JP3422118B2 - Fiber winding device - Google Patents
Fiber winding deviceInfo
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- JP3422118B2 JP3422118B2 JP03492295A JP3492295A JP3422118B2 JP 3422118 B2 JP3422118 B2 JP 3422118B2 JP 03492295 A JP03492295 A JP 03492295A JP 3492295 A JP3492295 A JP 3492295A JP 3422118 B2 JP3422118 B2 JP 3422118B2
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- fibers
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- Coil Winding Methods And Apparatuses (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ワークに対して繊維を
巻回する繊維巻回装置、特に複数本の細径繊維をボビン
から同時に引出しワークに高張力を維持しつつ巻回する
繊維巻回装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来からボビンに巻回されたワイヤーや
繊維を該ボビンから引出し、この引出したワイヤーや繊
維をワーク、例えばモータやトランス等のコアやボビン
に所定回数巻回して特性調整や耐久強度調整を行う技術
が知られている。例えば、特開昭61−1246号公報
にはモータの回転子表面に永久磁石を配置し、この永久
磁石の上から熱硬化性樹脂を含浸させた繊維を巻回し、
該繊維を加熱硬化させて、モータの回転子に永久磁石を
固定し、回転子の耐久性を向上させる技術が開示されて
いる。この場合、モータの回転子は高速で回転するた
め、回転時の遠心力によって永久磁石が飛散しないよう
に回転子の全周に渡って永久磁石を均一力で強固に固定
することが要求される。また、モータの回転子と固定子
との間の空間はモータの発生するトルクに大きな影響を
与えるため、所定の空間距離を確保することが望まれ
る。そのため、使用される繊維は巻回時にかさばらず、
強固に巻くことができることが要求される。そのため、
回転子に巻回される繊維には、例えば太さが13μm程
度のガラスの細径繊維を数百本(800本程度)束ねて
形成されるガラス繊維ワイヤ(以下、単に繊維という)
等を使用し、繊維に高張力を付与することによって、回
転子に繊維を薄く強固に巻回している。
【0003】しかし、回転子に繊維を巻回する場合、繊
維には高張力が付与されているので、高速で巻回すると
繊維に負荷がかかり断線してしまう。そのため、低速で
巻回作業を行わなければならず、巻回に時間がかかり生
産性が悪いという問題がある。
【0004】そこで、回転子の巻回範囲を複数本、例え
ば2本や3本の繊維を同時に巻回し、巻回時間を1/
2,1/3に短縮するする、いわゆる複数本巻きが行わ
れている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の複数本
巻きは繊維の張力管理を張力測定装置等を用いて繊維毎
に行っていた。例えば、2本の繊維を用いる2本巻きを
行う場合、それぞれの繊維に対して張力測定装置を配置
し、その測定結果に基づき張力制御を個々に行ってい
た。
【0006】繊維の張力変動は連続的に起こるため、1
本巻の場合は隣接部分の張力のバラツキは小さいが、複
数巻きの場合は、繊維同士の張力の相関はなく、隣接部
分の張力のバラツキが大きくなってしまう場合がある。
隣接部分の張力に大きなバラツキがある場合、繊維に含
浸した樹脂を加熱硬化させる時に隣接部分の繊維の膨脹
・収縮条件の違いから繊維の断線が発生しやすいという
問題がある。
【0007】この発明は係る課題を解決するためになさ
れたもので、複数の繊維の張力のバラツキを低減すると
共に、互いのバランスを取り、繊維を断線させることな
くワークに巻回することのできる繊維巻回装置を提供す
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、複数本の細径繊維を同時にワークに巻回す
る繊維巻回装置において、細径繊維を巻回したボビンを
回動自在に支持する複数のボビン支持部と、各ボビン支
持部に接続され各ボビンから引出される細径繊維に所定
張力を与える張力付与部と、所定の張力を有しボビンか
ら引出される細径繊維をワークに巻回する繊維巻回部
と、各細径繊維の張力を測定する複数の張力測定部と、
前記張力測定部で測定された2本の細径繊維の張力差を
求め、その張力差が所定張力差より大きい場合、張力の
大きい側の細径繊維の張力を低減させて張力差を所定張
力差以内に調整する張力付与調整を行う制御部と、を含
むことを特徴とする。
【0009】
【作用】上記構成によれば、張力測定部の測定結果に基
づき張力付与部の張力付与調整を行う制御部は、各測定
張力の差を所定張力差以内に維持するように、2本の細
径繊維の張力差を求め、その張力差が所定張力差より大
きい場合、張力の大きい側の細径繊維の張力を低減させ
て張力差を所定張力差以内に調整するので、各繊維の張
力のバラツキは低減すると共に、各繊維の張力を接近さ
せることができるので、互いの繊維の張力は安定し、断
線すること無く回転子の全周に渡って均一力で繊維を巻
回することができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づき
説明する。
【0011】繊維巻回装置で複数本の細径繊維の巻回を
同時に行う場合に、各繊維が張力の上限値で全て巻回さ
れた場合、各繊維が断線の可能性を有するため、回転子
全体として断線の可能性が増加してしまう。また、逆に
下限値で全て巻回された場合は永久磁石の保持の信頼性
が低減する場合がある。本実施例の説明においては、本
