JPH06505538A - 高精度の巻き掛けまたはよりを提供するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 高精度の巻き掛けまたはよりを提供するための装置発明の分野 この発明は一般的に高精度の巻き掛けまたはよりを提供するための装置に関する 。巻き掛けは、優先的には連続的ターンへの、副ワイヤを主ワイヤの周りに高い 引張り強さて巻き上げることに存する動作である。低音調のためのギターの弦は 一般的に巻き掛けされている。よりは、数本のワイヤを一緒に巻き上げる、また はよることに存する動作である。ある柔軟な電気ケーブルは数本のよられたワイ ヤで形成される。

そのようなよりまたは巻き掛けのための多くの型の装置は、たとえば米国特許第 ＵＳ−Ａ−３３０２３７９号および第ＵＳ−Ａｉ０５５０３８号に記載され、公 知である。

よりは今日、ワイヤが一緒によられる伝統的な装置で作られ、各ワイヤはこうし てターンを形成する。巻き掛けは、少なくともｌ副ワイヤが主ワイヤまたはコア に巻き上げられる伝統的な装置で実際作られ、副ワイヤはこうして理論的には連 続的なまたは正確な一定の距離に間隔をおかれなければならないターンを形成す る。たとえば、ワイヤが、キャパシタンス特性、インダクタンス特性などのよう なライン特性を有する電線を形成するためによられまたは巻き掛けされるとき、 ターンのピッチは高精度で一定に保たれなけれはならない。これらの装置は以下 の欠点を有し、ターンのピッチは不正確であり、 連続的でなければならないターンは実際不完全に連続的であり、すなわち、連続 的ターンは僅かにはずれるかもしれず、または連続的ターンは詰め込まれすぎる かもしれず、詰め込みはワイヤの反りまたはワイヤのあり得る重なりを結果とし てもたらすかもしれず、さらにターンのピッチは、装置がたとえば事故の場合ま たはワイヤ連結動作の場合、停止されそれから再開されなければならないとき、 より変動する。

発明の目的 この発明の目的は、高精度の巻き掛けまたはよりを提供するための装置を提供す ることである。

この発明の別の目的は、このように巻き掛けされたまたはよられた（つまり巻き 上げられた）ワイヤのピッチがたとえこのように形成された大変長いケーブルに 関しても、高精度であるような装置を提供することである。

この発明の別の目的は、巻き上げ速度が、たとえば６０００　ｒ　ｐｍ以上のよ うに、高速度であり得、かつさらに巻き掛けまたはよりの動作の間（つまり巻き 上げ動作の間）変化し得、または、たとえば装置の通常停止もしくは非常停止の 場合、前記巻き掛けまたはよりの精度に有意に有害になることなく一時的にゼロ になり得る装置を提供することである。

この発明の別の目的は、このようにもたらされた改良が単純で安価なアセンブリ を含む装置を提供することである。

この発明の本質的な特徴に従って、ケーブルを形成するために、少なくともｌ副 ワイヤの主ワイヤの周りへの連続的な巻き上げ、または数本の副ワイヤのそれら 自体への巻き上げを提供するための装置は、ロータリケージを備えた巻き上げ装 置を含み、このケージの回転によって前記巻き上げを提供し、さらに前記巻き上 げ装置に前記副ワイヤを供給するための供給装置と、前記巻き上げられたケーブ ルを引張るための引張り装置とを含み、さらに、その巻き上げのすぐ前に位置す る前記副ワイヤの部分と、前記ケーブルの長手方向軸線との間に規定される角度 を光学的に測定し、前記角度を表わす信号を出力として伝送するための光センサ と、前記信号を前記光センサから受取り、この信号を予め定められた設定値と比 較し、その結果として、前記巻き上げ装置、前記供給装置および前記引張り装置 のうちの少なくとも１つの装置の動作速度の変化を制御し、前記角の値を実質的 に前記予め定められた設定値に復帰させる自動制御装置とを含む。

