(57)【要約】【課題】糸条に対して滑りを生じることなく的確にテンションを付与でき、しかもテンション付与過程で糸条がしごかれて傷付くのを一掃できるテンション装置を提供する。【解決手段】糸条を間に挟んで対向配置される、第１挟持構造と第２挟持構造とでテンション装置を構成する。第１挟持構造は、複数個のベルトプーリーと、ベルトプーリーに巻き掛けられる搬送ベルトと、搬送ベルトの移行トルクを所定値に規定するトルク調整構造とを含んで構成する。ベルトプーリーは、トルク調整構造を兼ねるトルクローラーで構成する。以て、テンション装置を通過する糸条を、第１挟持構造の搬送ベルトと前記第２挟持構造とで波形に挟持した状態で移行案内して、糸条に所定のテンションを付与する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
糸条供給源からマンドレルに送給される糸状に対して所定のテンションを付与するテンション装置であって、
前記テンション装置は、前記糸条の送給経路を間に挟んで対向配置される第１挟持構造と第２挟持構造とで構成されており、
前記第１挟持構造は、複数個のベルトプーリーと、前記ベルトプーリーに巻き掛けられる搬送ベルトと、前記搬送ベルトの移行トルクを所定値に規定するトルク調整構造とを含んで構成されており、
前記テンション装置を通過する前記糸条を、前記第１挟持構造の搬送ベルトと前記第２挟持構造とで波形に挟持した状態で移行案内して、前記糸条に所定のテンションを付与することを特徴とするフィラメントワインディング装置におけるテンション装置。
【請求項２】
前記第１挟持構造と前記第２挟持構造との少なくともいずれか一方を、作動位置と退避位置との間で変位操作する通糸構造を備えており、
前記第１・第２の両挟持構造の少なくともいずれか一方を、前記通糸構造で退避位置へ変位操作した状態において、前記糸条を自動的に通糸できる請求項１記載のフィラメントワインディング装置におけるテンション装置。
【請求項３】
前記ベルトプーリーが、前記トルク調整構造を兼ねるトルクローラーで構成してある請求項１または２に記載のフィラメントワインディング装置におけるテンション装置。
【請求項４】
前記第１挟持構造が、２個以上の遊転自在に軸支される前記ベルトプーリーと、前記ベルトプーリーに巻き掛けられる前記搬送ベルトと、前記トルク調整構造とで構成されており、
前記トルク調整構造が、前記搬送ベルトに摩擦抵抗を付与するニップ圧付与体で構成してある請求項１または２に記載のフィラメントワインディング装置におけるテンション装置。
【請求項５】
前記第２挟持構造が、隣接する前記ベルトプーリーの間で前記搬送ベルトへ向かって押し付けられる１個以上の挟持ローラーで構成してある請求項３または４のいずれかに記載のフィラメントワインディング装置におけるテンション装置。
【請求項６】
前記第２挟持構造が、遊転自在に支持される複数個の挟持プーリーと、前記挟持プーリーに巻き掛けられる無端状の挟持ベルトとを含む請求項３または４のいずれかに記載のフィラメントワインディング装置におけるテンション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフィラメントワインディング装置におけるテンション装置、なかでも搬送ベルトをテンション調整要素とするテンション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のフィラメントワインディング装置（以下、単にワインディング装置という。）においては、テンション装置で糸条に所定のテンションを付与してマンドレルに送給する。この種のテンション装置としては、ダンサーローラー方式とニップ方式とが一般的であり、前者構造は例えば特許文献１に見ることができ、後者構造は例えば特許文献２に見ることができる。
【０００３】
本発明においては、搬送ベルトを調整要素にして糸条のテンションを調整するが、この種のテンション装置は特許文献３に見ることができる。そこでは、線条体（電気ケーブル）を上下から挟持する上下一対のベルトと、ベルトを長円状に支持する左右一対ずつのベルトプーリと、下側のベルトの片方のベルトプーリを駆動するモーターなどでテンション装置を構成している。モーターにはロータリーエンコーダーが付設してあり、線条体が上下のベルトに挟持されていない無負荷状態におけるモーターの電流変化を、ベルトが１回転するまでの間ロータリーエンコーダーのパルス周期ごとに予め記憶しておく。この無負荷状態の電流値に、線条体を一定のテンションで送るときの駆動電流値を加えてモーターを駆動することにより、引取り装置の動的な駆動力のばらつきを補正して線条体を一定のテンションで送給できる。
