(57)【要約】【課題】ライン速度が速いときでも、ライン速度を減速させる必要がないようにしたウェブ継ぎ装置を提供することである。【解決手段】スプライス機構でのウェブ送り出し速度Ｖの加減速時における定常速度Ｖ０  からの速度低下の時間積分量Ｓ（＝ＳＤ  ＋ＳＳ  ＋ＳＡ  ）を、アキュムレート機構の最大アキュムレート長さ以下の一定値とするように、ウェブ送り出し速度Ｖを制御することにより、ライン速度が速いときでも、アキュムレート機構でのウェブのアキュムレート長さが不足しないようにし、ライン速度を減速させることなく所定の速度に維持できるようにした。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェブの送り出し速度をライン速度に同期する定常速度から減速、停止させ、一方の巻き出し軸のウェブに他方の巻き出し軸のウェブを継ぐスプライス機構と、スプライス機構から送り出されるウェブを、複数のロール間に複数条に巻き掛けて、そのアキュムレート長さを調節可能に溜め込むアキュムレート機構とを備え、前記一方の巻き出し軸のウェブに継がれて加速された前記他方の巻き出し軸のウェブをライン速度に同期させてラインに供給するウェブ継ぎ装置において、前記スプライス機構のウェブ送り出し速度を制御する制御手段を設け、この制御手段によって、前記ウェブ送り出し速度の加減速時における定常速度からの速度低下の時間積分量を、前記アキュムレート機構の最大アキュムレート長さ以下の一定値とするように、前記ウェブ送り出し速度を制御するようにしたことを特徴とするウェブ継ぎ装置。
【請求項２】
前記ウェブ送り出し速度の加減速開始時または加減速終了時の少なくともいずれかにおける、速度変化の立ち上げまたは終息を緩やかにした請求項１に記載のウェブ継ぎ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スプライス機構とアキュムレート機構を備えたウェブ継ぎ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スプライス機構とアキュムレート機構とを備え、一方の巻き出し軸のウェブの後端に他方の巻き出し軸のウェブの先端を継ぎ、ライン速度に同期させてウェブをラインに供給するウェブ継ぎ装置では、スプライス機構のウェブ送り出し速度を、ライン速度と同期する定常速度から急減速して停止したのちウェブを継ぎ、こののち急加速して定常速度に戻すようにしている。このウェブ継ぎのためにウェブ送り出し速度を定常速度よりも減速している間は、アキュムレート機構に溜め込まれたウェブを消費しながらラインに供給する。
【０００３】
アキュムレート機構は、固定ロールと移動ロールとの間にウェブを複数条に巻き掛け、移動ロールを固定ロールに向かって進退させることにより、ウェブのアキュムレート長さを調節可能としたものであり、移動ロールが最も後退したときにアキュムレート長さが最大となる。
【０００４】
このようなウェブ継ぎ装置では、ウェブ継ぎ時のウェブ送り出し速度の加減速に伴うウェブの緩みや過張力を防止するために、定常速度時のみでなく、加減速時もウェブの張力を制御するものはあるが（特開平２−２７０７４８号公報、特開平３−２９７７５２号公報、特開平１０−４５２９０号公報）、アキュムレート機構でのウェブのアキュムレート長さを考慮して、ウェブ継ぎ時のウェブ送り出し速度の加減速を制御するようにしたものはない。例えば、特開平１０−４５２９０号公報に記載されたものでは、ライン速度から得られる基準速度信号に基づいて、ランプ関数の加減速レート手段により、一定の加減速レートで直線的にウェブ送り出し速度を加減速するようにしている。