JP2929249B2 - 巻取機 - Google Patents

巻取機

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JP2929249B2
JP2929249B2 JP3185364A JP18536491A JP2929249B2 JP 2929249 B2 JP2929249 B2 JP 2929249B2 JP 3185364 A JP3185364 A JP 3185364A JP 18536491 A JP18536491 A JP 18536491A JP 2929249 B2 JP2929249 B2 JP 2929249B2
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成田慶三
礒崎一義
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NISHIMURA SEISAKUSHO KK
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ディファレンシャル
駆動方式の巻取機に関するものである。
【0002】
【従来技術とその問題点】図4は従来の巻取機を示す。
この巻取機はスリッタと呼ばれているところのもので、
巻取材料1を細断し、巻き取るためのものである。紙、
プラスチックフィルムなどの巻取材料1が巻出ロール2
から巻き出され、送りローラ3および回転細断刃4に導
かれ、複数条に細断され、細断された巻取材料1が巻取
ロール5に導かれ、巻き取られる。また、これはディフ
ァレンシャル駆動方式のもので、機械的駆動方式であ
り、駆動源6がディファレンシャル伝動機構7を介して
巻取ロール5および送りローラ3に連結されており、駆
動源6はACまたはDCモータまたはその他の可変速モ
ータからなり、ディファレンシャル伝動機構7はディフ
ァレンシャル伝動ギヤからなる。したがって、駆動源6
の駆動トルクがディファレンシャル伝動機構7に伝達さ
れ、ディファレンシャル伝動機構7の差動出力m1,m
2によって巻取ロール5および送りローラ3が回転駆動
される。さらに、ブレーキ機構8,9が巻出ロール2お
よび送りローラ3に連結されており、ブレーキトルクが
巻出ロール2および送りローラ3に加えられる。なお、
この巻取機では、伝動軸によってディファレンシャル機
構7と送りローラ3が連結されており、ブレーキ機構9
はその伝動軸に連結されている。
【0003】したがって、図4の巻取機において、巻取
材料1が巻出ロール2から巻き出されるとき、ブレーキ
機構8のブレーキトルクがそれに抵抗し、巻取材料1に
巻出張力T3が生じる。さらに、巻取材料1が送りロー
ラ3を通るとき、ブレーキ機構9のブレーキトルクがそ
れに抵抗し、巻取材料1に付加張力T4が生じ、これら
巻出張力T3と付加張力T4が巻取材料1の全負荷張力
T3+T4として作用する。なお、巻取材料1の巻出張
力T3については、巻出ロール2の巻取材料1がガイド
ローラ10に係合し、その巻出張力T3がガイドローラ
10、ブラケット11および巻出張力検出器12に伝達
され、巻出張力検出器12によって巻取材料1の巻出張
力T3が検出され、その検出信号がフィードバック制御
装置13に送られる。そして、巻出張力検出器12の検
出信号にもとづき、ブレーキ機構8のブレーキトルクが
フィードバック制御され、巻出ロール2の直径の減少に
関係なく、巻出張力T3は一定に保たれる。付加張力T
4については、ブレーキ機構9のブレーキトルクおよび
送りローラ3の直径dがそれに関係するが、送りローラ
3の直径dは一定であり、ブレーキ機構9のブレーキト
ルクも一定に保たれる。したがって、付加張力T4も一
定であり、全負荷張力T3+T4は一定に保たれる。
【0004】また、ディファレンシャル伝動機構7の差
動出力m1,m2によって巻取ロール5および送りロー
ラ3が回転駆動され、巻取材料1が送りローラ3を通る
とき、各差動出力m1,m2のうち、一方の差動出力m
2が送りローラ3に作用し、巻取材料1にローラ負担張
力T2が生じる。ただし、ローラ負担張力T2は付加張
力T4と相殺され、表面にあらわれない。さらに、巻取
