JPS6288769A - フイルム巻取制御方法および装置 - 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〕 この発す１は、プラスチックフィルムを巻き取る巻取ロ
ールの周速と張力とを常に・定に保つようにしたフィル
ム巻取制御方法および装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第１Ｏ図は従来のフィルム巻取制御装置の・例を示す構
成図で、１はプラスチック製のフィルム、２は送られて
きたフィルム１を巻き取る巻取ロール、３は前記フィル
ム１のガイドロール。

４はダンサロール、５は引張ばね、６はＬ形レバー、７
は前記り形レバー６の支点、８はダンパ、９は差動変圧
器、１０は張力制御装置、１１はパワーアンプ、１２は
前記巻取ロール２の駆動用モータ、１３はパウダクラッ
チ、１４は前記パウダクラッチ１３の励磁コイルである
。

従来のフィル１、巻取制御装置はに記のように構成され
、フィルト１はモータ１２の駆動によりガイドローラ３
．ダンサロール４を経て巻取ロール２に巻かれる。

次に、フィルム１の巻き取り速度が速くなったときはフ
ィルム１の引張力が強くなるので、Ｌ形レバー６が支点
７を中心に時計方向に回動し、差動変圧器９の出力電圧
が変化する。そして、この出力電圧の変化により張力制
御装置１ｏ、パワーアンプ１１を作動して励磁コイル１
４の磁力を弱くする。そして、この磁力が弱くなったと
きにパウダクラッチ１３がスリツプし、巻取ロール２の
回転数をドげることによりフィルム１の巻取速度を遅く
してフィルム１の引張力を弱くする。このため、ダンサ
ロール４は引張ばね５の復元力により元の位置に戻る。

またフィルム１の巻取速度が遅くなったときは、Ｌ形レ
バー６が゛ト時計方向に回動するので。

１−記と逆の動作により励磁コイル１４の磁力が強くな
ってパウダクラッチ１３のスリップ量が減少し、巻取ロ
ール２の回転数がにがる。このため。

フィルム１の巻取速度が速くなってフィルム１の引張力
が強くなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、Ｌ記従来のフィルム巻取制御装置は、剛性の
高いプラスチックフィルムを巻き取るのに適しているが
、プラスチックフィルムは収縮性があり、延伸フィルム
となるとさらに大きな収縮現象があるため、極めて小さ
な引張力でａき取る必要がある。この場合、極くわずか
の張力の変動をも検出し、張力の調整を行う必要がある
。従来の装置では装置的な問題からこのような微小な張
力変化に対応しきれず、極めて小さな引張力でａき取る
ことが必要なフィルムの巻取装置としては用い得なかっ
た。

また巻取ロール２は、常に一定の速度（張力）でフィル
ム１を巻き取る必要があるので、フィルム巻取量が少な
い場合にはＦｉｔ　＜回転させ、巻取ｒＪが多くなった
場合（巻き取ったフィルム１が太くなった場合）にはゆ
っくりと回転させなければならない。特に前述したよう
に極めて小さな引張力で巻き取りを行う場合には、この
高回転から低回転まで、わずかな張力の変動を起こすこ
となく回転早・を連続的に変化させなければならず、こ
のような微小な調部は従来の装置では不可能であった。

この発明は、［二記の問題点を解決するためになされた
もので、巻取ａ−ルの巻径が増大しても巻取ロールの回
転速度を、張力を変動させることなく変化させることを
可能とし、フィルムの巻取速度（張力）を・定にしてフ
ィルムを極めて安定に巻き取る方法を得ることを［ｌ的
とする。

またこの発明の第２の発明は、ｌ二記１’ｌ的のフィル
ム巻取制御方法を実施するためのフィルム巻取装置を得
ることをＬｌ的とする。

〔問題点を解決するための「０段〕 この発明にかかるフィルム巻取制御方法は、ダンサロー
ルを経て送られてきたフィルムを差動遊星機構の無段変
速ａ（以Ｆ巾に無段変速機という）で駆動する巻取ロー
ルにより巻き取り、フィルムの巻取張力が変動したとき
この変動を夛ンサロールにより検出し、変動が所定値を
超過したときダンサロールレバーに取り付けられたカム
によりリミットスイッチを作動させ、このリミットスイ
ッチの作動により発生した検知信号を制御部に入力して
制御信号を発生させ、この制御信号をパイロットモータ
に印加して回動させ無段変速機の出力軸の回転速度を調
整することによりフィルムの巻取張力を調整するもので
ある。

