JPH0753554B2 - フィラメント巻回装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はワイヤまたは光ファイバなどのフィラメントの
巻回に関し、特にフィラメントに過度の応力および歪を
生じさせることなく、該フィラメントを迅速に巻回する
装置に関するものである。

［従来技術］ 例えば使用中にデータリンクを設けるために、細長いフ
ィラメント（例えばワイヤまたは光ファイバ）を管状巻
枠またはミサイルのドラム部分上に巻くようなが多くの
形態が存在する。貯蔵中および巻回中のフィラメントは
一定の量を超過する応力または歪みに受けてはならな
い。なぜなら、そのような歪みは光ファイバの損失を著
しく増加させてデータの伝送が実質上大きい減衰を受け
る可能性があるからである。

実際の光ファイバフィラメントのデータリンクを巻回す
ることに加えて、フィラメント巻回装置はフィラメント
繰出し装置の試験に使用され、フィラメントは試験の目
的でミサイルの飛行速度で繰り出される。この場合に
も、フィラメントに応力を掛けないことが重要である。

現在のドラムフィラメント繰出し装置はタービン駆動ド
ラムを有する。フィラメントは所望の速度（例えばミサ
イル飛行速度）でディスペンサから繰出されるようにそ
れに巻回される。そのような装置の主な欠点はラムに取
付けられたフィラメントの端部が繰出し中に伝送試験す
るのに直接利用できないことである。巻き取られたファ
イバに遠心力負荷を与えたことは試験中にその物理的な
損傷を与える可能性があり、それは繰出し中光学損失に
影響を与える可能性もある。

［発明の解決使用とする課題］ フィラメントが投釣に使用された回転型リールで使用さ
れているような方法で静止ドラム上に巻かれることが過
去において提案された。これが実際試みられているか否
かは判らないが、それを実用化するためには少なくとも
以下の２つの問題を解決しなければならない。すなわ
ち、 （１）フィラメントが３回の回転（軸からの回転、軸と
平行に逆回転、およびドラム表面に内側に回転）をしな
ければならない。なぜなら、滑車は繰出し速度では駆動
不可能であり、固定されたアイレットにおける摩擦は過
度な熱および摩滅を生成するからである。

（２）過度な遠心力負荷はカンチレバーベイルアームに
対する厳格な構造上の設計を要求される。

それ故、本発明の目的は、所望された位置にある基体に
固定された円筒形の静止ケースを備え、フィラメントに
過大な歪みを与えることなくフィラメント繰出しまたは
巻回が可能であり、構造が比較的簡単で頑丈であり、動
作が安定した繰出しまたは巻回装置を提供することであ
る。

［課題を解決するための手段および作用］ 本発明は、基体とほぼ平行に取付けられた管状巻枠上に
フィラメントを巻回する装置において、基体上に取付け
られ、管状巻枠の軸と平行な中心軸を有する円筒形の内
壁面を有し、この内壁面には円周方向に延在する溝とこ
の溝中のギアとが設けられている静止ケースと、静止ケ
ースに固定され、開口が静止ケースの中心軸上に位置す
るアイレットと、静止ケースの中心軸と同一の軸を中心
に回転するように静止ケース内に設けられ、その外周に
設けられたギアが静止ケースの内壁面に設けられた溝と
直接対向するように位置している太陽ギアと、太陽ギア
を回転させる手段と、その太陽ギアと噛み合い、同時に
前記静止ケースの溝に設けられているギアと噛み合うよ
うに外面上にギアが形成され、中心に貫通孔を有する旋
回ベイルとを具備し、太陽ギアは基体に固定された管状
体内に回転できるように設置された駆動軸の端部に取付
けられ、管状体は管状巻枠を滑動できるように支持して
おり、フィラメントはアイレットの開口および管状ベイ
ルの貫通孔を通って管状巻枠上に巻かれることを特徴と
する。

このような構造により、適切に位置された供給源から繰
出されたフィラメントは固定されたアイレットを通過
し、その後旋回ベイルの貫通孔を通過して管状巻枠上に
供給される。

