JPH0494357A - 巻出・巻取装置の駆動並びに張力制御方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、原反ロールを巻き出し、適宜所望の作業、例
えば検査等を行った後、リワインドする巻出、巻取装置
における駆動並びに張力制御方法及び該方法を実施する
ための装置に関するものである。

（従来の技術） フィルム等のシート状物（以下、単にシートという）の
巻取りにおいて原反ロールからシートを巻出し、適宜所
望の作業、例えば該シートの検査等を行った後、このシ
ートを製品ロールとして再び巻取る巻出、巻取装置は、
従来、巻出軸に巻出しブレーキを、一方、巻取軸に巻取
り駆動用のモータを夫々具備させていて、後者駆動モー
タで巻取軸を回転し、シートの走行を可能ならしめると
共に、前者巻出しブレーキによって走行シートに適度な
張力を与えるようにしていた。

しかし、この場合、巻出しブレーキのブレーキトルクは
、巻径に応じて精緻に制御されるものではなく、単に適
度な張力をシートに与えるに過ぎないものであったため
、巻取側に良質な製品ロールが得られないという問題が
あった。

そこで、巻取側の製品ロールを良質なものとするためシ
ートの張力を巻取径の増大と共に漸減させる、いわゆる
テーパテンション巻取りが採用され、このテーパテンシ
ョン巻取りを可能とする制御方法と、その方法を適用し
た巻出、巻取装置が開発されるに至った。

この装置は例えば第４図に示す如くであり、原反ロール
（１）と製品ロール（２）の間にピンチローラ装置（３
）を介在させ、該ピンチローラ装置（３）をモータ（Ｍ
Ｗ　）で駆動し、該モータ（Ｍ、Ｉ）によりシートの走
行速度を規制すると共に、前記ピンチローラ装置（３）
により、原反ロール（１）と製品ロール（２）との間の
シート走行域を巻出張力制御域（Ｔ、）と巻取張力制御
域（Ｔ２）とに隔絶し、それぞれ単独に張力制御を行う
ものである。そしてこの場合、巻出張力制御域（Ｔ１）
における張力を巻出しブレーキ（Ｂ）により付与し、張
力検出ローラ（Ｃ）でシート張力を検出フィードバック
して定張制御を行い、他方、巻取張力制御域（Ｔ２）に
おける張力は巻取軸を別のモータ（ＭＷ）で駆動し、該
モータ（Ｍｗ　）を巻取り制御してテーパテンション等
の好ましいシート張力で巻き上げるようにしている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記のような装置の駆動ならびに張力制御を
採用して、テーパテンション巻取りを行う場合、ピンチ
ローラ装置による巻出張力制御域（Ｔ１）と巻取張力制
御域（Ｔ２）とのテンションカットが絶対不可欠の条件
であったため、例えば硬質フィルムのように、ピンチロ
ーラ装置でピンチすると蛇行したりシワが発生したりし
てピンチできないシートの場合は上記方法が適用できな
いという問題があった。

本発明はかかる実状に対処し、シートをピンチすること
なく、任意のテーパテンション率によりテーパテンショ
ン巻取りを可能にする巻出、巻取装置の駆動並びに張力
制御方法を見出すことにより、前述した巻出、巻取装置
における適用可能範囲を拡大し、製品ロールの品質向上
達成を目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 即ち、上記目的に適合する本発明は、シートの原反ロー
ルを巻き出す巻出軸と、該巻出軸と所要間隔を有して配
置され、前記原反ロールから巻き出されたシートを製品
ロールとして巻き取る巻取軸と、前記巻出軸に設けられ
、ブレーキトルクの調整可能な巻出しブレーキと、前記
巻取軸に設けられ、回転速度の調整可能な巻取り駆動モ
ータとを備えた巻出、巻取装置を用いて原反ロールより
巻出し、製品ロールに巻取るに際し、原反ロールから製
品ロールに向かって走行する走行シートに対して予め、
該走行シートの走行速度、初期張力及びテーパテンショ
ン率を設定しておき、前記駆動モータの駆動後、走行シ
ートの速度を検出し、該検出値と設定走行速度とを比較
演算して、演算結果を駆動モータにフィードバックして
走行シートの速度を一定のものとする一方、製品ロール
の外径を検出し、該検出値と前記設定初期張力及び設定
テーパテンション率とからテーパテンション値を演算し
、さらに走行シートの張力を検出し、該検出値を前記演
算したテーパテンション値と比較演算して、その演算結
果を巻出しブレーキにフィードパンクして走行シートの
張力をテーパテンション値に制御する駆動並びに張力制
御方法にその特徴がある。