材料1が巻取ロール5に巻き取られるとき、他方の差動
出力m1が巻取ロール5に作用し、巻取材料1に巻取張
力T1が生じる。そして、巻取張力T1とローラ負担張
力T2が全負荷張力T3+T4を分担し、これによって
巻取材料1が引っ張られ、巻き取られるものである。し
たがって、巻取張力T1とローラ負担張力T2の和T1
+T2は全負荷張力T3+T4に等しく、一定である。
これを式で示すと、次のとおりである。
【0005】T1+T2=T3+T4=C
【0006】したがって、定数Cとローラ負担張力T2
の差C−T2が巻取張力T1であるということができ
る。そして、巻取材料1がその巻取張力T1をもって巻
き取られるものであるが、巻取ロール5の巻取径Dが増
大すると、それに従って全体の所要トルクが増大し、駆
動源6の駆動トルクが増加する。これによって各差動出
力m1,m2が増加し、送りローラ3への差動出力m2
に比例してローラ負担張力T2が増加する。したがっ
て、反対に、巻取張力T1はローラ負担張力T2の増加
加分だけ減少する。
【0007】この結果、図5に示すように、巻取径Dの
増大にともない、巻取材料1の巻取張力T1が漸次減少
し、一定の漸減曲線を描く。この特性が好ましい巻取張
力特性として評価され、現在まで、ディファレンシャル
駆動方式の巻取機が一般に使用されてきたのは周知のと
おりである。
【0008】しかしながら、その反面、従来はその巻取
張力特性が限られ、図5の漸減曲線を描く巻取張力特性
を得ることができるだけであり、それ以外の巻取張力特
性を得ることはできなかった。このため、この巻取機を
その巻取張力特性に適した巻取材料に使用することはで
きても、適していない巻取材料に使用することはでき
ず、汎用性がないという欠点があった。
【0009】また、この巻取機の場合、図6に示すよう
に、巻取材料1の巻き始めにおいて、巻取ロール5の巻
取径Dが小さいとき、その巻取張力T1が大きく落ち込
むことがある。その要因は下向きに膨らむ独特の漸減曲
線を描く巻取張力特性、および駆動系の回転摩擦などに
起因するメカロスにあると考えられる。このため、巻取
ロール5の巻芯付近の巻き硬さが不足し、巻取径Dの増
大にともない、巻芯付近が巻き締まり、これによって巻
き崩れなどの不都合が生じやすいという問題もある。
【0010】
【発明の目的】したがって、この発明は、ディファレン
シャル駆動方式の巻取機において、任意の巻取張力特性
が得られ、その汎用性が高められるようにすること、お
よび巻取張力の落ち込みが生じないようにすることを目
的としてなされたものである。
【0011】
【発明の構成】この発明によれば、ディファレンシャル
伝動機構の差動出力によって巻取ロールおよび送りロー
ラを回転駆動し、巻出ロールから巻き出される巻取材料
を送りローラを介して巻取ロールに導き、巻き取るにあ
たって、ブレーキ機構が送りローラに連結され、ブレー
キトルクが送りローラに加えられる。さらに、巻取張力
設定器によって巻取材料の巻取張力が設定され、巻取径
検出器によって巻取ロールの巻取径が検出され、巻取張
力検出器によって巻取材料の巻取張力が検出される。そ
して、フィードバック制御装置が巻取張力設定器、巻取
径検出器、巻取張力検出器およびブレーキ機構に接続さ
れ、巻取張力設定器の設定信号、巻取径検出器の検出信
号および巻取張力検出器の検出信号にもとづき、ブレー
キ機構のブレーキトルクがフィードバック制御される。
【0012】ブレーキ機構に代えて、ACまたはDCモ
ータなどの駆動機構を送りローラに連結し、モータリン
グトルクまたはブレーキトルクを送りローラに加え、巻
取張力設定器の設定信号、巻取径検出器の検出信号およ
び巻取張力検出器の検出信号にもとづき、駆動機構のモ
ータリングトルクまたはブレーキトルクをフィードバッ
ク制御するようにしてもよい。
【0013】これに代えて、ブレーキ機構を巻出ロール
に連結し、ブレーキトルクを巻出ロールに加え、巻取張
力設定器の設定信号、巻取径検出器の検出信号および巻
取張力検出器の検出信号にもとづき、そのブレーキトル
クをフィードバック制御するようにしてもよい。
【0014】ACモータまたはDCモータなどの駆動機
構を巻出ロールに連結し、モータリングトルクまたはブ
