JPS6344658B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、１対の供給ロールの一方から定速加
工機により引つ張られる張力的に脆いウエブの張
力を制御する、改良された方法および装置に関す
る。

張力的に脆いウエブ材料に操作を行なう機械は
かなり多く存在する。たとえば、Ambergらの米
国特許第3802942号には、発泡プラスチツク材料
のプレプリント・ウエブを逐次多数の円筒に成形
し、次いで、これをガラスまたはプラスチツク容
器にかぶせ、引き続いて収縮させてその容器にぴ
つたり取付ける機械が開示されている。発泡ポリ
スチレンや発泡ポリエチレンのような発泡プラス
チツク材料は抗張力が余り大きくなく、その上、
機械はウエブ材料を引つ張つて作動するので、ウ
エブの張力を常に所望の制御範囲に維持すること
が大事なことである。一方の供給ロールがなくな
ると、通常は、ウエブの端部を新しい供給ロール
のウエブの開始端部に添え継ぎする。この操作に
特有の結果として、ウエブ張力が非常に増大す
る。それは、新しい供給ロールが本質的に静止し
ており、またウエブを加速して、新しい供給ロー
ルから引き出されるウエブの線速度を機械の運転
速度に一致させねばならないからである。

ウエブ張力を制御する従来の装置は、１個の移
動可能なループ用ローラ（festooning roller）と
ウエブが係合するものであつた。実質的に一定の
液圧バイアスが、ループ用ローラにかかるウエブ
の張力に対抗して、ループ用ローラにかけられて
いるので、このローラはウエブ張力の変化に応じ
て移動する。ループ用ローラのこの移動運動を利
用して、液圧弁装置が作動され、供給リールにか
かる抵抗力の大きさが変化する。この一般的な速
度制御装置はJohn R.Johnsonらの米国特許第
3862724号に記載されている。

１個のループ用ローラを用いてウエブ張力を制
御する場合、必然的な結果として、張力制御範囲
は比較的広くして、加工機械の正常運転の間に起
こる張力変動を包含させる以外に、ウエブの端部
を新しい供給ロールに添え継ぎする際に起こるウ
エブ張力の著しい増大に順応させねばならない。
１個のローラでそのような範囲の広い潜在的ウエ
ブ張力に順応させるようにすると、必らず、ウエ
ブ張力の制御が運転範囲で特に正確でなくなる。
したがつて、張力的に脆いウエブ材料のウエブ張
力制御に求められているのは、正常な運転条件で
は所望の制御範囲を正確に維持し、しかも、ウエ
ブの端部を、空になつたロールに代えて、新しい
供給ロールへ移す際の添え継ぎ操作により生じる
実質的に増大する張力を順応させるような制御で
ある。

本発明が提供する方法と装置は、２個の別々の
ループ用ローラを利用して張力的に脆いウエブ材
料のウエブ張力を制御するものである。一方のル
ープ用ローラは普通の構造のもので、ウエブの一
部と係合し、ウエブ張力の関数として移動して、
変動するロール抵抗力発生手段を制御して、機械
の正常な運転の間、ウエブ張力を所望の制御範囲
に維持することができる。第２の１個または１組
のローラは、機械の正常な運転の間、流体圧によ
り末端位置に変位されている。この第２のループ
用ローラは、ウエブ張力が正常な制御範囲を超え
て有意に増大する場合、たとえば、ウエブの端部
を新しい供給ロールへ添え継ぎする場合に初めて
有効となる。この第２のループ用ローラは、抵抗
力発生手段とは作動的に連結されておらず、ウエ
ブ張力の増大に応じて変位することによつてのみ
有効となつて、新しい供給ロールを機械の速度ま
で加速する間に、ウエブ張力を許容できる範囲内
に維持する。しかし、新しい供給ロールが運転速
度に達すると、第２のループ用ローラが正常な非
作動的末端位置に復帰する運動が制限されて、こ
の復帰運動の結果生じ勝ちな供給ロールの速度過
剰が防止される。復帰運動の速度は、第１のルー
プ用ローラの正常な制御作動が好都合に順応でき
る程度まで低下する。

