巻き取り装置の考え方

質問

お世話になります。
例ですが、
・目的：工事用の水糸を5ｋg位の張力で巻き取りたい。
・ワーク：水糸は樹脂のボビンに巻いてある状態。

このような背景で巻き取り装置を考えた場合、
トルクモータなるものを使用するのが良いのかな？と考えますが
全体構想がイメージしにくく悩んでおります。

＜構想１＞
?ボビン巻き状態の水糸
　　↓（糸張り）
?テンション発生治具
　　↓（糸張り）
?トルクモータでの巻き取り
（モータのトルク設定に対してギリギリ下回るテンションの調整を
　?の治具でメカ的に調整し、モータ設定任せのトルクで巻く）

＜構想２＞
?ボビン巻き状態の水糸
　　↓（糸張り）
?トルクモータでの巻き出し（例：2.5kg）
　（テンション発生治具付設）
　　↓（糸張り）
?トルクモーターでの巻き取り（例：2.5kg）
　（?のモータは巻きだし方向と逆向きのトルクを持っている？
　　2.5kgで引っ張りながら巻きだして、さらに?のモータで2.5kgで
　　巻き取ることによって5kg位で巻いたことになる？）

といったような２系統のイメージを考えたりはしていますが、
特に＜構想２＞の?のモーターがトルクの発生する回転方向と
逆に空回りしてくれるかどうか知り得ていません。

コスト的には＜構想１＞の方が低いのですが・・

巻き取りについての一般的な方式はどのようなものなのでしょうか？
そもそもこういった場合の巻き取りの方式についてわかっておらず
巻き取りとは？を知りたく質問しています。
勘違いな表現があるかと思いますがご容赦願います。

方式についての答えを質問してしまっている形になり恐縮ですが
参考アドバイスでもかまいませんのでご指摘願います。
（巻き取り経過による径の変化は無視願います）

回答No.1

noname#230359 · ベストアンサー

そのものの設計は行った事がありませんが、
構想1案に近いものになると思います。
?ボビン巻状態の糸へトルクモーターでバックテンションをかけ、
?適当なモーターで巻き取る
のが最小限の構成になるでしょう。
また、トルクモーターではなく、トルクリミッター的なものを使う手もありますが、テンションの正確さに疑問はあります。
使うなら機械的摩擦を直接使わない磁力タイプのものが良かろうと思います。

構想2は成立しないと思います。
-2.5kg+2.5kg=0で単純には回らないだろうと。

正確に5kgで、ゆっくりでも良いなら、
中間に動滑車を入れ10kgの錘を付け、糸両端にブレーキをつけて、
送出し、巻き取りを交互に行えば、
確実に約5kgのテンションになります。（加速度を無視できる速さなら）

情報までに。
世の中にはテンションコントローラーなるものが有ると聞いています。
使った事が無いので判りませんが、大掛かりな設備には使っているみたいです。

おっしゃる通り、巻き取りモーターは十分なトルクのあるもので巻き取るとの考えです。
私ならトルクに余裕のある大きさのスピードコントロールモーターにします。
細かく考えれば、送出し糸巻きの引っかかりなど、心配事はありますが、
あくまでも最小限の構成でと考えればの話です。

また、トルクリミッター的要素部品については、
http://www.oguraclutch.co.jp/html/seihin~jouho/pht-series.html
こちらを検討した事があります。

お礼

neko6さん、アドバイス頂き有難うございます。
最小限の構成で言われているタイプは、
バックテンションをかけておいて、巻き取り側のモーターは強めのもので
強制的に巻き取るということでしょうか。

機構的なブレーキでは確かに精度がないですね。。。
磁力タイプのブレーキ・・勉強不足ですので
調べてみます。

構想２は当方の勘違いですね「巻きだしブレーキ」＜「巻き取りトルク」
でないといけないところでした。

詳細アドバイス頂き有難うございます。
参考にさせて頂きます。

回答No.2

noname#230359

そういったものはかなり昔からあります。
http://wwwf2.mitsubishielectric.co.jp/melfansweb/tencon/index.html
ここなど、メーカーのサイトを参考にしてはいかがでしょうか。

お礼

志国さん、アドバイス頂きましてありがとうございます。
このようなシステムがあったとは全く知りませんでした。
貴重な情報頂き有難うございます。
参考にさせて頂きます。