JP2021059020A - 延伸装置のクリップ移動速度計測装置及びクリップ移動速度計測方法 - Google Patents

Abstract

【課題】運転中の延伸装置において、クリップの移動速度をより正確に計測すること。【解決手段】光ファイバセンサ（計測手段）は、クリップの先端に当該クリップの移動方向に沿って間隔をあけて形成されて、かつ、クリップの移動方向と交差する方向に突出する複数の凸部の各々の通過時刻を計測する。そして、制御部（算出手段）は、光ファイバセンサが計測した、複数の凸部の各々が通過した各時刻に基づいて、クリップの移動速度を算出する。【選択図】図５

Description

本発明は、延伸装置のクリップ移動速度計測装置及びクリップ移動速度計測方法に関する。

延伸装置では、基準レール（メインレール、Ｍレール）とピッチ設定レール（コントロールレール、Ｃレール）との間隔を調整することによって、シートやフィルム等の薄膜状の延伸対象物の延伸倍率を決定している。このような延伸装置では、ＭレールとＣレールとの間隔の設定誤差や、関連部品や装置の剛性不足等によって、目的とするクリップの移動速度と実際のクリップの移動速度とが一致しない場合がある。そのような場合、設計目標とは異なる延伸倍率の製品が出来上がってしまうため、実際のクリップの移動速度をリアルタイムでモニタして、目標の移動速度と乖離がある場合には、移動速度を微調整するのが望ましい。

例えば、特許文献１に記載されたクリップチエン駆動装置では、特定のクリップが、異なる２個のセンサをそれぞれ横切った時間差に基づいて、クリップの移動速度を算出している。

特開２００６−２２４４６４号公報

特許文献１のクリップチエン駆動装置は、クリップに設置された検知体（本開示のドグに相当）が、２個のクリップ検出センサ（以下、単にセンサと呼ぶ）を横切った時間差に基づいて、クリップの移動速度を計測している。このような構成のセンサでは、各センサの取付誤差が発生する可能性があった。また、センサの個体差によって、クリップを検出する際のしきい値にばらつきが生じる可能性があった。そして、センサの取付誤差や個体差が発生すると、センサの検出性能が悪化するという問題があった。また、特許文献１のクリップチエン駆動装置は、クリップが、離れた位置にある２つのセンサを通過した時間差によってクリップの移動速度を計測するため、クリップ間隔（クリップピッチ）が変化する延伸装置において、クリップピッチの計測を行うことはできなかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、運転中の延伸装置において、クリップの移動速度をより正確に計測することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る延伸装置のクリップ移動速度計測装置は、延伸対象物の幅方向両端をクリップで把持する、連接した一対の把持機構を、一対のレールで形成された移動経路にガイドされたローラによって、前記幅方向と直交する縦方向に移動させながら、隣接する前記クリップの間隔及び前記一対のレールの間隔を変更して、前記延伸対象物を、前記幅方向に延伸させる延伸装置のクリップ移動速度計測装置であって、前記クリップの先端に当該クリップの移動方向に沿って間隔をあけて形成されて、かつ、前記クリップの移動方向と交差する方向に突出する複数の凸部と、前記クリップの移動経路に沿って設置されて、前記複数の凸部の各々の通過時刻を計測する計測手段と、前記計測手段が計測した前記複数の凸部の各々の通過時刻に基づいて、前記クリップの移動速度を算出する算出手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る延伸装置のクリップ移動速度計測装置は、延伸対象物の幅方向両端をクリップで把持する、連接した一対の把持機構を、一対のレールで形成された移動経路にガイドされたローラによって、前記幅方向と直交する縦方向に移動させながら、隣接する前記クリップの間隔及び前記一対のレールの間隔を変更して、前記延伸対象物を、前記幅方向及び前記縦方向に延伸させる延伸装置のクリップ移動速度計測装置であって、前記クリップの先端に当該クリップの移動方向に沿って間隔をあけて形成されて、かつ、前記クリップの移動方向と交差する方向に突出する複数の凸部と、前記クリップの移動経路に沿って設置されて、前記複数の凸部の各々の通過時刻を計測する計測手段と、前記計測手段が計測した前記複数の凸部の各々の通過時刻に基づいて、前記クリップの移動速度を算出する算出手段と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る延伸装置のクリップ移動速度計測装置は、運転中の延伸装置において、クリップの移動速度をリアルタイムで正確に安定して計測することができる、という効果を奏する。

クリップ移動速度計測装置が適用される延伸装置の全体概要図。 延伸装置のクリップリンク機構の最小ピッチ状態の平面図。 延伸装置のクリップリンク機構の最大ピッチ状態の平面図。 延伸装置に用いるクリップ周辺部位の概略構造の一例を示す側面図。 ドグ周辺部の斜視図。 光ファイバセンサとドグの取付状態の一例を示す全体図。 クリップ移動速度計測装置のハードウエア構成の一例を示すハードウエア構成図。 実施形態におけるクリップリンクの移動速度の算出方法を説明する模式図。 実施形態における処理の流れの一例を示すフローチャート。

以下に、本開示に係る延伸装置のクリップピッチ計測装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能、且つ、容易に想到できるもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

［延伸装置の概略構成の説明］
まず、図１を用いて、クリップ移動速度計測装置が適用される延伸装置１０の全体構成について説明する。図１は、クリップ移動速度計測装置が適用される延伸装置の全体概要図である。なお、ここでは、シート状部材Ｓを、搬送方向に直交する横方向と、搬送方向に沿う縦方向の２方向に同時に延伸する同時２軸延伸装置を例にあげて説明するが、本開示の適用範囲はこれに限定されるものではない。即ち、本開示は、シート状部材Ｓを、搬送方向に直交する横方向のみに延伸する横延伸装置にも適用することができる。

延伸装置１０は、平面視で、左右両側に、シート状部材Ｓを把持する多数のクリップ２０を有する無端ループ１０Ｒと１０Ｌとを左右対称に有する。延伸対象のシート状部材Ｓは、入口１ａから送り込まれて、延伸した状態で出口１ｂから排出される。なお、延伸対象のシート・フィルムの入口１ａ側から見て右側の無端ループを右側無端ループ１０Ｒ、左側の無端ループを左側無端ループ１０Ｌと呼ぶことにする。なお、シート状部材Ｓは、例えば、熱可塑性を有する樹脂フィルム等である。

