(57)【要約】【課題】力測定装置を薄型にし且つ作用した力の大きさを正確に測定する。【解決手段】電極２１ａ〜２１ｆ、電極２２ａ〜２２ｆは、それぞれ上下方向に沿って配列されている。板状部材３１は、電極２１ａ〜２１ｆと電極２２ａ〜２２ｆとの間に配置されている。板状部材３１には貫通孔３２ａ〜３２ｃが形成されており、貫通孔３２ａ〜３２ｃを挟んだ両側の領域３５ａ〜３５ｆが、それぞれ電極２１ａ〜２１ｆ及び電極２２ａ〜２２ｆと部分的に対向している。受力部３４に原糸Ａから力が作用すると、板状部材３１は下方に移動し、電極２１〜２１ｆ及び電極２２ａ〜２２ｆと領域３５ａ〜３５ｆとの対向面積が変化し、電極２１〜２１ｆ及び電極２２ａ〜２２ｆと領域３５ａ〜３５ｆとによって構成される容量素子の静電容量値が変化する。【選択図】図３
2008196933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一平面において一方向に互いに離隔した複数の第１固定電極と、
前記一平面と対向した平面上において前記一方向に互いに離隔し且つ前記第１固定電極とそれぞれ対向した複数の第２固定電極と、
前記第１固定電極との間及び第２電極との間で容量素子をそれぞれ構成すると共に、前記一方向に移動可能な複数の可動電極と、
外部から作用した力を受けることによって互いに対向した前記第１固定電極と前記可動電極及び前記第２固定電極と前記可動電極との対向面積が変化するように、前記複数の可動電極を前記一方向に移動させる受力部とを備え、
前記受力部に作用した力の大きさが前記複数の容量素子の静電容量値の変化に基づいて測定されることを特徴とする力測定装置。
【請求項２】
前記第１固定電極、前記第２固定電極及び前記可動電極をそれぞれ２つ含む電極群を備え、
前記受力部が外部から作用した力を受けた場合には、前記電極群に含まれる一方の第１固定電極及び第２固定電極とそれらに対向した可動電極とにより構成される容量素子の静電容量値の和が大きくなり、且つ、他方の第１固定電極及び第２電極とそれらに対向した可動電極とにより構成される容量素子の静電容量値の和が小さくなることを特徴とする請求項１に記載の力測定装置。
【請求項３】
前記電極群が前記一方向に沿って複数設けられていることを特徴とする請求項２に記載の力測定装置。
【請求項４】
導電性を有し且つ前記一平面に平行に配置されると共に、貫通孔が形成された板状部材を備え、
前記電極群に含まれる２つの可動電極は、前記板状部材における前記貫通孔を挟んだ２つの部分であることを特徴とする請求項２または３に記載の力測定装置。
【請求項５】
前記受力部と前記板状部材とは連結されており、
前記板状部材は、それと平行な面上において前記一方向と直交する方向に延びる支持部材により支持されていることを特徴とする請求項４に記載の力測定装置。
【請求項６】
前記支持部材を２つ備え、
これら２つの支持部材が、前記板状部材の一端部の前記一方向に離隔した部分に接続されていることを特徴とする請求項５に記載の力測定装置。
【請求項７】
前記支持部材を複数備え、
これら複数の支持部材が、前記一方向及び前記一方向と直交する方向にそれぞれ延びる線に関して対称に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部から作用する力の大きさを測定する力測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
