JP2002316752A

JP2002316752A - シート状物の巻取機

Info

Publication number: JP2002316752A
Application number: JP2001122092A
Authority: JP
Inventors: Chikatsugu Sanada; 周嗣真田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-04-20
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2002-10-31
Anticipated expiration: 2021-04-20
Also published as: JP4375916B2

Abstract

(57)【要約】【課題】皺、巻きずれ、偏心巻き等を発生することな
くフィルムを良好に巻くことができるシート状物の巻取
機を提供する。【解決手段】押さえロール１４を回転可能に支持し、
かつ、押さえロール１４の押圧方向に進退移動可能な軸
受手段１６と、押さえロール１４に押圧力を発生させる
ため、軸受手段１６を介して押さえロール１６に弾性押
圧力を加える押圧力発生手段１７と、押圧力発生手段１
７を押さえロール１４の押圧方向に進退移動させる移動
手段２３，２４と、押圧力発生手段１７と軸受手段１６
との間に介在され、作動時に押圧力発生手段１７の押圧
方向の動きを制止するブレーキ手段２８，１５，３１
と、押さえロール１４の押圧力が予め設定した押圧力
になるように押圧力発生手段１７の弾性押圧力を制御
し、かつ、押さえロール１４の振幅が許容幅を超えた時
にブレーキ手段２８，１５，３１を作動させる制御手段
とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二軸延伸フィルム
製造装置、無延伸フィルム製造装置、紙、布等の巻取装
置等に採用して好適な押さえロール式の巻取機に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】延伸フィルム等の薄いフィルムを巻取る
際には、巻きずれ、偏心巻き、フィルムに皺を発生させ
るといった巻取過程での空気の巻き込みを主原因とする
好ましくない現象が生じる。これらの現象は、近年の巻
取りの高速化に伴ってますます顕著になり、製品フィル
ムの歩留まりや品質上の問題となってきている。この問
題に対処するため、従来は、巻芯にフィルムを巻取ると
きに、該巻芯の軸と平行に配されたタッチロール（押さ
えロール）によって上記フィルムを巻芯に向かう方向に
押圧するようにしている。

【０００３】図９は、従来のタッチロール式巻取装置の
１例を示している。この巻取装置において、フィルム１
は、タッチロール（押さえロール）によって巻芯３の方
向に押圧されながら該巻芯３に巻き取られ、ミルロール
６を形成する。なお、タッチロール２は、エアシリンダ
４の付勢力によってフィルム１を押圧する。

【０００４】一方、図示していないが、特開平１１−３
４９１９３号公報に開示されているタッチロール式巻取
装置の例では、タッチロールの押圧力を押圧ばねの弾性
を利用して発生させている。上記押圧ばねは、タッチロ
ールを進退可能に支持するフレームとタッチロールの背
部との間に介在されている。上記フレームは、ボールネ
ジの回動によって進退移動することができ、かつ、タッ
チロールの移動方向に適当な間隔をおいて第１、第２の
タッチロール位置検出センサを設置してある。なお、第
１のタッチロール位置検出センサは、第２のタッチロー
ル位置検出センサよりもミルロールから離れた側に設け
られている。

【０００５】上記タッチロールは、上記ミルロールの径
の増大に伴ってばねを圧縮しながらフレーム上で後退す
る。そして、タッチロールが第１のタッチロール位置検
出センサによって検出される位置まで後退すると、この
センサの検出信号に基づいて上記フレームが後退され、
その結果、上記押圧ばねが伸長してタッチロールの押圧
力が低下される。一方、タッチロールが第２のタッチロ
ール位置検出センサによって検出される位置まで前進す
ると、このセンサの検出信号に基づいて上記フレームが
停止される。

【０００６】かくして、このタッチロール巻取装置で
は、上記ばねの長さが一定範囲内に保持されるように、
つまり、タッチロールの押圧力が規定範囲内に保持され
るようにフレームの位置が制御される。なお、上記タッ
チロール式巻取装置では、上記フレームの動作と停止の
タイミングを監視し、そのタイミングの変化が不規則と
なったときに、タッチロールの作用に不具合が生じたと
判断して巻き取り作業を停止するようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】シート状フィルムの成
形速度の高速化、広幅化に伴い、フィルム巻替直後にお
いては、巻取られたフィルムの表面が平坦でなく、この
ため、押さえロールがバウンドする現象が発生する。こ
の現象は、特に下巻きと呼ばれる段階、つまり、切断さ
れたフィルム端部が折れ重なって巻かれる巻き始めの段
階において発生する。この押さえロールのバウンドは、
ミルロールの巻き付きに偏心を生じさせる。そこで、こ
れをダンパ等の手段を用いて抑えることが考えられる。
しかし、このバウンドは、振幅が小さくかつ振動のサイ
クルがゆっくりしているので、容易には治まらない。