以上の結果、本発明の方法と装置は、添え継ぎ
操作の間、新しい供給ロールを加速する必要性か
ら生じるウエブ張力の危険な増大の可能性を排除
するだけでなく、新しい供給ロールの速度過剰に
よるウエブ供給装置の不適切な作用をも排除す
る。

本発明のそのほかの目的および利益は、添付の
図面と共に以下に詳細に記載した好適実施態様か
ら当業者には容易に明らかであろう。

第１図と第２図にウエブ供給装置を示したが、
これはJohnsonらの米国特許第3862724号に詳細
に記載、図解されているものと機能的には全く類
似している。この装置は関節式溶接枠構造体１０
を包み、その上に１対の同じ回転台１１が適切に
軸支されて、水平方向に離隔した垂直軸の回りを
回転する。各回転台は、ウエブ状材料のロール１
２を支持するように構成され、このロール１２
は、本発明の特定適用例として、たとえば、抗張
力の非常に低い発泡プリスチレンのウエブとする
ことができる。２個の回転台１１を使用するの
は、前のロールを完全に使い切つて第２のロール
材料へ切替えて生産する時の時間のロスを最小に
するためである。１対の基板１６が、各々１個ず
つ各回転台組立体の下にくるように、ベース１０
の頂部に取付けられている。

第２図からよく分るように、各回転台１１は、
基板１６に取付けた円形内側ベアリング軌道１３
と、回転台１１に取付けた垂下輪形外側ベアリン
グ軌道１４とからなるベアリング組立体によつて
ベース１０に載置されている。２つのベアリング
軌道１３，１４の各々には半円形断面の溝が形成
され、これは軌道１３，１４の全周囲に展開する
回転ボールベアリング１５のベアリング軌道輪を
形成している。

基板１６を使用するのは、各回転台１１を支持
するためだけでなく、リールブレーキ装置に適応
させるためでもある。各回転台には２種類のブレ
ーキ装置があり、１対の抵抗ブレーキ１７と、１
対の停止ブレーキ１８を含んでいる。各ブレーキ
装置は、抵抗または停止ブレーキとして使用され
てはいるが、類似している。

第５図と第６図に示すように、１対の取付け用
ブラケツト１９はそれぞれ、各抵抗ブレーキ装置
１７用として直径的な関係で各基板１６に取付け
られ、また、１対のブラケツト１９ａはそれぞ
れ、各停止ブレーキ装置１８用として取付けられ
ている。こうして、これらの取付けブラケツトは
外側ベアリング軌道１４の周辺に90゜の間隔で離
隔している。抵抗シユー取付け腕２０が軸ピン２
１で各停止ブレーキ取付ブラケツト１９ａに丁番
付けされて、抵抗ブレーキシユー取付け腕２０は
外側ベアリング軌道１４の平面内で旋回可能とな
つている。抵抗ブレーキシユーパツド組立体２２
が各抵抗ブレーキシユー取付け腕に、摩耗時の取
外しと交換が容易に取付けられている。

空気作動抵抗ブレーキシリンダ２３が各抵抗ブ
レーキ組立体取付けブラケツト１９に取付けられ
ている。各シリンダー２３はその内部に取付けた
ピストン（図示せず）とシリンダの一方端から延
びるピストンロツド２４を有する。各ピストンロ
ツド２４にはピストンキヤツプ２５が取付けられ
ており、このキヤツプは半径方向内側に面して、
個々の取付け腕２０の枢軸取付部から遠隔の箇所
で各抵抗ブレーキシユー取付け腕２０の端部を押
圧する。したがつて、２個の抵抗ブレーキシリン
ダ２３が作動されると、各抵抗ブレーキシユー取
付け腕２０の自由端に圧力が加わり、それによ
り、抵抗ブレーキシユーパツド２２は各々外側軌
道１４の外側表面１４ａに押し付けられる。