また、上記方法を実施する本発明装置は、前記の如き構
成要素を備えた巻出巻取装置において、巻出軸から巻取
軸間に設けられ、原反ロールから製品ロールに向かって
走行する走行シートの張力を検出する張力検出手段と、
巻出軸から巻取軸間に設けられ、前記走行シートの速度
を検出する速度検出手段と、巻取軸側に設けられ、前記
製品ロールの外径を検出する外径検出手段と、前記走行
シートの走行速度設定器と、前記走行シートの初期巻取
張力設定器と、テーパテンション率設定器と、駆動モー
タ制御手段と、巻出しブレーキ制御手段とを具備せしめ
ると共に、前記駆動モータ制御手段は、前記速度検出手
段から送られる速度検出信号を、前記走行速度設定器で
設定された速度と一致させるように駆動モータをフィー
ドハック制御する制御系であり、前記巻出しブレーキ制
御手段は、前記外径検出手段の検出値と、前記張力設定
器及びテーパテンション率設定器の各設定値とからテー
パテンションを演算する演算部を備えており、前記張力
検出手段から送られる張力検出信号を前記演算部による
テーパテンション演算値と一致させるように巻出しブレ
ーキをフィードバック制御する制御系であることを特徴
とする。

（作用） 上記の方法により、原反ロールから製品ロールに向かう
走行シートの速度は一定のものとなり、同時にその張力
はテーパテンションに制御される。

そしてこの結果、巻取り側において良質の製品ロールが
得られることとなる。

また上記の如く装置を構成した場合は、上記方法が具体
的に実施可能となり、駆動モータ制御手段により走行シ
ートの速度が一定に制御されると共に、巻出しブレーキ
制御手段によりテーパテンション巻取りが遂行される。

（実施例） 以下、図面にもとづき本発明の詳細な説明する。

第１図において、（４）は原反ロールで、シート（Ｓ）
は矢印の方向に巻出され、途中検出ローラ（５）、Ｓ掛
はローラ（６）を経由して製品ロール（７）に巻取らレ
ル。原反ロール（４）の巻出軸（８）には公知のトルク
可調整ブレーキ例えばパウダブレーキ等が巻出しブレー
キ（ＰＢ）として取付けられ、該巻出しブレーキ（Ｐ’
Ｂ）によるブレーキトルクが導入されている。

更に該巻出軸（８）には巻出ロール回転数検出装置（Ｐ
Ｇｕ噴が枢着されている。

（５）′はシート張力による張力検出ローラ（５）の微
変位を検出する公知の張力検出装置、（ＰＧ　Ａ　’）
はＳ掛はローラ（６）の軸端に枢着された該ローラ（６
）の回転数検出器である。

製品ロール（７）の巻取軸（９）はモータ（Ｍ）で駆動
され、その回転数は回転数検出器（ＰＧｗ）で検出され
ている。

ＱＯ）はモータ（Ｍ）のコントローラ、αυは速度設定
器、（転）は巻取直径演算器、Ｑ３１はモータ（Ｍ）の
速度指令演算器である。

Ｑ４）は初期巻取張力を設定する張力設定器、（２）は
テーパテンション率設定器、αｅはテーパテンション演
算器であり、αηは巻出直径演算器、α榎はブレーキト
ルク演算器、α９は巻出しブレーキ（ＰＢ）の増巾器で
ある。

以上の構成より成る巻出巻取機の制御について説明する
と、Ｓ掛はローラ回転数検出器（ＰＧ　１　）の出力は
走行中のシートの速度を代表する値であり、モータ（Ｍ
）の回転数検出器（ＰＧｉｖ）の出力は製品ロールの回
転数を代表する値である。雨検出器の出力をそれぞれ（
ＰＧ　１　′）＋　（ＰＧｗ　′）とする。巻取直径演
算器（２）に（ＰＧ　ｌ　′）、　（ＰＧｗ　”　）が
入力され、演算器（２）で、ＰＧ　１　”　／ＰＧｗ　
’を実行させると、その時点に於ける製品ロール（７）
の直径信号（Ｄｉｖ）が得られる。

次にモータ（Ｍ）の速度指令演算器α３）に該信号（Ｄ
−）と速度設定器０１）で設定され、Ｓ掛はローラ回転
数検出器（ＰＣＩりのフィードバック信号（後述）で補
正された速度信号νを入力し、速度指令演算器０濠でν
／Ｄ−を演算させると、その時点に於けるモータ（Ｍ）
の速度指令信号（Ｎ）が得られ、該信号（Ｎ）によって
モータ（Ｍ）が回転させられる。

