JP2004104022A

JP2004104022A - Tension device and method for impressing tension in winding machine

Info

Publication number: JP2004104022A
Application number: JP2002267141A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Yusa; 遊佐　正行
Original assignee: Nittoku Engineering Co Ltd
Current assignee: Nittoku Engineering Co Ltd
Priority date: 2002-09-12
Filing date: 2002-09-12
Publication date: 2004-04-02
Anticipated expiration: 2022-09-12
Also published as: JP3638927B2; TW200404041A; KR20040024429A; TWI260303B; CN1482630A; CN100470691C

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tension device and a tension impressing method prepared for a winding machine and capable of setting wide tension values by inexpensive constitution. <P>SOLUTION: The tension device is constituted of a non-magnetic plate allowed to be rotated by a rotation means by alternately arranging the N and S poles of permanent magnets in the circumferential direction and a conductor plate rotatably arranged with a prescribed interval from the non-magnetic plate and integrated with an arm arranging a wire material guide on its tip part. The non-magnetic plate is rotated by the rotating means to generate a magnetic field in the conductor plate by electromagnetic induction and the conductor plate and the arm are rotated by torque generated between the magnetic field and the permanent magnets to impress tension to a wire material. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トランスの巻線や各種ボビンへの巻線を行う巻線機における線材へのテンション（張力）装置とテンション付与方法に関し、特に、簡単な構成で幅広いテンション値の設定が行えるようにした巻線機におけるテンション装置とテンション付与方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トランスの巻線や各種ボビンへの巻線を行う巻線機においては、線材に一定のテンション（張力）を与えるテンション装置が用いられている。こういったテンション付与を行う装置としては、例えば特許文献１に、エアーシリンダによるテンション付与部とこれに連結され、張力の変動を検出するダンサーロールとからなり、テンションの変動によりダンサーロールの位置が上下した場合に繰り出しドラムの回転数を調整し、ダンサーロールの位置を元に戻すように制御して線材に一定のテンションを与えるようにした装置が示されている。
【０００３】
また、このようなエアーシリンダとダンサーロールを用いる代わりに特許文献２には、一端を回動自在に、一端に線材のガイドを設けたテンションアームとそのテンションアームの中間に接続したスプリングとからなり、スプリングの張力によって線材に一定のテンションを付与すると共にテンションが変化したとき、アームの回動角度を検出し、線材の繰り出しモータの繰り出し速度を制御してアーム角度が基の角度に戻るようにしてテンションを一定にするようにした装置が示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−２９２３７９号公報（図１）
【特許文献２】
特開２０００−１２８４３３公報（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記特許文献１に示された装置は、テンション値の設定をエアーシリンダのエアー圧を調整する絞り弁の調整でおこなっているため微妙なテンション設定が難しく、また特許文献２に示された装置は、テンションの設定範囲がスプリングの伸張範囲によって決まってしまうため、線材へのテンション設定範囲が限られると共にテンション値の設定範囲を大きく変えたい場合、スプリングを交換する必要があって非常に面倒である。
【０００６】
またこれら特許文献１、２に示された装置では、テンションが変動した場合、ダンサーロールの変位を検出したり、テンションアームの角度の変化を検出して変位を元に戻すよう制御しているが、ダンサーロールやテンションアームの応答が機械的なものであるため、応答遅れによるオーバーシュートやハンチングが発生しやすい。また、これらの装置においては、エアーシリンダやエア源、及びテンション調整モータなどが必要で複雑な構成であり、当然高価にならざるを得ない。
【０００７】
そのため本発明においては、簡単、安価な構成で、幅広いテンション値の設定が行えるようにした巻線機におけるテンション装置とテンション付与方法を提供することが課題である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そのため本発明における請求項８は方法発明であって、
線材の繰り出し手段と巻き取り手段の間に掛け渡した線材へテンションを与える方法であって、
