JPS59217566A - 自動ブレ−キ力調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 本発明は、巻線機の供給スプールから被供給スプールに
線材を整列巻取すする場合において、供給スプールのブ
レーキ力を自動的に調節する装置に利用される。

（１） 口、従来技術 例えば、自動溶接機においては、溶接材である鉄等の線
材の供給に着脱自在のスプールを用い、線材が使用され
て空になる毎に、線材を所定量巻付けた新なスプールと
交換することにより作業能率を向上させている。このス
プールには自動溶接機の溶接動作を均一化するために、
線材が一定の張力で積層・整列巻きされていることが要
求される。

通常、このスプールには大量の線材が巻かれた大径の供
給スプールから巻線機を用いて線材が小分けして巻取ら
れる。

このような従来の巻線機は、第１図に示すように大径の
供給スプール（１）を回転させる供給ｔａ　（２）と、
小径のスプール（３）を回転させる巻切り機（４）と、
供給スプール（１）から巻取り側のスプール（３）に走
行して来た線材（５）を整列巻きするために案内するト
ラバース機構（６）と、線材（５）を一定速度、一定張
力で巻くための張力制御装置（７）と、供（２） 給スプール（１）から巻取リスブール（３）に巻取られ
る線材（５）の走行速度検出器（８）と、供給機（２）
の回転速度を検出するタコジェネータ（９）等から構成
される。

そして供給機（２）から巻取り機（４）に走行する線材
（５）の速度は一定に制御され、かつ第２図に示すよう
に巻取り側のスプール（３）の一回転に対しトラバース
機構（６）が線材（５）の−直径分、走行方向に垂直に
スライドすることにより、巻取り側のスプール（３）に
線材（５）の多層整列巻きをしている。ここで、上記ト
ラバース機構（６）には第２図に示すようにガイド幅調
節機構（１０）が設けられており、線材径に応じてガイ
ド幅を簡単に調節することができる。

即ち第３図（ａ）、第３図（ｂ）に示すように、ガイド
幅調節機構（１０）は２本に平行に立ったレッド（１１
）　　、（１１）の各々に割線カラー（１２）　　（１
２）を回動可能に偏心取り付けたもので、割線カラー（
１２）　　（１２）はボルト（１３）・１（３） （１３）でレッド（１１）　　（１１）に締め付は固定
される。そして線材（５）が２個の割線カラー（１２）
　　（１２）に挟まれてガイドされるように、各割線カ
ラ＝（１２）　　（１２）を適宜回動することにより、
線材（５）の直径に応じて各割線カラー　（１２）　　
（１２）間を最適なガイド幅に無段階に調節した後、ボ
ルト（１３）　　（１３）で、各割線カラー（１２）　
　（１２）をレッド（１１）　　（１１）に固定する。

この時、各割線カラー（１２）　　（１２）はレッド（
１１）（１１）（１１）の高さ方向にも調節可能である
。

ところで、このような上記巻線機において巻取り終了時
等に供給スプール（１）にブレーキをかけて、これを停
止させる場合、供給スプール（１）の重さは満巻の状態
から線材（５）が巻線機に供給されて減少するにつれて
減少し、同時に供給スプール（１）の運動エネルギーも
減少する。従ってブレーキ力をいつも同しにしておくと
、供給スプール（１）の線材残量によってブレーキの効
き方が変化し、供給スプール（４） （１）が急停止したり、オーバーランしたりする。その
ため、従来供給スプール（１）の線材（５）の残量を人
が目で見て、ブレーキ力を加減していたが、運動エネル
ギーは連続的に減少するのに対し、ブレーキ力は段階的
にしか加減できず、適切なブレーキの効き方が得られな
い場合がある。

ハ０発明の目的 本発明の０目的は、巻線機の供給スプールから被供給ス
プールに線材を整列巻取すする場合において、供給スプ
ールに加えられるブレーキ力を、線材残量に応じて自動
的に調節することにより、常に適切なブレーキ力が連続
的に得られるようにすることである。

二１発明の構成 本発明に係る自動ブレーキ力調節装置は、線材が定速度
で送り出される供給スプールの回転数を検出するタコジ
ェネレーターと、その出力を該供給スプールに巻かれて
いる線材の残量に対応する電気信号、例えば巻かれてい
る線材の（５） 運動エネルギーに対応する電気信号に変換する変換器と
、前記変換器の電気信号を空圧信号に変換する電−中度
換器と、該電−空変換器の空圧信号を油圧に増幅する空
圧−油圧変換器と、該油圧に応じて、前記供給スプール
に適切なブレーキ力を連続的に加えるディスクブレーキ
とから成ることを特徴とする。

