JPS63196467A - 線材巻取機 - 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〕 この発明は、軟銅線を使用した電線等の長尺線材を巻き
取る線材巻取機に関する。

〔従来の技術〕

軟銅線を使用した電線、特に軟銅線上に薄い皮膜を焼付
けたエナメル線等を線材巻取機で巻き取る場合、これら
線材を全長にわたって均質な軟らかさに維持する必要が
あり、かかる性状維持のため最近の巻取機ではそのリー
ルに巻き取る時の張力を一定に保持することを重視して
いる。

従来の線材巻取機では、−ａに上述した線材の張力を一
定に保持する機構として、そのリール駆動用のモータに
トルクモータを使用し、トルクモータのトルクが増すと
回転速度が下がる垂下特性を利用してリール上に巻かれ
る線材が多段に巻かれるにつれて増大するリールの回転
トルクに対して回転速度が減少するようにトルクモータ
を作動させる。リール径、線材の径の大小によってり−
ル上でのトルクと回転速度との関係は異なるから、モー
タの印加電圧を手動調節することによって最も適合する
作動状態が選定される。

特開昭５９−２７７１９号公報に開示された線材巻取機
は、連続的に送られる線材を所定長さ巻き取ると次々に
巻取り完了後のリール（満巻り−ル）を巻取機支持ベー
スから自動的に取り外し自在とするための自動取出機構
が設けられており、そのためリール機構部にはリニア構
造のモータが使用されている。リールはこれを所定方向
に移動自在とするためリール台車上に設けられ、リール
台車下面に突出するリール軸の下端に設けられた回転子
と一対の柱状固定子とによりリニア構造のモータを形成
している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の線材巻取機では、リールに巻込まれる線
材の巻段数変化に伴うリール上でのトルクと速度の変化
に適合するように駆動モータの電圧値を、例えばボルト
スライダのような手動可変電圧装置により手動調整して
、最適なトルク−回転数特性曲線を選定しているが、上
記トルクと速度のリール上での変動に対し駆動モータの
特性は必ずしも正確に一致するものではな（、実際には
変動の途中において少なからずギャップが生じ、そのた
め線材巻込動作の上で張力が一定でない状態も生じてい
る。

さらに、上記リールの自動取出機構を設けた線材巻取機
にリニア構造のモータを用いる場合は、リールは移動自
在なリール台車で順次取り替えられるから、リール台車
の交換による機械ロスの差及びリニアコイルと回転円板
のギャップがリール上での出力トルクの精度に大きく影
響を与える。

従って、トルクモータを使用してその一次電圧を調整す
る従来の張力設定方式では最適な線材張力を得ることは
できない。

この発明は、上記現状に鑑みなされたものであり、その
目的はリール台車にリニアモータを用いる方式の巻取機
の張力制御装置として、線材の張力を直接的に検出して
その張力信号によりリニアモータの出力を制御し、常に
均一な張力を線材に与える張力制御装置を備えた線材巻
取機を提倶するにある。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するための手段として、この発明では
走行する線材巻取用のリールと、このリールを駆動する
リニア構造のモータから成る駆動部と、リニア構造のモ
ータの固定子コイルに駆動電流で供給する制御装置と、
線材の張力をリールに巻込まれる手前任意の位置で検知
して電気信号に変換する張力センサと、その出力信号を
増幅する増幅器とを備え、張力センサで検知された張力
信号を増幅器を介して制御装置にフィードバックしてリ
ニア構造のモータへの供給電圧を常に張カ一定となるよ
うに制御ｎする構成を採用したのである。

〔作用〕

線材巻取機のリールに線材を巻くにつれて巻径が増大す
る０巻込張力を一定に保つためには、リール上での巻ト
ルクの増大に合わせてモータの出力トルクを増大させ、
回転速度を減少させることが必要である。しかし、実際
の巻取作業では、リール径、線材の径の大小によってそ
の割合が異なること、又自動巻取機においては取替えら
れるリールによりその機械ロス、固定子コイルと円板と
のギャップが異なるから、これら種々の要因による張力
の変動をなくすため常にリール上の張力が一定となるよ
うに駆動電圧を調整する。この電圧の調整は、張力セン
サで検知された張力信号を制御装置にフィードバックし
て直接的に行なう。

