JPS6360857A - 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」 本発明は張力制御装置に関するものである。

「従来の技術および問題点」 一般に、製紙用等に適用されるシートカッター、ワイン
グー等に付属して設けられているアンリールスタンドに
おいては、該アンリールスタンドに支持されたロール状
のシートを巻出しながらその張力を検出し、検出された
張力に基づいて、前記ロール状のシートを支持している
軸の制動力を調整して前記シートの張力を一定に保つこ
とが必要とされている。

従来、上記シートの張力の測定は、前記ロールのシート
を支持している軸に発生するトルクの検出を通じて行な
われており、このトルクを検出するセンサーとして、本
出願人が先に提案した特願昭５７−１９６１９２号、特
願昭５７−２２０５４９号、あるいは特願昭６０−３８
３４９号に記載されたものなどがある。

これらのセンサーは、巻取りロールと一体同転する軸に
発生したｌ・ルクを検出セろちのであって、特に、特願
昭６０−３８３４９号において提案したトルクセンサー
においては、センサーからｆ’Ｊられたトルク検出デー
タをＣＩ）　ｔＪにフィートバッタすることにより、巻
取りの径の変化、あるいはノート走行速度の変化に対応
して的確にシート張力を制御゛４−ることかできろとい
う効果が得られ、したがって、特に、複数のアンリール
スタンドから巻き出されたシートを重ねて切断する方式
のシートカッターなどにおいて、谷アンリールスタンド
に巻き取られたシート毎に張力を制御することができる
という特徴を有するものであ−〕だ。

しかしながら、−１−記名トルクセンザーにあっては、
特定の方式のブレーキ装置を用Ｌビζ、その固定子に生
じた反力からトルクを検出する方式が採用されているた
め、他の方式のブレーキが用いられている既存のアンリ
ールスタンドに適用しようとした場合、ブレーキ装置の
変更を伴うことになり、改造コストがかさむという問題
があった。

本発明はｌ二記事情に鑑みて提案されたもので、シート
の走行速度か変動した場合であっても的確に張力の調整
を行い得ろとともに、一般的なブレーキ装置を備えたア
ンリールスタンドにも容易に適用することが可能な張力
制御装置を提供することを［１的とオろちのである。

Ｉ−問題点を解決するための手段」 上記ＩヨＩ的を達成するため、本発明は、ロール状のノ
ートと一体に回転するブレーキ軸に制動力を作用させる
ブレーキ装置の下側で、かつブレーキ装置の軸心から雌
れた位置に、これらの間に作用する荷重を電気信号に変
換するセンサーを設けるとと乙に、巻取りロールの回転
量と走行長さとを測定するセンサーをそれぞれ設け、各
センサーから得られたデータをＣＰＵに入力するように
したしのである。

［作用［ 前記各センサーから入力されたデータを演算することに
より、シートの張力がＣＰＵに認識され、該ＣＩ）　Ｕ
は、認識した張力を基準値と一致させるべくブレーキの
操作回路を制御ケる３゜「実施例」 以下、本発明を適用してなるアンリール装置（ロール状
のシートを支持して巻き出す装置）の一実施例を図面を
参照して説明する。

まず、第１図および第２図により、アンリール装置の構
成を説明すると、この装置は、ロール状の紙（以下ロー
ルと称す）ｌと一体に回転する支持軸１ａの両端部を軸
受け２・２によって支持するとともに、前記支持軸１ａ
の一端にクラッチ３を介して脱着可能にブレーキ軸４を
連結し、支１′ケ輔１ａとブレーキ軸４とを一体に回転
させ、このブレーキ軸４をブレーキ装置Ｂ（後述する）
と連動回転させるようにした基本構成とな−ている。

前記ロール１をなずシートＳは、−・対のピンチロール
５Ａ・５Ｂに挾持されて引っ張られて０１■記ロールＩ
を回転させながら巻出されており、このシートＳの走行
量は、該ソー１−　Ｓに接触して従動回転する計尺セン
サー６　（例えば１ミリメートルに対してｌパルスを出
力する回転トランスデコーザー）によって計測されるよ
うになっている。（なお、前記ロール５Ａあるいは５Ｂ
等、シートに接触して回転するロールの周速により走行
量を換算することも可能である） また、前記ブレーキ軸４の回転速度は、回転計測センサ
ー７　（例えば軸と一体回転するロータリーパルスジェ
ネレーター、あるいは、光学センサー、近接スイッチ等
）によって計測されるようになっている。