力の大きさを測定する力測定装置として、糸、ワイヤなどの張力を測定するものがある。例えば、特許文献１には、ワイヤの互いに離隔した２点を取付部に引っ掛けると共に、これら２点の中間部分にこれら２点を結ぶ直線からこの直線と直交する方向に張り出した屈曲部にワイヤを引っ掛け、屈曲部に作用する力を歪みゲージで測定することによってワイヤの張力を測定する張力検出装置（力測定装置）が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−９０２３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、糸を製造過程において複数の原糸を束ねる際には束ねられた糸にムラが発生しないようにするため、複数の原糸の張力を均一にした状態で複数の原糸を束ねる必要がある。このため、各原糸毎に張力を測定する必要がある。しかしながら、特許文献１に記載の張力検出装置を用いて原糸の張力を測定しようとすると、歪みゲージを用いた張力検出装置はその応答性が高い（１ｋＨｚ以上）ため、張力検出装置が配置される機器の振動、天然繊維のこぶが屈曲部に当たることによる糸の振動などにも過剰に反応してしまい、張力の大きさを正確に測定することができない虞がある。また、複数の原糸を束ねる際には、複数の原糸が狭い間隔で配置されることとなるため、複数の原糸毎に配置する張力検出装置は薄型にする必要がある。
【０００５】
本発明の目的は、薄型であり且つ正確に力の大きさを測定することが可能な力測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の力測定装置は、一平面において一方向に互いに離隔した複数の第１固定電極と、一平面と対向した平面上において一方向に互いに離隔し且つ第１固定電極とそれぞれ対向した複数の第２固定電極と、第１固定電極との間及び第２電極との間で容量素子をそれぞれ構成すると共に、一方向に移動可能な複数の可動電極と、外部から作用した力を受けることによって互いに対向した第１固定電極と可動電極及び第２固定電極と可動電極との対向面積が変化するように、複数の可動電極を一方向に移動させる受力部とを備え、受力部に作用した力の大きさが複数の容量素子の静電容量値の変化に基づいて測定される（請求項１）。
【０００７】
これによると、受力部に外部から力が作用することにより第１、第２固定電極と可動電極とにより構成される容量素子の静電容量値が変化するため、静電容量値の変化量によって外部から作用した力の大きさを測定することができる。
【０００８】
さらに、外部から受力部に作用する力が一平面と直交する方向の成分を持っている場合には、可動電極が一平面と直交する方向に関して移動し、この方向の移動によっても第１、第２固定電極と可動電極とにより構成される容量素子の静電容量値が変化してしまうが、可動電極の一平面と直交する方向に関する移動により、第１固定電極と可動電極とにより構成される容量素子の静電容量値、及び、第２固定電極と可動電極とにより構成される容量素子の静電容量値の一方が増加したときには、他方がほぼ同じだけ減少する。したがって、これらの和を取ることにより、可動電極が一平面と直交する方向に移動した場合にも、外部からの一方向に受けた力を正確に測定することができる。
【０００９】
また、第１、第２固定電極と可動電極とを対向させた構造とすることにより、力測定装置の厚みを薄くすることができる。これにより、複数の被測定物が狭い間隔で並んでいるようなときでも被測定物毎に力測定装置を配置して張力の大きさを測定することができる。
【００１０】
また、上述したように、糸などの張力を測定する場合には、力測定装置の応答性が高すぎると、力測定装置を取り付けた機器の振動、天然繊維のこぶによる糸の振動などにも反応しまい、張力の大きさを正確に測定できない虞がある。しかしながら、本発明では、可動電極の変位による静電容量値の変化により張力の大きさを測定するため、応答性が高すぎずこれらには反応しにくい。したがって、張力の大きさを正確に測定することができる。
【００１１】
