JPS647937B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS647937B2 JPS647937B2 JP60038349A JP3834985A JPS647937B2 JP S647937 B2 JPS647937 B2 JP S647937B2 JP 60038349 A JP60038349 A JP 60038349A JP 3834985 A JP3834985 A JP 3834985A JP S647937 B2 JPS647937 B2 JP S647937B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- brake
- tension
- sensor
- rotation
- sheet
- Prior art date
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Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 16
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
- B65H23/04—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
- B65H23/06—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by retarding devices, e.g. acting on web-roll spindle
- B65H23/063—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by retarding devices, e.g. acting on web-roll spindle and controlling web tension
Landscapes
- Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本発明はトルクセンサに関するものである。
「従来の技術」
一般に、製紙用等に適用されるシートカツタ
ー、ワインダー等に付属して設けられているアン
リールスタンドにおいては、該アンリールスタン
ドに支持されたロール状のシートを巻出しながら
その張力を検出し、検出された張力に基づいて、
前記ロール状のシートを支持している軸の制動力
を調整して前記シートの張力を一定に保つことが
行なわれている。
ー、ワインダー等に付属して設けられているアン
リールスタンドにおいては、該アンリールスタン
ドに支持されたロール状のシートを巻出しながら
その張力を検出し、検出された張力に基づいて、
前記ロール状のシートを支持している軸の制動力
を調整して前記シートの張力を一定に保つことが
行なわれている。
従来、上記シートの張力の測定は、前記ロール
のシートを支持している軸に発生するトルクの検
出を通じて行なわれており、このトルクを検出す
るセンサとして、出願人が先に提案した特願昭57
−42424号（特開昭58−160850号）、特願昭57−
196192号（特開昭59−85929号）、特願昭57−
220549号（特開昭59−109834号）に記載されたも
のなどがある。
のシートを支持している軸に発生するトルクの検
出を通じて行なわれており、このトルクを検出す
るセンサとして、出願人が先に提案した特願昭57
−42424号（特開昭58−160850号）、特願昭57−
196192号（特開昭59−85929号）、特願昭57−
220549号（特開昭59−109834号）に記載されたも
のなどがある。
「発明が解決しようとする問題点」
しかしながら、軸に加わるトルクを検出して張
力制御を行う方式は、シートの走行速度が一定の
場合、あるいは、走行速度の増減が非常に緩やか
に行なわれる場合には、良好な張力制御能力を発
揮することができるが、ラインスピードが急激に
変動する場合には、ロール状の紙が有する慣性モ
ーメント（GD2）の影響による張力変動を避ける
ことができない。
力制御を行う方式は、シートの走行速度が一定の
場合、あるいは、走行速度の増減が非常に緩やか
に行なわれる場合には、良好な張力制御能力を発
揮することができるが、ラインスピードが急激に
変動する場合には、ロール状の紙が有する慣性モ
ーメント（GD2）の影響による張力変動を避ける
ことができない。
本発明は上記事情に鑑みて提案されたもので、
シートの走行速度が変動した場合であつても的確
に張力の調整を行い得る制御装置を提供すること
を目的とするものである。
シートの走行速度が変動した場合であつても的確
に張力の調整を行い得る制御装置を提供すること
を目的とするものである。
「問題点を解決するための手段」
上記目的を達成するため、本発明は、ロール状
に巻取られたシートと一体に回転するブレーキデ
イスクに接触して該ブレーキデイスクの回転を規