レーキトルクを巻出ロールに加え、巻取張力設定器の設
定信号、巻取径検出器の検出信号および巻取張力検出器
の検出信号にもとづき、そのモータリングトルクまたは
ブレーキトルクをフィードバック制御するようにしても
よい。
【0015】
【実施例の説明】以下、この発明の実施例を説明する。
図1はこの発明の実施例を示す。図4の巻取機と同様、
この巻取機も巻取材料1のスリッタであり、ディファレ
ンシャル駆動方式のものである。したがって、駆動源6
がディファレンシャル伝動機構7を介して巻取ロール5
および送りローラ3に連結され、ディファレンシャル伝
動機構7の差動出力m1,m2によって巻取ロール5お
よび送りローラ3が回転駆動される。駆動源6およびデ
ィファレンシャル伝動機構7は図4の巻取機と同様のも
のである。さらに、ブレーキ機構8,9が巻出ロール2
および送りローラ3に連結され、ブレーキトルクが巻出
ロール2および送りローラ3に加えられる。この実施例
では、伝動軸によってディファレンシャル伝動機構7と
送りローラ3が連結されており、ブレーキ機構9はその
伝動軸に連結されている。また、ブレーキ機構8,9は
可変式のものであり、そのブレーキトルクを変化させる
ことができる。そして、紙、プラスチックフィルムなど
の巻取材料1が巻出ロール2から巻き出され、送りロー
ラ3および回転細断刃4に導かれ、複数条に細断され、
細断された巻取材料1が巻取ロール5に巻き取られる。
ブレーキ機構8のブレーキトルクについては、図4の巻
取機と同様、巻取材料1の巻出張力T3がガイドローラ
10、ブラケット11および巻出張力検出器12に伝達
され、巻出張力検出器12によって巻出材料1の巻出張
力T3が検出され、その検出信号がフィードバック制御
装置13に送られ、それにもとづき、ブレーキ機構8の
ブレーキトルクがフィードバック制御される。
【0016】さらに、この巻取機は巻取張力設定器1
4、巻取径検出器15、巻取張力検出器16およびフィ
ードバック制御装置17を有する。巻取張力設定器14
は巻取材料1の巻取張力T1を設定するためのものであ
り、巻取径検出器15は巻取ロール5の巻取径Dを検出
するためのものである。巻取張力検出器16は巻取材料
1の巻取張力T1を検出するためのものである。この実
施例では、巻取ロール5の直前において、巻取材料1が
ガイドローラ18に係合され、ブラケット19が巻取張
力検出器16に連結され、巻取張力検出器16およびブ
ラケット19によってガイドローラ18が支持されてい
る。したがって、巻取材料1が巻取ロール5に巻き取ら
れるとき、その巻取張力T1がガイドローラ18、ブラ
ケット19および巻取張力検出器16に作用し、巻取張
力検出器16によってそれが検出される。フィードバッ
ク制御装置17はブレーキ機構9のブレーキトルクを制
御するためのもので、巻取張力設定器14、巻取径検出
器15、巻取張力検出器16およびブレーキ機構9に接
続されている。したがって、後述するように、巻取張力
設定器14によって巻取材料1の巻取張力T1を設定す
るとき、それを巻取ロール5の巻取径Dに関連させ、巻
取径Dの増大に応じて巻取張力T1が変化するよう設定
し、巻取張力設定器14の設定信号、巻取径検出器15
の検出信号および巻取張力検出器16の検出信号にもと
づき、ブレーキ機構9のブレーキトルクをフィードバッ
ク制御することができる。
【0017】したがって、この巻取機において、ブレー
キ機構8のブレーキトルクがフィードバック制御され、
巻取材料1が巻出ロール2から巻き出されるとき、その
巻出張力T3が一定に保たれるのは図4の巻取機と同様
である。そして、巻取材料1が送りローラ3を通ると
き、ブレーキ機構9のブレーキトルクがそれに抵抗し、
巻取材料1に付加張力T4’が生じ、これら巻出張力T
3と付加張力T4’が巻取材料1の全負荷張力T3+T
4’として作用する。さらに、ディファレンシャル伝動
機構7の差動出力m1,m2が巻取ロール5および送り
ローラ3に作用し、巻取材料1に巻取張力T1およびロ
ーラ負担張力T2が生じる。その和T1+T2は全負荷
張力T3+T4’に等しい。これを式であらわすと、次
のとおりである。
【0018】T1+T2=T3+T4’
