JPH0659974B2 - テンション装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は巻線機等の巻線に一定のテンションを与えるテ
ンション装置、さらに詳しく言えば、モータを用いてテ
ンションの大きさの設定，変更を容易に行なえるように
したテンション装置に関する。

＜従来の技術＞ 従来のこの種のテンション装置は、巻線機などに使用さ
れ、例えば供給ボビンから供給されてくる巻線に対し
て、コイルボビンに巻く巻線作業に適した一定のテンシ
ョンを与える目的で使用される。

第８図は巻線機に使用するテンション装置の基本構成を
示す略図である。

巻線機のテンション装置本体１１０は、基本的には、制
動トルクが与えられている主テンションプーリ（ブレー
キプーリ）１１４と、線のテンションの変動を吸収する
ためのテンションバー１１５と、このテンションバー１
１５の揺動端に設けられたプーリ１１７とを有し、主テ
ンションプーリ１１４と、プーリ１１７を介して引き出
される巻線にテンションを与えるように構成されてい
る。主テンションプーリ１１４は巻線の移動に沿う回転
にブレーキをかける装置で、従来、主テンションプーリ
１１４へ与える制御トルクは、この主テンションプーリ
１１４と一体に回転する円板の外周にバンドブレーキを
掛けることにより発生させている。そして、この制動ト
ルクの調節は、バンドブレーキの圧力を調整することに
より行われていた。

ところがこのバンドブレーキの圧力は、経時的に変化す
るおそれがあるので、最近は、主テンションプーリへの
制動トルクを、対向する磁石と磁性ディスクにより無接
触で与えるとともに、磁石と磁性ディスクの間隔を調整
することにより主テンションプーリに与える制動トルク
が設定できるようにする方法が行われている。

主テンションプーリ１１４を通過した巻線１０３は、ア
イドルプーリ１１８を介してテンションバー１１５の揺
動端に設けられたプーリ１１７、アイドルプーリ１０
４、ノズル１０５を介して、巻線機本体１０１により高
速回転させられているボビン１０２により巻き取られ
る。

ノズル１０５は巻線機本体１０１により図中左右方向に
移動させられる。

テンションバー１１５は、テンションバー軸１１を支点
として揺動可能であり、バックテンションばね１１２に
より、図中時計方向の回転力が与えられており、揺動す
ることによりバックテンションのばらつきを吸収し、巻
線位置における一定の張力を確保している。

このテンションレバーのバックテンションの調節につい
ては、テンションばねの交換あるいはその取りつけ位置
の変更を、ハウジングの蓋を外して行うか、ハウジング
の外部からつまみ調整できるようになっている。

＜発明が解決しようとする課題＞ 上述した従来のテンション装置は、主テンションプーリ
への制動トルクの調節とテンションバーのバックテンシ
ョンの調節を、巻線の仕様が変更される度に人手によっ
て１台ずつ行わなければならないと言う欠点がある。こ
れらの作業は、特に、最近のように自動化された装置に
より多数の巻線を一斉に行う場合に、全体の生産効率を
向上させるための大きな支障となっている。

また、さらに従来の装置では、巻線作業中に線材の張力
が変動したとき、これを補正する手段を持ていないとい
う欠点がある。

本発明の主たる目的は、巻線開始時および巻線中に外部
からの設定等によりテンションバーのバックテンション
の設定および変更を可能にするテンション装置を提供す
ることにある。

前記主たる目的を達成するために、本発明によるテンシ
ョン装置は、 引き出される線Ｐにテンションを与える主テンションプ
ーリ２２に可変制動トルクを与えるブレーキ、前記主テ
ンションプーリ２２と巻線位置間で線Ｐに接触する揺動
端を持ちバックテンションを与える方向に付勢されてい
るテンションバー３６とを備え巻き取り巻き付けられる
線にテンションを与える巻線機のテンション装置におい
て、 前記バックテンションを与えるばね３０の一端に結合し
前記ばねの前記テンションバー３６への作用力を変更す
るために移動部分が設けられたばね支持部材と、 入力されたデータに基づいて回転駆動され前記移動部分
を移動させて前記バックテンションを調節するモータ２
１０を設けて構成されている。