また、本発明の力測定装置においては、第１固定電極、第２固定電極及び可動電極をそれぞれ２つ含む電力群を備え、受力部が外部から作用した力を受けた場合には、電力群に含まれる一方の第１固定電極及び第２固定電極とそれらに対向した可動電極とにより構成される容量素子の静電容量値の和が大きくなり、且つ、他方の第１固定電極及び第２電極とそれらに対向した可動電極とにより構成される容量素子の静電容量値の和が小さくなることが好ましい（請求項２）。これによると、一方の固定電極とこれに対向した可動電極とにより構成される容量素子における静電容量値の増加量、及び、他方の固定電極とそれに対向した可動電極とにより構成される容量素子における静電容量値の減少量に基づいて受力部に作用した力の大きさを測定することができるので、測定された力の大きさが正確なものとなる。
【００１２】
このとき、電極群が一方向に沿って複数設けられていることが好ましい（請求項３）。これによると、各電力群において上述したような静電容量値の変化が生じるため、力測定装置全体としての静電容量値の変化が大きくなる。したがって、力測定装置の感度が高くなる。
【００１３】
また、本発明の力測定装置においては、導電性を有し且つ一平面に平行に配置されると共に、貫通孔が形成された板状部材を備え、電極群に含まれる２つの可動電極は、板状部材における貫通孔を挟んだ２つの部分であることが好ましい（請求項４）。これによると、板状部材に貫通孔を形成することにより、電極群に含まれる２つの可動電極を容易に形成することができる。
【００１４】
このとき、受力部と板状部材とは連結されており、板状部材は、それと平行な面上における一方向と直交する方向に延びる支持部材により支持されていることが好ましい（請求項５）。これによると、力測定装置の構造を簡単にすることができる。
【００１５】
さらにこのとき、支持部材を２つ備え、これら２つの支持部材が、板状部材の一端部の一方向に離隔した部分に接続されていることが好ましい（請求項６）。これによると、受力部に外部から力が作用したときに、板状部材が確実に一方向に移動する。
【００１６】
またはこのとき、支持部材を複数備え、これら複数の支持部材が、一方向及び一方向と直交する方向にそれぞれ延びる線に関して対称に配置されていることが好ましい（請求項７）。これによると、受力部に外部から力が作用したときに、板状部材が確実に一方向に移動する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態に係る張力測定装置を含む製糸装置の概略構成図である。
【００１８】
図１に示すように、製糸装置１は、複数のボビン２、ボビン３及び複数の張力測定装置４（力測定装置）を有している。複数のボビン２には原糸Ａが巻きつけられている。ボビン３には、複数の原糸Ａが互いに束ねられることによって製造された糸Ｂが巻きつけられている。張力測定装置４は複数のボビン２に対応して設けられており、複数のボビン２から引き出された原糸Ａの張力の大きさを測定する。
【００１９】
そして、製糸装置１においては、複数の張力測定装置４によって測定される張力の値が均一になるように複数のボビン２からそれぞれ原糸Ａが引き出される。そして、引き出された複数の原糸Ａが互いに束ねられることによって糸Ｂが製造され、製造された糸Ｂがボビン３に巻きつけられる。ボビン３に巻きつけられた糸Ｂには、その後、撚糸等の処理が行われる。
【００２０】
次に、張力測定装置４について説明する。図２は図１の張力測定装置４を矢印ＩＩの方向から見たときの側面図である。図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。ただし、図２においては、後述する基板１１の図示を省略している。
【００２１】
張力測定装置４は、図２、図３に示すように、基板１１と基板１２との間に基板１３が配置されると共に、基板１１の外縁と基板１３の外縁及び基板１２の外縁と基板１３の外縁とがそれぞれスペーサ１７、１８を介して接合されることによって構成されている。
