(57)【要約】【課題】防爆エリアにおけるロールツウロールの製造ラインにおいて、エアーモータにより駆動回転される駆動ローラにおいて、回転速度を自動制御できる装置を提供することを目的する。【解決手段】駆動ローラを回転駆動するエアーモータと、空気圧源から前記エアーモータへのエアー流量を制御するエアー流量制御部と、駆動ローラの回転速度を検出する回転計と、前記回転速度計の回転速度データをもとに、前記エアー流量制御部に、所望のローラ回転速度になるエアー流量を、エアーの制御により決定するローラ回転速度制御部と、ローラ回転速度制御部の指示をエアー流量制御部に伝達する制御指示伝達手段と、を備えることを特徴とするローラ回転速度制御装置。【選択図】図１
2020026783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動ローラのローラ回転速度制御装置であって、
前記駆動ローラを回転駆動するエアーモータと、
空気圧源から前記エアーモータへのエアー流量を制御するエアー流量制御部と、
前記駆動ローラの回転速度を検出する回転計と、
前記回転計の回転速度データをもとに、前記駆動ローラの所望の回転速度になる前記エアー流量制御部におけるエアー流量を、エアーの制御により決定するローラ回転速度制御部と、
前記ローラ回転速度制御部から前記エアー流量制御部に、ローラ回転速度制御部で決定した、前記エアー流量制御部におけるエアー流量指示を伝達する制御指示伝達手段と、
を備えることを特徴とするローラ回転速度制御装置。
【請求項２】
前記エアー流量制御部は、
流量調整弁と、空気圧源からの前記エアーモータへのエアー量を調整する流量調整弁のダイヤルを備え、
前記ローラ回転速度制御部は、
ロータリーアクチュエータと、
方向切換弁と、
電気制御部と
を備え、
前記制御指示伝達手段は、
前記ロ−タリーアクチュエータの回転軸の先端にあり前記ダイヤルを把持するチャック部と、
前記ロ−タリーアクチュエータの回転軸と、
から構成され、
前記回転計の速度データをもとに、所望のローラ回転速度になるように、前記方向切換弁に、前記エアー流量制御部の前記ダイヤルの角度回転指示を出すことを特徴とする請求項１記載のローラ回転速度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動ローラのローラ回転速度制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロールツウロールで巻出から巻取まで、ウエブを搬送し、ウエブを加工する製造ラインなどにおいて、数多くのローラが設置されている。中でも、回転速度制御が必要な部位のローラは、モータによって駆動回転する駆動ローラが設置される。
【０００３】
従来駆動ローラに使用しているモータは、直流モータ、交流モータやパルスモータなどの電気式モータであり、回転速度は電気的に高精度に制御することが可能である。
【０００４】
溶剤雰囲気である防爆エリアに、ロールツウロールの製造ラインなどがある場合においては、防爆仕様のモータを使用しなければならない。電気式モータで防爆仕様のモータは、場所を多くとり、また高価であった。
【０００５】
また、駆動ローラを駆動回転するものとして、圧空で回転させる機構のエアーモータの設置（特許文献１参照）が電気式に比べ安価であり、設置労力も少なくてすむ。しかしながら、電気式モータのように、駆動ローラの回転速度を、自動制御することができなかった。
【０００６】
そこで、溶剤雰囲気である防爆エリアにあるロールツウロールの製造ラインなどにおけるエアーモータの駆動回転による駆動ローラにおいて、ローラ回転速度を自動制御できる装置が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１−２８８３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、防爆エリアにあるロールツウロールの製造ラインなどにおいて、エアーモータにより駆動回転される駆動ローラのローラ回転速度を自動制御できる装置を提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、請求項１に係る発明は、駆動ローラのローラ回転速度制御装置であって、前記駆動ローラを回転駆動するエアーモータと、空気圧源から前記エアーモータへのエアー流量を制御するエアー流量制御部と、前記駆動ローラの回転速度を検出する回転計と、前記回転計の回転速度データをもとに、前記駆動ローラの所望の回転速度になる前記エアー流量制御部におけるエアー流量を、エアーの制御により決定するローラ回転速度制御部と、前記ローラ回転速度制御部から前記エアー流量制御部に、ローラ回転速度制御部で決定した、前記エアー流量制御部におけるエアー流量指示を伝達する制御指示伝達手段と、を備えることを特徴とするローラ回転速度制御装置である。
