JPS617165A - シ−ト巻取装置 - 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〉 この発明は紙、プラスチックフィルムなどの帯状シート
の巻取装置、特に広幅の帯状シートを複数条の幅狭帯状
シートに分断しながら巻取るスリッター巻取装置に関す
る。

〈従来の技術〉 例えば、最も制御技術の進んだスリッター巻取機では、
分割された各シート条を二群に振分け、各群に共通駆動
軸と、これを回す直流電動機を一組ずつ配設し、その共
通駆動軸から各巻軸への伝動機構に夫々磁粉クラッチを
介入させ、これにより巻取張力を巻軸ごとに各個制御し
ている。同一シートを分割したシート条でも、分割位置
により僅かな厚みムラ等があシ、これ等を高品質に巻取
るには、各個に張力制御する必要があるからである。直
流電動機は巻取速度調節に適し、磁粉クラッチは巻取張
力制御に適している。又、他には各巻軸ごとに個別の直
流電動機を用いた形式がある。

〈発明が解決し７ようとする問題点〉 直流電動機、或いはこれと磁粉クラッチの組合せは、設
備自体が比較的高価々事はさておくとしても、電動機の
集電用カーボンブラシの微粉が空中に浮遊して、巻取中
のシートに付着するおそれがあるため、大がかシな吸塵
設備を必要とする。またカーボンブラシの摩耗に対応す
る保守作業が不可欠となる。また磁粉クラッチは余分表
電気エネルギを、スリップによる熱として放散し続ける
ものであるから、エネルギ経済上、好ましいものでは々
い。

〈問題点を解決するだめの手段〉 そこで本発明はシート巻取装置のシートを巻取る巻軸を
誘導電動機で回転駆動し、交流電源と上記誘導電動機の
間に可変周波数電源装置を設け、シートの巻取中に巻軸
が巻取ったシートの巻取長さ又は巻取径に応じて演算し
た所要回転速度と、所要回転トルクの出力信号を上記可
変周波数電源装置に与え、誘導電動機の回転速度と回転
トルクを可変周波数電源装置で出力信号通りに制御する
ことを特徴とする。

〈作用〉 可変周波数電源装置は周知の市販品で、例えば第４図の
ように誘導電動機Ｍと電源Ｐとの間に入って、交流電源
を直流化するコンバータＣ１その直流電流を交流化する
インバータエを一つに廿とめたものである。インバータ
の効果は、電圧、周波数を比例関係に保って運転するこ
とによシ第５図のような誘導電動機のトルク特性を得ら
れ、任意の回転速度で垂下特性の安定運転、省エネルギ
ー効果が得られ、そして速度制御か可能である。なお第
５図の回転速度６００ｃ、ｒｐｒｎ−）の曲線は２０Ｈ
ｚ／６７Ｖ、１２００　ノ曲線は４゜Ｈｚ／１３３Ｖ　
、　　１８００の曲線は６ＤＨ２／２００Ｖ　、　　２
４００の曲線は９０Ｈｚ／２６０Ｖである。

こうして誘導電動機が安定なトルク特性のもとに速度制
御が可能になるから、この誘導電動機だけで、従来の直
流電動機と磁粉クラッチの組合せに匹敵する巻取制御を
するのである。即ち、この発明は従来の直流電動機への
速度制御のように、磁粉クラッチでのスリップを見込ん
だ余分な速さでなく、シート走行路の速度そのものに見
合った速度制御をすればよい。

その速度は所要巻取トルクのもとての速度であるから、
可変周波数電源装置に所要トルク、速度を与えて、第５
図のよう々特性から必要々周波数、電圧を選ばせる。

電動機の回転速度は、巻軸によるシート巻取径示小さ々
時は高速回転させないと、シート供給速度に対応できず
、巻取径が成長するにつれ、電動機の回転速度は遅く々
る。またシート供給速度（つまり巻取速度）は巻取υ開
始時、終了時は遅く、その間は一定にするから、その供
給速度とノート巻取径（又は巻取量）の検出値から演算
して、所要の電動機回転速度を出すのが巻取速度制御装
置である。

他方、巻取張力制御装置は通常、張力漸減制御曲線（テ
ーパーコントロール・パターン）を設定されており、シ
ート巻取径の成長に対応した巻取張力を求め、さらにこ
れに必要な巻取トルクを演算して、これを上記速度制御
装置の電動機回転速度と共に、演算結果を適当なインタ
ーフェイスを介して可変周波数電源装置へ入れる。これ
で誘導電動機が、その巻取径において所要の回転速度、
巻取トルクでもって巻軸を回転駆動するから、従来の磁
粉クラッチのスリップによるエネルキー浪費がなく、直
流電動機によるカーボン粉末による汚染のおそれも−な
くなるのである。