制するブレーキパツドの回転を規制部材によつて
規制し、該規制部材の変形量を電気信号に変換し
て測定して前記ロール支持軸の軸トルクを検出す
るとともに、前記ロールの回転数、および該ロー
ルから巻き出されて走行するシートの長さを検出
し、ロール径の変化に応じたトルクおよび加減速
トルクを演算してシートの張力を検出するととも
に、検出された張力と設定張力とを比較して前記
ブレーキの制動力を調整するようにしたものであ
る。
に巻取られたシートと一体に回転するブレーキデ
イスクに接触して該ブレーキデイスクの回転を規
制するブレーキパツドの回転を規制部材によつて
規制し、該規制部材の変形量を電気信号に変換し
て測定して前記ロール支持軸の軸トルクを検出す
るとともに、前記ロールの回転数、および該ロー
ルから巻き出されて走行するシートの長さを検出
し、ロール径の変化に応じたトルクおよび加減速
トルクを演算してシートの張力を検出するととも
に、検出された張力と設定張力とを比較して前記
ブレーキの制動力を調整するようにしたものであ
る。
「実施例」
以下、本発明を適用してなるアンリール装置
（ロール状の紙を支持して巻き出す装置）の一実
施例を図面を参照して説明する。
（ロール状の紙を支持して巻き出す装置）の一実
施例を図面を参照して説明する。
まず、第１図および第２図により、アンリール
装置の構成を説明すると、この装置は、ロール状
の紙（以下ロールと称す）１と一体に回転する支
持軸１ａの両端部を軸受け２，２によつて支持す
るとともに、前記支持軸１ａの一端にクラツチ３
を介して脱着可能にブレーキ軸４を連結し、支持
軸１ａとブレーキ軸４とを一体に回転させ、この
ブレーキ軸４をブレーキ装置Ｂ（後に詳述する）
によつて制動するようにした基本構成となつてい
る。
装置の構成を説明すると、この装置は、ロール状
の紙（以下ロールと称す）１と一体に回転する支
持軸１ａの両端部を軸受け２，２によつて支持す
るとともに、前記支持軸１ａの一端にクラツチ３
を介して脱着可能にブレーキ軸４を連結し、支持
軸１ａとブレーキ軸４とを一体に回転させ、この
ブレーキ軸４をブレーキ装置Ｂ（後に詳述する）
によつて制動するようにした基本構成となつてい
る。
前記ロール１をなすシート（紙）Ｓは、一対の
ピンチロール５Ａ，５Ｂに挾持されて引つ張られ
て前記ロール１を回転させながら巻出されてお
り、このシートＳの走行量は、該シートＳに接触
して従動回転する計尺センサ６（例えば１ミリメ
ートルに対して１パルスを出力する回転トランス
デユーサー）によつて計測されるようになつてい
る。（なお、前記ロール５Ａあるいは５Ｂ等の周
速により走行量を換算することも可能である） また、前記ブレーキ軸４の回転速度は、回転計
測センサ７（例えば軸と一体回転するロータリー
パルスジエネレーター、あるいは、光学センサ、
近接スイツチ等）によつて計測されるようになつ
ている。
ピンチロール５Ａ，５Ｂに挾持されて引つ張られ
て前記ロール１を回転させながら巻出されてお
り、このシートＳの走行量は、該シートＳに接触
して従動回転する計尺センサ６（例えば１ミリメ
ートルに対して１パルスを出力する回転トランス
デユーサー）によつて計測されるようになつてい
る。（なお、前記ロール５Ａあるいは５Ｂ等の周
速により走行量を換算することも可能である） また、前記ブレーキ軸４の回転速度は、回転計
測センサ７（例えば軸と一体回転するロータリー
パルスジエネレーター、あるいは、光学センサ、
近接スイツチ等）によつて計測されるようになつ
ている。
そして、上記各センサ６，７の測定データは、
トルク検出データ（後述するトルクセンサQSに
よつて測定されたデータ）とともに、入力インタ
ーフエイス８を介してCPU９に入力されており
（第３図参照）、該CPU９は、上記各測定データ
から時々刻々変化するロール径および加減速に対
応したシートＳの張力Ｔを演算している。さら
に、このCPU９は、出力インターフエイス１０
を介して駆動回路１１に接続され、この駆動回路
１１の出力は電空変換器１２を介して空気信号に
変換されて、ブレーキ駆動装置（例えばエアシリ
ンダ）１３に供給されている。
トルク検出データ（後述するトルクセンサQSに
よつて測定されたデータ）とともに、入力インタ
ーフエイス８を介してCPU９に入力されており
（第３図参照）、該CPU９は、上記各測定データ
から時々刻々変化するロール径および加減速に対
応したシートＳの張力Ｔを演算している。さら
に、このCPU９は、出力インターフエイス１０
を介して駆動回路１１に接続され、この駆動回路
１１の出力は電空変換器１２を介して空気信号に
変換されて、ブレーキ駆動装置（例えばエアシリ
ンダ）１３に供給されている。
次いで、第４図および第５図により、上記ブレ
ーキ装置Ｂの具体的構造を説明する。
ーキ装置Ｂの具体的構造を説明する。
このブレーキ装置の本体１４は、一方の軸受け
２のフレームにブラケツト１５を介して固着され
るもので、その中央部には、前記ブレーキ軸４を
回動自在に支持する軸受け１６，１６が軸方向に
