JPS5826753A - 巻出機の張力制御装置 - 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】 本発明は巻出し機における巻出しシートの張力を定常運
転時には一定張力に保持することは勿論、加、減速時ｄ
も極端な張力の異常が生じないようにした巻出機の張力
制御装置に関する。

シート状物が巻芯側に巻着されてなるロール状物を巻出
機によって巻き・戻す場合、一般にはこのロール状物、
ｋｌ神家る巻街し軸・Ｋ電゛気制御式ブレーキを取着し
て、該ブレーキの制動トルクを調節することにより、シ
ート状物に適切な張力が付加されるように形成している
。

ここで巻出し張力を一定に保つためには、巻出し作業の
進行に伴って減少してゆくロール状物の直径に応じて制
動トルクを下げて行かねばならないＯ さらに巻出し始めの一定速度に達するまでの加速運転の
場合、定常運転から停止する減速運転の場さ、その池の
理由で巻出し速度を加減速する場合には、ロール状物が
保有する惰性によって加速時には張力が増大し、減速時
には張力が減少するものであり、極端な場合には、前者
では張力が過大となってシートの巾が狭くなったシする
不都合を生じ、また、後者ではたるみを起してしわが生
じる問題がある。

大巻きの原反から巻出しながら小巻きのロール状物に巻
替える巻出し巻替機では、定長での切断の前後に減速、
加速が成されて、しかもこれが頻繁に行なわれるために
、張力の変動が生じることによって小巻製品の品質に悪
影響が及ぶのを避は得なく、従って、巻出機の張力を定
常運転時はもとより、加、減速運転の時にも一定に保持
することができる装置の出現が斯界において強く望まれ
ていた。

このような実状に鑑みて本発明は前述の要望に応え得る
新規な巻出機の張力制御装置を提供しようとし−Ｃ成さ
れたものであり、特に起動信号、停止信りに応じて緩衝
的な・、加速、減速の指令を発する緩起動停止指令回路
を巻出し駆動用の引取りモータにおけるフィードバック
速度制御系の速度指令ラインに介設する一方、前記引取
りモータによって駆動されるピンチローラの回転数から
換算した巻出し速度を、制動トルク制御器によって制動
トルク制御が成される巻出しブレーキを取着して有する
巻出し軸の回転数で除して、前記ロール状物の時々刻々
変化する直径を算出する割算回路と、該割算回路からの
出力を受けてロール状物の直径０３乗に比例する値の惰
走トルクに相応したトルク指令を発信可能となしたトル
ク設定回路とを、前記巻出しブレーキの制動トルク制御
系に関連して設けて、前記割算回路の出力を、制動トル
クを設定するための張力設定器にベース電圧とし、て加
える一方、該張力設゛定器と前記制動トルク制御器の入
力端とを接続するライン中に、前記緩起動停止指令回路
が緩加速指令を発しているときに付勢する加速検出リレ
ーの常閉接点を介挿すると共に、前記トルク設定回路の
出力端を、前記緩起動停止指令回路が緩減速指令を発し
ているときに付勢する減速検出リレーの常閉接点を介し
て、前記制動トルク制御器の入力端に接続してなる構成
を特徴とする。

以下に本発明の具体的内容について添付図面を参照しク
ク詳細に説明する。

第１図においてｆ＋１はシート状物（Ｓ）が巻芯（３）
の周りに巻着されて形成したロール状物であって、横設
した巻出し軸（４）によりシート状物（Ｓ）の巻出し可
能に支持されて巻出し軸（４）と一体に回動せしめられ
る。

（５）は相互に圧接し合う１対のローラからなるピンチ
ローラであって、巻出し軸（４）の後流側で平行的１’
ｃ設けられる。

上述゛した巻出し軸（４）とピンチローラ（６）とが巻
出機の要素をなしているが、巻出し軸（４）に′は、張
力設定器（６）例えば可変抵抗器の設定指令に対応した
電気出力を発する制動トルク制御器（７）［よって制動
トルクの制御が成される巻出しブレーキ（８）を係脱可
能に取着している。

一方、ピンチローラ（５）には、フィードバック速度別
＝ｎ系によシ任意の速度に制御される引取りモータ（９
）が連結していて、速度設定器（ｌｏ）、起動停止スイ
ッチ（”）、速度制御器（１乃を通った制御信号出力と
、引取シモータ（９１に直結した回転発電機（１３）の
フィードバック信−ちとが一致する、ように訂正を行い
り、り引取りモータ（９）の速度制御をなし、ピンチロ
ーラ（５）を設定した速度にて駆動せしめるようになっ
ている。

