JPH04135546U - 張力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 所望の性能と精度を有する構成を低価格で得
ることのできる張力制御装置を得ることを目的としてい
る。 【構成】 所定の材料を巻いた巻出し軸に結合された電
磁ブレーキと，巻出し軸に巻かれたロール径を計測する
手段と，制御条件記憶装置と，これらの情報を用いて演
算処理をするロ−ル巻出しの張力制御装置を構成した。
なお，巻取り軸に巻かれたロールの巻取りの張力制御装
置も同様に構成できる。

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 行われる巻出し軸に巻かれたフイルム等の巻出し物を巻出し，または，巻取り軸 に巻かれたフイルム等の巻取り物を巻き取る作業において，その巻出しまたは巻 取り物にたるみを生じたり，過大な張力がかからないようにする為に用いられる 張力制御装置に係わり，特に，所望の精度を有するとともに，作業対象に対する 対応を容易に実行できる性能と機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】

各種フィルム製品等をその巻かれた巻出し軸から巻出し，または，巻取り軸に 巻取る作業，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 品類にたるみを生じたり，あるいは過大な張力がかからないように常に張力を一 定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 し軸との間にヒステリシスブレーキまたはパウダブレーキ等の制御可能なブレー キを装着し，該ローラから巻出される素材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。 また，上記方式に対応した巻取りの制御方式は，巻取りモータと巻取り軸との 間にヒステリシスクラッチや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，該軸に巻き取られる素材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なかには，上記巻取りモータにサーボモータを用い て，このモータの出力軸を制御可能なクラッチを介さずに，直接または減速のた めのギヤ等の伝達機構を介して巻取り軸に結合し，該軸に巻き取られる素材を挟 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 を制御するようにしているものもある。 また，上記テンションセンサによる計測に換えて，巻出しロール径，または， 巻取りロール径を計測し，該径において予め設定した張力を出すようにブレーキ 力またはトルクを制御する巻径比例方式も用いられている。

【０００３】 次に，巻出しロール径を測定して張力制御に電磁ブレーキを用いた張力制御装 置の従来例を図８ないし図１２によって説明する。 図８において，１は巻出し物であるフイルム２を巻き込んでいる巻出し部で， 巻出し部１は，電磁ブレーキ３を結合しフイルム２を巻き込んだ巻出し軸４に回 転計２３が装着されている。 また，６は被動ローラ，７，８はそれぞれピンチローラである。上記回転計２ ３は，制御装置２１に入力し，制御装置２１の出力はドライバ２２で増幅されて 電磁ブレーキ３を駆動している。 制御装置２１は上記構成において，図９に示すように，回転計２３からの信号 とともに，初期巻出しロール径を設定する第１の設定器２４，フイルム２の厚み を設定する第２の設定器２５，フイルム２の巻出し張力を設定する第３の設定器 ２６がそれぞれ演算回路２７に接続されている。 回転計２３は，巻出し軸４端部円周上のーか所に設けた凸部が近接スイッチの 前を通過するときにこの近接スイッチからパルスを出す構造になっているので， 巻出し軸４が１回転する毎に１パルスを制御装置２１に入力する。 演算回路２７は，回転計２３からの入力パルスを累算するカウンタと，第１の 設定器２４に設定された初期巻出しロール径から，第２の設定器２５に設定した フイルム２の厚みに前記カウンタの内容を掛けた数値を減算する機能と，この減 算結果と，第３の設定器２６に設定したフイルム２の巻出し張力とから算出され るブレーキ力を電磁ブレーキ３に出させる為に必要な，この電磁ブレーキに流す べき電流値を算出する機能を備えている。演算回路２７は上記機能による算出結 果をドライバ２２に出力する。 即ち，初期巻出しロール径をＤ₀ ，フイルムの厚みをｔ，カウンタの内容をｎ とすると，現在の巻出しロール径Ｄは，Ｄ＝Ｄ₀−２（ｔ×ｎ）で表される。 電磁ブレーキの必要な吸収トルク，即ち，ブレーキ力をＢ，必要張力をＦとす ると，ブレーキ力Ｂは，Ｂ＝Ｆ×Ｄ／２で表される。 また，電磁ブレーキがヒステリシスブレーキであると，ブレーキ力とコイルに 流す電流が比例するので，上記演算結果Ｂに，この電磁ブレーキ３の特性と，ド ライバ２２の特性で定まる適切な係数を掛けて出力することによって，この電磁 ブレーキ３は対象とするフイルム２を常に所定の張力を掛けることになる。 しかしながら，この巻出し装置の特性，あるいは，この巻出し物の性能から， 一定の張力ではなく，巻出し軸の径によって張力を特定の条件で変化させる必要 を生じる。

