JP2004161424A - テンションコントロールシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】ウェブ供給ロールとニップローラとの間におけるウェブに付与されている張力が大きく変動した場合であっても、該ウェブに付与される張力を適切に制御することができ、前記ウェブに著しく大きな伸びが発生したり、前記ウェブが破断してしまうことのないようにする。
【解決手段】ウェブ12を繰り出す回転可能なウェブ供給ロール11と、駆動源によって回転させられ、前記ウェブ12を搬送するニップローラと、前記ウェブ供給ロール11とニップローラとの間の範囲において、前記ウェブ12に所定量の弛みを付与し、前記ウェブ12に付与される張力が所定値以上の場合に前記弛みを減少させて所定値以上の張力を吸収する弛み付与機構12を有する。
【選択図】 図1
【解決手段】ウェブ12を繰り出す回転可能なウェブ供給ロール11と、駆動源によって回転させられ、前記ウェブ12を搬送するニップローラと、前記ウェブ供給ロール11とニップローラとの間の範囲において、前記ウェブ12に所定量の弛みを付与し、前記ウェブ12に付与される張力が所定値以上の場合に前記弛みを減少させて所定値以上の張力を吸収する弛み付与機構12を有する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テンションコントロールシステムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、樹脂、紙、布等から成る帯状(シート、フィルム等)のウェブを加工して、容器、袋、蓋(ふた)等を製造する場合、ウェブは、芯(しん)に巻き付けられたロール状で製造工程に供給されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
該製造工程において、ウェブのロールは、ウェブの供給装置に回転可能にセットされ、ウェブは、例えば、複数のローラから成るウェブ繰出装置によって、回転する前記ロールから自動的に繰り出され、ウェブを加工する加工装置に送り込まれ、容器、袋、蓋等が製造される。
【0004】
図2は従来のウェブの供給装置の構成を示す図である。
【0005】
図において51は帯状のウェブが芯に巻き付けられたウェブ供給ロールであり、図示されないロール支持装置に回転可能に取り付けられている。そして、回転する前記ウェブ供給ロール51からは、ウェブ繰出装置としてのニップローラ54によってウェブ52が自動的に繰り出され、下流側(図における右側)に搬送され、図示されない加工装置に送り込まれ、容器、袋、蓋等が製造される。なお、前記ニップローラ54は複数のローラから成り、前記ウェブ52を挟み込み、電動モータ55によって所定の回転速度で回転させられることによって、前記ウェブ52を所定の搬送速度で前記加工装置に送り込むようになっている。
【0006】
ここで、前記ウェブ供給ロール51が完全に自由に回転すると、前記ニップローラ54によって搬送されることによって前記ウェブ供給ロール51から繰り出されたウェブ52に弛(ゆる)みが生じてしまう。そのため、前記ウェブ供給ロール51の回転に制動を加えて前記ウェブ52を上流側(図における左側)に引き戻す方向の張力、すなわち、バックテンションを付与するテンションコントロールシステムが提供されている。
【0007】
この場合、該テンションコントロールシステムは、張力検出器53が検出したウェブ52に付与されている張力の値と、オペレータが張力設定装置57を操作してあらかじめ設定した張力の設定値とに基づいて、前記ウェブ供給ロール51の回転に加える制動力を制御するテンションコントローラ56を有する。前記張力検出器53は、ウェブ52を搬送方向に対して垂直な方向に押し付ける検出ローラ53aを備え、該検出ローラ53aがウェブ52から受ける反力を検出することによって前記ウェブ52に付与されている張力を検出するようになっている。そして、前記テンションコントローラ56は、前記張力検出器53が検出したウェブ52に付与されている張力の値が張力の設定値と等しくなるように、リターダ58を制御して、前記ウェブ供給ロール51の回転に加える制動力を制御する。
【0008】
ここで、前記リターダ58は、例えば、パウダーブレーキから成り、ウェブ供給ロール51の回転軸59に取り付けられ、該回転軸59の回転を制動する装置である。この場合、前記リターダ58は、励磁コイルを備え、該励磁コイルの発生する磁界によって回転するケーシング内の砂鉄等の磁性粉体を磁化して、前記ケーシングと該ケーシング内部のロータとの間の摩擦力を変化させるようになっている。そのため、前記テンションコントローラ56は、前記リターダ58の励磁コイルに導通させる電流値を制御することによって、前記ウェブ供給ロール51の回転に加える制動力を制御することができる。
【0009】
これにより、ウェブ供給ロール51から繰り出されたウェブ52に付与されるバックテンションを適切に制御することができるので、前記ウェブ52に弛みが生じてしまうことがなく、前記ウェブ52を安定した搬送速度で前記加工装置に送り込むことができる。
【0010】
【特許文献1】
特願平6−48627号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のテンションコントロールシステムにおいては、ウェブ供給ロール51とニップローラ54との間におけるウェブ52に付与されている張力が大きく変動した場合に、前記バックテンションを適切に制御することができず、前記ウェブ52に著しく大きな伸びが発生したり、前記ウェブ52が破断してしまうことがある。
【0012】
一般的に、加工装置にウェブを供給するウェブの供給装置は、複数のウェブ供給ロールを備えて回転するターレットアームを有し、一つのウェブ供給ロールからのウェブが消費し尽くされる寸前に前記ターレットアームを回転させて、前記一つのウェブ供給ロールからのウェブの終端に、他のウェブ供給ロールのウェブからの始端を継ぎ足して接続するようになっている。これにより、途切れることのない連続した状態のウェブを加工装置に送り込むことができる。
【0013】
ところが、前記ターレットアームを回転させると、該ターレットアームの端部に取り付けられたウェブ供給ロールが移動するので、ウェブ供給ロールとニップローラとの間でウェブの搬送路の長さが変化する。そのため、ウェブ供給ロールとニップローラとの間においてウェブに付与されている張力が大きく変動してしまう。また、前記一つのウェブ供給ロールからのウェブの終端に、他のウェブ供給ロールのウェブからの始端を継ぎ足して接続する際にも、前記ウェブに付与されている張力が大きく変動する。この場合、リターダによってウェブ供給ロールの回転軸の回転を制動する制動力を制御しても、前記バックテンションを適切に制御することはできない。
【0014】
本発明は、前記従来のテンションコントロールシステムの問題点を解決して、ウェブ供給ロールとニップローラとの間におけるウェブに付与されている張力が大きく変動した場合であっても、該ウェブに付与される張力を適切に制御することができ、前記ウェブに著しく大きな伸びが発生したり、前記ウェブが破断してしまうことのないテンションコントロールシステムを提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明のテンションコントロールシステムにおいては、ウェブを繰り出す回転可能なウェブ供給ロールと、駆動源によって回転させられ、前記ウェブを搬送するニップローラと、前記ウェブ供給ロールとニップローラとの間の範囲において、前記ウェブに所定量の弛みを付与し、前記ウェブに付与される張力が所定値以上の場合に前記弛みを減少させて所定値以上の張力を吸収する弛み付与機構を有する。
【0016】
本発明の他のテンションコントロールシステムにおいては、さらに、前記ウェブ供給ロールとニップローラとの間の範囲において、前記ウェブに付与される張力を検出する張力検出器と、該張力検出器の検出した張力が設定値となるように前記ウェブ供給ロールの回転に加える制動力を制御するフィードバック制御を行うテンションコントローラとを有する。
【0017】
本発明の更に他のテンションコントロールシステムにおいては、さらに、前記所定値は、前記設定値より大きく、かつ、前記ウェブに著しく大きな伸びが発生したり、前記ウェブが破断してしまうことのない程度の値である。
【0018】
本発明の更に他のテンションコントロールシステムにおいては、さらに、前記弛み付与機構は、前記ウェブを搬送方向に対して垂直な方向に押し出して弛みを付与するスライドローラ、該スライドローラを前記ウェブの方向に所定の力で所定の位置にまで移動させる弛み付与力発生機構、該弛み付与力発生機構に付与力を発生させる付与力発生源、及び、該付与力発生源からの付与力を調整する付与力調整装置を備える。
【0019】
本発明の更に他のテンションコントロールシステムにおいては、さらに、前記付与力調整装置は、前記ウェブに所定値以上に張力が付与された場合、瞬時に前記ウェブの張力を所定値になるように調整できる。
【0020】
本発明の更に他のテンションコントロールシステムにおいては、さらに、前記ウェブ供給ロールは、回転するターレットアームに取り付けられる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0022】
図1は本発明の実施の形態におけるウェブの供給装置の構成を示す図、図3は本発明の実施の形態における弛み付与機構の別の構成を示す図、図4は本発明の実施の形態における弛み付与機構の更に別の構成を示す図である。