〔実施例〕

以下この発明の実施例を添付図を参照して詳細に説明す
る。

第１図は、リニア構造のモータを駆動部とし、移動式の
リール台車に取り付けられたリールから成る線材巻取機
を示す。この線材巻取機には、走行する線材Ｗの張力を
検出する張力センサ１が設けられている。張力センサ１
は、２つのローラ間に差動トランス２を設け、線材Ｗの
張力により移動するローラの設定値に対する変位を電気
信号に変換する。この張力センサ１は、走行する線材が
トラバースガイド３を介してリール４に巻込まれる手前
の適当な位置に設けられている。リール４は、そのリー
ル軸下端に銅又はアルミニウム製の回転円板５を有し、
この回転円板５とさらにその下方に設けたり一対の柱状
固定子６とで構成されるリニア構造のモータにより回転
駆動される。

前記リニア構造のモータは、固定子６のコイルに供給さ
れる駆動電流、電圧の制御をするＳＣＲ制御装置８を備
えている。そして、このＳＣＲ制御装置に対して、張力
センサ１の出力信号を増幅器７を介して入力し、固定子
６への電流、電圧を制御する。

上記リニア構造のモータを有するリール４は、連続的に
送られてくる線材を所定長さ巻き取ると、自動的にこれ
を取替え自在とするためリールを移動できる移動式のリ
ール台車１１に取り付けられている。

以上のように構成したこの実施例の作用を第２図を参照
して説明する。

連続して走行する線材Ｗは、その供給経路上に設けられ
た多数のローラ等を介してリール４に供給されるから、
それらの摩擦力に抗しつつリール４に巻き込み、しかも
均質な軟かさを全長にわたり維持するには線材を常に一
定張力で巻き込むことが必要である。しかし、一定の張
力で線材Ｗをリール４に巻き込むと、リール上での線材
の巻段数、従って巻径の増大のため巻取トルクが増大し
、このためトルクモータの出力を増大させる必要がある
。さらに、リール４を同一の回転数で回転させるとリー
ル上の周速、即ち線材Ｗの巻込み速度もリール巻径の増
加に比例して増大する。しかるに、この巻込速度が必要
以上に増大すると、前記摩擦力の増加の原因となるから
、やはり巻込速度も一定の速度に保持することが温まし
い、そこでこれを一定にするにはトルクモータの回転数
を減少させねばならない、このように常に一定の張力で
線材Ｗを巻取るにはトルクモータを、上述したトルクの
増加と回転数を減少させるという条件に合致するように
駆動しなければならない。

かかるトルクモータの駆動を、第２図の■、〜■、□の
いずれか一定駆動電圧で従来の方法のまま行なうとする
と、それぞれの電圧における特性曲線上でトルクと回転
数の関係は変化する。従って、トルクモータの実際の駆
動状態（トルク変動）が第２図中の■の曲線で表わされ
るようなものであれば、トルクモータの定電圧における
特性曲線に返信しており、電圧は一定電圧で駆動可能で
ある。しかし、■又は■の曲線（■は線材径小、リール
形小、スピード高速（高速低トルクカーブ）の場合を示
し、■は線材径大、リール形小、スピード低速（低速高
トルクカーブ）の場合を示す。）で表わされる巻取必要
条件の場合は、駆動電圧が一定のままでは巻取不可能で
ある。無理に巻（とすれば常時作業員が手動可変電圧装
置に待機して電圧■を常に微調整する必要があるが、こ
れは実際の生産ラインでは実施困難であり、精度も極め
て悪い。

かかる従来巻取不可能とされていた大きな巻太比（リー
ル胴径と満巻径の比）のリール（リール大型化）、ある
いは線材径が大きい場合でもこの実施例による制御装置
を備えた線材巻取機では巻取が可能である。このような
作用を■の曲線の場合について説明する。

