JPH09194136A - 巻線張力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 巻線の張力を一定に保持するための巻線張力
制御装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 巻線張力制御装置は、１対の初張力用ロ
ーラを含む初張力発生装置と初張力用ローラより出たワ
イヤを巻き付けるためのトルクドラムとトルクドラムの
回転を制動するための制動装置とトルクドラムより出た
ワイヤの張力を制動装置にフィードバックするためのメ
カニカルフィードバック機構とを有する。このメカニカ
ルフィードバック機構は、トルクドラムより出たワイヤ
の張力が増加すると制動装置による制動力を減少させト
ルクドラムより出たワイヤの張力が減少すると制動装置
による制動力を増加させるように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はコイル用自動巻線装
置に使用されるための巻線張力制御装置に関し、より詳
細には、極細線を巻枠（ボビン）に巻き付ける自動巻線
装置のための巻線張力制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】映像／音響装置又は情報記録再生装置で
は高電圧を発生させるための小型のコイルが使用され
る。斯かるコイルは典型的には線径が０．０５ｍｍ以下
の極細線を巻枠（ボビン）に巻き付けることによって製
造される。自動巻線装置では、巻枠（ボビン）は約１０
０００ｒｐｍの高速で回転する。従って供給する巻線の
張力が大きく変化すると、巻線は破断し、作業能率が減
少する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】巻線の破断を防止する
ためには巻線の張力を可能なかぎり一定に保持する必要
がある。従来、自動巻線装置において巻線の張力を一定
に保持するための精密な且つ自動的な巻線張力制御装置
は存在しなかった。

【０００４】従って本発明は斯かる点に鑑み、巻線の張
力を一定に保持するための巻線張力制御装置を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の巻線張力制御装
置によると、供給されたワイヤを挟んで支持する回転可
能な１対の初張力用ローラと該初張力用ローラより出た
ワイヤを巻き付けワイヤに制動力を伝達するためのトル
クドラムと該トルクドラムの回転を制動する制動力を発
生するための制動装置と上記トルクドラムより出たワイ
ヤの張力の変化を上記制動装置にフィードバックするた
めのメカニカルフィードバック機構とを有し、上記メカ
ニカルフィードバック機構は上記トルクドラムより出た
ワイヤの張力が増加すると上記制動装置による制動力を
減少させ上記トルクドラムより出たワイヤの張力が減少
すると上記制動装置による制動力を増加させるように構
成されている。

【０００６】本発明によると、巻線張力制御装置におい
て、上記メカニカルフィードバック機構は枢動軸周りに
枢動可能なテンションアームと該テンションアームに装
着された回転可能なテンションプーリと上記テンション
アームを付勢するばねとを有し、上記トルクドラムより
出たワイヤの張力が増加すると上記テンションアームは
上記ばねの付勢力に抗して第１の方向に枢動し、上記ト
ルクドラムより出たワイヤの張力が減少すると上記テン
ションアームは上記ばねの付勢力によって上記第１の方
向と反対の第２の方向に枢動するように構成されている
ことを特徴とする。

【０００７】本発明によると、巻線張力制御装置におい
て、上記制動装置は上記トルクドラムに装着されたブレ
ーキドラムと該ブレーキドラムの外周に沿って延在する
ブレーキバンドとを有し、該ブレーキバンドの一端は上
記テンションアームに接続されていることを特徴とす
る。

【０００８】本発明によると、巻線張力制御装置におい
て、更に枢動軸周りに枢動可能な初張力用アームと該初
張力用アームに装着された初張力用プーリとを備え、該
初張力用プーリは上記トルクドラムに導かれるワイヤに
係合し、上記初張力用アームが枢動軸周りに枢動すると
上記トルクドラムに導かれるワイヤの初期張力が変化す
るように構成されていることを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１を参照して本発明による巻線
張力制御装置の第１の例を説明する。本例の巻線張力制
御装置は１対の初張力用ローラ１０１、１０２とトルク
ドラム２０１とテンションアーム３０１とを有する。テ
ンションアーム３０１の先端にはテンションプーリ３０
２が装着されている。図示しないリールに巻かれたワイ
ヤ１０は初張力用ローラ１０１、１０２の間を通り、ト
ルクドラム２０１の円周を１周し、テンションプーリ３
０２を経由して自動巻線装置に供給される。

【００１０】本明細書では、以下に、ワイヤ１０の初張
力Ｔ₀ とは、トルクドラム２０１に入る前のワイヤ１０
の張力、即ち、初張力発生系を出たワイヤ１０の張力の
ことである。巻線張力制御装置はテンションプーリ３０
２を出たワイヤ１０の張力Ｔが一定に保持されるように
構成されている。

【００１１】初張力発生系は初張力用ローラ１０１、１
０２よりなる。初張力用ローラ１０１、１０２及びトル
クドラム２０１は図示しないシャーシ又はケーシングに
回転可能に装着されている。

