JPS638154A - ペ−パ−ペイオフリ−ルの張力制御方法 - 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、銅帯を巻き取る際に挿入するペーパーを繰り
出すペーパーペイオフリール装置のペーパー張力制御に
関するものであり、特にペーパーを一定に近い張力で繰
り出すようにした張力制御方法に関するものである。

〔従来技術〕

銅帯の製造工程においては、調帯を巻取装置で巻き取る
際に、巻取層の層間に発生する疵を防止する目的で、そ
こにペーパーを挿入することが行われ、このためにペー
パーペイオフリール装置が設けられている。

この装置は、ステンレス鋼等の鋼帯の連続酸洗設備、連
続光輝焼鈍設備、或いは圧延機等の銅帯巻取装置に併設
されるのが通常である。

ペーパーペイオフリール装置から繰り出されるペーパー
の張力は、銅帯巻取装置の速度、加速、減速等に関係な
く、一定に近い値でしかも必要最小限とし、紙切れ、祇
皺等が発生しないように制御する必要がある。

従来、ペーパーペイオフリール装置のペーパーを一定に
近い張力で繰り出す方法としては、第３図に示すように
、エアブレーキ１を用いて、ペーパーロール２を巻いた
ペーパーペイオフ軸３にブレーキを与えて、ロール２か
ら繰り出されるペーパー４に張力を与える方法があった
。５は鋼帯６を巻き取る巻取装置である。

また別に、第４図に示すように、渦流カップリングブレ
ーキ７付きのモータ８によりペーパーペイオフ軸３の回
転にブレーキをかけてペーパー４に張力を与える方法も
あった。

ところが、第３図に示す制御方法は、エアーブレーキ１
への供給エアの圧力を増減することによって、ペーパー
４に必要な張力をかけることができるが、エアーブレー
キ１の特性は、第５図（ａｌに示すように、ブレーキト
ルクａが低トルク領域で供給エアの圧力に比例しない範
囲、つまりアエーを増減してもトルクが変化しない範囲
が存在し、ペーパー張力を制御できない範囲が生じて、
紙切れ、紙皺等が発生し易い欠点があった。また、エア
ーブレーキ１の）・ルクは能動的なものではなく、正方
向トルク（ペーパーを繰り出す方向のトルク）を発生さ
せることができなかった。

一方、第４図に示す渦流カンプリング７付きモータ８に
よる方法は、渦流カップリング７の励磁電流を増減する
ことによってペーパーの張力を制御することができる。

そして、第５図ｆｂ）に示すように、その励磁電流と発
生トルクとはほぼ比例関係にあり、鋼帯巻取装置５の巻
取り速度が一定の場合には、ペーパー張力を低張力から
高張力まで安定に制御できる。

しかし、鋼帯巻き取りの速度を加速する場合に、ペーパ
ーに張力がかかり過ぎて紙切れや紙皺等が発生したり、
ペーパーロール２の径が小さい場合にペーパー張力をあ
る値以下にすることができない状態になり、紙切れが発
生していた。

一般に、ペーパーペイオフリールのペーパー張力は、次
の関係式により表される。

−Ｔ：ペーパーの繰出し張力（ｋｇ）ＴＢ　：渦流カッ
プリングトルク或いはエアーブレーキトルク（ｋｇ−ｍ
）Ｔ、 ４＝機械損失によるトルク（ｋｇ・ｍ）Ｔ　ｓｃｃ　　
’慣性トルク（ｋｇ−ｍ）、＋Ｈ減速時−；加速時 Ｒ：ペーパーロールの半径（ｍ） である。

銅帯巻取装置５の速度が一定の場合は、式（１）中の慣
性トルクＴ　ａ　ｃ　ｃが零であるから、ペーパーの繰
出し張力はエアーブレーキトルク或いは渦流カップリン
グトルクＴ、を増減することによって制御することがで
きる。

しかし、ペーパー張力の最低値は、機械損失によるトル
ク′Ｆ、４によって決まるので、特にペーパーロールの
半径Ｒが小さいときは、繰出し張力が必要以上に大きく
なって紙切れが発生する。

