JP4361616B2 - エレクトロダイナミック式の可動コイル型発信器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレクトロダイナミック式の可動コイル型発信器であって、該可動コイル型発信器の可動コイルが、少なくとも１つのダイヤフラムにその中心で支承されている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エレクトロダイナミック式の可動コイル型発信器は、たとえば糸引張力センサとして使用される。欧州特許第０５３１７５３号明細書に基づき、繊維機械においてボビンに巻き取られる糸の糸引張力を測定するための、このような形式の装置が公知である。エレクトロダイナミック式の可動コイル型発信器は、高速で走行する糸に加えられる糸引張力を測定するために特に適している。なぜならば、このような可動コイル型発信器を用いると、高周波数の糸引張力変動をも検出することができるからである。
【０００３】
測定フィーラ、ひいては可動コイルに加えられる圧力の高周波数の変動をできるだけ慣性なしに再現できるようにするためには、可動コイルが少なくとも１つのダイヤフラムに支承されると有利である。可動コイルをダイヤフラムによって支承するための例は、上記欧州特許第０５３１７５３号明細書の実施例に基づき公知である。このダイヤフラムは一般に板状に形成されている。直線状の力・距離特性線を形成するためには、ダイヤフラムが、同心的に配置されたエンボス加工部または別の輪郭を備えていてよい。可動コイルは一般に所定の軸に同心的に装着されており、この軸はやはりダイヤフラムを同心的に通って案内されて、このダイヤフラムに固く結合されている。
【０００４】
可動コイル型発信器の小さな質量および小さな寸法に基づき、たとえば巻き取りたい糸において生じる力において、ダイヤフラムは極めて薄く、たとえば１／１０ｍｍよりも薄く形成されているので、ダイヤフラムは不適切な取扱いに対して敏感である。たとえば同心的に配置された複数のエンボス加工部を備えたダイヤフラムにおいて、１つのエンボス加工部がその隆起した側から局所的に圧入されると、一般にダイヤフラムの弾性率は、この欠陥を補償するためには不十分となる。このような変形は維持されて、ダイヤフラムの規定の振動可能性を妨げてしまう。
【０００５】
ダイヤフラムを保護するためにダイヤフラムをカバーすることは、必ずしも可能でない。特に繊維機械における使用では、走行する糸にプローブを支持するダイヤフラムのカバーは不可能である。なぜならば、ダイヤフラムとカバーとの間に風綿に基づきダスト堆積物が形成されて、ダイヤフラムの機能を損なうおそれがあるからである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭で述べた形式のエレクトロダイナミック式の可動コイル型発信器を改良して、可動コイルが支承されているダイヤフラムの確実な機能性が得られるような、エレクトロダイナミック式の可動コイル型発信器を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、ダイヤフラムの、可動コイルに面した側で、可動コイル型発信器のハウジングに、ダイヤフラムに対して小さな間隔をおいて支持体が配置されており、該支持体の、ダイヤフラムに面した側が、前記支持体に向かって行われるダイヤフラムの最大可能な測定変位におけるダイヤフラムの、前記支持体に面した側の輪郭にほぼ適合された輪郭を有しているようにした。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、ダイヤフラムの背後の支持体が、ダイヤフラムの変形を有効に阻止する。支持体の、ダイヤフラムに面した側が、前記支持体に向かって行われるダイヤフラムの最大可能な測定変位におけるダイヤフラムの、前記支持体に面した側の輪郭の経過にほぼ適合された輪郭を有していることに基づき、ダイヤフラムの機能を損なう残留変形が生じるようにダイヤフラムを変形させることは不可能となる。
【０００９】
ダイヤフラムと支持体との間の間隔は少なくとも、支持体に向かって行われるダイヤフラムの最大測定変位においてダイヤフラムが支持体にまだ接触しないような大きさに形成されている。これにより、可動コイル型発信器の規定の機能は損なわれない。他面において、この最大測定変位を超える如何なるダイヤフラム負荷も支持体によって受け止められ、ひいては阻止される。ダイヤフラムの最大可能な測定変位における支持体とダイヤフラムとの間の間隔は、たとえば０．３〜０．１ｍｍである。さらに、規定の測定過程時におけるダイヤフラムと支持体との間の間隔は、高周波数測定時に振動するダイヤフラムが支持体に接触しないような大きさに設定されている。このような接触は測定過程を損ない、測定結果を誤める。
