JPH09329514A - ワイヤー張力検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ワイヤーの張力が大きく変化しても、スプリン
グの付勢力とひずみゲージのひずみとの間の直線的な比
例関係を維持し、結果的に、ワイヤーの張力の正確な検
出を可能にする。 【解決手段】アーム(1) にはロータリーエンコーダ(16)
が取り付けられており、ワイヤー(7) の張力が変化し、
それによって、アーム(1) が一端(1a)を中心として回動
すると、その回動方向及び角度がロータリーエンコーダ
(16)により検出され、それらを表す電気信号がコントロ
ーラ(15)に送られる。コントローラ(15)はその電気信号
に応じて、モーター(8) の回転速度ひいてはワイヤー
(7) の張力を制御する。これによって、アーム(1) はほ
ぼ鉛直方向に維持され、従って、スプリング(6) が鉛直
方向から外れることもなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣ用ワイヤー等
の極細線を熱処理する過程においてワイヤーの走行速度
を一定に維持するために、ワイヤーの張力を正確に検出
するワイヤー張力検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣ用ワイヤー等の極細線に熱処理を施
す際、ワイヤーの走行速度が一定であることが要求され
る。ワイヤーの走行速度が一定でないと、熱処理が施さ
れる時間がワイヤーの各部分毎に異なり、ワイヤーの均
一な熱処理を行うことができなくなるからである。

【０００３】ワイヤーの走行速度はワイヤーの張力と比
例関係にある。このため、ワイヤーの走行速度を一定に
維持するためには、ワイヤーの張力を検出し、ワイヤー
の張力が常に一定値をとるように、ワイヤーの張力を調
節すればよい。このため、従来から、ワイヤーの張力を
検出するための種々の装置が提案されている。図３にそ
のような装置の一例を示す。

【０００４】図３に示した従来のワイヤー張力検出装置
は、一端１ａを支点として回動自在に支持されたアーム
１と、アーム１の他端１ｂに回転自在に取り付けられた
プーリー２と、アーム１の一端１ａからアーム１と直角
方向に延びるロッド３と、アーム１が回動する面内にお
いてアーム１と直角をなすようにロッド３の一端に取り
付けられたフック部材４と、ひずみゲージ５と、ひずみ
ゲージ５との間の角度がほぼ９０度になるようにフック
部材４とひずみゲージ５との間に取り付けられたスプリ
ング６とを備えている。

【０００５】ワイヤー７は、モーター８によってロール
９から繰り出され、熱処理機構１０を通過する。この熱
処理機構１０においてアニーリングその他の必要な熱処
理がワイヤー７に施される。熱処理後のワイヤー７は固
定プーリー１１、可動プーリー２及び固定プーリー１２
を通過し、巻き取りロール１３に巻き取られる。

【０００６】図３に示したワイヤー張力検出装置におい
ては、ワイヤー７の張力は以下のようにして検出され
る。例えば、モーター８を駆動する電圧の変動に起因し
てモーター８の回転速度が変化すると、ワイヤー７の走
行速度が変化し、ひいては、ワイヤー７の張力が変化す
る。

【０００７】ワイヤー７の張力が以前よりも大きくなっ
た場合には、アーム１は矢印Ａの方向に回動し、これに
伴って、フック部材４はロッド３を中心として矢印Ａ１
の方向に回動する。フック部材４の矢印Ａ１方向への回
動により、スプリング６はさらに伸ばされるので、フッ
ク部材４の回動量に応じてスプリング６の付勢力が増大
する。

【０００８】これに対して、ワイヤー７の張力が以前よ
りも小さくなった場合には、アーム１は矢印Ｂの方向に
回動し、上記の場合とは逆に、フック部材４はスプリン
グ６の弾性力によりロッド３を中心として矢印Ｂ１の方
向に回動する。すなわち、スプリング６は収縮し、スプ
リング６の付勢力は減少する。

【０００９】これら二つの場合におけるスプリング６の
付勢力の増大及び減少はスプリング６に連結されている
ひずみゲージ５により検出され、その検出結果はワイヤ
ー７の張力に換算された後、ひずみゲージ５に接続され
ている表示計１４に表示される。

【００１０】作業者は、表示計１４に表示された値に応
じて、モーター８の制御用のコントローラ１５を介し
て、モーター８の回転速度を調節することによって、ワ
イヤー７の張力を一定値に維持することができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のワ
イヤー張力検出装置は、ワイヤー７の張力の変化をスプ
リング６の付勢力の変化に変換し、スプリング６の付勢
力の変化をひずみゲージ５により検出し、もって、ワイ
ヤー７の張力を調整するものであった。

