the tension sensor 130 is smaller than the target tension Ty, the control unit 120 increases the fluctuation ranges W1 and W2 of the voltage values V1 and V2. As a result, the detection value Tx of the tension sensor 130 increases and approaches the target tension Ty.
(2) When the detected value Tx of the tension sensor 130 is greater than the target tension Ty, the control unit 120 decreases the fluctuation range W1 · W2 of the voltage values V1 · V2. As a result, the detection value Tx of the tension sensor 130 decreases and approaches the target tension Ty.
According to this, it becomes possible to adjust the tension T applied to the wire 10 to a desired magnitude.

[第三実施形態]
張力付与装置の第三実施形態である張力付与装置300について説明する。
[Third embodiment]
A tension applying device 300 as a third embodiment of the tension applying device will be described.

以下の説明においては、張力付与装置100・200との相違点に着目して説明し、張力付与装置100・200と同じ構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。   In the following description, the difference from the tension applying devices 100 and 200 will be described. The same components as those of the tension applying devices 100 and 200 will be denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

図5(b)に示すように、張力付与装置200は、静電吸着部110と、制御部120と、テンションセンサ130と、を備える。   As illustrated in FIG. 5B, the tension applying device 200 includes an electrostatic attraction unit 110, a control unit 120, and a tension sensor 130.

静電吸着部110は複数設けられている。
各静電吸着部110は、絶縁層111、及び電極112を有する。
制御部120は、各静電吸着部110に接続されている。制御部120は、各静電吸着部110の電極112に印加する電圧を制御する。
A plurality of electrostatic chucks 110 are provided.
Each electrostatic adsorption unit 110 includes an insulating layer 111 and an electrode 112.
The control unit 120 is connected to each electrostatic adsorption unit 110. The control unit 120 controls the voltage applied to the electrode 112 of each electrostatic adsorption unit 110.

制御部120は、テンションセンサ130の検出値に基づいて、電圧を印加する電極112の数を変更する。   The control unit 120 changes the number of electrodes 112 to which a voltage is applied based on the detection value of the tension sensor 130.

制御部120は、テンションセンサ130の検出値Txと、目標張力Tyと、を比較して、テンションセンサ130の検出値Txが目標張力Tyと異なる場合は、テンションセンサ130の検出値Txが目標張力Tyに近づくように、電圧を印加する電極112の数を変更する。   The control unit 120 compares the detection value Tx of the tension sensor 130 with the target tension Ty. If the detection value Tx of the tension sensor 130 is different from the target tension Ty, the detection value Tx of the tension sensor 130 is the target tension. The number of electrodes 112 to which a voltage is applied is changed so as to approach Ty.

制御部120は、下記(i)及び(ii)の制御を行うことで、テンションセンサ130の検出値Txを、目標張力Tyに近づける。
(i)制御部120は、テンションセンサ130の検出値Txが、目標張力Tyよりも小さい場合は、電圧を印加する電極112の数を増やす。これにより、絶縁層111の吸着面111aにおける、吸着力F1が発生する領域が増加し、線材10に付与される吸着力F1が大きくなる。その結果、テンションセンサ130の検出値Txが大きくなり、目標張力Tyに近づく。
(ii)制御部120は、テンションセンサ130の検出値Txが、目標張力Tyよりも大きい場合は、電圧を印加する電極112の数を減らす。これにより、絶縁層111の吸着面111aにおける、吸着力F1が発生する領域が減少し、線材10に付与される吸着力F1が小さくなる。その結果、テンションセンサ130の検出値Txが小さくなり、目標張力Tyに近づく。
これによると、線材10に付与される張力Tを所望の大きさに調節することが可能となる。
The controller 120 brings the detection value Tx of the tension sensor 130 closer to the target tension Ty by performing the following controls (i) and (ii).
(I) When the detection value Tx of the tension sensor 130 is smaller than the target tension Ty, the control unit 120 increases the number of electrodes 112 to which a voltage is applied. Thereby, the area | region where the adsorption | suction force F1 generate | occur | produces in the adsorption | suction surface 111a of the insulating layer 111 increases, and the adsorption | suction force F1 provided to the wire 10 becomes large. As a result, the detection value Tx of the tension sensor 130 increases and approaches the target tension Ty.
(Ii) When the detected value Tx of the tension sensor 130 is larger than the target tension Ty, the control unit 120 reduces the number of electrodes 112 to which the voltage is applied. Thereby, the area | region where the adsorption | suction force F1 generate | occur | produces in the adsorption | suction surface 111a of the insulating layer 111 reduces, and the adsorption | suction force F1 provided to the wire 10 becomes small. As a result, the detection value Tx of the tension sensor 130 decreases and approaches the target tension Ty.
According to this, it becomes possible to adjust the tension T applied to the wire 10 to a desired magnitude.

