绕线用线材的反张力赋予装置及其反张力赋予方法

摘要

本发明提供一种绕线用线材的反张力赋予装置及其反张力赋予方法，能够对直径较大的所谓的粗线赋予较大的反张力。该反张力赋予装置具备：线材导出机构，其将线材朝向绕线机导出；引导滑轮，其卷挂从线材导出机构导出的线材；弹性部件，其朝向对线材赋予反张力的方向对引导滑轮施力，对线材赋予与引导滑轮的位置相应的反张力；导出控制单元，其控制由线材导出机构进行的线材的导出，以使引导滑轮的位置位于规定的位置。设置有卷筒，该卷筒能够卷绕被赋予反张力并朝向绕线机的线材，卷筒设置成不能旋转，以使所卷绕的线材滑动并朝向绕线机供给。线材导出机构优选具备构成为通过夹持线材进行旋转由此能够将线材导出的一对辊或环形轨道。

权利要求

1.一种绕线用线材的反张力赋予装置，具备：

线材导出机构(26)，其将线材(11)朝向绕线机(12)导出；

引导滑轮(41)，其卷挂有从所述线材导出机构(26)导出的所述线材(11)；

弹性部件(42)，其朝向对所述线材(11)赋予反张力的方向对所述引导滑轮(41)施力，对所述线材(11)赋予与所述引导滑轮(41)的位置相应的反张力；

导出控制单元(43)，其控制由所述线材导出机构(26)进行的所述线材(11)的导出，以使所述引导滑轮(41)的位置位于规定的位置，该绕线用线材的反张力赋予装置的特征在于，

设置有卷筒(46)，该卷筒(46)能够卷绕被赋予反张力且朝向所述绕线机(12)供给的所述线材(11)，所述卷筒(46)被设置成不能旋转，以使所卷绕的所述线材(11)滑动并朝向所述绕线机(12)供给。

2.根据权利要求1所述的绕线用线材的反张力赋予装置，其特征在于，线材导出机构(26)具备一对辊或环形轨道(27、28)，该一对辊或环形轨道(27、28)构成为：通过夹持线材(11)进行旋转由此能够将所述线材(11)导出。

3.一种绕线用线材的反张力赋予方法，是权利要求1或2所述的绕线用线材的反张力赋予装置的反张力赋予方法，其特征在于，将通过线材导出机构(26)而朝向绕线机(12)导出的线材(11)卷挂在向赋予反张力的方向被施力的引导滑轮(41)上，将被赋予了反张力的所述线材(11)卷绕在不能旋转的卷筒(46)上，使所卷绕的所述线材(11)在所述卷筒(46)上滑动并供给到所述绕线机(12)。

说明书

绕线用线材的反张力赋予装置及其反张力赋予方法

技术领域

[0001] 本发明涉及对在绕线机中卷绕的线材而且是截面直径较大的线材施加规定的张力的绕线用线材的反张力赋予装置及其反张力赋予方法。

背景技术

[0002] 作为与绕线机连结设置、对在该绕线机中卷绕的线材赋予规定的张力的张力控制装置，以往提出了一种利用电磁制动器对线材赋予张力的装置。在该张力控制装置中，来自线材源的线材，在经由线材导向器引导并卷绕到赋予张力用的滑轮上之后，经由引导滑轮而引导至张力杆顶端的引导滑轮，然后被导出至绕线机。张力杆构成为：能够以支点为中心转动，根据对安装在支点上的DC电机的转矩指令来设定张力值，线材张力的暂时变动(线材的导出量和缠绕量的不平衡)通过该张力杆的转动而被吸收。在这种情况下，形成为：张力杆的转动角度通过张力计进行反馈，通过电磁制动器停止或容许赋予张力用的滑轮的旋转，借助该滑轮的制动力，使得张力杆的角度返回到初始位置。

[0003] 但是，在以往这样的电磁制动器式的张力控制装置中，存在以下问题：在开始缠绕或缠绕结束时的滑轮加速、减速时，因滑轮的惯性力而对线材作用过大的惯性负荷，线材有时会出现断线。特别是在卷绕直径较小的线材时，存在更容易发生断线的倾向。 [0004] 因此，本申请人提出了一种即使在卷绕直径较小的线材的情况下也能够防止断线的导出式张力控制装置(例如，参照专利文献1)。该导出式张力控制装置，并非如过去那样通过电磁制动器来停止滑轮的旋转，而是对赋予张力用的滑轮的旋转进行控制，以使设置在张力杆的顶端且卷挂有线材的引导滑轮的位置位于规定位置，从而调整控制线材的导出量。

