JPS6283969A - シート巻取機 - 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１紙、プラスチックフィルム、布、金属箔等
各種シートを巻取る巻取装置において、製品であるシー
トロールの品質は、シート巻取中のシート張力制御によ
って左右される。このシート張力制御に関し１巻取機機
枠、またはその近くをこ据えた原動機を僅蚤こ移動可能
に取付け、その駆動反力をロードセルにより求めて実際
の巻取トルクを求める巻取装置専用のトルク計測をし。

これを使った巻取張力制御装置を提供する。

（従来の技術） 本出願人が、特公昭５９−１３４１４号公報において２
巻取機の張力制御技術を開示した。上記従来装置の張力
制御は一般にテーパーコントロールと呼ばれ２巻取中の
シートロールの直径が増大するにつれ１巻絞り現象を生
じないよう次第に巻取張力を弱めてゆく。

巻取張力を弱めるには１巻取機の巻軸駆動機構の巻取ト
ルクを弱めるので、トルク制御とも呼ばれている。

（発明が解決しようとする問題点） トルク制御のため、トルク値を計測する従来技術は２巻
軸へのトルク伝達系にベルト伝動部を設け、ベルトのゆ
るみ側と張り側にそれぞれ検出用プリーを押付けて画側
の張力差を検出して巻取トルクを検出する。この方法は
勺しトの伸び、その池１問題が多い。

トルク制御に最近よく使われる磁粉クラッチ（こも、伝
動機構がやや複雑になり１機械損がふえる不便さがある
。

さらに設定部の張力信号をトルク信号に変換して（Ｔｘ
Ｒ→τ）トルクレベルで実検出値（トルク）と比較して
いるため２本来張力を制御したいのであるから張力が直
接把握できる方が、管理面あるいは２表示できる等の点
から見ても好ましいので、何とか直接張力を制御したい
という課題があることを見出した。

（問題点を解決するための手段） そこで本発明は、前記従来装置の張力制御装置にかえて
。

原動機による巻軸駆動時、その駆動反力で軽く移動し得
るよう可動に取付けた原動機取付枠。

その原動機取付枠の上記駆動反力による移動を制止する
ように設けた制止体、及び。

上記制止体と上記原動機取付枠側部材との間に介在して
原動機の駆動反力を検出するロードセル、及び２巻取量
を逐次検出する巻取量検出装置と、設定された巻取張力
制御線図、又は、計算式からなる巻取張力設定部と上記
ロードセルで検出された実際のトルク値を張力値に演算
する検出張力演算部と、該巻取張力設定部に設定された
巻取張力値と、ロードセルで検出されたトルク値を演算
して得られた張力値とを比較する比較部から成り、この
比較して得られた張力値に基づいて、上記原動機を制御
する制御部を備えることを特徴とする巻取機の張力制御
装置とした。

（作　　　　　用） この発明は１巻取軸駆動用原動機の駆動反力をロードセ
ルにより求め、この検出した加圧力に共通軸線からロー
ドセルまでの距離を乗じて巻取トルりを得て、これを巻
取径で除して、張力値を求め、この値をも９てフィード
バックするので、トルク検出装置の構造がシンプルなこ
とによって、伝動機構が簡易になり１機械損の少ない２
表示をすることもできる管理し易いものになうた。

（実　　施　　例） この発明は上述のように巻取軸駆動用原動機の駆動反力
をロードセルにより求めるので、上述のような従来の問
題点が一掃される。

次に図面を参照して、この発明の構成、実施態様を説明
する。

第１図はこの発明をシート分割振分は巻取装置に適用し
たもので、後述のように第１２図の従来のものに比しト
ルク制御関係が著しく簡素化している。そのＲはシート
ロール、Ａは巻軸、Ｂは巻取中、左右両巻軸Ａを寄せか
ける共通タッチローラ、１は巻軸支持体で、ｌａはその
巻取アーム、ｌｂはその移動台、２はアーム１ａを揺動
さす流体圧シリンダ、３は摺動ベット、Ｓは巻取られる
シート、Ｃはこれを分割するスリッタである。

第２図に、第１図の片側側面に並ぶシートロールＲと、
夫々の巻軸支持体を示す。

このように一度に巻上げるシートロー／Ｌ／Ｒの数が多
いため、夫々の巻軸支持体１に付けるトルク制御装置は
なるべく簡素なものがよい。このような巻取装置に、こ
の発明は最も効果を発揮する。

