JPH03288752A - 帯状シート分割巻取装置の巻取張力制御装置 - 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、帯状シート分割巻取装置の巻取張力制御装
置に関する。

この巻取張力制御装置が適用される帯状シート分割巻取
装置は、幅の広い帯状シートを送り出しローラから送り
出し、スリッターによって複数条に分割しながら、その
分割により生じｔＣ幅の狭い帯状シートをフリクション
巻取軸の周りに巻き取るようにしｌ（形式のものである
。

また上記フリクション巻取軸は、例えば、アメリカ合衆
国特許筒４．２］８．０２９号公報、実開昭６ｉ５８４
５号公報等に開示されているような形式の巻取軸である
。即ち、これらの巻取軸は、回転駆動される中心軸を備
えており、その中心軸の外周には、複数の巻芯または複
数の巻芯支持環が回転可能にはめである。更に、この中
心軸と共に回転することができるように保持した摩擦部
材と、この摩擦部材を上記巻芯まｔｃは巻芯支持環に押
し付けて、両者間に生じる摩擦力を調節するだめの摩擦
力調節機構とを備えている。そして巻取中、摩擦力調節
機構の働きにより摩擦部材は巻芯または巻芯支持環に押
し付けられる。それによって中心軸から巻芯または巻芯
支持環へ、調節されたトルクが伝達するようになってい
る。

（従来の技術） 従来、上記形式の帯状シート分割巻取装置における巻取
張力制御装置としては、設定部に設定した巻取張力値に
基づきフリクション巻取軸の中心軸上の摩擦部材と巻芯
支持環まｔｃは巻芯との摩擦力を調節して巻取張力を制
御するものがあった。

一方、フリクション巻取軸の中心軸は、巻芯または巻芯
支持環と摩擦部材とのスリップ分を考慮して、送り出し
ローラによる帯状シート送り出し速度に相当する回転速
度より速い回転速度に調節して駆動していた。このよう
な回転速度での駆動は、単に巻芯または巻芯支持環と摩
擦部材とのスリップしろを確保するためのものであり、
巻取張力の大きさを直接調節するためのものではなかっ
た（例えば、特開昭６１−１８６６２号参照）。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上述した従来の帯状シート分割巻取装置の巻
取張力制御装置ては、次のような問題が生じる。

即ち、近年、巻き取りの業界では、生産性向上等のため
に帯状シートを、より大きな巻取半径の巻取ロールとし
て巻き取ることが要求されようになっている。特に金属
板の分割巻き取りにおいては、装置の小型化、設備コス
トの低減化の要求により、従来のような、巻取装置の上
流側にフープを設けておき、フープから巻取軸へ向かう
各々の分割帯状シートをパッドで摩擦制動して巻取張力
を制御する巻取方式に代えて、フリクション巻取軸によ
る巻取方式を採用することが必要となっている。

ところが、大きな巻取ロール半径となる巻き取りまたは
金属板の巻き取りのように巻取ロールの重量が大きくな
る場合、巻取ロール重量により、フリクション巻取軸の
中心軸と巻芯または巻芯支持環との摩擦力が大きくなる
。この摩擦力が大きくなると、摩擦部材と巻芯まｔｃは
巻芯支持環との摩擦力を零に調節しても必要以上のトル
クが巻芯に生じるようになる。こうなると、従来の巻取
張力制御装置では、巻取張力を必要な値に調節すること
ができない。

第６図はフリクション巻取軸における巻取径対トルク特
性を示す線図である。この図で、実線は巻取ロール重量
による中心軸と巻芯との摩擦力により生じる無調整のト
ルク特性を示す。図のように無調整のトルクは巻取径の
増大の従い２次曲線的に増大する。そして、仮に、破線
で示すような特性のトルクが必要になった場合、巻取張
力制御装置は、摩擦部材と巻芯との摩擦力によるトルク
を、破線で示す必要なトルクから、実線で示す無調整の
トルクを差し引いた残り分（図の斜線部に示す）に等し
くなるように調整する。しかし、無調整のトルクが、必
要な巻取トルクより大きくなると、それ以後の巻取トル
クは、少なくとも無調整のトルクとなり、従来の張力制
御装置による制御が及ばなくなるのである。そのため、
例えば−定張力、まｔこは漸減張力を生じさせるための
巻取トルクを得ようとしても、巻取径が大きくなると無
調整のトルクの影響により巻取トルクが過大になり、第
７図のように、ある巻取径を過ぎると巻取張力が巻取途
中で増大する結果となる。しかし巻取張力は、一般には
巻取ロール半径が増大するにつれて漸減させることが必
要である。

