JPS6133452A - 供給シ−トの張力制御装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は供給シートの張力制御装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、供給シートの張力制御は、作業者が走行シートに
触れた感じか、市販の張力検出装置の表示により、シー
ト張力を察知し、所要張力からはずれている時はシート
供給原反巻戻台のブレーキか、引取り側の繰出ローラ、
巻取機等の回転速度（トルク）を調節している。

〈発明が解決しようとする問題点〉 通常、シート走行路には張力の一時的変動、週期的変動
を吸収するためダンサ−ローラを設けるが、ダンサ−ロ
ーラは一定の走行シート張力に適した重量、又はシート
加圧力に設計されており、可変張力制御に適しない。

さらに、従来の張力制御手段である原反の制動力制御、
引取り側繰出ローラ、巻取機のトルク制御等は、原反や
四−ラの慣性の大きさ、駆動機構の摩擦等により、張力
制御の精度に限界があった。

一方、取扱うシートは極薄樹脂フィルムのように張力変
動に敏感なものがふえているため、張力制御技術の飛躍
的向上が急務になって来ている。

〈問題を解決するための手段〉 本発明者はシート走行張力はブレーキ、ピンチルーラ、
巻取軸のいずれかを制御するものという従来の概念から
ぬけ出し、第４図に示すように、走行シートＳを直接、
ダンサ−ローラｌの押し引きによって制御する方式を最
近、開発している。しかし、その押し引き手段を流体圧
シリンダ３によったため、シリンダ内ピストンの摩擦が
精密制御を妨げる問題があった。そのため本年２月、こ
の発明の基本構想となった特願昭５９−１９４６１号の
発明を特許出願している。

今回の発明は、上記特許発明を原反側での供給シート張
力制御装置として直ちに実施できるものとしたのであっ
て、それは、制動装置をもつ原反巻戻台の原反からシー
トをダンサーローラ設備を経て送るシート供給路におい
て、ダンサ−ローラの、定位置からの変位を検出する検
出装置と、この検出装置の変位信号を受けて該ローラを
定位置へ戻すよう上記制動装置を制御する制動力制御装
置と、上記ダンサ−ローラをばねにより支持し、そのは
ね基部を上記ローラのシー）加圧面にはヌ直角方向へ駆
動して該田−ラのシート加圧力を加減するローラ支持駆
動機構と、供給シートの所要張力を設定し、上記ローラ
支持駆動機構によるシート加圧力を設定張力に適応させ
るシート加圧力制御装置とを備えることを特徴とする供
給シートの張力制御装置である。

なお、こ！にダンサ−ローラと称するのは、一般ダンサ
ー四−ラのように大きく浮動せず、単に前後案内ローラ
間で僅に浮動し得るものも、総べて含めるものとする。

また、案内四−ラ間に設けたものだけでなく、原反中心
軸と案内ｐ−ラ間に設けたものでもよい。

〈作用〉 この発明は、ダンサ−ローラの変位を検出し、これを定
位置へ戻すよう働くようにした原反巻戻台の制動力制御
装置という、比較的従来技術に近い制御装置でもって、
設定張力からの変動を押さえ、加えてダンサ−ローラに
よるシート加圧力の直接制御という新しい手段で、設定
張力を自由に変えられるようにするという複合的制御法
を実現した。

走行シートが安定して走っている時は、ダンサ−ｐ−ラ
は、そのシート加圧力とシート張力が均衡した所に停っ
て変位しない。シート張力が標準状態より増大すれば、
ダンサ−ローラは押上げられるため、シートの迂回路を
減じて走行路張力の増大を妨げる。張力が減少した時は
シートの迂回路を大きくして張力減少を妨げる。

これがダンサ−四−ラ本来の機能で、理論的には完全な
張力制御手段である。た！し、それは走行張力が終始一
定で、張力変動はあっても瞬間的で、増大、減小を繰返
すような場合に限られる。これはダンサ−ｐ−ラが、一
定張力で走るシートの張力変動を吸収する目的で開発さ
れたものであるから、やむを得ない。

本発明者は、これを消極的な一定張力の保持でなく、積
極的な可変張力制御に使う。従来の常識である、ダンサ
−ローラは一定張力を保つため、走行シートに一定加圧
力を加えつ＼浮動するものとした概念から脱却し、走行
シートへの加圧力を自由に調節して所要張力を作り出す
のである。そして、そのシート加圧力は、ばねによって
支持したローラ支持駆動機構が加えるので、柔らかな押
付けになる。柔らかな押付けという事は、走行シートの
局部張力が異る部分が流れて来ても、これに弾力的にロ
ーラが接して、張力を急変させない、という事である。

