TWI619665B - Tension closed cycle automatic adjustment mechanism - Google Patents

Abstract

一種張力閉循環自動調節機構，其包括有：一機台同方向裝設有複數個固定式滾輪軸，二該固定式滾輪軸之間皆穿插設置有一活動式滾輪軸，至少一驅動裝置連接該活動式滾輪軸的至少一端，並以該驅動裝置驅動該活動式滾輪軸形成移動，又該活動式滾輪軸與驅動裝置之間裝設有一張力檢出器，藉此檢測該活動式滾輪軸處的張力大小，一控制器連結該張力檢出器與驅動裝置，且該控制器比對該張力檢出器所測出張力與設定張力，並以閉循環自動控制該驅動裝置調整該活動式滾輪軸相對該固定式滾輪軸之距離，俾以透過低成本達到穩定控制張力值之功效。

Description

張力閉循環自動調節機構

本發明係有關於一種絲線放卷張力控制裝置，尤指一種兼具低成本與穩定控制張力之張力閉循環自動調節機構。

按，習知之放捲機構常見應用於該紙張、布疋、膠皮及絲線等領域，利用對該線卷的旋轉軸煞車力道控制該放卷張力，藉此控制足夠的張力進行後續加工作業，但詳觀上述習知結構不難發覺其尚存有些許不足之處，主要原因係歸如下：該放捲機構皆是設置於線卷的旋轉軸處，透過該煞車力道的調整達到控制張力之目的，當應用於紡織等相關領域時，由於該絲線是同時數十軸甚至數千軸一起進行放卷，該每一旋轉軸皆裝設有控制張力機構，其張力控制設備的費用會相當高，且該後續的控制與保養問題更是嚴重，此為本創作所欲解決之技術問題點。

有鑑於此，本發明人於多年從事相關產品之製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本發明。

本發明所欲解決之技術問題在於針對現有技術存在的上述缺失，提供一種張力閉循環自動調節機構。

一機台同方向裝設有複數個固定式滾輪軸，二該固定式滾輪軸之間皆穿插設置有一活動式滾輪軸，又該活動式滾輪軸的兩端皆裝設有 一限位架，讓該活動式滾輪軸能沿著該限位架而調整相對該固定式滾輪軸之距離，又該機台於輸入端另裝設有一引取裝置，且該引取裝置平行對設有一第一引取輪與一第二引取輪，而該第一引取輪與第二引取輪由至少一驅動件所連結，另該第一引取輪與第二引取輪的兩端皆設有一滑架，且該驅動件帶動第一引取輪與第二引取輪沿著該滑架調整其夾合間隙，至少一驅動裝置連接該活動式滾輪軸的至少一端，並以該驅動裝置驅動該活動式滾輪軸形成移動，又該活動式滾輪軸與驅動裝置之間裝設有一張力檢出器，藉此檢測該活動式滾輪軸處的張力大小，一控制器連結該張力檢出器與驅動裝置，且該控制器比對該張力檢出器所測出張力與設定張力，並以閉循環自動控制該驅動裝置調整該活動式滾輪軸相對該固定式滾輪軸之距離。

其中，該驅動裝置係包括有一步進馬達、一第一減速機、一第一螺桿及一第一滑塊，該步進馬達與第一減速機互相連結並固定於該機台，且該第一螺桿一端連接該第一滑塊，並由該第一螺桿的另一端穿該於該第一減速機，又該第一滑塊連接至該活動式滾輪軸，讓該步進馬達以該第一減速機帶動該第一螺桿，進而推拉該第一滑塊達到帶動該活動式滾輪軸之目的。

其中，該限位架呈框狀形成有二相對應設置的滑槽，且該滑槽提供該第一滑塊之滑設，使該活動式滾輪軸能沿著該滑槽位移調整。

其中，該驅動裝置由該第一減速機連結有一連動軸，並由該連動軸連接帶動有一第二減速機，且該第一減速機與第二減速機的轉速相同，又該第二減速機以一第二螺桿與一第二滑塊連接該活動式滾輪軸的對 應端，藉此帶動該活動式滾輪軸的兩端進行同步位移。