上記フィードバック速度制御系には、さらに緩起動停止
回路（１４）が速度指令ラインに介設されており、起ｅ
Ｊ・停止スイッチ（１１）の起動信号、停止信号に応じ
て緩やかな勾配で速度が変化する如き緩衝的な加速、減
速の指令を速度制御器（１２）に発するようになってい
る。

また、巻出しブレーキ（８）における張力設定器（６）
、制Ｕノ）レフ制御器（７）を要素とする制動トルク制
御系には、割算回路（国とトルク設定回路（１７）とが
設けられておシ、割算回路（１６）は前記回転発電機（
１３）の信号と巻出し軸（４）に直結した回転発電機（
１５）の信号とを入力要素となすと共に、出力電圧をペ
ース電圧として張力設定器（６）【て加え、同時ＬｌＣ
ｆｆｔｊ記トルク設定回路（１７Ｉにもインプットする
ように配設する一方、トルク設定回路（１７）はその出
力端を制動トルク制御器（７）の入力端に連絡している
。

しかして割算回路（１荀は回転発電機Ｑａ）　、　Ｑ荀
の信号を受けると、回転発電機信号中回転発電機θ荀の
信号の演算を行って、この演算結果に応じた電気出力を
張力設定器（６）にベース電圧として加えると共に、後
段のトルク設定回路（１？）に入力するようになってお
り、ピンチローラ（５）の回転数から換算した巻出し速
度を巻出し軸（４）の回転数で除した値、すなわちロー
ル状物ｆ１）の時々刻々変化する直径を算出して、これ
に対応した出力電圧を発すること力；可能である。

この直径算出手段は、後述するように巻出し運転【１月
、でおけるロール状物＋１１に与える適正な制動トルク
を決定する上で、また、ロール状物＋１）の時々刻々変
化する惰走トルク（Ｔ）を算定する上で重要な要素であ
る。

ｔｊｒｌ記トルク設定回路（１７）はロール状物ｆ＋）
の慣性モーメン）’（ＧＤ２）を算定するだめのもので
あって、ロール状物［１）の惰走により生じるトルり（
Ｔ）は、巻出し速度および停止までの時間が等しいとし
た場合には、 Ｄ３・Ｌ−ｒ−Ｖ ３．０ＯＯｔ 但しＶ：速度 り二ロール中 ｒ：ロール見掛は比重 ｔ：停止時間 の式から明らかなように、ロール状物（１）の直径の３
乗に比例して第４図の曲線（イ）の如くなる。

最近のエレクトロニクスの発達によって、上記式の計算
を行わせることは可能であるが、複雑な回路となって巻
出機に適用することは実用上の種々問題が考えられると
ころから、第１図々示のものは、ロール状物ｆ＋１の直
径の３乗に比例する値の惰走トルク（Ｔ）を設定するト
ルク設定回路０７）を、小径領域部１ておける第１惰走
トルク設定器（財）と、大径＠酸部における第２惰走ト
ルク設定器（ハ）とのＯＲ回路で構成して、３次曲線に
′近似した合成曲線に基いた出力を得るようにしている
。

すなわち、トルク設定回路（１７）は入力端と出力端と
の間においてポテンショメータからなる第１惰走トルク
設定回路！２０）を有すると共に、入力端における信号
とトルク切換用ポテンショメータ翰の信号とを比較入力
する比較器（至）とポテンショメータからなる第２惰走
トルク設定回路Ｑ］）とを直列的に有する回路を第１惰
走トルク設定回路（社）に並列的に接続して有する。

かくして、小径領域時の設定ゲインは第４図において（
ロ）の勾配をとり、一方大径領域時の設定ゲインは同じ
く（ハ）の勾配をとって、両勾配（ロ）、（ハ）の交点
（Ｐ）を比較器（ホ）によって設定することによって両
回路（イ）ｅＤのうちの何れか大きい方の出力を収り出
して、そのときのロール状物（１）の直径に対応した惰
走トルク（Ｔ）を出力することが可能である。

そして、張力設定器（６）と制動レレク制御器（７）の
入力端とを接続するライン中に、前記緩起動停止回路（
１４）が緩加速指令を発しているときに付勢する加速検
出リレー（１呻の常閉接点（１８−１）を介挿する一方
、前記トルク設定回路（１？）の出力端と制＃］　）　
／レフ制御器（７）の入力端とを接続するライン中にも
、緩起動停止回路（１４）が緩減速指令を発していると
きに付勢する減速検出リレー（１９）の常開接点（１９
−１）を介挿せしめている。

前記緩起動停止回路θ４）としては、起動時において緩
加速指令を、停止時において緩減速指令を発し得る回路
構成であれば、各種の形態が考慮されるが、その１例を
第２図により構造を、第３図により特性を示しているの
で、以下概要について説明する。

