JPH03211156A - シート状材料の張力制御方法 - 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、フィルム、紙等のシート状材料（ウェブ）の
張力制御方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、シート状材料の加工・処理装置には、シート状材
料を巻出す巻出ロールと、シート状材料を加工・処理部
へ搬送する複数個の送出ロールと。

シート状材料を巻取る巻取ロールと、これらのロールを
駆動する複数個の電動機とがある。

このシート状材料の加工・処理装置では、シート材料の
張力制御が巻出部、加工・処理部１巻取部でそれぞれ行
われる。例えばフィルムに金属膜を蒸着させるフィルム
蒸着装置では、蒸着部（加工・処理部）でフィルムの張
力が低下すると、フィルムに皺が出来て、製品の品質が
低下するので蒸着部では、フィルムの張力を所定値以上
乙こ保持する必要がある。

シート状材料の張力制御装置の従来例を第３゜４図に示
した。

第３図の張力制御装置は、シート材料（１７）の走行路
に送出ロール（３）（４）と位置可変のダンサロール（
２４）と張力検出器（２５）とを配列し、同張力検出器
（２５）で得られた張力検出信号をダンサロール加圧制
御部（２６）へ送り、同ダンサロール加圧制御部（２６
）で得られた制御信号をダンサロール（２４）へ送って
、同ダンサロール（２４）の位置を変え、ダンサロール
（２４）のシート材料（１７）に対する押付力を調整し
て、シート材料（１７）の張力を所定値に保持するよう
にしている。

第４図の張力制御装置は、シート材料（１７）の走行路
に送出ロール（３）と位置可変の送出ロール（４）と張
力検出器（２５）とを配列し、同張力検出器（２５）で
得られた張力検出信号を送出ロール加圧制御部（２７）
へ送り、同送出ロール加圧制御部（２７）で得られた制
御信号を送出ロール（４）へ送って、同送出ロール（４
）の位置を変え、同送出ロール（４）のシート材料（１
７）に対する押付力を調整して、シート材料（１７）の
張力を所定値に保持するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） 前記第３，４図に示す従来のシート状材料の張力制御装
置では、張力検出器（２５）で得られた張力検出信号を
フィードバックして、シート材料（１７）の張力を所定
値に保持するものであり、シート状材料（１７）の処理
環境や装置の構成から張力検出器（２５）の設置に制約
を受ける場合には、適用できない。また張力検出器（２
５）をロール開缶に必要として、コスト高になるという
問題があった。

本発明は前記の問題点に鑑み提案するものであり、その
目的とする処は、シート状材料の処理環境や装置の構成
に制約されずにシート状材料の張力を制御できる。また
ロール開缶の張力検出器を不要にできて、製作コストを
低減できるシート状材料の張力制御方法を提供しようと
する点にある。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために５本発明は、複数のロール
を同各ロールに対応する複数の電動機により駆動して、
長さ方向に連続しているフィルム紙等のシート状材料を
搬送するに当たり、ａをシート材料の断面積、Ｅをシー
ト材料のヤング率り、をｉ番目のギヤ比＋Ｗｉをｉ番目
の電動機の速度設定値＋Ｔｉ＋ｉ。、をｉ、ｉ＋１番目
のロール間のシート材料の張力＋ＴＩ＋２を巻出張力と
すると前記各電動機の速度設定値の比を次の■式、即ち
Ｗ　、、、　　　ａ−Ｅ＋Ｔｔ　、、、　　　Ｇ２　・
Ｄ２Ｗｚ　　　ａ　’　Ｅ＋Ｔ＋、ｚ　　　Ｇｔ、＋　
　’　Ｄ＋、＋・・・・・・■ により決定して、各ロール間のシート状材料の張力を所
定値に保持することを特徴としている。

また本発明は、複数のロールを同各ロールに対応する複
数の電動機により駆動して、長さ方向に連続しているフ
ィルム、紙等のシート状材料を搬送するに当たり、前記
各電動機の速度設定値の比を前記０式により決定して、
各ロール間のシート材料の張力を所定値に保持するとと
もに、電動機の電機子電流検出値から演算した張力と設
定張力とを比較して、各速度設定値を修正することを特
徴としている。

（作用） 本発明のシート状材料の張力制御力法は前記のように複
数のロールを同各ロールに対応する複数の電動機により
駆動して、長さ方向に連続しているフィルム、紙等のシ
ート状材料を搬送するに当たり、前記各電動機の速度設
定値の比を前記０式により決定して、各ロール間のシー
ト状材料の張力を所定値に保持する。