【０００４】 そのような場合は，例えば，図１０に示すように，演算回路２７とドライバ２ ２との間に，電圧設定器２８の出力と演算回路２７の出力とを入力とするダイオ ード回路２８を設けている。 このような回路を接続すると，図１１に示すように，演算回路２７からの出力 電圧が電圧設定器２８の設定電圧よりも低くなるとドライバ２２への入力電圧は 電圧設定器２８に設定した一定電圧になる。ここに，図１１において，横軸は巻 出しロールの径Ｄ，縦軸はドライバ２２への入力電圧Ｖを示していて，ａ点は初 期巻出しロール径，ｂ点は巻出し軸４の径，カーブｄは演算回路出力電圧特性， ｖ点は電圧設定器の設定電圧である。従って，ｃ点は演算回路２７からの出力電 圧と電圧設定器２８の設定電圧が等しくなる巻出しロール径を示している。 上述の結果張力は図１２に示すようになる。即ち，図１２は，横軸は巻出しロ ールの径Ｄ，縦軸は電磁ブレーキ３による張力Ｆを示していて，ａ点は初期巻出 しロール径，ｂ点は巻出し軸４の径，カーブｆは巻出しロール径に対する電磁ブ レーキによる張力特性，ｃ点は上記電圧設定器の設定電圧と演算回路出力電圧値 が等しくなる点である。 即ち，巻出し開始から一定であった張力を上記したようにｃ点から上昇するよ うにしている。 上述した各設定器はディジスイッチによって構成され，演算回路等はハードロ ジックによって構成され，出力はＤＡコンバータによって電圧に変換されてドラ イバに供給されている。 巻取りの制御の場合は，電磁ブレーキを電磁クラッチとし，電磁クラッチを所 定のモータに駆動することのほかはほぼ同様の制御によって実行される。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上述したような巻出し軸における従来の張力制御装置において，また，巻取り 軸の張力制御装置においては，必要とする初期値や演算に必要な数値を設定する のにディジスイッチを用いているので，設定できる数値の種類に限度があった。 また，各演算回路はハードロジックで構成されているために，回路が複雑にな って，精度のよい制御が困難であった。 例えば，巻出し径に対応して所定の条件で張力を変化させることが無理であっ て，従来例に示したように，二本の直線からなる折線制御が通常である。従って ，二本の直線からなる折線制御以上に精度のよい制御をしようとすると，回路が 複雑になるために価格が上昇し，又，信頼性が低下する恐れがあった。 また，巻出し物であるフイルムの性質に対応して電磁ブレーキのブレーキ力を 切り替えるために電磁ブレーキに供給すべき電流レベルを変化させることも出来 なかった。そのために，張力に対して弱いフイルムを処理するときには，ドライ バから出力される最大電流値を一定値以下に押さえる必要があるために電流値を 制御できる幅が狭くなる。従って，制御性能が落ちるという問題があった。 巻取りローラの制御も上述と同様の問題があった。 本考案は上記の問題点を解決して，設定すべき条件の種類を増加することを可 能にするとともに，所望の特性や精度を有する張力性能を与えることができる制 御装置を低価格高品質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。

【０００６】

【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，巻出し軸 に巻かれ，または，巻取り軸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，巻出し軸 の制御においては，巻出し軸に所定のブレーキ力を付与する電磁ブレーキと，巻 出し軸から巻出される巻出し物が形成する巻出しロールの巻径を検出する手段と ，当該張力制御装置による作業の初期条件及び／または作業条件を設定記録する 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録する制御条件 設定記憶機能と，該制御条件に基づき上記電磁ブレーキに流すべき電流値を演算 算出し所定のパルス信号で出力する演算処理装置と，該演算処理装置の出力信号 により電磁ブレーキを駆動するドライバを備えたことを特徴とする。 上記の作業条件設定機能には，電磁ブレーキに付与すべきブレーキ力を，巻出 しロールの巻径変化に対応して所定の関係特性で変化させるべく該特性条件を設 定し，上記の演算処理装置には該設定条件を満足すべく演算するようにすること が望ましい。 さらに，上記巻出しロールの巻径を検出する手段は，当該巻出し軸の回転角度 当たりに巻き出される当該巻出し物の量から算定するようにすることが効果的で ある。

