JPS58130872A - テ−プ巻きヘツド - 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】 この発明は、通信ケーブルや光フアイバケーブルなどの
被後工程で使用されるテープ巻きヘッドの改良に関する
ものである。

一般に、テープ巻きヘッド社、走行するケーブルへテー
プを一定の張力で供給できる性能を備えることが必賛と
されている。

これは、例えは通信ケーブルの製造に際しては、供給す
るテープの張力の変化によ）心線間の結合特性が変ｗＪ
４をき九したシ、また、光フアイバケーブルにおいて社
、光伝送損失の変化を生じる原因となるからである。

％に光フアイバケーブルの場合ａ１その導体となるファ
イバの物理的強度が低いため極めて低い一定の張力でテ
ープを供給しなければならないなどの問題がある。

しかし、生産性を向上させるＫは、＾速で運転させる必
賛があシ、この場合において＃′ｉ遠心力などによる諸
制約が伴うので、その実現が困難となるものであった。

第１図（ＩＪは、上記従来のテープ巻きヘッドを示すも
ので、ｌ＃ｉ主軸（中空軸）で軸受２．２′によルフレ
ームｌＯとの間で一転可能に支持される。４はテープバ
ットの支持中空軸で、主軸ｌと接する軸受６．６′によ
り同転自在に支持されている。７は中空軸４の端に設け
られ九歳車である。８．８′はテープバット５０両端面
を支える支持板であり、９は支持板８．８′　とテープ
パラ）６を抑えつけるナツトである。１Ｇは主軸ＩＫ固
定され大円板状のフレームで、テープを案内するガイド
ローラ１１．１！が同フレームに支持され、さらに中空
軸４と一体の歯車７と咬み合う一阜１ａの軸１４ｔ＠２
１ｂＫよｐ回転可能に支持している。Ｉ６は軸１４に設
は九歯車で、主軸ＩＫ軸軸受７．１７′を介して一転可
能Ｋｊｌｊｊ付は九ベルト車１８と一体の歯車８２に係
合する。ま九、ベルト車１ｇ＃ｉ、ペル）１９、ベルト
車２０ｔ−介して電磁クラッチ（逸常、パウダクラッチ
などのすベシ紬手）２１の一力の＠を駆動する。−万、
ｔａクラッチ２１の他力の軸に取９付けられたベルト車
２２は、べｐト２　Ｂ　’に介して主軸ｌに取シ付けた
ベルト車２４に＊続される。２５は主軸回転用の電動機
で、ベルト車２６、ベルト２７、べ々ト車２８を介して
主軸１を駆動させる。２９はダイ８０を保持するための
中空円筒である。また、テープ／くット５から繰り出さ
れるテープにより、中空軸４は主軸ＸＫ対して相対的に
回転するから、調車群７．１８、軸重４、歯車１６、ベ
ルト車１ｉ、ベルト１９、ベルト車２０を介して電磁ク
ラッチ２１を駆動するようになる。この電磁クラッチ２
１の一方の軸は、ベルト車２２、ベルト２８、ベルト車
２４により主軸ｌと連結されている。

この構成において、ベルト車１８と２０の１転数の比と
、ベルト車２４と２２の一転数の比が等しけれは、主軸
１に対する中空軸４の相対回転数に比例したスリップ回
転数が電磁クラッチ２１に発生する。

したがって、電磁クラッチ軸とベルト車２０にブレーキ
力が発生踵主軸ＩＫ対して軸受６．６′によシ支持され
ている中空軸４にもブレーキカカ五加わる。

このように、テープノくット５からケーブル８１に供給
するテープの張力を変化させる要因としては、軸受６．
６′、１５．１７．１７′の（ロ）転数による潤滑油粘
性抵抗変化、遠心力による軸受′＃重の変化による軸受
回転抵抗の変化、％磁りラッチ内軸受の１転抵抗変化な
どと、この他に１テープ力≦空気抵抗を受けることから
生じるテープ張力変イしや、テープバット外径の減少に
よる張力変イヒなど力量考えられる。

このうち、空気抵抗社、テープ寸法および主軸回転ａＫ
対し一定の値を示すので、例えば、電磁クラッチ２１の
トルクを調節するととＫよシ補正することができ、また
、テープノくット外径の変イしも補正できるが、軸受抵
抗は同一１転数において一定の値を保つことが困難であ
るので補正するととができない。

したがって、軸受抵抗の変化は、張力の変化となって現
われる。

このため、従来のテープ巻き装置においては、テープ巻
きヘッドのブレーキ力が変化して不安定となること＋、
上述の各軸受の抵抗などで、テープ張力を一定に保持さ
せることおよびテープ張力を低くしてケーブル８１にテ
ープ巻することが内棒となる欠点がある。

この発明は、上記従来のテープ巻きヘッドの欠点の解消
のためになされたものであって、テープ巻きヘッド管構
成するテープバットから、低い張力でる９、かつ、一定
の張力でもって供給されるテープでケーブルへのテープ
巻きができるテープ巻きヘッドを提供することｔ−１的
とする。

この発明においては、テープの張力コントロール機構の
鼠位を検出する変位検出器を、テープ巻きヘッドの駆動
時九使用して、この変位検出器から尭生ずる変位状況を
表す電気信号によル、テープバットから繰）出されるテ
ープ繰９出し速度の制御をさせるようにすると共に、テ
ープ張力のコントロール装置をテープ巻きヘッドから離
れた非（２）転部に配置し、非回転部からテープ張力の
コントロールができるようにしたことを％黴としている
。

以下、この発明を、実施例を示す図面に基づき具体的に
説明する。

第２図（ａ）　において １は中空の主軸で、１ｌＩｉ受２．２′によりフレーム
８Ｋ（ロ）転自在に支持されている。４は中空軸で主軸
ＩＫ対し軸受６，６’によルー転自仕に支持される。６
線テープバツトで、軛板８．８′およびナツト９で押え
られる。７は中空軸４の端に設けられた歯車である。ｌ
Ｏは主軸１と１体となっている円板状のフレームである
。同図（１１！で示す１２．８２はフレームＩＯＫ取〕
付けられるガイドロー２で、１１はエントリーガイドロ
ーラー、８８は後述する彊カコントロールアーム（以下
フントロールアームという）８６に取シ付けられ１いる
ガイドローラーである。また、同図（（転）の１８は歯
車７と保合する歯車で、軸１４にて讃阜１６と連結して
いる。軸１４４、フレームＩＯＫ組み込まれた軸受Ｉ６
により一転自在になっている。８４ａ歯阜１６と係合す
る内＊歯車であル、その外周部にベルト車８９が設飯さ
れており、軸受８６によりフレームＩＯＫ回転自在に支
持される。コントロールアーム８６は、その先端には前
述のガイドローラ８８を鳴し、先部はベルト車８７に固
着され、同ベルト車３７は、軸受８７１Ｃよ）主軸ＩＫ
回転自在に支持される。