クリップ２０は、各々、長方形状のメインステム３０の長手方向の一端部（入口１ａと出口１ｂとの間で、互いに向かい合う位置）に取り付けられる。すなわち、向かい合う一対のクリップ２０が、延伸対象物であるシート状部材Ｓの幅方向両端に設置されて、延伸対象物を把持する把持機構として機能する。

メインステム３０は、基準レール１００に案内されてループ状に巡回移動する。右側無端ループ１０Ｒは時計回り方向に巡回移動し、左側無端ループ１０Ｌは反時計回り方向に巡回移動する。具体的には、メインステム３０が備える駆動ローラ５８（図４参照）が、駆動用スプロケット１１、１２に選択的に係合して、各メインステム３０を巡回経路に沿って走行させる。つまり、駆動用スプロケット１１、１２は、各メインステム３０の駆動ローラ５８と選択的に係合し、電動モータ１３、１４によって回転駆動されて、各メインステム３０を巡回経路に沿って走行させる力をメインステム３０に与える。

右側無端ループ１０Ｒの基準レール１００と、左側無端ループ１０Ｌの基準レール１００との間隔が大きくなると、シート状部材Ｓは幅方向（Ｘ軸方向）に延伸される。

隣接するメインステム３０同士は、複数のリンクで構成されたクリップリンク機構５０によって接続される。クリップリンク機構５０は、ピッチ設定レール１２０に案内されて、メインステム３０を連れ添ってループ状に巡回移動する。

クリップリンク機構５０は、基準レール１００とピッチ設定レール１２０との間隔（レール間隔）に応じて、隣接するメインステム３０の間隔（以下、クリップピッチと呼ぶ）を設定する。クリップピッチが大きくなるほど、シート状部材Ｓは、幅方向と直交する方向、すなわち、メインステム３０の移動方向である縦方向（Ｙ軸方向）に延伸される。なお、図１は、入口１ａから送り込まれたシート状部材Ｓが、縦横２軸方向に延伸される様子を示している。図面をわかり易くするため、シート状部材Ｓを不連続に描いているが、実際には、シート状部材Ｓは入口１ａから出口１ｂに亘って連続している。

延伸装置１０は、シート状部材Ｓの入口１ａから出口１ｂへ向けて、予熱ゾーンＡと、延伸ゾーンＢと、熱処理ゾーンＣとを備える。

予熱ゾーンＡは、シート状部材Ｓを所定の温度まで加熱するゾーンである。予熱ゾーンＡでは、左側無端ループ１０Ｌと右側無端ループ１０Ｒの基準レール１００の間隔（離間距離）が横延伸初期幅相当に設定されて、全域に亘って左側無端ループ１０Ｌと右側無端ループ１０Ｒとが互いに平行に配置される。なお、左側無端ループ１０Ｌと右側無端ループ１０Ｒとにおいて、基準レール１００とピッチ設定レール１２０との間隔は、縦延伸初期ピッチ相当である。

延伸ゾーンＢは、シート状部材Ｓを幅方向、及び幅方向と直交する縦方向に延伸させるゾーンである。延伸ゾーンＢでは、予熱ゾーンＡの側から熱処理ゾーンＣに向かうに従って左側無端ループ１０Ｌと右側無端ループ１０Ｒの離間距離が徐々に拡大され、左側無端ループ１０Ｌと右側無端ループ１０Ｒとが非平行に配置される。延伸ゾーンＢにおける左側無端ループ１０Ｌと右側無端ループ１０Ｒの離間距離は、延伸開始端（予熱ゾーンＡとの接続端）では横延伸初期幅相当になっており、延伸終了端（熱処理ゾーンＣとの接続端）では横延伸最終幅相当に設定されている。すなわち、延伸ゾーンＢでは、予熱ゾーンＡの側から熱処理ゾーンＣに向かうに従って、左側無端ループ１０Ｌにおける基準レール１００と、右側無端ループ１０Ｒにおける基準レール１００との間隔が徐々に拡大される。各基準レール１００の間隔は、延伸開始端（予熱ゾーンＡとの接続端）では横延伸の初期幅相当になっており、延伸終了端（熱処理ゾーンＣとの接続端）では横延伸の最終幅相当になっている。

さらに、延伸ゾーンＢでは、予熱ゾーンＡの側から熱処理ゾーンＣに向かうに従って、左側無端ループ１０Ｌにおける基準レール１００とピッチ設定レール１２０との間隔が徐々に縮小される。そして、右側無端ループ１０Ｒにおける基準レール１００とピッチ設定レール１２０との間隔も同様に、徐々に縮小される。基準レール１００とピッチ設定レール１２０との間隔は、延伸開始端（予熱ゾーンＡとの接続端）では縦延伸初期ピッチ相当になっており、延伸終了端（熱処理ゾーンＣとの接続端）では縦延伸最終ピッチ相当になっている。すなわち、延伸装置１０は、延伸ゾーンＢにおいて、シート状部材Ｓに対して、縦延伸と横延伸とを同時に行う。

熱処理ゾーンＣは、延伸させたシート状部材Ｓに対して熱処理を行うゾーンである。熱処理ゾーンＣでは、左側無端ループ１０Ｌと右側無端ループ１０Ｒの離間距離が横延伸最終幅相当に設定されて、全域に亘って左側無端ループ１０Ｌと右側無端ループ１０Ｒとが互いに平行に配置される。また、基準レール１００とピッチ設定レール１２０との間隔は、縦延伸最終ピッチ相当に設定されて、全域に亘って基準レール１００とピッチ設定レール１２０とは互いに平行な配置になっている。

［クリップリンク機構の説明］
次に、図２，図３，図４を用いて、クリップリンク機構５０の概略構造を説明する。図２は、延伸装置のクリップリンク機構の最小ピッチ状態の平面図である。図３は、延伸装置のクリップリンク機構の最大ピッチ状態の平面図である。図４は、延伸装置に用いるクリップ周辺部位の概略構造の一例を示す側面図である。

