JP2561662Y2 - 張力制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は，各種フィルム，ある
いは細線の加工工程または処理工程において行われる，
巻出し心管に巻かれた上記フイルム等の巻出し物を巻出
し，または，上記フイルム等を巻取り心管に巻き取る作
業において用いられる張力制御装置に係わり，特に，所
望の精度を有する性能を低価格で得ることのできる張力
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種フィルム製品を心管に巻かれたロー
ルから巻出しまたは心管に巻き取る作業，あるいは細線
を巻出しまたは巻き取る作業においては，これらの製品
類がたるんだり又は過大な張力がかからないように常に
一定の張力にして巻出しまたは巻き取るために張力制御
が行われている。これらの張力制御には手動式，半自動
式，自動式があり，自動式には巻径比例方式，ダンサロ
−ル方式，微変位式がある。上記したこれらの張力制御
の方式には，巻出しの制御においては固定部と巻出し心
管との間にヒステリシスブレーキ又はパウダブレーキ等
の制御可能なブレーキを装着し，該ローラから巻き出さ
れる巻出し物を挟むピンチローラ等に設けたテンション
センサの検出値によって上記ブレーキのブレーキ力を制
御するようにしているものがある。又，上記方式に対応
した巻取りの制御方式には，巻取りモータと巻取り心管
との間にヒステリシスクラッチ又はパウダクラッチ等の
伝達トルクの制御可能なクラッチを装着し，該心管に巻
き取られる巻取り物を挟むピンチローラ等に設けたテン
ションセンサの検出値によって上記クラッチの伝達トル
クを制御するようにしている。また，巻取りの制御方式
の中には，上記巻取りモータにサーボモータを用い，こ
のモータの出力軸を制御可能なクラッチを介さずに，直
接又は減速のためのギヤ等の伝達機構を介して巻取り心
管に結合し，該心管に巻き取られる巻取り物を挟むピン
チローラ等に設けたテンションセンサの検出値によって
上記サーボモータの制御をするようにしているものもあ
る。

【０００３】次に，巻取りの張力制御にヒステリシスク
ラッチを用いた従来例を図９によって説明する。図９に
おいて，１０は巻取り心管９に巻き取られるフイルム，
１１，１２はこのフィルムを巻取り心管９の前で張力を
与えるピンチローラ，３５はピンチローラ１２に装着し
たテンションセンサである。このテンションセンサ３５
の計測値は計測信号線３６によって制御装置３２に入力
している。制御装置３２においては予め設定された制御
条件によって処理されて得られた制御出力が制御信号線
３８を介してヒステリシスクラッチ３４のコイルに電流
を流している。ヒステリシスクラッチ３４の入力軸はモ
ータ３３によって駆動され，出力軸は前記巻取り心管９
に結合し回転力を与えている。上述の構成において，ヒ
ステリシスクラッチの出力トルクと必要な張力との関係
は 次式に示すような特性である。即ち，出力トルクを
Ｔ，張力をＦ，巻取り心管９に巻かれた巻取りロールの
直径をＤとし，効率を無視すると，一般に，Ｔ＝Ｆ×Ｄ
／２によって表される。また，ヒステリシスクラッチは
コイルへの励磁電流の２０〜１００％の範囲において，
励磁電流に対して伝達トルクがほぼ比例している。従っ
て，この制御装置３２の有する制御条件に対応して，予
め，この巻き取り物の制御に必要な所定の条件を設定入
力して制御を開始すると，テンションセンサ３５の計測
値を入力した制御装置３２は，巻取りロールの径に対応
して巻取り物が所定の張力になるようにヒステリシスク
ラッチ３４の出力が適切なトルクになるようにトルク値
を算出し，さらに，このヒステリススクラッチ３４がこ
のトルクを伝達するに必要な電流値を算出してこのヒス
テリシスクラッチ３４に出力する。この出力の結果変動
した張力がテンションセンサ３５の計測値を変動し，制
御装置３２は上記電流値を変化し，よって上述した制御
装置３２の働きが継続される。巻出し心管の張力制御に
おいては，図９に示した巻取り心管の制御に対して，巻
出し心管に結合したヒステリシスブレーキのロータ側を
固定し，巻取り心管の制御同様の手段によってヒステリ
シスブレーキに要求するブレーキ力を発揮する電流をこ
のヒステリシスブレーキに流すようにしている。従来の
張力制御には，上述したように直接テンションを計測し
て制御する手段の他，巻取りロール又は巻出しロールの
直径，即ち，上述したＤを直接又は間接に計測し，張力
またはブレーキ力を算出する手段も実行されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】上述した，例えば，巻
取り心管における従来の張力制御方式において，張力Ｆ
を直接計測制御する手段においても，直径Ｄに対応して
制御する手段においても，ヒステリシスクラッチを用い
た方式においては，ヒステリシスクラッチに流す電流制
御が必要であって，クラッチ制御に必要な電流値を制御
するには価格の高い制御装置が必要であるが，価格の割
りには制御精度を高めるのは困難である。また，制御電
流に対して張力が一定であるということは，巻取り心管
の回転速度の変化に対して張力を変化させることができ
ないという問題がある。また，ヒステリシスクラッチの
代わりにパウダクラッチを用いた場合は，パウダクラッ
チが磁性粉体を用いた接触式であるため張力制御のよう
な継続的にスリップを用いた張力制御には過酷な用法で
あり制御精度が落ちる。また，サーボモータを使用する
と，張力と回転数を同時に制御するのは困難であって，
制御装置の価格も高いものになるという問題点があっ
た。巻出し心管の制御においても同様の問題があった。
本考案は上記の問題点を解決して，所望の精度を有する
性能を低価格で得ることのできる張力制御装置を提供す
ることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本考案における張力制御装置においては，巻出し心管
に巻かれ，または，巻取り心管に巻き取るフイルム等の
巻取り物を所定の張力で巻出し，または，所定の張力で
巻取るようにした張力制御装置において，巻取り心管の
制御においては，巻取り心管を回転駆動するモータと，
該モータの回転力を前記巻取り心管に伝達する永久磁石
式の渦電流クラッチと，巻取り心管が所定角度回転毎に
信号を出力する第１の回転検出器と，当該巻取り物の巻
取りを補助するピンチローラと，該ピンチローラが所定
角度回転毎に信号を出す第２の回転検出器と，当該張力
制御装置の作業条件を設定記憶する作業条件設定記憶機
能と，当該張力制御装置の制御条件を設定記憶する制御
条件設定記憶機能と，演算処理装置と，該演算処理装置
の出力信号を増幅して上記モータを駆動するモータドラ
イバとを備え，上記制御条件設定記憶機能に設定記憶し
た制御条件に従い，上記作業条件設定記憶機能に記憶さ
れたデータと，第１及び第２の回転検出器出力信号を用
いて上記モータの指令回転速度を演算処理装置によって
演算算出し，上記モータドライバを介して上記指令回転
速度で上記モータを駆動するようにした。上記制御条件
設定記憶機能に設定記憶した制御条件は，前記第１の回
転検出器から得られる巻取り心管の所定角度回転毎に出
力される回転角度信号と，該角度回転間において前記第
２の回転検出器から所定回転角度毎に得られる信号とか
ら，該瞬間における巻取り心管に巻取られた巻取りロー
ル径を算出し，前記作業条件設定記憶機能に記憶した当
該巻取り物の材質に対応した巻取り張力に基づいて前記
作業条件設定記憶機能に記憶した該ロール径における巻
取り心管に対するトルクを算出し前記制御条件設定記憶
機能に設定記憶した永久磁石式の渦電流クラッチの特性
に対応して前記モータの回転速度を制御するようにする
ことが効果的である。さらに，前記モータドライバは当
該モータの回転速度指令値と，当該モータに装着した回
転速度センサからの信号とを比較増幅するサーボ機能を
有することが望ましい。