駆動タービンによって駆動軸が回転されるとは旋回ベイ
ルが静止ドラムの周りを運動し、ドラム上のフィラメン
トを巻きつける。また、ドラム上のフィラメントの一定
の高さの配置（巻回のレベル）を与えるために軸方向で
のドラムの往復動作を行わせる手段が設けられる。

［図面の簡単な説明］ 第１図は本発明による巻回装置の斜視図である。

第２図は第１図の装置の部分的端部断面図である。

第３図は第２図の線３−３に沿った側断面図である。

第４図は第３図に示された区域４−４の側断面図であ
る。

第５図は２つの異なる巻回装置におけるベイルを示す端
断面図である。

第６図は巻回中のフィラメントの滑動を示すベイルの拡
大端面図である。

第７図は第３図の線７−７に沿った側断面図である。

［実施例の説明］ 図面を参照にすると、特に第１図および第３図では、本
発明の巻回装置は全体を符号10として示され、図では長
方形の板状体として示されている基体12上に取付けられ
ている。端部が開口した金属シリンダから構成されてい
る円筒形の静止ケース14は１対の取付ブロック16,18に
よって基体12に固定されている。静止ケース14の内面に
は円周方向に延在して内側に向いて開口したリング状の
幅の広い溝20が形成され、（第３図参照）、以下記載す
る目的のためその溝20の底部の両側附近に２つの列のギ
ア21,22が設けられている。

アイレット24は複数のアーム26によって静止ケース14の
中心位置でほぼ静止ケース14の端面に位置するように固
定されている。アイレット24はトロイダル状であり、そ
の開口27は後述する目的のために静止ケース14の入口お
よび出口の両端部に向って湾曲して表面を有する。

基体12に固定された直立する壁28はほぼ水平に延在する
金属製の管状体30を支持し、その管状体30の中心軸は円
筒形の静止ケース14の中心軸と一致している。駆動軸32
は管状体30内に設置され、その一方の端部は駆動するた
めに壁28の開口を通って突出して回転駆動のための動力
源34に結合され、他方の端部は管状体30の端部から外側
に突出している。

この管状体30の端部から外側に突出している駆動軸32の
外端部には太陽ギア36が固定され、この太陽ギア36はそ
の外周に旋回ベイル38（bail）に設けられたギアと噛合
う歯を備えている。金属円筒体から構成されている旋回
ベイル38は太陽ギア36と静止ケース14の内壁との間の空
間に配置され、前記静止ケース14の溝20内に位置し、軸
方向に貫通する貫通孔40を備え、またその外周には太陽
ギア36および静止ケース14の溝20に設けられているギア
21,22と噛み合うギア42,42を有する。旋回ベイル38の断
面寸法は旋回ベイル38が太陽ギア36の歯と噛み合うと
き、静止ケース14のギア22と同時に噛み合うように形成
される。旋回ベイル38の長さは溝20内に受けることが可
能なように溝20の幅に対応した長さに選定されている。
さらに、旋回ベイル38の内面は平滑であり、図面に示さ
れるようにフィラメント保護のために両端部において湾
曲した出口縁部44を有する。

使用に関して、フィラメント供給源（示されていない）
から繰出されるフィラメント46はアイレット24の開口27
を通過し、太陽ギア36の外端部表面から間隔を有して旋
回ベイル38の貫通孔40を通って、回転しない管状巻枠48
（第３図参照）にフィラメント端部を固定するために下
方に導かれる。管状巻枠48は符号50によって略図的に示
された通常の動力源により管状体30に沿って滑動して軸
方向の往復運動するように寸法が定められている。回転
駆動力が太陽ギア36を駆動する駆動軸32に供給され、太
陽ギア36は旋回ベイル38を回転させ、回転する旋回ベイ
ル38のギア42が静止ケース14のギア２と噛合っているた
めに静止ケース14の内面に沿って回動してそれにより旋
回ベイル38は環状通路に沿って運動する。このような旋
回ベイル38の運動によって供給源から取出され他フィラ
メントは管状巻枠48の周囲を旋回するように運動しなが
ら管状巻枠48上に供給され、管状巻枠48は往復運動を行
ってその上に均一なレベルでフィラメントが巻かれるよ
うにする。

