JP2005089149A - Take-up device for tape - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はテープの巻取装置に係り、特に磁気テープなどの帯状物を巻取軸にロール状に巻き取る巻取装置に関する。 The present invention relates to a tape winding device, and more particularly to a winding device that winds a belt-like object such as a magnetic tape in a roll shape around a winding shaft.
特許文献1に記載された巻取装置は、巻き取り時のテープロールの外周面に転接する接圧ロールと、巻き取り時にテープロールの外周面にエアを吹き付ける風圧手段と、接圧ロールと風圧手段をテープロールの巻き径に応じて変位させる可動部移動手段とを備えている。この巻取装置では、テープロールにかかる風圧が変動すると、様々な不具合が発生する。例えば、風圧が小さくなると、テープに巻き込まれるエアが多くなるため、テープロール内の半径方向の面圧が緩くなるとともに、巻き取られたテープのエッジが不揃いになる不具合が生じる。逆に風圧が大きくなると巻き固さが固くなり、テープエッジダメージ等、品質に悪影響が生じる。このため、テープロールの外周面にかかる風圧が一定になるように、風圧手段であるノズルとテープロールの外周面との距離を常に一定に制御する必要がある。
The winding device described in
ノズルとテープロールの外周面との距離を一定に制御する制御方法としては、テープ走行速度とリール回転数から巻き径を数値演算し、その演算した巻き径に基づいてノズル位置を後退移動させる方法がある。また、テープロールの外周面とノズルとの距離をレーザ変位計などで検出し、この検出値に基づいてノズル位置を制御する方法があった。
しかしながら、前者の方法は、テープロールの偏心量を含めた巻き径を演算しなければならないため、高価な高速演算設備が必要となるとともに、その演算結果に応じてノズル位置を修正する複雑な制御システムが必要になる。 However, since the former method has to calculate the winding diameter including the eccentric amount of the tape roll, expensive high-speed calculation equipment is required, and complicated control for correcting the nozzle position according to the calculation result is required. A system is required.
後者の方法は、テープロールの外周面とノズルとの距離の測定結果に応じてノズル位置を高速で修正する必要があるため、巻取リールの回転数を上げるに従って、ノズルをテープロールの外周面に追従させることが困難になるという問題がある。 In the latter method, it is necessary to correct the nozzle position at a high speed according to the measurement result of the distance between the outer peripheral surface of the tape roll and the nozzle. Therefore, as the number of rotations of the take-up reel is increased, the nozzle is moved to the outer peripheral surface of the tape roll. There is a problem that it is difficult to follow the above.
本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、ノズルをテープロールの外周面に確実に追従させ、テープロールの外周面に一定の付勢力をかけることのできる巻取装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a winding device that allows a nozzle to reliably follow the outer peripheral surface of the tape roll and apply a constant urging force to the outer peripheral surface of the tape roll. For the purpose.
請求項1の発明は前記目的を達成するために、テープを巻き取ってテープロールを形成する巻取軸と、前記テープを巻き取る際に前記テープロールの外周面に向けて気体を吹き付けるノズルとを備えたテープの巻取装置において、前記ノズルを前記テープロールの外周面に対して進退自在に支持する支持手段と、該支持手段で支持された前記ノズルを前記テープロールの外周面に向けて一定の付勢力で付勢する付勢手段と、を備え、前記ノズルと前記テープロールとの隙間における反発力と、前記付勢手段の付勢力とがバランスする前記ノズルの位置で前記テープを巻き取ることを特徴としている。
In order to achieve the object, the invention of
請求項1の発明によれば、ノズルをテープロールの外周面に対して進退自在に支持するとともに、ノズルをテープロールの外周面に対して一定の付勢力で付勢するようにしたので、ノズルは、テープロールの外周面とノズルの隙間における反発力と、付勢手段で付勢した付勢力とがバランスする位置に自動的に移動して停止する。したがって、ノズルは、テープロールの外周面から常に一定の距離に保たれるようになり、テープロールの外周面には常に一定の押圧力が与えられる。これにより、テープを適当な巻き固さで巻き取ることができる。 According to the first aspect of the present invention, the nozzle is supported so as to be movable forward and backward with respect to the outer peripheral surface of the tape roll, and the nozzle is biased with a constant biasing force against the outer peripheral surface of the tape roll. Is automatically moved to a position where the repulsive force in the gap between the outer peripheral surface of the tape roll and the nozzle and the urging force urged by the urging means balances and stops. Therefore, the nozzle is always maintained at a constant distance from the outer peripheral surface of the tape roll, and a constant pressing force is always applied to the outer peripheral surface of the tape roll. Thereby, a tape can be wound up by appropriate winding hardness.