円周方向に永久磁石のＮＳ極を交互に配して回転手段に接続した非磁性板と、該非磁性板と所定間隔を有して回動可能に設けられ、先端部に線材ガイドを配したアームを一体に取り付けた導体板とを有し、前記回転手段で非磁性板を回転させて電磁誘導作用で前記導体板に磁界を生じさせ、該磁界と前記永久磁石との間に生じたトルクで前記導体板とアームを回動させて線材にテンションを付与することを特徴とする。
【０００９】
また、この方法発明を実施する装置発明である請求項１は、
巻線機における線材の繰り出し手段と巻き取り手段の間に位置し、前記線材にテンションを与える巻線機におけるテンション装置であって、
円周方向に永久磁石のＮＳ極を交互に配して回転手段に接続した非磁性板と、該非磁性板と所定間隔を有して回動可能に構成され、前記非磁性板の回転による電磁誘導作用で生じた磁界と前記非磁性板に設けた永久磁石との間に生じるトルクで回動する導体板と、線材ガイドを配して前記導体板と一体に回動するアームとで構成され、前記非磁性板の回転によって回動する導体板と一体に回動するアームで線材にテンションを付与することを特徴とする。
【００１０】
またこのようなテンション装置を備えた巻線機は、請求項７に記載したように、
線材の繰り出し手段と、該繰り出し手段から繰り出された線材にテンションを与えるテンション装置と、線材の巻き取り手段とを有する巻線機において、
前記テンション装置を、円周方向に永久磁石のＮＳ極を交互に配して回転手段に接続した非磁性板と、該非磁性板と所定間隔を有して回動可能に構成され、前記非磁性板の回転による電磁誘導作用で生じた磁界と前記非磁性板に設けた永久磁石との間に生じるトルクで回動する導体板と、線材ガイドを配して前記導体板と一体に回動するアームとで構成し、前記非磁性板の回転によって回動する導体板と一体に回動するアームで線材にテンションを付与するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
このようにテンション付与方法とテンション装置、及び巻線機とを構成することにより、線材へのテンションは、回転手段の回転速度、または非磁性板と導体板との間隔の調整で可能となる。すなわち、非磁性板の回転によって非磁性板に設けた永久磁石の電磁誘導作用で導体板には磁界が生じ、その磁界と非磁性板に配した永久磁石との間に近づいてくる磁石を遠ざけるように、遠ざかる磁石は近づけるよう作用するトルクが発生する。そのため導体板は非磁性板と同じ方向に回転し、さらにこのトルクは、永久磁石を設けた非磁性板の回転速度（交番磁界の周波数）、及び非磁性板と導体板の間隔（磁気回路の磁気抵抗）に比例するから、導体板と一体に回動するアームによって線材にテンションを付与すると共に、前記したように回転手段の回転速度、または非磁性板と導体板との間隔を調整することで、線材に与えるテンションを調整することができる。そのため本発明に係る巻線機におけるテンション装置とテンション付与方法は、永久磁石を配して回転手段に接続した非磁性板と、該非磁性板と所定間隔を有して回動可能に設けられ、先端部に線材ガイドを配したアームを一体に回動可能に取り付けた導体板という非常に簡単、安価な構成にもかかわらず、連続的に広い範囲にわたってテンションを設定可能であり、かつ、そのテンションの調整も、非磁性板と導体板が非接触で機械的な結合が無く、応答性に優れたテンション装置とテンション付与方法を提供することができる。
【００１２】
そしてこのテンション装置は請求項２に記載したように、
前記非磁性板に磁性板を接合して磁気回路のヨークとしたことを特徴とする。
【００１３】
このようにすることにより、非磁性板に配した永久磁石が作る磁気回路の磁力を大きくでき、導体板に誘起する磁界を大きくして導体板に大きなトルクを生じさせることができるから、広範囲にわたるテンションを付与できるテンション装置を提供できる。
【００１４】
そして請求項３に記載した発明は、
前記導体板が磁性体であることを特徴とする。
【００１５】
このように導体板を構成することにより、導体板に誘起される磁界が大きくなり、導体板に大きなトルクを生じさせることができて広範囲にわたるテンションを付与できるテンション装置を提供できる。
【００１６】
そして請求項４に記載した発明は、
前記非磁性板と導体板の間隔を調整する調整手段を設けたことを特徴とする。
【００１７】
このようにすることにより、非磁性板の回転速度だけでなく、非磁性板と導体板の間隔を調整することでテンションを調整することができ、テンションの付与範囲をより大きく設定できるテンション装置を提供できる。
【００１８】
そして請求項５に記載した発明は、
前記導体板の回動角度検出手段を設けたことを特徴とする。
【００１９】
このようにすることにより、線材に与えているテンションの変動は、この導体板の回動角度検出手段が検出した角度で検出することができ、それによって容易にテンションの変動に対処可能なテンション装置を提供できる。
【００２０】
そして請求項６に記載した発明は、
前記導体板の回動角度検出手段により導体板の回動角度変動を検出したとき、線材繰り出し速度を変更して導体板の回動角度を元に戻すよう制御するコントロール手段を設けたことを特徴とする。
【００２１】
このようにすることにより、導体板の回動角度検出手段により検出されたテンションの変動は、コントロール手段によって変更される線材繰り出し速度によって容易に調整することができ、それによって容易にテンションの変動に対処可能なテンション装置を提供できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２３】
図１は本発明の実施の形態を示した装置の概略構成図、図２は本発明の実施の形態を示した装置の概略側面図、図３は本発明におけるテンション付与方法を説明するための図、図４は本発明のテンション付与装置を備えた巻線機の概略構成と制御方法を説明するための図である。
【００２４】
図中１はアルミなどの非磁性体で構成し、円周方向に永久磁石の例えばＮ極２とＳ極３を交互に配列した円盤状の非磁性板、４はこの非磁性板１と同径に形成して非磁性板１に接合し、非磁性板１上の磁極２、３が作る磁気回路のヨークとする鉄などの磁性体、５は接合した非磁性板１と磁性体４を回転させるためのモータ、６は鉄やアルミなどで構成し、非磁性板１と所定間隔を有して回動可能に設けた導体板、７はこの導体板６と一体に回動して先端部に線材ガイド８、９を設けたアーム、１０は線材、１１は導体板６と一体に回動する歯車、１２は歯車１１と噛み合う歯車、１３はアーム７の回動角を検出するためのエンコーダ、１４は導電板の中心軸、１６はモータ５の軸、１７は中心軸１４の軸受け、１８はテンション装置の筐体、１９は軸にボールネジ２０などを有し、モータ５の支持部材２１を図示していないガイドレールに添って左右に移動させて非磁性板１と導体板６の間隔を変更するためのモータ、４０は本発明のテンション装置のコントローラ、４１は繰り出しモータ、４２は線材の繰り出しドラム、４３は巻き取りモータ、４４は巻き取りドラムである。
