(57)【要約】【課題】ブレーキパッドの摩耗粉の発生量を抑制することができ、かつ、張力調整のためのモータを小型化することのできる走行紙の張力調整装置を得る。【解決手投】走行紙の張力を検出する張力検出装置と、巻取紙の回転を停止させるためのブレーキ装置と、前記巻取紙の巻取軸に連結され、前記巻取軸を回転させるとともに、前記巻取軸に付与するトルクを変化させて、前記走行紙の張力を均一にするモータと、前記張力検出装置の検出結果から前記走行紙の張力変動を求め、この結果を前記モータによる前記トルクの変化量を決定するモータ駆動制御手段と、前記張力検出装置が異常を検出したとき、その他巻取紙の回転を停止させる指令が出力されたときなど、又は前記制御装置から給紙を停止させる指令が出力されたときに、前記ブレーキ装置を駆動させるブレーキ制御手段とを有する。【選択図】      図１
2005022813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
輪転機の給紙部に設けられ、アームに回転自在に支持された巻取紙から印刷部に送り出される走行紙の張力を調整するための張力調整装置において、
前記走行紙の張力を検出する張力検出装置と、
前記巻取紙の回転を停止させるためのブレーキ装置と、
前記巻取紙の巻取軸に連結され、前記巻取軸を回転させるとともに、前記巻取軸に付与するトルクを変化させて、前記走行紙の張力を均一にするモータと、
前記張力検出装置の検出結果から前記走行紙の張力変動量を求め、この結果から前記モータによる前記トルクの変化量を求めてモータの駆動制御を行うモータ駆動制御手段と、
前記張力検出装置が異常を検出したとき、その他前記巻取紙の回転を停止させる指令が出力されたときに、前記ブレーキ装置を駆動させるブレーキ制御手段と、
を有することを特徴とする輪転機における走行紙の張力調整装置。
【請求項２】
前記モータの回生力によって前記トルクを変化させることを特徴とする請求項１に記載の輪転機における走行紙の張力調整装置。
【請求項３】
前記モータ及び前記ブレーキ装置を、前記アームの各々に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の輪転機における走行紙の張力調整装置。
【請求項４】
前記モータ駆動制御手段は、前記巻取紙の継紙時に、今回使用の巻取紙の終端部分の周速を前記モータの回転速度から割り出し、次回使用の巻取紙の始端部分の周速が今回使用の巻取紙の終端部分の周速と一致するように、前記モータに駆動指令を出力することを特徴とする請求項３に記載の輪転機における走行紙の張力調整装置。
【請求項５】
前記ブレーキ制御手段が前記ブレーキ装置を駆動させて前記巻取紙の回転を停止させる際に、前記モータ駆動制御手段が前記モータの駆動を停止させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の輪転機における走行紙の張力調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、輪転機の給紙部に設けられ、アームに回転自在に支持された巻取紙から印刷部に送り出される走行紙の張力を、適正かつ均一に調整するための張力調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
新聞の印刷に使用されている輪転機は、ロール状の巻取紙から走行紙を送り出す給紙部と、この給紙部から供給された走行紙の片面又は両面に印刷を行う印刷部と、この印刷部で印刷された走行紙の走行経路を決定するレールフレーム部と、このレールフレーム部の下流に設けられ、前記走行紙を断裁して折り畳み、重ね合わせて新聞を形成する折り部とを有している。
ここで、印刷部における印刷品質を一定に保つためには、給紙部から印刷部に送り出される走行紙に、適正で均一な張力を付与することが必要である。
一般に、給紙部における走行紙の張力調整は、走行紙の張力を検出する張力検出装置と、この張力検出装置の検出結果に基づいて巻取紙の張力調整を行うブレーキ装置とで行われている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１５８６２９号公報
【特許文献２】
特開平８−２３１０９８号公報
【特許文献３】
特開平８−９１６４７号公報
【０００４】
上記特許文献１，２，３に記載されたブレーキ装置は、巻取紙を支持する回転軸に設けられたブレーキディスクやドラムに、ブレーキパッドを押し付けて、これらの摩擦抵抗により走行紙の張力調整を行うものである。
ところで、巻取紙から走行紙を送り出した送り出しの初期と、巻取紙から走行紙がほとんど送り出された送り出しの終期とでは、巻取紙の径が変化するので、走行紙の張力調整のためには、この変化に応じて、広範囲にブレーキ力を調整できるブレーキ装置が要求される。
例えば、送り出し初期の巻取紙の径１．２７ｍ、走行紙の張力３０Ｎ、送り出し終期の巻取紙の径０．１１ｍの場合は、１９．０５Ｎｍ（送り出し初期）から１．６５Ｎｍ（送り出し終期）の間でブレーキ力を調整できるものでなければならない。
【０００５】
また、単一のブレーキ装置で張力調整だけでなく減速・停止を行う場合には、さらに広い範囲でブレーキ力の調整が必要になる。
例えば、送り出し終期の巻取紙の径０．１１ｍを、８２０ｍ／ｓの給紙速度から３０秒で停止させるには、０．３７Ｎｍのブレーキ力があれば足りるが、送り出し初期の径１．２７ｍの巻取紙は、約１４００Ｋｇの重量があるため、これを、８２０ｍ／ｓの給紙速度から３０秒で停止させるには、３７５Ｎｍのブレーキ力が必要となる。すなわち、送り出し初期では、送り出し終期に比べて約１０００倍ものブレーキ力が要求されるわけである。
