(57)【要約】  シート形成マシン上の一つまたはそれ以上のアクチュエータで駆動されるデバイスが、以下のいずれかの方法により、電力を受け取り、且つ一つまたはそれ以上の品質管理システムとの間で双方向通信を行う：電力をアクチュエータに伝送するための物理的に接続されたケーブル、及び双方向通信のために使用される物理的に接続されたケーブルを有することなく；または、電力ケーブル上での非接触電力及び通信；または、電力と双方向通信の両方を提供するための、電力源からアクチュエータに接続されたケーブル；または、電力はケーブルによりアクチュエータに供給され、双方向通信はワイヤレスである。
2008532469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート形成システムであって：
前記シートの形成で使用するための一つまたはそれ以上の品質管理システムと；
前記シートの形成にそれぞれ関係する複数のアクチュエータを有する、アクチュエータで駆動される少なくとも一つのデバイスと；
電力供給モジュールと前記複数のアクチュエータとの間にケーブルを接続することなく、前記複数のアクチュエータに電力を供給するための電力供給モジュールと；
前記一つまたはそれ以上の品質管理システムの内の少なくとも一つに接続され、前記少なくとも一つの品質管理システムと前記複数のアクチュエータのそれぞれとの間の双方向通信を提供するための駆動信号モジュールと；
を有することを特徴とするシート形成システム。
【請求項２】
下記特徴を有する請求項１に記載のシート形成システム：
電力は、前記電力供給モジュールから前記複数のアクチュエータのそれぞれへ、トランス装置により供給され、このトランス装置は、前記電力供給モジュールに対応する一次側、及び前記複数のアクチュエータのそれぞれに対応する二次側を有している。
【請求項３】
下記特徴を有する請求項２に記載のシート形成システム：
前記トランス装置の一次側は、前記複数のアクチュエータのそれぞれの近傍の前記電力供給モジュールから伸び、一方、前記二次側は、前記複数のアクチュエータのそれぞれの中に埋め込まれている。
【請求項４】
下記特徴を有する請求項１に記載のシート形成システム：
電力は、前記電力供給モジュールによって、前記複数のアクチュエータのそれぞれへ、前記電力供給モジュールから前記複数のコネクターのそれぞれへの閉じられた磁気経路により、供給される。
【請求項５】
下記特徴を有する請求項４に記載のシート形成システム：
前記閉じられた磁気経路は、前記電力供給モジュールから前記複数のアクチュエータのそれぞれへ磁場を供給する一次ワイヤを有しており、且つ、前記複数のアクチュエータのそれぞれは、前記一次ワイヤにより供給される前記磁場を遮るために前記アクチュエータに接続された手段を有している。
【請求項６】
下記特徴を有する請求項１に記載のシート形成システム：
前記双方向通信は、前記駆動信号モジュールと前記複数のアクチュエータのそれぞれを接続するケーブルにより提供される。
【請求項７】
下記特徴を有する請求項１に記載のシート形成システム：
前記駆動モジュールは、前記少なくとも一つの品質管理システムと前記複数のアクチュエータのそれぞれとの間の、双方向のワイヤレス通信を提供する。
【請求項８】
下記特徴を有する請求項７に記載のシート形成システム：
前記双方向のワイヤレス通信は、アンテナ装置により供給され、このアンテナ装置は、前記複数のアクチュエータのそれぞれの近傍にある前記駆動信号モジュールに対応する一次信号アンテナ、及び前記複数のアクチュエータのそれぞれの中に配置されたアンテナを有している。
【請求項９】
シート形成システムであって：
品質管理部を有し、この品質管理部は、
前記シートの形成で使用するための一つまたはそれ以上の品質管理システムと；
前記一つまたはそれ以上の品質管理システムの内の少なくとも一つに対応するモジュレータ／デモジュレータと；を有し、
アクチュエータで駆動される部分を有し、この部分は、
前記シートの形成にそれぞれ関係する複数のアクチュエータを有する、アクチュエータで駆動される少なくとも一つのデバイスであって、前記アクチュエータのそれぞれがモジュレータ／デモジュレータを有している、デバイスと；
電力信号を、前記品質管理部から前記アクチュエータで駆動される部分へ供給するためのケーブルであって、前記品質管理部から前記アクチュエータで駆動される部分へ通信信号を送るために、前記電力信号を変調するための、前記一つまたはそれ以上の品質管理システムの内の前記少なくとも一つに対応する前記モジュレータ／デモジュレータに接続されたケーブルと；を有し、
