JPS6135097B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一定速度、一定張力で巻出しを行う巻
出機において、定速下での連続巻出しの場合や、
巻替えなどの急減速時に巻出し径に関係なく減速
時間を一定に保持して巻出しを行う場合に一定張
力を維持することが可能なブレーキ装置に関す
る。

この種の巻出機において巻出しロールの芯軸に
は制動力を常に作用させておくことが必要である
のはよく知られるところであるが、此の場合のブ
レーキトルクTcは Tc＝Ｆ・Ｄ／２ ……(イ) 但し、Ｄ；巻出しロールの刻々の変化する直
径、 Ｆ；シートに加わる張力、 で表わされ、巻出されているロールの直径に比例
する（張力一定として）。

一方、巻芯軸とブレーキとの間の連続スリツプ
工率Ｐは、 Ｐ＝1.03×Tc×Ns ……(ロ) 但し、Ns；スリツプ回転数、 で一定の値をとり、熱容量の点を考慮して充分
なる容量のブレーキを選定した場合、巻出しが進
行し巻戻されているロールの直径が小さくなる
と、所要ブレーキトルクが小さくなり、その結
果、当該選定容量に対して負荷が小さくなり過ぎ
ることからブレーキトルクの制御が不安定となつ
て、シートに与える張力が安定を欠き製品の品質
低下を招く問題がある。

従来は、１個のブレーキを用いて巻き出しはじ
めの最大径状態から、巻き出し終りの最小径状態
までの全芯軸運転を通じて、ブレーキトルク制御
により張力を一定に保持するようにしていたの
で、前述する問題の発生を避けることができなく
て、径の大きい巻芯を使用するなどの手段で対処
していたが、それ等は根本的な対策とは云い難か
つた。

一方、巻出機につづく製造工程で一定長のシー
トを巻取つた後に切断して巻替える作業を行う場
合などでは巻出機の巻出し速度を昇降さたり、停
転させたりする必要が生じるが、その際、停止あ
るいは所望速度に減速するまでの時間ｔを短くか
つ一定値にすることが作業能率の面から望ましい
ことであるが、この時間ｔ経過の間はシート弛緩
や過度の緊張を与えることがあつては好ましくな
く適正なブレーキトルクに調節する必要がある。

ところで、前述した時間ｔについてみるに、 ｔ＝ＧＤ^２／Ｔｃ−Ｔ_Ｌ×Ｎｒ／３７５ ……(ハ) 但し、Ｔ_L；負荷トルク Nr；相対回転数（Ｖ／πＤＶ；速度） GD²；πＤ^４・Ｌ・ｒ／８ で表わされ、GD²＝K₁・D²，Tc−Ｔ_L＝K₂・Ｄ，
Nr＝K₃１／Ｄであるから、時間ｔは巻出しロールの 直径の自乗に比例する。

今、巻出し中のロールの直径に関係なく前記減
速時間ｔを一定にしようとすると、巻出機の機械
損失トルク分を無視するとして、巻出しロール直
径の自乗に比例したブレーキトルク（第４図の線
Ａ参照）を付与しなければならないことがわか
る。

近時、機械の運転速度が高速化し、次工程で例
えば巻替え機における巻上りロールの取り出し、
新巻芯へのシートの切断巻き替えを行うとき、こ
の作業を確実に遂行するためには、減速して作業
終了後に所定速度まで昇速して再び定張力巻出し
を行う手順が不可欠であり、従つて巻替え機の速
度の昇降を余儀なくされる場合が多く、しかもこ
の場合に巻出し径に関係なく減速時間をほぼ一定
にすることが要求される。

しかし乍ら従来のブレーキ装置ではかゝる要望
に応え得るものでないために、減速、昇降時に
種々のトラブルが発生する問題があつた。

本発明はかゝる事実に鑑みて、従来の前述欠陥
を解消し得る新規なブレーキ装置を提供しようと
するものであり、以下、本発明装置の内容を明ら
かにするために、添付図面の１実施例を参照しつ
つ詳細に説明する。

第１図において１は巻出しロールであり、次工
程２からの引張りによりシートＳが巻戻される
が、該巻出しロール１は巻出機の所定位置におい
て巻芯に嵌合した芯軸３が回転自在に支持されて
いる。

上記芯軸３には少くとも２個（本例においては
２個）のブレーキ９―_１，９―_２が並列的に組み
付けらており、ブレーキ９―_１，９―_２のブレー
キトルクを一括および個別に調整し得るようにな
つている。

