ウエブ巻取り方法およびウエブ巻取り装置
【課題】ロール状ウエブの巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等の発生を安価かつ効果的に防ぐ。
【解決手段】巻取りコア３０のコアＢにウエブＡを巻取らせている間、巻取りコア３０の周方向速度ｓを計測するエンコーダー５１に絶えず、情報処理装置５２へ向けて周方向速度ｓに対応するパルス周波数ｗを発信させ、情報処理装置５２において、受信したパルス周波数ｗと、前回受信したパルス周波数ｗとの違いから、巻取りコア３０の位置すべき位置を決定させ、上下動装置５３に巻取りコア３０の位置すべき位置への移動を実行させて、巻取りコア３０の位置を精密に制御する。
【解決手段】巻取りコア３０のコアＢにウエブＡを巻取らせている間、巻取りコア３０の周方向速度ｓを計測するエンコーダー５１に絶えず、情報処理装置５２へ向けて周方向速度ｓに対応するパルス周波数ｗを発信させ、情報処理装置５２において、受信したパルス周波数ｗと、前回受信したパルス周波数ｗとの違いから、巻取りコア３０の位置すべき位置を決定させ、上下動装置５３に巻取りコア３０の位置すべき位置への移動を実行させて、巻取りコア３０の位置を精密に制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等が発生することなく、ウエブを巻取りコアの周りに連続してロール状に巻取ることが可能なウエブ巻取り方法およびウエブ巻取り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
長尺なウエブをコアの周りに連続してロール状に巻取る技術では、ロールの巻太り等に伴って、巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等が発生するという問題がある。このような問題を解決するため、従来から下記特許文献１〜４に開示されるような様々なアプローチが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−５３２５３号公報
【特許文献２】特開２００４−６７３６７号公報
【特許文献３】特開２０００−４４１１７号公報
【特許文献４】特開平５−１８６１１５号公報
【０００４】
特許文献１では、巻取ローラを通常の巻取り速度で回転させるのに先立ち、一定期間だけ通常の巻取り速度よりも遅い速度で巻取ローラを回転させる制御手段を備え、巻出し初期の巻取ローラのウエブ巻取り径を算出し、この巻取り径に基づいてウエブ巻取りを通常の巻取り速度まで加速回転させることで、ウエブの破断やしわの発生、巻取り不良を抑えて、ウエブの高速巻取りを安定して行うことができるウエブ巻取装置に係る発明が提案されている。
【０００５】
特許文献２では、巻取りロールの半径と外周速度から最適な押圧力を算出し、巻取ロールの外周を押さえる押さえロールに適時適切な押圧力を与え、巻取りロール内の気泡や巻ずれやしわを防止するフィルム類巻取り装置および巻取り制御方法に係る発明が提案されている。
【０００６】
特許文献３では、巻取り対象がウエブではなく、ビードワイヤであるものの、搬送手段と巻取り手段との間に製品部材をストックするストック手段を設け、このストック手段にストックされる製品部材の変化率を算出し、この変化率から巻取り径を算出して巻取り回転速度を制御し、製品部材の品質に悪影響を及ぼさないようにした軸巻取り装置及び軸巻取り装置の軸巻取り制御方法に係る発明が提案されている。
【０００７】
特許文献４では、ロール状長尺帯の直径を検出する検出直径情報に応じて巻取りコアを上昇させるコア上昇制動手段をマイクロプロセッサーによって制御すること、具体的には、直径の小さな巻始めの段階では、ロール状長尺帯が密になるようにドラムに押しつけ気味に、直径が大きくなった段階では、重さによってドラムとの接面が変形しないように且つ接触を保つ範囲で若干浮し気味に、それぞれコア上昇制動手段をマイクロプロセッサーによって制御するようにし、高速でも巻崩れを起こさないように巻取れるようにした低摩擦長尺帯の巻取り機に係る発明が提案されている。
【０００８】
このほか、コアの周りに連続してロール状に巻取ったウエブの重さ（坪量）から、ロール状長尺帯の直径を検出し、この検出情報に応じてコアをマイクロプロセッサーによって制御して上昇させるアプローチ等も知られている。また、例えば、図４に示すように、長尺なウエブＡを巻取りコア３０の周りに連続してロール状に巻取る汎用性の高いアプローチとして、巻取りコア３０の巻太りとともに上下動するチェーン４１に噛み合うスプロケット又はチェーンホイール４２にセンサー４３を配置し、このスプロケット又はチェーンホイール４２の動きから巻取りコア３０を制御して上昇させる技術も知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記特許文献１〜４や、その他で提案されているようなアプローチ以外にも、巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等が発生することを防止する手段が整備されることは、品質向上の観点から好ましい。特に、上記特許文献１〜４に提案されているアプローチでは、コアを含め各構成要素にそれぞれ動力を付与する必要がある等、設備に相当の投資を要するという問題がある。さらに、所定の巻き径までのものを対象としていて、この所定の巻き径を超えると巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等の発生を抑えづらいという問題もあった。また、コアの周りに連続してロール状に巻取ったウエブの重さ（坪量）から、ロール状長尺帯の直径を検出するアプローチでは、ウエブの重さ（坪量）にある程度のバラツキがあるため、コアの位置制御を精密に行うことが困難であり、スプロケット又はチェーンホイールにセンサーを配置して制御するアプローチも、コアの位置制御の精度向上に限界があるという指摘があった。
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑み提案され、ウエブを巻取りコアの周りに連続してロール状に巻取る際に、巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等が発生することを防止する新たなアプローチとして、特に、巻取ったロール状ウエブが大径になっても、すなわち、巻き径に制限をなくしても巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等が発生することを防止することができ、低コストで達成することが可能なウエブ巻取り方法およびウエブ巻取り装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、ウエブを連続的に引き出す引出しドラムと、この引出しドラムと平行に並設され、前記ウエブを送る送りドラムと、この送りドラム、前記引出しドラムの両ドラム上で前記ウエブを介して回動させられることで周囲に前記ウエブが巻付く巻取りコアとを用いて、前記ウエブを前記巻取りコアで巻取るウエブ巻取り方法であって、回動させられている前記巻取りコアの周方向速度から、前記巻取りコアに巻付いた前記ウエブの直径を算出し、この算出した前記ウエブの直径に基づいて、所定位置に前記巻取りコアを移動させることを特徴とする。
【００１２】
上記ウエブ巻取り方法では、回動させられている巻取りコアの周方向速度をパルス周波数に変換し、このパルス周波数から巻取りコアに巻付いたウエブの直径を算出し、この算出したウエブの直径から巻取りコアの所定位置への移動に必要な仕事量を換算し、この換算した仕事量に基づいて巻取りコアを所定位置に移動させることが好ましい。
【００１３】
また、本発明は、ウエブを連続的に引き出す引出しドラムと、この引出しドラムと平行に並設され、前記ウエブを送る送りドラムと、この送りドラム、前記引出しドラムの両ドラム上で前記ウエブを介して回動させられることで周囲に前記ウエブが巻付く巻取りコアとから構成され、前記ウエブを前記巻取りコアで巻取るウエブ巻取り装置であって、回動させられている前記巻取りコアの周方向速度から、前記巻取りコアに巻付いた前記ウエブの直径を算出し、この算出した前記ウエブの直径に基づいて、所定位置に前記巻取りコアを移動させる制御機構を備えることを特徴とする。
