JPS61102182A - 線条物の巻取方法及び装置 - 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、糸、紙、銅帯等の線条物の巻取に於いて、？
！！！巻取物に対する巻取張力及び巻取速度を一定にす
る方法及び該方法を実施する巻取装置に関するものであ
る。

従来の技術 系、紙、鋼帯等の線状乃至条状の物（以下「線条物」と
いう。）は、製造、加工に際して円筒状の巻取枠に巻き
取られロール状にされる。この巻取に於いて、巻取枠を
一定速度で回転させて巻き取るならば、巻取径の増大に
伴い、巻き取られる線条物に加わる巻取張力及び巻取速
度が変化するので、線条物の破損が生じる又はロールの
品質が低下する等の問題が起る。従って、通常の巻取で
は、巻取張力及び巻取速度を一定にするようにされてい
る。

従来の巻取装置では、巻取枠の駆動手段として電動圀が
用いられており、巻取張力検出装置又は巻取速度検出装
置を設けて、その検出値をフィードバックして所定値と
比較し、その差に応じた巻取速度の増減を大掛かりな自
動制御装置によって調整している。

発明が解決しようとする問題点 自動制御を機械的手段によって行なう場合は、巻取装置
が大きく、複雑になり、高価であり、設置スペースが大
きい、保守点検が面倒となる等の欠点がある。７４ｖＪ
機の制御によって、例えば直流電動のを用い、界磁電流
の制御によって制御を行なう場合は、後述のように界磁
Ｍ流と電り機出力との関係が非直線性であるので検出値
（例えば、巻取張力）を電ｖＪ礪＆（Ｊ　Ｉｌｌ装置に
フィードバックしなければならず、自動ＤＪ御装置は複
雑なものになる。

本発明は、線条物の巻取に於いて大掛かりな装置を必要
とせず、また複雑な自動制御方法に依ることなく、巻取
張力及び巻取速度を一定にする方法及び該方法を実施す
る巻取装置を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記目的は、線条物の巻取に於いて、巻取の原動機とし
て直流電動機を使用し、該直流電動機の界磁電流値を、
界磁電流と磁束との関係が略々直線的に比例している範
囲内にあり、且つ、被巻取物の巻取径に比例した値とす
ることによって線条物の巻取張力及び巻取速度を一定に
する方法、及び直流電動機によって駆動される線条物の
巻取装置にして、ｉ！！！巻取物の巻取径に比例した信
号を送出する手段、及び該信号に応じて該直流型ａｎの
界磁定流を調整する手段を備え、該界磁電流調整手段は
、界磁Ｎ流と磁束との関係が略々直線的に変化する範囲
内で界磁電流を調整することを特徴とする線条物の巻取
装置によって達成される。

本発明を更に説明する。第１図に示すように、線条物（
１）は巻取装置の巻取枠（３）の回転によって巻き取ら
れ、半径ｒ［ｍ］のロール（２）となるものとする。線
条物の巻取速度をｖ［ｍ／Ｓ］、線条物に加わる巻取張
力をＦ［Ｎ］とすると、巻取のトルクＴ［Ｎ−ｆｆ１］
及び回転数ｎ［ｒｐＳ］は Ｔ−Ｆ−ｒ　　　　　　　　　　　　　（Ｉ）　　　　
　　ｔで表わされる。

換言すれば、被巻取物である線条物（１）に加わる巻取
張力Ｆを一定にするためには、半径ｒの増大に伴いトル
クＴを大きくして行けばよい−。又、巻取速度Ｖを一定
にするためには、半径ｒの壜入と反比例して回転数ｎを
減じて行けばよい。

巻取装置の駆動手段として他励又は分巻直流電動機を用
いるものとする。この場合、直流電動機に於いては、界
磁電ＩＩｆ　　［Ａ］と毎極の磁束Φ［Ｗｂ　］との関
係、即ち磁化曲線（Ｍ）は周知の如（第２図のようにな
る。

