JPH05322681A - 張力検出方法、張力検出装置及び張力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被検体の走行速度、被検体の特性、被検体の
幅及び被検体の支持間隔に相異があっても、被検体の張
力が同一であれば、同一の検出量を検出し、更には、そ
れに基づいて被検体の張力を適正に制御することを目的
とする。 【構成】 張力検出装置は、流体供給源１に接続され、
且つ、被検体Ｗの面に近接して対向する噴出口３ａを備
えた流体噴出手段３、被検体の前記噴出口と対向する部
位の少なくとも一方の面に対向する検出部４ａを備えた
変位量検出手段４、及び変位量検出手段からの検出値が
入力されるように接続され、該検出値を検出条件毎に予
め定め入力されている基準値に基づいて演算処理する処
理手段６を具備し、張力制御装置は、長尺体を取扱う装
置において、上記張力検出装置の検出張力に基づいて制
御手段10により制御される張力調整手段９を具備してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、長尺シート状物の給
送等を行う取扱装置において、長尺シート状物である被
検体に作用する張力を流体の噴出を受けて生じる被検体
の撓みにより被検体の張力に非接触で検出する張力検出
方法、張力検出装置及びこの張力検出装置による検出結
果に基づいて長尺シート状物の給送等における張力を調
整する張力制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】長尺シート状物である被検体に作用する
張力を流体の噴出を受けて生じる被検体の撓みにより被
検体に非接触で検出する張力検出方法、張力検出装置及
びこの張力検出装置による検出結果に基づいて長尺シー
ト状物の給送等における張力を調整する張力制御装置の
従来の技術におけるものとしては、例えば、特開平１−
３２１２４６号公報に開示されているものや米国特許第
３５９９４８５号明細書に開示されているものがある。

【０００３】特開平１−３２１２４６号公報に開示され
ているものは、流体供給源に連結された流入口と被検体
の一面から所定距離だけ隔って対向して開口した噴出口
が設けられていると共に流入口と噴出口との間に内圧検
出口を備えた中空体と、内圧検出口に連結された圧力検
出部を備えた張力検知ユニットとから構成されている張
力検出装置及びその張力検出装置の検出結果に基づいて
制御信号発信部を介して張力調整装置を制御する被検体
取扱い装置における張力制御装置である。

【０００４】そして、張力検出装置においては、流体供
給源から流入口を通って中空体に供給された流体を噴出
口から被検体に向けて噴出させ、被検体に張力の大きさ
に応じた撓みを生じさせ、且つ高さが被検体と噴出口先
端との距離であり底面直径が噴出口内径に等しい仮想円
柱の外周面相当部分から放散させ、この放散量の多少に
相応して変化する中空体の内圧を検出して被検体の張力
を検出するのである。

【０００５】米国特許第３５９９４８５号明細書に開示
されているものは、流体供給源に連結された流体噴出口
から高圧流体を被検体に向けて噴出させ、被検体に張力
の大きさに応じた撓みを生じさせ、その撓み量を検出し
て、被検体の張力を検出する方法及びその方法を実施す
るための装置である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の特開平１−３２
１２４６号公報に開示されている張力検出装置は、噴出
口から噴出させた流体が噴出口と被検体との間で放散す
る量の多少に相応して変化する中空体の内圧を検出して
被検体の張力を検出するようにしているので、噴出口と
被検体との間の流体がそこに生じる気流等によって積極
的に放散させられる場合、即ち被検体が高速で走行し、
それによって気流が生じるような場合には、中空体の内
圧が被検体の張力差を明確に示す程度に変化しないの
で、被検体の張力を検出することは困難であった。

【０００７】又、米国特許第３５９９８４５号明細書に
開示されている張力検出装置は、被検体に向けて流体を
噴出させ、被検体に張力に応じた撓みを生じさせて、そ
の撓み量を測定するようにしているので、前記特開平１
−３２１２４６号公報に開示されている張力検出装置の
ような問題はない。