【００２５】
まず図１、図２に基づき、本発明に係るテンション装置の概略を簡単に説明すると、アルミなどの非磁性体で構成され、円周方向に永久磁石の例えばＮ極２とＳ極３を交互に配列した円盤状の非磁性板１と、この非磁性板１と同径として非磁性板１に接合され、非磁性板１上の磁極２、３が作る磁気回路のヨークとする鉄などの磁性体４とを、支持部材２１で支持されたモータ５の軸１６に取り付けて回転できるようにする。そして、鉄やアルミなどの導体で構成した導体板６の中心軸１４を筐体１８に設けた軸受１７で支持して前記非磁性板１と所定間隔を設けて対向させ、さらにその中心軸１４に線材ガイド８、９を有するアーム７と歯車１１を取り付ける。また歯車１１には、エンコーダ１３の軸に取り付けた歯車１２を噛み合わせてアーム７の回転角を検出できるようにし、またモータ５の支持部材２１は、ボールネジ２０などを軸に取り付けたモータ１９を回転させることで、図示していないガイドレールに添って左右に移動可能にし、非磁性板１と導体板６の間隔を変更できるようにしてある。
【００２６】
最初に本発明のテンション装置の原理を図３により簡単に説明すると、永久磁石２、３を円周方向に交互に配列した非磁性板１をモータ５で回転させ、その非磁性板１と一定間隔で対向させて導体板６を回動自在に設けると、非磁性板１に設けた永久磁石２、３の電磁誘導作用と非磁性板１の回転によって導体板６に交番磁界が発生する。そしてこの交番磁界によって渦電流が生じ、今図３（Ａ）のように永久磁石Ｎ極２、Ｓ極３が位置しているとすると、その渦電流Ｉにより導体板６には非磁性板１側にＮ極が、その逆側にＳ極となる磁界が生じる。そして非磁性板１が回転して逆に図３（Ｂ）のように永久磁石Ｎ極２、Ｓ極３が位置したとすると、その渦電流Ｉにより非磁性板１側にＳ極が、その逆側の導体板６にＮ極となる磁界が生じる。そのためこれら生じた磁界は、近づいてくる磁石を遠ざけるように、遠ざかる磁石は近づけるよう作用するため、非磁性板１と導体板６の間にはトルクが発生し、導体板６は非磁性板１と同じ方向に回転しようとする。そしてこのトルクは、永久磁石２、３を設けた非磁性板１の回転速度（交番磁界の周波数）、及び非磁性板１と導体板６の間隔（磁気回路の磁気抵抗）に比例する。そのため本発明においては、このトルクをテンションとして使用し、さらに線材１０のテンションを検出する検出器を設け、テンションが変動した場合は非磁性板１の回転速度、または非磁性板１と導体板６の間隔を調節し、容易に一定のテンションを線材１０に掛けることができるようにしたものである。
【００２７】
以下図１、図２、図４を用いて更に詳細に本発明を説明すると、モータ５を回転させていない状態で図４に示したように、巻線機における繰り出しドラム４２からアーム７に設けた線材ガイド８、９を介し、線材１０を適当なテンションをかけて巻き取りドラム４４に掛け渡す。この状態ではモータ５が回転していないので、導体板６を回転させる方向のトルクは発生せず、アーム７は線材１０に引っ張られて水平になっている。そして準備が完了すると、コントローラ４０から信号がモータ５に送られてモータ５が回転し、永久磁石２、３を配した非磁性板１の回転によって前記したように導体板６に交番磁界が発生する。そしてこの交番磁界によって渦電流が生じ、導体板６には近づいてくる磁石を遠ざけるように、また遠ざかる磁石を近づけるように作用する磁界が生じる。そのため非磁性板１と導体板６の間には、導体板６を非磁性板１の回転方向と同一方向に回転させるトルクが発生して導体板６が回転する。そして導体板６と一体となったアーム７が、図１に示したように水平方向から導体板６の回転方向に回転し、線材１０にかけられたテンションとトルクが一致したところで停止する。
【００２８】
そのためコントローラ４０は、アーム７の回動角度を歯車１１、１２によって回転したエンコーダ１３の回転角によって捉え、それによって繰り出しドラム４２と巻き取りドラム４４によって線材１０に与えられたテンションとして記憶する。そして次に巻線機におけるコントローラ４０は、線材ガイド８、９に掛け回した線材１０の上流側にある繰り出しモータ４１と下流側にある巻き取りモータ４３とを回転させ、繰り出しドラム４２から線材１０を繰り出すと共に同期して巻き取りドラム４４側で線材１０を巻き取る。そして、このような状態で運転しながらこの線材１０にかかっているテンションを図示していないテンション測定装置で測定し、要求されたテンション値に合うようモータ５の回転速度、または図２に示したモータ１９を回転させて非磁性板１と導体板６の間隔を調整する。
【００２９】
すなわちテンション値が小さい場合、モータ５の回転数を上昇させるか図２に示したモータ１９を回転させて非磁性板１と導体板６の間隔を狭くする。例えばモータ５の回転数を上昇させた場合、導体板６に生じる交番磁界の周波数が上昇するが、この交番磁界によって発生する渦電流は周波数に比例するから、渦電流によって発生する磁界も比例して大きくなり、非磁性板１の永久磁石２、３との間で作用するトルクが上昇する。そのためアーム７がテンションを増加させる方向に回転する。また非磁性板１と導体板６の間隔を狭くした場合、エアギャップが狭められ、磁気回路の磁気抵抗が小さくなってその分磁界が強くなる。従って作用するトルクが増大し、アーム７がテンションを増加させる方向に回転する。またテンション値が大きすぎる場合、全く逆にモータ５の回転数を減少させるか図２に示したモータ１９を回転させて非磁性板１と導体板６の間隔を広くする。すると前記と逆に磁界が小さくなり、トルクが減少してアーム７がテンションを減少させる方向に回転する。
【００３０】
すると、このアーム７の回転によって歯車１１、１２を介してエンコーダ１３が回転するから、コントローラ４０がそれを検出して例えば線材１０にかけるテンションを増加させる場合、繰り出しモータ４１の回転数を減少させるように指示を送る。そのため線材１０の繰り出し速度が遅くなり、巻き取りモータ４３の回転数が一定の場合は線材１０へのテンションが増加し、アーム７は繰り出しモータ４１と巻き取りモータ４３を回転させる前の回動角度に戻る。逆にテンションを減少させる場合、コントローラ４０は繰り出しモータ４１の回転数を増加させ、そのため線材１０の繰り出し速度が早くなってテンションが減少し、やはりアーム７は同様にして元の角度に戻る。