図２に示すように、左右の無端ループ１０Ｒ、１０Ｌ（図１参照）に設置された複数のクリップ２０は、各々、長方形状のメインステム３０の長手方向の一端部（前側）に取り付けられている。なお、右側の無端ループ１０Ｒのクリップ２０と、左側の無端ループ１０Ｌのクリップ２０とは、図１に示すように、予熱ゾーンＡと延伸ゾーンＢと熱処理ゾーンＣにおいて、互いに向き合う側に設置されている。そして、隣接するクリップ２０は、走行移動に伴って、縦方向（Ｙ軸方向）にクリップピッチを変化させる。

メインステム３０は、各々、クリップ２０を個々に担持するものであり、クリップ２０の個数と同数個、存在する。図４に示すように、メインステム３０は、上梁３５と、下梁３６と、前壁３７と、後壁３８とによる閉じ断面の剛固なフレーム構造に形成されている。メインステム３０の両端（前壁３７、後壁３８）には各々、軸３１，３２によって走行輪３３，３４が回転可能に設けられている。走行輪３３，３４は、基台１１０に形成された水平な走行路面１１１，１１２上を転動する。走行路面１１１，１１２は全域に亘って基準レール１００に並行している。なお、図４は、無端ループ１０Ｒ（図１参照）を構成するメインステム３０及びクリップ２０が、予熱ゾーンＡ、延伸ゾーンＢ、又は熱処理ゾーンＣにある状態を、Ｙ軸負側から見た側面図である。無端ループ１０Ｌを構成するメインステム３０及びクリップ２０も、図２と同様の構造を有する。

図２，図３に示すように、各メインステム３０の他端側（後側）には、長手方向に沿って、メインステム３０をＺ軸方向に貫く（図４の上梁３５と下梁３６とを貫く）長孔（長形の穴）３９が形成されている。長孔３９には、図４に示すように、上梁３５側と下梁３６側とに、各々スライダ４０が長孔３９の長手方向に沿ってスライド可能に係合している。

各メインステム３０の一端部（クリップ２０側）の近傍には、上梁３５、下梁３６を貫く一本の第１の軸部材５１が、Ｚ軸に沿って垂直に設けられている。また、各メインステム３０の上下のスライダ４０には一本の第２の軸部材５２が、Ｚ軸に沿って垂直に設けられている。

各メインステム３０の第１の軸部材５１には、主リンク部材５３に加えて、副リンク部材５４の一端が回動可能に連結されている。副リンク部材５４は、他端を主リンク部材５３の中間部に軸部材５５によって回動可能に連結されている。この第１の軸部材５１と、第２の軸部材５２と、主リンク部材５３と、副リンク部材５４と、軸部材５５とがクリップリンク機構５０を形成する。

各メインステム３０の第１の軸部材５１には、主リンク部材５３に加えて、副リンク部材５４の一端が回動可能に連結されている。副リンク部材５４は、他端を主リンク部材５３の中間部に軸部材５５によって回動可能に連結されている。なお、副リンク部材５４は、図４に示すように、主リンク部材５３の上側と下側とに設けられる。

主リンク部材５３と副リンク部材５４とのリンク機構により、図２に示すように、スライダ４０がメインステム３０の他端側（反クリップ２０側）に移動するほど、メインステム３０同士の縦方向（Ｙ軸方向）のピッチが小さくなる。また、図３に示すように、スライダ４０がメインステム３０の一端側（クリップ２０側）に移動するほど、メインステム３０同士の縦方向のピッチが大きくなる。

なお、本実施形態では、メインステム３０同士の最小ピッチは、図２に示すように、隣接するメインステム３０同士が接触することにより決められるものとする。また、メインステム３０同士の最大ピッチは、図３に示すように、スライダ４０がメインステム３０の一端側（クリップ２０側）のストロークエンドに到達することにより決められるものとする。

再び図４に戻り、第１の軸部材５１の下端には、案内ローラ５６が回転可能に設けられている。案内ローラ５６は基台１１０上に設けられてクリップ２０の巡回経路を画定する基準レール１００の凹溝１０１に係合している。また、第１の軸部材５１の上端には駆動ローラ５８が回転可能に設けられている。駆動ローラ５８は、前記したように、駆動用スプロケット１１，１２（図１参照）に選択的に係合し、各メインステム３０を巡回経路に沿って走行させる。

第２の軸部材５２の下端にはピッチ設定ローラ５７が回転可能に設けられている。ピッチ設定ローラ５７は、基台１１０上に基準レール１００に沿って設けられたピッチ設定レール１２０の凹溝１２１に係合し、長孔３９におけるスライダ４０の位置を設定する。

ピッチ設定レール１２０は、基準レール１００との離間距離によって長孔３９におけるスライダ４０の位置を決める働きをし、このことにより、隣接するメインステム３０同士のピッチを可変設定する。ピッチ設定レール１２０は、基準レール１００との離間距離が長いほど、つまり基準レール１００より遠ざかっているほど、スライダ４０をメインステム３０の他端側（反クリップ側）に移動させてメインステム３０同士のピッチを小さくし、基準レール１００との離間距離が短いほど、つまり基準レール１００に近づいているほど、スライダ４０をメインステム３０の一端側（クリップ側）に移動させてメインステム３０同士のピッチを大きくする。

ピッチ設定レール１２０について、図１を参照して説明する。ピッチ設定レール１２０は、予熱ゾーンＡでは、基準レール１００との離間距離が全域に亘って一様に最小ピッチ設定の最大値になっている。

延伸ゾーンＢでは、ピッチ設定レール１２０の基準レール１００との離間距離は、延伸開始端（予熱ゾーンＡとの接続端）において最小ピッチ設定の最大値で、これより延伸終了端側へ向かうに従って徐々に短くなり、延伸終了端において最大ピッチ設定の最小値になっている。

熱処理ゾーンＣでは、ピッチ設定レール１２０の基準レール１００との離間距離は、全域に亘って一様に最大ピッチ設定の最小値になっている。

［クリップの構造の説明］
次に、図４を用いて、クリップ２０の周辺部位の概略構造を説明する。図４は、延伸装置に用いるクリップ周辺部位の概略構造の一例を示す側面図である。