[0005] 专利文献1：日本特开2000-128433号公报

[0006] 但是，虽然能够通过控制线材的导出量来抑制在卷绕直径较小的线 材时该线材断线等问题，相反却存在例如难以对截面直径超过2mm的直径较大的线材赋予张力的问题。

[0007] 即，在用绕线机对直径较大的所谓粗线进行绕线时，要求赋予例如超过10kg的较大的反张力。另一方面，即使对卷挂有线材的赋予张力用的滑轮的旋转进行控制，当用超过10kg的较大的力对卷挂于该滑轮的线材进行拉伸时，即使是在该滑轮不旋转的情况下，也会发生卷挂于该滑轮的线材在该滑轮的外周滑动而被导出的情况，因此通过该滑轮的旋转控制而被赋予的反张力是有极限的。于是对卷挂在一个滑轮上的线材通过限制该滑轮的旋转而赋予的反张力存在一定程度的限制，因此通过一个滑轮难以赋予超过该限制的反张力。

[0008] 为了解决该问题而赋予超过该限制的较大的反张力，可以考虑设置多个赋予张力用的滑轮，将线材依次卷挂在该多个滑轮上，在上述所有多个滑轮上分别对线材赋予反张力，并将上述反张力依次相加，对线材赋予较大的反张力。

[0009] 但是，使例如截面直径超过2mm的所谓的粗线弯曲本身就很困难，且为了赋予反张力而将该粗线依次卷挂在多个滑轮上，可以想象其操作的难度，并且存在使该反张力赋予装置大型化的问题。

发明内容

[0010] 本发明的目的在于，提供一种能够容易地对直径较大的所谓的粗线赋予较大的反张力的绕线用线材的反张力赋予装置及其反张力赋予方法。

[0011] 本发明的绕线用线材的反张力赋予装置具备：线材导出机构，其将线材朝向绕线机导出；引导滑轮，其卷挂有从线材导出机构导出的线材；弹性部件，其朝向对线材赋予反张力的方向对引导滑轮施力，对线材赋予与引导滑轮的位置相应的反张力；导出控制单元，其控制由线材导出机构进行的线材的导出，以使引导滑轮的位置位于规定的位置。 [0012] 其构成特征在于，设置有卷筒，该卷筒能够卷绕被赋予反张力且朝向绕线机供给的线材，该卷筒被设置成不能旋转，以使所卷绕的线材滑动并朝向绕线机供给。 [0013] 在这种情况下，线材导出机构优选具备一对辊或环形轨道，它们构成为通过夹持线材进行旋转由此能够将线材导出。

[0014] 本发明的绕线用线材的反张力赋予方法，是上述绕线用线材的反张力赋予装置的反张力赋予方法，其特征在于，将通过线材导出机构而朝向绕线机导出的线材卷挂在向赋予反张力的方向被施力的引导滑轮上，将被赋予了反张力的线材卷绕在不能旋转的卷筒上，使所卷绕的线材在卷筒上滑动并供给到绕线机。

[0015] 在本发明的绕线用线材的反张力赋予装置及其方法中，通过将线材卷挂在向赋予反张力的方向被施力的引导滑轮上，由此能够对该线材赋予反张力。而且，将该被赋予反张力的线材卷绕在不能旋转的卷筒上，使所卷绕的该线材在卷筒上滑动并供给到绕线机，因此根据欧拉缰绳理论，能够使根据引导滑轮的位置而对线材赋予的反张力因卷绕了该线材的卷筒而以指数函数增加，从而能够对直径较大的所谓的粗线赋予以指数函数增加后的较大的反张力。

[0016] 附图说明

[0017] 图1是表示本发明实施方式的反张力赋予装置的主视图。

[0018] 图2是该反张力赋予装置的俯视图。

[0019] 图中标号说明：10...绕线用线材的反张力赋予装置；11...线材；12...绕线机；26...线材导出机构；27、28...环形轨道；41...引导滑轮；42...螺旋弹簧(弹性部件)；
43...导出控制单元；46...卷筒。