請求項2の発明は前記目的を達成するために、テープを巻き取ってテープロールを形成する巻取軸と、前記テープを巻き取る際に前記テープロールの外周面に向けて気体を吹き付けるノズルとを備え、該ノズルが前記巻取軸に対して進退する方向に移動するテープの巻取装置において、前記ノズルに取り付けられ、該ノズルとともに移動する導電性部材と、該導電性部材に近接して対向配置され、前記巻取装置の本体に固定される磁性部材と、を備え、前記ノズルが振動した際に前記導電性部材に発生した渦電流による抵抗力で前記ノズルの振動が抑制されることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the invention of
請求項2の発明によれば、ノズルに導電性部材を取り付けるとともに、この導電性部材に近接して磁性部材を配置したので、ノズルが移動時に振動すると、導電性部材に渦電流が発生し、これが抵抗となってノズルの振動が抑制される。したがって、ノズルの振動によってテープロールの外周面にかかる付勢力が変動することを防止することができる。
According to the invention of
本発明に係るテープの巻取装置によれば、ノズルをテープロールの外周面に対してスライド自在に支持するとともに、ノズルをテープロールの外周面に向けて一定の付勢力で付勢するようにしたので、ノズルをテープの外周面から常に一定の距離に保つことができ、テープを適切な巻き固さで巻き取ることができる。また、本発明によれば、ノズルに導電性部材を取り付けるとともに、この導電性部材に近接して磁性部材を配置したので、ノズルが移動した際の振動を抑制することができる。 According to the tape winding device of the present invention, the nozzle is slidably supported with respect to the outer peripheral surface of the tape roll, and the nozzle is urged with a constant urging force toward the outer peripheral surface of the tape roll. Therefore, the nozzle can always be kept at a constant distance from the outer peripheral surface of the tape, and the tape can be wound with an appropriate winding hardness. Further, according to the present invention, since the conductive member is attached to the nozzle and the magnetic member is disposed in the vicinity of the conductive member, vibration when the nozzle moves can be suppressed.
以下添付図面に従って本発明に係るテープの巻取装置の好ましい実施の形態について説明する。 Preferred embodiments of a tape winding device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明に係るテープの巻取装置10を示す斜視図であり、図2は、同平面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a
これらの図に示すように、巻取装置10は、リール(巻取軸に相当)12を有し、このリール12は不図示のモータに接続される。そして、モータを駆動することによってリール12が回転し、リール12の外周面にテープ14が巻き取られる。これにより、テープロール15が形成される。なお、図1及び図2には、フランジのないリール12を示したが、これに限定するものではなく、片側或いは両側の端部にフランジを設けたフランジ付きリールを用いてもよい。
As shown in these drawings, the
ノズル16は、テープロール15の外周面に対向するように配置される。図3及び図4に示すように、ノズル16の先端には、開口16Aが形成されている。この開口16Aは、テープ14の幅方向に細長いスリット状に形成されており、その大きさは、テープ14の寸法に応じて形成される。例えばテープ14の幅が1/2インチである場合、開口16Aの幅Wは8〜15mm、スリット間隔S(テープ14の走行方向の長さ)は0.1〜0.3mm、好ましくは0.15〜0.25mmで形成される。また、スリットの深さDは、例えば0.5〜3.0mmの大きさで形成されており、その寸法を調節することによって圧力損失が調節される。
