JPS63212680A - 線条体巻取機張力制御装置 - 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〕 この発明は、軟銅線を使用したエナメル巻線その他各種
線条体の巻取機の張力を制御する線条体巻取機張力制御
装置に関する。

（従来の技術〕 線条体巻取機により上記エナメル巻線等を巻取る場合、
その線条体にかかる張力を一定に保持しつつ巻取ること
が、均質な柔らかさを全長にわたり維持するために必要
である。エナメル巻線等の仕上り精度を向上させるため
この要件は最近増々重要となってきている。

かかる要件に対処する従来の線条体巻取機は、第６図の
全体概略図に示すように、巻取リールと、駆動電圧によ
って決まる回転数−トルク曲線上を変化する特性を有し
、前記巻取リールを駆動するトルクモータと、このトル
クモータの駆動電圧を手動で調整する機能を有する、例
えばスライダックのような手動電圧調整機とから成る。

巻取リール上に線条体を巻取るにつれてリールの巻径が
増大するため、これに比例してトルクが増大する。トル
クモータの回転速度を同一に保持するとリール巻径の増
大につれてリール巻径上の周速も増大する。そこで、出
力トルクを増大させ、周速を落して所望の運転状態を実
現するため手動電圧調整機により駆動電圧を調整する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記方式の線条体巻取機は、設備コストが安価であるが
、手動で運転状況に合せて電圧を調整するという近似方
式のため巻取張力を精度よ（一定に保持することができ
ないという欠点がある。

巻取張力を一定にするには、 （１）巻取トルクモータの特性と使用するリールサイズ
の組合せを常に最適に保つ必要がある。

（２）これが不可能ならオペレータが巻取途中で頻繁に
手動電圧調整機を操作する必要がある。

等が重要で、通常の生産設備ではこれらを確実に実施す
ることはなかなか困難である。

この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、
その問題点は、トルクモータ方式の低コストな利点と、
巻取リール上の張力を直接検出するセンサ信号を制御装
置にフィードバックするフィードバンク方式の精度の良
い点を組合せ、オペレータが巻取途中に頻繁に行なう手
動電圧調整器の操作を、この手動電圧調整器に前記セン
サ信号により駆動されるステンビングモータを直結する
ことにより自動化し、これによりサンプリング方式によ
るフィードバック方式を実現して低コストで精度の良い
巻取を可能とした線条体巻取機張力制御装置を提供する
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、
巻取リール駆動用のトルクモータ駆動電圧を調整する手
動電圧調整器と、この調整器の手動調整部にその出力軸
を連結されたパルスモータと、パルスモータの駆動電源
を制御するコントローラと、巻取リールに巻取られる線
条体の供給経路に設けられ線条体の張力が所定値よりず
れたことを検知する張力センサとを備え、前記コントロ
ーラはパルスモータの各ステップ毎のパルス数とパルス
発信の間隔を設定するための設定部を備えた構成を採用
したのである。

〔作用〕

張力センサにより線条体の張力が所定値からずれるとそ
の出力信号によりコントローラはパルスモータの制御を
開始する。コントローラの出力はパルスモータに与えら
れ、パルスモータの出力軸は手動電圧調整器の手動調整
部に連結しているから、前記出力によって手動電圧調整
器は自動的に制御される。そこでその制御の方法は、コ
ントローラに備えた設定部からの設定信号によりパルス
モータを各ステップ進ませるに必要なパルス数とパルス
発信の間隔を適宜な値のものとしてパルスモータに与え
、手動電圧調整器によってトルクモータに供給される駆
動電源の電圧を予め各種線径の線条体に対して予想され
るトルク変動の曲線に合致するように増大させることに
よって行なわれる。トルクモータの性能曲線は、一定の
電圧のもとではトルクが増大すると回転数が減少するよ
うに変化し、電圧を大きくするとその性能曲線が上方に
移動する。従って、上記のようにトルクモータを自動制
御することによってトルク変動を極めて高精度で実際の
トルク変動に合致せしめることができ、線条体上の張力
を常に一定に保持できる・〔実施例〕 以下この発明の実施例について添付図を参照して詳細に
説明する。

第１図はこの発明による張力制御装置を備えた線条体巻
取機の全体概略系統図である。

１は線条体Ｗの巻取用の巻取リール、２は一対のダンサ
ローラ２′、２＃から成るダンサ装置（詳細は後述参照
）、３はトルクモータ、４はこのトルクモータの電源電
圧を調整する、例えばスライダックのような手動電圧調
整器である。上記調整器４にはその手動調整部５（手動
つまみ）に対して、パルスモータ７の出力軸６が連結さ
れている。

