JPS6219652Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は光フアイバケーブル等のケーブルコ
ア外周にテープを巻きつけるテープ巻装置におい
て、該装置よりテープを繰出す方法としてテープ
の繰出し速度を自動制御することによりテープの
張力を一定にすることのできる特にテープの繰出
し装置の改良に関するものである。

この考案の説明に当り、最初に従来のテープ巻
装置におけるテープ繰出し装置を第１図および第
２図に基づいて説明する。

第１図において、１は中空の主軸であつて軸受
２，２′によりフレーム３に回転自在に支持さ
れ、主モータ２５によつて駆動される。４は主軸
１と同心の中空軸で主軸１に対し軸受６，６′に
よつて回転自在に支持されている。

５はテープリールで側板８，８′およびナツト
９で中空軸４に固定される。７は中空軸４の端に
設けた歯車、１０は主軸１と一体となつている円
板状のフレームである。また１２，３２はフレー
ム１０に取付けられたガイドローラ、１１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う）
３６に取付けられているガイドローラである。１
３は歯車７と噛合する歯車であつて、軸１４にて
歯車１６と連結している。軸１４は、フレーム１
０に組込まれた軸受１５により回転自在に支持さ
れている。３４は歯車１６と噛合する内歯歯車で
あり、その外周部にベルト車３９が設置されてお
り、軸受３５によりフレーム１０に回転自在に支
持されている。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、その先
部はベルト車３７に固着され、該ベルト車３７は
軸受８７により主軸１に回転自在に支持されてい
る。

次にテープリール５の繰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あつ
て、その一方はベルト車４０と係合し、該ベルト
車４０の軸４１は軸受４２，４２′により回転自
在となつている。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は前記差動歯車装置４
５の第２軸４８に直結したベルト車である。３０
はベルトであつて、ベルト車４７と主軸１に取付
けられたベルト車４９とを係合している。前記差
動歯車装置４５のケーシング５０には、歯車５１
が固着されており、テープリール駆動モータ５３
の出力軸に直結している歯車５２と係合してい
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。

まず、コントロールアーム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
に取付けたベルト車５７と係合している。前記検
出軸５６は変位検出器収納ケーシング５８により
支持される軸受５９により回転自在に支持されて
いる。

またケーシング５８は、軸受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たベルト車６１、ベルト６２
を介して主軸１に取付けられたベルト６３により
駆動されるようになつている。

次に、コントロールアーム３６によるテープ張
力コントロール装置６５においては、該コントロ
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。
つまりベルト車３７とベルト５４を介してベルト
車５７，６４が連動するようになつている。

上記張力コントロール装置６５は軸受６６，６
６′によりフレーム３に回転自在に支持されてい
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１に取付けられたベルト車６
３により駆動されるのである。

さらに、上記張力コントロール装置６５の構造
については、第２図および第３図に基づいて以下
説明する。

第２図における６８はケーシングで軸受６６，
６６′により回転自在となつている。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により回転自在に支持されている。軸
６９にはかさ歯車７１があり、かさ歯車７２と係
合するようにしてある。

かさ歯車７２の軸７３は、ケーシング６８に支
持されている軸受７４により回転自在に支持さ
れ、一端に歯車７５を有している。該歯車７５は
歯車７６に係合し、その軸７７は軸受７８により
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には引張りバネ８０
が係合され、このバネの一端は軸８１に係合して
ある。

軸８１はケース６８に対し、回転軸方向には移
動できるので回転方向にはケース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ける回転軸受８２を有
し、この回転軸受８２はケーシング８３により保
持される。ケーシング８３はリニアアクチユエー
タ８４の軸８５に連結している。このリニアアク
チユエータ８４は電動で軸８５を第２図における
矢印イの方向に変位するものであるが、軸受８２
を境に軸８１はケーシング６８と同一回転数でま
わり、軸８５は回転しない。