The
ノズル16の後端側にはホース18が接続される。このホース18は不図示の流体供給源に接続されており、この流体供給源からホース18に流体が供給される。また、ノズル16の内部には、前述したノズル16とホース18とを連通するための流路16B、16Cが形成されている。流路16Bは、ホース18の内径と同じ大きさの径の孔であり、流路16Cは、流路16Bと開口16Aとの間の圧力損失が小さくなるように形成されている。すなわち、流路16Cは、図3に示す如く、横方向の大きさが徐々に小さくなって開口16Aのスリット間隔Sになり、図4に示す如く、縦方向の大きさが徐々に大きくなって開口16Aの幅Wの寸法になるように形成される。
A
上記の如く形成されたノズル16にホース18から流体が供給されると、流体は流路16B及び流路16Cを通ってノズル16の開口16Aからテープロール15の外周面に向けて吹き出される。その際の流体の流量は、例えば5〜50〔NL/mm2 ・分〕に制御される。なお、流体の種類は特に限定するものではなく、エアや不活性ガス(例えばN2 )等が使用される。以下、流体としてエアを使用した例で説明する。
When the fluid is supplied from the
図5は、テープロール15に対するエアの吹き付け位置を説明する説明図である。
FIG. 5 is an explanatory view for explaining the air blowing position with respect to the
テープ14がテープロール15に接触する点を接触点Pとした際、エアの吹き付け位置は、接触点Pよりも、巻取方向に下流側であることが必要である。これは、接触点Pよりも上流側のテープ14にエアを吹き付けても、テープロール15の巻き固さを調節する効果が得られないからである。
When the point where the
また、エアの最も好ましい吹き付け位置は、図5に示すように、接触点Pの若干、下流側であることが好ましい。具体的には、ノズル16の上流側のエッジ部Qが接触点Pよりも下流側であることが好ましい。すなわち、巻取方向における接触点Pからエッジ部Qまでの距離Xが正の数になるようにノズル16を配置することが好ましい。このようにノズル16を配置すると、エアの吹き付けた際にテープ14が振動することを防止できる。
Further, the most preferable spraying position of air is preferably slightly downstream of the contact point P as shown in FIG. Specifically, it is preferable that the upstream edge portion Q of the
図1及び図2に示すように、テープ14は、ガイドローラ13に巻き掛けられてテープロール15に巻き取られる。ガイドローラ13は、巻取装置10の躯体(不図示)に固定されている。このため、テープロール15の巻き径が増加するにつれて、接触点Pの位置が周方向に変化し、接触点Pとエアの吹き付け位置との位置関係が変化するという問題がある。そこで、テープロール15の巻き径が最も小さい場合に(図2の二点鎖線参照)、接触点Pとエアの吹き付け位置が上記の関係を満たすように、ガイドローラ13とノズル16を位置決めして取り付ける。これにより、テープロール15の巻き径が増加すると、接触点Pが巻取方向の上流側に移動するので、エアの吹き付け位置は、常に接触点Pの下流側に配置されることになる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図6に示すように、ガイドローラ13を、テープロール15の巻き径の増加に伴って移動させるようにしてもよい。この場合、ガイドローラ13は、後述するリニアガイド21のスライダ20に固定するとよい。これにより、テープロール15の巻き径が増加した際に、ノズル16がリール12から後退するように移動し、これに伴ってガイドローラ13も移動する。したがって、接触点Pとエアの吹き付け位置との関係は、テープロール15の巻き径に依らず、略一定に保たれる。すなわち、ノズル16から吹き出されたエアは、常に接触点Pの下流側に吹き付けられる。
As shown in FIG. 6, the
上記の如く配置されたノズル16は、リニアガイド21を構成するスライダ20の上に固定される。このスライダ20はレール22にスライド自在に支持され、レール22は、リール12の径方向に(すなわち、テープロール15の外周面と接する面に対して直交方向に)配置される。これにより、ノズル16が、テープロール15の外周面に対して進退自在に支持される。
The
