JP3410887B2 - テープ供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テープ材料をほぼ
一定の張力で繰り出すことができるテープ供給装置に関
し、特に、電力ケーブルの製造あるいはその接続に用い
るのに好適なテープ供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電力ケーブルの接続方法にＴＭＪ法があ
る。このＴＭＪ法では、ケーブル接続部を覆うように巻
き付けられたモールド用樹脂テープの架橋処理により、
絶縁体が形成される。このようなテープの巻き付けに
は、テープ供給装置が用いられている。この種のテープ
供給装置では、テープおよびこのテープが巻き付けられ
た巻き取り軸からなるテープパッドは、巻き付け対象物
であるケーブル接続部の回りを公転し、また、この公転
に応じてテープの繰り出しを許すように、巻き取り軸の
回りを自転する。

【０００３】このテープの繰り出しに際し、テープの残
量に応じてテープの繰り出し抵抗を可変とし、一定の張
力でのテープの巻き付けを可能とするためのテープ張力
調整手段がテープ供給装置に組み込まれている。特開平
５−３０１６８４号公報には、本願発明者によって提案
されたテープ張力調整手段を組み込んだテープ供給装置
が開示されている。この調整機構によれば、テープパッ
ドに関連してブレーキドラムが設けられ、このブレーキ
ドラムに押し付けられるブレーキシューの押圧力を調整
することにより、テープの残量の減少に応じて繰り出し
回転抵抗を低減させることができ、これにより、一定の
張力でテープを巻き付けることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来のテープ張力調整手段は機械的な摩擦力に依存し
ており、制動面の状態が変化すると制動力が変化する。
そのため、一定の張力でテープを繰り出すには、制動面
の状態を所定の状態に維持するために、制動部であるブ
レーキシューの磨耗度合いを調べるための定期的な保守
点検が必要になる。そこで、本発明は、制動部の定期的
な保守点検を不要とし得るテープ張力調整手段を備える
テープ供給装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、基本的には、
テープ張力調整手段として、機械的な摩擦力を利用する
ことなく、磁気力を利用する。 〈構成〉本発明は、テープパッドと一体的に回転可能の
シャフトを突出させるハウジングおよび該ハウジングに
回転可能に設けられ、回転操作によりシャフトの回転抵
抗を可変とする調整リングを備える磁気ヒステリシス変
化を利用した回転抵抗可変調整器であってその調整リン
グまたはハウジングのいずれか一方がフレームに固定的
に支持された回転抵抗可変調整器と、テープパッドのテ
ープ巻き径を検出し、テープの繰り出しによるテープ巻
き径の減少に伴いテープパッドの繰り出し回転抵抗値を
低減させるために回転抵抗可変調整器のハウジングまた
は調整リングの他方を回転させる連動機構とを含むこと
を特徴とする。本発明に係るテープ供給装置では、回転
抵抗可変調整器は、ハウジングまたは調整リングのいず
れか一方でフレームに固定的に支持されおり、そのハウ
ジングまたは調整リングの他方が連動機構により回転操
作を受ける。回転抵抗可変調整器は、連動機構による回
転操作により、その内部の磁気ヒステリシスを変化さ
せ、これによりテープパッドの回転軸となるシャフトの
回転抵抗を変化させる。連動機構は、テープパッドのテ
ープ巻き径の減少に応じて、回転抵抗可変調整器の回転
抵抗を低減させるように、回転抵抗可変調整器調整を調
整することから、テープパッドの回転抵抗値は、テープ
巻き径の減少に応じて低減される。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
について詳細に説明する。図１は、本発明に係るテープ
供給装置の具体例を概略的に示す斜視図である。また、
図２は、本発明に係るテープ供給装置の縦断面図であ
る。本発明に係るテープ供給装置１０は、図１および図
２に示されているように、テープ巻き付け対象物である
例えば電力ケーブルの接続部の回りを回転する可動フレ
ーム１１に回転可能に装着されるテープパッド１２と、
このテープパッド１２に所定の回転抵抗を与えるための
回転抵抗可変調整器１３とを備える。テープパッド１２
は、巻き取り軸１４とこの巻き取り軸１４に巻き径すな
わち半径ｒの寸法で巻き取られた、例えばＴＭＪ用ポリ
エチレンテープ１５とを備える。回転抵抗可変調整器１
３は、いわゆるパーマネントマグネットブレーキと称さ
れる従来よく知られた磁気ブレーキの一種であり、円筒
形のハウジング１６と、ハウジング１６の端部から突出
するシャフト１７と、このシャフト１７の回転抵抗を調
整するための環状の調整リング１８とを備える。

