JPH08282893A - 帯状材巻取機における張力制御装置及び方法 - Google Patents

帯状材巻取機における張力制御装置及び方法

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JPH08282893A
JPH08282893A JP7111024A JP11102495A JPH08282893A JP H08282893 A JPH08282893 A JP H08282893A JP 7111024 A JP7111024 A JP 7111024A JP 11102495 A JP11102495 A JP 11102495A JP H08282893 A JPH08282893 A JP H08282893A
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JP
Japan
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winding
shaft
shaped
strip
motor
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Application number
JP7111024A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Kano
浩志 加納
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Sony Corp
ソニー株式会社
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

(57)【要約】 【目的】 帯状材の巻径の変化による繰り出し量を補正
し、帯状材の張力を一定に保つことができる帯状材巻取
機における張力制御装置及び方法を提供する。 【構成】 モータ4で駆動される供給軸2側から繰り出
されて同じくモータ15により駆動される巻取軸14に
巻き取られて行く帯状の材料1にダンサローラ18を接
触させて巻き取る巻取機に適用されるものであって、供
給軸2に巻回された帯状材1の巻径を計算し、その計算
された巻径により供給軸2側からの材料送り速度を補正
する張力制御回路30を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばリチウムイオン
二次電池の製造工程において、帯状をした電極素材を巻
き取るのに好適な帯状材巻取機における張力制御装置及
び方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は従来のリチウムイオン二次電池製
造工程において、帯状の電極素材を巻き取る巻取機の一
例を示す概略構成図である。図3において、符号51は
前工程で銅箔またはアルミニウム箔等のベース材にリチ
ウムの化合物を塗布した帯状材(電極素材)である。こ
の帯状材51は図示せぬリールに巻回されて、このリー
ルと共に供給側駆動軸52にセットされる。また、セッ
トされた帯状材51は、ガイドローラ53,54,5
5,56等により導かれ、巻取側駆動軸57にセットさ
れているリールに巻き取られる。なお、供給側駆動軸5
2は駆動モータ58により回転駆動され、巻取側駆動軸
57は駆動モータ59により回転駆動される。さらに、
この巻取機では、帯状材51を巻取側駆動軸57に高速
で巻き取ると、巻きずれや巻き締まりを起こす虞があ
る。そこで、これらの巻取機では供給側のリールと巻取
側のリールとの間における帯状材51の張力を常に制御
しながら巻き取るための張力制御装置が組み込まれてい
る。
【0003】この張力制御装置の細部構成をさらに説明
すると、この張力制御装置では、帯状材51をガイド
し、かつガイドローラ54とガイドローラ55との間に
帯状材51のループ51aを作るためのダンサローラ6
0が配設されている。このダンサローラ60はレバー6
1の一端に回転可能に設けられており、またレバー61
の他端はトルク制御タイプのサーボモータ62の駆動軸
62aに一体回転可能に取り付けられている。そして、
このダンサローラ60は、サーボモータ62の駆動によ
り、レバー61が上下方向に振り子状に駆動されてダン
サローラ60の上下方向の位置を調整し、この位置の調