【００１４】
特に、上記制御機構は、巻取りコアに接続され、巻取りコアの周方向速度をパルス周波数に変換して発信する計測手段と、発信されたパルス周波数を受信し、巻取りコアに巻付いたウエブの直径を算出し、この算出したウエブの直径から巻取りコアの所定位置への移動に必要な仕事量を換算して発信する情報処理手段と、発信された仕事量に基づいて巻取りコアを所定位置に移動させる移動手段とからなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、ウエブを連続的に引き出す引出しドラムと、巻取りコアへウエブを送る送りドラムと、これらの両ドラム上でウエブを介して回動させられることで周囲にウエブが巻付く巻取りコアとを用いてウエブを巻取りコアで巻取るウエブ巻取り方法である。特に、回動させられている巻取りコアの周方向速度から、巻取りコアに巻付いたウエブの直径を算出し、この算出したウエブの直径に基づいて、所定位置に巻取りコアを移動させる仕組みで巻取りコアの位置を精密に制御している。したがって、従来のウエブ巻取り方法と比べ、新たな装置、設備等を特段用意することなく、従来法の改良によっても巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等が発生することを防止することができる。さらに、回動させられている巻取りコアの周方向速度から、巻取りコアに巻付いたウエブの直径を算出し、この算出したウエブの直径に基づいて、所定位置に巻取りコアを移動させるという新たなアプローチは、巻太りに伴う巻取りコアの周方向速度の減速という指標に着目し、この減速という指標からウエブの直径を算出して巻取りコアの位置制御を行うことができるので、精密な制御を実現することができ、しかも、ウエブを巻取ることができる長さ（形成されるロール状ウエブの巻き径）に制限をなくすことができる。したがって、ウエブを大径になるまで巻取る場合であっても、巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等の発生を効果的に防ぐことができる。
【００１６】
また、本発明に係るウエブ巻取り方法では、巻取りコアの位置制御に好ましくは、巻取りコアの周方向速度をパルス周波数に変換し、このパルス周波数から巻取りコアに巻付いたウエブの直径を算出し、この算出したウエブの直径から巻取りコアの所定位置への移動に必要な仕事量を換算し、この換算した仕事量に基づいて巻取りコアを所定位置に移動させるといった手法を用いる。このようにパルス周波数を用いる手法は、比較的簡素かつ安価に巻取りコアの周方向速度の減速を捕らえることができるので、精密な制御が比較的簡素かつ安価に可能となる。このため、巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等の発生を効果的に防ぐことが安価に達成可能となる。
【００１７】
さらに、本発明は、ウエブを連続的に引き出す引出しドラムと、巻取りコアへウエブを送る送りドラムと、これらの両ドラム上でウエブを介して回動させられることで周囲にウエブが巻付く巻取りコアとから構成され、ウエブを巻取りコアで巻取るウエブ巻取り装置である。特に、回動させられている巻取りコアの周方向速度から、巻取りコアに巻付いたウエブの直径を算出し、この算出したウエブの直径に基づいて、所定位置に巻取りコアを移動させる仕組みで巻取りコアの位置を制御する制御装置を備える。したがって、従来のウエブ巻取り装置と比べ、新たな装置、設備等を特段用意することなく、従来装置の改良によっても巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等が発生することを防止することができる。さらに、回動させられている巻取りコアの周方向速度から、巻取りコアに巻付いたウエブの直径を算出し、この算出したウエブの直径に基づいて、所定位置に巻取りコアを移動させる制御装置は、巻太りに伴う巻取りコアの周方向速度の減速という指標に着目し、この減速という指標からウエブの直径を算出して巻取りコアの位置制御を行うことができるので、精密な制御を実現することができ、しかも、ウエブを巻取ることができる長さ（形成されるロール状ウエブの巻き径）に制限をなくすことができる。したがって、ウエブを大径になるまで巻取る場合であっても、したがって、巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等の発生を効果的に防ぐことができる。
【００１８】
特に、上記制御機構は、好ましくは、巻取りコアに接続され、巻取りコアの周方向速度をパルス周波数に変換して発信する計測手段と、パルス周波数を受信し、巻取りコアに巻付いたウエブの直径を算出し、この算出したウエブの直径から巻取りコアの所定位置への移動に必要な仕事量を換算して発信する情報処理手段と、発信された仕事量に基づいて巻取りコアを所定位置に移動させる移動手段とからなり、これにより巻取りコアの位置制御を行う。パルス周波数を利用した制御は、比較的簡素かつ安価に巻取りコアの周方向速度の減速を捕らえることができるので、精密な制御が比較的簡素かつ安価に可能となる。このため、巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等の発生を効果的に防ぐことが安価に達成可能となる。
【００１９】
しかも、本発明では上記構成を備えることにより、例えば、巻きだし時の急加速といった事象や、何らかの原因による急減速といった事象が発生したり、または操作されたりしても、制御機構によって絶えず巻取りコアの状況がモニタされているので、その事象や操作に伴って巻取りコアが所定位置に移動することになる。このため、巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等の発生を常に防いで、歩留まりの良いウエブの巻取りが実現する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るウエブ巻取り装置の概略全体を示す概略斜視図である。
【図２】本発明に係るウエブ巻取り装置の要部を説明する要部説明図である。
【図３】本発明に係るウエブ巻取り装置の制御機構を説明するフロー図である。
【図４】従来のウエブ巻取り装置の概略全体を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係るウエブ巻取り装置および、これを用いて行うウエブ巻取り方法に関して、紙ウエブの巻取りを対象とした一実施形態を図面とともに説明する。なお、本発明は多数の実施形態を含み、以下に説明する実施形態は、本発明の構成を具現化した一例に過ぎない。すなわち、本発明は特許請求の範囲に記載した事項を逸脱しない限り、種々の設計変更することが可能である。図４に従来例として示したウエブ巻取り装置と同一又は相当部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００２２】
本発明に係るウエブ巻取り装置は、図１および図２に示すように、ウエブＡを連続的に引き出す引出しドラム１０と、この引出しドラム１０に平行に並設され、巻取りコア３０へ、エアを吹き付ける等して巻取りしわの発生を防ぎつつウエブＡを送る送りドラム２０と、この送りドラム２０および引出しドラム１０上において、ウエブＡを介して回動させられることで周囲にウエブＡが巻付く巻取りコア３０とから構成されている。さらに、この巻取りコア３０には、伴転部材としての例えば、ゴムローラー３１が、巻取りコア３０の回転に伴って回転するように接続されている。このゴムローラー３１の回転を計測可能な位置には、制御機構５０の構成部品である計測手段としてのエンコーダー５１が備えられている。本発明に係るウエブ巻取り装置１では、このエンコーダー５１を含む制御機構５０により、ウエブＡの巻取り（巻太り）に伴って巻取りコア３０の周方向速度ｓの減速の様子が逐次把握され、この減速の様子から巻取りコア３０の位置すべき位置が精密に制御され、巻取りコア３０に巻付いたウエブＡに発生する巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等の発生を著しく抑制される仕組みが構築されている。
