JPH0442310B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、原動機による巻軸駆動時、その駆
動反力で軽く移動し得るように可動に取付けた原
動機取付枠と、上記原動機取付枠における駆動反
力による移動を制止するように設けた制止体と、
上記制止体と前記原動機取付枠との間に介在して
原動機駆動反力を検出するロードセルとから構成
される巻取トルク計測装置を用いた巻取張力制御
装置に関する。

周知のように、巻取機の製品であるシートロー
ルの品質はシート巻取中のシートの張力制御によ
つて左右される。この張力制御は一般にテーパー
コントロールと称され、通常、巻取中のシートロ
ールの直径が増大するにつれ、巻き絞り現象を生
じさせないように次第に巻取張力を弱める。この
場合、巻取張力を弱めるには、巻取機の巻軸駆動
機構の巻取トルクを弱めるので、トルク制御とも
称されている。

さて、上記のようなトルク制御のため、従来
は、例えば巻軸へのトルク伝達系にベルト伝動部
を設け、ベルトのゆるみ側とはり側に夫々検出用
プリーを押付けて両側の張力差を検出する。しか
し、この方法はベルトの伸び、その他、精度上の
問題が多い。

また、第１２図に示すように原動モータ４によ
る出力を、伝動系中に介在させた磁粉クラツチ１
４を用いて制御することも行われているが、伝動
機構や装置自体が複雑になるという問題がある。
しかも、原動モータに直接的に作用し、その出力
を制御するものではないこと等の理由により、機
械損が増えるといつたような不便さもある。

そこで、本発明に係る巻取張力制御装置は、原
動機により回転駆動される巻軸にシートを巻取る
シート巻取機において、原動機による巻軸駆動
時、その駆動反力で軽く移動し得るように可動に
取付けた原動機取付枠と、上記原動機取付枠にお
ける駆動反力による移動を制止するように設けた
制止体と、上記制止体と前記原動機取付枠との間
に介在して原動機駆動反力を検出するロードセル
と、巻取機における巻取量と設定された巻取張力
又はトルクに基づいて所要の駆動トルクを演算す
る巻取トルク演算部と、上記巻取トルク演算部に
よるトルク値と前記ロードセル出力から得られる
実際のトルク値とを比較する比較部と、巻取量と
シート走行速度に応じた巻取モータの所要回転数
を演算する巻取モータ所要回転数演算回路と、前
記比較部からのトルク制御信号と巻取モータ所要
回転数演算回路からの速度制御信号とを受け取つ
て原動機の出力を制御するモータ制御装置とを備
えることを特徴とする。

以下、図示の実施例に基づいて本発明を説明す
る。

先ず、第１図は本発明を適用するシート分割振
分け巻取機を示すもので、その図中、Ｒはシート
ロール、Ａは巻軸、Ｂは巻取中に左右の両巻軸Ａ
を寄せかける共通タツチローラ、１は巻軸支持
体、１ａは巻軸支持体の巻取アーム、１ｂはその
移動台、２は巻取アーム１ａを揺動するための流
体圧シリンダ、３は摺動ベツド、Ｓは巻取られる
シート、Ｃはこれを分割するスリツターである。
なお、第２図に、第１図の片側側面に並ぶシート
ロールＲと、それぞれに個別の巻軸支持体１を示
している。

第３図は、この発明において使用をする巻取ト
ルク計測装置の基本的な説明図であり、巻取アー
ム１ａに直接、原動機（モータ）４を取付けてい
る。そして、上記巻取トルク計測装置は、原動機
４による巻軸Ａの駆動時、その駆動反力で軽く移
動しえるよう、この実施例では巻軸支持体１に可
動に取付けた原動機取付枠５、上記取付枠５の駆
動反力による移動を制止するよう巻軸支持体側に
設けた制止体６、及び、上記制止体と取付枠側部
材５ａとの間に介在して原動機駆動反力を検出す
るロードセル７により構成される。また、第４図
に具体的に示すように、ロードセル７はその保持
材７ａに付けられており、前記取付枠側部材５ａ
によるロードセル７への初期押付力は、これを貫
通する調節ネジ５ｂ、締付ナツト５ｃにより調節
される。

前記原動機取付枠５は、巻軸支持体１を貫通し
て設けた軸受穴のボールベアリング８内に、その
軸部５ｐを挿入して回転自在に取付けられてお
り、原動軸４ａは上記軸部の中空部ベアリングを
通り外に出たところにプリー９を付けている。そ
して、プリー９はベルト１０を介して従来通り巻
軸Ａを中心駆動する。

さて、第５図は、第３，４図の構成を製品化し
たものであり、第２図の三組の巻取部の一組を表
している。原動機軸４ａがカツプリング１１でつ
ながれている点、巻軸Ａが巻芯であるため、支持
アーム１ａの先端に巻芯挟持アダプタ１２を付
け、これを流体圧シリンダ１３により押し引きで
きる構造にしている点において多少相違している
が、概略的事項は同様である。