実施例の繊維巻回装置の構造の説明に続いて、その装置
において、上述したような現象を回避するための制御
を、まず、参考として説明する。
【0012】図1は本実施例の複数本巻きの繊維巻回装
置の概略構成を示す平面図である。図1に示すように、
繊維巻回装置10は、繊維メーカーから供給される繊維
12を巻回したボビン14を支持するボビン支持部16
と、繊維12に樹脂を含浸させる樹脂含浸槽18と、ワ
ークであるモータの回転子20に繊維12を巻回する繊
維巻回部22等から構成されている。前記ボビン14
は、繊維12として、例えば太さが13μm程度の細径
のガラス繊維を数百本(800本程度)束ねて形成され
るガラス繊維ワイヤを数百メートルを単位として巻回し
た略円筒形を呈している。また、ボビン支持部16は、
ボビン14を巻回軸16a,16bを中心に回動自在に
支持している。このボビン支持部16は回転制御可能な
モータ24とパウダクラッチ(不図示)等のトルク発生
器から成る張力付与部を有し、繊維12が引出される図
中矢印A方向と逆の方向に所定量の回転力を付加してい
る。なお、本実施例の繊維巻回装置10のボビン支持部
16は複数本の繊維12、例えば2本の繊維12a,1
2bを同時に回転子20に巻回するため、2台のボビン
支持部16a,16bを紙面表裏方向に段違いに配置
し、繊維12a,12bは引出し途中で隣接位置に導か
れ回転子20に巻回される。したがって、繊維12は1
本巻に比べて2倍のピッチで回転子20に巻回され、巻
回時間を1/2にすることができる。
【0013】また、樹脂含浸槽18には、例えば熱硬化
性接着剤樹脂が満たされ、各ボビン14a,14bから
引き出された繊維12a,12bは、複数のガイドロー
ラ26a,26b,26cによって、緩やかに曲げられ
樹脂含浸槽18の内部に導かれる。繊維12はガイドロ
ーラ26bの下面側で樹脂が含浸される。
【0014】一方、繊維巻回部22には、表面に図示し
ない永久磁石が借り止めさたモータの回転子20を支持
した定速モータ28が配置され、定速モータ28によっ
て回転子20は定速回転する。この定速モータ28の回
転力は前記ボビン支持部16のモータ24の回転力より
大きく設定され、定速モータ28とモータ24の回転力
の差によって繊維12に張力が与えられる。
【0015】なお、定速モータ28は回転子20を支持
した状態で、サーボモータ等の制御モータ30とボール
ネジ32等から成る定ピッチ送り機構によって図中矢印
B方向に一定ピッチで送られる。従って、回転子20を
定速で回転させつつ、一定ピッチで矢印B方向に送るこ
とによって、樹脂を含浸した繊維12を回転子20に一
定ピッチで巻回することができる。この後、繊維12が
巻回された回転子20を所定時間、所定温度で加熱する
ことによって、樹脂を硬化させ永久磁石を回転子20に
強固に固定する。
【0016】上述のような構成の装置において、参考技
術では、各繊維毎に、その張力を測定する張力測定部
と、該張力測定部の測定結果に基づき各繊維のボビンを
繊維引き出し方向とは逆方向に回転させている各モータ
を関連付けながら制御する制御部を設け、各繊維に張力
の和を用いることによって張力調整を行う。
【0017】繊維12の張力を直接測定する張力測定部
34はボビン支持部16と繊維巻回部22との間、例え
ば樹脂含浸槽18の直前に配置されている。この張力測
定部34は繊維12の下方からローラ等を介して繊維1
2を押上下げている。その時の反力を測定し張力として
いる。この張力測定部34は各繊維12a,12bを測
定する測定子を有し、それぞれの張力を制御部36に供
給する。
【0018】前記張力測定部34は連続的に張力を測定
し、制御部36は所定間隔、例えば3分間隔でモータ2
4の制御を行い張力の調整を実行する。
【0019】モータ24の回転力PはP=r×Tで表さ
れる(r:ボビン16の半径、T:繊維12の張力)。
したがって、回転力Pが一定の場合、繊維12の使用に
よってボビン14の半径rは減少し、繊維12の張力T
は増加する。そのため、張力を一定に保つためには、モ
ータ24の回転力Pの制御が必要になる。そこで、各繊
維の張力Ta,Tbのそれぞれに関して所定に張力範囲、
例えばT=5kgf±0.5kgfになるようにモータ
24の回転力Pを制御する。つまり、tmin=4.5k
gf≦Ta,Tb≦tmax=5.5kgfになるように制
御する。
【0020】図2のフローチャートに示すように、張力
測定部34が張力Ta,Tbを測定する(S101)。ま
ず、従来から行われている張力のフィードバック制御と
同様に、繊維12aの張力Taと上限値tmaxとの比較を
行う(S102)。もし張力Taがtmaxより大きい場合
は、モータ24aの出力を所定量低下させて、張力Ta
が減少するように制御し、再び調整された張力Taを測
定する(S103)。そして再度、上限値tmaxとの比
較を繰り返し行う(S102)。なお、モータ24aの
制御は供給する電流や電圧を変化させることによって行
う。この時の供給電流や電圧の変化率は1〜20%が望
ましい。この比較調整を繰り返し行い張力Taが上限値
tmaxより小さくなったら、下限値tminとの比較を行う
(S104)。もし張力Taがtminより小さい場合は、
モータ24の出力を所定量上昇させて、張力Taが増加
するように制御し、調整された張力Taを測定し(S1
05)、下限値tminとの比較を繰り返し行う(S10
4)。この下限値の調整も繰り返し行い、結果的に繊維
12aの張力TaをTa=5kgf±0.5kgfの範囲
に制御する。次に、繊維12bの張力Tbに関しても同
様にTb=5kgf±0.5kgfに成るように制御す
る(S106〜S109)。
【0021】このように各繊維12a,12b毎に張力
調整を行う場合、張力Ta,Tbが共に、上限張力(tma
x)で巻回される場合がある。繊維12a,12bがそ
れぞれ断線の可能性を有するため全体として断線の可能
性が増加してしまう。また、下限張力(tmin)のみで
巻回される場合は、回転子20の固定される永久磁石の
保持の信頼性を十分に維持できない。そこで、繊維12