ノズル16の後方には、エアシリンダ24が設けられる。エアシリンダ24は、図示しない装置本体の躯体に固定される。エアシリンダ24のロッド24Aは、リール12の径方向に伸縮され、このロッド24Aの先端によってノズル16が一定の付勢力、例えば0.49N〜10N(=50gf〜1.02kgf)の付勢力でテープロール15側に付勢される。このようにノズル16を後方からテープロール15へ向けて付勢すると、ノズル16はテープロール15に近づき、ある位置、すなわち、ノズル16とテープロール15の隙間に形成されたエア層の反発力と、エアシリンダ24による付勢力とがバランスする位置に自動的に移動して停止する。
An
例えば、ノズル16とテープロール15の外周面との距離(隙間)が小さい場合には、隙間に流出するエアの流量が減少するのでエア層の圧力が増大し、反発力が大きくなる。したがって、反発力がエアシリンダ24の付勢力よりも大きくなるため、ノズル16は、両者がバランスするところまで後退する。逆に、ノズル16とテープロール15の外周面との距離(隙間)が大きい場合には、隙間に流出するエアの流量が増大するのでエア層の圧力が減少し、反発力が小さくなる。したがって、反発力はエアシリンダ24の付勢力よりも小さくなるため、ノズル16は、エアシリンダ24の付勢力によって前進し、両者がバランスするところで停止する。このように、ノズル16は、エア層の圧力とエアシリンダ24の付勢力とがバランスする位置に自動的に調節されるので、テープロール15の外周面に対して常に一定の距離に保たれる。なお、エアシリンダ24はピストン式に限定されるものではなく、ロッド24Aの移動に際して摩擦力を生じないベローズ式の付勢手段を用いてもよい。
For example, when the distance (gap) between the
ところで、ノズル16は、供給するエアの圧力によってバランスがとられるため、振動、或いは発振するおそれがある。そこで、本実施の形態では、ノズル16に導電板26を取り付けるとともに、この導電板26に近接した位置に磁石28を設けることによって、ノズル16の振動を制動している。
By the way, since the
導電板26は、スライダ20の上面に取り付けられ、側方に延設される。この導電板26の下方には、磁石28が導電板26に対して若干の隙間を持って対向配置されており、この磁石28は、装置本体の躯体(不図示)に固定されている。このため、スライダ20が前後に振動すると、導電板26に渦電流が発生する。そして、この渦電流によって抵抗力(制動力)が生じ、導電板26の振動が磁気抵抗によって制動される。これにより、ノズル16の動きが安定するので、テープロール15の外周面に一定の押圧力をかけることができる。
The
図2に示すように、導電板26の幅寸法(図2の上下方向の寸法)は、頂点26Aの位置で最も大きい幅L1となるように、且つ、頂点26Aから頂点26Bの位置にかけて徐々に小さくなって幅L2となるように、さらに頂点26Aから頂点26Cの位置にかけて急激に小さくなって幅L3となるように形成されている。したがって、頂点26Cが磁石28の上方に位置した状態から、頂点26Aの位置が磁石28の上方に達するまでノズル16を後退させると、導電板26と磁石28の対向する面積(以下、対向面積という)は急激に増加する。そして、頂点26Aの位置が磁石28の上方に達した際に対向面積が最大となり、通過する磁束が最大となる。その状態から、頂点26Bの位置が磁石28の上方に達するまでノズル16を後退させると、対向面積が徐々に減少し、通過する磁束が減少する。したがって、ノズル16をリール12に最も近接した状態から後退させていくと、ノズル16の移動に際して働く抵抗力は、対向面積の変化に伴って、図7に示す如く変化する。すなわち、最初は抵抗力のない状態から始まり、ノズル16を後退させるにつれて抵抗力が急激に増加し、C点を経てA点で最大となる。そして、A点を超えた後は、ノズル16の後退に伴って抵抗力も徐々に減少し、B点を超えた後は、急激に低下して零になる。なお、図7のA点、B点、C点はそれぞれ、図2の頂点26A、26B、26Cが磁石28の上方に位置した状態に対応している。
As shown in FIG. 2, the width dimension (vertical dimension in FIG. 2) of the
次に上記の如く構成された巻取装置10の作用について説明する。
Next, the operation of the winding
巻取装置10は、リール12を回転させることによって、テープ14がリール12に巻き取られ、テープロール15が形成される。その際、テープロール15の外周面にノズル16からエアを吹き付けることによって、テープ14がテープロール15の外周面に密着され、エアの巻き込みが防止される。
The winding