【００２３】
以下、ウエブ巻取り装置１の各構成部品に関し図１および図２を参照しつつ説明する。
【００２４】
まず、引出しドラム１０と送りドラム２０とは、モーターで入力軸が駆動される動力機６０の２つの出力軸によって、Ｖ−ベルトとプーリから成る伝動機構６１を介して個別に、同方向に回動させられる。なお、送りドラム２０の周速を、送りドラム１０より若干大きくすることが好ましい。巻取りコア３０でのウエブＡの巻崩れが防止されるという効果があるからである。
【００２５】
引出しドラム１０は、送られてくるウエブＡを連続的に引き出し、送りドラム２０へ向けてウエブＡを送る円筒状ドラムである。この引出しドラム１０は、例えば、外周面にゴム材等の高摩擦材が貼着され、外周面から内腔部へ向けて多くの吸引孔が形成され、この吸引孔に一方が接続され、他方が吸引ポンプに接続されているフレキシブル管が内腔部に設けられていることが好ましい。これにより、ウエブ巻取り装置１の運転中に吸引ポンプを駆動させれば、ウエブＡが吸引孔に貼り付く、すなわち、ウエブＡを引出しドラム１０の外周面に吸着させることができるので、ウエブＡを連続的に引き出し、送りドラム２０へ向けて送ることをスムーズに行うことができる。
【００２６】
送りドラム２０は、引出しドラム１０に平行に並設され、巻取りコア３０へ向けてウエブＡを送る円筒状ドラムである。巻取りコア３０へ向けてウエブＡを送る際には、送りドラム２０の回転速度と、外部から巻取りコア３０へ向けてエアが吹き付けられることとの相互作用により、巻取りしわの発生を防止しつつ、巻取りコア３０にウエブＡの高速巻取りを可能にさせている。なお、引出しドラム１０と送りドラム２０の両ドラムは、左右の支軸と軸受を介してウエブ巻取り装置１において水平に保持されている。また、送りドラム２０にも、外周面から内腔部へ向けて多くの吸引孔が形成され、この吸引孔に一方が接続され、他方が吸引ポンプに接続されているフレキシブル管が内腔部に設けられていることが好ましく、これにより、ウエブ巻取り装置１の運転中に吸引ポンプを駆動させれば、ウエブＡを送りドラム２０の外周面に吸着させることができ、ウエブＡを連続的に巻取りコア３０へ向けてスムーズに送ることができる。
【００２７】
巻取りコア３０は、紙管等のコアＢをメカニカルチャックやエアーバッグチャック等を介して固定する軸部３０ａと、この軸部３０ａに貫通され、軸部３０ａを中心に回転する円形本体部３０ｂとが一体として構成され、ウエブ巻取り装置１に、コアＢの軸方向両端からコアＢを挟んで固定できるように一対で備えられている。巻取りコア３０は、両ドラム１０、２０上でウエブＡを介して回動させられ、具体的には、引出しドラム１０と送りドラム２０の両ドラムにウエブＡを介して接触させられ、両ドラムに伝動された動力によって高速に回動させられる。また、巻取りコア３０は、コアＢにウエブＡが所定径まで巻取られるまでの間、円形本体部３０ｂが軸受ブロック３２によって回転可能に支持されている。一対で備えられた巻取りコア３０の少なくとも一方の円形本体部３０ｂには、周方向端部において、巻取りコア３０の回転に伴って回転するゴムローラー３１が接触している。このゴムローラー３１が回転する周方向速度ｓｔは、制御機構５０のエンコーダー５１により計測される。なお、軸受ブロック３２は、後述する移動手段としての上下動装置５３のチェーン５３１に取着されて支持されている。
【００２８】
制御機構５０は、回動させられている巻取りコア３０の周方向速度ｓを、ゴムローラー３１を介して計測し、パルス周波数ｗに変換して発信するエンコーダー５１と、このエンコーダー５１から発信されたパルス周波数ｗを受信し、巻取りコア３０に巻付いたウエブＡの直径（ウエブ直径ｄ）を算出するとともに、この算出したウエブ直径ｄから巻取りコア３０の所定位置への移動に必要な仕事量ｊを換算して発信する情報処理手段としての情報処理装置５２と、情報処理装置５２から発信された仕事量ｊに基づいて巻取りコア３０を所定位置に移動させるチェーン５３１およびスプロケット又はチェーンホイール５３２、これらが動くための動力源としての例えば、サーボモーター５３３からなる上下動装置５３とから構成される。これらの構成部品の機能は、図３を参照すれば、概略以下のとおりである。
【００２９】
エンコーダー５１は、上述したようにゴムローラー３１が回転する周方向速度ｓｔを計測する。この周方向速度ｓｔに、ゴムローラー３１と巻取りコア３０との回転比から決まる所定の係数αを乗じることにより、巻取りコア３０の周方向速度ｓが導かれる。周方向速度ｓｔを計測したエンコーダー５１は、巻取りコア３０の周方向速度ｓを算出し、これに対応した所定のパルス周波数ｗを情報処理装置５２へ有線又は無線により発信する。
【００３０】
情報処理装置５２は、例えば、マイクロプロセッサーを備えることで、まず、エンコーダー５１から受信したパルス周波数ｗから、巻取りコア３０に巻付いたウエブ直径ｄを導き出し、さらに、このウエブ直径ｄから導き出される巻取りコア３０の位置すべき位置を決定する。また、決定した巻取りコア３０の位置すべき位置と、エンコーダー５１から前回受信したパルス周波数ｗに基づいて決定した巻取りコア３０の位置すべき位置との差分Δを算出し、この差分Δに基づいて巻取りコア３０の決定した位置への移動に必要な仕事量ｊを換算し、上下動装置５３の動力源であるサーボモーター５３３に必要な仕事量ｊだけ駆動するように指示する。
【００３１】
サーボモーター５３３が情報処理装置５２から必要な仕事量ｊだけ駆動するように指示を受けると、上下動装置５３は、サーボモーター５３３の駆動に伴い、チェーン５３１およびスプロケット又はチェーンホイール５３２を動かして、チェーン５３１に取着されて支持されている軸受ブロック３２を、軸受ブロック３２に支持されている巻取りコア３０とともに上下方向（垂直方向）に移動させる。その結果、巻取りコア３０は、情報処理装置５２が算出した差分Δだけ上下方向（垂直方向）に移動し、情報処理装置５２が決定した位置すべき位置に移動する。これにより、ウエブＡの巻太りに伴って変化する巻取りコア３０の位置すべき位置が、巻取りコア３０の巻太りに伴う周方向速度ｗの減速を指標にして精密に制御される。
【００３２】
以下、本発明に係るウエブ巻取り装置を用いたウエブ巻取り方法を簡単に説明する。
【００３３】
まず、巻取りコア３０にコアＢをセットするとともに、動力機６０により、引出しドラム１０と送りドラム２０とを駆動させる。なお、動力機６０の２つの出力軸により、引出しドラム１０および送りドラム２０を駆動させている速度は、常に一定である。次に、ウエブＡを引出しドラム１０によって連続的に引き出し、送りドラム２０に送る。送りドラム２０に送られたウエブＡは逐次、送りドラム２０の回動と、エアが吹き付けられることとにより、巻取りしわの発生が防止されながら巻取りコア３０へ送られる。巻取りコア３０は、ウエブＡが引出しドラム１０によって連続的に引き出され、送りドラム２０に送られた時点からウエブＡを介して回動させられ始める。ウエブＡは、巻取りコア３０で徐々に巻太りしていく。
【００３４】
ウエブＡが巻取りコア３０のコアＢに巻付いて巻太りしていく過程では、巻取りコア３０の円形本体部３０ｂの周方向端部に接触しているゴムローラー３１が、巻取りコア３０の回転とともに回転するので、このゴムローラー３１が回転する周方向速度ｓｔを、制御機構５０のエンコーダー５１によって絶えず計測させる。なお、引出しドラム１０および送りドラム２０を駆動させている速度が常に一定であるので、ウエブＡが巻取りコア３０に巻付いて巻太りしていくにつれ、巻取りコア３０の周方向速度ｓは減速していく。
【００３５】