【0019】したがって、全負荷張力T3+T4’が一
定であれば、巻取ロール5の巻取径Dの増大にともな
い、巻取材料1の巻取張力T1が漸次減少し、一定の漸
減曲線を描くのも図4の巻取機と同様である。
【0020】そして、この巻取機では、巻取張力設定器
14によって巻取材料1の巻取張力T1が設定され、そ
の設定信号がフィードバック制御装置17に送られる。
また、巻取張力設定器14によって巻取材料1の巻取張
力T1が設定されるとき、巻取ロール5の巻取径Dの増
大に応じて巻取材料1の巻取張力T1が変化するよう設
定される。さらに、巻取径検出器15によって巻取ロー
ル5の巻取径Dが検出され、その検出信号がフィードバ
ック制御装置17に送られ、巻取張力検出器16によっ
て巻取材料1の巻取張力T1が検出され、その検出信号
がフィードバック制御装置17に送られる。そして、巻
取張力設定器14の設定信号、巻取径検出器15の検出
信号および巻取張力検出器16の検出信号にもとづき、
ブレーキ機構9のブレーキトルクがフィードバック制御
される。したがって、ブレーキ機構9のブレーキトルク
に比例して付加張力T4’が変化し、これによって全負
荷張力T3+T4’が変化し、巻取張力T1がその影響
を受ける。したがって、フィードバック制御によって巻
取張力T1を制御することができ、巻取張力T1を巻取
張力設定器14の設定値に対応させることができる。こ
れによって任意の巻取張力特性を得ることができる。
【0021】たとえば、図2に示すように、図5と同様
の漸減曲線Taを描く巻取張力特性を得ることもでき、
それよりもテーパ度合いの小さい漸減曲線Tbを描く巻
取張力特性を得ることもできる。曲線ではなく、漸減直
線Tcを描く巻取張力特性を得ることもできる。漸減曲
線Taよりもテーパ度合いの大きい漸減曲線Tdを描く
巻取張力特性を得ることもできる。この他、種々の巻取
張力特性を得ることができる。したがって、この巻取機
を種々の巻取材料に使用することができ、その汎用性は
高い。
【0022】また、この巻取機の場合、フィードバック
制御によって巻取材料1の巻取張力T1を制御すること
ができ、巻取材料1の巻き始めにおいて、巻取ロール5
の巻取径Dが小さくても、その巻取張力T1の落ち込み
が生じるおそれはない。したがって、巻取ロール5の巻
芯付近の巻き硬さは不足せず、巻き崩れなどの不都合は
生じない。
【0023】なお、ブレーキ機構9のブレーキトルクを
送りローラ3に加えなくても、実際には、ローラ系のメ
カロスで必然的にブレーキ作用が生じる。したがって、
図1のブレーキ機構9に代えて、ACまたはDCモータ
などの駆動機構を送りローラ3に連結し、モータリング
トルクを送りローラ3に加え、これをメカロスのブレー
キ作用に対抗させると、メカロスのブレーキ作用をゼロ
に近づけ、これによって巻取材料1の全負荷張力を減少
させることができる。この結果、低い巻取張力T1で巻
取材料1を巻き取ることができる。さらに、その駆動機
構として可変式のものを使用し、駆動機構のモータリン
グトルクを変化させることができるようにし、フィード
バック制御装置17をその駆動機構に接続すると、巻取
張力設定器14の設定信号、巻取径検出器15の検出信
号および巻取張力検出器16の検出信号にもとづき、駆
動機構のモータリングトルクをフィードバック制御し、
これによって巻取材料1の巻取張力T1を制御すること
ができる。駆動機構をブレーキ機構として作用させ、そ
のブレーキトルクを送りローラ3に加え、これをフィー
ドバック制御することもできる。
【0024】図3は他の実施例を示す。この巻取機も巻
取張力設定器14、巻取径検出器15、巻取張力検出器
16およびフィードバック制御装置17を有し、そのフ
ィードバック制御装置17が巻取張力設定器14、巻取
径検出器15および巻取張力検出器16に接続されてい
るが、図1の巻取機と異なり、フィードバック制御装置
17は送りローラ3のブレーキ機構9ではなく、巻出ロ
ール2のブレーキ機構8に接続されている。送りローラ
3のブレーキ機構9については、図4の巻取機と同様、
そのブレーキトルクが一定に保たれる。したがって、巻
取材料1の付加張力T4も一定に保たれる。そして、巻