そして、」二記各センサー６・７の測定データは、トル
ク検出データ　（後述するトルクセンサーＱＳによって
測定されたデータ）とともに、入力インターフェイス８
を介してＣＰ　Ｕ　９に入力されており（第３図参照）
、該ＣＰＵ９は、上記各測定データから時々刻々変化す
るロール径および加減速に対応したシー１−　Ｓの張力
Ｔを演算している。さらに、このＣＰＵ９は、出力イン
ターフェイス１０を介して駆動回路１１に接続され、こ
の駆動回路１１の出力は電空変換器１２を介して空気信
号に変換されて、ブレーキ操作回路装置１３に供給され
ている。なお、ブレーキ操作回路１３は、使用されてい
るブレーキの方式に応じて適宜選択されるもので、例え
ば、空気圧により制動力の調整する方式のブレーキでは
、空気回路を、電気的に制動力を調整する方式のブレー
キでは電気回路を、さらに、機械的に制動力を調整する
方式のブレーキでは駆動装置の電気回路を操作してその
制御を行うようになっているが、その具体的構成は本願
の要旨と直接関係がないのでその説明を省略する３、次
いで、第４図および第５図により、」二記ブレーキ装置
Ｂの周辺部分の構成を説明する。

このブレーキ装置の本体１４は、この例では、前記アン
リールスタンドの側部に設（」られだ凹所に設けられた
ものを示しており、その入力軸１５は、前記ブレーキ軸
４にプーリ１６、伝動ヘルド１７、プーリ１８を介して
連結されて連動回転し得るようになっている。（なお、
ブレーキ軸４にブレーキ装置Ｂを直結する方式であって
しよいのはもちろんである。） また、前記ブレーキ装置は、−・般に台座−］−に設置
する据え置きタイプのブレーキ装置であり、この図では
、パウダーブレーキと呼ばれている方式のブレーキ場合
を示しており、かくして、巻取りロール１に制動力を作
用させるようになっている。

なお、実施例の装置では、パウダーブレーキの特性（高
速回転時に制動効率がよいという性質）を考慮して、ブ
レーキ軸４側のプーリ１６を入力軸１５側のプーリ１８
よりも大径に設定して、入力軸１５をブレーキ軸４より
高速回転させるようになっている。

さらに、前記本体１４は、第４図に示すように、アンリ
ールスタンド側の台座Ｉ９上にフレーム２０を介して載
置されている。そして、前記フレーム２０には、ブレー
キ１４にブレーキをかけることによりブレーキ反力Ｐ１
・Ｐ、がかかる。このプレー；１−反力の方向はブレー
キの入力回転方向により定土り、互いに反対方向となる
。そして、このＰ＋’Ｐ、の反力をロードセル等の圧力
センサー２１ａ・２１ｂで検出できるようになっている
。

これらのセンサー２１ａ・２１ｂは、当然、ブレ−キ装
置の入力軸の軸心（第４図に鎖線０・Ｃ。

の交点で示す）の直下の位置をＷ　！−１で設（ｊられ
でおり、これにより、制動時に本体Ｉ４に生しに反力が
、一方のセンサー（例えば２１ａ）に圧縮力として作用
し、他方のセンサー（例えば２１ｂ）には引っ張り方向
の力として作用オろので、両センサーの出力に大きな差
が生じるようになっている。

かくして、前記両センザー２１ａ・２１１）からの圧力
信号は、例えば、第５図に示すように、抵抗Ｒ１・Ｒ７
を介してブリッジ接続されろことにより、本体１４に生
じた反力（ずなわらロール１に生じた軸トルク）を鋭敏
に検出して電気信号に変換゛して、端子２２ａ・２２ｂ
間に電位差を生じさＵることによってトルクセンサーＱ
Ｓ（第３図参照）としての機能を果たすことができるの
であろ５゜もちろん、他の制御方式をとれば圧力センサ
ーは必ずしも２ケ必要ではなく、１ケを使用してその検
出量をそのまま利用するようにしても充分な性能を得る
ことができる。