【０００８】巻き取り初期の押さえロールのバウンドを
回避する手段として、巻き始め時に押さえロールをミル
ロールから離して巻取るギャップ巻という方法がある。
しかし、この方法は、空気の巻き込み量のコントロール
が難しいことから、この空気の巻き込み量が大きく変化
する可能性があり、このため、巻取りの確実性に欠け
る。結局、押さえロールを常時ミルロールに押付け、そ
の押付け力を制御するというタッチ巻の方が製品の品質
を向上する上で優れており、したがって、巻取方法とし
てはできるだけギャップ巻を避けてタッチ巻を採用する
ことが望ましい。

【０００９】前記特開平１１−３４９１９３号公報に係
るタッチロール式巻取装置においては、タッチロールの
押圧力が押圧ばねの弾性力に依存するので、押さえロー
ルにバウンドが生じたとき、該押さえロールと押圧ばね
を含む振動系の自然振動数によっては、この振動系が共
振を起こす可能性がある。したがって、ダンパー等の共
振防止手段を付加せざるを得ず、これは、構成の複雑化
をもたらす。

【００１０】本発明の課題は、このような状況に鑑み、
皺、巻きずれ、偏心巻き等を発生することなくフィルム
を良好に巻くことができるシート状物の巻取機を提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、シート状
物を押さえロールで押圧しながら巻芯に巻取るシート状
物の巻取機であって、前記押さえロールを回転可能に支
持し、かつ、該押さえロールの押圧方向に進退移動可能
な軸受手段と、前記押さえロールに押圧力を発生させる
ため、前記軸受手段を介して前記押さえロールに弾性押
圧力を加える押圧力発生手段と、前記押圧力発生手段を
前記押さえロールの押圧方向に進退移動させる移動手段
と、前記押圧力発生手段と前記軸受手段との間に介在さ
れ、作動時に前記押えロールの押圧方向の動きを制止す
るブレーキ手段と、前記押さえロールの押圧力が予め設
定した押圧力になるように前記押圧力発生手段の弾性押
圧力を制御し、かつ、前記押さえロールの振幅が許容幅
を超えた時に前記ブレーキ手段を作動させる制御手段と
を備えることを特徴としている。

【００１２】第２の発明は、第１の発明において、前記
ブレーキ手段が、前記押圧力発生手段および軸受手段に
それぞれ配設した摩擦係合板と、これらの摩擦係合板の
いずれか一方を他方に当接係合させるブレーキ用アクチ
ュエータとを備えることを特徴としている。

【００１３】第３の発明は、第１または第２の発明にお
いて、前記押圧力発生手段としてばねを用いたことを特
徴としている。

【００１４】第４の発明は、第１または第２の発明にお
いて、前記押圧力発生手段としてエアシリンダを用いた
ことを特徴としている。

【００１５】第５の発明は、第１〜第４のいずれかの発
明において、前記移動手段が、ナットと、このナットに
螺合するスクリュと、このスクリュを回転駆動するモー
タとを備えることを特徴としている。

【００１６】第６の発明は、第１〜第５のいずれかの発
明において、前記制御手段が、前記押さえロールの振幅
を検出する振幅検出手段と、前記振幅と予め設定された
振幅閾値とを比較し、前記振幅が前記振幅閾値を超える
ブレーキ作動期間においてブレーキＯＮ指令を出力する
振幅比較手段と、前記ブレーキＯＮ指令に基づいて前記
ブレーキ手段を作動させるブレーキ駆動手段とを備える
ことを特徴としている。

【００１７】第７の発明は、第１〜第５のいずれかの発
明において、前記制御手段が、前記押さえロールの振幅
を検出する振幅検出手段と、前記振幅と予め設定された
振幅閾値とを比較し、前記振幅が前記振幅閾値を超える
期間をブレーキ作動期間として検出する振幅比較手段
と、前記巻芯が所定回転する期間における前記押さえロ
ールの振幅に基づいて、該期間以後における前記押さえ
ロールの振幅の上限、下限の発生タイミングを予測し、
前記所定回転期間以後、前記予測された振幅の上限、下
限の各発生タイミングにおいて対応する前記ブレーキ作
動期間だけブレーキＯＮ指令を出力するブレーキタイミ
ング計算手段と、前記ブレーキＯＮ指令に基づいて前記
ブレーキ手段を作動させるブレーキ駆動手段とを備える
ことを特徴としている。

【００１８】第８の発明は、第１〜第５のいずれかの発
明において、前記制御手段が、前記押さえロールの振幅
を検出する振幅検出手段と、前記振幅と予め設定された
振幅閾値とを比較し、前記振幅が前記振幅閾値を超える
ブレーキ作動期間において第１のブレーキＯＮ指令を出
力する振幅比較手段と、前記巻芯が所定回転する期間に
おける前記押さえロールの振幅に基づいて、該期間以後
における前記押さえロールの振幅の上限、下限の発生タ
イミングを予測し、前記所定回転期間以後、前記予測さ
れた振幅の上限、下限の各発生タイミングにおいて対応
する前記ブレーキ作動期間だけ第２のブレーキＯＮ指令
を出力するブレーキタイミング計算手段と、前記第１の
ブレーキＯＮ指令と第２のブレーキＯＮ指令とを選択す
るスイッチ素子と、前記スイッチ素子によって選択され
る第１または第２のブレーキＯＮ指令に基づいて前記ブ
レーキ手段を作動させるブレーキ駆動手段とを備えるこ
とを特徴としている。

