JPH08245029A - リワインダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 コイルが偏心していてもその影響を最小限に
止めて巻姿の良好なコイルとする。 【構成】 巻芯１ｂ上にシート状材料１ａが巻かれてな
るコイル１ｃの巻戻し部に設けられ、コイルの外周位置
を検出してコイル径を実測するコイル径測定手段５と、
コイルの単位時間当たり回転数とコイルのシート状材料
の単位時間当たり巻戻し長とによりコイルの径を算出す
る手段と、コイル径測定手段により実測されたコイル径
とコイル径算出手段により算出されたコイル径とを対比
してコイルの偏心量を求める偏心量算出手段６と、偏心
量算出手段による偏心量を予め設定されている許容偏心
量と比較して許否を求める比較手段１１とをそなえ、コ
イルの偏心量を監視する。偏心量を用いて巻芯を駆動す
るモータ２のトルク補正を行ってもよいし、コイル径を
用いてトルク制御を行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シート状材料を巻芯に
巻いてコイル状に巻取りかつ巻戻すリワインダ装置にか
かり、とくにこのリワインダ装置における巻き戻し部の
張力を適正化する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば紙パルプ、フィルムなどの連続
シート状材料を加工するラインでは、材料を巻取りなが
ら工程を進めるためにリワインダ装置を用いる。

【０００３】図７は、紙のリワインダ装置における巻戻
し部の主要部を示したものである。この巻戻し部は、機
械負荷１をモータ２で駆動するもので、モータドライブ
装置３がトルク基準４に基づいてモータ２を駆動する。
機械負荷１は、シート状材料１ａを巻芯１ｂ上にコイル
１ｃとなるように巻いたものである。そして、コイルと
して巻取りおよび巻戻す際に、モータ２のトルクを適正
制御して材料に片寄った張力が掛かることによる巻崩れ
とか破断を防ぎ、巻姿のよいコイルとするようにしてい
る。

【０００４】そのためには、コイルが偏心のないもので
あれば、モータ２を一定トルクで運転することにより材
料は一定張力で巻取られていき、巻姿の良好なコイルと
なる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】実際のコイルは、リワ
インダ装置の巻戻し部に掛ける前に、一時保管されてい
ることが多く、その場合は巻芯１ｂを保管架台に掛けて
おくことが多い。この結果、巻芯１ｂの中央部が垂下
し、このようになったコイルをリワインダ装置に掛ける
と、コイル外周がとくに中央部で偏心した状態となる。

【０００６】このように偏心したコイルをリワインダ装
置で一定張力を掛けつつ巻取りおよび巻戻しを行うと、
とくに中央部では１回転毎に張力が変動することになる
から、巻崩れが起き易い。