そうすると、エンコーダー５１は、ゴムローラー３１が回転する周方向速度ｓｔに所定の係数αを乗じ、巻取りコア３０の周方向速度ｓを算出するとともに、この巻取りコア３０の周方向速度ｓに対応するパルス周波数ｗを情報処理装置５２へ有線又は無線により発信する。
【００３６】
パルス周波数ｗを受信した情報処理装置５２は、巻取りコア３０に巻付いたウエブ直径ｄを算出するとともに、この算出したウエブ直径ｄに対応する巻取りコア３０の位置すべき位置を決定し、さらに、決定した巻取りコア３０の位置すべき位置と、エンコーダー５１から前回受信したパルス周波数ｗから導き出した巻取りコア３０の位置すべき位置との差分Δから、巻取りコア３０の決定した位置への移動に必要な仕事量ｊを換算し、上下動装置５３のサーボモーター５３３に、必要な仕事量ｊだけ駆動するように指示する。
【００３７】
続いて、情報処理装置５２の指示に基づき、上下動装置５３が、チェーン５３１を上下方向（垂直方向）に動くように、スプロケット又はチェーンホイール５３２を動かし、この動きに軸受ブロック３２、巻取りコア３０が連動し、情報処理装置５２の決定した位置すべき位置へ巻取りコア３０が移動する。これにより、巻取りコア３０の位置を、ウエブＡの巻太りに伴って巻取りコア３０の周方向速度ｗの減速することを指標にして精密に制御することできる。
【００３８】
このように、本発明に係るウエブ巻取り方法では、エンコーダー５１に絶えず、情報処理装置５２へ向けて、巻取りコア３０の周方向速度ｓに対応するパルス周波数ｗを発信させ、情報処理装置５２において、受信したパルス周波数ｗと、前回受信したパルス周波数ｗとから、巻取りコア３０の位置すべき位置を決定させ、上下動装置５３に巻取りコア３０の位置すべき位置への移動を実行させて、巻取りコアの位置を逐次制御している。その結果、ウエブＡが巻取りコア３０のコアＢに巻付いて巻太りしていく過程において、絶え間のない巻取りコア３０の位置制御が可能になり、精密な制御を実現することができる。なお、コアＢにウエブＡが所定径まで巻取られた後には、軸受ブロック３２を上下動装置５３のチェーン５３１から外すことで、巻取りコア３０からウエブＡが所定径巻付いたコアＢを外すことができる。
【００３９】
したがって、本発明に係るウエブ巻取り装置およびウエブ巻取り方法は、巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等が発生することを防止する新たなアプローチとして提供することができる。特に、巻太りに伴う巻取りコア３０の周方向速度ｓの減速という指標に着目することで、この指標からウエブ直径ｄを算出して巻取りコア３０の位置制御を行うことができ、精密な制御を実現することができる。さらに、巻取りコア３０の周方向速度ｓをパルス周波数ｗに変換し、このパルス周波数ｗから巻取りコア３０に巻付いたウエブの直径ｄを算出し、この算出したウエブ直径ｄから巻取りコア３０の位置すべき位置への移動に必要な仕事量ｊを換算し、この換算した仕事量ｊに基づいて巻取りコア３０の位置すべき位置へ移動させることが、パルス周波数ｗという比較的簡素かつ安価な手段を利用することで絶え間なく実行することができるため、巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等の発生を防ぐことが効果的かつ安価に実現することができる。制御機構５０によって絶えず巻取りコア３０の周方向速度ｓ、ウエブ直径ｄ、位置すべき位置等の状況がモニタされることにより、急加速、急減速といった事象が発生したり、または操作されたりしても、その事象や操作に伴って巻取りコア３０が自動的に位置すべき位置に移動するため、想定外の事象等によって製品に悪影響を与えるようなこともなくすことができる。
【００４０】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上述したように、特許請求の範囲に記載した事項を逸脱しない限り、設計変更することが可能である。例えば、説明した実施形態では、ゴムローラーの周方向速度に所定の係数を乗じて巻取りコアの周方向速度を算出し、この巻取りコアの周方向速度に対応するパルス周波数をエンコーダーに発信させるようにしたが、ゴムローラーの周方向速度をそのまま巻取りコアの周方向速度に相当するものとして、ゴムローラーの周方向速度に対応するパルス周波数をエンコーダーに発信させるようにしても、巻取りコアの精密な位置制御が可能である。また、説明した実施形態では、情報処理装置において換算する仕事量を、今回決定した巻取りコアの位置すべき位置と、前回のパルス周波数の受信に基づき決定した巻取りコアの位置すべき位置との差分から導くものとしたが、今回と前回とのパルス周波数の相違から導くことも可能である。なお、本発明において巻取りコアに巻取られるウエブは、紙、フィルムといった物のほか、織物、編物等の反物等、厚みの少ない長尺物であれば適用することができる。
【００４１】
このほか、制御機構を構成する各種の部品であるエンコーダー、情報処理装置、上下動装置のチェーン、スプロケット又はチェーンホイール、サーボモーター等は適宜公知の手段を用いてもよく、従来のウエブ巻取り装置の改良によって本発明を構成すれば、さらに安価に構築できるものと期待される。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・ウエブ巻取り装置
１０・・引出しドラム
２０・・送りドラム
３０・・巻取りコア
３０ａ・軸部
３０ｂ・円形本体部
３１・・ゴムローラー（伴転部材）
３２・・軸受ブロック
４１・・チェーン（従来）
４２・・スプロケット又はチェーンホイール（従来）
４３・・センサー（従来）
５０・・制御機構
５１・・エンコーダー（計測手段）
５２・・情報処理装置（情報処理手段）
５３・・上下動装置（移動手段）
５３１・チェーン
５３２・スプロケット又はチェーンホイール
５３３・サーボモーター（動力源）
６０・・動力機
６１・・伝動機構
Ａ・・・ウエブ
Ｂ・・・コア
ｄ・・・ウエブ直径
ｊ・・・仕事量
ｓ・・・周方向速度（巻取りコアの周方向速度）
ｓｔ・・周方向速度（ゴムローラーの周方向速度）
ｗ・・・パルス周波数
Δ・・・差分
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等が発生することなく、ウエブを巻取りコアの周りに連続してロール状に巻取ることが可能なウエブ巻取り方法およびウエブ巻取り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
長尺なウエブをコアの周りに連続してロール状に巻取る技術では、ロールの巻太り等に伴って、巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等が発生するという問題がある。このような問題を解決するため、従来から下記特許文献１〜４に開示されるような様々なアプローチが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−５３２５３号公報
【特許文献２】特開２００４−６７３６７号公報
【特許文献３】特開２０００−４４１１７号公報
【特許文献４】特開平５−１８６１１５号公報
【０００４】
特許文献１では、巻取ローラを通常の巻取り速度で回転させるのに先立ち、一定期間だけ通常の巻取り速度よりも遅い速度で巻取ローラを回転させる制御手段を備え、巻出し初期の巻取ローラのウエブ巻取り径を算出し、この巻取り径に基づいてウエブ巻取りを通常の巻取り速度まで加速回転させることで、ウエブの破断やしわの発生、巻取り不良を抑えて、ウエブの高速巻取りを安定して行うことができるウエブ巻取装置に係る発明が提案されている。
【０００５】
特許文献２では、巻取りロールの半径と外周速度から最適な押圧力を算出し、巻取ロールの外周を押さえる押さえロールに適時適切な押圧力を与え、巻取りロール内の気泡や巻ずれやしわを防止するフィルム類巻取り装置および巻取り制御方法に係る発明が提案されている。
【０００６】
