JP2866273B2 - 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である。

【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、支持体となる中空箱
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、調整ねじと同一軸線上に配設
されカバーの正面中央に穿設されたボス孔に軸受を介し
て支持された制動軸に装着されている。

【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
れた作用点側となるカバー内部のテンションアームと、
先端にガイド部材としての補助テンションプーリが枢着
された力点側となる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
のフックを内テンションアームに掛止したスプリングの
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、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、巻き取り中テン
ションアームの力点側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、水平状態にあるテンションアームが異常張力や弛
みにより回動したときの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。また、線条材に付与
される張力（以下、テンション値という。）を最小限に
設定した場合のスプリングの特性は、テンションアーム
の回動変位に対して、テンションアーム側より見て弱い
ばね力（零近傍）からなる緩やかな特性曲線になること
が好ましい。

【００１２】すなわち、テンション値を最小限に設定し
たときにも、テンションアームの力点側が水平位置より
起立した状態に保持されるようにスプリングにはある初
張力を与え、そのスプリングの初張力によって、巻線減
速時におけるテンションプーリ等の回転部材の自己慣性
等による線条材の弛みを吸収しなければならない。しか
しながら、従来の張力調整装置は、スプリング付勢角度
がほぼ一定であり、スプリングとカバー内部のテンショ
ンアームの中心軸線が略直交するため、スプリングのば
ね力のうち、テンションアームが線条材の張力により回
動されるのを抑制する方向の分力（初張力）が大きく、
スプリングの特性をテンションアーム側より見て弱いば
ね力（零近傍）からなる緩やかな特性曲線とすることは
できず、線条材が断線してしまったりテンションプーリ
から外れてしまうことがあった。

【００１３】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
のであり、テンションアームの回動に対してスプリング
のばね特性曲線が、弱いばね力からなる緩やかな二次的
曲線を得るようにし、小さな張力変動も吸収できる線条
材の張力調整装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【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値は、支持体の
支持軸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の作用点側に設けられ前記支持軸の
軸芯から接離自在な掛止部材と、前記支持軸の軸芯に対
して前記掛止部材より離間した下方に位置する前記支持
体の部位に設けられた掛止点と、前記掛止部材と前記掛
止点とに渡り張架され、前記掛止部材を前記支持軸側に
接近させることにより中心軸線が前記支持軸の軸芯と重
なり合うスプリングとを備え、前記スプリングは、中心
軸線が前記掛止点を中心に前記テンションアームの回動
方向とは反対の方向に変位されながら伸縮することを特
徴とする。

【００１５】このような構造とすると、テンション値最
小の時、テンションアームに作用するスプリング力はほ
ぼ零から立上がるようになる。また、テンションアーム
の力点側が水平状態に回動されるまでのばね特性や、テ
ンションアームに作用する制動装置の制動トルクとスプ
リングのばね力からなるテンション値の変化は二次的と
なる。また更には、スプリングのばね定数を小さくする
ことにより、テンションアームの力点側が水平状態から
更に回動されても、ばね力は急激に強まることはない。

【００１６】

【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ガイ
ド部材としての補助テンションプーリ等に添接され、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。また更には、スプリングのばね力のう
ち、テンションアームが線条材の張力により回動される
のを抑制する方向の分力（初張力）を小さくすることに
より、テンション値最小の時に設定されるスプリングの
ばね力の特性曲線を、弱いばね力（ほぼ零）からなる緩
やかな二次的曲線としたので、線条材に作用する張力変
動の吸収が良好となり、巻線減速時に生ずる線条材の弛
みを吸収し易くなる。

【００１７】

【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の一実施例
を詳細に説明する。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、支持体としての固定
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。

【００１８】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。

【００１９】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。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は係止板１６が固着
されており、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。

【００２０】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を回動させることにより、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。

【００２１】そして、移動部材２０には、係止板１６に
形成された長孔内に挿入されたピン２１と、穿設された
貫通孔にスプリング２２の一方端が回動自在に挿入され
掛止されたピン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。

【００２２】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力点側となる外テンションアー
ム２４ａと同背面側に配設された作用点側となる内テン
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、ガイド部材としての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、穿設された
貫通孔にスプリング２２の他方端が回動自在に挿入され
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の補助テンション
プーリ２６が上方に付勢されたときの移動量を制限する
ストッパーである。

【００２３】また、図２に図示されているように、調整
部材１７のピン２３は、支持軸２５の軸芯に対して掛止
部材２７より離間した下方の位置に設けられ、支持軸２
５と補助テンションプーリ２６の中心点とを結ぶ直線と
スプリング２２の中心軸線とが略同一軸線上に重なり合
うように構成されており、スプリング２２は、中心軸線
がピン２３を中心にテンションアーム２４の回動方向と
は反対の方向に変位されながら伸縮される。

【００２４】またこの実施例においては、掛止部材２７
を支持軸２５に接近させたとき、調整部材１７のピン２
３と内テンションアーム２４ｂに配設された掛止部材２
７との間に渡り張架されたスプリング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の軸芯と
重なり合うように構成されている。

