JP2002338106A

JP2002338106A - 長手物体の移送装置

Info

Publication number: JP2002338106A
Application number: JP2001149680A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Yai; 克典矢井; Seiichirou Satou; 清市郎佐藤
Original assignee: Sanken Electric Co Ltd
Current assignee: Sanken Electric Co Ltd
Priority date: 2001-05-18
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2002-11-27
Also published as: CN1386693A; CN1266017C

Abstract

(57)【要約】【課題】ワイヤ等の長手物体を簡単な構成で安定的に
巻き取ることが困難であった。【解決手段】巻き取り側巻枠８をモ−タ９で回転して
供給側巻枠２からワイヤ１を引き出す。ダンサ−兼張力
検出器６でワイヤ１に張力を加える。検出張力値に基づ
いてワイヤ１の張力を一定に保つように供給側モ−タ３
を制御する。ワイヤ１の張力が異常に低下したらモ−タ
を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤや帯状物体
等の長手物体を移送するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】伸線機、撚り線機等におけるワイヤの巻
き取り装置は、例えば特公平7‐１２８８４号公報に開
示されているようにワイヤ供給側回転体（例えばキャプ
スタン）と、ワイヤ巻き取り側回転体（巻枠）と、供給
側回転体を駆動するモ−タと、巻き取り側回転体とを駆
動するためのモ−タと、張力調整及び張力検出機能を有
するダンサ−（dancer）とを備えている。この形式の巻
き取り装置においては、巻き取り側モ−タが、供給側モ
−タの回転情報に基づいた速度指令に基づいて制御され
る。また、ワイヤの張力を一定に保つために、ダンサ−
から得られた張力検出信号とダンサ−の基準位置を示す
基準値との誤差信号即ち偏差信号を作成し、これによっ
て、モ−タの速度指令を補正する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に開示されて
いる方式を採用すると、理想的には一定張力でワイヤを
巻き取ることができる。しかし、上記公報の方式では供
給側モ−タから巻き取り側モ−タに回転速度情報を伝達
する必要があり、長手物体移送装置の構成が複雑にな
る。供給側モ−タ及び巻き取り側モ−タを独立に回転制
御すれば、長手物体の移送装置の構成は簡単になる。し
かし、長手物体の張力の異常変化によって長手物体の切
断の発生、又は供給側モ−タ又は巻き取り側モ−タが過
電流又は過電圧状態になる恐れがある。

【０００４】そこで、本発明の目的は、比較的簡単な構
成によって比較的安定的に長手物体を移送することがで
きる装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、上記
目的を達成するための本発明は、線状又は帯状の長手物
体を供給するための供給側回転体と、前記供給側回転体
に結合された供給側モ−タと、前記長手物体を巻き取る
ための巻き取り側回転体と、前記巻き取り側回転体を回
転するための巻き取り側モ−タと、前記供給側回転体と
前記巻き取り側回転体との間において前記長手物体の張
力を検出するための張力検出手段と、前記張力検出手段
と前記供給側モ−タとの間に接続され、前記張力検出手
段で検出された検出張力値（Ｖｔ）と前記長手物体の基
準張力値（Ｖｒ）との差を求めるための減算手段と、前
記張力検出手段で検出された検出張力値（Ｖｔ）と前記
基準張力値（Ｖｒ）との差が所定値（Ｖ1又はＶ2）を越
えたか否かを判定するための判定手段と、前記差が前記
所定値（Ｖ1又はＶ2）を越えていないことを示している
判定結果が前記判定手段から得られている期間の少なく
とも一部において、前記検出張力値（Ｖｔ）と前記基準
張力値（Ｖｒ）との差を低減させるように前記供給側モ
−タを制御する第１の制御手段と、前記判定手段によっ
て、前記差が前記所定値（Ｖ1又はＶ2）を越えていると
判定された時に、前記供給側モ−タの駆動を制限又は停
止する第２の制御手段とを有していることを特徴とする
長手物体の移送装置に係わるものである。