【００２２】
基板１１は、樹脂等の絶縁性材料からなる、厚みが０．８〜１．６ｍｍ程度の略矩形の板状体であり、基板１３と対向する表面に６つの略矩形の電極２１ａ〜２１ｆ（第１固定電極）が図３の上下方向（一方向）に沿って互いに離隔して配列されており、図示しない薄い絶縁膜で覆われている。
【００２３】
基板１２は、基板１１と同じ絶縁性材料からなる、厚みが０．８〜１．６ｍｍ程度の略矩形の板状体であり、基板１１に対向して配置されている。基板１２の基板１３と対向する表面には６つの略矩形の電極２１ａ〜２１ｆと対向する位置に６つの電極２２ａ〜２２ｆ（第２固定電極）が図２、図３の上下方向に沿って互いに離隔して配列されており、図示しない薄い絶縁膜で覆われている。
【００２４】
基板１３は、金属などの導電性材料からなる板状体であり、外枠１４、２つの支持部材１５及び板状部材３１を有している。外枠１４は基板１３の外形を形成する略矩形枠であり、２つの支持部材１５及び板状部材３１は外枠１４に囲まれる領域内に配置されている。また、外枠１４の上端部には、開口１６が形成されている。
【００２５】
２つの支持部材１５は、外枠１４の図２の左端部における上端付近及び中央部付近からそれぞれ図２の右方（一方向と直交する方向）に延びており、その右端においてそれぞれ板状部材３１の左端部における上端部及び下端部（一端部の一方向に離隔した部分）に接続されている。これにより、板状部材３１は２つの支持部材１５によって外枠１４に支持されることとなる。
【００２６】
板状部材３１は略矩形の平面形状を有している。板状部材３１には、図２、図３の上下方向に配列された３つの略矩形の貫通孔３２ａ〜３２ｃが形成されている。そして、図２、図３において、貫通孔３２ａが電極２１ａ、２２ａの略下半分及び電極２１ｂ、２２ｂの略上半分に、貫通孔３２ｂが電極２１ｃ、２２ｃの略下半分及び電極２１ｄ、２２ｄの略上半分に、貫通孔３２ｃが電極２１ｅ、２２ｅの略下半分及び電極２１ｆ、２２ｆの略上半分にそれぞれ互いに離隔して対向している。
【００２７】
このとき、電極２１ａ、２２ａの略上半分が板状部材３１の貫通孔３２ａの上方に隣接する領域３５ａと、電極２１ｂ、２２ｂの略下半分が板状部材３１の貫通孔３２ａの下方に隣接する領域３５ｂと、電極２１ｃ、２２ｃの略上半分が板状部材３１の貫通孔３２ｂの上方に隣接する領域３５ｃと、電極２１ｄ、２２ｄの略下半分が板状部材３１の貫通孔３２ｂの下方に隣接する領域３５ｄと、電極２１ｅ、２２ｅの略上半分が板状部材３１の貫通孔３２ｃの上方に隣接する領域３５ｅと、電極２１ｆ、２２ｆの略下半分が板状部材３１の貫通孔３２ｃの下方に隣接する領域３５ｆとそれぞれ互いに離隔して対向することとなる。
【００２８】
そして、電極２１ａ及び電極２２ａと領域３５ａ、電極２１ｂ及び電極２２ｂと領域３５ｂ、電極２１ｃ及び電極２２ｃと領域３５ｃ、電極２１ｄ及び電極２２ｄと領域３５ｄ、電極２１ｅ及び電極２２ｅと領域３５ｅ、並びに、電極２１ｆ及び電極２２ｆと領域３５ｆとにより、それぞれ容量素子Ｃ１１〜Ｃ１６、Ｃ２１〜Ｃ２６（図４参照）が構成されることになる。なお、板状部材３１の貫通孔３２ａ〜３２ｃを挟んだ両側に位置する領域３５ａ〜領域３５ｆが本発明に係る可動電極に相当する。そして、板状部材３１に貫通孔３２ａ〜３２ｃを形成することにより可動電極となる領域３５ａ〜３５ｆを容易に形成することができる。
【００２９】
また、板状部材３１には、その上端部から開口１６を通過して図２、図３の上方に延びた延出部３３が形成されており、延出部３３の先端には受力部３４が設けられている。すなわち、板状部材３１と受力部３４とは連結されている。原糸Ａの張力を測定する際には、受力部３４の先端を原糸Ａに向かって押し付ける。