前記ブレーキ９―_１，９―_２はブレーキトルク
を増減調節し得る可変トルク形であれば各種形式
のものを適用し得るが、本例においては電磁結合
方式のブレーキであつて、固定側板１０をこれと
対向して前記芯軸３に連結した可動側板１１に圧
接することによつて制動を加えることができ、こ
の場合の圧接力を電磁コイル１２の電磁力調節に
よつて増減制御し得る構造である。４は巻出しロ
ール１の表面に対して接当している直径検知ロー
ラであつてスイングアーム５の先端に支持され
て、図示しない適宜の圧接機構により常時巻出し
ロール１の表面に接触させられる。

スイングアーム５の基部６にはカム７が組み付
けられると共に差動トランス８と係合させてい
て、前記直径検知ローラ４の変位すなわち直径の
変化を差動トランス８によつて電気変位を有する
電気信号として取り出し得るようになつている。
以上挙示してなる各部材４，５，６，７，８によ
つて、巻出し径検知手段を構成している。

上記例は電気信号を取り出す手段として差動ト
ランス８を用いているが、その他にポテンシヨメ
ータ等の電気信号発生装置を随時使用し得る。前
記ブレーキ９―_１，９―_２を一括および個別に制
御するためのブレーキ制御回路は第１図に示され
るが、第１のブレーキ９―_１の電磁コイル１２に
関連して、整流回路１３―_１、電圧出力回路１４
―_１、サイリスタ１５―_１、ゲート回路１６―_１
およびゲイン設定器１７―_１，１８―_１を夫々設
ける一方、第２のブレーキ９―_２の電磁コイル１
２に関連して、整流回路１３―_２、電圧出力回路
１４―_２、サイリスタ１５―_２、ゲート回路１６
―_２、ゲイン設定器１７―_２，１８―_２およびバ
イアス設定器１９ａ，１９ｂを夫々設けており、
この回路の入力端には前記差動トランス８の電気
信号が投入されるようになつている。

しかして本発明に係るブレーキ制御回路は、巻
出しロール１を定速度の連続的に巻出させる際に
作用する定張力ブレーキ制御系と、巻出し途中に
急減速下で巻出させる際に作用する定減速時間ブ
レーキ制御系とからなつており、図示例において
はゲート回路１６―_１，１６―_２から整流回路１
３―_１，１３―_２に至る一連の回路を両制御系に
共通さた回路に形成するとともに、ゲイン設定器
１７―_１，１７―_２およびバイアス設定器１９ａ
を定張力ブレーキ制御系の設定部に形成し、一
方、ゲイン設定器１８―_１，１８―_２およびバイ
アス設定器１９ｂを定減速時間ブレーキ制御系の
設定部に形成して、両設定部を運転中に自動的に
切り換え作動せしめるために切換接点２１ａ〜２
１ｃをもつ切換リレーを設けている。

上記ブレーキ制御回路によつてブレーキ９―
_１，９―_２のブレーキトルクを制御する態様を第
１図乃至第４図によつて以下説明する。

ゲイン設定器１７―_１，１７―_２およびバイア
ス設定器１９ａを適宜操作して、巻芯軸３の直径
D₀に対し前記(イ)式で求められたブレーキトルク
Tc₀を第２ブレーキ９―_２に最小値として与えら
れるようにするとともに、巻き出し途中での巻き
出し径D₁に対し同様に求められたブレーキトル
クTc₁を第２ブレーキ９―_２を最大値として与え
られるようにする一方、前記巻き出し径D₁に対
し前記(イ)式で求められたブレーキトルクTc₁を第
１ブレーキ９―_１に最小値として与えられるよう
にする。

なお、第１ブレーキ９―_１のゲイン設定器１７
―_１は前記差動トランス８の電気信号と巻出径設
定器２０の電気信号とが入力されるようになつて
おり、差動トランス８の電気信号が巻出径設定器
２０の設定値よりも大なるときにのみゲート回路
１６―_１を作動し得る如く構成している。