またこの発明にかかるフィルム巻取制御装置は、フィル
ムを巻取る巻取ロールと、この巻取ロールの巻取張力の
変動を検出するダンサロールと１巻取張力が増加する方
向に所定イ４以１―変動したとき作動するＬ限すミット
スイッチと、同じく巻取張力が減少する方向に所定値具
り変動したとき作動する下限リミットスイッチと、これ
ら両リミットスイッチの作動により発生する検知信号が
入力され制御信号が発生する制御部と、この制御部から
の制御信号により回動するパイロットモータを備えてこ
のパイロットモータにより、巻取ロールに接続された出
力軸の回転速度を変化させる差動遊星機構の無段変速機
とからなるものである。

〔作用〕

この発す１のフィルム巻取制御方法においては、差動遊
星機構の無段変速機の駆動により巻取ロールが回転して
フィルムを巻き取り、フィルムの巻取張力が変動したと
きにダンサロールが検出してリミットスイッチを作動さ
せ、リミットスイッチの作動により検知信号を制御部へ
入力して制御信号を発生し、この制御信号によりパイロ
ットモータを回転させて無段変速機の出力軸の回転を調
整する。

またこの発明のフィルム巻取制御装置においては、フィ
ルムの巻取張力が増加する方向に所定値具り変動したと
きにダンサロールが変動してＥ限すミットスイッチが作
動し、同じく減少する方向に所定イ／ｉ以り変動したと
きはダンサロールがＦ降してド限リミットスイッチを作
動することにより発生した検知信号が制ｕ４！’ｆｉｔ
に入力して制御信号を発生し、この制御信号によりパイ
ロットモータを回転せしめて差動遊星機構の無段変速機
の出力軸の回転数を１投定する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の・実施を示す構成図で、第１Ｏ図と
同・符号は同一部分を示し、２１は前記巻取ロール２に
接続された差動遊星機構の無段変速機（これについては
後述する）、２２は前記差動ＴＬ遊星構の無段変速ａ２
１の出力軸、２３はｔＦｔ記巻取ロール２の巻取軸、２
４はベルト、２５は前記ダンサロール４を取り付けた支
持部材、２６は前記ダンサロール４でフィルム１の巻取
張力を・定させるバランスウェイト、２７は前記支持部
材２５に・体に取り付けたカム、２８は前記支持部材２
５の支点、２９は前記ダンサロール４の１−昇によりカ
ム２７が支点２８を中心に回転してダンサロール４の位
置を検出すると限リミットスイッチ、３０は前記ダンサ
ロール４のド降によりマム２７が回転してダンサロール
４の位置を検出するド限リミットスイッチである。この
リミットスイッチとしては光センサを利用したものでも
よい。３１は前記無段変速ａ２１に取り付けられ、出力
軸２２の同転を制御する直流のパイロットモータ、３２
．３３はベルト＋ｌｊ、３４はベルト。

３５は制御盤、３６は前記各リミットスイッチ２９．３
０から発生する連続した検知信号を入力した後、制御信
号に変換して発生させる制御部、３７は前記巻取ロール
２の巻径（差動遊星機構の１１盛シヤフト）を検出して
出力軸２２の回転を制御する可変抵抗器である。また、
Ａは前記ダンサロール４の設定域、Ｂは前記ダンサロー
ル４が１−昇して設定域Ａを越えたとき上限リミットス
イッチ２９を作動させるに部制御域、Ｃは前記ダンサロ
ール４がド降して設定域Ａを越えたときド限リミットス
イッチ３０を作動させるド部制御城である。

