JP7167632B2 - 線状体の繰り出し装置 - Google Patents

Description

本発明は、線状体の繰り出し装置に関する。

特許文献１には、線状体が巻かれたボビンから繰り出しローラ（繰り出し用プーリ）を介して線状体を繰り出す線状体の繰り出し装置が記載されている。繰り出しローラは、ボビンから繰り出される線状体のパスラインの移動に従動して、パスラインを中心に揺動可能（首振り可能）に構成されている。この揺動により、繰り出しローラの入線側が、ボビンから繰り出しローラへの線状体のパスラインの方向に指向する。

特許文献２には、軸線方向に往復移動可能なボビンの外周に巻かれた線状体を繰り出す方法が記載されている。上記方法は、ボビンの近傍における線状体の繰り出し側に、ボビンの軸線に沿って所定の間隔をおいて二つの非接触型センサが設置され、一方の非接触型センサを線状体が横切るとこれを検知し、他方の非接触型センサ側にボビンを移動させることが記載されている。

特開２００４－１７２０１５号公報 特開平２－８１８７２号公報

特許文献１では、ボビンから繰り出しローラへの線状体のパスラインの方向に指向するように、繰り出しローラが振り子のように揺動する。このため、ボビンからの線状体の繰り出し位置がボビンの鍔際付近になると繰り出しローラの傾きの角度が大きくなり、特にボビンへの線状体の巻きが良くない場合などにおいて、繰り出しローラから線状体が外れるおそれがある。

また、特許文献２では、ボビンが軸線方向に往復移動可能な構成となっているが、非接触型センサの位置および繰り出しローラ（案内ロール）の位置は移動しない。このため、非接触型センサを線状体が横切るようなボビンの鍔際付近では、線状体が繰り出しローラに対して垂直に入らないので繰り出しローラから線状体が外れるおそれがある。

以上のように、線状体の繰り出し装置において、繰り出しローラから線状体が外れると、線状体が断線するおそれがある。

そこで、本発明は、ボビンからの線状体の繰り出し位置がボビンの鍔際付近などであるときに、線状体が繰り出しローラから外れることを防止し、線状体の断線を抑制できる線状体の繰り出し装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る線状体の繰り出し装置は、
線状体が巻かれたボビンから繰り出される線状体をガイドする繰り出しローラを含む繰り出しローラユニットと、
前記繰り出しローラユニットを前記ボビンの軸線方向に前記ボビンに対して相対的に往復移動させる往復移動機構と、
前記ボビンの軸線方向における前記線状体の繰り出し位置を検知する線位置センサと、
前記線位置センサによって検知された前記線状体の繰り出し位置に基づいて、前記繰り出しローラへの前記線状体の入線角度を一定に維持するように、前記往復移動機構を制御する制御部と、を備える。

上記発明に係る線状体の繰り出し装置によれば、ボビンからの線状体の繰り出し位置がボビンの鍔際付近などであるときに、線状体が繰り出しローラから外れることを防止し、線状体の断線を抑制することができる。

本発明の第一実施形態に係る線状体の繰り出し装置を示す構成図である。 本発明の第二実施形態に係る線状体の繰り出し装置を示す構成図である。 従来の線状体の繰り出し装置における振り子式ローラの構成を示す図である。

（本発明の実施形態の説明）
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
本発明の一態様に係る線状体の繰り出し装置は、
（１）線状体が巻かれたボビンから繰り出される線状体をガイドする繰り出しローラを含む繰り出しローラユニットと、
前記繰り出しローラユニットを前記ボビンの軸線方向に前記ボビンに対して相対的に往復移動させる往復移動機構と、
前記ボビンの軸線方向における前記線状体の繰り出し位置を検知する線位置センサと、
前記線位置センサによって検知された前記線状体の繰り出し位置に基づいて、前記繰り出しローラへの前記線状体の入線角度を一定に維持するように、前記往復移動機構を制御する制御部と、を備える。
上記構成によれば、ボビンからの線状体の繰り出し位置が変わっても、繰り出しローラへの線状体の入線角度が一定に維持されるので、ボビンからの線状体の繰り出し位置がボビンの鍔際付近などであっても、線状体が繰り出しローラから外れることを防止することができる。これにより、線状体の断線を抑制することができる。