【０００７】回転抵抗可変調整器１３の動作原理は、後
で説明するが、ハウジング１６および調整リング１８の
相対的な回転位置を変えることにより、シャフト１７の
回転抵抗を変えることができる。回転抵抗可変調整器１
３は、図示の例では図２に明確に示されているように、
シャフト１７が可動フレーム１１から突出するように、
その調整リング１８でねじ部材１８Ａを介して可動フレ
ーム１１に固定されている。可動フレーム１１から回転
可能に突出するシャフト１７の先端には、テープパッド
１２の巻き取り軸１４が一体的に回転するように、テー
プパッド１２が取り外し可能に装着されている。

【０００８】テープパッド１２および回転抵抗可変調整
器１３に関連して、連動機構１９が設けられている。連
動機構１９は、可動フレーム１１に回転可能に支承さ
れ、シャフト１７と平行に配置された軸部材２０と、軸
部材２０のテープパッド１２の側に位置する一端に、基
端部で固定された揺動アーム２１とを備える。揺動アー
ム２１の先端には、ポリエチレンテープ１５の巻き径部
分、すなわち、テープパッド１２の巻き取り軸１４に巻
き取られたポリエチレンテープ１５部分の最外周面に当
接可能の検出ローラ２２が回転可能に支承されている。
また、可動フレーム１１には、コイルスプリング２３の
一端が形成されるフック部２４が設けられており、コイ
ルスプリング２３の他端は、揺動アーム２１の先端部に
係止されている。このコイルスプリング２３の引っ張り
ばね力により、揺動アーム２１は、軸部材２０を揺動中
心として、先端に設けられた検出ローラ２２をテープパ
ッド１２の外方よりポリエチレンテープ１５の巻き径部
分に向けて押し付けるように、押圧力を受けている。こ
のコイルスプリング２３に代えて、ゴムのような弾性部
材を適宜採用することができる。

【０００９】従って、テープパッド１２からのポリエチ
レンテープ１５の繰り出しによってポリエチレンテープ
１５の巻き径ｒが低減すると、この巻き径ｒの低減に応
じて巻き径部分に接する検出ローラ２２が変位する。検
出ローラ２２の変位に応じて、揺動アーム２１の揺動軸
である軸部材２０が回転するが、この回転を回転抵抗可
変調整器１３に伝えるために、軸部材２０の他端には歯
車２５が固定されており、また回転抵抗可変調整器１３
のハウジング１６には、歯車２５に噛み合う従動歯車２
６が固定されている。

【００１０】検出ローラ２２の変位に応じて軸部材２０
が回転し、この軸部材２０に固定された歯車２５の回転
に伴って従動歯車２６が回転すると、この従動歯車２６
の回転によって、従動歯車２６が固定されたハウジング
１６が可動フレーム１１に固定された調整リング１８に
対して相対的に回転される。この回転操作によって、テ
ープパッド１２の回転軸となる回転抵抗可変調整器１３
のシャフト１７は、その回転抵抗を変化させる。

【００１１】図３は、回転抵抗可変調整器１３の動作原
理を示す概略図である。回転抵抗可変調整器１３は、図
３（Ａ）に示されているように、一対の環状磁石板２７
および２８と、両磁石板２７、２８間に配置された円形
のヒステリシス板２９とを備える。磁気ヒステリシス板
２９の中心部には、これと一体にシャフト１７が設けら
れている。両磁石板２７、２８は、相対的にシャフト１
７の回りに回転可能となるように配置されており、その
一方２７がハウジング１６に固定され、他方２８が調整
リング１８に固定されている。