次に動作について説明する。

無段変速機２１の駆動により巻取ロール２が回転すると
、フィルム１はガイドロール３．ダンサロール４を経て
巻取ロール２にａき取られる０次いで１巻取ロール２に
フィルム１が巻き取られて巻径が大きくなるにしたがっ
てフィルム１の巻取速度が速くなってフィルム１の引張
力が強くなる。このため、ダンサロール４がＬ−＞Ｌ　
Ｌ、設定域Ａから［二部制御域Ｂに入ると、カム２７が
時計方向に回転するので１−限りミツトスイッチ２９を
オンして連続した検知信号・を発生し制御部３６に入力
される。次いで、制御部３６で制御信号を発生してパイ
ロットモータ３１に入力し、パイロットモータ３１を回
転させる。次いで、パイロットモータ３１の回転により
、出力軸２２の回転数をドげるので巻取ロール２におけ
るフィルム１の巻取速度が遅くなり、このため、フィル
ム１の引張力が弱くなるのでダンサロール４はド降して
Ｌ部制御域Ｂから設定域Ａに戻る。

ダンサロール４は第１図に示すように支点２８から延び
た支持部材２５に取り付けられており。

ダンサロール４の支点２８を挟んで反対側にはバランス
ウェイト２６が設けられている。このためダンサロール
４は極めて微小な張力変化によっても支点２８を中心に
回転運動を行うこととなり、従来のばね等により支持し
たものよりも・段と張力変化の検出感度が向トしている
。すなわち、極めて小さな張力で巻き取られなければな
らない巻取装置に充分対応することができる。

次に出力軸２２の制御がききすぎてフィルム１の巻取速
度が遅くなり、フィルム１の引張力が弱くなるとダンサ
ロール４がド降し、設定域Ａからド部制御域Ｃに入ると
、カム２７が反時計方向に回転するので下限リミットス
イッチ３０をオンして連続した検知信−）が発生し制御
部３６に入力する０次いで、制御部３６で制御信号−を
発生してパイロットモータ３１に入力し、パイロットモ
ータ３１の回転により、出力軸２２の回転数をＬげるの
で、巻取ロール２におけるフィルム１の巻取速度が速く
なり、このため、フィルム１の引張力が強くなってダン
サロール４はヒ昇してド部制御域Ｃから設定域Ａに戻る
。

次にダンサロール４が、例えば、に部制御域Ｂに入った
場合の制御ｊ１″Ｌ変化について説明する。

まず、ダンサロール４がＬ限すミットスイッチ２９を作
動している間は、制御部３６において巻取速度を変化さ
せる制御信号を発生しているが、出力軸２２の回転数が
変化し、次いで、ａ取ロール２の巻取速度が変化し、さ
らにダンサロール４の位置を変化させるまでには時間の
ずれがかなりある。すなわち、ダンサロール４がＥ部制
御域Ｂに入って巻取速度変化の制御信号を発生した後。

■−二部制御域を脱するまでの間は制御信号）が連続し
て発生した状１ムであると、制御が後追いするようにな
り、ダンサロール４が・定の位置に保ったことが不１４
能になってヒトに振動する場合がある。

このため、この後追いする制御信号をなくすため、制御
部３６の回路内にタイマを設け、ダンサロール４の動作
を確認し、第２図に示す時間ｔ１ｔ３の断続した制御信
号“１”を発信する。

第２図において、ダンサロール４がＬ部制御域Ｂに入っ
たときに発信時間ｔ１　と体１１ユ時間ｔｚ後の発信時
間ｔ３とを同・時間にすると、α）制御が追いつかない
。（２）制御がききすぎる。どなる場合がある。

このため、この発明においては、第３図に示すようにダ
ンサロール４がＬ部制御域Ｂに入った第１回１１の制御
信号の発信時間ｔ１を第２回［１の制御性Ｖ）の発信時
間ｔ３よりも長くするのが好ましい。３回ＩＩ以降のパ
ルスはｔ３と同じ長さとしてよい。

この理由は無段変速機の接点を動かす際に通常少し遊び
が存在することに由来する。

第１回１１の発信時間ｔｌ、休市体間ｔ２、第２１１ｉ
１１１以降の発信時間ｔ３は、巻取速度とフィルム厚に
より決まる巻太り速度（フィルム１が巻かれるにつれ巻
径が増大する速度）により変わるが。