前記複数のアクチュエータのそれぞれは、前記複数のアクチュエータのそれぞれに前記ケーブルを物理的に接続することなく、前記変調された電力信号を前記品質管理部から受け取るための手段を更に有し、
前記モジュレータ／デモジュレータは、前記通信信号を変調するために前記複数のアクチュエータのそれぞれに対応していること、
を特徴とするシート形成システム。
【請求項１０】
下記特徴を有する請求項９に記載のシート形成システム：
前記複数のアクチュエータのそれぞれの中の前記変調された電力信号を受け取るための前記手段は、前記アクチュエータのそれぞれの中に埋め込まれているマグネチック・コアと、複数のアクチュエータのそれぞれに隣接するマグネチック・コアと、を有しており、
前記ケーブルは、前記複数のアクチュエータのそれぞれに隣接する、前記マグネチック・コアのそれぞれの中を通過している。
【請求項１１】
シート形成システムであって：
品質管理部を有し、この品質管理部は、
前記シートの形成で使用するための一つまたはそれ以上の品質管理システムと；
前記一つまたはそれ以上の品質管理システムの内の少なくとも一つに対応するモジュレータ／デモジュレータを含む電力及び通信モジュールと；を有し、
アクチュエータで駆動される部分を有し、この部分は、
前記シートの形成にそれぞれ関係する複数のアクチュエータを有する、アクチュエータで駆動される少なくとも一つのデバイスであって、前記アクチュテータのそれぞれがモジュレータ／デモジュレータを有しているデバイスと；
電力信号を、前記品質管理部から前記アクチュエータで駆動される部分へ供給するためのケーブルと；を有し、
前記ケーブルは、前記品質管理部から前記アクチュエータで駆動される部分へ、そして、前記アクチュエータのモジュレータ／デモジュレータのそれぞれへ、通信信号を送るために、前記電力信号を変調するための、前記一つまたはそれ以上の品質管理システムの内の前記少なくとも一つに対応する前記モジュレータ／デモジュレータに接続されている。
【請求項１２】
シート形成システムであって：
前記シートの形成で使用するための一つまたはそれ以上の品質管理システムと；
前記シートの形成にそれぞれ関係する複数のアクチュエータを有する、アクチュエータで駆動される少なくとも一つのデバイスと；
前記複数のアクチュエータに電力を供給するためのモジュールと；
前記電力供給モジュールを前記複数のアクチュエータのそれぞれに物理的に接続するケーブルと；
前記少なくとも一つの品質管理システムと前記複数のアクチュエータのそれぞれとの間の、双方向ワイヤレス通信を提供するために、前記一つまたはそれ以上の品質管理システムの内の少なくとも一つに接続された駆動信号モジュールと；
を有するシート形成システム。
【請求項１３】
下記特徴を有する請求項１２に記載のシート形成システム：
前記双方向ワイヤレス通信は、アンテナ装置により提供され、このアンテナ装置は、前記複数のアクチュエータのそれぞれの近傍にある前記駆動信号モジュールに対応する一次信号アンテナと；
前記複数のアクチュエータのそれぞれの中に配置されたアンテナと；
を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、シート及びウエブ材料の横断方向のプロファイルの制御のためのシステムに係り、特に、アクチュエータを使用し、且つアクチュエータへの電力および／または通信が、ワイヤレスまたは非接触および／または同一のケーブル上で行われることがある横断方向のプロファイル・システムに係る。
【背景技術】
【０００２】
オンライン測定が、シート及びウエブ材料の性質を、その製造の際に、検出するため行われることが可能であることが、良く知られている。説明を簡潔にするために、“シート”と言う用語は、ここでは、特許請求の範囲を含め、シートまたはウエブのいずれかを呼ぶために使用されている。一般的に、オンライン測定は、シート及びウエブの製造プロセスの迅速な制御を可能にし、それによって、シートの品質を向上させ、それと同時に、水準以下の品質のシート材料（好ましくないプロセス条件が修正される前に製造される）の量を減少させる。例えば、製紙産業において、オンライン・センサは、例えば基準重量、湿分量、キャリパー、コーティング重量、仕上げ、色、及び紙・シートの転換のような、変数を、製造中に検出することが可能である。