【0023】
本実施の形態におけるウェブの供給装置は、図示されないロール支持装置に回転可能に取り付けられたウェブ供給ロール11を有する。前記ウェブの供給装置は、帯状(シート、フィルム等)のウェブ12を加工して、容器、袋、蓋等を製造する製造工程において、加工装置にウェブ12を供給するためのものである。なお、該ウェブ12は、例えば、樹脂フィルムや樹脂製の積層フィルム(ラミネートフィルム)であるが、連続する帯状のウェブ状のものであってもよく、樹脂、紙、布、金属等の材料から成るもの、これら材料のすべて若しくは一部の混合物から成るもの、これら材料のすべて若しくは一部の複合体、又は、これら材料のすべて若しくは一部の積層体から成るものである。そして、前記ウェブ12を図示されない芯に巻き付けることによって前記ウェブ供給ロール11が構成されている。
【0024】
そして、回転する該ウェブ供給ロール11からは、ウェブ繰出装置としてのニップローラ16及びニップローラ17によってウェブ12が自動的に繰り出され、下流側(図における右側)に搬送され、図示されない加工装置に送り込まれ、容器、袋、蓋等が製造される。ここで、前記ニップローラ16及びニップローラ17は、前記ウェブ12を両側から挟み込み、駆動源としての電動モータ15によって所定の回転速度で回転させられることによって、前記ウェブ12を所定の搬送速度で前記加工装置に送り込むようになっている。なお、図に示される例においては、ニップローラ16だけが電動モータ15によって回転させられ、ニップローラ17が従動するようになっているが、該ニップローラ17だけが電動モータ15によって回転させられるようにしてもよいし、前記ニップローラ16及びニップローラ17がともに電動モータ15によって回転させられるようにしてもよい。また、前記電動モータ15の回転は、図示されない制御装置によって制御され、ウェブ12の搬送速度が前記加工装置において必要とされる所定の速度となるように、前記ニップローラ16及びニップローラ17を回転させる。
【0025】
ここで、前記ウェブ供給ロール11が完全に自由に回転すると、前記ニップローラ16及びニップローラ17によって搬送されることによって前記ウェブ供給ロール11から繰り出されたウェブ12に弛みが生じてしまう。そのため、前記ウェブ12の供給装置は、ウェブ供給ロール11の回転に制動を加えてウェブ12を上流側(図における左側)に引き戻す方向の張力としてのバックテンションを付与するテンションコントロールシステムを有する。
【0026】
この場合、該テンションコントロールシステムは、張力検出器14が検出したウェブ12に付与されている張力の値と、オペレータが張力設定装置22を操作してあらかじめ設定した張力の設定値とに基づいて、前記ウェブ供給ロール11の回転に加える制動力を制御するテンションコントローラ21を有する。前記張力検出器14は、二つのアイドルローラ14bと協働して、前記ウェブ12を搬送方向に対して垂直な方向に押し出す検出ローラ14aを備える。そして、該検出ローラ14aがウェブ12から受ける反力(図における下方向の力)を検出することによって前記ウェブ12に付与されている張力を検出するようになっている。
【0027】
ここで、前記テンションコントローラ21は、例えば、CPU、MPU等の演算手段、半導体メモリ、磁気ディスク等の記憶手段、CRT、液晶ディスプレイ、LED(Light Emitting Diode)ディスプレイ等の表示手段、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力手段、通信インターフェイス等を備えるコンピュータであるが、いかなる装置であってもよい。また、独立して構成されるものであってもよいし、ウェブ12の供給装置の制御装置のような他の制御装置と一体的に構成されたものであってもよい。そして、前記テンションコントローラ21は、前記張力検出器14が検出したウェブ12に付与されている張力の値が張力の設定値と等しくなるように、リターダ23を制御して、前記ウェブ供給ロール11の回転に加える制動力を制御するフィードバック制御を行う。
【0028】
この場合、前記リターダ23は、例えば、パウダーブレーキ、電磁パウダークラッチ等と同様の構成を有するものであり、ウェブ供給ロール11の回転軸13に取り付けられたハウジング23a、前記回転軸13と同一軸心を備え、一端が支持部材に固定された固定軸13aに取り付けられたロータ23bを有する。なお、該ロータ23bは前記ハウジング23a内に収納され、該ハウジング23aに対して相対的に回転するものであるが、本実施の形態においては、ロータ23bが固定されハウジング23aが回転する。また、前記ロータ23bとハウジング23aとの隙(すき)間には、透磁率が高く残留磁気の小さい図示されない磁性粉体が装填(てん)され、前記ハウジング23aの外部には前記磁性粉体を励磁するための励磁コイル23cが配設される。
【0029】
そして、励磁電流を通電することによって前記励磁コイル23cが励磁され、磁束が前記磁性粉体を通過する。これにより、該磁性粉体が磁化され、磁性粉体間の連結力、並びに、磁性粉体とハウジング23a及びロータ23bとの間の摩擦力が生じ、前記ハウジング23aとロータ23bとの相対的な回転が阻止され、前記ハウジング23a及び回転軸13の回転に制動力が加えられる。なお、該制動力は前記励磁コイル23cに通電される励磁電流を変化させることによって制御することができる。
【0030】
そのため、前記テンションコントローラ21は、前記リターダ23の励磁コイル23cに導通させる電流値を制御することによって前記ウェブ供給ロール11の回転に加える制動力を制御し、前記ウェブ供給ロール11とニップローラ16及びニップローラ17との間の範囲におけるウェブ12に付与されるバックテンションが前記張力の設定値と等しくなるように制御する。
【0031】
さらに、前記テンションコントロールシステムは、前記ウェブ供給ロール11とニップローラ16及びニップローラ17との間の範囲におけるウェブ12に弛みを付与する弛み付与機構30を有する。該弛み付与機構30は、弛み付与力発生機構としてのエアシリンダ装置31及びウェブ12に弛みを付与するスライドローラ34を有する。ここで、該スライドローラ34は、前記エアシリンダ装置31内のピストン32に一端が取り付けられたピストンロッド33の他端に取り付けられ、前記エアシリンダ装置31から離れる方向に位置34aまで移動させられる。これにより、前記スライドローラ34は、ウェブ12の搬送方向に関して、前記スライドローラ34の前後に配設されたアイドルローラ35と協働して、前記ウェブ12を搬送方向に対して垂直な方向に押し出して弛みを付与するようになっている。なお、本実施の形態において、前記スライドローラ34は、前記ウェブ12を図における下方向に押し出すようになっているが、図における上方向に押し出すものであってもよい。
【0032】
また、本実施の形態において、前記スライドローラ34は、ウェブ供給ロール11と検出ローラ14aとの間の範囲に配設されているが、検出ローラ14aとニップローラ16及びニップローラ17との間の範囲に配設されていてもよい。すなわち、前記弛み付与機構30は、前記ウェブ供給ロール11とニップローラ16及びニップローラ17との間の範囲であれば、ウェブ12のどの部位に弛みを付与するものであってもよい。
【0033】
そして、前記エアシリンダ装置31の圧縮空気室31aは、管路37を介して、空気ボンベ、コンプレッサ、アキュムレータ等の付与力発生源である圧縮空気供給源36に連通されている。なお、前記管路37には、前記圧縮空気室31a内に供給される圧縮空気の圧力を調整するための付与力調整装置であるエアレギュレータバルブ装置38、及び、前記圧縮空気室31a内の圧力を測定するためのエアゲージ39が配設される。そのため、前記圧縮空気室31a内には、圧縮空気供給源36から所定の圧力の圧縮空気が供給され、前記ピストン32をピストンロッド33が突出する方向(図における下方向)に押圧する。これにより、ピストンロッド33の他端に取り付けられたスライドローラ34は、前記ウェブ12を搬送方向に対して垂直な方向に押し出して位置34aまで移動して、前記ウェブ12に弛みを付与する。
【0034】
なお、前記エアレギュレータバルブ装置38は、空気の圧力を調整することができるとともに、前記圧力が設定値以上になると瞬時に圧力が設定圧力になるようにバルブが開放されるようになっている。これは、ウェブ12に急激な張力が発生してもその張力を瞬時に吸収するためである。また、前記エアレギュレータバルブ装置38は、前記圧力が設定圧力以上になると瞬時に圧力が設定圧力になるようにバルブが開放されるハイリリーフタイプや前記エアレギュレータバルブ装置38にクイックエキゾーストバルブを付加したものであってもよい。要するに、前記圧力が設定圧力以上になると瞬時に圧力が設定圧力になるようにバルブが開放されるタイプのバルブであればどのようなものでもよい。
【0035】
また、前記弛み付与機構30の弛み付与発生源は、エアシリンダ装置31以外のものであってもよく、例えば、油圧シリンダ、緩衝装置を有する直動装置でもよい。
【0036】
また、弛み付与機構30としては、図3に示されるように、スライドローラ30に連結されたロッド60と、付与力調整装置としてロッド60を保持する保持機構(ブレーキ機構、電磁石で挟持する機構等)61と、弛み付与発生源としてスライドローラ30と保持機構61との間でロッド60に設けられた緩衝装置(ばね、アキュムレータ等)62と、ロッド60を定位置に復帰させる復帰機構63とから構成されていてもよい。張力検出装置14の検出値が設定以上になると保持機構61を開放して瞬時に過剰な張力を開放する。
