JPH06211429A - 張力付加装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】張力変動が少ない張力の付加装置を提供する。 【構成】線条材などの長尺物２に張力を作用させる張力
付加装置であり、長尺物２を入口支持体１２と出口支持
体１３とで支持し、これら入口支持体１２と出口支持体
１３で支持された区間の長尺物２を箱体１１内に導く。
箱体１１内を長尺物２を境界とする内部空間１４と外部
空間１５とに仕切り、内部空間１４と外部空間１５との
少なくとも何れか一方に空気などの圧力流体を作用させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば光ファイバ等の
線材や条材などの長尺物をサプライドラムから供給した
り、巻取ドラムに巻き取る際に、線材や条材に加わる張
力を付加・調節するための張力付加装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】種々の径を有する長尺な線材、あるいは
断面が幅広である長尺な条材（以下、このような部材を
本明細書では「線条材」と総称する）を製造する場合、
若しくは、線条材を製造後に他の用途に使用する場合な
どにおいては、線条材を巻取ドラム、巻取ボビン、巻取
リールなどの巻取体に巻き取ったり、このようにして巻
き取られた線条材を巻取ドラム等から外部に供給するこ
とが行われている。

【０００３】線条材の巻取・供給に際しては、線条材の
弛みを防止して整列状態を適切な状態とする必要がある
ため、線条材の巻取・供給工程には線条材に適切な張力
を加える張力付加装置が設けられている。

【０００４】従来の張力付加装置としては、例えば図７
に示す装置が知られている。本張力付加装置が設けられ
た巻取工程は、予め線条材２が巻回されたサプライボビ
ン１をモータＭ₁ により所定の速度で回転させながら線
条材２を供給し、このようにして引き出された線条材２
を、巻取ボビン５をモータＭ₂ により所定の速度で回転
させながら巻き取るように構成されているが、サプライ
ボビン１と巻取ボビン５との間に引き渡された線条材２
に弛みが生じると、巻取ボビン５における線条材２の整
列状態に悪影響を及ぼすことになる。

【０００５】そこで、このような線条材２の弛みを防止
するために、両ボビン１，５間に固定ロール３，４と可
動ロール８を設けて、常に一定の張力が加わるように制
御するようにしている。具体的には、２つの固定ロール
３，４間に支点９で支持された可動ロール８を配置し、
張力調節用重り７で線条材２に一定張力が加わるように
している。

【０００６】そして、何らかの要因で線条材２の張力が
変動したときは、可動ロール８に設けられた張力調節用
重り７が可動ロール８の移動にともなって移動するの
で、この移動量をサプライボビン１のモータ制御装置６
にフィードバックすることにより、線条材２の送り出し
速度を調節するようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の張力
付加装置は、張力調節用重り７および可動ロール８の自
重によって線条材２に張力を付加する構成であるため、
線条材２に作用する張力が変動したときに可動ロール８
が等速運動をしない限り、張力調節用重り７および可動
ロール８の自重以外に、加速度による力が該線条材２に
作用することになる。

【０００８】そのため、線条材２に加わる張力の変動が
急激である場合には、線条材２に過度の張力が作用して
該線条材が破断したり、あるいは逆に、張力が除去され
過ぎて該線条材に弛みが発生し、巻取ボビン５における
線条材２の整列状態が乱れるおそれがあった。

【０００９】特に、繊細な線条材は、張力を付加し過ぎ
ると破断に至ることが多いのにも拘らず、線条材の自重
による張力がほとんど期待できないため張力を除去する
と巻取の整列状態に支障を来すことになり、その意味で
付加張力の制御が困難であった。

【００１０】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、張力変動が少ない張力の付
加装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の張力付加装置は、線条材などの長尺物に張
力を作用させる張力付加装置において、前記長尺物を入
口支持体と出口支持体とで支持し、これら入口支持体と
出口支持体で支持された区間の長尺物を箱体内に導き、
前記箱体内を前記長尺物を境界とする内部空間と外部空
間とに仕切り、前記内部空間と前記外部空間との少なく
とも何れか一方に圧力流体を作用させることを特徴とし
ている。

【００１２】前記入口支持体および出口支持体の少なく
とも何れか一方が、前記箱体内に設けられ、前記長尺物
を境界とする２つの領域の少なくとも一方に圧力流体を
作用させる構成とすることもできる。

