(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材が巻かれたリ−ルと共に回転する円筒状ブレ−キ面３と、ブレ−キ面３に接するブレ−キバンド４と、ブレ−キバンド４の一端に連結し、ブレ−キバンド４の張力を制御してブレ−キ力を制御するブレ−キ制御手段を有する巻き出し装置において、ブレ−キバンド４の少なくとも一部の変形を制限する変形抑制手段５を設け、
ブレ−キ制御手段は、ダンサ−ア−ム７と、ダンサ−ア−ム７をブレ−キ面３とブレ−キバンド４との接触圧を上昇させる方向に強制するブレ−キ強制手段９とを含み、ダンサ−ア−ム７はダンサ−ロ−ラ−６を載置すると共にその回転軸と同軸の円周部１３を有し、ブレ−キバンド４は一端がダンサ−ア−ム７に連結され円周部１３との接触を経てブレ−キ面３に至り、
変形抑制手段５は、ブレ−キバンド４の円周部１３に接する部分の変形を制限することを特徴とする定張力線材巻き出し装置。
【請求項２】
前記変形抑制手段５を、ブレ−キバンド４のブレ−キ制御手段への連結部近傍に設けたことを特徴とする請求項１記載の定張力線材巻き出し装置。
【請求項３】
ブレ−キ制御手段からブレ−キ面３に至るブレ−キバンド４のブレ−キ面３への接触開始部近傍に、ブレ−キバンド４の変形を制限する変形抑制手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２項記載の定張力線材巻き出し装置。
【請求項４】
ブレ−キ制御手段とは別個に、ブレ−キバンド４とブレ−キ面３との接触圧を調節するブレ−キ調節手段を有することを特徴とする請求項第１乃至３のいずれか１項記載の定張力線材巻き出し装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リ−ル、スプ−ル等に巻かれた線材を一定の張力で巻き出すための定張力線材巻き出し装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は従来の定張力線材巻き出し装置の例であり、線材が巻かれたリ−ル２０は軸穴２１に支持部２を挿入してスピンドル軸１に載置される。そしてリ−ル２０から巻き出される線材２２は、二点鎖線で示すように固定ロ−ラ−１０及び１１並びにダンサ−ロ−ラ−６を経由して巻き出される。このダンサ−ロ−ラ−６は、回転自在に設置されたダンサ−ア−ム７の一端に載置されている。又、ダンサ−ア−ム７にはその回転軸と同軸の円周部１３が設けてあり、一端がダンサ−ア−ム７に連結したブレ−キバンド４は、円周部１３との接触及びブレ−キ面３との接触を経て、他端が固定部１２に固定されている。
【０００３】
ダンサ−ア−ム７は、一端がバネ固定部１４に固定されたバネ８により矢印Ｘの方向、即ちブレ−キバンド４の張力が増加してブレ−キ面３との接触圧が増加する方向に強制されている。又、ダンサ−ア−ム７は、ダンサ−ロ−ラ−６を介し、線材２２の張力により矢印Ｙの方向、即ちブレ−キバンド４の張力が減少してブレ−キ面３との接触圧が減少する方向に回転させようとする力を受け、これとバネ８による強制力とのバランスにより、スピンドル軸１の回転に対するブレ−キ力が制御される。
【０００４】
即ち、線材を巻き出している最中に線材２２の張力が減少すると、ダンサ−ア−ム７は矢印Ｘの方向に回転し、ブレ−キバンド４の張力とブレ−キ面３への接触圧が増加し、線材２２の張力が増加する。逆に、線材２２の張力が増加すると、ダンサ−ア−ム７は矢印Ｙの方向に回転し、ブレ−キバンド４の張力とブレ−キ面３への接触圧が減少し、線材２２の張力が減少する。
