JPS594559A - ウエブ巻取装置 - 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】 本発明はツードラムワインダ、シングルドラムワインタ
、抄紙機用リール及びセンタワインダ等の各種巻取機に
適用可能なウェブ巻取装置に関するものである。

ウェブ巻取機（以下ワインダと称す〕に於いて・巻取ロ
ールの硬さをフントロールすることが品質コントロール
上重要であることは、従来より関係業界ではよく知られ
ていることである。

第７図に従来の最も代表的なワインダの概略図を示す。

また巻き硬さをコントロールする上で、運転張力、ワイ
ンダドラムの駆動トルクの比率、ワインダドラムと巻取
ロール接触部に形成されるニップ圧の三要素をコントロ
ールすることが有効であることも、公知の事項である。

一般に運転張力を増加させること、第１ワインダドラム
（１）に対して第１ワインダドラム（２）の駆動トルク
を増加させること、およびニップ圧を増加させることは
、いづれも巻き硬さを増加させる上で効果があることは
分っている。そこで近年運転張力、ワインダドラム駆動
トルク比、ニップ圧の増減を、巻取径の増加と関係させ
て自動的に変化させる装置が各種開発されてきた。

なお・第１図の（３）は巻戻ロール、（４’）ハベーパ
ロール、（、ｌｔ）はスリッタ、（６）はコア、（ワ）
は巻取ロール、（ｇ）はライダロールである。

さて例えば第２図に示す如く、巻径の増加に伴ってニッ
プ圧及びドラムトルク比を変化させることは、マイクロ
（ミニ〕コンピュータを使用した電気制御方式で既Ｇこ
開発されている。

しかしこの場合の欠点は、いかにそれぞれの変化カーブ
を設定するかということに対し、オペレータＧこ有効な
判断データが与えられていないということにある。従っ
てオペレータは巻上ったロールの表面硬度を測定して得
られたデータ等を手掛りにコントロールカーブを設定し
ているが、ロール外周部から得られるデータだけで巻取
ロール内部の構造特性を判断することは不完全であった
。つまり従来の最も進んだニップ圧制御方式およびトル
ク負荷分担比制御方式等を採用しても、オペレータは完
全な巻き硬さ制御を行なうことは不可能であった。

本発明は、直接検出できない状態量であるワインダで巻
取るロール内部の張力変化を、オペレータに情報として
与え得ることを目的とするもので・巻取ロールと接触す
る全駆動ロールを速度制御方式で駆動して各ロールに速
度差制御すること、及び巻戻し長と巻取り長号検出する
ことで巻取張力が検出できることによって、巻取りロー
ルの硬さをＣＲＴ等の表示装置でオペレータに明示でき
るようにしたウェブ巻取装置を提供せんとするものであ
る。

以下本発明の実施例を図面について説明すると、第３図
は本発明を実施した最も代表的なツードラムワインダに
於ける巻取ロール径の検出機構、巻取長さ検出機構、巻
き戻し長（あるいは径）、及びライダロール荷重量検出
機構を示す。

先ず巻取ロール径の検出について説明すると、第３図（
イ）のコアチャック（９）の機能は周知のもので、巻取
ロール（７）の紙芯（コア〕（乙）を両側（操作側及び
駆動側）から押付けるものである。コアチャック装置の
回転数は巻取ロール（７）の回転数と同一であることは
明らかであり、その軸端に反射テープ（／のを貼って光
電管（／／）で検出すれば回転数が測定され、第１、第
コドラムロール（／２）　（／３）の回転数信号と合わ
せて演算処理を行なえば、巻径を知ることは容易である
。

また他方式としては、ライダロール（Ｉｔ’）　ヲＩＢ
　下ケチいるローラチェン（／Ｚ）も連動し、チェーン
ホイール（／Ｓ）が回転する。チェーンホイール（Ｂ）
の回転を、プーリー軸（／Ａ）に連結されたロータリエ
ンコーダ（／７）　Ｉｔこ伝える機構を設けることによ
って、巻径の変化をロータリエンコーダ（／７）から発
するパルス信号で検出し、演算処理を行なうことで巻径
を知ることができる。