【００３１】
このようにして巻き線作業を行うわけであるが、巻き線作業中も何らかの原因でテンションが変動することがあるが、この場合も全く同様にしてアーム７の角度変化をエンコーダ１３で検出することにより、前記と同様な動作によって線材のテンション値を即座に設定値に戻すことが可能である。
【００３２】
このように巻線機におけるテンション付与方法とテンション装置とを構成することにより、線材へのテンションは、モータ５の回転速度、または非磁性板１と導体板６との間隔の調整で可能となり、非常に簡単、安価な構成にもかかわらず、連続的に広い範囲にわたってテンションが設定可能となる。またそのテンションの調整も、非磁性板と導体板が非接触で機械的な結合が無く、応答性に優れたテンション装置とテンション付与方法を提供することができる。
【００３３】
なお、以上の説明では、磁性体４を接合した非磁性板１をモータ５に直結して回転させるよう説明したが、これは歯車などを用いて間接的２回転駆動するようにしても良く、また同じくアーム７も、導体板６の軸１４から歯車などを介して回動するように構成しても良い。また、非磁性板１と導体板６の間隔の調整手段を、モータ１９とボールネジ２０などを用いてモータ５の支持部材２１を移動させる構成としたが、導体板６を移動させるように構成しても良いことは勿論である。
【００３４】
【発明の効果】
以上記載の如く請求項８及び１、さらに請求項７に記載した本発明によれば、線材へのテンションは、回転手段の回転速度、または非磁性板と導体板との間隔の調整で可能となり、非常に簡単、安価な構成にもかかわらず、連続的に広い範囲にわたってテンションが設定可能である。またそのテンションの調整も、非磁性板と導体板が非接触で機械的な結合が無く、応答性に優れたテンション装置とテンション付与方法を提供することができる。
【００３５】
そして請求項２に記載した本発明によれば、非磁性板に配した永久磁石が作る磁気回路の磁力を大きくでき、導体板に誘起する磁界を大きくして導体板に大きなトルクを生じさせることができるから、広範囲にわたるテンションを付与できるテンション装置を提供できる。
【００３６】
そして請求項３に記載した本発明によれば、導体板を磁性体で構成することにより、導体板に誘起される磁界が大きくなり、導体板に大きなトルクを生じさせることができて広範囲にわたるテンションを付与できるテンション装置を提供できる。
【００３７】
そして請求項４に記載した本発明によれば、非磁性板と導体板の間隔を調整する調整手段を設けたことにより、非磁性板の回転速度だけでなく、非磁性板と導体板の間隔を調整することでテンションを調整することができ、テンションの付与範囲をより大きく設定できるテンション装置を提供できる。
【００３８】
そして請求項５に記載した本発明によれば、導体板の回動角度検出手段を設けたことにより、線材に与えているテンションの変動は、この導体板の回動角度検出手段が検出した角度で検出することができ、それによって容易にテンションの変動に対処可能なテンション装置を提供できる。
【００３９】
そして請求項６に記載した本発明によれば、導体板の回動角度検出手段により検出されたテンションの変動は、コントロール手段によって変更される線材繰り出し速度によって容易に調整することができ、それによって容易にテンションの変動に対処可能なテンション装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示した装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態を示した装置の概略側面図である。
【図３】本発明におけるテンション付与方法を説明するための図である。
【図４】本発明のテンション付与装置を備えた巻線機の概略構成と制御方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１　非磁性板
２　Ｎ極
３　Ｓ極
４　磁性体
５　モータ
６　導体板
７　アーム
８、９　線材ガイド
１０　線材
１１、１２　歯車
１３　エンコーダ
１４　中心軸
１６　軸[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a tension device and a method for applying tension to a wire rod in a winding machine that performs winding of a transformer or winding of various bobbins, and more particularly to a method of setting a wide range of tension values with a simple configuration. The present invention relates to a tension device and a tension applying method in a winding machine.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In a winding machine that performs winding of a transformer and winding of various bobbins, a tension device that applies a constant tension to a wire is used. As an apparatus for applying such a tension, for example, Patent Document 1 discloses a tension applying unit including an air cylinder and a dancer roll connected to the tension applying unit and detecting a change in tension. An apparatus is disclosed in which the number of rotations of the payout drum is adjusted when it is moved up and down, and the position of the dancer roll is controlled to return to the original position so as to apply a constant tension to the wire.