特開平２−２７０７４８号公報および特開平３−２９７７５２号公報については、特に説明の記述はないが、それぞれの第４図と第２図では、いずれも同様に、一定の加減速レートで直線的にウェブ送り出し速度が加減速されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のウェブ継ぎ装置は、ウェブ継ぎ時のウェブ送り出し速度の加減速に際して、アキュムレート機構でのウェブのアキュムレート長さを考慮していないので、例えば、段ボールシートのライナ紙や芯紙等のウェブ継ぎ装置では、段ボールシートのサイズや紙質等の違いによってライン速度が異なることがあり、ライン速度が速いときに、アキュムレート機構に溜め込まれたウェブのアキュムレート長さが不足し、ライン速度の減速を余儀なくされることがある。このため、ラインの生産性が低下する問題がある。
【０００６】
そこで、この発明の課題は、ライン速度が速いときでも、ライン速度を減速させる必要がないようにしたウェブ継ぎ装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明は、ウェブの送り出し速度をライン速度に同期する定常速度から減速、停止させ、一方の巻き出し軸のウェブに他方の巻き出し軸のウェブを継ぐスプライス機構と、スプライス機構から送り出されるウェブを、複数のロール間に複数条に巻き掛けて、そのアキュムレート長さを調節可能に溜め込むアキュムレート機構とを備え、前記一方の巻き出し軸のウェブに継がれて加速された前記他方の巻き出し軸のウェブをライン速度に同期させてラインに供給するウェブ継ぎ装置において、前記スプライス機構のウェブ送り出し速度を制御する制御手段を設け、この制御手段によって、前記ウェブ送り出し速度の加減速時における定常速度からの速度低下の時間積分量を、前記アキュムレート機構の最大アキュムレート長さ以下の一定値とするように、前記ウェブ送り出し速度を制御する構成を採用した。
【０００８】
すなわち、ウェブ送り出し速度の加減速時における定常速度からの速度低下の時間積分量を、アキュムレート機構の最大アキュムレート長さ以下の一定値とするように、ウェブ送り出し速度を制御することにより、ライン速度が速いときでも、アキュムレート機構のウェブのアキュムレート長さが不足しないようにし、ライン速度を減速させることなく所定の速度に維持できるようにした。
【０００９】
前記ウェブ送り出し速度の加減速開始時または加減速終了時の少なくともいずれかにおける、速度変化の立ち上げまたは終息を緩やかにすることにより、前記アキュムレート機構の移動ロールの進退移動を緩やかに開始または停止させることができ、その慣性に起因するウェブの張力変動を抑制して、ウェブ継ぎの失敗やウェブの破れを防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図６に基づき、この発明の実施形態を説明する。このウェブ継ぎ装置は段ボールシートのライナ紙用のものであり、図１に示すように、ミルロールスタンド１の一方の巻き出し軸２から巻き出された先行ライナ紙３の後端に、他方の巻き出し軸２から次に巻き出される後続ライナ紙３を継ぐスプライス機構４と、スプライス機構４から送り出されるライナ紙３を、固定ロール５と移動ロール６間に複数条に巻き掛けて、そのアキュムレート長さを調節可能に溜め込むアキュムレート機構７とを備え、アキュムレート機構７に溜め込まれたライナ紙３は、張力検出ロール８と繰り出しロール９を介して、段ボールシートを製造するコルゲートマシン（図示省略）のラインに供給されるようになっている。
【００１１】
前記スプライス機構４は、サーボモータ１０で回転駆動され、アキュムレート機構７にライナ紙３を送り出す駆動スプライスロール１１と、駆動スプライスロール１１に進退可能に対向配置された従動スプライスロール１２と、それぞれ左右一対で進退可能に配置されたサクションユニット１３、カッター１４およびクランプロール１５とで基本的に構成されている。後述するように、ライナ紙３を継ぐ際には、サーボモータ１０の作動を制御するコントローラ（図示省略）により、駆動スプライスロール１１によるライナ紙３の送り出し速度Ｖが、ライン速度に等しく同期する定常速度Ｖ０  から急減速、停止され、ライナ紙３が継がれたのち、急加速されて定常速度Ｖ０  に戻される。