整によりループ51aの大きさを増減できる構造になっ
ている。さらに、張力制御装置には、位置制御器63及
び速度制御器64が配設されている。このうち、位置制
御器63はサーボモータ62への供給電流を制御するた
めのもので、速度制御器64は供給側駆動軸52を駆動
するモータ58の回転を制御するためのものであり、こ
れらは図示せぬCPUを有したマイコンボード上に形成
されている。
【0004】次に、巻取機の動作を説明する。この巻取
機においては、帯状材51のループ51aは、ダンサロ
ーラ60の位置を位置制御器63で検出することによっ
て知ることができる。そして、位置制御器63で検出さ
れた位置検出値Pと予め基準信号として設定される位置
設定値PRとの偏差に基づき、偏差を0(ゼロ)にする
ための位置補正信号Pcを出力し、これが速度制御器6
4に入力される。すると、速度制御器64では、位置補
正信号Pcにより速度基準値Vcが補正されて、補正後の
速度基準値Vcに基づいた速度でモータ58が回転す
る。実際には、モータ58の回転が増または減され、供
給側駆動軸52のリールから単位時間当たりに繰り出さ
れる帯状材51の量が変化する。これによりダンサロー
ラ60の位置偏差が修正されてループ51aを略一定に
保ち、供給側駆動軸52と巻取側駆動軸57との間にお
ける帯状材51の張力を一定に保つことができる。な
お、この巻取機では、巻取側駆動軸57に、帯状材51
とセパレータ65が順次積層され、複数枚が同時に巻き
取られる構造になっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来構造における巻取機では、供給側駆動軸52及び
巻取側駆動軸57上のリールにそれぞれ巻かれている帯
状材51の巻径が変化すると、供給側駆動軸52及び巻
取側駆動軸57を一定量回転させても、供給側駆動軸5
2より送り出される量及び巻取側駆動軸57で巻き取る
量が異なるので、ダンサローラ60の偏差が大きくな
る。この結果、応答性が低下すると言う問題点があっ
た。また、この応答性の低下を少なくするためには、で
きるだけ供給側駆動軸52または巻取側駆動軸57の近
くにダンサローラ60を設置しなければならず、設計上
の制限を受けると言う問題点があった。さらには、高速
で巻き取りを行うと、ダンサローラ60のバランス点が
変位したままとなり、定位置に戻らないと言う問題点が
あった。
【0006】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は帯状材の巻径の変化による影響を
受ける、常に張力を一定に保って巻回することができる
帯状材巻取機における張力制御装置及び方法を提供する
ことにある。さらに、他の目的は、以下に説明する内容
の中で順次明らかにして行く。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る帯状材巻取機における張力制御装置
は、モータ駆動される供給軸側から繰り出されて同じく
モータにより駆動される巻取軸側に巻き取られて行く帯
状の材料にダンサローラを接触させて巻き取る帯状材巻
取機における張力制御装置において、前記供給軸または
巻取軸に巻回された前記材料の巻径を計算し、その計算
された巻径により前記供給軸側からの材料送り速度を補
正する補正手段を備えた構成としたものである。
【0008】また、上記目的を達成するため、本発明に
係る帯状材巻取機における張力制御装置は、モータ駆動
される供給軸側から繰り出されて同じくモータにより駆
動される巻取軸側に巻き取られて行く帯状の材料にダン
サローラを接触させて巻き取る帯状材巻取機における張
力制御装置において、前記供給軸または巻取軸に巻回さ
れた前記材料の巻径を計算し、その計算された巻径によ
り前記巻取軸側における材料巻き取り速度を補正する補
正手段を備えた構成としても良い。
【0009】さらに、上記目的を達成するため、本発明
に係る帯状材巻取機における張力制御方法は、モータ駆
動される供給軸側から繰り出されて同じくモータにより
駆動される巻取軸側に巻き取られて行く帯状の材料にダ
ンサローラを接触させて巻き取る帯状材巻取機における
張力制御方法において、前記供給軸または巻取軸側に巻
回された前記材料の巻径を計算し、その計算された巻径
