JP2672852B2

JP2672852B2 - 帯状シートのスパイラル巻き付け方法及びその装置

Info

Publication number: JP2672852B2
Application number: JP2554989A
Authority: JP
Inventors: 鉄也石井; 昇浅場; 哲也井上
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1989-02-03
Filing date: 1989-02-03
Publication date: 1997-11-05
Anticipated expiration: 2012-11-05
Also published as: JPH02204281A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、同一外径で長尺の巻き付け対象物に帯状シ
ートを、その重なり幅を一定に保ちながらスパイラルに
巻き付ける帯状シートのスパイラル巻き付け方法及び該
方法を用いた帯状シートのスパイラル巻き付け装置に関
するものである。

（従来の技術）従来、帯状シート（以下シートと称する）を円筒状の
芯体に対して、シートの重なり幅を一定に保ちながらス
パイラルに巻き付ける場合、芯体の外径と重なり幅及び
巻き付けピッチが決まると、前記シートの幅がおのずか
ら決まるため、この決定した幅を均一に有するシートを
用意し、このシートを芯体に巻き付けていた。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、芯体の外径と重なり幅と巻き付けピッ
チに基づいて決定した寸法の幅を均一に有するシートを
製造するには高精度の製造装置が必要になると共に、製
造コストが高くなるという問題点があった。

本発明の目的は上記の問題点に鑑み、幅寸法の精度が
低い帯状シートを使用した場合でも、所定の重なり幅を
一定に保ちながら帯状シートを芯体にスパイラルに巻き
付けることが可能な帯状シートのスパイラル巻き付け方
法及びこれを実施する装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明は上記の目的を達成するために、請求項（１）
では、帯状シートの幅をセンサにより検出し、該幅の値
と、前記帯状シートを巻き付ける同一外径で長尺の巻き
付け対象物の外径値と該巻き付け対象物に前記帯状シー
トを巻き付けるときの該帯状シートの重なり幅の値とを
用いて、前記巻き付け対象物への前記帯状シートの巻き
付けピッチを算出し、該巻き付けピッチにて前記帯状シ
ートを前記巻き付け対象物へスパイラルに巻き付けるよ
うにした帯状シートのスパイラル巻き付け方法を提案す
る。

また、請求項（２）では、巻き出し機より巻き出され
た帯状シートを該帯状シートの重なり幅を一定に保ちな
がら同一外径で長尺の巻き付け対象物にスパイラルに巻
き付ける帯状シートスパイラル巻き付け装置において、
前記重なり幅と前記巻き付け対象物の外径とを入力する
データ入力部と、前記帯状シートの幅を検出するセンサ
と、制御信号に基づいて前記巻き出し機を前記巻き付け
対象物に対して平行に移動する巻き出し機移動手段と、
制御信号に基づいて前記巻き付け対象物を回転させる巻
き付け対象物回転手段と、前記データ入力部より入力し
た前記重なり幅と前記巻き付け対象物の外径と、前記セ
ンサにより検出した前記帯状シートの幅とに基づいて、
前記巻き付け対象物への前記帯状シートの巻き付けピッ
チを算出すると共に、該算出結果に基づいた制御信号を
前記巻き出し機移動手段と前記巻き付け対象物回転手段
に出力する制御部とを設けた帯状シートのスパイラル巻
き付け装置を提案する。

（作用）本発明の請求項（１）によれば、センサにより帯状シ
ートの幅が検出され、該幅の値と、前記帯状シートの巻
き付け対象物の外径値及び該巻き付け対象物に前記帯状
シートを巻き付けるときの該帯状シートの重なり幅の値
を用いて、前記巻き付け対象物への前記帯状シートの巻
き付けピッチが算出され、該巻き付けピッチにて前記帯
状シートが前記巻き付け対象物へスパイラルに巻き付け
られる。

また、請求項（２）によれぱ、データ入力部より入力
された重なり幅と巻き付け対象物の外径と、センサによ
り検出された帯状シートの幅とに基づいて、制御部によ
り前記巻き付け対象物への前記帯状シートの巻き付けピ
ッチが算出されると共に、該算出結果に基づいた制御信
号が巻き出し機移動手段と巻き付け対象物回転手段に出
力されて、巻き出し機が前記巻き付けピッチにて前記巻
き付け対象物と平行に移動されると共に、巻き付け対象
物が回転される。これにより前記巻き付け対象物に前記
帯状シートが、その重なり幅を一定に保ちながらスパイ
ラルに巻き付けられる。