特許文献３では、巻取り対象がウエブではなく、ビードワイヤであるものの、搬送手段と巻取り手段との間に製品部材をストックするストック手段を設け、このストック手段にストックされる製品部材の変化率を算出し、この変化率から巻取り径を算出して巻取り回転速度を制御し、製品部材の品質に悪影響を及ぼさないようにした軸巻取り装置及び軸巻取り装置の軸巻取り制御方法に係る発明が提案されている。
【０００７】
特許文献４では、ロール状長尺帯の直径を検出する検出直径情報に応じて巻取りコアを上昇させるコア上昇制動手段をマイクロプロセッサーによって制御すること、具体的には、直径の小さな巻始めの段階では、ロール状長尺帯が密になるようにドラムに押しつけ気味に、直径が大きくなった段階では、重さによってドラムとの接面が変形しないように且つ接触を保つ範囲で若干浮し気味に、それぞれコア上昇制動手段をマイクロプロセッサーによって制御するようにし、高速でも巻崩れを起こさないように巻取れるようにした低摩擦長尺帯の巻取り機に係る発明が提案されている。
【０００８】
このほか、コアの周りに連続してロール状に巻取ったウエブの重さ（坪量）から、ロール状長尺帯の直径を検出し、この検出情報に応じてコアをマイクロプロセッサーによって制御して上昇させるアプローチ等も知られている。また、例えば、図４に示すように、長尺なウエブＡを巻取りコア３０の周りに連続してロール状に巻取る汎用性の高いアプローチとして、巻取りコア３０の巻太りとともに上下動するチェーン４１に噛み合うスプロケット又はチェーンホイール４２にセンサー４３を配置し、このスプロケット又はチェーンホイール４２の動きから巻取りコア３０を制御して上昇させる技術も知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記特許文献１〜４や、その他で提案されているようなアプローチ以外にも、巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等が発生することを防止する手段が整備されることは、品質向上の観点から好ましい。特に、上記特許文献１〜４に提案されているアプローチでは、コアを含め各構成要素にそれぞれ動力を付与する必要がある等、設備に相当の投資を要するという問題がある。さらに、所定の巻き径までのものを対象としていて、この所定の巻き径を超えると巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等の発生を抑えづらいという問題もあった。また、コアの周りに連続してロール状に巻取ったウエブの重さ（坪量）から、ロール状長尺帯の直径を検出するアプローチでは、ウエブの重さ（坪量）にある程度のバラツキがあるため、コアの位置制御を精密に行うことが困難であり、スプロケット又はチェーンホイールにセンサーを配置して制御するアプローチも、コアの位置制御の精度向上に限界があるという指摘があった。
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑み提案され、ウエブを巻取りコアの周りに連続してロール状に巻取る際に、巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等が発生することを防止する新たなアプローチとして、特に、巻取ったロール状ウエブが大径になっても、すなわち、巻き径に制限をなくしても巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等が発生することを防止することができ、低コストで達成することが可能なウエブ巻取り方法およびウエブ巻取り装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、ウエブを連続的に引き出す引出しドラムと、この引出しドラムと平行に並設され、前記ウエブを送る送りドラムと、この送りドラム、前記引出しドラムの両ドラム上で前記ウエブを介して回動させられることで周囲に前記ウエブが巻付く巻取りコアとを用いて、前記ウエブを前記巻取りコアで巻取るウエブ巻取り方法であって、回動させられている前記巻取りコアの周方向速度から、前記巻取りコアに巻付いた前記ウエブの直径を算出し、この算出した前記ウエブの直径に基づいて、所定位置に前記巻取りコアを移動させることを特徴とする。
【００１２】
上記ウエブ巻取り方法では、回動させられている巻取りコアの周方向速度をパルス周波数に変換し、このパルス周波数から巻取りコアに巻付いたウエブの直径を算出し、この算出したウエブの直径から巻取りコアの所定位置への移動に必要な仕事量を換算し、この換算した仕事量に基づいて巻取りコアを所定位置に移動させることが好ましい。
【００１３】
また、本発明は、ウエブを連続的に引き出す引出しドラムと、この引出しドラムと平行に並設され、前記ウエブを送る送りドラムと、この送りドラム、前記引出しドラムの両ドラム上で前記ウエブを介して回動させられることで周囲に前記ウエブが巻付く巻取りコアとから構成され、前記ウエブを前記巻取りコアで巻取るウエブ巻取り装置であって、回動させられている前記巻取りコアの周方向速度から、前記巻取りコアに巻付いた前記ウエブの直径を算出し、この算出した前記ウエブの直径に基づいて、所定位置に前記巻取りコアを移動させる制御機構を備えることを特徴とする。
【００１４】
特に、上記制御機構は、巻取りコアに接続され、巻取りコアの周方向速度をパルス周波数に変換して発信する計測手段と、発信されたパルス周波数を受信し、巻取りコアに巻付いたウエブの直径を算出し、この算出したウエブの直径から巻取りコアの所定位置への移動に必要な仕事量を換算して発信する情報処理手段と、発信された仕事量に基づいて巻取りコアを所定位置に移動させる移動手段とからなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、ウエブを連続的に引き出す引出しドラムと、巻取りコアへウエブを送る送りドラムと、これらの両ドラム上でウエブを介して回動させられることで周囲にウエブが巻付く巻取りコアとを用いてウエブを巻取りコアで巻取るウエブ巻取り方法である。特に、回動させられている巻取りコアの周方向速度から、巻取りコアに巻付いたウエブの直径を算出し、この算出したウエブの直径に基づいて、所定位置に巻取りコアを移動させる仕組みで巻取りコアの位置を精密に制御している。したがって、従来のウエブ巻取り方法と比べ、新たな装置、設備等を特段用意することなく、従来法の改良によっても巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等が発生することを防止することができる。さらに、回動させられている巻取りコアの周方向速度から、巻取りコアに巻付いたウエブの直径を算出し、この算出したウエブの直径に基づいて、所定位置に巻取りコアを移動させるという新たなアプローチは、巻太りに伴う巻取りコアの周方向速度の減速という指標に着目し、この減速という指標からウエブの直径を算出して巻取りコアの位置制御を行うことができるので、精密な制御を実現することができ、しかも、ウエブを巻取ることができる長さ（形成されるロール状ウエブの巻き径）に制限をなくすことができる。したがって、ウエブを大径になるまで巻取る場合であっても、巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等の発生を効果的に防ぐことができる。
【００１６】
また、本発明に係るウエブ巻取り方法では、巻取りコアの位置制御に好ましくは、巻取りコアの周方向速度をパルス周波数に変換し、このパルス周波数から巻取りコアに巻付いたウエブの直径を算出し、この算出したウエブの直径から巻取りコアの所定位置への移動に必要な仕事量を換算し、この換算した仕事量に基づいて巻取りコアを所定位置に移動させるといった手法を用いる。このようにパルス周波数を用いる手法は、比較的簡素かつ安価に巻取りコアの周方向速度の減速を捕らえることができるので、精密な制御が比較的簡素かつ安価に可能となる。このため、巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等の発生を効果的に防ぐことが安価に達成可能となる。
【００１７】