【００３０】
受力部３４の先端を原糸Ａに押し付けると、受力部３４は原糸Ａから下方に力を受ける。この力により板状部材３１は下方に移動する。このとき、板状部材３１はその左端部における上端部及び下端部がそれぞれ支持部材１５により支持されているため、確実に下方に移動する。そして、板状部材３１が下方に移動すると、電極２１ａ、２２ａと領域３５ａ、電極２１ｃ、２２ｃと領域３５ｃ、及び、電極２１ｅ、２２ｅと領域３５ｅとが対向する面積がそれぞれ増加すると共に、電極２１ｂ、２２ｂと領域３５ｂ、電極２１ｄ、２２ｄと領域３５ｄ、及び、電極２１ｆ、２２ｆと領域３５ｆとが対向する面積がそれぞれ減少する。すなわち、電極２１ａ、２２ａと領域３５ａ、電極２１ｃ、２２ｃと領域３５ｃ、及び、電極２１ｅ、２２ｅと領域３５ｅとによってそれぞれ構成される容量素子Ｃ１１、Ｃ１３、Ｃ１５、Ｃ２１、Ｃ２３、Ｃ２５（図４参照）の静電容量値が増加し、電極２１ｂ、２２ｂと領域３５ｂ、電極２１ｄ、２２ｄと領域３５ｄ、及び、電極２１ｆ、２２ｆと領域３５ｆとによってそれぞれ構成される容量素子Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ１６、Ｃ２２、Ｃ２４、Ｃ２６（図４参照）の静電容量値が減少する。なお、上記面積の増加量と減少量、すなわち、静電容量値の増加量と減少量とはほぼ同じである。
【００３１】
なお、２つの電極２１ａ、２１ｂ（第１固定電極）、２つの電極２２ａ、２２ｂ（第２固定電極）及び２つの領域３５ａ、３５ｂ（可動電極）が、本発明に係る電極群に含まれる電極に相当する。同様に、２つの電極２１ｃ、２１ｄ、２つの電極２２ｃ、２２ｄ及び２つの領域３５ｃ、３５ｄ、並びに、２つの電極２１ｅ、２１ｆ、２つの電極２２ｅ、２２ｆ及び２つの領域３５ｅ、３５ｆも、それぞれ本発明に係る電極群に含まれる電極に相当する。そして、上記３つの電極群が図２、図３の上下方向に配列されている。
【００３２】
ここで、受力部３４を原糸Ａに押し付けたときに、受力部３４に作用する力の方向が、図３の上方から図３の左右方向にずれた場合には、板状部材３１は、図３の下方に移動すると共に左右方向にも移動することになる。板状部材３１が図３の左方に移動した場合には、電極２１ａ〜２１ｆと領域３５ａ〜３５ｆとの距離が短くなると共に、電極２２ａ〜２２ｆと領域３５ａ〜３５ｆとの距離が長くなる。これにより、電極２１ａ〜２１ｆと領域３５ａ〜３５ｆとによりそれぞれ構成される容量素子Ｃ１１〜Ｃ１６（図４参照）の静電容量値が増加し、電極２１ａ〜２１ｆと領域３５ａ〜３５ｆとによりそれぞれ構成される容量素子Ｃ２１〜Ｃ２６（図４参照）の静電容量値がこれとほぼ同じだけ減少する。一方、板状部材３１が右方に移動した場合には、これとは逆で、電極２１ａ〜２１ｆと領域３５ａ〜３５ｆとによりそれぞれ構成される容量素子Ｃ２１〜Ｃ２６（図４参照）の静電容量値が減少し、電極２１ａ〜２１ｆと領域３５ａ〜３５ｆとによりそれぞれ構成される容量素子Ｃ１１〜Ｃ１６（図４参照）の静電容量値がこれとほぼ同じだけ増加する。
【００３３】
図４は、張力を算出するための張力算出回路を示す図である。図４に示すように張力算出回路４０は、容量素子Ｃ１１〜Ｃ１６、Ｃ２１〜Ｃ２６、Ｃ／Ｖ変換器４３、４４及び減算器４５を有している。なお、図４においては、容量素子Ｃ１１〜Ｃ１６が電極２１ａ〜２１ｆと領域３５ａ〜３５ｆとによってそれぞれ構成される容量素子を示しており、容量素子Ｃ２１〜Ｃ２６が電極２２ａ〜２２ｆと領域３５ａ〜３５ｆとによってそれぞれ構成される容量素子を示している。また、張力算出回路４０のうち、容量素子Ｃ１１〜Ｃ１６、Ｃ２１〜Ｃ２６を除いたＣ／Ｖ変換器４３、４４及び減算器４５を構成する回路は厚みを１ｍｍ程度にすることができるため、Ｃ／Ｖ変換器４３、４４及び減算器４５が設けられることによって張力測定装置４が大型化するということはない。