（２）前記繰り出しローラは、
前記ボビンから繰り出される前記線状体に従動して揺動可能なローラであってもよい。
上記構成によれば、繰り出しローラへの線状体の入線角度が僅かにずれても、繰り出しローラが線状体に従動して揺動し、入線角度が一定になるように微調整することができる。

（３）前記線位置センサは、
前記ボビンから前記繰り出しローラへと走行する線状体の、前記ボビンの軸線方向における前記繰り出しローラに対する相対位置を前記線状体に非接触に測定するセンサであってもよい。
上記構成によれば、線位置センサが、線状体に非接触に測定するセンサであるので、線状体がセンサに接触して線状体に外傷等が発生することを防ぐことができる。

（４）前記線位置センサは、
前記繰り出しローラが揺動した角度を検知するセンサであってもよい。
上記構成によれば、繰り出しローラの揺動の角度を検知して、繰り出しローラへの線状体の入線角度を一定に維持するように制御することができる。

（５）前記往復移動の方向が前記繰り出しローラユニットから前記線状体が出線する方向であり、
前記繰り出しローラユニットは、
前記繰り出しローラよりも前記線状体の出線側に、前記線状体の張力変動を吸収するダンサローラが設けられていてもよい。
上記構成によれば、繰り出しローラユニットの往復移動の折り返し時に線状体の張力が変動するが、ダンサローラによってこの張力変動を吸収することができる。

（本発明の実施形態の詳細）
本発明の実施形態に係る線状体の繰り出し装置の具体例を、図面を参照しつつ説明する。
なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

（第一実施形態）
線状体の繰り出し装置は、例えば、サプライボビンに巻かれた線状体を巻取りボビンに巻き替える際などにおいて、サプライボビンから繰り出される線状体をガイドするための装置として使用される。サプライボビンに巻かれている線状体としては、例えば、線引き後に巻き取られた光ファイバを挙げることができる。

図１は、本発明の第一実施形態に係る線状体の繰り出し装置の一例を示す概略構成図である。図１に示すように、線状体の繰り出し装置１は、繰り出しローラユニット１０と、往復移動機構２０と、線位置センサ３０と、制御部４０と、を備えている。

サプライボビン５０は、胴部５０ａとその両端に鍔部５０ｂを有している。胴部５０ａには、光ファイバＧが巻き付けられている。サプライボビン５０は、軸線方向Ｘを中心として回転可能に設置されている。

繰り出しローラユニット１０は、サプライボビン５０から繰り出される光ファイバＧを一定の方向から繰り出させるためのユニットである。繰り出しローラユニット１０は、サプライボビン５０の軸線方向Ｘへサプライボビン５０に対して相対的に往復移動（矢印Ａ１，Ａ２方向への移動）することができるように構成されている。繰り出しローラユニット１０は、繰り出しローラ１１と、ガイドローラ１２と、ダンサローラ１３と、を有している。繰り出しローラ１１、ガイドローラ１２、およびダンサローラ１３は、繰り出しローラユニット１０と共にサプライボビン５０の軸線方向Ｘへ移動する。

繰り出しローラ１１は、サプライボビン５０から繰り出されてくる光ファイバＧを、後段に配置されているガイドローラ１２に向けてガイドするローラである。繰り出しローラ１１は、光ファイバＧをガイドするための、例えば、Ｖ字型の溝部１１ｂを鍔部１１ａ間に有している。繰り出しローラ１１の回転軸Ｃ１は、サプライボビン５０の軸線方向Ｘと平行になるように設置される。