その際、電動機の電機子電流検出値から演算した張力と
設定張力とを比較して１各速度設定値を修正するように
してもよい。

（実施例） 次に本発明のシート状材料の張力制御方法の実施に使用
する張力制御装置の構成例を第１図により説明すると、
（１）がシート状材料（１７）を巻出す巻出ロール、　
（２）　（３）　（４）がシート状材料（１７）を加工
・処理部へ搬送する複数個の送出ロール、（５）がシー
１〜状材料（１７）を巻取る巻取ロール、（６）が上記
送出ロール（２）を駆動する電動機、（７）が上記送出
ロール（３）を駆動する電動機、（８）が上記送出ロー
ル（４）を駆動する電動機、　（９）　（１０）　（１
１）が上記電動機（６）　（７）　（８）の速度検出器
、　（１２）　（１３）　（１４）が上記電動機（６）
　（７）　（８）の速度制御装置、　（１５）　（１６
）が演算器である。

次に前記第１図に示すシート状材料の張力制御装置の作
用を具体的に説明する。送出ロール（２）（３）の間の
シート状材料（１７）の送出張力Ｔ２，３及びＴ３，４
に相当する電動機（６）　（７）　（８）の速度設定値
Ｔ２，３及びＴ３１．とを次の要領で決定する。但し巻
出ロール（１）と送出ロール（２）との間のシト状材料
（１７）の巻出張力Ｔ８，２に相当する電動機（６）の
速度設定値Ｔ５，２と、送出ロール（４）と巻取ロール
（５）との間のシート状材料（１７）の巻取張力Ｔ　４
　＋　５　とは、張力制御されて、一定値に保持されて
いるものとする。

第１図に示す張力制御装置で制御可能な張力Ｔ２．３及
びＴ３，４の範囲は Ｔ２，３ ・　・　・　・　・　・　・　・■ ここでμｍはロール（１）とシート状材料（１７）との
摩擦係数、Ｇ１はシート状材料（１７）の巻付角度（ｒ
ａｄ）である。また上記０式と等号はロールとシート状
材料（１７）とがスリップした場合である。上記０式を
満足する範囲内で与えられたＴ２，３及びＴ３．４に対
してロール（２）〜（４）の速度設定値Ｗ２゜Ｗ３．Ｗ
ｉを次式により与える。

Ｗｉ　　　　　ａ　　−Ｅ＋Ｔ、、、　　　Ｇ、　　−
Ｇ。

Ｗ３　　　　ａ　　−Ｅ＋ＴＺ１３　　　Ｇ２　　・　
Ｇ２・　・　・　・　・　・　・　・■ Ｗ４　　　　　ａ　　−Ｅ＋Ｔａｙ　　　Ｇ３　　’　
ＧｚＷ３　　　　ａ　　−Ｅ＋Ｔ、３　　　Ｇａ　　・
　Ｇ４・　・　・　・　・　・　・　・■ ここでａはシート状材料（１７）の断面積、Ｅはシート
状材料（１７）のヤング率＋Ｄｉはｉ番目のロール径＋
Ｇｉ　はギヤ比である。上記００式は速度比を与えるも
のであり、ロール（３）を速度マスクとして、Ｗ３を設
定することにより、Ｗ２．Ｗ４を得られる。

上記０式を演算器（１５）により、上記０式を演算器（
１６）により、それぞれ演算して、その結果得られた値
Ｗ２．Ｗｉを速度設定値とし、この速度設定値Ｗ　ｚ　
、Ｗ　ａを速度制御装置（１２）　（１４）へ送り、こ
こで得られた制御信号を電動機（６）　（８）へ送って
、同電動機（６）　（８）の回転速度ひいては送出ロー
ル（２）（４）の回転速度を制御する一方、速度設定値
Ｗ３を速度制御装置（１３）へ送り、ここで得られた制
御信号を電動機（７）へ送り、同電動機（７）の回転速
度ひいては送出ロール（３）の回転速度を制御して。

シート状材料（１７）の張力を所定値に保持する。

次に本発明のシート状材料の張力制御方法の実施に使用
する張力制御装置の他の構成例を第２図により説明する
と、（１）がシート状材料（１７）を巻出す巻出ロール
、　（２）　（３）　（４）がシート状材料（１７）を
加工・処理部へ搬送する複数個の送出ロール、（５）が
シート状材料（１７）を巻取る巻取ロール、（６）が上
記送出ロール（２）を駆動する電動機、（７）が上記送
出ロール（３）を駆動する電動機、（８）が上記送出ロ
ール（４）を駆動する電動機、　（９）　（１０）　（
１１）が上記電動機（６）　（７）　（８）の速度検出
器、　（１２）　（１３）　（１４）が上記電動機（６
）　（７）　（８）の速度制御装置、　（１５）　（１
６）が演算器、　（１８）　（１９）が電機子電流検出
器、　（２０）　（２１）が演算器、　（２２）　（２
３）がＰＩコントローラである。