【００１２】テンションアーム３０１は軸３０１Ａ周り
に枢動可能にシャーシ又はケーシングに装着されてい
る。テンションプーリ３０２と軸３０１Ａの間にばね３
０３の一端３０３ａが接続されている。斯かるばね３０
３の他端はシャーシ又はケーシングに固定されてよい。

【００１３】この巻線張力制御装置にはトルクドラム２
０１の回転を制動するための制動装置が設けられてい
る。制動装置はトルクドラム２０１に装着されたブレー
キドラム２１１と斯かるブレーキドラム２１１の円周部
の略半分に巻き付けられたブレーキバント２１２とを有
する。ブレーキバント２１２の一端２１２ａはテンショ
ンアーム３０１の他端に接続され、ブレーキバント２１
２の他端２１２ｂはシャーシ又はケーシングに固定され
ている。

【００１４】初張力用ローラ１０１、１０２の円周部に
は弾性体、例えばゴムが装着され、２つの初張力用ロー
ラ１０１、１０２の間を通るワイヤ１０は斯かる弾性体
によって支持される。こうして初張力用ローラ１０１、
１０２を出たワイヤ１０は初張力Ｔ₀ を有する。

【００１５】初張力用ローラ１０１、１０２を出たワイ
ヤはトルクドラム２０１の円周部を１周する。ワイヤ１
０はトルクドラム２０１の円周部に対して滑らないもの
とする。ワイヤ１０はトルクドラム２０１の回転と同期
して走行する。従ってトルクドラム２０１の回転を制御
することによってワイヤ１０に付与される張力が制御さ
れる。

【００１６】本例によると、トルクドラム２０１の回転
は制動装置によって制御される。従ってワイヤ１０に付
与される張力は制動装置によって制御される。制動装置
はメカニカルフィードバック機構を有し、巻線張力制御
装置を出るワイヤ１０の張力Ｔが制動装置にフィードバ
ックされる。

【００１７】巻線張力制御装置を出るワイヤ１０の張力
Ｔが大きくなるとテンションアーム３０１は、ばね３０
３の付勢力ｆ_S に抗して、軸３０１Ａ周りに反時計方向
に僅かな角度だけ枢動する。テンションアーム３０１の
下端に接続されたブレーキバント２１２は緩み、ブレー
キバント２１２とブレーキドラム２１１の間の摩擦力が
減少する。トルクドラム２０１の回転を制動する制動力
は減少するから、トルクドラム２０１の回転はより容易
となり、トルクドラム２０１より出るワイヤ１０の張力
Ｔは減少する。

【００１８】逆に、巻線張力制御装置を出るワイヤ１０
の張力Ｔが小さくなるとテンションアーム３０１は、ば
ね３０３の付勢力ｆ_S によって、軸３０１Ａ周りに時計
方向に僅かな角度だけ枢動する。テンションアーム３０
１の下端に接続されたブレーキバント２１２は締まり、
ブレーキバント２１２とブレーキドラム２１１の間の摩
擦力が増加する。トルクドラム２０１の回転を制動する
制動力は増加するから、トルクドラム２０１の回転はよ
り困難となり、トルクドラム２０１より出るワイヤ１０
の張力Ｔは増加する。

【００１９】こうして本例によると、メカニカルフィー
ドバック機構によって、巻線張力制御装置を出るワイヤ
１０の張力Ｔが制動装置にフィードバックされるから、
巻線張力制御装置を出るワイヤ１０の張力Ｔは一定に維
持される。

【００２０】テンションアーム３０１の軸３０１Ａ周り
の回転モーメントの釣り合いを考える。テンションアー
ム３０１には、巻線張力制御装置を出るワイヤ１０の張
力ＴによるモーメントＴ×ｃとばね３０３の付勢力ｆ_S
によるモーメントｆ_S ×ａとブレーキバンド２１２の張
力ｆ_B によるモーメントｆ_B ×ｂが作用する。従って次
の式が成り立つ。

【００２１】

【数１】ｆ_S ×ａ＝Ｔ×ｃ＋ｆ_B ×ｂ

【００２２】ここに、ａは軸３０１Ａからばね３０３の
接続点３０３ａまでの距離、ｂは軸３０１Ａからブレー
キバンド２１２の接続端２１２ａまでの距離、ｃは軸３
０１Ａからテンションプーリ３０２の軸までの距離であ
る。

【００２３】トルクドラム２０１の軸２０１Ａ周りの回
転モーメントの釣り合いを考える。トルクドラム２０１
には、巻線張力制御装置を出るワイヤ１０の張力Ｔによ
るモーメントＴ×Ｒと初張力用ローラ１０１、１０２を
出たワイヤ１０の張力Ｔ₀ によるモーメントＴ₀ ×Ｒと
ブレーキバンド２１２の張力ｆ_B による制動モーメント
ｆ_B ×ｒ×ｅｘｐ（μθ）−ｆ_B ×ｒが作用する。従っ
て次の関係式が成り立つ。