取材料1が巻取ロール2から巻き出されるとき、巻取材
料1に巻出張力T3’が生じ、これら巻出張力T3’と
付加張力T4が全負荷張力T3’+T4として作用す
る。さらに、巻取材料1に巻取張力T1およびローラ負
担張力T2が生じ、その和T1+T2は全負荷張力T
3’+T4に等しい。これを式で表すと、次のとおりで
ある。
【0025】T1+T2=T3’+T4
【0026】そして、巻取張力設定器14の設定信号、
巻取径検出器15の検出信号および巻取張力検出器16
の検出信号がフィードバック制御装置17に送られ、そ
れにもとづき、ブレーキ機構8のブレーキトルクがフィ
ードバック制御される。したがって、ブレーキ機構8の
ブレーキトルクに比例して巻出張力T3’が変化し、こ
れによって全負荷張力T3’+T4が変化し、巻取張力
T1がその影響を受ける。したがって、フィードバック
制御によって巻取材料1の巻取張力T1を制御すること
ができ、同様の作用効果を得ることができる。
【0027】また、巻取材料1の巻取の進行にともな
い、巻出ロール2の直径が大幅に減少すると、その回転
速度が著しく上昇し、これによって大きいメカロスが生
じ、巻出ロール2に対するブレーキ作用が生じる。した
がって、これを考慮し、図3のブレーキ機構8に代え
て、ACまたはDCモータなどの駆動機構を巻出ロール
2に連結し、駆動機構をブレーキ機構として作用させ、
そのブレーキトルクを巻出ロール2に加え、これをフィ
ードバック制御する。そして、巻出ロール2の直径が大
幅に減少したとき、駆動機構のブレーキトルクではな
く、モータリングトルクを巻出ロール2に加え、これを
メカロスのブレーキ作用に対抗させ、そのモータリング
トルクをフィードバック制御することも考えられる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ディファレンシャル駆動方式の巻取機において、フ
ィードバック制御によって巻取材料1の巻取張力T1を
制御することができ、任意の巻取張力特性を得ることが
できる。したがって、ディファレンシャル駆動方式の巻
取機を種々の巻取材料に使用することができ、その汎用
性は高い。巻取材料1の巻き始めにおいて、巻取ロール
5の巻取径Dが小さくても、その巻取張力T1の落ち込
みが生じるおそれもなく、所期の目的を達成することが
できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示すブロック図である。
【図2】図1の巻取機の巻取張力特性を示すグラフであ
る。
【図3】他の実施例を示すブロック図である。
【図4】従来の巻取機の説明図である。
【図5】図4の巻取機の巻取張力特性を示すグラフであ
る。
【図6】図4の巻取機の巻取張力の落ち込みを示すグラ
フである。
【符号の説明】
1 巻取材料 3 送りローラ 5 巻取ロール 6 駆動源 7 ディファレンシャル伝動機構 9 ブレーキ機構 14 巻取張力設定器 15 巻取径検出器 16 巻取張力検出器 17 フィードバック制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−1149(JP,A) 特開 昭63−51264(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B65H 23/18 - 26/08

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 駆動源をディファレンシャル伝動機構を
    介して巻取ロールおよび送りローラに連結し、前記ディ
    ファレンシャル伝動機構の差動出力によって前記巻取ロ
    ールおよび前記送りローラを回転駆動し、巻出ロールか
    ら巻き出される巻取材料を前記送りローラを介して前記
    巻取ロールに導き、巻き取るようにしたディファレンシ
    ャル駆動方式の巻取機において、前記送りローラに連結
    され、ブレーキトルクを前記送りローラに加えるブレー
    キ機構と、前記巻取材料の巻取張力を設定する巻取張力
    設定器と、前記巻取ロールの巻取径を検出する巻取径検
    出器と、前記巻取材料の巻取張力を検出する巻取張力検