【００１０】
最適なダイヤフラム保護を得るためには、支持体の輪郭が、支持体に向かって行われるダイヤフラムの最大可能な測定変位におけるダイヤフラムの輪郭に対応して形成されているので、ダイヤフラムの最大測定変位の際にダイヤフラムの輪郭と支持体の輪郭との間には、ほぼ一定の間隔が生ぜしめられる。このような最小限の一定の間隔に基づき、規定の使用を超える如何なるダイヤフラム変位も、ダイヤフラムに残留損傷が生じないように阻止される。
【００１１】
このことは、特に同心的に配置された複数のエンボス加工部によって補強されるダイヤフラムにおいて重要となる。エンボス加工部は局所的な変形に対して特に敏感である。圧入されたエンボス加工部はダイヤフラムの機能を著しく損ない、それどころかダイヤフラムを不能にしてしまうおそれがある。支持体にエンボス加工部の対応輪郭を加工成形することにより、ダイヤフラムは規定外の変形時に支持体に完全に当接する。
【００１２】
本発明の有利な構成では、支持体が射出成形部分またはダイカスト部分として製造されていてよい。プラスチックから成る射出成形体または金属から成るダイカスト成形体は高い個数で寸法安定的にかつ安価に製造することができる。所要の輪郭はネガで、一度だけ成形工具に導入されるだけで済む。
【００１３】
本発明のさらに別の有利な構成では、支持体とダイヤフラムとが１つの構成ユニットにまとめられている。これによって、ダイヤフラムを可動コイル型発信器に挿入する際のセンタリング作業は不要となり、ダイヤフラムは、可動コイルを支持するプローブをダイヤフラムに接着する際に、不適切な取扱いに対して最適に保護されている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面につき詳しく説明する。
【００１５】
図１には、繊維機械において糸引張力センサとして使用されるエレクトロダイナミック式の可動コイル型発信器が示されている。ただし、本発明を理解する上で重要となる特徴的構成しか図示されていない。
【００１６】
糸引張力センサ１は繊維機械（図示しない）において、ケーシング２に組み込まれている。このケーシングは輪郭のみが図示されている。ケーシング２は糸引張力センサを、露出したフロント側を除いて取り囲んでいる。このフロント側は測定対象物、つまり走行する糸３に面している。ダイヤフラムはカバーされていない。なぜならば、カバーとダイヤフラムとの間に、ダイヤフラムの機能を損なうダストや風綿が沈積するおそれがあるからである。
【００１７】
ポット形のハウジング４は磁石システムの構成部分である。ハウジング４の内部には、中心に永久磁石５が配置されている。この永久磁石５は磁極板６を保持している。この磁極板６は可動コイル７によって環状に取り囲まれる。この可動コイル７はコイル支持体８によって保持される。このコイル支持体８は中心でダイヤフラム９に支承されている。このダイヤフラム９はリング１０に接着されてハウジング４を、糸３とは反対の側で閉鎖している。符号１１ａ，１１ｂにより、可動コイル７の接続部が示されている。可動コイル７の接続部１１ａ，１１ｂは制御装置（図示しない）に通じている。このような制御装置は、たとえば欧州特許第０５３１７５３号明細書に基づき公知である。
【００１８】
コイル支持体８は管体１２を支持している。この管体１２は磁極板６と、永久磁石５と、ハウジング４とに設けられた中心の孔１３を通って案内されていて、ハウジング４から突出している。管体１２の端部はプローブ１４を支持している。糸３はこのプローブ１４に乗り上げて走行する。プローブ１４は円形のダイヤフラム１５に結合されており、この場合、プローブ１４は中心でダイヤフラム中心点１５ｍに配置されている。ダイヤフラム１５の外周縁部１５ｒは、本発明による支持体１６の環状の端面１６ｓに接着されている。
【００１９】
前記両ダイヤフラム９，１５の形状は同一である。各ダイヤフラム９；１５は３つのエンボス加工部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ；１７ｄ，１７ｅ，１７ｆを有している。これらのエンボス加工部は同じ高さを有していて、同心的なリングを形成している。両ダイヤフラムは、これらのエンボス加工部がそれぞれ外方を向くように配置されている。
【００２０】
