JP2003118895A - 自動シート継ぎに適合する開巻装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 開巻装置において、トルクは電流値に、
回転速度は電圧に忠実に比例するような特性を有するＡ
Ｃサーボモータを巻取ロールに関連付け、未開巻側のＡ
Ｃサーボモータは巻取ロールの駆動モータとして作動さ
せて電圧制御の速度制御によってライン速度に同調させ
ることにより、自動シート継ぎを行わせ、開巻側のＡＣ
サーボモータは電流制御によってトルク制御しテンショ
ン制御を行わせる。 【効果】 一台のＡＣサーボモータを、駆動モータとブ
レーキ即ち発電機として使用していることにより、装置
のコンパクト化および構造簡単化と性能のアップ並びに
省エネを計ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙、フィルム等の
巻取ロールを開巻して次工程へ連続して繰り出す開巻装
置（アンリールスタンド）に関するものであり、特に、
ラインを停止することなく自動的に開巻完了直前のシー
トと次に開巻する新しい巻取ロールのシートを継ぐこと
に適合する開巻装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の開巻装置において、ライ
ンを停止しないで開巻完了直前の巻取ロールと新しい巻
取ロールのシートを継ぐ方法として次の３方式があっ
た。

【０００３】第一の方式は、添付図面の図３に略示する
ように、アンリールスタンド１０とスリッタ等の次工程
のユニットとの間にアキュミュレータ２０を設けるもの
である。

【０００４】アンリールスタンド１０は、回転アーム１
１の両端にそれぞれ巻取ロール１２、１３を保持するチ
ャッキング装置を有するターレット方式のもので、いず
れか一方を開巻用（巻取ロール１２）とし、他方を未開
巻用（巻取ロール１３）として交互に切り換え使用でき
るようにしたものである。各チャッキング装置には、ブ
レーキ１４、１５が設けられている。アキュミュレータ
２０は、ロールを移動させることによりシートを蓄積で
きるように数段のダンサーロール２１を備えている。

【０００５】この第一の従来方式において、開巻完了直
前の巻取ロール１２と新しい巻取ロール１３のシートを
継ぐには、継ぎに先立ってアキュミュレータ２０に一旦
シートを蓄積して時間的余裕を作り、この余裕時間内に
アンリールスタンド１０を一旦停止して、走行シートを
切断し、シート継ぎ台１６上で、または巻取ロール上で
走行シートのエンド１７と新しい巻取ロールの紙端１８
を人手で貼り合わせるものである。

【０００６】第二の方式は、図４に略示するように、前
述した第一の方式において使用したようなアキュミュレ
ータ２０を使用するのでなく、ベルト装置４０を設けた
ものである。このベルト駆動装置４０は、ベルト駆動モ
ータ４１によって駆動されるベルト４２を備えている。

【０００７】この第二の従来方式において、開巻完了直
前の巻取ロール１２と未開巻巻取ロール１３のシートを
継ぐには、未開巻巻取ロール１３の表面にベルト駆動装
置４０のベルト４２を押し当て巻取ロールを表面駆動
し、ベルト速度をコントロールして巻取ロールの表面速
度をライン速度に同調させたところでオートスプライサ
ー３０の昇降加圧ロール３１をシートのパスライン下方
から作動させて走行シートを持ち上げ新しい巻取ロール
１３に押し当て、シートの接着を行うと同時にナイフ３
２で開巻直前のシートを切断する。

【０００８】第三の方式は、図５に略示するように、チ
ャッキング装置５１によって保持される巻取ロール１３
を駆動する駆動モータ５３を、ブレーキ５２とは別個に
設けている。

【０００９】この第三の従来方式において、開巻完了直
前の巻取ロールと未開巻巻取ロール１３のシートを継ぐ
には、駆動モータ５３によって巻取ロール１３を駆動す
ることにより、巻取ロールの表面速度をライン速度に同
調させてシートの継ぎ切断を行っている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た第一の従来方式の問題点は、アキュミュレータに蓄積
しているシートを使い切るまでに継ぎ作業を完了しなけ
ればならないので、アキュミュレータの容量を大きくし
たいため過大なスペースを必要とすることである。一般
的には、余裕時間を稼ぐためライン速度を一杯に落とし
て行うことが多い。