発明の概要 この発明の好ましい実施例に従って、前記光センサは単一の副ワイヤでの前記角 度を測定する。

この発明の別の好ましい実施例に従って、前記光センサは数本の副ワイヤで同時 に前記角度を測定し、前記自動制御装置はとられた測定値の平均を計算する。

この発明の別の好ましい実施例に従って、よられたケーブルを形成するために一 緒に巻き上げられるべき数本のワイヤが与えられ、前記光センサが前記副ワイヤ のうちの単一のワイヤで前記角度を測定し、角位置コード化装置力（前記ロータ リケージに与えられ、前記角度の測定値を、前記ロータリケージの角位置と同調 させ、前記角度の測定値信号を、特定の副ワイヤが前記光センサの測定領域にあ るときのみ与えることを特徴とする。

この発明の別の好ましい実施例に従って、前記光センサによって与えられた前記 信号は、検視された角度に張力的に比例するアナログ信号てあって、検視された 角度が変動する場合、最初に作られた角度に維持するために速度変量器を介して ロータリケージの速度を上げたりまたは速度を落としたりすることが可能である 。

この発明の別の好ましい実施例に従って、装置はコアを連続的に巻き掛けする一 方で、ターンの間のピ・ソチまｔこはターンの間の応力が一定にとどまることを 確実にするためのものである。

この発明の別の好ましい実施例に従って、この装置は、コアの周りに数本のワイ ヤを被覆し、一方でターンの間のピッチが正確であることを確実にするためのも のである。

この発明の別の好ましい実施例に従って、この装置は異なった材料のワイヤの角 度を不変的に視覚化することを可この発明の別の好ましい実施例に従って、前記 光センサは、前記ワイヤに交差する平面に位置する光線を生み出す光源、および 前記ワイヤによって鏡のように反射される光線の一部の衝突の線形形状に沿った 位置を表わす信号を発生する線形光受光器を含むハウジングを含み、それによっ て前記光センサは、前記衝突する光線を前記ワイヤが渡る間に、前記角度を表わ す信号を発生する。

図面の説明 この発明のこれらの目的、特徴および利点は他のものと同様添付の図面とともに 考察されたその例示的実施例の確実な詳細な説明からより明らかとなるであろう 、ここで、図１はこの発明に従った装置の一般的な概略図であり、図２は図１の 装置の一部の部分的な拡大概略図である。

発明の好ましい実施例 図１に示されるように、この発明に従って巻き掛けまたはよりを提供するための 装置が見られる。この装置は数個の以下のアセンブリ、 速度変量器３に関連づけられたモータ２によって駆動される単一のよりのための よりまたは巻き掛は装置ｌと、張力調整巻き戻し装置４と、 光センサ５と、 数個の測定値をプログラムするためのメータカウンタ６と、 キャタピラと水平でありまたはプーリーと垂直であり、生産されたケーブル８の 引締めを提供するためのキャブスタン７と、 製造されたケーブル８を切断するためのカッター９と、ケーブルピースを受取る ための受入れタンク１０と、全体制御装置１１とを含む。

この装置において多くの代替が観察され得、たとえばカッター９およびタンクｉ ｏは再巻き上げリールシステムによって置き換えられ得る。巻き掛けまたはより 装置１はそれ自体典型的であり、当該技術分野において周知であり、そのためこ こでは詳細には説明されない。そのような装置は、たとえば米国特許第ＵＳ−Ａ −３３０２３７９号および第ＵＳ−Ａ−４０５５０３８号に説明される。

この発明に従った装置の動作原理は以下のとおりである。

制御装置ｉｔによって提供され得る電気設定に関連して、単一のより装置ｌのケ ージ１２は一定のまたは予め定められた速度（たとえば８０００　ｒ　ｐｍ）で 回転する。同様に、別の電気設定に関連して、キャタピラと水平またはプーリー と垂直のキャプスタン７は、ケーブル８を予め定められた速度（たとえば１メ一 トル毎分）で引っ張る。このように単一のストランドまたは複数のストランドコ ア１４の周りの１ワイヤ１３または数本のワイヤの巻き上げが作り出される。

このようにして得られたターンの間のピッチＰは以下の式によって、ケーブルの 引張り速度Ｖと、巻き上げケージの回転速度Ｒとに関係する、 Ｐ＝Ｖ／Ｒ 螺旋状に巻き上げられたワイヤ１３の、長手方向軸線に関して考察された捩じれ 傾斜角αは以下の式によって表わされ、 ｓｉｎα＝πＤ／Ｐ この式て、Ｄはワイヤ１３の巻き上げ直径である。

