JP2019077543A

JP2019077543A - ロールの回転装置

Info

Publication number: JP2019077543A
Application number: JP2017206470A
Authority: JP
Inventors: 晨工藤; Toki Kudo; 光右前田; Kosuke Maeda; 康裕戸倉; Yasuhiro Tokura
Original assignee: Hirano Tecseed Co Ltd; Hirano Steel Recycle Co
Current assignee: Hirano Tecseed Co Ltd; Hirano Steel Recycle Co
Priority date: 2017-10-25
Filing date: 2017-10-25
Publication date: 2019-05-23
Anticipated expiration: 2037-10-25
Also published as: JP7354508B2

Abstract

【課題】共振を防止できるロールの回転装置を提供する。【解決手段】モータ３０の出力軸３２とロール１０の回転軸１６との間に設けられ、回転軸１６の捩れ歪みによるトルク値を検出するトルク計２８と、トルク計２８が検出した検出トルク値が基準トルク値を超えた場合に、ロール１０の回転速度をモータ３０によって変更する制御部３４とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、ロールの回転装置に関するものである。

長尺状のウエブなどを搬送するロールは、その回転軸を左右一対のボールベアリングで受け、回転軸の一方をモータによって回転させ、ロールを所定の回転速度で回転させる。

特開２０１０−１４３７１２号公報

上記のようなロールの回転装置において、ロールを所定の回転速度で回転させていると、ロールが振動を始め共振を起こすことがあるという問題点があった。

そこで本発明は上記問題点に鑑み、ロール、ロールを支持している部品の共振を防止できるロールの回転装置を提供することを目的とする。

本発明は、ロールと、ロールの左右両側から突出した回転軸と、前記回転軸を所定の回転速度で回転させるモータと、前記モータの出力軸と前記回転軸との間に設けられ、前記回転軸の捩れ歪みから検出トルク値を検出するトルク計と、前記検出トルク値が基準トルク値を超えた場合に、前記ロールの回転速度を前記モータによって変更する制御部と、を有するロールの回転装置である。

本発明によれば、ロールの回転装置の共振を防止できる。

本発明の一実施形態を示す回転装置の説明図である。ロールがウエブを搬送している状態の側面図である。検出トルク値と時間の経過を示すグラフである。変更例の回転装置の説明図である。

以下、本発明の一実施形態のロール１０の回転装置１２について図面を参照して説明する。

実施形態１

本発明の実施形態１のロール１０の回転装置１２について図１〜図３を参照して説明する。回転装置１２はロール１０を回転させて、長尺状のウエブＷを搬送させるものである。ウエブＷとしては、フィルム、紙、布帛、金属箔、金属メッシュなどである。

（１）ロール１０の回転装置１２の構造
ロール１０の回転装置１２の構造について図１と図２を参照して説明する。ロール１０は、金属ロール、又はゴムロールであって、左右両端部から左右一対の回転軸１４，１６が突出している。

回転装置１２は、基台１８から左右一対の支持脚２０，２２が立設され、支持脚２０，２２の上部にボールベアリング２４，２６が設けられ、左右一対の回転軸１４，１６を水平に回転自在に支持している。一方の回転軸１６は、ボールベアリング２６からさらに突出し、トルク計２８に連結されている。トルク計２８には、モータ３０の出力軸３２も連結され、トルク計２８は、モータ３０の出力軸３２の回転を回転軸１６に伝達すると共に、回転軸１６の捩れから歪みを検出し、検出トルク値として出力する。

コンピュータよりなる制御部３４は、モータ３０の回転速度を制御すると共に、トルク計２８から検出トルク値が入力する。

（２）回転装置１２の動作制御
回転装置１２の動作制御について説明する。まず、ロール１０の回転装置１２において、ロール１０を所定の回転速度で回転させていると、ロール１０が振動を始め共振を起こすことがある。これは、ロール１０自身の固有振動値、回転軸１４，１６の固有振動値、ボールベアリング２４，２６の固有振動値などが合致し、共振を起こすからである。この共振の計測をどのようにするかを発明者は、検討及び実験を行い、共振を、回転軸１４，１６における捩れ歪みから発生するトルク値で計測することを創作した。すなわち、発明者は、回転軸１４，１６などに共振が発生すると、回転軸１４，１６の捩れ歪みが異常に増大するという現象に着目し、その現象をトルク計２８で検出して、共振を計測することを創作した。これを前提に制御部３４は、回転装置１２の動作制御を行う。

まず、回転装置１２を動作させる場合には、初期設定を行う。制御部３４は、モータ３０の回転速度を段階的に変更し、ウエブＷの搬送速度を所定の減速幅、又は、増速幅で変更していく。この変更方法としては、例えば図３における第１速度Ｖ１から第２速度Ｖ２、第３速度Ｖ３と回転速度を段階的に上げていく。