【０００７】他方、偏心を防ぐには、コイルが長時間静
止しないように適度に回転させることが必要である。

【０００８】本発明はこのような問題を考慮してなされ
たもので、コイルが偏心していてもその影響を最小限に
止めて巻姿の良好なコイルとするリワインダ装置を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明では、請求項１記載の、巻芯上にシート状材料が巻
かれてなるコイルを巻戻す巻戻し部と、巻芯上に前記コ
イルを巻取る巻取り部とをそなえたリワインダ装置にお
いて、前記巻戻し部に設けられ、前記コイルの外周位置
を検出してコイル径を実測するコイル径測定手段と、前
記コイルの単位時間当たり回転数と前記コイルにおける
前記シート状材料の単位時間当たり巻戻し長とによって
前記コイルの径を算出するコイル径算出手段と、前記コ
イル径測定手段により実測されたコイル径と前記コイル
径算出手段により算出されたコイル径とを対比して前記
コイルの偏心量を求める偏心量算出手段と、この偏心量
算出手段による偏心量を予め設定されている許容偏心量
と比較して許否を求める比較手段とをそなえ、前記コイ
ルの偏心量を監視することを特徴とするリワインダ装
置、請求項２記載の、請求項１記載の装置における前記
比較手段の出力を予め設定されている張力設定値と比較
してトルク制御信号を形成するトルク変換手段をそな
え、このトルク変換手段の出力に応じて前記巻き戻し部
を駆動するようにしたリワインダ装置、請求項３記載
の、請求項１記載の装置における前記コイル径測定手段
の出力を予め設定されている張力設定値と比較してトル
ク制御信号を形成するトルク変換手段をそなえ、このト
ルク変換手段の出力に応じて前記巻き戻し部を駆動する
ようにしたリワインダ装置、請求項４記載の、請求項１
記載の装置における前記コイル径測定手段の出力を時系
列的に記憶するデータ記憶手段と、前記コイルの回転速
度を検出する速度検出手段と、この速度検出手段からの
前記コイルの回転速度に応じたタイミング信号を形成す
るタイミング信号形成手段と、このタイミング信号形成
手段の出力に応じて前記データ記憶手段の記憶データを
コイル径実測値として読み出すデータ取り出し手段とを
そなえ、前記コイル径測定手段が設置された位置と前記
コイルにおける張力発生点とのずれを補正してコイルの
偏心量を監視するようにしたリワインダ装置、および請
求項５記載の、請求項４記載の装置における前記タイミ
ング信号形成手段は、前記コイルの回転速度に応じて前
記コイルの１回転当たりの時間を算出する逆数変換手段
と、前記コイル径実測値に応じて前記コイル径測定手段
の設置位置と前記張力発生点とのずれ角を算出する関数
発生手段と、前記逆数変換手段と前記関数発生手段の各
出力に応じて前記コイル径測定手段によるコイル径実測
値を読み出すためのタイミング信号を形成する移動時間
算出手段とをそなえたリワインダ装置、を提供するもの
である。

【００１０】

【作用】請求項１記載の構成により、コイル径測定手段
によるコイル径実測値とコイル径算出手段によるコイル
径算出値とを比較手段により比較して偏心を求める。偏
心があるときは、比較手段の出力を用いて警報を発する
などの対策を採る。

【００１１】請求項２記載の構成により、トルク変換手
段が、比較手段の出力を予め設定されている張力設定値
と比較してトルク制御信号を形成し、このトルク変換手
段の出力に応じてコイルの偏心に応じて巻き戻し部を駆
動する。

【００１２】請求項３記載の構成により、トルク変換手
段が、コイル径測定手段の出力を予め設定されている張
力設定値と比較してトルク制御信号を形成する。そし
て、コイルの偏心に応じてトルク変換手段が巻き戻し部
を駆動する。

【００１３】請求項４記載の構成により、データ記憶手
段が、コイル径測定手段の出力を時系列的に記憶し、速
度検出手段がコイルの回転速度を検出し、タイミング信
号形成手段が速度検出手段からの信号に基づいてコイル
の回転速度に応じたタイミング信号を形成する。データ
取り出し手段がタイミング信号に応じてデータ記憶手段
の記憶データをコイル径実測値として読み出し、コイル
径測定手段が設置された位置とコイルにおける張力発生
点とのずれを補正してコイルの偏心量を監視する。この
監視内容を参照しつつ巻戻し部を駆動する。

【００１４】請求項５記載の構成により、逆数変換手段
がコイルの回転速度に応じて前記コイルの１回転当たり
の時間を算出し、関数発生手段がコイル径実測値に応じ
て前記コイル径測定手段の設置位置と前記張力発生点と
のずれ角を算出し、移動時間算出手段が逆数変換手段と
関数発生手段の各出力に応じてコイル径測定手段による
コイル径実測値を読み出すためのタイミング信号を形成
する。このタイミング信号により、コイル径測定手段が
設置された位置とコイルにおける張力発生点とのずれを
補正してコイルの偏心量を監視する。