【０００６】また，巻出し心管に巻かれたフイルム等の
巻出し物を所定のブレーキ力で巻出すようにした張力制
御装置においては，巻出し心管を回転駆動する巻出しモ
ータと，該巻出しモータの回転力を前記巻き出し心管に
伝達する永久磁石式の渦電流ブレーキと，巻出し心管が
所定角度回転毎に信号を出力する第１の回転検出器と，
当該フィルムの巻き出しを補助するピンチローラと，該
ピンチローラが所定角度回転毎に信号を出す第２の回転
検出器と，当該張力制御装置の作業条件を設定記憶する
作業条件設定記憶機能と，当該張力制御装置の制御条件
を設定記憶する制御条件設定記憶機能と，演算処理装置
と，該演算処理装置の出力信号を増幅して上記巻出しモ
ータを駆動するモータドライバとを備え，上記制御条件
設定記憶機能に設定記憶した制御条件に従い，作業条件
設定記憶機能に記憶されたデータと，第１及び第２の回
転検出器出力信号を用いて上記巻出しモータの指令回転
速度を演算処理装置によって演算算出し，上記モータド
ライバを介して上記指令回転速度で上記巻出しモータを
駆動するようにした。上記制御条件設定記憶機能に設定
記憶した制御条件は，前記第１の回転検出器から得られ
る巻出し心管の所定角度回転毎に出力される回転角度信
号と，該角度回転間において前記第２の回転検出器から
所定回転角度毎に得られる信号とから，該瞬間における
巻出しロール径を算出し，前記作業条件設定記憶機能に
記憶した当該巻出し物の材質に対応した巻出し張力に基
づいて前記作業条件設定記憶機能に記憶した該ロール径
における巻出し心管に対するブレーキトルクを算出し前
記制御条件設定記憶機能に設定記憶した永久磁石式の渦
電流ブレーキの特性に対応して前記巻出しモータの回転
速度を制御するようにすることが効果的である。さら
に，前記モータドライバは当該巻出しモータの回転速度
指令値と，当該巻出しモータに装着した回転速度センサ
からの信号とを比較増幅するサーボ機能を有することが
望ましい。