[0003]
Further, instead of using such an air cylinder and a dancer roll, Patent Document 2 discloses a tension arm having one end rotatably provided with a wire guide at one end and a spring connected in the middle of the tension arm. When a constant tension is applied to the wire by the tension of the spring and the tension changes, the arm rotation angle is detected and the feeding speed of the wire feeding motor is controlled so that the arm angle returns to the original angle. An apparatus is shown in which the tension is kept constant.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-4-292379 (FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP-A-2000-128433 (FIG. 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the device disclosed in Patent Document 1, since the setting of the tension value is performed by adjusting a throttle valve that adjusts the air pressure of the air cylinder, fine tension setting is difficult, and the device disclosed in Patent Document 2 is also disclosed. The tension setting range is determined by the extension range of the spring, so the tension setting range for the wire is limited, and if you want to greatly change the setting range of the tension value, you need to replace the spring, which is very troublesome. is there.
[0006]
Further, in the devices disclosed in Patent Documents 1 and 2, when the tension fluctuates, control is performed so as to detect the displacement of the dancer roll or the change in the angle of the tension arm to restore the displacement. Since the response of the dancer roll and the tension arm is mechanical, overshoot and hunting due to response delay are likely to occur. In addition, these devices require an air cylinder, an air source, a tension adjusting motor, and the like, and have a complicated configuration, and therefore, inevitably become expensive.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to provide a tension device and a tension applying method in a winding machine capable of setting a wide range of tension values with a simple and inexpensive configuration.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, claim 8 of the present invention is a method invention,
A method of applying tension to a wire that is stretched between a wire feeding means and a winding means,
A non-magnetic plate connected to rotating means by alternately arranging NS poles of permanent magnets in a circumferential direction, and a non-magnetic plate rotatably provided at a predetermined interval from the non-magnetic plate, and a wire guide at a distal end portion. A conductor plate having an arm integrally attached thereto, wherein the rotating means rotates the non-magnetic plate to generate a magnetic field in the conductor plate by electromagnetic induction, and a torque generated between the magnetic field and the permanent magnet. The tension is applied to the wire by rotating the conductor plate and the arm.
[0009]
Further, claim 1 which is an apparatus invention for implementing the method invention,
A tension device in a winding machine that is located between a wire feeding unit and a winding unit in a winding machine and applies tension to the wire,
A non-magnetic plate connected to rotating means by alternately arranging NS poles of permanent magnets in a circumferential direction; and a non-magnetic plate rotatable at a predetermined interval from the non-magnetic plate. It is composed of a conductor plate which rotates by a torque generated between a magnetic field generated by an induction action and a permanent magnet provided on the non-magnetic plate, and an arm which arranges a wire rod guide and rotates integrally with the conductor plate. The tension is applied to the wire by an arm that rotates integrally with the conductor plate that rotates by the rotation of the non-magnetic plate.
[0010]
In addition, a winding machine equipped with such a tension device, as described in claim 7,
In a winding machine having a wire feeding device, a tension device that applies tension to the wire fed from the feeding device, and a wire winding device,
A non-magnetic plate connected to rotating means by alternately arranging NS poles of permanent magnets in a circumferential direction; and a non-magnetic plate rotatable at a predetermined distance from the non-magnetic plate. A conductor plate that rotates by a torque generated between a magnetic field generated by electromagnetic induction due to the rotation of the plate and a permanent magnet provided on the non-magnetic plate, and a wire guide disposed to rotate integrally with the conductor plate An arm that rotates together with the conductor plate that rotates by the rotation of the non-magnetic plate to apply tension to the wire.
[0011]
By configuring the tension applying method, the tension device, and the winding machine in this way, tension on the wire can be adjusted by adjusting the rotation speed of the rotating means or the distance between the nonmagnetic plate and the conductive plate. In other words, the rotation of the non-magnetic plate generates a magnetic field in the conductive plate due to the electromagnetic induction of the permanent magnet provided on the non-magnetic plate, and moves the magnet approaching between the magnetic field and the permanent magnet disposed on the non-magnetic plate away. In this way, the magnet that moves away generates a torque that acts to move closer. Therefore, the conductor plate rotates in the same direction as the non-magnetic plate, and this torque further increases the rotation speed of the non-magnetic plate provided with the permanent magnet (frequency of the alternating magnetic field) and the distance between the non-magnetic plate and the conductor plate (the magnetic circuit). (Magnetic resistance), the tension is applied to the wire by an arm that rotates integrally with the conductor plate, and the rotation speed of the rotating means or the distance between the non-magnetic plate and the conductor plate is adjusted as described above. Thus, the tension applied to the wire can be adjusted. Therefore, the tension device and the tension applying method in the winding machine according to the present invention are provided with a non-magnetic plate having permanent magnets connected to the rotating means, and provided rotatably with a predetermined interval from the non-magnetic plate, Despite a very simple and inexpensive configuration of a conductor plate with an arm with a wire guide at the tip end rotatably attached to it, the tension can be set continuously over a wide range, and the tension can be set. As for the adjustment of the tension, the non-magnetic plate and the conductive plate are not in contact with each other, there is no mechanical coupling, and a tension device and a tension applying method excellent in responsiveness can be provided.
[0012]
And this tension device, as described in claim 2,
A magnetic plate is joined to the non-magnetic plate to form a yoke for a magnetic circuit.
[0013]
By doing so, the magnetic force of the magnetic circuit formed by the permanent magnets arranged on the non-magnetic plate can be increased, and the magnetic field induced on the conductive plate can be increased to generate a large torque on the conductive plate. A tension device that can apply tension can be provided.
[0014]
And the invention described in claim 3 is:
The conductor plate is a magnetic material.