巻き取りの際、ノズル16は、エアシリンダ24によって一定の付勢力でテープロール15の外周面に向けて付勢される。また、ノズル16は、ノズル16からエアを吹き出すことによって、ノズル16の先端のエア層による反発力を受ける。したがって、ノズル16は、ノズル16の先端のエア層による反発力と、ノズル16の後端のエアシリンダ24による付勢力とがバランスする位置に自動的に移動して停止する。これにより、ノズル16とテープロール15の外周面との距離が一定に保たれるので、テープロール15の外周面には常に一定の押圧力が与えられ、テープ14を適切な巻き固さで巻き取ることができる。なお、テープロール15の外周面にかかる押圧力としては、0.05〜0.7Mpaが好ましく、この範囲になるように付勢力を設定することが好ましい。例えば、ノズル16の開口16Aの大きさが8mm×0.2mmであり、テープ14の幅が1/2インチ、テープ14の巻取速度が1〜20m/s、テープ14のテンションが20〜150gf/(1/2in)である場合、ノズル16から吹き出されるエアを介してテープロール15を押圧する押圧力が0.63MPaとなり、適切な値になる。押圧力がこの値より小さくなるにつれて、エアの吹き出しによる効果が徐々に小さくなり、0.05MPa以下になると効果が殆どなくなる。したがって、押圧力は0.05Mpa以上に設定することが好ましい。また、テープ14の材質や厚さなどによっては押圧力を0.63Mpaよりも大きく設定しても十分な効果が得られるが、0.7Mpaを超えるとテープ14がダメージを受けるおそれがある。したがって、押圧力は、0.7Mpa以下に設定することが好ましい。押圧力をこのような範囲に設定することによって、テープ14を綺麗に巻き取ることができる。
During winding, the
このように本実施の形態の巻取装置10によれば、ノズル16をスライド自在に支持するとともに一定の付勢力でテープロール15側に付勢するようにしたので、ノズル16は常に、テープロール15の外周面から一定の距離に保たれる。また、テープロール15の外周面にはノズル16から吹き出したエアによって一定の押圧力が付与されているので、テープ14は、適度な巻き固さで巻き取られる。
As described above, according to the winding
また、巻取装置10によれば、ノズル16はテープロール15の外周面に対して進退自在に支持されているので、ノズル16がテープロール15の外周面に近づき過ぎると、ノズル16は、吹き出したエア層の反発力が増大してテープロール15の外周面から退避する方向に移動する。したがって、ノズル16がテープロール15の外周面に接触することを防止することができる。
Further, according to the winding
さらに、巻取装置10によれば、ノズル16が振動すると、導電板26にその振動速度の2乗に比例した渦電流が発生して抵抗力(制動力)が付与されるので、ノズル16の振動が制動される。これにより、ノズル16の動きが安定するので、テープロール15の外周面に一定の押圧力をかけることができる。
Further, according to the winding
特に本実施の形態では、ノズル16の移動に伴ってノズル16に働く抵抗力が変化するように導電板26を形成したので、ノズル16に常に適切な抵抗力を与えることができる。例えば、テープ14の巻き取りの開始時には、図7に示す如く、小さな抵抗力を与えている。テープロール15の巻き径が急激に増加する場合にも、ノズル16をスムーズに追従させることができる。すなわち、テープ14の走行速度(巻取速度)が10m/s以上のように高速である場合には、巻き取りの開始時においてテープロール15の巻き径の増加量が大きく、ノズル16の後退方向への移動量も大きいが、抵抗力を小さくすることによって、ノズル16をスムーズに追従させることができる。
In particular, in the present embodiment, since the
また、本実施の形態では、巻き取りを終了する直前も、ノズル16に小さな抵抗力を与えている。巻き取り終了の直前はテープロール15の巻き径が大きいため、テープロール15の偏心に伴うテープロール15の外周面とノズル16との距離の変動の周期が大きく、ノズル16は振動しにくい。したがって、ノズル16に小さな抵抗力を与えるだけで、ノズル16の振動を十分に抑制することができる。
In the present embodiment, a small resistance force is applied to the
一方、図7のA点〜B点付近では、ノズル16に大きな抵抗力を与えている。この付近では、ノズル16がテープロール15の偏心の影響を受けて振動しやすい。したがって、ノズル16に大きな抵抗力を与えることによって、ノズル16の振動を制動している。また、A点からB点にかけては、テープロール15の巻き径が徐々に増加するため、ノズル16は徐々に変動しにくくなる。したがって、A点からB点にかけて、ノズル16に与える抵抗力を徐々に小さくすることによって、ノズル16の振動を十分に抑制しながら、テープロール15に対するノズル16の追従性を向上させている。