【００１０】
請求項２に係る発明は、前記エアー流量制御部は、流量調整弁と、空気圧源からの前記エアーモータへのエアー量を調整する流量調整弁のダイヤルを備え、前記ローラ回転速度
制御部は、ロータリーアクチュエータと、方向切換弁と、電気制御部とを備え、前記制御指示伝達手段は、前記ロータリーアクチュエータの回転軸の先端にあり前記ダイヤルを把持するチャック部と、前記ロータリーアクチュエータの回転軸と、から構成され、前記回転計の速度データをもとに、所望のローラ回転速度になるように、前記方向切換弁に、前記エアー流量制御部の前記ダイヤルの角度回転指示を出すことを特徴とする請求項１記載のローラ回転速度制御装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、防爆エリアにあるロールツウロールの製造ラインなどにおける、エアーモータにより駆動回転される駆動ローラにおいて、ローラ回転速度を自動制御できる装置を提供することが可能になるため、生産コストを抑えられるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】は本発明の実施形態のローラ回転速度制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】は本発明の実施形態のローラ回転速度制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】は本発明の実施形態のローラ回転速度制御装置において、ロ−タリーアクチュエータと、エアーモータへのエアー流量を制御するエアー流量制御部との連結の様子を模式的に示した斜視図である。
【図４】は本発明の実施形態のローラ回転速度制御装置において、ロ−タリーアクチュエータと方向切換弁の空気圧回路図である。
【図５】は本発明の実施形態のローラ回転速度制御装置の実施例において構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態のローラ回転速度制御装置について添付図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施形態のローラ回転速度制御装置１００の構成を示すブロック図である。
【００１５】
本発明の実施形態のローラ回転速度制御装置１００は、駆動ローラ１を回転駆動するエアーモータ２と、空気圧源５からエアーモータ２へのエアー流量を制御するエアー流量制御部３と、駆動ローラ１の回転速度を検出する回転計８と、回転計８の回転速度データをもとに、駆動ローラ１の所望の回転速度になるエアー流量制御部３におけるエアー流量を決定するローラ回転速度制御部７と、ローラ回転速度制御部７からエアー流量制御部３に、ローラ回転速度制御部７で決定した、エアー流量制御部３におけるエアー流量指示を伝達する手段９と、を備える。
【００１６】
製造ラインにおける駆動ローラ１は、エアーモータ２によって駆動回転する。駆動ローラ１の回転速度は、エアーモータ２に流入するエアー量によって決まる。
【００１７】
エアーモータ２に流入するエアーは、空気圧源５のエアーがレギュレータ４を通過したものが、エアー流量制御部３で、エアー量が制御されたものである。
【００１８】
エアー流量制御部３でのエアー流量制御は、ローラ回転速度制御部７から、制御指示伝達手段９を通じて出される指示によっておこなわれる。
【００１９】
駆動ローラ１の回転速度を、回転計８が検出しており、回転計８の駆動ローラ回転速度値を、ローラ回転速度制御部７に入力される。
【００２０】
