JP2593302Y2

JP2593302Y2 - 巻取機の張力制御装置

Info

Publication number: JP2593302Y2
Application number: JP1993056447U
Authority: JP
Inventors: 一中村
Original assignee: 神鋼電機株式会社
Priority date: 1993-10-19
Filing date: 1993-10-19
Publication date: 1999-04-05
Anticipated expiration: 2008-10-19
Also published as: JPH0724848U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、巻き取り量の増加に
つれて巻き取り張力を漸小させて、ウエブの品質低下を
防止することが可能な巻取機の張力制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、フィルムや、巻線、製紙など
のウエブをローラに巻取る巻取機が知られている。この
とき、巻取り張力をローラの巻取径に応じて制御すれ
ば、巻取られたウエブにストレスを発生するのを防止で
き、これによってウエブの品質を高く保つことができ
る。

【０００３】図３は、このような巻取機の張力制御装置
の構成を示すブロック図である。この図において、１は
巻取りローラであり、クラッチ２を介したモータ３の駆
動によって、ウエブ４を巻取るようになっている。ここ
で、クラッチ２は、伝達媒体として磁性微粒子を用いて
いるものであり、コイル２ａによる電磁力でモータ３か
ら巻取りローラ１への巻取りトルクを制御できるように
なっている。また、５はセンサであり、ローラ回転軸に
設置されたマグネット５ａの磁気を検出して、例えば巻
取りローラ１の１回転に要する時間Ｔを検出する。

【０００４】一方、ウエブ４は、図示せぬ送出部から矢
印Ｙ方向へ繰り出され、搬送ローラ６，７，および８を
順次介して、巻取りローラ１によって巻取られる。搬送
ローラ６，８の回転軸は、装置に対して固定される一
方、搬送ローラ７の回転軸は、揺動自在となっている。
したがって、搬送ローラ７の、図において左右方向の弾
力を検出することによって、ウエブ４の張力を検出する
ことができる。これを行なって、ウエブ４の張力Ｆ_t を
検出するのが、張力検出器９である。また、搬送ローラ
６には、ロータリ型のエンコーダ１０が直結されてお
り、搬送ローラ６の回転量、すなわち、ウエブ４の送り
量に応じてパルスＰが発生するようになっている。

【０００５】次に、１１は巻取径算出器であり、センサ
５により検出された巻取りローラ１の１回転に要する時
間Ｔと、エンコーダ１０によるパルスＰの数とによっ
て、巻取りローラ１における巻取径Ｄを算出する。すな
わち、巻取径Ｄは、巻取りローラ１の１回転においてど
れだけのウエブ４が巻取られるかによって算出される。
巻取径検出器１１により算出された巻取径Ｄは、設定さ
れたテーパ率Ｒと乗算器１２によって乗算され、この演
算結果Ｍが加算器１３の減算入力端に供給される。ここ
で、テーパ率Ｒとは、巻取径Ｄの増加に対する張力の減
少率を示すものである。一方、加算器１３の加算入力端
には、張力の指令値Ｆが入力されている。これにより、
加算器１３では、張力の指令値Ｆから演算結果Ｍが減算
されて、補正された張力Ｆ₀ が出力される。

【０００６】加算器１４の加算入力端には、この指令値
Ｆ₀ が入力される一方、同減算の入力端には、張力検出
器９により検出されたウエブ４の張力Ｆ_t が入力され
る。これにより、加算器１４では、補正された張力Ｆ₀
から巻取張力Ｆ_t が減算され、偏差信号として出力され
る。この偏差信号は、ＰＩ増幅器１５により比例・積分
処理の後、増幅されて、パルス幅変調回路１６に供給さ
れる。ＰＷＭ変調回路１６は、例えば、その内部で発振
させた鋸波（あるいは三角波）とＰＩ増幅器１５の出力
信号とを比較し、ＰＩ増幅器１５の出力レベルが鋸波の
レベルよりも大なるとき、そのレベルが“Ｈ”なるパル
スを出力する。これにより、ＰＷＭ変調回路１６は、Ｐ
Ｉ増幅器１５の出力レベルおよび極性に応じたデューテ
ィ比を有するパルス幅変調信号を出力することなる。一
方、コイル２ａの一端には、電源電圧＋Ｖ_ccが接続さ
れ、他端にはトランジスタ１７のコレクタに接続され
る。トランジスタ１７のベースには、パルス幅変調回路
１６によるパルス幅変調信号が供給され、トランジスタ
１７のエミッタは接地される。すなわち、トランジスタ
１７は、パルス幅変調信号によってコイル２ａを駆動す
る。