【０００４】
本発明においては、テンション調整要素として搬送ベルトとトルクローラを使用するが、トルクローラは周知であり、例えば特許文献４に見ることができる。そこでは、トルクローラをトルクリミッターとして機能させて、過剰なトルクが出力されるのを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１８８８６９号公報（段落番号００２５、図１）
【特許文献２】特開平０５−３３８０４４号公報（段落番号００２５、図７）
【特許文献３】特開昭６０−２２３７６９号公報（第２頁右下欄５〜１６行、第３図）
【特許文献４】実公平０５−４３３１１号公報（第３頁第６欄１４〜３１行、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ダンサーローラー装置は、全体として構造が簡単であるが、以下の各点に問題がある。糸条の供給経路に、少なくとも２個のガイドローラーとダンサーローラーとを配置するための大きなスペースを確保する必要がある。各ローラーにおいて糸条が大きく屈曲されるため、テンションテンションが大きい場合に糸条がしごかれて傷付きやすい。さらに糸条を各ローラーに掛け渡すための作業を自動化しにくい。ダンサーローラーが変位してテンションを調整するので、糸条の供給速度が大きくなるのに伴ない応答遅れを生じやすい問題もある。
【０００７】
また、ニップ構造のテンション装置は、ダンサーローラー構造のテンション装置に比べて、占有スペースは少なくて済むものの、糸条が強くしごかれて傷みやすく、糸条に大きなテンションが付与されるような場合に、毛羽が発生するなどの問題を生じる。とくに、カーボン繊維で形成された糸条の場合には、強くしごくことで糸条の一部が切断することがあり、ワインディング成形品の品質を向上するうえで問題がある。
【０００８】
その点、特許文献３のテンション装置によれば、線条体を平行に配置した上下一対のベルトで挟持するので、糸条を屈曲することもなく上下のベルトで挟持して所定のテンションを付与できる。テンション装置を通過する間に、線条体がしごかれて毛羽が発生することもない。しかし、搬送ベルトの直線移行部分で線条体を上下に挟持するので、線条体のテンションが小さい場合には問題ないが、テンションが一定値を越えて大きくなると、線条体とベルトとの間で滑りを生じるおそれがある。また、搬送ベルトの直線移行部分がベルト厚み方向へ変形してテンションが変動しやすい不利もある。加えて、線条体を各ベルトの間に通すための作業に手間が掛かる。
【０００９】
本発明の目的は、糸条に対して滑りを生じることもなく的確にテンションを付与でき、しかもテンションを付与する過程で糸条がしごかれて傷付くのを一掃して、ワインディング成形品の品質の向上を実現できるワインディング装置におけるテンション装置を提供することにある。本発明の目的は、ダンサーローラー構造のテンション装置に比べてコンパクトに構成でき、しかも、糸条をテンション装置に対して自動的にセットできるフィラメントワインディング装置におけるテンション装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るテンション装置は、糸条供給源からマンドレルに送給される糸状に対して所定のテンションを付与する。テンション装置は、糸条の送給経路を間に挟んで対向配置される第１挟持構造と第２挟持構造とで構成する。第１挟持構造は、複数個のベルトプーリーと、ベルトプーリーに巻き掛けられる搬送ベルトと、搬送ベルトの移行トルクを所定値に規定するトルク調整構造とを含んで構成する。以て、テンション装置を通過する糸条を、第１挟持構造の搬送ベルトと前記第２挟持構造とで波形に挟持した状態で移行案内して、糸条に所定のテンションを付与することを特徴とする。
【００１１】
第１挟持構造と第２挟持構造との少なくともいずれか一方を、作動位置と退避位置との間で変位操作する通糸構造を備えている。第１・第２の両挟持構造の少なくともいずれか一方を、通糸構造で退避位置へ変位操作した状態において、糸条を自動的に通糸できるようにする。
【００１２】
ベルトプーリーは、トルク調整構造を兼ねるトルクローラーで構成する。