【００３４】
張力算出回路４０においては、Ｃ／Ｖ変換器４３が容量素子Ｃ１１、Ｃ２１、Ｃ１３、Ｃ２３、Ｃ１５、Ｃ２５の静電容量値の和に対応する電圧を出力し、Ｃ／Ｖ変換器４４が容量素子Ｃ１２、Ｃ２２、Ｃ１４、Ｃ２４、Ｃ１６、Ｃ２６の静電容量値の和に対応する電圧を出力する。減算器４５は、Ｃ／Ｖ変換器４３から出力される電圧とＣ／Ｖ変換器４４から出力される電圧との差に対応する電圧を出力する。
【００３５】
ここで、張力算出回路４０においては、前述したように、受力部３４に力が作用して板状部材３１が図２、図３の下方に移動すると、容量素子Ｃ１１、Ｃ２１、Ｃ１３、Ｃ２３、Ｃ１５、Ｃ２５の静電容量値が増加すると共に、容量素子Ｃ１２、Ｃ２２、Ｃ１４、Ｃ２４、Ｃ１６、Ｃ２６の静電容量値がこれとほぼ同じだけ減少する。また、受力部３４に力が作用して板状部材３１が図３の左方に移動したときには、容量素子Ｃ１１〜Ｃ１６の静電容量値が増加すると共に、容量素子Ｃ２１〜Ｃ２６の静電容量値がこれとほぼ同じだけ減少する。一方、受力部３４に力が作用して板状部材３１が図３の右方に移動したときには、容量素子Ｃ１１〜Ｃ１６の静電容量値が減少すると共に、容量素子Ｃ２１〜Ｃ２６の静電容量値がこれとほぼ同じだけ増加する。
【００３６】
以上のことから、容量素子Ｃ１１とＣ２１、容量素子Ｃ１３とＣ２３及び容量素子Ｃ１５とＣ２５の静電容量値の和をそれぞれ取れば、板状部材３１が図３の左右方向に移動したことによる静電容量値の変化が相殺され、板状部材３１が下方に移動したことによる静電容量値の変化のみを検出することができる。同様に、容量素子Ｃ１２とＣ２２、容量素子Ｃ１４とＣ２４及び容量素子Ｃ１６とＣ２６の静電容量値の和をそれぞれ取れば、板状部材３１が図３の左右方向に移動したことによる静電容量値の変化が相殺され、板状部材３１が下方に移動したことによる静電容量値の変化のみを検出することができる。すなわち、Ｃ／Ｖ変換器４３、４４からは、板状部材３１の図２、図３の下方への移動量に対応する電圧が出力されることになる。
【００３７】
また、板状部材３１が図２、図３の下方に移動したときには、容量素子Ｃ１１、Ｃ２１、Ｃ１３、Ｃ２３、Ｃ１５、Ｃ２５の静電容量値が増加し、これらの増加量の和がＣ／Ｖ変換器４３に入力されることになる。一方、このとき、容量素子Ｃ１２、Ｃ２２、Ｃ１４、Ｃ２４、Ｃ１６、Ｃ２６の静電容量値が減少し、これらの減少量の和がＣ／Ｖ変換器４４に入力されることになる。したがって、Ｃ／Ｖ変換器４３、４４に入力される静電容量値の変化量は本発明に係る電極群が１つだけ設けられる場合と比べて大きくなる。これにより、張力測定装置４の感度が高くなる。また、減算器４５において、Ｃ／Ｖ変換器４３から出力される電圧とＣ／Ｖ変換器４４から出力される電圧の差を取ることにより、上記静電容量値の増加量と上記静電容量値の減少量とに基づいて受力部３４に作用した力の大きさが測定されることとなるので、測定された張力の大きさが正確なものとなる。
【００３８】
以上に説明した実施の形態によると、受力部３４に力が作用することにより電極２１ａ〜２１ｆと領域３５ａ〜３５ｆとにより構成される容量素子Ｃ１１〜Ｃ１６、及び、電極２２ａ〜２２ｆと領域３５ａ〜３５ｆとにより構成される容量素子Ｃ２１〜Ｃ２６の静電容量値が変化するため、静電容量値の変化により原糸Ａの張力の大きさを測定することができる。
【００３９】
さらに、受力部３４に作用する力が図３の左右方向の成分を持っている場合には、板状部材が図３の左右方向に関して移動し、この方向の移動によっても電極２１ａ〜２１ｆと領域３５ａ〜３５ｆとによって構成される容量素子Ｃ１１〜Ｃ１６、及び、電極２２ａ〜２２ｆと領域３５ａ〜３５ｆとによって構成される容量素子Ｃ２１〜Ｃ２６の静電容量値が変化してしまうが、これらのうちの一方が増加した場合には、他方はほぼ同じだけ減少する。したがって、これらの和を取ることにより、板状部材３１における下方への移動による静電容量値の変化のみを検出することができる。