[0015]
By configuring the conductor plate in this manner, a magnetic field induced in the conductor plate is increased, and a large torque can be generated in the conductor plate, and a tension device capable of applying a wide range of tension can be provided.
[0016]
And the invention described in claim 4 is:
An adjusting means for adjusting a distance between the non-magnetic plate and the conductive plate is provided.
[0017]
By doing so, not only the rotation speed of the non-magnetic plate, but also the tension can be adjusted by adjusting the interval between the non-magnetic plate and the conductive plate, and a tension device capable of setting a wider range of the tension application. Can be provided.
[0018]
And the invention described in claim 5 is:
A rotation angle detecting means for the conductor plate is provided.
[0019]
With this configuration, the variation of the tension applied to the wire can be detected at the angle detected by the rotation angle detecting means of the conductor plate, and thereby the tension device capable of easily coping with the variation of the tension. Can be provided.
[0020]
And the invention described in claim 6 is:
When the rotation angle of the conductor plate is detected by the rotation angle detection unit of the conductor plate, control means is provided for controlling a wire feeding speed to return the rotation angle of the conductor plate to the original position. And
[0021]
With this configuration, the fluctuation of the tension detected by the rotation angle detecting means of the conductor plate can be easily adjusted by the wire feeding speed changed by the control means, thereby easily changing the tension. It is possible to provide a tension device that can deal with it.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be illustratively described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention to them unless otherwise specified, and are merely mere descriptions. This is just an example.
[0023]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an apparatus showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic side view of the apparatus showing an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view for explaining a tension applying method in the present invention. Drawing 4 is a figure for explaining a schematic structure and control method of a winding machine provided with a tension application device of the present invention.
[0024]
In the drawing, reference numeral 1 denotes a non-magnetic material such as aluminum, and a disk-shaped non-magnetic plate in which permanent magnets, for example, N poles 2 and S poles 3 are alternately arranged in the circumferential direction. A magnetic material such as iron, which is formed to have a diameter and is joined to the non-magnetic plate 1 and is used as a yoke of a magnetic circuit formed by the magnetic poles 2 and 3 on the non-magnetic plate 1, 5 is a joint between the joined non-magnetic plate 1 and the magnetic material 4. A motor 6 for rotating is made of iron or aluminum, and a conductive plate rotatably provided at a predetermined distance from the non-magnetic plate 1. Arm having wire guides 8 and 9 in its section, 10 is a wire, 11 is a gear that rotates integrally with the conductor plate 6, 12 is a gear that meshes with the gear 11, and 13 is a sensor for detecting the rotation angle of the arm 7. Encoder, 14 is the central axis of the conductive plate, 16 is the axis of the motor 5, 17 is the bearing of the central axis 14, 18 is the housing of the tension device Reference numeral 19 denotes a motor having a ball screw 20 or the like on a shaft, and for moving the support member 21 of the motor 5 right and left along a guide rail (not shown) to change the distance between the non-magnetic plate 1 and the conductor plate 6. Is a controller of the tension device of the present invention, 41 is a feeding motor, 42 is a wire feeding drum, 43 is a winding motor, and 44 is a winding drum.
[0025]
First, the outline of the tension device according to the present invention will be briefly described with reference to FIGS. 1 and 2. The tension device is made of a non-magnetic material such as aluminum, and permanent magnets such as N pole 2 and S pole 3 are alternately arranged in the circumferential direction. A non-magnetic plate 1 in the form of a disc arranged in the same manner as above, and a non-magnetic plate 1 having the same diameter as that of the non-magnetic plate 1 and joined to the non-magnetic plate 1 to be used as a yoke of a magnetic circuit formed by the magnetic poles 2, 3 on the non-magnetic plate The magnetic body 4 is mounted on the shaft 16 of the motor 5 supported by the support member 21 so as to be rotatable. The center axis 14 of the conductor plate 6 made of a conductor such as iron or aluminum is supported by a bearing 17 provided on a housing 18 so as to face the non-magnetic plate 1 at a predetermined interval. The arm 7 having the wire guides 8 and 9 and the gear 11 are attached to the arm. The gear 11 is engaged with a gear 12 attached to a shaft of an encoder 13 so that the rotation angle of the arm 7 can be detected. The support member 21 of the motor 5 includes a motor 19 having a ball screw 20 or the like attached to the shaft. By rotating, it can be moved left and right along a guide rail (not shown), and the distance between the non-magnetic plate 1 and the conductor plate 6 can be changed.
[0026]
First, the principle of the tension device of the present invention will be briefly described with reference to FIG. 3. A non-magnetic plate 1 in which permanent magnets 2 and 3 are alternately arranged in a circumferential direction is rotated by a motor 5, and the non-magnetic plate 1 is fixed to the non-magnetic plate 1. When the conductive plates 6 are rotatably provided facing each other at intervals, an alternating magnetic field is generated in the conductive plates 6 by the electromagnetic induction of the permanent magnets 2 and 3 provided on the non-magnetic plate 1 and the rotation of the non-magnetic plate 1. An eddy current is generated by this alternating magnetic field, and assuming that the permanent magnet N pole 2 and the S pole 3 are located as shown in FIG. A magnetic field is generated that has an N pole on the side and an S pole on the opposite side. Then, assuming that the non-magnetic plate 1 rotates and the permanent magnet N-pole 2 and S-pole 3 are positioned as shown in FIG. 3B, the eddy current I causes the S-pole on the non-magnetic plate 1 side. A magnetic field serving as an N pole is generated in the opposite conductor plate 6. Therefore, these generated magnetic fields act to move the approaching magnet away from the approaching magnet, and to move the approaching magnet closer, so that a torque is generated between the non-magnetic plate 1 and the conductor plate 6, and the conductor plate 6 is Try to rotate in the same direction as. This torque is proportional to the rotation speed of the non-magnetic plate 1 provided with the permanent magnets 2 and 3 (frequency of the alternating magnetic field) and the distance between the non-magnetic plate 1 and the conductor plate 6 (magnetic resistance of the magnetic circuit). For this reason, in the present invention, this torque is used as a tension, and a detector for detecting the tension of the wire 10 is provided. If the tension fluctuates, the rotation speed of the non-magnetic plate 1 or the non-magnetic plate 1 and the conductor plate 6 Is adjusted so that a constant tension can be easily applied to the wire 10.