【００１３】
第１挟持構造は、２個以上の遊転自在に軸支されるベルトプーリーと、ベルトプーリーに巻き掛けられる搬送ベルトと、トルク調整構造とで構成する。トルク調整構造は、搬送ベルトに摩擦抵抗を付与するニップ圧付与体で構成する。
【００１４】
第２挟持構造は、隣接するベルトプーリーの間で搬送ベルトへ向かって押し付けられる１個以上の挟持ローラーで構成する。
【００１５】
第２挟持構造は、遊転自在に支持される複数個の挟持プーリーと、挟持プーリーに巻き掛けられる無端状の挟持ベルトとを含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明においては、糸条を搬送ベルトと第２挟持構造とで波形に挟持し、さらに、トルク調整構造で搬送ベルトの移動を制動して糸条に所定のテンションを付与するようにするので、糸条が滑るのを確実に防止しながらテンションを付与できる。また、テンション装置を通過する糸条は、搬送ベルトおよび第２挟持構造と同行移動するので、テンションを付与する過程で糸条がしごかれて傷付くことがなく、ワインディング成形品の品質の向上を図ることができる。さらに、テンション装置は、従来のダンサーローラー構造のテンション装置に比べて、充分にコンパクト化して設置スペースを小さくできる。
【００１７】
第１・第２の両挟持構造の少なくともいずれか一方を、通糸構造で作動位置と退避位置との間で変位操作できるようにすると、挟持構造を退避位置へ変位操作した状態において両挟持構造の間に自由空間を形成でき、この空間に沿って糸条を自動的に通糸できる。したがって、糸条の種類を変更するなどの段取り換え時の通糸作業を迅速に行なうことが可能となり、ワインディング成形品を効率よく生産できる。
【００１８】
ベルトプーリーをトルクローラーで構成し、ベルトプーリー自体がトルク調整構造を兼ねるようにすると、専用のトルク調整構造を別途設ける場合に比べて、テンション装置の全体構造を簡素化し、さらにコンパクト化して、その設置スペースを小さくできる。ベルトプーリーの使用個数に応じて、糸条に作用するテンションを増加できる利点もある。
【００１９】
ベルトプーリーと、搬送ベルトと、トルク調整構造とで第１挟持構造を構成し、トルク調整構造をニップ圧付与体で構成すると、トルクローラーでベルトプーリーを構成する場合に比べて、ベルトプーリーの構造を簡素化して低コスト化できる。また、ニップ圧付与体による搬送ベルトの挟持圧を変更することにより、糸条に作用するテンションを自由に調整できるので、使用する糸条に応じたテンション変更を速やかに行なえる。
【００２０】
第２挟持構造を１個以上の挟持ローラーで構成すると、第２挟持構造の構造を簡素化してテンション装置を低コスト化できる。構造が簡単な分だけ、第２挟持構造が故障する可能性を最小限化して、信頼性を向上できる。
【００２１】
第２挟持構造を、遊転自在に支持される複数個の挟持プーリーと、挟持プーリーに巻き掛けられる無端状の挟持ベルトなどで構成すると、第１挟持構造の搬送ベルトと挟持ベルトとで、糸状を上下から連続波状に挟持できる。したがって、両ベルトと糸条の接触長さを充分に大きくして、糸条がテンション装置を通過するときの滑りをさらに確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るテンション装置の正面図である。
【図２】ワインディング装置の概略斜視図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】第２挟持構造を待機位置へ操作した状態のテンション装置の正面図である。
【図６】テンション装置の別の実施例を示す正面図である。
【図７】テンション装置のさらに別の実施例を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１ないし図５は本発明に係るテンション装置の実施例を示す。図２においてワインディング装置は、ボビン１を備えた糸条供給源と、マンドレルＭを回転駆動しながらトラバース操作する駆動機構（図示していない）と、糸条供給構造とマンドレルＭとの間に配置されるテンション装置などで構成してある。糸条Ｙは、一群のカーボン繊維を帯状に揃えて形成してあり、含浸装置（図示していない）を通過する間に熱硬化性の溶融樹脂が含浸され、この後テンション装置で所定のテンションを付与してマンドレルＭにヘリカル巻きされる。
【００２４】
