JP4125901B2

JP4125901B2 - 線材繰出装置

Info

Publication number: JP4125901B2
Application number: JP2002046867A
Authority: JP
Inventors: 紘福原; 佳雄久保
Original assignee: 宮▲崎▼機械システム株式会社
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2022-02-22
Also published as: JP2003249133A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、銅合金線等の金属細線の撚線を製造するための撚線装置において、撚り返しを与えながら線材をバンチャーに供給する線材繰出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通信用等の特殊用途電線として、２０〜３０μｍといった極細の銅合金線を使用した撚線が多用されるようになってきている。この撚線は、線材を供給する線材繰出装置とバンチャーとからなる撚線装置によって製造され、複数本の線材を束にしてバンチャーによって撚り合わせる。
【０００３】
線材に撚りがかかって撚線が形成されるとき、同時に各線材も撚り回数と同じだけ捻回される。この捻回数が多いと、銅合金線のような細い伸びの少ない線材では、撚線中に断線することがある。
【０００４】
そこで、線材の捻れを解消するために、線材を撚り合わす前に撚り返しを与えて線材を供給する線材繰出装置が、例えば特開昭５９−２０３３０９号公報、特公平７−１３３５３号公報等に開示されている。この線材繰出装置では、ボビンの周りを回転するフライヤによって、回転するボビンから線材がボビンの軸線方向に繰り出され、線材に撚り方向と反対方向の撚りを与えて、線材を撚り返している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
撚線の製造に際して高能率な二度撚りバンチャーを使用して、撚線装置の高速化が図られており、ボビンおよびフライヤも高速回転される。すると、空気抵抗や軸受抵抗が大きくなって、高回転になるほど線材の張力が変動しやすくなる。また、ボビンに巻かれた線材の巻き状態が異なると、個々のボビンの巻径に差が生じるので、張力が変化する。張力が過大になれば、断線の危険性が高まり、逆に張力が低下すれば、十分な撚り返しが与えられなくなる。
【０００６】
本発明は、上記に鑑み、ボビンの状態に係わりなく張力の変動のない状態で線材を繰り出すことができる線材繰出装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による課題解決手段は、複数の回転自在なボビンと、ボビンの軸線上に配された線材繰出用ガイドと、ボビンに巻き付けられた線材に撚り返しを与えながら前記ガイドに導く回転自在なフライヤと、全ボビンを同期させて回転駆動するボビン駆動手段と、各フライヤに対応して設けられフライヤをそれぞれ回転駆動する差動機構を含むフライヤ駆動手段と、繰り出される線材の速度が各線材を撚り合わすときの撚合速度に合うようにフライヤの回転を調整する速度制御手段とを備えたものである。
【０００８】
ここで、線材の速度を検出する手段として、ガイドの軸線方向前方に設けたダンサーローラを用い、速度制御手段は、ダンサーローラから得られる線材の速度変動の情報に基づいてフライヤの回転を制御する。
【０００９】
撚線を製造するための運転が行われると、ボビンに巻かれた線材の巻径が小さくなっていき、フライヤの回転数が変化する。ボビンの回転は一定速度であるので、ボビンとフライヤとの回転差が同じであると、線速のバランスが乱れ、繰り出される線材の速度が変化し、ダンサーローラが変位する。このダンサーローラから得られる情報に基づいて、フライヤ駆動手段の駆動制御が行われる。フライヤのボビンとの回転差が大きくあるいは小さくされて、線材の速度が一定に維持される。これによって、線材の張力が変動せず、断線のおそれがなくなり、線材の撚り返しを確実に行える。
【００１０】