次忙、テープバット５の―〕出し駆動構造について説明
する。

８８はベルト車８９と保合するベルトで、その一方はベ
ルト車４０と係合し、ベルト車４０の軸４１は軸受４２
．４２’によシ１転自在になっている。４８，４４は反
転用歯車群である。を九、−車４４は差動−車装龜４５
の第１軸４６に直結している。４７は差動癩車装［４５
の第２軸４ＢＫ直結したベルト車である。８０はベルト
で、ベルト車４７と主軸Ｉ　Ｋ［Ｊ）付けられ九ベルト
車４９とに保合する。差動歯車装置４５の苓−シンク５
０には、歯車５１が固着されており、テープバット駆動
モークロ８の出力軸に直結している歯車５２と係合する
ものである。

次にコントロールアーム８６１１１ｉ連の装置の構造に
ついて説明する。

まず、コントロールアーム８６の変位を検出する装置に
ついて述べると、６４＃ｉベルト寧８７と係合するベル
トで、変位検出器５５の検出軸５６に取り付けたベルト
車５７と係合する、軸６６ｉｊ変位検出器収納ケーシン
グ６８により支持される軸受５９により、回転自在に支
持される。また、ゲージング５８は、軸６０．６０′に
よ妙フレーム８の適所に回転自在に支持され、ゲージン
グ端に設けられたベルト車６１、ベルト６２を介し、主
軸１に取り付けられたベルト車６８により駆動されるよ
う罠なっている。

次に、コントロールアーム８６によるテープ張力コント
ロール装置６５においては、同コントロール装置６５の
ゲージング６８に回転自在に支持したベルト車６４を、
ベルト５４に係合させる。

つまりベルト車８７とベルト５４を介してベルト車５７
．６４が連動する。上記張力コントロール装置６５ＩＩ
ｉ軸受６６．６６′によりフレーム８に回転自在に支持
される。また、張力コントロール装置６５の端に設けた
ベルト車６７ｉ１、ベルト車６１に保合するベルト６２
と同一のペル１ｍ係合されている。つまり、ベルト車６
７は、主軸ｌに取り付けられ九ベルト車６８により駆動
される。

さらに、上記張力コントロール装置６６の構造について
は第８図、第４図に基づいて詳細に説明する。

第８図における６８Ｆｉゲージングで、軸９６６．６６
′により回転自在となっている。また、ベルト車６４の
軸６９１−１、ケーシング６ＢＫ支持される軸受７０に
より回転自在に支持される。

軸６９ＫＦｉかさ歯車７１があり、かさ歯車７２と係合
する。

かさ歯車７２の軸７８は、ケーシング６８に支持される
軸受７４により回転自在に支持され、一端に歯車７５を
有する。−軍７５１−を歯車７６に係合し、その軸７７
＃−ｉ軸受７８により回転目在に支持され、軸の一端に
ルバー７９を有している。

このレバー７９には引張りバネ８ｏが係合し、バネの一
端は軸８１に保合する。

軸８１Ｆｉケース６８に対し、回転軸方向ＫＨ移動でき
るので、回転方向にはケース６８と陶−回転数で回転す
るよう１ｅｔｔｉ、されている。軸８１の一端には軸方
向の荷重を受ける回転軸受８２を有し、この回転軸受８
２はケーシング８８により保持される。ゲージング８８
は、リニアアクチュエータ８４のｆｉ８５に連結してい
る。このリニアアクチュエータ８４ｔ−を電動で軸８５
を第８図における矢印（イ）の方向に変位するものであ
るが、軸９８２を境に軸８１Ｆｉケーシング６８と同一
回転数でまわり、軸８６ｔ−を回転しない。これはリニ
アアクチュエータ８４の作動によりバネ８ｏを変位させ
、バネ荷重を変位させるための機構上の働きによるもの
である。このバネ８０の引張力Ｆｉ％４図のようにレバ
ー７９により歯車７６の矢印（ロ）方向の回転トルクに
変換され、第８図にて示した歯車７６．７５．７２．７
１を介してプリー６４にｇ？１４図で示した矢Ｅ４Ｊ←
Ｊ方向の回転トルクが生じる。つまり、ゲージング６８
に対し矢印ｅつの方向のトルクが常時生じていることに
なる。このように、バネ８０の変位を変えることにより
トルクは自在に変えることかできるものであり、これは
第８図で示したりニアアタチュエータ８４の作動により
自動的にトルクを変えることができることを意味する。

なお、リニアアクチュエータ８４の変位は、ポテンショ
メータ８６により検出することになる。

この発明のテープ巻きヘッドは上記のように構成されて
いるので、上記テープ巻き装置を構成するテープバット
５のくり出し側御駆動系は、次のように作動する。

すなわち、前述の第２図、第８図、１１４図に示したよ
うに、ベルト車８９と歯車４４との回転数比と、ベルト
車４９と４７との回転数比を等しくしておき、その比を
１１とする。また、歯車４４の回転数をＮ１、ベルト車
４７の回転数をＮ１、ケーシング５０の歯車５１の回転
数をＮ、とすると、一般的な差動歯車装置の原理より、
ＮＩ＋　Ｎ２　＝　２　Ｎ３、従ってＮ１＝２Ｎ３−Ｎ
、となる。また、ベルト車８９の回転＆は、反転ギヤ４
Ｂ、４４により運転されるからマイナスで表され、−１
１Ｎ、であるから、ｊ１Ｎ１＝　　（２Ｎ３　Ｎｔ）Ｌ
となる。