【０００７】 また，巻取り軸の制御においては，巻取り軸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，巻取り軸を駆動するモータと，該モータの駆動力を所定の巻取り力で前 記巻取り軸に伝達する電磁クラッチと，巻取り軸に巻取られる巻取り物が形成す る巻取りロールの巻径を検出する手段と，当該張力制御装置による作業の初期条 件及び／または作業条件を設定記録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録する制御条件設定記憶機能と，該制御条件に基づき上 記電磁クラッチに流すべき電流値を演算算出し所定のパルス信号で出力する演算 処理装置と，該演算処理装置の出力信号により電磁クラッチを駆動するドライバ を備えたことを特徴とする。 上記の作業条件設定機能には，電磁クラッチに付与すべき伝達トルクを巻取り ロールの巻径変化に対応して所定の関係特性で変化させるべく該特性条件を設定 し，上記の演算処理装置には該設定条件を満足すべく演算するようにすることが 望ましい。 さらに，上記巻取りロールの巻径を検出する手段は，当該巻取り軸の回転角度 当たりに巻き取られる当該巻取り物の量から算定するようにするのが効果的であ る。

【０００８】 さらに，巻出し軸，巻取り軸いずれの制御においても，上記演算処理装置にＰ ＷＭ出力機能を備えたワンチップマイクロコンピュータを用いるいことが望まし く，上記演算処理装置の出力信号により電磁クラッチまたは電磁ブレーキを駆動 するドライバは，その供給電源電圧を少なくとも２段階以上切り替えられる機能 を備えることが効果的である。

【０００９】

【作用】

上述したように，この考案に基づく張力制御装置は，巻出し軸に巻かれ，また は，巻取り軸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，巻出し軸の制御において は，巻出し軸に所定のブレーキ力を付与する電磁ブレーキと，巻出し軸から巻出 される巻出し物が形成する巻出しロールの巻径を検出する手段と，当該張力制御 装置による作業の初期条件及び／または作業条件を設定記録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録する制御条件設定記憶機能と ，該制御条件に基づき上記電磁ブレーキに流すべき電流値を演算算出し所定のパ ルス信号で出力する演算処理装置と，該演算処理装置の出力信号により電磁ブレ ーキを駆動するドライバを備えた。また，巻取り軸の制御においては，巻取り軸 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，巻取り軸を駆動するモータと，該モー タの駆動力を所定の巻取り力で前記巻取り軸に伝達する電磁クラッチと，巻取り 軸に巻取られる巻取り物が形成する巻取りロールの巻径を検出する手段と，当該 張力制御装置による作業の初期条件及び／または作業条件を設定記録する作業条 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録する制御条件設定記 憶機能と，該制御条件に基づき上記電磁クラッチに流すべき電流値を演算算出し 所定のパルス信号で出力する演算処理装置と，該演算処理装置の出力信号により 電磁クラッチを駆動するドライバを備えたので，対象作業に対応して，多くのそ の作業に必要とする設定条件を予め設定し記憶させることができる。

【００１０】 また，巻出し軸の制御においては，上記の作業条件設定機能には，電磁ブレー キに付与すべきブレーキ力を，巻出しロールの巻径変化に対応して所定の関係特 性で変化させるべく該特性条件を設定し，上記の演算処理装置には該設定条件を 満足すべく演算するようにし，巻取り軸の制御においては，上記の作業条件設定 機能には，電磁クラッチに付与すべき伝達トルクを巻取りロールの巻径変化に対 応して所定の関係特性で変化させるべく該特性条件を設定し，上記の演算処理装 置には該設定条件を満足すべく演算するようにすることによって，巻出しロール ，または，巻き取りロールの変化に対応して所定の条件に対応した張力を精度良 く制御することができる。 さらに，巻出し軸の制御においては，上記巻出しロールの巻径を検出する手段 は，当該巻出し軸の回転角度当たりに巻き出される当該巻出し物の量から算定す るようにし，巻取り軸の制御においては，上記巻取りロールの巻径を検出する手 段は，当該巻取り軸の回転角度当たりに巻き取られる当該巻取り物の量から算定 するようにすることによって，巻出しロール，または，巻取りロールの径の変化 を容易確実に算出することができる。 さらに，巻出し軸，巻取り軸いずれの制御においても，上記演算処理装置にＰ ＷＭ出力機能を備えたワンチップマイクロコンピュータを用いることによって回 路が簡素化できる。 また，巻出し軸，巻取り軸いずれの制御においても，上記演算処理装置の出力 信号により電磁クラッチまたは電磁ブレーキを駆動するドライバは，その供給電 源電圧を少なくとも２段階以上切り替えられる機能を備えることによって，巻出 し物，または，巻取り物の材質等に許容される最大張力に対応して精度の良い張 力制御が可能になる。