【0037】
また、図4に示されるように、スライドローラ30に連結されたロッド64の途中を揺動可能に支持し、ロッド64の他端を緩衝装置62を介して保持機構61で支持してもよい。
【0038】
ここで、前記弛み付与機構30は、スライドローラ34が位置34aまで移動するとそれ以上移動しないようになっている。すなわち、前記スライドローラ34は位置34aにおいて停止し、ウェブ12に一定量の弛みを付与するようになっている。そして、前記ウェブ12に付与される張力が変動して所定値以上になると、該張力によってスライドローラ34をエアシリンダ装置31の方向(図における上方向)に移動させる押圧力が、ピストン32をピストンロッド33が突出する方向(図における下方向)に押圧する圧縮空気室31a内の圧縮空気の押圧力に打ち勝つので、スライドローラ34がエアシリンダ装置31の方向に移動させられ、前記ウェブ12の弛みが減少する。そのため、前記ウェブ12に付与される張力は、変動しても所定値以上になることはない、すなわち、前記ウェブ12に付与される所定値以上の張力は前記弛み付与機構30によって吸収される。
【0039】
この場合、前記所定値は、ウェブ供給ロール11によって前記ウェブ12に付与されるバックテンションとしての張力の値よりは大きいが、前記ウェブ12に著しく大きな伸びが発生したり、前記ウェブ12が破断してしまうことのない程度の大きさの値であり、前記ウェブ12の材質や厚さ、幅等の寸法によって異なるものである。そのため、オペレータは、エアレギュレータバルブ装置38を操作してピストン32をピストンロッド33が突出する方向に押圧する圧縮空気室31a内の圧縮空気の押圧力を調整し、前記ウェブ12に付与される張力が、前記ウェブ12の材質や厚さ、幅等の寸法に対応した所定値以上となった時に、弛み付与機構30によって吸収されるようにあらかじめ設定する。
【0040】
例えば、前記ウェブ12に付与されるバックテンションとしての張力の値を100(N)とした場合、前記所定値を110(N)として、前記ウェブ12に付与される張力が110(N)以上となった時に、弛み付与機構30によって吸収されるようにあらかじめ設定する。なお、前記ウェブ12は、110(N)の張力が付与されても、著しく大きな伸びが発生したり、破断したりすることがないものであると想定する。
【0041】
この場合、前記ウェブ12に付与される張力が110(N)未満の範囲においては、前記テンションコントローラ21がリターダ23を制御して前記ウェブ供給ロール11の回転に加える制動力を制御することによって行われるフィードバック制御によって、前記ウェブ12に付与される張力が制御される。このとき、スライドローラ34は位置34aにおいて移動しないようになっている。そして、前記ウェブ12に付与される張力が変動し、前記フィードバック制御によって一時的に制御することができなくなると、すなわち、前記フィードバック制御が前記張力の変動に追随することができなくなると、前記110(N)以上となる。すると、前記張力によってスライドローラ34をエアシリンダ装置31の方向に移動させる押圧力が、ピストン32をピストンロッド33が突出する方向に押圧する圧縮空気室31a内の圧縮空気の押圧力に打ち勝つので、スライドローラ34がエアシリンダ装置31の方向に移動させられ、前記ウェブ12の弛みが減少する。これにより、110(N)以上の張力が弛み付与機構30によって吸収される。 そして、前記ウェブ12に付与される張力が、再び、前記フィードバック制御によって制御されるようになると、前記ウェブ12に付与される張力が110(N)未満になるので、前記圧縮空気室31a内の圧縮空気の押圧力によってスライドローラ34は位置34aにまで復帰させられ、前記ウェブ12に一定量の弛みが付与される。このように、瞬間的にウェブ12に付与される張力が変動し、前記フィードバック制御が前記張力の変動に追随することができない場合であっても、前記ウェブ12に付与される所定値以上の張力は前記弛み付与機構30によって吸収されるので、前記ウェブ12に著しく大きな伸びが発生したり、前記ウェブ12が破断してしまうことがない。
【0042】
次に、前記構成のテンションコントロールシステムの動作について説明する。なお、本実施の形態においては、ウェブ12の供給装置が複数のウェブ供給ロールを備えて回転するターレットアームを有するものである場合について説明する。
【0043】
図5は本発明の実施の形態におけるウェブの供給装置の側面図、図6は本発明の実施の形態におけるウェブの供給装置の動作を示す第1の図、図7は本発明の実施の形態におけるウェブの供給装置の動作を示す第2の図、図8は本発明の実施の形態におけるウェブの供給装置の動作を示す第3の図、図9は本発明の実施の形態におけるウェブの供給装置の動作を示す第4の図である。
【0044】
図5において、40はウェブ12の供給装置であり、ターレットアーム支持フレーム41及び補助フレーム42を有する。そして、前記ターレットアーム支持フレーム41には、回転アームとしてのターレットアーム43が、該ターレットアーム43の中心部を軸として回転可能に取り付けられ、また、二つの補助ローラ47を支持するアーム49が、前記ターレットアーム43の中心部と同軸に、回転可能に取り付けられる。また、前記ターレットアーム43の両端部分には、既にウェブ12が繰り出されているウェブ供給ロール11、すなわち、第1のウェブ供給ロールとしてのウェブ供給ロール11a、及び、次にウェブ12が繰り出されるウェブ供給ロール11、すなわち、第2のウェブ供給ロールとしてのウェブ供給ロール11bが回転可能に取り付けられている。
【0045】
そして、前記補助フレーム42には継ぎ足し接続手段としてのペスターアーム45が揺動可能に取り付けられ、該ペスターアーム45にはペスターローラ46が回転可能に取り付けられる。また、前記補助フレーム42には、ウェブ12をガイドするための複数のアイドルローラ48が回転可能に取り付けられている。
【0046】
ここで、前記ウェブ12の供給装置40においては、まず、ウェブ供給ロール11aがターレットアーム43の一端に回転可能に取り付けられる。そして、前記ウェブ供給ロール11aから繰り出されたウェブ12は、アイドルローラ48、スライドローラ34、アイドルローラ35、検出ローラ14a及びアイドルローラ14bを通過してニップローラ16及びニップローラ17に到達し、該ニップローラ16及びニップローラ17によって搬送されて下流側の図示されない加工装置に送り込まれる。また、ウェブ12の供給が途切れることがないように、前記ウェブ供給ロール11aのウェブ12が消費し尽くされる前に、時間的な余裕をもって、ウェブ供給ロール11bがターレット43他端に回転可能に取り付けられる。このとき、図5に示されるように、ウェブ12は、ウェブ供給ロール11aの下側から繰り出される、すなわち、下引きの状態となっており、ウェブ供給ロール11bも下引きの状態となるよう取り付けられる。また、該ウェブ供給ロール11bのウェブ12の始端が標準の設定位置となるように、前記ウェブ12が切断され、接着剤又は粘着テープが付与される。
【0047】
次に、ウェブ供給ロール11aに残存するウェブ12の量が所定値以下になったことが検出されると、図6に示されるように、ターレットアーム43が図における時計回り方向に図示されない動力源によって回転させられる。この場合、ウェブ供給ロール11aが図における左方へ移動するため、繰り出されたウェブ12にかかる張力が大きく変動する。そのため、テンションコントローラ21及びリターダ23によってウェブ供給ロール11aの回転に加える制動力を制御してウェブ12に付与される張力を制御するフィードバック制御が、前記張力の変動に追随することができなくなる。そして、前記張力が所定値以上となるので、スライドローラ34をエアシリンダ装置31の方向に移動させる押圧力が、ピストン32をピストンロッド33が突出する方向に押圧する圧縮空気室31a内の圧縮空気の押圧力に打ち勝つので、図6に示されるように、スライドローラ34がエアシリンダ装置31の方向に移動させられ、前記ウェブ12の弛みが減少する。この際、エアレギュレータバルブ装置38では、エアシリンダ装置31内のエアを瞬時に開放するので、スライドローラ38が瞬時に移動する。これにより、前記ウェブ12に付与される所定値以上の張力は吸収されるので、前記ウェブ12に著しく大きな伸びが発生したり、前記ウェブ12が破断してしまうことがない。
【0048】
そして、図7に示される待機位置まで回転させられると、ターレットアーム43は、停止させられる。なお、このとき、ウェブ供給ロール11aから繰り出されたウェブ12は補助ローラ47を通過させられる。また、前記ウェブ12に付与される張力は、再び、前記フィードバック制御によって制御されるようになり、前記ウェブ12に付与される張力が前記所定値未満になるので、前記圧縮空気室31a内の圧縮空気の押圧力によってスライドローラ34は、図1に示されるように、位置34aにまで復帰させられ、前記ウェブ12に一定量の弛みが付与される。
【0049】