【０００６】なお、請求項２に示すように、前記判定手
段は、前記検出張力値（Ｖｔ）が前記基準張力値（Ｖ
ｒ）から所定値（Ｖ1）を減算した値（Ｖｔ1）よりも小
さいか否かを判定する手段であり、前記第２の制御手段
は、前記検出張力値（Ｖｔ）が前記基準張力値（Ｖｒ）
から所定値（Ｖ1）を減算した値（Ｖｔ1）よりも小さい
時に、前記供給側モ−タを停止制御する手段であること
が望ましい。また、請求項３に示すように、前記判定手
段は、前記検出張力値（Ｖｔ）が前記基準張力値（Ｖ
ｒ）に所定値（Ｖ2）を加算した値（Ｖｔ2）よりも大き
いか否かを判定する手段であり、前記第２の制御手段
は、前記検出張力値（Ｖｔ）が前記基準張力値（Ｖｒ）
に所定値（Ｖ2）を加算した値（Ｖｔ2）よりも大きい時
に、前記供給側モ−タを一定の駆動状態に保持する手段
であることが望ましい。また、請求項４に示すように、
前記判定手段は、前記検出張力値（Ｖｔ）が前記基準張
力値（Ｖｒ）から第１の所定値（Ｖ1）を減算した値か
ら成る第１の値（Ｖｔ1）よりも小さいか否かを判定す
る第１の判定手段と、前記検出張力値（Ｖｔ）が前記基
準張力値（Ｖｒ）に第２の所定値（Ｖ2）を加算した値
からなる第２の値（Ｖｔ2）よりも大きいか否かを判定
する第２の判定手段とから成り、前記第２の制御手段
は、前記検出張力値（Ｖｔ）が前記第１の値（Ｖｔ1）
よりも小さい時に、前記供給側モ−タを停止制御し、前
記検出張力値（Ｖｔ）が前記第２の値（Ｖｔ2）よりも
大きい時に、前記供給側モ−タを一定の駆動状態に保持
する手段であることが望ましい。また、請求項５に示す
ように、更に、前記検出張力値（Ｖｔ）が前記基準張力
値（Ｖｒ）から前記第１の所定値（Ｖ1）よりも小さい
第３の所定値（Ｖ3）を減算した値から成る第３の値
（Ｖｔ3）よりも大きいか否かを判定する第３の判定手
段と、前記検出張力値（Ｖｔ）が前記基準張力値（Ｖ
ｒ）に前記第２の所定値（Ｖ2）よりも小さい第４の所
定値（Ｖ4）を加算した値から成る第４の値（Ｖｔ4）よ
りも大きいか否かを判定する第４の判定手段と、前記検
出張力値（Ｖｔ）が前記第３の値（Ｖｔ3）と前記第４
の値（Ｖｔ4）との間の値である時に、前記第１の制御
手段による前記供給側モ−タの制御を中断し、前記検出
張力値（Ｖｔ）が前記第１の値（Ｖｔ1）よりも大きく
且つ前記第３の値（Ｖｔ３）よりも小さい値を有してい
る時、及び前記第４の値（Ｖｔ４）よりも大きくかつ前
記第２の値（Ｖｔ2）よりも小さい値を有している時
に、前記第１の制御手段による前記供給側モ−タの制御
を実行する手段とを有していることが望ましい。また、
請求項６に示すように、前記供給側モ−タは、インバ−
タによって駆動される交流モ−タであることが望まし
い。また、請求項７に示すように、前記張力検出手段
は、前記供給側回転体と前記巻取り側回転体との間で前
記長手物体に接触して前記長手物体に張力を付与する加
圧体と前記長手物体の張力の変化に対応した前記加圧体
の変位を許すように前記加圧体を支持する支持手段と、
前記加圧体の位置に対応した張力検出信号を出力する張
力センサとから成ることが望ましい。

【０００７】

【発明の効果】各請求項の発明によれば、次の効果が得
られる。（１）検出張力値（Ｖｔ）と基準張力値（Ｖｒ）との
差が所定値を越えた時に、供給側モ−タの駆動を制限又
は停止させるので、長手物体の切断又は供給側モ−タの
過電流を防止することができる。（２）張力検出器の出力に基づいて供給側モ−タを制
御する比較的簡単な構成によって、長手物体の安定的移
送を達成することができる。

【０００８】請求項2の発明によれば、検出張力値Ｖｔ
が第1の値Ｖｔ1よりも小さくなると、供給側モ−タが停
止制御されるので、長手物体の切断時における供給側モ
−タの過電流を防止することができる。即ち、請求項２
の発明においては、供給側モ−タの不要な回転を迅速に
停止することができる。請求項３の発明によれば、モ−
タの過励磁を防止できる。請求項４の発明によれば、長
手物体の切断時のモ−タの迅速な停止が可能になり且つ
過大張力時のモ−タの過励磁を防ぐことができる。請求
項５の発明によれば、検出張力値Ｖｔが基準張力値Ｖｒ
の近傍の値をとる時には、張力のフィ‐ドバック制御が
中断されるので、制御の安定性が向上する。請求項６の
発明によれば、モ−タ制御をインバ−タによって容易に
達成することができる。請求項７の発明によれば、長手
物体の張力調整及び張力検出を容易に達成することがで
きる。

【０００９】

【実施形態】次に、図１〜図６を参照して本発明の実施
形態を説明する。図1に示す本発明の実施形態に従う長
手物体としての金属ワイヤ1の移送装置は、一般に給線
機と呼ばれているものであって、ワイヤ1を供給するた
めの供給側回転体としての巻枠2と、供給側巻枠２に結
合された供給側モ−タ3と、供給側モ−タ３の駆動回路
としてのインバ−タ4と、供給側制御回路5と、ダンサ−
兼張力検出器6と、巻き取り側装置7とから成る。巻き取
り側装置7は、巻き取り側回転体としての巻き取り側巻
枠8と、この巻き取り側巻枠８に結合された巻き取り側
モ−タ9と、巻き取り側モ−タ９の駆動回路としてのイ
ンバ−タ10と、巻き取り側制御回路１１とから成る。

【００１０】ワイヤ1が巻き回された供給側巻枠２は、
供給側モ−タ２の回転子に結合され、回転子と共に回転
する。供給側モ−タ2は交流モ−タとしての誘導電動機
であって、周波数及び電圧の変化によって回転速度を変
えることができ、且つ回転方向の切換を行うことができ
るものである。この実施形態では、ワイヤ１の正常移送
時には、供給側モ−タ3が非駆動状態に保持され、供給
側モ−タ３によるワイヤ１の送り出し又はバックテンシ
ョン即ち張力の付与は実行されない。従って、正常時に
は、巻き取り側装置7によってワイヤ1が巻き取られ、供
給側巻枠2は巻き取り側モ−タ９に従動して回転し、ワ
イヤ１を送り出す。ワイヤ１の張力が所定値よりも大き
くなった時には供給側巻枠2からのワイヤ１の送り出し
速度を速めるようにモ−タ3を正転駆動する。逆に、ワ
イヤ１の張力が所定値よりも小さくなった時には巻枠２
からのワイヤ1の送り出し速度を下げるようにモ−タ3を
逆転駆動する。なお、モ−タ3を逆転駆動しても逆転駆
動のトルクがワイヤ1の巻き取りのトルクよりも小さい
場合には、巻枠２からのワイヤ1の送り出しは継続す
る。