パルスモータフには、手動開閉用のスイッチ８を介して
コントローラ９が接続されている。コントローラ９の詳
細については後で説明する。このコントローラ９には前
記ダンサ装置２に付設された張力センサ１０が接続され
ている。

第２図は線条体巻取機の組立側面図である０巻取リール
１に対してダンサ□装置２を介して供給される線条体Ｗ
がローラ１１を経由して巻取られるように配置されてい
る。ローラ１３はその支持アームを巻取状況に応じて上
下動自在とするためのトラバース装Ｎ、１２に連結され
ている０巻取り−ル１、トラバース装置１２は基台１５
の上に立設されており、この基台１５の内部にトルクモ
ータ３、手動電圧調整器４、パルスモータ７等が配設さ
れている。

第３図はダンサ装置２及びこれに付設された張力センサ
１０の詳細図である。ダンサ装置２は、走行する線条体
Ｗに常に所定の張力を付与するためのものであり、一対
のダンサローラ２′、２″から成り、一方のダンサロー
ラ２′はもう一方のダンサローラ２′に対して所定範囲
移動自在に形成されている。即ち、ダンサローラ２′は
その軸受部２．に設けた２本のロフト２８をダンサロー
ラ２′の軸受部２．に押通せしめ、その中間に設けた固
定板２．と軸受部２１との間にばね部２゜が挿置されて
いる。線条体Ｗは２つのダンサローラ２′・２″を経由
して次のローラ１１へ走行している。従って線条体の張
力が大きくなると、ダンサローラ２″が右へ移動して張
力を吸収し、張力が減少するとばね２．が伸張してダン
サローラ２“を左へ押し戻し、これにより常に一定張力
が保持される。張力センサ１０は可動側のダンサローラ
２＃が目的張力に対応する位置に設けられている。

第４図にコントローラ９のブロック図を示す。

このコントローラ９は、張力センサ１０にダンサローラ
２＃が近づくと一定時間の間隔で一定数のパルスを発生
させる発振回路９Ｉと、発振回路９゜からのパルス列を
所望パターンの波形に整形する波形調整回路９ｚと、上
記整形後のパルス列を各相に分配する分配回路９．と、
駆動電流の増幅回路９．を少なくとも備えている。そし
て発振回路９、に対してはパルスモータの各ステップ毎
のパルス数を設定する設定部へが、波形調整回路９χに
対しては一定時間に発信されるパルス発振の間隔を設定
する設定部Ｂが付設されている。

以上のように構成したこの実施例の作用について以下説
明する。

走行する線条体Ｗは巻取リール１に巻取るにつれて巻取
径が増大してゆ＜、Ｓ取す−ル１のリール幅一杯に線条
体Ｗの巻きを整列させるため巻取リールの回転に同期し
てトラバース装Ｗ１２によりローラ１１を上下動させて
巻取る。Ｓ数種が増大すると線条体Ｗの張力は一定であ
っても巻取リール１の駆動トルクは巻取径の増加に比例
して増大する。従ってトルクモータ３はこの駆動トルク
の増加に対応して出力トルクを増大させるように駆動さ
れる。さらに、巻取径の増大があると、トルクモータの
回転を一定の回転速度で駆動すると巻取リール上での周
速が増大する。従って、線条体Ｗが過度の速度で巻込ま
れるため線条体Ｗの張力が必要以上に大きくなり、張カ
一定として巻込むことができなくなる。そこで、トルク
モータの回転速度は巻取径の増加につれて一定の割合で
減少するように駆動される。

実際の巻取リールの駆動では、トルクモータのトルク、
回転速度が巻取リール上での線条体Ｗによるトルク、回
転速度に正確に対応しない場合、あるいは線条体Ｗの供
給経路のいずれかにおける摩擦力の増大等の何らかの原
因により走行速度、張力が変化する場合があり、かかる
種々の状態変化に拘らず常に線条体Ｗの張力を一定に保
持するため、前述のように線条体Ｗの供給経路の適宜位
置にダンサ装置２が設けである。ダンサ装置２にはその
目的張力の位置に対応して張力センサ１０が設けである
から、線条体Ｗの張力が目的張力からずれると上記セン
サ１０はコントローラ９へ制御開始のための信号を発信
する。