続いて、図8に示されるように、ペスターアーム45が図示されない動力源によって揺動させられ、ペスターローラ46が上昇させられ、継ぎ足し接続位置の近傍に置かれる。これにより、繰り出されたウェブ12にかかる張力が大きく変動するので、再び、前記フィードバック制御が、前記張力の変動に追随することができなくなる。そして、前記張力が所定値以上となるので、図8に示されるように、スライドローラ34がエアシリンダ装置31の方向に移動させられ、前記ウェブ12の弛みが減少する。これにより、前記ウェブ12に付与される所定値以上の張力は吸収されるので、前記ウェブ12に著しく大きな伸びが発生したり、前記ウェブ12が破断してしまうことがない。また、図示されないセンサが送信する信号から前記ウェブ供給ロール11bのウェブ12の始端の回転角を検出し、前記始端が前記ペスターローラ46と対向する位置に置かれるように、前記ウェブ供給ロール11bを回転させる。なお、該ウェブ供給ロール11bのウェブ12の始端には、接着剤又は粘着テープが付与されている。
【0050】
続いて、前記ペスターローラ46が更に上昇させられて継ぎ足し接続位置に置かれ、ウェブ供給ロール11aから繰り出されたウェブ12を前記ウェブ供給ロール11bのウェブ12の始端に押し付け、該ウェブ12の始端が前記ウェブ供給ロール11aから繰り出されたウェブ12に、前記接着剤又は粘着テープによって固着されて、継ぎ足し接続される。このとき、同時に、前記ペスターアーム45に取り付けられたカッター44が作動して、前記ウェブ供給ロール11aから繰り出されたウェブ12の後端を切断する。これにより、ウェブ12の継ぎ足し接続が完了する。そして、前記ウェブ供給ロール11bから繰り出されたウェブ12が前記ウェブ供給ロール11aから繰り出されたウェブ12に連続して加工装置に送り込まれる。
【0051】
続いて、図9に示されるように、前記ペスターアーム45が揺動させられ、前記ペスターローラ46が元の位置に復帰する。一方、ウェブ供給ロール11aに残存するウェブ12は、図示されない巻取用の管に巻き取られた後、廃棄又はリサイクルされる。また、前記ウェブ12に付与される張力は、再び、前記フィードバック制御によって制御されるようになり、前記ウェブ12に付与される張力が前記所定値未満になるので、前記圧縮空気室31a内の圧縮空気の押圧力によってスライドローラ34は位置34aにまで復帰させられ、前記ウェブ12に一定量の弛みが付与される。
【0052】
以上の動作を繰り返して、順次、新しいウェブ供給ロール11を取り付けて、ウェブ12を継ぎ足し接続し、加工装置にウェブ12を連続して送り込む。
【0053】
このように、本実施の形態において、テンションコントロールシステムはウェブ12に弛みを付与する弛み付与機構30を有し、ウェブ12を繰り出すウェブ供給ロール11と、ウェブ12を両側から挟み込んで搬送するニップローラ16及びニップローラ17との間の範囲におけるウェブ12に弛みを付与するようになっている。そして、前記弛み付与機構30のスライドローラ34は位置34aにおいて停止し、ウェブ12に一定量の弛みを付与するようになっている。また、前記ウェブ12に付与される張力が変動して所定値以上になると、該張力によってスライドローラ34をエアシリンダ装置31の方向に移動させる押圧力が、ピストン32をピストンロッド33が突出する方向に押圧する圧縮空気室31a内の圧縮空気の押圧力に打ち勝つので、スライドローラ34がエアシリンダ装置31の方向に移動させられ、前記ウェブ12の弛みが減少する。
【0054】
この場合、前記ウェブ12に付与される張力が所定値未満の範囲においては、テンションコントローラ21がリターダ23を制御して前記ウェブ供給ロール11の回転に加える制動力を制御することによって行われるフィードバック制御によって、前記ウェブ12に付与される張力が制御される。そして、前記ウェブ12に付与される張力が変動し、前記フィードバック制御が前記張力の変動に追随することができなくなって、前記張力が所定値以上となる。すると、前記張力によってスライドローラ34をエアシリンダ装置31の方向に移動させる押圧力が、ピストン32をピストンロッド33が突出する方向に押圧する圧縮空気室31a内の圧縮空気の押圧力に打ち勝つので、スライドローラ34がエアシリンダ装置31の方向に移動させられ、前記ウェブ12の弛みが減少する。これにより、所定値以上の張力が弛み付与機構30によって吸収される。
【0055】
したがって、ウェブ供給ロール11とニップローラ16及びニップローラ17との間の範囲におけるウェブ12に付与される張力が変動し、前記ウェブ供給ロール11の回転に加える制動力を制御することによって行われるフィードバック制御が前記張力の変動に追随することができない場合であっても、前記ウェブ12に付与される所定値以上の張力は弛み付与機構30によって吸収されるので、前記ウェブ12に著しく大きな伸びが発生したり、前記ウェブ12が破断してしまうことがない。
【0056】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【0057】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、テンションコントロールシステムにおいては、ウェブを繰り出す回転可能なウェブ供給ロールと、駆動源によって回転させられ、前記ウェブを搬送するニップローラと、前記ウェブ供給ロールとニップローラとの間の範囲において、前記ウェブに所定量の弛みを付与し、前記ウェブに付与される張力が所定値以上の場合に前記弛みを減少させて所定値以上の張力を吸収する弛み付与機構を有する。
【0058】
この場合、ウェブ供給ロールとニップローラとの間の範囲において、ウェブに付与される所定値以上の張力は弛み付与機構によって吸収されるので、前記ウェブに著しく大きな伸びが発生したり、前記ウェブが破断してしまうことがない。
【0059】
他のテンションコントロールシステムにおいては、さらに、前記ウェブ供給ロールとニップローラとの間の範囲において、前記ウェブに付与される張力を検出する張力検出器と、該張力検出器の検出した張力が設定値となるように前記ウェブ供給ロールの回転に加える制動力を制御するフィードバック制御を行うテンションコントローラとを有する。
【0060】
この場合、前記ウェブ供給ロールとニップローラとの間の範囲におけるウェブに付与される張力が設定値と等しくなるようにフィードバック制御されるとともに、フィードバック制御が前記張力の変動に追随することができない場合であっても、前記ウェブに付与される所定値以上の張力は弛み付与機構によって吸収される。
【0061】
更に他のテンションコントロールシステムにおいては、さらに、前記弛み付与機構は、前記ウェブを搬送方向に対して垂直な方向に押し出して弛みを付与するスライドローラ、該スライドローラを前記ウェブの方向に所定の力で所定の位置にまで移動させる弛み付与力発生機構、該弛み付与力発生機構に付与力を発生させる付与力発生源、及び、該付与力発生源からの付与力を調整する付与力調整装置を備える。
【0062】
この場合、ウェブに付与される張力によってスライドローラを弛み付与力発生源の方向に移動させる押圧力が、弛み付与力発生源の力に打ち勝つと、スライドローラが弛み付与力発生源の方向に移動させられ、前記ウェブの弛みが減少する。これにより、所定値以上の張力が弛み付与機構によって吸収される。
【0063】
更に他のテンションコントロールシステムにおいては、さらに、前記ウェブ供給ロールは、回転するターレットアームに取り付けられる。
【0064】
この場合、ターレットアームを回転させると、該ターレットアームの端部に取り付けられたウェブ供給ロールが移動するので、該ウェブ供給ロールとニップローラとの間でウェブの搬送路の長さが変化して、ウェブに付与されている張力が大きく変動しても、ウェブに付与される所定値以上の張力は弛み付与機構によって吸収されるので、前記ウェブに著しく大きな伸びが発生したり、前記ウェブが破断してしまうことがない。また、前記一つのウェブ供給ロールからのウェブの終端に、他のウェブ供給ロールのウェブからの始端を継ぎ足して接続する際に、前記ウェブに付与されている張力が大きく変動しても、ウェブに付与される所定値以上の張力は弛み付与機構によって吸収されるので、前記ウェブに著しく大きな伸びが発生したり、前記ウェブが破断してしまうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態におけるウェブの供給装置の構成を示す図である。
【図2】従来のウェブの供給装置の構成を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態における弛み付与機構の別の構成を示す図である。
【図4】本発明の実施の形態における弛み付与機構の更に別の構成を示す図である。
【図5】本発明の実施の形態におけるウェブの供給装置の側面図である。
【図6】本発明の実施の形態におけるウェブの供給装置の動作を示す第1の図である。
【図7】本発明の実施の形態におけるウェブの供給装置の動作を示す第2の図である。
【図8】本発明の実施の形態におけるウェブの供給装置の動作を示す第3の図である。
【図9】本発明の実施の形態におけるウェブの供給装置の動作を示す第4の図である。
【符号の説明】
11、11a、11b ウェブ供給ロール
12 ウェブ
15 電源モータ
16、17 ニップローラ
14 張力検出器
21 テンションコントローラ
30 弛み付与機構
31 エアシリンダ装置
34 スライドローラ
43 ターレットアーム
【発明の属する技術分野】
本発明は、テンションコントロールシステムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、樹脂、紙、布等から成る帯状(シート、フィルム等)のウェブを加工して、容器、袋、蓋(ふた)等を製造する場合、ウェブは、芯(しん)に巻き付けられたロール状で製造工程に供給されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