【０００７】

【作用】上述したように，この考案に基づく張力制御装
置は，巻出し心管に巻かれ，または，巻取り心管に巻き
取るフイルム等の巻取り物を所定の張力で巻出し，また
は，所定の張力で巻取るようにした張力制御装置におい
て，巻取り心管の制御においては，巻取り心管を回転駆
動するモータと，該モータの回転力を前記巻取り心管に
伝達する永久磁石式の渦電流クラッチと，巻取り心管が
所定角度回転毎に信号を出力する第１の回転検出器と，
当該巻取り物の巻取りを補助するピンチローラと，該ピ
ンチローラが所定角度回転毎に信号を出す第２の回転検
出器と，当該張力制御装置の作業条件を設定記憶する作
業条件設定記憶機能と，当該張力制御装置の制御条件を
設定記憶する制御条件設定記憶機能と，演算処理装置
と，該演算処理装置の出力信号を増幅して上記モータを
駆動するモータドライバとを備え，上記制御条件設定記
憶機能に設定記憶した制御条件に従い，上記作業条件設
定記憶機能に記憶されたデータと，第１及び第２の回転
検出器出力信号を用いて上記モータの指令回転速度を演
算処理装置によって演算算出し，上記モータドライバを
介して上記指令回転速度で上記モータを駆動するように
した。また，巻出し心管に巻かれたフイルム等の巻出し
物を所定のブレーキ力で巻出すようにした張力制御装置
においては，巻出し心管を回転駆動する巻出しモータ
と，該巻出しモータの回転力を前記巻き出し心管に伝達
する永久磁石式の渦電流ブレーキと，巻出し心管が所定
角度回転毎に信号を出力する第１の回転検出器と，当該
フィルムの巻き出しを補助するピンチローラと，該ピン
チローラが所定角度回転毎に信号を出す第２の回転検出
器と，当該張力制御装置の作業条件を設定記憶する作業
条件設定記憶機能と，当該張力制御装置の制御条件を設
定記憶する制御条件設定記憶機能と，演算処理装置と，
該演算処理装置の出力信号を増幅して上記巻出しモータ
を駆動するモータドライバとを備え，上記制御条件設定
記憶機能に設定記憶した制御条件に従い，作業条件設定
記憶機能に記憶されたデータと，第１及び第２の回転検
出器出力信号を用いて上記巻出しモータの指令回転速度
を演算処理装置によって演算算出し，上記モータドライ
バを介して上記指令回転速度で上記巻出しモータを駆動
するようにしたので低価格で精度のよい張力制御をおこ
なうことができる。

【０００８】また，巻取り心管の制御においては，上記
制御条件設定記憶機能に設定記憶した制御条件は，前記
第１の回転検出器から得られる巻取り心管の所定角度回
転毎に出力される回転角度信号と，該角度回転間におい
て前記第２の回転検出器から所定回転角度毎に得られる
信号とから，該瞬間における巻取り心管に巻取られた巻
取りロール径を算出し，前記作業条件設定記憶機能に記
憶した当該巻取り物の材質に対応した巻取り張力に基づ
いて前記作業条件設定記憶機能に記憶した該ロール径に
おける巻取り心管に対するトルクを算出し前記制御条件
設定記憶機能に設定記憶した永久磁石式の渦電流クラッ
チの特性に対応して前記モータの回転速度を制御するよ
うにし，巻出し心管の制御においては，上記制御条件設
定記憶機能に設定記憶した制御条件は，前記第１の回転
検出器から得られる巻出し心管の所定角度回転毎に出力
される回転角度信号と，該角度回転間において前記第２
の回転検出器から所定回転角度毎に得られる信号とか
ら，該瞬間における巻出しロール径を算出し，前記作業
条件設定記憶機能に記憶した当該巻出し物の材質に対応
した巻出し張力に基づいて前記作業条件設定記憶機能に
記憶した該ロール径における巻出し心管に対するブレー
キトルクを算出し前記制御条件設定記憶機能に設定記憶
した渦電流ブレーキの特性に対応して前記巻出しモータ
の回転速度を制御するようにすることによって，上記計
測と制御をより容易確実に実行できる。

【０００９】さらに，巻取り心管の制御においては，上
記モータドライバは当該モータの回転速度指令値と，当
該モータに装着した回転速度センサからの信号とを比較
増幅するサーボ機能を有するようにし，巻出し心管の制
御においても，上記モータドライバは当該巻出しモータ
の回転速度指令値と，当該巻出しモータに装着した回転
速度センサからの信号とを比較増幅するサーボ機能を有
することによって，上記制御性能がより向上できる。