前記テンションバー３６への作用力は、前記テンション
バー３６と一体に回動するテンションレバー３２に前記
ばね支持部材を介して与えることができる。

前記ばね支持部材は、 前記テンションバー３６と一体に回動するテンションレ
バー３２に前記テンションバー３６に前記バックテンシ
ョンを与える方向に係合するように回動可能に設けられ
たスイングレバー２５と、 前記バックテンションを与えるばね３０の一端を支持
し、前記スイングレバー３２にその回動中心からの距離
が調節可能に設けられている移動部分である移動駒２９
から構成することができる。

＜実施例＞ 次に本考案の実施例について図面を参照して説明する。

第１図は、本発明によるテンション装置の実施例につい
て示した正面図である。

第２図は、第１図中のＡ−Ａにおいて切断した縦断面図
である。

第３図は、第１図中のＢ−Ｂにおいて切断した断面図で
ある。

第４図は、裏蓋を取り外して内部を示した背面図であ
る。

第５図は、第４図中のＣ−Ｃにおいて切断した断面図で
ある。

まず、第１図および第２図を参照して本実施例の概略に
ついて説明する。

テンション装置本体（以下本体という）１１の下面には
エアシリンダ４５と取付け軸７６が取付けられている。

取付け軸７６は、本体１１を図示しない、巻線機に装着
するためのものである。取付け軸７６は本体１１に植え
込まれており、この取付け軸７６は巻線機に固定される
テンション装置取付け金具７７に挿入され固定されてい
る。

本体１１の前面は表カバー１２により覆われており、表
カバー１２の前面には線押さえ５５、主テンションプー
リ２２、補助テンションプーリ４１ａ，４１ｂ，マイク
ロスイッチ７４、スネルガイド６６およびテンションバ
ー３６の先端に取付けられたプーリ４０が配置されてい
る。

スネルガイド６６は図示しない供給ボビンからの線Ｐを
テンション装置に案内するためのものである。

図示しないボビンから供給される線Ｐはスネルガイド６
６に掛けられた後、線押さえ５５を介して主テンション
プーリ２２に導かれ、主テンションプーリ２２に巻かれ
ている。この主テンションプーリ２２に回転しようとす
る動きに対し電磁ブレーキにより制動トルクが与えられ
る。

線Ｐは、さらに補助テンションプーリ４１ｂ，４１ａを
介してテンションバー３６の先端に設けられたプーリ４
０に掛けられた後、図示しない巻線機により駆動される
コイルボビンの回転によって引き出されながら巻かれ
る。

テンションバー３６は線Ｐのテンションが変動したとき
にその変動を吸収するためのものである。補助プーリ４
１ａ，４１ｂは線Ｐの移動方向を変え、主テンションプ
ーリ２２とプーリ４０の巻付け長さを増加させるための
ものである。

また、本体１１に内蔵されているステッピングモータ２
００は、主テンションプーリ２２のブレーキ力を調節す
るためのものであり、ステッピングモータ２１０は、テ
ンションレバー３６の回動習性を与える付勢力を調整す
るためのものである。

また、圧力センサ２２０は、走行中の線Ｐの張力を検知
する手段として設けられたものであり、補助プーリ４１
ｂの中心位置の動きから生じる圧力を検知し出力する。

次に本実施例の主要な細部について、構成と動作を説明
する。

線押さえ５５はスネルガイド６６により案内されてきた
巻線Ｐを主テンションプーリ２２に導き、主テンション
プーリ２２からの線Ｐの外れや、たるみ等を防止する。

線押さえ５５が線を押さえる力は、図示しない調整ナッ
トを回すことによって任意に設定することができる。

ブレーキ力は対向する永久磁石４８と磁性ディスク４９
により主テンションプーリ２２に制動トルクを与えるこ
とによって生じる。

主テンションプーリ２２は、第２図に示すように、ディ
スク固定板取付けねじ５１およびナット８５でディスク
固定板２１に締め付け固定されている。このディスク固
定板２１に磁気ディスク４９が固定されているので、主
テンションプーリ２２と磁気ディスク４９は一体となっ
て動き、表カバー１２に、ラジアルベアリング６３、６
３で回動自由に表カバーに設けた軸受け部１２に支持さ
れる。