On the other hand, a large resistance is applied to the
このように巻取装置10では、ノズル16の振動に対する抵抗力が、ノズル16の移動に伴って自動的に調節されるので、テープロール15の巻径に依らず、外周面に対するノズル16の追従性を維持することができ、且つ、ノズル16の振動を十分に抑制することができる。
Thus, in the winding
なお、上述した実施の形態は、ノズル16を一定の付勢力で付勢する手段としてエアシリンダ24を用いたが、これに限定するものではなく、油圧シリンダを用いたり、重力や磁力等を利用して付勢する付勢手段を用いてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、ノズル16の内部形状は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、例えば図8に示すように形成してもよい。図8に示すノズル16は、図4に示したノズル16と同様に、スリット状の開口16Aが形成されており、そのスリットの幅寸法(図8の縦方向の寸法)が、深さ方向(図8の左右方向)において徐々に大きくなるように形成されている。このような形状のノズル16を用いることによって、ノズル16の内部における圧力損失をさらに減少させることができる。
Further, the internal shape of the
また、上述した実施の形態は、開口16Aがスリット状に形成されたノズル16を用いたが、ノズル16の形状はこれに限定するものではなく、例えば丸孔の開口が形成されたノズル(不図示)をテープ14の幅方向に複数設けてもよい。また、ノズル16に供給する流体の流路に絞りを設けて、ノズル16とテープ14間の反発力の勾配(見かけ上のバネ定数)を調節するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the
さらに、上述した実施の形態は、磁石28を導電板26の下側に設けたが、上側に設けても、或いは上下両側に設けてもよい。上下両側に設けた場合には、上下の磁気回路が閉じるようにヨークで連結してもよい。また、上述した実施の形態は、導電板26をノズル16の片側にのみ設けたが、両側に設けてもよい。さらに、導電板26を鉛直に取り付けるとともに、この導電板26の左右に磁石28を配置してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
また、上述した実施の形態は、磁石28を固定し、導電板26をノズル16とともに移動させるようにしたが、逆に、導電板26を固定し、磁石28をノズル16とともに移動させるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the
なお、磁石28は永久磁石に限定されず、電磁石であってもよい。電磁石を用いた場合には、印加電流を制御することによって、ノズル16の変位、速度又は周波数に応じて抵抗力の大きさを調節することができる。その場合、導電板26は、一定幅の矩形状に形成してもよい。
The
また、導電板26は、導電性の物性を有していればよく、板状のものに限定されないが、比重が軽く電気伝導性のよい材質を選択するとよい。
Further, the
なお、本発明に係る巻取装置は、磁気テープを巻き取る巻取装置として適している。磁気テープは、巻き取り時にテープのエッジを揃えることや、巻き取ったテープ間のエアの巻き込みを確実に防止することが必要であるが、本発明の巻取装置を用いれば、磁気テープを適切な巻き固さで巻き取ることができるので、エアを巻き込むことなく、エッジを揃えて綺麗に巻き取ることができる。 The winding device according to the present invention is suitable as a winding device for winding a magnetic tape. For magnetic tape, it is necessary to align the edges of the tape at the time of winding, and to prevent air entrainment between the tapes that have been wound up. Since it can be wound with a good winding hardness, it is possible to wind up neatly by aligning the edges without involving air.