相互に間隔をおいて設けられている。また、これ
らの軸受け１６，１６は、前記本体１４の両端に
それぞれボルト１７により固着されるフランジ１
８によつて、本体１４に脱着可能に取り付けられ
ている。
２のフレームにブラケツト１５を介して固着され
るもので、その中央部には、前記ブレーキ軸４を
回動自在に支持する軸受け１６，１６が軸方向に
相互に間隔をおいて設けられている。また、これ
らの軸受け１６，１６は、前記本体１４の両端に
それぞれボルト１７により固着されるフランジ１
８によつて、本体１４に脱着可能に取り付けられ
ている。
前記本体１４から軸方向外方（第４図右方）に
離間した位置には、ブレーキ軸４と一体回転する
一対のブレーキデイスク１９，１９が固着されて
おり、これらのブレーキデイスク１９，１９に
は、第５図に示すように、それぞれ、多数の放熱
フイン２０，２０……が突設されている。
離間した位置には、ブレーキ軸４と一体回転する
一対のブレーキデイスク１９，１９が固着されて
おり、これらのブレーキデイスク１９，１９に
は、第５図に示すように、それぞれ、多数の放熱
フイン２０，２０……が突設されている。
また、前記本体１４とブレーキデイスク１９と
の間には支持板２１が設けられている。この支持
板２１は、前記ブレーキ軸４に軸受け２２を介し
て回動自在に支持されており、この支持板２１
は、前記ブレーキ軸４から半径方向外方に離間し
た複数個所において、ボルト２３を介してブレー
キパツド２４に連結されている。また、前記支持
板２１は、前記本体１４の上部に取付け部材２５
を介して突設された弾性部材２６の先端の支持部
材２７にボルト２８を介して連結されてその回転
が規制されるようになつている。すなわち、前記
支持板２１には、上方に向けて開口する凹部２９
が設けられており、この凹部２９に前記ボルト２
８を差し込むことにより、周方向一個所でその回
転が拘束されるようになつている。
の間には支持板２１が設けられている。この支持
板２１は、前記ブレーキ軸４に軸受け２２を介し
て回動自在に支持されており、この支持板２１
は、前記ブレーキ軸４から半径方向外方に離間し
た複数個所において、ボルト２３を介してブレー
キパツド２４に連結されている。また、前記支持
板２１は、前記本体１４の上部に取付け部材２５
を介して突設された弾性部材２６の先端の支持部
材２７にボルト２８を介して連結されてその回転
が規制されるようになつている。すなわち、前記
支持板２１には、上方に向けて開口する凹部２９
が設けられており、この凹部２９に前記ボルト２
８を差し込むことにより、周方向一個所でその回
転が拘束されるようになつている。
さらに、前記弾性部材２６の表面には、歪ゲー
ジ３０が貼付されており、この歪ゲージ３０は、
軸トルクに応じた弾性部材２６の変形量を電気信
号に変換するトルクセンサQSとして機能してい
る。すなわち、前記歪ゲージ３０の電気抵抗は、
弾性部材２６の変形に応じて変化するから、この
電気抵抗を測定することにより、軸トルクに対応
した電気信号が測定されるようになつている。な
お、前記歪ゲージ３０の枚数およびその抵抗値の
測定は、例えば、互いに歪方向の異なる複数の歪
ゲージ３０を弾性部材２６に貼付し、これら複数
の歪ゲージ３０によつてブリツジを構成して該ブ
リツジの電気抵抗を測定する方法等の周知の方式
が採用される。
ジ３０が貼付されており、この歪ゲージ３０は、
軸トルクに応じた弾性部材２６の変形量を電気信
号に変換するトルクセンサQSとして機能してい
る。すなわち、前記歪ゲージ３０の電気抵抗は、
弾性部材２６の変形に応じて変化するから、この
電気抵抗を測定することにより、軸トルクに対応
した電気信号が測定されるようになつている。な
お、前記歪ゲージ３０の枚数およびその抵抗値の
測定は、例えば、互いに歪方向の異なる複数の歪
ゲージ３０を弾性部材２６に貼付し、これら複数
の歪ゲージ３０によつてブリツジを構成して該ブ
リツジの電気抵抗を測定する方法等の周知の方式
が採用される。
このように構成された張力制御装置において
は、第６図のフローチヤートに示す如き制御動作
が行なわれている。以下、このフローチヤートに
従つて制御動作を説明する。なお、以下の説明
中、Snはフローチヤート中のｎ番目のステツプ
を示すものとする。
は、第６図のフローチヤートに示す如き制御動作
が行なわれている。以下、このフローチヤートに
従つて制御動作を説明する。なお、以下の説明
中、Snはフローチヤート中のｎ番目のステツプ
を示すものとする。
S1：スタート
S2：トルクQ1を測定する。
S3：ロール１５の回転数N1およびシートＳの繰
り出し量l1を測定する。
り出し量l1を測定する。
S4：S3における測定データN1およびl1よりロール
の半径ｒを算出する。
の半径ｒを算出する。
S5：前回の測定時の回転数N0と現在の回転数N1
より、慣性モーメントにより生ずる張力を
算出する。
より、慣性モーメントにより生ずる張力を
算出する。
S6：上記各測定データより総合張力T1を算出す
る。
る。