【００１１】前述した第二の従来方式もまた、ベルト駆
動装置に過大なスペースを必要とし且つ駆動系を別に設
置するため構造が複雑となる。

【００１２】また、前述した第三の従来方式は、同軸に
ブレーキと駆動モータとを個々に設けるため構造が複雑
となり、且つ継ぎ完了直後、駆動モータを切り離し、瞬
時にブレーキに切り換えることが困難であり、スプライ
ス時のライン速度は最低とし、且つ強度の弱いシートに
は使用できない欠点がある。

【００１３】前述した従来方式に共通した欠点は次の点
である。 （１）ブレーキと駆動系を別個に必要とするため、構造
が複雑となり、設備が過大となる。 （２）継ぎと同時に今まで駆動していたモータを停止
し、瞬時的にブレーキに切り換えることができないため
高速での対応が難しい。 （３）ブレーキには、パウダーブレーキ、ディスクブレ
ーキ等が専ら使用されているが、ブレーキ作動中に生ず
るエネルギは熱として徒に空中に放出され回収されな
い。 （４）制御精度が悪い。

【００１４】本発明の目的は、前述したような従来方式
の問題点を解消しうるような自動シート継ぎに適合する
開巻装置を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の一つの観点によ
れば、両端にそれぞれ巻取ロールを保持するチャッキン
グ装置を備えた回転アームを有し、一方のチャッキング
装置を未開巻側とし他方のチャッキング装置を開巻側と
して交互に切り換え使用することにより自動シート継ぎ
を行うようにしたターレット式の開巻装置において、前
記チャッキング装置の各々に、トルクは電流値に、回転
速度は電圧に忠実に比例するような特性を有するモータ
を関連付け、未開巻側のモータは自動シート継ぎ時に巻
取ロールの表面速度をライン速度に同調させる駆動モー
タとして作動させ、自動シート継ぎ完了と同時に瞬時に
発電機に切り換え、以後次の自動シート継ぎ時までブレ
ーキとしてテンション制御と発電を行い、一方それまで
開巻側であった反対側は未開巻側となり切り換え後一旦
回転を停止させた後、次の巻取ロールのセッティングと
シートエンド接着のための下準備をし待機させておき、
次の自動シート継ぎ直前に巻取ロールを前記モータによ
り再駆動し、ライン速度に同調させるような動作を繰り
返すことができることを特徴とする開巻装置が提供され
る。

【００１６】本発明の別の観点によれば、トルクは電流
値に、回転速度は電圧に忠実に比例するような特性を有
するモータを巻取ロールに関連付け、未開巻側のモータ
は巻取ロールの駆動モータとして作動させて電圧制御の
速度制御によってライン速度に同調させることにより、
自動シート継ぎを行わせ、開巻側のモータは電流制御に
よってトルク制御しテンション制御を行わせることを特
徴とする開巻装置が提供される。

【００１７】本発明の一つの実施の形態によれば、前記
開巻側のモータは、前記テンション制御中は発電機とし
て動作し、発電される電力を供給電力系へと還元回収さ
せるようにしている。本発明の別の実施の形態によれ
ば、前記モータは、ＡＣサーボモータである。本発明の
さらに別の実施の形態によれば、前記モータは、高性能
ＤＣモータである。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、添付図面の図１および図２
を特に参照して、本発明の実施の形態および実施例につ
いて、本発明をより詳細に説明する。

【００１９】図１は、本発明の一実施例としての開巻装
置の構成を概略的に示している。図１に示されるよう
に、この実施例の開巻装置１００は、ターレット式のも
ので、回転軸１１０を中心に回転することのできる回転
アーム１１１を備えており、この回転アーム１１１の両
端には、それぞれ巻取ロール１２、１３を保持するチャ
ッキング装置１１２、１１３が設けられている。ターレ
ット式において通常のように、この回転アーム１１１の
両端に設けられたチャッキング装置１１２および１１３
は、一方を未開巻側とし他方を開巻側として交互に切り
換え使用されるものである。また、回転アーム１１１に
は、この回転アーム１１１と直交するような支持アーム
１１６が取り付けられており、この支持アーム１１６の
両端には、パスライン偏向ガイドロール１１７および１
１８が設けられている。