aの張力Taと繊維12bの張力Tbとの和を算出し、そ
の和を所定値に維持することにより張力Ta,Tbが共に
上限値または下限値になることを防止している。張力の
和Tは、例えば、T=Ta+Tb=10kgf±0.5k
gfになるようにモータ24の回転力を制御する。つま
り、T1min=9.5kgf≦T≦T1max=10.5kg
fになるように制御する。まず、所定範囲内に調節され
た張力Ta,Tbの和を求める(S110)。そして、張
力和Tと上限値T1maxとの比較を行う(S111)。も
し張力和TがT1maxより大きい場合は、さらに張力Ta
と張力Tbとの比較を行い(S112)、大きい方の張
力を発生させているモータ24の出力を所定量低下させ
て、再度調整された張力Ta,Tbに関して張力和の算出
を行う(S113〜S114)。そして、張力和Tと上
限値T1maxとの比較を行い、張力和Tが上限値T1maxよ
り小さくなるまでこの制御を繰り返し行う。なお、この
場合もモータ24の供給電流や電圧の変化率は1〜20
%が望ましい。また、Ta=Tbの場合は張力Tbを調整
しているがTaを調整しても良い。そして、張力和Tが
上限値T1maxより小さくなったら、張力和Tと下限値T
1minとの比較を同様に行い(S115〜S118)、T
=Ta+Tb=10kgf±0.5kgfになるようモー
タ24の制御を行う。
【0022】このように張力Taと張力Tbとの和を所定
範囲内に調整することによって、各繊維の張力が極端に
変動したり、全ての繊維の張力が最大になったり最小に
なったりすることがなく、互いの繊維の張力は安定し、
断線すること無く回転子の全周に渡って均一力で繊維を
巻回することができる。つまり、繊維12a,12bが
共に上限張力になることが防止され、回転子20全体と
しての断線の発生率を低減することができる。また、繊
維12a,12bが共に下限張力になることが防止さ
れ、回転子20に固定する永久磁石の保持の信頼性を向
上させることができる。このように、繊維の巻回時間を
低減して生産性を向上することができる。また、巻回品
質を向上することができる。
【0023】なお、制御部36による上述のような制御
は、例えば3分毎に行ったが、さらに頻繁に行えば、張
力の変動を最小限にしながら張力調整を行うことが可能
であり、張力変動を小さくすることによりさらに断線の
可能性を低減することができる。
【0024】次に本実施例について具体的に説明する。
本実施例の特徴的事項は、各繊維毎に、その張力を測定
する張力測定部と、該張力測定部の測定結果に基づき各
繊維のボビンを繊維引き出し方向とは逆方向に回転させ
ている各モータを関連付けながら制御する制御部を設
け、各繊維に張力の差を用いることによって張力調整を
行うところである。
【0025】本実施例は張力Taと張力Tbとの差を所定
範囲内に管理することにより、回転子20に繊維12
a,12bを隣接巻回したときに両者の張力差を低減し
断線の発生率を低減させるものである。
【0026】図3のフローチャートは張力差を利用した
制御の後半部分であり、前半部分は図2のフローチャー
トの(S101)〜(S109)と同じである。
【0027】各繊維12a,12bの調整がそれぞれ終
了したら、制御部36は繊維12a,12bの張力差T
=Ta−Tbの算出を行う(S201)。そして、張力差
Tの絶対値と目標張力差範囲T2との比較を行う(S2
02)。この目標張力差範囲T2は、例えば0.5kg
fである。もし、張力差Tの絶対値が目標張力差範囲T
2より大きい場合、張力Taと張力Tbとの比較を行い
(S203)、大きい方の張力を発生させているモータ
24の出力を所定量低下させて、調整された張力Ta,
Tbに関して張力差Tの算出を再度行う(S204〜S
205)。そして、張力差Tの絶対値と目標張力差範囲
T2との比較を行い(S202)、張力差Tが目標張力
差T2より小さくなるまで繰り返し制御を行う。
【0028】このように、繊維12aと繊維12bとの
張力差を所定範囲内に管理することによって、繊維12
aと繊維12bが隣接した場合でも両者の張力の差は小
さく、繊維に含浸した樹脂を加熱硬化させる時に隣接部
分の膨脹・収縮条件をほぼ同じにすることができるので
膨脹・収縮条件の違いから繊維12の断線が発生するこ
とを防止することができる。
【0029】前述した参考例及び、実施例において、ボ
ビン14に巻回された繊維12が引き出されるときに一
方向に引き出されるとボビン14の端部に巻回された繊
維12はボビン14上を滑りながら引き出し位置、例え
ばボビン14の中央付近に移動する。したがって、繊維
12はボビン幅分だけ常に振れ動くことになる。そのた
め、ボビン14の下層に巻回されている繊維と擦れ合う
結果、摩擦抵抗が上昇し断線してしまう。そこで、図4
(a)に示すようにボビン支持部と繊維巻回部との間、
つまりボビン14に隣接した位置に、繊維12の巻回位
置に応じて図中矢印C方向に移動可能な繊維ガイド部3
8を配置している。この繊維ガイド部38のローラ部4
0は、図4(b)に示すように軸部42を滑らかに矢印
C方向に摺動できるようにボールベアリング40aを有
している。したがって、ローラ部40は繊維12が引き
出されるときに繊維12の引出し位置に追従して移動
し、繊維12の引き出しに伴って該繊維12がボビン1
4上を滑ることを防止することが可能になり、繊維にか
かる負荷が低減され、張力が安定するとと共に、摩擦に
よる繊維12の断線を防止することができる。また、繊
維の巻回時間を低減して生産性を向上することができる
と共に、巻回品質を向上することができる。
【0030】また、図5に示すように、樹脂含浸槽18
等の前に移動可能なボビンガイド部38を複数設けるこ
とによって、繊維12の引き出し距離を長くすることが
できる。この結果、繊維12の引き出しによる該繊維1
2振れ角度を小さくすることが可能になり、さらに断線
を低減することができる。
【0031】また、繊維12の断線は、繊維巻回装置の
改良と共に、図6、図7に示すように回転子20の形状
を変更することによって、繊維12を高張力で巻回した