１０〜２００　ｇｍ程度の厚さのフィルム１を１０〜１
００　ｍ／ｓｉｎ程度の速度で巻き取る場合、第１回］
１の発信時間は０．５〜５秒程度とし、体ｌＦ時１ｉｉ
１　ｔ　７はｔｌＸｌ、５〜５秒程度とし、第２回［Ｉ
以降の発信時間ｔ３はｔｌＸｏ、２〜０．８秒程度とさ
れるのがよい。

ここで、１．記の制御力υ：で機械的なずれは補１Ｆで
きるが、フィルム１の巻き初めと巻き終り近くでは巻径
の大きさに差があるため、巻き初めの回転数変化・（イ
を大きく１巻き終りの回転数変化率を小さくさせること
が好ましい。

そこで、パイロットモータ３１への入力端子を差動遊星
機構の目盛シャフトと連動させた１１）変抵抗器３７茅
の電圧補正装置を取り付けることにより巻取ロール２の
回転数変化率を巻径の大きさが増大するとともに変化さ
せる。これを第４図に示す。

第４図においては、巻取ロール２にフィルム１が巻かれ
て巻径の大きさが増大するものをフィルム１の巻取長さ
で表すとともに、フィルム１の巻取長さに対してパイロ
ットモータ３１の入力端子が減衰していく様子を示した
ものである。

また第５図は、同じくフィルム１が巻き取られていく経
過時間に対して、パイロットモータ３１に入力される信
号が次第に減衰してい〈様ｆを示したものである。　　
　　゛ 以にを総合すると、第６図に示すように巻取ロール２で
フィルム１を巻き取る長さ、または経過１■ν間に対し
て巻径が増大するとともにパイロットモータ３１への動
作０壮、すなわち、制御量が減少する。また１巻取ロー
ル２におけるフィルム１の引張力は・定に保たれる。

またフィルム１の引張力はバランスウェイト２６の支点
２８との距離またはバランスウェイト２６自体を調整す
ることにより任意に設定できる。

第７図（ａ）は第１図の制御部３６において第３図に図
示すパルス信号を発生させる制御回路の一部を示す図で
、ＬＳ２Ｑはｌ−限りミントスイッチ、ＲＬＩ　は下゛
限不動作スイッチ、ＲＩ、７はヒ限不動作スイッチ、Ｒ
ＵＩ　は補助リレー、ＴＵｌは初回タイムリレーで１例
えば５秒間の設定値を右する。Ｔ　Ｕ　２は体ｔＥタイ
ムリレーで、例えば１０秒間の設定値を右する。ＲＵ７
はパイロットモータ補助リレー、ＲＵ３．ＲＵ４は補助
リレー、ＴＵ、は補助タイムリレーで、例えば１秒間の
設定（Ｉｆ＋を有する。Ｔ　Ｕ　ａは２回ＩＩ以降のタ
イムリレーで、例えば３秒間の設定値を４１する。

第７図（ｂ）はパイロットモータの制御回路で、第７図
（ａ）と回・符号は同一部分を示し、Ｐ　Ｍ　３＋はパ
イロットモータである。

次に、動作について説明する。

まず、第１図のダンサロール４の作動によりに限すミッ
トスイッチＬＳ２ｑを作動すると、ド限不動作スイッチ
ＲＬ＋　オンの条件で補助リレーＲＵＩ　　、パイロッ
トモータ補助リレーＲＵ／が励磁され、それらの接点ｒ
ｕｌ、ｒｕ２が作動しパイロ、トモータＰ　Ｍ　３＋が
回転する。

次いで１例えば５秒後、初回タイムリレーＴ　Ｕ　＋が
タイムアツプしてその接点ｔｕｌが作動しパイロットモ
ータ補助リレーＲＵ７が消磁され、その接点ｒｕ７が復
旧しパイロットモータＰＭ３１は停止する。

次いで、８秒後、体＋ｈタイムリレーＴ　Ｕ　、７がタ
イムアツプして補助リレーＲＵ３　で、補助リレーＲＵ
４．初回タイムリレーＴＵＩ、２回目以降タイムリレー
Ｔ　Ｕ　ａ　を消磁すると同時に補助リレーＲＵ５でパ
イロットモータ補助リレーＲＵ７　を切り換える。補助
リレーＲＵ５はド限不動作スイッチＲＬ＋が動作するま
で自己保持をする。

