JP2813603B2 - 線条材の張力調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、巻線機等に導かれる途
中の線条材に対して張力を付与し、かつこの線条材の異
常張力発生時にこれが断線しないように制御する線条材
の張力調整装置に関するものがある。

【０００２】

【従来の技術】一般に、糸や撚糸、コイルあるいは光フ
ァイバ等の線条材を巻取機で巻き取る場合には、線条材
に張力調整装置により一定の張力が付与される。このよ
うな張力調整装置は、実開昭６２−１３３５７１号公報
に開示されている。

【０００３】その張力調整装置は、中空箱形を呈するカ
バー内に制動装置やテンションアーム、揺動自在に支持
された係合板、これらテンションアームと係合板に張架
されたスプリング等が配設されている。

【０００４】制動装置は、円周方向に異なる磁極Ｎ，Ｓ
が交互に着磁された永久磁石と、この永久磁石の背面側
に固着された外周面を渦巻状の周面としたカムプレート
と、前記永久磁石の正面側と隙間をおいて対向した円板
状の磁性部材とからなり、永久磁石は、カバーの背面に
穿設されたねじ孔に螺合された調整ねじを介してカバー
に支持され、磁性部材は、カバーの正面中央に穿設され
たボス孔に軸受を介して調整ねじと同一軸線上に支持さ
れた制動軸に軸着されている。

【０００５】テンションアームは、カバーの正面上部に
穿設されたボス孔に軸受を介して支持された軸に軸着さ
れたカバー内部のテンションアームと先端に補助テンシ
ョンプーリが枢着されたカバー外部のテンションアーム
で構成されている。

【０００６】係合板は、制動装置のカムプレート外周面
と摺接する係合部と、この係合部から更に延設されたア
ーム部からなり、カバーの背面側に植設された軸に揺動
自在に支持されている。またアーム部の先端には、一方
のフックが内テンションアームに掛止されたスプリング
の他方のフックが掛止されている。

【０００７】このような構造からなる線条材の張力調整
装置は、線条材が制動軸に軸着されたテンションプーリ
に添接された後、テンションアームの補助テンションプ
ーリに添接され巻取機に巻き取られる。またこのとき、
線条材には、制動装置の制動トルクとテンションアーム
を上方に付勢するスプリングのばね力（バックテンショ
ン）により、一定の張力が付与される。

【０００８】ここで線条材の線径に応じて張力を初期設
定する場合は、調整ねじを回動して制動装置の永久磁石
を磁性部材に対して前進または後退させて、これら永久
磁石と磁性部材の隙間を変化させることにより、制動装
置の制動トルクを調整する。

【０００９】またこのとき、調整ねじの回動により係合
板が摺接するカムプレートも回動されるので、永久磁石
が前進して制動力が強くなった分、テンションアームを
上方に付勢するスプリングのばね力が強くなったり、永
久磁石が後退して制動力が弱くなった分、テンションア
ームを上方に付勢するスプリングのばね力が弱くなる。
したがって、制動トルクとスプリングのばね力を単独に
調整することなく、線条材の張力調整ができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】一般にこのような張力
調整装置においては、線条材が補助テンションプーリに
添接されて巻取機に巻き取られるので、巻き取り中、外
テンションアームは略水平状態に保持されている。そし
て、線条材に異常張力や弛みが作用した場合に、テンシ
ョンアームは係合板との間に張架されたスプリングのば
ね力に抗して下方に回動されたり、スプリングのばね力
により上方に回動されたりする。

【００１１】 したがって、スプリングのばね定数が大
きいと、線条材の巻き取り中水平状態にある外テンショ
ンアームの回動により、異常張力や弛みによる張力変動
を吸収しずらく、線条材が断線する要因となってしまう
ので、スプリングのばね定数を小さくしなければならな
い。

【００１２】一方、制動装置は、永久磁石と磁性部材の
間の隙間寸法の２乗に反比例して制動トルクが増減する
ため、制動トルクの特性曲線は２次的なものとなり、か
つ、隙間寸法が小さい場合は、制動トルクの増減率が極
めて高くなってしまう。したがって、従来の張力調整装
置においては、調整ねじのねじピッチにもよるが、目的
の制動トルクに対する微調整が非常に困難である。

【００１３】 また、このようにスプリングのばね定数
や制動トルクの調整方法を検討してみると、わずかな調
整ねじの回動により制動トルクは大きく増減してしまう
ので、この制動トルクの増減率にあったスプリングのば
ね力を同時に調整するためには、係合板と摺接するカム
プレート外周面の曲率を大きくして、かつスプリングの
ばね定数も比較的大きくしなければならない。すなわ
ち、このような構造では、テンションアームの回動によ
り張力変動を吸収するためのスプリングのばね定数を設
定することは、非常に困難であると考えられる。