図9は、ノズル16に制動力を発生する他の機構を示している。
FIG. 9 shows another mechanism for generating a braking force on the
図9に示すように、エアシリンダ24のエア流入口とエア排出口には、流量を調節する絞り25、25が設けられている。したがって、ノズル16が図9の左右方向に振動するとロッド24Aも図9の左右方向に変位する。ロッド24Aの後端にはピストン24Bが設けられており、ロッド24Aが変位するとエアシリンダ24内の粘性流体がエアシリンダ24から排出されたり、エアシリンダ24内に流入したりする。その際に粘性流体は絞り25、25を通過し、ロッド24Aの移動速度に比例した抵抗力が発生する。この時に発生する抵抗力によってノズル16に制動力が発生するので、ノズル16の振動を抑制することができる。
As shown in FIG. 9, throttles 25, 25 for adjusting the flow rate are provided at the air inlet and the air outlet of the
なお、図9に示す例では、絞り25を設けることによって制動力を発生させるようにしたが、粘性流体を充填したダッシュポッドを設けてノズル16に制動力を与えるようにしてもよい。
In the example shown in FIG. 9, the braking force is generated by providing the diaphragm 25, but a dash pod filled with a viscous fluid may be provided to apply the braking force to the
また、図9には、ノズル16に制動力を発生させる他の機構の例として、ブレーキが設けられている。同図に示すブレーキは、導電板26、パッド32、パッド34、電磁石36、及びヨーク38で構成され、電磁石36に電流を印加することによって、パッド32、パッド34が導電板26に接触する。したがって、印加する電流を調節することによって、ノズル16に対する制動力を調節することができる。
In FIG. 9, a brake is provided as an example of another mechanism for generating a braking force on the
図10は、ノズル16に制動力を発生する他の機構を示している。
FIG. 10 shows another mechanism for generating a braking force on the
図10に示すように、ノズル16の後方には、ボイスコイル型のリニアモータ40が設けられており、このリニアモータ40によってノズル16に一定の付勢力が付与される。リニアモータ40の固定側には、永久磁石42とヨーク44とが設けられ、ノズル16側にはボイスコイル46が取り付けられている。
As shown in FIG. 10, a voice coil type
このボイスコイル46に一定の電流を流すことによって、ノズル16をテープロール15方向に対して、一定の付勢力で付勢することが可能となる。また、この電流を定電流駆動したり、定電圧駆動することによって、ボイスコイル46の移動速度に応じた抵抗力を発生することが可能となる。これにより、ノズル16の振動を制動することができる。
By supplying a constant current to the
なお、ヨーク44とノズル16との間にバネ定数の低い圧縮バネを設けて、ヨーク44とノズル16を互いに離す方向に力を押圧するようにしてもよい。その場合、ボイスコイル46の端子間に抵抗を接続し、ノズル16の振動(ボイスコイル46の移動速度)を制動するようにしてもよい。また、この抵抗値を可変とすることによって、制動力を変化させることができる。
Note that a compression spring having a low spring constant may be provided between the
また、図10には、ノズル16に制動力を発生する他の機構として、モータ50を用いた例が示されている。モータ50は巻取装置10のベースに固定されており、モータ50の回転軸にはピニオンギヤ52が取り付けられている。ノズル16側にはノズル16とともに移動するラック54が設けられており、このラック54が移動することによってピニオンギヤ52が回転するように構成されている。
FIG. 10 shows an example in which a
上記の如く構成された場合、モータ50に一定の電流を流すことによって、ノズル16をテープロール15の方向に一定の付勢力で付勢することができる。また、この電流を定電流駆動したり、定電圧駆動することによって、モータ50の回転速度に応じた抵抗力を発生することができ、ノズル16の振動を制動することができる。
When configured as described above, the
なお、この場合にも、バネ定数の低いバネを用いてノズル16をテープロール15側に付勢するようにしてもよい。
In this case, the
図11は、テープの巻取装置10においてノズル16に制動力を発生する他の機構を設けた場合のノズル16の追従偏差比の周波数特性の計算例を示している。
FIG. 11 shows a calculation example of the frequency characteristic of the follow-up deviation ratio of the
同図では、ノズル16とテープ14との間のバネ定数K=4000N/m、ノズル16の質量M=0.02kg、ノズル16とテープ14との間の粘性摩擦係数(又はダンピング係数)C=12Ns/mとした場合のモデルにおける、テープ14とノズル16との追従偏差比の周波数特性を示している。
In the figure, the spring constant K between the
同図に示すように定数を設定すると、減衰比ζ=0.7の場合に相当し、固有振動数がf1=71.2Hzであるので、テープ14とノズル16との距離が数mm程度と比較的長く設定できる場合には、約80Hz程度の周波数(テープロールの外形が40mmであってテープ14の巻き取り速度が10m/sの場合に相当する)まで追従性を確保することが可能となる。また、テープ14とノズル16との距離が1mm程度の場合であって、テープ14の変位が0.5mm程度である場合にも、同図に示す定数で対応可能となる。また、テープ14とノズル16との距離が1mm程度の場合であって、テープ14の変位が1mm程度である場合であっても、周波数(テープロール15の回転数)が40Hz以下であれば、同図に示す定数で十分対応可能となる。