このように構成された張力制御装置においては、制御動
作スタート後、トルクセンサーＱＳからトルクＱ１、シ
ート計尺センサー６からシートの繰り出し屯σ１、回転
計測センサー７からロールｌの回転数Ｎ１がＣＰＵにそ
れぞれ入力されて、次のような演算処理が行なわれる。

（ｉ）Ｎ＋およびＩ２１よりロールの半径ｒを算出する
。

（１１）前回の測定時の回転数Ｎ。と現在の回転数Ｎ１
から、慣性モーメントにより生ずる張力を算出する。な
お、演算式の内容は後述する。

（ｉｉｉ）　　、Ｊ二記各測定データより総合張力Ｔ、
を算出する。

（１ｖ）張力ＴＩが設定張力値Ｔ。に一致するか否かの
判断を行い、一致していない場合にはＳ８に進み、一致
している場合にはＳ８に進む。

駆動回路１１を操作して、張力ＴＩを設定張力値Ｔ　ｏ
に−・致させるべくブレーキの制動力を調節する。

Ｓｏ、所定時間Ｌａが経過したか否かを判断し、該時間
Ｌａが経過しノごことを条件としてｎｆｊ記Ｓ２に戻り
、Ｓ、〜Ｓ、を繰り返して、連続的に張力制御を行う。

上記制御動作における張力′Ｉ゛の算出はｌ・記の式に
より行なわれる。

すなわち、ブレーキの人力軸１５に生じるｌ・ルクＱは
、 Ｑ＝Ｔ−ｒ±Ｑ　ａ−−（１） 但し　　Ｑ　：軸に加わるトルク（ｋｇ−ｍ）ｒ　：巻
取りロールの半径（ｍ） Ｑａ、加減速トルク（ｋｇ−ｍ） Ｔ　：シートのテンション によって得られる。　（なお、」−式におけろ（−１−
）の符号は加速時に適用され、（−）の符号は減速時に
適用される。） また、−に記（１）式におけるロールの半径ｒは次のよ
うにして求められる。

すなわち、計尺センサー６の測定値ρ（一定時間内のシ
ート走行量）と回転計測センサー７の測定値Ｎとの間に
は、Ｑ＝２πｒＮの関係が成立しているから、両センザ
ー６・７の測定値ＱおよびＮを演算４−ることによりロ
ールの半径ｒが求められる。

［−発明の変形実施例」 （ａ）ブレーキの構造は」−記一実施例のようなパウダ
ーブレーキに限定されろものではなく、他の方式、例え
ば、ディスクブレーキ、ドラムブレーキの制動力を空気
圧により増減する方式のブレーキ、電磁力により制動力
を増減する方式のブレーキであってし良く、要は、ブレ
ーキの下に荷重検出手段を設（」て、ブレーキに生じた
反力を検出し得るしのであればよい３゜ （ｂ　）−，１−記−実施例ではブレーキ本体の下部に
軸線を中心として対称にセンサーを設けて、圧縮力と引
っ張り力とを同時に検出するようにしたが、いずれか一
方にしてもよいのはもちろんである。

（ｃ）ブレーキの下面に設けられるフレームの具体的形
状は上記一実施例に限定されるものではなく、他の形状
を採用し、あるいは、ブレーキの下面とその下方の台座
との間に直接センサーを設けるようにしてもよい。