【００２４】

【数２】 Ｔ×Ｒ＝ｆ_B ×ｒ×〔ｅｘｐ（μθ）−１〕＋Ｔ₀ ×Ｒ

【００２５】ここに、Ｒはトルクドラム２０１の外径、
ｒはブレーキドラム２１１の外径、θはブレーキバンド
２１２の巻き付け角、μはブレーキバンド２１２とブレ
ーキドラム２１１の間の摩擦係数である。このつ２の式
より巻線張力制御装置を出るワイヤ１０の張力Ｔを求め
ると次のようになる。

【００２６】

【数３】Ｔ＝ｋ₀ （ｋ_S ×ｆ_S ＋Ｔ₀ ） ｋ_S ＝〔exp （μθ）−１〕（ｒ／Ｒ）（ａ／ｂ） ｋ₀ ＝１／〔１＋（exp （μθ）−１）（ｒ／Ｒ）（ｃ
／ｂ）〕

【００２７】メカニカルフィードバック機構を設けない
場合には次のようになる。

【００２８】

【数４】Ｔ＝ｋ_S ×ｆ_S ＋Ｔ₀ ｋ_S ＝〔exp （μθ）−１〕（ｒ／Ｒ）

【００２９】次にワイヤ１０がトルクドラム２０１の円
周部に対して滑らないための条件を求める。トルクドラ
ム２０１の円周部に対するワイヤ１０の巻き付け角を
α、ワイヤ１０とトルクドラム２０１の円周部の間の摩
擦係数をκとすると、次の式が成り立つ必要がある。

【００３０】

【数５】Ｔ≦Ｔ₀ exp （κα）

【００３１】これに数２の式の関係を使用して変形する
と次の式が得られる。

【００３２】

【数６】０≦ｆ_B ×ｒ×〔exp （μθ）−１〕≦Ｔ₀ ×
Ｒ×〔exp （κα）−１〕

【００３３】従って初張力Ｔ₀ に対するブレーキバンド
２１２の張力ｆ_B の比ｆ_B ／Ｔ₀ が一定値より大きくな
ると、ワイヤ１０はトルクドラム２０１の円周部上にて
滑り、トルクドラム２０１は回転することなく単なる固
定ガイドとなる。

【００３４】図２を参照して本発明による巻線張力制御
装置の第２の例を説明する。本例の巻線張力制御装置は
初張力発生装置を有し、この初張力発生装置は１対の初
張力用ローラ１０１、１０２と初張力用アーム１０３と
初張力用ばね１０４とを有する。初張力用アーム１０３
は枢動軸１０３Ａ周りに枢動可能にシャーシ又はケーシ
ング２０に装着されている。

【００３５】初張力用ばね１０４の一端１０４ａは初張
力用アーム１０３の一端１０３ａにに接続され、張力用
ばね１０４の他端１０４ｂはシャーシ又はケーシングに
固定されている。初張力用アーム１０３の他端１０３ｂ
にはローラ１０６が回転可能に装着されている。後に説
明するがこのローラ１０６はテンションアーム３０１の
下端に係合するように構成されている。

【００３６】第１の張力用ローラ１０１はシャーシ又は
ケーシング２０に回転可能に装着され、第２の張力用ロ
ーラ１０２は初張力用アーム１０３上に回転可能に装着
されている。

【００３７】テンションアーム３０１は軸３０１Ａ周り
に枢動可能にシャーシ２０に装着されている。テンショ
ンアーム３０１の一端にはテンションプーリ３０２が回
転可能に装着され、テンションプーリ３０２と軸３０１
Ａの間にばね３０３の一端３０３ａが接続されている。
斯かるばね３０３の他端３０３ｂはシャーシ２０に固定
されている。

【００３８】トルクドラム２０１とトルクドラム２０１
を制動するための制動装置は、第１の例と同様な構成で
ある。即ち、トルクドラム２０１にシャーシ２０に回転
可能に装着されている。制動装置はトルクドラム２０１
に装着されたブレーキドラム２１１と斯かるブレーキド
ラム２１１の円周部の略半分に巻き付けられたブレーキ
バント２１２とを有する。ブレーキバント２１２の一端
２１２ａはテンションアーム３０１の他端に接続され、
ブレーキバント２１２の他端２１２ｂはシャーシ２０に
固定されている。