【００１４】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
のであり、制動トルクの調整が簡単にでき、かつスプリ
ングのばね定数が小さく設定できる線条材の張力調整装
置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の線条材の張力調整装置は、円周方向
に異なる磁極が交互に着磁された永久磁石の磁界により
磁極が誘導される磁性部材と、この磁性部材の誘導磁極
を変える被回動部材とを有する制動装置と、この制動装
置が装着される固定ハウジングに揺動自在に支持された
テンションアームと、このテンションアームと前記被回
動部材に設けられた任意な長さ寸法の掛止板とに張架さ
れたスプリングと、前記磁性部材に一体回転可能に連結
されたテンションプーリと、前記被回動部材を回動する
調整部材とを備えたことを特徴とする。

【００１６】 このような構造とすると、制動装置は、
永久磁石と磁性部材の間の隙間寸法で制動トルクを調整
するのではなく、被回動部材の回動により磁性部材の誘
導磁極を変える、言い換えれば、磁性部材に形成される
磁束密度分布を変えることにより、制動トルクを調整す
るようにしたので、従来の制動装置とは相異して、制動
トルクの調整が極めて簡単にできる。

【００１７】また、回動する被回動部材に設けられた掛
止板の長さ寸法によりスプリングの伸縮量が大きく設定
されるので、テンションアームの回動により張力変動を
吸収するためのスプリングのばね定数が小さく設定でき
る。

【００１８】なお、線条材の張力調整装置に用いる制動
装置を、円周方向に異なる磁極が交互に着磁された一対
の永久磁石と、これら永久磁石間において磁極が誘導さ
れる磁性部材とからなり、少なくともいずれか一方の永
久磁石を他方の永久磁石に対して相対的な回動変位を自
在に配設した構造とすることにより、一方の永久磁石を
被回動部材として構成できる。

【００１９】また、線条材の張力調整装置に用いる制動
装置を、円周方向に異なる磁極が交互に着磁された永久
磁石と、この永久磁石の磁界により磁極が誘導される磁
性部材と、これら永久磁石と磁性部材との間に介在され
た磁気遮蔽部材とを有する構造とすることにより、前記
永久磁石または前記磁気遮蔽部材のうち少なくともいず
れか一方を被回動部材として構成できる。

【００２０】

【作用】 このような構造からなる線条材の張力調整装
置は、線条材がスネールガイドからフェルト等の線押さ
えとガイドプーリを通過した後、テンションプーリとテ
ンションアームのガイド部材（例えば、補助テンション
プーリ）に添接され、巻取機に巻き取られる。また、こ
のとき線条材には、制動装置の制動トルクとスプリング
のばね力により一定の張力が付与されているので、断線
や弛みを生じることなく巻き取られる。

【００２１】張力の初期設定においては、制動装置の被
回動部材を回動し磁性部材の誘導磁極を変えることによ
り制動トルクは調整され、同時にスプリングも伸縮され
てそのばね力が調整される。

【００２２】

【実施例】図１ないし図４は、本発明の一実施例である
張力調整装置であり、図１は正面図、図２は背面図、図
３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は図３のＢ−Ｂ線断面
図である。以下、これら図面に基づき本発明を詳細に説
明する。

【００２３】張力調整装置１は、巻取機（図示せぬ）の
支持軸２に支持されており、固定ハウジング３に制動装
置４が固定されている。制動装置４は、図３・図４に図
示されているように、円周方向に異なる磁極Ｎ・Ｓが交
互に４極着磁された環状な永久磁石５・６が、隙間をお
いて対向配置されている。

【００２４】またこれら一対の永久磁石５・６は、磁性
材製の環状な磁気ホィール７・８に固着されている。ま
た、固定ハウジング３にねじ止め固定された磁気ホィー
ル７の外周面には、円筒部材９の一方の端部が圧入固着
されており、その円筒部材９の他方の端部には、別の磁
気ホィール８が回動自在に嵌合されている。そして、各
磁気ホィール７・８の中心孔内には、軸受１０ａ・１０
ｂを介して制動軸１１が支持されている。

【００２５】制動軸１１には、一対の永久磁石５・６間
に配設されたヒステリシス材製の円板状磁性部材１２が
一体回転可能に軸着されている。なお、符号１３・１４
は、磁性部材１２の側面と永久磁石５・６の側面との間
の隙間を設定するカラーである。