（実施例）第１図は本発明の一実施例を示すもので、第１図
（ａ）は帯状シートのスパイラル巻き付け装置の構成
図、第１図（ｂ）は要部斜視図、第１図（ｃ）は電気系
回路のブロック図である。図において、10は帯状シート
を巻き付ける対象となる円筒状の芯体、20は第１のサー
ボモータ、21は回転数変換部で、芯体10と第１のサーボ
モータ20を連結し、所定の比率にて第１のサーボモータ
20の回転数を変換して芯体10をその中心軸を回転軸とし
て回転させる。

30は第１のサーボモータ20を駆動する第１のサーボモ
ータ駆動部、40はシート巻き出し部、50はシート巻き出
し部40を駆動する第２のサーボモータ駆動部、60はデー
タ入力部、70は制御部である。

前記巻き出し機移動手段は、シート巻き出し部40と第
２のサーボモータ駆動部50により構成され、前記巻き付
け対象物回転手段は、第１のサーボモータ20、回転数変
換部21及び第１のサーボモータ駆動部30により構成され
る。

前記第１のサーボモータ20は印加電圧を増減すること
により、その回転数N_m1（rpm）を増減することができ
る。また、回転数変換部21は、第１のサーボモータ20の
回転数N_m1の1/10の回転数にて芯体10を回転させる。

第１のサーボモータ駆動部30は、エンコーダ31、分周
器32、偏差カウンタ33、デジタル／アナログ（以下D/A
と称す）変換器34及び増幅器35から構成されている。エ
ンコーダ31は第１のサーボモータ20の回転数N_m1を検出
するもので、第１のサーボモータ20が１回転する間に60
00個のパルスＡを出力する。分周器32は、制御部70から
芯体10の制御回転数N_c1（rpm）を表わすデータＢを所定
時間Ｔ毎に入力し、１分間に6000×N_c1個のパルスＣを
前記所定時間Ｔの間に出力する。

偏差カウンタ33は、パルスＡとパルスＣを入力し、こ
れらのパルス数を計数すると共に回転数（2N_c1−N_m1）
を表わすデータＤを所定時間Ｔ毎に出力する。D/A変換
器34はデータＤを入力し、このデータＤの値に対応した
電圧を有する信号Ｅを出力する。増幅器35は、信号Ｅを
入力し、これを増幅した信号Ｆを第１のサーボモータ20
に出力する。また、増幅器35は、回転数N_c1を表わすデ
ータＤがD/A変換器34に入力されたときに、第１のサー
ボモータ20を回転数（10×N_c1）にて回転させる電圧値
を有する信号Ｆを出力可能な増幅度を備えている。前述
した構成よりなる第１のサーボモータ駆動部30により第
１のサーボモータ20はフィードバック制御されて回転す
る。

前記シート巻き出し部40は、第２のサーボモータ41、
ボールネジ42、巻き出し機43、光学式センサ（以下セン
サと称す）44、センサ用の光源45等から構成されてい
る。

第２のサーボモータ41は印加電圧を増減することによ
り、その回転数N_m2（rpm）を増減することができるもの
である。ボールネジ42は所定のピッチを有し、第２のサ
ーボモータ41に連結されると共に芯体10に対して平行に
なるように配設され、その中心軸を回転軸として回転数
N_m2にて回転するようになっている。巻き出し機43は、
帯状の薄物シート（以下シートと称する）80の原反を巻
き出し可能な状態に保持し、ボールネジ42の回転に従っ
て、ボールネジ42の軸心方向に移動するようになってい
る。また、巻き出し機43には、シート80の幅Ｗを検出す
るためのセンサ44、光源45及びシート80をセンサ44の測
定位置に保持する保持具46a,46bが、巻き出し機43と共
に移動可能なように配設されている。センサ44によって
検出されたシート80の幅Ｗはデジタルデータとして、制
御部70に出力される。

前記第２のサーボモータ駆動部50は、エンコーダ51、
分周器52、偏差カウンタ53、D/A変換器54及び増幅器55
から構成されている。エンコーダ51はエンコーダ31と同
様に構成され、第２のサーボモータ41の回転数N_m2を検
出するもので、第２のサーボモータ41が１回転する間に
6000個のパルスＧを出力する。分周器52は、制御部70か
ら所定時間Ｔ毎にボールネジ42の制御回転数N_c2（rpm）
を表わすデータＨを入力し、１分間に6000×N_c2個のパ
ルスＩを所定時間Ｔの間に出力する。