〈実施例〉 第１図はこの発明を適用した一実施例のシート分割巻取
装置であるが、制御装置は略しているので、従来のもの
と異る所は、磁粉クラッチを付けていた場所に誘導電動
機Ｍが付いただけ′である。この実施例における電動機
Ｍは第４図に示すように、コンバータＣ１インバータ■
を１とめた可変周波数電源装置１０を介して交流電源Ｐ
から給電されているのであるが、その可変周波数電源装
置１０は普通、制御盤付近にまとめて設置するので第１
図では略した。尚、交流電源Ｐとしては、例えば三相交
流電源かあるか、単相交流電源等によってもよい。

第１図のＡは巻軸（又は巻芯アダプタ）、Ｂは共通タッ
チローラ、Ｋはスリッターの刃、Ｒは巻よけて垂直に起
こした状態のシートロール、Ｓは供給シートである。／
は各巻取部で、その／αは先端に巻軸Ａをつけて揺動す
る巻取アーム、／ｂはそれを載せて横行ペッド３上を移
動する受台、コは巻取アーム／αを揺動させる流体圧シ
リンダで、アーム先端の巻軸ＡをタッチローラＢに鎖線
で示すように寄せかけて巻取りを始め、巻径増大につれ
、適当々力でアーム／ａを起こし、巻上ったら図のよう
に垂直に立て＼、シートロールＲを運搬装置へ渡すので
ある。

帯状シートＳは共通タッチローラＢの直下で、スリッタ
ー刃Ｋにより分割され、隣り合う分割ソートがタッチロ
ーラＢをめぐる際、左右へ振分けられて、夫々の巻取部
／の巻軸Ａに巻かれる。第２図に各巻取部／が片側に並
んだ状態を示す。

シート巻取装置は第１図のもののほか、分割巻取方式だ
けでも各種型式があり、この発明はそのいずれにも適用
できる。第５図に示す例は、タッチローラＢ′が各巻取
部／ごとにあって、その支持台ｌが梁Ｓ沿いに移動する
型式である。

この例では誘導電動機Ｍは巻取アーム／ａ、上でなく、
受台ｌｂ上に付いているが、中間プリーをアーム／αの
揺動軸と同窓に設けているから、アーム／ａ、が揺動じ
ても支障ない。又、第９図に示す実施例のシート分割巻
取形式は、第６図と異なり、タッチローラＢ′が支持台
りにより軸支され垂下した揺動腕６の先についている。

この揺動腕６は、支持台を側に軸支した流体圧シリンダ
７によシ任意の加圧力で押され、揺動腕６先端のタッチ
ローラＢ′とシートロールＲとの間の接触圧を自由に制
御できる。そして、この実施例のモータＭは巻取アーム
／ａに取り付けられている。尚、この例においては、巻
取アーム／α自体が揺動し々いから、横行ベッド３を揺
動させる機構としたり、或いは、この横行ベッドにシー
トロールＲのタッチローラＢ′に対する離反接近方向へ
の移動機構、例えば横行ベッドを上記離反接近方向のレ
ール上にのせ、流体圧シリンダで横行ベッドを上記方向
へ押し引きする機構、を備えるようにすることが望まし
い。

第６図はこの発明の制御機構のブロック図の一例である
。１０は第４図の可変周波数電源装置１０で、市販品で
ある。ユθは巻取張力制御装置、３θは巻取速度制御装
置である。

巻取張力制御装置ユ０は目新しいものでなく、従来同様
、小型コンピュータを用いており、設定部２／に張力漸
減曲線の計算式を記憶させる。

張力演算部ムへの設定部コ／と周知の巻取量（径）検出
部り０との双方から入力して、現在の巻取量において必
要な巻取張力を演算する。そして隣のトルク演算部で、
現在の巻取径（巻取ったシートロール径）において上記
巻取張力を生せしめる電動機Ｍの所要トルクを演算して
可変周波数電源装置１０へ出力する。なお巻取量検出装
置は送給長を測るものでも、巻取径に換算できる。