【００１９】

【発明の第１の実施の形態】以下、本発明の実施の形態
を図面を参照しながら説明する。第１の実施の形態：図１は、巻取機の押さえロールの移
動機構を示す側面図である。また、図２は、上記移動機
構を制御する制御装置の構成を示すブロック図である。

【００２０】各図において、フィルムＦは矢印で示した
方向から供給される。このフィルムＦは、押さえロール
１６で押さえられながら巻芯１３に巻き付けられてミル
ロール１２を形成する。ミルロール１２は、チエンスプ
ロケット３６、チエン３７およびチエンスプロケット３
８を介して巻取モータ３５により回転駆動される。巻取
モータ３５は、フィルムＦの供給速度に合うように、ま
た、フィルムＦに適当なテンションを与えるようにその
トルクが制御される。

【００２１】押さえロール１４は、その押圧力が押圧ば
ね１７から付与されるように、該押圧ばね１７によって
巻芯１３側に付勢されている。すなわち、上記押さえロ
ール１４には、その回転軸１５を支持する摺動軸受１６
を介して上記押圧ばね１７の弾性付勢力が加えられてい
る。押圧ばね１７は、ばねケース１８に収納されてお
り、その後端とばねケース１８の内面との間に介在され
た押圧力センサ３４によってその弾性付勢力が検出され
る。なお、ばねケース１８の開放端には、ばねストッパ
を設けてあり、これによって押圧ばね１７の飛び出しお
よび過剰な伸びが防止される。

【００２２】上記押さえローラ１４は、巻取られるフィ
ルムＦに余分な張力が掛からぬようにするため、回転軸
１５と摺動軸受１６との間の摩擦トルクと同程度のトル
クで回転駆動することが望ましい。なお、この押さえロ
ーラ１４の駆動に使用されるモータは図示されていな
い。摺動軸受１６およびばねケース１８には、それぞれ
リニアベアリング１９が固設され、また、外部固定部材
に固設された基盤２２には、上記リニアベアリング１９
と係合するリニアガイド２１が敷設されている。したが
って、押さえロール１４とばねケース１８は、このリニ
アガイド２１にガイドされて、図１における左右方向、
つまり、ミルロール１２に近接、離反する方向に走行す
ることが可能である。

【００２３】押圧ばね１７を介して押さえロール１４を
ミルロール１２に対して進退させる移動手段として、基
盤２２上に取付けられたモータ２５と、該モータによっ
て回転駆動されるスクリュ２４と、ばねケース１８に固
設されかつスクリュ２４に螺合するナット２３とが備え
られている。巻取制御装置５０に内蔵されたモータ駆動
回路５５（図２参照）の出力によってモータ２５が駆動
されると、スクリュ２４およびナット２３からなる回転
−直進運動変換機構によってばねケース１８が進退し、
その結果、ミルロール１２に対する押さえロール１４の
押圧力が変化する。モータ２５には、エンコーダ２６が
取付けられており、このエンコーダ２６によってばねケ
ース１８の位置と移動速度が検出される。

【００２４】図１は、ミルロール１２に押さえロール１
４を押接させてフィルムＦを巻取っている状態を示して
いる。この状態では、ミルロール１２が実線で示す小径
形状を示している。２点鎖線で示したようにミルロール
１２が満巻状態になるまで巻き取りが進行すると、押さ
えロール１４およびばねケース１８がそれぞれ２点鎖線
で示す位置まで後退する。

【００２５】ところで、フィルムＦの巻取り初期におい
ては、該フィルムＦの巻き始め端によって形成された横
または斜め方向の線状の凸部がその後重ね巻きされた何
枚かのフィルムの面に残ることになる。押さえロール１
４は、上記線状凸部のためにバウンドし、その結果、フ
ィルムＦの巻数の増加に伴ってミルロール１２の外周形
状が偏心する。そして、上記バウンドに基づいて生じる
振動の振動数が押さえロール１４と押圧ばね１７とを含
む振動系の自然振動数に合致したときには、共振を起こ
してこの偏心が助長される。

【００２６】そこで、この実施の形態では、上記押さえ
ロール１４の振動を抑えるために、ミルロール１２の偏
心サイクル毎に短時間だけ押えロール１４にブレーキ力
を作用させるようにしている。上記ブレーキ力を作用さ
せるブレーキ機構の構成要素として、ばねケース１８に
は、電磁コイル２８、該コイル２８が発生する電磁力に
よって下動される鉄片（プランジャ）２９およびこの鉄
片２９に結合された摩擦板３１が設けられ、また、摺動
軸受１６には、摩擦板３１を当接係合させるブレーキ板
１６ａが設けられている。このブレーキ機構では、ブレ
ーキ力を発生させるために電磁式のアクチュエータを使
用しているが、これに代えてエアシリンダ等の流体圧ア
クチュエータを使用することも可能であり、その場合、
図示していない電磁弁を介して上記流体圧アクチュエー
タに流体圧が供給される。