以上のような構成と作用により、巻き出される線材の張力の変動を抑制し、線材の巻き出し張力をほぼ一定に保とうとするものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ダンサ−ア−ム７が矢印Ｙの方向に回転してブレ−キバンド４の張力が減少した際にブレ−キバンド４に緩みが生じ、巻き出し張力の制御が円滑に行われなくなるという問題点がある。この問題は、特に、線材を低い張力で巻き出すべく、ブレ−キバンド４の張力を比較的低く設定した場合に生じやすい。
【０００６】
図中の点線Ｗ１ は、ブレ−キバンド４が緩み、ブレ−キ面３との接触部近傍で湾曲変形した状態を示す。このような湾曲変形を生じるとブレ−キ面３との接触面積が減少してブレ−キ力が過剰に減少し、線材２２の張力変動が大きくなるという問題を生ずる。更に、ブレ−キ力の過剰減少に続いて、ブレ−キバンド４の張力が急増して線材２２の張力の急増を生じ、断線やハンチング現象が起こるという問題を生じる。
【０００７】
一方、図中の点線Ｗ２ に示すようにダンサ−ア−ム７への連結部近傍でブレ−キバンド４が湾曲変形すると、ブレ−キバンド４が円周部１３から浮いてしまい、ダンサ−ア−ム７の動きがブレ−キ力の変化に反映され難くなり、線材２２の張力が円滑に制御されなくなる。
【０００８】
本発明は、上記の従来の線材巻き出し装置の問題点を解決するためになされたものであり、ブレ−キバンドの張力が減少した際でも線材巻き出し張力を円滑に制御し、常に安定した張力で線材を巻き出すことができる線材巻き出し装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１に係る定張力線材巻き出し装置は、線材が巻かれたリ−ルと共に回転する円筒状ブレ−キ面３と、ブレ−キ面３に接するブレ−キバンド４と、ブレ−キバンド４の一端に連結し、ブレ−キバンド４の張力を制御してブレ−キ力を制御するブレ−キ制御手段を有する巻き出し装置において、
ブレ−キバンド４の少なくとも一部の変形を制限する変形抑制手段５を設け、
ブレ−キ制御手段は、ダンサ−ア−ム７と、ダンサ−ア−ム７をブレ−キ面３とブレ−キバンド４との接触圧を上昇させる方向に強制するブレ−キ強制手段９とを含み、
ダンサ−ア−ム７はダンサ−ロ−ラ−６を載置すると共にその回転軸と同軸の円周部１３を有し、ブレ−キバンド４は一端がダンサ−ア−ム７に連結され円周部１３との接触を経てブレ−キ面３に至り、
変形抑制手段５は、ブレ−キバンド４の円周部１３に接する部分の変形を制限することを特徴とする。
【００１０】
また請求項２に係る定張力線材巻き出し装置は、請求項１記載の定張力線材巻き出し装置において、前記変形抑制手段５を、ブレ−キバンド４のブレ−キ制御手段への連結部近傍に設けたことを特徴とする。
【００１１】
また請求項３に係る定張力線材巻き出し装置は、請求項１又は２記載の定張力線材巻き出し装置において、ブレ−キ制御手段からブレ−キ面３に至るブレ−キバンド４のブレ−キ面３への接触開始部近傍に、ブレ−キバンド４の変形を制限する変形抑制手段を設けたことを特徴とする。
【００１２】
また請求項４に係る定張力線材巻き出し装置は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の定張力線材巻き出し装置において、ブレ−キ制御手段とは別個に、ブレ−キバンド４とブレ−キ面３との接触圧を調節するブレ−キ調節手段を有することを特徴とする。これにより、線材を低い張力で巻き出すべくブレ−キバンド４の張力を比較的低く設定した場合でも、巻き出し張力の変動を抑制できるため、汎用性の高い装置とすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の定張力線材巻き出し装置における変形抑制手段５は、ブレ−キバンド４の湾曲変形に伴う問題を解決するものであり、例えば、板状ガイド、棒状ガイド等をブレ−キバンド４の片側或いは両側に近接して設置する等の手段を用いることができる。又、ブレ−キバンド４自体の剛性を上げる手段も変形抑制手段５として適用することができ、例えばブレ−キバンド４の側面に金属板、プラスチック板等の剛性材料を貼り付けたり、或いはブレ−キバンド４の一部を金属板、プラスチック板等の剛性材料に置き換える等の手段を用いることができる。