ここで、主軸ｌの回転速度ｔｉｉ１Ｎ、、主軸１に対す
るベルト車８９の相対速度は１１Ｎ、−（−１１Ｎ１）
であるから、ｉ１Ｎｇ＋　（２Ｎ、　−Ｎ、　）　ｉ１
＝　２　Ｎ、　ｉ、と々る。千なわち、主軸ｌの回転速
度に無関係にベルト車８９の主軸１に対する相対回転数
け、−阜５１の回転数に比例し、モーター５８の回転数
にも比例する。したがって、歯車１６．１８．７を介し
て中空軸４を回転させ、テープバット５を同時に回転さ
せることになる。これからテープをくり出す速度は主軸
の回転に胸係なく、モーター５８の回転数に依存される
ものであることがわかる。このような繰り出し速度は、
伝動糸のメカニカルロス、または主軸回転の際の空気抵
抗に影響されな。いよつな速度制御性の良好なモーター
を選定することによって安定化されるものであることは
勿論である。

さらに、テープバット５よシ繰り出されたテープ＃′ｉ
第２図（ｂｌで示すように、ガイドローラー８２、コン
トロールアームのガイドローラー８８とガイドローラー
１２、エントリーカイトローラー１１を通り、同図（ａ
ｌにて示すケーブル８１へと供給されていくが、このケ
ーブルは巻取装置（図示せず）などにより同図ｉａ）の
四の矢引方向に進行する。また、コントロールアーム８
６ｉ１ｔ、同図（ｂｌ　において矢印（ホ）で示す範囲
で揺動する。

との揺動は、テープの繰り出し速度を制御するだめのも
ので、該＃１＃変位は、同図（ａｌＫて示した変位検出
器６６によ）検出する。

一方、ベルト車８７と５７の回転速度比とベルト車６８
と６１の回転速度比は完全に等しくしておき、その比を
ｈとする。そして主軸１０回転速度をＮｍとすれば変位
検出器６６の回転速度はｉ、Ｎｍとなる。すなわち、主
軸１の回転速度は、変位検出器５６と同一方向、四−回
転数で回転するものであるから、変位検出器本体５６と
検出軸５６との位相の変化はない。

ここで、コントロールアーム８６が主軸ＩＫ相対的にΔ
Ｎの速度で△ｔだけ変位すると、検出軸５６は△ｔ（Ｎ
ｍ＋ΔＮ）ｉ２だけ回転し、その間検出器本体６５＃″
ｔ△ｔＮｍｉｌだけ回転する。したがって、位相差は△
ｔ　（Ｎｍ＋ΔＮ）ｉ！−△ｔＮｍｉ２＝△ｔ△Ｎｉ２
となる。すなわち、コントロールアーム３６が主軸に対
し、△ｔ△Ｎだけ変位すると、変位検出器５５Ｆｉ△ｔ
△Ｎｉ２だけ変位するが、△ｔ△Ｎ　ｉｆ角度変化であ
るから、これをｗｌとすれば、変位検出器５６け、ｗｌ
ｔｌだけ変位する。これからコントロールアーム８６と
主軸ｌの位相差はそのまま比例した値で変位検出器６５
０位相差となるものである。その位相差信号は、変位検
出器５５に取り付けたスリップリング９２により外へ取
り出すことＫなる。

次に、テープ張力を発生するのけ、コントロールアーム
８６のトルク、すなわち反力であるが、この反力を発生
させるテープ張力コントロール装置１６５の作用につい
ては第８図、第４図に基づき既に説明した通り、ケーシ
ング６８に対し第４図に示した矢印１１万同のトルクが
常に発生しており、その値はバネ８０の引張荷重に比例
している。

また、ベルト車８７と６４の速度比とベルト車６８と６
７の速度比は完全Ｃて等しくしであるので、と述の変位
検出装置と同様にコントロールアーム８６の質位分に比
例した値の変位かケーシング６８とベルト車６４の間に
生じるたけで、トルクはベルト５４の張力となり、第２
図ｔａｌのベルト車８７に伝えられる。すなわち、主軸
１とベルト車８７との闇に相対的なトルクが発生する。

したがってコントロールアーム８６に同図（ｂｌの矢印
（へ）方向の反力が発生する。この反力は、テープの張
力と均合いをとるもので、換言すればこの反力に相当す
るようなテープの張力が発生することになる。

このトルクが一定であれば、それに均合うテープの張力
は一定になるわけであるが、そのための操作にりいて説
明すると、トルクが変わる要因としては、コントロール
アーム８６に作用する空気抵抗とコントロール装置の駆
動系における軸受抵抗があり、この軸受抵抗は軸受にお
ける摩擦エネルギーを消費するため、に生じるもので、
これは、摩擦抵抗と摩擦スピードの積である。したがっ
て、これを小さくして抵抗を少くするに＃−ｉ摩擦抵抗
を小さくするか、あるいは摩擦スピードを小さくするか
のどちらかを取り得るが、この発明の場合は、スピード
をほとＸ７どゼロにする方法をとっている。

すなわち、第８図、第４図におけるゲージング６８＃ｉ
主軸１により駆動されており、軸６９ｔ−を主軸１と四
−回転している。したかつて、軸受７０では抵抗が＃１
とんど発生しない。軸受７４．７８も同様である。ただ
、ベルト車６４とケーシング６８の位相変化はあるが、
これによる抵抗Ｆｉｐ川Ｅ用題とならない位で小さいも
のとなっている。

次に１第２図（ａ）における軸受８７であるが、これも
同様に主軸１とベルト車８７の位相変化だけの抵抗で、
実用上間１１Ｆｉない。また、変位検出器５５について
も、張力コントロール装置６５と同様である。したがっ
て、軸受抵抗によるテープ張力の変化は実用上極めて小
さい。次に１空気の抵抗であるが、コントロールアーム
８６に風除けのカバーをしたりして極力抵抗を小さくす
ることはできるが、ベルト走行やベルト車回転による空
気抵抗はさけ難い。しかし、空気抵抗は装置の構造寸法
が同じであれば速度に対し一定の値を示すので、補償す
ることが可能である。それは、第８図、第４図において
示したリニアアクチュエータ８４およびポテンショメー
タ８６により達成できる。

これは、テープヘッドの回転数に対し、テープ張力が一
定になるよう、あらかじめ、バネ８０の荷重、すなわち
、ポテンショメータ８６の変位を記憶しておけば、その
記憶変位の通りに後述するコントローラーでリニア１ク
チユエータ８４を制御して、上記空気抵抗の補償ができ
るものとなる。