[0020] 具体实施方式

[0021] 下面，基于附图说明用于实施本发明的最佳方式。

[0022] 如图1和图2所示，本发明的反张力赋予装置10具备：线材导出机构26，其将线材11朝向绕线机12导出；引导滑轮41，其卷挂有从上述线材导出机构26导出的线材11；弹性部件42，其将引导滑轮41向对线材11赋予反张力的方向施力，对线材11赋予与引导滑轮41的位置相应的反张力。绕线机12构成为具有卷轴13和使该卷轴13旋转的绕线用电机14(图2)，且绕线用电机14使嵌入卷轴13的绕线管16旋转。而且该绕线机12是在旋转的绕线管16上缠绕线材11的设备， 本发明的反张力赋予装置10作为向这样的绕线机12导出线材11的装置来使用。而且作为该线材11是使用下述所谓的粗线，即：如果其截面形状是圆形，则其直径超过2mm，如果其截面是方形，则其截面的周长超过7mm。在此，设定相互垂直的X、Y、Z三个轴，X轴沿水平前后方向延伸，Y轴沿水平横方向延伸，Z轴沿垂直方向延伸，并以线材11沿Y轴方向导出为例，说明本发明的反张力赋予装置。 [0023] 本发明的反张力赋予装置10具有设置在设置场所的基座17，在基座17上设置用于使该基座17便于移动的辊17a、和以不能移动的方式固定在设置场所的腿部件17b。而且该基座17设置在相对于绕线机12而沿Y轴方向错开的位置。线材11卷绕于较大的线轴11a，相对于该基座17沿Y轴方向进一步错开配置。在基座17上设置从Z轴方向上侧覆盖上述线轴11a的平板18，在该平板18上形成能够供线材11贯通的贯通孔18a。在该平板18的贯通孔18a附近竖立设置台板19，在该台板19上设置有：多个小辊19a，它们将穿过贯通孔18a而沿Z轴方向延伸的线材11从Y轴方向的两侧夹持，来去除其卷痕；直径较大的第一转向滑轮19b，其使被上述多个小辊19a去除了卷痕的线材11朝向绕线机12转向。

[0024] 在基座17上沿Y轴方向延伸地设置垂直板21，在该垂直板21上设置朝向绕线机12导出线材11的线材导出机构26。在该垂直板21上设置有：第二转向滑轮22，其使借助第一转向滑轮19b转向后的线材11变为水平而朝向线材导出机构26；第三转向滑轮23，其与该第二转向滑轮22一起从Y轴方向夹持线材导出机构26，且卷挂由该线材导出机构26导出的线材11。为了使作为所谓的粗线的线材11的卷挂易于进行，该第一至第三转向滑轮
19b、22、23使用直径较大的滑轮。

[0025] 线材导出机构26是将线材11朝向绕线机12导出的机构，本实施方式中的线材导出机构26具有一对环形轨道27、28，该一对环形轨道27、28构成为：从Z轴方向的两侧夹持线材11进行旋转，由此能够将该线材11导出。对图1中的下侧环形轨道27进行说明，在垂直板21上设置下起动轮27a、下导轮27b以及多个下转轮27c，并设置将它们包围的橡胶制下履带27d。下起动轮27a和下导轮27b沿Y轴方向隔开规定的间隔设置，多个下转轮27c沿Y轴方向并排设置在该下起动轮27a与 下导轮27b之间，使卷挂于此的下履带27d压接于在上方插通的线材11。而且在垂直板21上设置使下起动轮27a旋转的驱动用电机
29。而且构成为：通过下起动轮27a的旋转，下履带27d能够沿着其描画的环形轨道旋转。 [0026] 在下侧环形轨道27的上方的垂直板21上设置能够沿Z轴方向升降的升降板31，在该升降板31上设置上侧环形轨道28。上侧环形轨道28具备：设置于升降板31的一对上导轮28a、28b；多个上转轮28c；以将它们包围的方式设置的橡胶制上履带28d。一对上导轮28a、28b沿Y轴方向隔开规定的间隔设置，多个上转轮28c沿Y轴方向并排设置在上述一对上导轮28a、28b之间，使卷挂于此的上履带28d压接于位于下方的线材11。而且在垂直板21上设置汽缸32，用于使形成有该上侧环形轨道28的升降板31升降。升降板31构成为：安装在该汽缸32的杆32a上，当汽缸32将该杆32a突出时，上侧环形轨道28与升降板31一起下降，并与下侧环形轨道27一起从Z轴方向的两侧夹持位于其间的线材11。并且构成为：当驱动用电机29进行驱动使下履带27d沿着其描画的环形轨道旋转时，和它一起夹持线材11的上履带28d也能够沿着其描画的环形轨道而旋转。另一方面，构成为：当汽缸32使其杆32a进入时，上侧环形轨道28与升降板31一起上升，在与下侧环形轨道27之间形成空间，从而能够容易地供线材11插通。