該製造工程において、ウェブのロールは、ウェブの供給装置に回転可能にセットされ、ウェブは、例えば、複数のローラから成るウェブ繰出装置によって、回転する前記ロールから自動的に繰り出され、ウェブを加工する加工装置に送り込まれ、容器、袋、蓋等が製造される。
【0004】
図2は従来のウェブの供給装置の構成を示す図である。
【0005】
図において51は帯状のウェブが芯に巻き付けられたウェブ供給ロールであり、図示されないロール支持装置に回転可能に取り付けられている。そして、回転する前記ウェブ供給ロール51からは、ウェブ繰出装置としてのニップローラ54によってウェブ52が自動的に繰り出され、下流側(図における右側)に搬送され、図示されない加工装置に送り込まれ、容器、袋、蓋等が製造される。なお、前記ニップローラ54は複数のローラから成り、前記ウェブ52を挟み込み、電動モータ55によって所定の回転速度で回転させられることによって、前記ウェブ52を所定の搬送速度で前記加工装置に送り込むようになっている。
【0006】
ここで、前記ウェブ供給ロール51が完全に自由に回転すると、前記ニップローラ54によって搬送されることによって前記ウェブ供給ロール51から繰り出されたウェブ52に弛(ゆる)みが生じてしまう。そのため、前記ウェブ供給ロール51の回転に制動を加えて前記ウェブ52を上流側(図における左側)に引き戻す方向の張力、すなわち、バックテンションを付与するテンションコントロールシステムが提供されている。
【0007】
この場合、該テンションコントロールシステムは、張力検出器53が検出したウェブ52に付与されている張力の値と、オペレータが張力設定装置57を操作してあらかじめ設定した張力の設定値とに基づいて、前記ウェブ供給ロール51の回転に加える制動力を制御するテンションコントローラ56を有する。前記張力検出器53は、ウェブ52を搬送方向に対して垂直な方向に押し付ける検出ローラ53aを備え、該検出ローラ53aがウェブ52から受ける反力を検出することによって前記ウェブ52に付与されている張力を検出するようになっている。そして、前記テンションコントローラ56は、前記張力検出器53が検出したウェブ52に付与されている張力の値が張力の設定値と等しくなるように、リターダ58を制御して、前記ウェブ供給ロール51の回転に加える制動力を制御する。
【0008】
ここで、前記リターダ58は、例えば、パウダーブレーキから成り、ウェブ供給ロール51の回転軸59に取り付けられ、該回転軸59の回転を制動する装置である。この場合、前記リターダ58は、励磁コイルを備え、該励磁コイルの発生する磁界によって回転するケーシング内の砂鉄等の磁性粉体を磁化して、前記ケーシングと該ケーシング内部のロータとの間の摩擦力を変化させるようになっている。そのため、前記テンションコントローラ56は、前記リターダ58の励磁コイルに導通させる電流値を制御することによって、前記ウェブ供給ロール51の回転に加える制動力を制御することができる。
【0009】
これにより、ウェブ供給ロール51から繰り出されたウェブ52に付与されるバックテンションを適切に制御することができるので、前記ウェブ52に弛みが生じてしまうことがなく、前記ウェブ52を安定した搬送速度で前記加工装置に送り込むことができる。
【0010】
【特許文献1】
特願平6−48627号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のテンションコントロールシステムにおいては、ウェブ供給ロール51とニップローラ54との間におけるウェブ52に付与されている張力が大きく変動した場合に、前記バックテンションを適切に制御することができず、前記ウェブ52に著しく大きな伸びが発生したり、前記ウェブ52が破断してしまうことがある。
【0012】
一般的に、加工装置にウェブを供給するウェブの供給装置は、複数のウェブ供給ロールを備えて回転するターレットアームを有し、一つのウェブ供給ロールからのウェブが消費し尽くされる寸前に前記ターレットアームを回転させて、前記一つのウェブ供給ロールからのウェブの終端に、他のウェブ供給ロールのウェブからの始端を継ぎ足して接続するようになっている。これにより、途切れることのない連続した状態のウェブを加工装置に送り込むことができる。
【0013】
ところが、前記ターレットアームを回転させると、該ターレットアームの端部に取り付けられたウェブ供給ロールが移動するので、ウェブ供給ロールとニップローラとの間でウェブの搬送路の長さが変化する。そのため、ウェブ供給ロールとニップローラとの間においてウェブに付与されている張力が大きく変動してしまう。また、前記一つのウェブ供給ロールからのウェブの終端に、他のウェブ供給ロールのウェブからの始端を継ぎ足して接続する際にも、前記ウェブに付与されている張力が大きく変動する。この場合、リターダによってウェブ供給ロールの回転軸の回転を制動する制動力を制御しても、前記バックテンションを適切に制御することはできない。
【0014】
本発明は、前記従来のテンションコントロールシステムの問題点を解決して、ウェブ供給ロールとニップローラとの間におけるウェブに付与されている張力が大きく変動した場合であっても、該ウェブに付与される張力を適切に制御することができ、前記ウェブに著しく大きな伸びが発生したり、前記ウェブが破断してしまうことのないテンションコントロールシステムを提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明のテンションコントロールシステムにおいては、ウェブを繰り出す回転可能なウェブ供給ロールと、駆動源によって回転させられ、前記ウェブを搬送するニップローラと、前記ウェブ供給ロールとニップローラとの間の範囲において、前記ウェブに所定量の弛みを付与し、前記ウェブに付与される張力が所定値以上の場合に前記弛みを減少させて所定値以上の張力を吸収する弛み付与機構を有する。
【0016】
本発明の他のテンションコントロールシステムにおいては、さらに、前記ウェブ供給ロールとニップローラとの間の範囲において、前記ウェブに付与される張力を検出する張力検出器と、該張力検出器の検出した張力が設定値となるように前記ウェブ供給ロールの回転に加える制動力を制御するフィードバック制御を行うテンションコントローラとを有する。
【0017】
本発明の更に他のテンションコントロールシステムにおいては、さらに、前記所定値は、前記設定値より大きく、かつ、前記ウェブに著しく大きな伸びが発生したり、前記ウェブが破断してしまうことのない程度の値である。
【0018】
本発明の更に他のテンションコントロールシステムにおいては、さらに、前記弛み付与機構は、前記ウェブを搬送方向に対して垂直な方向に押し出して弛みを付与するスライドローラ、該スライドローラを前記ウェブの方向に所定の力で所定の位置にまで移動させる弛み付与力発生機構、該弛み付与力発生機構に付与力を発生させる付与力発生源、及び、該付与力発生源からの付与力を調整する付与力調整装置を備える。
【0019】
本発明の更に他のテンションコントロールシステムにおいては、さらに、前記付与力調整装置は、前記ウェブに所定値以上に張力が付与された場合、瞬時に前記ウェブの張力を所定値になるように調整できる。
【0020】
本発明の更に他のテンションコントロールシステムにおいては、さらに、前記ウェブ供給ロールは、回転するターレットアームに取り付けられる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0022】
図1は本発明の実施の形態におけるウェブの供給装置の構成を示す図、図3は本発明の実施の形態における弛み付与機構の別の構成を示す図、図4は本発明の実施の形態における弛み付与機構の更に別の構成を示す図である。
【0023】
本実施の形態におけるウェブの供給装置は、図示されないロール支持装置に回転可能に取り付けられたウェブ供給ロール11を有する。前記ウェブの供給装置は、帯状(シート、フィルム等)のウェブ12を加工して、容器、袋、蓋等を製造する製造工程において、加工装置にウェブ12を供給するためのものである。なお、該ウェブ12は、例えば、樹脂フィルムや樹脂製の積層フィルム(ラミネートフィルム)であるが、連続する帯状のウェブ状のものであってもよく、樹脂、紙、布、金属等の材料から成るもの、これら材料のすべて若しくは一部の混合物から成るもの、これら材料のすべて若しくは一部の複合体、又は、これら材料のすべて若しくは一部の積層体から成るものである。そして、前記ウェブ12を図示されない芯に巻き付けることによって前記ウェブ供給ロール11が構成されている。
【0024】
そして、回転する該ウェブ供給ロール11からは、ウェブ繰出装置としてのニップローラ16及びニップローラ17によってウェブ12が自動的に繰り出され、下流側(図における右側)に搬送され、図示されない加工装置に送り込まれ、容器、袋、蓋等が製造される。ここで、前記ニップローラ16及びニップローラ17は、前記ウェブ12を両側から挟み込み、駆動源としての電動モータ15によって所定の回転速度で回転させられることによって、前記ウェブ12を所定の搬送速度で前記加工装置に送り込むようになっている。なお、図に示される例においては、ニップローラ16だけが電動モータ15によって回転させられ、ニップローラ17が従動するようになっているが、該ニップローラ17だけが電動モータ15によって回転させられるようにしてもよいし、前記ニップローラ16及びニップローラ17がともに電動モータ15によって回転させられるようにしてもよい。また、前記電動モータ15の回転は、図示されない制御装置によって制御され、ウェブ12の搬送速度が前記加工装置において必要とされる所定の速度となるように、前記ニップローラ16及びニップローラ17を回転させる。