繰り出しローラ１１は、サプライボビン５０から繰り出される光ファイバＧの動きに従動して揺動することができるように構成されている。例えば、繰り出しローラ１１は、サプライボビン５０の軸線方向Ｘに光ファイバＧの繰り出し位置が移動するに伴って、光ファイバＧの繰り出し位置に繰り出しローラ１１の溝部１１ｂが向くように回転軸Ｃ１が揺動する。

ガイドローラ１２は、繰り出しローラ１１から送られてきた光ファイバＧを、後段に配置されているダンサローラ１３に向けてガイドするローラである。ガイドローラ１２は、その鍔部１２ａの径方向（鍔面内方向）がサプライボビン５０から光ファイバＧが繰り出される方向に略平行で、その回転軸Ｃ２とサプライボビン５０の軸線方向Ｘとが略直交する関係となるような向きで配置されている。

ダンサローラ１３は、ガイドローラ１２から送られてきた光ファイバＧの張力変動を吸収することが可能なローラである。ダンサローラ１３は、上述したガイドローラ１２の向きと同じ向きで配置されている。ダンサローラ１３は、張力調整された光ファイバＧを繰り出しローラユニット１０から後段に向けて出線する。繰り出しローラユニット１０から光ファイバＧが出線される方向は、繰り出しローラユニット１０の往復移動の方向に一致する。ダンサローラ１３は、繰り出しローラ１１よりも光ファイバＧの出線側に配置されている。

往復移動機構２０は、繰り出しローラユニット１０に電気的に接続されている。往復移動機構２０は、繰り出しローラユニット１０をサプライボビン５０の軸線方向Ｘへサプライボビン５０に対して相対的に往復移動させることが可能である。

線位置センサ３０は、サプライボビン５０の軸線方向Ｘにおける光ファイバＧの繰り出し位置を検知することが可能なセンサである。線位置センサ３０は、サプライボビン５０から繰り出しローラ１１へと走行する光ファイバＧの、サプライボビン５０の軸線方向Ｘにおける繰り出しローラ１１に対する相対位置を光ファイバＧに非接触に測定する。線位置センサ３０は、軸線方向Ｘにおけるレーザー光の幅が例えば１５ｍｍ程度の発光部と受光部とを備え、受光部で受光される幅方向のレーザー光量の受光分布を測定する。線位置センサ３０は、測定された受光分布に基づいて、光ファイバＧの繰り出し位置を検知する。

線位置センサ３０は、サプライボビン５０から繰り出された光ファイバＧが繰り出しローラ１１の溝部１１ｂに入線される手前に設けられている。また、線位置センサ３０は、繰り出しローラユニット１０が往復移動する方向（矢印Ａ１，Ａ２の方向）および光ファイバＧが繰り出しローラ１１に入線する方向に直交する方向に、発光部と受光部とが光ファイバＧを間に挟むようにして設けられている。本例では、線位置センサ３０は、繰り出しローラユニット１０に設けられている。線位置センサ３０は、繰り出しローラユニット１０と共にサプライボビン５０の軸線方向Ｘへ移動する。

制御部４０は、線位置センサ３０と往復移動機構２０とに電気的に接続されている。制御部４０は、線位置センサ３０によって検知された光ファイバＧの繰り出し位置に基づいて、繰り出しローラ１１への光ファイバＧの入線角度を一定に維持するように、往復移動機構２０を制御する。

次に、線状体の繰り出し装置１の動作を説明する。
サプライボビン５０から繰り出された光ファイバＧは、繰り出しローラ１１の溝部１１ｂに入線される。サプライボビン５０からの光ファイバＧの繰り出し位置は、光ファイバＧの繰り出しに伴ってサプライボビン５０の軸線方向Ｘに、両端の鍔部５０ｂ間、すなわち胴部５０ａの長さだけ移動する。