それゆえ、従来、フリクション巻取軸を用いた巻取装置
では、巻取張力制御装置の制御可能な範囲内で巻き取り
を行うようにしていた。そして、例えば金属板の分割巻
き取りのように巻取ロールの重量が大きくなる巻き取り
の場合、巻取軸としてフリクション巻取軸が使用されな
かったり、フリクション巻取軸を使用したとしても、過
大な巻取張力が生じるので品質の良い巻取ロールを得る
には十分でなかっｔこ。

この発明は、巻取ロール重量によりフリクション巻取軸
に生じる無調整のトルクが、必要な巻取トルクより大き
くなっても、巻取張力が設定巻取張力に対し漸増するの
を避けることができる帯状シート分割巻取装置の巻取張
力制御装置を得ることを目的としている。

（課題を解決するｔこめの手段） 上記目的を達成するために、本発明は、幅の広い帯状シ
ートを送り出しローラから送り出し、スリッターによっ
て複数条に分割しながら、その分割により生じた幅の狭
い帯状シートをフリクション巻取軸上の巻芯の周りに巻
き取る帯状シート分割巻取装置の巻取張力制御装置にお
いて、上記フリクション巻取軸の中心軸を回転駆動する
可変速駆動機構の速度制御装置と、上記幅の狭い帯状シ
ートの巻取張力検出部と、上記幅の狭い帯状シートの巻
取張力設定部と、上記巻取張力検出部からの巻取張力検
出信号及び上記巻取張力設定部からの巻取張力設定信号
を受け、上記巻取張力検出信号と上記巻取張力設定信号
との差が無くなるように上記速度制御装置へ上記中心軸
の回転駆動速度信号を出ず速度制御部とを備えることを
特徴とする。

まｔこ、幅の狭い帯状シートの巻取張力検出部の代わり
に巻取トルク検出部を備え、幅の狭い帯状シートの巻取
張力設定部の代わりに巻取トルク設定部を備えてもよい
。

（作用） 速度制御部は、フリクション巻取軸の中心軸の回転速度
を、巻取張力検出信号と巻取張力設定信号とを比較して
、両者の差に信号に基づき、巻取張力検出信号の方が太
きければ可変速駆動機構の回転速度を小さくするように
、また巻取張力検出信号の方が小さければ可変速駆動機
構の回転速度を太き（するように回転駆動速度信号を修
正して出力する。

なお、フリクション巻取軸が、その中心軸と巻芯とのス
リップ速度の変化如何にかかわらず中心軸から巻芯へ伝
達されるトルクは変化しない理想的な特性を有している
場合には、巻取張力は、中心軸の回転速度が変化して巻
芯または巻芯支持環と中心軸とのスリップ速度が変わっ
ても変わらない。まｔとフリクション巻取軸上に一斉に
巻き取られる各巻取ロールの半径は完全に均一ではなく
、中心軸と巻芯との間にスリップがなければ各巻取ロー
ルの巻取張力に差が生じる。

しかし、実際にはフリクション巻取軸は、前に述べたよ
うな理想的な特性を持っているのではないこと、また巻
取ロールの回転速度（巻取ロール周速）と、送り出しロ
ーラによる帯状シートの送り出し速度との速度差の大き
さは、巻取張力の大きさに比例すること、各巻取ロール
の巻取張力に差が生じると、その張力差が巻取ロールの
半径を均一化するように働くこと、また巻取ロールには
慣性があり速度変動等を平均化すること、そしてこの発
明では巻取張力を検出してフィートバック制御すること
により、中心軸の回転速度は、検出巻取張力が設定した
巻取張力となるよう時々刻々訂正されること等が互いに
影響し合い、実際の巻き取りでは、巻取不良をきたすよ
うな大きい誤差を生しないで所要の巻取張力が得られる
ぜ〕のと考えられる。

（実施例） 実施例１を第１図ないし第４図に基づいて説明する。第
１図は帯状シート分割巻取装置の巻取張力制御装置を示
す。第１図の帯状シート分割巻取装置において、図示し
ない原反ロールから巻き戻された幅の広い帯状シート１
は、送り出しローラ２から送り出され、スリッター３に
より分割されて、複数条の幅の狭い帯状シート４（以下
分割帯状シートという）になる。そして、その分割帯状
シート４は、左右のフリクション巻取軸５．５へ交互に
振り分けられ、そのフリクション巻取軸５に装着されｔ
こ個々の巻芯６の周りに巻き取られて巻取ロール７とな
る。

