JP4178460B2 - シート分割巻取装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分】
本発明は、広幅の帯状シートを原反ロールから巻戻してスリッターにより所要幅の複数の帯状シートに分割しながら、その分割された帯状シートを、夫々個別のタッチローラを経由させて、個々の巻芯支持装置に装着され巻取駆動機構により個別に回転駆動される巻芯のまわりに巻取るシート分割巻取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述のシート分割巻取装置において、原反ロールから広幅の帯状シートを巻戻し、所要幅に分割して巻取る場合、巻上げた巻取ロールを使用する印刷工程や表面処理工程等からの要求に応じて、巻取ロールが所謂外巻又は内巻になるように巻取らなければならない。原反ロールから巻戻される帯状シートの表面が、巻取ロールを形成する帯状シートの表面になるように巻取ると外巻となり、逆に巻取ロールを形成する帯状シートの裏面になるように巻取ると内巻となる。
【０００３】
従来、前述の外巻と内巻との切替えは、広幅の帯状シートの巻取ロールからの引き出し方向を変えることにより行っている。つまり、原反ロールをその支持スタンドに、広幅の帯状シートが原反ロールの上側から引き出されるように装着するか、原反ロールの下側から引き出されるように装着するかにより、外巻と内巻とを切替える。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のシート分割巻取装置では、巻取ロールの外巻と内巻の切替えを、原反ロールの支持スタンドへの装着の仕方を変えることによって行うので、原反ロールの装着の仕方を変えない限り、得られる巻取ロールは全て外巻のものか又は内巻のものになる。そのため、シート分割巻取装置を運転する際、まず内巻又は外巻の何れか一方の巻取ロールを予定数だけ連続して形成し、その後、原反ロールを巻出し方向が逆になるように架け替えて他の巻方の巻取ロールを予定数だけ連続して形成する。そして外巻又は内巻の何れか一方の巻取ロールを形成しているときは、もう一方の巻取ロールを形成することができないので、次の印刷工程等へ、必要な巻方をした巻取ロールを安定的に供給することができなくなる。また当面必要のない巻取ロールが多数形成されるので巻取ロールの在庫が増え、その巻取ロールを保管するための広い保管場所必要になる。
【０００５】
そこで、巻取ロールの供給要請を受けてからそれを供給するまでのリードタイムを極力短くして、外巻と内巻双方の巻取ロ−ルを必要とする次の工程に、その必要な巻取ロールを安定的に供給できるようにするために、支持スタンドへの原反ロールの架け替えを頻繁に行うことにより、内巻の巻取ロールと外巻の巻取ロールとを交互に短い周期で少数ずつ形成することも提案されるが、このようにすると、原反ロールは重量が数トンのものもあるため原反ロールの架け替え作業は面倒な作業であると共に時間がかかり、シート分割巻取装置の稼働率が大幅に低下する。
【０００６】
そこで、本発明は上述のような問題点に鑑み、巻取ロールの外巻と内巻の切替えを簡単に短時間で行うことができるシート分割巻取装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のシート分割巻取装置は、広幅の帯状シートを原反ロールから巻戻してスリッターにより所要幅の複数の帯状シートに分割しながら、その分割された帯状シートを、夫々案内ローラとその次にある個別のタッチローラを経由させて、個々の巻芯支持装置に支持されると共に巻取駆動機構により個別に回転駆動される巻芯のまわりに巻取ることにより巻取ロールを形成するシート分割巻取装置であって、前記タッチローラを夫々可動腕により保持すると共に前記可動腕に操作機構から夫々操作力を加えることによって前記タッチローラを前記巻取ロールに押し付け可能にし、かつ前記操作機構から可動腕に加える操作力を調節可能にしたことと、前記巻取駆動機構を、前記巻芯に夫々調節した巻取トルクを個別に出力すると共に前記巻芯のうちの一つ以上に対して、選択的に正転及び逆転駆動できるものにし、前記分割された帯状シートを、その裏面が前記案内ローラの外周面に接触し、その帯状シートの表面がタッチローラの外周面に接触するように案内ローラからタッチローラに巻掛けた後、その帯状シートの裏面が巻芯の外周面に接触するように巻芯に巻付け、巻芯を正転駆動して巻取る巻芯正転駆動巻取りと、前記分割された帯状シートを、その裏面が前記案内ローラの外周面に接触し、更にその帯状シートの裏面がタッチローラの外周面に接触するように案内ローラからタッチローラに巻掛けた後、その帯状シートの表面が巻芯の外周面に接触するように巻芯に巻付け、巻芯を逆転駆動して巻取る巻芯逆転駆動巻取りとを選択的に行うことができることと、前記案内ローラを、前記巻芯正転駆動巻取りのとき帯状シートがタッチローラにその半周に亘って巻掛けられるように配置したとことと、前記巻芯正転駆動巻取り並びに前記巻芯逆転駆動巻取りのとき、夫々前記巻取ロールとタッチローラとの接触圧が予め設定された所要接触圧になるよう前記操作機構に操作力の制御信号を出す接触圧制御装置を備え、前記接触圧制御装置は、前記巻芯逆転駆動巻取りのとき前記タッチローラの外周面に巻掛けられた帯状シートの巻取張力により前記巻取ロールとタッチローラとの接触圧が前記所要接触圧に対して減少しないよう補償する補償手段を含み、前記巻芯逆転駆動巻取りのときにのみ前記補償手段により補償を行うこととを特徴とする。