これはリニアアクチユエータ８４の作動により
バネ８０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の引張力は、第３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２図に示した歯車７６，７５，７
２，７１を介してベルト車６４に第３図で示す矢
印ハ方向の回転トルクが生ずる。つまり、ケーシ
ング６８に対し、矢印ハ方向のトルクが常に生じ
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が
できるものであり、これは第２図で示したリニア
アクチユエータ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、リニアアクチユエータ８４の変位は、ポ
テンシヨメータ８６により検出することになる。

上記テープ巻き装置を構成するテープリール５
のくり出し制御駆動系は次のように作動する。

即ち、前述の第２図、第３図に示したように、
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しておき、その
比i₁とする。また歯車４４の回転数をN₁、ベルト
車４７の回転数をN₂、ケーシング５０の歯車５
１の回転数をN₃とすると、一般的な差動歯車装
置の原理より、N₁＋N₂＝2N₃、従つてN₁＝2N₃−
N₂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マイナスで表され、−
i₁N₁であるから−i₁N₁＝−（2N₃−N₂）i₁となる。

ここで主軸１の回転速度は、i₁N₂、主軸１に対
するベルト車３９の相対速度はi₁N₂−（−i₁N₁）で
あるから、i₁N₂＋（2N₃−N₂）i₁＝2N₃i₁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１に対する相対回転数は、歯車５１
の回転数に比例し、モータ５３の回転数にも比例
する。従つて歯車１６，１３，７を介して中空軸
を回転させ、テープリール５を同時に回転させる
ことになる。これからテープを繰出す速度は、主
軸の回転に関係なく、モータ５８の回転数に依存
されるものであることがわかる。

さらに、テープリール５より繰出されたテープ
は第１図にて示すように、ガイドローラ３２、コ
ントロールアームのガイドローラ３３とガイドロ
ーラ１２、エントリーガイドローラ１１を通り、
ケーブル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、矢印ニの方向
に進行する。

また、コントロールアーム３６は矢印ｂにおい
て矢印ホで示す範囲で揺動する。

この揺動は、テープの繰出し速度を制御するた
めのもので該揺動変位は、変位検出器５５により
検出する。

一方ベルト車３７と５７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i₂とする。そして主軸１の回転速
度をNmとすれば変位検出器５５の回転速度は
i₂Nmとなる。即ち、主軸１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１に相対的に△Ｎの速度で△ｔだけ
変位すると、検出軸５６は△ｔ（Nm＋△Ｎ）i₂
だけ回転し、その間検出器本体５５は△tNmi₂だ
け回転する。従つて位相差は△ｔ（Nm＋△Ｎ）
i₂−△tNmi₂＝△ｔ△Ni₂となる。即ち、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５５は△ｔ△Ni₂だけ変位す
るが、△ｔ△Ｎは角度変化であるから、これを
W₁とすれば、変位検出器５５はW₁i₁だけ変位す
る。これからコントロールアーム３６と主軸１の
位相差は、そのまま比例した値で変位検出器５５
の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に取付けた
スリツプリング９２により外へ取出すことにな
る。

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、即ち反力であるが、この反
力を発生させるテープ張力コントロール装置６５
の作用については、第２図および第３図に基づい
て既に説明した通り、ケーシング６８に対し第３
図に示した矢印ハ方向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３７と６４の速度比とベルト車６
３と６７の速度比は完全に等しくしてあるので、
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６
８とベルト車６４の間に生じるだけで、トルクは
ベルト５４の張力となり、第１図のベルト車３７
に伝えられる。即ち主軸１とベルト車３７との間
に相対的なトルクが発生する。従つて、コントロ
ールアーム３６に矢印ヘ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張力
が発生することになる。

以上説明したように、従来のテープ巻装置では
テープリール５を駆動することにより行つている
が、この方法では次のような技術的問題が提起さ
れる。

即ち、テープリール５の径方向の寸法は、第１
図においてD₁＝70〜100mm、D₂＝300〜500mmであ
り、D₂／D₁＝４〜５が多い。さらにケーブルコ
ア３１の速度は１〜40ｍ／分である。