【0025】
ここで、前記ウェブ供給ロール11が完全に自由に回転すると、前記ニップローラ16及びニップローラ17によって搬送されることによって前記ウェブ供給ロール11から繰り出されたウェブ12に弛みが生じてしまう。そのため、前記ウェブ12の供給装置は、ウェブ供給ロール11の回転に制動を加えてウェブ12を上流側(図における左側)に引き戻す方向の張力としてのバックテンションを付与するテンションコントロールシステムを有する。
【0026】
この場合、該テンションコントロールシステムは、張力検出器14が検出したウェブ12に付与されている張力の値と、オペレータが張力設定装置22を操作してあらかじめ設定した張力の設定値とに基づいて、前記ウェブ供給ロール11の回転に加える制動力を制御するテンションコントローラ21を有する。前記張力検出器14は、二つのアイドルローラ14bと協働して、前記ウェブ12を搬送方向に対して垂直な方向に押し出す検出ローラ14aを備える。そして、該検出ローラ14aがウェブ12から受ける反力(図における下方向の力)を検出することによって前記ウェブ12に付与されている張力を検出するようになっている。
【0027】
ここで、前記テンションコントローラ21は、例えば、CPU、MPU等の演算手段、半導体メモリ、磁気ディスク等の記憶手段、CRT、液晶ディスプレイ、LED(Light Emitting Diode)ディスプレイ等の表示手段、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力手段、通信インターフェイス等を備えるコンピュータであるが、いかなる装置であってもよい。また、独立して構成されるものであってもよいし、ウェブ12の供給装置の制御装置のような他の制御装置と一体的に構成されたものであってもよい。そして、前記テンションコントローラ21は、前記張力検出器14が検出したウェブ12に付与されている張力の値が張力の設定値と等しくなるように、リターダ23を制御して、前記ウェブ供給ロール11の回転に加える制動力を制御するフィードバック制御を行う。
【0028】
この場合、前記リターダ23は、例えば、パウダーブレーキ、電磁パウダークラッチ等と同様の構成を有するものであり、ウェブ供給ロール11の回転軸13に取り付けられたハウジング23a、前記回転軸13と同一軸心を備え、一端が支持部材に固定された固定軸13aに取り付けられたロータ23bを有する。なお、該ロータ23bは前記ハウジング23a内に収納され、該ハウジング23aに対して相対的に回転するものであるが、本実施の形態においては、ロータ23bが固定されハウジング23aが回転する。また、前記ロータ23bとハウジング23aとの隙(すき)間には、透磁率が高く残留磁気の小さい図示されない磁性粉体が装填(てん)され、前記ハウジング23aの外部には前記磁性粉体を励磁するための励磁コイル23cが配設される。
【0029】
そして、励磁電流を通電することによって前記励磁コイル23cが励磁され、磁束が前記磁性粉体を通過する。これにより、該磁性粉体が磁化され、磁性粉体間の連結力、並びに、磁性粉体とハウジング23a及びロータ23bとの間の摩擦力が生じ、前記ハウジング23aとロータ23bとの相対的な回転が阻止され、前記ハウジング23a及び回転軸13の回転に制動力が加えられる。なお、該制動力は前記励磁コイル23cに通電される励磁電流を変化させることによって制御することができる。
【0030】
そのため、前記テンションコントローラ21は、前記リターダ23の励磁コイル23cに導通させる電流値を制御することによって前記ウェブ供給ロール11の回転に加える制動力を制御し、前記ウェブ供給ロール11とニップローラ16及びニップローラ17との間の範囲におけるウェブ12に付与されるバックテンションが前記張力の設定値と等しくなるように制御する。
【0031】
さらに、前記テンションコントロールシステムは、前記ウェブ供給ロール11とニップローラ16及びニップローラ17との間の範囲におけるウェブ12に弛みを付与する弛み付与機構30を有する。該弛み付与機構30は、弛み付与力発生機構としてのエアシリンダ装置31及びウェブ12に弛みを付与するスライドローラ34を有する。ここで、該スライドローラ34は、前記エアシリンダ装置31内のピストン32に一端が取り付けられたピストンロッド33の他端に取り付けられ、前記エアシリンダ装置31から離れる方向に位置34aまで移動させられる。これにより、前記スライドローラ34は、ウェブ12の搬送方向に関して、前記スライドローラ34の前後に配設されたアイドルローラ35と協働して、前記ウェブ12を搬送方向に対して垂直な方向に押し出して弛みを付与するようになっている。なお、本実施の形態において、前記スライドローラ34は、前記ウェブ12を図における下方向に押し出すようになっているが、図における上方向に押し出すものであってもよい。
【0032】
また、本実施の形態において、前記スライドローラ34は、ウェブ供給ロール11と検出ローラ14aとの間の範囲に配設されているが、検出ローラ14aとニップローラ16及びニップローラ17との間の範囲に配設されていてもよい。すなわち、前記弛み付与機構30は、前記ウェブ供給ロール11とニップローラ16及びニップローラ17との間の範囲であれば、ウェブ12のどの部位に弛みを付与するものであってもよい。
【0033】
そして、前記エアシリンダ装置31の圧縮空気室31aは、管路37を介して、空気ボンベ、コンプレッサ、アキュムレータ等の付与力発生源である圧縮空気供給源36に連通されている。なお、前記管路37には、前記圧縮空気室31a内に供給される圧縮空気の圧力を調整するための付与力調整装置であるエアレギュレータバルブ装置38、及び、前記圧縮空気室31a内の圧力を測定するためのエアゲージ39が配設される。そのため、前記圧縮空気室31a内には、圧縮空気供給源36から所定の圧力の圧縮空気が供給され、前記ピストン32をピストンロッド33が突出する方向(図における下方向)に押圧する。これにより、ピストンロッド33の他端に取り付けられたスライドローラ34は、前記ウェブ12を搬送方向に対して垂直な方向に押し出して位置34aまで移動して、前記ウェブ12に弛みを付与する。
【0034】
なお、前記エアレギュレータバルブ装置38は、空気の圧力を調整することができるとともに、前記圧力が設定値以上になると瞬時に圧力が設定圧力になるようにバルブが開放されるようになっている。これは、ウェブ12に急激な張力が発生してもその張力を瞬時に吸収するためである。また、前記エアレギュレータバルブ装置38は、前記圧力が設定圧力以上になると瞬時に圧力が設定圧力になるようにバルブが開放されるハイリリーフタイプや前記エアレギュレータバルブ装置38にクイックエキゾーストバルブを付加したものであってもよい。要するに、前記圧力が設定圧力以上になると瞬時に圧力が設定圧力になるようにバルブが開放されるタイプのバルブであればどのようなものでもよい。
【0035】
また、前記弛み付与機構30の弛み付与発生源は、エアシリンダ装置31以外のものであってもよく、例えば、油圧シリンダ、緩衝装置を有する直動装置でもよい。
【0036】
また、弛み付与機構30としては、図3に示されるように、スライドローラ30に連結されたロッド60と、付与力調整装置としてロッド60を保持する保持機構(ブレーキ機構、電磁石で挟持する機構等)61と、弛み付与発生源としてスライドローラ30と保持機構61との間でロッド60に設けられた緩衝装置(ばね、アキュムレータ等)62と、ロッド60を定位置に復帰させる復帰機構63とから構成されていてもよい。張力検出装置14の検出値が設定以上になると保持機構61を開放して瞬時に過剰な張力を開放する。
【0037】
また、図4に示されるように、スライドローラ30に連結されたロッド64の途中を揺動可能に支持し、ロッド64の他端を緩衝装置62を介して保持機構61で支持してもよい。
【0038】
ここで、前記弛み付与機構30は、スライドローラ34が位置34aまで移動するとそれ以上移動しないようになっている。すなわち、前記スライドローラ34は位置34aにおいて停止し、ウェブ12に一定量の弛みを付与するようになっている。そして、前記ウェブ12に付与される張力が変動して所定値以上になると、該張力によってスライドローラ34をエアシリンダ装置31の方向(図における上方向)に移動させる押圧力が、ピストン32をピストンロッド33が突出する方向(図における下方向)に押圧する圧縮空気室31a内の圧縮空気の押圧力に打ち勝つので、スライドローラ34がエアシリンダ装置31の方向に移動させられ、前記ウェブ12の弛みが減少する。そのため、前記ウェブ12に付与される張力は、変動しても所定値以上になることはない、すなわち、前記ウェブ12に付与される所定値以上の張力は前記弛み付与機構30によって吸収される。
【0039】
この場合、前記所定値は、ウェブ供給ロール11によって前記ウェブ12に付与されるバックテンションとしての張力の値よりは大きいが、前記ウェブ12に著しく大きな伸びが発生したり、前記ウェブ12が破断してしまうことのない程度の大きさの値であり、前記ウェブ12の材質や厚さ、幅等の寸法によって異なるものである。そのため、オペレータは、エアレギュレータバルブ装置38を操作してピストン32をピストンロッド33が突出する方向に押圧する圧縮空気室31a内の圧縮空気の押圧力を調整し、前記ウェブ12に付与される張力が、前記ウェブ12の材質や厚さ、幅等の寸法に対応した所定値以上となった時に、弛み付与機構30によって吸収されるようにあらかじめ設定する。