により前記供給軸側からの材料送り速度を補正するよう
にしたものである。
【0010】また、上記目的を達成するため、本発明に
係る帯状材巻取機における張力制御方法は、モータ駆動
される供給軸側から繰り出されて同じくモータにより駆
動される巻取軸側に巻き取られて行く帯状の材料にダン
サローラを接触させて巻き取る帯状材巻取機における張
力制御方法において、前記供給軸または巻取軸に巻回さ
れた前記材料の巻径を計算し、その計算された巻径によ
り前記巻取軸側におる材料巻き取り速度を補正するよう
にしても良い。
【0011】
【作用】これによれば、供給軸に巻かれている帯状材料
の巻径が変化しても、巻径補正計算により供給軸または
巻取軸を駆動しているモータの速度を制御して調整する
ので、ダンサローラの偏差を小さくすることができる。
【0012】また、巻取側と送り出し側との速度バラン
スを適正、かつ安定的に行うことができるので、応答性
が高く、しかも高速巻き取りが可能な送り制御が得ら
れ、高品質で歩留まりの良い巻き取り製品が得られる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。図1は本発明の一実施例として示す帯
状材巻取機の概略構成図である。図1において、この帯
状材巻取機は、リチウムイオン二次電池で使用される帯
状をした電極素材(以下、単に「帯状材」と言う)をリ
ールに巻回するための巻取機を一例としている。そし
て、符号1は帯状材1であり、この帯状材1としては例
えば銅箔またはアルミニウム箔等のベース材にリチウム
の化合物やカーボンの粉を塗布したものである。この帯
状材1は、供給軸2上にリール3と共に巻回されてお
り、このリール3に巻回された状態で前工程より供給さ
れ、供給軸2にセットされる。この供給軸2はモータ4
により駆動される。また、このモータ4には、速度制御
タイプのサーボモータが使用され、さらにモータ4の後
端側には供給軸2の回転量及び回転速度を検出する目的
で回転検出器5が取り付けられている。
【0014】そして、供給軸2にセットされた帯状材1
は、モータ4が駆動されて供給軸2が回転されると、リ
ール3より順次繰り出される。また、この繰り出された
帯状材1は、ガイドローラ7,8,9,10,11,1
2,13等により巻取軸14まで導かれ、これが巻取軸
14に巻き取られる。なお、ここでの巻取軸14には、
図示しないが従来の巻取機の場合と同様に、セパレータ
を間に挟んで2種類以上の帯状材が積層された状態で巻
回される。さらに、巻取軸14はモータ15により回転
される。
【0015】さらに、供給軸2とガイドローラ7との間
には、先端に帯状材1をガイドするためのガイドローラ
16が一体回転可能に取り付けられている回転検出器1
7が配設され、ガイドローラ11とガイドローラ12と
の間にはダンサローラ18及び回転検出器19が配設さ
れている。これら回転検出器17,19は、それぞれイ
ンクリメンタルタイプのエンコーダであり、また回転検
出器19には帯状材1の送りと同期して回転し、かつ帯
状材1をガイドするためのガイドローラ19aがそれぞ
れ取り付けられている。なお、回転検出器17は供給軸
2より繰り出される帯状材1の供給側の速度を検出する
ために供給軸2の直ぐ近くに配設され、回転検出器19
は巻取軸14に巻き取られる帯状材1の巻取側の速度を
検出するために巻取軸14の直ぐ近く(本実施例では図
1に示すようにガイドローラ12の直前)に配設されて
いる。
【0016】一方、ダンサローラ18は、ダンサレバー
20の一端側に回転自在に取り付けられ、ガイドローラ
11とガイドローラ20との間にループ1aを生成しな
がら帯状材1をガイドするようにして、帯状材1の走行
通路内に配置されている。なお、ダンサレバー20は他
端側がダンサレバー駆動モータ21の駆動軸21aに固
定されており、ダンサレバー駆動モータ21の駆動によ
り振り子状に動作される。また、ダンサレバー20が振
り子状に動作されることによってダンサローラ18が上
下方向に動かされ、この動作でガイドローラ10,11
との間に生成されているループ1aを増減させ、張力調
整ができる構造になっている。さらに、ループ1aを形
成しているダンサローラ18の位置は、駆動軸21aの
回転量を検出している、例えばアブリュートタイプのエ
ンコーダ等でなる位置検出器22により検出され、この