したがって主テンションプーリ２２、磁気ディスク４９
は一体となって表カバー１２に対し滑らかに回動するこ
とができる。

一方磁性ディスク４９に対向して配置されている永久磁
石４８は磁極固定板１７に接着剤で固定され、磁極固定
板１７は磁極軸１６に磁極固定板取付けねじ４７によっ
て固定されている。

第６図は、制動トルクを発生する磁石と磁性ディスクの
関係を説明するための説明図である。

永久磁石４８は、第６図に示すように、複数の永久磁石
片を円環状に交互にＮ，Ｓの極性を変えて配置するか、
一つの円環状の強磁性体に、第６図と同様の磁極配置と
なるよう着磁されたものである。

なお、第６図は理解を容易にするために永久磁石４８を
平面的に示してある。永久磁石の４８のＮ，Ｓの磁極と
対向する磁性ディスク４９の回転により、磁性ディスク
４９内に渦電流が発生し、両者間に制動トルクを発生さ
せるように構成されている。

この制動トルクの強さは永久磁石４８と、磁性ディスク
４９の間隔で決まるので、定常トルク設定は永久磁石４
８の位置を、磁性ディスク４９に向かって前進、後退さ
せて行う。

磁極軸１６には、歯車取付けねじ２０６によって歯車２
０３が固定され、歯車２０３は、ステッピングモータ２
００の回転軸に固定された歯車２０１によって歯車２０
２を介して回転させられる。

一方、本体１１に固定されているトルク調整環支持枠２
０５に、互いにねじ溝が嵌合することにより、トルク調
整環２０４が回転自在に支持されている。そしてこのト
ルク調整環２０４もまた磁極軸１６に固定されている。

そこでステッピングモータ２００を動作させてトルク調
整環２０４を回転させることにより、永久磁石４８の位
置を、磁性ディスク４９に対して前進、あるいは後退し
て、永久磁石４９と磁性ディスク４９との間隔を狭くし
たり広げたりすることができる。

第７図に本発明による装置の回路のブロック図を示す。
モータ２００は、ブレーキトルク調節用のステッピング
モータで、モータ２１０はバックテンション調節用のス
テッピングモータである。制御部２３０はデータ入力部
２３３からの入力により各モータを駆動する。２３１、
２３２は信号線を示す。

ブレーキトルク調節用ステッピングモータ２００により
ブレーキトルク調節部２０１〜２０６が駆動されダイヤ
ル１５で表示される。

バックテンション調節用のステッピングモータ２１０に
よりバックテンション調節用部２４〜２９、２１１〜２
１５が駆動され目印７０が移動させられる。電源投入時
は、ステッピングモータ２００を逆転して永久磁石４８
の位置を定常位置に戻した後、あらかじめ入力された数
値に従い、巻線の仕様に応じた位置にセットされる。

なお、前記の定常位置の検出は、図示しないセンサを設
け、センサの出力変化により判断するか、ステッピング
モータ２００の脱調により行う。次に引き出される線Ｐ
にバックテンションを与える方法を説明する。

バックテンションを与えるプーリ４０は、第１図に示す
ようにテンションバー３６の先端に図示しないプーリ取
付けピースおよびラジアルベアリングを介して取付けら
れている。

テンションバー３６の他端にはテンションバーリング３
７が固定され、テンションバーリング３７にはテンショ
ン軸３１が固定されている。テンション軸３１は第３図
に示すようにラジアルベアリング６５，６５によって表
カバー１２に設けられたテンション軸座３５に回動自由
に支持されている。テンション軸３１の内側先端にはテ
ンションレバーリング３３を介してテンションレバー３
２の一端が固定されている。