【００１１】

【実施例】

次に，この考案に基づく張力制御装置を巻出し軸に適用した実施例を図１ない し図７を参照して詳細に説明する。 図１において，１は巻出し軸部で，２は巻出し物である，例えばテトロンのフ イルム（以下フイルムと記す），１０は制御装置である。 巻出し軸部１においては，電磁ブレーキ３，例えばヒステリシスブレーキのリ ング部３ａに巻出し軸４が結合され，この巻出し軸４には巻出し物２が巻かれて 巻出しロールを形成している。 電磁ブレーキ３，例えばヒステリシスブレーキの前記リング部３ａに対向する ロータ部３ｃはコイル３ｂを備えたフィールドとともに静止部を形成している。 巻出し軸４には第１の回転検出器５が装着されている。第１の回転検出器５は ，例えば，巻出し軸４の周囲の所定の角度毎に突起を設け，その周囲にこの突起 に対向して近接スイッチを設けることによって，この近接スイッチから出力され る信号によって巻出し軸４が所定の角度回転したことを検知することが出来る。 また，６は被動ローラ，７，８はピンチローラであって，ピンチローラ８には 第２の回転検出器９が結合されている。第２の回転検出器９は，例えば，パルス エンコーダのように，その回転に対応して十分に小さい回転角度毎にパルス信号 を出力する。 この第２の回転検出器９はピンチローラ８に結合し，ピンチローラ８は巻出し 物２に密着して回転するので，ピンチローラ８の直径と，第２の回転検出器９の 特性を予め設定することによって，この第２の回転検出器から出力されるパルス 数を計数することによって，その計数時間中にピンチローラ７，８部を通過した 巻出し物の通過長さを知ることが出来る。 上記第１の回転検出器５から出力される信号と，第２の回転検出器９から出力 される信号は，ともに詳細を後述する制御装置１０に入力して所定の演算処理の 結果得られた制御信号はドライバ２０によって前記電磁ブレーキ３のコイル３ｂ に電流を流して巻出し軸４に所定のブレーキ力を与える。

【００１２】 次に，図２によって，制御装置１０とドライバ２０の構成と作用を説明する。 制御装置１０は，設定装置１１と，演算処理装置１２とから形成されている。 設定装置１１は，この張力制御装置の作動に必要な各種情報を設定するための 機能であって，例えば，テンキースイッチとその他所定の入力スイッチから構成 されている。上記第１の回転検出器５及び第２の回転検出器９それぞれの出力回 路及び設定装置１１は，演算処理装置１２に接続される入力インタフェース１３ のそれぞれ入力ポートに接続されている。また，演算処理装置１２において所定 の演算処理がなされた結果は出力インタフェース１４から前述したドライバ２０ に供給される。入力インタフェース１３には上記各回路の他 ，この張力制御装 置に必要な制御指令等を外部で作成し記録したフロッピーディスク等外部記憶機 能の読み取り装置等必要な入力装置を接続する機能を備えている。 出力インタフェース１４からはドライバ２０のほか図示しない表示装置等にも 接続し出力される。 演算処理装置１２は，入力インタフェース１３，出力インタフェース１４の他 ，所定の演算処理を実行する演算装置１５，演算装置１５が実行するこの張力制 御装置に必要な制御指令等の固定化された情報を記憶する第１の記憶装置１６， 上記設定装置１１でその巻出し物（また，巻取り物）に必要な張力やその他条件 に対応して設定した各種情報を記憶する第２の記憶装置１７，演算装置１５が作 動中に一時記憶する第３の記憶装置１８と，これら各種装置を接続するバスライ ン１９等が含まれていて，例えば，ワンチップマイクロコンピュ−タが用いられ る。上記入力インタフェース１３は，演算処理装置１２の外部に接続される各種 入力装置から入力される信号を演算処理装置１２の内部処理に適した信号に変換 し，出力インタフェース１４は演算処理装置１２が作成した各種信号を外部に接 続する各種装置に適した信号に変換する機能を備えている。 また，上記３種の記憶装置は説明の便宜上区別したが，それぞれ個別の記憶装 置ではなくても，一個の記憶装置の内部の番地を指定すればよい。 この演算処理装置がワンチップマイクロコンピュータで内部にＲＯＭを有する 場合は，この張力制御装置に必要な制御指令等の固定化された情報はこのＲＯＭ にそのワンチップマイクロコンピュータに適合した手段によって書き込むように すれば良い。また，適切なＲＯＭに予め書き込んで組み込むようにしても良い。 この演算処理装置１２は機能別の要素素子を組み合わせて構成するようにして もよいが，上述したようにワンチップマイクロコンピュータを用いることによっ て，生産性及び品質を高めることができる。 上記ドライバ２０に供給される電源電圧は，Ｄ-1，Ｄ-2の２種類が供給される ように接続されており，制御装置１０からの指令信号によって操作される電源切 り替え回路２０-aによって，上記Ｄ-1，Ｄ-2いずれかの電圧に選択切り替えられ る。