【0040】
例えば、前記ウェブ12に付与されるバックテンションとしての張力の値を100(N)とした場合、前記所定値を110(N)として、前記ウェブ12に付与される張力が110(N)以上となった時に、弛み付与機構30によって吸収されるようにあらかじめ設定する。なお、前記ウェブ12は、110(N)の張力が付与されても、著しく大きな伸びが発生したり、破断したりすることがないものであると想定する。
【0041】
この場合、前記ウェブ12に付与される張力が110(N)未満の範囲においては、前記テンションコントローラ21がリターダ23を制御して前記ウェブ供給ロール11の回転に加える制動力を制御することによって行われるフィードバック制御によって、前記ウェブ12に付与される張力が制御される。このとき、スライドローラ34は位置34aにおいて移動しないようになっている。そして、前記ウェブ12に付与される張力が変動し、前記フィードバック制御によって一時的に制御することができなくなると、すなわち、前記フィードバック制御が前記張力の変動に追随することができなくなると、前記110(N)以上となる。すると、前記張力によってスライドローラ34をエアシリンダ装置31の方向に移動させる押圧力が、ピストン32をピストンロッド33が突出する方向に押圧する圧縮空気室31a内の圧縮空気の押圧力に打ち勝つので、スライドローラ34がエアシリンダ装置31の方向に移動させられ、前記ウェブ12の弛みが減少する。これにより、110(N)以上の張力が弛み付与機構30によって吸収される。 そして、前記ウェブ12に付与される張力が、再び、前記フィードバック制御によって制御されるようになると、前記ウェブ12に付与される張力が110(N)未満になるので、前記圧縮空気室31a内の圧縮空気の押圧力によってスライドローラ34は位置34aにまで復帰させられ、前記ウェブ12に一定量の弛みが付与される。このように、瞬間的にウェブ12に付与される張力が変動し、前記フィードバック制御が前記張力の変動に追随することができない場合であっても、前記ウェブ12に付与される所定値以上の張力は前記弛み付与機構30によって吸収されるので、前記ウェブ12に著しく大きな伸びが発生したり、前記ウェブ12が破断してしまうことがない。
【0042】
次に、前記構成のテンションコントロールシステムの動作について説明する。なお、本実施の形態においては、ウェブ12の供給装置が複数のウェブ供給ロールを備えて回転するターレットアームを有するものである場合について説明する。
【0043】
図5は本発明の実施の形態におけるウェブの供給装置の側面図、図6は本発明の実施の形態におけるウェブの供給装置の動作を示す第1の図、図7は本発明の実施の形態におけるウェブの供給装置の動作を示す第2の図、図8は本発明の実施の形態におけるウェブの供給装置の動作を示す第3の図、図9は本発明の実施の形態におけるウェブの供給装置の動作を示す第4の図である。
【0044】
図5において、40はウェブ12の供給装置であり、ターレットアーム支持フレーム41及び補助フレーム42を有する。そして、前記ターレットアーム支持フレーム41には、回転アームとしてのターレットアーム43が、該ターレットアーム43の中心部を軸として回転可能に取り付けられ、また、二つの補助ローラ47を支持するアーム49が、前記ターレットアーム43の中心部と同軸に、回転可能に取り付けられる。また、前記ターレットアーム43の両端部分には、既にウェブ12が繰り出されているウェブ供給ロール11、すなわち、第1のウェブ供給ロールとしてのウェブ供給ロール11a、及び、次にウェブ12が繰り出されるウェブ供給ロール11、すなわち、第2のウェブ供給ロールとしてのウェブ供給ロール11bが回転可能に取り付けられている。
【0045】
そして、前記補助フレーム42には継ぎ足し接続手段としてのペスターアーム45が揺動可能に取り付けられ、該ペスターアーム45にはペスターローラ46が回転可能に取り付けられる。また、前記補助フレーム42には、ウェブ12をガイドするための複数のアイドルローラ48が回転可能に取り付けられている。
【0046】
ここで、前記ウェブ12の供給装置40においては、まず、ウェブ供給ロール11aがターレットアーム43の一端に回転可能に取り付けられる。そして、前記ウェブ供給ロール11aから繰り出されたウェブ12は、アイドルローラ48、スライドローラ34、アイドルローラ35、検出ローラ14a及びアイドルローラ14bを通過してニップローラ16及びニップローラ17に到達し、該ニップローラ16及びニップローラ17によって搬送されて下流側の図示されない加工装置に送り込まれる。また、ウェブ12の供給が途切れることがないように、前記ウェブ供給ロール11aのウェブ12が消費し尽くされる前に、時間的な余裕をもって、ウェブ供給ロール11bがターレット43他端に回転可能に取り付けられる。このとき、図5に示されるように、ウェブ12は、ウェブ供給ロール11aの下側から繰り出される、すなわち、下引きの状態となっており、ウェブ供給ロール11bも下引きの状態となるよう取り付けられる。また、該ウェブ供給ロール11bのウェブ12の始端が標準の設定位置となるように、前記ウェブ12が切断され、接着剤又は粘着テープが付与される。
【0047】
次に、ウェブ供給ロール11aに残存するウェブ12の量が所定値以下になったことが検出されると、図6に示されるように、ターレットアーム43が図における時計回り方向に図示されない動力源によって回転させられる。この場合、ウェブ供給ロール11aが図における左方へ移動するため、繰り出されたウェブ12にかかる張力が大きく変動する。そのため、テンションコントローラ21及びリターダ23によってウェブ供給ロール11aの回転に加える制動力を制御してウェブ12に付与される張力を制御するフィードバック制御が、前記張力の変動に追随することができなくなる。そして、前記張力が所定値以上となるので、スライドローラ34をエアシリンダ装置31の方向に移動させる押圧力が、ピストン32をピストンロッド33が突出する方向に押圧する圧縮空気室31a内の圧縮空気の押圧力に打ち勝つので、図6に示されるように、スライドローラ34がエアシリンダ装置31の方向に移動させられ、前記ウェブ12の弛みが減少する。この際、エアレギュレータバルブ装置38では、エアシリンダ装置31内のエアを瞬時に開放するので、スライドローラ38が瞬時に移動する。これにより、前記ウェブ12に付与される所定値以上の張力は吸収されるので、前記ウェブ12に著しく大きな伸びが発生したり、前記ウェブ12が破断してしまうことがない。
【0048】
そして、図7に示される待機位置まで回転させられると、ターレットアーム43は、停止させられる。なお、このとき、ウェブ供給ロール11aから繰り出されたウェブ12は補助ローラ47を通過させられる。また、前記ウェブ12に付与される張力は、再び、前記フィードバック制御によって制御されるようになり、前記ウェブ12に付与される張力が前記所定値未満になるので、前記圧縮空気室31a内の圧縮空気の押圧力によってスライドローラ34は、図1に示されるように、位置34aにまで復帰させられ、前記ウェブ12に一定量の弛みが付与される。
【0049】
続いて、図8に示されるように、ペスターアーム45が図示されない動力源によって揺動させられ、ペスターローラ46が上昇させられ、継ぎ足し接続位置の近傍に置かれる。これにより、繰り出されたウェブ12にかかる張力が大きく変動するので、再び、前記フィードバック制御が、前記張力の変動に追随することができなくなる。そして、前記張力が所定値以上となるので、図8に示されるように、スライドローラ34がエアシリンダ装置31の方向に移動させられ、前記ウェブ12の弛みが減少する。これにより、前記ウェブ12に付与される所定値以上の張力は吸収されるので、前記ウェブ12に著しく大きな伸びが発生したり、前記ウェブ12が破断してしまうことがない。また、図示されないセンサが送信する信号から前記ウェブ供給ロール11bのウェブ12の始端の回転角を検出し、前記始端が前記ペスターローラ46と対向する位置に置かれるように、前記ウェブ供給ロール11bを回転させる。なお、該ウェブ供給ロール11bのウェブ12の始端には、接着剤又は粘着テープが付与されている。
【0050】
続いて、前記ペスターローラ46が更に上昇させられて継ぎ足し接続位置に置かれ、ウェブ供給ロール11aから繰り出されたウェブ12を前記ウェブ供給ロール11bのウェブ12の始端に押し付け、該ウェブ12の始端が前記ウェブ供給ロール11aから繰り出されたウェブ12に、前記接着剤又は粘着テープによって固着されて、継ぎ足し接続される。このとき、同時に、前記ペスターアーム45に取り付けられたカッター44が作動して、前記ウェブ供給ロール11aから繰り出されたウェブ12の後端を切断する。これにより、ウェブ12の継ぎ足し接続が完了する。そして、前記ウェブ供給ロール11bから繰り出されたウェブ12が前記ウェブ供給ロール11aから繰り出されたウェブ12に連続して加工装置に送り込まれる。
【0051】
続いて、図9に示されるように、前記ペスターアーム45が揺動させられ、前記ペスターローラ46が元の位置に復帰する。一方、ウェブ供給ロール11aに残存するウェブ12は、図示されない巻取用の管に巻き取られた後、廃棄又はリサイクルされる。また、前記ウェブ12に付与される張力は、再び、前記フィードバック制御によって制御されるようになり、前記ウェブ12に付与される張力が前記所定値未満になるので、前記圧縮空気室31a内の圧縮空気の押圧力によってスライドローラ34は位置34aにまで復帰させられ、前記ウェブ12に一定量の弛みが付与される。