【００１０】

【実施例】次に，この考案に基づく張力制御装置を巻取
り心管へのロール巻取りに適用した実施例を図１ないし
図８を参照して詳細に説明する。図１において，１は巻
取りロール部で，２は制御装置である。巻取りロール部
１は，巻取り心管９，巻取り心管９を回転駆動するモー
タである直流モータ３，（以下モータと記す）このモー
タの出力回転を所定のトルクに変換して巻取り心管に伝
達する永久磁石式の渦電流クラッチ（以下単に渦電流ク
ラッチという）４，上記モータ３とこの渦電流クラッチ
４とを連結する渦電流クラッチ４の入力軸７，渦電流ク
ラッチ４と巻取り心管９とを連結する渦電流クラッチ４
の出力軸８，及びこの出力軸８と巻取り心管９との連結
部に結合された第１の回転検出器５によって構成されて
いる。巻取り心管９には巻取り物であるフイルム１０
（以下フイルムと記す）が巻き取られている。このフイ
ルム１０は巻取られる前にピンチローラ１１，１２によ
って保持されている。２本のピンチローラの内の１本の
ピンチローラ１２には第２の回転検出器１３が結合され
ており，ピンチローラ１２の回転角度に対応してパルス
列を出力し，第１の信号線１４によって前記制御装置２
に入力している。上記第１の回転検出器５は巻取り心管
９の所定の回転角毎にパルスを出力し，第２の信号線１
５によって制御装置２に伝送している。この制御装置２
は詳細を後述する予め設定された制御条件と，上記第１
の回転検出器５及び第２の回転検出器１３からの入力信
号等とによって演算し，演算によって得られた回転速度
で上記モータを回転するための指令信号をモータドライ
バ６に出力する。モータドライバ６はサーボ増幅器とし
ての機能を有していて，上記制御装置からの送られた指
令信号と，モータ３に装着されたタコメータ１８から第
３の信号線１７を経由して送られるこのモータ３の回転
速度信号を比較し，比較結果得られる偏差信号に対応す
るモータ３の駆動電流を出力線１９を経由してモータ３
に送り駆動する。

【００１１】図２は，上記の構成における張力制御装置
２の動作を説明するブロック線図である。図２におい
て，第２の回転検出器１３と，第１の回転検出器５から
の信号が，それぞれ，第１の信号線１４，第２の信号線
１５を経由して制御装置２に入力している。制御装置２
には上述した入力信号をうけて内部処理に適した信号に
変換する入力インタフェース２０，この制御装置２が演
算処理した結果を外部対象回路に適した信号に変換出力
する出力インタフェース２１，詳細を後述する処理用の
作業条件データ，及び，本制御を実行する演算プログラ
ム等各種制御条件設定信号を，手動又は外部記憶装置か
らの読み取り装置等によって入力する設定機能と所定の
信号を表示する表示機能を備えた操作パネル２２，上記
操作パネルから入力される所定の作業条件を示すデータ
又は／及び演算条件を記憶する第１の記憶装置２３，本
制御装置２の制御条件を示す基本演算処理プログラム及
び数値を記憶する第２の記憶装置２４，演算過程のデー
タを記憶する第３の記憶装置２５，及び，上記各入力デ
ータと各記憶装置に記憶させた記憶内容によって演算処
理を実行する演算処理装置２６等を内部信号バスライン
２７によって相互に結合して設けられている。上記出力
インタフェース２１はモータドライバ６に結合してい
る。モータドライバ６は前述したように，上記制御装置
２からの送られた指令信号と，モータ３に装着されたタ
コメータ１８から第３の信号線１７を経由して送られる
このモータ３の回転速度信号を比較し，比較結果得られ
る偏差信号に対応するモータ３の駆動電流を出力線１９
を経由してモータ３に送り駆動する。

【００１２】次に，図３ないし図６によって本張力制御
装置の主要機能装置である渦電流クラッチ４の概要機能
を説明する。図３は，渦電流クラッチ４の１例の概要構
造を示す断面図であって，対称構造をなしているので上
半部のみを示している。また，図４には，図３における
Ａ，Ａ断面の一部を拡大展開して示している。図３，図
４において，２８は，この渦電流クラッチ４の入力軸７
に結合する，少なくとも周囲部を磁性材によって成型さ
れた円盤状の入力クラッチ板である。入力クラッチ板２
８の周囲部には，図３のＢ，Ｂ矢視部を示す図５のよう
に円周状にマグネット２９がＮ極２９-NとＳ極２９-Sが
等間隔に配設されている。ただし，図において，８はこ
の渦電流クラッチ出力軸の断面が示されている。上記入
力クラッチ板２８に対向して，この渦電流クラッチ４の
出力軸８に結合する，少なくとも周囲部を磁性材によっ
て成型される円盤状の出力クラッチ板３０が設けられて
いる。出力クラッチ板３０には，上記入力クラッチ板２
８に配設したマグネット２９に対向して固有抵抗の小さ
い導電体３１がリング状に装着されている。上記の構造
におけるマグネット２９の配設によって，図４に示すよ
うに磁束φが，Ｎ極のマグネット２９-N，入力クラッチ
板２８の磁性材部，Ｓ極のマグネット２９-S，出力クラ
ッチ板３０の磁性材部を循環して存在する。上記の構造
による渦電流クラッチ４の入力軸７が駆動されて入力ク
ラッチ板２８が回転すると，出力クラッチ板３０に装着
した導電体３１に，渦電流ＥＣを図４に示すように発生
する。従って，出力クラッチ板３０は，上記磁束φと渦
電流ＥＣとの相互作用によって回転力を受けるので，こ
の出力クラッチ板３０は，入力クラッチ板２８の回転に
対して渦電流クラッチ４の特性に従った回転比で追従回
転し，出力軸８にこの渦電流クラッチ４の特性に従った
トルクを伝達する。