【０００３】
シート材料の横断方向の変動を検出するため、走査式センサを使用することが良く知られており、この走査式センサは、横断方向にシートを横切って前後に移動し、その際に、各走査に沿うシートの性質の値を検出する。“横断方向”（または“ＣＤ”）言う用語は、シートの表面をマシン方向（即ち、シート材料の移動の方向）に対して垂直に横切る方向を呼ぶ。
【０００４】
走査式センサにより供給される測定情報は、各走査に対してまとめられ、横断方向の、シートの検出された性質の“プロファイル”が提供される。かくして、各プロファイルは、隣接する位置またはスライスでの、一連のシート測定を有し、そのプロファイルは、一般的に、横断方向に伸びている。そのようなプロファイルから、シートの性質の横断方向の変動か検出されることが可能である。検出された横断方向の変動に基づいて、適切な調整制御が、シート製造マシンに対してなされることが可能である。
【０００５】
そのような調整は、複数の横断方向のアクチュエータにより、行われる。そのようなアクチュエータは、例えば、ペーパー・マシンのヘッドボックスの排出部に配置されたモータで駆動されるスライス・リップ・プロファイル制御アクチュエータ；カレンダおよび／または他のペーパー・マシン・ロールの、その長手方向に沿った直径の制御のための誘導加熱式ヒータ；及び、紙の片面または両面に付けられたコーティングのＣＤ重量プロファイルの制御のためのコーティング・ブレイド・アクチュエータ、などである。複数の横断方向のアクチュエータが、他の産業的なシート形成プロセス、例えば、プラスチック押出し、金属の押出し、及び金属の圧延などでもまた使用されている。
【０００６】
理解できるように、これらのシート形成プロセスの全てにおいて、アクチュエータは、横断方向の性質を、調整する、平らにする、及び形作るために使用される。そのような横断方向の性質は、例えば、製造中のシートの、密度、湿分量、厚さ、及び光学的性質などである。多くの場合において、これらの横断方向のアクチュエータの数は、シート形成マシン上の一つの位置で、２０から２００を超えるまでになる。シート形成プロセスに沿う様々な位置に、幾つかのアクチュエータ・システムがあっても良い。
【０００７】
これらの産業的なシート形成プロセスの大半は、過酷な環境下で運転され、そのことは、アクチュエータのデザインが、耐水性を備え、耐食性を備え、耐振動性を備え、耐熱性を備え、極めで信頼性が高く、可能な限り小さく、且つ、メンテナンス及びサービスが非常に容易であること、を要求する。あらゆるアクチュエータ・システムの重要で且つ高価な部分は、典型的なシステムにおいて、シート形成マシンを横断する方法に伸びる２０から２００のアクチュエータ・ゾーンに対する、電力及び通信の供給ケーブル及びコネクターである。現在、特殊なケーブル、及びシールされ、工業的に硬化され、ピンで接続されるコネクターのみが、この要求を満たすべく使用されることが可能である。
【０００８】
アクチュエータ・ゾーンのために、電力及び通信の供給ケーブル及びコネクターを使用するアクチュエータ・システムの二つの例が、米国特許第５，７７１，１７４号及び第５，３８１，３４１号に示されている。
【０００９】
このように、アクチュエータ・システムの信頼性及び保守性を大幅に増大させるために、アクチュエータ・システムのケーブル及びコネクターを減らすかあるいはそれらを無くすことが望ましい。更に、アクチュエータ・システムのケーブル及びコネクターを減らすかあるいはそれらを無くすことは、システムのコスト、及びシステムの設置のためのコスト及び時間を、大幅に減少させるであろう。
【００１０】
C. Apneseth et al, ”Wireless - Introducing wireless proximity switches”, ABB Review 2/2002, pp. 42-49, の中に、エンジン組立てライン上のセルにおいて使用するためのワイヤレス近接スイッチが記載されている。４４ページの図の中に示されているように、セルの周りに四つの一次ループが設けられ、それらの一次ループは、二つの電源から電力を供給され、それらの電源は、それらのループの中に交流電流を発生させ、それによって、セルの全体に渡って磁場を作り出す。セルの内側にはロボットがあり、そのロボットは、ロボットのグリッパーで群れを成す幾つかのワイヤレス近接スイッチを備えている。スイッチがそれぞれ、小さいコイルを有し、それらのコイルは、エネルギーを磁場から取り出し、それを電力に変換する。これらのスイッチはまた、それぞれ、スイッチとセルの外側のインプット・モジュールとの間のワイヤレスの通信リンクを取り扱う小さい無線トランシーバ及び低電力エレクトロニクスを有している。それらのスイッチは、インプット・モジュールとの間で、セルに取り付けられたアンテナを用いて通信を行う。
