JPH0327464B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、軟銅線を使用したエナメル巻線そ
の他各種線条体の巻取機の張力を制御する線条体
巻取機張力制御装置に関する。

〔従来の技術〕

線条体巻取機により上記エナメル巻線等を巻取
る場合、その線条体にかかる張力を一定に保持し
つつ巻取ることが、均質な柔らかさを全長にわた
り維持するために必要である。エナメル巻線等の
仕上り精度を向上させるためこの要件は最近増々
重要となつてきている。

かかる要件に対処する従来の線条体巻取機は、
第６図の全体概略図に示すように、巻取リール
と、駆動電圧によつて決まる回転数−トルク曲線
上を変化する特性を有し、前記巻取リールを駆動
するトルクモータと、このトルクモータの駆動電
圧を手動で調整する機能を有する、例えばスライ
ダツクのような手動電圧調整機とから成る。

巻取リール上に線条体を巻取るにつれてリール
の巻径が増大するため、これに比例してトルクが
増大する。トルクモータの回転速度を同一に保持
するとリール巻径の増大につれてリール巻径上の
周速も増大する。そこで、出力トルクを増大さ
せ、周速を落して所望の運転状態を実現するため
手動電圧調整機により駆動電圧を調整する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記方式の線条体巻取機は、設備コストが安価
であるが、手動で運転状況に合せて電圧を調整す
るという近似方式のため巻取張力を精度よく一定
に保持することができないという欠点がある。

巻取張力を一定にするには、 (1) 巻取トルクモータの特性と使用するリールサ
イズの組合せを常に最適に保つ必要がある。

(2) これが不可能ならオペレータが巻取途中で頻
繁に手動電圧調整機を操作する必要がある。

等が重要で、通常の生産設備ではこれらを確実に
実施することはなかなか困難である。

この発明は、上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その問題点は、トルクモータ方式の低コ
ストな利点と、巻取リール上の張力を直接検出す
るセンサ信号を制御装置にフイードバツクするフ
イードバツク方式の精度の良い点を組合せ、オペ
レータが巻取途中に頻繁に行なう手動電圧調整器
の操作を、この手動電圧調整器に前記センサ信号
により駆動されるステツピングモータを直結する
ことにより自動化し、これによりサンプリング方
式によるフイードバツク方式を実現して低コスト
で精度の良い巻取を可能とした線条体巻取機張力
制御装置を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するための手段としてこの発
明では、巻取リール駆動用のトルクモータ駆動電
圧を調整する手動電圧調整器と、この調整器の手
動調整部にその出力軸を連結されたパルスモータ
と、パルスモータの駆動電源を制御するコントロ
ーラと、巻取リールに巻取られる線条体の供給経
路に設けられ線条体の張力が所定値よりずれたこ
とを検知する張力センサとを備え、前記コントロ
ーラはパルスモータの各ステツプ毎のパルス数と
パルス発信の間隔を設定するための設定部を備え
た構成を採用したのである。

〔作用〕

張力センサにより線条体の張力が所定値からず
れるとその出力信号によりコントローラはパルス
モータの制御を開始する。コントローラの出力は
パルスモータに与えられ、パルスモータの出力軸
は手動電圧調整器の手動調整部に連結しているか
ら、前記出力によつて手動電圧調整器は自動的に
制御される。そこでその制御の方法は、コントロ
ーラに備えた設定部からの設定信号によりパルス
モータを各ステツプ進ませるに必要なパルス数と
パルス発信の間隔を適宜に値のものとしてパルス
モータに与え、手動電圧調整器によつてトルクモ
ータに供給される駆動電源の電圧を予め各種線径
の線条体に対して予想されるトルク変動の曲線に
合致するように増大させることによつて行なわれ
る。トルクモータの性能曲線は、一定の電圧のも
とではトルクが増大すると回転数が減少するよう
に変化し、電圧を大きくするとその性能曲線が上
方に移動する。従つて、上記のようにトルクモー
タを自動制御することによつてトルク変動を極め
て高精度で実際のトルク変動に合致せしめること
ができ、線条体上の張力を常に一定に保持でき
る。

〔実施例〕

以下この発明の実施例について添付図を参照し
て詳細に説明する。

第１図はこの発明による張力制御装置を備えた
線条体巻取機の全体概略系統図である。

１は線条体Ｗの巻取用の巻取リール、２は一対
のダンサローラ２′，２″から成るダンサ装置（詳
細は後述参照）、３はトルクモータ、４はこのト
ルクモータの電源電圧を調整する、例えばスライ
ダツクのような手動電圧調整器である。上記調整
器４にはその手動調整器５（手動つまみ）に対し
て、パルスモータ７の出力軸６が連結されてい
る。