【００１３】

【作用】本発明の張力付加装置は、線条材などの長尺物
を巻き取る際などに、質量をともなわない張力を作用さ
せる装置であり、長尺物を入口支持体と出口支持体とで
支持しながら、これら２つの支持体で支持された区間の
長尺物を箱体内に封入する。箱体内は、長尺物を境界と
した内部空間と外部空間とに仕切られ、これらの空間の
うち少なくとも何れか一方の空間に圧力流体を作用させ
る。

【００１４】具体的には、空気などのニュートン流体を
内部空間に圧送するとともに、外部空間から排気を行
う。

【００１５】このように内部空間の圧力を外部空間の圧
力より高くすると長尺物には張力が作用することにな
り、内部空間の圧力を外部空間の圧力に対して近似させ
ると長尺物に作用する張力が除去されることになる。

【００１６】かかる本発明の張力付加装置による張力
は、圧力流体を媒体としていることから、その質量はき
わめて小さく、したがって、この圧力流体が急激に長尺
物に作用したとしても、それにより生じる張力の増加量
／減少量は、長尺物に働いている張力に比べてきわめて
小さく、無視することができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の張力付加装置を線材に適用した
一実施例を示す斜視図であり、同図に示すように、本実
施例の張力付加装置は、内部に空間が形成された箱体１
１を有しており、その一縁に２つの固定ローラ１２，１
３が回動自在に取り付けられている。これらの固定ロー
ラ１２，１３が本発明の入口支持体１２と出口支持体１
３とを構成している。

【００１８】一定の張力で巻き取られる線材２は、この
２つの固定ローラ１２，１３に支持されながら、箱体１
１内に形成された空間に案内されるようになっている。
そして、箱体１１の空間内では、線材２を境界とする内
部空間１４と外部空間１５とに仕切られ、これら内部空
間１４と外部空間１５とのそれぞれに圧力流体が作用す
る。

【００１９】図２は本発明の張力付加装置を条材２に適
用した一実施例を示す斜視図であり、この実施例におい
ても図１に示す実施例と同様に、内部に空間が形成され
た箱体１１を有している。箱体１１の一縁には、４つの
固定ローラ１２，１３が回動自在に取り付けられてお
り、これらの固定ローラ１２，１３が本発明の入口支持
体１２と出口支持体１３とを構成している。

【００２０】一定の張力で巻き取られる条材２は、この
４つの固定ローラ１２，１３に支持されながら、箱体１
１内に形成された空間に案内されるようになっている。
そして、箱体１１の空間内では、条材２を境界とする内
部空間１４と外部空間１５とに仕切られ、これら内部空
間１４と外部空間１５とのそれぞれに圧力流体が作用す
る。

【００２１】以上、図１および図２に示す張力付加装置
が、本発明の基本的構造であるが、箱体１１の構成およ
び圧力流体の作用手段に関して、さらに本発明を具体化
して説明する。図３（ａ）は本発明の実施例に係る張力
付加装置を示す側面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−
Ｂ線に沿う断面図、図３（ｃ）は同じくＣ−Ｃ線に沿う
断面図、図３（ｄ）は同じくＤ−Ｄ線に沿う断面図、図
４（ａ）は本発明の張力付加装置における流体圧力差を
発生させる構成の一実施例を示す斜視図である。

【００２２】図３（ａ）に示す箱体１１は、横断面が図
３（ｂ）に示す如く、中央部分には線条材２より幅広と
なった空間１６が形成され、その両端には線条材２と同
じか僅かに狭い空間１７が形成されている。これらの空
間１６，１７の上端は開放されており、開放面１８の両
側に固定ローラ１２，１３が取り付けられている。

【００２３】巻き取られる線条材２が、２つの固定ロー
ラ１２，１３に支持されながら開放面１８から空間内に
導かれるが、線条材２を境界とする内部空間１４には、
図４（ａ）に矢印Ａで示すように箱体１１の側面から圧
力流体である空気が圧送され、さらに線条材２を境界と
する外部空間１５には、図４（ａ）に矢印Ｂで示すよう
に箱体１１の側面および底面から外部空間内の空気を排
気している。