【０００８】
本発明のシート分割巻取装置では、巻取ロールの外巻と内巻の切替えを、巻取駆動機構による巻芯の回転駆動方向とタッチローラへの帯状シートの巻掛け方とを変えることにより行い、内巻及び外巻の巻取ロールを同時に巻上げることができるようにする。そして逆転駆動される巻芯に対応するタッチローラには帯状シートを逆方向に巻掛け、その帯状シートの巻取張力により生じる、巻取ロールとタッチローラとの接触圧の減少分、つまり帯状シートの巻取張力により生じる、接触圧を減少させようとする力を補償手段により自動的に補償する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１に示すシート分割巻取装置は、広幅の帯状シートＳ０を原反ロールＲ０から巻戻しスリッター１により所要幅の複数の帯状シートＳに分割しながら、その分割された帯状シートＳを夫々個別のタッチローラ２を経由させて、個々の巻芯支持装置３に支持されると共に巻取駆動機構４により個別に回転駆動される巻芯Ｃのまわりに巻取るものである。
【００１０】
広幅の帯状シートＳ０は複数の案内ローラ５により原反ロールＲ０からスリッター１へ搬送され、スリッター１により複数に分割されて案内ローラ６上に並ぶ帯状シートＳは、端から順次、前後の案内ローラ７、８へ交互に振り分けられ、振り分けられた帯状シートＳは案内ローラ７又は８から夫々のタッチローラ２の外周面に巻掛けられて巻芯Ｃへ導かれる。
【００１１】
巻芯Ｃ上には、そのまわりに巻取られた帯状シートＳにより巻取ロールＲが形成され、この巻取ロールＲとタッチローラ２は帯状シートＳの巻取中に接触する。
【００１２】
巻芯支持装置３は、巻芯Ｃの両端を着脱可能に夫々保持する巻芯チャック９と、この巻芯チャック９を回転可能に設けた巻取アーム１０を備え、巻取ロールＲの半径の増大に応じて巻芯Ｃとタッチローラ２との間隔を開けるために、タッチローラ２から自動的に水平方向にスライドして後退するようにしてある。
【００１３】
巻取駆動機構４は巻芯Ｃ毎の巻取モータ１１からなり、各巻取モータ１１は巻芯支持装置３に装着してあり、その出力軸の回転は伝動装置１２により巻芯チャック９に伝達されるようになっている。
【００１４】
図２に示すように、各巻取モータ１１は例えば交流電動機であり、夫々電源の電力を、指令された大きさかつ回転方向のトルクが発生する電気信号に変えて当該巻取モータ１１に供給する公知のインバータ装置１３を備え、このインバータ装置１３には巻取モータ１１の出力軸の回転方向の切替えを行うための回転方向切替え回路１４が接続してある。
【００１５】
このシート分割巻取装置は、予め設定した所要巻取張力が得られるように巻取モータ１１に巻取トルクの指令信号を出す巻取張力制御装置１５を備えており、巻取張力制御装置１５から出力された巻取トルクの指令信号はインバータ装置１３に入力される。なお巻取張力は、巻取ロールＲの回転力により巻取直前の帯状シートＳに生じる張力であり、巻取ロール等の慣性力や軸受け部分の機械損を無視すると、巻取モータ１１による巻取ロールＲの回転力つまり巻取トルクτを巻取ロールの半径ｒで割り算して得た商に等しい。
【００１６】
巻取張力制御装置１５は、巻取ロールの半径ｒの変化に対する帯状シートの所要巻取張力Ｆｔの変化パターンを設定することができる公知の巻取張力設定手段１６から受け取ったパラメータの設定値と、巻取ロールの半径を時々刻々検出する公知の巻取径検出手段１７から受け取った巻取ロール半径ｒの検出値とに基づき所要巻取張力Ｆｔ並びに所要巻取トルクτを時々刻々演算して出力することができる巻取トルク演算制御部１８を有する。したがって、各巻取モータ１１は、巻芯Ｃに調節した巻取トルクτを出力することができ、かつ巻芯Ｃを、選択的に正転・逆転駆動できる。巻取モータ１１により巻芯Ｃを正転駆動すると巻芯Ｃは図３（Ａ）に矢印Ａ１で示す方向に回転し、巻芯Ｃを逆転駆動すると巻芯Ｃは図３（Ｂ）に矢印Ａ２で示す方向に回転する。
【００１７】
また、このシート分割巻取装置では、帯状シートＳの巻取中にタッチローラ２と巻取ロールＲとの接触圧を、重量が大きくなる巻取ロールの慣性力の影響を排除して微細に調節できるようにするために、図２に示すようにタッチローラ２を可動腕１９により回転自在に保持すると共に、この可動腕１９に操作機構２０から操作力を加えることによってタッチローラ２を夫々巻取ロールＲに押し付け可能にしてある。また操作機構２０が可動腕１９に加える操作力を調節できるようにするために、ここでは、操作機構２０を、流体圧シリンダ装置２１と、空圧源から供給される圧縮空気の圧力を、外部から指令された目標値になるよう自動的に調整して流体圧シリンダ装置２１へ出力する圧力調整弁２２とで構成している。また可動腕１９は支点軸２３を中心に揺動可能に設けてあり、流体圧シリンダ装置２１は可動腕１９の下端に操作力を加えることができ、タッチローラ２は可動腕１９の上端に軸受を介して装着してある。