パルスモータ７には、手動開閉用のスイツチ８
を介してコントローラ９が接続されている。コン
トローラ９の詳細については後で説明する。この
コントローラ９には前記ダンサ装置２に付設され
た張力センサ１０が接続されている。

第２図は線条体巻取機の組立側面図である。巻
取リール１に対してダンサ装置２を介して供給さ
れる線条体Ｗがローラ１１を経由して巻取られる
ように配置されている。ローラ１３はその支持ア
ームを巻取状況に応じて上下動自在とするための
トラバース装置１２に連結されている。巻取リー
ル１、トラバース装置１２は基台１５の上に立設
されており、この基台１５の内部にトルクモータ
３、手動電圧調整器４、パルスモータ７等が配設
されている。

第３図はダンサ装置２及びこれに付設された張
力センサ１０の詳細図である。ダンサ装置２は、
走行する線条体Ｗに常に所定の張力を付与するた
めのものであり、一対のダンサローラ２′，２″か
ら成り、一方のダンサローラ２″はもう一方のダ
ンサローラ２′に対して所定範囲移動自在に形成
されている。即ち、ダンサローラ２″はその軸受
部２₁に設けた２本のロツド２₂をダンサローラ
２′の軸受部２₁に挿通せしめ、その中間に設けた
固定板２₄と軸受部２₁との間にばね部２₃が挿置
されている。線条体Ｗは２つのダンサローラ２′，
２″を経由して次のローラ１１へ走行している。
従つて線条体の張力が大きくなると、ダンサロー
ラ２″が右へ移動して張力を吸収し、張力が減少
するとばね２₃が伸張してダンサローラ２″を左へ
押し戻し、これにより常に一定張力が保持され
る。張力センサ１０は可動側のダンサローラ２″
が目的張力に対応する位置に設けられている。

第４図にコントローラ９のブロツク図を示す。
このコントローラ９は、張力センサ１０にダンサ
ローラ２″が近づくと一定時間の間隔で一定数の
パルスを発生させる発振回路９₁と、発振回路９₁
からのパルス列を所望パターンの波形に整形する
波形調整回路９₂と、上記整形後のパルス列を各
相に分配する分配回路９₃と、駆動電流の増幅回
路９₄を少なくとも備えている。そして発振回路
９₁に対してはパルスモータの各ステツプ毎のパ
ルス数を設定する設定部Ａが、波形調整回路９₂
に対しては一定時間に発信されるパルス発振の間
隔を設定する設定部Ｂが付設されている。

以上のように構成したこの実施例の作用につい
て以下説明する。

走行する線条体Ｗは巻取リール１に巻取るにつ
れて巻取径が増大してゆく。巻取リール１のリー
ル幅一杯に線条体Ｗの巻きを整列させるため巻取
リールの回転に同期してトラバース装置１２によ
りローラ１１を上下動させて巻取る。巻取径が増
大すると線条体Ｗの張力は一定であつても巻取リ
ール１の駆動トルクは巻取径の増加に比例して増
大する。従つてトルクモータ３はこの駆動トルク
の増加に対応して出力トルクを増大させるように
駆動される。さらに、巻取径の増大があると、ト
ルクモータの回転を一定の回転速度で駆動すると
巻取リール上での周速が増大する。従つて、線条
体Ｗが過度の速度で巻込まれるため線条体Ｗの張
力が必要以上に大きくなり、張力一定として巻込
むことができなくなる。そこで、トルクモータの
回転速度は巻取径の増加につれて一定の割合で減
少するように駆動される。

実際の巻取リールの駆動では、トルクモータの
トルク、回転速度が巻取リール上での線条体Ｗに
よるトルク、回転速度に正確に対応しない場合、
あるいは線条体Ｗの供給経路のいずれかにおける
摩擦力の増大等の何らかの原因により走行速度、
張力が変化する場合があり、かかる種々の状態変
化に拘らず常に線条体Ｗの張力を一定に保持する
ため、前述のように線条体Ｗの供給経路の適宜位
置にダンサ装置２が設けてある。ダンサ装置２に
はその目的張力の位置に対応して張力センサ１０
が設けてあるから、線条体Ｗの張力が目的張力か
らずれると上記センサ１０はコントローラ９へ制
御開始のための信号を発信する。