When a constant is set as shown in the figure, it corresponds to the case where the damping ratio ζ = 0.7, and the natural frequency is f1 = 71.2 Hz, so the distance between the
なお、テープ14の幅が広く、ノズル16の質量が1kgと重くなる場合やその他の条件が変更になる場合には、使用するテープロール15の巻き取り回転数とテープ14の変位に応じて、適宜バネ定数Kや粘性摩擦係数Cを決定する。
When the width of the
図12は、テープの巻取装置10に設けた制動力を発生する機構の減衰比ζと追従偏差比との関係を示している。
FIG. 12 shows the relationship between the damping ratio ζ and the tracking deviation ratio of the mechanism that generates the braking force provided in the
同図に示すように、追従偏差比(E/A)の最大値は、減衰比ζの値によって大きく変化する。ζ=C/(2×SQR(M×K))の値が小さいと共振による振幅が大きくなり、追従偏差比が悪化する。したがって、本発明に係るテープの巻取装置10の制動装置では、テープ14とノズル16との間の隙間が狭いので、ζ≧0.7となるように各種の定数を設定することが望ましい。
As shown in the figure, the maximum value of the tracking deviation ratio (E / A) varies greatly depending on the value of the damping ratio ζ. If the value of ζ = C / (2 × SQR (M × K)) is small, the amplitude due to resonance increases and the tracking deviation ratio deteriorates. Therefore, in the braking device of the
10…巻取装置、12…リール、13…ガイドローラ、14…テープ、15…テープロール、16…ノズル、18…ホース、20…スライダ、21…リニアガイド、22…レール、24…エアシリンダ、26…導電板、28…磁石
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記ノズルを前記テープロールの外周面に対して進退自在に支持する支持手段と、
該支持手段で支持された前記ノズルを前記テープロールの外周面に向けて一定の付勢力で付勢する付勢手段と、
を備え、前記付勢手段の付勢力と、前記ノズルと前記テープロールとの隙間における反発力とがバランスする位置で前記テープを巻き取ることを特徴とするテープの巻取装置。 In a tape winding device comprising a winding shaft that winds the tape to form a tape roll, and a nozzle that blows gas toward the outer peripheral surface of the tape roll when winding the tape,
Support means for supporting the nozzle so as to be movable forward and backward with respect to the outer peripheral surface of the tape roll;
Biasing means for biasing the nozzle supported by the support means toward the outer peripheral surface of the tape roll with a constant biasing force;
And a tape winding device, wherein the tape is wound at a position where a biasing force of the biasing means and a repulsive force in a gap between the nozzle and the tape roll are balanced.
前記ノズルに取り付けられ、該ノズルとともに移動する導電性部材と、
該導電性部材に近接して対向配置され、前記巻取装置の本体に固定される磁性部材と、 を備え、前記ノズルが振動した際に前記導電性部材に発生した渦電流による抵抗力で前記ノズルの振動が抑制されることを特徴とするテープの巻取装置。 A winding shaft that winds the tape to form a tape roll; and a nozzle that blows gas toward the outer peripheral surface of the tape roll when the tape is wound, the nozzle moving forward and backward with respect to the winding shaft In the tape take-up device that moves in the direction of
A conductive member attached to the nozzle and moving with the nozzle;
A magnetic member disposed in opposition to the conductive member and fixed to the main body of the winding device, and a resistance force caused by an eddy current generated in the conductive member when the nozzle vibrates. A tape winding device characterized by suppressing vibration of a nozzle.
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2003
- 2003-09-19 JP JP2003327875A patent/JP2005089149A/en not_active Withdrawn
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