図１に示すように、テンション装置は、糸条Ｙの送給経路の下側に配置される第１挟持構造２と、上側に配置される第２挟持構造３と、両挟持構造２・３を支持するベース４と、第２挟持構造３を上下に変位操作する通糸構造などで構成する。第１挟持構造２は、２個のベルトプーリー５・５と、両プーリー５・５の間の中央下部に配置されるガイドプーリー６と、これら３個のプーリー５・５・６に巻き掛けられる搬送ベルト７と、搬送ベルト７の移行トルクを所定値に規定するトルク調整構造などで構成する。
【００２５】
ベルトプーリー５・５は、トルク調整構造を兼ねてトルクローラーで構成されており、図４に示すように、ベース４に固定したプーリー軸８と、プーリー本体９との間に、図示省略した磁気伝動体と遊星歯車機構とが配置してある。磁気伝動体は、小さな隙間を介して対向配置される永久磁石と鉄板とで構成してあり、永久磁石と鉄板との吸着力と、遊星歯車機構の回転抵抗を超える移行トルクが搬送ベルト７に作用して初めて、プーリー本体９が搬送ベルト７に同行して回転する。したがって、プーリー本体９の回転抵抗に相当するテンションが糸状Ｙに付与される。搬送ベルト７はゴム製またはプラスチック製の平ベルトからなり、その周回長さは、３個のプーリー５・５・６に搬送ベルトを巻き掛けたときの最短周長より長めに設定してある。ガイドプーリー６は、ベース４に固定したプーリー軸１０でベアリング１１を介して遊転自在に軸支してある。
【００２６】
第２挟持構造３は、挟持ローラー１３と、挟持ローラー１３を回転自在に軸支するローラー軸１４およびベアリング１５（図３参照）などで構成してあり、全体が通糸構造で作動位置（図１に示す状態）と、待機位置（図５に示す状態）とに変位操作される。そのために、ベース４にローラー軸１４の上下スライドを許すガイド溝１６を形成し、ガイド溝１６でスライド案内される支軸ブロック１７に先のローラー軸１４を固定している。通糸構造は、流体圧シリンダー（図示していない）を駆動源にして構成してあり、先の支軸ブロック１７を上下に操作して第２挟持構造３を昇降する。
【００２７】
第２挟持構造３を通糸構造で待機位置に昇揚操作した状態では、図５に示すように挟持ローラー１３が第１挟持構造２から離れて、挟持ローラー１３とベルトプーリー５・５との間に大きな隙間ができるので、糸条Ｙを自動的に通糸することができる。この状態の搬送ベルト７は弛緩した状態になっている。しかし、図１に示すように、通糸構造で第２挟持構造３を作動位置へ下降操作すると、挟持ローラー１３が左右のベルトプーリー５・５の中央部分において、糸条Ｙを介して搬送ベルト７に押し付けられ、同時に、搬送ベルト７が適度に緊張した状態に保持される。
【００２８】
上記のように、挟持ローラー１３と搬送ベルト７とで上下に挟持した状態の糸条Ｙは、左右のベルトプーリー５・５の間で波形に保持されて搬送ベルト７の外面に密着する。詳しくは、糸条Ｙは、搬送方向の上流側に位置するベルトプーリー５の周面の外方と、挟持ローラー１３の周面の外方と、搬送方向の下流側に位置するベルトプーリー５の周面の外方との３箇所で湾曲して、搬送ベルト７の外面に密着する。
【００２９】
上記のように、糸条Ｙを波形に挟持することにより、テンション装置を通過するときの糸条Ｙと搬送ベルト７との接触長さを充分に確保して、糸条Ｙと搬送ベルト７との間で滑りが生じるのを確実に防止できる。また、搬送ベルト７を３箇所で湾曲させるので、各ベルトプーリー５・５と挟持ローラー１３との間の直線移行部分がベルト厚み方向へ変形するような場合でも、テンションが変動するのを防止できる。したがって、上記構成のテンション装置によれば、糸状Ｙに作用するテンションを常に一定にできる。
【００３０】
また、糸条Ｙと搬送ベルト７との間の滑りを解消することにより、テンション装置を通過する糸条Ｙがしごかれて傷付くのを一掃でき、ワインディング成形品の品質の向上を実現できる。さらにテンション装置は、従来のダンサーローラー構造のテンション装置に比べて、装置全体をコンパクトに構成して省スペースを実現でき、糸条Ｙの送給経路に沿って配置することができる。なお、マンドレルＭに対する糸条Ｙの送給が停止されると、搬送ベルト７およびベルトプーリー５は直ちに停止する。
【００３１】
図６は本発明に係るテンション装置の別の実施例を示す。そこでは、第１挟持構造２を、３個のベルトプーリー５・５・５と、これらのプーリー５・５・５の下方両側に配置される２個のガイドプーリー６・６と、これら５個のプーリー５・６に巻き掛けられる搬送ベルト７と、トルク調整構造などで構成する。各ベルトプーリー５は、先の実施例と同様に、トルク調整構造を兼ねるトルクローラーで構成する。