【００１３】 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設定装置１１から入力して第１の記憶装置１６に記 憶させる。または別に作成したＲＯＭを第１の記憶装置１６に組み込む。あるい は，この演算処理装置が内部のＲＯＭを備えたワンチップマイクロコンピュータ 等の場合は直接書き込む。また，作業内容とこの巻出しフイルム２の材質に対応 する適切な張力特性その他，その作業条件に必要なデータ等を設定装置１１から 入力して第２の記憶装置１７に記憶させる。 上述の作業の後，巻出し作業を始めると，演算処理装置１２の出力インタフェ ース１４から出力される指令信号に基づき，電源切り替え回路２０-aによって設 定される電源電圧によって定まるドライバ２０から出力される駆動電流によって ，指令に従ったブレーキ力，滑り回転速度で電磁ブレーキ３の回転側，例えば， ヒステリシスブレーキのリング部が回転し，これに結合する巻出し軸４が前記ブ レーキ力によって定まる張力をフイルム２に与えながら回転する。 この電磁ブレーキ３がヒステリシスブレーキであると，ヒステリシスブレーキ の出力するブレーキ力は，その機能から概略図３に示すように定格のほぼ２０％ 以上は比例特性を有している。即ち，図３において横軸には入力電流値Ｉ，縦軸 にはその電流値における出力ブレーキ力Ｂを示している。 即ち，ブレーキ力とコイルに流す電流が比例するので，上記演算結果得られた 必要ブレーキ力Ｂにこの電磁ブレーキ３の特性等で定まる適切な係数を掛けてこ の電磁ブレーキに流すべき電流指令値をいわゆるＰＷＭのパルス列で出力する。 従って，この電磁ブレーキ３はフイルム２を常に所定の張力で巻出す。 この巻出し軸４の回転速度に従い第１の回転検出器５が回転速度信号を演算処 理装置１２の入力インタフェース１３に伝送する。 図に示さない巻取りモータによってフイルム２が上記ブレーキ力を受けながら 巻出されると，フイルム２はピンチローラ７，８に密着しているので，フイルム ２の移動によってピンチローラ７，８が回転する。ピンチローラ８が回転すると ，このピンチローラ８の回転軸に結合した第２の回転検出器９からピンチローラ ８の所定の回転角度毎にパルスが出力されて演算処理装置１２の入力インタフェ ース１３に入力する。 演算処理装置１２においては前記第１の記憶装置１６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９との入力信号によって ，巻出し軸４への現在のフイルム巻出し径を図４によって後述するように演算算 出する。

【００１４】 図４は第１の回転検出器５と第２の回転検出器９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９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，巻出し軸４の１回転，即ち３６０度毎に１パ ルス出力し，第２の回転検出器９からは第１の回転検出器５から２パルス出力さ れる間にｎ個のパルスが出力されると，このパルス数を累算することによって巻 出し軸４の１回転中に進むフイルムの長さが把握される。即ち，巻出し軸４の１ 回転における円周が把握される。従って，演算装置１５によって，巻出し軸４に 巻かれる現在のロール径が算出されて第３の記憶装置１８に記憶される。 所定の張力を巻出しフイルムに与えるための，巻出しロールの直径に対応して ，この巻出し軸４に必要なブレーキ力は，前述したようにＢ＝Ｆ×Ｄ／２によっ て表されるので，図５に示すような特性になる。 図５は横軸に巻出しロールの現在径Ｄ，縦軸に必要ブレーキ力Ｂを示している 。また，上式において，Ｂは必要ブレーキ力，Ｆは張力，Ｄは現在の巻出し軸の 直径である。 上述の演算の結果必要トルクが算出され第３の記憶装置１８に記憶されると， 前述した，予め第２の記憶装置１７に設定記録した，電磁ブレーキ３の特性から 逆算した演算プログラムによって電磁ブレーキ３に対する駆動電流指令信号を演 算装置１５が算出し出力インタフェース１４を介してドライバ２０に出力する。 ドライバ２０の電源切り替え回路２０-aは，予め第２の記憶装置１７に記録さ れた条件に従い，出力インタフェース１４から出力される信号によって所定の電 源電圧を選択し切り替えられている。 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。