偏差カウンタ53はパルスＧとパルスＩを入力し、これ
らのパルス数を計数すると共に、回転数（2N_c2−N_m2）
を表わすデータＪを所定時間Ｔ毎に出力する。D/A変換
器54はデータＪを入力し、このデータＪの値に対応した
電圧を有する信号Ｑを出力する。増幅器55は信号Ｑを入
力し、これを増幅した信号Ｒを第２のサーボモータ41に
出力する。また、増幅器55は、回転数N_c2を表わすデー
タＪがD/A変換器54に入力されたときに、第２のサーボ
モータ41を回転数N_c2にて回転させる電圧値を有する信
号Ｒを出力可能な増幅度を備えている。前述した構成か
らなる第２のサーボモータ駆動部50により第２のサーボ
モータ41はフィードバック制御されて回転する。

前記データ入力部60は、テンキー61、スタートスイッ
チ62及びストップスイッチ63から構成され、これらのス
イッチ信号は制御部70に出力される。テンキー61により
制御部70に各種データを入力できるようになっている。

前記制御部70は、CPU71とCPU71に接続されたメモリ72
及びタイマ73から構成され、センサ44から入力するシー
ト80の幅Ｗ及びデータ入力部60のテンキー61から入力さ
れる重なり幅Ｌと芯体10の外径ｄに基づいて、芯体10へ
のシート80の巻き付けピッチＰを算出すると共に、デー
タ入力部60のテンキー61から入力される芯体10の制御回
転数N_c1に基づいて、第２のサーボモータ41の制御回転
数N_c2を算出し、スタートスイッチ62がオンにされた
後、分周器32,52へそれぞれデータＢ、データＨを出力
する。また、ストップスイッチ63がオンにされたとき
に、制御回転数N_c1,N_c2をそれぞれ０にして、データB,H
を出力する。これらの処理はメモリ72に格納されたプロ
グラムに基づいて、CPU71により行われる。

次に、前述の構成よりなる本実施例の動作を第２図に
示す制御フローチャートに基づいて説明する。

まず、操作員により芯体10及びシート80がセットさ
れ、データ入力部60のテンキー61からシートの重なり幅
Ｗ、芯体10の外径ｄ及び芯体10の制御回転数N_c1が入力
されると（S1,S2,S3）、制御部70はこれらのデータをメ
モリ72に格納した後、スタートスイッチ62がオンである
か否かを判定する（S4）。スタートスイッチ62がオフで
あるときは後述するS13の処理に移行し、オンであると
きはタイマ63をセットした後（S5）、センサ44からシー
ト80の幅Ｗを入力する（S6）。

次に（１）式に基づいて、巻き付けピッチＰを算出す
る（S7）。

Ｐ＝πd tan｛sin^-1［（Ｗ−Ｌ）／πｄ］｝ …（１）前記（１）式は次のようにして導かれたものである。
即ち、第１図（ａ）において、シート80の幅Ｗ、巻き付
けピッチＰ、重なり幅Ｌ及び巻き付け角度αの関係は、
幾何学的関係から（２）式のように表わされる。

Ｐ＝（Ｗ−Ｌ）/cosα …（２）また、巻き付け角度αの正接は（３）式にて表わされ
る。

tanα＝P/πｄ …（３）前記（２），（３）式より（４）式が導き出される。

α＝sin^-1｛（Ｗ−Ｌ）／πｄ｝ …（４）さらに、（３），（４）式より前記（１）式が導き出
される。この（１）式による巻き付けピッチＰの算出手
順はプログラムに設定されている。