したがって、テンションバー３６，テンション軸３１，
テンションレバー３２は一体となって回動する。

テンションレバー３２の他端にはコンタクトローラ３４
がねじ８１とナット８６によって取付けられている。コ
ンタクトローラ３４は第４図に示すように常にスイング
レバー２５の下面に接触している。第４図は巻線Ｐに全
くテンションのかかっていない状態を示している。

スイングレバー２５は表カバー１２の内側に植え込まれ
たレバー軸２４にラジアルベアリング６４，６４を介し
て揺動自在に支持されており、レバー軸２４を支点とし
て自由に回動できるが、スイングレバー２５の枠に支持
された調整ねじ２７にはばね掛けナット（移動駒）２９
が、ねじ嵌めされ、移動駒は調整ばね３０によって第４
図の下方に引っ張られているので、スイングレバー２５
は常に第４図の反時計方向に付勢されている。

ただしスイングレバー２５の第４図の反時計方向への回
転はテンションレバー３２の反時計方向への回転の限度
により規正され、テンションレバー３２の反時計方向へ
の回転の限度は、表カバー１２の側突起１２ａに嵌めら
れたゴム製のストップリング６７によって規正される。

調整ばね３０の他端はＶ字形レバー４２に調整ばねを引
っ掛けらるために設けられたばね引っ掛け孔４２ａに引
っ掛けられている。Ｖ字形レバー４２は表カバー１２の
内側に植え込まれた軸ピン６１に揺動自在に支持され、
軸ピン６１を支点として自由に動くことができるが、通
常巻線時には、エアシリンダ４５が動作してエアシリン
ダロッド４５ａが第４図に示すように押し出されＶ字形
レバー４２に取付けられているコンタクトローラ４３を
押して、その位置を固定する。そこでＶ字形レバー４２
の他端にあるばね引っ掛け孔４２の位置、すなわち調整
ばねの下端が固定される。

したがって、スイングレバー２５に与えられる第４図の
反時計方向の回転力は調整ばね３の上端が引っ掛けられ
ている移動駒２９の位置によってのみ決定される。前記
のようにスイングレバー２５の下端が常にテンションレ
バー３２のコンタクトローラ３４を押しているので、プ
ーリ４０に与えられるバックテンションはスイングレバ
ー２５に取付けられた移動駒２９の位置によってその強
さが決定されることになる。

ばね掛けナット（移動駒）２９は雌ねじが切られてお
り、この雌ねじに調整ねじ２７がねじ嵌めされているの
で、調整ねじ２７の一端に固定されたウオームホイール
２１５を回すことによって移動駒２９は調整ねじ２７の
軸方向に移動し、移動駒２９と揺動支点であるレバー軸
２４の間隔が変わるのでバックテンションを調節するこ
とができる。このようにして調整されたバックテンショ
ンの状態が、現在どの程度であるかを示すため、移動駒
２９の一部に赤い塗料で塗った目印７０を設けてある。
この目印７０は、裏蓋１３の外部から見えるようになっ
ている。

ウオームホイール２１５は、第４図および第５図に示す
ように、ステッピングモータ２１０の回転軸に固定され
た歯車２１１によって、歯車２１２，２１３，およびウ
オーム２１４を介して回転させられる。

第４図において、ステッピングモータ２１０により調整
ねじ２７を回して移動駒２９の位置を図中左へ寄せると
バックテンションは強くなり、右へ寄せるとバックテン
ションは弱くなる。

ステッピングモータ２１０の制御は、図７に示す制御部
２３０によって行われ、電源投入時は、ステッピングモ
ータ２１０を逆転して移動駒２９の位置を定常位置に戻
した後、あらかじめ入力された数値にしたがい、巻線の
仕様に応じた位置にセットされる。