【００２０】チャッキング装置１１２には、このチャッ
キング装置１１２に保持された巻取ロール１２を回転駆
動させたりブレーキを掛けたりするためのＡＣサーボモ
ータ１１４が関連付けられており、チャッキング装置１
１３には、このチャッキング装置１１３に保持された巻
取ロール１３を回転駆動させたりブレーキ制動したりす
るためのＡＣサーボモータ１１５が関連付けられてい
る。図２は、これらチャッキング装置１１２、１１３と
ＡＣサーボモータ１１４、１１５との連結構造の一例を
一部断面図にて略示している。

【００２１】この図２に示されるように、ＡＣサーボモ
ータ１１４は、巻取ロール１２を保持したチャッキング
装置１１２の軸１１２Ａに取り付けられた第１プーリ１
１４Ａ、回転アーム１１１の回転軸１１０に取り付けら
れた第２プーリ１１４Ｂ、これらプーリに掛けられた第
１チェンまたはタイミングベルト１１４Ｃおよび１１４
Ｄを介して巻取ロール１２を回転駆動したりブレーキ制
動したりできるようになっている。同様に、ＡＣサーボ
モータ１１５は、巻取ロール１３を保持したチャッキン
グ装置１１３の軸１１３Ａに取り付けられた第１プーリ
１１５Ａ、回転アーム１１１の回転軸１１０に取り付け
られた第２プーリ１１５Ｂ、これらプーリに掛けられた
第１チェンまたはタイミングベルト１１５Ｃおよび１１
５Ｄを介して巻取ロール１３を回転駆動したりブレーキ
制動したりできるようになっている。

【００２２】この実施例の開巻装置１００は、さらに、
回転アーム１１１のチャッキング装置のうち未開巻側に
位置するものに隣接して配置された自動シート継ぎ装置
１２０を備えている。この自動シート継ぎ装置１２０
は、立設されたガイド支柱１２１にそって昇降される昇
降アーム１２２を備えており、この昇降アーム１２２に
は、昇降加圧ロール１２３、ナイフ１２４およびガイド
ロール１２５が設けられている。

【００２３】また、この実施例の開巻装置１００は、通
常のターレット式アンリールスタンドに設けられている
のと同様の、巻取運搬装置１３０および巻取用リフター
１４０を並設して備えている。巻取運搬装置１３０は、
新しい巻取ロールを回転アーム１１１の未開巻側のチャ
ッキング装置へと装着する必要が生じたときに、新しい
巻取ロール１３Ａを載せて巻取用リフター１４０まで運
ぶためのものである。巻取用リフター１４０は、巻取運
搬装置１３０から移された新しい巻取ロール１３Ａを回
転アーム１１１の未開巻側のチャッキング装置に対する
装着位置まで持ち上げるためのものである。

【００２４】さらにまた、この実施例の開巻装置１００
には、新たに開巻される巻取ロール１３の直径を計測す
るための直径計測センサー１５０が設けられている。ま
た、この実施例の開巻装置１００には、図示していない
が、各ＡＣサーボモータ１１４および１１５の電流値お
よび電圧値を制御するための制御装置が設けられてい
る。

【００２５】なお、前述した実施例では、チャッキング
装置に保持された巻取ロールの回転駆動およびブレーキ
制動を行う手段として、トルクは電流値に忠実に比例
し、回転速度は電圧に忠実に比例するＡＣサーボモータ
を使用しているのであるが、本発明は、このようなＡＣ
サーボモータを使用することに限定されない。例えば、
このようなＡＣサーボモータと同様の特性を有するよう
な高性能ＤＣモータ等を使用することもできる。

【００２６】次に、前述したような構成を有する開巻装
置１００において、自動シート継ぎを行う場合の動作に
ついて説明する。

【００２７】開巻終了直前の巻取ロール１２からのシー
ト１のパスラインは、実線で示すように、ガイドロール
１１７、ガイドロール２および３を通して、矢印Ｐで示
す方向へとスリッタ等の次工程のためのユニットへと繰
り出されていくものとされている。一方、回転アーム１
１１の反対側のチャッキング装置１１３に保持された新
しく開巻される巻取ロール１３のシートエンドは、予め
両面接着テープ等で接着可能な状態とされている。あわ
せて巻き緩み防止のために巻取ロールに軽く仮接着され
ている。