送り出しローラ２は、送り出し用可変速モータ８により
回転駆動される。そして送り出し用可変速モータ８の回
転速度即ち帯状シートの送り出し速度は、速度設定器９
からの速度設定信号に基づき速度制御装置１０により制
御される。

フリクション巻取軸５は、この実施例の場合、第２図に
示すように可変速モータ】１により回転駆動される中心
軸１２と摩擦力調節機構１３とを備えている。中心軸１
２の外周部には円筒状の巻芯６及び円筒状のスベーザ１
４がスリップ回転可能に交互にはめである。摩擦力調節
機構１３は中心軸１２の一端を支持する支持軸１５に取
り付けてあり、例えば特開昭６１−１８６６２号公報の
第８図に示されているような構造になっている。

そして中心軸１２上の摩擦部材１６をその中心軸１２の
長手方向に押して、各巻芯６及びスベーザ１４全体を中
心軸１２の他端近（の大径部分１７に押しつけ、各巻芯
６及びスペーサ１４相互間に摩擦力を生じさせる。この
摩擦力は、摩擦トルク制御装置１８の制御信号を電気流
体圧変換器１９により流体圧に換えて摩擦力調節機構１
３に供給することにより調節される。支持軸１５及び摩
擦力調節機構１３は、巻取ロール７を取り外すとき中心
軸１２から離脱するようになっている。この場合、巻芯
の着脱は容易であり、まｔこ帯状シートの分割幅の多様
な変更に対しても簡単に対処できる。

第１図において、２０は巻取張力検出部、２１は巻取張
力設定部、２２ば速度制御部、２３は速度制御装置であ
る。なお、左右のフリクション巻取軸５，５について巻
取張力制御装置は夫々同様に構成されるので、右側のフ
リクション巻取軸５についての巻取張力制御装置の説明
は省略する。

巻取張力検出部２０は、スリッター３とフリクション巻
取軸５の間の分割帯状シート通路に設けた張力検出ロー
ラ２４に、分割帯状シート４の巻取張力により作用する
力を公知の手段で電気信号に変換して検出し、その電気
信号を巻取張力検出信号として速度制御部２２へ出力す
る。

第３図は、この実施例における巻取張力設定部２１をブ
ロック線図で示している。この場合、巻取張力設定部２
１は巻取張力演算回路２５と、これに所要の巻取量対巻
取張力特性に基ず（巻取張力のパターンを設定する設定
装置２６とを備えて１］ ２ いる。この設定装置２６は、巻取張力演算回路としてア
ナログコンピュータを採用する場合には、可変抵抗器等
、デジタルコンピュータを採用する場合には、例えばＣ
ＲＴデイスプレィ装置に巻取量対巻取張力特性のパター
ンを表示しなから牛ボードやマウス等により設定操作す
る形式のものを用いればよい。そして巻取張力演算回路
２５には、この設定装置２６から、所要巻取張力バタン
を得るための設定値信号が人力される。更に、公知の巻
取量検出装置２７から巻取量の検出信号が入力される。

この場合、巻取量は巻取ロール半径として検出されてい
る。そして巻取張力演算回路２５は入力された設定値信
号と巻取量検出信号とにより、設定されｔこ巻取量カバ
ターンに基づく巻取張力値を巻取量の変化に従い刻々演
算し、その電気信号を、巻取張力設定部２１の巻取張力
設定信号として速度制御部２２へ出力する。

第４図は速度制御部２２をブロック線図で示している。

速度制御部２２は、比較部２８と、回転数演算回路２９
と、駆動速度調節回路３ｏと、増幅回路３１とを備えて
いる。

比較部２８は、巻取張力検出部２０からの巻取張力検出
信号と、巻取張力設定部２１からの巻取量力演算回路と
を受けて両信号を比較して、その差の信号を駆動速度調
節回路３０へ出す。

回転数演算回路２９は、巻取量検出装置２７からの巻取
量検出信号即ち巻取ロール半径信号と、公知の送り出し
速度検出装置３２からの送り出し速度信号とを受は入れ
、検出した送り出し速度を巻取ロール半径で除算して、
巻取ロール７の回転速度に相当する信号を駆動速度調節
回路３０へ出す。