【００２４】したがって、箱体１１の空間内に導かれた
線条材２は、内部空間１４では外方に押し広げられる力
が作用し、一方、外部空間１５では外方に引っ張る力が
作用する。その結果、線条材２は、箱体１１内において
図３（ａ）に示す如く下端が半円となるＵ字状の形状で
安定し、内部空間１４と外部空間１５との気圧差（Ｐ ₁
−Ｐ₂ ）に基づく力が張力となって作用することにな
る。

【００２５】なお、箱体１１内の横断面形状は、図３
（ｂ）に示す形状にのみ限定されることはない。図５
（ａ）〜（ｃ）は本発明の張力付加装置における箱体内
の空間の横断面構造の各実施例を示す斜視図であり、図
５（ｂ）が図３（ｂ）に相当する実施例であるが、かか
る横断面形状以外にも、幅広部分１６と狭小部分１７と
を設けない図５（ａ）に示す矩形形状や、図５（ｃ）に
示す幅広部分１６を湾曲させた断面形状であってもよ
い。

【００２６】このような横断面形状の相違により、例え
ば図５（ａ）に示す断面形状を採用すると、箱体内の空
間における線条材の安定形状が円若しくは楕円状となる
が、図５（ｂ）および（ｃ）に示す断面形状を採用する
と、箱体内の空間における線条材の安定形状は図３
（ａ）に示すようにＵ字状となる。

【００２７】このことは、以下の点で利点がある。すな
わち、箱体１１内の空間における線条材２の安定形状を
図１、２に示すように円形状とすると、張力を調節する
度に円径も変動することになり、その結果、内部空間１
４あるいは外部空間１５に作用させる流体圧力をも調節
する必要が生じる。ところが、図３（ａ）に示すように
Ｕ字状が安定形状である場合には、圧力流体の圧力差が
半円状となる下端部のみに主に作用するため、張力が変
動しても箱体１１内における径の変動はない。

【００２８】ちなみに、図１、２に示すような構造とし
た場合における圧力流体の導入手段は、例えば図４
（ｂ）に示す如き回転吹出体１９を箱体１１の内部空間
１４内に設ければよい。また、本発明の入口支持体１２
および出口支持体１３は、図３（ａ）に示す固定ローラ
にのみ限定されず、圧力流体を共用することも可能であ
る。図６は本発明の他の実施例を示す縦断面図であり、
固定ローラの代わりに流体圧を利用した支持体を設けた
具体例を示す図である。

【００２９】この実施例では、図３（ａ）に示す箱体１
１の開放面１８に蓋体２０が挿入され、これにより箱体
１１と蓋体２０との間に線条材２の通路２１が形成され
ることになる。この通路２１の線条材２を境界とする領
域２２には、圧力流体である空気が圧送され、逆に他方
の領域２３からは空気が排気されるようになっている。
これにより、通路２１を通過してゆく線条材２は、該線
条材２を境界とする２つの領域２２，２３に空気による
圧力差が生じ、その結果、線条材２は箱体１１に支持さ
れることになる。なお、この領域２２に圧送する空気
を、箱体１１の内部空間１４に圧送する空気と共用すれ
ばさらに好ましい。

【００３０】次に作用を説明する。本実施例の張力付加
装置は、線条材２などの長尺物を巻き取る際などに、質
量をともなわない張力を作用させる装置であり、線条材
２を入口支持体１２と出口支持体１３とで支持しなが
ら、これら２つの支持体１２，１３で支持された区間の
線条材２を箱体１１内に封入する。箱体１１内は、線条
材２を境界とした内部空間１４と外部空間１５とに仕切
られ、これらの空間のうち内部空間１４に空気を圧送
し、外部空間１５からは空気を排気する。

【００３１】このように内部空間１４の圧力Ｐ₁ を外部
空間１５の圧力Ｐ₂ より高くすると、線条材２には、こ
の圧力差に起因する張力が作用することになり、逆に内
部空間１４の圧力Ｐ₁ を外部空間１５の圧力Ｐ₂ に対し
て近似させると、線条材２に作用する張力が除去される
ことになる。