【００２６】また制動軸１１の固定ハウジング３から突
設された先端には、溝内にＯリング（図示せぬ）が嵌合
されるテンションプーリ１５が軸着されている。一方、
磁気ホィール８には掛止板１６が固着されており、永久
磁石６と磁気ホィール８は、調整部材１７の操作により
回動される被回動部材として構成されている。

【００２７】調整部材１７は、固定ハウジング３にねじ
止めされた支持部材１８と、この支持部材１８に回転自
在に支持された調整ねじ１９と、この調整ねじ１９のね
じ部分が螺合された移動部材２０とからなり、調整ねじ
１９を回転させることにより、移動部材２０が固定ハウ
ジング３の側部に案内されて上下移動するようになって
いる。

【００２８】そして、移動部材２０には、掛止板１６に
形成された長孔内に挿入されたピン２１と、スプリング
２２の一方端が掛止されるピン２３が植設されている。
また、スプリング２２の他方端は、固定ハウジング３に
揺動自在に支持されたテンションアーム２４に掛止され
ている。

【００２９】テンションアーム２４は、固定ハウジング
３の正面側に配設された外テンションアーム２４ａと同
背面側に配設された内テンションアーム２４ｂとからな
り、固定ハウジング３に植設された支持軸２５により連
結され一体回動自在に支持されている。そして、外テン
ションアーム２４ａの先端には、線条材のガイド部材と
なる補助テンションプーリ２６が枢着され、内テンショ
ンアーム２４ｂには、スプリング２２の他方端が掛止さ
れ、かつねじ止めされた位置調整自在な掛止部材２７
と、同様にねじ止めされた位置調整自在な錘体２８が配
設されている。なお、符号２９は、スプリング２２のば
ね力によりテンションアーム２４が上方（図２におい
て、時計の回転方向とは反対の方向）に付勢されたとき
の移動量を制限するストッパーゴムである。

【００３０】 また、図２に図示されているように、制
動装置１４の制動トルクとスプリング２２のばね力が最
小値となり線条材３０に付与される張力が最も小さいと
きのスプリング２２の中心軸線は、テンションアーム２
４の支持軸２５の中心と補助テンションプーリ２６の中
心とを結ぶ直線と略同一直線上になるようになってい
る。言い換えれば、スプリング２２の中心軸線の延長線
が、テンションアーム２４の支持軸２５の中心を通るよ
うに構成されている。

【００３１】このような張力調整装置１には、線条材３
０がスネールガイド３１とフェルト等の線押さえ３２を
通過した後、ガイドプーリ３３を通りテンションプーリ
１５に略３６０度添接され、補助テンションプーリ２６
に添接される。なお、図１において図示されている符号
３４は、テンションアーム２４の回動により作動するマ
イクロスイッチであり、また符号３５は固定ハウジング
３に形成された長孔であり、調整部材１７のピン２１が
挿入されている。そして、調整ねじ１９の回転によりピ
ン２１が上下移動することにより、制動装置１４の制動
トルクとスプリング２２のばね力とによる設定張力の大
きさが目視により把握できるように、固定ハウジング３
には目盛が刻印されている。

【００３２】 以上のような構造からなる張力調整装置
１は、モータ（図示せぬ）の回転により線条材３０が巻
取機（図示せぬ）に巻き取られると、巻き取り中のテン
ションアーム２４は、制動装置４の制動トルクとスプリ
ング２２のばね力により付与された線条材３０の張力に
より、外テンションアーム２４ａが略水平状態となるま
で回動され、その状態が保持されている。

【００３３】 また、巻き取り中の線条材３０に異常張
力が作用すると、外テンションアーム２４ａがさらに下
方へ回動されスプリング２２は伸ばされる。逆に、巻き
取り中の線条材３０に弛みが生じると、スプリング２２
のばね力により外テンションアーム２４ａが上方へ回動
する。したがって、線条材３０が断線したり弛んだりす
ることがなく、巻取機により巻き取られる。

【００３４】一方、このような張力調整装置１の線条材
３０に付与する張力の初期設定は、線条材３０の線径な
どの諸条件により、調整部材１７の調整ねじ１９を回動
して移動体２０を上下移動することにより行なわれる。

【００３５】 なお、図１・図２に図示された状態は、
制動装置４の一対の永久磁石５・６に着磁された磁極を
Ｎ−Ｓ・Ｎ−Ｓの異極対向とした状態である。すなわ
ち、永久磁石５・６により形成される磁界が、一方の永
久磁石５のＮ極から磁性部材１２を介して他方の永久磁
石６のＳ極に流れる磁気回路を構成しているため、単位
磁極面積あたり均一な磁束密度分布となる磁性部材１２
の誘導磁極が形成されている。よって、このような場
合、制動装置４の制動トルクは最小値となる。