【特許文献１】米国特許第５，７７１，１７４号明細書
【特許文献２】米国特許第５，３８１，３４１号明細書
【非特許文献１】C. Apneseth et al, ”Wireless - Introducing wireless proximity switches”, ABB Review 2/2002, pp. 42-49
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
シート形成システムであって：
前記シートの形成で使用するための一つまたはそれ以上の品質管理システムと；
前記シートの形成にそれぞれ関係する複数のアクチュエータを有する、アクチュエータで駆動される少なくとも一つのデバイスと；
電力供給モジュールと前記複数のアクチュエータとの間にケーブルを接続することなく、前記複数のアクチュエータに電力を供給するための電力供給モジュールと；
前記一つまたはそれ以上の品質管理システムの内の少なくとも一つに接続され、前記少なくとも一つの品質管理システムと前記複数のアクチュエータのそれぞれとの間の双方向通信を提供するための駆動信号モジュールと；
を有している。
【００１２】
シート形成システムであって：
品質管理部を有し、この品質管理部は、
前記シートの形成で使用するための一つまたはそれ以上の品質管理システムと；
前記一つまたはそれ以上の品質管理システムの内の少なくとも一つに対応するモジュレータ／デモジュレータと；を有し、
アクチュエータで駆動される部分を有し、この部分は、
前記シートの形成にそれぞれ関係する複数のアクチュエータを有する、アクチュエータで駆動される少なくとも一つのデバイスであって、前記アクチュエータのそれぞれがモジュレータ／デモジュレータを有している、デバイスと；
電力信号を、前記品質管理部から前記アクチュエータで駆動される部分へ供給するためのケーブルであって、前記品質管理部から前記アクチュエータで駆動される部分へ通信信号を送るために、前記電力信号を変調するための、前記一つまたはそれ以上の品質管理システムの内の前記少なくとも一つに対応する前記モジュレータ／デモジュレータ接続されたケーブルと；を有し、
前記複数のアクチュエータのそれぞれは、前記複数のアクチュエータのそれぞれに前記ケーブルを物理的に接続することなく、前記変調された電力信号を前記品質管理部から受け取るための手段を更に有し、
前記モジュレータ／デモジュレータは、前記通信信号を変調するために前記複数のアクチュエータのそれぞれに対応している。
【００１３】
シート形成システムであって：
品質管理部を有し、この品質管理部は、
前記シートの形成で使用するための一つまたはそれ以上の品質管理システムと；
前記一つまたはそれ以上の品質管理システム内の少なくとも一つに対応するモジュレータ／デモジュレータを含む電力及び通信モジュールと；を有し、
アクチュエータで駆動される部分を有し、この部分は、
前記シートの形成にそれぞれ関係する複数のアクチュエータを有する、アクチュエータで駆動される少なくとも一つのデバイスであって、前記アクチュエータのそれぞれがモジュレータ／デモジュレータを有している、デバイスと；
電力信号を、前記品質管理部から前記アクチュエータで駆動される部分へ、供給するためのケーブルと；を有し、
前記ケーブルは、前記品質管理部から前記アクチュエータで駆動される部分へ、そして、前記アクチュエータのモジュレータ／デモジュレータのそれぞれへ、通信信号を送るために、前記電力信号を変調するための、前記一つまたはそれ以上の品質管理システムの内の前記少なくとも一つに対応する前記モジュレータ／デモジュレータに接続されている。
【００１４】
シート形成システムであって：
前記シートの形成で使用するための一つまたはそれ以上の品質管理システムと；
前記シートの形成にそれぞれ関係する複数のアクチュエータを有する、アクチュエータで駆動される少なくとも一つのデバイスと；
前記複数のアクチュエータに電力を供給するためのモジュールと；