【００１４】
変形抑制手段５は、ブレ−キ制御手段からブレ−キ面３に至るブレ−キバンド４のブレ−キ面３への接触開始部近傍に設けることにより、図１に示すようなブレ−キ面３への接触開始部近傍におけるブレ−キバンド４の湾曲Ｗ１ を防止することができる。これにより、ブレ−キバンド４とブレ−キ面３との接触面積が一定に保ち、線材２２の張力の急変動やハンチング現象を防止する。
【００１５】
又、ブレ−キ制御手段への連結部近傍に変形抑制手段５を設けることにより、図１に示すようなブレ−キ制御手段への連結部近傍におけるブレ−キバンド４の湾曲Ｗ２ を防止することができる。これにより、ブレ−キ制御手段によるブレ−キバンド４の張力制御が円滑に行われる。
【００１６】
上記のブレ−キ面３への接触開始部近傍の変形抑制手段５及びブレ−キ制御手段への連結部近傍の変形抑制手段５は、夫々単独で用いることができるが、両者を併用することによって更に良好な結果が得られる。又、ブレ−キ制御手段からブレ−キ面３に至る部位の全域に渡って変形抑制手段５を設けることも効果的である。
【００１７】
ブレ−キ制御手段としては、例えば、巻き出される線材の張力を電気的に検出し、この検出信号に基づきブレ−キバンドの張力を制御する等の複雑な手段も適用できるが、図１に示したような、ダンサ−ロ−ラ−式の簡単な手段でも十分な効果を得ることができる。特に、ダンサ−ア−ム７の回転軸と同軸の円周部１３を設けたものを用い、ブレ−キバンド４の一端をダンサ−ア−ム７に連結し、円周部１３との接触を経てブレ−キ面３に至るようにすることが好ましい。その理由は、円周部１３との接触部終了部とブレ−キ面３との接触開始部とを結ぶ直線の軌道がダンサ−ア−ム７が回転しても変化しないため、変形抑制手段５として板状ガイド、棒状ガイド等をブレ−キバンド４に近接して設置した場合でも、ブレ−キバンド４と干渉し難いためである。
【００１８】
更に、上記のようなブレ−キ制御手段を採用し、ブレ−キバンド４の円周部１３に接する部分の変形を制限するように変形抑制手段５を設けることにより、ダンサ−ア−ム７によるブレ−キ力の制御が円滑に行われると共に、外乱に対する安定性も改善される。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面をもって更に詳細に説明する。
本発明の定張力線材巻き出し装置の第１実施例を図２を参照して説明する。線材が巻かれたリ−ル２０は、軸孔２１に支持部２を挿入してスピンドル軸１に載置され、リ−ル２０から巻き出される線材２２は、二点鎖線で示すように、固定ロ−ラ−１０及び１１並びにダンサ−ロ−ラ−６を経由して巻き出される。スピンドル軸１は、その回転軸と同軸の円筒状ブレ−キ面３を有しており、ブレ−キバンド４の接触圧によりスピンドル軸１の回転に対してブレ−キ力が作用する。ブレ−キバンド４の一端は固定部１２に固定されており、他端はダンサ−ロ−ラ−６を載置したダンサ−ア−ム７に連結し、ダンサ−ア−ム７、及びダンサ−ア−ム７をブレ−キ面３とブレ−キバンド４との接触圧を上昇させる方向（矢印Ｘの方向）に強制するブレ−キ強制手段９により、ブレ−キ制御手段を構成している。ここで、ブレ−キ強制手段９は、バネ固定部１４及びバネ８からなっており、バネ８の一端はバネ固定部１４に固定され、他端はダンサ−ア−ム７に連結している。この第１実施例の装置における変形抑制手段５は、ブレ−キバンドの片側に近接して設けた棒状ガイドａであり、ブレ−キ面３との接触開始部近傍に設けられ、ブレ−キバンド４が湾曲してブレ−キ面３から浮いてしまうことを防止する。