巻取速度制御装置３０は、別に制御されているシート供
給速度が巻初めは漸増、そして一定、やがて漸減と変化
しても、常にこれと等速で巻取るように巻軸を駆動する
ため、シート供給速度検出部３１の信号と、巻取量（径
）検出部ｑｏの信号を演算部３２が受けて、現在の巻取
径において、電動機Ｍに必要な回転速度を演算し、可変
周波数電源装置１０へ出力する。

可変周波数電源装置／θは誘導電動機Ｍに要求される回
転速度とトルクを指示されたら、これに適した周波数・
電圧によって誘導電動機Ｍを回すようになっている。第
５図において、回転速度υ、トルクｑが指示され＼ば、
左から二番目の特性曲線を作る周波数４０Ｈｚ／電圧１
５３■が選ばれる。

そのように働く可変周波数電源装置１０は各種方式のも
のが市販されており、詳細説明は略す。

第７図のブロック図は、第６図のものにフィードバック
制御を加えた実施例で、そのため新たに加わったのは、
巻取速度制御装置二〇の中の比較制御部ユダと、銹動電
動機Ｍ１巻軸Ａ間のトルク検出部ＳＯである。フィード
バック制御により巻取トルクの精度が向上する。トルク
検出部Ｓ０の実施例として、第８図に本発明者かさきに
開発したものを示す。第１図の巻取アーム／ａに誘導電
動機Ｍを、軸の１わりに回動可能なフレ−ム６を介して
取付け、電動機Ｍの稼働時、その回転反力が巻取アーム
ｌＩＬ側ストッパ７と、フレーム乙側部材との間で挟圧
されるロードセルとに現れるようにした。ロードセルｇ
が検出した荷重に、これと電動機軸との距離を乗ずれば
、電動機Ｍか出している実際のトルクが得られる。

もつともトルク検出部は周知の駆動ベルト張力差による
もの、伝動用歯車ユニットで検出するもの、市販のトル
ク検出器等、どれも使ってもよい。

この発明は上記実施例に限定されず、その要旨を変える
ことなく、実施条件に応じて、設計者の周知技術によシ
適宜、変化、応用が行われ得ることは、いうまでもない
。

〈発明の効果〉 この発明は最近の固定概念となった、高品質巻取りには
直流電動機、磁粉クラッチが不可欠という考えを覆えし
た。

安価、堅牢で、保守も容易な誘導電動機を、はじめて精
密巻取シの動力源とすることに成功した。誘導電動機で
も、これに可変周波数電源装置を加え、巻取速度、巻取
張力制御装置によシ−ト巻取量（径）、シート供給速度
検出値から電動機の所要回転速度を求め、またシート巻
取量（径）検出値と、設定された張力漸減制御計算式か
ら電動機の所要トルクを求め、夫々の演算結果を可変周
波数電源装置に与えることにより、直流電動機と磁粉ク
ラッチの組合せに匹敵する巻取制御が可能になった。

フィードバック制御を加えて精度を高めるのも容易であ
る。誘導電動機は分割巻取機の多数の巻取アーム夫々の
巻軸に近い所に容易に取付けられるから、伝動機構の影
響も少くてすむ。

この発明により、直流電動機のカーボン粉末浮遊の問題
と、磁粉クラッチのエネルギ浪費が一挙に解消した。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用した分割巻取機の一例の正面図
、第２図はその要部側面図、第５図は他の実施例説明図
、第４図は可変周波数電源装置の説明図、第５図は可変
周波数電源装置つき誘導電動機のトルク特性線図の一例
、第６図はこの発明の制御機構のブロック図、第７図は
同じくフィードバック制御を加えたブロック図、第８図
は巻取トルク検出装置の一例説明図、第９図は分割巻取
機のさらに他の実施例説明図でろるＯＭ・・・誘導電動
機、１０・・・可変周波数電源装置１．２０・・巻取速
度制御装置、３θ・巻取速度制御装置。 第３ｕｉＡ 手続補正書（合計 昭和６０年　８月２１日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シートを巻取る巻軸を誘導電動機で回転駆動し、交流電
   源と上記誘導電動機の間に可変周波数電源装置を設け、
   シートの巻取中に巻軸が巻取つたシートの巻取長さ又は
   巻取径に応じて演算した所要回転速度と、所要回転トル
   クの出力信号を上記可変周波数電源装置に与え、誘導電
   動機の回転速度と回転トルクを可変周波数電源装置で出
   力信号通りに制御することを特徴とするシート巻取装置
   。