JPS63165264A - 長尺物の巻取り装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、少なくとも１条の長尺物を、一定の線速度で
、リール又はボビンに巻取る装置に関する。ここで言う
長尺物とはその艮ざがその断面の少なくとも１０倍のも
ので、又例えば、シート、プラスチックホイル、ウェア
、ケーブル、ストランド、ワイヤ、スレッド等を含んで
いる。

この記述に於いて、“巻取り装置”　（ｗｉｎｄｉｎｇ
−ｕｐ　ａｐｐａｒａｔｕｓ）と言う言葉が用いられる
が、この言葉は長尺物をリール又はボビンから巻戻す作
業をする装置も又包含している。

［従来の技術及びその問題点］ 長尺物を極カ一定の適当な張力を掛けながら巻取ること
が必要又は好ましい場合がしばしばある。

例えば、ワイヤをボビン又はリールにある張力を掛けな
がら巻取る場合、この張力が高過ぎると損傷され、一方
この巻取り張力が低過ぎると、次に巻戻すときに問題が
発生する。

英国特許ＧＢ第１，２０５，１６２号は既に次のことを
示している、即ち、リール又はボビンに一定速度で繰出
される長尺物の張力が一定の場合、リール又はボビンに
よって掛けられる有効巻取りトルクＭεはその回転速度
に関する双曲線関数として変化する。リール又はボビン
の駆動モーターの所要トルクＭＭは有効巻取りトルクＭ
Ｅと摩擦トルクＭＰとの合計である。即ち、 ＭＭ　　＝ＭＥ　　＋ＭＦ 摩擦トルクＭＦの値は有効トルクＭＥの値より小さい、
即ち、ＭＦはＭＥの１０から５０％である。

これが意味することは、長尺物に一定張力を与える為に
は、リールを駆動するモーターのトルク／回転速度特性
がＭＭに近似しなければならないと言うことである。

巻取り装置は一般的に繰出し機構と巻取りボビン又はリ
ールとを含んでいる。この繰出し機構は又長尺物を一定
線速度で繰り出す為のモーターとキャプスタンとを含ん
でいる。

従来技術に於いても、長尺物の張力を極カ一定に保つ為
の提案が色々となされている。

ある公知の巻取り装置に於いては、長尺物の張力が“ダ
ンサ−”即ち繰出しレバーによってモニターされている
。若しも張力が変化すると、このダンサ−が回動し、機
械的又は電気的速１　ｉｌｌ　ｔｍ装置の適切な修正を
行なう。これは、一般的に、ボビン又はリールを駆動す
るＤＣモーターの速度を変更するのに用いられるポテン
シオメータ−・システムである。この“ダンサ−・シス
テム″が、希望するトルク／回転速度の特性曲線に極め
て近い実際のトルク／回転速度曲線を与える。このダン
サ−・システムは、しかし、設備費が高（、又ＤＣモー
ターなるが故に保守費用もかかる。

上述した英国特許ＧＢ第１，２０５，１６２号はこの欠
点を回避した１つのシステムを開示している。即ち、そ
の巻取り装置が、キャパシター・モーターの形をしたリ
ール又はボビンの電気駆動装置を有し、このキャパシタ
ー・モーターが、そのトルク／回転速度特性が希望する
トルク／回転速度特性に略等しい能力のキャパシターを
持っている。このことにより、費用の掛かるクローズト
ループの＄１１１１１システムの必要も無くなり、又Ｄ
Ｃモーターと言う保守の困難なものも無くなる。しかし
、ボビン又はリールが、一定のギヤ比を有するトランス
ミッションを介して、モーターによって駆動されるので
、１つの長尺物を前の長尺物より高い張力で巻き取らね
ばならない場合、例えば前のワイヤより径の大きいワイ
ヤの場合、トランスミッシヨンを変更即ちギヤー・ダウ
ンし、リール又はボビンの回転をｉｌ＜（、、、トルク
が余計に掛かるようにする。このギヤダウン（又はアッ
プ）即ち、固定ギヤ比の順応、が、ほかの巻取り張力を
必要とする場合のみならず、長尺物の他の送出し線速度
が必要なとき又はボビン又はリールの寸法が変わるとき
でも必要となる。この固定ギヤ比の変更は礪械的に、又
巻取り装置が動いていないときにのみ、例えばギヤシス
テム又はベルト・システムのギヤ比の変更によって行わ
れる。この作業は時間が掛かり、又その結果としてのギ
ヤ比が必ずしも希望するトルク及び線速度に関して、正
確に調整されるとは限らない。