左側無端ループ１０Ｌと右側無端ループ１０Ｒが備える複数のクリップ２０は、各々、メインステム３０の長手方向の一端部（前側）に取り付けられる。クリップ２０は、シート状部材Ｓを係脱可能に把持するものであり、ヨーク形状のクリップ本体２１と、クリップ本体２１に固定装着された下側固定クリップ部材２２と、ピン２３によってクリップ本体２１に回動可能に取り付けられた可動レバー２４と、可動レバー２４の下端にピン２５によって揺動可能に取り付けられた上側可動クリップ部材２６とを有する。

クリップ２０は、下側固定クリップ部材２２と上側可動クリップ部材２６とで、シート状部材Ｓの側縁を挟み込み式に把持する。これにより、クリップ２０は、シート状部材Ｓを挟んで支持したり、その支持状態を開放させたりすることが可能となる。

［センサの構造の説明］
延伸装置１０におけるクリップ２０の移動速度は、クリップ移動速度計測装置９０によって計測される。次に、図４と図５を用いて、クリップ２０の移動速度を計測するセンサの構造を説明する。図５は、ドグ周辺部の斜視図である。メインステム３０のクリップ２０が設置された一端側には、図４に示すように、Ｚ軸正側に突出するドグ６０が設置される。ドグ６０は、メインステム３０とともに無端ループ１０Ｒ及び無端ループ１０Ｌを移動する。

クリップ移動速度計測装置９０は、クリップ２０の移動速度を計測する、複数のセンサ用フレーム６２を備える。センサ用フレーム６２は、先端部に、光を放射する発光部６４と、発光部６４から放射された光を受光する受光部６６とを備える。

発光部６４と受光部６６とは、ドグ６０が通過する位置を挟んで設置される。すなわち、発光部６４は、ドグ６０が通過する位置の後側（Ｘ軸正側）に設置されて、受光部６６は、ドグ６０が通過する位置の前側（Ｘ軸負側）に設置される。これによって、センサ用フレーム６２の先端には、発光部６４と受光部６６とで挟まれた溝部６３が形成される。

発光部６４は、例えばガラスレンズで構成されて、センサ用フレーム６２の内部に配設された光ファイバ６５を通して伝送された光が、所定の放射角で放射する。

受光部６６は、例えばガラスレンズで構成されて、受光された光は、センサ用フレーム６２の内部に配設された光ファイバ６７を通して伝送される。前記した発光部６４と受光部６６と光ファイバ６５，６７とは、光ファイバセンサ７０を構成する。なお、光ファイバセンサ７０は、本開示における計測手段の一例である。また、発光部６４と受光部６６とは、互いに逆の位置に設置されてもよい。

光ファイバセンサ７０は光ファイバとガラスレンズを用いて構成されるため、２００℃を超える高温にさらされる予熱ゾーンＡ，延伸ゾーンＢ，熱処理ゾーンＣにおいて、安定して使用可能である。

受光部６６が受光して光ファイバ６７を通して伝送された光は、例えばフォトダイオードやフォトトランジスタ等の作用によって電気信号に変換された後、非図示のＰＬＣ（Programmable Logic Controller）に入力される。そして、ＰＬＣは、入力された電気信号に対して所定の処理を施す。

ＰＬＣは、一般的なコンピュータの構成を備えて、予め設定されたプログラムに従って、入力された電気信号を処理する。このＰＬＣが、受光部６６が受光した光が変換された電気信号から、クリップ２０の移動速度やクリップ２０のピッチ等を算出する。例えば、シーケンサ（登録商標）はＰＬＣの一例である。なお、ＰＬＣは、本開示における算出手段の一例である。

前記したセンサ用フレーム６２は、無端ループ１０Ｒ及び無端ループ１０Ｌの対称な位置に複数設置される。また、ドグ６０は、全てのクリップ２０に設置してもよいし、クリップ２０の所定個毎に設置してもよい。

発光部６４から放射した光は、溝部６３にドグ６０が侵入していない場合、受光部６６に受光される。一方、溝部６３にドグ６０が侵入した場合、発光部６４から放射した光は、ドグ６０に遮断されるため、受光部６６に受光されない。したがって、受光部６６が光を受光したか否かを監視することによって、ドグ６０が溝部６３に侵入したことを検知することができる。

ドグ６０は、図５に示すように、クリップ２０の移動方向に沿って間隔（ドグ幅ｄ）をあけて形成されて、かつ、クリップ２０の移動方向と交差する方向に突出する二股の凸部６０ａ，６０ｂを備える。

発光部６４は、ドグ６０の移動方向に対して略直交する方向から、ドグ６０の凸部６０ａ，６０ｂに向けて、光ファイバ６５で伝送された光を放射する。したがって、ドグ６０が設置されたクリップ２０が移動した際に、発光部６４から放射された光は、凸部６０ａと凸部６０ｂの移動に伴って、２回遮断される。そして、光ファイバセンサ７０は、発光部６４からの光が２回遮断された場合に、１個のドグ６０が溝部６３を通過したものと判断する。図５は、１回目の遮断が発生している状態、すなわち、発光部６４から放射した光が凸部６０ａに遮断されてスポットＰを形成し、受光部６６に届いていない状態を示している。そして、光ファイバセンサ７０は、１回目の光の遮断が発生した時刻ｔ１から、２回目の光の遮断が発生した時刻ｔ２までの経過時間を、ドグ６０の通過時間とする。なお、時刻ｔ１，ｔ２は、それぞれ、１回目の光の遮断が終了した時刻と、２回目の光の遮断が終了した時刻としてもよい。

［光ファイバセンサとドグの取付状態の説明］
次に、図６を用いて、延伸装置１０にクリップ移動速度計測装置９０を取り付けた状態について説明する。図６は、光ファイバセンサとドグの取付状態の一例を示す全体図である。

光ファイバセンサ７０は、Ｙ軸方向の所定の位置に、一対のレールで形成された無端ループ１０Ｌと無端ループ１０Ｒとの対向する位置に複数設置される。図６の例では、光ファイバセンサ７０を構成する発光部６４と受光部６６とは、Ｙ＝ｙ１〜ｙ５の位置に設置されている。なお、設置する光ファイバセンサ７０の数は問わない。