【００１１】供給側インバ−タ4即ち直流−交流変換装
置は、直流電源１２の直流電圧を3相交流電圧に変換し
てモ−タ３に供給するものである。図2は、モ−タ3と直
流電源12との間に接続されたインバ−タ4を詳しく示
す。インバ−タ4は、変換回路２１と、制御信号形成回
路２２と、回転方向切換及び制動制御回路２３とから成
る。変換回路２１は、トランジスタ等の半導体スイッチ
から成る第１、第２、第３、第４、第５及び第６のスイ
ッチＱ1、Ｑ2、Ｑ3、Ｑ4、Ｑ5、Ｑ6をブリッジ接続した
回路から成り、直流電源１２の直流電圧を３相交流電圧
に変換し、これを出力ライン２４、２５、２６によって
モ−タ３に送る。制御信号形成回路２２は第１〜第６の
スイッチＱ1〜Ｑ6をオン・オフするための第１〜第６の
制御信号Ｖｇ1、Ｖｇ2、Ｖｇ3、Ｖｇ4、Ｖｇ5、Ｖｇ6を
形成し、回転方向切換及び制動制御回路２３を介して第
１〜第６のスイッチＱ１〜Ｑ6の制御端子に送る。回転
方向切換及び制動制御回路２３は、モ−タ３を逆転駆動
する時に第１〜第６のスイッチＱ1〜Ｑ6のスイッチング
の順番を変える機能と、モ−タ３を停止する時にモ−タ
３を直流電源１２によって直流励磁する機能とを有する
ものである。インバ−タ４の制御方法の詳細は追って説
明する。

【００１２】ダンサ−兼張力検出器６は、ダンサ−１３
と張力センサ１４とから成る。ダンサ−１３は、テンシ
ョン付与装置とも呼ぶことができるものであって、加圧
体としての加圧ロ−ラ１５と、軸１６ａによって加圧ロ
−ラ１５を回転自在に支持するア−ム１６と、張力付与
用バネ１７を、固定ロ−ラ１８ａと、１８ｂとから成
る。加圧ロ−ラ１５の支持手段としてのア−ム１６は軸
１６ｂに回動自在に支持され、且つバネ１７によって図
１で時計回り方向に偏倚されている。バネ１７の一端１
７ａはア−ム１６に係止され、バネ１７の他端１７ｂは
固定部に係止されている。供給側巻枠２から送り出され
たワイヤ１は２つの固定ロ−ラ１８ａ、１８ｂの間で加
圧ロ−ラ１５に接触している。加圧ロ−ラ１５の中心軸
１６ａは、ワイヤ１の張力の変化に応じて図１で点線１
９上を移動する。即ち、ワイヤ１の張力が基準張力値よ
りも大きくなると、ロ−ラ１５は上方向に移動する。逆
にワイヤ１の張力が基準張力値よりも小さくなると、ロ
−ラ１５は下方向に移動する。２０ａは上限ストッパ、
２０ｂは下限ストッパであり、ロ−ラ１５及びア−ム１
６はこの２つのストッパ２０ａ、２０ｂで制限された範
囲で移動する。加圧ロ−ラ１５はア−ム１６に支持さ
れ、ア−ム１６の移動範囲はストッパ２０ａ、２０ｂで
決定されているので、ア−ム１６及びストッパ２０ａ、
２０ｂは加圧ロ−ラ１５の案内手段として機能する。加
圧ロ−ラ１５をア−ム１６で支持する代りに、直線状に
延びるスロットを有する支持板によって加圧ロ−ラ１５
を支持することができる。この場合には、加圧ロ−ラ１
５の軸１６ａを支持板のスロットに挿入する。

【００１３】張力センサ１４は、位置センサと呼ぶこと
ができるものであって、加圧ロ−ラ１５の位置を検出し
て張力を示す信号Ｖｔを出力するものである。この張力
センサ１４は、図２に示すように例えば可変抵抗器１４
ａと可動接触子１４ｂとロ−パスフィルタ１４ｃとから
成り、加圧ロ−ラ１５の位置に比例した電圧Ｖｔを検出
張力値として出力する。可変抵抗器１４ａは電源端子１
４ｄとグランドとの間に接続され、可動接触子１４ｂは
加圧ロ−ラ１５の位置に比例して変位するようにア−ム
１６に連結されている。従って、可動接触子１７ｂとグ
ランドとの間に加圧ロ−ラ１５の位置即ちワイヤ１の張
力にほぼ比例した電圧を得ることができる。ロ−パスフ
ィルタ１４ｃは可動接触子１４ｂに得られる高い周波数
成分を除去するものである。

【００１４】ダンサ−兼張力検出器６の張力センサ１４
とインバ−タ４との間に接続された供給側制御回路５
は、張力センサ１４から得られた検出張力値Ｖｔに基づ
いて本発明に従う供給側モ−タ３の制御を実行するもの
である。この制御回路５は図２に概略的に示すように、
張力基準値発生手段としての基準電圧源３０と、誤差信
号又は偏差信号形成手段としての誤差増幅器３１と、張
力レベル判定手段３２と、補正値作成手段と呼ぶことも
できる操作量作成手段３３とから成る。