【００１３】回転する渦電流クラッチ４の出力軸８は，
巻取り心管９を駆動して所定の張力でフイルム１０を巻
き取る。上記の原理に基づく渦電流クラッチの伝達トル
クはその構成理論から概略図６に示すように比例特性を
有している。即ち，図６において横軸には入力クラッチ
板２８と出力クラッチ板３０との回転速度比Ｎ，縦軸に
はその回転数比における伝達トルクＴを示している。次
に，上述の構成と要素装置の特性に基づく張力制御装置
の動作作用を説明する。この張力制御装置の構成と各要
素装置の機能特性によって定まる演算処理用の制御条件
データ及び演算プログラム等各種設定信号を，予め，制
御装置２の操作パネル２２等この制御装置に予め定めら
れた手段によって入力し，第２の記憶装置２４に記憶さ
せる。また，作業前に，その作業内容と巻取りフイルム
の巻取りに最適な張力その他，その作業条件を示す必要
データ等を操作パネル２２から入力して第１の記憶装置
２３に記憶させる。

【００１４】上述の作業の後，巻取り作業を始めると，
制御装置２の出力インタフェース２１からモータ３の回
転速度を設定する指令信号がモータドライバ６に出力さ
れる。この指令信号によってモータドライバ６から出力
される駆動電流により，上記指令信号に従った回転速度
で直流モータ３が回転する。この直流モータ３の回転速
度がタコメータ１８によって計測されてモータドライバ
６にフィードバックされ，モータドライバ６で前記回転
速度指令信号と比較されてモータ３への駆動電流を補正
する。このモータドライバのサーボ機能としては積分機
能をもたせることによって残留偏差をなくし，必要な場
合は微分機能をもたせることによって所定の応答性をも
たせることができる。モータ３により駆動される渦電流
クラッチ４は，前述した特性に従って，巻取り心管９に
必要な出力トルクでこの巻取り心管９を回転駆動する。
巻取り心管９に結合されている第１の回転検出器５はこ
の巻取り心管９の所定の回転角度毎にパルス信号を出力
して，制御装置２の入力インタフェース２０に入力す
る。巻取り心管９が回転するとフイルム１０を巻き取
る。フイルム１０はピンチローラ１１，１２に密着して
いるので，フイルム１０の移動によってピンチローラ１
１，１２が回転する。ピンチローラ１２が回転すると，
このピンチローラ１２の回転軸に結合した第２の回転検
出器１３からピンチローラの所定の回転角度毎にパルス
が出力されて制御装置２の入力インタフェース２０に入
力する。制御装置２においては前記第２の記憶装置２４
に記憶した演算プログラムに従い，上記第１の回転検出
器５と第２の回転検出器１３との入力信号によって，巻
取り心管９への現在のフイルム巻取り径を演算算出す
る。

【００１５】図７は第１の回転検出器５と第２の回転検
出器１３それぞれからの出力パルスの関係を示してい
る。即ち，横軸には時間，縦には上段に第１の回転検出
器５からのパルス出力，下段に第２の回転検出器１３か
らのパルス出力を記している。第１の回転検出器５が，
例えば，結合している巻取り心管９の１回転，即ち，３
６０度毎に１パルス出力し，第２の回転検出器１３から
はその間にｎ個のパルスが出力されると，このピンチロ
ーラ１２の円周長さに対する第２の回転検出器１３から
出力されるパルス間隔とから，巻取り心管９の１回転中
に進むフイルムの長さが把握される。即ち，巻取り心管
９の１回転における円周が把握されるので，予め第１の
記憶装置２３に記憶された演算プログラムによって現在
の巻取り心管に形成されている巻取りロールの現在径Ｄ
が算出されて第３の記憶装置２５に記憶される。上述の
演算結果必要とする張力に対応する渦電流クラッチ４に
必要な入力出力回転数比は，図８に示すような特性にな
る。図８は横軸に巻取りロールの現在径Ｄ，縦軸に，必
要トルクに対応する渦電流クラッチに必要な入力出力回
転数比Ｎを示している。また，この渦電流クラッチ特性
から，図８に示す縦軸の単位を変換することによって，
巻取りロールの現在径Ｄに対応するこの渦電流クラッチ
の伝達トルクＴを示していると見なすこともできる。上
述した演算条件においては，これら機械系の損失，即
ち，効率を無視して説明したが，予め，効率を演算条件
に含めることによって精度のよい制御が可能になる。