［問題を解決する為の手段及び作用］ 本発明はリールに長尺物を巻取る装置を提供するもので
、その１つのＢ様に於いて、この装置は上記長尺物を実
質的に一定な希望線速度で上記リールに繰出す手段と、
上記リールを回転させる駆動手段で、上記長尺物が張力
を掛けられながらそれに巻かれる如くにするものとを含
み、この場合上記駆動手段が、ローター抵抗を有プる誘
導モーターで、モーターの傾斜するトルク／回転速度特
性を有するものと、上記モーターへの駆動信号の周波数
を調節し、又駆動信号の電圧強さか又はローター抵抗か
のいずれかを調節する為の制御手段と、を含み、このこ
とにより、長尺物が所定の線速度でリールに巻取られる
とき、モーターのトルク／回転速度特性が、長尺物に実
質的に一定な希望張力を与えるのに必要とする特性に略
近似する如くにするものである。

上記の！１節手段は誘導モーターの電圧又はその代わり
に！ｌ！導モーターのローター抵抗を制御することが出
来る。後者は、誘導モーターがスリップリング・電機子
モーターの場合である。

上記繰出し機構は、好ましくは、モーターと１、　ベル
ト又はギヤ・システムの如き伝動装置と、及び長尺物を
一定の線速度で動かすキャプスタンとを含んでいる。繰
出し機構のモーターはＤＣ又はＡＣモーターのいずれで
もよい。

リールの誘導モーターはスリップリング・電機子を有す
るが、好ましくは、短絡ローター警含んでいる。スリッ
プリング・電機子モーターノ場合、スリップリングに適
切な抵抗器を置くことにより、適切なトルク／回転速度
特性が得られる。短絡ローターを持った誘導モーターの
場合は、このローターを適切な材料で作ることにより上
記傾斜したトルク／回転速度特性が得られる。鋳鉄より
鋼の方が好ましく、これはその方が安価であることと。

鋼ローターのローター抵抗が鋳鉄で作られたローター抵
抗より予知し易いからである一 誘導モーターの駆動信号の周波数及び電圧を調整する制
御手段は、静止周波数変換器を含むことが出来るが、好
ましくは、ＡＣ発電機を含む。本発明によって可能とな
る電気的制御は、上述した英国特許Ｇ８第１，２０５，
１６２号の如く、固定ギヤ比を用いる機構より正確で迅
速である。

誘導モーターの駆動信号の電圧を調節する制御手段は、
長尺物の巻取り張力を測定する手段を含むことが出来、
上記制御手段がＡＣ発電機を含む場合は、このＡＣ発電
機の送出電流はこの測定された張力により変化する（即
ち、ＡＣ発電機の送出電流の変化により、その出力電圧
が変化し、従って誘導モーターの駆動電圧が変化する）
。別の実施例に於いては、この制御手段がＰＬＯ（Ｐｒ
ｏ！１ｌｒａｌｌａｂｌ１３　ＬＯｔｌｌｉＯＣ０ｎｔ
ｒＯＩＩｅｒ　）を含んでいる。長尺物の特性がＰＬＯ
に与えられ、これが適切な張力を計算し、これによりＡ
Ｃ発電機の送出ｌ！流が調整される。

以上により明らかな如く、本発明の基礎となる認識の１
つは、先ず、実際のモーターのトルク／回転速度野特性
曲線と、ある特定の送出し線速度の長尺物に特定の一定
の張力を与えるのに必要とする特性と、の間の近似的整
合即ち“ベスト・フィツト”が得られたならば、次に、
異なった所要張力に対しては、モーターに送られる駆動
信号の電圧強さを適宜変更することにより、又はそのモ
ーターの抵抗を変更することにより、このベストフィツ
トしたトルク／回転速度特性が得られ、及び又は長尺物
の異なった送出し線速度に対しては、駆肋信すの周波数
を適宜変更することにより、これが得られると言うこと
である。