【００１８】
流体圧シリンダ装置２１から可動腕１９の下端に引寄せ方向の操作力Ｆを加えると、可動腕１９には支点軸２３を中心に反時計方向の回転力が生じ、タッチローラ２が巻取ロールＲに押し付けられる。このとき流体圧シリンダ装置２１の操作力Ｆによりタッチローラ２に生じる巻取ロールＲへの押し付け力つまり接触圧の付与分をＦａとし、タッチローラ２と巻取ロールＲとの接触圧をＦｐとすると、タッチローラ２に流体圧シリンダ装置２１の操作力以外の力が作用しないときには、Ｆｐ＝Ｆａ、及びＦａ＝ｋ・Ｆの関係が成り立つ。ここでｋは可動腕１９のレバー比を考慮した係数である。そして流体圧シリンダ装置２１に供給する圧縮空気の圧力をＰとすると、圧縮空気圧Ｐと接触圧Ｆａとの関係はＰ＝Ｋ・Ｆａとなる。なおＫは係数である。
【００１９】
また、このシート分割巻取装置では、巻取モータ１１により巻芯Ｃを正転駆動するときは帯状シートＳを図３（Ａ）に示すようにタッチローラ２に巻掛け、巻取モータ１１により巻芯Ｃを逆転駆動するときは図３（Ｂ）に示すようにタッチローラ２に巻掛ける。つまり、巻芯正転駆動巻取りを行うときは、帯状シートＳを、その裏面が案内ローラ７又は８の外周面に接触し、その帯状シートＳの表面がタッチローラ２の外周面に接触するように案内ローラ７又は８からタッチローラ２に巻掛けた後、その帯状シートＳの裏面が巻芯Ｃの外周面に接触するように巻芯Ｃに巻付け、巻芯Ｃを正転駆動する。また巻芯逆転駆動巻取りを行うときは、帯状シートＳを、その裏面が案内ローラ７又は８の外周面に接触し、更にその帯状シートＳの裏面がタッチローラ２の外周面に接触するように案内ローラ７又は８からタッチローラ２に巻掛けた後、その帯状シートＳの表面が巻芯Ｃの外周面に接触するように巻芯Ｃに巻付け、巻芯Ｃを逆転駆動する。なお、タッチローラ２へ帯状シートＳを導く案内ローラ７、８は、巻芯正転駆動巻取りのとき図３（Ａ）に示すように帯状シートＳがタッチローラ２にその半周に亘って巻掛けられるように配置してある。そのため、巻取モータにより巻芯Ｃを逆転駆動するとき、図４に示すように、タッチローラ２の外周面に巻掛けた帯状シートＳの巻取張力Ｆｔにより、タッチローラ２に巻芯Ｃから離反する方向の力Ｆｄが加わり、その分だけ操作力により生じる接触圧を減少させる。なお、図４に矢印で示すベクトルＦｂは、帯状シートＳのタッチローラ２への巻掛け開始点Ｐ１と巻掛け終了点Ｐ２にタッチローラ２の接線方向に作用する巻取張力Ｆｔのベクトルの和を示す。そして帯状シートＳによるタッチローラ２の外周面の巻掛け角度をθとすると、Ｆｄ＝Ｆｔ・ｓｉｎθとなり、Ｆｐ＝Ｆａ−Ｆｄとなる。そこで、このシート分割巻取装置は、巻取モータ１１により巻芯Ｃを逆転駆動するとき帯状シートＳの巻取張力Ｆｔにより巻取ロールＲとタッチローラ２との接触圧が減少しないように補償する、図２に示す補償手段２４を含む接触圧制御装置２５を備える。
【００２０】
この接触圧制御装置２５は、巻芯Ｃを正逆いずれの方向に回転させても、例えば帯状シートＳのタッチローラ２への巻掛け角度を補償する案内ローラのような機械的補償手段を設けることなく、タッチローラ２と巻取ロールＲの接触圧Ｆｐを、予め設定した所要接触圧になるよう自動制御できるようにするためのものであり、巻取ロールの半径ｒの変化に対する接触圧Ｆｐの変化パターンを設定することができる公知の接触圧設定手段２６から受け取ったパラメータの設定値と、巻取径検出手段１７から受け取った巻取ロール半径ｒの検出値とに基づき所要接触圧Ｆｐを時々刻々演算して出力する所要接触圧演算手段２７と、所要接触圧演算手段２７からの所要接触圧Ｆｐとに基づき流体圧シリンダ装置２１による接触圧の付与分Ｆａを演算する正転時接触圧付与分演算手段２８と、正転時接触圧付与分演算手段２８から接触圧の付与分Ｆａを受けて、操作力調節機構２０への制御信号を発生させる制御信号発生手段２９を備える。
【００２１】
補償手段２４は、巻取張力制御装置１５から刻々入力される巻取張力の演算値に基づき帯状シートＳの巻取張力Ｆｔによる接触圧の減少分Ｆｄを演算する接触圧減少分演算手段３０と、接触圧減少分演算手段３０により演算した接触圧の減少分Ｆｄを、所要接触圧演算手段２７からの所要接触圧Ｆｐに加え合わせて操作機構２０による接触圧の付与分Ｆａを演算する逆転時接触圧付与分演算手段３１と、巻芯を逆転駆動するとき、巻芯を正転駆動するときの操作機構２０による接触圧の付与分Ｆａに基づく制御信号に替えて、逆転時接触圧付与分演算手段３１で演算した操作機構２０による接触圧の付与分Ｆａに基づく制御信号Ｐを操作機構２０に出力する操作力切替え回路３２とからなる。
【００２２】
逆転時接触圧付与分演算手段３１で演算された、操作機構２０による接触圧の付与分Ｆａは制御信号発生手段２９に入力され、この制御信号発生手段２９で、巻芯が逆転駆動されるときの操作機構２０による接触圧の付与分Ｆａに基づく制御信号Ｐが作られる。
【００２３】
巻芯Ｃを正転駆動するときはＦａ＝Ｆｐになるので、制御信号発生手段２９は、流体圧シリンダ装置２１に供給する圧縮空気の圧力Ｐを関係式Ｐ＝Ｋ・Ｆｐに基づき時々刻々演算して、その圧縮空気の圧力Ｐを指令する信号を制御信号として出力し、巻芯Ｃを逆転駆動するときはＦａ＝Ｆｐ＋Ｆｄとなるので、制御信号発生手段２９は、流体圧シリンダ装置２１に供給する圧縮空気の圧力Ｐを、関係式Ｐ＝Ｋ・（Ｆｐ＋Ｆｄ）に基づき時々刻々演算して、その圧縮空気の圧力Ｐを指令する信号を制御信号として出力する。