【００１６】上述の演算処理の後，予め第２の記憶装置
２４に設定記憶した，上述した渦電流クラッチ４の特性
から逆算した演算プログラムによって，モータ３に必要
な回転速度を指令する駆動電流指令信号を演算処理機能
２６が算出して出力インタフェース２１を介してモータ
ドライバ６に出力する。即ち，上述した演算処理の結果
によって，巻取り心管９へのフイルム１０の巻取り量に
対応して常に所定の張力でこのフイルム１０を巻き取
る。上述の説明は本考案についての一実施例を説明した
ものであって，その他応用改変することが可能である。
例えば，作業条件を第１の記憶装置２３に記憶させ，演
算過程で得られた数値を第３の記憶装置２５に一時記憶
させる等，それぞれ別個の記憶装置に記憶するように説
明したが，同一の記憶装置に番地を設定し，また演算装
置のもつレジスタに記憶させるようにしてもよい。ま
た，この張力制御装置として必要な固定される制御条件
を設定記憶させるには，外部入力装置で書き込んだフロ
ッピディスクを読取り装置で読み取って記憶装置２６に
記憶するようにしてもよく，また，記憶装置２６を所定
の情報を書き込んだＲＯＭで構成するようにしてもよ
い。また，上述した回路例以外の回路構成に対してもそ
の構成回路と回路を構成する要素部品に対応して活用す
ることができる。例えば，作業条件，制御条件を記憶装
置に記憶させ，演算処理装置によって所定の演算処理を
行うように説明したが，ハードウエアによって構成した
設定記憶機能や演算機能によって行うようにしてもよ
い。また，直流モータ３の回転速度をタコメータ１８に
よって計測して，サーボ増幅器の機能を備えたモータド
ライバ６にフィードバックするように説明したが，タコ
メータ１８は，アナログ値を出力するものでもディジタ
ル値を出力するものでもサーボ増幅器の回路構成によっ
ていずれでもよい。また，タコメータ１８の計測値をモ
ータドライバに戻さず，制御装置２に入力して制御装置
２にサーボ増幅器としての機能を持たせるようにしても
よい。また，３を直流モータと記したが，回転速度が制
御できればどのようなモータでもよく，サーボモータの
ように被制御性能はよいが高価なモータである必要はな
い。また，第１の回転検出器５を巻取り心管１回転即
ち，３６０度回転毎に１パルス出力する，即ち，巻取り
心管１回転毎に，第１の回転検出器から２個のパルス出
力がでる間に第２の回転検出器から出力されるパルス数
を数えて巻取りロールの径を算出するように説明した
が，この張力制御装置の所望性能に対応して巻取り心管
の所定回転角度または回転数毎に算出するようにし，ま
た，第１及び第２回転検出器はパルスを出力するもので
はなく，任意の構造機能の回転検出器を用い，その検出
器の特性に対応した算出手段，例えば，第１及び第２回
転検出器からの出力比から計算する等任意の演算手段を
とることができる。また，本考案を，巻取り心管に適用
する場合について説明したが，図１を巻出し軸に適用し
た図に置き換えて，即ち，巻き取り心管９をフイルムを
巻き込んだ巻出し心管，永久磁石式の渦電流クラッチ４
を永久磁石式の渦電流ブレーキに置き換え，モータ３の
回転方向とフイルム１０を巻取り物から巻出し物に換え
てその流れる方向を逆方向に見なし，さらに，このフイ
ルム１０の反対側に設けた巻出し心管を巻取り心管とし
て，所定の性能を備えた駆動モータを結合してこの巻取
り心管を駆動し，渦電流ブレーキに結合したモータを上
述と同様の制御を行うことによって実行することができ
る。

【００１７】

【考案の効果】上述したように，この考案に基づく張力
制御装置においては，巻出し心管に巻かれ，または，巻
取り心管に巻き取るフイルム等の巻取り物を所定の張力
で巻出し，または，所定の張力で巻取るようにした張力
制御装置において，巻取り心管の制御においては，巻取
り心管を回転駆動するモータと，該モータの回転力を前
記巻取り心管に伝達する永久磁石式の渦電流クラッチ
と，巻取り心管が所定角度回転毎に信号を出力する第１
の回転検出器と，当該巻取り物の巻取りを補助するピン
チローラと，該ピンチローラが所定角度回転毎に信号を
出す第２の回転検出器と，当該張力制御装置の作業条件
を設定記憶する作業条件設定記憶機能と，当該張力制御
装置の制御条件を設定記憶する制御条件設定記憶機能
と，演算処理装置と，該演算処理装置の出力信号を増幅
して上記モータを駆動するモータドライバとを備え，上
記制御条件設定記憶機能に設定記憶した制御条件に従
い，上記作業条件設定記憶機能に記憶されたデータと，
第１及び第２の回転検出器出力信号を用いて上記モータ
の指令回転速度を演算処理装置によって演算算出し，上
記モータドライバを介して上記指令回転速度で上記モー
タを駆動するようにした。また，巻出し心管に巻かれた
フイルム等の巻出し物を所定のブレーキ力で巻出すよう
にした張力制御装置においては，巻出し心管を回転駆動
する巻出しモータと，該巻出しモータの回転力を前記巻
き出し心管に伝達する永久磁石式の渦電流ブレーキと，
巻出し心管が所定角度回転毎に信号を出力する第１の回
転検出器と，当該フィルムの巻き出しを補助するピンチ
ローラと，該ピンチローラが所定角度回転毎に信号を出
す第２の回転検出器と，当該張力制御装置の作業条件を
設定記憶する作業条件設定記憶機能と，当該張力制御装
置の制御条件を設定記憶する制御条件設定記憶機能と，
演算処理装置と，該演算処理装置の出力信号を増幅して
上記巻出しモータを駆動するモータドライバとを備え，
上記制御条件設定記憶機能に設定記憶した制御条件に従
い，作業条件設定記憶機能に記憶されたデータと，第１
及び第２の回転検出器出力信号を用いて上記巻出しモー
タの指令回転速度を演算処理装置によって演算算出し，
上記モータドライバを介して上記指令回転速度で上記巻
出しモータを駆動するようにしたので低価格で精度のよ
い張力制御をおこなうことができる。