【００１２】
前記アキュムレート機構７は、３本の固定ロール５と２本の移動ロール６を有し、これらにライナ紙３が４条に巻き掛けられている。２本の移動ロール６は、固定ロール５側へ向けて直線往復駆動される往復移動ユニット１６に取り付けられ、固定ロール５に向かって進退されるようになっている。往復移動ユニット１６が右端まで後退したときに、ライナ紙３のアキュムレート長さは最大となり、ライナ紙３を継ぐ際にスプライス機構４からのライナ紙３の送り出し速度Ｖが減速されて、溜められたライナ紙３が消費されると、往復移動ユニット１６は左方へ前進する。
【００１３】
図１は、ライナ紙３がスプライス機構４から定常速度で送り出されている定常状態を示し、アキュムレート機構７の往復移動ユニット１６は、ライナ紙３のアキュムレート長さを最大とする右端の最後退位置にある。また、この場合は、左側の巻き出し軸２から先行ライナ紙３が巻き出され、右側の巻き出し軸２の後続ライナ紙３の先端が右側のサクションユニット１３に吸着係止されている。
【００１４】
前記先行ライナ紙３と後続ライナ紙３を継ぐ際には、外部からのスプライス信号に基づいて、図２に示すように、まず、駆動スプライスロール１１の回転を減速、停止させて、これに従動スプライスロール１２を前進当接させるとともに、左側のサクションユニット１３を先行ライナ紙３に前進当接させ、さらに、右側のクランプロール１５を前進させて、先行ライナ紙３が巻き掛けられた左側のクランプロール１５との間で両方のライナ紙３をクランプする。なお、右側のサクションユニット１３に吸着された後続ライナ紙３の先端には、先行ライナ紙３の後端に重ね継ぐための両面接着テープ１７が予め貼着されている。
【００１５】
この状態で、図３に示すように、左側のカッター１４を前進させて、駆動スプライスロール１１とクランプロール１５間に張られた先行ライナ紙３の後端を切断する。こののち、図４に示すように、先行ライナ紙３の後端が吸着された左側のサクションユニット１３に、後続ライナ紙３の先端を吸着した右側のサクションユニット１３を前進当接させ、両ライナ紙３をサクションユニット１３間で押圧して、両面接着テープ１７で両者を重ね継ぐ。
【００１６】
前記重ね継ぎが終了すると、図５に示すように、左右のサクションユニット１３と、先行ライナ紙３が巻き掛けられていた左側のクランプロール１５とが後退し、駆動スプライスロール１１が再び回転駆動されて加速される。重ね継ぎ部がスプライスロール１１、１２間を通過すると、従動スプライスロール１２も後退し、図１に示した定常状態に戻されて、次の後続ライナ紙３が左側の巻き出し軸２にセットされ、その先端が左側のサクションユニット１３に吸着係止されて、次のウェブ継ぎに備えて待機する。
【００１７】
以下に、上述したウェブ継ぎ装置でのライナ紙３の重ね継ぎ時における前記コントローラによるライナ紙３の送り出し速度Ｖの制御を説明する。図６（ａ）、（ｂ）のグラフは、重ね継ぎ時におけるライナ紙３の送り出し速度Ｖの変化と、前記往復移動ユニット１６の最後退位置からの移動距離Ｘの変化を示す。図６（ａ）は、ライナ紙３のライン速度に同期する定常速度Ｖ０  が３００ｍ／分の場合、図６（ｂ）は、定常速度Ｖ０  が４００ｍ／分の場合の例である。なお、往復移動ユニット１６の最大移動距離Ｘｍａｘ  は４ｍとされており、アキュムレート機構７に４条で溜め込まれるライナ紙３の最大アキュムレート長さＬｍａｘ  は、その４倍の１６ｍとなっている。
【００１８】
いずれの場合も、コントローラは、定常速度Ｖ０  で送り出される先行ライナ紙３の巻き出し軸２での残量が所定値以下になると、その送り出し速度Ｖを緩やかに減速し始め、後述する方法で算出される一定の減速レートαＤ  で減速したのち、緩やかに停止する。これに伴って、往復移動ユニット１６は最後退位置から緩やかに移動し始め、送り出し速度Ｖが停止されると移動速度が速くなる。