【００１２】ワイヤー７の張力の変化をスプリング６の
付勢力の変化に変換する際、ワイヤー７の張力の変化が
微小であれば、スプリング６はほぼ鉛直線上において伸
縮するので、ほぼ正確な変換が可能である。これに対し
て、ワイヤー７の張力の変化が極めて大きい場合には、
フック部材４のＡ１方向への回動が大きくなり、ひいて
は、図４に示すように、スプリング６の伸縮方向が鉛直
方向と角度θをなすようになる。

【００１３】このように、スプリング６の伸縮方向が鉛
直方向からずれてしまうと、スプリング６の本来の付勢
力に cosθを乗じた値がひずみゲージ５に伝達されるこ
とになり、ワイヤー７の張力を正確に検出することがで
きない。

【００１４】本発明はこのような従来の装置における問
題点に鑑みてなされたものであり、ワイヤーの張力の変
化が大きい場合でも、ワイヤーの張力を正確に検出する
ことを可能にするワイヤー張力検出装置を提供すること
を目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明に係るワイヤー張力検出装置は、一端を支点
として回動自在に支持されたアームと、前記アームの他
端に回転自在に取り付けられ、走行中のワイヤーと接触
しているプーリーと、前記アームが回動する面内におい
て前記アームと一定角度をなすように前記アームの一端
に取り付けられたフック部材と、ひずみゲージと、前記
ひずみゲージとの間の角度がほぼ９０度になるように前
記フック部材と前記ひずみゲージとの間に取り付けられ
たスプリングとからなるワイヤー張力検出装置におい
て、前記アームには該アームの回動角度を検出するアー
ム回動角度検出手段が取り付けられており、該アーム回
動角度検出手段は前記アームの回動の方向及び角度に応
じた信号を、前記ワイヤーを繰り出すモーターに発信
し、その信号に応じて該モーターの回転速度を制御する
ようにしたことを特徴とする。

【００１６】本ワイヤー張力検出装置においては、アー
ムの回動方向及び角度はロータリーエンコーダその他の
アーム回動角度検出手段により検出される。検出された
アームの回動方向及び角度は適当な電気信号に変換さ
れ、ワイヤーを繰り出すモーターに送られる。モーター
の回転速度はその電気信号に応じて制御される。このよ
うにして、ワイヤーの張力の変化に応じて、モーターの
回転速度が調節され、ひいては、アームが常にほぼ鉛直
方向を向くようにすることができる。その結果として、
スプリングは常にほぼ鉛直方向を向くこととなり、正確
な張力の検出が可能になる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１に本発明に係るワイヤー張力
検出装置の一実施形態を示す。本ワイヤー張力検出装置
は、図３に示した従来のワイヤー張力検出装置と同様
に、一端１ａを支点として回動自在に支持されたアーム
１と、アーム１の他端１ｂに回転自在に取り付けられた
プーリー２と、アーム１の一端１ａからアーム１と直角
方向に延びるロッド３と、アーム１が回動する面内にお
いてアーム１と直角をなすようにロッド３の一端に取り
付けられたフック部材４と、ひずみゲージ５と、ひずみ
ゲージ５との間の角度がほぼ９０度になるようにフック
部材４とひずみゲージ５との間に取り付けられたスプリ
ング６とを備えている。

【００１８】本ワイヤー張力検出装置は、さらに、アー
ム回動角度検出手段としてロータリーエンコーダ１６が
ロッド３に取り付けられており、このロータリーエンコ
ーダ１６によって、アーム１の回動の方向及び回動の角
度を検出できるようになっている。ロータリーエンコー
ダ１６により検出されたアーム１の回動方向及び角度は
電気信号に変換され、熱処理前のワイヤー７が巻かれて
いるロール９を駆動するモーター８を制御するコントロ
ーラ１５に送られる。

【００１９】また、本実施形態に係るワイヤー張力検出
装置には、ひずみゲージ５をスプリング６の伸縮方向に
自在に移動させることができるひずみゲージ移動機構１
７が設けられている。ひずみゲージ移動機構１７は、軸
心の回りに回転自在に支持され、外周に雄ネジが切られ
ているロッド１７ａと、内周に雌ネジが切られているネ
ジ孔（符号なし）を有するプレート１７ｂとからなって
いる。プレート１７ｂはひずみゲージ５と一体に接合さ
れている。ロッド１７ａはプレート１７ｂのネジ孔に係
合しており、ロッド１７ａの回転方向及び回転角度に応
じてプレート１７ｂひいてはひずみゲージ５が所望の距
離だけ上下動するようになっている。