其中，該機台於一端設置有一立架，且該立架裝設有至少一輸入端滾輪軸，又該機台的另一端設置有一固定架，且該固定架裝設有一輸出端滾輪軸，透過該輸入端滾輪軸與輸出端滾輪軸形成該絲線的穩定穿入與穿出該機台，又該張力檢出器亦能置換裝設於該輸出端滾輪軸與固定架之間。

其中，該固定架裝設有一輸出端滾輪軸，又該輸出端滾輪軸與固定架之間裝設有一張力檢出器，藉此檢測該絲線輸出機台的張力大小。

本發明的第一主要目的在於，該線卷以固定扭力進行放卷時，該線卷初始線卷半徑大，在固定扭力之情況下，該線卷放卷的張力值小，利用該張力檢出器得知目前的張力值，並以控制器控制該步進馬達轉動該第一螺桿與第二螺桿，藉此推動該第一滑塊與第二滑塊沿著該限位架之滑槽位移，進而增加該固定式滾輪軸與活動式滾輪軸之相對距離，即能提升該機台輸出的絲線張力，俾以具有閉循環自動張力控制之功能，俾以透過低成本達到穩定控制張力值之功效。

本發明的第二主要目的在於，該活動式滾輪軸裝設於二該固定式滾輪軸之間，又該活動式滾輪軸與固定式滾輪軸構成一等腰三角形，又該活動式滾輪軸與驅動裝置之間裝設有張力檢出器，藉此讓該絲線以正向力下壓該活動式滾輪軸與張力檢出器，就能即時的偵測獲得該活動式滾輪軸位置之準確數值，俾以提高自動張力控制之反應速度。

本發明的第三主要目的在於，該張力檢出器裝設於該輸出端滾輪軸與固定架之間，即能偵測該絲線輸出機台時的最終絲線張力值，藉 此能無視該絲線於輸出端滾輪軸前的任意變數，俾以兼具簡化檢測複雜度與保持恆定張力之功效。