【００１９】
前記ライナ紙３の重ね継ぎが終了すると、コントローラは、送り出し速度Ｖを緩やかに加速し始め、後述する方法で算出される一定の加速レートαＡ  で加速して、緩やかに定常速度Ｖ０  に戻す。送り出し速度Ｖが加速され始めると、往復移動ユニット１６の移動速度は遅くなり、送り出し速度Ｖが定常速度Ｖ０  に戻されると、固定ロール５側に近い前進位置で緩やかに停止する。この前進位置に停止した往復移動ユニット１６は、重ね継ぎ作業の完了後に、送り出し速度Ｖを定常速度Ｖ０  よりも少し速くすることにより徐々に最後退位置に戻され、次の重ね継ぎ作業のために待機する。
【００２０】
前記コントローラには、予め最大アキュムレート長さＬｍａｘ  が記憶され、重ね継ぎ開始前の定常速度Ｖ０  が入力されると、以下の手順で前記減速レートαＤ  と加速レートαＡ  を算出する。
【００２１】
図６（ａ）、（ｂ）の各グラフにおいて、加減速曲線を直線近似したときの減速時間をＴＤ  、停止時間をＴＳ  、加速時間をＴＡ  とすると、定常速度Ｖ０  の直線と加減速曲線の間に形成される各面積ＳＤ  、ＳＳ  、ＳＡ  、すなわち、定常速度Ｖ０  からの速度低下の時間積分量は、それぞれ次式で表される。
ＳＤ  ＝（Ｖ０  ／６０）×ＴＤ  ／２                              （１）
ＳＳ  ＝（Ｖ０  ／６０）×ＴＳ                                    （２）
ＳＡ  ＝（Ｖ０  ／６０）×ＴＡ  ／２                              （３）
ここに、定常速度Ｖ０  の単位はｍ／分、各時間ＴＤ  、ＴＳ  、ＴＡ  の単位は秒であり、各面積ＳＤ  、ＳＳ  、ＳＡ  の単位はｍとなる。
【００２２】
また、減速時間ＴＤ  および加速時間ＴＡ  は、それぞれ次式で表される。
ＴＤ  ＝（Ｖ０  ／６０）／αＤ                                    （４）
ＴＡ  ＝（Ｖ０  ／６０）／αＡ                                    （５）
ここに、減速レートαＤ  および加速レートαＡ  の単位はｍ／秒２  である。
【００２３】
したがって、定常速度Ｖ０  の直線と加減速曲線の間に形成される全体の面積Ｓ（＝ＳＤ  ＋ＳＳ  ＋ＳＡ  ）は、次式で表される。
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この面積Ｓは、加減速の立ち上がりと終息を緩やかにした実際の加減速曲線と定常速度Ｖ０  の直線間の面積にほぼ合致し、重ね継ぎ時におけるアキュムレート機構７でのライナ紙３の消費長さＬ（ｍ）に相当する。
【００２４】
（６）式において、面積Ｓと定常速度Ｖ０  は、予め決められる定数であり、減速レートαＤ  、加速レートαＡ  および停止時間ＴＳ  が求められる変数となる。この実施形態では、面積Ｓ、つまり消費長さＬを、最大アキュムレート長さＬｍａｘ  よりも１ｍ短い値に決め、加速時間ＴＡ  を減速時間ＴＤ  の１．５倍、すなわち加速レートαＡ  を減速レートαＤ  の２／３に設定した。また、停止時間ＴＳ  については、定常速度Ｖ０  が３００ｍ／分以下のときは０．５秒で一定、定常速度Ｖ０  が３００ｍ／分を超えたときは、定常速度Ｖ０  が速くなるほど停止時間ＴＳ  を短くするように、１５０／Ｖ０  （秒）とした。
【００２５】
これらの設定条件に基づいて、定常速度Ｖ０  が遅いとき（Ｖ０  ≦３００ｍ／分）と、速いとき（Ｖ０  ＞３００ｍ／分）とについて、それぞれ（６）式を変形した次式から減速レートαＤ  を求めるようにした。
【数１】
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【００２６】
なお、加速レートαＡ  は、いずれの場合も次式から求められる。