また、クリップ２０にはドグ６０が設置される。図６の例では、ドグ６０が設置されたクリップ２０は、７個ごとに設置されている。すなわち、ドグ６０が設置されたクリップ２０の間には、ドグ６０が設置されていないクリップ２０が６個存在している。なお、ドグ６０の設置数は問わない。

クリップ移動速度計測装置９０は、このように設置した光ファイバセンサ７０が計測したドグ６０の移動速度ｖに基づいて、延伸装置１０の各所におけるクリップ２０の移動速度を算出する。

［クリップ移動速度計測装置のハードウエア構成の説明］
次に、図７を用いて、クリップ移動速度計測装置９０のハードウエア構成を説明する。図７は、クリップ移動速度計測装置のハードウエア構成の一例を示すハードウエア構成図である。

延伸装置１０のクリップ移動速度計測装置９０は、延伸装置１０と接続して使用されて、制御部８０と、記憶部８２と、周辺機器コントローラ８４と、通信コントローラ８６とを備える。

制御部８０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）８０ａと、ＲＯＭ（Read Only Memory）８０ｂと、ＲＡＭ（Random Access Memory）８０ｃと、を備える。ＣＰＵ８０ａは、バスライン８３を介して、ＲＯＭ８０ｂと、ＲＡＭ８０ｃと接続する。ＣＰＵ８０ａは、記憶部８２に記憶された制御プログラムＰ１を読み出して、ＲＡＭ８０ｃに展開する。ＣＰＵ８０ａは、ＲＡＭ８０ｃに展開された制御プログラムＰ１に従って動作することで、制御部８０の動作を制御する。すなわち、制御部８０は、制御プログラムＰ１に基づいて動作する、一般的なコンピュータの構成を有する。

制御部８０は、更に、バスライン８３を介して、記憶部８２と、周辺機器コントローラ８４と接続する。

記憶部８２は、電源を切っても記憶情報が保持される、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、又はＨＤＤ（Hard Disk Drive）等である。記憶部８２は、制御プログラムＰ１を記憶する。制御プログラムＰ１は、制御部８０が備える機能を発揮させるためのプログラムである。

なお、制御プログラムＰ１は、ＲＯＭ８０ｂに予め組み込まれて提供されてもよい。また、制御プログラムＰ１は、制御部８０にインストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルで、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。さらに、制御プログラムＰ１を、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、制御プログラムＰ１を、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。

周辺機器コントローラ８４は、光ファイバセンサ７０と、表示デバイス７２と、操作デバイス７４と接続する。周辺機器コントローラ８４は、制御部８０からの指令に基づいて、接続された各種ハードウエアの動作を制御する。

光ファイバセンサ７０の構成と作用は、前記した通りである。

表示デバイス７２は、例えば液晶ディスプレイである。表示デバイス７２は、クリップ移動速度計測装置９０の計測結果等を表示する。

操作デバイス７４は、例えば表示デバイス７２に積層配置されたタッチパネルである。操作デバイス７４は、クリップ移動速度計測装置９０に対する各種操作を受け付ける。

通信コントローラ８６は、クリップ移動速度計測装置９０と非図示のサーバ装置とを、通信可能に接続する。クリップ移動速度計測装置９０は、サーバ装置から制御プログラムＰ１を取得する。また、クリップ移動速度計測装置９０は、サーバ装置に計測結果等を送信する。

［クリップ移動速度算出方法の説明］
次に、図８を用いて、クリップ移動速度計測装置９０におけるクリップ２０の移動速度の算出方法を説明する。図８は、実施形態におけるクリップリンクの移動速度の算出方法を説明する模式図である。

ドグ６０が光ファイバセンサ７０の発光部６４と受光部６６との間を横切った際に、受光部６６が受光した光を電圧信号ｅ（ｔ）に変換すると、電圧信号ｅ（ｔ）は、図８に示すように、凸部６０ａと凸部６０ｂとにそれぞれ対応する２つのパルス状の波形を呈する。

延伸装置１０は、凸部６０ａの通過を表す第１のパルスが立ち上がる時刻ｔ１と、凸部６０ｂの通過を表す第２のパルスが立ち上がる時刻ｔ２とから、式（１）によってクリップ２０の移動速度ｖを算出する。なお、ｄは前記したドグ幅である（図５参照）。

ｖ＝ｄ／（ｔ２−ｔ１） ・・・（１）

なお、移動速度ｖを算出する際に、第１のパルスが立ち上がる時刻ｔ１と第２のパルスが立ち上がる時刻ｔ２の代わりに、第１のパルスが立ち下がる時刻と第２のパルスが立ち下がる時刻を用いてもよい。

［クリップ通過個数とクリップピッチの算出方法の説明］
クリップ移動速度計測装置９０は、さらに、光ファイバセンサ７０を通過したクリップ２０の個数と、隣接するクリップ２０のクリップピッチＣｐを検出することもできる。

クリップ移動速度計測装置９０は、いずれかのクリップ２０を先頭クリップとして、当該先頭のクリップ２０が通過してからのクリップ２０の通過個数を検出する。これによって、クリップ移動速度計測装置９０は、何番目のクリップ２０がどのくらいの移動速度ｖで、その場所に設置された光ファイバセンサ７０を通過したかを把握することができる。なお、先頭クリップを検出する方法は問わないが、例えば、特定のドグ６０のみにリミットスイッチを設置して、当該リミットスイッチが作動したことを検出することによって、所定の場所を所定のクリップ２０が通過したと判定すればよい。

なお、全てのクリップ２０にドグ６０が設置されていない場合は、光ファイバセンサ７０が計測したクリップ２０の個数Ｎに、ドグ６０が設置されていないクリップ２０の数を加算することによって、光ファイバセンサ７０を通過したクリップ２０の個数Ｍを算出する。例えば、光ファイバセンサ７０が計測したクリップ２０の数がＮ個であった場合、光ファイバセンサ７０を通過したクリップ２０の個数Ｍは、式（２）によって算出される。なお、式（２）のｍは、ドグ６０が設置されたクリップ２０に挟まれた、ドグ６０が設置されていないクリップ２０の数である。