S7：張力T1が設定張力値T0に一致するか否かの
判断を行い、一致していない場合にはS8に
進み、一致している場合にはS9に進む。
判断を行い、一致していない場合にはS8に
進み、一致している場合にはS9に進む。
S8：駆動回路１１を操作して、張力T1を設定張
力値T0に一致させるべくブレーキの制動
力を調節する。
力値T0に一致させるべくブレーキの制動
力を調節する。
S9：所定時間taを経過したか否かを判断し、該時
間taを経過したことを条件として前記S2に
戻り、S2〜S9を繰り返して、連続的に張力
制御を行う。
間taを経過したことを条件として前記S2に
戻り、S2〜S9を繰り返して、連続的に張力
制御を行う。
上記制御動作における張力Ｔの算出は下記の式
により行なわれる。
により行なわれる。
すなわち、ブレーキ軸４に生じるトルクＱは、
Ｑ＝Ｔ・ｒ±GD2（N1−N2）／375tα ……(1)
但し Ｑ：軸に加わるトルク（Kgｍ）
ｒ：巻取りロールの半径（ｍ）
Ｔ：シートのテンシヨン（Kg）
tα：加速または減速の時間（sec）
（N1−N2）：回転数の変化（RPM）
GD2：ロールの慣性モーメント（Kg・ｍ）
で与えられるから、式(1)より、
Ｔ＝Ｑ／ｒ〓GD2（N1−N2）／375tα ……(2)
が得られる。
そして、ロール１を円筒とすると、
GD2＝2πr3Wρ ……(3)
但し Ｗ：ロール１の幅（ｍ）
ρ：ロール１の比重
であるから、(2)式に(3)式を代入すると、
Ｔ＝Ｑ／ｒ〓2πr3Wρ（N1−N2）／365tα ……(4)
が得られる。（なお、上式における（＋）の符号
は加速時に適用され、（−）の符号は減速時に適
用される。） また、上記(4)式におけるロールの半径ｒおよび
回転数の変化（N1−N2）は次のようにして求め
られる。
は加速時に適用され、（−）の符号は減速時に適
用される。） また、上記(4)式におけるロールの半径ｒおよび
回転数の変化（N1−N2）は次のようにして求め
られる。
すなわち、計尺センサ６の測定値ｌ（一定時間
内のシート走行量）と回転計測センサ７の測定値
Ｎとの間には、ｌ＝2πrNの関係が成立している
から、両センサ６，７の測定値ｌおよびＮを演算
することによりロールの半径ｒが求められる。一
方、回転数の変化は、単位時間、例えば１秒毎の
回転計測センサのパルス数を計測すれば、（N1−
N2）は容易に計算可能である。
内のシート走行量）と回転計測センサ７の測定値
Ｎとの間には、ｌ＝2πrNの関係が成立している
から、両センサ６，７の測定値ｌおよびＮを演算
することによりロールの半径ｒが求められる。一
方、回転数の変化は、単位時間、例えば１秒毎の
回転計測センサのパルス数を計測すれば、（N1−
N2）は容易に計算可能である。
なお、トルクを検出する方式は上記一実施例の
ものに限定されるものではなく、シートと一体に
回転する軸のトルクを検出し得る他の方式を採用
してもよい。また、軸を制動するブレーキの構造
は上記一実施例に限定されるものではなく、軸と
一体回転する回転子（ブレーキデイスク）に固定
子を接触させて軸を制動しかつ該軸の歪を測定す
るようにした他の方式を採用してもよいのはもち
ろんである。
ものに限定されるものではなく、シートと一体に
回転する軸のトルクを検出し得る他の方式を採用
してもよい。また、軸を制動するブレーキの構造
は上記一実施例に限定されるものではなく、軸と
一体回転する回転子（ブレーキデイスク）に固定
子を接触させて軸を制動しかつ該軸の歪を測定す
るようにした他の方式を採用してもよいのはもち
ろんである。
「発明の効果」
以上の説明で明らかなように、本発明は、ロー
ル状に巻取られたシートと一体に回転するブレー
キデイスクに接触して該ブレーキデイスクの回転
を規制するブレーキパツドの回転を規制部材によ
つて規制し、該規制部材の変形量を測定して前記
ロール支持軸の軸トルクを検出するとともに、前
記ロールの回転数、および該ロールから巻き出さ
れて走行するシートの走行量を計測し、これらの
検出データを演算して紙の張力を検出するととも
に、検出された張力と設定張力とを比較して前記
ブレーキの制動力を調整するようにしたものであ
るから、シートカツター、ワインダー等の装置に
こおける増減速時にも的確にシートの張力を制御
することができるという効果を奏する。また、本
発明装置は、軸に生ずるトルクをデータとして使
用して制御を行つているから、シートを多数枚重
ねて切断するシートカツターに好適に使用され
て、従来困難とされていたシート張力の個別制御
を実現することできるという効果を奏する。
ル状に巻取られたシートと一体に回転するブレー
キデイスクに接触して該ブレーキデイスクの回転
を規制するブレーキパツドの回転を規制部材によ
つて規制し、該規制部材の変形量を測定して前記
ロール支持軸の軸トルクを検出するとともに、前
記ロールの回転数、および該ロールから巻き出さ
れて走行するシートの走行量を計測し、これらの
検出データを演算して紙の張力を検出するととも
に、検出された張力と設定張力とを比較して前記