其他目的、優點和本發明的新穎特性將從以下詳細的描述與相關的附圖更加顯明。

〔本創作〕

10‧‧‧機台

11‧‧‧固定式滾輪軸

12‧‧‧活動式滾輪軸

13‧‧‧限位架

131‧‧‧滑槽

14‧‧‧立架

15‧‧‧輸入端滾輪軸

16‧‧‧固定架

17‧‧‧輸出端滾輪軸

18‧‧‧引取裝置

181‧‧‧第一引取輪

182‧‧‧第二引取輪

183‧‧‧驅動件

184‧‧‧滑架

20‧‧‧驅動裝置

21‧‧‧步進馬達

22‧‧‧第一減速機

23‧‧‧第一螺桿

24‧‧‧第一滑塊

25‧‧‧連動軸

26‧‧‧第二減速機

27‧‧‧第二螺桿

28‧‧‧第二滑塊

30‧‧‧控制器

(31)(32)‧‧‧張力檢出器

40‧‧‧線卷

第1圖係本發明之立體圖(一)。

第2圖係本發明之側視圖。

第3圖係本發明之立體圖(二)。

第4圖係本發明之使用狀態俯視圖。

第5圖係本發明之使用狀態示意圖(一)。

第6圖係本發明之使用狀態示意圖(二)。

第7圖係本發明之使用狀態示意圖(三)。

第8圖係本發明之使用狀態示意圖(四)。

第9圖係本發明另一實施例之立體圖。

第10圖係本發明另一實施例之示意圖。

為使 貴審查委員對本發明之目的、特徵及功效能夠有更進一步之瞭解與認識，以下茲請配合【圖式簡單說明】詳述如後：先請由第1圖、第2圖與第3圖所示觀之，一種張力閉循環自動調節機構，其包括有：一機台10、至少一驅動裝置20及一控制器30，一機台10係同方向裝設有複數個固定式滾輪軸11，二該固定式滾輪軸11 之間皆穿插設置有一活動式滾輪軸12，又該活動式滾輪軸12的兩端皆裝設有一限位架13，讓活動式滾輪軸12能沿著該限位架13而調整相對該固定式滾輪軸11之距離，又該機台10於一端設置有一立架14，且該立架14裝設有至少一輸入端滾輪軸15，另該機台10的另一端設置有一固定架16，且該固定架16裝設有一輸出端滾輪軸17，透過該輸入端滾輪軸15與輸出端滾輪軸17形成該絲線的穩定穿入與穿出該機台10，又該機台10於輸入端另裝設有一引取裝置18，且該引取裝置18平行對設有一第一引取輪181與一第二引取輪182，而該第一引取輪181與第二引取輪182由至少一驅動件183所連結，另該第一引取輪181與第二引取輪182的兩端皆設有一滑架184，且該驅動件183帶動第一引取輪181與第二引取輪182沿著該滑架184調整其夾合間隙，其中，該第一引取輪181與第二引取輪182可選擇以矽膠輪、橡膠輪或鋼輪之相同材質或不同材質的配合應用，至少一驅動裝置20連接該活動式滾輪軸12的至少一端，並以該驅動裝置20驅動該活動式滾輪軸12形成移動，又該活動式滾輪軸12與驅動裝置20之間裝設有一張力檢出器31，藉此檢測該活動式滾輪軸12處的絲線張力大小，一控制器30連結該張力檢出器31與驅動裝置20，且該控制器30比對該張力檢出器31所測出張力與設定張力，並以閉循環自動控制該驅動裝置20調整該活動式滾輪軸12相對該固定式滾輪軸11之距離，俾以透過低成本達到穩定控制張力值之功效。

再請由第1、2、3圖所示觀之，本創作之驅動裝置20係包括有一步進馬達21、一第一減速機22、一第一螺桿23及一第一滑塊24，該步進馬達21與第一減速機22互相連結並固定於該機台10，且該第一螺 桿23一端連接該第一滑塊24，並由該第一螺桿23的另一端穿該於該第一減速機22，又該第一滑塊24連接至該活動式滾輪軸12，讓該步進馬達21以該第一減速機22帶動該第一螺桿23，進而推拉該第一滑塊24達到帶動該活動式滾輪軸12之目的，又該限位架13呈框狀形成有二相對應設置的滑槽131，且該滑槽131提供該第一滑塊24之滑設，使該活動式滾輪軸12能沿著該滑槽131位移調整，本創作能更進一步同時控制該活動式滾輪軸12的兩端，該驅動裝置20由該第一減速機22連結有一連動軸25，並由該連動軸25連接帶動有一第二減速機26，且該第一減速機22與第二減速機26的轉速相同，另該第二減速機26以一第二螺桿27與一第二滑塊28連接該活動式滾輪軸12的對應端，藉此帶動該活動式滾輪軸12的兩端進行同步位移，而該張力檢出器31亦能裝設於該第一滑塊24與第二滑塊28連結活動式滾輪軸12之位置處，藉此達到驅動該活動式滾輪軸12與精準檢出絲線的張力大小。

其結構之組合，再請由第1圖連續至第4圖所示觀之，該機台10於一端以立架14設置有輸入端滾輪軸15，而又接續設置有固定式滾輪軸11與活動式滾輪軸12的間隔設置，如圖式第2圖得知為三個固定式滾輪軸11間隔設置有二個活動式滾輪軸12，該固定式滾輪軸11與活動式滾輪軸12配合使用的數量愈多，可調整的張力上限愈高，據此不限制其活動式滾輪軸12之數量，反之亦能使用二個固定式滾輪軸11間隔設置有一個活動式滾輪軸12之結構，將不會影響本創作所欲達成之功效，在此以設有二個活動式滾輪軸12與驅動裝置同時驅動其兩端為實施例，該活動式滾輪軸12兩端皆裝設有張力檢出器31，並以張力檢出器31裝設於該第一滑塊24 與第二滑塊28處，而該第一滑塊24與第二滑塊28分別穿設於第一螺桿23及第二螺桿27，且由該第一滑塊24與第二滑塊28滑設於該限位架13之滑槽131上，另該驅動裝置20之步進馬達21與第一減速機22相連固定於機台10，並由第一減速機22連接有第一螺桿23與連動軸25，再透過連動軸25連結第二減速機26而連動該第二螺桿27，又該機台10於設有輸入端滾輪軸15的另一端裝設有連結輸出端滾輪軸17之固定架16。