次に、コントロール調停の説明を第２図（ｉｌＫよシ行
う。

主モータ２６１１、主モータ回転数コントローラー８８
によりコントロールされる。その回転敷信ｌ８Ｆｉ、リ
ニアアクチュエータコントローラー９０に送られる。コ
ントローラー９０では、あらかじめプログラムされた信
号をアクチュエータ８４へ送り、そのフィードバック信
号は、ポテンショメータ８６よりコントローラー９０へ
戻る。８９Ｆｉテープバツト駆動モータ６Ｂのコントロ
ーラーで、これは変位検出器６５からの信号により作製
する。

９Ｈ−を電源装置である。つまシ、テープの繰り出し速
度は、コントロールアーム８６の変位、換言すれにガイ
ドローラ８２．８８．１２の間にあるテープの長さに依
存し、テープの張力に関与しない。また、テープの張力
は、張力コントロール装＄１６５により決定され、テー
プく抄出し速度ＫＭ与しない。つまり、テープくり出し
速度が如伺ように変っても、それによるテープ張力の変
化はなく、テープ張力はあくまでも張力コントロール装
置６５に依存する。したがって、テープの繰シ出しに伴
ってテープパット５の外径が減少していく際の張力の変
化は全くないし、また、中空軸４が主軸ｌに対し、相対
回転する機構を構成する軸受の抵抗もテープ張力とけ全
く調係のないものとなる。テープ張力は、上記のように
張力コントロール装置６５に完全に依存するものであり
、しかも間過となる軸受抵抗＃ｉＪ用上ゼロであるし、
また、空気抵抗分の補正も容易であり、低張力で一定の
張力に保つことも容易となる。

また、第８図で示したようにテープ張力を一定に保つた
めの張力コントロール装置６５のゲージング６８の大き
な利点は、バネ８０をケース６８の回転中心部に配置し
ていることである。これは、バネ楯亀を遠心力により変
化させないために極めて重要であり、Ｃの張力コントロ
ール装置６５をテープ巻ヘッド主軸関連回転部より離れ
た非回転部に設けたことが、この発明の１１１の理由と
なっており、さらに１非回転部に張力コントロール装置
を毅けたことＫよりバネ８０の変位調節を容易にしたこ
とが第２の理由となっている。

また、変位検出器５５を上記同様に非回転部に設叶たこ
とＫより、変位検出器の回転による遠心力は、テープ巻
ヘッド主軸ｌ！＃連部に設けるより、はるかに小さくで
きる効果を有するものである。

（ヘッド軸に設けることは許容重力の点から不可能） 以上説明したように１この発明によれば、低いテープ張
力で、かつ、一定の張力でのテープ巻きができることと
、変位検出器に作用すゐ遠心力を小さくできるので、変
位検出器をテープ巻きヘッドの駆動時に使用し、テープ
のくり出し速度をコントロールできること、および、テ
ープ張力のコントロールがテープ巻ヘッドの外部の非（
ロ）１部からできるため、テープ張力のコントロールか
容易であるなどの長所がある。