【００１５】基準電圧源３０は、加圧ロ−ラ１５の中心
位置又はホ−ムポジションに一致している基準張力値を
示す電圧Ｖｒを発生する。誤差増幅器３１の一方のに入
力端子は張力センサ１４に接続され、他方の入力端子は
基準電圧源３０に接続されている。従って、誤差増幅器
３１は、検出張力値Ｖｔと基準電圧Ｖｒとの誤差信号△
Ｖｔ＝Ｖｔ−Ｖｒを発生する。

【００１６】張力レベル判定手段３２は図５（Ａ）に示
す検出張力値Ｖｔと比較基準張力値である第１、第２、
第３及び第４の値Ｖｔ1、Ｖｔ2、Ｖｔ3、Ｖｔ4との関係
を判定するものであって、第１、第２、第３及び第４の
コンパレ−タ３４、３５、３６、３７と、第１、第２、
第３及び第４の張力発生手段としての第１、第２、第３
及び第４の比較基準電圧源３８、３９、４０、４１と、
ＡＮＤゲ−ト４２と、第１、第２及び第３のＮＯＴ回路
４３、４４、４５とから成る。

【００１７】第１、第２、第３及び第４のコンパレ−タ
３４、３５、３６、３７の正入力端子は張力センサ１４
に接続され、負入力端子は第１、第２、第３及び第４の
比較基準電圧源３８、３９、４０、４１に接続されてい
る。

【００１８】第１の比較基準電圧源３８の値は図５に示
す第１の値Ｖｔ1に設定されている。この第１の値Ｖｔ1
は基準張力値を示す基準電圧Ｖｒよりも第１の所定値Ｖ
1だけ低い値であり、ワイヤ１の下限張力値を示す。

【００１９】第２の比較基準電圧源３９の値は、図５の
第２の値Ｖｔ2に設定されている。この第２の値Ｖｔ2は
基準電圧Ｖｒよりも第２の所定値Ｖ2だけ高い値であ
り、ワイヤ１の上限張力値を示す。第１及び第２の所定
値Ｖ1、Ｖ2は互いに同一の値であってもよいし、異なる
値であってもよい。

【００２０】第３の比較基準電圧源４０は図５の第３の
値Ｖｔ3に設定されている。第３の値Ｖｔ3は、第１の所
定値Ｖ1よりも小さい第３の所定値Ｖ3を基準電圧Ｖｒか
ら減算した値から成り、上限不感帯レベルに相当する。

【００２１】第４の基準電圧源４１は、図５の第４の値
Ｖｔ4に設定されている。第４の値Ｖｔ4は、第２の所定
値Ｖ2よりも小さい第４の所定値Ｖ4を基準電圧Ｖｒに加
算した値から成り、上限不感帯レベルに相当する。

【００２２】第１のコンパレ−タ３４は、検出張力値Ｖ
ｔが第１の値Ｖｔ1以上か否かを判定する。図５のｔ4〜
ｔ5に示すようにもし検出張力値Ｖｔが第１の値Ｖｔ1以
下になった時には、第１のコンパレ−タ３４の出力が高
レベル出力状態から低レベル出力状態に転換する。第１
のコンパレ−タ３４の高レベル出力状態から低レベル出
力状態への転換は、ワイヤ１の切断等による異常たるみ
即ち異常張力低下を示している。第１のコンパレ−タ３
４から得られる異常張力低下を示す信号は、インバ−タ
４の停止指令としてライン４６によってインバ−タ４に
送られる。また、第１のコンパレ−タ３４の出力端子は
第３のＮＯＴ回路４５を介して操作量作成手段３３にも
接続されている。

【００２３】図５のｔ2〜ｔ3期間に示すように検出張力
値Ｖｔが第２の値Ｖｔ2よりも高くなると、第２のコン
パレ−タ３５の出力がワイヤ１の過大張力を示す高レベ
ルになる。ところで、ワイヤ１の張力が基準張力よりも
高い時に、供給側モ−タ３の正方向回転速度を上昇させ
ると、ワイヤ１の送り出し速度が高められ、ワイヤ１の
張力が低下する。しかし、供給側モ−タ３の回転速度を
高めるためにこの入力電圧を高くし過ぎると、モ−タ３
が過励磁状態となる。そこで、本実施形態では検出張力
値Ｖｔが第２の値Ｖｔ2以上になったことが第２のコン
パレ−タ３５で判定されたら、この出力を操作量作成回
路３３に送り、操作量即ち図５（Ｃ）に示す操作電圧Ｖ
ｐをｔ2〜ｔ3期間に示すように最大値Ｖｍａｘに固定す
る。なお、最大値Ｖｍａｘに固定する代りに任意の所定
値例えば、最大値Ｖｍａｘよりも大きい一定値に固定す
ることができる。

【００２４】第３及び第４のコンパレ−タ３６、３７は
張力のフィ−ドバック制御の不感帯領域を決定するため
のものである。この実施形態では図５（Ａ）の第３の値
Ｖｔ3と第４の値Ｖｔ4との間を不感帯として検出してい
る。この不感帯検出のために、ＡＮＤゲ−ト４２の一方
の入力端子が第３のコンパレ−タ３６に接続され、他方
の入力端子が第１のＮＯＴ回路４３を介して第４のコン
パレ−タ３７に接続されている。従って、第３のコンパ
レ−タ３６の出力が高レベル、第４のコンパレ−タ３７
の出力が低レベルの時にはＡＮＤゲ−ト４２の出力が高
レベルとなり、検出張力値Ｖｔが第３及び第４の値Ｖｔ
3、Ｖｔ4間に収まっていることが判定される。ＡＮＤゲ
−ト４２の出力はＮＯＴ回路４４を介して操作量作成手
段３３に送られる。