ターンの間の一定のおよび／もしくは正確な決定されたピッチＰまたは一定のお よび／もしくは正確な決定された捩じれ傾斜角αを提供するために、またはター ンの連続を提供するために、この発明に従った装置は、１ワイヤまたは複数のワ イヤ２の１つもしくは数本によって作られた角度βを不変的に制御する。このよ うに、いかなる理由にせよ、角度βが変化すると、装置はこの角度βを表わすア ナログ電圧の変化を検出し、それは単一のより装置ｌの巻き上げケージ１２に与 えられた設定を変更し、観察された偏角を回復するために回転速度を上げるかま たは落とすかする。

角度βの変化は０．５度ずつ制御され、それは０．１０ｍｍの直径のワイヤに関 しては±１Ｏｒｐｍの可能な変化を、０．５０ｍｍの直径のワイヤに関しては± ２ｒｐｍの可能な変化を表わす。このように、この装置は、ターンの間の完全な ピッチを提供するために巻き掛けまたはよりを形成する単数および複数のワイヤ を不変的に制御する。さらに、巻き掛けまたはよるためのワイヤのいがなる変化 があろうとも、ターンの間の完全に決定されたピッチ、または連続的ターンの間 の完全に決定された応力レベルが確実にされる。

装置を構成するサブアセンブリの詳細は、（ａ）　単一のよりを備えるより装置 （図１）は、そのケージの回転によって、ワイヤ１３（図２）をコア１４の周り に巻き上げることが可能である。

ワイヤの直径は単一または複数のストランドと伴に０゜１０ｍｍから数ｍｍまで 変化し得る。このワイヤは、たとえば純粋な銅、銀銅、フェロ−ニッケル、アル ミニウム、青銅、合成材料または別の材料のような、異なった材料からなり得る 。ワイヤがその周りを巻き上げるコアは、数センチメートルから数ミリメートル までの直径を有してもよい。このコアの組成は単一もしくは複数のストランド合 成材料または別の材料であってもよい。

（ｂ）　張力調整巻き戻し装置４ この巻き戻し装置はパッド（または数個のプーリー）を介して調整される。一方 で、このパッドは、引張られるワイヤの（数グラムから数キログラムまでの）一 定の張りを与え、他方で、それはこのワイヤを供給する際のあり得る急激な引き を避ける、完全に制御されたワイヤ速度をも与える。

（ｃ）　光センサ５ このセンサの機能は、コア１４の周りを巻き上げる単数または複数のワイヤ１３ の角度αをリアルタイムで不変的に制御し、これまたはこれらか変化する場合、 その定格値と異なるアナログ電圧設定を与え、巻き上げケージ１２の速度を先に 規定された定格角度に復帰するように変化させることに存する。このように、た とえば±１ｏ度の変化を伴う８０°の所望された角に関して、以下のアナログ電 圧出力か得られ、 ７０度＝０ボルト ８０度＝５ボルト ９０度＝ＩＯボルトである。

このように、１度の角変化、０．５ボルトのアナログ電圧変化を有することか可 能である。このアナログ設定の変化を介して、単一のより装置ｌの巻き上げケー ジ１２の回転の速度を上げる、または落とすことがこのように可能である。

（ｄ）　メータカウンタに のメータカウンタは、先に記録された測定値の設定によって、いずれかの公知の 型であり得る、たとえばキャタピラと水平の型の（図示される）またはプーリー と垂直の型のキャプスタン７に知らせるための電圧レベル情報を生み出すことか 可能である。それは、先に記録された測定値が達成されると、キャプスタン７の 出力でカッター９にもまた信号で知らせる。

（ｅ）　キャタピラと水平またはプーリーと垂直のキャブスタン７ これは一定の速度でストリングの駆動を提供する。これはアナログ設定（たとえ ばメータカウンタからきた設定）に従って速度を上げるまたは落とし得る。

この装置はマーカ３０、キャプスタンモーター３２、キャブズタン変量器３１お よび電気信号または電気エネルギーのいずれかを運搬する多数の電気接続のよう な他の典型的な機能的エレメントをも含んでもよく、これらの接続は本質的に制 御装置１１と変量器３および３１とを、光センサ５とカウンタ６とを結合する。