なお、テープ張力コントロールｉｔけ、Ｅ記のようなバ
ネ８０によらなくても種々の方法、例えば電磁クラッチ
やメカニカルなトルクコントローラーなども利用できる
。すなわち、上記ベルト阜６７と６４の間にトルクを発
生させる機構を備えさせれに１この発明の目的を達成で
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図１８）（ｂ）Ｖｉ、従来のテープ書きヘッドの機
構を示す説明図、第２図ｔａｌは、この発明に係るテー
プ巻きヘッドの機構を示す説明図、四国（ｂｌは同上の
円板状フレームの側面図、第３図は張力コントロール装
置の説明図、％４図は第８図のＡ　−Ａ線における切断
平向図である。 １・・・主軸　　５・・・テープパッド２５・・・主モ
ータ　　８６・・・コントロールアーム８７．８８・・
・ベルト車　　４５・・・差動歯車装置５Ｂ・・・テー
プパッド駆動モータ ５５・・・変位検出器　　５６・・・検出軸５７．６２
・・・ベルト車　　６５・・・張力コントロール装置６
７・・・ベル）阜　　６８・・・ケーシング８０・・・
バネ 特許出願人　　　　　　　　　　　住友電気工業株式会
社代理人　　　　弁理士和１）　昭 手続補正占（自発） 昭和り７年９　月１０日 特許庁技官　も−杉和夫　　　殿 １　事件の表示 昭和５フイ１　特許　願第１４０２６号２　発明の名称
　　テープ巻きヘッド ３　補止をする者 事件との関係　　特許出顆人 住　所　　　大阪市東区北浜５丁目１５番地正壱銘称）
　　（２１３）　　住友電気工業株式会社４代理人 ８　補正の内容　　　　　　　　　　１２４８明細書全
文を別紙の通り訂正します。 明　　　細　　　書 ｌ　発明の名称 テープ巻きヘッド ２、特許請求の範囲 ルアームを固定したベルト車と連動させ、かトロールア
ームの位相差を比例するように駆る張力コントロール装
置のケーシングと該装置の出力軸間にトルクを発生させ
、このトルにトルクを発生する構造であることを特徴と
ヘッド。 ３、発明の詳細な説明 この発明は、通信ケーブルや光フアイバケーブルなどの
被覆工程で使用されるテープ巻きヘッドあるいは、線条
体のくシ出し巻取機の改良に関するものである。 以下説明を簡単にするために、テープ巻きヘッドについ
て説明する。 一般に、テープ巻ヘッドは、走行するケーブルへテープ
を一定の張力で供給できる性能を備えることが必要とさ
れている。 これは、例えば通信ケーブルの製造に際しては、供給す
るテープの張力の変化によシ心線［…の結合特性が変調
をきたしたシ、また、光フアイバケーブルにおいては、
光伝送損失の変化を生じる原因となるからである。 特に光７アイパケーブルの場合は、その導体となるファ
イバの物理的強度が低いため極めて低い一定の張力でテ
ープを供給しなければならないなどの問題がある０ しかし、生産性を向上させるには、高速で運転させる必
要があシ、この場合においては遠心力などによる諸制約
が伴うので、その実現が困難となるものである。 第１図（ａ）は、上記従来のテープ巻きヘッドを示すも
ので、ｌは主＠（中空軸）で軸受２．２′によりフレー
ムｌＯとの間で回転可能に支持される。４はテープパッ
トの支持中空軸で、主軸ｌと接する軸受６．６′によシ
回転自在に支持されている。７は中空軸４の端に設けら
れた歯車である。８．８′はテープバット５の両端面を
支える支持板であシ、９は支持板８．８′とテープパッ
ト５を押えつけるナツトである。１０は主軸ｌに固定さ
れた円板状のフレームで、テープを案内するガイドロー
ラ１１゜１２が同フレームに支持され、さらに中空軸４
と一体の歯車７と咬み合う歯車１３の軸１４を軸受１５
によシ回転可能に支持している。１６は軸１４に設けた
歯車で、主軸１に軸受１７．１７’を介して回転可能に
取付けたベルト車１８と一体の歯車３２に係合する。ま
た、ベルト車１８は、ベルト１９、ベルト車２０を介し
て電磁クラッチ（通常パウダクラツ゛チなどのすベル継
手）２１の一方の軸を駆動する。一方、電磁クラッチ２
１の他方の軸に堰付けられたベルト車２２は、ベルト２
３を介して主軸ｌに取付けたベルト車２４に接続される
。２５は主軸回転用の電動機で、ベルト車２６ベルト２
７、ベルト車２８を介して主軸ｌを駆動させる◇２９は
ダイ３０を保持するための中空円筒である。また、テー
プパット５から繰に出されるテープによシ、中空℃１１
１４は主軸ＩＫ対して相対的に回転するから、歯車群７
．１３、軸１４、歯車１６、ベルト車１８、ベルト１９
、ベル）車２０を介して電磁クラッチ２１を駆動するよ
うになる。 この電磁クラッチ２１の一方の軸は、ベルト車２２、ベ
ルト２３、ベルト車２４により主軸ｌと連結されている
。 この構成において、ベルト車１８と２０の回転数の比と
、ベルト車２４と２２の回転数の比が等しければ、主軸
ｌに対する中空軸４の相対回転数に比例し九スリップ回
転数が電磁クラッチ２１に発生する。 従って、電磁クラッチ軸とベルト車２０にブレーキ力が
発生し、主軸ｌに対して軸受６．６′によシ支持されて
いる中空軸４にもブレーキ力が加わる。 このように、テープパット５からケーブル３１に供給す
るテープの張力を変化させる要因としては、軸受６．６
′、１５．１７、ｌ　７’の回転数による潤滑油粘性抵
抗変化、遠心力による軸受荷重の変化による軸受回転抵
抗の変化、電磁り２ツチ内軸受の回転抵抗変化などと、
この他にテープが空気抵抗を受けることから生じるテー
プ張力変化や、テープバット外径の減少による張力変化
などが考えられる。 このうち空気抵抗は、テープ寸法および主軸回転数に対
し一定の値を示すので、例えば電磁クラッチ２１のトル
クを調節することによシ襦正することができ、またテー
プバット外径の変化も補正できるが、軸受抵抗は同一回
転数において一定の値を保つことが困難であるので、補
正することができない。 従って軸受抵抗の変化は、張力の変化となって現われる
。 このため従来のテープ巻き装置＆においては、テープ巻
きヘッドのブレーキ力が変化して不安定となることや、
上述の各軸受の抵抗などでテープ張力を一定に保持させ
ることおよびテープ張力を低くしてケーブル３１にテー
プ巻きすることか困難となる欠点、がある。 この発明は、上記従来のテープ巻きヘッドの欠点解消の
ためになされたものでろって、テープ巻きヘッドを構成
するテープパットから、低い張力であシ、かつ一定の張
力でもって供給されるテープでケーブルへのテープ巻き
ができるテープ巻きヘッドを提供することを目的とする
。 この発明においては、テープの張力コントロール機構の