線位置センサ３０は、受光部で受光されるレーザー光量の受光分布を測定し、測定された受光分布に基づいて、レーザー光が光ファイバＧによって遮られている位置を特定し、光ファイバＧの位置を検知する。線位置センサ３０は、検知された光ファイバＧの繰り出し位置を制御部４０へ送信する。

制御部４０は、検知された光ファイバＧの繰り出し位置に基づいて、繰り出しローラユニット１０における繰り出しローラ１１の位置が、入線される光ファイバＧに対してどの方向（矢印Ａ１の方向または矢印Ａ２の方向）にどれだけずれているか算出する。制御部４０は、算出されたずれ量に基づいて、そのずれをなくすために繰り出しローラ１１の位置を移動させる移動量を算出する。例えば、制御部４０は、線位置センサ３０を通過する光ファイバＧの位置が受光分布の中央部（レーザー光の幅の中央位置）となるように移動量を算出する。制御部４０は、算出された移動量を往復移動機構２０に送信する。

往復移動機構２０は、算出された移動量に基づいて、繰り出しローラユニット１０を矢印Ａ１の方向または矢印Ａ２の方向、すなわちサプライボビン５０の軸線方向Ｘへ移動させる。

また、例えば、サプライボビン５０の鍔部５０ｂ付近では光ファイバＧが直前に巻き取られた隣接ファイバの上に乗り上げることがあり、その場合にはサプライボビン５０から繰り出される光ファイバＧの繰り出し位置が不規則に変化することがある。これに対して、繰り出しローラ１１は、溝部１１ｂがその不規則な光ファイバＧの繰り出し位置に向くように回転軸Ｃ１を揺動させてその傾き角度を僅かに変化させることが可能である。

このようにして、繰り出しローラ１１への光ファイバＧの入線角度が繰り出しローラ１１の溝部１１ｂに対して垂直に入線されるように制御される。すなわち、繰り出しローラ１１への光ファイバＧの入線角度が繰り出しローラユニット１０の移動方向（サプライボビン５０の軸線方向Ｘ）に対して垂直となるように制御される。

次に比較例として、従来の線状体の繰り出し装置について図３を参照して説明する。図３は、従来の線状体の繰り出し装置で使用されている振り子式の繰り出しローラの一例を示す構成図である。
図３に示すように、比較例の繰り出しローラ２１１は、軸線方向Ｘに移動せずに、繰り出しローラ２１１の溝部２１１ｂが光ファイバＧの繰り出し位置に向くように回転軸Ｃが揺動する。

例えば、サプライボビン２５０が大型化して、その胴部２５０ａの長さ（軸線方向Ｘの長さ）が長くなると、繰り出しローラ２１１が揺動する角度θも大きくなる。このため、サプライボビン２５０から繰り出された光ファイバＧが繰り出しローラ２１１の鍔部２１１ａを乗り越えて溝部２１１ｂから外れる虞がある。

これに対して、上記第一実施形態に係る線状体の繰り出し装置１によれば、サプライボビン５０からの光ファイバＧの繰り出し位置が移動しても、その繰り出し位置を線位置センサ３０によって検知する。そして、検知された繰り出し位置に基づいて、繰り出しローラユニット１０の位置を制御することができる。このため、繰り出しローラ１１への光ファイバＧの入線角度を一定に維持することができる。例えば、光ファイバＧの繰り出し位置がサプライボビン５０の鍔際付近に移動しても、光ファイバＧが繰り出しローラ１１の溝部１１ｂから外れることを防止することができる。したがって、例えば、光ファイバＧを巻取りボビンに巻き替える場合など、光ファイバＧの繰り出し時における断線を抑制することができる。
特に線状体を繰り出す速度が大きい場合、サプライボビン５０からの光ファイバＧの繰り出し位置の変化が速くなるため、本発明の適用が好ましい。例えば、繰り出し速度１０００ｍ／分以上の速度で繰り出す際は、本発明を適用することで、光ファイバＧの繰り出し時における断線をより確実に抑制することができる。