停止ブレーキ装置１８は前記の抵抗ブレーキ装
置１７と同様のもので、停止ブレーキは各抵抗ブ
レーキの中間に取付けられている。このように、
停止ブレーキシユー取付け腕２０ａは軸ピン２１
ａで各抵抗ブレーキ取付けブラケツト１９に丁番
付けされて、停止ブレーキシユー取付け腕２０ａ
は外側ベアリング軌道１４の平面内で旋回可能と
なつている。停止ブレーキシユーパツド組立体２
２ａが各停止ブレーキシユー取付け腕２０ａに、
摩耗時の取外しと交換が容易なように取付けられ
ている。空気作動停止ブレーキシリンダ２３ａが
各停止ブレーキ組立体取付けブラケツト１９ａに
取付けられている。各シリンダ２３ａはその内部
に取付けたピストン（図示せず）と、一方の端部
に延びるピストンロツド２４ａとを有する。各ピ
ストンロツド２４ａにはピストンキヤツプ２５ａ
が取付けられており、このキヤツプは半径方向内
側に而して、個々の取付け腕２０ａの枢軸取付部
から遠隔の箇所で各停止ブレーキシユー取付け腕
２０ａの端部を押圧する。停止ブレーキシリンダ
２３ａは低抗ブレーキシリンダ２３と同様に作動
し、外側ベアリング軌道１４の外側ベアリング表
面１４ａに停止ブレーキシユーパツド２２ａを押
し付ける。

張力的に脆いウエブ材料のロール１２は各回転
台１１上に載り、ウエブ１２が巻かれるコアー２
８と係合する通常の心出しジグ２７で、直立スピ
ンドル２６の回りに心出しされている。ウエブ材
料１２が供給される機械の運転の間、ウエブ材料
のロールはいずれの回転台１１上に置かれてもよ
い。第５図の概略斜視図について、ウエブ材料１
２の最初のロールが左側の回転台１１上に置かれ
たと仮定する。したがつて、ウエブ材料を巻出す
には、ロール１２と支持回転台１１を逆時計回り
に回転する必要がある。

ロール１２からのウエブ材料は従来のウエブ添
え継ぎ装置３０の一方のローラ３０ａの回りに供
給される。第２のローラ３０ｂが設けられてい
て、その回りには、左側のウエブ材料１２の供給
が終りに近づいた時に右側の回転台１１上のリー
ルから供給されるウエブ１２の接着剤塗布端部が
掛けられている。ローラ３０ａと３０ｂの横方向
位置は、従来の装置３０により手動で調節され、
ロールを移動して近づけて、新リールの接着剤処
理端部表面を左側リールから供給されているウエ
ブの隣接表面に密着させ、こうして、生産機械へ
のウエブの送りを中断することなく、新しい供給
リールからのウエブの添え継ぎが行なわれる。

しかし、留意すべき点は、一旦、接着継目が形
成されると、新しい供給リールを、生産機械によ
り生じるウエブ１２の運動の直線速度に相当する
回転速度まで加速する必要があるため、ウエブの
張力が著しく増大することである。この張力増大
が、張力的に脆い材料を切断する危険のある点に
達するのを阻止するために、張力低減装置４０が
設けてある。この装置は、横方向に離隔した複数
の直立ローラ４１を含み、このローラは、水平方
向に直線運動可能な往復台４２に取付けられてい
る。各ローラ４１の中間には協働する遊びローラ
４３が設けられ、このローラは、装置の枠１０上
のブラケツト１０ａに適当に取付けた固定軸４４
の回りに水平方向に回転するように取付けられて
いる。ウエブ１２は固定ローラ４３と可動ローラ
４１上を通つて進み、次いで、通常のループ用レ
バー型装置（festooning lever type
mechanism）５０に取付けた水平横方向に移動
可能なループ用ローラ（festooning reller）５１
の回りを通過する。ローラ５１から、ウエブ１２
は次に、ブラケツト１０ａ上に固定垂直軸の回り
を回転するように取付けられたローラ６０上を通
つて進み、そしてウエブはこの点から生産機械へ
引き入れられる。