変位を検出する変位検出器を、テープ巻きヘッド主軸か
ら離れた位置に配置し、この変位検出器から発生する変
位状況を表わす電気信号によシ、テープパットから繰シ
出されるテープ繰シ出し速度の制御をさせるようにする
と共に、テープ張力のコントロール装置をテープ巻きヘ
ッドから離れた非回転部に配置し、非回転部からテープ
張力のコントロールができるようにしたことを特徴とし
ている。 以下、この発明を実施例を示す図面に基づき具体的に説
明する。 第２図−）において、ｌは中空の主軸で、軸受２．２′
によｐフレーム３に回転自在に支持されている。 ４は中空軸で主軸ｌに対し軸受６．６′により回転自在
に支持される。５はテープバットで、側板８．８′およ
びナツト９で押えられる。７は中空軸４の端に設けられ
た歯車である。１０は主１１１１と一体となっている円
板状の７レームである。 四国伽）で示す１２．３２はフレームＩＯＫルシ付けら
れるガイドローラで、ｌｌはエントリーガイドローラ、
３３は後述する張力コントロールアーム（以下コントロ
ールアームとい５）３６に取）付けられているガイドロ
ーラヤある。 また、同図−）の１３は歯車７と係合する歯車で、軸１
４にて歯車１６と連結している。 軸１４は、フレームｌＯに組み込まれた軸受１５により
回転自在になっている。３４は歯車１６と係合する内歯
歯車であり、その外周部にベルト車３９が設置されてお
シ、軸受３５によシフレームｌＯに回転自在に支持され
る。コントロールアーム３６は、その先端には前述のガ
イドローラ３３を有し、先部はベルト車３７に固着され
、同ベルト車３７は軸受８７により主軸ｌに回転自在に
支持される。 次に１テーグパツト５の繰り出し駆動構造について説明
する。 ３８はベルト車３９と係合するベルトで、その一方はベ
ルト車４０と係合し、ベルト車４ｏの軸４１は軸受４２
．４２’によ多回転自在になっている。４３．４４は反
転用歯車群である。また、歯車４４は差動歯車装置４５
の第１軸４６に直結している。４７は差動歯車装置４５
の第２軸４８に直結したベルト車である０３０はベルト
で、ベルト車４７と主軸１に取シ付けられたベルト車４
９とに係合する０差動歯車装置４５のケーシング５０４
Ｃは、歯車５１が固着されておシ、テープバット駆動モ
ータ５３の出力軸に直結している歯車５２と係合するも
のである。 次に、コントロールアーム３６関連の装置の構造につい
て説明する０コン）ｏ−ル装置の構造の・特徴を具体的
に述べると、コントロールアームの変位検出装置および
テープ張力につシ合う反力をコントロールアームに与、
ｔｌｌコントロール装置をテープ巻きヘッドの主軸関連
部の外部に配置することにより、遠心力による物理的制
約をたち切ることにあるが、まずコン）Ｓ−−ルアーム
３６の変位を検出する装置について述べると、５４はベ
ルト車３７と係合するベルトで、変位検出器５５の検出
軸５６に取り付けたベルト車５７と係合する◇軸５６は
、変位検出器収納ケーシング５８によシ支持される軸受
５９によシ、回転自在に支持される０また、ケーシング
５８は、軸６０．６０′によりフレーム３の適所に回転
自在に支持され、ケーシング端に設けられ九ベルト車６
１．ベルト６２を介し、主軸ｌに取り付けられたベルト
車６３によシ駆動されるようになっている。 テープ張力コントロール装置６５においては、同コント
ロール装置６５のケーシング６８に回転自在に支持した
ベルト車６４をベルト５４に係合させる。つまシベルト
車３７とベルト５４を介してベルト車５７．６４が連動
する。 上記張力コントロール装置６５は軸受６６．６６’によ
シフレーム３に回転自在に支持される。 また、張力コントロール装置６５の端に設けたベルト車
６７は、ベルト車６１に係合するベルト６２と同一のベ
ルトに係合されている。つまり、ベルト車６７は、主軸
ｌに取り付けられたベルト車６３によシ駆動される。 こむでベルト車６７とベルト車６４の間にトルクを発生
させると、ベルト６２．５４を介して主軸ｌとコントロ
ールアーム３６の間にトルクが伝達され、従ってテープ
に張力が付加される。これは極めて効率的であり、この
詳細な実施例と効果について第３図、第４図に基づいて
説明する。 第３図における６８はケーシングで、軸受６６．６６′
によ多回転自在となっている。また、ベルト車６４の軸
６９は、ケーシング６８に支持される軸受７０によシ回
転自在に支持される。 軸６９にはかさ歯車７１があり、がさ歯車７２と係合す
る。 かさ歯車７２の軸７３は、ケーシング６８に支持される
軸受７４によシ回転自在に支持され、一端に歯車７５を
有する。歯車７５は歯車７６に係合し、その軸７７は軸
受７８によ）回転自在に支持され、軸の一端にはレバー
７９を有している。 このレバー７９には引張シバネ８ｏが係合し、バネの一
端は軸８１に係合する。 軸８１はケース６８に対し、回転軸方向には移動できる
Ｏで、回転方向Ｋａケース６８と同一回転数で回転する
ように構成されている＠軸８１の一端には軸方向の荷重
を受叶る回転軸受８２を有し、この回転軸受８２はケー
シング８３によ襲保持される０ケーシング８３は、リニ
アアタチュエータ８４０軸８５に連結している０こ０リ
ニアアクチエエータ８４は電動で軸８５を第３図におけ
る矢印ｆｔ）の方向に変位するものであるが、軸受８２
を塊に軸８１はケーシング６８と同一回転数でまわシ、
軸８５は回転しない。これはリニアアクチュエータ８４
の作動にょシバネ８ｏを変位させ、バネ荷重を変位させ
ゐための機構上の働きによるものである。このバネ８０
の引張力は第４図のようにレバー７９により歯車７６の
矢印←）方向の回転トルクに変換され、第３図にて示し
た歯車７６．７５．７２．７１を介してプリー６４に第
４図で示した矢印（ハ）方向の回転トルクが生じる０っ
ｔｂ、ケーシング６８に対し矢印（ハ）の方向のトルク
が常時生じていることになる。このように、バネ８ｏの
アクチュエータ８４の作動にょシ自動的にトルクを変え
ることができることを意味する。 なお、リニアアクチェエータ８４の変位は、ポテンショ
メータ８６によシ検出することになる。 この発明のテープ巻きヘッドは上記のように構成されて
いるので、上記テープ巻き装置を構成するテープバッド
５のくシ出し制御駆動系は、次のように作動する。 すなわち、前述の第２図、第３図、第４図に示したよう
に１ベルト車３９と歯車４４との回転数比と、ベルト車
４９と４７との回転数比を等しくくておき、その比をｉ
、とする。また、歯車４４０回転数をＮ１、ベルト車４
７０回転数をＮ、ケーシング５０の歯車５１の回転数を
Ｎｓとすると、一般的な差動歯車装置の原理より、Ｎｌ