ホ、実施例 本発明に係る巻線機の自動ブレーキ力調節装置の一実施
例を第４図に示すブロック線図から説明する。即ち、本
発明の自動ブレーキ力調節装置は、第１図の巻線機（１
４）の供給スプール　、（１）に設けられるものである
が、その構成を示す第４図において（１５）は供給スプ
ール（１）のモーター（２）の■軸速度を検出するタコ
ジェネレーター（９）と、その出力を供給スプール（１
）に巻かれている線材（５）の残量に対応する電気信号
に変換する変換ｔ２１！　（１７）とから成るワイヤー
残量検出器であり、これにより供給スプール（１）に巻
かれている線材（５）の（６） 残量を検出する。このワイヤー残量検出器（１５）は従
来、張力制御装置（７）に設けられているものであり、
供給スプール（１）に巻かれている線材（５）の残量に
対応する量、例えばその巻外径等を検出するものである
が、第４図に示す実施例では供給スプール（１）に巻か
れている線材（５）の残量の運動エネルギーを残量に対
応する量とする。つまり供給スプール（１）に巻かれて
いる線材（５）の運動エネルギーをＥ、慣性モーメント
をＩ、角速度をωとすると、Ｅ＝％■ｄで表されるが、
ωはタコジェネレーター（９）で求められる。そして巻
かれている線材（５）を中空円筒と見なし、外径をＲ１
内径をｒ、’Ｘ！ｊｆｆｌをＭとすると、Ｉ　＝Ｍ／　
２　　（１？”＋　ｒ”）となる。また巻かれている線
材（５）の巻き幅をｌ、密度をρとすると、Ｍ−πρ＃
（Ｒ２−ｒ）となり、線材（５）・の残量に対し、供給
スプール（１）の質量を無視すると、Ｅ＝％・πρｌ／
２（Ｒ”　　ｒ’）　　（Ｒ２＋ｒ２）　ａｉ”となる
。こコテ線材？　　　　　　　　（５）の巻き戻しの走
行速度をＶとすると、■（７） は一定に制御されているため、Ｒ＝Ｖ／ωより、Ｒが求
められ、π、ρ、１２．ｒはそれぞれ一定であるので、
タコジェネレーター（９）でωを求め、これより変換器
（１７）において線材（５）の残量に対応する量として
の運動エネルギーに対応する電気信号に変換し、変換器
（１７）からこれを出力する。

そして（１Ｂ）は電−突変換器であり、変換器（１７）
から出力さる電気信号を空気圧の信号に変換し、ここか
ら出力される空圧信号は空圧−油圧変換器（１９）に入
って、油圧に変換され、ディスクブレーキ（２０）を作
動させる。従ってディスクブレーキ（２０）には、常に
線材（５）の残量に対応したブレーギ力が与えられるこ
とになる。

このような自動ブレーキカ弱節装置を設けた供給スプー
ル（１）の概略的構成を示せば第５図のようになる。第
５図において（１）は供給スプールであり、線材（５）
が巻かれている。

そして、その一端にはベアリング（２１）が着脱（８） 自在に嵌着されており、他端にはこれに嵌合する突起（
２２°）を一体形成した円板部材（２２）が着脱自在に
嵌着されている。そしてベアリング（２１）には、ハン
ドル（２３’　）を有するメネジ（２３）に螺合してい
るオネジ（２４）が固定されており、オネジ（２４）は
、ギヤ（２５）に軸支されている。従ってメネジ（２３
）を手動で回転させれば、その回転方向に応じてオネジ
（２４）は出入りし、ベアリング（２１）が供給スプー
ル（１）の一端に対し着脱可能になる。又円板部材（２
２）は、モーター（２）の回転軸に固定されるがモータ
ー（２）の回転軸には、ディスク（２０ａ）が固定され
ている。つまりオネジ（２４）を回転させて、ベアリン
グ（２１）を供給スプール（１）から離せば、供給スプ
ール（１）は円板部材（２２）から離脱し、逆に供給ス
プール（１）の一端に突起（２２”）を嵌合させて、円
板部材（２２）を嵌着し、他端にベアリング（２１）を
嵌着させ、メネジ（２３）を回転することによりオネジ
（２４）を供給スプール（１）側（９） に締め付ければ、モーター（２）の回転は円板部材　（
２２）により、供給スプール（１）に伝達される。

次にモーター（２）にはタコジェネレーター（９）が接
続されζおり、その回転速度を検出する。そしてディス
ク（２０ａ）に空圧−油圧変換器（１９）からの油圧で
作動するブレーキシュー（２０ｂ）による制動力が加わ
り、供給スプール（１）にブレーキがかかることになる
。

又変換器（１７）は電気回路で構成されるが、電−突変
換器（１８）の−例を示せば第６図のようになる。即ち
、第６図に示す電−突変換器（１８）の内部の電流信号
を空気圧信号に変換する機構は磁界中を自由に動くこと
ができるムービングコイル（１８ａ）と、ノズル（ｌＢ
ｂ）及びフラッパ（１８ｃ）とで構成されている。ムー
ビングコイル（１８ａ）とフラッパ（１８Ｃ）とは可動
板（１８ｄ）で連結されており、ムービングコイル（１
８ａ）の動きに応じてノズル（１８ｂ　）とフラッパ（
１８Ｃ）の間隔が変化するような機構（１０） になっている。そしてムービングコイル（１８ａ）に電
流が流れると、それに比例した下向きの力が発生しノズ
ル（１８ｂ　）とフラッパ（１８Ｃ）の間隔を狭め、ノ
ズル背圧が上昇する。ノズル背圧の受圧力とムービング
コイル（１８ａ）の推力は、ある変位点において平衡す
ることになり、電流信号に比例したノズル背圧になる。