なお、前記の定常位置の検出は、図示しないセンサを設
け、センサの出力変化により判断するか、ステッピング
モータ２１０の脱調により行う。

次に、巻線中の張力の調節について説明する。

巻線中は、線Ｐが巻線方向に引っ張られる力と、主テン
ションプーリ２２のブレーキ力と、テンションバー３６
に付勢されるバックテンションにより定まる、ある範囲
内の張力が線Ｐに与えられている。そしてその張力の小
さい変化は、テンションバー３６がプーリ４０に巻付け
られた線Ｐの引張り力と釣合いながら小さく揺動するこ
とによって吸収される。

もし巻線中に線Ｐに、テンションバー３６の揺動によっ
て吸収しきれないような強い張力が発生した場合は、第
１図に示す圧力センサ２２０がこれを検出する。

圧力センサ２２０を内蔵する補助プーリ保持部ガイド５
３は表カバー１２上に固定されている。

補助プーリ４１ｂは、補助プーリ保持部５２に取り付け
られ、補助プーリ保持部５２は補助プーリ保持部ガイド
５３の内側に沿って、補助プーリ４１ｂが線Ｐに接する
部分に対し前進、後退することができる。

巻線中の正常状態では、補助プーリ４１ｂは圧力センサ
２２０に軽く接触しているが、線Ｐの張力が強くなると
圧力センサ２２０からこれに対応する出力を図示しない
制御部に送り、主テンションプーリ２２のブレーキ力を
弱める方向にステッピングモータ２００を制御し、線Ｐ
の張力が弱くなると圧力センサ２２０からこれに対応す
る出力を図示しない制御部に送り、主テンションプーリ
２２のブレーキ力を強める方向にステッピングモータ２
００を制御する。

このように調整される主テンションプーリ２２のブレー
キ力の状態が、現在どの程度であるかを示すため、ステ
ッピングモータ２００の回転軸にダイヤル１５を取付
け、ダイヤル１５の前面に目盛りを付して裏蓋１３の外
部から見えるようになっている。

次に本実施例の使用方法について説明する。テンション
装置本体を図示しない巻線機に固定した後、供給ボビン
からの線Ｐをスネルガイド６６に通す。

線Ｐを線押さえ５５の一部に挟んだ後、主テンションブ
ーリ２２には線Ｐを約３／４回巻付け、さらに補助テン
ションプーリ４１ｂ，４１ａを介してプーリ４０に掛け
回す。

巻線を行う数だけ巻線機に、このようにして掛け回した
線Ｐ，Ｐ…Ｐを供給する。

次に、それぞれの巻線の仕様に応じた主テンションプー
リのブレーキ力と、テンションバーに与えるバックテン
ションに対応する数値を図示しない操作部によって図示
しない制御部に入力し、巻線機を指導させれば、各テン
ション装置のステッピングモータ２００，２１０が作動
し、前記ブレーキと前記バックテンションを自動的に所
定値に設定する。巻線中に生じた線Ｐの張力の変化は、
圧力センサ２２０が検知し、これを制御部に与えてステ
ッピングモータ２００の動作を制御して、その影響を補
償する。

＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明は主テンションプーリに制
動トルクを与え、副テンションプーリにバックテンショ
ンを与えて、移動する線に一定のテンションを与えるテ
ンション装置において、前記主テンションプーリに与え
る制動トルクと、副テンションプーリを支えるレバーに
与えるバックテンションを、自動的に制御されるステッ
ピングモータによって所定の値に設定することにより、
従来のように、巻線の太さ、被覆、コイルボビンの大き
さ、形態などの要素により異なる巻線作業の条件に応
じ、いちいち手作業で調節する必要がないという効果が
ある。

したがって本実施例を使用するときは、巻線の仕様の変
更に対し、調整を早く、容易に行うことができ、特に多
数、多様の巻線を行う場合に有効で、自動化された巻線
機と組み合わせて製品の信頼度の向上および作業の能率
改善に役立つという効果がある。

さらに巻線中に移動する線の張力をセンサにより検出
し、このセンサ出力に基づいて主テンションプーリへの
制動トルクを制御するとにより、巻線中に変動する線張
力を有効に補償することができるという効果がある。