次に制御部70は芯体10の制御回転数N_c1と巻き付けピ
ッチＰから（５）式に基づいて、ボールネジ42の制御回
転数N_c2を算出する。

N_c2＝Ｋ・Ｐ・N_c1 …（５）ここで、Ｋは定数であり、回転数変換部21における変
換比及びボールネジ42のピッチによって決まる値を有す
る。

この後、タイマ63の計時時間が所定時間Ｔに達したか
否かを判定し（S9）、所定時間Ｔに達したときは、タイ
マ63を新たにセットする（S10）。

次いで、芯体10の制御回転数N_c1を表わすデータＢを
第１のサーボモータ駆動部30に出力し（S11）、ボール
ネジ42の制御回転数N_c2を表わすデータＨを第２のサー
ボモータ駆動部50に出力する（S12）。これにより、第
１のサーボモータ20が駆動され、回転数変換部21を介し
て芯体10が回転数N_c1にて回転される。また、第２のサ
ーボモータ41が駆動され、ボールネジ42が回転数N_c2に
て回転される。ボールネジ42の回転に伴なって巻き出し
機43が移動し、巻き出し機43から巻き出されたシート80
は（１）式によって算出された巻き付けピッチＰにて芯
体10にスパイラルに巻き付けられる。また、シート80の
幅Ｗが均一でないものであっても、シート80の幅Ｗはセ
ンサ44を介して制御部70により検出され、この検出され
たシート80の幅Ｗに基づいて、巻き付けピッチＰが算出
されているので、シート80が芯体10に巻き付けられたと
きのシート80の重なり幅Ｌは常に一定になる。次に、制
御部70はストップスイッチ63がオンになったか否かを判
定し（S13）、オンでないときはS6の処理に移行し、引
き続き第１及び第２のサーボモータ駆動部30,50の制御
を行い、芯体10の回転制御及びシート巻き出し部40の駆
動を制御する。

前記S13の判定の結果、ストップスイッチ63がオンで
あるときは、芯体10の制御回転数N_c1及びボールネジ42
の制御回転数N_c2を共に０としたデータB,Hをそれぞれ第
１及び第２のサーボモータ駆動部30,50に出力し、芯体1
0及びボールネジ42の回転を停止する（S14）。

（発明の効果）以上説明したように、請求項（１）によれば、幅寸法
の精度が低い帯状シートを使用した場合においても、重
なり幅を一定に保ちながら前記帯状シートを前記巻き付
け対象物へスパイラルに巻き付けることが可能になると
いう効果を有する。

また、請求項（２）によれば、センサにより帯状シー
トの幅が検出され、該帯状シートの幅と、予め入力され
た巻き付け対象物の外径及び、該巻き付け対象物に前記
帯状シートを巻き付けるときの該帯状シートの重なり幅
とから、巻き付けピッチが算出され、該巻き付けピッチ
にて前記帯状シートが前記巻き付け対象物へスパイラル
に巻き付けられるので、前記重なり幅は自動的に常に一
定に保たれるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例の構成図、第１図
（ｂ）は一実施例における要部斜視図、第１図（ｃ）は
一実施例の電気系回路のブロック図、第２図は一実施例
の制御フローチャートである。 10……芯体、20……第１のサーボモータ、21……回転数
変換部、30……第１のサーボモータ駆動部、31,51……
エンコーダ、32,52……分周器、33,53……偏差カウン
タ、34,54……D/A変換器、35,55……増幅器、40……シ
ート巻き出し部、41……第２のサーボモータ、42……ボ
ールネジ、43……巻き出し機,44……光学式センサ、45
……光源、50……第２のサーボモータ駆動部、60……デ
ータ入力部、70……制御部。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】帯状シートの幅をセンサにより検出し、該
幅の値と、前記帯状シートを巻き付ける同一外径で長尺
の巻き付け対象物の外径値と該巻き付け対象物に前記帯
状シートを巻き付けるときの該帯状シートの重なり幅の
値とを用いて、前記巻き付け対象物への前記帯状シート
の巻き付けピッチを算出し、該巻き付けピッチにて前記
帯状シートを前記巻き付け対象物へスパイラルに巻き付
けるようにしたことを特徴とする帯状シートのスパイラル巻き付け方
法。
【請求項２】巻き出し機より巻き出された帯状シートを
該帯状シートの重なり幅を一定に保ちながら同一外径で
長尺の巻き付け対象物にスパイラルに巻き付ける帯状シ
ートのスパイラル巻き付け装置において、前記重なり幅と前記巻き付け対象物の外径とを入力する
データ入力部と、前記帯状シートの幅を検出するセンサと、制御信号に基づいて前記巻き出し機を前記巻き付け対象
物に対して平行に移動する巻き出し機移動手段と、制御信号に基づいて前記巻き付け対象物を回転させる巻
き付け対象物回転手段と、前記データ入力部より入力した前記重なり幅と前記巻き
付け対象物の外径と、前記センサにより検出した前記帯
状シートの幅とに基づいて、前記巻き付け対象物への前
記帯状シートの巻き付けピッチを算出すると共に、該算
出結果に基づいた制御信号を前記巻き出し機移動手段と
前記巻き付け対象物回転手段に出力する制御部とを設け
たことを特徴とする帯状シートのスパイラル巻き付け装
置。