標準ループ用ローラ装置５０の作動は当業者に
は公知であるが、本発明の理解の助けになると思
われるので、その簡単な説明を行なう。装置５０
は、水平に枢軸支されたループ用レバー５２の自
由端に取付けた横移動可能なウエブ係合用ローラ
５１を含む。張力が増大すると、一定圧力源（詳
細は図示せず）から供給される流体圧力変位シリ
ンダー５４の変位に対抗して、レバー５２がその
軸の回りを水平に旋回して液圧制御弁装置５５を
作動し、ループ用レバー５２の旋回運動量に比例
して、流体圧力を抵抗ブレーキシリンダ１７に供
給する。こうして、リールにかかる抵抗を増減す
ることにより張力が所望のレベルに維持される。
往復台４２はウエブ張力の増大によつて滑り棒４
５に沿つて移動し、通常は、そのような運動に対
抗して、シリンダ５４と同じ一定流体圧力源に連
結した単動流体シリンダ４６により変位されてい
る。生産機械の正常な運転の間、シリンダ４６は
第３図に示す通り、その最も収縮した位置にあ
り、そしてシリンダのピストン（図示せず）は最
も左側位置にあり、一定流体圧力でこの位置に維
持されるが、その流体圧力は、ループ用ローラ装
置５０により維持される正常範囲のウエブ張力に
よりローラ４１に加わる力より大きい変位力を有
効に与えるものである。添え継ぎ操作のためにウ
エブ材料１２の張力が増大すると、直線力が直線
移動可能なローラ４１に伝わり、このローラを固
定ローラ４３に近づけるので、ウエブ張力が低下
する。ローラ４１の運動に対する唯一の抵抗はシ
リンダ４６内に加える流体圧力によつて供給され
る。

本発明によれば、シリンダ４６のピストンロツ
ドは、シリンダ室の両端部が導管４８により連絡
した複動液圧シリンダ４７のピストン４７ａにも
連結している。新しい添え継ぎした供給ロールの
速度過剰を防ぐため、導管４８（第７図）に一方
向流れ絞り装置４９が含まれこれにより、ウエブ
張力を軽減するように単動シリンダ４６が右方
（第３図に示した通り）へ運動するのに対応して
複動シリンダ４７が運動する間に、流体は導管４
８を妨害されないで通過できる。しかし、この張
力が軽減されると、単動シリンダ４６は一定流体
圧力変位下で元位置に復帰しようとするが、シリ
ンダ４７では帰還液体の流速は流れ絞り装置４９
により妨害されるので、複動シリンダ４６、した
がつて往復台４２は非常に低速度で第３図に示し
た正常位置に復帰する。第７図に示す通り、流れ
絞り装置４９は流れ制限オリフイス４９ｂと平行
に連結された逆止め弁４９ａを含むことができ
る。こうして、シリンダ４７は一方向ダツシユポ
ツトとして働く。このために、普通のループ用ロ
ーラ装置５０にウエブ張力の制御を引継がせて、
張力を従来のやり方で所望の制御範囲内に維持さ
せる。

単動シリンダ４６内の流体圧力変位の影響によ
つて、直線移動可能なループ用装置４０の復帰を
遅延させる理由は簡単である。もし遅延がなけれ
ば、直線運動可能なループ用ローラ４１が復帰し
てウエブ張力を増大させる。この結果、誤信号が
従来のループ用装置５０に送られて供給ロール上
の抵抗力を低下させ、したがつて、この供給リー
ルが速度過剰となり得る。この代わりに、複動シ
リンダ４７内のピストンの両側の間のバイパス４
８に流れ絞り装置４９を設けることによりはじめ
て、単動シリンダ４６と往復台４２が第３図に示
す引つ込み位置へゆつくり復帰することが可能と
なる。

標準ループ用ローラ装置５０、リール抵抗ブレ
ーキ装置１７およびリール停止ブレーキ装置１８
の構造と動作を極めて簡単に説明したが、これ
は、これらの装置が従来の装置を構成するもので
あるためであつて、十分な説明と図解は前記
Johnsonらの特許第3862724号にある。