次いで、１秒後、補助タイムリレーＴＵ、がタイムアツ
プし、その接点ｔｕ３により補助リレーＲＵ３を消磁さ
せる。同時にパイロットモータ補助リレーＲＵ７　　、
補助リレーＲＵ４．初回タイムリレーＴＵＩ　　、タイ
ムリレーＴ　Ｕ　４の回路を形成させ、パイロットモー
タ補助リレーＲＵ？　によりパイロ、トモータＰ　Ｍ　
：ｌ　＋を３秒間回転させる。

さらに、１１秒後、再度パイロットモータＰ　Ｍ　３１
を３秒間回転させる。

以降、Ｌ限すミットスイッチＬＳ２ｑの作動中は繰り返
し動作を行う。これを第８図に示す。

第８図は第７図（ａ）、（ｂ）の回路において、■−限
りミツトスイッチＬＳ、・９．初回タイムリレーＴＵＩ
、２回以降タイムリレーＴＵ４．体ｌニタイムリレーＴ
Ｕ２　、？ｌｌｉ助タイムリレーＴ　Ｕ　３の経過時間
ｔに対する動作の様ｆ−を示す図である。

第９図はこの発明に用いる差動遊星機構の無段変速ａ（
シンポ「業株式会社製二商品名　リングコーン無段変速
機）の原理説明図である。

この図において、４１は遊星コーン、４２は入力円板、
４３はリング、４４はカムディスク、４５は自動調圧カ
ム、４６はコーン保持具、４７は入力軸、４８は出力軸
である。

その動作について説明する。遊星コーン４１は伝導面ａ
１　を入力円板４２の外縁へ、他の伝導面ａ２をカムデ
ィスク４４の周面にブリッジ状に接合され、円錐面ａ３
はリング４３の内周の軸道面に内接して、このａｌ　　
、　ａｉｌ　　、　ａ：の３点の伝導面によって姿勢を
決められて支持されている。

入力軸４７と　・体の入力円板４２が回転すると、遊星
コー７４１は自転しながらリング４３の内周に沿って公
転する。リング４３が位置Ｂであれば遊星コーン４１に
対するリング４３とカムディスク４４の接触関係が（入
力円板４２の半径をａ、リング４３の半径をす、伝導面
ａ２　　、円錐面ａ３の遊星コーン４１の軸に対する半
径をｅ。

Ｃ１またリング４３の伝導面ａ／の出力軸４８（または
入力軸４７）に対するｒ゛径をｄ、さらにカムディスク
４４の了、径をｆとしたとき）、ｆ ｅ となり、ゼロ回転となる。

変速操作によってリング４３が位置Ａの方向へわずかに
移動すると、差動現象が現れてカムディスク４４は徐々
に回転し、位置Ａになると最変速回転（６０Ｈｚで６０
Ｏｒｐｍ）となる。つまり出力軸回転数Ｎ２は、 ただし、Ｎ１は入力軸４７の回転数、 ■−述した実施例では、パイロットモータ３１によりリ
ング４３の移動を行っている。

〔発明の効果〕

以ｌ−説明したようにこの発明にかかるフィルム巻取制
御方法は、ダンサロールを経て送られてきたフィルムを
無段変速機で駆動する巻取ロールにより巻き取り、フィ
ルムの巻取張力が変動したときこの変動をダンサロール
により検出し、変動が所定値を超過したときリミットス
イッチを作動させ、このリミットスイッチの作動により
発生した検知信号を制御部に入力して制御信号を発生さ
せ、この制御信壮を差動遊星機構の無段変速機のパイロ
ットモータに印加して回転させて出力軸の回転を調整す
るようにしたので、巻取ロールの回転数とフィルムの巻
き初めから巻き終りまでの引張力との制御ができ、した
がって、常に一定のフィル１、巻き速度とフィルムの張
力とを保持できる利点がある。