【００２４】
外巻・内巻の切替え操作を短い時間で確実に行うために、回転方向切替え回路１４及び操作力切替え回路３２が、図示しない切替えスイッチを操作することにより同時に切替え作動するように構成するとよい。
【００２５】
以上のように構成したシート分割巻取装置において、内巻の巻取ロールと外巻の巻取ロールが要求される場合には、それらを適宜同時に巻上げる。そのようにするために、巻取開始前に、外巻の巻取ロールに巻上げる帯状シートＳを図３（Ａ）に示すようにタッチローラ２の外周面に巻掛け、内巻の巻取ロールに巻上げる帯状シートＳを図３（Ｂ）に示すようにタッチローラ２の外周面に、外巻の場合と反対側に巻掛ける。また、図２に示す回転方向切替え回路１４及び操作力切替え回路３２を作動させることにより、外巻の巻取ロールを巻上げる巻芯Ｃを、巻取モータ１１により正転駆動することができるようにし、内巻の巻取ロールを巻上げる巻芯Ｃを、巻取モータ１１により逆転駆動することができるようにする。なお、図１に示す広幅の帯状シートＳ０の引き出し方向が上下逆になるように原反ロールＲ０を支持装置３３に装着すると、各巻取ロールＲの外巻・内巻が夫々逆になる。
【００２６】
本発明では、必要に応じて、巻芯回転駆動機構を、全ての巻芯に対して夫々正転逆転駆動できるものにしてもよいが、特定の一つ又は複数の巻芯に対して正転逆転駆動できるものにしてもよく、また一つの巻取モータと、巻芯毎のトルク調節機構と、前記巻取モータの回転を夫々トルク調節機構に伝達する、逆転機構を備えた伝動装置とからなるものにしてもよい。また補償手段における接触圧減少分演算手段を、公知の巻取張力検出器から入力される帯状シートの巻取張力の検出値に基づき接触圧の減少分を演算するものに替えることができる。 また、巻取ロールの半径増大に応じて巻芯とタッチローラとの間隔を開けるために、巻芯支持装置に支持された巻芯がタッチローラから後退するものに限らず、タッチローラが巻芯から後退するように構成したものを採用することができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、同時に内巻・外巻の巻取ロールを形成することが可能になり、面倒な原反ロールの架け替え作業を頻繁に行う必要がなくなって、シート分割巻取装置の稼働率が向上する。そして巻取ロールの供給要求を受けてからそれを供給するまでのリードタイムを短くすることができ、次の工程の要求に応じて外巻と内巻の巻取ロールを短時間で安定的に供給することができるようになり、また巻取ロールの保管場所を節約することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るシート分割巻取装置の全体説明図である。
【図２】図１に示すシート分割巻取装置における巻取張力制御装置及び接触圧制御装置のブロック図である。
【図３】帯状シートのタッチローラへの巻掛け方を示す説明図である。
【図４】巻取張力による接触圧の減少分を説明するための説明図である。
【符号の説明】
Ｒ 巻取ロール
Ｓ 帯状シート
１ スリッター
２ タッチローラ
３ 巻芯支持装置
４ 巻取駆動機構
１１ 巻取モータ
１５ 巻取張力制御装置
１９ 可動腕
２０ 操作機構
２１ 流体圧シリンダ装置
２２ 圧力調整弁
２４ 補償手段
２５ 接触圧制御装置
２７ 所要接触圧演算手段
２９ 制御信号発生手段
３０ 接触圧減少分演算手段
３１ 逆転時接触圧付与分演算手段
３２ 操作力切替え回路
【発明の属する技術分】
本発明は、広幅の帯状シートを原反ロールから巻戻してスリッターにより所要幅の複数の帯状シートに分割しながら、その分割された帯状シートを、夫々個別のタッチローラを経由させて、個々の巻芯支持装置に装着され巻取駆動機構により個別に回転駆動される巻芯のまわりに巻取るシート分割巻取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述のシート分割巻取装置において、原反ロールから広幅の帯状シートを巻戻し、所要幅に分割して巻取る場合、巻上げた巻取ロールを使用する印刷工程や表面処理工程等からの要求に応じて、巻取ロールが所謂外巻又は内巻になるように巻取らなければならない。原反ロールから巻戻される帯状シートの表面が、巻取ロールを形成する帯状シートの表面になるように巻取ると外巻となり、逆に巻取ロールを形成する帯状シートの裏面になるように巻取ると内巻となる。
【０００３】