ブレーキの制動力を調整するようにしたものであ
るから、シートカツター、ワインダー等の装置に
こおける増減速時にも的確にシートの張力を制御
することができるという効果を奏する。また、本
発明装置は、軸に生ずるトルクをデータとして使
用して制御を行つているから、シートを多数枚重
ねて切断するシートカツターに好適に使用され
て、従来困難とされていたシート張力の個別制御
を実現することできるという効果を奏する。
図面は本発明を適用してなるアンリール装置の
一実施例を示すもので、第１図は正面図、第２図
は側面図、第３図は制御回路の構成を示すブロツ
ク図、第４図はブレーキ装置を回転中心軸を含む
面で切断した断面図、第５図は回転中心軸に沿う
方向から見た部分断面図、第６図は張力制御動作
の流れを示すフローチヤートである。 １……ロール、１ａ……支持軸、４……ブレー
キ軸、６……計尺センサ、７……回転計測セン
サ、９……CPU、１３……ブレーキ駆動装置、
１４……本体、１９……ブレーキデイスク、２１
……支持板、２４……ブレーキパツド、２５……
取付け部材、２６……弾性部材、３０……歪ゲー
ジ、Ｂ……ブレーキ、QS……トルクセンサ。
一実施例を示すもので、第１図は正面図、第２図
は側面図、第３図は制御回路の構成を示すブロツ
ク図、第４図はブレーキ装置を回転中心軸を含む
面で切断した断面図、第５図は回転中心軸に沿う
方向から見た部分断面図、第６図は張力制御動作
の流れを示すフローチヤートである。 １……ロール、１ａ……支持軸、４……ブレー
キ軸、６……計尺センサ、７……回転計測セン
サ、９……CPU、１３……ブレーキ駆動装置、
１４……本体、１９……ブレーキデイスク、２１
……支持板、２４……ブレーキパツド、２５……
取付け部材、２６……弾性部材、３０……歪ゲー
ジ、Ｂ……ブレーキ、QS……トルクセンサ。
Claims (1)
- １ ロール状に巻取つた状態から引出されて走行
するシートの張力を所定の値に制御する張力制御
装置において、前記ロール状のシートと一体に回
転するブレーキ軸に固着されたブレーキデイスク
と、該ブレーキデイスクに接触して摩擦力を作用
させるブレーキパツドと、該ブレーキパツドの回
転を規制する規制部材と、前記ブレーキパツドの
回転を規制するために発生する反力を電気信号に
変換するセンサと、前記巻取りロールの回転量を
測定する回転計測センサと、前記シートの走行長
さを測定する計尺センサと、前記ブレーキの反力
を検知するセンサ、回転計測センサおよび計尺セ
ンサの測定データから前記シートの張力を演算す
るとともに、演算された張力と基準張力とを一致
させるべく前記固定子の駆動回路を操作する
CPUとからなることを特徴とする張力制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60038349A JPS61197356A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | 張力制御装置 |
| US07/113,357 US4844371A (en) | 1985-02-27 | 1987-10-23 | Apparatus for controlling tension of a sheet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60038349A JPS61197356A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | 張力制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61197356A JPS61197356A (ja) | 1986-09-01 |
| JPS647937B2 true JPS647937B2 (ja) | 1989-02-10 |
Family
ID=12522802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60038349A Granted JPS61197356A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | 張力制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4844371A (ja) |
| JP (1) | JPS61197356A (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| FI82011C (fi) * | 1989-01-04 | 1991-01-10 | Pesmel Insinoeoeritoimisto | Foerfarande och anordning foer svepning av plastfolie runt en vara. |
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