＋　Ｎｓ＝　２　Ｎｍ　。 従ってＮ、＝２Ｎ、−Ｎ、となる。また、ベルト車３９
の回転数は、反転ギヤ４３．４４により運転されるから
ｉイナスで表され、−１１Ｎ１であるから、’１Ｎ１＝
　　（２Ｎ１　　ＮＢ）　　ｉ□となる。 こむで、主軸１の回転速度はｉｌＮ、、主軸１に対する
ベルト車３９の相対速度はｉｌＮｍ−（−１ｌＮｔ）で
あるから、１１Ｎ、＋　（２Ｎ、−Ｎ、）　　ｉ、＝　
２　Ｎ、ｉ、となる。すなわち、主軸１の回転速度に無
関係にベルト車３９の主軸ｌに対する相対回転数社、歯
車５１の回転数に比例し、モーター５３０回転数にも比
例する。したがって、歯車１６．１３．７　　を介して
中空軸４を回転させ、テープパット５を同時に回転させ
ることになる。これからテープをくシ出す速度は主軸の
回ト関係なく、モーター５３の回転数に依存されるもの
であることがわかる。このすな繰シ出し速度は、伝動痴
つ力＝カルロス、まの たけ主軸回転の際の空気抵抗に影響されないような速度
制御性の良好なモーターを選定することによって安定化
されるものであることは勿論である。 さらに、テープパット５よシ繰夛出されたテープは羊２
図（ｂ）で示すように、ガイドローラ３２、コントロー
ルアームのガイドローラ３３とガイドルーラ１２、エン
トリーガイドローラ１１を通シ、同図−）にて示すケー
ブル３１へと供給されていくが、このケーブルは巻き取
り装置（図示せず）などによシ同図（ａ）のに）の矢印
方向に進行する。またコントロールアーム３６は、同図
（ｂ）において矢印（ホ）で示す範囲で揺動する。 この揺動け、テープの繰り出し速度を制御するためのも
ので該揺動変位は、同図（ａ）にて示した変位ＩＰ＃Ｌ
出器５５により検出する。 −カベルト瑠３７と９７の回転速度比とベルト車６３と
６１の回転速度比は完全に等しくしておき、その比をｉ
富とする。そして主軸１０回転速度をＮｍとすれば変位
検出器５５０回転速度はｉ、Ｎｍとなる。すなわち、主
軸ｌの回転速度は、変位検出器５５と同一方向、同一回
転数で回転するものであるから、変位検出器本体５５と
検出軸５６との位相の変化はない。 ここで、コントロールアーム３６が主軸ｌに相対的にΔ
Ｎの速度で△ｔだけ変位すると、検出軸５６はΔｔ　（
Ｎｍ十ΔＮ）ｉ、だけ回転し、その間検出器本体５５は
Δｔ　Ｎ　ｍ　ｋ４だけ回転する。したがって、位相差
唸Δｔ（Ｎｍ＋ΔＮ）−一Δｔ　Ｎｍ　−＝ΔｔΔＮｌ
、となる。すなわち、コントロールアーム３６が主軸に
対し、ΔｔΔＮだけ変位すると、変位検出器５５はΔｔ
ΔＮ　ｔ、だけ変位するが、ΔｔΔＮは角度変化である
から、これをＷｌとすれば、変位検出器５５は、ｗ、ｉ
ｌだけ変位する。これからコン）０−ルアーム３６と主
軸１０位相差祉その１１比例した値で変位検出器５５０
位相差となるものである。その位相差信号は、変位検出
器５５に取シ付けたスリップリング９２によシ外へ取り
次に、テープ張力を発生するのは、コントロールアーム
３６のトルク、すなわち反力であるが、仁の反力を発生
させるテープ張力コントロール装置６５の作用について
は第３図、第４図に基づき既に説明した通り、ケーシン
グ６８に対し第４図に示した矢印（ハ）方向のトルクが
常に発生しておυ、その値はバネ８０の引張荷重に比例
している。 また、ベルト車３７と６４の速度比とベルト車６３と６
７の速度比は完全に等しくしであるので、上述の変位検
出装置と同様にコントロールアーム３６の変位分に比例
した値の変位がケーシング６８とベルト車６４の閾に生
じるだけで、トルクはベルト５４の張力となり、第２図
（ａ）のベルト車３７に伝えられる。すなわち、主軸ｌ
とベルト車３７との間に相対的なトルクが発生する。し
たがってコントロールアーム３６に同図（ｂ）の矢印（
へ）方向の反力が発生する。この反力は、テープの張力
と均合いをとるもので、換言すればこの反力に相当する
ようなテープの張力が発生することになる。 このトルクが一定であれば、それに均合うテープの張力
は一定になるわけであるが、そのための操作について説
明すると、トルクが変わる要因とシテハ、コントロール
アーム３６に作用する空気抵抗とコントロール装置の駆
動系における軸受抵抗があシ、この軸受抵抗は軸受にお
ける摩擦エネルギーを消費するために生じるもので、こ
れは、摩擦抵抗と摩擦スピードの積である。したがって
、これを小さくして抵抗を少くするには摩擦抵抗を小さ
くするか、あるいは摩擦スピードを小さくするかのどち
らかを壜フ得るが、この発明の場合は、スピードをほと
んどゼロにする方法をとっている。 すなわち、第３図、第４図におけるケーシング６８は主
軸１によシ駆動されておシ、軸６９は主軸１と同一回転
している。したがって、軸受７０では抵抗がほとんど発
生しない。軸受７４．７８も同様である０ただ、ベルト
車６４とケーシング６８の位相変化はあるが、これによ
る抵抗は実用上問題とならない位で小さいものとなって
いる。 次に、第２図（ａ）における軸受８７であるが、これも
同様に主軸１とベルト車３７の位相変化だけの抵抗で、
実用上問題はない。また、変位検出器５５についても、
張力コントロール装置６５と同様である０したがって、
軸受抵抗によるテープ張力の変化は実用上極めて小さい
。次に、空気の抵抗−１するが、コントロールアーム３
６に風除けのカバーをしえシして極力抵抗を小さくする
ことはできるが、ベルト走行やベルト車回転による空気
抵抗はさけ難い。しかし、空気抵抗は装置の構造寸法が
同じであれば速度に対し一定の値を示すので、補償する
ことが可能である。それは、第３図、第４図において示
したリニアアクチュエータ８４およびポテンショメータ
８６によシ達成できる。 これ社、テープヘッドの回転数に対し、テープ張力が一
定になるよう、あらかじめ、ノくネ８０の荷重、すなわ
ち、ポテンショメータ８６の変位を記憶しておけば、そ
の記憶変位の通シに後述するコントローラでリニアアク
チュエータ８４を制御して、上記空気抵抗の補償ができ
るものとなる。 次に、コントロール関係の説明を第２図（ａ）によシ行
う。 主モータ２５は、主モータ回転数コントローラ８８によ
シコントロールされる。その回転数信号は、リニアアク
チュエータコントローラ９０に送られる。コントローラ
９０では、あらかじめプログラムされた信号をアクチュ
エータ８４へ送り、そのフィードバック信号は、ボテ／
シミメータ８６よシコントローラ９０へ戻る。８９はテ
ープバット駆動モータ５３のコントローラで、これは変
位検出器５５からの信号により作動する。９１は電源装
置である。−りまり、テープの繰夛出し速度は、コント
