JPH07215589A - 張力調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 線条材料の断線や弛みを防止する。 【構成】 線押さえ２８とテンションプーリ３０の各中
心点Ｅ・Ｆを結ぶ仮想線Ｇを交差する直線上にダンパア
ーム３４が揺動自在に配置され、線押さえ２８を通りテ
ンションプーリ３０に掛けられた線条材料Ｈが、ダンパ
アーム３４のガイドプーリ３６に掛けられている。また
ダンパアーム３４には、引っ張りコイルばね３８とこの
ダンパアーム３４やガイドプーリ３６を支える引っ張り
コイルばね４０とが掛けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、糸やマグネットワイ
ヤなどの線条材料に一定の張力を付与する張力調整装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の張力調整装置としては、図６から
図８に示したような、出願人が先に開発した装置があ
る。図６は張力調整装置の正面図であり、図７は上半分
を断面とした制動装置の側面図である。図８は図７のＡ
Ａ線断面図である。以下、これら図面に基づいて従来の
張力調整装置を簡単に説明する。

【０００３】張力調整装置１は、巻取り機に装着される
平板状鋼板からなる固定ハウジング２に固定された下フ
ックガイド３と一対のセラミック板が重ね合わされた線
押さえ４を通る線条材料Ｂを、固定ハウジング２の背面
側に装着された後述する制動装置１３の回転軸１４に軸
着されたテンションプーリ５と、一端が固定ハウジング
２に揺動自在に支持された揺動部材としてのダンパアー
ム６の他端に回転自在に支持されたガイドプーリ７とに
掛け、固定ハウジング２に固定された上フックガイド８
を通して線条材料Ｂを巻取り機の巻取り部側に走行させ
る構造である。

【０００４】またガイドプーリ７を支持したダンパアー
ム６は、一端がこのダンパアーム６のガイドプーリ７側
に掛止され他端が固定ハウジング２の切起こしされた掛
止片９に掛止された引っ張りコイルばねからなるダンパ
スプリング１０により引っ張られる構造からなり、ガイ
ドプーリ７はダンパアーム６の固定ハウジング２への支
点Ｃを中心に揺動する。なお符号１１・１２は、巻取り
中の線条材料Ｂの張力変動とダンパスプリング１０のば
ね力により揺動するガイドプーリ７の揺動範囲を制限す
るストッパとしてのねじであり、ダンパアーム６がこれ
らねじ１１・１２に当接離間する。なお、線条材料Ｂが
ガイドプーリ７を走行していないときは、ダンパアーム
６は引っ張りコイルばね１０の初張力によりねじ１１に
当接されている。

【０００５】一方、上述した制動装置１３は、固定ハウ
ジング２にねじ止めされる鍔付き円筒状の第１ヨーク１
５と、この第１ヨーク１５と同心状に配置され軸線方向
間隔をおいて対向する鍔付き円筒状の第２ヨーク１６と
の対向する側面に、円周方向の極性を交互に変えた環状
な永久磁石１７・１８が夫々固着されている。またこれ
ら永久磁石１７・１８間には、各永久磁石１７・１８と
所定の隙間をおいて対向するヒステリシス材製の円板状
ディスク１９が介装されている。このディスク１９は、
固定ハウジング２の正面側に突設された先端にテンショ
ンプーリ５が軸着された回転軸１４に嵌合固着されるこ
とにより軸着されており、またこの回転軸１４は、第１
ヨーク１５と第２ヨーク１６の内径面に圧入嵌合された
一対の軸受２０によりこれらヨーク１５・１６に回転自
在に支持されている。なお符号２１は、ディスク１９と
軸受２０の内輪端面との間に介装された一対のカラーで
ある。

【０００６】また一対のヨーク１５・１６は、一方の開
口部が第１ヨーク１５の円筒状外周面に圧入固着された
円筒状ケース２２の他方の開口部を第２ヨーク１６の円
筒状外周面に嵌合した後調整ねじ２３で固定することに
より一体に固定されている。そしてこのような構造から
なる制動装置１３は、調整ねじ２３がケース２２の長孔
２３ａから挿入され第２ヨーク１６のねじ孔１６ａに螺
合される構造としたので、その調整ねじ２３を緩めて第
２ヨーク１６を回動することにより対向する永久磁石１
７・１８の極の相対位置を変えることができる。

【０００７】すなわち、永久磁石１７・１８は円周方向
４等分した状態で極性が異なるので、これら永久磁石１
７・１８を同極同志で対向するときディスク１９の磁化
は飽和状態となって、テンションプーリ５に最大の制動
トルクを付与することができ、またこれら永久磁石１７
・１８を異極同志で対向するときは、テンションプーリ
５に最小の制動トルクを付与することができる。