ただ、鋼帯巻取装置５の速度を減速する場合は、慣性ト
ルクＴ　ａ　ｃ　ｃが正極性（ペーパー張力を減少させ
る方向）となるので、そのトルク補償はトルク′Ｉ′□
を増加することによって容易に実現できる。

し７かし、銅帯巻取装置５の速度を加速する場合は１．
ヒ記と逆に慣性トルクＴ　！ｌ　ＣＣが負極性（ペーパ
ー張力を増加する方向）となるので、その慣性トルク”
ｌ”Ｒｃｃを補償し、ペーパー張力を一定に近づける必
要がある。

そこで、従来の制御方式では、トルクＴ、を減少させる
ことによって実現していたが、ペーパーの繰出し張力を
低張力で使用することが多くなり、トルクＴ、Ｉよりも
トルクＴ　ａ　ｃ　ｃが大きくなった場合は、そのトル
クＴｇを零にしてもなおペーパー張力がかかり過ぎるこ
とになり、ペーパー張力を所定値に近づけるためには、
トルクＴＥを正方向ｌ・ルクとする必要がある。

しかし、エアーブレーキは、その特性上から正方向トル
クを発生させることができず、また渦流カップリング付
きモータは、その回転方向を切り換えなければならない
。

以」二のように、従来のペーパーペイオフリール装置の
ペーパー張力制御は、低張力の領域での制御が困難で、
しばしば必要なペーパー張力より実張力が大きくなり、
紙切れや紙間等の発生が多かった。また、銅帯巻取装置
の巻取速度の加速時にペーパーの張力変動が大きく、紙
切れの発生等のトラブルが多く、生産性を著しく阻害し
ていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、ペーパーペイオフリールのペーパー繰
出し張力を、低張力でしかも加減速時においても一定に
近づくように制御できようにした制御方法を提供するこ
とである。

〔発明の構成〕

このために本発明は、ペーパーペイオフリールにコイル
状に巻かれたペーパーロールを繰り出す際に、該リール
の軸心−にに設けた制動装置と渦流カップリング付きモ
ータとに、それぞれ互いに相反する方向の１−ルクを発
生させ、該トルクの合成力を１−記ペーパーの繰出し張
力として利用するように構成した。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。第１図はその
制御方法の一実施例を示すものである。

本実施例では、ペーパーペイオフ軸３に、エアーブレー
キ１と渦流カップリング７と駆動モータ８とを設ｋｌ、
エアーブレーキ１には一定圧力のエアを供給し、また渦
流カップリング７には可変の励磁電流を供給し、エアー
ブレーキ１と渦流カンプリング７に相反する方向のトル
クを発生させて、その合成力をペーパー繰出しの張力と
して作用させるようにした。

コイル状に巻かれたペーパーロール２は、鋼帯巻取装置
５に巻き取られる鋼帯６と同一の速度で繰り出される。

そして、その繰り出されたペーパー４の張力は、エアー
ブレーキ１と渦流カップリング７とによる合成トルク及
び機械損失トルクによって決定される。実際に発生する
繰出し張力Ｔ（ｋｇ）は次の（２）式に示す関係式とな
る。

−τ９　：渦流カップリングトルク　（ｋｇ−ｍ）τ、
：エアーブレーキトルク（ｋｇ−ｍ）τ１　：機械損失
によるトルク（ｋｇ−ｍ）Ｒ：ペーパーロール半径（ｍ
） よって、第２図（ａ）に示すように、エアーブレーキに
は一定圧力のエアーを供給して、常に一定の逆方向トル
クＡを発生させておき、一方渦流カッブリング−には第
２図（ｂｌに示すような励磁電流により制御できる正方
向トルクＢを発生させれば、その両トルクＡとＢの合成
トルクＣは、第２図（Ｃ）に示すように、渦流カップリ
ング７の励磁電流を増減することにより、正方向トルク
と逆方向トルクを自由に、しかも連続的に発生させるこ
とかできる。Ｄは逆方向トルク範囲、Ｅは正方向トルク
範囲である。