Ｍ＝Ｎ＋（Ｎ−１）＊ｍ ・・・（２）

また、全てのクリップ２０にドグ６０が設置されている場合は、隣接する２個のドグ６０が光ファイバセンサ７０を通過した時間差と、算出された各ドグ６０の移動速度とに基づいて、隣接するドグ６０の間隔、すなわちクリップピッチＣｐを算出することができる。

例えば、最初のドグ６０が、時刻ｔａに光ファイバセンサ７０を通過して、そのときの移動速度がｖａであったとする。そして、隣接するドグ６０が、時刻ｔｂに光ファイバセンサ７０を通過して、そのときの移動速度がｖｂであったとする。

このとき、クリップピッチＣｐは、時刻ｔａから時刻ｔｂに亘って、２個のドグ６０が、移動速度がｖａと移動速度がｖｂの平均速度で移動していると仮定することによって、式（３）で算出される。

Ｃｐ＝｛（ｖａ＋ｖｂ）／２｝＊（ｔｂ−ｔａ）・・・（３）

さらに、クリップ移動速度計測装置９０は、同じ縦方向（Ｙ軸方向）において、右側無端ループ１０Ｒの光ファイバセンサ７０の前記した各計測結果と、左側無端ループ１０Ｌの光ファイバセンサ７０の前記した各計測結果とを比較することによって、左右の無端ループにおけるクリップ２０のずれ（位相差）を検出することができる。

［クリップ移動速度計測装置が出力する情報の説明］
次に、クリップ移動速度計測装置９０が出力する情報について説明する。クリップ移動速度計測装置９０は、表示デバイス７２に各種の計測結果を表示する。

例えば、クリップ移動速度計測装置９０は、何番目のクリップ２０がどのくらいの移動速度ｖで移動したかを示す情報を、クリップ２０毎に表示する。

また、クリップ移動速度計測装置９０は、クリップ２０の移動速度ｖをトレンドグラフとして表示する。

さらに、クリップ移動速度計測装置９０は、左側無端ループ１０Ｌと右側無端ループ１０Ｒとの移動速度ｖのずれやクリップピッチＣｐのずれを表示する。

そして、クリップ移動速度計測装置９０は、移動速度ｖやクリップピッチＣｐの目標値とのずれが所定量を超えた場合に、アラームの発報や警告表示等の報知を行うのが望ましい。

［クリップ移動速度計測装置が行う処理の流れの説明］
次に、クリップ移動速度計測装置９０が行う処理の流れを説明する。図９は、クリップ移動速度計測装置が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図９のフローチャートは、クリップ移動速度計測装置９０が備える特定の光ファイバセンサ７０の検出結果に基づいて、当該光ファイバセンサ７０を通過するクリップ２０の移動速度ｖと、通過したクリップ２０の個数Ｍと、クリップピッチＣｐとを算出する処理の流れを示す。

制御部８０は、光ファイバセンサ７０が計測したクリップ２０の個数Ｎを初期値０にする（ステップＳ１０）。

次に、制御部８０は、時刻ｔに所定時刻Δｔを加算する（ステップＳ１１）。所定時刻Δｔは、光ファイバセンサ７０の出力をモニタするサンプリング間隔である。

制御部８０は、光ファイバセンサ７０が時刻ｔにおいて計測した電圧信号ｅ（ｔ）と、時刻ｔ-Δｔにおいて計測した電圧信号ｅ（ｔ-Δｔ）との差分値ｅ（ｔ）-ｅ（ｔ-Δｔ）が、所定のしきい値Ｔｈ以上であるかを判定する（ステップＳ１２）。所定のしきい値Ｔｈ以上であると判定される（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）とステップＳ１３に進む。一方、所定のしきい値Ｔｈ以上であると判定されない（ステップＳ１２：Ｎｏ）とステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１２においてＹｅｓと判定されると、制御部８０は、時刻ｔを時刻ｔ１とする（ステップＳ１３）。

次に、制御部８０は、時刻ｔをΔｔ加算する（ステップＳ１４）。

制御部８０は、光ファイバセンサ７０が時刻ｔにおいて計測した電圧信号ｅ（ｔ）と、時刻ｔ-Δｔにおいて計測した電圧信号ｅ（ｔ-Δｔ）との差分値ｅ（ｔ）-ｅ（ｔ-Δｔ）が、所定のしきい値Ｔｈ以上であるかを判定する（ステップＳ１５）。所定のしきい値Ｔｈ以上であると判定される（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）とステップＳ１６に進む。一方、所定のしきい値Ｔｈ以上であると判定されない（ステップＳ１５：Ｎｏ）とステップＳ１４に戻る。

ステップＳ１５においてＹｅｓと判定されると、制御部８０は、時刻ｔを時刻ｔ２とする（ステップＳ１６）。

制御部８０は、前記した式（１）によってクリップ２０の移動速度ｖを算出する（ステップＳ１７）。

制御部８０は、光ファイバセンサ７０が計測したクリップ２０の個数Ｎをインクリメントする（ステップＳ１８）。

制御部８０は、前記した式（２）によって光ファイバセンサ７０を通過したクリップ２０の個数Ｍを算出する（ステップＳ２０）。

制御部８０は、時刻ｔをΔｔ加算する（ステップＳ２１）。

制御部８０は、光ファイバセンサ７０が時刻ｔにおいて計測した電圧信号ｅ（ｔ）と、時刻ｔ-Δｔにおいて計測した電圧信号ｅ（ｔ-Δｔ）との差分値ｅ（ｔ）-ｅ（ｔ-Δｔ）が、所定のしきい値Ｔｈ以上であるかを判定する（ステップＳ２２）。所定のしきい値Ｔｈ以上であると判定される（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）とステップＳ２４に進む。一方、所定のしきい値Ｔｈ以上であると判定されない（ステップＳ２２：Ｎｏ）とステップＳ２１に戻る。