【０００７】かかる構成によれば、加算器１４より出力
される偏差信号が零となるように、パルス幅変調回路１
６によるパルス幅変調信号に応じて、コイル２ａのオン
・オフが制御される。この結果、加算器１３により算出
された張力Ｆ₀ と、張力検出器９により検出された実際
のウエブ４の張力Ｆ_t とが一致するように、ウエブ４が
巻取りローラ１に巻取られる。

【０００８】ここで、加算器１３により算出された張力
Ｆ₀ は、張力の指令値Ｆから演算結果Ｍを減じたもので
ある。演算結果Ｍは巻取径Ｄに比例して大となるので、
張力の指令値Ｆを巻取径Ｄに対して一定とすると、加算
器１３の出力である張力Ｆ₀は、巻取径Ｄに対し、張力
の指令値Ｆから一定比率で減少することになる。このよ
うな張力Ｆ₀ にしたがってウエブ４が巻取られるので、
巻取量の増加につれて、巻取張力を漸小させることがで
きる。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構成では、巻取りローラ１の巻取径Ｄを求めるのに、
ウエブ４の送り量を検出するエンコーダ１０、巻取りロ
ーラ１の回転を検出するセンサ５、および専用の巻取径
算出器１１が必要となるだけでなく、これらを生産ライ
ン上に適切に配置しなければならないので、装置全体の
機構が複雑となる、という欠点があった。

【００１０】この考案は、この欠点に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、巻取量に応じた巻取張
力でウエブを巻取る巻取機の張力制御装置を、装置全体
の機構を簡略化して提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この考案は、上述した問
題を解決するために、巻取りローラに巻回される被巻取
物の巻取張力を検出し、これによって検出された巻取張
力と予め設定された張力の指令値とが一致するように、
前記巻取ローラの巻取りトルクを制御する巻取機の張力
制御装置において、前記巻取ローラの巻取りトルクを検
出するトルク検出手段と、このトルク検出手段により検
出された巻取りトルクに応じて前記張力の指令値を減じ
る減算手段とを具備することを特徴としている。

【００１２】

【作用】この構成によれば、巻取りローラの巻取りトル
クが、被巻取物が巻回されるにしたがって大きくなるの
を利用して、張力の指令値を減じている。したがって、
この構成においても、張力の指令値は、巻取りトルクに
応じて減じられて、巻取り径に対応して漸小することに
なる。

【００１３】

【実施例】以下、この考案の一実施例について図面を参
照して説明する。図１は、この実施例の構成を示すブロ
ック図であり、図３と同一の部分には、同一の符号を付
与し、その説明を省略する。そして、図１に示す構成
が、図３に示す構成と相違する点は、図１におけるセン
サ５と、エンコーダ１０と、巻取径算出器１１と、乗算
器１２とを排除する一方、コイル２ａと駆動回路１７と
の間に抵抗Ｒを介挿し、この抵抗Ｒにおける電圧降下を
検出し、これに所定の増幅を行なった後に、加算器１３
の減算入力端に供給させる増幅器２０を備えた点にあ
る。

【００１４】そこで、この点について説明する。抵抗Ｒ
の両端には、コイル２ａに流れる電流値に比例して電圧
降下が発生し、この電圧降下は、増幅器２０によって所
定の積分増幅をされて、加算器１３の減算入力端に供給
される。ここで、抵抗Ｒにおける電圧効果は、コイル２
ａに流れる電流に比例し、モータ３から巻取りローラ１
への巻取りトルクを示すものなので、この実施例におけ
る加算器１３の算出される張力Ｆ₀ は、張力の指令値Ｆ
から巻取りトルクに相当する分を減じたものとなる。

【００１５】次に、この実施例の動作について説明す
る。まず、従来と同様に、この実施例においても、加算
器１４により出力される偏差信号が零となるように、巻
取りローラ１の巻取りトルクが制御される。

【００１６】ここで、巻取径と巻取張力との積が巻取り
トルクであることを考えると、図２（ｂ）に示すよう
に、巻取りトルクは巻取径に比例する。また、同一の巻
取張力でウエブ４を巻取る際に、巻取りローラ１の巻取
径が小さいときには、巻取径が大であるときも、巻取り
トルクが小さくて済む。したがって、抵抗Ｒでの電圧降
下は、巻取径の大きさに相当するので、張力の指令値Ｆ
は、加算器１３において巻取径の増加に対応して減少す
ることになる。