[0027]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1, 2 and 4. In a state where the motor 5 is not rotated, as shown in FIG. The wire 10 is wound around the winding drum 44 with appropriate tension through the wire guides 8 and 9. In this state, since the motor 5 is not rotating, no torque is generated in the direction in which the conductor plate 6 is rotated, and the arm 7 is pulled by the wire 10 to be horizontal. When the preparation is completed, a signal is sent from the controller 40 to the motor 5, the motor 5 is rotated, and the alternating magnetic field is generated on the conductor plate 6 by the rotation of the non-magnetic plate 1 on which the permanent magnets 2, 3 are arranged as described above. I do. An eddy current is generated by the alternating magnetic field, and a magnetic field is generated in the conductive plate 6 so as to move the approaching magnet away and to move the approaching magnet closer. Therefore, a torque is generated between the non-magnetic plate 1 and the conductor plate 6 to rotate the conductor plate 6 in the same direction as the rotation direction of the non-magnetic plate 1, and the conductor plate 6 rotates. Then, the arm 7 integrated with the conductor plate 6 rotates in the rotation direction of the conductor plate 6 from the horizontal direction as shown in FIG. 1 and stops when the tension applied to the wire 10 and the torque match.
[0028]
Therefore, the controller 40 captures the rotation angle of the arm 7 based on the rotation angle of the encoder 13 rotated by the gears 11 and 12, and stores the tension as given to the wire 10 by the feeding drum 42 and the winding drum 44. Next, the controller 40 in the winding machine rotates the unwinding motor 41 on the upstream side of the wire rod 10 wound around the wire rod guides 8 and 9 and the winding motor 43 on the downstream side. And the wire 10 is wound up on the winding drum 44 side synchronously. Then, while operating in such a state, the tension applied to the wire 10 was measured by a tension measuring device (not shown), and the rotation speed of the motor 5 was adjusted to meet the required tension value, or the rotation speed shown in FIG. The distance between the non-magnetic plate 1 and the conductive plate 6 is adjusted by rotating the motor 19.
[0029]
That is, when the tension value is small, the rotation speed of the motor 5 is increased or the motor 19 shown in FIG. 2 is rotated to reduce the interval between the non-magnetic plate 1 and the conductor plate 6. For example, when the rotation speed of the motor 5 is increased, the frequency of the alternating magnetic field generated in the conductor plate 6 increases. However, since the eddy current generated by the alternating magnetic field is proportional to the frequency, the magnetic field generated by the eddy current is also proportional. And the torque acting between the permanent magnets 2 and 3 of the non-magnetic plate 1 increases. Therefore, the arm 7 rotates in a direction to increase the tension. When the distance between the non-magnetic plate 1 and the conductor plate 6 is reduced, the air gap is narrowed, the magnetic resistance of the magnetic circuit is reduced, and the magnetic field is increased accordingly. Accordingly, the acting torque increases, and the arm 7 rotates in a direction to increase the tension. If the tension value is too large, the rotation speed of the motor 5 is decreased or the motor 19 shown in FIG. 2 is rotated to increase the interval between the non-magnetic plate 1 and the conductor plate 6. Then, contrary to the above, the magnetic field decreases, the torque decreases, and the arm 7 rotates in a direction to decrease the tension.
[0030]
Then, the rotation of the arm 7 causes the encoder 13 to rotate via the gears 11 and 12. Therefore, when the controller 40 detects the rotation and increases, for example, the tension applied to the wire 10, the rotation speed of the feeding motor 41 is reduced. To send instructions. For this reason, the feeding speed of the wire 10 becomes slow, and when the rotation speed of the winding motor 43 is constant, the tension on the wire 10 increases, and the arm 7 rotates the rotation angle before rotating the feeding motor 41 and the winding motor 43. Return to Conversely, when the tension is reduced, the controller 40 increases the rotation speed of the feeding motor 41, so that the feeding speed of the wire 10 is increased and the tension is reduced, and the arm 7 returns to the original angle in the same manner.
[0031]
The winding operation is performed in this manner. The tension may fluctuate for some reason during the winding operation. In this case, the angle change of the arm 7 is detected by the encoder 13 in the same manner. Thus, the tension value of the wire can be immediately returned to the set value by the same operation as described above.
[0032]
By configuring the tension applying method and the tension device in the winding machine in this manner, the tension on the wire can be adjusted by adjusting the rotation speed of the motor 5 or the distance between the non-magnetic plate 1 and the conductive plate 6, Despite a very simple and inexpensive configuration, the tension can be set continuously over a wide range. In addition, the tension can be adjusted by providing a tension device and a tension applying method which are excellent in responsiveness because the non-magnetic plate and the conductive plate are not in contact with each other and have no mechanical connection.