支持体１６は、ダイヤフラム１５に面した側に輪郭１８を有している。この輪郭１８はダイヤフラム１５の、支持体１６に面した側に設けられた輪郭１９の経過にほぼ対応している。支持体１６の輪郭１８は、特に前記エンボス加工部が不本意な点状の負荷を受けた場合にダイヤフラム１５を支持する役目を有している。これにより、エンボス加工部の圧入は回避される。エンボス加工部の特に点状の負荷は、特定の材料、たとえばポリカーボネートにおいては、屈曲個所を生ぜしめるおそれがある。このような屈曲個所はダイヤフラム表面の構造を破壊し、ひいてはダイヤフラムを使用不能にしてしまうおそれがある。さらに支持体１６は大面積の塑性変形や、糸引張力検査時における規定の変位を超える変形をも阻止する。弾性的に戻し変形可能な圧入しか生じない場合でも、ダイヤフラムが、接近可能なフロント側から圧入され、しかもこの変形を再び押し出すためにもはや裏側から接近可能でない場合には、ダイヤフラムが使用不可能となるおそれがある。
【００２１】
エレクトロダイナミック式の可動コイル型発信器がその機能を満たすようにするためには、プローブ１４が往復運動を実施できなければならない。すなわち、ダイヤフラムは検出したい測定値の領域で支承なく揺動できなければならない訳である。
【００２２】
この実施例では、糸３が矢印方向２０でプローブ１４に押圧される。図１には、ダイヤフラム１５が変位されていない位置で示されている。ダイヤフラム１５の最大測定変位は輪郭経過２１（破線で示す）により図１に書き込まれている。この最大測定変位時では、ダイヤフラム１５はまだ支持体１６の輪郭１８に接触してはならない。ダイヤフラム１５と、支持体１６の輪郭１８との間の間隔は、少なくとも０．１ｍｍであると有利である。この実施例では、図面を見易くする目的で、ダイヤフラム１５と支持体１６の輪郭１８との間の間隔が、実際の間隔よりもかなり拡大されて示されている。
【００２３】
図１から判るように、支持体１６の輪郭１８はダイヤフラム１５の輪郭１９にほぼ適合されていて、しかもダイヤフラム１５のダイヤフラム中心点１５ｍに向かって輪郭１８を後退させることにより、最大測定変位２１を考慮している。
【００２４】
支持体１６は、たとえばプラスチックから成る射出成形体から成っていてよい。なぜならば、輪郭１８の複雑な表面形状を簡単かつ廉価に射出成形体に再現することができるからである。エレクトロダイナミック式の可動コイル型発信器が組み付けられる前に、この射出成形体の縁部に既にダイヤフラム１５が接着固定されると、ダイヤフラム１５はプローブ１４の接着時および続いて行われる組付け時において、既に損傷に対して保護されているので有利である。
【００２５】
図２には、図１に比べて拡大した状態で、損傷されたダイヤフラム１５が示されている。図２から判るように、エンボス加工部１７ｂは局所的に圧入されてしまっている。このことは変形個所２２を生ぜしめる。このような変形は、たとえば指の爪またはねじ回しによって生ぜしめられ、エンボス加工部の圧入時に、しばしば屈曲個所２３をも生ぜしめる。このような屈曲個所２３は材料の破壊を招く。このような場合、ダイヤフラムは機能不可能となる。ダイヤフラムは対象物の衝突時に、この対象物が既に衝突時にそのシャープな輪郭に基づきダイヤフラムを破壊しない限りは従動するので、本発明による支持体は損傷を防止する確実な手段を提供する。なぜならば、この支持体は従動するダイヤフラムを受け止めて、支持するからである。これにより、引き続き行われる撓みまたは局所的な変形が阻止され、ひいては変形個所が阻止される。
【００２６】
図３には、図１の一部が拡大されて示されており、この場合、ダイヤフラム１５は支持体１６と共に、組込み準備のできた１つの構成ユニットにまとめられている。プローブ１４は既にダイヤフラム１５のダイヤフラム中心点１５ｍに接着されている。
【００２７】
図１および図３には、支持体１６の輪郭１８の理想的経過が示されている。エンボス加工部を保護する機能は、既に、それぞれ最も高い危険にさらされた最も外側の２つのエンボス加工部の背後に配置された、段付けされた２つの同心的なウェブを備えた、段付けされた厚さを有する板によっても満たされる。このような実施例は図４に示されている。図４に示した実施例では、前記実施例に比べて同一の構成部分は同じ符号を備えている。図４に示した実施例では、ダイヤフラム１５がリング１１０の端面１１０ｓに接着されている。このリング１１０は寸法および形状に関して、ダイヤフラム９が接着されているリング１０と合致している。ポット形のハウジング４の底部の端面には、板１１６が支持体として接着されている。この板１１６はその周面でリング１１０によってセンタリングされている。板１１６はダイヤフラム１５に面した輪郭１１８に、互いに異なる厚さを有する２つの区域１１８ａ，１１８ｂを有している。この厚さは、最大測定変位時におけるダイヤフラム１５の輪郭経過を考慮している。損傷および圧入の危険が最も高いエンボス加工部１７ａ，１７ｂを支持するためには、環状の条片１１８ｘ，１１８ｙが働く。この条片の高さはやはり最大測定変位に関して、段付けされた高さを有している。