【００１７】ウエブ４の巻取り初期であって、図２
（ａ）に示すように、巻取径Ｄが充分に小さい場合Ｐに
は、巻取りトルクが小となり、コイル２ａに流れる電流
も比較的小となるので、抵抗Ｒによる電圧降下も小とな
る。これにより、張力の指令値Ｆは、加算器１３におい
てほとんど減じられることなく、この張力でウエブ４が
巻取りローラ１に巻取られる。なお、この図において、
Ｄmin は、巻取ローラ１に何も巻取られていない状態に
おける径である。

【００１８】これに対し、ウエブ４の巻取りが進行し、
図２（ａ）に示すように巻取径Ｄが大きくなった場合Ｑ
では、これに応じて巻取りローラ１の巻取りトルクも大
きくする必要があるので、必然的にコイル２ａに流れる
電流も増加し、抵抗Ｒによる電圧降下も大となる。この
結果、張力の指令値Ｆは、加算器１３において巻取りト
ルクに対応して減じられることになる。

【００１９】そして、この実施例では、加算器１３によ
り算出された張力Ｆ₀と、張力検出器９により検出され
た巻取張力Ｆ_t とが一致するように、すなわち、ウエブ
４が張力Ｆ₀ となるように巻取られるので、巻取径の増
大にしたがって、巻取張力を減少させてウエブ４を巻取
ることができる。しかも、この実施例では、従来必要で
あったセンサ５、エンコーダ１０、およびこれに伴う巻
取径算出器１１を必要としないので、構成を簡略化でき
る。また、増幅器２０の増幅率を調節することにより、
従来におけるテーパ率の設定も行なうことができる。

【００２０】なお、上述した実施例では、説明のため、
構成各部をアナログ構成としたが、実際には、張力検出
器９により検出された張力Ｆ_t と増幅器２０の出力と
は、それぞれ図示せぬＡ／Ｄ変換器によりディジタル信
号に変換される一方、図示せぬＣＰＵにより加算器１
３，１４の演算が行なわれる。この場合、まず、巻取り
開始の指令直後に、各部の出力信号がサンプリングされ
て記憶される。この記憶された各信号が、巻取り動作の
進行にしたがって所定値変化する毎に、ＣＰＵは、加算
器１３，１４の演算を行なって、巻取径に応じて巻取張
力を下げる制御を行なうようになっている。

【００２１】また、この実施例では、張力の指令値Ｆを
一定としたが、例えば、巻取径に対する張力の特性を予
めメモリ等に記憶しておき、これを増幅器２０の出力
（抵抗Ｒにおける電圧効果は、巻取りトルクだけではな
く、巻取径も示すので）に対応して供給するように構成
としても良い。

【００２２】

【考案の効果】以上説明したこの考案によれば、巻取り
ローラの巻取りトルクが、被巻取物の巻回量にしたがっ
て大きくなるのを利用して、張力の指令値を減じている
ので、この構成においても、張力の指令値は、巻取りト
ルクに応じて減じられ、巻取り径に対応して漸小するこ
とになる。したがって、実際に巻取り径を検出するこ
と、および張力の漸小率を逐一設定することが不要とな
るので、構成を簡略化することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案による実施例の構成を示すブロック図
である。

【図２】（ａ）は、同実施例の動作を説明するための、
巻取径と張力との関係を示す図であり、（ｂ）は、同じ
く、巻取径と巻取りトルクとの関係を示す図である。

【図３】従来の、巻取機の張力制御装置の構成を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１……巻取りローラＲ……抵抗、２０……増幅器（トルク検出手段）１３……加算器（減算手段）Ｆ ……張力の指令値Ｆ_t ……巻取張力

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】巻取りローラに巻回される被巻取物の巻
取張力を検出し、これによって検出された巻取張力と予
め設定された張力の指令値とが一致するように、前記巻
取ローラの巻取りトルクを制御する巻取機の張力制御装
置において、前記巻取ローラの巻取りトルクを検出するトルク検出手
段と、このトルク検出手段により検出された巻取りトルクに応
じて前記張力の指令値を減じる減算手段とを具備するこ
とを特徴とする巻取機の張力制御装置。