【００３２】例えば、図１に示す実施例では、箱体１１
内の線条材２は略円形状で安定することから、内部空間
１４と外部空間１５との圧力差（すなわち動作圧）を
Ｐ、線条材に作用する張力をＦ、線条材の断面積をＡ、
線条材に作用する応力をσ、箱体内における線条材のル
ープ半径をｒ、線条材の直径をｄ、とすると、 Ｆ＝σＡ＝ｒｄＰ となり、線条材２に張力若しくは応力を付加したい場合
には、 Ｐ＝σＡ／ｒｄ＝Ｆ／（ｒｄ） で表わされる圧力差を制御すればよい。

【００３３】ただし、上述したように、図１、２に示す
円形状である場合には、張力を調節する度に箱体１１内
の線条材２のループ半径ｒが変動することから、圧力変
動も生じてしまう。したがって、 Ｐ’＝（ｒ／ｒ’）Ｐ で求められるＰ’とＰとの差圧を制御する必要がある。
なお、既述したように図３（ａ）に示すＵ字状の構成を
採用すれば、その必要はなくなる。

【００３４】かかる本発明の張力付加装置による張力
は、空気を媒体としていることから、その質量はきわめ
て小さく、したがって、この空気が急激に線条材に作用
したとしても、それにより生じる張力の増加量／減少量
は、線条材に働いている張力に比べてきわめて小さく、
無視することができる。その結果、張力付加装置を作動
させることにともなう張力の変動を抑制することがで
き、線条材の判断や弛みを防止することが可能となる。

【００３５】なお、以上説明した実施例は、本発明の理
解を容易にするために記載されたものであって、本発明
を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施例に開示された各要素は、本発明の技術
的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨で
ある。例えば、本発明で適用できる長尺物は上述した線
材あるいは条材にのみ限定されることなく種々の形状の
長尺物に応用することが可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、入口
支持体と出口支持体で支持された区間の長尺物を箱体内
に導き、箱体内を長尺物を境界とする内部空間と外部空
間とに仕切り、内部空間と外部空間との少なくとも何れ
か一方に圧力流体を作用させるように構成しているの
で、張力媒体である圧力流体の移動にともなう張力変動
は無視できる程度である。したがって、張力変動がきわ
めて小さい張力付加装置を提供することができる。

【００３７】また、長尺物が繊細で平面が少なくても、
圧力流体を張力媒体としているため、張力は長尺物の全
面に作用する。そのため、長尺物が受ける力が表面全体
に分散され、摩耗や破損の原因となることを抑制するこ
とができる。特に、本発明の張力付加装置は、繊細な低
ヤング率の長尺物に対して効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の張力付加装置を線材に適用した一実施
例を示す斜視図である。

【図２】本発明の張力付加装置を条材に適用した一実施
例を示す斜視図である。

【図３】（ａ）は本発明の他の実施例に係る張力付加装
置を示す側面図、（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う
断面図、（ｃ）は同じくＣ−Ｃ線に沿う断面図、（ｄ）
は同じくＤ−Ｄ線に沿う断面図である。

【図４】（ａ）は本発明の張力付加装置における流体圧
力差を発生させる構成の一実施例を示す斜視図、（ｂ）
は同じく他の実施例を示す斜視図である。

【図５】（ａ）〜（ｃ）は本発明の張力付加装置におけ
るワーク通路の横断面構造の各実施例を示す斜視図であ
る。

【図６】本発明の他の実施例を示す縦断面図である。

【図７】従来の張力付加装置を示す全体構成図である。

【符号の説明】

２…線条材（長尺物） １２…固定ローラ（入口支持体） １３…固定ローラ（出口支持体） １４…内部空間 １５…外部空間

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】線条材などの長尺物に張力を作用させる張
   力付加装置において、前記長尺物を入口支持体と出口支
   持体とで支持し、これら入口支持体と出口支持体で支持
   された区間の長尺物を箱体内に導き、前記箱体内を前記
   長尺物を境界とする内部空間と外部空間とに仕切り、前
   記内部空間と前記外部空間との少なくとも何れか一方に
   圧力流体を作用させることを特徴とする張力付加装置。
2. 【請求項２】前記入口支持体および出口支持体の少なく
   とも何れか一方が、前記箱体内に設けられ、前記長尺物
   を境界とする２つの領域の少なくとも一方に圧力流体を
   作用させる構成であることを特徴とする請求項１に記載
   の張力付加装置。