【００２５】操作量作成手段３３は、インバ−タ４の出
力電圧を操作するための操作量を作成するものであり、
制御停止用スイッチ４７と、偏差信号保持回路４８と、
切換回路４９とから成る。なお、図示が省略されている
が、操作量作成手段３３に比例積分回路又は積分回路等
を含めることができる。また、比例積分回路又は積分回
路を誤差増幅器３１に含めることができる。

【００２６】制御停止用スイッチ４７は、誤差増幅器３
１とインバ−タ４の操作量入力ライン５２との間に接続
され、ＮＯＴ回路４４の出力でオン・オフ制御される。
例えば図５（Ａ）のｔ0〜ｔ1期間に示すように検出張力
値Ｖｔが第３及び第４の値Ｖｔ3、Ｖｔ4間の不間帯領域
にある時には、ＮＯＴ回路４４の出力が高レベルにな
り、スイッチ４７がオフ制御され、ライン５２の操作量
が図５（Ｃ）に示すように零になる。インバ−タ４はラ
イン５２の操作量が零の期間に、第１〜第６のスイッチ
Ｑ1〜Ｑ6をオフに制御する。

【００２７】保持回路４８は、スイッチ４７を介して誤
差増幅器３１に接続されている。保持回路４８は、第２
のコンパレ−タ３５の出力が、例えば図５のｔ2時点に
おいて低レベルから高レベルに転換した時、及びＮＯＴ
回路４５の出力が、例えば図５のｔ4時点で低レベルか
ら高レベルに転換した時に誤差増幅器３１の出力を保持
する機能を有する。切換回路４９は、誤差増幅器３１の
出力をライン５２に操作量として出力するためのスイッ
チ５０と保持回路４８の出力をライン５２に操作量とし
て出力するためのスイッチ５１とから成る。保持回路４
８の出力を選択するためのスイッチ５１は、第２のコン
パレ−タ３５の出力が高レベルの時又はＮＯＴ回路４５
の出力が高レベルの時にのみオンになり、この他ではオ
フに保たれている。スイッチ５０はスイッチ５１と反対
に動作し、第２のコンパレ−タ３５の出力又はＮＯＴ回
路４５の出力が高レベルの時にのみオフになる。保持回
路４８は、図５（Ｃ）のｔ2〜ｔ3に示す最大操作量Ｖｍ
ａｘ又はｔ4〜ｔ5に示す最低操作量Ｖｍｉｎを保持して
出力する。最大操作量Ｖｍａｘは前述したようにモ−タ
３の過励磁を防ぐ。この実施形態では、図５のｔ4〜ｔ5
期間にモ−タ３が停止制御されるので、ｔ4〜ｔ5期間で
の操作量Ｖｐを最低値Ｖｍｉｎに制限する必要性がな
い。しかし、停止制御の遅れ又は停止制御異常の場合に
おけるモ−タ３の逆転方向の過励磁を防ぐために操作量
Ｖｐを最低値Ｖｍｉｎに制限する動作が生じている。

【００２８】図３のインバ−タ４の制御信号形成回路２
２は、図４に概略的に示すように、電圧指令形成回路６
０と、第１、第２及び第３相制御信号形成回路６１、６
２、６３と、正転逆転指令形成回路６９とから成る。制
御信号形成回路２２の多くの部分はディジタル回路で構
成されているが、図４では制御信号形成回路が等価的な
アナログ回路で示されている。電圧指令形成回路６０
は、図１の制御回路５から与えられた操作量Ｖｐに相当
するインバ−タ４の出力電圧指令値を形成する。第１相
制御信号形成回路６１は、正弦波発生器６４と、乗算器
６５と、鋸波発生器６６と、コンパレ−タ６７と、反転
回路即ちＮＯＴ回路６８とから成る。正弦波発生器６４
は図６（Ａ）に示す正弦波Ｖｓを発生する。第２及び第
３相制御信号形成回路６２、６３に設けられている正弦
波発生器からは、第１相制御信号形成回路６１の正弦波
Ｖａに対して順次に１２０度位相差を有している第２相
及び第３相の正弦波が発生する。正弦波Ｖａの周波数は
インバ−タ４の出力周波数に一致する。この実施形態で
はインバ−タ４の出力周波数が一定に保持され、インバ
−タ４の入力電圧の調整で回転速度が制御されている。
乗算器６５は、正弦波発生回路６４から出力された正弦
波Ｖａに電圧指令形成回路６０の出力を乗算して正弦波
Ｖａの振幅を調整する。鋸波発生器６６は、図６（Ａ）
に示す鋸波Ｖｂを発生する。鋸波Ｖｂは、正弦波Ｖａの
周波数よりも十分に高い周波数（例えば２０〜１００ｋ
Ｈｚ）を有する。コンパレ−タ６７は、乗算器６５の出
力と鋸波発生器６６の出力とを図６（Ａ）に示すように
比較して図６（Ｂ）に示すＰＷＭ（パルス幅変調）パル
スから成る第１の制御信号Ｖｇ1を形成する。ＮＯＴ回
路６８はコンパレ−タ６７の出力の逆位相信号を図６
（Ｃ）に示すように形成し、これを第２の制御信号Ｖｇ
2として出力する。