コントローラ９が上記センサ１０の信号により制御を開
始すると、まず発振回路Ｓ１でパルス信号を発振する。

このパルス信号は、パルスモータ７を１ステップ回転さ
せるに必要なパルス数を設定部Ａにより設定され、波形
調整回路９．においてそのパルス発振の間隔を設定部Ｂ
により適宜に調整される。従って、線条体Ｗの線径の違
いによるトルクモータの駆動状態の変化は、これら設定
部Ａ、Ｈによる設定値をそれぞれの線径に対応して予め
想定することによって調整される。発振されたパルス信
号はパルスモータの駆動条件に適合するように適当に波
形調整回路９．により波形を調整され、分配回路９３に
よるパルスモータ７の相数に応じて上記波形調整後のパ
ルス信号からそれぞれタイミングを調整分配した信号を
発生させる。さらに、増幅回路９４により各相のパルス
信号を増幅してその出力信号をパルスモータ７に与える
。パルスモータ７の駆動は、その出力軸に接続された手
動電圧調整器４による電圧調整を電圧が増大する方向に
のみ行なうものとする。

手動電圧調整器４を設定する場合、どの様なサイズのリ
ールでもまずスイッチ８をＯＦＦにしておき、手動で線
掛けを行ない、この状態で上記調整器４を最適位置に設
定する。この最適位置は、第４図における巻始めトルク
に対応する電圧レベルとなるように予め手動調整部５に
よりセットしておく、その後スイッチ８をＯＮにすると
、その後は前記調整器４はコントローラ９により自動調
整される。その調整は第４図に太線で示したトルクモー
タの駆動トルク曲線の想定に対応してトルクが変化する
ように、前記設定部Ｂからの設定信号により波形調整回
路９．による波形調整によって行なわれる。設定部Ａ、
Ｂにおける設定信号は比較的ラフな条件として定められ
るものであり、一度設定すると、リールサイズ、線径共
に幅広く変更の必要のないよう所定の精度範囲内で適宜
設定される。

〔効果〕

以上のようにこの発明は構成したから、手動電圧調整器
４にパルスモータ７の出力軸を接続し、コントローラＳ
が発振するパルス数の変化を、トルクモータに対し想定
される駆動トルクの変化にほぼ対応させることにより常
に巻取リール上の巻取張力が一定となるように制御する
ことができる。

かかる制御方法では、従来の線条体巻取機の構成に対し
、コントローラ９、パルスモータ７、張力センサ１０を
追加するだけあるから、全ての線条体巻取機に利用可能
であり、極めて高精度でかつコストの安価な巻取機を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による張力制御装置を備えた線条体巻
取機の全体概略系統図、第２図は線条体巻取機の組立側
面図、第３図は張力検出センサを付設したダンサ装置の
詳細図、第４図はコントローラのブロック図、第５図は
トルクモータの特性曲線、第６図は従来の線条体巻取機
の概略図である。 １・・・・・・巻取リール、２・・・・・・ダンサ装置
、３・・・・・・トルクモータ、４・・・・・・手動電
圧調整器、７・・・・・・パルスモータ、８・・・・・
・スイッチ、９・・・・・・コントローラ、１０・・・
・・・張力センサ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）巻取リール駆動用のトルクモータ駆動電圧を調整
   する手動電圧調整器と、この調整器の手動調整部にその
   出力軸を連結されたパルスモータと、パルスモータの駆
   動電源を制御するコントローラと、巻取リールに巻取ら
   れる線条体の供給経路に設けられ線条体の張力が所定値
   に達したことを検知する張力センサとを備え、前記コン
   トローラはパルスモータの各ステップ毎のパルス数とパ
   ルス発信の間隔を設定するための設定部を備えているこ
   とを特徴とする線条体巻取機張力制御装置。
2. （２）前記コントローラは、パルス数を設定するための
   設定部を付設した発信回路と、パルス発信間隔を設定す
   るための設定部を付設した波形整形回路と、整形後のパ
   ルス列をパルスモータ電源の各相に分配する分配回路と
   、その出力電源を増幅する増幅回路を少なくとも備え、
   前記２つの設定部の設定信号によりパルスモータの駆動
   を、予め想定されるトルクモータの駆動トルクの変化に
   対応して手動調整器の電圧を変化せしめるように制御す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の線条
   体巻取機張力制御装置。
3. （３）線条体の張力を常に一定に保持するため線条体経
   路に設けたダンサ装置に対して張力センサを、線条体の
   目的張力の位置に対応する位置に設け、線条体の張力に
   応じて移動する可動のダンサローラが張力センサに接近
   することにより張力が目的張力よりずれたことを検知し
   、その出力信号によりコントローラの制御を開始するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載
   の線条体巻取機張力制御装置。
4. （４）前記コントローラの出力をパルスモータへ供給す
   る電源回路に手動開閉用のスイッチを設けたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記
   載の線条体巻取機張力制御装置。