【００２８】このような状態において、新しく開巻され
る巻取ロール１３は、継ぎに先立って巻取ロール１３の
表面速度を、シート１のパスラインの速度に同調させて
おく。このような同調を行う一つの方法としては、新た
に開巻される巻取ロール１３の直径を直径計測センサー
１５０で測定し、この測定された直径に基づいて制御装
置により表面速度を演算しＡＣサーボモータ１１５の回
転速度を制御することによって行われる。

【００２９】このような同調が達成された時点におい
て、自動シート継ぎ装置１２０を作動させて、ガイドフ
レーム１２１にそって昇降アーム１２２を上昇させるこ
とにより、点線で示すように、昇降加圧ロール１２３で
シート１のパスラインを下方から持ち上げて巻取ロール
１３の表面に押し当て、その巻取ロールの紙端にほどこ
された両面接着テープ等の接着手段にて開巻完了直前の
巻取ロール１２からのシートを新しい巻取ロール１３の
紙端に対して接着する。この場合、巻き緩み防止用の仮
接着は障害とならない程度のものである。このような接
着後、タイミングを計り、昇降アーム１２２に配置され
たナイフ１２４を作動させて、開巻を終了した巻取ロー
ル１２からのシートを切断する。これにより、自動シー
ト継ぎを完了する。そして、巻取ロール１３が小径とな
るまでは、図１に示した位置にある巻取ロール１３から
シートが繰り出されていく。

【００３０】また、シート継ぎを完了すると同時に、そ
れまでは駆動モータであったＡＣサーボモータ１１５
は、瞬時に発電機に切り換わり、ブレーキとなり、巻取
ロール１３から次工程のユニットへと繰り出されていく
シートに掛かるテンションを制御すると共に、ブレーキ
トルクを電力に変換し供給電力系に還元回収（回生制
御）するように働く。

【００３１】一方、開巻を終了した巻取ロール１２側の
チャッキング装置１１２は、直ちにＡＣサーボモータ１
１４の回転を停止させ、次に開巻される巻取ロール１３
Ａをチャッキング装置１１２にセットし、シートエンド
に両面接着テープ等の接着手段を貼り付ける等の処理を
して図１の巻取ロール１２の位置に待機させておく。し
かして先にスプライスし開巻中の巻取ロール１３が小径
になったところで、回転アーム１１１を時計方向に回転
させて、待機位置、すなわち、図１において巻取ロール
１３Ａが待機していた位置に移動させて、さらに開巻を
していく。そのとき、シートエンドの処理を終わった次
の巻取ロール１３Ａは、スプライス位置、すなわち、図
１において巻取ロール１３の位置とされ、再びシート継
ぎ動作を繰り返し行うものである。

【００３２】前述したように、本発明による開巻装置に
おいては、チャッキング装置に保持された巻取ロールを
回転駆動しブレーキ制動するための手段として、トルク
は電流値に、回転速度は電圧に忠実に比例するような特
性を有するＡＣサーボモータや高性能ＤＣモータ等を利
用し、未開巻側は巻取ロールの駆動モータとして電圧制
御、すなわち速度制御によってライン速度に同調させ、
開巻側は電流制御によってトルク制御しテンション制御
を行う。換言するならば、各チャッキング装置に連結さ
れるＡＣサーボモータ（高性能ＤＣモータ等を含む）
は、開巻用として使用する場合は発電機となり、モータ
ブレーキとしてテンションを制御し、未開巻側はスプラ
イス時に巻取ロールの表面速度をライン速度に同調させ
る駆動モータとして作動させ、ラインを停止しないで自
動継ぎを行い、自動継ぎ完了と同時に瞬間的に発電機、
すなわち、ブレーキモータに切り換わり、次のシート継
ぎ時までは開巻部としてテンション制御する。このよう
に、同一のモータで駆動モータと発電機を兼用し、しか
も瞬時に切り換えが可能なことにより、自動シート継ぎ
をスムースに行うことができる。