場合でも断線を低減することができる。
【0032】回転子20は図6(a)に示すように、ケ
イ素鋼板で形成された複数の薄板20aを重ね合わせて
形成され、その周囲に永久磁石44aが繊維12によっ
て固定される。この時、図6(b)に示すように薄板2
0aの表面に樹脂ゴム接着剤46をコーティングするこ
とによって、薄板20a表面の凹凸や薄板20a接合部
の隙間を排除できるので、凹凸部のエッジや隙間によっ
て、高張力で巻回されている繊維12が断線することを
防止することができる。また、図7(a)に示すように
永久磁石44aのエッジ部に樹脂ゴム接着剤46をコー
ティングすることによって同様に断線を防止することが
できる。さらに、図7(b)、図7(c)に示すように
永久磁石のエッジ部の上端44bや下端44cに大きめ
のR、例えばR=1mm程度を設けることによって断線
の防止を良好に行うことができる。
【0033】上述の説明においては、本実施例では2本
の繊維を隣接して回転子に巻回した例を示したが、回転
子の両端から中央に向かって繊維を巻回しても同様の効
果を得ることができる。また、2本以上複数の繊維で巻
回した場合でも同様の効果を得ることができる。
【0034】さらに、上述の説明においては、モータの
回転子に繊維を巻回する例を示したが、他のワーク、例
えばトランスのコイル等にワイヤー等を巻回する場合に
も断線不良を低減させる同様な効果を得ることができ
る。
【0035】
【発明の効果】本発明の繊維巻回装置によれば、張力測
定部の測定結果に基づき張力付与部の張力付与調整を行
う制御部は、各測定張力の差を所定張力差以内に維持す
るので、各繊維の張力のバラツキは低減すると共に、各
繊維の張力を接近させることができるので、互いの繊維
の張力は安定し、回転子の全周に渡って均一力で繊維を
巻回することができるので、繊維の断線を防止すると共
に、繊維の巻回時間を低減して生産性を向上することが
できる。また、巻回品質を向上することができる。 Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fiber winding apparatus for winding a fiber around a work, and more particularly, to a method for simultaneously drawing a plurality of small diameter fibers from a bobbin to a work. The present invention relates to an improvement in a fiber winding device that winds while maintaining tension. 2. Description of the Related Art Conventionally, a wire or fiber wound on a bobbin is drawn from the bobbin, and the drawn wire or fiber is wound around a work, for example, a core or bobbin of a motor or a transformer, etc. a predetermined number of times. Techniques for performing adjustment and durability strength adjustment are known. For example, in JP-A-61-1246, a permanent magnet is arranged on the rotor surface of a motor, and a fiber impregnated with a thermosetting resin is wound over the permanent magnet,
There is disclosed a technology in which the fibers are heated and cured to fix a permanent magnet to a rotor of a motor to improve the durability of the rotor. In this case, since the rotor of the motor rotates at high speed, it is required that the permanent magnet be firmly fixed with a uniform force over the entire circumference of the rotor so that the permanent magnet is not scattered by centrifugal force during rotation. . Further, since the space between the rotor and the stator of the motor has a great effect on the torque generated by the motor, it is desirable to secure a predetermined space distance. Therefore, the fibers used are not bulky during winding,
It is required that it can be wound firmly. for that reason,
The fiber wound around the rotor is, for example, a glass fiber wire (hereinafter simply referred to as a fiber) formed by bundling several hundred (about 800) thin glass fibers having a thickness of about 13 μm.