【００４０】
また、張力測定装置４を、基板１１〜１３を互いに対向するように配置した構造とすることにより、張力測定装置の厚み（図３の左右方向の長さ）を薄くすることができる。これにより、図１に示すように複数の原糸Ａが狭い間隔で並んでいるようなときでも原糸Ａ毎に張力測定装置を配置することができる。
【００４１】
また、静電容量値の変化により原糸Ａの張力を測定しているため、その応答性は高すぎず（１００Ｈｚ程度）、張力測定装置４が配置される機器の振動、原糸Ａのこぶによる原糸Ａ振動などには反応しにくい。したがって、原糸Ａの張力の大きさを正確に測定することができる。
【００４２】
また、本発明に係る電極群が一方向に沿って３つ設けられているため、各電力群において静電容量値の変化が生じ、張力測定装置４全体としての静電容量値の変化量が大きくなる。したがって、張力測定装置４の感度が高くなる。
【００４３】
また、領域３５ａ〜３５ｆは、板状部材３１に貫通孔３２ａ〜３２ｃを形成することにより、貫通孔３２ａ〜３２ｃを挟んだ２つの部分にそれぞれ形成されるので、本発明に係る可動電極を容易に形成することができる。
【００４４】
このとき、受力部３４が板状部材３１の上端から上方に延びた延出部３３の先端に設けられていると共に、板状部材３１がその左端部における上端部及び下端部にそれぞれ接続された２つの支持部材１５により支持されているので、受力部３４に力が作用したときに、板状部材３１が確実に図２、図３の下方に移動する。
【００４５】
次に、本実施の形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。ただし、本実施の形態と同様の構成を有するものについては同じ符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００４６】
本実施の形態では、２つの支持部材１５がそれぞれ板状部材３１の左端部における上端部及び下端部に接続されていたが、支持部材の数及び板状部材３１との接続位置はこれには限られない。一変形例では、図５に示すように、１つ支持部材５４が板状部材３１の左端部における上下方向に関する略中央部に接続されている（変形例１）。
【００４７】
この場合には、受力部３４に力が作用すると、板状部材３１は支持部材５４と外枠１４との接続部を中心とした円弧に沿って移動することになるが、板状部材３１の移動量はわずかなものであるため、板状部材３１の図５の左右方向に関する移動量は無視できるほど小さなものとなる。したがって、この場合でも板状部材３１は、ほぼ図５の上下方向に移動することとなり、実施の形態と同様にして、原糸Ａの張力の大きさを測定することができる。
【００４８】
別の一変形例では、図６に示すように、４つの支持部材６５、６６、６７、６８を備えている。支持部材６５、６６は外枠６４の左端部から図中右方に延び、その右端部においてそれぞれ下方及び上方に折れ曲がって、板状部材３１の上端部及び下端部における左端部付近に接続されている。また、支持部材６７、６８は、外枠６４の右端部から図中左方に延び、その左端部においてそれぞれ下方及び上方に折れ曲がって板状部材３１の上端部及び下端部における右端部付近に接続されている。すなわち、４つの支持部材６５〜６８が、図６の上下方向及び左右方向（板状部材３１の一方向及び一方向と直交する方向にそれぞれ延びる線）に関して対称に配置されている（変形例２）。この場合には、板状部材３１が図６の上下方向及び左右方向に関する両側から支持されることとなるので、受力部３４に力が作用したときに、板状部材３１は確実に図６の下方に移動する。また、支持部材の数は４つには限られず、２つ又は６以上の偶数個の支持部材が、板状部材３１の上下方向及び左右方向に関して対称に配置されていてもよい。