次に前記第２図に示すシート状材料の張力制御装置の作
用を具体的に説明する。この実施例では前記第１図に示
す張力制御装置と同様の作用を行うことができる外に、
速度設定値Ｗ２．Ｗ４を修０ 正できるが、この修正作用を次に説明する。電機子電流
検出器（１８）　（１９）により電機子電流１ａｚ、Ｉ
ａ４を検出し、この検出信号を演算器（２０）　（２１
）へ送って、ここで送出ロール（２）　（３）間、及び
送出ロール（３）　（４）間の張力推定値Ｔ“２，３及
びＴ３，４を次式■■により演算する。

Ｔ’２，３＝ＴＩ、２−（Ｉ　−□−１＋、ｚ）　　・
ｋＴ□／（Ｄ２・０２／２）・・・・・・■ Ｔ’　３＋　ａ　＝Ｔ４．　ｓ＋（１，４４Ｌ４）　　
・ｋ　Ｔ４／（Ｄ４・Ｄ４／２）・・・・・・■ ここでＩＬ２＋　ＴＬ４は電動機（２）　（４）の機械
損失電流ｋＴ□＋ｋ　Ｔ４はトルク定数である。ＩＬ２
＋　ＴＬ４は予め計測しておいた無負荷運転時（シート
状材料（１７）を通さない無負荷運転時）の電機子電流
値を使用する。この演算器（２０）　（２１）より得ら
れた張力推定値Ｔ　’　２　＋　３及びＴ３，４をｐｒ
コントローラ（２２）　（２３）を経て演算器（１５）
　（１６）へ送り、ここで張力推定値Ｔ　’　２　＋　
３及びＴ３，４と張力設定値Ｔ２，３及びＴ３，４との
偏差を０にするように速度設定値Ｗ２．Ｗｉを修正する
。

（発明の効果） 本発明のシート状材料の張力制御方法は前記のように複
数のロールを同各ロールに対応する複数の電動機により
駆動して、長さ方向に連続しているフィルム、紙等のシ
ート状材料を搬送するに当たり、前記各電動機の速度設
定値の比を前記■弐により決定して、各ロール間のシー
ト状材料の張力を所定値に保持するので、シート状材料
の処理環境や装置の構成に制約されずにシート状材料の
張力を制御できる。またロール間毎の張力検出器を不要
にできて、製作コストを低減できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるシート状材料の張力制御方法の
実施に使用する張力制御装置の構成例を示す系統図、第
２図は他の実施例を示す系統図。 第３，４図は従来の張力制御装置を示す側面図である。 （１）・・・巻出ロール、　（２）　（３）　（４）・
・・送出ロール、（５）・・・巻取ロール、　（６）　
（７）　（８）・・・電動機。 （９）　（１０）　（１１）・・・電動機（６）　（７
）　（８）の速度検出器、　（１２）　（１３）　（１
４）・・・電動機（６）　（７）　（８）の速度制御装
置、　（１５）　（１６）・・・演算器、（１７）　　
・・・シート状材料、　（１８）　（１９）・・・電機
子電流検出器。 （２０）　（２１）・・・演算器、　（２２）　（２３
）・・・ＰＩコントローラ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のロールを同各ロールに対応する複数の電動
   機により駆動して、長さ方向に連続しているフィルム、
   紙等のシート状材料を搬送するに当たり、ａをシート材
   料の断面積、Ｅをシート材料のヤング率、Ｄ＿ｉをｉ番
   目のギヤ比、Ｗ＿ｉをｉ番目の電動機の速度設定値、Ｔ
   ＿ｉ＿、＿ｉ＿＋＿１をｉ、ｉ＋１番目のロール間のシ
   ート材料の張力、Ｔ＿１＿、＿２を巻出張力とすると、
   前記各電動機の速度設定値の比を次の［１］式、即ち、 （Ｗ＿ｉ＿＋＿１／Ｗ＿２）＝（ａ・Ｅ＋Ｔ＿ｉ＿ｉ＿
   ＋＿１／ａ・Ｅ＋Ｔ＿１＿、＿２）・（Ｇ＿２・Ｄ＿２
   ／Ｇ＿ｉ＿＋＿１・Ｄ＿ｉ＿＋＿１）・・・・・・［１
   ］ により決定して、各ロール間のシート状材料の張力を所
   定値に保持することを特徴としたシート状材料の張力制
   御方法。
2. （２）複数のロールを同各ロールに対応する複数の電動
   機により駆動して、長さ方向に連続しているフィルム、
   紙等のシート状材料を搬送するに当たり、前記各電動機
   の速度設定値の比を前記［１］式により決定して、各ロ
   ール間のシート材料の張力を所定張力に設定するととも
   に、電動機の電機子電流検出値から演算した張力と設定
   張力とを比較して、各速度設定値を修正することを特徴
   としたシート状材料の張力制御方法。