【０００８】しかし、被検体に向けて流体を噴出させて
被検体に撓みを生じさせた場合、被検体の剛さ、透気度
等の特性の相異は勿論のこと、被検体の幅や被検体の支
持間隔の相異によって、同一の張力が作用している被検
体に対し同一の条件で流体を噴出させても、被検体に発
生する撓み量が相異するので、同一量の撓み検出量で
も、同一量の張力を示すことにはならないという問題が
ある。

【０００９】この発明は、被検体の張力を測定するのに
当って、被検体の走行速度、被検体の特性、被検体の幅
及び被検体の支持間隔に相異があっても、被検体の張力
が同一であれば、同一の検出量を得ことができるように
することを目的とし、更にそのような検出量に基づいて
被検体の張力を適正に制御することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の張力検出方法
は、被検体の面に対し流体を噴出させると共に、噴出し
た流体が加える力による被検体の撓み量を検出し、更に
検出した撓み量を検出条件毎に予め定めた基準撓み量に
よって無次元化処理するのである。

【００１１】この発明の張力検出装置は、流体供給源に
接続され、且つ、被検体の面に近接して対向する噴出口
を備えた流体噴出手段、被検体の前記噴出口と対向する
部位の少なくとも一方の面に対向する検出部を備えた変
位量検出手段、及び変位量検出手段からの検出値が入力
されるように接続され、該検出値を検出条件毎に予め定
め入力されている基準値に基づいて演算処理する処理手
段を具備する

【００１２】この発明の張力制御装置は、長尺体を取扱
う装置において、流体供給源に接続され、且つ、長尺体
の面に近接して対向する噴出口を備えた流体噴出手段、
長尺体の前記噴出口と対向する部位の少なくとも一方の
面に対向する検出部を備えた変位量検出手段、及び変位
量検出手段からの検出値が入力されるように接続され、
該検出値を予め定め入力されている基準値に基づいて演
算処理する処理手段を具備する張力検出装置と、長尺体
の張力を調整する張力調整手段と、張力検出装置の処理
手段が出力する処理結果による検出張力と予め入力され
ている適正範囲の張力値とを比較し、比較結果に基づい
て張力調整手段を制御するように張力検出装置の処理手
段及び張力調整手段に接続された制御手段とから構成さ
れている。前記張力検出装置の処理手段と前記制御手段
とは合一した手段として設けられていてもよい。

【００１３】

【作用】張力検出装置においては、流体供給源からの流
体、例えば加圧空気は、流体噴出手段に供給される。そ
うして、加圧空気は、流体噴出手段の噴出口から被検体
の面に対し噴出される。

【００１４】被検体は、加圧空気の噴出による力を受け
て、被検体に作用する張力及び被検体自体の特性に相応
して噴出による力を受ける箇所が後退変位する。即ち、
被検体は撓む。その変位量、即ち撓み量は、変位量検出
手段により検出され、処理手段に入力される。処理手段
においては、予め入力記憶されている検出条件毎に予め
定めた基準撓み量と前記検出撓み量との比又はその比に
基づく検出張力が演算される。

【００１５】長尺体取扱い装置における張力制御装置に
おいては、長尺体取扱い装置で走行する長尺体に作用し
て検出された張力に基づく処理値、例えば検出張力値が
上記のようにして張力検出装置で求められ、それが制御
手段に対し入力される。

【００１６】制御手段は、入力された検出張力値と予め
入力記憶された所定の適正範囲の基準張力値とを比較
し、その結果に基づき張力を所定の適正範囲内に補正す
るように調整作動信号を張力調整装置に入力する。かく
して、張力調整装置は、調整作動信号を受けて調整作動
し、長尺体の張力が前記適正範囲内になるように作動す
る。それに応じて検出される検出張力値が前記適正範囲
になるまで前記張力調整装置の調整作動が続くので、長
尺体の張力は、前記適正範囲内に維持される。

【００１７】

【実施例】この発明の張力検出方法を実施する張力検出
装置を図面に従って説明する。この発明の実施例におけ
る張力検出装置は、図１に示されており、流体供給源、
例えば加圧空気供給源１に管路２で接続され、先端に噴
出口３ａが形成された流体噴出手段３と、流体噴出手段
３の噴出口３ａと所定の間隔をあけて対向した検出部４
ａをもつ変位量検出手段、例えばレーザー変位計４とを
具備している。