By applying a high tension to the fiber using the method described above, the fiber is thinly and firmly wound around the rotor. However, when a fiber is wound around a rotor, a high tension is applied to the fiber, so that when the fiber is wound at a high speed, a load is applied to the fiber and the fiber is disconnected. For this reason, the winding operation must be performed at a low speed, and there is a problem that winding takes a long time and productivity is low. [0004] Therefore, the winding range of the rotor is increased by winding a plurality of fibers, for example, two or three fibers at the same time, and reducing the winding time by 1 /.
So-called multiple winding, which is reduced to 2/3, is performed. [0005] However, in conventional multiple winding, tension management of the fiber is performed for each fiber by using a tension measuring device or the like. For example, when performing two windings using two fibers, a tension measuring device is disposed for each fiber, and the tension is individually controlled based on the measurement result. [0006] Since the tension fluctuation of the fiber occurs continuously,
In the case of this winding, the variation in the tension of the adjacent portion is small, but in the case of a plurality of windings, there is no correlation between the tensions of the fibers, and the variation in the tension of the adjacent portion may be large.
When there is a large variation in the tension of the adjacent portion, there is a problem that when the resin impregnated in the fiber is heated and cured, the fiber is liable to be broken due to a difference in expansion and contraction conditions of the fiber in the adjacent portion. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and it is possible to reduce the variation in tension of a plurality of fibers, balance each other, and wind the fibers around a work without disconnecting the fibers. It is an object to provide a fiber winding device. [0008] According to an aspect of the present invention in order to achieve the above object, in a fiber winding apparatus for winding a small diameter fibers of several multiple simultaneously work, by winding a thin fiber A plurality of bobbin support portions rotatably supporting the bobbin, a tension applying portion connected to each bobbin support portion for applying a predetermined tension to the small diameter fiber drawn from each bobbin, and a predetermined tension pulled out from the bobbin A fiber winding section for winding the fine fiber to be wound around the work, and a plurality of tension measuring sections for measuring the tension of each fine fiber,
The difference in tension between the two fine fibers measured by the tension measuring unit is
If the tension difference is larger than the predetermined tension difference,
Predetermined tension difference by reducing tension of large-diameter small-diameter fiber
And a controller for performing tension application adjustment within the force difference.
And wherein and the son-in-law. [0009] According to [action] above Ki構 formation, control unit for tensioning adjustment of the tension applying portion based on the measurement result of the tension measurement unit so as to maintain the difference between the measured tension within a predetermined tension difference , Two fine
Find the tension difference of the diameter fiber, and the difference is larger than the specified tension difference.
If the tension is high, reduce the tension
Since the tension difference is adjusted within the predetermined tension difference , the dispersion of the tension of each fiber is reduced, and the tension of each fiber can be made closer, so that the tension of each fiber is stable, and the fibers rotate without breaking. The fiber can be wound with a uniform force over the entire circumference of the child. Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. [0011] A plurality of small diameter fibers are wound by a fiber winding device.
When performed simultaneously, all fibers are wound at the upper limit of the tension.
If each fiber is broken,
As a whole, the possibility of disconnection increases. Also, conversely
The reliability of holding the permanent magnet when all are wound at the lower limit
May be reduced. In the description of this embodiment,
Following description of the structure of the fiber winding device of the embodiment,
Control to avoid the above phenomenon
Will be described first for reference. FIG . 1 is a plan view showing a schematic configuration of a multi-filament fiber winding device of the present embodiment. As shown in FIG.
The fiber winding device 10 includes a bobbin support portion 16 that supports a bobbin 14 on which a fiber 12 supplied from a fiber maker is wound.
And a resin impregnation tank 18 for impregnating the fiber 12 with a resin, a fiber winding part 22 for winding the fiber 12 around a rotor 20 of a motor as a work, and the like. The bobbin 14
Has a substantially cylindrical shape in which, for example, a glass fiber wire formed by bundling several hundred (about 800) thin glass fibers having a diameter of about 13 μm and being bundled in units of several hundred meters is used as the fiber 12. ing. Also, the bobbin support 16 is
The bobbin 14 is supported rotatably about the winding shafts 16a and 16b. The bobbin support 16 has a motor 24 whose rotation can be controlled, and a tension applying portion composed of a torque generator such as a powder clutch (not shown). The bobbin support 16 is located in a direction opposite to the direction indicated by the arrow A in FIG. A fixed amount of torque is added. In addition, the bobbin support part 16 of the fiber winding device 10 of the present embodiment has a plurality of fibers 12, for example, two fibers 12a, 1a.