〈実施例〉 この発明の実施例は構造上、特に新規なものはないので
、各部の略図を含むブ四ツク図でもって三実施例を示す
。いずれもシート供給用原反Ｓ０から引出したシー）８
０走行路の案内ローラ２，２α間にダンサ−四−ラｌを
入れている。

弘は繰出ローラ、りはそのモータである。

まず第１図の実施例について詳細説明するが、これは巻
取装置Ｗへのシート供給装置である。

（制動力制御装置ｔ） この装置では、張力設定装置１３からの張力設定信号Ｔ
とローラ変位検出装置／ｌからの変位信号を比較部で比
較して、それにより生じた動作信号Ｔ′と、巻出径検出
装置１０からの巻出後信号Ｒとから制動装置に与えるべ
き制動トルクτを演算（τ＝Ｔ’ＸＲ）、増幅して、出
力する。この場合、原反中心軸の制動装置による制御系
では応動しきれない。巻出シートの短い周期で繰り返す
小さな張力変動やパルス的に発生した張力変動に対し、
ダンサ−は、ばねで支持されているため、変位可能であ
るので応動して、小きざみな張力変動を吸収する作用を
持っているが、このとき、応動によって生じるダンサ−
変位信号の変動を、検出した変位信号をフィルター回路
を用い吸収して比較部へフィードバックするようにして
いる。

（巻出径演算装置ｔｏ　） 可変張力の設定は、この場合、原反Ｓ０の次第に小さく
なる直径、つまり巻出径に対応させているため、これを
常時、演算により求め、制動力制御装置ｔへ送ってやる
。この演算は原反Ｓ。

の単位時間当り回転数ｎとシート走行速度τとから、（
巻出径Ｒ＝　ｖ　／　２πｎ　）で得られる。その外は
回転数検出器９（この場合、速度発電機メτは繰出モー
タ５の回転数を速度発電機で検出し、シート走行速度に
応じた電気信号とするシート速度検出器１２から演算装
置１０へ与えられる。

（ダンサ−ローラｌ関係） ダンサ−ローラｌはこの場合、一端を軸支された水平腕
ｌαの他端に、その軸受を支持されて、上下揺動可能に
拘束されている。従って、ばね／４（は軸受を直接でな
く、腕ｌαの端部を介して支持している。ばね／Ｕの基
部ｌｔＩαはギアジヤツキ１５の作動棒下端に固定され
、モータ１６の正逆回転により昇降する。

走行シー）Ｓは案内ローラ２からダンサ−ローラｌ下面
を経て案内ｐ−ラ２αへ出る。

ダンサ−ｐ−ラｌは腕ｌαを含めた自重による下向力と
、シート張力及びばね／４Ｌの引上刃とがつり合った位
置に落付く。重力による下向力は一定なので、ダンサー
キーラｌの位置を変えないで、ばね／ｑによる上向力を
変えると、シート張力が変わる。この場合、ギアジヤツ
キ１５でばね基部／弘αの位置を変えることにより、ば
ねｌ弘の伸びを変え、それに応じた引張力を生ずるよう
にしている。ばね／Ｆ、ギアジヤツキ／Ｓ１その駆動モ
ータ／６等がこの場合のローラ支持駆動機構２０である
。ばね基部／４Ｃαの位置はモータｌ乙の軸の回転を歯
車、減速機等を介してポテンショメータ１７αに伝える
。はね基部ｌ弘αの可動長さをポテンショメータの最大
検出角とするような減速比にしている。モータ／６はス
イッチ操作で正逆転する。

（張力設定装置／Ｊ　） この実施例の張力設定装置１３は手動式（自動可変制御
は次の実施例）ゆえ、手で変えるまで定張力となる。

上述のｌ、テンショメータ１７αの電気信号は、ばね基
部検出器１７から張力設定装置１３へ行くと同時に、張
力設定装置１３の盤面上のはね基部位置表示用メータ／
７ｂへ行く。