「発明の効果」 −Ｉ＋− 以」−の説明で明らかなように、ロール状のシートと一
体に回転するブレーキ軸に制動力を作用させるブレーキ
装置の下側で、かつブレーキ装置の軸心から離れた位置
に、これらの間に作用４−ろ荷重を電気信号に変換する
センサーを設（）るとともに、巻取りロールの回転量と
走行長ざとを測定するセンサーをそれぞれ設け、各セン
サーから得られたデータをＣＰＵに人力するようにした
ものであるから、シー］・カッター、ワイングー等の装
置における増減速時にも的確にシートの張力を制御する
ことができるという効果を奏する。また、本発明装置は
、軸に生ずるトルクをデータとして使用して制御を行っ
ているから、シートを多数枚組ねて切断するシートカッ
ターに好適に使用されて、従来困難とされていたシート
張力の個別制御を実現することができるという効果を奏
ケろ。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を適用してなるアンリール装置の一実施例
を示すもので、第１図は正面図、第２図は側面図、第３
図は制御回路の構成を示ずブ［Ｊツり図、第４図はブレ
ーキ装置の部分の側面図、第５図（Ｊセンサーの結線例
を示す回路図である。 １・・・・・・［１−ル、１ａ・・・・支持軸、４・・
・・ブレーキ軸、６・・・・計尺センサー、７　・回転
計測センサー、９・・・・・・ＣＰＵ、＋３・・・・ブ
レーキ駆動装置、１４−　・ブレーキ本体、＋９　・・
・台座、２０・・・・・フレーム、２０ａ・・・・」二
面板、２０ｂ・・・・・・下面板、２０ｃ・　・連結部
材、２＋ａ・２１ｂ・・・・・センサー、ＱＳ・・　ト
ルクセンザー。 出願人　　　明　　産　　株　　式　　会　　社第４図 第５図 手　粕１４　　全市　ｉ、Ｉ劃　ｆｌＪｆ（自発）昭和
６１年１０月２４［ｌ 昭和６１年特許願第２０３２１６号 ２　発明の名称 張力制御装置 ３、補正をオる者 事件との関係　　特許出願人 明産株式会社 ４、代理人 東京都中央区八重洲２丁１１１番５す 東京馴前ピル６階 明細書の「特許請求の範囲１［発明の詳細な説（１）　
　特許請求の範囲を別紙の通り補正する。 （２）明細書第４頁第１Ｏ行を次文に補正する３゜［作
用させるブレーキ１ （３）明細書第８頁第３行を次文にｈｌ？止する。 ［のブレーキの場合を示しており、かくして、巻取り」 （４）明細書第１１頁第１１行に１ノートのテンション
」とあるのを［シートのテン７ョン（ｋｇ）−１と補正
する。 （５）明細書第１２頁第８行を次文に補正する。 「あっても良く、要は、ブレーキの台座側に６１ｊ重検
出手」 （６）明細書第１２頁第１５行を次文にｈｌｉ止する。 「ブレーキの台座側に設けられるフレームの具体−１（
７）明細書第１２頁第１９行を次文に補正する。 「うにし、さらに、台座については、これを」−または
横向きに取り付けるようにしてしよい。」（８）明細書
第１３頁第３行を次文にｈｌｉ虻１′、４°ろ３゜［仕
るブレーキ装置の台座側で、かつブレーキ装置のｊ 特許請求の範囲 ロール状に巻取った状態から引出されて走行するシート
の張力を所定の値に制御する張力制御装置において、前
記ロール状のシートと一体に回転オろブレーキ軸に制動
力を作用さＵ′る黛１置−ζ合□座−キー見朋−ス−１
かつブレーキ装置の軸心から離れた位置に設けられて、
これらの間に作用する荷重を電気信号に変換するセンサ
ーと、前記巻取り「Ｊ−ルの回転攪を測定する回転計測
センサーと、前記シートの走行長さを測定する計尺セン
サーと、前記ブレーキの反力を検知するセンサー、回転
計測センサーおよび計尺センサーの測定データから前記
シートの張力を演算するとともに、演算された張力と基
準張力とを一致させるべく前記ブレーキの操作回路を制
御するＣＰＵとからなることを特徴とする張力制御装置
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロール状に巻取った状態から引出されて走行するシート
   の張力を所定の値に制御する張力制御装置において、前
   記ロール状のシートと一体に回転するブレーキ軸に制動
   力を作用させるブレーキ装置とその下側の台座との間で
   、かつブレーキ装置の軸心から離れた位置に設けられて
   、これらの間に作用する荷重を電気信号に変換するセン
   サーと、前記巻取りロールの回転量を測定する回転計測
   センサーと、前記シートの走行長さを測定する計尺セン
   サーと、前記ブレーキの反力を検知するセンサー、回転
   計測センサーおよび計尺センサーの測定データから前記
   シートの張力を演算するとともに、演算された張力と基
   準張力とを一致させるべく前記ブレーキの操作回路を制
   御するＣＰＵとからなることを特徴とする張力制御装置
   。