前記電力供給モジュールを前記複数のアクチュエータのそれぞれに物理的に接続するケーブルと；
前記少なくとも一つの品質管理システムと前記複数のアクチュエータのそれぞれとの間の、双方向のワイヤレス通信を供給するために、前記一つまたはそれ以上の品質管理システムの少なくとも一つに接続された駆動信号モジュールと；
を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、図１には、典型的な製紙マシン１０、及びこのマシン１０で使用されることがある様々なアクチュエータで駆動されるプロファイラ１２，１４，１６，１８，２０，２２，２４及び２６が示されている。特に、このマシン１０は、当業者に良く知られているように、ヘッドボックス１０ａに関係する、アクチュエータで駆動されるダイリューション・プロファイラ１２及びアクチュエータで駆動されるスライス・プロファイラ１４を含んでいるであろう。ヘッドボックス１０ａは、パルプ・サスペンション（pulp suspension）を、ロウアー・ワイヤ（lower wire）（図１の中には示されていない）の開始部の上に供給する。アクチュエータで駆動されるプロファイラ１２及び１４、及びここに記載されたその他のアクチュエータで駆動されるプロファイラは、パルプ・サスペンションの横方向のプロファイルを制御するために使用される。
【００１６】
この製紙マシン１０はまた、フォードリニエ・テーブル（Fourdrinier table）１０ｂ及びプレス・セクション１０ｃをも含んでいて、そのプレス・セクションは、例えば図１のプロファイラ１６のような、一つまたはそれ以上のアクチュエータで駆動される蒸気プロファイラを含んでいても良い。マシン横断方向（ＣＤ）の湿分プロファイルは、紙製品の多くの重要な品質の内の一つである。全体の湿分水準が制御されることのみではなく、シート全体に渡る、シートが移動する方向（マシン方向（ＭＤ）と呼ばれる）及びＣＤ方向の湿分分布が制御されることも、重要である。シートの湿分量の変動は、しばしば、絶対湿分量と同様にまたはそれ以上に、紙の品質に影響を与える。
【００１７】
例えばプロファイラ１６のような、蒸気シャワー・プロファイラは、従来のプロファイリング・システムであって、製造の際に紙ウエブの上に蒸気を選択的に分配することにより機能する。プロファイリング蒸気シャワーは、紙ウエブを横切る領域内に、蒸気の様々な分布を形成する。蒸気シャワーの各領域を通過する蒸気の量は、この領域内に配置されたアクチュエータにより調整される。
【００１８】
蒸気シャワーは、フォードリニエ・テーブル１０ｂ上で広く使用され、脱水を促進し、生産量を増大させる。プレス・セクション１０ｃの中で、プレス・ニップの前に、蒸気が加えられ、ウエブの温度を上昇させる。この加えられた温度は、プレスによる水の除去をより効果的にする。その理由は、湿分の除去の増加の方が、蒸気の凝縮により付加された湿分よりも多いからである。
【００１９】
マシン１０の更に下流側にはまた、アクチュエータで駆動されるエア・ウオータ・プロファイラ１８、カレンダ・プロファイラ２０、コーティング重量プロファイラ２２、仕上げプロファイラ２４、及び誘導プロファイラ２６が、設けられることがある。例えばカレンダ・プロファイラ２０のような、プロファイリング・蒸気シャワーはまた、カレンダリング・プロセスでも使用され、紙製品の光沢及び滑らかさを改善する。例えばエア・ウオータ・プロファイラ１８のような、湿分スプレイ・システムもまた、従来のプロファイリング・システムであって、通常、製紙マシンの蒸発セクションで使用されている。
【００２０】
水スプレイ・システムは、マシン横断方向の湿分スプレイのプロファイルを与えるためにデザインされ、紙ウエブの好ましくない湿分プロファイルを打ち消す。これらのシステムは、一連の流量制御アクチュエータからなり、それらは、ＣＤ方向の個々の隣接する領域のスプレイの量を独立に調整することが可能である。誘導プロファイラ２６は、紙のロールを加熱するために使用される、キャリパー及び光沢の制御をもたらす。
【００２１】
図１は、様々なアクチュエータで駆動されるプロファイラ１２から２６を備えた製紙マシン１０を示しているが、当業者に良く知られているところによれば、これらのアクチュエータで駆動されるプロファイラの一部は、このマシン１０以外の特別の機能マシン、例えばブレイド・コータ（blade coater）またはスーパー・カレンダまたはスリッタ・ワインダ（slitter winder）などで、使用されても良く、それらもまた、製紙に関係している。この使用は、図２の中にブロック図形式で示されている。