【００２９】第２及び第３相制御信号形成回路６２、６
３は、第１及び第２の制御信号Ｖｇ1、Ｖｇ2と異なる位
相の制御信号Ｖｇ3〜Ｖｇ6を形成する点を除いて第１相
制御信号形成回路６１と同一に構成されている。

【００３０】正転逆転指令形成回路６９は、図２の誤差
増幅器３１の出力が正の時即ちＶｔ＞Ｖｒの時に正転を
示す出力をライン７０に送出し、誤差出力が負の時即ち
Ｖｔ＜Ｖｒの時に逆転を示す出力をライン７０に送出す
る。図５（Ｂ）はモ−タ３の正転駆動期間ｔ1〜ｔ3と逆
転駆動期間ｔ3〜ｔ5とを示す。この実施形態では、不感
帯期間ｔ0〜ｔ1では、正転又は逆転指令が発生していな
いが、誤差増幅器３１の出力をスイッチ４７を介さずに
図４の正転逆転指令形成回路６９に供給し、不間帯期間
であっても、Ｖｔ＞Ｖｒで正転指令、Ｖｔ＜Ｖｒで逆転
指令を発生させることができる。

【００３１】図３の回転方向切換及び制動制御回路２３
は、ワイヤ１の張力を制御するために供給側モ−タ３の
駆動形態の切換を実行するものである。モ−タ３の回転
方向は周知のように３相入力ライン２４、２５、２６の
中の２つを切換えることによって逆転する。従って、ラ
イン２４、２５、２６に切換器を設けて、モ−タ３の正
転駆動と逆転駆動との切換を実行することができる。こ
の実施形態では、モ−タ３の入力ライン２４〜２６の切
換と等価の動作を第１〜第６の制御信号Ｖｇ1〜Ｖｇ6の
供給先の変更によって達成している。図４の正転逆転指
令形成回路６９から正転を示す信号が発生している時に
は、第１〜第６の制御信号Ｖｇ1〜Ｖｇ6を第１〜第６の
スイッチＱ1〜Ｑ6にそのまま印加する。モ−タ３を逆転
駆動する時には、第１及び第２の制御信号Ｖｇ1、Ｖｇ2
を第３及び第４のスイッチＱ3、Ｑ4に供給し、第３及び
第４の制御信号Ｖｇ3、Ｖｇ4を第１及び第２のスイッチ
Ｑ1、Ｑ2に供給する。既に説明したように、供給側モ−
タ３のトルクは、巻き取り側モ−タ８のトルク７よりも
小さいので、供給側モ−タ３を逆転駆動してもこのモ−
タ３は逆転はせず、正転の回転速度の低下が生じる。

【００３２】図３の回転方向切換及び制動制御回路２３
によってモ−タ３を制動する動作は、ライン４６が高レ
ベルから低レベルに転換した時に生じる。即ち、図５の
ｔ4〜ｔ5期間に示すように検出張力値Ｖｔが第１の値Ｖ
ｔ1よりも低くなると、第１のコンパレ−タ３４の出力
が高レベルから低レベルに転換する。この状態はワイヤ
１の張力の異常低下を示しているので、回転方向切換及
び制動制御回路２３はワイヤ１の切断が発生したと判断
し、モ−タ３を停止制御する。交流モ−タ３の停止制御
する方法として直流励磁方法がある。この実施形態で
は、図５のｔ4〜ｔ5期間に第１〜第６の制御信号Ｖｇ1
〜Ｖｇ6の第１〜第６のスイッチＱ1〜Ｑ6への供給を停
止し、この代りに、第１、第４及び第６のスイッチＱ
1、Ｑ4、Ｑ6をオン制御し、第２、第３及び第５のスイ
ッチＱ2、Ｑ3、Ｑ5をオフ制御してモ−タ３を直流励磁
し、モ−タ３を制動する。なお、直流励磁の代りに、第
２、第４及び第５のスイッチＱ2、Ｑ4、Ｑ６をオン制御
し、第１、第３及び第５のスイッチＱ1、Ｑ3、Ｑ5をオ
フ制御し、回生制動によってモ−タ３を停止制御するこ
ともできる。

【００３３】巻き取り側装置７のモ−タ９はインバ−タ
１０で駆動されている。インバ−タ１０は直流電源７１
の直流電圧を交流電圧に変換し、この交流電圧をモ−タ
９に供給している。モ−タ９の回転速度の制御は、イン
バ−タ１０に接続された制御回路１１によって実行され
る。この実施形態では制御回路１１から速度制御信号と
してインバ−タ１０の出力周波数を示す信号が発生す
る。勿論、速度制御信号としてインバ−タ１０の出力電
圧を換えるための信号を制御回路１１から発生させても
よい。巻き取り側モ−タ９の速度は、巻枠８に対するワ
イヤ１の巻径の変化に応じて変えることができる。

【００３４】ワイヤ１の巻枠８に対する巻き取り速度が
速くなると、ワイヤ１の張力が大きくなる。この結果、
ワイヤ１の供給側においてワイヤ１の送り出し速度を早
くする制御が生じる。逆に、ワイヤ１の巻き取り速度が
低下すると、ワイヤ１の張力が低下する。この結果、供
給側においてワイヤ１の送り出し速度を下げる制御が生
じる。