【００２７】振動センサ２７は、ミルロール１２のフィ
ルム面に生じた凸部や該ミルロール１２の偏心によって
振動する押さえロール１４の振動数と振幅を検出するた
めに設けたものであり、上記摺動軸受１６に固設した振
動バー２７ｂと、ばねケース１８に取り付けた電磁コイ
ル２７ａ（図２参照）とにより構成されている。この振
動センサ２７は、摺動軸受１６とばねケース１８の相対
的な運動を振動バー２７ｂと電磁コイル２７ａの相対的
な運動に置き替え、この運動に伴って変化する電磁コイ
ル２７ａの２次電圧に基づいて上記振動数と振幅を検出
する差動変圧器型のセンサである。

【００２８】図２に示すように、制御装置５０は、押さ
えロール押圧力制御部６３と、押さえロールブレーキ制
御部６４とを備えている。押さえロール押圧力制御部６
３において、押さえロール押圧力設定器５２は、巻取条
件に合う押さえロール１４の目標押圧力を設定するもの
である。ＰＩＤ制御回路５１は、上記目標押圧力と押圧
力センサ３４で検出される押圧ばね１７の押圧力（実際
の押さえロール１４の押圧力）とを比較して、それらの
力の偏差に対応する操作量を演算して出力する。

【００２９】押さえ始め位置設定回路５３は、押さえロ
ール１４に所定の押圧力を付与するのに必要なばねケー
ス１８の初期（押さえ始め）目標位置を指示する。ま
た、切換えスイッチ５４は、上記ＰＩＤ制御回路５１の
出力と押さえ始め位置設定回路５３の出力とを選択し、
その選択した出力をケース移動モータ駆動回路５５に入
力する。

【００３０】一方、押さえロールブレーキ制御部６４の
振動サイクル算出回路５６は、前記振動センサ２７で検
出される押さえロール１４の振動に基づいて、この振動
のサイクルおよび振幅のピーク点（図１における左方最
大振幅点および右方最大振幅点）の発生タイミングを算
出する。振幅比較回路５８は、振動センサ２７で検出さ
れる振動の振幅と、閾値設定器６２により設定される押
さえロール１４の振幅の閾値とを比較して、上記信号の
振幅が該閾値を越えるタイミング期間をブレーキ作動時
間として検出する。ブレーキタイミング計算回路５７
は、振動サイクル算出回路５６から与えられる各振幅ピ
ーク点の発生タイミングと、切換えスイッチ５９を介し
て振幅比較回路５８から与えられるブレーキ作動時間と
に基づいて、押さえロール１４の振動のピーク点の発生
時期に同期したブレーキタイミングを計算する。切換え
スイッチ５９は、振幅比較回路５８の出力をブレーキタ
イミング計算回路５７とブレーキ駆動回路６１に選択的
に入力するものである。

【００３１】この実施の形態に係る巻取機においては、
以下に述べる振動抑制制御を実行して、フィルムＦの巻
き取り中における押さえロール１２の振動を抑制する。

【００３２】フィルムＦの巻かれていない空の巻芯１３
は、フィルムＦの送り速度と同じ周速で回転される。フ
ィルムＦの巻き始め端は、１つ前の巻き取り作業の終了
時点で実行されたフィルム切断操作によって形成された
ものである。このフィルム切断操作では、図示していな
いトラバースカッタの刃をフィルムＦを横断する方向に
移動させるが、その刃の移動がフィルムＦの走行中に行
われることから、そのフィルムＦの切断端である上記巻
き始め端は巻芯１３の軸線に対し傾斜することになる。
上記斜め切断により形成されたフィルムＦの鋭角状先端
部は、図示していない静電気付与装置により帯電させら
れたあと、静電気誘引作用により巻芯１３に巻付けられ
る。

【００３３】このとき、押さえ始め位置設定回路５３
は、スイッチ５４を図示とは逆の側に接続して、前記ば
ねケース１８の初期目標位置を指示する信号をモータ駆
動回路５５に入力し、その結果、モータ２５が始動され
る。これにより、スクリュ２４が回転してばねケース１
８が前進するので、押さえロール１４がバネ７に押され
てミルロール１２に近づく。ばねケース１８が初期目標
位置に到達すると、つまり、ばね１７が押さえロール１
４に所定の押さえ始め押圧力を付与する位置まで前進す
ると、押さえ始め位置設定回路５３がエンコーダ２６の
出力に基づいてこれを検出する。このとき、押さえ始め
位置設定回路５３は、一旦モータ停止指令をモータ駆動
回路５５に出力してモータ２５を停止させ、次いで、ス
イッチ５４を切り換え作動する。これに伴い、ＰＩＤ制
御回路５１の出力がモータ駆動回路５５に加えられるの
で、押さえロール１４の押圧力が押さえロール押圧力設
定器５２によって設定された目標押圧力が維持されるよ
うに前記ばねケース１８の位置が制御される。なお、Ｐ
ＩＤ制御回路５１は、エンコーダ２６の出力に基づき、
押圧力設定器５２で設定された押圧力を得るためのばね
１７の圧縮量を演算し、かつ、この圧縮量からばね１７
のばね係数（ばね定数）を演算する。そして、この係数
と押圧力センサ３４で検出される実際の押圧力とに基づ
いてばねケース１８の必要移動量を算定し、この必要移
動量に対応する指令をモータ駆動回路５５に与える。