【００２８】
この支持体１１６に比べて前記実施例で使用される支持体１６の利点は次の点に認められる。すなわち、支持体１６の場合にはダイヤフラム１５が支持体に面接触することができるが、それに対して支持体１１６の場合にはダイヤフラムがエンボス加工部の山部と谷部とに環状に支持されるに過ぎない。しかし支持体１１６は複雑な形状付与を必要とせず、したがって簡単に製造することができる。このことは特に小さな個数においては有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】糸引張力センサとして形成された本発明によるエレクトロダイナミック式の可動コイル型発信器の断面図である。
【図２】圧入されたエンボス加工部を有する、損傷されたダイヤフラムの断面図である。
【図３】構成ユニットとして形成された、ダイヤフラムを備えた支持体の断面図である。
【図４】本発明の別の実施例による支持体の断面図である。
【符号の説明】
１ 糸引張力センサ、 ２ ケーシング、 ３ 糸、 ４ ハウジング、 ５永久磁石、 ６ 磁極板、 ７ 可動コイル、 ８ コイル支持体、 ９ ダイヤフラム、 １０ リング、 １１ａ，１１ｂ 接続部、 １２ 管体、 １３ 孔、 １４ プローブ、 １５ ダイヤフラム、 １５ｍ ダイヤフラム中心点、 １５ｒ 外周縁部、 １６ 支持体、 １６ｓ 端面、 １７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅ，１７ｆ エンボス加工部、 １８，１９ 輪郭、２０ 矢印方向、 ２１ 輪郭経過もしくは最大測定変位、 ２２ 変形個所、 ２３ 屈曲個所、 １１０ リング、 １１６ 板、 １１８ａ，１１８ｂ区域、 １１８ｘ，１１８ｙ 条片

Claims (4)

1. 繊維機械の走行する糸（３）における糸引張力を監視するための糸引張力センサ（１）として使用される、エレクトロダイナミック式の可動コイル型発信器であって、該可動コイル型発信器の可動コイル（７）が、互いに間隔を置いて配置された２つのダイヤフラム（９，１５）に支承されており、走行する糸（３）のためのプローブ（１４）に隣接した方のダイヤフラム（１５）が、そのフロント側から接近可能である形式のものにおいて、
   −走行する糸（３）のためのプローブ（１４）に隣接した方のダイヤフラム（１５）が、同心的に配置された複数のエンボス加工部（１７ａ，１７ｂ，１７ｃ）を有しており、
   −走行する糸（３）のためのプローブ（１４）に隣接した方のダイヤフラム（１５）の、可動コイル（７）に面した側に、該ダイヤフラム（１５）に対して小さな間隔をおいて支持体（１６；１１６）が配置されており、
   −該支持体（１６；１１６）の、前記ダイヤフラム（１５）に面した側が、該ダイヤフラム（１５）の、前記支持体（１６；１１６）に面した側の輪郭（１９）にほぼ適合されており、
   −前記支持体（１６；１１６）に向かって行われる前記ダイヤフラム（１５）の測定時最大変位（２１）の際にも前記ダイヤフラム（１５）が前記支持体（１６；１１６）の輪郭（１８；１１８）に接触しないような大きさに、前記ダイヤフラム（１５）と前記支持体（１６；１１６）との間の間隔が設定されている
   ことを特徴とする、エレクトロダイナミック式の可動コイル型発信器。
2. 走行する糸（３）のためのプローブ（１４）に隣接した方のダイヤフラム（１５）の測定時最大変位（２１）の際に前記支持体（１６；１１６）の輪郭（１８）と、前記ダイヤフラム（１５）の対応する輪郭（１９）との間にほぼ一定の間隔が生じるように、前記支持体（１６；１１６）と前記ダイヤフラム（１５）との間の間隔ならびに前記支持体（１６；１１６）の輪郭（１８）が設定されている、請求項１記載のエレクトロダイナミック式の可動コイル型発信器。
3. 走行する糸（３）のためのプローブ（１４）に隣接した方のダイヤフラム（１５）の測定時最大変位の際に、該ダイヤフラム（１５）の輪郭（１９）と、前記支持体（１６）の対応する輪郭（１８）との間に、少なくとも０．１ｍｍの間隔が形成されている、請求項２記載のエレクトロダイナミック式の可動コイル型発信器。
4. 前記支持体（１６；１１６）が、射出成形部分またはダイカスト部分である、請求項１から３までのいずれか１項記載のエレクトロダイナミック式の可動コイル型発信器。

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