磁化曲線（Ｍ）は、界１１電流Ｉｆが大きくなると、磁
気回路中の鉄部分に要する起磁力が次第に大きくなるの
で、次第に飽和するようになる。通常の直流電動機に於
いては、図中の点（Ｑ）付近で使用しているので界Ｅｎ
＝流ｉｆと磁束Φとの関係は直線とはならない。

しかしながら、界磁電流Ｉ「の値を点Ａから点Ｂの範囲
内とするときは、界磁電流Ｈと磁束Φとの関係即ち磁化
曲線はは略々直線となり、ｉｆとのは Φ＝に＋　　・Ｉｆ　　　［Ｗｂ　］　　　　　　　（
Ｉ［［）（ここで、Ｋ１は直流電動機によって定まる定
数）なる関係で表わされる。

又、直流電動機の磁極数を２ｐ、雷門子巻線の並列回路
数を２８、全導体数を７１電殿子電流をＩａ　　［Ａ］
とすると、ＩａとトルクＴとの関係は周知の如く、 Ｔ−に２・Φ・Ｉａ　　　［Ｎ−ｎ］　　　　（ＩＶ）
である。

（Ｉ［Ｉ）式を（ＩＶ）式に代入するとＴ＝に＋　　・
Ｋ２　・Ｉａ　＊　Ｉｆ　　　　　　（Ｖ）となる。

被巻取物に対する巻取張力及び巻取速度一定の条件によ
り、電動ａ出カはその速度の如何に拘りらず一定である
。従って、成る一定電圧で駆動すれば′Ｒ橢子電流■ａ
は一定となるので、（Ｖ、）式％式％（） （ただし、Ｋ３　＝に＋　　・Ｋ２・ｆａ　）となる。

即ち、ｉ　ａ　ｌｊｌのトルクＴ［Ｎ−ｍ３は界Ｉｉｔ
！電流Ｂ　　［Ａ］に比例する。

一方、直流電ｖＪ閤では、端子電圧をＶ［ｖ］、電様子
抵抗をＲａ　　［Ω］とすると、電動様の回転速度ｎ［
ｒｐｓ］は 他励又は分巻直流電動橢に於いては、Ｖ、Ｒａ及びＩａ
は一定とすることができるから、（Ｉ［）式と（Ｖｌ）
式より Ｉｆ　　［Ａ］に反比例する。

＜Ｉ＞式と（ＶＩ）式並びに（ＩＩ）式と（■）式とを
比較すると、いずれも半径ｒと界磁′Ｆｉ流１ａとを入
替えれば同形となる。ここでＦ及びＶが一定値であるこ
とが必要なのであり、電動別の適切な選択によって或い
は電動機の設計を適宜に行なうことによってＦの値とに
１の値並びにＶの値とに５とを一致させる又は比例関係
にすることができるので、＜Ｉ＞式と（Ｖｌ）式との関
係並びに（ＩＩ＞式と（■）式との関係をいずれも同−
又は相似の関係とすることができる。

従って、界磁電流■「の値が（ＩＩ［）式の関係が成立
する範囲内にある限りは、半径ｒに比例して界１ｉｔ１
電流■「を増して行くならば、半径ｒの値に拘わらず巻
取張力Ｆ及び巻取速度■は一定となり、被巻取物の破損
が防止され、ロールの品質は一定となる。

半径ｒの変動範囲が大きい場合は、磁化曲線（Ｍ）の直
線部分を大きくしなければならないが、これは、直流電
動機の設計を適宜に変更する（列えば、ギャップを大き
くする）ことによって対処できる。

実施例 本発明方法の１実施例をこれを実施する装置の１例と共
に添附図面を参照しつつ説明する。　　　　　　　′□
第３図は、巻取径検出手段としてタッチレバーを用い、
直流電動機の界磁電圧を制御して界磁電流を調整するよ
うにした装置例の説明図である。