【００３９】本例の巻線張力制御装置のメカニカルフィ
ードバック機構は、図１に示した第１の例の場合と同様
であり、上述の議論及び式がそのまま成り立つ。

【００４０】次に初張力発生装置の動作を説明する。初
張力用アーム１０３には、初張力用ばね１０４の付勢力
による反時計方向の回転モーメント−Ｍ_S が作用する。
この回転モーメント−Ｍ_S によって、第２の初張力用ロ
ーラ１０２は第１の初張力用ローラ１０１に所定の力で
押し付けられる。この押し付け力によって、ワイヤ１０
は２つの初張力用ローラ１０１、１０２の円周部の弾性
体の間に挟まれる。こうして２つの初張力用ローラ１０
１、１０２によって所定の初張力Ｔ₀ が生成される。

【００４１】初張力用アーム１０３には、第２の初張力
用ローラ１０２が受ける第１の初張力用ローラ１０１か
らの反力による時計方向の回転モーメント＋Ｍ_R が作用
する。定常状態ではこの２つのモーメント−Ｍ_S ＋Ｍ_R
は釣り合っている。

【００４２】初張力Ｔ₀ が増加すると、巻線張力制御装
置を出るワイヤ１０の張力Ｔが増加し、テンションアー
ム３０１は、ばね３０３の付勢力に抗して、軸３０１Ａ
周りに僅かな角度で反時計方向に枢動する。するとテン
ションアーム３０１の下端はローラ１０６に係合する。
従って、初張力用アーム１０３にローラ１０６を経由し
た時計方向の回転モーメント＋Ｍ_W が作用し、初張力用
アーム１０３は時計方向に僅かに回転する。

【００４３】初張力用アーム１０３が時計方向に回転す
ると、第２の初張力用ローラ１０２から第１の初張力用
ローラ１０１への押し付け力が減少する。従って２つの
初張力用ローラ１０１、１０２の円周部の弾性体の間に
挟まれているワイヤ１０はより自由に移動することがで
き、初張力Ｔ₀ は減少する。

【００４４】初張力Ｔ₀ は減少すると、巻線張力制御装
置を出るワイヤ１０の張力Ｔが減少し、テンションアー
ム３０１は、ばね３０３の付勢力によって、軸３０１Ａ
周りに僅かな角度で時計方向に枢動する。ローラ１０６
を経由した時計方向の回転モーメント＋Ｍ_W が減少し、
又はテンションアーム３０１の下端はローラ１０６より
離れる。初張力用アーム１０３は今度は反時計方向に僅
かに回転する。初張力用アーム１０３が反時計方向に回
転すると、第２の初張力用ローラ１０２から第１の初張
力用ローラ１０１への押し付け力が増加する。従って２
つの初張力用ローラ１０１、１０２の円周部の弾性体の
間に挟まれているワイヤ１０は自由に移動することがで
きなくなり、初張力Ｔ₀ は増加する。

【００４５】こうして、本例によると、巻線張力制御装
置を出るワイヤ１０の張力Ｔが増加又は減少すると、初
張力用アーム１０３が反時計方向及び時計方向に交互に
僅かに回転することによってワイヤ１０の初張力Ｔ₀ は
一定に維持される。

【００４６】図３に本例の巻線張力制御装置の制御系の
構成を示す。図３Ａはメカニカルフィードバック機構を
設けた場合、図３Ｂはメカニカルフィードバック機構を
設けない場合、図３Ｃはメカニカルフィードバック機構
を設け更に初張力発生装置にもメカニカルフィードバッ
ク機構を設けた場合、である。初張力発生装置１００は
外乱として作用する。

【００４７】図３Ａの制御系は本発明の第１の例に相当
し、初張力発生装置１００は２つの初張力用ローラ１０
１、１０２に相当する。この制御系の出力信号、即ち、
巻線張力制御装置を出るワイヤ１０の張力Ｔは次のよう
に表される。

【００４８】

【数７】Ｔ＝〔Ｇ_F ／（１＋Ｇ_F Ｇ_B ）〕ｆ_S ＋〔１／
（１＋Ｇ_F Ｇ_B ）〕Ｔ₀

【００４９】ここにＧ_F 、Ｇ_B は制動装置及びテンショ
ンアーム３０１の伝達関数である。ｆ_S はブレーキバン
ドの張力である。

【００５０】図３Ｂの制御系はメカニカルフィードバッ
ク機構を設けない場合であるから、ワイヤ１０の張力Ｔ
は、数７の式において、Ｇ_B ＝０と置けばよい。

【００５１】図３Ｃの制御系は本発明の第２の例に相当
し、初張力発生装置１００は２つの初張力用ローラ１０
１、１０２と初張力用アーム１０３を含む。この例では
初張力発生装置１００もメカニカルフィードバック機構
を有する。従ってワイヤ１０の張力Ｔは、数７の式にお
いて、Ｔ₀ ＝〔Ｇ_G ／（１＋Ｇ_G Ｇ_C ）〕Ｔ₀ と置けば
よい。Ｇ_G 、Ｇ_C は初張力発生装置１００び初張力用ア
ームの伝達関数である。