次に、第６，７図は別の実施例の要部を示すも
ので、原動モータ４が通常型のものになつている
点、及び原動機取付枠５とその部材５ａ、ネジ５
ｂによつて巻軸支持体１側の制止体６を挟んだ形
にした点において先程の実施例と相違する。

さらに、第８，９図の実施例は、巻軸支持体１
の側面を少し凹め、ここに制止体６、ロードセル
７等の検出部を納めることにより、原動機軸４ａ
を継ぎ足すことなく、直接、これにプリー９を付
けて巻軸駆動ベルト１０を掛けられるようにして
ある。

ところで、以上の実施例はいずれも原動機軸４
ａと原動機取付枠軸部５ｐとの軸線を一致させて
いる。したがつて、巻取作業時の原動機駆動反力
によるトルク、つまり巻取トルクはロードセル７
が検出した加圧力に、上記共通軸線からロードセ
ル７までの距離を乗じるだけで簡単に得られる。

しかし、第１０，１１図に示すように、必ずし
も両者の軸線を一致させていなくともよい。そし
て、軸線を一致させなくてもよいことにより、原
動機４も原動機取付枠軸部５ｐに並んで、巻軸支
持体１の支持アーム１ａに開けた穴に納めること
ができるようになる。つまり、穴に多少のゆとり
があるので、反力によつて原動機４が揺動しえる
構成である。もつとも、実際はロードセル７を付
けた原動機取付枠部材５ａを二個の支持アーム１
ａ側制止体６で挟持し、動かさないで反力をはか
る構造にしている。そして、ロードセル７の計測
加圧力に原動機取付枠軸部５ｐからロードセル７
迄の距離を乗ずれば反力のトルク、つまり巻取ト
ルクを求めることができる。もちろん、そのよう
な計算は制御部で行うので、諸々の条件に従い、
補正を行うことも可能である。

さて、本発明に係る巻取張力制御装置は、ここ
まで説明をした巻取トルク計測装置によつて直接
に巻取トルクを検出し、その検出値等に基づいて
原動機の出力を直接的に制御する。したがつて、
機械的な部品は巻軸支持体１に可動に取付けた原
動機取付枠５、ロードセル７等だけであり、後は
電気制御部になる。そして、その電気制御部は、
後に第１３図によつて説明するように、巻取機に
おける巻取量と設定された巻取張力又はトルクに
基づいて所要の駆動トルクを演算する巻取トルク
演算部、上記巻取トルク演算部によるトルク値と
前記ロードセル出力から得られる実際のトルク値
とを比較する比較部、巻取量とシート走行速度に
応じた巻取モータの所要回転数を演算する巻取モ
ータ所要回転数演算回路、前記比較部からのトル
ク制御信号と巻取モータ所要回転数演算回路から
の速度制御信号とを受け取つて原動機の出力を制
御するモータ制御装置とから構成される。

ところで、巻取張力又はトルクの設定は、一般
に巻取張力又はトルク制御線図に基づいて行われ
る。この巻取張力又はトルク制御線図とは、品質
の良い巻取シートロールを得るための巻取量と所
要の張力又はトルクとの関係のデータを予め求め
ておき、これを線図化したものである。そして、
巻絞り現象、その他の製品不良となる現象等の発
生を防止するため、巻き取つたシートロールＲの
成長につれ、例えば巻取張力を弱めてシート張力
−巻取量線図に適した直線又は曲線となるように
する。又、そのような張力−巻取量線図となるよ
う、例えば巻取径や巻取り長さの増大につれて増
大する巻取トルクの増大傾向を抑える等のトルク
制御線図を設定する場合もある。そして、これら
の制御線図を巻取張力又は巻取トルクの制御装置
の設定部に設定するのである。したがつて、この
ようなトルク制御において適用される設定部にお
いては、巻取量検出信号が入力されると、制御線
図に基づく巻取量に応じた設定張力又は設定トル
クを求め、出力する。

さて、第１３図は本発明に係る巻取張力制御装
置のブロツク図を示すものである。図中、この発
明の制御装置の主な部分は鎖線で囲まれた部分Ｙ
として示し、先述の巻取トルク計測装置をＸとし
て示している。その他、４は原動機（モータ）、
１４は原動機の出力を直接制御するためのモータ
制御装置、１５は巻取量検出装置、１６は原動機
モータにおける所要回転数演算回路、１７はシー
ト走行速度検出装置である。

この実施例では、シートロールＲの半径増大を
検出装置１５で検出し、これにより巻取量を検出
するようにしている。半径の増大によつて巻軸の
一回転による巻取量が増えるから、その分だけ回
転数を減らす必要があり、それとシート走行速度
検出装置１７による検出値とを勘案して演算回路
１６で所要回転数を求め、モータ制御装置１４へ
指令する。