【００３２】
第２挟持構造３は、それぞれ遊転自在に支持される２個の挟持プーリー２０・２０、およびガイドプーリー２１と、これらのプーリ２０・２１に巻き掛けられる無端状の挟持ベルト２２と、各プーリ２０・２１を支持するフレーム２３などで構成する。フレーム２３を通糸構造で昇降操作することにより、第２挟持構造３は図６に示す作動位置と、作動位置より上方の待機位置とに変位させることができ、待機位置において自動的に通糸できる。作動位置における左右の挟持プーリー２０・２０は、第１挟持構造２の３個のベルトプーリー５・５・５の間に入り込んでおり、これによりテンション装置を通過する糸条Ｙを、搬送ベルト７と挟持ベルト２２とで連続波形に保持することができる。
【００３３】
上記のように、３個のベルトプーリー５で搬送ベルト７を移行案内すると、テンション装置を通過するときの糸条Ｙと搬送ベルト７との接触長さを大きくできるうえ、挟持ベルト２２で挟持する分だけ糸条Ｙの接触長さを増加できる。したがって、糸条Ｙと搬送ベルト７との間で滑りが生じるのを確実に防止して、糸状Ｙに作用するテンションをさらに安定させることができる。また、トルクローラーからなる３個のベルトプーリー５で搬送ベルト７を移行案内するので、ベルトプーリー５の使用個数が増えた分だけ、より大きなテンションを糸状Ｙに付与できる。他は先の実施例と同じであるので、同じ部材に同じ符号を付してその説明を省略する。以下の実施例においても同じとする。
【００３４】
図７に示すテンション装置では、図６の第１挟持構造２と同様に、３個のベルトプーリー２５・２５・２５と、これらのプーリー２５・２５・２５の下方両側に配置される２個のガイドプーリー６・６と、これら５個のプーリー２５・６に巻き掛けられる搬送ベルト７と、トルク調整構造などで構成する。各ベルトプーリー２５は、ベース４に固定したプーリー軸２６で遊転自在に軸支してある。トルク調整構造は、上下一対の橇状のニップ圧付与体２７・２８で構成してあり、下側のニップ圧付与体２７と、上側のニップ圧付与体２８とで搬送ベルト７を上下に挟持して、搬送ベルト７に摩擦抵抗を付与する。下側のニップ圧付与体２７は、ベース４に固定されて搬送ベルト７を受け止めており、上側のニップ圧付与体２８は、搬送ベルト７を介して下側のニップ圧付与体２７に所定の押圧力で押し付けられている。ニップ圧付与体２８の押圧力を調整ねじで調整すると、糸条Ｙに付与されるテンションを大小に調整できる。第２挟持構造３は、左右一対の挟持ローラー１３をフレーム２３に固定したローラー軸１３で遊転自在に軸支して構成する。
【００３５】
上記のように、ニップ圧付与体２７・２８で搬送ベルト７に摩擦抵抗を与えると、テンション装置を通過する糸条Ｙに先の摩擦抵抗に相当するテンションを付与できる。また、図６のテンション装置と同様に、糸条Ｙと搬送ベルト７との接触長さを大きくできるので、糸条Ｙと搬送ベルト７との間で滑りが生じるのを確実に防止して、糸状Ｙに作用するテンションを常に安定させることができる。
【００３６】
上記の実施例では、磁気伝動体と遊星歯車機構を備えたトルクローラーについて説明したが、その必要はなく、ばねやブレーキシューを制動要素とするトルクローラーであってもよい。また、第２挟持構造３に換えて、第１挟持構造２を通糸構造で作動位置と退避位置との間で変位操作することができ、必要があれば第１・第２の両挟持構造２・３を、同時に通糸構造で変位操作してもよい。ベルトプーリ５・２５を、所定の速度で糸条Ｙの搬送と同じ向きへ回転駆動して、糸条Ｙにテンションを付与することができる。搬送ベルト７は平ベルトで構成する必要はなく、外周面が平坦なタイミングベルトで構成することができる。その場合には、ベルトプーリ５のプーリー本体９をタイミングプーリーで構成するとよい。
【符号の説明】
【００３７】
２  第１挟持構造
３  第２挟持構造
５  ベルトプーリー
７  搬送ベルト
１３  挟持ローラー
２０  挟持プーリー
２２  挟持ベルト
２５  ベルトプーリー
Ｙ  糸条
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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