ダンサ−ローラ／ははｙ定位置に保持されるので（後述
）、ばね基部の位置がわかれば、ばね／ψの反力がわか
り、それに応してシート張力を計算できるから、上記メ
ータ／７ｂ−の目盛りを、張力の単位で目盛っておけば
、−見して現在設定されている張力がわかる。従って、
作業者はメータ１７ｂを見て、そこに所要張力が出るよ
う、モータ１６を正転、又は逆転させることにより、一
定張力を設定できる。この設定操作は電気的遠隔制御装
置の手元側にある盤面で行われるから、作業者はシート
供給条件が変った時、メータ／７ｂを見ながら新しい張
力に設定を変えればよいのであるｏシート加圧力制御装
置ｆ３０で示す。

また、この場合、ポテンショメータ／７αの電気信号は
制動力制御装置の設定張力信号として使用される。

（ローラ変位検出装置ｉｔ） ローラ変位検出装置／／はダンサ−四−ラｌを上下動だ
け可能に拘束している腕ｌαの揺動軸に図示しない歯車
等を介して取付けたポテンショメータである。ダンサ−
ローラｌが定位置にある時、ポテンショメータからの電
気信号は零で、ｐ−ラｌの昇降に応じて十−の信号を出
す。

（案内リーラ２α） 案内リーラ２αはその軸受部に周知の張力検出器ｔｒを
付けており、常時、走行シート張力を表示し、必要に応
じて張力のフィードバック制御に使用できる。

第２図の実施例では、ダンサ−ｐ−ラｌはレール沿いに
上下動自在な軸受部により両端支持される。その両側軸
受部は夫々、ばねｌＩＩにより吊るされ、そのばね基部
／（ｉａは流体圧シリンダ３によって支持駆動される。

この場合の張力設定装置１３は、可変抵抗器からなる設
定つまみにより設定張力の電気信号を調節する。その設
定した張力信号は流体圧演算部／９と、制、動力制御装
置ｔとへ送られる。

この実施例でも、シート張力はダンサ−ローラｌとその
付属による自重と、ばね／グの反力から求められる。逆
にシート張力とダンサ−ローラ自重が決まれば、必要な
ばね反力が求められる。

流体圧演算部１９では設定張力を得るために必要なばね
反力から、流体圧シリンダ３に供給すべき空気圧を演算
、増幅して、電気信号を゛電空変換器コｌに与える。

電空変換器２１で電気信号の大きさに応じた流体圧を流
体圧シリンダ３へ送る。

第１図の実施例同様、案内ローラ２αには張力検出器／
ｌと張力表示器／Ｉαが付いているが、この実施例は張
力信号を流体圧演算部／９ヘフイードバツクして、設定
張力と比較するため、必要な大きさの電気信号にしてい
る。このフィードバック制御により、実際の張力と設定
張力との差が減じ、張力制御の精度を高める。−張力設
定装置／３は一定張力の設定だけでなく、例えば初期巻
出張力と漸減方式の設定つまみを設け、巻出し長さの検
出値増大につれ供給シート張力を漸減させるとか、張力
変化のパターンを設定して、張力をプログラム制御する
こともできる。それがシート加圧力制御装置３ｏである
。

第１図のものと異る部分を次に挙げる。

（巻出径検出装置２２） 原反Ｓ０外周に検出用ｐ−ラを当て、そのローラ支持腕
の回動角をポテンショメータで電気的に検出している。

（１：Ｉ−ラ変位検出器ｌｌ） 直線動形ポテンショメータを用いてダンサ−ローラｌの
変位を検出している。

（原反制動装置７α） この場合、油圧ポンプを用い、電気信号はリリーフ弁ｎ
へ送って油圧を制御するようにしている。２ＩＩは熱交
換器である。

第３図の実施例の特徴は、ダンサ−ローラ／が横方向に
浮動する事、つまりその支持腕／αが垂直に立っており
、ローラ／によるシート加圧力は横向きの流体圧シリン
ダ３とばね／弘により与えられている事、そのシリンダ
３はサーボ弁２！により操作される事、張力検出器／ｒ
も案内ローラーαを利用せず、別の検出ローラ／ｌαを
用いている事、その検出した張力と設定装置１３からの
設定張力とを比較部２６で比較し、増幅部２７で増幅し
てサーボ弁２ｊへ指令している事、原反制動手段がベル
）　７ｂとその駆動モータＭになっている事等である。

重量の大きな原反からごく低い張力でシートを巻出す場
合、原反の中心軸の軸受部の摩擦による制動力や、原反
の慣性等により制動装置による制動力を零にしてもまだ
必要以上の制動トルクが原反中心軸に生じ、所要の巻出
張力を得るのが難しい。この問題を解決するために制動
装置として可変速モーターを使用し、これを制動力制御
装置で速度制御するようにしたものが第５図の実施例で
ある。巻出方向に可変速モ−ターＭを回転駆動すれば原
反Ｓ。中心軸の摩擦制動トルク以下の制動シルクを制御
することができる。