【００５２】次に図４〜図６を参照して本発明による巻
線張力制御装置の第３の例を説明する。巻線張力制御装
置を構成する各部は３桁の数字よりなる参照符号が付さ
れており、初張力発生系は百番台の数字、トルクドラム
系は二百番台の数字、テンションアーム系は三百番台の
数字、その他は四百番台の数字によって表される。

【００５３】初張力発生系は１対の初張力用ローラ１０
１、１０２と初張力用アーム１０３と１対の初張力用ば
ね１０４、１０５とローラ１０７とを有する。初張力用
アーム１０３は軸１０３Ａ周りに回転可能にシャーシ２
０に装着されている。第１の初張力用ローラ１０１はシ
ャーシ２０に回転可能に装着され、第２の初張力用ロー
ラ１０２は初張力用アーム１０３に回転可能に装着され
ている。

【００５４】２つの初張力用ばね１０４、１０５の一端
は初張力用アーム１０３に接続され他端は固定されてい
る。また、初張力用アーム１０３の先端、即ち、軸１０
３Ａと反対側の端部にはローラ１０７が回転可能に装着
され、斯かるローラ１０７の円周部はワイヤ１０に係合
するように構成されている。

【００５５】本例の初張力発生系の動作を説明する。初
張力用アーム１０３には、初張力用アーム１０３を軸１
０３Ａ周りに回転させるための３つの回転モーメントが
作用する。第１は、２つの初張力用ばね１０４、１０５
の付勢力による時計方向の回転モーメント＋Ｍ_S であ
る。この回転モーメント＋Ｍ_S によって、第２の初張力
用ローラ１０２は第１の初張力用ローラ１０１に所定の
力で押し付けられる。この押し付け力によって、ワイヤ
１０は２つの初張力用ローラ１０１、１０２の円周部の
弾性体の間に挟まれる。こうして２つの初張力用ローラ
１０１、１０２によって所定の初張力Ｔ₀ が生成され
る。

【００５６】第２は、第２の初張力用ローラ１０２が受
ける第１の初張力用ローラ１０１からの反力による反時
計方向の回転モーメント−Ｍ_R である。第３は、ワイヤ
１０の初張力Ｔ₀ よりローラ１０７が受ける力による反
時計方向の回転モーメント−Ｍ_W である。定常状態では
この３つのモーメントの和＋Ｍ_S −Ｍ_R −Ｍ_W が釣り合
っている。

【００５７】初張力Ｔ₀ が増加すると、ローラ１０７を
経由した反時計方向の回転モーメント−Ｍ_R が増加し、
初張力用アーム１０３は、初張力用ばね１０４、１０５
の付勢力に抗して、反時計方向に僅かに回転する。初張
力用アーム１０３が反時計方向に回転すると、第２の初
張力用ローラ１０２から第１の初張力用ローラ１０１へ
の押し付け力が減少する。従って２つの初張力用ローラ
１０１、１０２の円周部の弾性体の間に挟まれているワ
イヤ１０はより自由に移動することができ、初張力Ｔ₀
は減少する。

【００５８】初張力Ｔ₀ は減少すると、ローラ１０７を
経由した反時計方向の回転モーメントＭ_R が減少し、初
張力用アーム１０３は、初張力用ばね１０４、１０５の
付勢力によって、今度は時計方向に僅かに回転する。初
張力用アーム１０３が時計方向に回転すると、第２の初
張力用ローラ１０２から第１の初張力用ローラ１０１へ
の押し付け力が増加する。従って２つの初張力用ローラ
１０１、１０２の円周部の弾性体の間に挟まれているワ
イヤ１０は自由に移動することができなくなり、初張力
Ｔ₀ は増加する。

【００５９】こうして、初張力用アーム１０３が反時計
方向及び時計方向に交互に僅かに回転することによって
ワイヤ１０の初張力Ｔ₀ は一定に維持される。

【００６０】トルクドラム系を説明する。トルクドラム
系は、軸２０１Ａ周りに回転可能にシャーシ２０に装着
されたトルクドラム２０１とトルクドラム２０１に固定
的に装着されたブレーキドラム２１１とブレーキドラム
２１１の円周部に所定の接触角にて係合しているブレー
キバント２１２とを有する。

【００６１】テンションアーム系を説明する。テンショ
ンアーム系は、軸３０１Ａ周りに回転可能にシャーシ２
０に装着されたテンションアーム３０１とテンションア
ーム３０１の先端に回転可能に装着されたテンションプ
ーリ３０２とテンションアーム３０１に係合しているブ
レーキアーム３２１とを有する。

【００６２】ブレーキアーム３２１の一端にはばね３０
５、３０６が装着され、ブレーキアーム３２１の他端に
はブレーキバント２１２が装着されている。図５に示す
ように、テンションアーム系は更に、トグルアーム３３
１を有する。