    出器と、前記巻取張力設定器、前記巻取径検出器、前記
    巻取張力検出器および前記ブレーキ機構に接続され、前
    記巻取張力設定器の設定信号、前記巻取径検出器の検出
    信号および前記巻取張力検出器の検出信号にもとづき、
    前記ブレーキ機構のブレーキトルクをフィードバック制
    御するフィードバック制御装置とを備えたことを特徴と
    する巻取機。
  2. 【請求項2】 駆動源をディファレンシャル伝動機構を
    介して巻取ロールおよび送りローラに連結し、前記ディ
    ファレンシャル伝動機構の差動出力によって前記巻取ロ
    ールおよび前記送りローラを回転駆動し、巻出ロールか
    ら巻き出される巻取材料を前記送りローラを介して前記
    巻取ロールに導き、巻き取るようにしたディファレンシ
    ャル駆動方式の巻取機において、前記送りローラに連結
    され、モータリングトルクまたはブレーキトルクを前記
    送りローラに加える駆動機構と、前記巻取材料の巻取張
    力を設定する巻取張力設定器と、前記巻取ロールの巻取
    径を検出する巻取径検出器と、前記巻取材料の巻取張力
    を検出する巻取張力検出器と、前記巻取張力設定器、前
    記巻取径検出器、前記巻取張力検出器および前記駆動機
    構に接続され、前記巻取張力設定器の設定信号、前記巻
    取径検出器の検出信号および前記巻取張力検出器の検出
    信号にもとづき、前記駆動機構のモータリングトルクま
    たはブレーキトルクをフィードバック制御するフィード
    バック制御装置とを備えたことを特徴とする巻取機。
  3. 【請求項3】 駆動源をディファレンシャル伝動機構を
    介して巻取ロールおよび送りローラに連結し、前記ディ
    ファレンシャル伝動機構の差動出力によって前記巻取ロ
    ールおよび前記送りローラを回転駆動し、巻出ロールか
    ら巻き出される巻取材料を前記送りローラを介して前記
    巻取ロールに導き、巻き取るようにしたディファレンシ
    ャル駆動方式の巻取機において、前記巻出ロールに連結
    され、ブレーキトルクを前記巻出ロールに加えるブレー
    キ機構と、前記巻取材料の巻取張力を設定する巻取張力
    設定器と、前記巻取ロールの巻取径を検出する巻取径検
    出器と、前記巻取材料の巻取張力を検出する巻取張力検
    出器と、前記巻取張力設定器、前記巻取径検出器、前記
    巻取張力検出器および前記ブレーキ機構に接続され、前
    記巻取張力設定器の設定信号、前記巻取径検出器の検出
    信号および前記巻取張力検出器の検出信号にもとづき、
    前記ブレーキ機構のブレーキトルクをフィードバック制
    御するフィードバック制御装置とを備えたことを特徴と
    する巻取機。
  4. 【請求項4】 駆動源をディファレンシャル伝動機構を
    介して巻取ロールおよび送りローラに連結し、前記ディ
    ファレンシャル伝動機構の差動出力によって前記巻取ロ
    ールおよび前記送りローラを回転駆動し、巻出ロールか
    ら巻き出される巻取材料を前記送りローラを介して前記
    巻取ロールに導き、巻き取るようにしたディファレンシ
    ャル駆動方式の巻取機において、前記巻出ロールに連結
    され、モータリングトルクまたはブレーキトルクを前記
    巻出ロールに加える駆動機構と、前記巻取材料の巻取張
    力を設定する巻取張力設定器と、前記巻取ロールの巻取
    径を検出する巻取径検出器と、前記巻取材料の巻取張力
    を検出する巻取張力検出器と、前記巻取張力設定器、前
    記巻取径検出器、前記巻取張力検出器および前記駆動機
    構に接続され、前記巻取張力設定器の設定信号、前記巻
    取径検出器の検出信号および前記巻取張力検出器の検出
    信号にもとづき、前記駆動機構のモータリングトルクま
    たはブレーキトルクをフィードバック制御するフィード
    バック制御装置とを備えたことを特徴とする巻取機。
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