駆動速度調節回路３０は、比較部２８からの信号を適当
する大きさに変え、その信号と回転数演算回路２９から
の信号とを加え合わせて、可変速モータ１１により訂正
動作が行われるようにするｆコめの信号に調整し、増幅
回路３１へ与える。増幅回路３１に与えられた信号は、
その増幅回路で増幅されて回転駆動速度信号となる。そ
して増幅回路３１は、この回転速度信号を速度制御部２
２の出力信号として速度制御装置２３へ出力する。

速度制御装置２３は、可変速モータ１１の速度制御方式
に応じて用いられる公知の速度制御装置であり、速度制
御部２２から出力された回転速度信号によって指令され
る回転速度になるように可変速モータ１１の出力軸の回
転速度を制御する。

なお、速度制御装置２３には、制御精度を高めるために
、出力軸の回転速度を検出してフィードバック制御する
回路を設けることが望ましい。また、回転数演算回路２
９ては、帯状シートの弾性係数、厚さ、幅及び巻取張力
設定値を人力することにより、巻取張力設定値に基づく
巻取張力を得るｔζめの巻取ロール７の回転速度を１８
密に演算するようにしてもよい。まｔこ、駆動速度調節
回路３０では、比較部２８からの信号を、送り出し速度
を巻取ロール半径で除算した値に比例する信号に変えて
回転数演算回路からの信号に加え合わせるようにしても
よい。また、この実施例の場合、フリクション巻取軸５
の摩擦トルク制御装置１８は第３図の巻取張力演算回路
２５から巻取張力設定信号と、巻取量検出装置２７から
９巻取量検出信号とを受は入れ、設定しｔこ巻取張力に
相当するトルクを得るために必要な流体圧を巻取量の変
化に従い演算して制御信号を出している。

実施例２を第５図に基づいて説明する。

この実施例ては、実施例１における巻取張力設定部２１
に代えて巻取トルク設定部３３を備えており、また実施
例１における巻取張力検出部２０に代えて巻取トルク検
出部３４を備えている。

巻取トルク設定部３３には、所要の巻取量対巻取張力希
゛性の代えて所要の巻取量対巻取トルク特性に基ずく巻
取トルクパターンが設定される点、及び巻取トルク検出
部３４は、可変速モータ１１から中心軸Ｉ２への動力伝
達機構中に、例えば特開昭６１−１８６６２号公報に開
示されているようなトルク検出機構を設けて、中心軸１
２に伝達されるトルクを巻取トルクとして検出している
点が実施例１と相違している。このようにすれば、巻取
ロールの品質を巻取量対巻取トルク特性て把握して巻き
取りを行う場合に都合がよい。また帯５ ６ 状シートに直接接触することなくフィードバンク制御が
てきる。

以上、二つの実施例について説明したが、その実施態様
は設計条件により設計者の公知技術により多様に変化し
得るものである。

例えば、帯状シート分割巻取装置は、分割した帯状シー
トを上下に振り分けて巻き取る形式、送り出しローラの
真下にスリッターが設けてあり、スリッターの左右斜め
下方にフリクション巻取軸が設けである形式、あるいは
分割しｔこ帯状シートを振り分けない形式、タッチロー
ラを備えている形式、巻取軸を固定位置に支持する形式
、巻取軸揺動腕まｔζはスライドする支持体により支持
する形式等であってもよい。また帯状シートは、金属の
薄板、プラスチックフィルム、紙等の帯状桐材を意味す
る。

まｔと、フリクション巻取軸は、実施例１に示したもの
に限らず、例えば特公昭５５−３７４．６１号公報の第
１図のような形式、まｔζζ全公報第３図等に示される
ように、巻芯支持環の外周に巻芯を支持する形式、摩擦
部材を中心軸から半径方向へ押し上げる形式を採用し得
る。中心軸の外周にはめる巻芯または巻芯支持環の数は
当然巻取仕様に応じて変わり得る。また摩擦部材を巻芯
または巻芯支持環に押し付ける力が巻取中に一定に保型
れるものてもよい。

また、送り出しローラとしてニップローラ、Ｓラップロ
ーラ等を用いることがてきる。

また、フリクション巻取軸の中心軸を駆動する機構は、
特開昭６１−１８６６２号公報第１２図に開示されてい
るように送り出しローラを駆動するモータの伝動経路を
分岐させ、無段変速機構を介して中心軸に動力を伝え、
その無段変速機構の変速比を制御するようにしｔこもの
でもよい。この場合、速度制御装置は無断変速機構の変
速比を制御部からの信号に基づいて調節する機構となる
。