ローラ回転速度制御部７は、空気圧源５のエアーがレギュレータ６を通過したエアーを使用して、駆動ローラ１の回転速度値により、所望の駆動ローラ１の回転速度にするための、エアー流量制御部３の、エアーモータに流入するエアー量を制御するための指示を決定し、制御指示伝達手段９によって、その指示がローラ回転速度制御部７からエアー流量制御部３に伝達される。
【００２１】
所望の駆動ローラ１の回転速度が、上記手段により実現化される。
【００２２】
さらに、ローラ回転速度制御部７と制御指示伝達手段９の内容の詳細を組み入れたものを説明する。
【００２３】
図２は本発明の実施形態のローラ回転速度制御装置１０１の構成を示すブロック図である。また、図３は本発明の実施形態のローラ回転速度制御装置１０１において、ロ−タリーアクチュエータ４０と、エアーモータへのエアー流量を制御するエアー流量制御部３との連結の様子を模式的に示した斜視図である。また、図４は本発明の実施形態のローラ回転速度制御装置１０１において、ロ−タリーアクチュエータ４０と方向切換弁５５の空気圧回路図である。
【００２４】
本発明の実施形態のローラ回転速度制御装置１０１は、駆動ローラ１を回転駆動するエアーモータ２と、空気圧源５からエアーモータ２へのエアー流量を制御するエアー流量制御部３と、駆動ローラ１の回転速度を検出する回転計８と、回転計８の回転速度データをもとに、駆動ローラ１の所望の回転速度になるエアー流量制御部３におけるエアー流量を決定するローラ回転速度制御部７と、ローラ回転速度制御部７からエアー流量制御部３に、ローラ回転速度制御部７で決定した、エアー流量制御部３におけるエアー流量指示を伝達する手段９と、を備える。エアー流量制御部３は、流量調整弁（図示せず）と、空気圧源からのエアーモータへのエアー量を調整する流量調整弁のダイヤル３１を備え、ローラ回転速度制御部７は、ロータリーアクチュエータ４０と、方向切換弁４１と、電気制御部４２とを備え、制御指示伝達手段９は、エアー流量制御部３のダイヤル３１と、ロ−タリーアクチュエータ４０の回転軸の先端にありダイヤル３１を把持するチャック部３２と、ロ−タリーアクチュエータ４０の回転軸４３と、エアー流量制御部３のダイヤル３１と、から構成され、回転計８の速度データをもとに、所望のローラ回転速度になるように、方向切換弁４１に、エアー流量制御部３のダイヤル３１の角度回転指示を出すものである。
【００２５】
製造ラインにおける駆動ローラ１は、エアーモータ２によって駆動回転する。駆動ローラ１の回転速度は、エアーモータ２に流入するエアー量によって決まる。
【００２６】
エアーモータ２に流入するエアーは、空気圧源５のエアーがレギュレータ４を通過したものが、エアー流量制御部３で、エアー量が制御されたものである。
【００２７】
エアー流量制御部３でのエアー流量制御は、ローラ回転速度制御部７から、制御指示伝達手段９を通じて出される指示によっておこなわれる。
【００２８】
エアー流量制御部３での、エアー制御は、エアー流量制御部のダイヤル３１の回転によって行われる。ダイヤル３１を正転すると、エアーモータ２へのエアー流量が増える、ダイヤル３１を位置固定すると、エアーモータ２へのエアー流量が固定され、ダイヤル３１を逆転すると、エアーモータ２へのエアー流量が減少する。
【００２９】
ローラ回転速度制御部７は、空気圧源５のエアーがレギュレータ６を通過したエアーを使用して、駆動ローラ１の回転速度値により、所望の駆動ローラ１の回転速度にするための、エアー流量制御部３においてエアーモータに流入するエアー量を制御するための指示
を決定する。
【００３０】
駆動ローラ１の回転速度を、回転計８が検出しており、回転計８の駆動ローラ回転速度値を、ローラ回転速度制御部７の電気制御部４２に入力される。電気制御部４２は、入力された駆動ローラ１の回転速度をもとに、方向切換弁５５の制御を行い、ロータリアクチチュエータ４０へのエアーの流入と流出あるいは停止を行う。
【００３１】
ロ−タリーアクチュエータ４０はシリンダの中で、空気室に入るエアーの流出入を制御して、ピストンになっているラック５０の水平方向の運動を起こし、ラック５０の水平方向の動きをピニオン５２に伝え、ピニオン５２は回転軸４３に、回転を伝える。
【００３２】
ロ−タリーアクチュエータ４０の中にシリンダ室５１があり、その中にラック５０がその両端面がピストン部５０aとしてあり、シリンダ室５１を空気室５１aと空気室５１ｂに分けている。