従来、前述の外巻と内巻との切替えは、広幅の帯状シートの巻取ロールからの引き出し方向を変えることにより行っている。つまり、原反ロールをその支持スタンドに、広幅の帯状シートが原反ロールの上側から引き出されるように装着するか、原反ロールの下側から引き出されるように装着するかにより、外巻と内巻とを切替える。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のシート分割巻取装置では、巻取ロールの外巻と内巻の切替えを、原反ロールの支持スタンドへの装着の仕方を変えることによって行うので、原反ロールの装着の仕方を変えない限り、得られる巻取ロールは全て外巻のものか又は内巻のものになる。そのため、シート分割巻取装置を運転する際、まず内巻又は外巻の何れか一方の巻取ロールを予定数だけ連続して形成し、その後、原反ロールを巻出し方向が逆になるように架け替えて他の巻方の巻取ロールを予定数だけ連続して形成する。そして外巻又は内巻の何れか一方の巻取ロールを形成しているときは、もう一方の巻取ロールを形成することができないので、次の印刷工程等へ、必要な巻方をした巻取ロールを安定的に供給することができなくなる。また当面必要のない巻取ロールが多数形成されるので巻取ロールの在庫が増え、その巻取ロールを保管するための広い保管場所必要になる。
【０００５】
そこで、巻取ロールの供給要請を受けてからそれを供給するまでのリードタイムを極力短くして、外巻と内巻双方の巻取ロ−ルを必要とする次の工程に、その必要な巻取ロールを安定的に供給できるようにするために、支持スタンドへの原反ロールの架け替えを頻繁に行うことにより、内巻の巻取ロールと外巻の巻取ロールとを交互に短い周期で少数ずつ形成することも提案されるが、このようにすると、原反ロールは重量が数トンのものもあるため原反ロールの架け替え作業は面倒な作業であると共に時間がかかり、シート分割巻取装置の稼働率が大幅に低下する。
【０００６】
そこで、本発明は上述のような問題点に鑑み、巻取ロールの外巻と内巻の切替えを簡単に短時間で行うことができるシート分割巻取装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のシート分割巻取装置は、広幅の帯状シートを原反ロールから巻戻してスリッターにより所要幅の複数の帯状シートに分割しながら、その分割された帯状シートを、夫々案内ローラとその次にある個別のタッチローラを経由させて、個々の巻芯支持装置に支持されると共に巻取駆動機構により個別に回転駆動される巻芯のまわりに巻取ることにより巻取ロールを形成するシート分割巻取装置であって、前記タッチローラを夫々可動腕により保持すると共に前記可動腕に操作機構から夫々操作力を加えることによって前記タッチローラを前記巻取ロールに押し付け可能にし、かつ前記操作機構から可動腕に加える操作力を調節可能にしたことと、前記巻取駆動機構を、前記巻芯に夫々調節した巻取トルクを個別に出力すると共に前記巻芯のうちの一つ以上に対して、選択的に正転及び逆転駆動できるものにし、前記分割された帯状シートを、その裏面が前記案内ローラの外周面に接触し、その帯状シートの表面がタッチローラの外周面に接触するように案内ローラからタッチローラに巻掛けた後、その帯状シートの裏面が巻芯の外周面に接触するように巻芯に巻付け、巻芯を正転駆動して巻取る巻芯正転駆動巻取りと、前記分割された帯状シートを、その裏面が前記案内ローラの外周面に接触し、更にその帯状シートの裏面がタッチローラの外周面に接触するように案内ローラからタッチローラに巻掛けた後、その帯状シートの表面が巻芯の外周面に接触するように巻芯に巻付け、巻芯を逆転駆動して巻取る巻芯逆転駆動巻取りとを選択的に行うことができることと、前記案内ローラを、前記巻芯正転駆動巻取りのとき帯状シートがタッチローラにその半周に亘って巻掛けられるように配置したとことと、前記巻芯正転駆動巻取り並びに前記巻芯逆転駆動巻取りのとき、夫々前記巻取ロールとタッチローラとの接触圧が予め設定された所要接触圧になるよう前記操作機構に操作力の制御信号を出す接触圧制御装置を備え、前記接触圧制御装置は、前記巻芯逆転駆動巻取りのとき前記タッチローラの外周面に巻掛けられた帯状シートの巻取張力により前記巻取ロールとタッチローラとの接触圧が前記所要接触圧に対して減少しないよう補償する補償手段を含み、前記巻芯逆転駆動巻取りのときにのみ前記補償手段により補償を行うこととを特徴とする。
【０００８】
本発明のシート分割巻取装置では、巻取ロールの外巻と内巻の切替えを、巻取駆動機構による巻芯の回転駆動方向とタッチローラへの帯状シートの巻掛け方とを変えることにより行い、内巻及び外巻の巻取ロールを同時に巻上げることができるようにする。そして逆転駆動される巻芯に対応するタッチローラには帯状シートを逆方向に巻掛け、その帯状シートの巻取張力により生じる、巻取ロールとタッチローラとの接触圧の減少分、つまり帯状シートの巻取張力により生じる、接触圧を減少させようとする力を補償手段により自動的に補償する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１に示すシート分割巻取装置は、広幅の帯状シートＳ０を原反ロールＲ０から巻戻しスリッター１により所要幅の複数の帯状シートＳに分割しながら、その分割された帯状シートＳを夫々個別のタッチローラ２を経由させて、個々の巻芯支持装置３に支持されると共に巻取駆動機構４により個別に回転駆動される巻芯Ｃのまわりに巻取るものである。
【００１０】
広幅の帯状シートＳ０は複数の案内ローラ５により原反ロールＲ０からスリッター１へ搬送され、スリッター１により複数に分割されて案内ローラ６上に並ぶ帯状シートＳは、端から順次、前後の案内ローラ７、８へ交互に振り分けられ、振り分けられた帯状シートＳは案内ローラ７又は８から夫々のタッチローラ２の外周面に巻掛けられて巻芯Ｃへ導かれる。