【００１５】 また，巻出しフイルムの材質と条件によっては前述したように張力を一定にす るのではなく，巻出しローラ径に対応して特定の関係で張力を変化させることが 効果的である場合がある。 そのためには，上述の計算結果に対して，例えば，当初巻出しローラ径におけ る必要ブレーキ力に対する所定の比率値を加算する。所定の代数式によって演算 する。予め所定の条件を記したテーブルを前記第２の記憶装置１７に書き込んで おき，直線補間による演算を用いて，それぞれの巻出しロール径における必要ブ レーキ力を算出する等の手段によって実行する。 次に，図６，図７によってその１例を示す。 図６は横軸に巻出しロール径Ｄ，縦軸にその軸径における必要ブレーキ力を出す に必要な電磁ブレーキに流すべき電流値を示していて，横軸に記したａ点が開始 時の巻出しロール径，ｂ点が最終巻出しロール径，即ち，巻出し軸４の直径を示 している。 図６において，カーブｓは，巻出しロール径に対してブレーキ力を補正しない 状態における巻出しロール径と電磁ブレーキに流すべき電流値との関係を示して いる。カーブｕは，巻出し完了時に，上記カーブｓに対してその巻出し開始時ブ レーキ力の所定％のブレーキ力増加するようにし，また，巻出し開始時ａと巻出 し完了時ｂとの間のブレーキ力が直線的に変化するように電磁ブレーキに流すべ き電流値を補正した特性を示している。 図７は，図６によって上述したように電流を電磁ブレーキに流した状態におけ る巻出しロール径Ｄと電磁ブレーキ３による張力Ｆとの関係を示している。 図 ７において，カーブｓは，図６に示した，巻出し径に対するブレーキ力を補正し ない状態における巻出し軸径と電磁ブレーキに流すべき電流値との関係に対応し ，カーブｕは図６に示した，巻出し完了時に開始時ブレーキ力の所定％のブレー キ力が残るように電磁ブレーキに流すべき電流値を補正した特性に対応している 。 上述の電流値は，この電磁ブレーキ３の特性に対応し当初巻出し時ブレーキ力 の所定％に当たる電流値を巻出し完了時の電流として算出した後，巻出し開始時 と巻出し完了時との間の巻出しロール径に配分し，瞬間巻出しロール径において 当初算出した電流値に配分値を加え込むことによって得ることができる。 上述した演算式を適切に設定することによって，巻出しロール径のａ点とｂ点 と間の変化特性を直線ではなく所定の曲線にすることも可能である。

【００１６】 上記駆動電流指令信号は，電磁ブレーキ３に流すべき電流値が大なる場合は全 体の高レベル区間が長く，電磁ブレーキ３に流す電流値が小なる場合は全体の高 レベル区間が短くなるように，例えば，ＰＷＭの断続パルス信号によって形成さ れている。 ドライバ２０は電源切り替え回路２０-aによって選択供給される電源電圧を上 記パルス信号の高レベルの区間電磁ブレーキに供給し，パルス信号の低レベルの 区間電磁ブレーキへの上記電源電圧を遮断する。 従って，電磁ブレーキに流される電流は上記パルス信号の高レベルと低レベル との区間の比率に従って変化され，その電流の最大値は電源切り替え回路２０-a によって選択される電源電圧によって選択設定される。 上述のようにドライバ２０から流される電磁ブレーキ３への電流値によりこの 電磁ブレーキ３の特性に従って，フイルム２の巻出し張力が設定制御される。 即ち，上述した制御手段によって，巻出し軸４からのフイルム２の巻出し量に 対応して常に所定の張力でこのフイルム２を巻き出される。

【００１７】 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，前述したように，上述した回路例以外の回路に対してもその回路と回 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，記憶装置につ いても前述したように任意の構成によって実行することができる。 また，電磁ブレーキ３への駆動電流指令信号をＰＷＭを用いるように説明した が，その他適切なディジタル信号を出し，ドライバ２０にＡＤ変換機能を設ける ようにしてもよい。 また，第１の回転検出器５は巻出し軸１回転，即ち，３６０度回転毎に１パル ス出力し，上記第１の回転検出器５が２個パルスを出す間に第２の回転検出器９ はピンチローラ８に接触してｎ個のパルスを出すことによって，巻出し軸４が１ 回転することによって巻出されるフイルム２の長さを計測する例について説明し たが，この張力制御装置の所望性能に対応して巻出し軸の所定回転角度または回 転数毎に算出するようにしても良い。また，第１及び第２の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て，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の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，巻出しロール径の計算には，従来例に示したように，フイルムの厚みと 巻回数のみから算出するようにしても良い。また，張力をピンチローラ部に装着 したテンションセンサによって計測してフィードバックしクローズドループを形 成させても良い。 また，電源切り替え回路２０-aに供給される電源電圧をＤ-1，Ｄ-2の２種類と したが，この張力制御装置を適用する巻出し装置の機能あるいは性能に対応して 任意の電源電圧の種類を選択切り替えるようにしてもよいし，この機能を除いて もよい。 また，上述の実施例ではブレーキにヒステリシスブレーキ等の電磁ブレーキを 用いるように説明したが，その他の制御可能な任意のブレーキを用いても，制御 装置においてそれぞれのブレーキの機能特性に対応した演算を行い適切な制御出 力を出すことによって対応が可能である。 上述の説明では，本考案に基づく張力制御装置を巻出し軸側におけるブレーキ に適用した例について説明したが，図１において示した，巻出し軸部１を巻取り 軸部，フイルム２で示した巻出し物を巻取り物，電磁ブレーキ３を電磁クラッチ に置き換え，電磁ブレーキ３の３-cに相当する電磁クラッチの入力軸に所定のモ ータを結合して，巻取り制御に対応した演算機能を設けることにより，巻取り側 の制御に適用することができる。