【００６３】本例のメカニカルフィードバック機構は、
図１の第１の例及び図２の第２の例と同様である。

【００６４】巻線張力制御装置を出るワイヤ１０の張力
Ｔが大きくなるとテンションアーム３０１は軸３０１Ａ
周りに反時計方向に僅かな角度だけ枢動し、ブレーキバ
ント２１２は緩み、制動力は減少する。それによって、
トルクドラム２０１より出るワイヤ１０の張力Ｔは減少
する。

【００６５】逆に、巻線張力制御装置を出るワイヤ１０
の張力Ｔが小さくなるとテンションアーム３０１は軸３
０１Ａ周りに時計方向に僅かな角度だけ枢動し、制動力
は増加する。それによってトルクドラム２０１より出る
ワイヤ１０の張力Ｔは増加する。

【００６６】こうして、メカニカルフィードバック機構
によって、巻線張力制御装置を出るワイヤ１０の張力Ｔ
が制動装置にフィードバックされるから、巻線張力制御
装置を出るワイヤ１０の張力Ｔは一定に維持される。

【００６７】図６を参照してテンションアーム系の構成
及び動作を更に詳細に説明する。本例によるとテンショ
ンアーム系は、テンションアーム３０１に作用する回転
モーメント＋Ｍ_S の腕の長さを変化させることができる
ように構成されている。回転モーメント＋Ｍ_S の腕の長
さは、テンションアーム３０１の回転軸３０１Ｅ、３０
１Ａの中心軸線とばね３０５、３０６の付勢力ｆ_S との
間の距離である。

【００６８】テンションアーム３０１は上側のアーム部
３０１Ｂと斯かるアーム部３０１Ｂより下方に延在する
脚部３０１Ｃとを有する。アーム部３０１Ｂは軸３０１
Ｅに取り付けられ、脚部３０１Ｃは軸３０１Ａに取り付
けられている。斯かる２つの軸軸３０１Ｅ、３０１Ａは
互いに同一軸線上に配置され、適当な方法でそれぞれシ
ャーシ２０に装着されている。従って、テンションアー
ム３０１は軸３０１Ｅ、３０１Ａ周りに回転することが
できる。

【００６９】アーム部３０１Ｂには、下方に延在する２
つのピン３０１Ｄ、３０１Ｆが装着されている。

【００７０】ブレーキアーム３２１は上側のアーム部３
２１Ｂと斯かるアーム部３２１Ｂより下方に延在する脚
部３２１Ｃとを有し、脚部３２１Ｃには軸３２１Ａが取
り付けられている。アーム部３２１Ｂには３つの孔３２
１Ｄ、３２１Ｅ、３２１Ｆが形成されており、第１及び
第３の孔３２１Ｄ、３２１Ｆにテンションアーム３０１
の２つのピン３０１Ｄ、３０１Ｆがそれぞれ係合してい
る。また第２の孔３２１Ｅには、軸３０１Ｅが貫通して
いる。

【００７１】２つの孔３２１Ｄ、３２１Ｆのうち第１の
の孔３２１Ｄは長穴であるが、第３の孔３２１Ｆは図示
のように第３のピン３０１Ｆが係合するための３つの係
合部３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃを有する。

【００７２】上述のように、アーム部３２１Ｂの一端に
は２つのばね３０５、３０６が取り付けられ、アーム部
３２１Ｂの他端にはブレーキバンド２１２が取り付けら
れている。

【００７３】トグルアーム３３１は下側のＴ字形部３３
１Ｂとそれより上方に延在する脚部３３１Ｃとを有し、
Ｔ字形部３３１Ｂ及び脚部３３１Ｃの孔に軸３３１Ａが
係合している。斯かる軸３３１Ａは適当な方法でシャー
シ２０に装着されている。こうして、トグルアーム３３
１は軸３３１Ａ周りに回転することができる。

【００７４】Ｔ字形部３３１Ｂの先端にはＵ字形部３３
１Ｄが形成されており、斯かるＵ字形部３３１Ｄにブレ
ーキアーム３２１の軸３２１Ａが係合するように構成さ
れている。

【００７５】Ｔ字形部３３１Ｂの両側の突起部分には孔
３３１ａ、３３１ｂが形成されており、斯かる孔３３１
ａ、３３１ｂに図示しないアクチュエータが接続されて
いる。

【００７６】斯かるアクチュエータが作動することによ
って、Ｔ字形部３３１Ｂの両側の突起部分には力Ｆ_A 又
はＦ_B が作用する。それによってトグルアーム３３１は
軸３３１Ａ周りに回転し、Ｕ字形部３３１Ｄは矢印Ａ又
はＢの方向に僅かに移動する。すると、Ｕ字形部３３１
Ｄに係合しているブレーキアーム３２１の軸３２１Ａも
矢印Ａ又はＢの方向に僅かに移動する。