一方、シート速度検出信号（ＰＣＩ！’）はフィードバ
ックされ、速度設定器αυで設定された値と、ａ点で比
較されているので、誤差を生じた時は直ちに補正され、
常に巻取速度を一定に保ちながら巻取りが行われる。

第２図は簡略化した別の巻取軸駆動システムを示す。

速度設定器αυで設定されたシート速度で巻取りが行わ
れている時、シート速度をＶ、その時の製品ロールの直
径をＤ巻軸の回転数をＮとすると、Ｖ＝Ｎ　・　πＤ 巻取りの進行と共にロール（７）の直径が△Ｄ増加した
とする。

巻軸の回転数をＮのままにしておくと、シート速度は、 Ｖ′＝Ｎπ（Ｄ＋ΔＤ） シート速度はπΔＤだけ速くなる。

一方、シート速度は検出器（Ｐｉ）で検知され、その検
知信号がフィードバックされ、ｂ点で速度設定器αυの
設定速度信号と比較され、π・ΔＤに相当する偏差信号
が取り出される。更に該偏差信号はＣ点で設定速度信号
と比較され偏差分だけモータ（Ｍ）の回転を遅くし、製
品ロールの周速がシート速度■になるよう即ち偏差信号
がＯになるよう制御される。

かくして、巻取りの進行と共に連続的に増大して行く製
品ロール（７）の巻取径に対し、常に上記のフィードバ
ック制御が機能し巻取径の増大にもかかわらず、常にシ
ート速度を一定の巻取りが遂行される。

以上が巻取側の速度制御の説明である。

次に巻き取りの張力制御について説明する。

巻出側で巻出ブレーキ（ＰＢ）で巻出しロール（４）に
加えられたブレーキトルクに抗して、巻取側で巻き取り
が行われるので、巻出ブレーキトルクを制御する事によ
り、巻取り張力が制御される。従って好ましい巻取りロ
ールの品質を確保するためには精緻な巻出しブレーキの
トルク制御を必要とする。良質の巻取りロールを得るた
めに通常テーパテンション巻取り（巻取径の増大と共に
巻取り張力を漸減しながら巻取る方式）が採用されるの
は前記した通りである。

よって巻出ブレーキトルクをテーパテンション巻取りが
出来るよう巻出しブレーキトルクを制御しなければなら
ない。′ 巻取り側で　巻芯径　　　　ｄ。

最大巻取径　　ｄｍａｘ 巻取中の任意の巻取径　ｄ 巻芯に於ける最初張力　ＦＯ 任意の巻取径ｄに於ける張力Ｆ テーパテンション率　α　とすると ここに Ｏ 巻出側で巻出ロールの直径をＤｕｗ テーパテンション巻取りを行うための巻出しブレーキト
ルクをτとすると Ｄｕｗ τ＝Ｆ ２ｎ　ｍａｘ−］ 巻出しブレーキ（ＰＢ）のブレーキトルクを０式に示す
通り制御するための実施例を第１図に示す。

さきに説明した通り巻取直径演算器いで演算された 巻取ロール直径信号Ｄｗ 張力設定器αａで設定された最初張力Ｆ。

テーパテンション設定器０ωで設定されたテーパテンシ
ョンα をテーパテンション演算器０６）に入力し、０式に基く
演算を行い巻取り張力信号Ｆ　を出力させる。

該張力信号Ｆと張力検出器（５）′から出力さられるシ
ートの実張力信号を比較し、張力信号を補正すると共に
、該補正された張力信号と巻出ロール直径演算器αηで
演算（演算方法は巻取り直径演算器側と同じであるので
説明は省略する）された巻出ロール直径信号Ｄｕ−を巻
出ブレーキトルク演算器０匂に入力しブレーキトルク信
号（τ）を演算し、巻出しブレーキのトルク指令とする
。

第３図は簡略化した巻出ブレーキトルク制御システムを
示す。

第１図に於ける巻出ロール径演算回路を省略したもので
テーパテンション演算器αωの出力を直接巻出ブレーキ
トルクのトルク指令としたものである。

巻出し進行と共に巻出径が減少し、トルクが増大しよう
とするが、シート張力検出器（５）′でシートの張力を
検出フィードバックし、テーパテンション演算器αｅの
出力と比較し、補正をかける事により所望のシート張力
が得られるようにしている。