【００１５】

【実施例】図１は、本発明の第１の実施例の構成を示す
説明図である。この図において、図７と同一符号は同一
要素を示している。そして、コイル１ｃの張力発生点す
なわち材料がコイル１ｃ外周から離れる点に向けてコイ
ル径測定手段である検出センサ５が設けられている。こ
の検出センサ５は、たとえば超音波センサとかレーザー
センサを用いる。測定精度は、紙のコイルを対象にする
場合は、１ｍｍ程度が検出できれば十分実用になる。検
出センサ５の出力は、減算器６に与えられて計算による
コイル径７との偏差が偏心量８として算出され、表示装
置９および比較手段１１に与えられる。表示装置９で
は、偏心量８を経時的に表示し、その変化を示す。比較
手段１１は、偏心量を許容値と比較し、許容値を越える
とき出力１２を生じる。この出力は警報などに用いられ
る。

【００１６】リワインダ装置において、コイル１ａにお
ける機械的な各種パラメータは、次の通りである。ま
ず、コイル１ｃの材料１ａに加わる張力Ｔａは、次式に
より求められる。

【００１７】 Ｔａ＝τ・２／Ｄａ （１） そして、モータ２を駆動するモータドライブ装置３に与
えられるトルクτは、張力設定値をＴｓ、コイル径をＤ
ｃとすれば、 τ＝Ｔｓ・Ｄｃ／２ （２） として求められる。さらに、コイル径Ｄｃは、巻戻し部
の単位時間当たり回転数をＮ、単位回転数当たりの巻戻
し長さをＬ、円周率をπとすれば、 Ｄｃ＝Ｌ／πＮ （３） として求められる。このコイル径Ｄｃが計算によるコイ
ル径７に相当する。

【００１８】仮に、巻戻し部のコイルが完全な円筒状に
巻かれていて偏心がないと、巻戻し部が１回転する間の
コイル径は一定であり、上記Ｄｃに等しい。このときに
は、コイルが１回転する間、張力が一定になる。

【００１９】これに対して、コイル１ｃの偏心が起きる
と、上記Ｄｃが計算上の値と異なったものとなる。そこ
で、減算器６によって検出センサ５により検出したコイ
ル径実測値から計算により求めたコイル径７を減算し、
その偏差である偏心量８を求めるのである。

【００２０】この偏心量８が表示器９に与えられて偏心
量の変化として表示され、また比較手段１１に与えられ
て許容値１０と対比され、許容値を越えているときに警
報を発するように構成されている。

【００２１】図２は、本発明の第２の実施例を示した説
明図である。この実施例では、第１の実施例における比
較手段１１による警報などのための出力に替えてトルク
変換手段１４を設けて、コイル１ｃの偏心に応じてモー
タドライブ装置３によるモータ２のトルク制御を行うよ
うにしている。

【００２２】そのために、トルク変換手段１４には、一
方の入力として偏心量８を、他方の入力として張力設定
値１３を与え、これら両者の偏差をトルク基準補正値１
５として加算器に与え、トルク基準４に加算して補正ト
ルク基準４ａを形成してモータドライブ装置３に与え
る。

【００２３】この構成により、コイル１ｃに偏心がある
と、その偏心量８がトルク変換手段１４により張力設定
値１３と対比され、この張力設定値との偏差に応じたト
ルク基準補正値１５が生じる。そして、これに応じてモ
ータドライブ装置３がモータ２のトルクを調節する。こ
の結果、モータ２は計算上のコイル径に基づくトルク基
準４をコイルの偏心量８で修正した補正トルク基準によ
り駆動されることになる。したがって、材料１ａは一定
した張力により巻取りおよび巻戻しが施される。

【００２４】図３は、本発明の第３の実施例を示した説
明図である。この実施例では、検出センサ５をコイルの
張力発生点以外の点に向けて設置している点が特徴であ
る。このように張力発生点を外れた点でコイル径を検出
するときは、コイル径検出点が張力発生点に達した時点
で出力する必要があり、そのためにデータ記憶手段とし
てのシフトレジスタ１６に検出出力を順次記憶してお
き、それを逐次読み出す。読み出しのために、データ取
り出し手段２０とこのデータ取り出し手段２０に取り出
し信号を与える時間演算手段１７とが設けられている。