【００７７】即ち、アクチュエータが作動することによ
って、ブレーキアーム３２１のアーム部３２１Ｂは矢印
Ａ又はＢの方向に僅かに移動する。

【００７８】上述のように、テンションアーム３０１の
２つのピン３０１Ｄ、３０１Ｆはブレーキアーム３２１
の２つの孔３２１Ｄ、３２１Ｆに係合しているが、これ
らの孔３２１Ｄ、３２１Ｆは比較的に大きい。従って、
ブレーキアーム３２１はテンションアーム３０１に対し
て相対的に滑動することができる。

【００７９】ブレーキアーム３２１はテンションアーム
３０１に対して矢印Ａ又はＢ方向に相対的に滑動するこ
とができるが、それ以外はブレーキアーム３２１とテン
ションアーム３０１は一体的である。従って、ブレーキ
アーム３２１に取り付けられた２つのばね３０５、３０
６の付勢力によって、テンションアーム３０１には軸３
０１Ｅ、３０１Ａ周りに回転させる回転モーメント＋Ｍ
_S が作用する。同様に、ブレーキアーム３２１に取り付
けられたブレーキバンド２１２の張力によって、テンシ
ョンアーム３０１には軸３０１Ｅ、３０１Ａ周りに回転
させる回転モーメント−Ｍ_B が作用する。

【００８０】テンションアーム３０１に作用する２つの
ばね３０５、３０６の付勢力による時計方向の回転モー
メント＋Ｍ_S の腕の長さａは、テンションアーム３０１
の回転軸３０１Ｅ、３０１Ａの中心軸線と各ばね３０
５、３０６の接続端部３０５ａ、３０６ｂまでの距離で
ある。このモーメントの腕の長さａは、ブレーキアーム
３２１がテンションアーム３０１に対して相対的に移動
することによって変化する。

【００８１】本例では、テンションアーム３０１の第２
のピン３０１Ｆは、ブレーキアーム３２１の第３の孔３
２１Ｆの３つの係合部３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃの
いずれかに係合するように構成されており、従ってテン
ションアーム３０１に作用する回転モーメント＋Ｍ_S の
腕の長さを３段階に変化させることができる。

【００８２】こうして本例では、アクチュエータを作動
することによって、ブレーキアーム３２１をテンション
アーム３０１に対して矢印Ａ又はＢ方向に相対的に滑動
させ、それによって２つのばね３０５、３０６の付勢力
によるテンションアーム３０１の回転軸３０１Ｅ、３０
１Ａ周りの回転モーメント＋Ｍ_S の腕の長さを変化さ
せ、回転モーメント＋Ｍ_S の大きさを変化させることが
できるように構成されている。

【００８３】再び図５を参照して説明する。初張力用ア
ーム１０３に作用する初張力用ばね１０４、１０５から
の回転モーメント＋Ｍ_S は、初張力用ばね１０４、１０
５の付勢力を調節することによって変化させることがで
きる。またテンションアーム３０１に作用するばね３０
５、３０６からの回転モーメント＋Ｍ_S は、ばね３０
５、３０６の付勢力を調節することによっても変化させ
ることができる。

【００８４】シャーシ２０には３つのダイヤル４１１、
４１２、４１３が取り付けられており、斯かるダイヤル
４１１、４１２、４１３には、初張力用ばね１０４、１
０５及びテンションばね３０５、３０６の端に取り付け
られたケーブル４００が巻かれている。従ってこれらの
ダイヤル４１１、４１２、４１３を回すことによって、
各ばね１０４、１０５、３０５、３０６の付勢力を調節
することができる。

【００８５】最後に図７を参照して本発明による巻線張
力制御装置の結果を説明する。図７は縦軸が巻線張力制
御装置より出たワイヤ１０の張力Ｔ、横軸が時間のグラ
フである。巻線張力制御装置と自動巻線装置の間には通
常１〜３連のバッファが設けられているが、この例では
２連のバッファを挿入した。

【００８６】自動巻線装置において、巻枠（ボビン）は
１００００ｒｐｍにて回転される。最初の１秒間は１０
０００ｒｐｍ／ｓｅｃの加速期間であり、その後は一定
の回転速度１００００ｒｐｍにて回転させる定常運転で
ある。

【００８７】図８のグラフの実線は本発明による巻線張
力制御装置の結果を示し、破線はメカニカルフィードバ
ック機構がない従来の巻線張力制御装置の結果を示す。
本発明による巻線張力制御装置によると、ワイヤ１０の
張力Ｔの変動が少ないことが判る。

【００８８】以上本発明の実施の形態について詳細に説
明したが、本発明はこれらの例に限定されることなく特
許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更等
が可能であることは当業者にとって理解されよう。