【００３６】 また、スプリング２２が掛止された掛止
部材２７は、内テンションアーム２４ｂの支持軸２５側
に固定されており、スプリング２２のばね力のうち、テ
ンションアーム２４が線条材３０の張力により回動され
るのを抑制する方向の分力は最小値（ほぼ零）となって
いる。

【００３７】すなわち、図１・図２に図示された張力調
整装置１は、線条材３０に張力をほとんど付与していな
い状態であり、そのために、内テンションアーム２４ｂ
がストッパー２９に当接されるまで外テンションアーム
２４ａを上方に移動し、かつマイクロスイッチ３４を作
動させるための錘体２８が、内テンションアーム２４ｂ
に配設されている。

【００３８】 制動装置４の制動トルクを大きくする場
合は、調整ねじ１９を回動して移動部材２０を下方に移
動しながら掛止板１６を最大９０度回動すればよい。そ
して一対の永久磁石５・６はＮ−Ｎ・Ｓ−Ｓの同極対向
とすることにより、永久磁石５・６により形成される磁
界を、一方の永久磁石５のＮ極から磁性部材１２に迂回
され同永久磁石５のＳ極に流れ、また他方の永久磁石６
のＮ極から磁性部材１２に迂回され同永久磁石６のＳ極
に流れる磁気回路となるように構成すればよい。そし
て、円周方向において交互に密の部分と粗の部分となる
単位磁極面積あたり不均一な磁束密度分布からなる磁性
部材１２の誘導磁極が形成されるようにすればよい。こ
のようにすれば、制動装置４の制動トルクは最大値とな
る。

【００３９】また更には、掛止部材２７を支持軸２５か
ら離間させてスプリング２２のばね力のうち、テンショ
ンアーム２４が線条材３０の張力により回動するのを抑
制する方向の分力を大きくすれば、線条材３０に付与さ
れる張力が最大となる。なお、このように掛止部材２７
を支持軸２５から離間させる方向に移動するほど、スプ
リング２２の前記分力は大きくなるが、スプリング２２
のばね定数は小さく、テンションアーム２４の回動によ
りスプリング２２のばね力が急激に強くなることはな
い。

【００４０】次に、本発明の他の実施例である線条材の
張力調整装置を説明する。なお、張力調整装置１に対し
て制動装置が相異するのみなので、制動装置のみ説明す
る。図５は制動装置の断面図、図６は図５の磁気遮蔽部
材の正面図である。制動装置３６は、円周方向に異なる
磁極が交互に着磁された環状な永久磁石３７が略皿状を
呈する磁気ホィール３８に固着されており、また、磁気
ホィール３８は取付け板３９を介して固定ハウジング３
に固定され支持されている。磁気ホィール３８には、軸
受４０を介して磁気遮蔽部材４１が回転自在に支持され
ている。

【００４１】磁気遮蔽部材４１は、永久磁石３７の中心
孔から軸受４０の内輪に嵌合される円筒部４１ａと、永
久磁石３７に隙間をおいて対向する円板部４１ｂ、この
円板部４１ｂより半径方向外側に延設された掛止板とし
ての掛止部４１ｃとからなる形状であり、円板部４１ｂ
には断磁部としてのスリット４１ｄが形成され、また掛
止部４１ｃには、調整部材１７のピン２１が係合される
長孔４１ｅが形成されている。

【００４２】磁気遮蔽部材４１の円筒部４１ａ内孔に
は、軸受４２・４３を介して制動軸４４が回転自在に支
持されている。制動軸４４にはハブ４５を介してヒステ
リシス材の磁性部材４６が軸着されており、永久磁石３
７と磁気遮蔽部材４１の円板部４１ｂに形成された隙間
と略同一寸法となる隙間をおいて同円板部４１ｂと対向
している。また制動軸４４の固定ハウジング３より突設
した先端には、テンションプーリ１５がキー嵌合されて
軸着されている。なお符号４７は、カバーである。