リール台車１１によりリール４の取替えが終了し、リー
ル４が線材の巻取りを開始すると供給経路上の摩擦抵抗
等に打ち勝って巻取られるから、ある所定の張力が線材
に発生する。この巻始めのトルクは、リール径、線材径
によって異なるが、その巻始めトルクが図示の○印であ
るとすると、巻取りの進行につれて巻段数の増加により
巻径により増加する。トルクモータの出力トルクは巻径
の増加による巻取トルクの増加に対応して巻始めの電圧
曲線上で増加しようとし、同時に回転数が減少する。し
かし、線材の径が大きい場合は巻径の増加による巻取ト
ルクの増加の方が大きく、一定電圧曲線上でのトルクモ
ータの出力トルクの増加ではトルクが不足するため、線
材の張力が所定の目的張力以下に減少する。この張力の
減少は張力センサ１の差動トランス２により検知され、
この低電圧信号を増幅器７により増幅してこれをＳＣＲ
制御装置８ヘフィードバック信号として入力する。ＳＣ
Ｒ制御装置８は前記フィードバック信号を受けてリニア
構造のモータの固定子コイルに供給される電圧を、上記
出力トルクの不足分を解消し得る電圧値に上昇される。

こうして線材の径が大きい場合は、その巻段数の増加に
伴なって上記制御を連続的に行ない図の■の断線のよう
に変化して巻取が終了する。

■の曲線の場合の作用は、■の曲線の場合と全く反対に
、線材の線径、リール形小であるため、線材の巻段数の
増加による巻線トルクの増加はそれぞれわずかであるが
、そのわずかなトルクの増加であってもトルクモータの
出力は変化する。駆動電圧が一定のままであるとその特
性曲線に従ってトルクモータの出力は大きく増加し、そ
のため線材の張力も大きく増加する。その張力の変化は
同様に張力センサ１で検知され、この信号によりＳＣＲ
制御３１装置８は駆動電圧を減少させる。Ｕ動電圧が減
少するとトルクモータの回転数も減少し、■の曲線のよ
うに変化して巻取終了する。

〔効果〕

以上のようにこの発明は構成したから、張力の変化を張
力センサにより検知し、その信号の増減によりＳＣＲ制
ｊ１装置を介してトルクモータの駆動電圧を常に線材の
張力が一定となるように最適に制御することができる。

かかる制御は線材径、リール径の大小に拘らず、また従
来不可能とされた線材径小、リール形小、あるいは線材
径Ｒ、リール膨大の場合でも、線材張力を検出すること
によって常に最適の状態で駆動できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は移動式のリール台車にリールを取付けた、リニ
ア構造のモータを有する線材巻取機に張力センサによる
制：１１回路を設けた状態を示す全体概略図、第２図は
トルク−回転数の特性曲線を示すことができる。 １・・・・・・張力センサ、４・・・・・・リール、７
・・・・・・増幅器、８・・・・・・ＳＣＲ制御装置、
１１・・・・・・リール台車。 第１図 第２図 回転数　（ｒｐｍ） 手続補正書（、え、 昭和６２年　８月１９日 ２、発明の名称 線材巻取機 ３、補正をする者 事ＩＴ−との関係　↑キ許出願人 ｆｔ、所　　　　大阪市東区北浜５丁目１５番地氏名（
幻、ｉｌ　　（２１３）住友電気工業株式会社５゜ 昭和　　　　　年　　　　　月　　　　　日　　（発送
日）捕　　正　　の　　内　　容 １、　明細書第５頁８行目の「・・・電流で供給する・
・・」を「・・・電流を所定電圧で供給する・・・」と
補正します。 ２　同第７頁５行目の「設けたりＪを「設けた」と補正
します。 ３、同第９頁１行目のｒ　Ｖｍａｘ　Ｊをｒ　ＶＭＡＸ
　Ｊと、また１０行目の「リール形小」を「リール膨大
」とそれぞれ補正します。 ４、同第１１頁７行目の「断線」を「曲線」と補正しま
す。 ５、　添付図第２図の符号■、■、■の引出線を実線に
補正した第２図を提出します。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）走行する線材巻取用のリールと、このリールを駆
   動するリニア構造のモータから成る駆動部と、リニア構
   造のモータの固定子コイルに駆動電流を所定電圧で供給
   する制御装置と、線材の張力をリールに巻込まれる手前
   任意の位置で検知して電気信号に変換する張力センサと
   、その出力信号を増幅する増幅器とを備え、張力センサ
   で検知された張力信号を増幅器を介して制御装置にフィ
   ードバックしてリニア構造のモータへの供給電圧を常に
   張カ一定となるように制御するすることを特徴とする線
   材巻取機。
2. （２）前記張力センサを差動トランスにより構成したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の線材巻取
   機。
3. （３）前記制御装置をＳＣＲ制御装置としたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の線材巻取機。