そして上記機構の他に一般工業用空気圧機器に必要な流
量・圧力を確保するボリュームブースタ（１８ｅ）が内
蔵されており、上記ノズル背圧をパイロット圧として流
量・圧力の増幅を行い出力（１８ｆ　）となって空圧−
油圧変換器（１９）へ伝送する。

更に空圧−油圧変換器（１９）の−例を示せば第７図の
ようになる。即ち、第７図において電−突変換器（１８
）からの空圧信号はシリンダー（１９ａ）内へ矢印（Ａ
）方向に入り、ピストン（１９ｂ　）を押圧することに
より油圧室（１９Ｃ）の油圧を上げる。この油圧が油圧
室（１９ｄ）に伝わると、油圧室（１９ｄ　’）の油圧
が上がり、矢印（Ｂ）のようにピストン（１９ｅ　）　
が移動し、（１１） 両側から直接パッド（１９ｆ　）をディスク（２０ａ）
に圧着する。そしてピストン（１９ｅ）が動くと同時に
、ピストン（１９ｇ　）は矢印（８゛）のように左に移
動する。この動きはパッドガイドプレート（１９ｈ　）
を（Ｂ゛）方向に動がし、バンドガイドプレート（１９
ｈ　）によってパッド（１９１）ヲパッド（１９ｆ）と
逆の方向がらディスク（２０ａ）を圧着させ制動する。

上記構成に基づき、本発明に係る自動ブレーキ力関節装
着によれば、供給スプール（１）には次のようにしてブ
レーキかがけられる。即ち、供給スプール（１）から線
材（５）の送り出しが進むにつれて、供給スプール（１
）の運動エネルギーは減少するため、それに応じて供給
スプール（１）に加わるブレーキ力を連続的に調節する
のであるが、第４図において、まずワイヤー残量検出器
（１５）によって供給スプール（１）に巻かれている線
材残量に対応する量、例えば供給スプール（１）の運動
エネルギーに対応する電気信号が出力される。次に、こ
の電（１２） 気信号は電−突変換器（１８）により空圧信号に変わり
、この空圧信号は空圧−油圧変換器（１９）により油圧
に増幅される。そして第５図に示すようにディスク（２
０ａ）とフ゛レーキシュー（２０ｂ　）から成るディス
クブレーキ（２０）が、空圧−油圧変換器（１９）から
の油圧で作動し、ディスク（２０ａ）と同軸に結合して
いる供給スプール（１）が制動′ノる。ここでワイヤー
残量検出器（１５）は、供給スプール（１）に巻かれて
いる線材残りを連続的に刻々検出して、これに対応する
電気信号を出力するノ、：め、供給スプール（１）には
巻かれている線材残量に応じて適切なブレーキ力が連続
的かつ自動的に加わることになる。

へ０発明の効果 本発明によれば、巻線機の供給スプールから被供給スプ
ールに線材を整列巻き携りする場合において、供給スプ
ールに響かれている線材の残量を刻り検出して、巻取り
終了時これに応じた最適なブレーキ力を供給スプールに
加えるよ（１３） うにしたから、供給スプールに加わるブレーキ力を自動
的かつ連続的に調節できるようになる。従っ一乙急ブレ
ーキによる線材の切断や巻線の食い込みが防止され、又
ブレーキ力不足による線材のたるみも防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の巻線機の概略図で、第２図はそのトラ
バースｆｉｔｊ７の４釦喀平面図で、第３図（ａ）はそ
のガイド輻調節機構の概略平面図で、第３図（ｂ）はそ
の４ｉ　ｌｉＩ＆側面図、第４図は本発明に係る自動ブ
レーキ力調節装置のブロックＵＡ図で、ｆｆ１５図はそ
のイバ給スプール側の概略構成の側面図で、第６図はそ
の電−突変換器の一実Ｌ（ｆ！例の断面図で、第７図は
その空圧−油圧変換器の一実施例の概略ｗ１面図である
。 （１）　−１共給スソ°−ル、　（５）−靭１月、（９
）−タコジェネレーター、（１７；Ｉ　−変１臭器、（
■８）−１−突変換器、（工９）・−空圧−油圧変換器
、（２０）　−ディスブレーキ。 （１４）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）線材が定速度で送り出される供給スプールの回転
   数を検出するタコジェネレータと、その出力を、該供給
   スプールに巻かれている線材の残量に対応する電気信号
   に変換する変換器と、前記変換器の電気信号を空圧信号
   に変換する電−突変換器と、該電−空変換器の空圧信号
   を油圧に増幅する空圧−油圧変換器と、該油圧に応じて
   、前記供給スプールにブレーキ力を加えるディスクブレ
   ーキとから成ることを特徴とする自動ブレーキ力調節装
   置。