実施例の１つに於いて見出だされたことは、誘導モータ
ーの駆動信号の周波数がＡＣ発電機によって制御されて
いる場合、及び、長尺物の繰出し手段を駆動する電動モ
ーターの速度に比例する速度でＡＣ発電機を回転させる
手段が設けられている場合、異なった線速度の為の誘導
モーターの他のベストフィツトのトルク／回転速度特性
が自動的に得られと言うことである。これが意味するこ
とは、即ち、径りのワイヤを巻く為、ベストフィツトの
トルク／回転速度の特性曲線が一度得られたならば、異
なる線速度でこのワイヤを巻く為に、最早、トルク／回
転速度の特性曲線を手動で変更する必要が無いと言うこ
とである。繰出し機構の為の電動モーターとＡＣ発′Ｉ
！８ｖＢとの間の固定された回転速度比はギヤ又はベル
ト・システムで容易に得ることが出来る。

本発明は安価で保守の容易な巻き取りｉ置を提供する。

これはいかなる複雑なりローズドループの制御機構も、
張力を一定に保つ為に必要とせず、ＤＣモーターの代わ
りに誘導モーターがボビン又はリールを駆動し、又よく
知られている如り、誘導モーターはＤＣモーターより保
守費用が安い、からである。

以上のことから、本発明が複数の長尺物を巻取る為の装
置にも用いられることが容易に理解される。この場合、
繰出し機構は、好ましくは、１個の電動モーターで、各
長尺物の為の複数のキャプスタンを例えばウオームギヤ
により駆動するものを含んでいる。各長尺物は各々自分
の誘導モーターによって駆動されるボビン又はリールに
巻かれる。従って、この実施例に於いては、長尺物の数
だけ、ボビン又はリール及び誘導モーターが設けられる
。

［実施例］ 第１図は従来技術のダンサ−・システムを示す。

長尺物１が、キャプスタン３を介して案内プーリー２の
上を走り、案内プーリー４に至る。長尺物の線速度は一
定である。この線速度は、例えば線引き機、化学的又は
電気的酸洗装置、パテント装置、電気めっき装置、又は
各種装置の組合わさったもの等、上流の設備によって決
まる。

長尺物１はワイヤ案内５を通過し、一定速度でボビン又
はリール６に巻き取られる。適当な張力は長尺物の性質
によって決まる。例えば、径が０．８０から２．５０ｍ
ａ＋の丸鋼線の場合、巻き取り張力は８ＯＮから２２Ｏ
Ｎの間にある。上記の小さい径が小さな張力に対応し、
大きな径が大きな張力に対応している。ダンサ−・シス
テムは回動ダンサ−１０と、ポテンシオメータ−１１と
、及び手段１２とを含み、この手段がベルト４０により
ボビン又はリール６を駆動するＤＣモーターに回転速度
を与える。

第２図に於いて、曲線７はモーターの希望するトルク／
回転速度の特性曲線で、キャプスタン３により一定線速
度で繰出される長尺物に一定の張力を与えるのに必要な
ものである。巻取り作業の開始当初は、ボビンの有効巻
取り径は小さくく例えば４４ＯＮ園〉、従ってボビン又
はリールの所要回転速度は比較的速い（例えば２１．９
ｒｌ１１）。

一方、巻取り作業の終末では、巻取り径が大きく（例え
ば７５０＋＋＋ｍ）、従ってボビン又はリールの回転速
度は下げられる（例えば１２．７ｒｐｍ）。

同様に、有効巻取り径が増加すると、モーターによって
掛けられるトルクが、図に示す如く、ワイヤーの張力を
一定に保つ為に増加する。

第２図の曲１；１８も又長尺物の張力を一定にする為に
必要なモーターのトルク／回転速度の特性曲線であり、
この場合は、曲線８による長尺物の一定線速度（例えば
６０　ｍ／ｗｉｎ　）が曲線１の場合の一定線速度（例
えば３０　ｍ／ｓｉｎ　）より高い。