其實際使用之情況一，再請由第1圖連續至第6圖所示觀之，本創作之機台10係用於提供複數個相同大小線卷40的絲線進行放卷作動，讓複數個絲線以相同的張力大小輸出進行加工，而該線卷40皆是架設於該機台10的立架14一端，並拉出絲線由該引取裝置18之第一引取輪181與第二引取輪182之間穿入，而該第一引取輪181與第二引取輪182呈未夾合絲線狀態，再經由輸入端的滾輪軸15依序繞設於該固定式滾輪軸11與該活動式滾輪軸12，最後該絲線由輸出端滾輪軸17以適當的張力穿出機台10，藉此提供絲線的後續作業使用，又該線卷40以固定扭力進行放卷時，該線卷40初始線卷半徑大，在固定扭力之情況下，該線卷40放卷的張力值小，使得該通過機台10後的絲線張力不足使用，此時利用該絲線正壓該活動式滾輪軸12，藉此由該張力檢出器31得知目前的張力值，再由張力檢出器31傳送入控制器30端進行分析，並與該控制器30端的設定張力進行比較，若判斷張力不足時，以控制器30控制該步進馬達21轉動該第一螺桿23與第二螺桿27，藉此推動該第一滑塊24與第二滑塊28沿著該限位架13之滑槽131位移，進而增加該固定式滾輪軸11與活動式滾輪軸12之相對距離，即能提升該機台10輸出的絲線張力，俾以具有閉循環自動張力控制之 功能，又當線卷40的線卷半徑變小時，該線卷40端的絲線張力將會變大，此時該控制器30由張力檢出器31得知絲線張力值過大，就能自動控制驅動裝置20調整活動式滾輪軸12之位置，藉此達到恆定絲線張力值之功效，再進一步說明，該活動式滾輪軸12裝設於二該固定式滾輪軸11之間，又該活動式滾輪軸12與固定式滾輪軸11構成一等腰三角形，又該活動式滾輪軸12與驅動裝置20之間裝設有張力檢出器31，藉此讓該絲線以正向力下壓該活動式滾輪軸12與張力檢出器31，就能即時的偵測獲得該活動式滾輪軸12位置之準確數值，俾以提高自動張力控制之反應速度。

其實際使用之情況二，再請由第7圖所示觀之，本創作之機台10係用於提供複數個不同大小線卷40的絲線進行放卷作動，讓複數個絲線以相同的張力大小輸出進行加工，而該線卷40皆是架設於該機台10的立架14一端，並拉出絲線由該引取裝置18之第一引取輪181與第二引取輪182之間穿入，由於該不同大小線卷40之間的張力值不同，此時能透過該第一引取輪181與第二引取輪182夾合絲線，並選擇由該第一引取輪181單獨驅動引取絲線或配合第二引取輪182同步驅動(本創作不限制其驅動方式，因此未揭露於圖式中)，利用引取裝置18之轉速引取絲線，藉此將不同大小線卷40以引取方式達到輸入絲線相同張力值之目的，藉此提高自動張力控制之穩定性。

其實際使用之情況三，再請由第8圖所示觀之，本創作之機台10係用於提供複數個不同大小線卷40的絲線進行放卷作動，讓複數個絲線以相同的張力大小輸出進行加工，而該線卷40皆是架設於該機台10的立架14一端，並拉出絲線於該引取裝置18之第一引取輪181與第二引取輪 182之間以S形狀繞設，且該第一引取輪181與第二引取輪182之間形成有適當的間隙，由於該不同大小線卷40之間的張力值不同，透過該第一引取輪181與第二引取輪182同步驅動(本創作不限制其驅動方式，因此未揭露於圖式中)，讓該第一引取輪181與第二引取輪182以磨擦力引取絲線，藉此將不同大小線卷40以引取方式達到輸入絲線相同張力值之目的，藉此提高自動張力控制之穩定性。