【００３５】本実施形態は次の効果を有する。（１）検出張力値Ｖｔが第１の値Ｖｔ1よりも低くな
ると、ワイヤ１の切断とみなしてモ−タ３を直流励磁す
る。これにより、モ−タ３を急速に停止させることがで
きる。（２）検出張力値Ｖｔが第２の値Ｖｔ2よりも高くな
ると、インバ−タ４の出力電圧の操作量Ｖｐを所定値即
ち最大値Ｖｍａｘに制限するので、モ−タ３の過励磁を
防ぐことができる。（３）Ｖｔ3〜Ｖｔ4を不感帯としているので、基準張
力値Ｖｒ近傍での張力制御の振動を防止し、張力制御の
安定化を向上させることができる。（４）供給側モ−タ３をダンサ−兼張力検出器６の出
力で制御するという簡単な構成により、ワイヤ１の安定
的移動を達成することができる。

【００３６】

【変形例】本発明は上述の実施形態に限定されるもので
なく、例えば次の変形が可能なものである。（１）検出張力値ＶｔがＶｔ3〜Ｖｔ4の範囲を不感帯
領域とせずに、Ｖｔ4〜Ｖｔ2の区間及びＶｔ1〜Ｖｔ3の
区間と同様にモ−タ３を正転駆動又は逆転駆動すること
ができる。即ちＶｒ〜Ｖｔ2区間にモ−タ３を帰還制御
を伴って正転駆動し、Ｖｔ1〜Ｖｒ区間にモ−タ３を帰
還制御を伴って逆転駆動することができる。（２）第１、第２、第３及び第４のコンパレ−タ３
４、３５、３６、３７の一方の入力端子を誤差増幅器３
１に接続することができる。この場合は比較用基準電圧
源３８〜４１の基準電圧を図２の場合よりもＶｒだけ低
い値に設定する。（３）図５のｔ2〜ｔ3期間に示すように検出張力値Ｖ
ｔが第２の値Ｖｔ2を越えた時に、巻き取り側モ−タ
９、または供給側モ−タ３と巻き取り側モ−タ９との両
方を停止制御し、ワイヤ１の切断を防ぐことができる。（４）検出張力値Ｖｔの変化と出力電圧操作量Ｖｐと
の関係を図５のｔ1〜ｔ2期間及びｔ3〜ｔ4期間で直線的
即ち比例関係としないで放物線等曲線関係にすることが
できる。（５）モ−タ３の回転速度制御を、インバ−タ４の出
力周波数と出力電圧との比を一定に保つ方式即ちＶ／ｆ
制御とすることができる。（６）モ−タ３、８を直流モ−タとすることができ
る。（７）供給側巻枠２の代りにワイヤ１を定速送りする
ためのキャプスタを本発明に従って制御することができ
る。この場合には、図１のモ−タ３にキャプスタを結合
させる。（８）制御回路５の一部又は全部をディジタル回路で
形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う実施形態の巻き取り装置を示すブ
ロック図である。