曲線１４及び１５はダンサ−・システムにより得られた
実際のトルク／回転速度の特性曲線で、曲線１４及び１
５が曲線７及び８にそれぞれ非常に接近していることが
わかる。

本発明による装置の実施例の１つが第３図に示されてい
る。多数の長尺物がキャプスタン３により案内プーリー
２の上を通り、もう１つの案内プーリー４に至る。長尺
物１がワイヤー案内５を通過し、ボビン又はリール６に
至る。電動モーター３０、これはＤＣ又はＡＣモーター
のいずれでもよい、が、ベルト３１、ウオームシャフト
３２、エンドレス・スクリュー◆ウオーム３３、ウオー
ム・ホイール３４及びベルト３５を介してキャプスタン
３を動かす。若しもキャプスタン３がウオームホイール
３４と同一軸に装着されているならば、ベルト３５は除
くことが出来る。電動モーター３０は又ベルト３６を介
してＡＣ発電Ｉａ３７を駆動する。このＡＣ発電ｖ１３
７は破線の手段３６により誘導モーター３９に給電し、
これが、ベルト４０を介して、ボビン又はり−ル６を駆
動する。誘導モーター３９は鋼で作られた短絡ローター
を持っている。測定器４１が長尺物１の巻取り張力を測
定し、接続＠４２はワイヤーの張力に基きＡＣ発電機３
７の駆動電流を決める手段を含んでいる。

第４図の曲線７は、特定の一定の線速度、この例の場合
は３０　ｍ／ｓｉｎ　、に対し長尺物が特定の一定の張
力を得るのに必要とするモーターの希望するトルク／回
転速度の特性曲線である。又第４図の曲線８は誘導モー
ター３９のトルク／回転速度の特性曲線である。図示し
たトルク／回転速度の特性曲線はボビン又はリール上で
測定されたもので、１１１３モーター３９そのものの実
際のトルク／回転速度の特性曲線が、ボビンの回転速度
ｎに、ボビン又はリール６と誘導モーター３９との間の
固定されたギヤ比を掛合わせた値と、一方ボビンのトル
クＭを同じく固定されたギヤ比で割った値とによって、
曲線４３〜４８から引出すことが出来る。

曲線４３〜４５は全て、誘導モーター３９に対する駆動
信号の周波数３０Ｈ７に対応し、−力曲線４３は駆動信
月宵圧１２５Ｖに、曲線４４は電圧１３５Ｖに、又曲線
４５は電圧１５０Ｖに対応している。

曲線４６〜４８は全て、誘導モーター３９に対する駆動
信号の周波数６０Ｈｚに対応し、一方面ｌ１１４６は駆
動信号電圧２１０■に、曲Ｉ；１４７は電圧２３０■に
、又曲線４８は電圧２５０Ｖに対応している。

曲１；１４３〜４５に対する回転数範囲は２１．９から
１２．７ｒｐｎ＋で、曲線４６から４８に対する回転数
範囲は４３．７から２５．６ｒｏｍである。

図かられかる如く、トルク／回転速度特性の実際値と希
望値とを旨く一致させるには、リールの誘導モーターへ
の駆動信号の周波数と電圧とを変更すればよい。曲線４
３〜４５の中で曲線４４が゛°ベスト・フィツト″のト
ルク／回転速度の特性曲線である。曲線４６〜４８の中
では曲線４７が“ベスト・フィットパのトルク／回転速
度の特性曲線である。

注意すべきことは、この２つのケース（第１のケース二
曲線７−４３−４４−４５　：第２のケース２曲ＩＱ　
８−４６−４７−４８）に対する線速度の比 ３０　ＩＩ＋／１ｎ　／６０　ｌ／ａ＋ｉｎ　−１／２
が第２のケースの駆動電圧周波数の比 ３０１−１ｚ　／６０Ｈｚ−１／２ と同じだと言うことである。