【００１８】そして、管路２中には、流体の噴出速度を
調整する調整手段５が介在する。又、レーザー変位計４
には処理手段６が、処理手段６には、例えば、ディスプ
レイ装置等の出力手段７が順次接続され、必要に応じて
例えば、キーボード等の入力手段８が処理手段６に接続
されている。入力手段８及び出力手段７と処理手段６と
の接続は、例えば電気的に連係している。

【００１９】そうして、上記の張力検出装置は、流体噴
出手段３の噴出口３ａが長尺体である被検体、例えばウ
エブ料紙Ｗの一面に所定間隔で近接し、レーザー変位計
４の検出部４ａがウエブ料紙Ｗの他面に対向して、流体
噴出手段３の噴出口３ａとレーザー変位計４の検出部４
ａとの間にウエブ料紙Ｗが位置するように設置される。

【００２０】そして、ウエブ料紙Ｗの張力を検出するに
際しては、流体噴出手段３に加圧空気供給源１から加圧
空気を供給し、噴出口３ａからウエブ料紙Ｗに向けて所
定の噴出速度で空気を噴出させる。その噴出速度は、圧
縮空気供給源１からの供給圧、管路２の断面積及び長さ
及び噴出口３ａの断面積等により決まる。従って、管路
２中に設けられた調整手段５を調整することにより噴出
速度を適宜所定値に設定することができる。

【００２１】噴出口３ａから噴出した空気は、ウエブ料
紙Ｗに突き当り、ウエブ料紙Ｗに押圧力Ｆが加えられ
る。 その場合、 Ｆ＝ρＡＶ² となる。 但し、ρ：噴出空気の密度 Ａ：噴出口３ａの断面積
Ｖ：噴出速度

【００２２】ウエブ料紙Ｗには、噴出空気によって加え
られる押圧力Ｆにより、ウエブ料紙Ｗに作用している張
力Ｔ及びウエブ料紙Ｗの特性に相応して押圧箇所が後退
変位する。即ち撓み量Ｄの撓みが生じる。この撓みは、
レーザー変位計４によって検出される。

【００２３】ところで、前記の撓み量Ｄは、前記の押圧
力Ｆが同一であり、且つ前記の張力Ｔが同一であって
も、同一ではない。即ちウエブ料紙Ｗを構成する繊維の
種類、密度、バインダー、厚さ等によって定まる料紙の
剛さ及び透気性等の特性並びにウエブ料紙Ｗの幅及びウ
エブ料紙Ｗの支持間隔等の被検状態等の、撓み量Ｄを検
出するときの条件が相異すると、撓み量Ｄは相異する。
例えば、図４に示すように特性が略同一であるウエブ料
紙Ｗの幅と支持間隔（ガイドローラー間距離）を変え
て、一定の力Ｆが加えられたときのウエブ料紙Ｗの張力
Ｔと撓み量Ｄとの関係は、同一にはならない。

【００２４】しかし、前記の張力と撓み量との関係を、
撓み量について撓み量を検出するときの条件が同一であ
るもの同士で夫々無次元化処理し、その処理値と張力と
の関係を求めると、撓み量を検出するときの条件の相異
に拘らず一定の関係となる。即ち、例えば、図４におけ
る撓み量を検出するときの各条件毎に張力Ａにおける撓
み量を基準値とし、同じ各条件毎の他の張力における撓
み量の前記基準値に対する比率（撓み比）を求めると、
図３のグラフに示すように撓み量を検出するときの条件
の相異に拘らず一定の関係が得られる。

【００２５】そこで、レーザー変位計４が検出した検出
値は、処理手段６に入力され、処理手段６においては、
検出値と予め入力されて記憶されている撓み量の基準値
との比率（撓み比）が演算され、その撓み比、又はそれ
から更に演算されて求められたウエブ料紙Ｗに作用して
いる検出張力値が出力手段７に出力される。