本創作另一實施例，再請由第7、8圖所示觀之，一種張力閉循環自動調節機構，其包括有：一機台10、至少一驅動裝置20及一控制器30，一機台10同方向裝設有複數個固定式滾輪軸11，二該固定式滾輪軸11之間皆穿插設置有一活動式滾輪軸12，又該活動式滾輪軸12的兩端皆裝設有一限位架13，讓活動式滾輪軸12能沿著該限位架13而調整相對該固定式滾輪軸11之距離，又該機台10於絲線輸出機台的一端設置有一固定架16，且該固定架16裝設有一輸出端滾輪軸17，又該輸出端滾輪軸17與固定架16之間裝設有一張力檢出器32，藉此檢測該絲線輸出機台10的張力大小，另該機台10於設有該固定架16的另一端設置有一立架14，且該立架14裝設有至少一輸入端滾輪軸15，透過該輸入端滾輪軸15與輸出端滾輪軸17形成該絲線的穩定穿入與穿出該機台10，又該機台10於輸入端另裝設有一引取裝置18，且該引取裝置18平行對設有一第一引取輪181與一第二引取輪182，而該第一引取輪181與第二引取輪182由至少一驅動件183所連結，另該第一引取輪181與第二引取輪182的兩端皆設有一滑架184，且該驅動件183帶動第一引取輪181與第二引取輪182沿著該滑架184調整其夾合間隙，至少一驅動裝置20連接該活動式滾輪軸12的至少一端，並以 該驅動裝置20驅動該活動式滾輪軸12形成移動，一控制器30連結該張力檢出器32與驅動裝置20，且該控制器30比對該張力檢出器32所測出張力與設定張力，並以閉循環自動控制該驅動裝置20調整該活動式滾輪軸12相對該固定式滾輪軸11之距離，俾以透過低成本達到穩定控制絲線張力值之功效，再進一步說明，該張力檢出器32裝設於該輸出端滾輪軸17與固定架16之間，即能偵測該絲線輸出機台10時的最終絲線張力值，藉此能無視該絲線於輸出端滾輪軸17前的任意變數，俾以兼具簡化檢測複雜度與保持恆定張力之功效。

綜上所述，本發明確實已達突破性之結構設計，而具有改良之發明內容，同時又能夠達到產業上之利用性與進步性，且本發明未見於任何刊物，亦具新穎性，當符合專利法相關法條之規定，爰依法提出發明專利申請，懇請 鈞局審查委員授予合法專利權，至為感禱。

唯以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，當不能以之限定本發明實施之範圍；即大凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims (10)