さらに、本発明は、ウエブを連続的に引き出す引出しドラムと、巻取りコアへウエブを送る送りドラムと、これらの両ドラム上でウエブを介して回動させられることで周囲にウエブが巻付く巻取りコアとから構成され、ウエブを巻取りコアで巻取るウエブ巻取り装置である。特に、回動させられている巻取りコアの周方向速度から、巻取りコアに巻付いたウエブの直径を算出し、この算出したウエブの直径に基づいて、所定位置に巻取りコアを移動させる仕組みで巻取りコアの位置を制御する制御装置を備える。したがって、従来のウエブ巻取り装置と比べ、新たな装置、設備等を特段用意することなく、従来装置の改良によっても巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等が発生することを防止することができる。さらに、回動させられている巻取りコアの周方向速度から、巻取りコアに巻付いたウエブの直径を算出し、この算出したウエブの直径に基づいて、所定位置に巻取りコアを移動させる制御装置は、巻太りに伴う巻取りコアの周方向速度の減速という指標に着目し、この減速という指標からウエブの直径を算出して巻取りコアの位置制御を行うことができるので、精密な制御を実現することができ、しかも、ウエブを巻取ることができる長さ（形成されるロール状ウエブの巻き径）に制限をなくすことができる。したがって、ウエブを大径になるまで巻取る場合であっても、したがって、巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等の発生を効果的に防ぐことができる。
【００１８】
特に、上記制御機構は、好ましくは、巻取りコアに接続され、巻取りコアの周方向速度をパルス周波数に変換して発信する計測手段と、パルス周波数を受信し、巻取りコアに巻付いたウエブの直径を算出し、この算出したウエブの直径から巻取りコアの所定位置への移動に必要な仕事量を換算して発信する情報処理手段と、発信された仕事量に基づいて巻取りコアを所定位置に移動させる移動手段とからなり、これにより巻取りコアの位置制御を行う。パルス周波数を利用した制御は、比較的簡素かつ安価に巻取りコアの周方向速度の減速を捕らえることができるので、精密な制御が比較的簡素かつ安価に可能となる。このため、巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等の発生を効果的に防ぐことが安価に達成可能となる。
【００１９】
しかも、本発明では上記構成を備えることにより、例えば、巻きだし時の急加速といった事象や、何らかの原因による急減速といった事象が発生したり、または操作されたりしても、制御機構によって絶えず巻取りコアの状況がモニタされているので、その事象や操作に伴って巻取りコアが所定位置に移動することになる。このため、巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等の発生を常に防いで、歩留まりの良いウエブの巻取りが実現する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るウエブ巻取り装置の概略全体を示す概略斜視図である。
【図２】本発明に係るウエブ巻取り装置の要部を説明する要部説明図である。
【図３】本発明に係るウエブ巻取り装置の制御機構を説明するフロー図である。
【図４】従来のウエブ巻取り装置の概略全体を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係るウエブ巻取り装置および、これを用いて行うウエブ巻取り方法に関して、紙ウエブの巻取りを対象とした一実施形態を図面とともに説明する。なお、本発明は多数の実施形態を含み、以下に説明する実施形態は、本発明の構成を具現化した一例に過ぎない。すなわち、本発明は特許請求の範囲に記載した事項を逸脱しない限り、種々の設計変更することが可能である。図４に従来例として示したウエブ巻取り装置と同一又は相当部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００２２】
本発明に係るウエブ巻取り装置は、図１および図２に示すように、ウエブＡを連続的に引き出す引出しドラム１０と、この引出しドラム１０に平行に並設され、巻取りコア３０へ、エアを吹き付ける等して巻取りしわの発生を防ぎつつウエブＡを送る送りドラム２０と、この送りドラム２０および引出しドラム１０上において、ウエブＡを介して回動させられることで周囲にウエブＡが巻付く巻取りコア３０とから構成されている。さらに、この巻取りコア３０には、伴転部材としての例えば、ゴムローラー３１が、巻取りコア３０の回転に伴って回転するように接続されている。このゴムローラー３１の回転を計測可能な位置には、制御機構５０の構成部品である計測手段としてのエンコーダー５１が備えられている。本発明に係るウエブ巻取り装置１では、このエンコーダー５１を含む制御機構５０により、ウエブＡの巻取り（巻太り）に伴って巻取りコア３０の周方向速度ｓの減速の様子が逐次把握され、この減速の様子から巻取りコア３０の位置すべき位置が精密に制御され、巻取りコア３０に巻付いたウエブＡに発生する巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等の発生を著しく抑制される仕組みが構築されている。
【００２３】
以下、ウエブ巻取り装置１の各構成部品に関し図１および図２を参照しつつ説明する。
【００２４】
まず、引出しドラム１０と送りドラム２０とは、モーターで入力軸が駆動される動力機６０の２つの出力軸によって、Ｖ−ベルトとプーリから成る伝動機構６１を介して個別に、同方向に回動させられる。なお、送りドラム２０の周速を、送りドラム１０より若干大きくすることが好ましい。巻取りコア３０でのウエブＡの巻崩れが防止されるという効果があるからである。
【００２５】
引出しドラム１０は、送られてくるウエブＡを連続的に引き出し、送りドラム２０へ向けてウエブＡを送る円筒状ドラムである。この引出しドラム１０は、例えば、外周面にゴム材等の高摩擦材が貼着され、外周面から内腔部へ向けて多くの吸引孔が形成され、この吸引孔に一方が接続され、他方が吸引ポンプに接続されているフレキシブル管が内腔部に設けられていることが好ましい。これにより、ウエブ巻取り装置１の運転中に吸引ポンプを駆動させれば、ウエブＡが吸引孔に貼り付く、すなわち、ウエブＡを引出しドラム１０の外周面に吸着させることができるので、ウエブＡを連続的に引き出し、送りドラム２０へ向けて送ることをスムーズに行うことができる。
【００２６】
送りドラム２０は、引出しドラム１０に平行に並設され、巻取りコア３０へ向けてウエブＡを送る円筒状ドラムである。巻取りコア３０へ向けてウエブＡを送る際には、送りドラム２０の回転速度と、外部から巻取りコア３０へ向けてエアが吹き付けられることとの相互作用により、巻取りしわの発生を防止しつつ、巻取りコア３０にウエブＡの高速巻取りを可能にさせている。なお、引出しドラム１０と送りドラム２０の両ドラムは、左右の支軸と軸受を介してウエブ巻取り装置１において水平に保持されている。また、送りドラム２０にも、外周面から内腔部へ向けて多くの吸引孔が形成され、この吸引孔に一方が接続され、他方が吸引ポンプに接続されているフレキシブル管が内腔部に設けられていることが好ましく、これにより、ウエブ巻取り装置１の運転中に吸引ポンプを駆動させれば、ウエブＡを送りドラム２０の外周面に吸着させることができ、ウエブＡを連続的に巻取りコア３０へ向けてスムーズに送ることができる。
【００２７】
巻取りコア３０は、紙管等のコアＢをメカニカルチャックやエアーバッグチャック等を介して固定する軸部３０ａと、この軸部３０ａに貫通され、軸部３０ａを中心に回転する円形本体部３０ｂとが一体として構成され、ウエブ巻取り装置１に、コアＢの軸方向両端からコアＢを挟んで固定できるように一対で備えられている。巻取りコア３０は、両ドラム１０、２０上でウエブＡを介して回動させられ、具体的には、引出しドラム１０と送りドラム２０の両ドラムにウエブＡを介して接触させられ、両ドラムに伝動された動力によって高速に回動させられる。また、巻取りコア３０は、コアＢにウエブＡが所定径まで巻取られるまでの間、円形本体部３０ｂが軸受ブロック３２によって回転可能に支持されている。一対で備えられた巻取りコア３０の少なくとも一方の円形本体部３０ｂには、周方向端部において、巻取りコア３０の回転に伴って回転するゴムローラー３１が接触している。このゴムローラー３１が回転する周方向速度ｓｔは、制御機構５０のエンコーダー５１により計測される。なお、軸受ブロック３２は、後述する移動手段としての上下動装置５３のチェーン５３１に取着されて支持されている。