【００４３】 このような構造からなる制動装置３６
は、磁気遮蔽部材４１の掛止部４１ｃが調整部材１７の
ピン２１に係合されるので、張力調整装置１と同様に調
整ねじ１９を回動して移動部材２０を上下に移動するこ
とにより制動トルクが変動する。すなわち、図６に図示
したように、磁気遮蔽部材４１のスリット４１ｄが永久
磁石３７のＮ−Ｓ磁極面の境い目に位置していると、ス
リット４１ｄの溝幅寸法が磁気遮蔽部材４１の円板部４
１ｂと磁性部材４６との間の隙間寸法より大きいため、
永久磁石３７の磁束は磁性部材４６まで迂回される磁気
回路に構成され、円周方向交互に密の部分と粗の部分と
なり単位磁極面積あたり不均一な磁束密度分布からなる
磁性部材１２の誘導磁極が形成される。このようにすれ
ば、制動装置４の制動トルクは最大値となる。

【００４４】 また、磁気遮蔽部材４１を４５度回動す
ると、永久磁石３７の磁界は永久磁石３７のＮ極から各
スリット４１ｄ間の円板部４１ｂに迂回され同永久磁石
３７のＳ極に流れる短絡回路を構成するので、磁性部材
４６の誘導磁界が最小となり、制動装置４の制動トルク
は最小値となる。

【００４５】 このような制動装置３６を用いる張力調
整装置は、制動装置４を用いる張力調整装置１と同等な
作用・効果が得られる。なお、制動装置３６において
は、磁気遮蔽部材４１を調整部材１７のピン２１に係合
したが、この磁気遮蔽部材４１を固定して、永久磁石３
７が固着されている磁気ホィール３８を回動自在に構成
して掛止板を介して調整部材１７のピン２１に係合して
もよい。

【００４６】また本発明の線条材の張力調整装置におい
ては、スプリング２２の一方端を調整部材１７の移動部
材２０に植設されたピン２３に掛止することにより、ス
プリング２２をテンションアーム２４と掛止板１６・４
１ｃに張架したが、掛止板１６・４１ｃを更に延設し
て、直接スプリング２２の一方端を掛止してもよい。す
なわち、スプリング２２は、上下移動する移動部材２０
で伸縮しても、また回動する掛止板１６・４１ｃで伸縮
してもよい。

【００４７】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
線条材の張力調整装置は、円周方向に異なる磁極が交互
に着磁された永久磁石の磁界により磁極が誘導される磁
性部材と、この磁性部材の誘導磁極を変える被回動部材
とを有する制動装置を用いて、被回動部材に設けた掛止
板とテンションアームにスプリングを張架したので、被
回動部材の回動量に対して、スプリングの伸縮量を大き
くすることができ、スプリングのばね定数を小さく設定
することができる。

【００４８】したがって、テンションアームの回動によ
り張力変動を吸収するためのスプリングのばね定数を小
さく設定することができ、線径が非常に細い線条材の張
力調整装置としても十分機能を果たせる張力調整装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である線条材の張力調整装置
の正面図である。

【図２】図１の張力調整装置の背面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面となる制動装置の断面図で
ある。

【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図である。

【図５】本発明の他の実施例である線条材の張力調整装
置に用いる制動装置の断面図である。

【図６】図５の制動装置に用いる磁気遮蔽部材の正面図
である。

【符号の説明】

１ 張力調整装置 ４ 制動装置 ５ 永久磁石 ６ 永久磁石 １２ 磁性部材 １５ テンションプーリ １６ 掛止板 １７ 調整部材 ２２ スプリンク ２４ テンションアーム ３０ 線条材 ３６ 制動装置 ３７ 永久磁石 ４１ 磁気遮蔽部材

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円周方向に異なる磁極が交互に着磁され
   た永久磁石の磁界により磁極が誘導される磁性部材と、
   この磁性部材の誘導磁極を変える被回動部材とを有する
   制動装置と、この制動装置が装着される固定ハウジング
   に揺動自在に支持されたテンションアームと、このテン
   ションアームと前記被回動部材に設けられた任意な長さ
   寸法の掛止板とに張架されたスプリングと、前記磁性部
   材に一体回転可能に連結されたテンションプーリと、前
   記被回動部材を回動する調整部材とを備えたことを特徴
   とする線条材の張力調整装置。
2. 【請求項２】 前記永久磁石に前記磁性部材を介して対
   向する円周方向に異なる磁極が交互に着磁された別の永
   久磁石を有し、少なくともいずれか一方の前記永久磁石
   を前記被回動部材とした前記制動装置を用いたことを特
   徴とする請求項１記載の線条材の張力調整装置。
3. 【請求項３】 前記永久磁石と前記磁性部材との間に半
   径方向の断磁部を有する磁気遮蔽部材を介在させ、この
   磁気遮蔽部材または前記永久磁石のうち少なくともいず
   れか一方を前記被回動部材とした前記制動装置を用いた
   ことを特徴とする請求項１記載の線条材の張力調整装
   置。