そして、原動機４は既に説明したようにシート
ロールＲを回転駆動しており、その間に介在する
巻取トルク計測装置Ｘによる検出値は制御装置の
部分Ｙの比較部２０へ送られる。上記部分Ｙは巻
取トルク制御線図の設定部（巻取張力設定部）１
８、巻取トルク演算部１９、前記比較部２０とか
らなつており、巻取量に応じた所要の駆動トルク
値を遂次、比較部２０へ送つている。そして、こ
こでは検出したトルク値（トルク検出装置Ｘ）と
演算したトルク値（演算部１９）とを比較する。
また、モータ制御装置１４では、上記の比較によ
る差だけ、演算回路１６からの所要回転数指令信
号を加減して、原動機の出力を制御する。なお、
巻取の加減速による慣性の影響や機械損等に対応
する周知の補償回路を設け、制御制度を更に向上
させることもできる。

以上、少数の実施例によつて本発明を説明した
が、本発明はその要旨を変更することなく、実施
条件等に応じて多様に変化、応用が可能である。
例えば、巻軸を駆動する原動機は、従来から周知
の直流電動機、誘導電動機等の電動機や流体圧モ
ータ等、様々なものを適用することができる、ま
た、巻取機には、夫々の分割シートに応じて個別
のタツチローラを備える形式、分割シートを振り
分け前側、後側に夫々一本づつ設けた巻軸に振分
けて巻取る形式、シート検査機能を備える検反機
に代表される単なる巻き替え機能を有する形式、
シートを間断なく連続供給しつつ巻取る形式、巻
軸が定位置に支持されており、揺動或は摺動可能
なタツチローラがシートロールの巻太りに対応し
て巻軸から離反する形式、タツチローラにシート
ロール表面への押付付勢力を与えることによつて
当該タツチローラを巻取中ほぼ一定の位置に保つ
ように巻軸側を揺動或は摺動させる形式、タツチ
ローラを備えることがない分割あるいは分割機能
を有さない形式等、様々である。また、巻取部に
至るシート走行路が作業床よりも低い箇所や作業
空間の上方に設けられることもある。

さらに、上記実施例の原動機取付枠５は巻軸支
持体１に可動に取付けているが、例えば巻取装置
の機枠から少し離れた床面に取付けることも可能
であり、この場合にはベルト、チエン等により伝
動する。

以上説明したように、本発明は、原動機により
回転駆動される巻軸にシートを巻取るシート巻取
機において、原動機取付枠、制止体、ロードセル
といつた簡素な要素によつて巻取中の巻取トルク
を計測し、その計測値、その他の電気的制御部を
用いて原動機の出力を直接的に制御するものであ
る。

したがつて、この種の制御において不可欠であ
るかの如く使用されている磁粉クラツチを用いる
必要がなく、よつて、そのための資材、空間の節
減を図ることができるとともに、磁粉クラツチで
無駄になる動力分も節減される。

特に、本発明では巻取モータ所要回転数演算回
路等を設け、一般に加速、定速、減速の順で変化
する原動機の出力を直接的に制御することから、
巻取速度の如何にかかわらず、巻取張力の誤差が
少なく、安定した制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用する巻取機の一例の正
面図、第２図は同じく簡略化した側面図、第３，
４図はこの発明において使用をする巻取トルク計
測装置の基本的な実施例を示す断面図と部分側面
図、第５図はそれを製品化した実施例の要部側面
図、第６，７図は他の実施例の要部側面図と正面
図、第８，９図は更に他の一実施例の要部側面図
と正面図、第１０，１１図は別の実施例の要部側
面図、第１２図は従来の巻取機の一例を示す正面
図、第１３図は本発明の巻取張力制御装置を示す
ブロツク図である。 ４……原動機（モータ）、５……原動機取付枠、
６……制止体、７……ロードセル、１４……モー
タ制御装置、１５……巻取量検出装置、１６……
巻取モータ所要回転数演算回路、１７……シート
走行速度検出装置、１８……設定部、１９……演
算部、２０……比較部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原動機により回転駆動される巻軸にシートを
   巻取るシート巻取機において、 原動機による巻軸駆動時、その駆動反力で軽く
   移動し得るように可動に取付けた原動機取付枠
   と、上記原動機取付枠における駆動反力による移
   動を制止するように設けた制止体と、上記制止体
   と前記原動機取付枠との間に介在して原動機駆動
   反力を検出するロードセルと、巻取機における巻
   取量と設定された巻取張力又はトルクに基づいて
   所要の駆動トルクを演算する巻取トルク演算部
   と、上記巻取トルク演算部によるトルク値と前記
   ロードセル出力から得られる実際のトルク値とを
   比較する比較部と、巻取量とシート走行速度に応
   じた巻取モータの所要回転数を演算する巻取モー
   タ所要回転数演算回路と、前記比較部からのトル
   ク制御信号と巻取モータ所要回転数演算回路から
   の速度制御信号とを受け取つて原動機の出力を制
   御するモータ制御装置とを備えることを特徴とす
   る巻取聴力制御装置。