また、各ボビンに対応して設けられボビンをそれぞれ回転駆動する差動機構を含むボビン駆動手段と、全フライヤを同期させて回転駆動するフライヤ駆動手段と、繰り出される線材の速度が各線材を撚り合わすときの撚合速度に合うようにボビンの回転を調整する速度制御手段とを備えたものとし、速度制御手段は、ダンサーローラから得られる線材の速度変動の情報に基づいてボビンの回転を制御するようにしてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態の撚線装置は、線材繰出装置とバンチャーとから構成され、複数の線材繰出装置がサプライスタンドに設置されている。各線材繰出装置から供給された金属細線といった線材Ｗは、目板、集合ダイスによって束状に集合され、バンチャー内に入って、撚り合わされ、撚線となる。
【００１２】
線材繰出装置は、図１に示すように、線材Ｗが巻き付けられたボビン１と、ボビン１を回転駆動するボビン駆動装置２と、ボビン１の軸線上に配された線材繰出用ガイド３と、ボビン１から線材Ｗをガイド３に導く回転自在なフライヤ４と、フライヤ４を回転駆動するフライヤ駆動装置５と、繰り出される線材Ｗの張力を一定にするためにフライヤ４の回転を調整する速度制御手段とを備えている。
【００１３】
各線材繰出装置のボビン１は、図２に示すように、同一円周上に等間隔に配置されるとともに、さらにその円の中心に１つ配置される。ボビン１は、サプライスタンドに回転自在に支持された水平な支持軸１０に支持され、支持軸１０のフランジ１１と支持軸１０の前側に嵌め込まれたキャップ１２とに挟み込まれている。フランジ１１に突設されたピンがボビン１のフランジに係合することにより、ボビン１は支持軸１０と一体的に回転する。
【００１４】
支持軸１０の後端にプーリ１５が取り付けられ、ボビン用モータ１６のプーリ１７との間にベルト１８が掛け巻きされ、モータ１６からの駆動力が支持軸１０に伝達され、ボビン１が回転する。また、各ボビン１の支持軸１０間においてもプーリ１５、ベルト１８を介して駆動力が伝達され、１つのボビン用モータ１６によって全てのボビン１が同一速度で回転する。これらのプーリ１５、ベルト１８、モータ１６によってボビン駆動装置２が構成される。
【００１５】
フライヤ４は、ボビン１の周りを周回する一対のローラ２０と、ローラ２０を支持する支持体２１とからなる。ローラ２０は支持軸１０を挟んで対称に配され、支持体２１の前側がキャップ１２に軸受を介して回転自在に支持され、後側が支持軸１０に軸受を介して回転自在に支持される。これによって、フライヤ４は、ボビン１および支持軸１０とは独立して回転可能とされる。
【００１６】
ブッシュからなる線材繰出用ガイド３は、ボビン１よりも軸線方向において前方に位置して、支持体２１の前側に一体的に取り付けられている。ローラ２０からの線材Ｗは、支持体２１に形成されたガイド孔２２、スリット状のガイド２３、通過孔２４を経て、線材繰出用ガイド３に達する。フライヤ４の回転に伴って線材繰出用ガイド３も回転するので、両者の位置関係は変わらず、これらのガイドによる案内機構によって線材Ｗをぶれずに繰り出すことができる。
【００１７】
線材繰出用ガイド３の前方には、ダンサーローラ３０が配されている。ダンサーローラ３０は、各ボビン１に対応してそれぞれ設けられており、軸線上に位置する固定ローラ３１と、その下方に位置する移動ローラ３２と、移動ローラ３２の移動を検出する位置検出センサ３３とからなる。固定ローラ３１は、入線用および出線用の一対のローラからなり、図示しないスタンドに回転自在に支持されている。移動ローラ３２は、アーム３４に回転自在に取り付けられ、アーム３４はスタンドに揺動自在に取り付けられている。ポテンションメータからなる位置検出センサ３３によってアーム３４の回動を検出することにより、繰り出される線材Ｗの張力の変動が検出される。
【００１８】
フライヤ駆動装置５としては、差動機構を利用してフライヤ用モータ４０からの駆動力をベルト１８を介して支持体２１に伝達するものである。具体的には、支持体２１の後端にプーリ４１が一体的に取り付けられ、このプーリ４１は差動装置４２を中継してモータ４０のプーリ４３と連結されている。
【００１９】