1. 一種張力閉循環自動調節機構，其包括有：一機台，該機台同方向裝設有複數個固定式滾輪軸，二該固定式滾輪軸之間皆穿插設置有一活動式滾輪軸，又該活動式滾輪軸的兩端皆裝設有一限位架，讓該活動式滾輪軸能沿著該限位架而調整相對該固定式滾輪軸之距離，又該機台於輸入端另裝設有一引取裝置，且該引取裝置平行對設有一第一引取輪與一第二引取輪，而該第一引取輪與第二引取輪由至少一驅動件所連結，另該第一引取輪與第二引取輪的兩端皆設有一滑架，且該驅動件帶動第一引取輪與第二引取輪沿著該滑架調整其夾合間隙；至少一驅動裝置，該驅動裝置連接該活動式滾輪軸的至少一端，並以該驅動裝置驅動該活動式滾輪軸形成移動，又該活動式滾輪軸與驅動裝置之間裝設有一張力檢出器，藉此檢測該活動式滾輪軸處的張力大小；以及一控制器，該控制器連結該張力檢出器與驅動裝置，且該控制器比對該張力檢出器所測出張力與設定張力，並以閉循環自動控制該驅動裝置調整該活動式滾輪軸相對該固定式滾輪軸之距離，俾以透過低成本達到穩定控制張力值之功效。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之張力閉循環自動調節機構，其中，該驅動裝置係包括有一步進馬達、一第一減速機、一第一螺桿及一第一滑塊，該步進馬達與第一減速機互相連結並固定於該機台，且該第一螺桿一端連接該第一滑塊，並由該第一螺桿的另一端穿該於該第一減速機，又該 第一滑塊連接至該活動式滾輪軸，讓該步進馬達以該第一減速機帶動該第一螺桿，進而推拉該第一滑塊達到帶動該活動式滾輪軸之目的。
3. 根據申請專利範圍第2項所述之張力閉循環自動調節機構，其中，該限位架呈框狀形成有二相對應設置的滑槽，且該滑槽提供該第一滑塊之滑設，使該活動式滾輪軸能沿著該滑槽位移調整。
4. 根據申請專利範圍第2項所述之張力閉循環自動調節機構，其中，該驅動裝置由該第一減速機連結有一連動軸，並由該連動軸連接帶動有一第二減速機，且該第一減速機與第二減速機的轉速相同，又該第二減速機以一第二螺桿與一第二滑塊連接該活動式滾輪軸的對應端，藉此帶動該活動式滾輪軸的兩端進行同步位移。
5. 根據申請專利範圍第1項所述之張力閉循環自動調節機構，其中，該機台於一端設置有一立架，且該立架裝設有至少一輸入端滾輪軸，又該機台的另一端設置有一固定架，且該固定架裝設有一輸出端滾輪軸，透過該輸入端滾輪軸與輸出端滾輪軸形成該絲線的穩定穿入與穿出該機台。
6. 一種張力閉循環自動調節機構，其包括有：一機台，該機台同方向裝設有複數個固定式滾輪軸，二該固定式滾輪軸之間皆穿插設置有一活動式滾輪軸，又該活動式滾輪軸的兩端皆裝設有一限位架，讓活動式滾輪軸能沿著該限位架而調整相對該固定式滾輪軸之距離，又該機台於絲線輸出機台的一端設置有一固定架，且該固定架裝設有一輸出端滾輪軸，又該輸出端滾輪軸與固定架之間裝設有一張力檢出器，藉此檢測該絲線輸出機台的張力大小，又該機台於輸入端另裝設有一引取裝置，且該引取裝置平行對設有一第一引取輪與一第二引取 輪，而該第一引取輪與第二引取輪由至少一驅動件所連結，另該第一引取輪與第二引取輪的兩端皆設有一滑架，且該驅動件帶動第一引取輪與第二引取輪沿著該滑架調整其夾合間隙；至少一驅動裝置，該驅動裝置連接該活動式滾輪軸的至少一端，並以該驅動裝置驅動該活動式滾輪軸形成移動；以及一控制器，該控制器連結該張力檢出器與驅動裝置，且該控制器比對該張力檢出器所測出張力與設定張力，並以閉循環自動控制該驅動裝置調整該活動式滾輪軸相對該固定式滾輪軸之距離，俾以透過低成本達到穩定控制張力值之功效。
7. 根據申請專利範圍第6項所述之張力閉循環自動調節機構，其中，該驅動裝置係包括有一步進馬達、一第一減速機、一第一螺桿及一第一滑塊，該步進馬達與第一減速機互相連結並固定於該機台，且該第一螺桿一端連接該第一滑塊，並由該第一螺桿的另一端穿該於該第一減速機，又該第一滑塊連接至該活動式滾輪軸，讓該步進馬達以該第一減速機帶動該第一螺桿，進而推拉該第一滑塊達到帶動該活動式滾輪軸之目的。
8. 根據申請專利範圍第7項所述之張力閉循環自動調節機構，其中，該限位架呈框狀形成有二相對應設置的滑槽，且該滑槽提供該第一滑塊之滑設，使該活動式滾輪軸能沿著該滑槽位移調整。
9. 根據申請專利範圍第7項所述之張力閉循環自動調節機構，其中，該驅動裝置由該第一減速機連結有一連動軸，並由該連動軸連接帶動有一第二減速機，且該第一減速機與第二減速機的轉速相同，又該第二減速機以一第二螺桿與一第二滑塊連接該活動式滾輪軸的對應端，藉此帶動該 活動式滾輪軸的兩端進行同步位移。
10. 根據申請專利範圍第6項所述之張力閉循環自動調節機構，其中，該機台於設有該固定架的另一端設置有一立架，且該立架裝設有至少一輸入端滾輪軸，透過該輸入端滾輪軸與輸出端滾輪軸形成該絲線的穩定穿入與穿出該機台。