【００１８】

【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は，巻出し軸に巻かれ，また は，巻取り軸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，巻出し軸の制御において は，巻出し軸に所定のブレーキ力を付与する電磁ブレーキと，巻出し軸から巻出 される巻出し物が形成する巻出しロールの巻径を検出する手段と，当該張力制御 装置による作業の初期条件及び／または作業条件を設定記録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録する制御条件設定記憶機能と ，該制御条件に基づき上記電磁ブレーキに流すべき電流値を演算算出し所定のパ ルス信号で出力する演算処理装置と，該演算処理装置の出力信号により電磁ブレ ーキを駆動するドライバを備えた。 また，巻取り軸の制御においては，巻取り軸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，巻取り軸を駆動するモータと，該モータの駆動力を所定の巻取り力で前 記巻取り軸に伝達する電磁クラッチと，巻取り軸に巻取られる巻取り物が形成す る巻取りロールの巻径を検出する手段と，当該張力制御装置による作業の初期条 件及び／または作業条件を設定記録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録する制御条件設定記憶機能と，該制御条件に基づき上 記電磁クラッチに流すべき電流値を演算算出し所定のパルス信号で出力する演算 処理装置と，該演算処理装置の出力信号により電磁クラッチを駆動するドライバ を備えたので，対象作業に対応して，多くのその作業に必要とする設定条件を予 め設定し記憶させることができる。

【００１９】 また，巻出し軸の制御においては，上記の作業条件設定機能には，電磁ブレー キに付与すべきブレーキ力を，巻出しロールの巻径変化に対応して所定の関係特 性で変化させるべく該特性条件を設定し，上記の演算処理装置には該設定条件を 満足すべく演算するように構成した。この結果，巻取り軸の制御においては，上 記の作業条件設定機能には，電磁クラッチに付与すべき伝達トルクを巻取りロー ルの巻径変化に対応して所定の関係特性で変化させるべく該特性条件を設定し， 上記の演算処理装置には該設定条件を満足すべく演算するようにすることによっ て，巻出しロール，または，巻き取りロールの変化に対応して所定の条件に対応 した張力を精度良く制御することができる。 さらに，巻出し軸の制御においては，上記巻出しロールの巻径を検出する手段 は，当該巻出し軸の回転角度当たりに巻き出される当該巻出し物の量から算定す るようにし，巻取り軸の制御においては，上記巻取りロールの巻径を検出する手 段は，当該巻取り軸の回転角度当たりに巻き取られる当該巻取り物の量から算定 するようにすることによって，巻出しロール，または，巻取りロールの径の変化 を容易確実に算出することができる。 さらに，巻出し軸，巻取り軸いずれの制御においても，上記演算処理装置にＰ ＷＭ出力機能を備えたワンチップマイクロコンピュータを用いることによって回 路が簡素化できる。 また，巻出し軸，巻取り軸いずれの制御においても，上記演算処理装置の出力 信号により電磁クラッチまたは電磁ブレーキを駆動するドライバは，その供給電 源電圧を少なくとも２段階以上切り替えられる機能を備えることによって，巻出 し物，又は，巻取り物の材質等に許容される最大張力に対応して精度の良い張力 制御が可能になる。

【００２０】 従って，本考案は以下に示すような優れた効果を有する。 回路の構成が簡略化できるので，価格を低減できるようになった。 回路の構成が簡略化できるので，信頼性を向上できるようになった。 必要な種類の設定条件を全て，予め設定し，記録することができるようになっ た。 ロール径の変化に対応して適切な張力を設定し制御することができるようにな った。 巻出し，巻取りの最終段階で，所望する張力を維持することができるようにな った。 所定値以上に張力をかけることができないフイルムに対しても精度の良い張力 制御が可能となった。

【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出し軸の制御
に適用した一実施例を示す斜視図である。

【図２】本考案を巻出し軸の制御に適用した図１に示し
た構成における，制御装置を説明す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要素装
置である電磁ブレーキ例のヒステリシスブレーキの特性
を示す特性図である。