遠心力負荷によって、旋回ベイル38内にあるフィラメン
トはカテナリ状（第３図参照）になる。したがって旋回
ベイル38の貫通孔40の寸法および形状はフィラメントが
貫通孔40の壁に押付けられないように定める必要があ
る。また、屈曲半径の制限はベイルの開口および固定さ
れた入口アイレットの形状にも反映されなければならな
い。

静止ケース14内の旋回ベイル38の回転によってフィラメ
ントは固定されたアイレット24の開口27内で円形に運動
する。この動作は比較的大きな区域にわたって熱および
摩滅効果を分配する好ましい効果を有する。低摩擦材料
を使用する場合には、例えば上述の装置のフィラメント
通路の各旋回における張力の増加を許容可能な比率、例
えば10％より低く抑える必要がある。

上述のような構造の旋回ベイルを使用した装置の構成に
おいて最も考慮しなければならないことは遠心力負荷で
あり、特に装置がファイバの繰出し試験に使用される場
合の遠心力負荷である。すなわち、旋回ベイルの速度は
この旋回ベイルの旋回半径と巻回半径の比により与えら
れる繰出し速度よりも速いことを必要とされる。例え
ば、１フィートのベイル半径および10インチの巻回半径
であり、１秒当り1000フィートの繰出しでは45,000Gの
加速度が生じる。或いは別の表現をすると、１ポンドの
重力をかけるベイルは１トンのケースに対して６ミリの
振幅の振動を発生するのに十分な横方向の力を生成す
る。

強度から見ると、旋回ベイルは遠心的に誘発された負荷
に耐えなければならない。駆動軸の回転周波数は旋回ベ
イルの旋回周波数の数倍であるので、疲労の考慮もまた
重要である。複合材料は高い疲労強度、低重量、および
優良な潤滑性の必要性を満足させる可能性を提供する。

本発明のフィラメント巻回装置は好ましい実施例と共に
説明されたが、本発明の技術的範囲内で変更が行われる
ことは当業者には理解されるであろう。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基体とほぼ平行に取付けられた管状巻枠上
   にフィラメントを巻回する装置において、 基体上に取付けられ、管状巻枠の軸と平行な中心軸を有
   する円筒形の内壁面を有し、この内壁面には円周方向に
   延在する溝とこの溝中のギアとが設けられている静止ケ
   ースと、 静止ケースに固定され、開口が前記静止ケースの前記中
   心軸上に位置するアイレットと、 前記静止ケースの前記中心軸と同一の軸を中心に回転す
   るように前記静止ケース内に設けられ、その外周に設け
   られたギアが前記静止ケースの内壁面に設けられた溝と
   直接対向するように位置している太陽ギアと、 太陽ギアを回転させる手段と、 その太陽ギアと噛み合い、同時に前記静止ケースの前記
   溝に設けられているギアと噛み合うように外面上にギア
   が形成され、中心に貫通孔を有する旋回ベイルとを具備
   し、 前記太陽ギアは基体に固定された管状体内に回転できる
   ように設置された駆動軸の端部に取付けられ、管状体は
   管状巻枠を滑動できるように支持しており、 フィラメントは前記アイレットの開口および旋回ベイル
   の貫通孔を通って管状巻枠上に巻かれることを特徴とす
   る巻回装置。
2. 【請求項２】前記旋回ベイルの貫通孔は平滑な内壁面お
   よび半径の増加した端部の開口部を有する請求項１記載
   の装置。
3. 【請求項３】フィラメント巻回レベルを均一にするため
   に前記管状体に沿って巻回中に前記管状巻枠を往復させ
   る手段が設けられている請求項１記載の装置。
4. 【請求項４】前記アイレットはフィラメントの巻回中に
   おいて湾曲した接触面で前記フィラメントと接触するト
   ロイダル形状である請求項１記載の装置。
5. 【請求項５】前記アイレットは複数のアームによって前
   記静止ケースの端部に固定されている請求項１記載の装
   置。