【００１８】また，巻取り心管の制御においては，上記
制御条件設定記憶機能に設定記憶した制御条件は，前記
第１の回転検出器から得られる巻取り心管の所定角度回
転毎に出力される回転角度信号と，該角度回転間におい
て前記第２の回転検出器から所定回転角度毎に得られる
信号とから，該瞬間における巻取り心管に巻取られた巻
取りロール径を算出し，前記作業条件設定記憶機能に記
憶した当該巻取り物の材質に対応した巻取り張力に基づ
いて前記作業条件設定記憶機能に記憶した該ロール径に
おける巻取り心管に対するトルクを算出し前記制御条件
設定記憶機能に設定記憶した永久磁石式の渦電流クラッ
チの特性に対応して前記モータの回転速度を制御するよ
うにし，巻出し心管の制御においては，上記制御条件設
定記憶機能に設定記憶した制御条件は，前記第１の回転
検出器から得られる巻出し心管の所定角度回転毎に出力
される回転角度信号と，該角度回転間において前記第２
の回転検出器から所定回転角度毎に得られる信号とか
ら，該瞬間における巻出しロール径を算出し，前記作業
条件設定記憶機能に記憶した当該巻出し物の材質に対応
した巻出し張力に基づいて前記作業条件設定記憶機能に
記憶した該ロール径における巻出し心管に対するブレー
キトルクを算出し前記制御条件設定記憶機能に設定記憶
した永久磁石式の渦電流ブレーキの特性に対応して前記
巻出しモータの回転速度を制御するようにすることによ
って，上記計測と制御をより容易確実に実行できる。さ
らに，巻取り心管の制御においては，上記モータドライ
バは当該モータの回転速度指令値と，当該モータに装着
した回転速度センサからの信号とを比較増幅するサーボ
機能を有するようにし，巻出し心管の制御においても，
上記モータドライバは当該巻出しモータの回転速度指令
値と，当該巻出しモータに装着した回転速度センサから
の信号とを比較増幅するサーボ機能を有することによっ
て，上記制御性能がより向上できる。従って，本考案に
よれば，価格の低廉な制御装置によって精度のよい張力
制御が実行できるという優れた効果が得られる。

【００１９】上記のように本考案の張力制御装置は，当
該張力制御装置の作業条件を設定記憶する作業条件設定
記憶機能と，当該張力制御装置の制御条件を設定記憶す
る制御条件設定記憶機能と，演算処理装置と，該演算処
理装置の出力信号を増幅して上記モータを駆動するモー
タドライバとを備え，上記制御条件設定記憶機能に設定
記憶した制御条件に従い，上記作業条件設定記憶機能に
記憶されたデータと，第１及び第２の回転検出器出力信
号を用いて上記モータの指令回転速度を演算処理装置に
よって演算算出し，上記モータドライバを介して上記指
令回転速度で上記モータを駆動するようにし，また，当
該張力制御装置の作業条件を設定記憶する作業条件設定
記憶機能と，当該張力制御装置の制御条件を設定記憶す
る制御条件設定記憶機能と，演算処理装置と，該演算処
理装置の出力信号を増幅して上記巻出しモータを駆動す
るモータドライバとを備え，上記制御条件設定記憶機能
に設定記憶した制御条件に従い，作業条件設定記憶機能
に記憶されたデータと，第１及び第２の回転検出器出力
信号を用いて上記巻出しモータの指令回転速度を演算処
理装置によって演算算出し，上記モータドライバを介し
て上記指令回転速度で上記巻出しモータを駆動するよう
にした。従って，本考案の張力制御装置はその適用装置
の構成条件や稼働条件に対応して共通して使用でき，使
用時間経過に伴う特性変化や機器の交換にも容易に対応
できる。この結果，張力制御装置の共通化が実現できる
とともに，保守作業を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に基づく張力制御装置を巻取り心管の制
御に適用した一実施例を示す斜視図である。

【図２】本考案を巻取り心管の制御に適用した図１に示
す構成における制御回路のブロック線図である。

【図３】本考案に基づく張力制御装置を構成する１要素
装置である永久磁石式の渦電流クラッチの構造を示す半
部縦断正面図である。

【図４】図３に示した永久磁石式の渦電流クラッチにお
けるＡ−Ａ方向で見た要部の拡大展開図である。

【図５】図３に示した永久磁石式の渦電流クラッチのＢ
−Ｂ方向に見た側面図である。

【図６】図３に示した永久磁石式の渦電流クラッチの入
力回転と出力回転との回転速度比と，伝達トルクとの関
係を示す特性図である。

【図７】本考案に基づく張力制御装置を適用した図１に
示す構成における巻取り心管の直径を算出する理論を説
明する第１の回転検出器と第２の回転検出器との関係を
示す特性図である。

【図８】本考案に基づく張力制御装置を適用した図１に
示す構成における作用を説明する，巻取りロール径と，
永久磁石式の渦電流クラッチの入力回転と出力回転との
回転速度比との関係を示す特性図である。