【００３４】ところで、このようにしてフィルムＦの巻
付けが開始された直後においては、前述したように、該
フィルムＦの巻き始め端によって形成された横または斜
め方向の線状の凸部のために、押さえロール１４がバウ
ンドするという現象が発生する。この現象は、特に下巻
きと呼ばれる切断されたフィルム端部が折れ重なって巻
かれる巻き始めの段階で発生する。この押さえロール１
４のバウンドは、図３に示すように、ミルロール１２に
偏心を生じさせる。そして、このミルロールの偏心量を
ｄ／２とすると、押さロール１４は、図４に示すよう
に、振幅ｄの振動を生じる。この振動をダンパ等で抑え
ようとしても、巻付け開始直後のように、バウンド振幅
が小さく振動のサイクルがゆっくりしている場合には、
容易に抑制することができない。

【００３５】そこで、押さえロールブレーキ制御部６４
は、以下に述べる制御の形態１，２によって押さえロー
ル１４のバウンドを抑制している。制御の形態１ブレーキ制御部６４の振幅比較回路５８は、図５に示す
ように、振幅センサ２７が検出した押さえロール１４の
振幅ｄと、閾値設定器６２で設定された振幅の閾値
ｅ₁、ｅ₂または（ｅ₁＋ｅ₂）とを比較し、押さえロール
１４の振幅が閾値ｅ ₁、ｅ₂または（ｅ₁＋ｅ₂）を超える
期間（図５のａ、ｂ）においてブレーキＯＮ指令をブレ
ーキ駆動回路６１に与える。これにより、ブレーキ駆動
回路６１は、上記期間ａ，ｂにブレーキをＯＮさせるた
めの駆動電流を前記ブレーキ機構の電磁コイル２８に出
力する。

【００３６】上記駆動電流によって電磁コイル２８が励
磁されると、摩擦板３１が下方に突き出て摺動軸受１６
のブレーキ板１６ａに摩擦係合する。この結果、押さえ
ロール１４にブレーキ力が作用して、ばねケース１８と
摺動軸受１６の相対移動が強制的に制止されるので、こ
の摺動軸受１６で支持された押さえロール１４のバウン
ドが抑制される。

【００３７】押さえロール１４が前進方向（図４におけ
る左方向）に移動しようとしたときに上記ブレーキが作
用すると、押さえロール１４とミルロール１２との間に
隙間ができ、また、押さえロール１４が後退方向（図４
における右方向）に移動しようとしたときに上記ブレー
キが作用すると、押さえロール１４がミルロール１２を
押圧ばね１７のばね力よりも強く押すことになる。この
ように、この制御形態１によれば、押さえロール１４の
振幅が予め設定した閾値よりも大きい場合に、該押さえ
ロール１４の移動範囲を制限するので、ミルロール１２
の凹凸を緩和させることができる。また、押さえロール
１４と押圧ばね１７を含む系がミルロール１２の偏心に
伴う振動に共振することが防止されるので、この共振に
よってミルロール１２の偏芯が助長されることがない。

【００３８】なお、押さえロール１４の振幅が上記閾値
の範囲内のときには、該押さえロール１４にブレーキ力
が作用しないので、その押付力がそのまま維持されるこ
とになる。また、上記振幅の閾値ｅ₁，ｅ₂は、押さえロ
ール１４の振幅がゼロのときを基準としている。また、
上記閾値（ｅ₁＋ｅ₂）は、直前の閾値を基準とし、そこ
から押さえロール１４の振幅が（ｅ₁＋ｅ₂）変化したと
き、その振幅が次の閾値になる。

【００３９】次に、制御の形態２について説明する。制御の形態２振幅比較回路５８は、振幅センサ２７によって検出され
た押さえロール１４の振幅ｄと、閾値設定器６２によっ
て設定された振幅の閾値ｅ₁＋ｅ₂または（ｅ₁＋ｅ₂）と
を比較し、押さえロール１４の振幅ｄが閾値ｅ₁＋ｅ₂ま
たは（ｅ₁＋ｅ ₂）を超える期間ａ，ｂをスイッチ５９
（現状においては、図示とは逆の接続状態にある）を介
してブレーキタイミング計算回路５７に伝える。