【0052】
以上の動作を繰り返して、順次、新しいウェブ供給ロール11を取り付けて、ウェブ12を継ぎ足し接続し、加工装置にウェブ12を連続して送り込む。
【0053】
このように、本実施の形態において、テンションコントロールシステムはウェブ12に弛みを付与する弛み付与機構30を有し、ウェブ12を繰り出すウェブ供給ロール11と、ウェブ12を両側から挟み込んで搬送するニップローラ16及びニップローラ17との間の範囲におけるウェブ12に弛みを付与するようになっている。そして、前記弛み付与機構30のスライドローラ34は位置34aにおいて停止し、ウェブ12に一定量の弛みを付与するようになっている。また、前記ウェブ12に付与される張力が変動して所定値以上になると、該張力によってスライドローラ34をエアシリンダ装置31の方向に移動させる押圧力が、ピストン32をピストンロッド33が突出する方向に押圧する圧縮空気室31a内の圧縮空気の押圧力に打ち勝つので、スライドローラ34がエアシリンダ装置31の方向に移動させられ、前記ウェブ12の弛みが減少する。
【0054】
この場合、前記ウェブ12に付与される張力が所定値未満の範囲においては、テンションコントローラ21がリターダ23を制御して前記ウェブ供給ロール11の回転に加える制動力を制御することによって行われるフィードバック制御によって、前記ウェブ12に付与される張力が制御される。そして、前記ウェブ12に付与される張力が変動し、前記フィードバック制御が前記張力の変動に追随することができなくなって、前記張力が所定値以上となる。すると、前記張力によってスライドローラ34をエアシリンダ装置31の方向に移動させる押圧力が、ピストン32をピストンロッド33が突出する方向に押圧する圧縮空気室31a内の圧縮空気の押圧力に打ち勝つので、スライドローラ34がエアシリンダ装置31の方向に移動させられ、前記ウェブ12の弛みが減少する。これにより、所定値以上の張力が弛み付与機構30によって吸収される。
【0055】
したがって、ウェブ供給ロール11とニップローラ16及びニップローラ17との間の範囲におけるウェブ12に付与される張力が変動し、前記ウェブ供給ロール11の回転に加える制動力を制御することによって行われるフィードバック制御が前記張力の変動に追随することができない場合であっても、前記ウェブ12に付与される所定値以上の張力は弛み付与機構30によって吸収されるので、前記ウェブ12に著しく大きな伸びが発生したり、前記ウェブ12が破断してしまうことがない。
【0056】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【0057】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、テンションコントロールシステムにおいては、ウェブを繰り出す回転可能なウェブ供給ロールと、駆動源によって回転させられ、前記ウェブを搬送するニップローラと、前記ウェブ供給ロールとニップローラとの間の範囲において、前記ウェブに所定量の弛みを付与し、前記ウェブに付与される張力が所定値以上の場合に前記弛みを減少させて所定値以上の張力を吸収する弛み付与機構を有する。
【0058】
この場合、ウェブ供給ロールとニップローラとの間の範囲において、ウェブに付与される所定値以上の張力は弛み付与機構によって吸収されるので、前記ウェブに著しく大きな伸びが発生したり、前記ウェブが破断してしまうことがない。
【0059】
他のテンションコントロールシステムにおいては、さらに、前記ウェブ供給ロールとニップローラとの間の範囲において、前記ウェブに付与される張力を検出する張力検出器と、該張力検出器の検出した張力が設定値となるように前記ウェブ供給ロールの回転に加える制動力を制御するフィードバック制御を行うテンションコントローラとを有する。
【0060】
この場合、前記ウェブ供給ロールとニップローラとの間の範囲におけるウェブに付与される張力が設定値と等しくなるようにフィードバック制御されるとともに、フィードバック制御が前記張力の変動に追随することができない場合であっても、前記ウェブに付与される所定値以上の張力は弛み付与機構によって吸収される。
【0061】
更に他のテンションコントロールシステムにおいては、さらに、前記弛み付与機構は、前記ウェブを搬送方向に対して垂直な方向に押し出して弛みを付与するスライドローラ、該スライドローラを前記ウェブの方向に所定の力で所定の位置にまで移動させる弛み付与力発生機構、該弛み付与力発生機構に付与力を発生させる付与力発生源、及び、該付与力発生源からの付与力を調整する付与力調整装置を備える。
【0062】
この場合、ウェブに付与される張力によってスライドローラを弛み付与力発生源の方向に移動させる押圧力が、弛み付与力発生源の力に打ち勝つと、スライドローラが弛み付与力発生源の方向に移動させられ、前記ウェブの弛みが減少する。これにより、所定値以上の張力が弛み付与機構によって吸収される。
【0063】
更に他のテンションコントロールシステムにおいては、さらに、前記ウェブ供給ロールは、回転するターレットアームに取り付けられる。
【0064】
この場合、ターレットアームを回転させると、該ターレットアームの端部に取り付けられたウェブ供給ロールが移動するので、該ウェブ供給ロールとニップローラとの間でウェブの搬送路の長さが変化して、ウェブに付与されている張力が大きく変動しても、ウェブに付与される所定値以上の張力は弛み付与機構によって吸収されるので、前記ウェブに著しく大きな伸びが発生したり、前記ウェブが破断してしまうことがない。また、前記一つのウェブ供給ロールからのウェブの終端に、他のウェブ供給ロールのウェブからの始端を継ぎ足して接続する際に、前記ウェブに付与されている張力が大きく変動しても、ウェブに付与される所定値以上の張力は弛み付与機構によって吸収されるので、前記ウェブに著しく大きな伸びが発生したり、前記ウェブが破断してしまうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態におけるウェブの供給装置の構成を示す図である。
【図2】従来のウェブの供給装置の構成を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態における弛み付与機構の別の構成を示す図である。
【図4】本発明の実施の形態における弛み付与機構の更に別の構成を示す図である。
【図5】本発明の実施の形態におけるウェブの供給装置の側面図である。
【図6】本発明の実施の形態におけるウェブの供給装置の動作を示す第1の図である。
【図7】本発明の実施の形態におけるウェブの供給装置の動作を示す第2の図である。
【図8】本発明の実施の形態におけるウェブの供給装置の動作を示す第3の図である。
【図9】本発明の実施の形態におけるウェブの供給装置の動作を示す第4の図である。
【符号の説明】
11、11a、11b ウェブ供給ロール
12 ウェブ
15 電源モータ
16、17 ニップローラ
14 張力検出器
21 テンションコントローラ
30 弛み付与機構
31 エアシリンダ装置
34 スライドローラ
43 ターレットアーム
Claims (6)
- (a)ウェブを繰り出す回転可能なウェブ供給ロールと、
(b)駆動源によって回転させられ、前記ウェブを搬送するニップローラと、
(c)前記ウェブ供給ロールとニップローラとの間の範囲において、前記ウェブに所定量の弛みを付与し、前記ウェブに付与される張力が所定値以上の場合に前記弛みを減少させて所定値以上の張力を吸収する弛み付与機構を有することを特徴とするテンションコントロールシステム。 - (a)前記ウェブ供給ロールとニップローラとの間の範囲において、前記ウェブに付与される張力を検出する張力検出器と、
(b)該張力検出器の検出した張力が設定値となるように前記ウェブ供給ロールの回転に加える制動力を制御するフィードバック制御を行うテンションコントローラとを有する請求項1に記載のテンションコントロールシステム。 - 前記所定値は、前記設定値より大きく、かつ、前記ウェブに著しく大きな伸びが発生したり、前記ウェブが破断してしまうことのない程度の値である請求項2に記載のテンションコントロールシステム。
- 前記弛み付与機構は、前記ウェブを搬送方向に対して垂直な方向に押し出して弛みを付与するスライドローラ、該スライドローラを前記ウェブの方向に所定の力で所定の位置にまで移動させる弛み付与力発生機構、該弛み付与力発生機構に付与力を発生させる付与力発生源、及び、該付与力発生源からの付与力を調整する付与力調整装置を備える請求項1〜3のいずれか1項に記載のテンションコントロールシステム。
- 前記付与力調整装置は、前記ウェブに所定値以上に張力が付与された場合、瞬時に前記ウェブの張力を所定値になるように調整できる請求項4に記載のテンションコントロールシステム。
- 前記ウェブ供給ロールは、回転するターレットアームに取り付けられる請求項1〜5のいずれか1項に記載のテンションコントロールシステム。
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2002
- 2002-11-13 JP JP2002328990A patent/JP2004161424A/ja not_active Withdrawn
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