【００２０】
図３は本発明の定張力線材巻き出し装置の第２実施例である。この定張力線材巻き出し装置は、ダンサ−ア−ム７に、その回転軸と同軸の円周部１３を設けたものであり、ブレ−キバンド４は、その一端を円周部１３に固定され、円周部１３との接触を経てブレ−キ面３に至るように構成されている。この第２実施例の装置における変形抑制手段５は、ブレ−キバンドの両側に近接して設けた板状ガイドｂであり、ブレ−キ制御手段との連結部の近傍に設けられ、ブレ−キバンド４の湾曲を防止し、ダンサ−ア−ム７によるブレ−キ力の制御を円滑にする。
【００２１】
図４は本発明の定張力線材巻き出し装置の第３実施例である。この定張力線材巻き出し装置は、第２実施例と同様のブレ−キ制御手段を有し、更に、このブレ−キ制御手段とは別個に、ブレ−キバンド４とブレ−キ面３との接触圧を調節するブレ−キ調節手段を設けたものである。この巻き出し装置におけるブレ−キ調節手段は、ネジを切ったバネ８の一端をバネ固定部１４の貫通孔に挿入し、バネ８のネジと噛み合うナット１５及び１６にて固定したものであり、ナット１５及び１６を回転してバネ８の長さを調節することでバネ８の強制力を調節し、巻き出される線材の張力値を設定する。
この第３実施例の装置における変形抑制手段５は、ブレ−キバンド４の両側に近接して設けた板状ガイドｃであり、ブレ−キ制御手段からブレ−キ面３に至る部位のほぼ全域にわたって設けられ、第１実施例及び第２実施例における変形抑制手段ａ及びｂの効果を併せ持つものである。
【００２２】
図５は、本発明の定張力線材巻き出し装置の第４実施例である。この定張力線材巻き出し装置は、第３実施例と同様のブレ−キ制御手段及びブレ−キ調節手段を有すると共に、ブレ−キバンド４の円周部１３に接する部分の変形を制限するように変形抑制手段５を設けたものである。この第４実施例の装置における変形抑制手段５は、円周部１３の外周に沿う曲率を有する鉄板ｄであり、ブレ−キバンド４の円周部１３に接する部分に貼り付けられている。これによりダンサ−ア−ム７の回転がブレ−キ力に反映されるまでの時間的遅れが短縮し、ブレ−キ力の制御が円滑に行われると共に外乱に対する安定性も改善される。
【００２３】
図６は、本発明の定張力線材巻き出し装置の第５実施例である。この定張力線材巻き出し装置は、第４実施例の装置に更に第２の変形抑制手段５を付加したものである。この第２の変形抑制手段５は、ブレ−キ制御手段からブレ−キ面３に至るブレ−キバンド４の側面に貼り付けた帯状の鉄板ｅであり、第３実施例の装置の変形抑制手段ｃと同様の効果を奏する。
【００２４】
尚、上述の実施例におけるブレ−キ調節手段はブレ−キ強制手段９に設けられ、ブレ−キ強制手段９の強制力を調節するものであるが、これをブレ−キバンド固定部１２に設け、例えばネジ機構等により、ブレ−キバンド固定部１２の位置を移動してブレ−キバンド４の張力を調節する構造としても良い。又、ブレ−キ強制手段９とブレ−キバンド固定部１４の両者にブレ−キ調節手段を設けることもできる。
【００２５】
（試験例）
上述の第３実施例、第４実施例及び第５実施例の巻き出し装置、並びに比較例の巻き出し装置についての試験例を以下に示す。ここで、比較例の巻き出し装置は、第３実施例の本発明の巻き出し装置から変形抑制手段５を取り外したものであり、変形抑制手段５を有しないものである。試験条件並びに評価パラメ−タは以下の通りである。
【００２６】
（１）試験条件
直径０．３ｍｍの高炭素鋼線材７０ｋｇを巻いたリ−ルを設置し、約１６０ｍ／分の速度で巻き出し、巻き出し初期の張力設定値を３．０ｋｇ及び１．５ｋｇとした２種類の場合について試験した。尚、巻き出し初期張力の設定は、ブレ−キ調節手段のナット１５及び１６によりバネ８の強制力を調節して行った。