【０００８】したがってこのような構造からなる張力調
整装置１は、巻取り機のモータの駆動により巻取り部に
巻取られる線条材料Ｂがテンションプーリ５とガイドプ
ーリ７とを走行するので、制動装置１３の制動トルクに
よるテンションが線条材料Ｂに付与される。そして線条
材料Ｂに作用する張力変動はダンパスプリング１０によ
り吸収され、巻取り中の線条材料Ｂの断線や弛みが防止
できる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の張力調整装置１
は、固定ハウジング２の右側下方に線押さえ４を取り付
け同固定ハウジング２の右側上方にテンションプーリ５
を取り付けるとともに、これら線押さえ４とテンション
プーリ５との間にダンパアーム６の支点Ｃを構成するこ
とにより、装置の軽量小形化が図られている。

【００１０】しかしながらガイドプーリ７を走行する線
条材料Ｂには、ダンパスプリング１０の初張力より大き
な張力からなるばね力が付与されるため、線条材料Ｂに
作用する張力変動が瞬時に急上昇すると、ダンパスプリ
ング１０のたわみも大きくなり高いばね力が線条材料Ｂ
に付与され断線してしまうという問題があった。また線
条材料Ｂの異常張力が消滅すると、ダンパスプリング１
０のばね力によりストッパとしてのねじ１１にダンパア
ーム６が当打されるので、その衝撃力によりダンパアー
ム６がバウンドして線条材料Ｂに弛みが発生するなど過
渡的に張力が変動するという問題があった。この発明
は、このような線条材料の断線や弛みを防止することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るためにこの発明では、ガイドプーリが回転自在に支持
された揺動部材を固定ハウジングに揺動自在に支持する
とともに、この揺動部材に、前記ガイドプーリを走行す
る線条材料の張力変動の影響を緩和する第１引っ張りコ
イルばねと、揺動部材やガイドプーリの静止位置を制限
する第２引っ張りコイルばねの各フックを掛止して、こ
れら第１引っ張りコイルばねと第２引っ張りコイルばね
を揺動部材を介して直列状に配置した。

【００１２】なお、このような張力調整装置では、固定
ハウジングを平板状鋼板製とし、各引っ張りコイルばね
の各フックが掛止される掛止部を切り起こし成形するこ
とにより、装置を安価に提供できる。

【００１３】またテンションプーリに制動トルクを付与
する制動装置として空隙式制動装置を採用すれば、制動
トルクの経時的変動がない。このような制動装置として
は、第１ヨークと第２ヨークに円周方向の極性を交互に
変えた永久磁石を個々に固着し、これら永久磁石の間に
ヒステリシス材製のディスクを介装するとともに、前記
永久磁石の極の相対位置を代えることにより制動トルク
の調整が可能な空隙式制動装置とするとよい。

【００１４】また更には、調整作業を正確にかつ簡便に
行なうためには、永久磁石の漏洩磁気による第２ヨーク
を回動するときの負荷抵抗を消失したり、また第１ヨー
クに対する第２ヨークの回動量が目視で容易にわかるよ
うに制動トルク目盛りを構成するとよい。

【００１５】

【作用】線条材料は、線押さえを通りテンションプーリ
とガイドプーリに掛けられ、テンションプーリの制動ト
ルクにより一定のテンションが付与された状態で走行す
る。線条材料に異常な張力変動（瞬間的な変動）が生じ
ると、直列状に配置した第１引っ張りコイルばねと第２
引っ張りコイルばねからなる直列ばねが均衡を破り瞬時
にたわみ、その張力変動の影響を緩和する。また異常張
力が消滅すると、第１引っ張りコイルばねと第２引っ張
りコイルばねの相対ばね力は制動装置の制動力に均衡す
る位置に安定し、線条材料に一定のテンションを付与し
続ける。

【００１６】

【実施例】図１から図５はこの発明の張力調整装置の一
実施例であり、図１は張力調整装置の正面図、図２は一
部省略した図１の右側面図、図３は図１の背面図、図４
は図２・図３に示された制動装置の上半分を断面とした
側面図、図５は図４のＤＤ線断面図である。以下、これ
ら図面に基づいてこの発明の張力調整装置の実施例を詳
細に説明する。