また、巻取張力検出部による巻取張力の検出は振り分は
片側ごとに張力検出ローラを設けて行うようにしてもよ
いし、中心軸への伝動トルクを検出して、そのトルク検
出信号と巻取ロール半径検高信号に基づき巻取張力を演
算してフィードバックするようにしてもよい。また巻取
張力検出部の張力検出値を巻取トルクに換算して巻取ト
ルク検出信号としてもよい。

本発明の巻取張力制御装置は、巻き始めから巻き終わり
まで巻取張力を制御するとは限らない。

例えば、巻き初めの巻取ロール重量が小さいときには、
従来の巻取張力制御装置を用い、巻取ロル重量が大きく
な−）だとき、従来の巻取張力制御装置から本発明の巻
取張力制御装置に切り替えて巻取張力を制御するように
してもよい。

速度制御部は、フィードバック制御系が具合よく制御動
作するように、巻取張力検出値と巻取張力設定値との差
の動作信号を調節することができれば実施例１に示しｔ
とものに限定されるものではない。

（発明の効果） 本発明では、巻取張力または巻取トルクを検出し、その
設定値と比較して得た動作信号に基づき中心軸の回転速
度を自動制御することにより巻取張力または巻取トルク
の制御を行うようにしｔこ。

それによって、巻取ロール重量によりフリクション巻取
軸に生じる無調整のトルクが、必要な巻取トルクより大
きくなっても、巻取張力が設定巻取張力に対し漸増する
のを避けることができｔこ。そして、この発明に係る巻
取張力制御装置を適用した帯状シー　ト分割巻取装置で
は巻取ロールの歩留まりが太幅に良くなっｔ（。

まｔこ、この発明に係る巻取張力制御装置を用いれば、
従来、巻取ロール重量増大による無調整のトルクが影響
して中心軸上の各巻芯の位置に応じトルクの誤差が大き
いため、余り使用されなかった形式のフリクション巻取
軸を使用することができるようになる。例えば中心軸の
長手軸線方向に巻芯まｔコは巻芯支持環を加圧して、そ
れら各巻芯または各巻芯支持環の端面に摩擦力が生じる
ようにした簡素な機構のフリクション巻取軸を採用し得
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１に係る帯状シート分割巻取装置９ ０ 置の巻取張力制御装置の説明図、第２図はフリクション
巻取軸部分の説明図、第３図は巻取張力設定部のブロッ
ク線図、第４図は速度制御装置のブロック線図、第５図
は実施例２に係る帯状シート分割巻取装置の巻取張力制
御装置の説明図、第６図はフリクシジン巻取軸における
巻取径対トルク特性を示す線図、第７図は従来の巻取張
力制御装置により巻取張力を制御しｔコ場合の巻取張力
と巻取量の関係を示す線図である。 ■　・幅の広い帯状シート、２　送り出しローラ、３・
スリッター、４　分割帯状シート、５　フリクション巻
取軸、６・巻芯、７−・巻取ロール、１〇−速度制御装
置、１１　可変速モータ、１２中心軸、１３　摩擦力調
節機構、１６−摩擦部材、１８・摩擦トルク制御装置、
２０・巻取張力検出部、２１−巻取張力設定部、２２　
速度制御部、２３・速度制御装置、３３−巻取トルク設
定部、３４・巻取トルク検出部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）幅の広い帯状シートを送り出しローラから送り出
   し、スリッターによって複数条に分割しながら、その分
   割により生じた幅の狭い帯状シートをフリクション巻取
   軸上の巻芯の周りに巻き取る帯状シート分割巻取装置の
   巻取張力制御装置において、上記フリクション巻取軸の
   中心軸を回転駆動する可変速駆動機構の速度制御装置と
   、上記幅の狭い帯状シートの巻取張力検出部と、上記幅
   の狭い帯状シートの巻取張力設定部と、上記巻取張力検
   出部からの巻取張力検出信号及び上記巻取張力設定部か
   らの巻取張力設定信号を受け、上記巻取張力検出信号と
   上記巻取張力設定信号との差が無くなるように上記速度
   制御装置へ上記中心軸の回転駆動速度信号を出す速度制
   御部とを備えることを特徴とする帯状シート分割巻取装
   置の巻取張力制御装置。
2. （２）請求項（１）記載の幅の狭い帯状シートの巻取張
   力検出部の代わりに巻取トルク検出部を備え、請求項（
   １）記載の幅の狭い帯状シートの巻取張力設定部の代わ
   りに巻取トルク設定部を備えた帯状シート分割巻取装置
   の巻取張力制御装置。