コントローラ９が上記センサ１０の信号により
制御を開始すると、まず発振回路９₁でパルス信
号を発振する。このパルス信号は、パルスモータ
７を１ステツプ回転させるに必要なパルス数を設
定部Ａにより設定され、波形調整回路９₂におい
てそのパルス発振の間隔を設定部Ｂにより適宜に
調整される。従つて、線条体Ｗの線径の違いによ
るトルクモータの駆動状態の変化は、これらの設
定部Ａ，Ｂによる設定値をそれぞれの線径に対応
して予め想定することによつて調整される。発振
されたパルス信号はパルスモータの駆動条件に適
合するように適当に波形調整回路９₂により波形
を調整され、分配回路９₃によるパルスモータ７
の相数に応じて上記波形調整後のパルス信号から
それぞれタイミングを調整分配した信号を発生さ
せる。さらに、増幅回路９₄により各相のパルス
信号を増幅してその出力信号をパルスモータ７に
与える。パルスモータ７の駆動は、その出力軸に
接続された手動電圧調整器４による電圧調整を電
圧が増大する方向にのみ行なうものとする。

手動電圧調整器４を設定する場合、どの様なサ
イズのリールでもまずスイツチ８をOFFにして
おき、手動で線掛けを行ない、この状態で上記調
整器４を最適位置に設定する。この最適位置は、
第４図における巻始めトルクに対応する電圧レベ
ルとなるように予め手動調整部５によりセツトし
ておく。その後スイツチ８をONにすると、その
後は前記調整器４はコントローラ９により自動調
整される。その調整は第４図に太線で示したトル
クモータの駆動トルク曲線の想定に対応してトル
クが変化するように、前記設定部Ｂからの設定信
号により波形調整回路９₂による波形調整によつ
て行なわれる。設定部Ａ，Ｂにおける設定信号は
比較的ラフな条件として定められるものであり、
一度設定すると、リールサイズ、線径共に幅広く
変更の必要のないよう所定の精度範囲内で適宜設
定される。

〔効果〕

以上のようにこの発明は構成したから、手動電
圧調整器４にパルスモータ７の出力軸を接続し、
コントローラ９が発振するパルス数の変化を、ト
ルクモータに対し想定される駆動トルクの変化に
ほぼ対応させることにより常に巻取リール上の巻
取張力が一定となるように制御することができ
る。かかる制御方法では、従来の線条体巻取機の
構成に対し、コントローラ９、パルスモータ７、
張力センサ１０を追加するだけであるから、全て
の線条体巻取機に利用可能であり、極めて高精度
でかつコストの安価な巻取機を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による張力制御装置を備えた
線条体巻取機の全体概略系統図、第２図は線条体
巻取機の組立側面図、第３図は張力検出センサを
付設したダンサ装置の詳細図、第４図はコントロ
ーラのブロツク図、第５図はトルクモータの特性
曲線、第６図は従来の線条体巻取機の概略図であ
る。 １……巻取リール、２……ダンサ装置、３……
トルクモータ、４……手動電圧調整器、７……パ
ルスモータ、８……スイツチ、９……コントロー
ラ、１０……張力センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 巻取リール駆動用のトルクモータ駆動電圧を
   調整する手動電圧調整器と、この調整器の手動調
   整部にその出力軸を連結されたパルスモータと、
   パルスモータの駆動電源を制御するコントローラ
   と、巻取リールに巻取られる線条体の供給経路に
   設けられ線条体の張力が所定値に達したことを検
   知する張力センサとを備え、前記コントローラは
   パルスモータの各ステツプ毎のパルス数とパルス
   発信の間隔を設定するための設定部を備えている
   ことを特徴とする線条体巻取機張力制御装置。 ２ 前記コントローラは、パルス数を設定するた
   めの設定部を付設した発信回路と、パルス発信間
   隔を設定するための設定部を付設した波形整形回
   路と、整形後のパルス列をパルスモータ電源の各
   相に分配する分配回路と、その出力電源を増幅す
   る増幅回路を少なくとも備え、前記２つの設定部
   の設定信号によりパルスモータの駆動を、予め想
   定されるトルクモータの駆動トルクの変化に対応
   して手動調整器の電圧を変化せしめるように制御
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の線条体巻取機張力制御装置。 ３ 線条体の張力を常に一定に保持するため線条
   体経路に設けたダンサ装置に対して張力センサ
   を、線条体の目的張力の位置に対応する位置に設
   け、線条体の張力に応じて移動する可動のダンサ
   ローラが張力センサに接近することにより張力が
   目的張力よりずれたことを検知し、その出力信号
   によりコントローラの制御を開始することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の
   線条体巻取機張力制御装置。 ４ 前記コントローラの出力をパルスモータへ供
   給する電源回路に手動開閉用のスイツチを設けた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３
   項のいずれかに記載の線条体巻取機張力制御装
   置。