【００２５】データ記憶手段１６は、コイル全周を適宜
数に区分したときの区分数と同数のシフト段数を有し、
各段ごとにコイル径検出値を記憶していく。この記憶さ
れたコイル径が、時間演算手段１７の出力に応じて動作
するデータ取り出し手段２０により読み出される。

【００２６】時間演算手段１７は、コイルの回転数およ
びコイル径が入力として与えられ、検出センサ５の設置
点と張力発生点との間の角度αによる時間差を算出して
データ取り出し信号を形成し、データ取り出し手段２０
に与える。そして、時間演算手段１７は、巻戻しの結
果、コイル径が減少し、またコイル回転数が変化すると
それに対応した補正を行って適正タイミングでデータ取
り出しを行うようにする。これにより、検出センサ５を
張力発生点に設置したのと同等のコイル径検出信号が減
算器６に与えられる。

【００２７】図４は、図３の実施例における時間演算手
段１７の一構成例を示した説明図である。すなわち時間
演算手段１７は、コイル回転数を入力として１回転当た
りの所要時間ｔを求める逆数変換手段２１と、コイル径
を入力として検出センサ設置点と張力発生点との間の角
度αを算出する関数発生手段２３と、上記所要時間ｔお
よび上記角度αを入力として下式（４）による移動時間
ｔm を求める移動時間算出手段２５とをそなえている。
その算出式とは、 ｔm ＝ｔ・α／２π （４） である。ここで注目すべきは、コイル径が減少するに伴
い検出センサ５の設置点と張力発生点との間の角度αが
変化していく場合があり、これに応じて検出コイル径の
補正を行う方がより正確な張力制御ができる。そこで、
関数発生手段２３が、コイル径の変化に関連して変化す
る角度αを出力するように特性を設定しておく。

【００２８】図５は、本発明の第４の実施例を示した説
明図である。この実施例では、トルク変換手段１４の入
力を図２の実施例における偏心量に替えて検出センサ５
からのコイル径６を用いている。そして、トルク変換手
段１４の出力は、トルク基準に加算してモータドライブ
装置に与えるのではなく、そのままモータドライブ装置
３に与えるようにしている。したがって、トルク基準を
形成する構成が不要となり、構成が簡単化される。

【００２９】図６は、本発明の第５の実施例を示した説
明図である。この実施例でも図５の実施例同様に、図３
の実施例における偏心量８に替えてデータ取り出し手段
２０からのコイル径を用いている。この場合も図５の実
施例同様に構成が簡単化される。

【００３０】

【発明の効果】請求項１記載の構成によれば、コイル径
測定手段によるコイル径実測値とコイル径算出手段によ
るコイル径算出値とを比較手段により比較して偏心を求
めるようにしたため、コイルに偏心があるときは、警報
を発するなどの対策を採ることができる。

【００３１】請求項２記載の構成によれば、トルク変換
手段がコイルの偏心に応じて巻き戻し部を駆動するた
め、コイルの巻姿が悪くなるとかシート状材料が破断す
るのを防止できる。

【００３２】請求項３記載の構成によれば、トルク変換
手段がコイルの偏心に応じてトルク変換手段が巻き戻し
部を駆動するため、コイルの巻姿が悪くなるとかシート
状材料が破断するのを防止できる。

【００３３】請求項４記載の構成によれば、データ取り
出し手段がタイミング信号に応じてデータ記憶手段の記
憶データをコイル径実測値として読み出し、コイル径測
定手段が設置された位置とコイルにおける張力発生点と
のずれを補正してコイルの偏心量を監視し、この監視の
内容を参照しつつ巻戻し部を駆動するため、データ記憶
手段にコイル実測値を与えるコイル径測定手段は張力発
生点以外のコイル周囲の適当な箇所に設置しても不具合
がなく、その設置位置を任意に選ぶことができる。

【００３４】請求項５記載の構成によれば、コイルの回
転速度とコイル径実測値とに応じてコイルの１回転当た
りの時間およびコイル径測定手段の設置位置と張力発生
点とのずれ角を算出し、コイル径実測値を読み出すため
のタイミング信号を形成して、このタイミング信号によ
り、コイル径測定手段が設置された位置とコイルにおけ
る張力発生点とのずれを補正してコイルの偏心量を監視
するようにしたため、コイル径実測手段をコイル周囲の
任意の箇所に設置してその実測データをリワインダ制御
のために時間をずらせて読み出すにつき簡単な構成の回
路により行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す説明図。