位置検出器22からの出力を知ることによってループ1
aの大きさがわかるようになっている。
【0017】加えて、この帯状材巻取機には、巻取軸1
4に張力を一定にして帯状材1を巻き取るための張力制
御回路30が設けられている。この張力制御回路部30
は、マイコンボードで構成されており、制御部(CP
U)31と、D/A変換部32と、パルスカウンタ3
3,34,35と、出力部(OUT)36,37と、入
力部(IN)38,39とで構成されており、D/A変
換部32にはサーボアンプ40を介して供給軸側2側の
モータ4が接続されている。また、このサーボアンプ4
0には、モータ4の回転検出器5で得られた信号が入力
され、これがここで増幅されてパルスカウンタ33に入
力される。一方、パルスカウンタ34には回転検出器1
7からの信号が入力されるとともに、パルスカウンタ3
5には回転検出器19からの信号が入力され、入力部
(IN)38には位置検出器22からの信号が入力され
る。加えて、張力制御回路部30には帯状材巻取機の動
作全体を予め決められた手順に従って制御するためのシ
ーケンサ41が出力部(OUT)37及び入力部(I
N)39を介して接続されている。
【0018】図2は、図1に示した帯状材巻取機におけ
る張力制御部分を原理的に示した模式図である。そこ
で、図1に示した帯状材巻取機の動作を図2に示す模式
図を加えて次に説明する。まず、帯状材1は供給軸2上
にリール3と共に巻回されており、このリール3に巻回
された状態で供給軸2にセットされる。そして、供給軸
2にセットされた帯状材1は、モータ4で供給軸2が回
転されることによってリール3から順次繰り出され、さ
らにガイドローラ17a,7,8,9,10,11、ダ
ンサローラ18、ガイドローラ19a,12,13によ
り、モータ15で回転されている巻取軸14まで導か
れ、この巻取軸14上に巻き取られる。また、帯状材1
が走行されて行く途中では、ダンサローラ18によって
ループ1aが形成され、このループ1aが一定量、すな
わちダンサローラ18の位置が一定となるようにして、
以下制御される。
【0019】この張力制御方法に付いてさらに説明す
る。まず、ダンサローラ18が取り付けられているダン
サレバー20に設けられている位置検出器22よってダ
ンサローラ18の位置Pが検出され、この信号が入力部
(IN)38を介して張力制御回路部30に入力され
る。これと同時に、モータ4に接続されている回転検出
器5より供給軸2の回転量(回転速度)を電圧信号の形
で取り出し、これをサーボアンプ40を介して張力制御
回路部30のパルスカウンタ33に入力させる。する
と、張力制御回路部30では、パルスカウンタ33から
の信号でモータ4の回転速度を得る。また、帯状材1が
送られるときには、この帯状材1の送りに連動して回転
検出器17及び回転検出器19よりパルス信号VR1,V
R2が発生され、これが張力制御回路部30に入力され
る。すると、上記パルス信号VR1,VR2はパルスカウン
タ34,35でそれぞれカウントされ、パルスカウンタ
34からは帯状材1の繰り出し量が得られるとともに、
パルスカウンタ35からは帯状材1の巻取量が得られ
る。さらに、この繰り出し量及び巻取量から供給軸2側
と巻取軸14側にそれぞれ巻回されている帯状材1の巻
径をCPU31で計算する。
【0020】そして、張力制御回路30では、位置検出
器22より得られた信号Pと予め基準信号として設定さ
れている位置設定値PRとの偏差が0(ゼロ)となるよ
うに位置制御(101)をするための位置補正信号PC
を出力する。このとき、上記回転検出器17及び回転検
出器19より得られた繰り出し量及び巻取量の比から供
給軸2側と巻取軸14側にそれぞれ巻回されている帯状
材1の巻径をCPU31で計算(外径演算102)し、
ここで得られた信号Rと、上記パルス信号VR1と位置補
正信号PCの合成信号VCとで外径補正(103)し、補
正後の位置補正信号(PC)を決定する。また、ここで
決定された位置補正信号(PC)は、D/A変換器34
でデジタル/アナログ変換され、電圧信号の形でサーボ
アンプ40を介してモータ4に出力され、このモータ4
の回転が調整(速度制御104)される。これにより、
ダンサローラ18が帯状材1にかかる張力が調整され、
繰り出し側と巻取側における巻径の比が変化してもダン