【００１１】
巻芯Ｃ上には、そのまわりに巻取られた帯状シートＳにより巻取ロールＲが形成され、この巻取ロールＲとタッチローラ２は帯状シートＳの巻取中に接触する。
【００１２】
巻芯支持装置３は、巻芯Ｃの両端を着脱可能に夫々保持する巻芯チャック９と、この巻芯チャック９を回転可能に設けた巻取アーム１０を備え、巻取ロールＲの半径の増大に応じて巻芯Ｃとタッチローラ２との間隔を開けるために、タッチローラ２から自動的に水平方向にスライドして後退するようにしてある。
【００１３】
巻取駆動機構４は巻芯Ｃ毎の巻取モータ１１からなり、各巻取モータ１１は巻芯支持装置３に装着してあり、その出力軸の回転は伝動装置１２により巻芯チャック９に伝達されるようになっている。
【００１４】
図２に示すように、各巻取モータ１１は例えば交流電動機であり、夫々電源の電力を、指令された大きさかつ回転方向のトルクが発生する電気信号に変えて当該巻取モータ１１に供給する公知のインバータ装置１３を備え、このインバータ装置１３には巻取モータ１１の出力軸の回転方向の切替えを行うための回転方向切替え回路１４が接続してある。
【００１５】
このシート分割巻取装置は、予め設定した所要巻取張力が得られるように巻取モータ１１に巻取トルクの指令信号を出す巻取張力制御装置１５を備えており、巻取張力制御装置１５から出力された巻取トルクの指令信号はインバータ装置１３に入力される。なお巻取張力は、巻取ロールＲの回転力により巻取直前の帯状シートＳに生じる張力であり、巻取ロール等の慣性力や軸受け部分の機械損を無視すると、巻取モータ１１による巻取ロールＲの回転力つまり巻取トルクτを巻取ロールの半径ｒで割り算して得た商に等しい。
【００１６】
巻取張力制御装置１５は、巻取ロールの半径ｒの変化に対する帯状シートの所要巻取張力Ｆｔの変化パターンを設定することができる公知の巻取張力設定手段１６から受け取ったパラメータの設定値と、巻取ロールの半径を時々刻々検出する公知の巻取径検出手段１７から受け取った巻取ロール半径ｒの検出値とに基づき所要巻取張力Ｆｔ並びに所要巻取トルクτを時々刻々演算して出力することができる巻取トルク演算制御部１８を有する。したがって、各巻取モータ１１は、巻芯Ｃに調節した巻取トルクτを出力することができ、かつ巻芯Ｃを、選択的に正転・逆転駆動できる。巻取モータ１１により巻芯Ｃを正転駆動すると巻芯Ｃは図３（Ａ）に矢印Ａ１で示す方向に回転し、巻芯Ｃを逆転駆動すると巻芯Ｃは図３（Ｂ）に矢印Ａ２で示す方向に回転する。
【００１７】
また、このシート分割巻取装置では、帯状シートＳの巻取中にタッチローラ２と巻取ロールＲとの接触圧を、重量が大きくなる巻取ロールの慣性力の影響を排除して微細に調節できるようにするために、図２に示すようにタッチローラ２を可動腕１９により回転自在に保持すると共に、この可動腕１９に操作機構２０から操作力を加えることによってタッチローラ２を夫々巻取ロールＲに押し付け可能にしてある。また操作機構２０が可動腕１９に加える操作力を調節できるようにするために、ここでは、操作機構２０を、流体圧シリンダ装置２１と、空圧源から供給される圧縮空気の圧力を、外部から指令された目標値になるよう自動的に調整して流体圧シリンダ装置２１へ出力する圧力調整弁２２とで構成している。また可動腕１９は支点軸２３を中心に揺動可能に設けてあり、流体圧シリンダ装置２１は可動腕１９の下端に操作力を加えることができ、タッチローラ２は可動腕１９の上端に軸受を介して装着してある。
【００１８】
流体圧シリンダ装置２１から可動腕１９の下端に引寄せ方向の操作力Ｆを加えると、可動腕１９には支点軸２３を中心に反時計方向の回転力が生じ、タッチローラ２が巻取ロールＲに押し付けられる。このとき流体圧シリンダ装置２１の操作力Ｆによりタッチローラ２に生じる巻取ロールＲへの押し付け力つまり接触圧の付与分をＦａとし、タッチローラ２と巻取ロールＲとの接触圧をＦｐとすると、タッチローラ２に流体圧シリンダ装置２１の操作力以外の力が作用しないときには、Ｆｐ＝Ｆａ、及びＦａ＝ｋ・Ｆの関係が成り立つ。ここでｋは可動腕１９のレバー比を考慮した係数である。そして流体圧シリンダ装置２１に供給する圧縮空気の圧力をＰとすると、圧縮空気圧Ｐと接触圧Ｆａとの関係はＰ＝Ｋ・Ｆａとなる。なおＫは係数である。
【００１９】
また、このシート分割巻取装置では、巻取モータ１１により巻芯Ｃを正転駆動するときは帯状シートＳを図３（Ａ）に示すようにタッチローラ２に巻掛け、巻取モータ１１により巻芯Ｃを逆転駆動するときは図３（Ｂ）に示すようにタッチローラ２に巻掛ける。つまり、巻芯正転駆動巻取りを行うときは、帯状シートＳを、その裏面が案内ローラ７又は８の外周面に接触し、その帯状シートＳの表面がタッチローラ２の外周面に接触するように案内ローラ７又は８からタッチローラ２に巻掛けた後、その帯状シートＳの裏面が巻芯Ｃの外周面に接触するように巻芯Ｃに巻付け、巻芯Ｃを正転駆動する。また巻芯逆転駆動巻取りを行うときは、帯状シートＳを、その裏面が案内ローラ７又は８の外周面に接触し、更にその帯状シートＳの裏面がタッチローラ２の外周面に接触するように案内ローラ７又は８からタッチローラ２に巻掛けた後、その帯状シートＳの表面が巻芯Ｃの外周面に接触するように巻芯Ｃに巻付け、巻芯Ｃを逆転駆動する。