この縁起動停止回路（１４）は第１演算増幅器（ハ）、
第２演・算増幅器（ハ）、加速時間設定ポテンショメー
タ（ハ）、減速時間設定ポテンショメーク（ロ）、充放
電コンデンサ（ハ）を要素として第２図々示の回路に形
成している。

今、起動・停止スイッチ（１１）を起動側に入れて速度
設定器（１０）の設定電圧を前記回路（１４）に人力す
ると、第１演算増幅器（ハ）にはフィードバック電位が
入力していないので出″力点（Ａ）は負の飽和点まで振
っている（第３図Ｃａ）参照）。

この状態でコンデンサ（ハ）は加速時間設定ポテンショ
メーク（イ）を通じて充電が進み、これによって第２演
算増幅器（ハ）の出力点（Ｂ）、すなわち前記回路（１
４）の出力−電圧は漸次上昇しく第３図（ｂ）参照）、
充電完了（Ｃ）と同時に出力電圧は上昇が終了し所定値
（ｄ）で安定する。

コンデンサ（ハ）の充電が進むに従って、第２演ＸＥ増
幅器（ハ）の出力点（Ｂ）の電位が第１演算増幅器（ハ
）に−フィードバックするので、充電完了（Ｃ）と同時
“第１演算増幅器（ハ）は出力が負に飽和していたもの
が負の微小電位になる。

一方、起動・停止スイッチ（１１）を停止側に操作し、
第１演算増幅器（財）の入力電圧を零にすると、出力点
（Ａ）は正の飽和点（ｅ）まで振る。

かくして減速時間設定用ポテンショメータ（社）を介し
てコンデンサ（ハ）の放電がなされるので、起動時と逆
に前記回路θ４）の出力電圧は漸次下降しく第３図（ｆ
）参照）、放電完了と同特に出力電圧は零どなる。

このようにして縁起動および緩停止が成されると共に、
＠１演算増幅器（ハ）が負電位の出力を発している間、
すなわち加速指令が出ている］Ｉυは加速検出リレー（
Ｉ８）を付勢し、また、正電Ｃ！γの出力を発している
間すなわち、減速指令が出ている間は減速検出リレー（
１つを付勢する。

以Ｅ述ぺた構成になる張力制御装置の運転態様について
次に説明する。

大径のロール状物（１）を巻出し軸（４）に支持せしめ
てシート状物（Ｓ）の先端をピンチローラ（６）に挟ま
せた状態にしておいて起動・停止スイッチ（川を起動側
に操作すると、前記縁起動停止指令回路（ｉ４）の作動
によってピンチローラ（５）は緩やかな増速を開始する
。

との増速開始ど同時に、加速検出リレー（１８）が付勢
して該接点（１８−１）が開き、かつ接点（１９−１）
も開放状態にあるので、巻出しブレーキ（８）は制動の
ための制御は行われなく解放状態になっており、従って
、緩増速するピンチローラ（６）によってシート状物（
Ｓ）は巻き出され、ロール状物（１）はこれに随伴して
軽く回動しはじめることからシート状物（Ｓ）に過大な
張力が加わるのは防止され、機械損失分およびロール状
物ｆ＋）の慣性によシ生じるトルクに対応した張力が加
わるだけとなる。

縁起ｕノが終了すると、ピンチローラ（５）は所定の速
度で運転すると同時に、加速検出リレー（国は、消、勢
して該接点（１８−１）が閉成するので、割算回路（１
６）からの出力電圧が加えられる張力設定器（６）から
は′巻直径に比例した値の設定指令が出される結果、巻
き径の減少につれて巻出しブレーキ（８）の制動トルク
は漸減して行くので、巻出し張力は一定に保たＪｌ、巷
。

このようにして一定張力下での巻出しが所定速度下で行
われているときに、巻き替えなどのだめに一時停止した
い場合には、起動・停止スイッチ（１１）を停止側に操
作すると、縁起動停止指令回路（１４）が作動してピン
チローラ（６）は停止に向は緩やかに減速しはじめる。

この減速開始と同時に、減速検出リレー（１９）が付勢
し該接点（１９−１）が閉じるので、巻出しブレーキ＋
８＋１．１張力設定器（６）とトルク設定回路（１ηの
両方からの指令によって、巻直径に比例した現に加えら
れている制動トルクに、そのときの直径に対応した惰走
トルクが加算された値の制動トルりが巻出し軸＋４）Ｋ
加えられる。