もワとも、この発明の詳細な説明は一対の巻軸支持体１
について行えばよい。第３図はこの発明の巻取りトルク
計測装置の基本的説明図で９巻取アーム１ａに直接、原
動機（モータ）４を取付けた実施例である。原動機４に
よる巻軸Ａ駆動時、その駆動反力で軽く移動し得るよう
、この例では巻軸支持体１に、可動に取付けた原動機取
付枠５．その取付枠５の上記駆動反力による移動を制止
するよう巻軸支持体１側に設けた制止体６．及び制止体
６と取付枠側部材５ａとの開音こ介在して原動機駆動反
力を検出するロートセルフがその主要部である。ロート
セルフをはさんだ部分を第４図に側面を示す。ロードセ
ル７はその保持材７ａに付けられており、取付枠５側部
材５ａは、これを貫通する調節ネジ５ｂ。

締付はナラ）５ｃで、ロードセ／Ｌ／７への初期押付力
を調節できるようにしている。

原動機取付枠５は９巻軸支持体１を貫通して設けた軸受
穴のボールベアリング８内に、その軸部５ｐを挿入して
回転自在に取付けられており、原動軸４ａは上記軸部の
中空部ベアリングを通り外に出た所にプリー９を付けて
いる。プリー９はベルト１０を介して従来通り巻軸Ａを
回転駆動する。

さて、第３，４図の説明図の構成を製品化した実施例が
第５図で、第２図の三組の巻取部の一組である。原動機
軸４ａがカップリング１１で継ながれている点１巻軸Ａ
が巻芯であるため、支持アーム１ａ先端に巻芯挟持アダ
プタ１２をつけ、これを流体圧シリンダ１３により押し
引きできる構造にしている点が変っただけである。

第６，７図は別の実施例要部で、原動モータ４が通常型
のものにな９ている点、及び原動機取付枠５とその部材
５ａ、ネジ５ｂとによって巻軸支持体１側制止体６を挟
んだ形にした点が前述の例と違うている。

さらに第８，９図の実施例は９巻軸支持体ｌ側面を少し
凹め。

ここに制止体６．ロードセ／Ｉ／７等、検出部を納める
ことにより。

原動機軸４ａに継足さなくても、直接、これにプリー９
をつけて巻軸駆動ベル）１０を掛けられるようにしたも
のである。

以上の実施例はいずれも原動機軸４ａど原動機取付枠軸
部５ｐとの軸線を一致させている。巻取作業時の原動機
駆動反力によるトルク、つまり巻取トルクはロートセル
フが検出した加圧力に。

上記共通軸線からロートセルフまでの距離を乗するだけ
で簡単に得られる。

しかし、必ずしも原動機軸４ａと原動機取付枠軸部５ｐ
が軸線を一致させていなくてもよい。第１０．１１図に
その実施例を示す。

軸線を一致させなくてよいから、原動機４も原動機取付
枠軸部５ｐに並んで１巻軸支持体１の支持アーム１ａに
明けた穴に納まつた。穴に多少ゆとりがあるから反力に
よって原動機４が揺動し得る構成である。もっとも、実
際はロードセル７を付けた原動機取付枠部材５ａを支持
アームｌａ側制止体６二個で挟持して、動かさないで反
力を測る構造にしている。ロードセル７の計測加圧力に
原動機取付枠軸部５ｐからロードセル７までの距離を乗
ずれば反力のトルク、つまり巻取トルりが求まる。無論
、計算は制御部が行うので条件により補正するのも容易
である。

さて１巻取トルク計測装置を開発したのは９次に述べる
巻取張力制御装置関係構造を簡素化するためでもある。

第１２図に、第１図同様の振分巻取機で従来、最新鋭の
ものを示す。張力制御関係部品は、原動モータ４と磁粉
クラッチ１４だけ示している。磁粉クラッチ１４の専用
制御装置も大きいが図は略した。

本願発明゛によれば、上記磁粉クラッチ１４とその制御
装置が不要になり、かわつて上述のロードセルによる簡
素なトルク計測装置が加わるだけである。

トルク計測装置による巻取張力制御は、従来の磁粉クラ
ッチを用いる方式と比べ、直接、原動機出力を制御する
点で大きく異なる。従来は原動機出力を変えず、磁粉ク
ラッチのスリ・ツブ伝動により、捨てるエネルギ量を調
節して、実際に働くトルクを調節していたのである。