[0027] 在位于下侧的环形轨道27更下侧的垂直板21上，沿Y轴方向延伸设置导轨36，在该导轨36上以能够沿Y轴方向移动的方式设置支承台37，该支承台37对引导滑轮41以可旋转的方式进行支承。引导滑轮41是卷挂从线材导出机构26导出的线材11的滑轮，在本实施方式中，作为卷挂经过构成线材导出机构26的一对环形轨道27、28之间并被第三转向滑轮23转向后的线材11的滑轮使用。而且在垂直板21上设置弹性部件42，该弹性部件42向使该引导滑轮41远离绕线机12的方向施力。本实施方式中的弹性部件由一对螺旋弹簧42、42构成，其一端安装于支承台37，其另一端向远离绕线机12的方向隔开间隔地安装于垂直板21。这一对螺旋弹簧42、42向使该支承台37远离绕线机12的方向施力，因此将与轴支承于该支承台37的引导滑轮41在Y轴方向上的位置相应的反张力，赋予卷挂于该引导滑轮41并朝向绕线机12供给的线材11。

[0028] 另外，本发明的反张力赋予装置具有导出控制单元43，该导出控制单元43对由线材导出机构26进行的线材11的导出进行控制，以使引导滑轮41的位置位于规定的位置。该控制单元43具备：位置传感器44，其检测引导滑轮41在Y轴方向上的位置；控制器45，其基于该位置传感器44的检测输出，对线材导出机构26中的驱动用电机29进行控制。在控制器45的存储器45a中存储有与引导滑轮41的位置相关的信息，控制器45构成为：基于该存储器45a所存储的信息，对线材导出机构26中的驱动用电机29进行控制，使得当引导滑轮41靠近绕线机12时，增加由线材导出机构26导出的线材11的导出量，而当引导滑轮41远离绕线机12时则减少该线材11的导出量，由此使引导滑轮41位于导轨36的大致中央附近的规定位置。

[0029] 并且，在基座17上设置卷筒46，该卷筒46能够卷绕由引导滑轮41赋予反张力并朝向绕线机12供给的线材11。该卷筒46具有：圆筒部46a，其截面为圆形，在其外径上卷绕线材11；凸缘部46b，其设置在该圆筒部46a的两侧，直径大于圆筒部46a。该卷筒46为树脂制，采用其圆筒部46a外周的动摩擦系数为0.2～0.4的材料。另外，从易操作的观点出发，优选卷筒46的圆筒部46a的外径为300～400mm。而且该卷筒46构成为：借助凸缘部46b能够使卷绕于圆筒部46a的线材11不从该圆筒部46a的端部脱落，该卷筒46以不能旋转的方式固定于该基座17，以使卷绕于其圆筒部46a的线材11滑动并朝向绕线机12供给。在此，图中的标号47表示将卷筒46以不能旋转的方式固定于基座17的固定夹具47。 [0030] 接下来，说明本发明的绕线用线材的反张力赋予方法。

[0031] 本发明的绕线用线材的反张力赋予方法，其特征在于，将通过线材导出机构26而朝向绕线机12导出的线材11卷挂在向赋予反张力的方向被施力的引导滑轮41上，将被赋予了反张力的线材11卷绕于不能旋转的卷筒46，并使卷绕于该卷筒46的线材在卷筒46上滑动并供给到绕线机12。

[0032] 以使用上述反张力赋予装置10的情况为例进行说明，来自作为线材源的线轴11a的线材11，在穿过平板18的贯通孔18a后由多个小辊19a去除其卷痕，并由第一、第二转向滑轮19b、22依次改变其方向后 到达线材导出机构26。在线材导出机构26中，由一对环形轨道27、28夹持该线材11，并通过构成一对环形轨道27、28且实际夹持该线材11的各履带27d、28d进行旋转，由此该线材11被导出。由线材导出机构26导出的线材11，在经由第三转向滑轮23进行转向后卷挂于引导滑轮41。由弹性部件42对卷挂于引导滑轮41的线材
11赋予与引导滑轮41的位置相应的反张力，然后被卷绕在卷筒46上并到达绕线机12。 [0033] 而且，以线材导出机构26中线材11的导出速度(导出量)，与线材11向设置在卷轴13上的绕线管16缠绕的缠绕速度(缠绕量)取得平衡的方式控制其导出量，并进行调整以使引导滑轮41保持在导轨36的大致中央。引导滑轮41被弹性部件42向远离绕线机
12的方向施力，因此对线材11作用与引导滑轮41的位置相应的弹性部件42的作用力，将基于该作用力的规定张力赋予线材11。而且被赋予了与引导滑轮41的位置相应的张力的线材11，之后被卷绕在不能旋转的卷筒46上，使卷绕在该卷筒46上的线材11一边在实际缠绕该线材11的圆筒部46a上滑动，一边供给到绕线机12。