同様にしてゲイン設定器１８―_１，１８―_２お
よびバイアス設定器１９ｂを操作し、かつ切換リ
レー２１を切換え作動させて、巻芯軸３の直径
D₀に対し前記(ハ)式で時間ｔを所定の値にしたと
きに求められるブレーキトルクT′c₀を第２ブレー
キ９―_２に最小値として与えるようにするととも
に巻出し途中での巻出し径D₁に対し同様に求め
られたブレーキトルクT′c₁を第２ブレーキ９―_２
に最大値として与えられるようにする一方、巻出
し径D₁に対応する前記ブレーキトルクT′c₁を第
１ブレーキ９―_１に最小値として与えられるよう
にするとともに最大直径D₂に対し同様に求めら
れたブレーキトルクT′c₂を第１ブレーキ９―_１に
最大値として与えられるようにする。

巻出しロール１が巻き出し始めの最大直径D₂
から中間値の前記巻き出し径D₁に至るまでの第
１巻出し領域（第３図参照）ではゲート回路１
６―_１，１６―_２が共に作動してブレーキ９―
_１，９―_２の電磁コイル１２，１２を励磁するの
で芯軸３には両ブレーキトルクが重畳的に作用す
る。

この場合、第１のブレーキ９―_１は、巻出し径
の減少に伴つて第３図々示の如く所定ゲインを有
する直線的な変化でブレーキトルクがTc₂から
Tc₁まで推移し、一方、第２ブレーキ９―_２は途
中の巻出し径D₁に対応するブレーキトルクTc₁で
飽和した状態のまゝ推移する。

従つて、巻出しロール１の最初の直径D₂にお
けるブレーキトルクTc₂は巻戻しの進行による巻
径の減少に比例して逓減し中間値の巻出し径D₁
に至つた時点で、第１のブレーキ９―_１は消磁に
より解放され、第２のブレーキ９―_２が飽和状態
のブレーキトルクTc₁で芯軸３に制動力を与え
る。

以上説明した制御手段が第１制御手段に該当す
るものである。

この巻出し径D₁から巻き出し終りの径D₀に漸
減する第２巻出し領域（本例においてはこの領
域が最終巻出し領域に相当する）では、第２のブ
レーキ９―_２のみが制動を担持することになり、
巻戻しの進行による巻径減少に伴つてブレーキト
ルクはTc₁からTc₀に直線的に漸減する。

以上説明した制御手段が最終制御手段に該当す
るものである。

このように制御されることによつて、芯軸３に
加えられる制動力は第３図から明らかなように、
前記(イ)式を満足する条件で直線的にトルクが漸減
し得る綜合ブレーキトルク特性を呈することとな
り、従つて巻出し中のシートＳに作用する張力を
常に一定にした連続巻出し運転が成される。

かかる連続巻出し運転の途中で第２図々示の如
く、定速度V₁で運転しているときにａ点即ち直
径D₁の時点で次工程２の条件により発せられた
減速信号でｔ秒後にV₂まで減速し、巻替えなど
の作業を行つた後にｂ点で昇速し、ｃ点で元の速
度V₁に復帰させる運転が必要となると、減速の
ためには巻出しロール１の慣性に抗してブレーキ
を当然作用せしめなければならない。

この場合に、減速時間ｔを一定にしようとする
と前記(ハ)式から明らかなように、芯軸３に加える
ブレーキトルクを第３図々示の直線特性に替え
て、第４図々示の二次曲線特性に移行させること
が当然必要となる。

そこで切換リレー２１を前記減速信号の発生に
連動させて作動せしめると、このときのブレーキ
トルク特性は第４図において中間で折れた線Ｂの
如くなつて径の自乗に比例した線Ａに近似した特
性を呈する。

従つて減速時間を一定にしながらたるみや過大
な引つ張りの生じない適切なブレーキが作用し、
当初の目的を果すことができる。

以上述べたように、一定速度で巻出す定張力ブ
レーキ制御と、巻替えなどにより急減速させる定
減速時間ブレーキ制御とで、トルク変化係数を随
時変更させるのが係数変更手段である。

なお、ブレーキを本例の如き２個でなく、３個
以上使用することは勿論可能であつて、その場合
には巻き出しロール１の巻き出し始めから巻き出
し終りに至るまでの全工程をブレーキ数に対応し
た数の領域に区分して、第１領域では第１のブレ
ーキを直線的にブレーキトルクが変化するよう制
御しながら、残りの各ブレーキはそれ等に与えら
れた最大トルクに飽和させ、つづく第２・第３…
の各領域では当該領域を担持するブレーキのみを
直線的にブレーキトルクが変化するよう制御しな
がら残りのブレーキは最大トルクに飽和させ、最
終の領域では残りの１個のブレーキを直線的にブ
レーキトルクが変化するよう制御し、かくするこ
とによつて綜合ブレーキトルク特性が前記(イ)式お
よび(ハ)式を満足し得る如き直線的および２次曲線
的な特性に保たれるようにすることが可能であ
る。