【００２２】
図２の中に示されているように、一つまたはそれ以上の品質管理システム（ＱＣＳ）３０ａ及び３０ｂは、適切な手段３２により、ペーパー・マシン３４、ブレイド・コータ３６、スーパー・カレンダ３８、一つまたはそれ以上のスキャナ４０ａ及び４０ｂ、及びコンバータ４２に、接続され、ここで、その手段は、以下に記載されているように物理的なケーブルまたはワイヤレス接続であっても良い。ペーパー・マシン３４は、エッジ制御アクチュエータ及び様々なアクチュエータで駆動されるプロファイラ、例えば、図１の中に示されているように、スライス・プロファイラ、ダイリューション・プロファイラ、蒸気プロファイラ、エア・ウオータ・プロファイラ、コーティング重量プロファイラ、及び誘導プロファイラなどを有していても良い。ブレイド・コータ３６は、アクチュエータで駆動されるコーティング重量プロファイラを有し、スーパー・カレンダ３８は、アクチュエータで駆動される蒸気及び誘導プロファイラを有し、そして、コンバータ４２は、アクチュエータで駆動されるスリッタ・ワインダを有している。
【００２３】
以下に記載された本発明の様々な実施形態によれば、製紙マシン１０の中の一つまたはそれ以上のアクチュエータで駆動されるプロファイラのそれぞれのアクチュエータ、または、図２の中にブロック図の形式で示されたマシンに関係して説明された様々なアクチュエータは、以下のようなやり方で、電力を受け取り、例えば図２のシステム３０ａ及び３０ｂのようなＱＣＳシステムとの間で双方向通信を行う。
【００２４】
＜ａ＞  電力をアクチュエータに伝送するために、アクチュエータに物理的に接続されたケーブル、及びアクチュエータと一つまたはそれ以上のＱＣＳ３０ａ，３０ｂとの間の双方向通信のための、アクチュエータに物理的に接続されたケーブルの代わりに；
この実施形態は、以下に記載されているように、電力をアクチュエータへ伝送するために、及び、アクチュエータと一つまたはそれ以上のＱＣＳの間の双方向通信を提供するために、以下において“ワイヤレス”と呼ばれる技術を使用する；
−それに代わって、この実施形態は、アクチュエータのそれぞれへ電力を伝送するために、以下において“非接触”と呼ばれる、閉じられた磁気経路を使用しても良い；
−この実施形態のサブセットは、アクチュエータの間の双方向通信及びワイヤレスまたは非接触の電力のための、一つまたはそれ以上のＱＣＳとアクチュエータの間に物理的に接続されたケーブルである。
【００２５】
＜ｂ＞  電力ケーブル上での非接触の電力及び通信；
＜ｃ＞  電力ケーブルを使用して、アクチュエータへの電力、及び、一つまたはそれ以上のＱＣＳとアクチュエータの間の双方向通信を提供するために、電力源からアクチュエータへ物理的に接続されるケーブル；
＜ｄ＞  アクチュエータのそれぞれに物理的に接続された電力ケーブル及びワイヤレス通信により、アクチュエータへ供給される電力。
【００２６】
次に図３には、実施形態が、単純化されたブロック図形式で示されている。これによれば、アクチュエータに物理的に接続されたケーブルが、電力をアクチュエータへ伝達するために使用されることがなく、且つ、アクチュエータに物理的に接続されたケーブルが、アクチュエータと一つまたはそれ以上のＱＣＳとの間の双方向通信のために使用されることがない。図３の中に示されている実施形態は、電力及び双方向通信の両方の伝送のために、“ワイヤレス”と呼ばれる技術を使用する。かくして、この実施形態は、全体としてワイヤレスであると言うことができる。
【００２７】
例えば図２のＱＣＳ３０ａおよび／またはＱＣＳ３０ｂのような、一つまたはそれ以上のＱＣＳを使用する双方向通信は、アクチュエータ４６ａ，４６ｂ，４６ｃ ... ４６ｎのアレイ４６の近傍にある一次信号アンテナ４４、及びアクチュエータのそれぞれの中に配置されたアンテナ（図３の中には示されていない）により行われる。一次信号アンテナ４４は、一つまたはそれ以上のＱＣＳと、信号駆動アンテナ・モジュール４８により結合される。電力は、アクチュエータ４６ａから４６ｎまでのそれぞれへ、電力駆動モジュール４９から、トランス装置により伝送される。ここで、トランスの二次側は、各アクチュエータ４６ａから４６ｎまでの中に埋め込まれていて、一方、トランスの一次側４７は、アクチュエータの外側に配置される。