【００３３】なお、テンションをコントロールするため
のブレーキのエネルギーは電力に変換され供給電力系に
還元回収されるので省エネ効果も大きい。

【００３４】

【発明の効果】一台のモータを、駆動モータとブレーキ
即ち発電機として使用していることにより、装置のコン
パクト化および構造簡単化と性能のアップ並びに省エネ
を計ることができる。

【００３５】ＡＣサーボモータは、モータとしての特性
に優れているのみでなく、発電機即ちブレーキとしての
特性に優れ、しかもこれらの切り換えは瞬時に行えるも
のであるので、ライン速度を落とすことなく、制御精度
を良好にして且つ高速度にて継ぎ動作を完了させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての開巻装置の構成を概
略的に示す図である。

【図２】図１の開巻装置におけるチャッキング装置とＡ
Ｃサーボモータとの連結構造の一例を示す一部断面図で
ある。

【図３】ラインを停止しないで開巻完了直前の巻取ロー
ルと新しい巻取ロールのシートを継ぐ従来方法の一例を
説明するための概略図である。

【図４】ラインを停止しないで開巻完了直前の巻取ロー
ルと新しい巻取ロールのシートを継ぐ従来方法の別の例
を説明するための概略図である。

【図５】ラインを停止しないで開巻完了直前の巻取ロー
ルと新しい巻取ロールのシートを継ぐ従来方法のさらに
別の例を説明するための概略図である。

【符号の説明】

１ シート １２ 開巻直前の巻取ロール １３ 新しい巻取ロール １００ 開巻装置 １１０ 回転軸 １１１ 回転アーム １１２ チャッキング装置 １１３ チャッキング装置 １１４ ＡＣサーボモータ １１５ ＡＣサーボモータ １２０ 自動シート継ぎ装置 １２１ ガイドフレーム １２２ 昇降アーム １２３ 昇降加圧ロール １２４ ナイフ １５０ 直径計測センサー

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端にそれぞれ巻取ロールを保持するチ
   ャッキング装置を備えた回転アームを有し、一方のチャ
   ッキング装置を未開巻側とし他方のチャッキング装置を
   開巻側として交互に切り換え使用することにより自動シ
   ート継ぎを行うようにしたターレット式の開巻装置にお
   いて、前記チャッキング装置の各々に、トルクは電流値
   に、回転速度は電圧に忠実に比例するような特性を有す
   るモータを関連付け、未開巻側のモータは自動シート継
   ぎ時に巻取ロールの表面速度をライン速度に同調させる
   駆動モータとして作動させ、自動シート継ぎ完了と同時
   に瞬時に発電機に切り換え、以後次の自動シート継ぎ時
   までブレーキとしてテンション制御と発電を行い、一方
   それまで開巻側であった反対側は未開巻側となり切り換
   え後一旦回転を停止させた後、次の巻取ロールのセッテ
   ィングとシートエンド接着のための下準備をし待機させ
   ておき、次の自動シート継ぎ直前に巻取ロールを前記モ
   ータにより再駆動し、ライン速度に同調させるような動
   作を繰り返すことができることを特徴とする開巻装置。
2. 【請求項２】 前記発電機により発電される電力を供給
   電力系へと還元回収させるようにする請求項１に記載の
   開巻装置。
3. 【請求項３】 前記モータは、ＡＣサーボモータである
   請求項１または２に記載の開巻装置。
4. 【請求項４】 前記モータは、高性能ＤＣモータである
   請求項１または２に記載の開巻装置。
5. 【請求項５】 トルクは電流値に、回転速度は電圧に忠
   実に比例するような特性を有するモータを巻取ロールに
   関連付け、未開巻側のモータは巻取ロールの駆動モータ
   として作動させて電圧制御の速度制御によってライン速
   度に同調させることにより、自動シート継ぎを行わせ、
   開巻側のモータは電流制御によってトルク制御しテンシ
   ョン制御を行わせることを特徴とする開巻装置。
6. 【請求項６】 前記開巻側のモータは、前記テンション
   制御中は発電機として動作し、発電される電力を供給電
   力系へと還元回収させるようにした請求項５に記載の開
   巻装置。
7. 【請求項７】 前記モータは、ＡＣサーボモータである
   請求項５または６に記載の開巻装置。
8. 【請求項８】 前記モータは、高性能ＤＣモータである
   請求項５たは６に記載の開巻装置。