In order to wind 2b around the rotor 20 at the same time, the two bobbin support portions 16a, 16b are arranged stepwise in the front and back directions on the paper surface, and the fibers 12a, 12b are guided to adjacent positions during the drawing and wound around the rotor 20. Is done. Therefore, the fiber 12 is 1
It is wound around the rotor 20 at twice the pitch of the main winding, and the winding time can be reduced to half. The resin impregnation tank 18 is filled with, for example, a thermosetting adhesive resin, and the fibers 12a, 12b drawn out of the bobbins 14a, 14b are gently moved by a plurality of guide rollers 26a, 26b, 26c. And guided into the resin impregnation tank 18. The fiber 12 is impregnated with resin on the lower surface side of the guide roller 26b. On the other hand, a constant speed motor 28 which supports a motor rotor 20 whose surface is borrowed with a permanent magnet (not shown) is disposed in the fiber winding section 22. The constant speed motor 28 controls the rotor 20 at a constant speed. Rotate fast. The rotational force of the constant-speed motor 28 is set to be larger than the rotational force of the motor 24 of the bobbin support portion 16, and tension is applied to the fiber 12 by the difference between the rotational forces of the constant-speed motor 28 and the motor 24. The constant-speed motor 28 is fed at a constant pitch in the direction of arrow B in the drawing by a constant-pitch feed mechanism including a control motor 30 such as a servomotor and a ball screw 32 while supporting the rotor 20. Accordingly, the resin-impregnated fibers 12 can be wound around the rotor 20 at a constant pitch by rotating the rotor 20 at a constant speed and feeding it in the direction of arrow B at a constant pitch. Thereafter, the rotor 20 around which the fiber 12 is wound is heated at a predetermined temperature for a predetermined time, whereby the resin is cured and the permanent magnet is firmly fixed to the rotor 20. In the apparatus having the above configuration, the reference technique
In operation, for each fiber, control is performed while associating a tension measuring unit that measures the tension with each motor that rotates the bobbin of each fiber in the direction opposite to the fiber drawing direction based on the measurement result of the tension measuring unit. a control unit for providing, intends line tension adjusted by using the sum of the tension in the fibers. A tension measuring section 34 for directly measuring the tension of the fiber 12 is disposed between the bobbin supporting section 16 and the fiber winding section 22, for example, immediately before the resin impregnation tank 18. The tension measuring unit 34 is provided below the fiber 12 via a roller or the like.
2 up and down. The reaction force at that time is measured and defined as tension. The tension measuring section 34 has a measuring element for measuring each of the fibers 12a and 12b, and supplies each tension to the control section 36. The tension measuring section 34 continuously measures the tension, and the control section 36 controls the motor 2 at predetermined intervals, for example, at intervals of 3 minutes.
The control of 4 is performed to adjust the tension. The rotational force P of the motor 24 is represented by P = r × T (r: radius of the bobbin 16, T: tension of the fiber 12).
Therefore, when the rotational force P is constant, the radius r of the bobbin 14 is reduced by the use of the fiber 12, and the tension T of the fiber 12 is reduced.
Increases. Therefore, in order to keep the tension constant, it is necessary to control the rotational force P of the motor 24. Therefore, a predetermined tension range for each of the tensions Ta and Tb of each fiber,
For example, the rotational force P of the motor 24 is controlled so that T = 5 kgf ± 0.5 kgf. That is, tmin = 4.5k
Control is performed so that gf ≦ Ta and Tb ≦ tmax = 5.5 kgf. As shown in the flowchart of FIG. 2, the tension measuring section 34 measures the tensions Ta and Tb (S101). First, the tension Ta of the fiber 12a is compared with the upper limit value tmax in the same manner as the conventional tension feedback control (S102). If the tension Ta is larger than tmax, the output of the motor 24a is reduced by a predetermined amount, and the tension Ta is reduced.
Is reduced, and the adjusted tension Ta is measured again (S103). Then, the comparison with the upper limit value tmax is repeated again (S102). The control of the motor 24a is performed by changing the supplied current and voltage. At this time, the change rate of the supply current or the voltage is preferably 1 to 20%. When the comparison and adjustment are repeated and the tension Ta becomes smaller than the upper limit value tmax, a comparison with the lower limit value tmin is performed (S104). If the tension Ta is smaller than tmin,
The output of the motor 24 is increased by a predetermined amount, the tension Ta is controlled to increase, and the adjusted tension Ta is measured (S1).
05), the comparison with the lower limit value tmin is repeatedly performed (S10).
4). This lower limit is also adjusted repeatedly, and as a result, the tension Ta of the fiber 12a is controlled in the range of Ta = 5 kgf ± 0.5 kgf. Next, the tension Tb of the fiber 12b is similarly controlled so that Tb = 5 kgf ± 0.5 kgf (S106 to S109). When the tension is adjusted for each of the fibers 12a and 12b in this manner, the tensions Ta and Tb are both set to the upper limit tension (tma).
x). Since the fibers 12a and 12b each have a possibility of disconnection, the possibility of disconnection increases as a whole. Further, when the winding is performed only with the lower limit tension (tmin), the reliability of holding the permanent magnet fixed to the rotor 20 cannot be sufficiently maintained. Therefore, textiles 12
calculates the sum of the tension Tb in a tension Ta and fibers 12b, tension Ta by maintaining the sum to a predetermined value, Tb are both prevented Rukoto such an upper limit value or the lower limit value. The sum T of Zhang force, for example, T = Ta + Tb = 10kgf ± 0.5k
controlling the rotational force of the motor 24 to so that such a gf. That is, T1min = 9.5 kgf ≦ T ≦ T1max = 10.5 kg
control to be f. First, the sum of the tensions Ta and Tb adjusted within a predetermined range is obtained (S110). Then, the tension sum T is compared with the upper limit T1max (S111). If the tension sum T is greater than T1max, the tension Ta
Is compared with the tension Tb (S112), the output of the motor 24 generating the larger tension is reduced by a predetermined amount, and the tension sum is calculated again for the tensions Ta and Tb adjusted again (S113 to S113). S114). Then, the tension sum T is compared with the upper limit T1max, and this control is repeated until the tension sum T becomes smaller than the upper limit T1max. Also in this case, the rate of change of the supply current and voltage of the motor 24 is 1 to 20.