【００８９】

【発明の効果】本発明によると、ワイヤ１０の張力Ｔの
変動を少なくすることができるため、極細線を巻枠（ボ
ビン）に巻く場合でも、ワイヤ１０が切断することがな
い利点を有する。

【００９０】本発明によると、ワイヤ１０の張力Ｔの変
動が少なく、極細線を巻枠（ボビン）に巻く場合でも、
ワイヤ１０が切断することがないため、自動巻線装置に
おいける作業を効率化することができる利点を有する。

【００９１】本発明によると、メカニカルフィードバッ
ク機構によってワイヤ１０の張力Ｔを制御するように構
成されており、電気機器を使用しないため、故障が少な
く信頼性がある巻線張力制御装置を提供することができ
る利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による巻線張力制御装置の第１の例の構
成を示す図である。

【図２】本発明による巻線張力制御装置の第２の例の構
成を示す図である。

【図３】本発明による巻線張力制御装置の制御系を示す
ブロック図である。

【図４】本発明による巻線張力制御装置の第３の例の構
成を示す図である。

【図５】本発明による巻線張力制御装置の第３の例の構
成を示す図である。

【図６】本発明による巻線張力制御装置の第３の例の動
作を説明するための説明図である。

【図７】本発明による巻線張力制御装置の実験結果を示
す図である。

【符号の説明】

１０ ワイヤ ２０ シャーシ １００ 初張力発生装置 １０１、１０２ 初張力用ローラ １０３ 初張力用アーム １０３Ａ 軸 １０３ａ、１０３ｂ 端部 １０４、１０５ 初張力用ばね １０４ａ、１０５ｂ 端部 １０６、１０７ ローラ ２０１ トルクドラム ２０１Ａ 軸 ２１１ ブレーキアーム ２１２ ブレーキバント ２１２ａ、２１２ｂ 端部 ３０１ テンションアーム ３０１Ａ、３０１Ｅ 軸 ３０１Ｂ アーム部 ３０１Ｃ 脚部 ３０１Ｄ、３０１Ｆ ピン ３０２ テンションプーリ ３０３ ばね ３０３ａ 端部 ３０５、３０６ ばね ３２１ ブレーキアーム ３２１Ａ 軸 ３２１Ｂ アーム部 ３２１Ｃ 脚部 ３２１Ｄ、３２１Ｅ、３２１Ｆ 孔 ３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃ 係合部 ３３１ トグルアーム ３３１Ａ 軸 ３３１Ｂ Ｔ字形部 ３３１Ｃ 脚部 ３３１Ｄ Ｕ字形部 ３３１ａ、３３１ｂ 孔 ４００ ケーブル ４１１、４１２、４１３ ダイヤル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 供給されたワイヤを挟んで支持する回転
   可能な１対の初張力用ローラと該初張力用ローラより出
   たワイヤを巻き付けワイヤに制動力を伝達するためのト
   ルクドラムと該トルクドラムの回転を制動する制動力を
   発生するための制動装置と上記トルクドラムより出たワ
   イヤの張力の変化を上記制動装置にフィードバックする
   ためのメカニカルフィードバック機構とを有し、上記メ
   カニカルフィードバック機構は上記トルクドラムより出
   たワイヤの張力が増加すると上記制動装置による制動力
   を減少させ上記トルクドラムより出たワイヤの張力が減
   少すると上記制動装置による制動力を増加させるように
   構成された巻線張力制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の巻線張力制御装置におい
   て、上記メカニカルフィードバック機構は枢動軸周りに
   枢動可能なテンションアームと該テンションアームに装
   着された回転可能なテンションプーリと上記テンション
   アームを付勢するばねとを有し、上記トルクドラムより
   出たワイヤの張力が増加すると上記テンションアームは
   上記ばねの付勢力に抗して第１の方向に枢動し、上記ト
   ルクドラムより出たワイヤの張力が減少すると上記テン
   ションアームは上記ばねの付勢力によって上記第１の方
   向と反対の第２の方向に枢動するように構成されている
   ことを特徴とする巻線張力制御装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の巻線張力制御装置におい
   て、上記制動装置は上記トルクドラムに装着されたブレ
   ーキドラムと該ブレーキドラムの外周に沿って延在する
   ブレーキバンドとを有し、該ブレーキバンドの一端は上
   記テンションアームに接続されていることを特徴とする
   巻線張力制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１、２又は３記載の巻線張力制御
   装置において、更に枢動軸周りに枢動可能な初張力用ア
   ームと該初張力用アームに装着された初張力用プーリと
   を備え、該初張力用プーリは上記トルクドラムに導かれ
   るワイヤに係合し、上記初張力用アームが枢動軸周りに
   枢動すると上記トルクドラムに導かれるワイヤの初期張
   力が変化するように構成されていることを特徴とする巻
   線張力制御装置。