ステップＳ２２においてＹｅｓと判定されると、制御部８０は、時刻ｔを時刻ｔ１とする（ステップＳ２３）。

次に、制御部８０は、時刻ｔをΔｔ加算する（ステップＳ２４）。

制御部８０は、光ファイバセンサ７０が時刻ｔにおいて計測した電圧信号ｅ（ｔ）と、時刻ｔ-Δｔにおいて計測した電圧信号ｅ（ｔ-Δｔ）との差分値ｅ（ｔ）-ｅ（ｔ-Δｔ）が、所定のしきい値Ｔｈ以上であるかを判定する（ステップＳ２５）。所定のしきい値Ｔｈ以上であると判定される（ステップＳ２５：Ｙｅｓ）とステップＳ２６に進む。一方、所定のしきい値Ｔｈ以上であると判定されない（ステップＳ２５：Ｎｏ）とステップＳ２４に戻る。

ステップＳ２２においてＹｅｓと判定されると、制御部８０は、時刻ｔを時刻ｔ２とする（ステップＳ２６）。

制御部８０は、前記した式（１）によってクリップ２０の移動速度ｖを算出する（ステップＳ２７）。

制御部８０は、光ファイバセンサ７０が計測したクリップ２０の個数Ｎをインクリメントする（ステップＳ２８）。

制御部８０は、時刻ｔ２とクリップ２０の移動速度ｖとを記憶する（ステップＳ２９）。

制御部８０は、前記した式（２）によって光ファイバセンサ７０を通過したクリップ２０の個数Ｍを算出する（ステップＳ３０）。

制御部８０は、前記した式（３）によって、クリップピッチＣｐを算出する（ステップＳ３１）。なお、式（３）における移動速度ｖａは、ステップＳ１７で算出した移動速度ｖであり、式（３）における移動速度ｖｂは、ステップＳ２７で算出した移動速度ｖである。また、式（３）における時刻ｔａは、ステップＳ１３で算出した時刻ｔ１である。そして、式（３）における時刻ｔｂは、ステップＳ２３で算出した時刻ｔ１である。なお、時刻ｔａを、ステップＳ１６で算出した時刻ｔ２として、時刻ｔｂを、ステップＳ２６で算出した時刻ｔ２としてもよい。

制御部８０は、検出されたドグ６０が先頭のドグであるかを判定する（ステップＳ３２）。検出されたドグ６０が先頭のドグであると判定される（ステップＳ３２：Ｙｅｓ）とステップＳ１０に戻る。一方、検出されたドグ６０が先頭のドグであると判定されない（ステップＳ３２：Ｎｏ）とステップＳ３３に進む。

ステップＳ３２においてＮｏと判定されると、制御部８０は、延伸装置１０が停止したかを判定する（ステップＳ３３）。延伸装置１０が停止したと判定される（ステップＳ３３：Ｙｅｓ）と、クリップ移動速度計測装置９０は図９の処理を終了する。一方、延伸装置１０が停止したと判定されない（ステップＳ３３：Ｎｏ）とステップＳ２１に戻る。

なお、ステップＳ３３においてＮｏと判定されてステップＳ２１に戻った後は、ステップＳ３１においてクリップピッチＣｐを算出する際に、移動速度ｖａ，ｖｂは、それぞれステップＳ２７において連続した算出された２つの移動速度ｖを用いる。また、時刻ｔａ，ｔｂは、ステップＳ２３において連続して算出された２つの時刻ｔ１、又はステップＳ２６において連続して算出された２つの時刻ｔ２を用いる。

なお、クリップ移動速度計測装置９０が計測した移動速度ｖやクリップピッチＣｐが目標値と乖離した場合に、報知するだけでなく、左側無端ループ１０Ｌ及び右側無端ループ１０Ｒを構成するピッチ設定レール１２０の向きを部分的に調整することによって、移動速度ｖやクリップピッチＣｐが目標値に近づくように調整してもよい。

以上説明したように、本開示に係るクリップ移動速度計測装置９０において、光ファイバセンサ７０（計測手段）は、クリップ２０の先端に当該クリップ２０の移動方向に沿ってドグ幅ｄ（間隔）をあけて形成されて、かつ、クリップ２０の移動方向と交差する方向に突出する複数の凸部６０ａ，６０ｂの各々の通過時刻を計測する。そして、制御部８０（算出手段）は、光ファイバセンサ７０が計測した、複数の凸部６０ａ，６０ｂの各々が通過した時刻ｔ１，ｔ２に基づいて、クリップ２０の移動速度ｖを算出する。したがって、クリップ２０に形成された複数の凸部６０ａ，６０ｂが、光ファイバセンサ７０を横切る２つの時刻ｔ１，ｔ２を計測することによって、クリップ２０の移動速度ｖを正確に計測することができる。そして、本開示に係るクリップ移動速度計測装置９０では、１つの光ファイバセンサ７０のみでクリップ２０の移動速度ｖを計測することができるため、光ファイバセンサ７０の取付誤差が発生した場合や、個々の光ファイバセンサ７０がクリップの通過を検出する際のしきい値にばらつきが発生した場合であっても、クリップ２０の移動速度ｖを正確に計測することができる。

なお、延伸装置１０が、横方向（Ｘ方向）のみの延伸を行う横延伸装置の場合であっても、クリップ移動速度計測装置９０をそのまま適用して、前記したのと同様に、クリップ２０の移動速度ｖを計測することができる。

また、本開示に係るクリップ移動速度計測装置９０において、クリップ２０の先端には、二股の凸部６０ａ，６０ｂを有するドグ６０が設置される。したがって、複数のクリップ２０に設置する複数の凸部を、容易に同形状に形成することができる。

また、本開示に係るクリップ移動速度計測装置９０において、制御部８０（算出手段）は、更に、隣接するクリップ２０の間隔（クリップピッチＣｐ）を算出する。したがって、シート状部材Ｓの延伸倍率の目標値と実際の延伸倍率とを比較することができる。特に、本実施形態のクリップ移動速度計測装置９０によると、１つの光ファイバセンサ７０でクリップ２０の移動速度ｖを計測することができるため、シート状部材Ｓの搬送方向に沿ってクリップピッチＣｐが変化する同時二軸延伸装置においても、クリップピッチＣｐを計測することができる。

また、本開示に係るクリップ移動速度計測装置９０において、制御部８０（算出手段）は、更に、通過したクリップ２０の個数を算出する。したがって、基準となるクリップ２０から何番目のクリップ２０がどのくらいの移動速度ｖで通過したかを評価することができる。