またこの発明にかかるフィルム巻取制御装置は、フィル
ムをａき取る巻取ロールの巻取速度の変動を検出するダ
ンサロールと、巻取速度が増加する方向に所定値以ヒ変
動したとき作動するＬ限すミットスイッチと、同じく巻
取速度が減少する方向に所定装具り変動したとき作動す
る下限リミットスイッチと、これら両すミットスインチ
の作動により発生する検知信号−が入力され、制御信号
を発生する制御部と、この制御部からの制御信−副一に
より回動するパイロットモータを備えて、このパイロッ
トモータにより回転速度が設定される無段変速機とから
なるので、常に・定のフィルム巻取速度とフィルムの張
力とを保持できるとともに保持設備面からみてコストダ
ウンができる等の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図、第
３図はダンサロールが制御域内にあるとき制御部から発
生するパルス信りの・例を示す図、第４図はフィルムの
巻取長さに対してパイロットモータの入力電圧が減衰し
ていく様ｒ・を示す図、第５図はフィルムが巻き取られ
ていく経過１１′７間に対してパイロッロットモータに
入力される信号・が次第に減衰していく様ｆ・を示す図
、第６図はこの発明のフィルム巻取制御方法および装置
の動作特性図、第７図（ａ）は第１図の制御部の回路の
・部を示す図、第７図（ｂ）はパイロットモータを動作
させる回路を示す図、第８図はリミ、トスインチおよび
各タイムリレーの経過時間に対する動作の様ｒを示す図
、第９図はこの発明に用いる無段変速機の一例のＢ”ｓ
Ｃ理説明図、第１０図は従来のフィルム巻取制御装置の
・例を示す構成図である。 図中、１はフィルｔ１，２は巻取ロール、３はガイドロ
ール、４はダンサロール、２１は無段変速機、２２は出
力軸、２３は巻取軸、２４はベルト、２５は支持部材、
２６はバランスウェイト。 ２７はカム、２８は支点、２９はヒ限リミットスイッチ
、３０はド限リミットスイッチ、３１はパイロットモー
タ、３２．３３はベルト１１（，３４はベルト、３５は
制御盤、３６は制御部、３７はｎ（変抵抗器、Ａは設定
域、Ｂはり、油制御域、Ｃはド部制御域である。 第１図 第２図 一時間 第３ＦｉＡ 一時間 一フィルム巻取１〔ざ 第５図 一時間 第６図 〇 −吟間 第９図 低速質ツ＄目口口口口）、ＩＩ５速側 第１０図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ダンサロールを経て送られてきたフィルムを差動
   遊星機構の無段変速機で駆動する巻取ロールにより巻き
   取り、前記フィルムの巻取張力が変動したときこの前記
   ダンサロールにより検出し、前記変動が所定値を超過し
   たときリミットスイッチを作動させ、このリミットスイ
   ッチの作動により発生した検知信号を制御部に入力して
   制御信号を発生させ、この制御信号を前記差動遊星機構
   の無段変速機のパイロットモータに印加して前記パイロ
   ットモータを回動させ、前記差動遊星機構の無段変速機
   の出力軸の回転速度を調整することによりフィルムの巻
   取張力を調整することを特徴とするフィルム巻取制御方
   法。
2. （２）制御信号が断続信号であり、該断続信号は第１回
   目の信号の発生時間が、それ以降の信号の発生時間より
   長いことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載
   のフィルム巻取制御方法。
3. （３）ダンサロールは、支点から延びた支持部材に支点
   を中心に回動自在に取り付けられ、支点を挟んでダンサ
   ロールの反対側にはバランスウェイトが設けらており、
   ダンサロールの自重とバランスウェストの重さのつり合
   いによりダンサロールに巻回されたフィルムの張力の変
   動を検出するようにしたことを特徴とする特許請求の範
   囲第（１）項または第（２）項に記載のフィルム巻取制
   御方法。
4. （４）フィルムを巻き取る巻取ロールと、この巻取ロー
   ルの巻取張力の変動を検出するダンサロールと、前記巻
   取張力が増加する方向に所定値以上変動したとき作動す
   る上限リミットスイッチと、同じく前記巻取張力が減少
   する方向に所定値以上変動したとき作動する下限リミッ
   トスイッチと、これら両リミットスイッチの作動により
   発生する検知信号が入力され、制御信号を発生する制御
   部と、この制御部からの制御信号により回動するパイロ
   ットモータを備えてこのパイロットモータにより、巻取
   ロールに接続された出力軸の回転速度を変化させる差動
   遊星機構の無段変速機とからなることを特徴とするフィ
   ルム巻取制御装置。