なお、タッチローラ２へ帯状シートＳを導く案内ローラ７、８は、巻芯正転駆動巻取りのとき図３（Ａ）に示すように帯状シートＳがタッチローラ２にその半周に亘って巻掛けられるように配置してある。そのため、巻取モータにより巻芯Ｃを逆転駆動するとき、図４に示すように、タッチローラ２の外周面に巻掛けた帯状シートＳの巻取張力Ｆｔにより、タッチローラ２に巻芯Ｃから離反する方向の力Ｆｄが加わり、その分だけ操作力により生じる接触圧を減少させる。なお、図４に矢印で示すベクトルＦｂは、帯状シートＳのタッチローラ２への巻掛け開始点Ｐ１と巻掛け終了点Ｐ２にタッチローラ２の接線方向に作用する巻取張力Ｆｔのベクトルの和を示す。そして帯状シートＳによるタッチローラ２の外周面の巻掛け角度をθとすると、Ｆｄ＝Ｆｔ・ｓｉｎθとなり、Ｆｐ＝Ｆａ−Ｆｄとなる。そこで、このシート分割巻取装置は、巻取モータ１１により巻芯Ｃを逆転駆動するとき帯状シートＳの巻取張力Ｆｔにより巻取ロールＲとタッチローラ２との接触圧が減少しないように補償する、図２に示す補償手段２４を含む接触圧制御装置２５を備える。
【００２０】
この接触圧制御装置２５は、巻芯Ｃを正逆いずれの方向に回転させても、例えば帯状シートＳのタッチローラ２への巻掛け角度を補償する案内ローラのような機械的補償手段を設けることなく、タッチローラ２と巻取ロールＲの接触圧Ｆｐを、予め設定した所要接触圧になるよう自動制御できるようにするためのものであり、巻取ロールの半径ｒの変化に対する接触圧Ｆｐの変化パターンを設定することができる公知の接触圧設定手段２６から受け取ったパラメータの設定値と、巻取径検出手段１７から受け取った巻取ロール半径ｒの検出値とに基づき所要接触圧Ｆｐを時々刻々演算して出力する所要接触圧演算手段２７と、所要接触圧演算手段２７からの所要接触圧Ｆｐとに基づき流体圧シリンダ装置２１による接触圧の付与分Ｆａを演算する正転時接触圧付与分演算手段２８と、正転時接触圧付与分演算手段２８から接触圧の付与分Ｆａを受けて、操作力調節機構２０への制御信号を発生させる制御信号発生手段２９を備える。
【００２１】
補償手段２４は、巻取張力制御装置１５から刻々入力される巻取張力の演算値に基づき帯状シートＳの巻取張力Ｆｔによる接触圧の減少分Ｆｄを演算する接触圧減少分演算手段３０と、接触圧減少分演算手段３０により演算した接触圧の減少分Ｆｄを、所要接触圧演算手段２７からの所要接触圧Ｆｐに加え合わせて操作機構２０による接触圧の付与分Ｆａを演算する逆転時接触圧付与分演算手段３１と、巻芯を逆転駆動するとき、巻芯を正転駆動するときの操作機構２０による接触圧の付与分Ｆａに基づく制御信号に替えて、逆転時接触圧付与分演算手段３１で演算した操作機構２０による接触圧の付与分Ｆａに基づく制御信号Ｐを操作機構２０に出力する操作力切替え回路３２とからなる。
【００２２】
逆転時接触圧付与分演算手段３１で演算された、操作機構２０による接触圧の付与分Ｆａは制御信号発生手段２９に入力され、この制御信号発生手段２９で、巻芯が逆転駆動されるときの操作機構２０による接触圧の付与分Ｆａに基づく制御信号Ｐが作られる。
【００２３】
巻芯Ｃを正転駆動するときはＦａ＝Ｆｐになるので、制御信号発生手段２９は、流体圧シリンダ装置２１に供給する圧縮空気の圧力Ｐを関係式Ｐ＝Ｋ・Ｆｐに基づき時々刻々演算して、その圧縮空気の圧力Ｐを指令する信号を制御信号として出力し、巻芯Ｃを逆転駆動するときはＦａ＝Ｆｐ＋Ｆｄとなるので、制御信号発生手段２９は、流体圧シリンダ装置２１に供給する圧縮空気の圧力Ｐを、関係式Ｐ＝Ｋ・（Ｆｐ＋Ｆｄ）に基づき時々刻々演算して、その圧縮空気の圧力Ｐを指令する信号を制御信号として出力する。
【００２４】
外巻・内巻の切替え操作を短い時間で確実に行うために、回転方向切替え回路１４及び操作力切替え回路３２が、図示しない切替えスイッチを操作することにより同時に切替え作動するように構成するとよい。
【００２５】
以上のように構成したシート分割巻取装置において、内巻の巻取ロールと外巻の巻取ロールが要求される場合には、それらを適宜同時に巻上げる。そのようにするために、巻取開始前に、外巻の巻取ロールに巻上げる帯状シートＳを図３（Ａ）に示すようにタッチローラ２の外周面に巻掛け、内巻の巻取ロールに巻上げる帯状シートＳを図３（Ｂ）に示すようにタッチローラ２の外周面に、外巻の場合と反対側に巻掛ける。また、図２に示す回転方向切替え回路１４及び操作力切替え回路３２を作動させることにより、外巻の巻取ロールを巻上げる巻芯Ｃを、巻取モータ１１により正転駆動することができるようにし、内巻の巻取ロールを巻上げる巻芯Ｃを、巻取モータ１１により逆転駆動することができるようにする。なお、図１に示す広幅の帯状シートＳ０の引き出し方向が上下逆になるように原反ロールＲ０を支持装置３３に装着すると、各巻取ロールＲの外巻・内巻が夫々逆になる。
【００２６】