従つてテープヘツドの駆動モータ５３の速度比
は、40/1×（４〜５）＝160〜200であり、かなり大
きい速度比となるのである。このような場合、モ
ータ低速域つまりケーブルコアの速度が小さく、
リールの直径が大きい場合には制御が不安定にな
りやすいのである。

この考案は上記のような問題を解決しようとす
るものであつて、具体的にはテープ巻装置にテー
プ引取りローラを設けることによつて解決をはか
ろうとするものである。

以下この考案のテープ巻装置の一実施例を添付
図面の第４図により説明する。

なおこの第４図において、第１〜第３図と同一
の符号を付した部分は、同一構成と機能を有する
ものであり、その説明を省略する。

テープ繰出し速度調整用モータ５３より差動歯
車装置４５を介して、反転歯車４３，４４、ベル
ト車４０、ベルト３８、ベルト車３９、内歯歯車
３４、外歯歯車１６、軸１４へと伝達される軸１
４の駆動は第１図と同一である。またこの軸１４
の主軸１に対する相対回転数は、主軸１の回転数
に依存しないことも前述した通りである。

この考案を示す第４図において、１００は軸１
４に固定されたプーリーである。また１０１はテ
ープ引取ローラであつて、軸受１０２，１０２′
により軸１０３上にて回転自在に支持されてい
る。軸１０３は、円板状フレーム１０に固定され
ており、引取ローラ１０１とプーリー１００はベ
ルト１０５によつて連結されている。テープリー
ル５、側板８，８′、ナツト９は、中空軸４に支
持され、中空軸４は主軸１に軸受６，６′を介し
て回転自在に支持されている。

１０４は主軸１に対し、中空軸４に相対的にか
けるブレーキであり、テープリール５が過分に繰
出されることを防止するのである。

次に張力コントロールアーム３６関連の装置の
構造は従来と同一である。

軸１４の回転は、プーリー１００よりベルト１
０５を介して引取ローラを駆動させる。テープａ
はテープリール５より引取りローラ１０１により
引取られ、張力コントロールアーム３６のローラ
３３よりローラ１２を通り、エントリーガイドロ
ーラ１１よりケーブル３１を経て導かれる。次に
この考案の効果についてのべると、テープの引取
り速度は引取りローラ１０１の回転数に依存し、
テープリール５の外経には依存しない。換言すれ
ば、引取ローラ１０１の回転数はケーブル３１の
速度のみに依存することになる。

従つてその速度比は、40程度であり、従来の速
度比200に比べ大幅に小さくなり、モータ５３の
速度比も40となり、テープリールの直径にかかわ
りなく安定したテープの繰出し制御が行えるので
ある。

なおこの考案は上記実施例に記載したテープ巻
装置に限られるものでなく糸、ロープ、ケーブル
等の線条体の巻付けにも適用でき、かつ同様の効
果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のテープ巻装置の構造を示す説明
図、第２図は同じく張力コントロール装置の説明
図、第３図は第２図のＡ−Ａ線における切断平面
図、第４図はテープ引取りローラを設置したこの
考案のテープ巻装置の構造を示す説明図である。 １……主軸、５……テープリール、３６……張
力コントロールアーム、５５……変位検出器、６
５……テープ張力コントロール装置、１００……
プーリー、１０１……テープ引取りローラ、ａ…
…テープ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 主モータにより駆動される中空主軸に回転自在
   にテープリールを装着し、前記主軸に対し同軸可
   動に設けた張力コントロールアームの変位を前記
   主軸と同軸可動に設けた張力検出装置により電気
   信号として検出するテープ巻装置において、テー
   プリールから前記コントロールアームに至るテー
   プ通路上に、主モータとは別の駆動モータにより
   回転する引取りローラを設けてテープリールを回
   転自在とし、前記電気信号により引取りローラの
   回転速度を制御することを特徴とするテープ巻装
   置。