【図４】本考案に基づく張力制御装置における，第１の
回転検出器と第２の回転検出器との出力関係を説明する
特性図である。

【図５】本考案に基づく張力制御装置における，巻出し
ロール径に対する電磁ブレーキの特性を示す特性図であ
る。

【図６】本考案に基づく張力制御装置における，巻出し
ロール径に対して電磁ブレーキに流すべき電流の関係を
補正した例を示す特性図である。

【図７】図６に示した，巻出しロール径に対して電磁ブ
レーキに流すべき電流を補正した例における，巻出しロ
ール径に対する電磁ブレーキによる張力変化を示す特性
図である。

【図８】従来の張力制御装置を巻出し軸の制御に適用し
た一例を示す斜視図である。

【図９】従来の張力制御装置を巻出し軸の制御に適用し
た図８に示す構成における，制御装置を説明する制御回
路のブロック線図である。

【図１０】図９に示した従来例における張力制御装置に
おいて，巻出しロール径に対して電磁ブレーキに流すべ
き電流の関係を補正した例を示す回路図である。

【図１１】図１０に示した巻出しロール径に対して電磁
ブレーキに流すべき電流の関係を補正した例を示す特性
図である。

【図１２】図１１に示した巻出しロール径に対して電磁
ブレーキに流すべき電流を補正した例における，巻出し
ロール径に対する張力の関係を示す特性図である。

【符号の説明】

１：巻出し軸部（巻取り軸部） ２：フイルム（巻出し物）（巻取り物） ３：電磁ブレーキ（電磁クラッチ） ４：巻出し軸（巻取り軸） ５，９：回転検出器 ７，８：ピンチローラ １０：制御装置 １１：設定装置 １２：演算処理装置 １５；演算装置 １６，１７，１８：記憶装置 ２０：ドライバ ２０-a：電源切り替え回路

Claims (8)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻出し軸に巻かれ，または，巻取り軸に
   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，巻出し軸に所定のブレーキ力を付与する電磁ブ
   レーキと，巻出し軸から巻出される巻出し物が形成する
   巻出しロールの巻径を検出する手段と，当該張力制御装
   置による作業の初期条件及び／または作業条件を設定記
   録する作業条件設定記憶機能と，当該張力制御装置の制
   御条件を設定記録する制御条件設定記憶機能と，該制御
   条件に基づき上記電磁ブレーキに流すべき電流値を演算
   算出し所定のパルス信号で出力する演算処理装置と，該
   演算処理装置の出力信号により電磁ブレーキを駆動する
   ドライバを備え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】 上記の作業条件設定機能には，電磁ブレ
   ーキに付与すべきブレーキ力を，巻出しロールの巻径変
   化に対応して所定の関係特性で変化させるべく該特性条
   件を設定し，上記の演算処理装置には該設定条件を満足
   すべく演算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】 上記巻出しロールの巻径を検出する手段
   は，当該巻出し軸の回転角度当たりに巻き出される当該
   巻出し物の量から算定するようにしたことを特徴とする
   請求項１または２記載の張力制御装置。
4. 【請求項４】 巻出し軸に巻かれ，または，巻取り軸に
   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，巻取り軸を駆動するモータと，該モータの駆動
   力を所定の巻取り力で前記巻取り軸に伝達する電磁クラ
   ッチと，巻取り軸に巻取られる巻取り物が形成する巻取
   りロールの巻径を検出する手段と，当該張力制御装置に
   よる作業の初期条件及び／または作業条件を設定記録す
   る作業条件設定記憶機能と，当該張力制御装置の制御条
   件を設定記録する制御条件設定記憶機能と，該制御条件
   に基づき上記電磁クラッチに流すべき電流値を演算算出
   し所定のパルス信号で出力する演算処理装置と，該演算
   処理装置の出力信号により電磁クラッチを駆動するドラ
   イバを備えたことを特徴とする張力制御装置。
5. 【請求項５】 上記の作業条件設定機能には，電磁クラ
   ッチに付与すべき伝達トルクを巻取りロールの巻径変化
   に対応して所定の関係特性で変化させるべく該特性条件
   を設定し，上記の演算処理装置には該設定条件を満足す
   べく演算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】 上記巻取りロールの巻径を検出する手段
   は，当該巻取り軸の回転角度当たりに巻き取られる当該
   巻取り物の量から算定するようにしたことを特徴とする
   請求項４または５記載の張力制御装置。
7. 【請求項７】 上記演算処理装置にＰＷＭ出力機能を備
   えたワンチップマイクロコンピュータを用いたことを特
   徴とする請求項１ないし６記載の張力制御装置。
8. 【請求項８】 上記演算処理装置の出力信号により電磁
   クラッチまたは電磁ブレーキを駆動するドライバは，そ
   の供給電源電圧を少なくとも２段階以上切り替えられる
   機能を備えたことを特徴とする請求項１乃至７記載の張
   力制御装置。