【００２８】
制御機構５０は、回動させられている巻取りコア３０の周方向速度ｓを、ゴムローラー３１を介して計測し、パルス周波数ｗに変換して発信するエンコーダー５１と、このエンコーダー５１から発信されたパルス周波数ｗを受信し、巻取りコア３０に巻付いたウエブＡの直径（ウエブ直径ｄ）を算出するとともに、この算出したウエブ直径ｄから巻取りコア３０の所定位置への移動に必要な仕事量ｊを換算して発信する情報処理手段としての情報処理装置５２と、情報処理装置５２から発信された仕事量ｊに基づいて巻取りコア３０を所定位置に移動させるチェーン５３１およびスプロケット又はチェーンホイール５３２、これらが動くための動力源としての例えば、サーボモーター５３３からなる上下動装置５３とから構成される。これらの構成部品の機能は、図３を参照すれば、概略以下のとおりである。
【００２９】
エンコーダー５１は、上述したようにゴムローラー３１が回転する周方向速度ｓｔを計測する。この周方向速度ｓｔに、ゴムローラー３１と巻取りコア３０との回転比から決まる所定の係数αを乗じることにより、巻取りコア３０の周方向速度ｓが導かれる。周方向速度ｓｔを計測したエンコーダー５１は、巻取りコア３０の周方向速度ｓを算出し、これに対応した所定のパルス周波数ｗを情報処理装置５２へ有線又は無線により発信する。
【００３０】
情報処理装置５２は、例えば、マイクロプロセッサーを備えることで、まず、エンコーダー５１から受信したパルス周波数ｗから、巻取りコア３０に巻付いたウエブ直径ｄを導き出し、さらに、このウエブ直径ｄから導き出される巻取りコア３０の位置すべき位置を決定する。また、決定した巻取りコア３０の位置すべき位置と、エンコーダー５１から前回受信したパルス周波数ｗに基づいて決定した巻取りコア３０の位置すべき位置との差分Δを算出し、この差分Δに基づいて巻取りコア３０の決定した位置への移動に必要な仕事量ｊを換算し、上下動装置５３の動力源であるサーボモーター５３３に必要な仕事量ｊだけ駆動するように指示する。
【００３１】
サーボモーター５３３が情報処理装置５２から必要な仕事量ｊだけ駆動するように指示を受けると、上下動装置５３は、サーボモーター５３３の駆動に伴い、チェーン５３１およびスプロケット又はチェーンホイール５３２を動かして、チェーン５３１に取着されて支持されている軸受ブロック３２を、軸受ブロック３２に支持されている巻取りコア３０とともに上下方向（垂直方向）に移動させる。その結果、巻取りコア３０は、情報処理装置５２が算出した差分Δだけ上下方向（垂直方向）に移動し、情報処理装置５２が決定した位置すべき位置に移動する。これにより、ウエブＡの巻太りに伴って変化する巻取りコア３０の位置すべき位置が、巻取りコア３０の巻太りに伴う周方向速度ｗの減速を指標にして精密に制御される。
【００３２】
以下、本発明に係るウエブ巻取り装置を用いたウエブ巻取り方法を簡単に説明する。
【００３３】
まず、巻取りコア３０にコアＢをセットするとともに、動力機６０により、引出しドラム１０と送りドラム２０とを駆動させる。なお、動力機６０の２つの出力軸により、引出しドラム１０および送りドラム２０を駆動させている速度は、常に一定である。次に、ウエブＡを引出しドラム１０によって連続的に引き出し、送りドラム２０に送る。送りドラム２０に送られたウエブＡは逐次、送りドラム２０の回動と、エアが吹き付けられることとにより、巻取りしわの発生が防止されながら巻取りコア３０へ送られる。巻取りコア３０は、ウエブＡが引出しドラム１０によって連続的に引き出され、送りドラム２０に送られた時点からウエブＡを介して回動させられ始める。ウエブＡは、巻取りコア３０で徐々に巻太りしていく。
【００３４】
ウエブＡが巻取りコア３０のコアＢに巻付いて巻太りしていく過程では、巻取りコア３０の円形本体部３０ｂの周方向端部に接触しているゴムローラー３１が、巻取りコア３０の回転とともに回転するので、このゴムローラー３１が回転する周方向速度ｓｔを、制御機構５０のエンコーダー５１によって絶えず計測させる。なお、引出しドラム１０および送りドラム２０を駆動させている速度が常に一定であるので、ウエブＡが巻取りコア３０に巻付いて巻太りしていくにつれ、巻取りコア３０の周方向速度ｓは減速していく。
【００３５】
そうすると、エンコーダー５１は、ゴムローラー３１が回転する周方向速度ｓｔに所定の係数αを乗じ、巻取りコア３０の周方向速度ｓを算出するとともに、この巻取りコア３０の周方向速度ｓに対応するパルス周波数ｗを情報処理装置５２へ有線又は無線により発信する。
【００３６】
パルス周波数ｗを受信した情報処理装置５２は、巻取りコア３０に巻付いたウエブ直径ｄを算出するとともに、この算出したウエブ直径ｄに対応する巻取りコア３０の位置すべき位置を決定し、さらに、決定した巻取りコア３０の位置すべき位置と、エンコーダー５１から前回受信したパルス周波数ｗから導き出した巻取りコア３０の位置すべき位置との差分Δから、巻取りコア３０の決定した位置への移動に必要な仕事量ｊを換算し、上下動装置５３のサーボモーター５３３に、必要な仕事量ｊだけ駆動するように指示する。
【００３７】
続いて、情報処理装置５２の指示に基づき、上下動装置５３が、チェーン５３１を上下方向（垂直方向）に動くように、スプロケット又はチェーンホイール５３２を動かし、この動きに軸受ブロック３２、巻取りコア３０が連動し、情報処理装置５２の決定した位置すべき位置へ巻取りコア３０が移動する。これにより、巻取りコア３０の位置を、ウエブＡの巻太りに伴って巻取りコア３０の周方向速度ｗの減速することを指標にして精密に制御することできる。
【００３８】
このように、本発明に係るウエブ巻取り方法では、エンコーダー５１に絶えず、情報処理装置５２へ向けて、巻取りコア３０の周方向速度ｓに対応するパルス周波数ｗを発信させ、情報処理装置５２において、受信したパルス周波数ｗと、前回受信したパルス周波数ｗとから、巻取りコア３０の位置すべき位置を決定させ、上下動装置５３に巻取りコア３０の位置すべき位置への移動を実行させて、巻取りコアの位置を逐次制御している。その結果、ウエブＡが巻取りコア３０のコアＢに巻付いて巻太りしていく過程において、絶え間のない巻取りコア３０の位置制御が可能になり、精密な制御を実現することができる。なお、コアＢにウエブＡが所定径まで巻取られた後には、軸受ブロック３２を上下動装置５３のチェーン５３１から外すことで、巻取りコア３０からウエブＡが所定径巻付いたコアＢを外すことができる。
【００３９】
したがって、本発明に係るウエブ巻取り装置およびウエブ巻取り方法は、巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等が発生することを防止する新たなアプローチとして提供することができる。特に、巻太りに伴う巻取りコア３０の周方向速度ｓの減速という指標に着目することで、この指標からウエブ直径ｄを算出して巻取りコア３０の位置制御を行うことができ、精密な制御を実現することができる。さらに、巻取りコア３０の周方向速度ｓをパルス周波数ｗに変換し、このパルス周波数ｗから巻取りコア３０に巻付いたウエブの直径ｄを算出し、この算出したウエブ直径ｄから巻取りコア３０の位置すべき位置への移動に必要な仕事量ｊを換算し、この換算した仕事量ｊに基づいて巻取りコア３０の位置すべき位置へ移動させることが、パルス周波数ｗという比較的簡素かつ安価な手段を利用することで絶え間なく実行することができるため、巻取りしわや気泡、巻崩れ、巻取り傷等の発生を防ぐことが効果的かつ安価に実現することができる。制御機構５０によって絶えず巻取りコア３０の周方向速度ｓ、ウエブ直径ｄ、位置すべき位置等の状況がモニタされることにより、急加速、急減速といった事象が発生したり、または操作されたりしても、その事象や操作に伴って巻取りコア３０が自動的に位置すべき位置に移動するため、想定外の事象等によって製品に悪影響を与えるようなこともなくすことができる。