本発明では、必要に応じて、巻芯回転駆動機構を、全ての巻芯に対して夫々正転逆転駆動できるものにしてもよいが、特定の一つ又は複数の巻芯に対して正転逆転駆動できるものにしてもよく、また一つの巻取モータと、巻芯毎のトルク調節機構と、前記巻取モータの回転を夫々トルク調節機構に伝達する、逆転機構を備えた伝動装置とからなるものにしてもよい。また補償手段における接触圧減少分演算手段を、公知の巻取張力検出器から入力される帯状シートの巻取張力の検出値に基づき接触圧の減少分を演算するものに替えることができる。 また、巻取ロールの半径増大に応じて巻芯とタッチローラとの間隔を開けるために、巻芯支持装置に支持された巻芯がタッチローラから後退するものに限らず、タッチローラが巻芯から後退するように構成したものを採用することができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、同時に内巻・外巻の巻取ロールを形成することが可能になり、面倒な原反ロールの架け替え作業を頻繁に行う必要がなくなって、シート分割巻取装置の稼働率が向上する。そして巻取ロールの供給要求を受けてからそれを供給するまでのリードタイムを短くすることができ、次の工程の要求に応じて外巻と内巻の巻取ロールを短時間で安定的に供給することができるようになり、また巻取ロールの保管場所を節約することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るシート分割巻取装置の全体説明図である。
【図２】図１に示すシート分割巻取装置における巻取張力制御装置及び接触圧制御装置のブロック図である。
【図３】帯状シートのタッチローラへの巻掛け方を示す説明図である。
【図４】巻取張力による接触圧の減少分を説明するための説明図である。
【符号の説明】
Ｒ 巻取ロール
Ｓ 帯状シート
１ スリッター
２ タッチローラ
３ 巻芯支持装置
４ 巻取駆動機構
１１ 巻取モータ
１５ 巻取張力制御装置
１９ 可動腕
２０ 操作機構
２１ 流体圧シリンダ装置
２２ 圧力調整弁
２４ 補償手段
２５ 接触圧制御装置
２７ 所要接触圧演算手段
２９ 制御信号発生手段
３０ 接触圧減少分演算手段
３１ 逆転時接触圧付与分演算手段
３２ 操作力切替え回路
Claims (2)
- 広幅の帯状シートを原反ロールから巻戻してスリッターにより所要幅の複数の帯状シートに分割しながら、その分割された帯状シートを、夫々案内ローラとその次にある個別のタッチローラを経由させて、個々の巻芯支持装置に支持されると共に巻取駆動機構により個別に回転駆動される巻芯のまわりに巻取ることにより巻取ロールを形成するシート分割巻取装置であって、前記タッチローラを夫々可動腕により保持すると共に前記可動腕に操作機構から夫々操作力を加えることによって前記タッチローラを前記巻取ロールに押し付け可能にし、かつ前記操作機構から可動腕に加える操作力を調節可能にしたことと、前記巻取駆動機構を、前記巻芯に夫々調節した巻取トルクを個別に出力すると共に前記巻芯のうちの一つ以上に対して、選択的に正転及び逆転駆動できるものにし、前記分割された帯状シートを、その裏面が前記案内ローラの外周面に接触し、その帯状シートの表面がタッチローラの外周面に接触するように案内ローラからタッチローラに巻掛けた後、その帯状シートの裏面が巻芯の外周面に接触するように巻芯に巻付け、巻芯を正転駆動して巻取る巻芯正転駆動巻取りと、前記分割された帯状シートを、その裏面が前記案内ローラの外周面に接触し、更にその帯状シートの裏面がタッチローラの外周面に接触するように案内ローラからタッチローラに巻掛けた後、その帯状シートの表面が巻芯の外周面に接触するように巻芯に巻付け、巻芯を逆転駆動して巻取る巻芯逆転駆動巻取りとを選択的に行うことができることと、前記案内ローラを、前記巻芯正転駆動巻取りのとき帯状シートがタッチローラにその半周に亘って巻掛けられるように配置したとことと、前記巻芯正転駆動巻取り並びに前記巻芯逆転駆動巻取りのとき、夫々前記巻取ロールとタッチローラとの接触圧が予め設定された所要接触圧になるよう前記操作機構に操作力の制御信号を出す接触圧制御装置を備え、前記接触圧制御装置は、前記巻芯逆転駆動巻取りのとき前記タッチローラの外周面に巻掛けられた帯状シートの巻取張力により前記巻取ロールとタッチローラとの接触圧が前記所要接触圧に対して減少しないよう補償する補償手段を含み、前記巻芯逆転駆動巻取りのときにのみ前記補償手段により補償を行うこととを特徴とするシート分割巻取装置。
- 予め設定した所要巻取張力が得られるように前記巻取駆動機構に巻取トルクの指令信号を出す巻取張力制御装置を備えたことと、前記補償手段を、前記巻取張力制御装置から刻々入力される巻取張力の演算値又は巻取張力検出器から刻々入力される巻取張力の検出値に基づき前記接触圧の減少分を演算する接触圧減少分演算手段と、前記接触圧減少分演算手段により演算した接触圧の減少分を前記所要接触圧に加えて前記操作機構による接触圧の付与分を演算する逆転時接触圧付与分演算手段と、前記巻芯を逆転駆動するとき、前記巻芯を正転駆動するときの前記操作機構による接触圧の付与分に基づく制御信号に替えて、前記逆転時接触圧付与分演算手段で演算した前記操作機構による接触圧の付与分に基づく制御信号を前記操作機構に出力する操作力切替え回路とからなるものにしたことを特徴とする請求項１に記載のシート分割巻取装置。
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