また、本開示に係るクリップ移動速度計測装置９０において、光ファイバセンサ７０（計測手段）は、一対のレールで形成された移動経路に沿って、対称な位置に複数設けられる。したがって、左側無端ループ１０Ｌと右側無端ループ１０Ｒとのクリップ２０の位置のずれを評価することができる。

また、本開示に係るクリップ移動速度計測装置９０において、計測手段は光ファイバセンサ７０である。したがって、延伸装置１０が高温にさらされる、炉内の予熱ゾーンＡ，延伸ゾーンＢ，熱処理ゾーンＣにおいて、安定して使用可能である。

なお、本実施形態では、クリップ２０の先端に二股の凸部６０ａ，６０ｂを有するドグ６０を設置したが、これは、クリップ２０の先端を加工することによってクリップ２０と一体的に複数の凸部を形成してもよい。また、凸部は二股に限定されるものではなく、１つのクリップ２０に３個以上の凸部を形成してもよい。例えば、クリップ２０に３個の凸部を形成した場合、クリップ２０が光ファイバセンサ７０を通過すると、各凸部が光ファイバセンサ７０を横切る３つの時刻が計測される。そして、クリップ移動速度計測装置９０は、計測された３つの時刻のうち任意の２つの時刻から、クリップ２０の移動速度ｖを算出する。また、計測された３つの時刻のうち異なる時刻の全ての組み合わせに対して、それぞれ移動速度ｖを算出して、算出された複数の移動速度ｖを平均化することによって、より精度の高い移動速度ｖを算出してもよい。

１０…延伸装置、１０Ｒ…右側無端ループ（無端ループ）、１０Ｌ…左側無端ループ（無端ループ）、２０…クリップ、６０…ドグ、６０ａ，６０ｂ…凸部、６４…発光部、６６…受光部、７０…光ファイバセンサ（計測手段）、８０…制御部（算出手段）、９０…クリップ移動速度計測装置、Ｃｐ…クリップピッチ、ｄ…ドグ幅（間隔）、Ｓ…シート状部材（延伸対象物）、ｔ１，ｔ２…時刻、ｖ，ｖａ，ｖｂ…移動速度

Claims (9)

1. 延伸対象物の幅方向両端をクリップで把持する、連接した一対の把持機構を、一対のレールで形成された移動経路にガイドされたローラによって、前記幅方向と直交する縦方向に移動させながら、隣接する前記クリップの間隔及び前記一対のレールの間隔を変更して、前記延伸対象物を、前記幅方向に延伸させる延伸装置のクリップ移動速度計測装置であって、
   前記クリップの先端に当該クリップの移動方向に沿って間隔をあけて形成されて、かつ、前記クリップの移動方向と交差する方向に突出する複数の凸部と、
   前記クリップの移動経路に沿って設置されて、前記複数の凸部の各々の通過時刻を計測する計測手段と、
   前記計測手段が計測した前記複数の凸部の各々の通過時刻に基づいて、前記クリップの移動速度を算出する算出手段と、
   を備える延伸装置のクリップ移動速度計測装置。
2. 延伸対象物の幅方向両端をクリップで把持する、連接した一対の把持機構を、一対のレールで形成された移動経路にガイドされたローラによって、前記幅方向と直交する縦方向に移動させながら、隣接する前記クリップの間隔及び前記一対のレールの間隔を変更して、前記延伸対象物を、前記幅方向及び前記縦方向に延伸させる延伸装置のクリップ移動速度計測装置であって、
   前記クリップの先端に当該クリップの移動方向に沿って間隔をあけて形成されて、かつ、前記クリップの移動方向と交差する方向に突出する複数の凸部と、
   前記クリップの移動経路に沿って設置されて、前記複数の凸部の各々の通過時刻を計測する計測手段と、
   前記計測手段が計測した前記複数の凸部の各々の通過時刻に基づいて、前記クリップの移動速度を算出する算出手段と、
   を備える延伸装置のクリップ移動速度計測装置。
3. 前記クリップの先端には、二股の凸部を有するドグが設置される、
   請求項１又は請求項２に記載の延伸装置のクリップ移動速度計測装置。
4. 前記算出手段は、更に、隣接する前記クリップの間隔を算出する、
   請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の延伸装置のクリップ移動速度計測装置。
5. 前記算出手段は、更に、通過した前記クリップの個数を算出する、
   請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の延伸装置のクリップ移動速度計測装置。
6. 前記計測手段は、前記一対のレールで形成された移動経路の対向する位置に複数設けられる、
   請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の延伸装置のクリップ移動速度計測装置。
7. 前記計測手段は、光ファイバセンサである、
   請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の延伸装置のクリップ移動速度計測装置。
8. 延伸対象物の幅方向両端をクリップで把持する、連接した一対の把持機構を、一対のレールで形成された移動経路にガイドされたローラによって、前記幅方向と直交する縦方向に移動させながら、隣接する前記クリップの間隔及び前記一対のレールの間隔を変更して、前記延伸対象物を、前記幅方向に延伸させる延伸装置のクリップ移動速度計測方法であって、
   前記クリップの先端に当該クリップの移動方向に沿って間隔をあけて形成されて、かつ、前記クリップの移動方向と交差する方向に突出する複数の凸部の各々の通過時刻を計測して、
   計測された前記通過時刻に基づいて、前記クリップの移動速度を算出する、
   延伸装置のクリップ移動速度計測方法。
9. 延伸対象物の幅方向両端をクリップで把持する、連接した一対の把持機構を、一対のレールで形成された移動経路にガイドされたローラによって、前記幅方向と直交する縦方向に移動させながら、隣接する前記クリップの間隔及び前記一対のレールの間隔を変更して、前記延伸対象物を、前記幅方向及び前記縦方向に延伸させる延伸装置のクリップ移動速度計測方法であって、
   前記クリップの先端に当該クリップの移動方向に沿って間隔をあけて形成されて、かつ、前記クリップの移動方向と交差する方向に突出する複数の凸部の各々の通過時刻を計測して、
   計測された前記通過時刻に基づいて、前記クリップの移動速度を算出する、
   延伸装置のクリップ移動速度計測方法。

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