この結果、従来では制御が困難であった低張力領域の制
御が可能となり、しかも鋼帯巻取装置の加減速時にも容
易に慣性トルクの補償を行なうことができ、安定したペ
ーパー繰出し張力を得ることができる。

これにより、紙切れや紙間等のトラブルの発生を防止す
ることができ、銅帯巻取りにおける生産性が向上する。

本発明者は、第１図で説明した構造のペーパーペイオフ
リール装置を、焼鈍酸洗設備の鋼帯巻取装置に取り付け
た。銅帯巻取装置は、具体的には巻取り速度８０ｍ／ｍ
ｉｎ　、ペーパー張力５〜２５ｋｇ、ペーパー直径０．
１〜０．８ｍにおいて、従来はペーパー径が小さい時に
５〜８　ｋｇのペーパー張力以下の張力をかりることが
できずにしばしば紙切れを生していたが、本方法を適用
したところ、２〜５ｋｇという低張力を容易に得ること
ができた。しかも、鋼帯巻取装置の速度を加減する際の
紙切れや紙間等のトラブルは発生しなかった。また、紙
切れ時及びペーパーかけ替え時等には、渦流カップリン
グ７付きのモータ８によって、任意の速度でペーパーの
繰出し、巻取りを自由に行なうことができた。

なお、以上説明した第１図の中で、エアーブレーキ１に
代えて、渦流カップリング付きモータを制動装置として
の渦流ブレーキとしてもう１台設置し、２台の渦流カッ
プリング付きモータの回転方向をそれぞれ逆方向として
も、上記したと同様な作用効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上から本発明によれば、低張力でしかも加減速時にも
安定した繰出し張力をペーパーに与えることができる。

また、ペーパーペイオフリールのトラブル発生を防止す
ることができることから、銅帯巻取りの生産性を向上さ
せることもできる。

更に、既存のエアーブレーキ式のペーパーペイオフール
装置に渦流カンプリング付きモータを付加することで済
むので、実施も安価で容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するための一例のペーパー
ペイオフリール装置の説明図、第２図（ａ）〜（Ｃ）は
張力発生の説明のためのトルク特性を示す図、第３図と
第４図は従来のペーパーペイオフリール装置の説明図、
第５図（ａ）、（ｂｌは従来の張力発生の説明のための
トルク特性を示す図である。 １・・・エアーブレーキ、２・・・ペーパーロール、３
・・・ヘーパーベイオフ軸、４・・・繰り出されたペー
パー、５・・・巻取装置、６・・・鋼帯、７・・・渦流
カンプリング、８・・・駆動モータ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）、ペーパーペイオフリールにコイル状に巻かれた
   ペーパーロールを繰り出す際に、該リールの軸心上に設
   けた制動装置と渦流カップリング付きモータとに、それ
   ぞれ互いに相反する方向のトルクを発生させ、該トルク
   の合成力を上記ペーパーの繰出し張力として利用するよ
   うにしたことを特徴とするペーパーペイオフリールの張
   力制御方法。
2. （２）、上記ペーパーの繰出し張力が、 −Ｔ＝（τ＿Ｓ−τ＿Ａ−τ＿ｍ）／Ｒ 但し、Ｔ：ペーパーの繰出し張力（ｋｇ） τ＿Ｓ：渦流カップリングのトルク（ｋｇ・ｍ）τ＿Ａ
   ：制動装置のブレーキトルク（ｋｇ・ｍ）τ＿ｍ：機械
   損失によるトルク（ｋｇ・ｍ）Ｒ：ペーパーロール半径
   （ｍ） の関係式を満足するようにしたことを特徴すとる特許請
   求の範囲第１項記載の張力制御方法。
3. （３）、上記制動装置が、エアーブレーキであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の張力制御方法。
4. （４）、上記制動装置が、渦流ブレーキであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の張力制御方法。