この発明の巻取張力制御装置は直接２巻取トルりを検出
し、このトルりを張力に演算し、さらに設定張力と比較
し増幅して直接。

原動機出力を制御する。

従って２機械部品は巻軸支持体１に可動に取付けた原動
機取付枠５を主とする前述のトルり計測装置だげで、あ
とは電気制御部になる。その電気制御部は、従来同様に
巻取機の巻取量を逐次検出し、与えられた巻取張力制御
線図、または計算式から所要の駆動張力を演算する電子
回路、およびこの回路出力である張力値と。

上記ロードセル出力から得る実際のトルク値を演算し、
張力値を求め、この両張力値を比較し、増幅して上記原
動機４を制御する制御部である。

巻取張力制御線図とは９巻取ったシートロールＲの成長
につれ。

例えば巻取張力を弱め１巻絞り゛現象その他を防ぐため
、シート張力−巻取量線図を適当な直線又は曲線となる
ようにする。制御線図である。また、そのような張力−
巻取量線図となるよう１例えば巻取径又は１巻取長さ増
大につれ当然増大する巻取張力の増大傾向を抑える等の
張力制御線図を設定してもよい。

いずれにしろ、この発明の巻取張力制御装置には９巻取
り進行につれて変化する張力値を算出できるように予め
線図、計算式等を設定しておくのであって、第１３図に
その実施例のブロック図を示す。この発明の張力制御装
置は鎖線で囲まれた部分Ｙとして示し、また前述の巻取
トルク計測装置をＸとして示している。その他の部分は
この実施例の在来装置で４は原動機（モータ）、１４は
その制御装置、１５は巻取量検出装置、１６は原動機モ
ータ所要回転数演算回路、１７はシート走行速度検出装
置である。

この例では巻取量をシートロールＲの半径増大によって
検出装置１５が検出している。半径増大につれ巻軸の一
回転による巻取量がふえるから、その分だけ回転数を減
らす必要があり、それとシート走行速度検出装置１７の
検出値とを勘案して演算回路１６が所要回転数を決め、
モータ制御装置１４へ指令する基本構成に、この発明の
トルク検出装置Ｘとトルり制御装置Ｙを加えている。

即ち原動機４は張力検出装置Ｘを介して巻軸、つまりシ
ートロー）Ｌ／　Ｒを回転駆動しており、そのトルク検
出装置Ｘの検出記号は。

巻取張力制御装置Ｙの検出張力演算部２１に送られる。

巻取張力制御装置Ｙは２巻取張力設定部１８．比較部１
９．増幅部２０、検出張力演算部２１．から成り９巻取
量検出装置１５からの検出信号が、夫々巻取張力設定部
１８．増幅部２０．検出張力演算部２１に入力される。

巻取量検出装置１５では１巻取量として、シートロール
の巻取径あるいはシート巻取長さ等が検出され、所要の
大きさの信号に変えられる。そして巻取量検出装置１５
で検出される巻取量が巻取径の場合は、検出信号をその
まま使用できるが、それ以外の場合は。

巻取量検出装置１５に巻取径演算回路を設け、検出信号
を更に巻取径演算回路により巻取径の信号に換算した後
、その巻取径の信号を増幅部２０．検出張力演算部２１
あるいは、前途の巻取モーター所要回転数演算回路１６
に与える必要がある。もっとも巻取径演算回路は９巻取
張力制御装置Ｙや巻取モーター所要回転数演算回路１６
側に設けても良い。

巻取量の検出信号を入力された巻取張力設定部１８は、
設定された巻取量−巻取張力特性に基き巻取量に応じｈ
刻々の所要巻取張力を演算し、その信号を比較部１９に
与える。

一方、トルク検出装置Ｘからの巻取トルクの検出信号と
２巻取量検出装置１５からの巻取径信号を入力された検
出張力演算部２１では１巻取トルクの検出信号を巻取径
信号で割算し２巻取トルソりの検出信号を、張力の次元
の信号に変換する。この張力の次元に変換された信号は
、フィードバック信号として検出張力演算部２１から比
較部１９に与えられる。