【００２５】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、
ガイドプーリ３３を通りテンションプーリ１５に添接さ
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、
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の回動によりピン２１が移動することによ
り、制動装置４の制動トルクとスプリング２２のばね力
とによる張力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。

【００２６】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る。

【００２７】また、巻き取り中の線条材に異常張力が作
用すると、テンションアーム２４は、補助テンションプ
ーリ２６がさらに下方へ移動されるように回動されスプ
リング２２は伸ばされる。逆に、巻き取り中の線条材に
弛みが生じると、テンションアーム２４は、スプリング
２２のばね力により補助テンションプーリ２６が上方へ
移動されるように回動する。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。

【００２８】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。

【００２９】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に着磁された磁極がＮ
−Ｓ・Ｎ−Ｓの異極対向とした状態であり、制動装置４
の制動トルクが最小値となっている。

【００３０】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。

【００３１】すなわち図１・図２に図示された張力調製
装置１は、線条材３０に張力をほとんど付与していない
状態である。そのために、テンションアーム２４の力点
側を水平位置より起立した状態に保持し、かつマイクロ
スイッチ３４を作動させる為のバランスウエイトとして
錘体２８が、内テンションアーム２４ｂに配設されてい
る。なお錘体２８は、単にバランスウエイトとして構成
されたり、スプリング２２のばね力との関係により線条
材３０に付与される張力を微調整するための部材として
構成されるものである。

【００３２】このような状態において、調整ねじ１９を
回動して移動部材２０を下方に移動すれば、係止板１６
は最大９０度回動される。そして一対の永久磁石５・６
はＮ−Ｎ・Ｓ−Ｓの同極対向となり、これら永久磁石５
・６間に介在されている磁性部材１２の誘導磁極も変え
られ、制動装置４の制動トルクは最大値となる。

【００３３】またさらには、スプリング２２と内テンシ
ョンアーム２４ｂの中心軸線の交差角が大きくなるの
で、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
方向の分力も大きくなる。なお、掛止部材２７を錘体２
８方向に移動するほど、スプリング２２の前記分力が更
に大きくなるが、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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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係止部４１
ｃ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、また係止部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。

【００３７】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。

【００３８】このような構造からなる制動装置３６は、
磁気遮蔽部材４１の係止部４１ｃと調整部材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を移動することにより制
動トルクが変動する。

【００３９】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４１ｂ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、最大な制動トルクが得ら
れる。

【００４０】また、磁気遮蔽部材４１を４５度回動する
と、各スリット４１ｄ間の円板部４１ｂに迂回された永
久磁石３７の磁束は同永久磁石３７の異極側に流れる短
絡回路を形成する。したがって、最小な制動トルクとな
る。

【００４１】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３７が
固着されている磁気ホィール３８を調整部材１７のピン
２１に係合する方法をとってもよい。

【００４２】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に掛止し、制動トルクとば
ね力を一体調整したが、係止板１６，４１ｃを更に延長
しこれら係止板１６，４１ｃに直接スプリング２２の一
方端を掛止してもよい。

【００４３】

【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、支持体の支持軸に揺動自在に
支持されたテンションアームと、このテンションアーム
の作用点側に設けられ前記支持軸の軸芯から接離自在な
掛止部材と、前記支持軸の軸芯に対して前記掛止部材よ
り離間した下方に位置する前記支持体の部位に設けられ
た掛止点と、前記掛止部材と前記掛止点とに渡り張架さ
れ、前記掛止部材を前記支持軸側に接近させることによ
り中心軸線が前記支持軸の軸芯と重なり合うスプリング
とを備え、前記スプリングは、中心軸線が前記掛止点を
中心に前記テンションアームの回動方向とは反対の方向
に変位されながら伸縮するように構成したので、テンシ
ョンアームに作用するスプリングのばね力はほぼ零から
立上がり、テンションアームに作用する制動装置の制動
トルクとスプリングのばね力からなるテンション値は二
次的変化となるので、巻線減速時に生ずる線条材の弛み
を吸収し易くなる。また、スプリングのばね定数を低く
しそのばね特性をより緩やかな二次的曲線になるように
することにより、線条材に作用する張力変動の吸収が最
も良好な線条材の張力調製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３ 固定ハウジング（支持体） ４ 制動装置 １５ テンションプーリ １６ 係止板 １７ 調整部材 ２２ スプリング ２４ テンションアーム２５ 支持軸 ２６ 補助テンションプーリ２７ 掛止部材 ３０ 線条材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B65H 59/00 - 59/40

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体の支持軸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の作用点側
   に設けられ前記支持軸の軸芯から接離自在な掛止部材
   と、前記支持軸の軸芯に対して前記掛止部材より離間し
   た下方に位置する前記支持体の部位に設けられた掛止点
   と、前記掛止部材と前記掛止点とに渡り張架され、前記
   掛止部材を前記支持軸側に接近させることにより中心軸
   線が前記支持軸の軸芯と重なり合うスプリングとを備
   え、前記スプリングは、中心軸線が前記掛止点を中心に
   前記テンションアームの回動方向とは反対の方向に変位
   されながら伸縮することを特徴とする線条材の張力調整
   装置。