【００４０】同時に、振動サイクル算出回路５６は、振
幅センサ２７の出力に基づいて、振動サイクル時間（振
動周期）ｔ₀と、振幅の上限発生時点Ｔ₁，Ｔ₂，Ｔ₃，…
Ｔ_nと下限発生時点Ｔｈ₁，Ｔｈ₂，Ｔｈ₃，…Ｔｈ_n間の
時間を算出し、これらから平均振動サイクル時間ｔを算
出する。そして、その平均振動サイクル時間ｔから現タ
イミング（時点Ｔｈ_nまたはＴｈ₁）以降における振幅の
上限、下限の発生タイミングを予測し、さらに、この予
測されたタイミングを信号の遅れや機械的な動作遅れを
考慮して修正して、その修正された予測タイミングをブ
レーキタイミング計算回路５７に入力する。なお、振幅
の上限発生時点Ｔ₁，Ｔ₂，Ｔ₃，…Ｔ_nと下限発生時点Ｔ
ｈ₁，Ｔｈ₂，Ｔｈ₃，…Ｔｈ_nの計測期間は、機械速度、
巻芯１３の径、振動の状況、振動周波数等を勘案しなが
ら適宜設定され、例えば、巻芯１３が５回転する期間に
設定される。

【００４１】ブレーキタイミング計算回路５７は、図６
に示すように、上記振幅比較回路５８から与えられる時
間ａまたはｂを上記予測した上下限タイミングを基準と
するブレーキ作動期間ａ／２，ａ／２またはｂ／２，ｂ
／２に振り分ける。そして、図６に示すような１サイク
ルでのブレーキ作動時間ａ，ｂ（ブレーキＯＮ指令）を
予測された上下限タイミングに対応付けて図示していな
い記憶手段に記憶させる。

【００４２】上記した振幅の測定処理、算出処理、予想
処理、記憶処理等は、押さえロール１４の振幅が閾値を
越えた時点から数サイクル（例えば、５サイクル）の時
間が経過する間に実行される。そして、上記時間の経過
後、上記記憶手段の記憶内容に基づいてブレーキが作動
される。すなわち、ブレーキタイミング計算回路５７
は、振動サイクル算出回路５６で予測した上記上下限の
タイミングに基づいて、そのタイミングに対応するブレ
ーキＯＮ指令を上記記憶手段から読み出し、これをブレ
ーキ駆動回路６１に与える。この結果、ブレーキ駆動回
路６１は、上記予測したタイミングでブレーキをＯＮさ
せるための駆動電流を前記ブレーキ機構の電磁コイル２
８に出力する。

【００４３】ブレーキタイミング計算回路５７を用いる
この制御の形態２によれば、所定の期間中における押さ
えロール１４の振動の上下限の発生タイミングに基づい
て、上記期間以後における同タイミングを予測し、この
予測したタイミングでブレーキ機構を作動させる。した
がって、押さえロール１４の振動の周波数が高くなって
も、ブレーキ機構の作動遅れを生じることがなく、この
ため、押さえロール１４のバウンドをより確実に抑制す
ることができる。

【００４４】なお、上記スイッチ５９は、例えば、巻芯
１３が低速で回転されるときに上記制御の形態１のブレ
ーキ制御が実行され、該巻芯１３が高速で回転されると
きに上記制御の形態２の制御が実行されるように切り換
え接続することができる。また、スイッチ５９は、巻芯
１３へのフィルムＦの巻長が所定長（例えば、３０００
ｍ）になる時点まで上記制御の形態１のブレーキ制御が
実行され、その時点以降に上記制御の形態１のブレーキ
制御が実行されるように切換え接続することも可能であ
る。この場合、上記巻長を巻長カウンタ等の適宜な手段
で検出し、その検出された巻長が上記所定長になった時
点で自動的にスイッチ５９を切換え作動させる。

【００４５】上記した制御の形態１および／または２の
制御を実行するこの実施形態によれば、特にフィルムＦ
の初期巻取り時に発生する押さえロール１４のバウンド
を抑制して、巻芯１３に近い側に巻かれたフィルムＦに
皺、巻きずれ等が生じるのを防止することができる。

【００４６】次に、本発明の第２の実施形態を図７およ
び図８を参照して説明する。この第２の実施形態は、押
さえロール１４に押圧力を付与する手段としてエアシリ
ンダ７１を用いており、この点で図１、図２に示す第１
の実施形態と構成が異なる。エアシリンダ７１は、押さ
えロール１４の回転軸１５を支える前記摺動軸受１６に
その押圧力が直接加えられるように、そのピストンロッ
ドを該軸受け１６に連結してある。このエアシリンダ７
１には、押さえロール押圧力設定器５２で設定された圧
力の空気がエア回路７２を介して供給される。押さえロ
ール１４は、巻取られるフィルムＦに余分な張力が掛か
らぬように駆動されることが望ましい。そこで、押さえ
ロール１４は、前記第１の実施の形態と同様に、回転軸
１５と摺動軸受１６との間の摩擦トルクと同程度のトル
クで回転するように図示していないモータによって駆動
される。

【００４７】この第２の実施形態においても、前記第１
の実施の形態と同様に、押さえロールブレーキ制御部６
４によって前記制御の形態１および／または制御の形態
２のブレーキ制御が実行される。したがって、フィルム
Ｆの初期巻取り時に発生する押さえロール１４のバウン
ドを抑制して、巻芯１３に近い側に巻かれたフィルムＦ
に皺、巻きずれ等が発生するのを防止することができ
る。また、ミルロール１２の凹凸が緩和されるととも
に、押さえロール１４とエアシリンダ７１を含む系がミ
ルロール１２の偏心に伴う振動に共振することが防止さ
れる。