制御装置１１は、巻き上げ速度Ｒ（ケージ１２の回転速度）の可変制御のための ボタン３３と、角度βの可変制御のためのボタン３４とを含んでもよい。

上に説明された一般的な装置の中でも、この発明はより特定的にセンサ５に関す る。このセンサ５は発光装置１８および受光装置１９を含むハウジング１７によ って形成される。発光装置１８はランプ装置またはＬＥＤ、レーザもしくは同等 のものであってもよい。発光装置１８は光線１９を投影するための光学系を含み 、光線１９とワイヤ１３との間の交差部分に見られる光線１９の断面２０は、実 質的に長方形の形状であり、その長さ方向の辺２１はワイヤ１３と実質的に直角 をなす。長さ方向の辺２１は、たとえば数ミリメートルのように比較的長く、幅 方向の辺２２はたとえば数１００分の１ミリメートルのように比較的短い。

このように、光線１９は面においてこのように伝播し、この面はワイヤ１３に実 質的に直角に交差するということが言える。より正確には、光線はワイヤのガイ ドプーリー２３とワイヤ１３が巻き上げるコアＩ４または別のワイヤとの間のワ イヤ１３の部分１３Ａでワイヤ１３にあたる。ワイヤ１３に効果的にあたる光線 １９の部分１９Ａは、（ワイヤ１３か実質的に円筒形であるため少なくとも部分 的に実質的に平面的角度で）鏡のように反射される。ゆえに、このように鏡のよ うに反射される光の一部１９Ｂは正確な限られた場所２４にあたり、かっこの衝 突場所２４の位置を表わす数値的またはアナログの信号を発生すること力呵能な 線形光受光器２５の表面にあたる。ワイヤ１３の部分１３Ａおよびコア１４の長 手方向軸線によって形成される角度βは、センサ５によって正確にこうして検出 されかつ測定されるということが理解され得る。ワイヤの部分ＩＳＡは、たとえ ば８０００　ｒ　ｐｍのような高速度で回転する。

これは角度βの測定を実行するのにいがなる欠点も引き起こさない、なぜならワ イヤ部分１３Ａはそれが衝突する光線Ｉ９を通過する短い瞬間の開光を反射する だけだからである。そのうえ、空間シミュレーションによって、または具体的な 実現によって、ワイヤが光線１９を通過するこの短い瞬間中、ワイヤ１３の照明 された部分が移動する一方、受光器２５上の衝突場所２４の位置はほんの僅かに 変化するのみで、この変化は測定の精度に関して無視してもよいということか確 信され得る。

もし各ワイヤが独立し、別個のプーリー２３を通過し、かつ同様に衝突光線Ｉ９ にあたる、数本のワイヤか同時に巻き上げられるなら、プーリー２３を支持する ロータリケージ１３上のコーディングホイール（図示されず）を提供することか 可能であり、ゆえに角度βのそれぞれの測定値が所望される１ワイヤまたは数本 の特定のワイヤに対応する信号のみを維持する受光器２５によって伝送された信 号を選択する事が可能である。

角度βの測定値は、 ケージ１２の回転速度の変化を制御するために使用され得、キャプスタン７によ るケーブル８の引張り出し速度は一定にととまり、 キャプスタン７によるケーブル８の引張り出し速度の変化を制御するために使用 され得、ケージ１２の回転速度は一定にととまり、 ケージ１２の回転速度の変化を制御するために使用され得、巻き戻し装置４の速 度は一定にとどまり、巻き戻し装置４の速度の変化を制御するために使用され得 、ケージＩ２の回転速度は一定にととまる、またはこれらのパラメータの少なく とも２つを同時に制御するために使用され得る。

発明者によって実現された装置において、すぐ上に説明されたセンサによる角度 βの測定値は単純な電気制御装置によって、自動的にマシンを制御するためにた やすく使われ得、ゆえに巻き上げられたワイヤのピッチは、たとえケージ１２の 回転速度か、たとえば再スタートが続く非常停止の場合のように、急激に変化し ても、大変正確な様式で一定にとどまるということがテストにより正確に明らか にされた。

角度βは角度αに一般的に実質的に対応し得るが、巻き掛けの場合、角度βは角 度αより僅かに大きく、このように生産されたケーブル８の連続的に連結された ターンの間の長手方向の応力を与える。