【００１７】張力調整装置２４は、平板状鋼板からなり
正面の本体部２５ａとこの本体部２５ａから背面側に折
り返えされた折り返えし片２５ｂが形成された固定ハウ
ジング２５を有し、この固定ハウジング２５の本体部２
５ａの図１における右側下方に下フックガイド２６と圧
縮コイルばね２７により押圧され重ね合わされた一対の
セラミック板２８ａを有する線押さえ２８が取り付けら
れている。また線押さえ２８の上方には、Ｖ溝内にＯリ
ング２９が嵌合されたテンションプーリ３０が配置され
ている。このテンションプーリ３０は、固定ハウジング
２５の背面側に装着された後述する空隙式制動装置３１
の回転軸３２先端に嵌合され無頭ねじ３３で固定される
ことにより軸着されている。

【００１８】そしてこれら線押さえ２８の中心点Ｅとテ
ンションプーリ３０の中心点Ｆ（換言すれば制動装置３
１の回転軸３２の中心点）とを結ぶ仮想線Ｇとこれら中
心点ＥＦ間で交差する直線上に、揺動部材としてのダン
パアーム３４が配置されている。このダンパアーム３４
は平板状鋼板を矩形状にプレス打抜き加工したものであ
り、一端がカラー３５を介してねじで本体部２５ａに揺
動自在に支持されている。またダンパアーム３４の他端
には、ガイドプーリ３６が回転自在に支持されている。

【００１９】ダンパアーム３４には、一方のフックが本
体部２５ａの下端に切起こし成形された掛止部３７に掛
止された第１引っ張りコイルばね３８と、一方のフック
が本体部２５ａの上方に切起こし成形された掛止部３９
に掛止された第２引っ張りコイルばね４０の各他方のフ
ックが掛止されている。これら第１引っ張りコイルばね
３８と第２引っ張りコイルばね４０は、材料の直径や総
巻数、自由長さなど全て同一なコイルばねであり、各ば
ね中心線が合致するようにダンパアーム３４を介して直
列状に配置されている。なお符号４１はダンパアーム３
４のストッパとして本体部２５ａに螺合固着されたねじ
であり、また符号４２は、本体部２５ａの図１において
左側上方に取り付けられた上フックガイドである。

【００２０】次に、この発明の実施例として図４と図５
に示した空隙式制動装置３１を説明する。この制動装置
３１は、固定ハウジング２５の本体部２５ａの背面側に
ねじ止めされた磁性材製の第１ヨーク４３に、円周方向
の極性を交互に変えた（実施例では円周方向を４等分し
た位置にＮ−Ｓ４極の）第１永久磁石４４が固着されて
いる。またこの第１永久磁石４４と同一な極配列からな
る第２永久磁石４５が固着された同様に磁性材製の第２
ヨーク４６が、ヒステリシス材製の円板状ディスク４７
を介して第１ヨーク４３と同心状に配置されている。

【００２１】ディスク４７は、第１ヨーク４３と第２ヨ
ーク４６に軸受４８（実施例では玉軸受）を介して回転
自在に支持され、かつ先端が本体部２５ａに穿設された
軸穴から正面に突設された回転軸３２に一体に固着され
ることにより軸着されており、またこのディスク４７
は、第１永久磁石４４と第２永久磁石４５の間に同一な
所定の隙間をおいて介装されている。なお符号４９は、
ディスク４７と各軸受４８の内輪との間に介装された位
置決め用のカラーであり、非磁性材料としての樹脂やア
ルミニウム、銅などで形成されたものである。

【００２２】一方、この実施例における制動装置３１
は、第１ヨーク４３と第２ヨーク４６が非磁性材料とし
ての樹脂やアルミニウム、銅などで形成された円筒状ケ
ース５０により一体に連結されている。すなわち、ケー
ス５０の一方の開口端を第１ヨーク４３の環状な鍔部４
３ａに突き当たるまでこの第１ヨーク４３に圧入嵌合し
て一体に固着するとともに、ケース５０の他方の開口端
は、第２ヨーク４６の環状な鍔部４６ａと非接触状態と
なる位置まで第２ヨーク４６に嵌合されている。そし
て、ケース５０の他方の開口端に穿設された長孔５０ａ
から挿入される調整ねじ５１を第２ヨーク４６のねじ孔
４６ｂに螺合することにより、これらケース５０と第２
ヨーク４６は着脱自在に固定されている。