[0034] 在此，作为绳索缠绕在圆筒表面后绳索的保持力和驱动力的关系，已知有欧拉缰绳理论。该欧拉缰绳理论阐明：当绳索以某个角度θ缠绕在摩擦系数μ的圆筒表面上时，(μθ)绳索驱动力T0与拉住另一端而绳索开始滑动的力T1的关系，可用T1/T0＝exp 来表示。从该公式可知，相对于绳索的接触角θ，绳索开始滑动的力T1以指数函数增加，例如，在摩擦系数μ为0.3的情况下，绳索缠绕一圈时T1/T0＝6.59，绳索缠绕两圈时T1/T0＝
43.4。因此如本发明所示，当将该线材11卷绕在卷筒46上之后供给到绕线机12时，能够根据引导滑轮41的位置将赋予线材11的反张力通过卷绕该线材11的卷筒46而以指数函数增加。由此在本发明中，即使用于利用弹性部件42来赋予反张力的引导滑轮41是一个滑轮，通过使卷绕在卷筒46上的线材11滑动并供给到绕线机12，由此即使线材11是直径较大的所谓的粗线，也能够对该线材11赋予较大的反张力，并将该线材11供给到绕线机12。 [0035] 另一方面，在将被赋予了较大的反张力的线材11在绕线机12中进行卷绕的绕线作业中，当线材11向安装于卷轴13的绕线管16缠绕的缠绕速度(缠绕量)变化时，则作用于线材11的反张力会发生变动。 而且当反张力变动时，引导滑轮41会随之移动而改变其在Y轴方向的位置。由此张力的变动量因引导滑轮41的位置变化而被吸收，从而防止赋予线材11的反张力有显著的变动。

[0036] 在这种情况下，引导滑轮41的移动被位置传感器44检侧出，并反馈到作为控制单元43的控制器45。接到这样的反馈的控制器45，对驱动用电机29的旋转速度进行控制，以使引导滑轮41的位置返回到导轨36的大致中央，从而使线材导出机构26中线材11的导出速度与向卷轴13缠绕的缠绕速度取得平衡。即，对线材导出机构26中的驱动用电机29进行控制，使得当引导滑轮41靠近绕线机12时增加由线材导出机构26导出的线材11的导出量，而当引导滑轮41远离绕线机12时减少该线材11的导出量。由此引导滑轮41返回到导轨36的大致中央，作用于线材11的张力恢复到规定值。

[0037] 特别是在本实施方式中，线材导出机构26具备构成为通过夹持线材11进行旋转由此能够将该线材11导出的一对环形轨道27、28，因而上述各履带27d、28d与线材11的接触面积增大。因此被一对环形轨道27、28夹持的线材11，不会相对于将其夹持的各履带27d、28d滑动，该线材导出机构26能够以规定的速度切实地导出规定量的线材11。 [0038] 另一方面，当想要改变由引导滑轮41作用于线材11上的张力的情况下，可改变对引导滑轮41施力的弹性部件42的作用力。具体而言，可列举下述方法：使螺旋弹簧42的另一端的相对于垂直板21的固定位置沿Y轴方向移动而进行调节，或者增减作为弹性部件的螺旋弹簧42的根数，或者将作为弹性部件的螺旋弹簧42变更为弹性系数不同的另外的弹性部件。由此能够改变对引导滑轮41施加的作用力，能够调整由作为弹性部件的螺旋弹簧42带给引导滑轮41的作用力，因此能够使作用于线材11的张力成为预期的张力。另外也可以考虑改变线材11向卷筒46卷绕的圈数、或将该卷筒46本身改变为摩擦系数不同的材料。于是基于以指数函数倍增的欧拉缰绳理论的数值发生变化，通过调整根据引导滑轮
41的位置所赋予的反张力的倍率，由此能够使作用于供给到绕线机12的线材11的张力成为预期的张力。

[0039] 另外，在上述实施方式中，对线材导出机构26具有构成为能够通过夹持线材11进行旋转由此将线材11导出的一对环形轨道27、28的 情况进行了说明，但是只要线材导出机构26能够使较粗的线材11不滑动而朝向绕线机12导出，则可以是构成为能够通过夹持该线材11进行旋转从而将线材11导出的一对辊。

[0040] 另外，在上述实施方式中，说明了由一对螺旋弹簧42、42构成的弹性部件，但是作为弹性部件的螺旋弹簧42不限于一对，可以是一个螺旋弹簧，相反也可以是三根还可以是四根。另外，该弹性部件42只要是能够向对线材11赋予反张力的方向对引导滑轮41施力，从而对线材11赋予与该引导滑轮41的位置相应的反张力，则该弹性部件42不限于螺旋弹簧42，也可以为通过由气压、液压进行驱动的流体压汽缸对引导滑轮41施力的方式。