【００４９】
また、本実施の形態では、電極２１ａ〜２１ｆ、電極２２ａ〜２２ｆ及び領域３５ａ〜３５ｆにより本発明に係る電極群が３つ形成されていたが、電極群の数はこれには限られない。例えば、別の一変形例においては、図７に示すように、基板１１、１２にそれぞれ２つの電極２１ａ、２１ｂ及び電極２２ａ、２２ｂのみが配置されており、板状部材７１が実施の形態のものよりも短く、１つの貫通孔３２ａのみが配置されている。また、板状部材７１は外枠１４の左端部から右方に延び、板状部材７１の左端部における上端部及び下端部にそれぞれ接続された２つの支持部材７５によって支持されている（変形例３）。すなわち、変形例３においては、張力測定装置が本発明に係る電極群を１つだけ備えている。
【００５０】
この場合にも、実施の形態と同様、受力部３４に力が作用すると板状部材７１が図７の下方に移動し、電極２１ａ、２２ａと領域３５ａとによりそれぞれ構成される容量素子の静電容量値が増加し、電極２１ｂ、２２ｂと領域３５ｂとによりそれぞれ構成される容量素子の静電容量値が減少する。したがって、これらの静電容量値の変化に基づいて原糸Ａの張力の大きさを測定することができる。
【００５１】
また、以上の説明では、基板１１、１２にそれぞれ配置された複数の電極と板状部材３１のこれら複数の電極と対向する複数の部分とにより、本発明に係る電極群が構成されていたが、このような電極群が構成されていなくてもよい。すなわち、基板１１、１２にそれぞれ１つずつ電極が形成されており、板状部材が、これら２つの電極の一部分に重なるように配置されていてよい。この場合にも、受力部３４に力が作用したときには、板状部材が下方に移動し、電極と板状部材とによって構成される容量素子の静電容量値が変化する。したがって、この静電容量値の変化量により原糸Ａの張力の大きさを測定することができる。
【００５２】
また、以上の説明では、板状部材が金属材料により構成されており、その一部分が本発明に係る可動電極となっていたが、例えば、貫通孔が形成されていない板状部材の基板１１、１２と対向する表面に、基板１１、１２に形成された電極の一部に対向するように可動電極となる電極が形成されていてもよい。
【００５３】
また、以上の説明では、本発明を原糸Ａの張力の大きさを測定する張力測定装置に適用した例について説明したが、これには限られず、本発明を張力以外の力の大きさを測定する力測定装置に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態に係る張力測定装置を含む製糸装置の概略構成図である。
【図２】図１の矢印ＩＩの方向から見た張力測定装置の側面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】張力算出回路の構成を示す図である。
【図５】変形例１の図２相当の側面図である。
【図６】変形例２の図２相当の側面図である。
【図７】変形例３の図２相当の側面図である。
【符号の説明】
【００５５】
４  張力測定装置
１５  支持部材
２１ａ〜２１ｆ  電極
２２ａ〜２２ｆ  電極
３１  板状部材
３４  受力部
３２ａ〜３２ｃ  貫通孔
３５ａ〜３５ｆ  領域（可動電極）
Ｃ１１〜Ｃ１６  容量素子
Ｃ２１〜Ｃ２６  容量素子
【図１】
2008196933.tif 000003
【図２】
2008196933.tif 000004
【図３】
2008196933.tif 000005
【図４】
2008196933.tif 000006
【図５】
2008196933.tif 000007
【図６】
2008196933.tif 000008
【図７】
2008196933.tif 000009