【図９】従来の張力制御装置を巻取り心管の制御に適用
した１例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１：巻取りロール部（巻出しロール部） ２：制御装置 ３：モータ ４：永久磁石式の渦電流クラッチ（永久磁石式の渦電流
ブレーキ） ５，１３：回転検出器 ６：モータドライバ ９：巻取り心管 １０：フイルム（巻取り物）（巻出し物） １１，１２：ピンチローラ １８：タコメータ

Claims (6)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻出し心管に巻かれ，または，巻取り心
   管に巻き取るフイルム等の巻取り物を所定の張力で巻出
   し，または，所定の張力で巻取るようにした張力制御装
   置において，巻取り心管を回転駆動するモータと，該モ
   ータの回転力を前記巻取り心管に伝達する永久磁石式の
   渦電流クラッチと，巻取り心管が所定角度回転毎に信号
   を出力する第１の回転検出器と，当該巻取り物の巻取り
   を補助するピンチローラと，該ピンチローラが所定角度
   回転毎に信号を出す第２の回転検出器と，当該張力制御
   装置の作業条件を設定記憶する作業条件設定記憶機能
   と，当該張力制御装置の制御条件を設定記憶する制御条
   件設定記憶機能と，演算処理装置と，該演算処理装置の
   出力信号を増幅して上記モータを駆動するモータドライ
   バとを備え，上記制御条件設定記憶機能に設定記憶した
   制御条件に従い，上記作業条件設定記憶機能に記憶され
   たデータと，第１及び第２の回転検出器の出力信号を用
   いて上記モータの指令回転速度を演算処理装置によって
   演算算出し，上記モータドライバを介して上記指令回転
   速度で上記モータを駆動するようにしたことを特徴とす
   る張力制御装置。
2. 【請求項２】 前記制御条件設定記憶機能に設定記憶し
   た制御条件は，前記第１の回転検出器から得られる巻取
   り心管の所定角度回転毎に出力される回転角度信号と，
   該角度回転間において前記第２の回転検出器から所定回
   転角度毎に得られる信号とから，該瞬間における巻取り
   心管に巻取られた巻取りロール径を算出し，前記作業条
   件設定記憶機能に記憶した当該巻取り物の材質に対応し
   た巻取り張力に基づいて前記作業条件設定記憶機能に記
   憶した該ロール径における巻取り心管に対するトルクを
   算出し前記制御条件設定記憶機能に設定記憶した永久磁
   石式の渦電流クラッチの特性に対応して前記モータの回
   転速度を制御するようにしたことを特徴とする請求項１
   記載の張力制御装置。
3. 【請求項３】 前記モータドライバは当該モータの回転
   速度指令値と，当該モータに装着した回転速度センサか
   らの信号とを比較増幅するサーボ機能を有することを特
   徴とする請求項１又は２記載の張力制御装置。
4. 【請求項４】 巻出し心管に巻かれ，または，巻取り心
   管に巻き取るフイルム等の巻取り物を所定の張力で巻出
   し，または，所定の張力で巻取るようにした張力制御装
   置において，巻出し心管を回転駆動する巻出しモータ
   と，該巻出しモータの回転力を前記巻き出し心管に伝達
   する永久磁石式の渦電流ブレーキと，巻出し心管が所定
   角度回転毎に信号を出力する第１の回転検出器と，当該
   フィルムの巻き出しを補助するピンチローラと，該ピン
   チローラが所定角度回転毎に信号を出す第２の回転検出
   器と，当該張力制御装置の作業条件を設定記憶する作業
   条件設定記憶機能と，当該張力制御装置の制御条件を設
   定記憶する制御条件設定記憶機能と，演算処理装置と，
   該演算処理装置の出力信号を増幅して上記巻出しモータ
   を駆動するモータドライバとを備え，上記制御条件設定
   記憶機能に設定記憶した制御条件に従い，作業条件設定
   記憶機能に記憶されたデータと，第１及び第２の回転検
   出器出力信号を用いて上記巻出しモータの指令回転速度
   を演算処理装置によって演算算出し，上記モータドライ
   バを介して上記指令回転速度で上記巻出しモータを駆動
   するようにしたことを特徴とする張力制御装置。
5. 【請求項５】 前記制御条件設定記憶機能に設定記憶し
   た制御条件は，前記第１の回転検出器から得られる巻出
   し心管の所定角度回転毎に出力される回転角度信号と，
   該角度回転間において前記第２の回転検出器から所定回
   転角度毎に得られる信号とから，該瞬間における巻出し
   ロール径を算出し，前記作業条件設定記憶機能に記憶し
   た当該巻出し物の材質に対応した巻出し張力に基づいて
   前記作業条件設定記憶機能に記憶した該ロール径におけ
   る巻出し心管に対するブレーキトルクを算出し前記制御
   条件設定記憶機能に設定記憶した永久磁石式の渦電流ブ
   レーキの特性に対応して前記巻出しモータの回転速度を
   制御するようにしたことを特徴とする請求項４記載の張
   力制御装置。
6. 【請求項６】 前記モータドライバは当該巻出しモータ
   の回転速度指令値と，当該巻出しモータに装着した回転
   速度センサからの信号とを比較増幅するサーボ機能を有
   することを特徴とする請求項４又は５記載の張力制御装
   置。