また第６図は制動装置としてモーターＭと、ブレーキ７
を用いた例である。

モーターＭは原反中心軸の摩擦等の機械損による制動ト
ルクが零となるようなトルクで運転される。

ブレーキ７により原反中心軸の制動トルクを制御する。

なお原反Ｓ０中心軸の巻出方向にトルクを与えるのはト
ルクモーターに限らず、可変速モーター、誘導電動機と
磁粉クラッチを組み合わせて、所定のトルクで駆動する
ものでもよい。

なお上述の実施例に限らず、この発明は実施条件により
、設計者の周知技術により多様に変化、応用し得ること
はいうまでもない。

例えば原反が巻取り後、自重により非円形に変形してい
るような場合、これを巻戻した供給シートは原反の回転
週期に合わせて大きく張力変動する。従って従来のダン
サ−四−ラは浮動範囲の大きなものか、複数のダンサ−
ｐ−ラを並べる。こ、のような実施条件にこの発明を適
用する場合、この発明のダンサ−ローラの上流に、標準
張力に合わせた昇降範囲の大きい在来ダンサ−ローラを
置くとか、この発明のダンサ−ローラを複数組並べ、ロ
ーラ変位検出装置、制動力制御装置、シート張力設定装
置は一組だけに設けるとか、あるいはローラ支持駆動機
構をダンサ−ロー２の変位に追随して動く機枠に取付け
る、といった使い方も当然、考えられる。

なお繰出ローラによってシートをσ［出す場合のほか、
巻取機の巻軸によって引出す場合もある。

また、変位検出装置において変位信号を比例感度や時定
数を調整して制動力制御装置の比較部にフィードバック
することによりこのフィードバッタ回路のハンチング要
素を無くすることも行なわれる。

そして、制動力制御装置では変位検出信号と設定張力信
号と比較する代りに変位検出信号と、巻出後信号と設定
張力から得られた制動トルク信号とを比較して制御する
ことも可能である。

また変位検出装置は差動変圧器を用いたものでもよい。

〈発明の効果〉 この発明はシートの分割、巻取り、加工等のためのシー
ト供給に際し、ある程度、偏心状態にあるシーＦ原反を
巻戻すため不可避な張力変動を、従来の張力制御法では
考えられない程度まで鎮静させて送る事と、さらにその
張力を自由に設定し、その通りの張力をもったシートを
供給する事を可能にした。即ち、ばね付勢したダンサー
マーラのシー蓼加圧力をローラ支持駆動機構により自由
に変えられるので、従来は一定のシート供給張力にしか
使えなかったばね式ダンサーローラが、変動張力制御の
有力な要素になった。そして、原反制動力の制御により
ダンサ−ｐ−ラの変位を最小限に押さえるので、ばねの
作動範囲が小さく、ばね式ダンサーローラの欠点である
変位量増大時のばね反力変化、これによる張力変動が起
こらないのである。

この発明により供給シート張力のプ冒グラム制御が極め
て正確に行なえるようになった。

原反の制動装置による張力制御系では制御しきれない短
い周期で変化する張力変動等に対してもばね支持された
ダンサ−ローラが応動して、張力変動を吸収する作用を
持つので、ごく低い巻出張力が要求される材質のシート
でも、精密に制御して安定して次工程を供給できるよう
になった。

【図面の簡単な説明】

第１．２，３，５．６図はこの発明５実施例の説明図、
第４図は本発明者が前に開発したダンサ−ローラのシー
ト加圧力制御機構の説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 制動装置をもつ原反巻戻台の原反からシートをダンサー
   ローラ設備を経て送るシート供給路において、 ダンサーローラの定位置からの変位を検出する検出装置
   と、この検出装置の変位信号を受けて該ローラを定位置
   へ戻すよう上記制動装置を制御する制動力制御装置と、
   上記ダンサーローラをばねにより支持し、そのばね基部
   を上記ローラのシート加圧面にほゞ直角方向へ駆動して
   該ローラのシート加圧力を加減するローラ支持駆動機構
   と、供給シートの所要張力を設定し、上記ローラ支持駆
   動機構によるシート加圧力を設定張力に適応させるシー
   ト加圧力制御装置とを備えることを特徴とする供給シー
   トの張力制御装置。