【００２６】又、基準値の処理手段６への入力は、各検
出条件毎に予め試験的に求めた数値を入力手段８を介し
て入力するようにしたり、検出条件下にあるウエブ料紙
に基準となる張力を負荷させ、流体噴出手段３から空気
を噴出し、そのときのウエブ料紙の撓み量を変位量検出
手段４で実測して入力する等の適宜の手段をとってよ
い。

【００２７】次に、上記の張力検出装置を用いたこの発
明の実施例における張力制御装置を図面に従って説明す
る。この発明の実施例における張力制御装置は、図２に
示されており（図１と同一部に対しては同一符号が付記
されている）、長尺体である被検体、ウエブ料紙Ｗが支
持案内手段であるローラーＲ１，Ｒ２等によつて支持さ
れ、且つその走行が案内されるようになっているウエブ
料紙取扱い装置（図示しない）において走行中のウエブ
料紙Ｗに作用する張力を調整するものである。

【００２８】張力制御装置は、図１に示した既述の張力
検出装置（図１と同一部に対しては同一符号が付記され
ている）とウエブ料紙Ｗの張力を調整する張力調整手
段、例えば前記支持案内手段であるローラーＲ１を回転
駆動する可変速駆動手段９と、前記張力検出装置の処理
手段６から制御信号が入力されるように接続されると共
にその信号に基づいて可変速駆動手段９の駆動速度を変
更制御するよう可変速駆動手段９に接続された制御手段
10とから構成されている。張力制御装置においては、張
力検出装置の処理手段６と制御手段10とは、合一した手
段、例えば一つのＣＰＵで構成され得る。なお、処理手
段６には、適宜、前記の張力検出装置の出力手段７及び
入力手段８が接続されていてもよい。

【００２９】上記の張力制御装置において、既述のよう
に張力検出装置によりローラーＲ１，Ｒ２間を走行中の
ウエブ料紙Ｗに作用している張力に基づく検出値、例え
ば検出張力値が連続的に求められ、それが、処理手段６
から制御手段10に対して出力される。

【００３０】制御手段10においては、処理手段６から入
力された検出張力値と予め記憶されている所定の適正範
囲の基準張力値とが比較される。そして、検出張力値が
適正範囲から逸脱している場合には、制御手段10から可
変速駆動手段９に対しローラーＲ１の駆動速度を変更す
る変速信号が出力される。

【００３１】即ち、制御手段10から可変速駆動手段９に
対し出力される変速信号は、検出張力値が適正範囲の基
準張力値より小さい場合には、増速信号であって、ロー
ラーＲ１の駆動速度は増速され、検出張力値が適正範囲
の基準張力値より大きい場合には、減速信号であつて、
ローラーＲ１の駆動速度は減速される。

【００３２】その結果、ローラーＲ１の駆動速度の増速
により、ウエブ料紙Ｗの張力は増大し、ローラーＲ１の
駆動速度の減速により、ウエブ料紙Ｗの張力は減少し、
検出張力値は、適正範囲に納まるように調整される。即
ち、ウエブ料紙Ｗは、適正範囲の張力をもって走行す
る。

【００３３】この発明は、上記の実施例に限定されるも
のではない。即ち、変位量検出手段は、レーザー変位計
以外の適宜の公知手段でもよく、又、入力手段及び出力
手段と処理手段との接続は、電気的な連係以外の連係、
例えば光学的な連係でもよい。

【００３４】変位量検出手段の検出部の設置位置は、流
体噴出手段との対向側ばかりでなく、流体噴出手段と同
側であってもよい。又、一つの流体噴出手段に対し、別
の流体噴出手段をウエブ料紙Ｗの走行方向にずれた箇所
でウエブ料紙Ｗの他面側に併設し、夫々によるウエブ料
紙Ｗの撓み量を検出して、処理するようにしてもよい。