【００２７】
（２）評価パラメ−タ
▲１▼巻き出し初期と終期との平均張力差Ａ（図７を参照）
巻き出し初期において巻き出し張力を所定の値Ｐ（３．０ｋｇ又は１．５ｋｇ）に設定して巻き出しを継続し、巻き出し終期における平均張力Ｑを測定した。そして、ＰとＱの差を平均張力差Ａとした。巻き出しを継続する間にリ−ルに巻かれた線材重量が減少しかつリ−ルの回転速度は増加するが、この間の平均張力の変化が小さく平均張力差Ａの値が小さいものが優れる。
▲２▼張力変動幅Ｂ（図７を参照）
巻き出し張力の平均値の上下への変動の幅であり、巻き出し初期及び終期の各々について測定した。張力変動幅Ｂの値が小さいものが優れる。
▲３▼収束時間Ｃ（図８を参照）
巻き出し中の線材に重りの落下衝撃を与えて線材の張力を故意に変動させ、変動が収束するまでに要した収束時間Ｃを測定した。収束時間Ｃが短いものほど外乱に対する安定性に優れる。
その結果を表１及び表２に示す。尚、平均張力差Ａについては、初期設定張力Ｐに対する比率で表した。
【００２８】
【表１】
0003943235.tif 000002
【００２９】
【表２】
0003943235.tif 000003
【００３０】
ブレ−キ制御手段からブレ−キ面３に至る部位に変形抑制手段５を設けた第３実施例の装置は、巻き出し初期と終期との平均張力差Ａを小さくする効果がある。そして、ブレ−キバンド４の円周部１３に接する部分の変形を制限するように変形制御手段５を設けた第４実施例及び第５実施例の装置は、全ての評価パラメ−タについて改善された結果が得られた。
【００３１】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の定張力線材巻き出し装置は、巻き出し張力の変動が小さく、巻き出し初期から終期にわたり、設定張力の大小に関わらず、常にほぼ一定の張力で線材を巻き出すことができる。本発明の定張力線材巻き出し装置は、例えば撚線機の巻き出し装置として好適に用いることができ、張力変動による撚形態の不良や断線を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は従来の定張力線材巻き出し装置の例である。
【図２】図２は本発明の定張力線材巻き出し装置の第１実施例である。
【図３】図３は本発明の定張力線材巻き出し装置の第２実施例である。
【図４】図４は本発明の定張力線材巻き出し装置の第３実施例である。
【図５】図５は本発明の定張力線材巻き出し装置の第４実施例である。
【図６】図６は本発明の定張力線材巻き出し装置の第５実施例である。
【図７】図７は平均張力及び平均張力差を示す模式図である。
【図８】図８は収束時間を示す模式図である。
【符号の説明】
１‥‥スピンドル軸、
２‥‥支持部、
３‥‥円筒状ブレ−キ面、
４‥‥ブレ−キベルト、
５‥‥変形制限手段、
６‥‥ダンサ−ロ−ラ−、
７‥‥ダンサ−ア−ム、
８‥‥バネ、
９‥‥ブレ−キ強制手段、
１０、１１‥‥固定ロ−ラ−
１２‥‥ブレ−キバンド固定部、
１３‥‥ダンサ−ア−ムの回転軸と同軸の円周部、
１４‥‥バネ固定部、
１５、１６‥‥ナット、
２０‥‥リ−ル、
２１‥‥軸孔、
２２‥‥線材、
ａ‥‥棒状ガイド、
ｂ、ｃ‥‥板状ガイド、
ｄ、ｅ‥‥鉄板、
Ｗ１ 、Ｗ２ ‥‥ブレ−キバンドの湾曲変形。
【図１】
0003943235.tif 000004
【図２】
0003943235.tif 000005
【図３】
0003943235.tif 000006
【図４】
0003943235.tif 000007
【図５】
0003943235.tif 000008
【図６】
0003943235.tif 000009
【図７】
0003943235.tif 000010
【図８】
0003943235.tif 000011