当業者が理解するように、本発明の実施態様で
ある記載の装置を変更することは容易に可能であ
り、また本発明の範囲は特許請求の範囲によつて
のみ決定されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を具体的に示す張力制御装置
を組み込んだウエブ供給装置の平面図である。第
２図は、第１図の面２−２における縦断面図であ
る。第３図は、第１図の面３−３における部分垂
直断面図である。第４図は、第１図の装置のウエ
ブ張力制御部分の拡大概略斜視図である。第５図
は、各回転台に設けるブレーキ装置の拡大平面図
で一部を断面で示してある。第６図は、第５図の
面６−６における縦断面図である。第７図は、速
度過剰回避シリンダの液圧連結を示すウエブ張力
制御装置の概略図である。 １０……枠、１１……回転台、１２……ウエブ
ロール、１３，１４……ベアリング軌道、１７…
…抵抗ブレーキ、１８……停止ブレーキ、２２…
…抵抗ブレーキシユーパツド、２２ａ……停止ブ
レーキシユーパツド、２３……抵抗ブレーキシリ
ンダ、２３ａ……停止ブレーキシリンダ、２４，
２４ａ……ピストンロツド、２５，２５ａ……ピ
ストンキヤツプ、３０……ウエブ添え継ぎ装置、
３０ａ，３０ｂ……ローラ、４０……張力低減装
置、４１……可動ローラ、４２……往復台、４３
……遊びローラ、４６……単動液圧シリンダ、４
７……複動液圧シリンダ、４８……導管、４９…
…流れ絞り装置、４９ａ……逆止め弁、４９ｂ…
…オリフイス、５０……ループ用ローラ装置、５
１……移動可能ローラ、５２……ループ用レバ
ー、５４……シリンダ、５５……制御弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２個の供給ロールのいずれか一方から定速ウ
   エブ加工機により引つ張られる張力的に脆い材料
   のウエブの張力を制御する方法において、 ａ ウエブのループを第１の移動可能なループ用
   ローラに掛ける工程を含み、該第１のループ用
   ローラの位置は、該ローラに加わるウエブ張力
   の力と第１のシリンダにより該第１のループ用
   ローラに加わる一定流体圧力の力との差により
   決定されるものであり、 ｂ 第１のループ用ローラの変位の関数として変
   化する抵抗力を供給ロールに加えて、ウエブの
   張力を制御範囲内に維持する工程と、 ｃ ウエブの別のルーブを第２の移動可能なルー
   プ用ローラに掛ける工程を含み、該第２のルー
   プ用ローラの位置は、第２のシリンダにより該
   第２のループ用ローラに加わる一定の流体圧力
   と該第２のループ用ローラに加わるウエブ張力
   との差により決定され、該第２のループ用ロー
   ラは、正常な運転張力を超えるウエブ張力によ
   り、ウエブ張力を低減させる方向に移動可能で
   あり、そして ｄ ウエブ張力を増大する方向における該第２の
   ループ用ローラの移動を該第１のループ用ロー
   ラの制御範囲内の速度に限定し、これによつ
   て、一方の供給ロールから他方の供給ロールへ
   移行するためのウエブの添え継ぎに伴うウエブ
   の張力の変動を第２のループ用ローラで吸収で
   きるようにする工程、 を含むことを特徴とするウエブの張力を制御する
   方法。 ２ ２個の供給ロールのいずれか一方から定速ウ
   エブ加工機により引つ張られる張力的に脆い材料
   のウエブの張力を制御する装置において、 ａ 第１のループ用ローラであつて、ウエブに隣
   接して移動可能に取付けられ、かつ、ウエブと
   係合可能であり、所望値に関するウエブ張力の
   増減により相反する方向に移動可能な第１のル
   ープ用ローラ、 ｂ 第１の流体圧シリンダであつて、該第１のル
   ープ用ローラに連結して、該第１のループ用ロ
   ーラに加わるウエブ張力と反対方向に該第１の
   ループ用ローラに一定の変位を加える第１の流
   体圧シリンダ、 ｃ 各供給ロールの回転にさからう抵抗手段、 ｄ 該第１のループ用ローラの位置の移動に応答