【００３５】そして、張力調整は、給送ローラーの駆動
速度の変速手段によらず、その他の適宜の手段、例えば
被検体自体に対する制動手段でもよい。更に、適用され
る被検体は、ウエブ料紙に限らず、一般に可撓性の薄状
体、例えば合成樹脂フイルム、金属箔、又はそれらのテ
ープ等、場合によっては布帛であってもよく、又、噴出
流体も、空気に限らず、窒素ガス等の気体、又は被検体
に応じて液体でもよい。

【００３６】

【発明の効果】この発明の張力検出方法及び装置によれ
ば、被検体に作用している張力を、被検体に非接触状態
で、且つ被検体の特性及び検出状態等の検出条件の相異
に拘らず、それに影響されず張力が同一であれば同一値
で張力を検出することができる。従って、例えば長尺体
を取扱う装置において、装置内の様々な位置において、
そこで取扱われる種々の長尺体の張力を検出することが
できる。

【００３７】又、走行する長尺体である被検体の張力検
出において、被検体に対し、その走行速度より十分大き
な噴出速度で流体を噴出させ、被検体の走行速度の影響
を無くして張力を検出することができる。

【００３８】更に、この発明の張力制御装置によれば、
長尺体を走行させて取扱う装置において、前記の検出し
た値に基づいて長尺体の走行張力が調整されるので、被
検体の特性及び検出状態等の検出条件に影響されず、装
置内の様々な位置において、長尺体を適正な張力状態に
保つことができ、不適正な張力による長尺体取扱い上の
トラブルが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例における張力検出装置の概略
構成図である。

【図２】この発明の実施例における張力制御装置の概略
構成図である。

【図３】被検体の単位幅当りの張力と撓み量との関係を
撓み量について無次元化して撓み比とし、単位幅当りの
張力と撓み比との関係を示すグラフである。

【図４】被検体の単位幅当りの張力と撓み量との関係を
被検体の支持間隔及び被検体の幅を変えた条件毎に示す
グラフである。

【符号の説明】

１ 加圧空気供給源 ２ 管路 ３ 流体噴出手段 ３ａ 噴出口 ４ レーザー変位計 ４ａ 検出部 ５ 調整手段 ６ 処理手段 ７ 出力手段 ８ 入力手段 ９ 可変速駆動手段 10 制御手段 Ｒ１，Ｒ２ ローラー Ｗ ウエブ料紙 Ｆ 噴出口から噴出した流体が被検体に加える力 Ｔ 被検体に加わる張力 Ｄ 検出位置における被検体の撓み

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体の面に対し流体を噴出させると共
   に、噴出した流体が加える力による被検体の撓み量を検
   出し、更に検出した撓み量を検出条件毎に予め定めた基
   準撓み量によって無次元化処理する張力検出方法。
2. 【請求項２】 流体供給源に接続され、且つ、被検体の
   面に近接して対向する噴出口を備えた流体噴出手段、被
   検体の前記噴出口と対向する部位の少なくとも一方の面
   に対向する検出部を備えた変位量検出手段、及び変位量
   検出手段からの検出値が入力されるように接続され、該
   検出値を検出条件毎に予め定め入力されている基準値に
   基づいて演算処理する処理手段を具備する張力検出装
   置。
3. 【請求項３】 長尺体を取扱う装置において、流体供給
   源に接続され、且つ、長尺体の面に近接して対向する噴
   出口を備えた流体噴出手段、長尺体の前記噴出口と対向
   する部位の少なくとも一方の面に対向する検出部を備え
   た変位量検出手段、及び変位量検出手段からの検出値が
   入力されるように接続され、該検出値を予め定め入力さ
   れている基準値に基づいて演算処理する処理手段を具備
   する張力検出装置と、長尺体の張力を調整する張力調整
   手段と、張力検出装置の処理手段が出力する処理結果に
   よる検出張力と予め入力されている適正範囲の張力値と
   を比較し、比較結果に基づいて張力調整手段を制御する
   ように張力検出装置の処理手段及び張力調整手段に接続
   された制御手段とから構成された張力制御装置。
4. 【請求項４】 張力検出装置の処理手段と制御手段とが
   合一した手段として設けられた請求項３に記載の張力制
   御装置。