【００２３】次に、この発明の実施例においては、制動
トルク目盛り５２と線条材料Ｈの測長手段５４が構成さ
れているので、以下に説明をする。制動トルク目盛り５
２はシールに印刷されたものであり、０から９までの等
配目盛りが表示されており、固定ハウジング２５の折り
返えし片２５ｂに貼り付けられている。そして、制動装
置３１の第２ヨーク４６にねじ止めされた指針５３が、
目盛り５２まで延設されている。また本体部２５ａとテ
ンションプーリ３０の間に配置された測長手段５４は、
本体部２５ａにねじ止めされた磁電変換素子としてのホ
ールセンサ５５と、テンションプーリ３０に固着された
永久磁石片５６からなり、永久磁石片５６の磁束密度か
ら磁気的入力を得て電気的出力に変換することにより、
テンションプーリ３０を走行する線条材料Ｈを測長する
構造となっている。なお、図２に符号２５ｃで示したも
のは、張力調整装置２４を巻取り機に装着するための取
付けねじ（図示せぬ）の一対の挿入孔である。

【００２４】以上のような構造からなる張力調整装置２
４は、線条材料Ｈが下フックガイド２６と線押さえ２８
を通りテンションプーリ３０とガイドプーリ３６に掛け
られた後、上フックガイド４２から巻取り機側に導出さ
れる。また巻取り機のモータの回転により走行する線条
材料Ｈには、制動装置３１の制動トルクが付与されるの
で、弛むことなく巻取り部に巻き取られる。

【００２７】ここで何んらかの原因により線条材料Ｈに
異常張力が作用すると、その異常張力によりガイドプー
リ３６は第１引っ張りコイルばね３８のばね力に抗して
揺動（図１において上方に移動）されるが、このような
線条材料Ｈに異常な張力変動（瞬間的な変動）が生じる
と、直列状に配置した第１引っ張りコイルばね３８と第
２引っ張りコイルばね４０からなる直列ばねが均衡を破
り瞬時にたわみ、その張力変動の影響を緩和する。また
異常張力が消滅すると、第１引っ張りコイルばね３８と
第２引っ張りコイルばね４０の相対ばね力は制動装置の
制動力に均衡する位置に安定し、線条材料に一定のテン
ションを付与し続ける。

【００２８】また線条材料Ｈの異常張力が消滅したと
き、ガイドプーリ３６は第１引っ張りコイルばね３８の
ばね力（自己復帰力）で元の位置に移動されるが、ガイ
ドプーリ３６やダンパアーム３４は第１引っ張りコイル
ばね３８と第２引っ張りコイルばね４０の均衡により静
止位置が制限された（支えられた）構造としストッパを
なくしたので、従来のようにダンパアーム３４がストッ
パに衝突することはない。

【００２９】一方、制動装置３１の制動トルク調整にお
いては、従来の制動装置１３と同様に調整ねじ５１を緩
めて第２ヨーク４６を回動し、第１永久磁石４４と第２
永久磁石４５の極の相対位置を変えればよいが、この実
施例の制動装置３１はケース５０を非磁性材製とし、永
久磁石４４・４５の漏洩磁気回路が消失されている。ま
た、第１ヨーク４３に固定されたケース５０の端面と第
２ヨーク４６の鍔部４６ａを非接触状態とし、永久磁石
４４・４５の吸引力によるこれらケース５０の端面と鍔
部４６ａとの摺動抵抗力も消失されている。したがっ
て、制動トルク調整において第２ヨーク４６を回動する
負荷が軽減される。

【００３０】なお以上のように説明された実施例では、
下フックガイド２６から上フックガイド４２に線条材料
Ｈが走行する張力調整装置２４を説明したが、これは張
力調整装置を巻取り機に装着する場合の天地を限定する
ものではない。この発明に係る張力調整装置は、図１に
おいて右側を天として左側を地とした巻取り機への装着
も可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上のようにこの発明の張力調整装置で
は、線押さえの中心点とテンションプーリの中心点とを
結ぶ仮想線とこれら中心点間で交差する直線上にガイド
プーリが回転自在に支持された揺動部材を揺動自在に配
置したので、この種の張力調整装置の小形軽量化が図ら
れるとともに、揺動部材に、線条材料の張力変動の影響
を緩和するための第１引っ張りコイルばねとは別に揺動
部材の静止位置を制限する第２引っ張りコイルばねを構
成したので、揺動部材とストッパの衝撃力が線条材料に
作用しない。よって、線条材料の断線や弛みが防止され
た張力調整装置を提供することができる。

【００３２】またこのような張力調整装置においては、
固定ハウジングを平板状鋼板から成形し、第１引っ張り
コイルばねと第２引っ張りコイルばねの各フックを掛止
する掛止片を切り起こし成形することにより、小形軽量
で安価な張力調整装置を提供することができる。