% Is desirable. When Ta = Tb, the tension Tb is adjusted, but Ta may be adjusted. When the tension sum T becomes smaller than the upper limit T1max, the tension sum T and the lower limit T are set.
Comparison with 1 min is similarly performed (S115 to S118), and T
= Controls the so that the motor 24 such to Ta + Tb = 10kgf ± 0.5kgf. By adjusting the sum of the tension Ta and the tension Tb within a predetermined range as described above, the tension of each fiber becomes extremely high.
Fluctuates or maximizes or minimizes the tension of all fibers
It does not lose, the tension of each fiber is stable,
With uniform force over the entire circumference of the rotor without disconnection
Can be wound. That is, both the fibers 12a and 12b are prevented from reaching the upper limit tension, and the occurrence rate of disconnection of the entire rotor 20 can be reduced. Also,
It is prevented that both fibers 12a and 12b reach the lower limit tension.
To improve the reliability of holding the permanent magnet fixed to the rotor 20.
Can be up. Thus, the winding time of the fiber
It is possible to reduce and improve the productivity. Also, wound products
Quality can be improved. The above-described control by the controller 36 is performed, for example, every three minutes. However, if the control is performed more frequently, the tension can be adjusted while minimizing the fluctuation of the tension. By reducing the fluctuation, the possibility of disconnection can be further reduced. Next, this embodiment will be described specifically.
The characteristic feature of this embodiment is that the tension of each fiber is measured.
Tension measuring unit to perform, and based on the measurement result of the tension measuring unit,
Rotate the fiber bobbin in the direction opposite to the fiber
A control unit that controls each motor
The tension adjustment by using the difference in tension for each fiber.
It is about to do. The present real施例by managing the difference between the tension Ta and tension Tb in a predetermined range, the fibers 12 to the rotor 20
When a and 12b are wound adjacent to each other, the difference in tension between the two is reduced to reduce the incidence of disconnection. The flowchart of FIG. 3 is the latter half of the control using the tension difference, and the first half is the same as (S101) to ( S109 ) of the flowchart of FIG. When the adjustment of each of the fibers 12a and 12b is completed, the controller 36 sets the tension difference T between the fibers 12a and 12b.
= Ta-Tb is calculated (S201). Then, the absolute value of the tension difference T is compared with the target tension difference range T2 (S2).
02). The target tension difference range T2 is, for example, 0.5 kg
f. If the absolute value of the tension difference T is equal to the target tension difference range T
If it is larger than 2, the tension Ta and the tension Tb are compared (S203), and the output of the motor 24 that generates the larger tension is reduced by a predetermined amount to adjust the adjusted tension Ta,
The tension difference T is calculated again with respect to Tb (S204 to S204).
205). Then, the absolute value of the tension difference T is compared with the target tension difference range T2 (S202), and the control is repeated until the tension difference T becomes smaller than the target tension difference T2. As described above, by controlling the tension difference between the fibers 12a and 12b within a predetermined range,
Even when a and the fiber 12b are adjacent to each other, the difference in tension between the two is small, and when the resin impregnated in the fiber is cured by heating, the conditions for expansion and contraction of the adjacent portion can be made almost the same. The occurrence of disconnection of the fiber 12 can be prevented. In the above-described reference example and embodiment, when the fiber 12 wound around the bobbin 14 is pulled out in one direction when the fiber 12 is pulled out, the fiber 12 wound around the end of the bobbin 14 moves on the bobbin 14. It moves to the drawer position, for example, near the center of the bobbin 14 while sliding. Therefore, the fiber 12 always swings by the width of the bobbin. For this reason, as a result of rubbing with the fiber wound on the lower layer of the bobbin 14, the frictional resistance increases and the wire breaks. Therefore, FIG.
As shown in (a), between the bobbin support portion and the fiber winding portion,
That is, the fiber guide portion 3 which can move in the direction of arrow C in the figure according to the winding position of the fiber 12 is provided at a position adjacent to the bobbin 14.
8 are arranged. Roller part 4 of this fiber guide part 38
No. 0 has a ball bearing 40a so that the shaft portion 42 can slide smoothly in the direction of arrow C as shown in FIG. Therefore, when the fiber 12 is pulled out, the roller portion 40 moves following the drawing position of the fiber 12, and the fiber 12
4 it is possible to prevent sliding on, or in fiber
This reduces load, stabilizes tension, and reduces friction.
According it is possible to prevent disconnection of the fiber 12. Also,
Can reduce the winding time of fiber and improve productivity
At the same time, the winding quality can be improved. Further, as shown in FIG.