これは、繰出し機構の電動モーター３０とＡＣ発電１ａ
３７との間のギヤ比３６が固定されているからである。

異なった径のワイヤが使用される場合、巻取りの間にか
けられる張力は一般的に変更の必要がある。これが、図
示した装置に於いては誘導モーターに掛けられる駆動信
号の電圧強さを増加又は減少させることによって行われ
、この結果として、手段４１．４２を介してＡＣ発電機
に掛けられる励起信号が変化する。この場合、第４図に
曲線７及び８によって例として示したトルク／回転速度
の特性曲線の希望する曲線が上又は下にずらされ、駆動
電圧量を調整することによって実際の曲線が適切に変更
され、この２つの間の近似的調和が達成される。

第３及び４図に例示した装置の１キャプスタン当りの設
備費は従来のダンサ−・ポテンシオメータ−・システム
の約半分で、一方この装置の保全費は従来のダンサ−・
ポテンシオメータ−・システムの約３分の１である。

以上記述し且つ図示した装置に対し、その利点を利用し
変形を行なうことは当該技術者にとっては容易なことで
あろう。この開示は、冒頭に記載した特許請求の範囲を
形成する特徴を除いたとしても、このような変形を全て
包含するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術のダンサ−・システムの概念図、 第２図は従来技術のダンサ−・システムのモーターのト
ルク／回転速度の特性曲線を示す図、第３図は本発明に
よる装置の部分を示す側面図、第４図は本発明によるｇ
ｉ＋ｕのトルク／回転速度の特性曲線を示す図である。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 （Ｎｍ） ＦＩＧ、４

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）長尺物（１）をリールに巻取る為の装置で、この
   装置が、上記長尺物（１）を実質的に一定な希望線速度
   で上記リールに繰出す手段と、上記リールを回転させる
   駆動手段で、上記長尺物が張力を掛けられながらそれに
   巻かれる如くにするものを含み、この場合、上記駆動手
   段が、ローター抵抗を有する誘導モーター（３９）で、
   モーターのある傾斜したトルク／回転速度特性を有する
   ものと、上記モーター（３９）への駆動信号の周波数を
   調節し、又駆動信号の電圧強さか又はローター抵抗かの
   いずれかを調節する為の制御手段と、を含み、このこと
   により、長尺物が所定の線速度でリールに巻取られると
   き、上記モーター（３９）のトルク／回転速度特性が、
   長尺物に実質的に一定な希望張力を与えるのに必要とす
   る特性に略近似する如くにする、長尺物の巻取り装置。
2. （２）上記誘導モーター（３９）が短絡ローターを有す
   る、特許請求の範囲第１項に記載の装置。
3. （３）上記長尺物の繰出し手段が電動モーター（３０）
   と、伝動装置（３１、３２、３３、３４、３５）と、及
   びキャプスタン（３）と、を含む、特許請求の範囲第１
   又は２項のいずれかに記載の装置。
4. （４）誘導モーターの駆動信号の周波数を調節する為の
   制御手段が静止周波数変換器を含む、特許請求の範囲第
   １から３項のいずれかに記載の装置。
5. （５）誘導モーターの駆動信号の周波数を調節する為の
   制御手段がＡＣ発電機（３７）を含む、特許請求の範囲
   第１から３項のいずれかに記載の装置。
6. （６）上記繰出し手段を駆動する電動モーター（３０）
   の回転速度に比例する速度で、ＡＣ発電機（３７）を回
   転させる為の、手段が設けられている、特許請求の範囲
   第５項に記載の装置。
7. （７）上記繰出し手段の電動モーター及びＡＣ発電機の
   間の固定されたギヤ比を得る為の、手段（３６）が設け
   られている、特許請求の範囲第６項に記載の装置。
8. （８）上記誘導モーターの為の駆動信号の電圧強さを調
   節する為の制御手段が、長尺物の巻取り張力を測定する
   為の測定器（４１）と、この張力に基きＡＣ発電機に発
   電を行なわせる手段（４２）と、を含む、特許請求の範
   囲第５から７項のいずれかに記載の装置。
9. （９）上記長尺物がワイヤである、上記の特許請求の範
   囲各項のいずれかに記載の装置。
10. （１０）上記ワイヤの径が２．８０ｍｍまでである、特
    許請求の範囲第９項に記載の装置。
11. （１１）上記ワイヤの径が０．８０から１．７０ｍｍの
    間である、特許請求の範囲第１０項に記載の装置。