   して該抵抗手段により加えられる抵抗力の強さ
   を変化させて、ウエブの張力を制御範囲に維持
   する手段、 ｅ ウエブに隣接して移動可能に取付けられ、か
   つウエブと係合可能な第２のループ用ローラ、 ｆ 該第２のループ用ローラに連通し、かつ第２
   のループ用ローラにかかるウエブ張力の力と反
   対方向にて該ローラに変位を与える第２の流体
   圧シリンダを含み、 ｇ 該変位は該第２のループ用ローラにかかる正
   常なウエブ張力の力より実質的に大きく、その
   結果、該第２のループ用ローラは、ウエブ張力
   が該制御範囲にあるとき、該ウエブに関する移
   動運動の一方の末端位置に位置し、 ｈ 該第２のループ用ローラは、ウエブ張力が該
   制御範囲を有意的に超えると、他方の末端位置
   に移動してウエブ張力を減少させ、そして ｉ 該第２のループ用ローラが該１つの末端位置
   に復帰する運動を、該第１のループ用ローラの
   制御限界内の速度に限定する手段、 を含むことを特徴とするウエブの張力を制御する
   装置。 ３ 前記限定する手段は一方向ダツシユポツトを
   包含し、該ダツシユポツトは該第２の流体圧シリ
   ンダに連結して、該第２のループ用ローラの該一
   方の末端位置へ該シリンダが復帰する運動のみに
   制限を与える特許請求の範囲第２項記載の装置。 ４ さらに固定軸ローラを含み、該第２のループ
   用ローラは該固定軸ローラに関して直線的に移動
   可能であり、そして、該ウエブが該固定軸ローラ
   と該第２のループ用ローラの回りに掛けられる特
   許請求の範囲第２項または第３項のいずれかに記
   載の装置。 ５ ２個の供給ロールのいずれか一方から定速ウ
   エブ加工機により引つ張られる張力的に脆い材料
   のウエブの張力を制御する装置において、 ａ 第１のループ用ローラであつて、ウエブに隣
   接して移動可能に取付けられ、かつウエブと係
   合可能であり、所望値に関するウエブ張力の増
   減により、相反する方向に移動可能な第１のル
   ープ用ローラ、 ｂ 第１の流体圧シリンダであつて、該第１のル
   ープ用ローラに連結して該第１のループ用ロー
   ラに一定の変位を加える第１の流体圧シリン
   ダ、 ｃ 各供給ロールの回転にさからう抵抗手段、 ｄ 該第１のループ用ローラの位置の移動に応答
   して、該抵抗手段により加えられる抵抗力の強
   さを変化させることにより、ウエブの張力を制
   御範囲に維持する手段、 ｅ ウエブに隣接して、直線往復運動をするよう
   に取付けられた台、 ｆ 該台の通路に隣接して取付けられ、かつ回り
   に該ウエブを掛けるように構成され配置された
   固定軸遊びローラ、 ｇ 該台に取付けられた一対の第２のループ用ロ
   ーラであつて、各々が、該ウエブの該遊びロー
   ラとの係合の前後に該ウエブと係合することが
   でき、それによつて、該台の直線運動が該ウエ
   ブの張力を増減する第２のループ用ローラ、 ｈ 該台と係合可能であり、そして該台に、該台
   で支持された第２のループ用ローラに加えられ
   るウエブ張力の力と反対方向に変位を与える第
   ２の流体圧シリンダを含み、 ｉ 該変位は該第２のループ用ローラに加えられ
   る正常なウエブ張力の力より実質的に大きく、
   その結果、ウエブ張力が該制御範囲にあると
   き、該台は該ウエブに関する移動運動の一方の
   末端位置に通常位置し、 ｊ ウエブ張力が該制御範囲を有意的に超える
   と、該台はウエブ張力を減少させる為に他方の
   末端位置に移動可能であり、そして ｋ 該台が該一方の末端位置に復帰する運動を、
   該第１のループ用ローラの制御限界内の速度に
   限定する手段、 を含むことを特徴とするウエブの張力を制御する
   装置。 ６ 前記限定する手段は一方向ダツシユポツトを
   包含し、該ダツシユポツトは該第２の流体圧シリ
   ンダに連結して、該台の該一方の末端位置へ該シ
   リンダが復帰する運動のみに制限を与える特許請
   求の範囲第５項記載の装置。