また、繰り出しローラ１１が、サプライボビン５０から繰り出される光ファイバＧに従動して揺動可能に構成されている。このため、繰り出しローラ１１への光ファイバＧの入線角度が所定の角度から僅かにずれても、繰り出しローラ１１が従動して揺動し、入線角度が一定になるように微調整することができる。

また、線位置センサ３０が、サプライボビン５０から繰り出される光ファイバＧの位置を光ファイバＧに非接触に測定するように構成されている。このため、光ファイバＧがサプライボビン５０から繰り出される際に、線位置センサ３０に接触して光ファイバＧに外傷等が発生することを防ぐことができる。

また、繰り出しローラ１１よりも光ファイバＧの出線側にダンサローラ１３が設けられているので、例えば、繰り出しローラユニット１０の往復移動の折り返し時に光ファイバＧの張力が変動しても、ダンサローラ１３によってこの張力変動を吸収することができる。

（第二実施形態）
図２を参照して、本発明の第二実施形態に係る線状体の繰り出し装置について説明する。なお、上記の第一実施形態に係る線状体の繰り出し装置１と同様の構成については同じ符号を付しその説明を省略する。

図２は、第二実施形態に係る線状体の繰り出し装置の一例を示す概略構成図である。図２に示すように、線状体の繰り出し装置１００は、繰り出しローラユニット１０と、往復移動機構２０と、線位置センサ１３０と、制御部４０と、を備えている。

線状体の繰り出し装置１００は、サプライボビン５０の軸線方向Ｘにおける光ファイバＧの繰り出し位置を検知するセンサとして、光ファイバＧの位置を測定する線位置センサ３０に替えて、繰り出しローラ１１が揺動した角度を検知することが可能な線位置センサ１３０を備えている点で、第一実施形態の線状体の繰り出し装置１と相違する。

線位置センサ１３０は、例えば、繰り出しローラ１１の側部に、鍔部１１ａの外側面に対向するように設けられている。線位置センサ１３０は、対象物までの距離を測定することが可能な、例えば、光学式変位センサ、超音波変位センサ等である。線位置センサ１３０は、対向する鍔部１１ａの外側面との距離を測定することにより、繰り出しローラ１１が揺動した角度を検知する。線位置センサ１３０は、検知した揺動角度に基づいて、サプライボビン５０の軸線方向Ｘにおける光ファイバＧの繰り出し位置を検知する。本例では、線位置センサ１３０は、繰り出しローラ１１の鍔部１１ａにおけるサプライボビン５０に近い側の端部までの距離を測定している。

繰り出しローラ１１の回転軸Ｃ１がサプライボビン５０の軸線方向Ｘと平行になっているときの鍔部１１ａの外側面との距離を基準距離として、線位置センサ１３０は、繰り出しローラ１１の揺動角度を検知する。本例において、線位置センサ１３０は、例えば、測定された距離が基準距離よりも短い場合、繰り出しローラ１１が手前側に揺動していると検知し、測定された距離が基準距離よりも長い場合、繰り出しローラ１１が奥側に揺動していると検知する。線位置センサ１３０は、検知した揺動角度に基づいて、サプライボビン５０の軸線方向Ｘにおける光ファイバＧの繰り出し位置を検知するとともに、検知された繰り出し位置を制御部４０へ送信する。

制御部４０は、検知された光ファイバＧの繰り出し位置に基づいて、繰り出しローラ１１の揺動角度が予め設定されている揺動範囲から外れているか否か判別する。揺動範囲から外れていると判別された場合、制御部４０は、線位置センサ１３０から鍔部１１ａの外側面までの距離を基準距離にするために、繰り出しローラ１１の位置を移動させる移動量を算出する。制御部４０は、算出された移動量を往復移動機構２０に送信する。これ以降の動作は第一実施形態と同様である。