かくして巻取りに必要なテーパテンションが、巻出し側
に於ける巻出しブレーキトルク制御により与えられる。

（発明の効果） 本発明は以上述べたように、巻出巻取装置において、巻
取軸に巻取駆動モータを設け、このモータを制御するこ
とによりシートの走行速度を一定にすると共に、巻出軸
に巻出しブレーキを設け、このブレーキを制御すること
により、シートの張力を制御するようにしたものであり
、とりわけ、シートの張力制御はテーパテンション巻取
りを可能としたものであるため、巻取軸に良質の製品ロ
ールを得ることができる。

また、本発明装置は、従来の巻出巻取装置と異なり、走
行シートをピンチすることなく、かかるテーパテンショ
ン巻取りを可能としたものであるから、これまでピンチ
することができず、従ってテーパテンション巻取りがで
きなかった硬質フィルム等に対しても、テーパテンショ
ン巻取りが可能となり、巻出巻取装置によって巻き上げ
られた製品ロールの質を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明巻出巻取装置の駆動並びに張力制御方法
の説明図、第２図は第１図における駆動方法の他の実施
例を示す説明図、第３図は第１図における張力制御方法
の他の実施例を示す説明図、第４図は従来の巻出巻取装
置の駆動並びに張力制御方法の説明図である。 （４）・・・原反ロール、 （５）・・・張力検出ローラ、 （７）・・・製品ロール、 （８）・・・巻出軸、 （９）・・・巻取軸、 αＤ・・・速度設定器、 Ｏａ・・・張力設定器、 αつ・・・テーパテンション率設定器、０６）・・・テ
ーパテンション演算器、（ＰＢ）・・・巻出しブレーキ
、 （Ｍ）・・・駆動モータ、 （Ｓ）　　・・・シート。 特許出願人　　株式会社　不二鉄工所　っ。 代理人　弁理士　宮　　本　　泰 一七二、・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シートの原反ロールを巻き出す巻出軸と、該巻出軸
   と所要間隔を有して配置され、前記原反ロールから巻き
   出されたシートを製品ロールとして巻き取る巻取軸と、
   前記巻出軸に設けられ、ブレーキトルクの調整可能な巻
   出しブレーキと、前記巻取軸に設けられ、回転速度の調
   整可能な巻取り駆動モータとを備えた巻出、巻取装置を
   用いて原反ロールより巻出し、製品ロールに巻取るに際
   し、原反ロールから製品ロールに向かって走行する走行
   シートに対して予め、該走行シートの走行速度、初期張
   力及びテーパテンション率を設定しておき、前記駆動モ
   ータの駆動後、走行シートの速度を検出し、該検出値と
   設定走行速度とを比較演算して、演算結果を駆動モータ
   にフィードバックして走行シートの速度を一定のものと
   する一方、製品ロールの外径を検出し、該検出値と前記
   設定初期張力及び設定テーパテンション率とからテーパ
   テンション値を演算し、さらに走行シートの張力を検出
   し、該検出値を前記演算したテーパテンション値と比較
   演算して、その演算結果を巻出しブレーキにフィードバ
   ックして走行シートの張力をテーパテンション値に制御
   することを特徴とする巻出巻取装置の駆動並びに張力制
   御方法。 ２、シートの原反ロールを巻き出す巻出軸と、該巻出軸
   と所要間隔を有して配置され、前記原反ロールから巻き
   出されたシートを製品ロールとして巻き取る巻取軸と、
   前記巻出軸に設けられ、ブレーキトルクの調整可能な巻
   出しブレーキと、前記巻取軸に設けられ、回転速度の調
   整可能な駆動モータとを備えた巻出、巻取装置において
   、巻出軸、巻取軸間に設けられ、原反ロールから製品ロ
   ールに向かって走行する走行シートの張力を検出する張
   力検出手段と、巻出軸、巻取軸間に設けられ、前記走行
   シートの速度を検出する速度検出手段と、巻取軸側に設
   けられ、前記製品ロールの外径を検出する外径検出手段
   と、前記走行シートの走行速度設定器と、前記走行シー
   トの初期巻取張力設定器と、テーパテンション率設定器
   と、駆動モータ制御手段と、巻出しブレーキ制御手段と
   を具備せしめると共に、前記駆動モータ制御手段は、前
   記速度検出手段から送られる速度検出信号を、前記走行
   速度設定器で設定された速度と一致させるように駆動モ
   ータをフィードバック制御する制御系であり、前記巻出
   しブレーキ制御手段は、前記外径検出手段の検出値と、
   前記張力設定器及びテーパテンション率設定器の各設定
   値とからテーパテンションを演算する演算部を備えてお
   り、前記張力検出手段から送られる張力検出信号を前記
   演算部によるテーパテンション演算値と一致させるよう
   に巻出しブレーキをフィードバック制御する制御系であ
   ることを特徴とする巻出巻取装置。