次に巻取長の検出について説明すると、ワインダドラム
の回転数を第１ドラムロール（ｉｓ）に取付ケたパルス
ジエイ・レータ（／＆）にてパルス信号として検出し、
演算処理を行なうことで巻長さを知ることができる。本
方式は公知の事実として一般に知られている。なお、（
１ｇａ）は第コド（１３） ラムｏ　−／ｌ／　％に取付けたパルスジェネレータで
ある。

また巻戻し長（巻戻し径）の検出について説明すると、
第３図（ロ）のペアロントロール（１９）の周速を測定
する方式については業界で良く知られているが、テンシ
ョン制御方式がＤＣモータ（〃〕の場合は第３図（ハ）
の如く駆動軸に、またエアブレーキの場合には第３図（
ニ）の如くドラムロール（２／）　Ｇこ、それぞれパル
スジエイ・レータ（，２Ｊを取付けることでペアロント
ロール（／９）の周速が検出できる。更Ｇこペアロント
ロール（／９）　ノ回転数と紙厚の関係を演算処理する
ことで、巻戻し長及び巻戻し径を知ることができる。

次にライダロール荷重量検出及びニップ圧検出について
説明すると、第３図（イ）のライダロール（ｇ）の荷重
量を直接測定する方式については、従来ではシリンダ（
２３〕の油圧力値と機械的寸法から換算して荷重量を推
定していたが、直接にライダロールＣｇ）にロードセル
（２の等を取付けることによって、実際の荷重量を知る
ことができる。また巻取ロール（７）と駆動ロールと接
触するニップ圧（２幻は、ライダロール（ｇ）の荷重量
と紙の密度、巻取ロール径及び機械的寸法を演算処理す
ることで実際の値を知ることができる。

次に第１、第コドラムロール駆動方式について説明する
と、第１ドラムロール（／す及び第コドラムロール（／
３）の駆動方式については、従来では第７図（イ）に示
す如く第１ドラムロール（／ａ）は速度制御方式（ム）
とし、第２ドラムロール（／３）は第１ドラムロール（
／λ）の負荷電流を基準として両ロール間のトルク比率
が自由に調節できる電流制御方式（ユタ）をとっている
が、具体的に両ロールの負荷分担比率を決めることは困
難であった。なお、第７図のＣＴは電流検量器、Ｍは電
動機、ＰＬＧはパルスジェネレータ、ＦＤＣは周波数電
圧変換器、ＡＶＲは自動電圧制御方式を示す。

本発明方式では第３１Ｍ（イ）Ｇこ示す如く、第７ドラ
ムロール（／、２）及び第一ドラムロール（／３）は、
それぞれ速度制御方式（ム）を採用することによって、
コロール間の速度差制御が可能となり・巻取り長と巻戻
し長の偏差値を自由に調節できる。またそれぞれの駆動
モータの負荷電流を測定することで・巻取ロール（り）
の硬さの度合を推定することができる。

次Ｇこライダロール駆動方式について説明すると、ライ
ダロール（＆）の駆動方式については、従来では第弘図
（ロ）に示す如く第１ドラムロールの速度を基準とした
電圧制御方式ｒ）ｇ、）を採用しているが、巻取ロール
（７）の周速制御を確実に行なう為に、本発明方式では
第Ｓ図（ロ）に示す如く速度制御方式（コ乙〕を採用し
ている。また負荷電流から巻き硬さの度合を推定するこ
とができる。

次に巻取張力の検出について説明すると、第６図に示す
如くある一定時間内での巻戻し長と巻取長を考察すると
、下記の（１）式、（，２）式からそれぞれ応力、テン
ション値が算出量きる。また実際に使用している巻取紙
からサンプルを取り１」３シて、第７図に示す歪−テン
ション図から巻取張力を知ることができる。なお、第３
図（イ）のロードセル（λ９）から検出されるシートテ
ンション値で補正をかければ、より真値に近い値を知る
ことができる。従って巻取径Ｇこ応じた巻取張力値を、
ＣＲＴ等の表示装置に表示すれば、オペレータは巻取製
品の内部状態を巻取張力値から容易Ｇこ知ることができ
る。