By providing a plurality of movable bobbin guides 38 before the operation, etc., the drawing distance of the fiber 12 can be increased. As a result, the fiber 1
(2) The deflection angle can be reduced, and the disconnection can be further reduced. The disconnection of the fiber 12 can be prevented by changing the shape of the rotor 20 as shown in FIGS. 6 and 7 together with the improvement of the fiber winding device, so that the fiber 12 is wound with high tension. Disconnection can be reduced. As shown in FIG. 6A, the rotor 20 is formed by laminating a plurality of thin plates 20a formed of a silicon steel plate, and a permanent magnet 44a is fixed by the fibers 12 around the thin plates 20a. At this time, as shown in FIG.
By coating the resin rubber adhesive 46 on the surface of the thin plate 20a, the unevenness on the surface of the thin plate 20a and the gap at the joint of the thin plate 20a can be eliminated. Can be prevented from being disconnected. Also, as shown in FIG. 7A, by coating the edge of the permanent magnet 44a with a resin rubber adhesive 46, disconnection can be similarly prevented. Further, as shown in FIGS. 7 (b) and 7 (c), a large R, for example, R = 1 mm is provided at the upper end 44b and the lower end 44c of the edge portion of the permanent magnet to prevent disconnection satisfactorily. Can be. In the above description, the present embodiment shows an example in which two fibers are wound around the rotor adjacent to each other. However, the same applies when the fibers are wound from both ends of the rotor toward the center. The effect can be obtained. Further, the same effect can be obtained even when wound with two or more fibers. Further, in the above description, the example in which the fiber is wound around the rotor of the motor has been described . However, even when winding a wire or the like around another work, for example, a coil of a transformer, the disconnection failure is reduced. A similar effect can be obtained. According to the fiber winding device of the present invention, the control unit that adjusts the tension of the tension applying unit based on the measurement result of the tension measuring unit sets the difference between the measured tensions within a predetermined tension difference. , The dispersion of the tension of each fiber is reduced, and the tension of each fiber can be brought close to each other, so that the tension of each fiber is stable and the fibers are uniformly distributed over the entire circumference of the rotor. Since the fiber can be wound, breakage of the fiber can be prevented, and the winding time of the fiber can be reduced to improve the productivity. Further, the winding quality can be improved .
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る繊維巻回装置の概略構成を説明
する平面図である。
【図2】 本発明に係る繊維巻回装置を用いる参考例の
フローチャートである。
【図3】 本発明に係る繊維巻回装置の実施例のフロー
チャートである。
【図4】 本発明に係る繊維巻回装置の繊維ガイド部を
説明する説明図である。
【図5】 本発明に係る繊維巻回装置の繊維ガイド部の
配置を説明する説明図である。
【図6】 繊維の断線を低減する回転子形状を説明する
説明図である。
【図7】 繊維の断線を低減する回転子形状を説明する
説明図である。
【符号の説明】
10 繊維巻回装置、12 繊維(細径繊維)、14
ボビン、16 ボビン支持部、18 樹脂含浸槽、20
回転子(ワーク)、22 繊維巻回部、24モータ、
26a,26b,26c ガイドローラ、34 張力測
定部、36制御部、38 繊維ガイド部、40 ローラ
部。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a plan view illustrating a schematic configuration of a fiber winding device according to the present invention. FIG. 2 is a flowchart of a reference example using the fiber winding device according to the present invention. It is a flowchart of the real施例fiber winding apparatus according to the present invention; FIG. FIG. 4 is an explanatory view illustrating a fiber guide portion of the fiber winding device according to the present invention. FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an arrangement of a fiber guide portion of the fiber winding device according to the present invention. FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a rotor shape that reduces fiber breakage. FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a rotor shape that reduces fiber breakage. [Description of Signs] 10 Fiber winding device, 12 fibers (fine fiber), 14
Bobbin, 16 bobbin support, 18 resin impregnation tank, 20
Rotor (work), 22 fiber winding section, 24 motor,
26a, 26b, 26c Guide rollers, 34 tension measuring section, 36 control section, 38 fiber guide section, 40 roller section.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01F 41/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01F 41/06
Claims (1)
する繊維巻回装置において、 細径繊維を巻回したボビンを回動自在に支持する複数の
ボビン支持部と、 各ボビン支持部に接続され各ボビンから引出される細径
繊維に所定張力を与える張力付与部と、 所定の張力を有しボビンから引出される細径繊維をワー
クに巻回する繊維巻回部と、 各細径繊維の張力を測定する複数の張力測定部と、前記張力測定部で測定された2本の細径繊維の張力差を
求め、その張力差が所定張力差より大きい場合、張力の
大きい側の細径繊維の張力を低減させて張力差を所定張
力差以内に調整する 張力付与調整を行う制御部と、を 含むことを特徴とする繊維巻回装置。(57) [Claim 1] In a fiber winding device for simultaneously winding a plurality of fine fibers around a work, a plurality of bobbins around which the fine fibers are wound are rotatably supported. A bobbin supporting portion, a tension applying portion connected to each bobbin supporting portion and applying a predetermined tension to the thin fiber drawn from each bobbin, and a fine fiber having a predetermined tension and drawn from the bobbin wound around the work Fiber winding section, a plurality of tension measuring sections for measuring the tension of each fine fiber, and the tension difference between the two small diameter fibers measured by the tension measuring section.
If the tension difference is larger than the predetermined tension difference,
Predetermined tension difference by reducing tension of large-diameter small-diameter fiber
A fiber winding device , comprising: a control unit for performing tension application adjustment for adjusting within a force difference .
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