差動装置４２には、支持軸１０に取り付けられた中間プーリ１３がベルト１８を介して接続されている。差動装置４２は、支持軸１０から入力された回転数にフライヤ用モータ４０の回転数を加算あるいは減算して、フライヤ４の支持体２１を駆動する。
【００２０】
ここで、ダンサーローラ３０によって検出された速度差の変動は、コントローラ、マイコン等の制御装置に入力され、制御装置は速度差の変動に応じてフライヤ用モータ４０の駆動を制御する。すなわち、ダンサーローラ３０、制御装置によって速度制御手段が構成され、線材Ｗの速度がバンチャーの撚合速度に対して一定になるように各フライヤ４の回転速度がそれぞれ制御される。なお、制御装置は、ボビン用モータ１６もバンチャーの回転数に対し所定の比率の回転速度になるように駆動制御している。
【００２１】
次に、上記の線材繰出装置の動作を説明する。図３に示すように、ボビン１には、ガイド側から見て時計回りに線材Ｗが巻き付けられ、ボビン１は時計回りに回転駆動される。このとき、バンチャーによって線材Ｗが引き出されていくと、線材Ｗの張力によりダンサーローラ３０に変位が発生する。この変位が検出されて、フライヤ用モータ４０が駆動される。差動装置４２を介してフライヤ４が回転して、線材Ｗは撚り返されながら繰り出され、線材Ｗに撚り方向と反対方向の撚りを与えられる。
【００２２】
ここで、ボビン用モータ１６を停止して、線材Ｗを引き出したとき、ダンサーローラ３０の変位が検出されて、フライヤ用モータ４０が駆動され、フライヤ４が差動装置４２を介して反時計回りに回転する。このときのフライヤ４の回転数をｎとする。また、ボビン用モータ１６を駆動するときのボビン１の回転数をＮとする。
【００２３】
上記のようにボビン１を回転させて、フライヤ４が回転すると、差動装置４２の働きにより、フライヤ４は時計回りにＮ−ｎの回転数で回転する。なお、図４に示すように、ボビン１に線材Ｗが反時計回りに巻き付けられている場合には、フライヤ４は時計回りにＮ＋ｎの回転数で回転する。
【００２４】
ボビン１の線材Ｗの巻径は、個々のボビン１の巻き状態によって異なり、しかも運転の進行によって巻径は徐々に小さくなるように変化していく。そのため、ボビン１の回転は一定であるにもかかわらず、フライヤ４の回転数が同じであると、線速が遅くなる。
【００２５】
このようにボビン１の巻径の変化によって生じる線速の変動により、ダンサーローラ３０の移動ローラ３２の位置が変化する。例えば、フライヤ４のボビン１との回転数の差が小さいままであると、線材Ｗの速度が小さくなる。すると、移動ローラ３２は上昇し、これが位置検出センサ３３によって検出される。位置検出センサ３３からの出力信号が制御装置に入ると、制御装置では、フライヤ４のボビン１との回転数の差が増すようにフライヤ用モータ４０の回転数を増加させる駆動信号をモータ４０のドライバに出力する。すると、フライヤ用モータ４０の回転が速くなり、フライヤ４の回転差が大きくなり、線材Ｗの速度が再び一定値になる。また、線材Ｗの速度が大きくなっても、同様にフライヤ用モータ４０が駆動制御され、フライヤ４の回転差が小さくなる。
【００２６】
このように、ボビン１とフライヤ４との回転のバランスが取られ、線材Ｗの張力は一定に保たれる。したがって、線材Ｗに確実に撚り返しを与えることができ、線材Ｗの断線がなくなり、生産性が向上する。
【００２７】
また、他の形態の線材繰出装置を図５に示す。この線材繰出装置では、１つのフライヤ用モータ４０により全フライヤ４が同期して駆動され、各ボビン１は個別のボビン用モータ１６によってそれぞれ差動装置４２を介して駆動される。すなわち、フライヤ駆動装置５は、支持体２１のプーリ４１にベルト１８を介して接続されたフライヤ用モータ４０によって構成される。ボビン駆動装置２は、ボビン用モータ１６からの駆動力を差動装置４２を中継して支持軸１０に伝達するものであり、支持軸１０のプーリ１５から差動装置４２を中継してモータ１６のプーリ１７にベルト１８を介して連結されている。差動装置４２には、支持体２１に取り付けられた中間プーリ２５がベルト１８を介して接続され、差動装置４２は、フライヤ４から入力された回転数にボビン用モータ１６の回転数を加算あるいは減算して、支持軸１０に駆動する。