【００２８】
それに代わって、図３ａの中に示されているように、閉じられた磁気経路が使用されても良く、それによって、電力を、アクチュエータのそれぞれへ、二つの半円部品４５ａ及び４５ｂからなる小さいリング型のコア４５を使用して伝送する。これらの半円部品の一つは、二次巻線４５ｃを支持し、そしてこれらの半円部品は、一次コイル・ワイヤ４５ｄの回りに一緒に留められることが可能である。図３ａの中に示された装置は、電力の伝送のために、“非接触”と呼ばれる技術を使用している。
【００２９】
従って、図３の中に示された実施形態は、電力の伝送及び双方向通信の両方に関して、ワイヤレスであり、また、図３ａの実施形態は、双方向通信に関してワイヤレスであり、電力の伝送に関して非接触であり、両方の実施形態においては、アクチュエータ４６ａから４６ｎまでのそれぞれへ供給される電力、及びそれらのとの間の双方向通信は、先行技術のシステムの場合のような、アクチュエータのそれぞれへの、通信ケーブル及び電力ケーブルの物理的な接続を必要としない。
【００３０】
図３の中に示された実施形態のサブセットでは、電力は、図３及び３ａの中に示されているように、アクチュエータのそれぞれへワイヤレスまたは非接触の方式で供給される。一つまたはそれ以上のＱＣＳとアクチュエータとの間の双方向通信は、各アクチュエータに接続されたケーブルにより行われ、その点は、先に挙げた米国特許第 5,771,174 号及び 5,381,341 号と同様であり、それらの開示内容は、リファレンスにより、ここに繰り入れられる。
【００３１】
次に図４には、本発明のための実施形態が、単純化された形式で示されている。これによれば、電力がアクチュエータの全てに供給され、そして、一つまたはそれ以上のＱＣＳと全てのアクチュエータと間の双方向通信は、電力ケーブルを通る非接触の方式で両方とも行われる。図４の単純化された図面は、例えば図３のアクチュエータのような、単一のアクチュエータを示し、このアクチュエータは、マグネチック・コア５０の部分をその中に収容していて、この部分は、フェライトまたはそれと同様な材料で作られていても良く、そのコアの上にワイヤ５２が巻かれている。アクチュエータはまた、モジュレータ／デモジュレータ５４を収容している。
【００３２】
アクチュエータの外側にあるが、アクチュエータに接続されていないのは、電力及び通信ケーブル５６である。システムの、図４の中には示されていない側の端であって、一つまたはそれ以上のＱＣＳが配置され、且つアクチュエータの全てに電力を供給するためのシステムも配置されている側の端には、モジュレータ／デモジュレータ（図４の中に示されていない）がある。このモジュレータ／デモジュレータは、電力及び通信ケーブル５６上の交流信号を変調して、アクチュエータの全てに通信を提供し、また、交流電力信号上にアクチュエータで変調された通信信号を復調して、アクチュエータから通信を受け取る。
【００３３】
図４の中に示されているように、通信及び電力ケーブル５６は、各アクチュエータの近傍に、マグネチック・コア５８を収容していて、このマグネチック・コアは、フェライトまたはそれと同様な材料で作られていても良い。このコアは、各アクチュエータの中に埋め込まれているマグネチック・コア５０と組み合わされてトランスを形成し、このトランスは、ケーブル５６上の変調された交流電力信号が、各アクチュエータにより受信され且つ復調されることを可能にする。かくして、図４の中に示された実施形態もまた、非接触である。その理由は、供給される電力、及び、例えば図３のアクチュエータ４６ａから４６ｎのような、アクチュエータのそれぞれとの間の双方向通信が、先行技術のシステムの場合のように、アクチュエータのそれぞれへの通信ケーブル及び電力ケーブルの物理的な接続を必要としないからである。
【００３４】
次に図５には、本発明のための実施形態６０が単純化された形式で示されている。ここでは、ケーブル６２が、電力の供給源からアクチュエータ６４ａ，６４ｂ，６４ｃのそれぞれへ、先行技術において知られているやりで、物理的に接続され、アクチュエータの全てに電力を供給し、且つ、アクチュエータと一つまたはそれ以上のＱＣＳの間の双方向通信もまたケーブル６２を使用して行われる。各アクチュエータ６４ａ，６４ｂ，６４ｃは、一つまたはそれ以上のＱＣＳとの間の、ケーブル６２を通る双方向通信のために、対応する埋め込まれたモジュレータ／デモジュレータ６６ａ，６６ｂ，６６ｃを収容している。