サローラ18の位置は一定に保たれることになり、帯状
材1を巻取軸14で巻き取るときの張力を一定に保つこ
とができる。
【0021】なお、上記実施例では、回転検出器5と回
転検出器17と回転検出器19の、3つの回転検出器を
設けた構造について説明したが、回転検出器5を設け
ず、回転検出器17,19を用いて供給軸2側の巻径を
検出して、モータ4の回転速度を調整するようにしても
差し支えないものである。また、回転検出器19とダン
サローラ18により巻取軸14側の巻径を検出して、モ
ータ4の回転速度を調整するようにしても差し支えない
ものである。
【0022】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
供給軸に巻かれている帯状材料の巻径が変化しても、巻
径補正計算により供給軸または巻取軸を駆動しているモ
ータの速度を制御して調整するので、ダンサローラの偏
差を小さくすることができる。これにより、帯状材の巻
径の変化による影響を受けることなく張力を一定に保っ
て巻回することができる。
【0023】また、巻取側と送り出し側との速度バラン
スを適正、かつ安定的に行うことができるので、応答性
が高く、しかも高速巻き取りが可能な送り制御が得ら
れ、高品質で歩留まりの良い巻き取り製品が得られる等
の効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例として示す帯状材巻取機の概
略構成図である。
【図2】図1に示した同上装置における張力制御部分を
原理的に示した模式図である。
【図3】従来の帯状材巻取機の概略構成図である。
【符号の説明】
1 帯状材 2 供給軸 4 モータ 5 回転体検出器 14 巻取軸 15 モータ 17 回転検出器 18 ダンサローラ 19 回転検出器 30 張力制御回路(補正手段)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モータ駆動される供給軸側から繰り出さ
    れて同じくモータにより駆動される巻取軸側に巻き取ら
    れて行く帯状の材料にダンサローラを接触させて巻き取
    る帯状材巻取機における張力制御装置において、 前記供給軸または巻取軸に巻回された前記材料の巻径を
    計算し、その計算された巻径により前記供給軸側からの
    材料送り速度を補正する補正手段を備えたことを特徴と
    する帯状材巻取機における張力制御装置。
  2. 【請求項2】 モータ駆動される供給軸側から繰り出さ
    れて同じくモータにより駆動される巻取軸側に巻き取ら
    れて行く帯状の材料にダンサローラを接触させて巻き取
    る帯状材巻取機における張力制御装置において、 前記供給軸または巻取軸に巻回された前記材料の巻径を
    計算し、その計算された巻径により前記巻取軸側におる
    材料巻き取り速度を補正する補正手段を備えたことを特
    徴とする帯状材巻取機における張力制御装置。
  3. 【請求項3】 モータ駆動される供給軸側から繰り出さ
    れて同じくモータにより駆動される巻取軸に巻き取られ
    て行く帯状の材料にダンサローラを接触させて巻き取る
    帯状材巻取機における張力制御方法において、 前記供給軸または巻取軸側に巻回された前記材料の巻径
    を計算し、その計算された巻径により前記供給軸側から
    の材料送り速度を補正することを特徴とする帯状材巻取
    機における張力制御方法。
  4. 【請求項4】 モータ駆動される供給軸側から繰り出さ
    れて同じくモータにより駆動される巻取軸に巻き取られ
    て行く帯状の材料にダンサローラを接触させて巻き取る
    帯状材巻取機における張力制御方法において、 前記供給軸または巻取軸側に巻回された前記材料の巻径
    を計算し、その計算された巻径により前記巻取軸側にあ
    る材料巻き取り速度を補正することを特徴とする帯状材
    巻取機における張力制御方法。
JP7111024A 1995-04-13 1995-04-13 帯状材巻取機における張力制御装置及び方法 Pending JPH08282893A (ja)

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