このことは、特に高精度の仕上げを要求される製品の信
頼度向上に役立つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるテンション装置の実施例を示し
た正面図である。 第２図は、第１図のＡ−Ａにおける縦断面図である。 第３図は、第１図のＢ−Ｂにおける縦断面図である。 第４図は、第１図の実施例の裏蓋を外して内部を示した
背面図である。 第５図は、第４図のＣ−Ｃにおける縦断面図である。 第６図は、磁石と磁性ディスクの関係を示す説明図であ
る。 第７図は、本発明による装置の回路の実施例を示すブロ
ック図である。 第８図は、巻線機に使用される従来のテンション装置の
基本構成を示す略図である。一般の巻線機に使用するテ
ンション装置の基本構成を示す説明図である。 １１……テンション装置本体 １２……表カバー １２ａ……内側突起 １３……裏蓋 １５……ダイヤル １６……磁極軸 １７……磁極固定板 ２１……ディスク固定板 ２２……主テンションプーリ ２４……レバー軸 ２５……スイングレバー ２７……調整ねじ ２９……ばね掛けナット（移動駒） ３０……調整ばね ３１……テンション軸 ３２……テンションレバー ３３……テンションレバーリング ３４……コンタクトローラ ３５……テンション軸座 ３６……テンションバー ３７……テンションバーリング ４０……プーリ ４１ａ，４１ｂ……補助プーリ ４２……Ｖ字形レバー ４２ａ……ばね引っ掛け孔 ４３……コンタクトローラ ４５……エアシリンダ ４５ａ……エアシリンダロッド ４７……磁極固定板取付けねじ ４８……永久磁石 ４９……磁性ディスク ５１……プーリ軸 ５２……補助プーリ取付け部 ５３……補助プーリ取付け部ガイド ５５……線押さえ ６１……軸ピン ６３，６４，６５……ラジアルベアリング ６６……スネルガイド ６７……ストップリング ７０……目印 ７６……取付け軸 ７７……テンション装置取付け金具 ８１……ねじ ８５，８６……ナット １０１……巻線機本体 １０２……ボビン １０３……巻線 １０４……アイドルプーリ １０５……ノズル １１０……テンション装置本体 １１１……テンションバー軸 １１２……バックテンションばね １１４……主テンションプーリ（ブレーキプーリ） １１５……テンションバー １１７……プーリ １１８……アイドルプーリ ２００，２１０……ステッピングモータ ２０１，２０２，２０３，２１１，２１２，２１３……
歯車 ２０４……トルク調整環 ２０５……トルク調整環支持枠 ２０６……歯車取付けねじ ２１４……ウオーム ２１５……ウオームホイール ２２０……圧力センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】引き出される線にテンションを与える主テ
   ンションプーリに可変制動トルクを与えるブレーキ、前
   記主テンションプーリと巻線位置間で線に接触する揺動
   端を持ちバックテンションを与える方向に付勢されてい
   るテンションバーとを備え巻き取り巻き付けられる線に
   テンションを与えるテンション装置において、 前記バックテンションを与えるばねの一端に結合し前記
   ばねの前記テンションバーへの作用力を変更するための
   移動部分が設けられたばね支持部材と、 入力されたデータに基づいて回転駆動され前記移動部分
   を移動させて前記バックテンションを調節するモータを
   設けて構成したことを特徴とするテンション装置。
2. 【請求項２】前記テンションバーへの作用力は、前記テ
   ンションバーと一体に回動するテンションレバーに前記
   ばね支持部材を介して与えられる特許請求の範囲第１項
   記載のテンション装置。
3. 【請求項３】前記ばね支持部材は、 前記テンションバーと一体に回動するテンションレバー
   に前記テンションバーに前記バックテンションを与える
   方向に係合するように回動可能に設けられたスイングレ
   バーと、 前記バックテンションを与えるばねの一端を支持し前記
   スイングレバーにその回動中心からの距離が調節可能に
   設けられている移動部分から構成されている特許請求の
   範囲第１項記載のテンション装置。