【００４８】なお、図示していないが、この第２の実施
形態においても、押さえロール１４を押さえ始め位置に
位置決めするために、また、ミルロール１２の径の増大
に伴なってエアシリンダ７１を後退させるために、前記
第１の実施の形態における押圧力制御部６３に準じた構
成の図示していない制御部が設けられる。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、押さえロールを回転可
能に支持し、かつ、該押さえロールの押圧方向に進退移
動可能な軸受手段と、上記押さえロールに押圧力を発生
させるため、上記軸受手段を介して押さえロールに弾性
押圧力を加える押圧力発生手段と、この押圧力発生手段
を押さえロールの押圧方向に進退移動させる移動手段
と、上記押圧力発生手段と軸受手段との間に介在され、
作動時に前記押えロールの押圧方向の動きを制止するブ
レーキ手段と、押さえロールの押圧力が予め設定した押
圧力になるように押圧力発生手段の弾性押圧力を制御
し、かつ、押さえロールの振幅が許容幅を超えた時にブ
レーキ手段を作動させる制御手段とを備えているので、
押さえロールのバウンドを抑制することができるととも
に、押さえロールに押圧力を作用させる機構のばね成分
による共振も強制的に抑止することができる。したがっ
て、巻始めからタッチ巻を行なうことが可能となる。

【００５０】また、本発明は、前記ブレーキ手段が、前
記押圧力発生手段および軸受手段にそれぞれ配設した摩
擦係合板と、これらの摩擦係合板のいずれか一方を他方
に当接係合させるブレーキ用アクチュエータとを備えた
構成を有するので、応答性の良いブレーキ作用を得るこ
とができる。

【００５１】更に、本発明は、前記移動手段が、ナット
と、このナットに螺合するスクリュと、このスクリュを
回転駆動するモータとを備えた構成を有するので、ミル
ロールの巻太りに対応して押圧力発生手段をゆっくり移
動するのに最適である。しかも、ナットとスクリュのね
じ側面に摩擦力が働くので押圧力発生手段のばね力でス
クリュが逆駆動される虞れがなく、このため、押さえロ
ールの振動に影響されることなく押圧力発生手段を安定
に移動させることができる。

【００５２】更にまた、本発明は、前記制御手段が、押
さえロールの振幅を検出する振幅検出手段と、上記振幅
と予め設定された振幅閾値とを比較し、この振幅が振幅
閾値を超える期間をブレーキ作動期間として検出する振
幅比較手段と、前記巻芯が所定回転する期間における押
さえロールの振幅に基づいて、該期間以後における押さ
えロールの振幅の上限、下限の発生タイミングを予測
し、前記所定回転期間以後、前記予測された振幅の上
限、下限の各発生タイミングにおいて対応する前記ブレ
ーキ作動期間だけブレーキＯＮ指令を出力するブレーキ
タイミング計算手段と、ブレーキＯＮ指令に基づいて前
記ブレーキ手段を作動させるブレーキ駆動手とを備えた
構成を有するので、押さえロールの振動の周波数が高く
なっても、ブレーキ機構の作動遅れを生じることがな
く、このため、押さえロールのバウンドをより確実に抑
制することができる。

【００５３】また、本発明は、前記制御手段が、押さえ
ロールの振幅を検出する振幅検出手段と、上記振幅と予
め設定された振幅閾値とを比較し、該振幅が前記振幅閾
値を超えるブレーキ作動期間において第１のブレーキＯ
Ｎ指令を出力する振幅比較手段と、前記巻芯が所定回転
する期間における前記押さえロールの振幅に基づいて、
該期間以後における前記押さえロールの振幅の上限、下
限の発生タイミングを予測し、前記所定回転期間以後、
前記予測された振幅の上限、下限の各発生タイミングに
おいて対応する前記ブレーキ作動期間だけ第２のブレー
キＯＮ指令を出力するブレーキタイミング計算手段と、
上記第１のブレーキＯＮ指令と第２のブレーキＯＮ指令
とを選択するスイッチ素子と、このスイッチ素子によっ
て選択される第１または第２のブレーキＯＮ指令に基づ
いて上記ブレーキ手段を作動させるブレーキ駆動手段と
を備えているので、上記スイッチ素子の切換操作によっ
て押さえロールの稼働の条件（振動周波数等）に適合す
るブレーキ制御を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第1実施の形態に係る巻取機の構成を
示す概略側面図。