【００４０】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上述したように、特許請求の範囲に記載した事項を逸脱しない限り、設計変更することが可能である。例えば、説明した実施形態では、ゴムローラーの周方向速度に所定の係数を乗じて巻取りコアの周方向速度を算出し、この巻取りコアの周方向速度に対応するパルス周波数をエンコーダーに発信させるようにしたが、ゴムローラーの周方向速度をそのまま巻取りコアの周方向速度に相当するものとして、ゴムローラーの周方向速度に対応するパルス周波数をエンコーダーに発信させるようにしても、巻取りコアの精密な位置制御が可能である。また、説明した実施形態では、情報処理装置において換算する仕事量を、今回決定した巻取りコアの位置すべき位置と、前回のパルス周波数の受信に基づき決定した巻取りコアの位置すべき位置との差分から導くものとしたが、今回と前回とのパルス周波数の相違から導くことも可能である。なお、本発明において巻取りコアに巻取られるウエブは、紙、フィルムといった物のほか、織物、編物等の反物等、厚みの少ない長尺物であれば適用することができる。
【００４１】
このほか、制御機構を構成する各種の部品であるエンコーダー、情報処理装置、上下動装置のチェーン、スプロケット又はチェーンホイール、サーボモーター等は適宜公知の手段を用いてもよく、従来のウエブ巻取り装置の改良によって本発明を構成すれば、さらに安価に構築できるものと期待される。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・ウエブ巻取り装置
１０・・引出しドラム
２０・・送りドラム
３０・・巻取りコア
３０ａ・軸部
３０ｂ・円形本体部
３１・・ゴムローラー（伴転部材）
３２・・軸受ブロック
４１・・チェーン（従来）
４２・・スプロケット又はチェーンホイール（従来）
４３・・センサー（従来）
５０・・制御機構
５１・・エンコーダー（計測手段）
５２・・情報処理装置（情報処理手段）
５３・・上下動装置（移動手段）
５３１・チェーン
５３２・スプロケット又はチェーンホイール
５３３・サーボモーター（動力源）
６０・・動力機
６１・・伝動機構
Ａ・・・ウエブ
Ｂ・・・コア
ｄ・・・ウエブ直径
ｊ・・・仕事量
ｓ・・・周方向速度（巻取りコアの周方向速度）
ｓｔ・・周方向速度（ゴムローラーの周方向速度）
ｗ・・・パルス周波数
Δ・・・差分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエブを連続的に引き出す引出しドラムと、この引出しドラムと平行に並設され、前記ウエブを送る送りドラムと、この送りドラム、前記引出しドラムの両ドラム上で前記ウエブを介して回動させられることで周囲に前記ウエブが巻付く巻取りコアとを用いて、前記ウエブを前記巻取りコアで巻取るウエブ巻取り方法であって、
回動させられている前記巻取りコアの周方向速度から、前記巻取りコアに巻付いた前記ウエブの直径を算出し、この算出した前記ウエブの直径に基づいて、所定位置に前記巻取りコアを移動させる、
ことを特徴とするウエブ巻取り方法。
【請求項２】
回動させられている前記巻取りコアの周方向速度をパルス周波数に変換し、このパルス周波数から前記巻取りコアに巻付いた前記ウエブの直径を算出し、この算出した前記ウエブの直径から前記巻取りコアの所定位置への移動に必要な仕事量を換算し、この換算した仕事量に基づいて前記巻取りコアを所定位置に移動させる、
ことを特徴とする請求項１に記載のウエブ巻取り方法。
【請求項３】
ウエブを連続的に引き出す引出しドラムと、この引出しドラムと平行に並設され、前記ウエブを送る送りドラムと、この送りドラム、前記引出しドラムの両ドラム上で前記ウエブを介して回動させられることで周囲に前記ウエブが巻付く巻取りコアとから構成され、前記ウエブを前記巻取りコアで巻取るウエブ巻取り装置であって、
回動させられている前記巻取りコアの周方向速度から、前記巻取りコアに巻付いた前記ウエブの直径を算出し、この算出した前記ウエブの直径に基づいて、所定位置に前記巻取りコアを移動させる制御機構を備える、
ことを特徴とするウエブ巻取り装置。
【請求項４】
前記制御機構は、前記巻取りコアに接続され、前記巻取りコアの周方向速度をパルス周波数に変換して発信する計測手段と、発信された前記パルス周波数を受信し、前記巻取りコアに巻付いた前記ウエブの直径を算出し、この算出した前記ウエブの直径から前記巻取りコアの所定位置への移動に必要な仕事量を換算して発信する情報処理手段と、発信された前記仕事量に基づいて前記巻取りコアを所定位置に移動させる移動手段と、からなる、
ことを特徴とする請求項３に記載のウエブ巻取り装置。
【請求項１】
ウエブを連続的に引き出す引出しドラムと、この引出しドラムと平行に並設され、前記ウエブを送る送りドラムと、この送りドラム、前記引出しドラムの両ドラム上で前記ウエブを介して回動させられることで周囲に前記ウエブが巻付く巻取りコアとを用いて、前記ウエブを前記巻取りコアで巻取るウエブ巻取り方法であって、
回動させられている前記巻取りコアの周方向速度から、前記巻取りコアに巻付いた前記ウエブの直径を算出し、この算出した前記ウエブの直径に基づいて、所定位置に前記巻取りコアを移動させる、
ことを特徴とするウエブ巻取り方法。
【請求項２】
回動させられている前記巻取りコアの周方向速度をパルス周波数に変換し、このパルス周波数から前記巻取りコアに巻付いた前記ウエブの直径を算出し、この算出した前記ウエブの直径から前記巻取りコアの所定位置への移動に必要な仕事量を換算し、この換算した仕事量に基づいて前記巻取りコアを所定位置に移動させる、
ことを特徴とする請求項１に記載のウエブ巻取り方法。
【請求項３】
ウエブを連続的に引き出す引出しドラムと、この引出しドラムと平行に並設され、前記ウエブを送る送りドラムと、この送りドラム、前記引出しドラムの両ドラム上で前記ウエブを介して回動させられることで周囲に前記ウエブが巻付く巻取りコアとから構成され、前記ウエブを前記巻取りコアで巻取るウエブ巻取り装置であって、
回動させられている前記巻取りコアの周方向速度から、前記巻取りコアに巻付いた前記ウエブの直径を算出し、この算出した前記ウエブの直径に基づいて、所定位置に前記巻取りコアを移動させる制御機構を備える、
ことを特徴とするウエブ巻取り装置。
【請求項４】
前記制御機構は、前記巻取りコアに接続され、前記巻取りコアの周方向速度をパルス周波数に変換して発信する計測手段と、発信された前記パルス周波数を受信し、前記巻取りコアに巻付いた前記ウエブの直径を算出し、この算出した前記ウエブの直径から前記巻取りコアの所定位置への移動に必要な仕事量を換算して発信する情報処理手段と、発信された前記仕事量に基づいて前記巻取りコアを所定位置に移動させる移動手段と、からなる、
ことを特徴とする請求項３に記載のウエブ巻取り装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−１４７５（Ｐ２０１３−１４７５Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３１９８５（Ｐ２０１１−１３１９８５）
【出願日】平成２３年６月１４日（２０１１．６．１４）
【出願人】（５９６１３４１７２）丸富製紙株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１４日（２０１１．６．１４）
【出願人】（５９６１３４１７２）丸富製紙株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
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