この発明に従ったそのような装置の実践的実施例は、装置か今日認められた速度 より大変高速で動作し得、かつ巻き上げケーブル（つまり巻き掛けまたはよられ た）をより正確な様式で生産し一方でそのような製品をより信頼のおける態様で 、つまりワイヤラブチャ、異常なワイヤの重なり、ワイヤクラッドの劣化（たと えば典型的装置において今日発生する絶縁ワニスおよび別の事故などのような） 生産事故をあまり伴わずに生産することを確実にし得る。

巻き上げのある型において、特にきつい巻き掛けのある型において、角度βは９ ０’より僅かに超えて選択され得、巻き上げワイヤの接合されたターンに良好な 引きを与える。

この発明は単に説明された実施例に限定されるのではなく、この発明の対応する 概念に基づく予測可能な変形または適応も包含する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ケーブル（８）を形成するために、主ワイヤの周りに少なくとも１本の副ワ イヤを、または数本の副ワイヤをそれ自身の上に連続的に巻き上げるための装置 であって、ロータリケージ（１２）を備える巻き上げ装置（１）を含み、それは 前記ケージの回転によって前記巻き上げを提供し、さらに、 前記巻き上げ装置に前記副ワイヤを供給するための供給装置（４）と、 前記巻き上げケーブル（８）を引張るための引張り装置（７）とを含む装置であ って、 その巻き上げのすぐ前に位置する前記副ワイヤ（１３）の部分（１３Ａ）と前記 ケーブル（８）の長手方向軸線との間に規定される角度（β）を光学的に測定し 、前記角度（β）を表わす信号を出力として伝送する光センサ（５）と、 前記信号を前記光センサ（５）から受取り、この信号を予め定められた設定値と 比較し、その結果として前記巻き上げ装置（１）、前記供給装置（４）、および 前記引張り装置（７）のうちの少なくとも１つの装置の動作速度の変化を制御し 、前記角度（β）の値を実質的に前記予め定められた設定値に復帰させる、自動 制御装置（１１）とをさらに含むことを特徴とする、装置。 ２．前記光センサ（５）は前記角度（β）を単一の副ワイヤで測定することを特 徴とする、請求項１に記載の装置。 ３．前記光センサ（５）は前記角度（β）を数本の副ワイヤで同時に測定し、前 記自動制御装置（１１）はこのようにして得られた測定値の平均を計算すること を特徴とする、請求項１に記載の装置。 ４．よられたケーブルを形成するために一緒に巻き上げられる数本の副ワイヤ（ １３）が与えられる装置であって、前記光センサ（５）は前記角度（β）を前記 副ワイヤの一つで測定し、角位置コード化装置は前記ロータリケージ（１２）上 に与えられ、前記角度（β）の測定値を前記ロータリケージの角位置と同調させ 、特定の副ワイヤが前記光センサ（５）の測定領域にあるときのみ、角度（β） の前記測定値信号を与えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。 ５．前記光センサ（５）によって発生された前記信号は検視された角度に張力的 に比例するアナログ信号であり、検視された角度が変動する場合、最初に作られ た角度を保つために速度変量器（３）を介してロータリケージ（１２）の速度を 上げるまたは下げることを特徴とする、先行する請求項のいずれかに記載の装置 。 ６．ターンの間のピッチまたはターンの間の応力が一定にとどまることを確実に しながらコアを連続的に巻き掛けずるためのものであるということを特徴とする 、先行する請求項のいずれかに記載の装置。 ７．ターンの間のピッチが正確であるということを確実にしながらコアの周りに 数本のワイヤを被覆するためのものであるということを特徴とする、先行する請 求項のいずれかに記載の装置。 ８．異なった材料のワイヤの角度を不変的に視覚化するためのものであるという ことを特徴とする、先行する請求項のいずれかに記載の装置。 ９．前記光センサ（５）は、前記ワイヤ（１３Ａ）に交差する面に位置する光線 （１９）を作り出す光源（１８）と、前記ワイヤ（１３Ａ）によって鏡のように 反射される光線（１９Ｂ）の一部の衝突（２４）の線形形状に沿った位置を表わ す信号を発化する線形光受光器（２５）とを含むハウジング（１７）を含み、そ れによって前記光センサ（５）は前記ワイヤ（１３Ａ）が前記衝突する光線（１ ９）をわたる間、前記角度（β）を表わす信号を発生することを特徴とする、先 行する請求項のいずれかに記載の装置。