なお、線位置センサ１３０は、繰り出しローラユニット１０に設けられており、繰り出しローラユニット１０と共にサプライボビン５０の軸線方向Ｘ（矢印Ａ１，Ａ２方向）へ移動する。

上記第二実施形態に係る線状体の繰り出し装置１００によれば、サプライボビン５０からの光ファイバＧの繰り出し位置が移動しても、線位置センサ１３０によって繰り出しローラ１１の揺動角度を検知することにより光ファイバＧの繰り出し位置を検知することができる。このため、検知された繰り出し位置に基づいて、繰り出しローラユニット１０の位置を制御することができ、繰り出しローラ１１への光ファイバＧの入線角度を一定に維持することができる。したがって、第一実施形態と同様に、光ファイバＧが繰り出しローラ１１の溝部１１ｂから外れることを防止することができる。

以上、本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。また、上記説明した構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等に変更することができる。

上記実施形態では、線位置センサ３０、１３０が繰り出しローラユニット１０と共に往復移動するように構成されているが、これに限定されない。例えば、繰り出しローラユニット１０の外部に設けたカメラ、距離センサ等で線位置センサを構成し、この外部の線位置センサにより光ファイバＧの繰り出し位置を検出するようにしてもよい。
また、本発明は線位置センサによって検知された線状体の繰り出し位置に基づいて、繰り出しローラへの線状体の入線角度を一定に維持するように、繰り出しローラユニットの位置を制御するが、入線角度が一定の範囲内に入るように制御する構成も含む。例えば、繰り出しローラは線状体をガイドするためのＶ字型の溝部を有し、線位置センサによって検知された線状体の繰り出し位置に基づいて、繰り出しローラへの線状体の入線角度を、溝部の角度の半分の範囲内に維持するように、繰り出しローラユニットの位置を制御するといった構成も含む。

１，１００：線状体の繰り出し装置
１０：繰り出しローラユニット
１１：繰り出しローラ
１１ａ：鍔部
１１ｂ：溝部
１３：ダンサローラ
２０：往復移動機構
３０，１３０：線位置センサ
４０：制御部
５０：サプライボビン
Ｃ１：回転軸
Ｇ：光ファイバ
Ｘ：サプライボビン５０の軸線方向

Claims (3)

1. 線状体が巻かれたボビンから繰り出される線状体をガイドする繰り出しローラを含む繰り出しローラユニットと、
   前記繰り出しローラユニットを前記ボビンの軸線方向に前記ボビンに対して相対的に往復移動させる往復移動機構と、
   前記ボビンの軸線方向における前記線状体の繰り出し位置を検知する線位置センサと、
   前記線位置センサによって検知された前記線状体の繰り出し位置に基づいて、前記繰り出しローラへの前記線状体の入線角度を一定に維持するように、前記往復移動機構を制御する制御部と、
   を備え、
   前記繰り出しローラは、前記ボビンから繰り出される前記線状体に従動して揺動可能なローラであり、
   前記線位置センサは、前記繰り出しローラの側部に、前記繰り出しローラの鍔部の外側面に対向するように設けられ、前記線位置センサから前記鍔部の外側面までの距離を測定することにより、前記繰り出しローラが揺動した角度を検知する、
   線状体の繰り出し装置。
2. 前記線位置センサは、
   前記ボビンから前記繰り出しローラへと走行する線状体の、前記ボビンの軸線方向における前記繰り出しローラに対する相対位置を前記線状体に非接触に測定するセンサである、請求項１に記載の線状体の繰り出し装置。
3. 前記往復移動の方向が前記繰り出しローラユニットから前記線状体が出線する方向であり、
   前記繰り出しローラユニットは、
   前記繰り出しローラよりも前記線状体の出線側に、前記線状体の張力変動を吸収するダンサローラが設けられている、
   請求項１または請求項２に記載の線状体の繰り出し装置。

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