[0033]
In the above description, the non-magnetic plate 1 to which the magnetic body 4 is joined is directly connected to the motor 5 and is rotated. However, the non-magnetic plate 1 may be indirectly driven two rotations using a gear or the like. Similarly, the arm 7 may be configured to rotate from the shaft 14 of the conductor plate 6 via a gear or the like. Also, the means for adjusting the distance between the non-magnetic plate 1 and the conductive plate 6 is configured to move the support member 21 of the motor 5 using the motor 19 and the ball screw 20, but is configured to move the conductive plate 6. Of course, it may be possible.
[0034]
【The invention's effect】
According to the present invention described in claims 8 and 1 and claim 7 as described above, tension to the wire can be adjusted by adjusting the rotation speed of the rotating means or the distance between the non-magnetic plate and the conductor plate. In spite of a very simple and inexpensive configuration, the tension can be set continuously over a wide range. In addition, the tension can be adjusted by providing a tension device and a tension applying method which are excellent in responsiveness because the non-magnetic plate and the conductive plate are not in contact with each other and have no mechanical connection.
[0035]
According to the second aspect of the present invention, the magnetic force of the magnetic circuit formed by the permanent magnets disposed on the non-magnetic plate can be increased, and the magnetic field induced in the conductive plate is increased to generate a large torque in the conductive plate. Therefore, a tension device capable of applying a wide range of tension can be provided.
[0036]
According to the third aspect of the present invention, since the conductor plate is made of a magnetic material, the magnetic field induced in the conductor plate is increased, and a large torque can be generated in the conductor plate. Can be provided.
[0037]
According to the present invention as set forth in claim 4, by providing the adjusting means for adjusting the distance between the non-magnetic plate and the conductor plate, not only the rotation speed of the non-magnetic plate but also the distance between the non-magnetic plate and the conductor plate is provided. By adjusting the tension, it is possible to adjust the tension, and it is possible to provide a tension device capable of setting a wider range of application of the tension.
[0038]
According to the fifth aspect of the present invention, by providing the rotation angle detecting means for the conductor plate, the fluctuation of the tension applied to the wire is changed by the angle detected by the rotation angle detection means for the conductor plate. Thus, a tension device capable of easily coping with a change in tension can be provided.
[0039]
According to the present invention, the fluctuation of the tension detected by the rotation angle detecting means of the conductor plate can be easily adjusted by the wire feeding speed changed by the control means. A tension device capable of easily coping with a change in tension can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an apparatus showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic side view of an apparatus showing an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining a tension applying method in the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining a schematic configuration and a control method of a winding machine including the tension applying device of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Non-magnetic plate 2 N pole 3 S pole 4 Magnetic body 5 Motor 6 Conductor plate 7 Arm 8, 9 Wire guide 10 Wire 11, 12 Gear 13 Encoder 14 Center axis 16 axis

Claims

A tension device in a winding machine that is located between a wire feeding unit and a winding unit in a winding machine and applies tension to the wire,
A non-magnetic plate connected to rotating means by alternately arranging NS poles of permanent magnets in a circumferential direction; and a non-magnetic plate rotatable at a predetermined interval from the non-magnetic plate. It is composed of a conductor plate which rotates by a torque generated between a magnetic field generated by an induction action and a permanent magnet provided on the non-magnetic plate, and an arm which arranges a wire rod guide and rotates integrally with the conductor plate. A tension device for applying tension to the wire with an arm that rotates integrally with a conductor plate that rotates by rotation of the non-magnetic plate.

The tension device according to claim 1, wherein a magnetic plate is joined to the non-magnetic plate to form a yoke of a magnetic circuit.

The tension device according to claim 1, wherein the conductor plate is a magnetic material.

4. The tension device according to claim 1, further comprising an adjusting unit that adjusts a distance between the nonmagnetic plate and the conductive plate.

The tension device in a winding machine according to any one of claims 1 to 4, further comprising means for detecting a rotation angle of the conductor plate.

When the rotation angle of the conductor plate is detected by the rotation angle detection unit of the conductor plate, control means is provided for controlling the wire feeding speed to return the rotation angle of the conductor plate to the original position. The tension device in a winding machine according to claim 5, wherein

In a winding machine having a wire feeding device, a tension device that applies tension to the wire fed from the feeding device, and a wire winding device,
A non-magnetic plate connected to rotating means by alternately arranging NS poles of permanent magnets in a circumferential direction; and a non-magnetic plate rotatable at a predetermined distance from the non-magnetic plate. A conductor plate that rotates by a torque generated between a magnetic field generated by electromagnetic induction due to the rotation of the plate and a permanent magnet provided on the non-magnetic plate, and a wire guide disposed to rotate integrally with the conductor plate A winding machine comprising: an arm; and an arm that rotates integrally with the conductor plate that rotates by rotation of the non-magnetic plate to apply tension to the wire.

A method of applying tension to a wire that is stretched between a wire feeding means and a winding means,
A non-magnetic plate connected to rotating means by alternately arranging NS poles of permanent magnets in a circumferential direction, and a non-magnetic plate rotatably provided at a predetermined interval from the non-magnetic plate, and a wire guide at a distal end portion. A conductor plate having an arm integrally attached thereto, wherein the rotating means rotates the non-magnetic plate to generate a magnetic field in the conductor plate by electromagnetic induction, and a torque generated between the magnetic field and the permanent magnet. And applying a tension to the wire by rotating the conductor plate and the arm.