【図２】本発明の第２の実施例の構成を示す説明図。

【図３】本発明の第３の実施例の構成を示す説明図。

【図４】図３の実施例における時間算出手段の一構成例
を示すブロック線図。

【図５】本発明の第４の実施例の構成を示す説明図。

【図６】本発明の第５の実施例の構成を示す説明図。

【図７】従来のリワインダ装置の構成を示す説明図。

【符号の説明】

１ 機械負荷 １ａ 材料 １ｂ 巻芯 １ｃ コイル ２ モータ ３ モータドライブ装置 ４ トルク基準 ５ 検出センサ ６ 減算器 ７ コイル径 ８ 偏心量 ９ 表示装置 １０ 許容値 １１ 比較手段 １２ 出力 １３ 張力設定値 １４ トルク変換手段 １５ トルク基準補正値 １６ データ記憶手段 １７ 時間演算手段 １８ 回転数 １９ 時間（ｔm ） ２０ データ取り出し手段 ２１ 逆数変換手段 ２２ 時間（ｔ） ２３ 関数発生手段 ２４ 角度（α） ２５ 移動時間算出手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】巻芯上にシート状材料が巻かれてなるコイ
   ルを巻戻す巻戻し部と、巻芯上に前記コイルを巻取る巻
   取り部とをそなえたリワインダ装置において、 前記巻戻し部に設けられ、前記コイルの外周位置を検出
   してコイル径を実測するコイル径測定手段と、 前記コイルの単位時間当たり回転数と前記コイルにおけ
   る前記シート状材料の単位時間当たり巻戻し長とによっ
   て前記コイルの径を算出するコイル径算出手段と、 前記コイル径測定手段により実測されたコイル径と前記
   コイル径算出手段により算出されたコイル径とを対比し
   て前記コイルの偏心量を求める偏心量算出手段と、 この偏心量算出手段による偏心量を予め設定されている
   許容偏心量と比較して許否を求める比較手段とをそな
   え、前記コイルの偏心量を監視することを特徴とするリ
   ワインダ装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の装置において、 前記比較手段の出力を予め設定されている張力設定値と
   比較してトルク制御信号を形成するトルク変換手段をそ
   なえ、 このトルク変換手段の出力に応じて前記巻き戻し部を駆
   動するようにしたリワインダ装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の装置において、 前記コイル径測定手段の出力を予め設定されている張力
   設定値と比較してトルク制御信号を形成するトルク変換
   手段をそなえ、 このトルク変換手段の出力に応じて前記巻き戻し部を駆
   動するようにしたリワインダ装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の装置において、 前記コイル径測定手段の出力を時系列的に記憶するデー
   タ記憶手段と、 前記コイルの回転速度を検出する速度検出手段と、 この速度検出手段からの前記コイルの回転速度に応じた
   タイミング信号を形成するタイミング信号形成手段と、 このタイミング信号形成手段の出力に応じて前記データ
   記憶手段の記憶データをコイル径実測値として読み出す
   データ取り出し手段とをそなえ、 前記コイル径測定手段が設置された位置と前記コイルに
   おける張力発生点とのずれを補正してコイルの偏心量を
   監視するようにしたリワインダ装置。
5. 【請求項５】請求項４記載の装置において、 前記タイミング信号形成手段は、 前記コイルの回転速度に応じて前記コイルの１回転当た
   りの時間を算出する逆数変換手段と、 前記コイル径実測値に応じて前記コイル径測定手段の設
   置位置と前記張力発生点とのずれ角を算出する関数発生
   手段と、 前記逆数変換手段と前記関数発生手段の各出力に応じて
   前記コイル径測定手段によるコイル径実測値を読み出す
   ためのタイミング信号を形成する移動時間算出手段とを
   そなえたリワインダ装置。