従って、シート張力に対して緩め勝手に作用するロール
状物＋１）の惰走トルクとトルク設定回路（１７）の指
令分に対応する制動トルクとが相殺して、ロール状物に
は実質的に直径に応じた定常運転の制動トルクが加えら
れることとなって適正な値の張力下で減速が行われ、最
後に停止する。

本発明は叙との如き構成ならびに作用を有するものであ
って、起動、停止の際には急激な速度の変化が生じない
ように縁起動停止回路（１４）を設けているので、張力
の変動が少くなり、引張り過ぎやたるみを可及的に抑え
ることができる。

さらに、定常運転時は割算回路（国が発するロール状物
＋１）の直径に対応した出力電圧を張力設定器（６）に
ベース電圧として加えているので、巻径が時々刻々変化
するロール状物ｆｔ）のＧＤ２分に見合りた制ｕ１トル
クがロール状物（１）Ｋ加えられる結果、シート状物（
Ｓ）Ｋ一定張力を与えることが可能となり、品質の高い
巻取りロールが安定的に得られる。

また、加速時には巻出しブレーキ（８）を解放して、巻
出機の機械損失分およびロール状物（１）の慣性分に対
応した張力がシート状物（Ｓ）に加えられるようにして
いるので過大な張力がシート状物（Ｓ）に及ぶのは回避
され、一方、減速時には定常運転時の適正な制動トルク
にさらにロール状物＋１）の惰走トルクに見合った制動
トルクを加算するようにしているので、シート状物ｆ１
）がたるみを生じる間頭は解消され、このように巻出し
速度が変動するときにもシート状物（Ｓ）に適正な張力
を与えることが可能となって、中不揃い、巻きしわなど
を排除しイ）する高品質な巻出しをスムースに実行でき
る効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の１例に係る展開回路図、第２図は
第１図における縁起動停止指令回路の概要回路図、第３
図はこの縁起動停止指令回路の作動特性線図、第４図は
第１図におけるトルク設定回路の特性を説明するための
トルク−ロール状物直径の関係線図である。 ＋１）・・・ロール状物、（４）・・・巻出し軸、（５
）・・・ピンチローラ、（６）・・・張力設定器、（７
）・・・制動トルク制御器、（８）・・・巻出しブレー
キ、（９）・・・引取りモータ、（＋４１・・・縁起動
停止指令回路、（１０）・・・割算回路、（＋７）・・
・トルク設定回路、（１８）・・・加速検出リレー、（
１８−１）・・・常閉接点、（＋９）・・・減速検出リ
レー１．（１９−１）・・・常開接点、（Ｓ）・・・シ
ート状物、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、張力設定器（６）の設定指令に応じた電気出力を発
   する制動トルク制御器（７）ニよって制動トルクの制御
   が成される巻出しブレーキ（８）を、シート状物（Ｓ）
   が巻芯側に巻着されてなるロール状物ｆｌを支持するだ
   めの巻出し軸［４１Ｖｃ敗着する一方、この巻出し軸（
   ４）Ｖｃ支持されたロール状物（１）からシート状物（
   Ｓ）を巻出すだめのピンチローラ（５）を、フィードバ
   ック速度制御系により任意の速度に制御される引取りモ
   ータ（９）で駆動せしめてなる巻出機において、起ｅ１
   信号、停止信号に応じて緩衝的な加速、減速の指令を発
   する緩起動停止指令回路θ４）を引取りモータ（９）の
   前記フィードバック速度制御系における速度指令ライン
   に介設する一方、前記ピンチローラ（５）の回転数から
   換算した巻出し速度を前記巻出し軸（４）の回転数で除
   して前記ロール状物ｆｌ）の時々刻々変化する直径を算
   出する割算回路（Ｉ６）と、該割算回路（−からの出力
   を受けてロール状物ｆｉｌの直径の３乗に比例する値の
   惰走トルクに相応したトルク指金を発信可能となしたト
   ルク設定回路（１７）とを、前記巻出しブレーキ（８）
   の制動トルク制御系に関連して設けて、割算回路（国の
   出力を前記張力設定器（６１Ｖｃベース電圧として加え
   る一方、前記張力設定器（６）と前記制動トルク制御器
   （７）の入力端とを接続するライン中に、前記緩起動停
   止指令回路（１４）が緩加速指令を発しているときに付
   勢する加速検出リレー（１δ）の常閉接点（１８−１’
   ）を介挿すると共に、前記トルク設定回路（１７）の出
   力端を、ｉ］ｒＪ記緩起動停止指令回１１１″Ｇ（１４
   １が緩減速指令を発しているときに付勢する減速検出リ
   レー（１！＋）の常開接点（１９−１）を介して、前記
   制動トルク制御器（７）の入力端Ｅて接続せしめたこと
   を特徴とする張力制御装置。