【００１２】両磁石板２７および２８は、それぞれ、四
分の一円の領域が交互にＮ、Ｓの磁極となるように磁化
されている。両両磁石板２７および２８が互いに異磁極
を向かい合わせるようなハウジング１６と調整リング１
８との回転位置では、図３（Ｂ）に示されているよう
に、ヒステリシス板２９をその板厚方向へ磁束が通るよ
うに磁束回路が構成されている。そのため、ヒステリシ
ス板２９の磁束密度は比較的低くなり、このヒステリシ
ス板２９に固定されたシャフト１７の回転に対するトル
ク抵抗も低い。他方、両磁石板２７および２８が互いに
同磁極を向かい合わせるようなハウジング１６と調整リ
ング１８との回転位置では、図３（Ｃ）に示されている
ように、ヒステリシス板２９をその直径方向と平行な方
向へ磁束が通るように磁束回路が構成される。そのた
め、ヒステリシス板２９の磁束密度は比較的高くなるこ
とから、このヒステリシス板２９に固定されたシャフト
１７の回転に対するトルク抵抗も高くなる。従って、ハ
ウジング１６と調整リング１８との相対回転位置を変え
ることにより、シャフト１７の回転抵抗を可変とするこ
とができる。

【００１３】図４は、回転抵抗可変調整器１３の回転操
作に対するトルク特性曲線を示すグラフである。横軸は
調整目盛り、すなわちハウジング１６と調整リング１８
との相対回転角度を示し、縦軸はトルク抵抗すなわちシ
ャフト１７の回転に対するトルク抵抗を示す。特性曲線
３０の直線領域Ａ〜Ｂは、回転操作角度と、トルク抵抗
値との間に比例関係があることを示す。この特性は、シ
ャフト１７の回転数の変化の影響を受けることはない。
このような回転抵抗可変調整器１３として、例えば小倉
クラッチ株式会社のパーマヒストルクコントローラがあ
る。

【００１４】トクル特性曲線３０の直線領域における符
号Ｂで示される最大トルク抵抗値をテープの最大巻き径
に対応させ、最小巻き径を符号Ａで示される最小トルク
抵抗値をテープの最小巻き径に対応させるように、歯車
２５および従動歯車２６を適宜選択することにより、ポ
リエチレンテープ１５の巻き径ｒの低減に応じて、歯車
２５および従動歯車２６を介してハウジング１６と調整
リング１８との相対回転位置を変えることができ、これ
によりシャフト１７の回転抵抗を適正に漸減させること
ができる。

【００１５】本発明のテープ供給装置１０では、可動フ
レーム１１がテープ巻き付け対象物である電力ケーブル
の接続部の回りを回転すると、それに伴って可動フレー
ム１１に支持されたテープパッド１２も電力ケーブルの
回りを公転し、このときテープパッド１２は、回転抵抗
可変調整器１３のシャフト１７と一体的に自転しなが
ら、ポリエチレンテープ１５を繰り出す。

【００１６】このポリエチレンテープ１５の繰り出しに
際し、このテープ１５の巻き径ｒが大きいときは、ポリ
エチレンテープ１５の引き出し力Ｔによってテープパッ
ド１２に作用する回転モーメントも大きくなるが、この
大きなモーメント力に対抗して、回転抵抗可変調整器１
３によりテープパッド１２に比較的大きな回転抵抗
（Ｂ）が与えられる。

【００１７】また、テープ１５の繰り出しに伴うテープ
１５の巻き径ｒの低減に応じて、テープパッド１２に作
用するモーメント力は低減するが、巻き径ｒの低減に応
じて連動機構１９によりハウジング１６が回転され、こ
のハウジング１６の回転により回転抵抗可変調整器１３
のシャフト１７の回転抵抗が比較的小さな回転抵抗値
（Ａ）に向けて低減される。