１)空気室５１aへのエアーの流入、空気室５１ｂからのエアーの排出によって、空気室５１a内のエアー量が膨らみ、ラック５０がｂ方向にいき、ラックの表面の凹凸と歯車がかみあっているピニオンを駆動回転させ、ｄ方向への回転となる。
２）空気室５１ｂへのエアーの流入、空気室５１aからのエアーの排出によって、空気室５１b内のエアー量が膨らみ、ラック５０がa方向にいき、ラックの表面の凹凸と歯車がかみあっているピニオンを駆動回転させ、e方向への回転となる。
【００３３】
方向切換弁５５は５ポート３位置弁を使用する（図４参照）。方向切換弁は３ポート３位置弁も使用できる。
【００３４】
方向切換弁５５は、前進、中間停止、後退の３通りの動作を有する３位置弁である。
１）（前進）方向切換弁５５の前進位置は、空気室５１aへのエアーの流入、空気室５１ｂからのエアーの排出を行うので、ラック５０がｂ方向にいきピニオン５２がｄ方向への回転となる。ピニオン５２の回転軸４３もｄ方向へ回転する。空気室５１aへのエアーの流入、空気室５１ｂからのエアーの排出を行う時間、この動作は継続される。
２）（後退）方向切換弁５５の後退位置は、空気室５１ｂへのエアーの流入、空気室５１aからのエアーの排出を行うので、ラック５０がc方向にいきピニオン５２がe方向への回転となる。ピニオン５２の回転軸４３もe方向へ回転する。空気室５１ｂへのエアーの流入、空気室５１aからのエアーの排出を行う時間、この動作は継続される。
３）（中間停止）前進あるいは後退のストローク途中での、中間停止を行う。空気室５１a空気室５１ｂは、中間停止位置にするときの状態をそのまま保ち、ラック５０の位置は停止し、ピニオン５２の回転位置も固定される。ピニオン５２の回転軸４３も固定される。
【００３５】
制御指示伝達手段９は、ロータリーアクチュエータ４０の回転軸４３と、回転軸４３の先端にありエアー流量制御部３のダイヤル３１を掴むチャック部３２と、エアー流量制御部３のダイヤル３１で構成され、ロータリーアクチュエータ４０の回転軸４３の回転を、チャック部３２が掴んだエアー流量制御部３のダイヤル３１に伝え、ダイヤル３１の回転となり、その回転角度量によって、エアー流量制御部３でのエアー流量制御を行う。
＜回転速度制御フロー＞
駆動ローラ１の所望の回転速度(Mｍ/min)からある程度の範囲内（±Hｍ/min）に、駆動ローラ１の回転速度にする制御をおこなうときのフローを示す。
【００３６】
ロ−タリーアクチュエータ４０の回転軸４３がl方向に回転することが、それに連結されたエアー流量制御部３のダイヤル３１を正転させ、エアーモータへのエアー量を増加させるように設置する。
【００３７】
以下の（Ｓ０）から（Ｓ９９）で示されるフローで回転速度制御動作を行う。
（Ｓ０：開始）駆動ローラ１の所望の回転速度(Mｍ/min)より、小さい値の回転速度で、回転させるように、エアー流量制御部３のダイヤル３１を手動で調整する。設定部（不図示）で動作ONにする。
（Ｓ１：ダイヤル３１をチャック）エアー流量制御部３のダイヤル３１をチャック部３２でチャックし、ロ−タリーアクチュエータ４０の回転軸４３と、エアー流量制御部３のダイヤル３１を連結する。
（Ｓ２：動作終了チェック）設定部が動作OFFであるならば（Ｓ９９）へ。
（Ｓ３：回転速度測定）駆動ローラ１の回転速度を回転計８でモニターし、回転速度の値をローラ回転速度制御部７の電気制御部４２に送る。
（Ｓ４：回転速度比較）
・回転計８でモニターした駆動ローラ１の回転速度が、所望の回転速度(Mｍ/min)より小さい場合は（Ｓ５）へ。
・回転計８でモニターした駆動ローラ１の回転速度が、所望の回転速度(Mｍ/min)からある程度の範囲内（±Hｍ/min）にある場合は、（Ｓ７）へ。
・回転計８でモニターした駆動ローラ１の回転速度が、所望の回転速度(Mｍ/min)より大きい場合は（Ｓ６）へ。
（Ｓ５：回転速度調整１）方向切換弁５５を、T１時間だけ前進位置にする。ロータリーアクチュエータ４０の回転軸４３が、ｌ方向に回転する。そして（Ｓ８）へ。
（Ｓ６：回転速度調整２）方向切換弁５５を、T１時間だけ後退位置にする。ロータリーアクチュエータ４０の回転軸４３が、ｍ方向に回転する。そして（Ｓ８）へ。
（Ｓ７：回転速度調整３）方向切換弁５５を、T１時間だけ中間停止位置にする。そして（Ｓ８）へ。
（Ｓ８：方向切換弁中間停止）方向切換弁５５を、T２時間だけ中間停止位置にする。そして（Ｓ２）へ。
（Ｓ９９）動作終了。