ここで σ一応力（ｋｇ／イ） Ｅ−ヤング率（ｋｇ　／ｍ２） Ｌ、△Ｌ−第６図（イ）（ロ）の紙の長さくｍ）とする
と、一般的に知られている次の（１）式が成り立つ。

（１）式の両辺Ｇこ紙幅Ｂ（ｒｎ）を掛けると、となり
、テンション値Ｔが算出でき、巻取り張力が推定できる
。

さて第３図に示す如く、コンピュータシステムに機械及
び電動機仕様、巻取製品仕様及びペアロントロール紙の
情報を初期設定し、運転中にペアロントロール周速信号
発信器、第１、第一ドラムロール及びライダロール周速
信号発信器、第１、第一ドラムロール及びライダロール
負荷電流信号発信器、巻取ロール周速信号発信器、シー
トテンション検出信号発信器、ライダロール荷重量信号
発信器、及びライダロール油圧（空圧）系シリンダ圧を
入力情報として読み込み、前述のように演算処理をすれ
ば、巻取径と巻取張力値を出力として取出すことができ
、巻取張力調整要素としてのライダロール荷重量、第１
、第一ドラムロール及びライダロール速度設定、及びシ
ートテンション値を最良の状態に設定することが可能と
なる。

また第９図（イ）（ロ）（／′９はＣＲＴ上のディスプ
レイであり、マイクロコンピュータのプログラムによっ
ていずれも可能である。

以上詳細に説明した如く本発明は構成されているので、
オペレータに巻取ロール内部の硬さ情報を提供すること
にとどまらず、最適な巻取り張力制御の方式を確立する
ことで、巻取ロールの高品質化に多大の効果を与える。

また本発明は、機械装置（電動機関係も含む）から巻取
制御に必要なあらゆる情報を測定し、その信号をコンピ
ュータで処理することで巻取ロールの張力値を知ること
が基本となり、巻取機の形式にかかわらず一定時間毎の
巻き戻し長と巻取り長、巻取りロールに接触する駆動ロ
ールの負荷電流（）ルタ〕、及びライダロールの荷重量
を検出できれば、適用可能であることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のウェブ巻取機の代表的な例を示す側面図
、第ＪＬ（イ）は従来の巻取ロール径ト、ワインダドラ
ムトルク負荷分担比の関係を示す線図、第一図（ロ）は
従来の巻取ロール径とワインダドラム上ニップ圧との関
係を示す線図、第３図（イ）は本発明の実施例を示すウ
ェブ巻取装置の側面図、第３図（ロ）は同巻戻し長の検
出を説明するベアロントロールの側面図、第３図（ハ）
←）ｃ′ｉそれぞれ同（ロ）のベアロントロールの周速
を検出するための機構の説明図、第り図（イ）は従来の
ドラムロール駆動方式の回路図、第９図（ロ）は従来の
ライダロール駆動方式の回路図、第Ｓ図（イ）は本発明
の実施例を示すドラムロール駆動方式の回路図、第Ｓ図
（ロ）は同うイダロール駆動方式ノ回路図、第６図（イ
）はアンワインダで巻戻した紙のつた紙の長さを示す説
明図、第７図は巻取紙の歪と張力との関係を示す線図、
第ｇＩＥ４はコンピュータシステムに各種情報を入力し
て演算処理し、巻取径と巻取張力値を出力として取量す
ことを示すブロック図、第９図（イ）（ロ）（ハ）は巻
取径とテンション値、負荷電流、ニップ圧との関係をそ
れぞれ示す線図である。 図の主要部分の説明 乙・・・紙　芯　　　　　　７・・・巻取ロールｇ・・
・ライダロール　　　１０・・・反射テープ／ハ・・光
電管　　／、２．／、？・・・第１、第λドラムロール
／７・・・ロータリエンコーダ　７ｇ・・・パルスジェ
ネレータ２’ｌ・・・ロードセル　　　　８−　　速度
制御方式特許出願人　　三菱重工業株式会社 馬１図 １ 吊２図 巻取ロール猾　（ｍｙｕ） １８ 篤３図 （ロ） 壓４図 （イン （ロ） （ロ） 馬６図 （イ） （ロ） 張 カ に重 □歪

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一定の巻戻し長毎に対応する巻取り長を、予め与えられ
   た目標値と比較して偏差が零になるような出力信号を、
   ライダロール荷重量制御系、巻取ロールと接触するロー
   ル間速度差制御系、及び運転張力制御系に与えることで
   構成された巻き硬さ制御システムを含むことを特徴とす
   るウェブ巻取装置。