なお、作業者が、電極要素113・114に印加される電圧値V1・V2と、線材10に付与される張力Tとの相関を事前に測定しておき、この測定結果に基づいて、電極要素113・114に印加される電圧値V1・V2を線材10に付与される張力Tに換算する換算式もしくは換算表を作成して、作成した換算式もしくは換算表を制御部120に記憶させてもよい。これにより、制御部120は、前記換算式もしくは前記換算表に基づいて、線材10に付与される張力Tを調節することが可能となる。この場合、テンションセンサ130が不要となる。   The operator measures in advance the correlation between the voltage values V1 and V2 applied to the electrode elements 113 and 114 and the tension T applied to the wire rod 10, and based on the measurement result, the electrode elements Even if the conversion formula or conversion table for converting the voltage values V1 and V2 applied to 113 and 114 into the tension T applied to the wire 10 is created, the created conversion formula or conversion table may be stored in the control unit 120. Good. Thereby, the control unit 120 can adjust the tension T applied to the wire 10 based on the conversion formula or the conversion table. In this case, the tension sensor 130 is not necessary.

また、第1〜第3の実施形態では、第一電極要素113及び第二電極要素114に互いに逆極性の電圧を印加すると共に、同一電極要素113・114には正負の電圧を交互に継続的に印加する制御を説明したが、第一電極要素113及び第二電極要素114に互いに逆極性となる交流電圧を昇圧又は降圧した正弦波L1'・L2'を連続的に印加する制御でも周波数が商用の交流電源レベルであれば線材10に張力を付与できることが、本件発明者らによって確認されている。
従って、制御部120が、第一電極要素113及び第二電極要素114に互いに逆極性の電圧を印加すると共に、同一電極要素113・114には正負の逆極性の電圧を交互に継続的に印加する場合には、第一電極要素113及び前記第二電極要素114に印加される電圧値V1・V2が正弦波L1'・L2'で与えられる場合も含まれる(図6参照)。この場合、縦軸を電極要素113・114に印加される電圧値V1・V2とし、横軸を時間tとする座標系において、電極要素113・114に印加される電圧値V1.V2は、正弦波L1'・L2'のグラフになる。なお、第一電極要素113に印加される電圧値V1を示す第一正弦波L1'と、第二電極要素114に印加される電圧値V2を示す第二正弦波L2'とについては、周期が同一(2tα)であり、かつ、第一正弦波L1'の位相が第二正弦波L2'の位相に対して半周期(tα)だけずれるように構成される。
In the first to third embodiments, voltages having opposite polarities are applied to the first electrode element 113 and the second electrode element 114, and positive and negative voltages are alternately and continuously applied to the same electrode elements 113 and 114. Although the control to apply to the first electrode element 113 and the second electrode element 114 has been described, the frequency is also controlled by continuously applying the sine waves L1 ′ and L2 ′ obtained by stepping up or down alternating voltages having opposite polarities to each other. It has been confirmed by the present inventors that tension can be applied to the wire 10 at a commercial AC power level.
Accordingly, the control unit 120 applies voltages having opposite polarities to the first electrode element 113 and the second electrode element 114, and continuously applies positive and negative reverse polarity voltages to the same electrode elements 113 and 114 alternately. In this case, the case where the voltage values V1 and V2 applied to the first electrode element 113 and the second electrode element 114 are given by sine waves L1 ′ and L2 ′ is included (see FIG. 6). In this case, in the coordinate system in which the vertical axis represents the voltage values V1 and V2 applied to the electrode elements 113 and 114 and the horizontal axis represents time t, the voltage values V1. V2 is a graph of sine waves L1 ′ and L2 ′. The first sine wave L1 ′ indicating the voltage value V1 applied to the first electrode element 113 and the second sine wave L2 ′ indicating the voltage value V2 applied to the second electrode element 114 have a period. The phase is the same (2tα), and the phase of the first sine wave L1 ′ is shifted from the phase of the second sine wave L2 ′ by a half cycle (tα).

図7は、第一電極要素113及び第二電極要素114に正弦波L1'・L2'を連続的に印加したときの実験結果を示し、走行する線材10に付与される張力(テンション)Tと経過時間の関係をプロットしている。この図から、第一電極要素113及び第二電極要素114に正弦波L1'・L2'を連続的に印加した場合でも、走行する線材10に張力Tが付与されることが理解できる。特に、印加する正弦波L1'・L2'の周波数が高くなるにつれて(30Hz→60Hz→70Hz)、走行する線材10に付与される張力Tが大きくなっている。これは、周波数が高くなるにつれ、電圧変動が急峻となり、矩形波L1・L2を印加した場合と同様の効果が得られるためである。従って、第一電極要素113及び第二電極要素114に印加する正弦波L1'・L2'の周波数を動的に変更することにより、走行する線材10に付与する張力Tを制御することができる。   FIG. 7 shows experimental results when the sine waves L1 ′ and L2 ′ are continuously applied to the first electrode element 113 and the second electrode element 114, and the tension (tension) T applied to the traveling wire 10 and The relationship of elapsed time is plotted. From this figure, it can be understood that the tension T is applied to the traveling wire 10 even when the sine waves L1 ′ and L2 ′ are continuously applied to the first electrode element 113 and the second electrode element 114. In particular, as the frequency of the applied sine waves L1 ′ and L2 ′ increases (30 Hz → 60 Hz → 70 Hz), the tension T applied to the traveling wire 10 increases. This is because as the frequency increases, the voltage fluctuation becomes steep, and the same effect as when the rectangular waves L1 and L2 are applied can be obtained. Therefore, the tension T applied to the traveling wire 10 can be controlled by dynamically changing the frequencies of the sine waves L1 ′ and L2 ′ applied to the first electrode element 113 and the second electrode element 114.