【００１８】このことから、ポリエチレンテープ１５に
は、巻き径ｒの増減に拘わらずほぼ一定のバックテンシ
ョンを作用させることができる。しかも、回転抵抗可変
調整器１３は、磁気作用力によって回転抵抗を与えるこ
とから、機械的摩擦におけるような機械的摩擦面の状態
変化等によって回転抵抗力が変化することがないことか
ら、従来に比較してポリエチレンテープ１５をより均質
かつ均等に電気接続部に巻き付けることができる。従っ
て、この巻き付けられたポリエチレンテープ１５の架橋
処理により、耐圧性に一層優れた電気絶縁体を形成する
ことができる。また、回転抵抗可変調整器１３は制動の
ための機械的摩擦面を有しないことから、本発明のテー
プ供給装置１０は、従来のような頻繁な点検、保守作業
を必要とすることなく、所定の性能を長期にわたって発
揮する。

【００１９】連動機構１９として、歯車２５および従動
歯車２６からなる歯車組立体を備える例を示したが、こ
の歯車組立体に代えて、タイミングベルトあるいはチェ
ーン等の連結手段を適用することができる。また、テー
プパッド１２の巻き径ｒの検出手段として、検出ローラ
２２を用いた例を示したが、巻き径ｒを例えばフォトダ
イオード等を組み合わせた光−電気検出手段を適用する
ことができる。

【００２０】先に説明したところでは、本発明を電力ケ
ーブルのＴＭＪ用ポリエチレンテープ用テープ供給装置
について説明したが、これに限らず、本発明を例えば電
力ケーブルの絶縁テープの巻き付け、あるいは電力ケー
ブルの製造以外の種々のテープ供給装置に適用すること
ができる。

【００２１】

【発明の効果】以上に説明した本発明のテープ供給装置
では、連動機構により調整操作を受ける回転抵抗可変調
整器は、機械的な摩擦力に依存することなく、その磁気
的な作用力によって、テープ巻き径の低減に応じて回転
抵抗を低減する。従って、本発明によれば、ブレーキシ
ューのような制動のための機械的摩擦部分が不要になる
ことから、この機械的摩擦部の保守のための定期的な点
検が不要となる。さらに、制動が機械的摩擦に依存しな
いことから、摩擦面の変化による制動力の変化を生じる
ことはなく、磁気的な作用力により、常に安定した制動
力を発揮することから、テープに一様な張力を付与した
状態で、このテープを繰り出すことができ、これによ
り、均等かつ均質なテープ巻き作業が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るテープ供給装置を概略的に示す斜
視図である。

【図２】本発明に係るテープ供給装置の縦断面図であ
る。

【図３】本発明に係る回転抵抗可変抵抗器の原理を説明
するための概略図である。

【図４】本発明に係る回転抵抗可変抵抗器のトルク特性
曲線の一例を示すグラフである。

【符号の説明】

１０ テープ供給装置 １１ 可動フレーム １２ テープパッド １３ 回転抵抗可変調整器 １５ ポリエチレンテープ １６ ハウジング １７ シャフト １８ 調整リング １９ 連動機構 ２０ （軸部材）揺動軸 ２１ 揺動アーム ２５ 歯車 ２６ 従動歯車

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02G 15/08 B65H 23/182 B65H 77/00 H01B 13/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テープパッドと一体的に回転可能のシャ
   フトを突出させるハウジングおよび該ハウジングに回転
   可能に設けられ、回転操作により前記シャフトの回転抵
   抗を可変とする調整リングを備える磁気ヒステリシス変
   化を利用した回転抵抗可変調整器であって前記調整リン
   グまたは前記ハウジングのいずれか一方がフレームに固
   定的に支持された回転抵抗可変調整器と、前記テープパ
   ッドのテープ巻き径を検出し、テープの繰り出しによる
   前記テープ巻き径の減少に伴い前記テープパッドの繰り
   出し回転抵抗値を低減させるために前記ハウジングまた
   は前記調整リングの他方を回転させる連動機構とを含む
   テープ供給装置。
2. 【請求項２】 前記連動機構は、前記テープパッドの外
   方より前記テープの巻き径部分に向けて押圧される揺動
   アームと、該揺動アームの揺動軸に固定され前記揺動ア
   ームの揺動運動に応じて回転する歯車と、前記ハウジン
   グまたは前記調整リングの前記他方と一体的に回転し、
   前記歯車に噛み合う従動歯車とを備える請求項１に記載
   のテープ供給装置。