JPS6137183B2 - - Google Patents

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、減速時に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。

シート状物が巻芯周に巻着されてなるロール状
物を巻出機によつて巻き戻す場合、一般にはこの
ロール状物を支持する巻出し軸に電気制御式ブレ
ーキを取着して、該ブレーキに制御トルクを調節
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
し作業の進行に伴つて減少してゆくロール状物の
直径に応じて制御トルクを下げて行かねばならな
い。

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
場合、その他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つて加速
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
過大となつてシートの巾が狭くなつたりする不都
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
によつて小巻製品の品質に悪影響が及ぶのを避け
得なく、従つて、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
うとして成されたものであり、特に起動信号、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を巻出し駆動用の引取りモ
ータにおけるフイードバツ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
つ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つて制動
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
直径の３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、該張力設定器と制記制動トルク制
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開接点を介して、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
参照しつつ詳細に説明する。

第１図において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つて、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
ンチローラであつて、巻出し軸４の後流側で平行
的に設けられる。

上述した巻出し軸４とピンチローラ５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御トルク制御器７によつて制
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、フイードバツク速
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が連結していて、速度設定器１０、起動停
止スイツチ１１、速度制御器１２を通つた制御信
号出力と、引取りモータ９に直結した回転発電機
１３のフイードバツク信号とが一致するように訂
正を行いつつ引取りモータ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
ようになつている。

上記フイードバツク速度制御系には、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、起動・停止スイツチ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
するようになつている。

また、巻出しブレーキ８における張力設定器
６、制動トルク制御器７を要素とする制動トルク
制御系には、割算回路１６とトルク設定回路１７
とが設けられており、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
圧をベース電圧として張力設定器６に加え、同時
に前記トルク設定回路１７にもインプツトするよ
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１６は回転発電機１３，１５
の信号を受けると、回転発電機信号÷回転発電機
１５の信号の演算を行つて、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１７に入力す
るようになつており、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１の時々刻々変化す
る直径を算出した、これに対応した出力電圧を発
することが可能である。

この直径算出手段は、後述するように巻出し運
転中におけるロール状物１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。

前記トルク設定回路１７はロール状物１の慣性
モーメントGD²を算定するためのものであつて、
ロール状物１の惰走により生じるトルク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、 Ｔ＝Ｄ^３・Ｌ・ｒ・Ｖ／３０００ｔ 但しＶ：速度 Ｌ：ロール巾 ｒ：ロール見掛け比重 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つて、上記
式の計算を行わせることは可能であるが、複雑な
回路となつ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１７
を、小径領域部における第１惰走トルク設定器２
０と、大径領域部における第２惰走トルク設定器
２１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ヨメータからなる第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ヨメータ２
２の信号とを比較入力する比較器２３とポテンシ
ヨメータからなる第２惰走トルク設定回路２１と
を直列的に有する回路を第１惰走回路２０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つて、両勾配ロ，ハの
交点Ｐを比較器２３によつて設定することによつ
て両回路２０，２１のうちの何れか大きい方の出
力を取り出して、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の出力することが可能で
ある。

そして、張力設定器６と制動トルク制御器７の
入力端とを接続するライン中に、前記緩起動停止
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１８の常閉接点１８_-1を介挿す
る一方、前記トルク設定回路１７の出力端と制動
トルク制御器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１４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。

この緩起動停止回路１４は第１演算増幅器２
４、第２演算増幅器２５、加速時間設定ポテンシ
ヨメータ２６、減速時間設定ポテンシヨメータ２
７、充放電コンデンサ２８を要素として第２図々
示の回路に形成している。

今、起動・停止スイツチ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に入力
すると、第１演算増幅器２４にはフイードバツク
電位が入力していないので出力点Ａは負の飽和点
まで振つている（第３図ａ参照）。

この状態でコンデンサ２８は加速時間設定ポテ
ンシヨメータ２６を通じて充電が進み、これによ
つて第２演増幅器２５の出力点Ｂ、すなわち前記
回路１４の出力電圧は漸次上昇し、（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２８の充電が進むに従つて、第２演
算増幅器２５の出力点Ｂの電位が第１演算増幅器
２４にフイードバツクするので、充電完了Ｃと同
時に第１演算増幅器２４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・停止スイツチ１１を停止側に操作
し、第１演算増幅器２４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ヨメータ２７
を介してコンデンサ２８の放電がなされるので、
起動時と逆に前記回路１４の出力電圧は漸次下降
し（第３図ｆ参照）、放電完了と同時に出力電圧
は零となる。

このようにして緩起動および緩停止が成される
と共に、第１演算増幅器２４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間は加
速検出リレー１８を付勢し、また、正電位の出力
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１９を付勢する。

以上述べ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５に挟ませ
た状態にしておいて起動・停止スイツチ１１を起
動側に操作すると、前記緩起動停止指令回路１４
の作動によつてピンチローラ５は緩やかな増速を
開始する。

この増速開始と同時に、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
開放状態りあるので、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つており、
従つて、緩増速するビンチローラ５によつてシー
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１の慣性により生じるトルクに
対応した張力が加わるだけとなる。

緩起動が終了すると、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１８
は、消勢して該接点１８_-1が閉成するので、割算
回路１６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
一定に保たれる。

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、巻き替えなどのため
に一時停止したい場合には、起動・停止スイツチ
１１を停止側に操作すると、緩起動停止指令回路
１４が作動してピンチローラ５は停止に向けて緩
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は張力設定器６とトルク設定回路１７の両方
からの指令によつて、巻直径に比例した現に加え
られている制動トルクに、そのとき直径に対応し
た惰走トルクが加算された値の制動トルクが巻出
し軸４に加えられる。

従つて、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１
７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つて適正な値の
張力下で減速が行われ、最後に停止する。

本発明は叙上の如き構成ならびに作用を有する
ものであつて、起動、停止の際には急激な速度の
変化が生じないように緩起動停止回路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１６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１のGD²分に見合つ
た制動トルクがロール状物１に加えられる結果、
シート状物Ｓに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
トルクに見合つ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１がたるみを生じる問題
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
可能となつて、巾不揃い、巻きじわなどを排除し
得る高品質な巻出しをスムーズに実行できる効果
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図における緩起動停止指令回路の概
要回路図、第３図はこの緩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、１４……緩起動停止指令回路、１６……
割算回路、１７……トルク設定回路、１８……加
速検出リレー、１８_-1……常閉接点、１９……減
速検出リレー、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によつて制御トルクの
   制御が成される巻出しブレーキ８を、シート状物
   Ｓが巻芯周に巻着されてなるロール状物１を支持
   するための巻出し軸４に取着する一方、この巻出
   し軸４に支持されたロール状物１からシート状物
   Ｓを巻出すためのピンチローラ５を、フイードバ
   ツ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、起動信号、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１４を引
   取りモータ９の前記フイードバツク速度制御系に
   おける速度指令ラインに介設する一方、前記ビン
   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１
   の時々刻々変化する直径を算出する割算回路１６
   と、該割算回路１６からの出力を受けてロール状
   物１の直径の３乗に比例する値の惰走トルクに相
   応したトルク指令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１６の出力
   を前記張力設定器６に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１８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、前記緩起動停止指令回路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を介して、前記制動トルク制御
   器７の入力端に接続せしめたことを特徴とする張
   力制御装置。