【００３８】
本発明は、防爆エリアにあるロールツウロールの製造ラインなどにおける、エアーモータにより駆動回転される駆動ローラにおいて、ローラ回転速度を自動制御できる装置を提供することが可能にするため、低コストで駆動ローラを設置できる。
【実施例】
【００３９】
以下に、本発明の具体的実施例について説明する。
【００４０】
＜実施例＞
図５は本発明の実施形態のローラ回転速度制御装置の実施例において構成を示すブロック図である。
【００４１】
巻出から巻取に搬送されるウエブに、液剤を塗工し、乾燥する工程があるロールツウロールの製造ラインで、塗工部直後に設置されるウェブに接する駆動ローラに、本発明の実施形態のローラ回転速度制御装置を設置した。
【００４２】
ウェブの搬送速度はラインスピード１００ｍ／ｍｉｎで、ウェブに接する駆動ローラの目標回転速度が８０ｍ／ｍｉｎであり、この駆動ローラは、塗工部で塗工した基材上のコーティング面を平滑化するスムージングローラであり、この駆動ローラの回転速度を制御することを行った。
【００４３】
エアーモータ２に流入するレギュレータ４を通過したエアーの圧空は０．５MPa、方向切換弁に流入するレギュレータ６を通過したエアーの圧空は０．２MPaであった。
【００４４】
実施例１〜４の実施例を行った。それぞれの実施例で、
ウェブに加工開始後、手動にて、エアー流量制御部３のダイヤル３１を調整し、エアーモータへのエアー量を調整して、駆動ローラ１が５０ｍ／ｍｉｎで回転するようにした。
【００４５】
そして、ロ−タリーアクチュエータ４０の回転軸４２の先端にあるチャック部３２で、エアー流量制御部３のダイヤル３１をチャックした。
【００４６】
そして、それぞれの実施例における条件で制御動作を開始させた。制御開始の初めから１０秒ごとに、駆動ローラ１の回転速度を回転計８で測定した。
【００４７】
＜実施例１＞
方向切換弁５５動作時間Ｔ１＝１ｓｅｃ、方向切換弁５５動作後中間停止時間Ｔ２＝１０ｓｅｃ、目標速度からの許容範囲±２ｍ／ｍｉｎで、制御動作を行った。
【００４８】
＜実施例２＞
方向切換弁５５動作時間Ｔ１＝１ｓｅｃ、方向切換弁５５動作後中間停止時間Ｔ２＝１５ｓｅｃ、目標速度からの許容範囲±２ｍ／ｍｉｎで、制御動作を行った。
【００４９】
＜実施例３＞
方向切換弁５５動作時間Ｔ１＝２ｓｅｃ、方向切換弁５５動作後中間停止時間Ｔ２＝１０ｓｅｃ、目標速度からの許容範囲±２ｍ／ｍｉｎで、制御動作を行った。
【００５０】
＜実施例４＞
方向切換弁５５動作時間Ｔ１＝２ｓｅｃ、方向切換弁５５動作後中間停止時間Ｔ２＝１５ｓｅｃ、目標速度からの許容範囲±２ｍ／ｍｉｎで、制御動作を行った。
【００５１】
その結果を表１にまとめた。
【００５２】
【表１】
2020026783.tif 000003
＜結果＞
実施例すべてにおいて、駆動ローラ１の回転速度を８０ｍ／ｍｉｎ±２ｍ／ｍｉｎ以内にすることができた。よって、本発明の実施形態によるローラ回転速度制御装置は、駆動ローラの回転速度制御が可能であることが分かり、本発明の効果が確認できた。
【符号の説明】
【００５３】
１・・・駆動ローラ
２・・・エアーモーター
３・・・エアー流量制御部
４・・・レギュレータ
５・・・空気圧源
６・・・レギュレータ
７・・・ローラ回転速度制御部
８・・・回転計
９・・・制御指示伝達手段
３１・・・ダイヤル
３２・・・チャック部
４０・・・ロ−タリーアクチュエータ
４１・・・方向切換弁
４２・・・電気制御部
４３・・・回転軸
５０・・・ラック
５０a・・・ピストン部
５１・・・ シリンダ室
５１a・・・ 空気室
５１ｂ・・・空気室
５２・・・ピニオン
５３・・・流量制御弁
５４・・・流量制御弁
５５・・・方向切換弁
５６・・・消音機
５７・・・消音機
６０・・・表示部・設定部
６１・・・巻出ユニット
６２・・・塗工部
６３・・・乾燥部
６４・・・検査部
１００・・・ローラ回転速度制御装置
１０１・・・ローラ回転速度制御装置
ａ・・・エアーの流れ
ｂ・・・方向
ｃ・・・方向
ｄ・・・方向
ｅ・・・方向
【図１】
2020026783.tif 000004
【図２】
2020026783.tif 000005
【図３】
2020026783.tif 000006
【図４】
2020026783.tif 000007
【図５】
2020026783.tif 000008