巻取枠（３）は直流１６例（＋１１　）によって回転さ
れ、線条物（１）を巻き取ってロール（２）にする。タ
ッチレバー〈１１）の先端はロール（２）に摺接してい
るので、タッチレバーの角度は巻取径ｒの増大に従って
次第に変化する。タッチレバーと連動するポテンショメ
ータ（２）は巻取径ｒに比例した電気信号を出力し、該
信号は増幅器く１３）で増幅される。増幅器（１３）は
、線条物の種類、使用するＮｉ０機の特性、その他の条
件に応じて増幅率を変更し得るようにしておくのが好ま
しい。増幅器（１３）の出力は、加算回路（１４）に入
力される。一方、帰還回路（２２）を介してサイリスタ
（２１〉の出力電圧も加算回路（１４）に入力され、加
算回路（１４）で増幅器（１３）の出力信号との比較が
行なわれ、サイリスタの出力電圧が正しくなるように制
御電圧が加算回路（１４）より出力され、増幅器（１５
）を介してコンパレータ（１８）の−側端子に入力され
る。

一方、同期回路〈１６）で交流電源の波形（第４図（ａ
））に同期した矩形波が作られ（同図（１）））、波形
整形回路（１７）で積分波形又は三角波形が作られ（同
図（Ｃ））、コンパレータ（１８）の＋側端子に入力さ
れる。コンパレータ（１８）は、増幅器（１５）よりの
信号（第４図（（１）中のＡ）と、波形整形回路（１７
）よりめ信号（同図（ｄ＞中のＢ）とを比較し、Ａ＜Ｂ
となる時間に応じた幅のパルスを出力する（同図（ｅ）
）。半径ｒの増減に伴って、ｉ！１幅器（１５）の出力
（Ａ）のレベルが上下するので、コンパレータ（１８）
の出力パルス幅が増減する（第４図Ｃｆ）及び（ｇ））
。

コンパレータ（１９）の出力によりサイリスタく２１）
をターンオンするのであるが、サイリスタをより確実に
ターンオンさせる為にコンパレータ（１９）の出力パル
スよりも高い周波数で発揚する発振器の信号（第４図（
ｈ））とコンパレータの信号とをＡＮＤ回路（２０）で
変調する（同図（ｉ））。変調された信号は、パルスト
ランス、フォトカブラ等を通じてサイリスタ（２１）の
ゲ−トに加えられ、サイリスタを確実にターンオンする
。

サイリスタの直流出力（第４図（ｊ））は直流電動機の
界磁巻線に加えられる。従って、サイリスタ（２１）の
出力を巻取径ｒに比例させることができ、電ｖＪ澄の界
磁電流ｉｆを巻取径ｒに比例したものとし、線条物の巻
取張力及び巻取速度を一定にすることができる。

発明の効果 本発明によれば、線条物の巻取に於いて、大掛かりな装
置を必要とせず、複雑な自動制御方法に依ることなく、
極めて簡単な制御回路によって、巻取張力及び巻取速度
を一定にすることができる方法及び該方法を実施する巻
取装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の説明図、第２図は直流電動機の磁化曲
線の図、第３図は本発明の１実施例の説明図、第４図は
第３図の実施例の各部の波形の図である。 図に於いて （１）二線条物 〈２）：被巻取物 （以　上） 代理人　弁理士　三　役　久　−ｆｒ”（、ユ、。 ′・、−１雪 第４図 （ｔ）１ （ｇｌ （ｊ）△ゴベ」＼Ｊ＼− 手続補正書（鮭） 昭和５９年１２月１４日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）線条物の巻取に於いて、巻取の原動機として直流
   電動機を使用し、該直流電動機の界磁電流値を、界磁電
   流と磁束との関係が略々直線的に比例している範囲内に
   あり、且つ、被巻取物の巻取径に比例した値とすること
   によつて線条物の巻取張力及び巻取速度を一定にする方
   法。
2. （２）直流電動機によつて駆動される線条物の巻取装置
   にして、被巻取物の巻取径に比例した信号を送出する手
   段、及び該信号に応じて該直流電動機の界磁電流を調整
   する手段を備え、該界磁電流調整手段は、界磁電流と磁
   束との関係が略々直線的に変化する範囲内で界磁電流を
   調整することを特徴とする線条物の巻取装置。