尚、検出張力演算部２１で張力の次元に変換された信号
を１表示器に与え検出した巻取張力として表示するとか
、ペン書きレコーダーに与え記録するとかすれば２巻取
中の実際の巻取張力を把握でき、より良い巻取品質を得
る゛ためにデータとして蓄積することができる。比較部
１９では１巻取張力設定部１８からの所要巻取張力信号
と、検出張力演算部２１からのフィードバック信号を比
較し。

巻取張力設定部に設定された所要の巻取張力を得るため
の動作信号を出す。この動作信号は、増幅部２０に与え
られ、増幅部２０で。

巻取量検出装置１５から入力された巻取径信号に比例し
た大きさ。

つまりトルクの次元に変換され更に増幅されて、モータ
ー制御装置１４に操作信号として入力される。

モーター制御装置１４は１巻取モーター所要回転数演算
回路からの速度信号と、増幅部２０からの操作信号によ
り巻取シートロールをシート走行速度に追従して、設定
された巻取張力に基く所要のトルクで回転させるための
モーターの出力の制御を行う。

尚９巻取張力制御装置の増幅部に９巻取径信号を与え、
動作信号が同じでもシートロールの巻取径の変化に応じ
てモーター制御装置に与える操作信号を変化させるよう
にしたが１巻取張力制御装置は増幅部に２巻取径信号を
与えないものでもよい。

以上、少数の実施例によって説明したが、この発明はそ
の要旨を変えることなく、実施条件に応じて周知技術に
より多様に変化。

応用し得ることはいうまでもない。

上記実施例の原動機取付枠５は巻軸支持体１に可動に取
付けているが、これは巻取装置の機枠から少し離れた床
面に取付けてもよい。ベルト、チェノ等により伝動すれ
ばよいのである。

（発明の効果） この発明はシート巻取装置において１巻取中の巻取トル
クを直接計測する最も簡素で確実な手段を提供し得た。

即ち主要部品は原動機取付枠だけで、他はその軸支部と
か、制止体とか、ロードセル等の小さな付属品だけであ
る。計測値の確実なことは前述した従来方法の欠点がな
く、最も直接的な原動力計測方式であることから明らか
である。従って特に分割巻取機のように多くのトルク制
御部を設ける装置に最適なものになった。

また、この巻取トルク計測装置を利用した巻取張力制御
装置は。

最近、張力制御に不可欠のようになっている磁粉クラッ
チを不要にし、そのための資材、空間が節減され、原動
機動力の直接制御のため、磁粉クラッチで無駄になる動
力分が節減されるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用した巻取機の一例正面図、第２
図は同じく簡略化した側面図、第３，４図はこの発明の
巻取トルク計測装置の基本的実施例説明用断面図及び部
分側面図、第５図は同じく製品化した実施例要部側面図
、第６，７図は他の実施例の要部側面図、正面図、第８
，９図はさらに他の実施例の要部側面図。 正面図、第１０．１１図は別の実施例の要部側面図、正
面図、第１２図は従来の巻取機の一例正面図、第１３図
は巻取張力制御装置の電気制御部ブロック図である。 訃・・原動機取付枠、　　６・・・制止体、　　７・・
・ロードセル。 １８・・・設定部、１９・・・演算部、　　２０・・・
比較部。 特許出願人　　株式会社　片岡機械製作所手続捕正書（
方式） 昭和６１年２月ノ？日 特許庁長官殿　　　　　　　　　　　躯１、事件の表示 昭和６０年特許願第２２−２３２３号 ２、発明の名称 巻取張力制御装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 ４、補正命令の日付　　昭和６１年１月８日（発送口）
　　昭和６１年１月２８日 ５、補正の対象 願１！４及び明細書

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）原動機による巻軸駆動時、その駆動反力で軽く移
   動し得るよう可動に取付けた原動機取付枠、その原動機
   取付枠の上記駆動反力による移動を制止するように設け
   た制止体、及び上記制止体と上記原動機取付枠側部材と
   の間に介在して原動機駆動反力を検出するロードセル、
   及び、巻取量を遂次検出する巻取量検出装置と、設定さ
   れた巻取張力制御線図、又は計算式からなる巻取張力設
   定部と、上記ロードセルで検出された実際のトルク値を
   張力値に演算する検出張力演算部と、該巻取張力設定部
   に設定された巻取張力値と、ロードセルで検出されたト
   ルク値を演算して、得られた張力値とを比較する比較部
   から成り、この比較して得られた張力値に基づいて、上
   記原動機を制御する制御部を備えることを特徴とする巻
   取機の張力制御装置。