本発明は以上詳記したところから明らかなよう
に、２個以上のブレーキ９―_１，９―_２を巻出し
ロール１に芯軸３に対し並列的に連繋せしめると
ともに、綜合ブレーキトルク特性が巻出し径の
刻々変化する径に比例して漸減し得る如く、１つ
のブレーキのトルクを直線的に変化させ、かつ他
の作動中のブレーキのトルクを最大値で飽和させ
るようにしたので、最大径状態の巻出し始めから
最小径状態の巻出し終りに至る全巻出し中を通じ
て、シートに定張力を与えながら巻出しを円滑に
行うことができる。

しかも２個以上の数の各ブレーキは、安定性、
制御性にすぐれた適切な範囲内でブレーキトルク
の調節が行われるので、１個のブレーキを広い範
囲でトルク制御する従来装置に比して、各巻出し
時点におけるブレーキの容量を適正に維持して安
定した制動を加えることが可能となり、巻出しの
全体を通して精度の高いしかもより安定した張力
制御を容易に行い得て、品質がすぐれたシートを
次工程に送ることができる。

さらに本発明は、連続巻出し運転の途中で巻き
替え作業など減速を必要とするときにはブレーキ
トルク特性を連続巻出し運転時の直線特性に替え
て巻出し径の自乗に比例する２次曲線的特性に自
動的に移行するようにしているので、巻出し径の
値には関係なく、減速時間一定の制動が適切に行
われ、しかもシートのたるみや引つ張りを防止し
て、円滑かつ安定的な作業が行える利点をも有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の１例の機械系電気系を併
せ示した概要図、第２図は巻出し運転経時線図、
第３図および第４図は第１図々示装置の連続巻出
しおよび減速巻出しの際のブレーキトルク特性線
図である。 １…巻出しロール、３…芯軸、４…直径検知ロ
ーラ、９―_１，９―_２…ブレーキ、１４―_１〜１
４―_o…電力出力回路、１６―_１〜１６―_o…ゲー
ト回路、１７―_１〜１７―_o…ゲイン設定器、１
８―_１〜１８―_o…ゲイン設定器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ブレーキトルクが電磁力の調節により増減調
   節可能で、かつ、ブレーキトルク容量が段階的に
   夫々異なる少くとも２個のブレーキ９―_１，９―
   _２…９―_oを巻出機における巻出しロール１の芯
   軸３に対し並列的に連繋せしめて、ブレーキトル
   ク容量の大きいブレーキ９―_１から順に巻出し始
   めを含む第１巻出し領域乃至巻出し終りを含む
   最終巻出し領域に夫々対応させる一方、巻出しロ
   ール１の巻出し中における径変化を検知する巻出
   し径検知手段と、この巻出し径検知手段の検知信
   号及び定速度巻出しと定減速時間巻出しとの切換
   え信号によつて前記ブレーキ９―_１，９―_２…９
   ―_oを制御するブレーキ制御回路とを設けてな
   り、前記ブレーキ制御回路は、各ブレーキ９―
   _１，９―_２…９―_oに対して、対応する巻出領域
   の巻出し径に比例するブレーキトルク変化を設定
   して定速度巻出しの際作動するゲイン設定器１７
   ―_１〜１６―_oと、巻出し径の２乗に比例するブ
   レーキトルク変化を設定して定減速時間巻出しの
   際作動するゲイン設定器１８―_１〜１８―_oと、
   巻出し始めから対応する巻出し領域までを通じて
   閉路作動するゲート回路１６―_１〜１６―_oと、
   対応する巻出し領域に先行する巻出し領域では飽
   和電圧を、対応する巻出し領域では２個のうちの
   一方のゲイン設定器１７―_１〜１７―_o又は１８
   ―_１〜１８―_oの設定値に対応して変化する電圧
   をゲート回路１６―_１〜１６―_oの作動中、各ブ
   レーキ９―_１〜９―_oに対して出力する電圧出力
   回路１４―_１〜１４―_oとを夫々備えてなること
   を特徴とする巻出機のブレーキ装置。