上記した実施形態の張力付与装置100は、フィラメントワインディング装置、ブレイディング装置またはロール紙等の巻取り装置に好適に適用できる。   The tension applying device 100 of the above-described embodiment can be suitably applied to a winding device such as a filament winding device, a braiding device, or roll paper.

10 線材
100 張力付与装置
111 絶縁層
111a 吸着面
112 電極
113 第一電極要素
114 第二電極要素
115 電極要素群
120 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Wire rod 100 Tension | tensile_strength imparting apparatus 111 Insulating layer 111a Adsorption surface 112 Electrode 113 1st electrode element 114 Second electrode element 115 Electrode element group 120 Control part

Claims (9)

走行する線材に張力を付与する張力付与装置であって、
電極と、吸着面と、前記電極に印加する電圧を制御する制御部と、を備え、
前記電極は、一対の第一電極要素及び第二電極要素からなる電極要素群を少なくとも一つ有しており、前記第一電極要素、及び前記第二電極要素は、前記線材の走行方向に交互に配列されており、
前記制御部は、前記第一電極要素及び前記第二電極要素に互いに逆極性の電圧を印加すると共に、同一電極要素には正負の逆極性の電圧を交互に継続的に印加することで、前記線材を前記吸着面に吸着させつつ摺動させることを特徴とする、
張力付与装置。
A tension applying device that applies tension to a traveling wire,
An electrode, an adsorption surface, and a control unit that controls a voltage applied to the electrode,
The electrode has at least one electrode element group composed of a pair of first electrode elements and second electrode elements, and the first electrode elements and the second electrode elements are alternately arranged in the traveling direction of the wire. Are arranged in
The controller applies voltages having opposite polarities to the first electrode element and the second electrode element, and continuously applies positive and negative voltages to the same electrode element alternately, The wire rod is slid while adsorbing to the adsorption surface,
Tensioning device.
前記線材が帯状の繊維束であることを特徴とする、
請求項1に記載の張力付与装置。
The wire is a strip-shaped fiber bundle,
The tension applying device according to claim 1.
前記第一電極要素及び前記第二電極要素に印加される電圧値が矩形波で与えられることを特徴とする、
請求項1又は請求項2に記載の張力付与装置。
A voltage value applied to the first electrode element and the second electrode element is given by a rectangular wave,
The tension | tensile_strength provision apparatus of Claim 1 or Claim 2.
前記吸着面が、絶縁性材料から成ることを特徴とする、
請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の張力付与装置。
The adsorption surface is made of an insulating material,
The tension | tensile_strength provision apparatus as described in any one of Claims 1-3.
前記制御部は、前記第一電極要素及び前記第二電極要素に印加する電圧値のピーク・トゥ・ピークを変更できることを特徴とする、
請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の張力付与装置。
The control unit can change a peak-to-peak of a voltage value applied to the first electrode element and the second electrode element,
The tension | tensile_strength provision apparatus as described in any one of Claims 1-4.
前記電極が複数設けられ、
前記制御部は、電圧を印加する前記電極の数を変更できることを特徴とする、
請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の張力付与装置。
A plurality of the electrodes are provided,
The control unit can change the number of the electrodes to which a voltage is applied,
The tension | tensile_strength provision apparatus as described in any one of Claims 1-4.
前記線材の張力を検出するテンションセンサを備え、
前記制御部は、前記テンションセンサの検出値に基づいて、前記第一電極要素及び前記第二電極要素に印加する電圧値のピーク・トゥ・ピークを変更することを特徴とする、
請求項5に記載の張力付与装置。
A tension sensor for detecting the tension of the wire rod;
The control unit changes a peak-to-peak of a voltage value applied to the first electrode element and the second electrode element based on a detection value of the tension sensor,
The tension | tensile_strength provision apparatus of Claim 5.
前記線材の張力を検出するテンションセンサを備え、
前記制御部は、前記テンションセンサの検出値に基づいて、電圧を印加する前記電極の数を変更することを特徴とする、
請求項6に記載の張力付与装置。
A tension sensor for detecting the tension of the wire rod;
The control unit changes the number of the electrodes to which a voltage is applied based on a detection value of the tension sensor,
The tension | tensile_strength provision apparatus of Claim 6.
前記第一電極要素及び前記第二電極要素に印加される電圧値が正弦波で与えられることを特徴とする、
請求項1又は請求項2に記載の張力付与装置。
A voltage value applied to the first electrode element and the second electrode element is given as a sine wave,
The tension | tensile_strength provision apparatus of Claim 1 or Claim 2.
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