【００２８】
そして、速度制御手段を構成する制御装置は、ダンサーローラ３０によって検出された速度の変動に応じてボビン用モータ１６の駆動制御を行う。すなわち、線材Ｗの速度が一定になるように各ボビン１の回転速度がそれぞれ制御される。なお、制御装置は、フライヤ用モータ４０もバンチャーの回転数に対して所定の回転速度になるように駆動制御している。その他の構成は、上記実施形態と同じである。
【００２９】
線材繰出装置の運転により、ボビン１から線材Ｗが繰り出され、フライヤ４の回転は一定であるので、各ボビン１からの線材Ｗの撚り返し数は一定である。そして、徐々にボビン１の巻径が小さくなり、ボビン１のフライヤ４に対する回転差が同じであると、線材Ｗの速度が小さくなる。このとき、ダンサーローラ３０を通じて検出された速度の変動に応じてボビン用モータ１６が駆動制御され、速度が一定になるようにボビン１の回転差が大きくなる。
【００３０】
これによっても、ボビン１とフライヤ４との回転のバランスが取られ、線材Ｗの張力を一定に保つことができる。したがって、線材Ｗに確実に撚り返しを与えることができ、線材Ｗの断線がなくなり、生産性の向上を図れる。
【００３１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。張力制御手段として、ダンサーローラの代わりに繰り出された線材の速度を検出して、その線速からモータの駆動制御を行ってもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明によると、繰り出される線材の速度の変動に応じてフライヤあるいはボビンの回転を調整することにより、線材の張力を一定に保持することができる。したがって、確実な撚り返しを行え、高効率に高品質な撚線を製造することができる。特に、細く伸びの少ない線材を撚線にする場合、ボビンの巻き状態、ボビンやフライヤの回転による空気抵抗の変化、周囲の環境による機械的なトルク変化の影響を多大に受けるが、ボビンとフライヤとの回転の制御を図ることによって、これらの影響を排除でき、所望の性能を有する撚線を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の線材繰出装置の概略構成図
【図２】ボビンの配置を示す図
【図３】ボビンとフライヤの回転方向を示す図
【図４】線材の巻き付け方向が異なる場合のボビンとフライヤの回転方向を示す図
【図５】他の形態のボビンの線材繰出装置の概略構成図
【符号の説明】
１ボビン
２ボビン駆動装置
３線材繰出用ガイド
４フライヤ
５フライヤ駆動装置
１６ボビン用モータ
３０ダンサーローラ
４０フライヤ用モータ

Claims

複数の回転自在なボビンと、該ボビンの軸線上に配された線材繰出用ガイドと、前記ボビンに巻き付けられた線材に撚り返しを与えながら前記ガイドに導く回転自在なフライヤと、全ボビンを同期させて回転駆動するボビン駆動手段と、各フライヤに対応して設けられ前記フライヤをそれぞれ回転駆動する差動機構を含むフライヤ駆動手段と、繰り出される線材の速度が各線材を撚り合わすときの撚合速度に合うように前記フライヤの回転を調整する速度制御手段とを備えたことを特徴とする線材繰出装置。
ガイドの軸線方向前方にダンサーローラが設けられ、速度制御手段は、ダンサーローラから得られる線材の速度変動の情報に基づいてフライヤの回転を制御することを特徴とする請求項１記載の線材繰出装置。
複数の回転自在なボビンと、該ボビンの軸線上に配された線材繰出用ガイドと、前記ボビンに巻き付けられた線材に撚り返しを与えながら前記ガイドに導く回転自在なフライヤと、各ボビンに対応して設けられ前記ボビンをそれぞれ回転駆動する差動機構を含むボビン駆動手段と、全フライヤを同期させて回転駆動するフライヤ駆動手段と、繰り出される線材の速度が各線材を撚り合わすときの撚合速度に合うように前記ボビンの回転を調整する速度制御手段とを備えたことを特徴とする線材繰出装置。
ガイドの軸線方向前方にダンサーローラが設けられ、速度制御手段は、ダンサーローラから得られる線材の速度変動の情報に基づいてボビンの回転を制御することを特徴とする請求項３記載の線材繰出装置。