【図２】制御装置の構成の一例を示すブロック式図。

【図３】ミルロールの偏心状態を示す概略図。

【図４】偏心したミルロールに押さえロールが接触して
いる状態を示す概略図。

【図５】時間経過に対する押さえロールの振幅変化を示
すグラフ。

【図６】時間経過に対する押さえロールの予測振幅変化
とブレーキの作動タイミングを示すグラフ。

【図７】本発明の第２実施の形態に係る巻取機の構成を
示す側面図。

【図８】第2の実施形態における制御装置の構成例を示
すブロック図。

【図９】従来のタッチロール式巻取機の構成を示す模式
図。

【符号の説明】

１２ミルロール１３巻芯１４押さえロール１５摺動軸受１６ブレーキ板１７押圧ばね１８ばねケース２３ナット２４スクリュ２５モータ２６エンコーダ２７振幅センサ２８電磁コイル３１摩擦板３４押圧力センサ５０制御装置５１ＰＩＤ制御回路５２押圧力設定器５６振動サイクル算出回路５７ブレーキタイミング計算回路５８振幅比較回路５９切換スイッチ６１ブレーキ駆動回路６２閾値設定器Ｆフィルム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シート状物を押さえロールで押圧しなが
ら巻芯に巻取るシート状物の巻取機であって、前記押さえロールを回転可能に支持し、かつ、該押さえ
ロールの押圧方向に進退移動可能な軸受手段と、前記押さえロールに押圧力を発生させるため、前記軸受
手段を介して前記押さえロールに弾性押圧力を加える押
圧力発生手段と、前記押圧力発生手段を前記押さえロールの押圧方向に進
退移動させる移動手段と、前記押圧力発生手段と前記軸受手段との間に介在され、
作動時に前記押えロールの押圧方向の動きを制止するブ
レーキ手段と、前記押さえロールの押圧力が予め設定した押圧力になる
ように前記押圧力発生手段の弾性押圧力を制御し、か
つ、前記押さえロールの振幅が許容幅を超えた時に前記
ブレーキ手段を作動させる制御手段とを備えることを特
徴とするシート状物の巻取機。
【請求項２】前記ブレーキ手段が、前記押圧力発生手
段および軸受手段にそれぞれ配設した摩擦係合板と、こ
れらの摩擦係合板のいずれか一方を他方に当接係合させ
るブレーキ用アクチュエータとを備えることを特徴とす
る請求項１に記載のシート状物の巻取機。
【請求項３】前記押圧力発生手段としてばねを用いた
ことを特徴とする請求項１または２に記載のシート状物
の巻取機。
【請求項４】前記押圧力発生手段としてエアシリンダ
を用いたことを特徴とする請求項１または２に記載のシ
ート状物の巻取機。
【請求項５】前記移動手段が、ナットと、このナット
に螺合するスクリュと、このスクリュを回転駆動するモ
ータとを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれ
かに記載のシート状物の巻取機。
【請求項６】前記制御手段が、前記押さえロールの振幅を検出する振幅検出手段と、前記振幅と予め設定された振幅閾値とを比較し、前記振
幅が前記振幅閾値を超えるブレーキ作動期間においてブ
レーキＯＮ指令を出力する振幅比較手段と、前記ブレーキＯＮ指令に基づいて前記ブレーキ手段を作
動させるブレーキ駆動手段とを備えることを特徴とする
請求項１〜５のいずれかに記載のシート状物の巻取機。
【請求項７】前記制御手段が、前記押さえロールの振幅を検出する振幅検出手段と、前記振幅と予め設定された振幅閾値とを比較し、前記振
幅が前記振幅閾値を超える期間をブレーキ作動期間とし
て検出する振幅比較手段と、前記巻芯が所定回転する期間における前記押さえロール
の振幅に基づいて、該期間以後における前記押さえロー
ルの振幅の上限、下限の発生タイミングを予測し、前記
所定回転期間以後、前記予測された振幅の上限、下限の
各発生タイミングにおいて対応する前記ブレーキ作動期
間だけブレーキＯＮ指令を出力するブレーキタイミング
計算手段と、前記ブレーキＯＮ指令に基づいて前記ブレーキ手段を作
動させるブレーキ駆動手段とを備えることを特徴とする
請求項１〜５のいずれかに記載のシート状物の巻取機。
【請求項８】前記制御手段が、前記押さえロールの振幅を検出する振幅検出手段と、前記振幅と予め設定された振幅閾値とを比較し、前記振
幅が前記振幅閾値を超えるブレーキ作動期間において第
１のブレーキＯＮ指令を出力する振幅比較手段と、前記巻芯が所定回転する期間における前記押さえロール
の振幅に基づいて、該期間以後における前記押さえロー
ルの振幅の上限、下限の発生タイミングを予測し、前記
所定回転期間以後、前記予測された振幅の上限、下限の
各発生タイミングにおいて対応する前記ブレーキ作動期
間だけ第２のブレーキＯＮ指令を出力するブレーキタイ
ミング計算手段と、前記第１のブレーキＯＮ指令と第２のブレーキＯＮ指令
とを選択するスイッチ素子と、前記スイッチ素子によって選択される第１または第２の
ブレーキＯＮ指令に基づいて前記ブレーキ手段を作動さ
せるブレーキ駆動手段とを備えることを特徴とする請求
項１〜５のいずれかに記載のシート状物の巻取機。