【図２】図１の張力センサ、制御回路、インバ−タ及び
モ−タを更に詳しく示すブロック図である。

【図３】図１の供給側インバ−タを詳しく示す回路図で
ある。

【図４】供給側インバ−タの制御信号形成回路を詳しく
示すブロック図である。

【図５】図２及び図４の各部の状態を示す図である。

【図６】図４の各部の状態を示す波形図である。

【符号の説明】

１ワイヤ２巻枠３モ−タ４インバ−タ５制御回路６ダンサ−兼張力検出器１４張力センサ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年４月５日（２００２．４．５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】ダンサ−兼張力検出器６は、ダンサ−１３
と張力センサ１４とから成る。ダンサ−１３は、テンシ
ョン付与装置とも呼ぶことができるものであって、加圧
体としての加圧ロ−ラ１５と、軸１６ａによって加圧ロ
−ラ１５を回転自在に支持するア−ム１６と、張力付与
用バネ１７と、固定ロ−ラ１８ａ、１８ｂとから成る。
加圧ロ−ラ１５の支持手段としてのア−ム１６は軸１６
ｂに回動自在に支持され、且つバネ１７によって図１で
時計回り方向に偏倚されている。バネ１７の一端１７ａ
はア−ム１６に係止され、バネ１７の他端１７ｂは固定
部に係止されている。供給側巻枠２から送り出されたワ
イヤ１は２つの固定ロ−ラ１８ａ、１８ｂの間で加圧ロ
−ラ１５に接触している。加圧ロ−ラ１５の中心軸１６
ａは、ワイヤ１の張力の変化に応じて図１で点線１９上
を移動する。即ち、ワイヤ１の張力が基準張力値よりも
大きくなると、ロ−ラ１５は上方向に移動する。逆にワ
イヤ１の張力が基準張力値よりも小さくなると、ロ−ラ
１５は下方向に移動する。２０ａは上限ストッパ、２０
ｂは下限ストッパであり、ロ−ラ１５及びア−ム１６は
この２つのストッパ２０ａ、２０ｂで制限された範囲で
移動する。加圧ロ−ラ１５はア−ム１６に支持され、ア
−ム１６の移動範囲はストッパ２０ａ、２０ｂで決定さ
れているので、ア−ム１６及びストッパ２０ａ、２０ｂ
は加圧ロ−ラ１５の案内手段として機能する。加圧ロ−
ラ１５をア−ム１６で支持する代りに、直線状に延びる
スロットを有する支持板によって加圧ロ−ラ１５を支持
することができる。この場合には、加圧ロ−ラ１５の軸
１６ａを支持板のスロットに挿入する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】線状又は帯状の長手物体を供給するため
の供給側回転体と、前記供給側回転体に結合された供給側モ−タと、前記長手物体を巻き取るための巻き取り側回転体と、前記巻き取り側回転体を回転するための巻き取り側モ−
タと、前記供給側回転体と前記巻き取り側回転体との間におい
て前記長手物体の張力を検出するための張力検出手段
と、前記張力検出手段と前記供給側モ−タとの間に接続さ
れ、前記張力検出手段で検出された検出張力値（Ｖｔ）
と前記長手物体の基準張力値（Ｖｒ）との差を求めるた
めの減算手段と、前記張力検出手段で検出された検出張力値（Ｖｔ）と前
記基準張力値（Ｖｒ）との差が所定値（Ｖ1又はＶ2）を
越えたか否かを判定するための判定手段と、前記差が前記所定値（Ｖ1又はＶ2）を越えていないこと
を示している判定結果が前記判定手段から得られている
期間の少なくとも一部において、前記検出張力値（Ｖ
ｔ）と前記基準張力値（Ｖｒ）との差を低減させるよう
に前記供給側モ−タを制御する第１の制御手段と、前記判定手段によって、前記差が前記所定値（Ｖ1又は
Ｖ2）を越えていると判定された時に、前記供給側モ−
タの駆動を制限又は停止する第２の制御手段とを有して
いることを特徴とする長手物体の移送装置。
【請求項２】前記判定手段は、前記検出張力値（Ｖ
ｔ）が前記基準張力値（Ｖｒ）から所定値（Ｖ1）を減
算した値（Ｖｔ1）よりも小さいか否かを判定する手段
であり、前記第２の制御手段は、前記検出張力値（Ｖｔ）が前記
基準張力値（Ｖｒ）から所定値（Ｖ1）を減算した値
（Ｖｔ1）よりも小さい時に、前記供給側モ−タを停止
制御する手段であることを特徴とする請求項１記載の長
手物体の移送装置。
【請求項３】前記判定手段は、前記検出張力値（Ｖ
ｔ）が前記基準張力値（Ｖｒ）に所定値（Ｖ2）を加算
した値（Ｖｔ2）よりも大きいか否かを判定する手段で
あり、前記第２の制御手段は、前記検出張力値（Ｖｔ）が前記
基準張力値（Ｖｒ）に所定値（Ｖ2）を加算した値（Ｖ
ｔ2）よりも大きい時に、前記供給側モ−タを一定の駆
動状態に保持する手段であることを特徴とする請求項１
記載の長手物体の移送装置。
【請求項４】前記判定手段は、前記検出張力値（Ｖ
ｔ）が前記基準張力値（Ｖｒ）から第１の所定値（Ｖ
1）を減算した値から成る第１の値（Ｖｔ1）よりも大き
いか否かを判定する第１の判定手段と、前記検出張力値
（Ｖｔ）が前記基準張力値（Ｖｒ）に第２の所定値（Ｖ
2）を加算した値からなる第２の値（Ｖｔ2）よりも大き
いか否かを判定する第２の判定手段とから成り、前記第２の制御手段は、前記検出張力値（Ｖｔ）が前記
第１の値（Ｖｔ1）よりも小さい時に、前記供給側モ−
タを停止制御し、前記検出張力値（Ｖｔ）が前記第２の
値（Ｖｔ2）よりも大きい時に、前記供給側モ−タを一
定の駆動状態に保持する手段であることを特徴とする請
求項１記載の長手物体の移送装置。
【請求項５】更に、前記検出張力値（Ｖｔ）が前記基
準張力値（Ｖｒ）から前記第１の所定値（Ｖ1）よりも
小さい第３の所定値（Ｖ3）を減算した値から成る第３
の値（Ｖｔ3）よりも大きいか否かを判定する第３の判
定手段と、前記検出張力値（Ｖｔ）が前記基準張力値（Ｖｒ）に前
記第２の所定値（Ｖ2）よりも小さい第４の所定値（Ｖ
4）を加算した値から成る第４の値（Ｖｔ4）よりも大き
いか否かを判定する第４の判定手段と、前記検出張力値（Ｖｔ）が前記第３の値（Ｖｔ3）と前
記第４の値（Ｖｔ4）との間の値である時に、前記第１
の制御手段による前記供給側モ−タの制御を中断し、前
記検出張力値（Ｖｔ）が前記第１の値（Ｖｔ1）よりも
大きく且つ前記第３の値（Ｖｔ３）よりも小さい値を有
している時、及び前記第４の値（Ｖｔ４）よりも大きく
かつ前記第２の値（Ｖｔ2）よりも小さい値を有してい
る時に、前記第１の制御手段による前記供給側モ−タの
制御を実行する手段とを有していることをと特徴とする
請求項４記載の長手物体の移送装置。
【請求項６】前記供給側モ−タは、インバ−タによっ
て駆動される交流モ−タであることを特徴とする請求項
１又は２又は３又は４又は５記載の長手物体の移送装
置。
【請求項７】前記張力検出手段は、前記供給側回転体
と前記巻取り側回転体との間で前記長手物体に接触して
前記長手物体に張力を付与する加圧体と前記長手物体
の張力の変化に対応した前記加圧体の変位を許すように
前記加圧体を支持する支持手段と、前記加圧体の位置に
対応した張力検出信号を出力する張力センサとから成る
ことを特徴とする請求項１又は２又は３又は４又は５又
は６記載の長手物体の移送装置。