【００３３】また更には、テンションプーリの回転を制
動する制動装置を空隙式制動装置とすることにより、経
時的な制動トルクの変動がなく常に線条材料に一定のテ
ンションを付与することができ、品質面での信頼性が向
上される。また制動装置の制動トルクの調整を可能とす
ることにより、線径や材料のことなる多くの線条材料に
適した張力調整装置が提供できその汎用性が増す。

【００３４】また、そのような制動トルクの調整におい
て、永久磁石の漏洩磁気回路となるケースを非磁性材と
して第２ヨークを回動する際の漏洩磁気による負荷を軽
減したり、またケース端部と第２ヨークの鍔部の摺動抵
抗を消失することにより、調整を簡単にすることができ
る。また制動トルク目盛りを固定ハウジングの折り返え
し片に設け、制動装置の第２ヨークに目盛りまで延設さ
れた指針を構成することにより、制動トルクの調整はよ
り正確にかつ簡便に行なわれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例である張力調整装置の正面
図である。

【図２】図１の右側面図である。

【図３】図１の背面図である。

【図４】図２・図３に示された制動装置の上半分を断面
とした側面図である。

【図５】図４のＤＤ線断面図である。

【図６】従来の張力調整装置の正面図である。

【図７】従来の張力調整装置に使用されている制動装置
の上半分を断面とした側面図である。

【図８】図７のＡＡ線断面図である。

【符号の説明】

２５ 固定ハウジング ２８ 線押さえ ３０ テンションプーリ ３１ 制動装置 ３４ 揺動部材としてのダンパアーム ３６ ガイドプーリ ３７ 掛止片 ３８ 第１引っ張りコイルばね ３９ 掛止片 ４０ 第２引っ張りコイルばね ４３ 第１ヨーク ４４ 第１永久磁石 ４５ 第２永久磁石 ４６ 第２ヨーク ４７ ディスク ５０ ケース ５１ 調整ねじ ５２ 目盛り ５３ 指針

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定ハウジングに線押さえとテンションプ
   ーリ・ガイドプーリが配置された張力調整装置におい
   て、前記線押さえの中心点と前記テンションプーリの中
   心点とを結ぶ仮想線と前記中心点間で交差する直線上に
   配置され前記固定ハウジングに揺動自在に支持されると
   ともに前記ガイドプーリが回転自在に支持された揺動部
   材と、この揺動部材と前記固定ハウジングにフックが掛
   止された第１引っ張りコイルばねと、この第１引っ張り
   コイルばねと前記揺動部材を介して直列状に配置され前
   記揺動部材と前記固定ハウジングにフックが掛止された
   第２引っ張りコイルばねとを備えたことを特徴とする張
   力調整装置。
2. 【請求項２】平板状鋼板からなる前記固定ハウジングに
   は切起こしされた一対の掛止部が形成されており、これ
   ら掛止部に前記第１引っ張りコイルばねと前記第２引っ
   張りコイルばねの各フックが掛止されていることを特徴
   とする請求項１記載の張力調整装置。
3. 【請求項３】前記固定ハウジングの背面側に装着される
   とともに前記固定ハウジングに穿設された軸穴から正面
   側に突設された回転軸を有する空隙式制動装置を備え、
   前記回転軸の先端に前記テンションプーリが軸着されて
   いることを特徴とする請求項１・２記載の張力調整装
   置。
4. 【請求項４】前記制動装置は、前記固定ハウジングに固
   定されるとともに円周方向の極性を交互に変えた第１永
   久磁石が固着された第１ヨークと、この第１ヨークと同
   心配置されるとともに前記第１永久磁石と所定の隙間を
   おいて対向配置され同一な極配列からなる第２永久磁石
   が固着された第２ヨークと、これらヨークの内径面に個
   々に嵌合された軸受を介して前記第１ヨークと前記第２
   ヨークに回転自在に支持された前記回転軸と、この回転
   軸に軸着され前記隙間内に回転自在に介装されたヒステ
   リシス材製のディスクと、前記第１ヨークには一体に固
   定され前記第２ヨークには調整ねじにより着脱自在に固
   定されたケースとが構成されていることを特徴とする請
   求項３記載の張力調整装置。
5. 【請求項５】非磁性材製の前記ケースを有し、このケー
   スの端部と非接触状態で軸線方向に対向する鍔部が前記
   第２ヨークに形成されている前記制動装置を備えたこと
   を特徴とする請求項４記載の張力調整装置。
6. 【請求項６】固定ハウジングには背面側への折り返えし
   片が形成されており、この折り返えし片に設けた目盛り
   まで延設された指針が前記制動装置の前記第２ヨークに
   構成されていることを特徴とする請求項４・５記載の張
   力調整装置。