【００２０】ワイヤー７は、モーター８によってロール
９から繰り出され、熱処理機構１０を通過する。この熱
処理機構１０においてアニーリングその他の必要な熱処
理がワイヤー７に施される。熱処理後のワイヤー７は固
定プーリー１１、可動プーリー２及び固定プーリー１２
を通過し、巻き取りロール１３に巻き取られる。

【００２１】以上のような構成を有する本実施形態に係
るワイヤー張力検出装置は次のように作動する。まず、
以下のように、本ワイヤー張力検出装置のゼロ点調整が
行われる。図２に示すように、ワイヤー７の先端に所定
の重量を有する重りＷを吊り下げ、ワイヤー７に一定の
張力を与える。次いで、ひずみゲージ移動機構１７でス
プリング６の付勢力を調節し、重りＷを吊り下げた状態
で、アーム１がほぼ鉛直になるようにする。この後、ア
ーム１の位置をロータリーエンコーダ１６に記憶させ、
ロータリーエンコーダ１６がこのアーム１の位置を基準
位置として、アーム１の回動方向及び回動角度を検出す
るようにする。さらに、このときのひずみゲージ５の値
が所定の値（例えば、ゼロ）を示すように表示計１４の
調節を行う。

【００２２】本ワイヤー張力検出装置のゼロ点調整が完
了した後、モーター８を回転させ、ロール９からのワイ
ヤー７の繰り出しを開始し、ワイヤー７に対して熱処理
を施す。この間にワイヤー７の張力が増大すると、アー
ム１は矢印Ａの方向に回動する。ロータリーエンコーダ
１６は基準位置からのアーム１の回動方向及び回動角度
を検出し、それらを表す電気信号をコントローラ１５に
送る。コントローラ１５はその電気信号に応じてモータ
ーの回転速度を増加させる。これによって、ワイヤー７
の張力が減少する。その結果として、アーム１は常に鉛
直方向を向く。

【００２３】一方、ワイヤー７の張力が減少すると、ア
ーム１は矢印Ｂの方向に回動する。この場合も、ロータ
リーエンコーダ１６は基準位置からのアーム１の回動方
向及び回動角度を検出し、それらを表す電気信号をコン
トローラ１５に送る。コントローラ１５はその電気信号
に応じてモーターの回転速度を減少させる。結果的に、
アーム１は常に鉛直方向を向く。

【００２４】このように何れの場合においても、アーム
１は常にほぼ鉛直方向を向くことになり、その結果とし
て、スプリング６はほぼ鉛直方向に伸縮を行う。このた
め、ひずみゲージ５を介して、ワイヤー７の張力の正確
な値が表示計１４に表示されることになり、コントロー
ラ１５を介してワイヤー７の張力を正確に一定値に維持
することが可能になる。

【００２５】

【発明の効果】本発明に係るワイヤー張力検出装置によ
れば、アームは常に鉛直方向を向くように維持されるた
め、アームが大きく回動することによって生じるワイヤ
ーの張力測定時の誤差を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るワイヤー張力検出装置の一実施形
態を示す概略図である。

【図２】初期調整時のワイヤー張力検出装置の概略図で
ある。

【図３】従来のワイヤー張力検出装置の概略図である。

【図４】従来のワイヤー張力検出装置の問題点を示す一
部拡大図である。

【符号の説明】

１ アーム ２ プーリー ３ ロッド ４ フック部材 ５ ひずみゲージ ６ スプリング ７ ワイヤー ８ モーター ９ ロール １０ 熱処理機構 １１ 固定プーリー １２ 固定プーリー １３ 巻き取りロール １４ 表示計 １５ コントローラ １６ ロータリーエンコーダ １７ ひずみゲージ移動機構

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端を支点として回動自在に支持された
   アームと、 前記アームの他端に回転自在に取り付けられ、走行中の
   ワイヤーと接触しているプーリーと、 前記アームが回動する面内において前記アームと一定角
   度をなすように前記アームの一端に取り付けられたフッ
   ク部材と、 ひずみゲージと、 前記ひずみゲージとの間の角度がほぼ９０度になるよう
   に前記フック部材と前記ひずみゲージとの間に取り付け
   られたスプリングとからなるワイヤー張力検出装置にお
   いて、 前記アームには該アームの回動方向及び角度を検出する
   アーム回動角度検出手段が取り付けられており、 前記アーム回動角度検出手段は前記アームの回動の方向
   及び角度に応じた信号を、前記ワイヤーを繰り出すモー
   ターに発信し、その信号に応じて該モーターの回転速度
   を制御するようにしたことを特徴とするワイヤー張力検
   出装置。
2. 【請求項２】 前記ひずみゲージを前記スプリングの伸
   縮方向に移動させるひずみゲージ移動手段を備えること
   を特徴とする請求項１に記載のワイヤー張力検出装置。