αＡ  ＝  ２αＤ  ／３                                        （９）
【００２７】
図６（ａ）、（ｂ）のグラフを比較すると分かるように、この発明のウェブ継ぎ装置では、定常速度Ｖ０  が速くなると、減速レートαＤ  と加速レートαＡ  の値が大きく設定されるとともに、停止時間ＴＳ  が短く設定されて、重ね継ぎ時におけるアキュムレート機構７でのライナ紙３の消費長さＬが、最大アキュムレート長さＬｍａｘ  （１６ｍ）以下の値とされ、ライナ紙３のアキュムレート長さの不足によるライン速度の低下が防止される。
【００２８】
上述した実施形態では、（６）式における面積Ｓ、すなわち、アキュムレート機構でのウェブの消費長さを所定の値とするために、前記３つの変数αＤ  、αＡ  、ＴＳ  について、減速レートαＤ  と加速レートαＡ  の比率を設定し、停止時間ＴＳ  を定常速度Ｖ０  の関数としたが、これらの３つの変数の設定の仕方は、実施形態のものに限定されることはなく、２つの設定条件で３つの変数を１つに集約または限定できるものであればよい。
【００２９】
また、この実施形態では、ウェブ送り出し速度Ｖの加減速の開始時と終了時における速度変化を、それぞれ曲線で緩やかに立ち上げて終息させたが、折れ線で緩やかに立ち上げたり終息させたりしてもよい。
【００３０】
なお、本発明に係るウェブ継ぎ装置は、スプライス機構でウェブを継いで、アキュムレート機構でウェブのラインへの供給速度をライン速度に同期させるものであればよく、スプライス機構におけるサクションユニットやクランプロールの構成、アキュムレート機構におけるウェブの巻き掛け方等は、実施形態のものに限定されることはない。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、この発明のウェブ継ぎ装置は、スプライス機構でのウェブ送り出し速度の加減速時における定常速度からの速度低下の時間積分量を、アキュムレート機構の最大アキュムレート長さ以下の一定値とするように、ウェブ送り出し速度を制御するようにしたので、ライン速度が速いときでも、アキュムレート機構でのウェブのアキュムレート長さが不足することはなく、ライン速度を減速させずに、ラインの生産性を高く維持することができる。
【００３２】
また、前記ウェブ送り出し速度の加減速開始時または加減速終了時の少なくともいずれかにおける、速度変化の立ち上げまたは終息を緩やかにすることにより、アキュムレート機構の移動ロールの進退移動を緩やかに開始または停止させることができるので、その慣性に起因するウェブの張力変動を抑制して、ウェブ継ぎの失敗やウェブの破れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のウェブ継ぎ装置を示す概略正面図
【図２】図１のスプライス機構の動きを説明する概略正面図
【図３】図１のスプライス機構の動きを説明する概略正面図
【図４】図１のスプライス機構の動きを説明する概略正面図
【図５】図１のスプライス機構の動きを説明する概略正面図
【図６】ａ、ｂは、それぞれ図１のスプライス機構からのウェブ送り出し速度の変化と、アキュムレート機構における可動ユニットの移動距離の変化の例を示すグラフ
【符号の説明】
１  ミルロールスタンド
２  巻き出し軸
３  ライナ紙
４  スプライス機構
５  固定ロール
６  移動ロール
７  アキュムレート機構
８  張力検出ロール
９  繰り出しロール
１０  サーボモータ
１１、１２  スプライスロール
１３  サクションユニット
１４  カッター
１５  クランプロール
１６  往復移動ユニット
１７  両面接着テープ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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