共振を起こさない回転速度であると、図３に示すように、検出トルク値は所定の幅内で振れる。例えば、第１速度Ｖ１から第３速度Ｖ３、第５速度Ｖ５と第６速度Ｖ６は、共振を起こさない正常状態である。しかし、共振が起こった場合には、検出トルク値が激しく振れ、予め定めた基準トルク値を大きく超える共振状態となる。これは図３においては、例えば第４速度Ｖ４で回転させた場合である。制御部３４は、共振状態が基準時間（例えば、１０秒間）内に検出トルク値が基準トルク値を超えた回数が、規定回数以上の場合には、共振が起こっているとして、この第４速度Ｖ４でロール１０を回転させるのを避けるように、回転速度を例えば、第３速度Ｖ３に初期設定する。

初期設定が終わり、制御部３４が、通常運転を行う場合には、初期設定された第３速度Ｖ３でロール１０を回転させ、共振を防止する。この通常運転において、制御部３４は、トルク計２８からの検出トルク値をさらに常に検出している。そして、制御部３４は、検出トルク値が基準トルク値を基準時間内に超えた回数が、規定回数以上の場合には共振状態が発生したとして、第３速度Ｖ３から所定の減速幅（例えば、５ｍ／分）で減速させて第２速度Ｖ２で回転させる。このようにする理由は、初期設定において共振状態の回転速度が避けられていても、運転によるロール１０、回転軸１４，１６、ボールベアリング２４，２６の経年劣化により各振動固有値が変化し、共振が起こる第４速度Ｖ４とは異なる回転速度で共振を発生させる可能性があるからである。制御部３４は、この新たに定めた共振を行う回転速度（例えば、第３速度Ｖ３）を避けるように、モータ３０を回転させるため、所定の減速幅で減速させる。

（３）効果
本実施形態によれば、初期設定において共振が発生する回転速度を発見し、通常の運転状態において、この共振が発生する回転速度を避けてロール１０を回転させるため、共振が起こらない。

また、通常の運転においてロール１０、回転軸１４，１６、ボールベアリング２４，２６などが経年劣化により、それぞれの固有振動値が変化しても、制御部３４は、トルク計２８の検出トルク値を常に監視しているため、それに併せて回転速度を変化させ、共振が起こらないようにできる。

実施形態２

本発明の実施形態２のロール１０の回転装置１２について図４を参照して説明する。実施形態１では、図１に示すようにトルク計２８にモータ３０の出力軸３２を直接連結している。

これに代えて、本実施形態では、図４に示すように、トルク計２８に減速機３６の出力軸を連結し、減速機３６の入力軸にプーリ３８を接続し、モータ３０にプーリ４０を連結し、プーリ３８とプーリ４０との間にベルト４２を設けてもよい。この場合には、モータ３０の出力は、プーリ３８，４０を経て減速機３６で減速され、トルク計２８に至り、減速された速度で回転軸１６を回転させることができる。

本実施形態であっても、トルク計２８の検出トルク値を制御部３４が監視することにより、共振が発生する回転速度を見つけることができる。

変更例

上記実施形態では、共振が起こらないように回転速度を変更するときに、制御部３４は、回転速度を所定の減速幅で減速させたが、逆に共振が発生する回転速度（例えば、第４速度Ｖ４）から所定の増速幅で増速させてもよい。

上記では本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０・・・ロール、１２・・・回転装置、１４・・・回転軸、１６・・・回転軸、２８・・・トルク計、３０・・・モータ、３２・・・出力軸、３４・・・制御部

Claims

ロールと、
ロールの左右両側から突出した回転軸と、
前記回転軸を所定の回転速度で回転させるモータと、
前記モータの出力軸と前記回転軸との間に設けられ、前記回転軸の捩れ歪みによる検出トルク値を検出するトルク計と、
前記検出トルク値が基準トルク値を超えた場合に、前記ロールの回転速度を前記モータによって変更する制御部と、
を有するロールの回転装置。
前記制御部は、前記検出トルク値が基準時間内に前記基準トルク値を超えた回数が、規定回数以上のときに前記回転速度を変更する、
請求項１に記載のロールの回転装置。
前記制御部は、前記検出トルク値が前記基準時間内に前記基準トルク値を超えた回数が、前記規定回数以上のときに、前記ロールの前記回転速度を予め定めた減速幅だけ減速させる、
請求項１に記載のロールの回転装置。
前記制御部は、前記検出トルク値が前記基準時間内に前記基準トルク値を超えた回数が、前記規定回数以上のときに、前記ロールの前記回転速度を予め定めた増速幅だけ増速させる、
請求項１に記載のロールの回転装置。
前記トルク計と前記モータの間に減速機が設けられている、
請求項１に記載のロールの回転装置。