ロールアーム３６の変位、換言すればガイドローラ３２
．３３．１２０間にあるテープの長さに依存し、テープ
の張力に関与しない。ｔた、テープの張力は、張力コン
トロール装置６５によ）決定され、テープくシ出し速度
に関与しない。 ′）まシ、テープくシ出し速度が如何ように変っても、
それによるテープ張力の変化はなく、テープ張力はあく
までも張力コントロール装置６５に依存する。したがっ
て、テープの繰に出しに伴つてテープバット５の外径が
減少していく際の張力の変化は全くないし、また、中空
４１１４が主軸１に対し、相対回転する機構を構成する
軸受の抵抗もテープ張力とは全く関係のないものとなる
。テープ張力は、上記のように張力コントロール装置６
５に完全に依存するものであシ、シかも問題となる軸受
抵抗は実用上ゼロであるし、また、空気抵抗分の補正も
容易であシ、低張力で一定の張力に保つことも容易とな
る。 第３図で示したようにテープ張力を一定に保つための張
力コントロール装置６５をテープ巻きヘッドの主軸１関
連部と分離して設けることの利点はテープヘッドの高速
回転による物理的な影響を張力コントロール装置が受け
ないことにあり換１すればテープ張力のコントロール性
能が極めて良好になることにあシ、また、変位検出器５
５を上記同様にテープ巻きヘッドの主軸１関連部と分離
して設けたことによシ、変位検出器の回転による遠心力
は、テープ巻きヘッド主軸１関連部に設けるよシ、はる
かに小さくできる効果を有するものである。 なお、張力コントロール装置として簡便、かつ、１宵度
の良好な装置上してバネ、両軍、レバーをケーシング６
８に組込んだ装置を説明したが、ケーシングに電磁式あ
るいは機械式のスベリクラッチ（トルク伝達装置）を組
込をでもよい。その場合、クラッチの入力軸をケーシン
グに固定し、出力軸にプーリー６４を設け、かつケーシ
ング６８とグー９−６４の回転数に所要の差を与えれば
達成できる。 以上説明したように、本発明によればテープの繰シ出し
を張力コントロールアームと速度制御モータにより低く
、かつ一定の張力に保つ仁とができるとと◇ これを可能にするのはコントロールアームＯ変位を検出
する変位検出器に作用する遠心力を小さくすることがで
きること、およびテープ張力に釣シ合う反力をコントロ
ールアームに与える張力コントロール装置をテープ巻き
ヘッドの主軸ｌ関連部の外部に配置したことにより、遠
心力の影蕃を受けないことによる。 さらに具体的構造として、コントロール装置のケーシン
グ６８とベルト車６４０間にトルクを発生させることに
より、さらに正確なコントロールができること、また変
位検出はケーシング５８に収納して主軸１のプーリー６
３とケーシングを回転するプーリー６１の速度比とコン
トロールアームに連結するプーリー３７と変位倹主軸に
連絡するプーリー５７の速度比を等しくすることによシ
可能となる。 さらにコントロール装置の具体的構造としてケーシング
５８の内部に張力調整用ノくネがあシ、丙車、リンクに
よる伝達械構によね、トルクを発生すること、また別の
構造としてケーシング５８の内部に電磁あるいは機械的
トルク伝達装置を組込むことによっても容易に本発明の
目的を達成できる０ さらに今までテープ巻きヘッドについて述べたが、テー
プバットに置きかえてボビンを、テープにｆｉｌきかえ
て線条体とすれば、全く同一の構造で綜条体の供給がで
きるし、また逆回転すれば巻き取シもできるので本発明
の利用範囲は広い。 ４、図面の簡単な説明 第１図（ａ）　（ｂ）は、従来のテープ巻きヘッドの機
構を示す説明図、第２図葎）は、この発明に係るテープ
巻きヘッドの機構を示す説明図、同図（ｂ）は同上の円
板状フレームの側面図、第３図は張力コントロール装置
の説明図、第４図は第３図のＡ−Ａ線における切断平面
図である。 １・・・主軸　　　　　　５・・・テープバット２５・
・・主モータ　　　　３６・・・コントロールアーム３
７．３８・・・ベルト東　４５・・・差動歯車装置５３
・・・テープバット駆動モータ ５５・・・変位検出器　　５６・・・検出軸５７．６２
・・・ベル）車　６５・・・張ｊ３　：ｙ　ｙ　）　ｏ
−ル装置６７・・・ベルト車　　　６８・・・ケーシン
グ８０・・・バネ 特許出願人　　　　　　　　住友電気工業株式会社代理
人　　　　弁理士和１）昭 ４６３−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）テープ巻きヘッドを構成する主軸と、この主軸外
   局のテープバットとを、テープバット管駆動させる差動
   歯車装置ｋを介してテープ巻きヘッドの外部に設けられ
   九テープバット駆動モータによシ相対回転させる機構と
   、テープ巻きヘッドに設けたテープ張力コントロールア
   ームと連動する変位検出器でテープ張力コントー−ルア
   ームの変位を検出して、この変位検出器から発生する変
   位電気信号をテープ巻きヘッドの主動源となる主モータ
   にフィードバックさせ、前記テープバットから繰プ出さ
   れるテープのａｎ出し速度の制御を行う＆栴と、前記変
   位検出器はテープ巻きヘッド本体と離して配置し、この
   変位検出器を主軸と連結して主軸の１転により変位検出
   器の検出軸に駆動させると共に、この検出軸を前記テー
   プ張力コントロールアームの（ロ）転軸とベルトおよび
   ベルト車によって連絡させ、かつ、主軸と変位検出器の
   回転速度比と、テープ張力コントロールアームの（ロ）
   転輪と前記検出軸との回転速度比を一致させて、主軸と
   テープ張力コントロールアームの位相差を、変位検出器
   と検出軸との位相差と比カするように駆動させる機構と
   、前記テープ巻きヘッド本体と離してテープ張力コント
   ロール装置ｌをに、置して、販装蝋のケーシングを主軸
   の一転と同期回転させ、七のトルクをベルトおよびベル
   ト車を介して前記コントロールアームの１転軸に伝達さ
   せる機構とを備えたことを％黴とするテープ巻きヘッド
   。 儲）前記テープ張力コントロール装置は静止部分に一転
   自在に支持され、全体が主軸により駆動１転され、内部
   Ｋｔ＆置され九俵力刺整用のバネが張力コントロール装
   置の１転中心に支持されていることを特徴とする特許訪
   求の範囲第１項記載のテープ巻きヘッド。 （３）　　前記テープ張力コントロール装亀のケーンン
   グ回転部のバネの変位を非１転部で調節することｔ−特
   徴とする特許請求の範囲第１項またＦｉ第２項記載のテ
   ープ巻きヘッド。