【００３５】
アクチュエータ６４ａ，６４ｂ及び６４ｃから上流側に、電力及び通信モジュール６８が有り。このモジュールは、モジュレータ／デモジュレータ（図５の中に示されていない）を収容し、このモジュレータ／デモジュレータは、電力がケーブル６２を通ってアクチュエータのそれぞれへ伝送されることを可能にし、そして、ケーブルが、アクチュエータと一つまたはそれ以上のＱＣＳの間の双方向通信をも運ぶことを可能にする。
【００３６】
次に図６には、本発明のための実施形態７０が単純化された形式で示されている。ここでは、電力が、アクチュエータ７２ａ，７２ｂ ... ７２ｎのそれぞれへ、ケーブル７４を通って供給され、このケーブルは、対応するコネクタ７６ａ，７６ｂ ... ７６ｎにより、アクチュエータの対応するもののそれぞれへ、先行技術において知られているやりで、物理的に接続されている。電力駆動モジュール７８は、電力をケーブル７２に供給する。
【００３７】
アクチュエータ７２ａ，７２ｂ ... ７２ｎのそれぞれと、一つまたはそれ以上のＱＣＳとの間の双方向通信は、図３の中に示されている実施形態に対して先に記載されたアンテナ・システムで、ワイヤレスで提供される。先に説明したように、信号駆動アンテナ・モジュール８０は、一つまたはそれ以上のＱＣＳと通信アンテナ８２の間に、接続される。アンテナ８２は、アクチュエータ７２ａ，７２ｂ ... ７２ｎのそれぞれの近傍にあり、そして、アクチュエータのそれぞれは、アンテナを収容している。
【００３８】
本発明は、ここでは、紙製造マシンに関して説明されているが、理解すべきことは、本発明は、ここで説明された全ての実施形態で、移動するシートまたはウエブに関係するアクチュエータを使用するいかなるプロセスでも使用可能であることである。そのようなプロセスの例は、生地の製造、及びシートまたはウエブ上の印刷するマシンである。
【００３９】
理解すべきことは、上記の好ましい実施形態の説明は、例示目的でのみなされたものであって、本発明を限定するためのものではないことである。当業者は、何らかの追加、削除、および／または変更を、開示された主題の実施形態対して、添付されたクレイムにより規定される本発明の精神またはその範囲から逸脱することなく、行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は、例えば製紙マシンのような典型的なシート形成マシン、及びそのマシンで使用されることがある様々なアクチュエータで駆動されるプロファイラを示す。
【図２】図２は、例えば紙のようなシートを製造するためのマシンに接続された一つまたはそれ以上の品質管理システムを、ブロック図形式で示し、ここで、一つまたはそれ以上のスキャナ及び様々な特別の機能マシンがシートの製造に関係している。
【図３】図３は、本発明のための実施形態を示し、ここでは、電力のワイヤレス接続、及び品質管理システムと一つまたはそれ以上のアクチュエータで駆動されるデバイスとの間二方向通信がある。
【図３Ａ】図３Ａは、電力の接続が非接触である実施形態を示す。
【図４】図４は、本発明のための実施形態を示し、ここでは、電力がアクチュエータに供給され、そして、制御品質システムとアクチュエータとの間の双方向通信は、電力ケーブルを通って非接触のやり方で、両方とも行われる。
【図５】図５は、本発明のための実施形態を示し、ここでは、単一のケーブルがアクチュエータに接続され、制御品質システムとアクチュエータで、電力及び双方向通信の両方を供給する。
【図６】図６は、本発明のための実施形態を示し、こでは、電力が、ケーブルを通って全てのアクチュエータに供給され、そして、制御品質システムとアクチュエータの間の双方向通信が、図３のワイヤレス・アンテナ・システムにより提供される。
【図１】
2008532469.tif 000003
【図２】
2008532469.tif 000004
【図３】
2008532469.tif 000005
【図３Ａ】
2008532469.tif 000006
【図４】
2008532469.tif 000007
【図５】
2008532469.tif 000008
【図６】
2008532469.tif 000009
【国際調査報告】
2008532469.tif 000010
2008532469.tif 000011
2008532469.tif 000012
2008532469.tif 000013