このように、単一のブレーキ装置で張力調整を行なったり、巻取紙の減速や停止を行うような場合、広い範囲にわたって精密にブレーキ力を調整する必要がある。しかし、このようなきわめて広い範囲で精密にブレーキ装置の駆動制御を行うことはきわめて困難である。そのため、精密なブレーキ力の調整が必要とされる範囲（例えば、上記の張力調整の範囲）に絞って高精度な制御を行い、前記範囲を外れるものに対しては制御の精度を低くする等の手段を講じているのが現状である。
【０００６】
また、必要なブレーキ力の大きさに応じて複数のブレーキ装置を設けることも行われているが、装置が複雑・大型化するうえ、装置価格も高くなるという問題が生じる。
さらに、張力調整のためにブレーキパッドが常時ブレーキディスクやドラムに接触しているため、ブレーキパッドの摩耗粉が発生し、頻繁に清掃を行わなければならないという問題もある。特に、単一のブレーキで広い範囲のブレーキ力を調整する場合は、ブレーキパッドとして柔らかいものを用いる必要があることから、この問題が顕著化する。
【０００７】
また、モータの駆動制御により、走行紙の張力調整を行う装置及び方法も提案されているが（例えば、特許文献４参照）、この文献に記載の装置及び方法では、走行紙の減速・停止も同一のモータで行っていることから（例えば、特許文献４の［００１８］の記載参照）、かなり大型のモータが必要になり、装置が大型化して価格も高くなるという問題が生じる。
【０００８】
【特許文献４】
特開２００３−１２８３１４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題を解決するために提案されたものであり、巻取紙の張力調整を精密に行いつつ、緊急停止指令や通常の停止指令が出力されたときに、巻取紙の回転を規定の時間内で正確に停止させることができ、かつ、張力調整のためのモータを小型化することができ、ブレーキパッドの摩耗粉の発生量を大幅に抑制することができる輪転機における走行紙の張力調整装置の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の発明者は、走行紙の張力調整をモータに行わせ、巻取紙の回転の停止をブレーキ装置に行わせるようにして、モータとブレーキ装置との役割を区分けすることで、上記目的を達成することができることに想到した。
すなわち、請求項１に記載の発明は、輪転機の給紙部に設けられ、輪転機の給紙部に設けられ、アームに回転自在に支持された巻取紙から印刷部に送り出される走行紙の張力を調整するための張力調整装置において、前記走行紙の張力を検出する張力検出装置と、前記巻取紙の回転を停止させるためのブレーキ装置と、前記巻取紙の巻取軸に連結され、前記巻取軸を回転させるとともに、前記巻取軸に付与するトルクを変化させて、前記走行紙の張力を均一にするモータと、前記張力検出装置の検出結果から前記走行紙の張力変動量を求め、この結果から前記モータによる前記トルクの変化量を求めてモータの駆動制御を行うモータ駆動制御手段と、前記張力検出装置が異常を検出したとき、その他巻取紙の回転を停止させる指令が出力されたときに、前記ブレーキ装置を駆動させるブレーキ制御手段とを有する構成としてある。
【００１１】
この構成によれば、走行紙の張力の調整はモータで行い、巻取紙の回転の停止をブレーキで行うようにしているので、ブレーキパッドの摩耗粉の発生量を大幅に抑制しつつ、張力調整のためのモータを小型化することができる。
この場合、請求項２に記載するように、前記モータの回生力によって前記トルクを変化させるようにするとよい。
これにより、回生で得た電力を、例えば輪転機の稼働用電源の一部として供給することで、省エネルギーを図ることができる。
【００１２】
巻取紙の張力の調整及び回転の停止は、複数のアームの巻取紙に共通のモータ及びブレーキ装置で行うことが可能である。しかし、請求項３に記載するように、モータ及びブレーキ装置を、前記アームの各々に設けることで、巻取軸の回転をモータやブレーキ装置に伝達するための個々の駆動伝達機構を簡素にすることができる。また、張力調整用のモータを、巻取紙を所定速度で回転させる駆動体として利用することが可能になる。
【００１３】
例えば、張力調整用のモータを、ペースター後の走行紙の巻き戻しや、紙通し時に巻取紙から走行紙を送り出す駆動体として利用することが可能になる。
さらに、継紙時において今回使用の巻取紙の周速と次回使用の巻取紙の周速とを同期させる駆動体として利用することが可能になる。この場合は、請求項４に記載するように、前記モータ駆動制御手段は、前記巻取紙の継紙時に、今回使用の巻取紙の終端部分の周速を前記モータの回転速度から割り出し、次回使用の巻取紙の始端部分の周速が今回使用の巻取紙の終端部分の周速と一致するように、前記モータに駆動指令を出力するようにする。
さらに、請求項５に記載するように、前記ブレーキ制御手段が前記ブレーキ装置を駆動させる際に、前記モータ駆動制御手段が前記モータの駆動を停止させるようにするとよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の張力調整装置の好適な実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかる張力調整装置の断面図である。
巻取紙Ｗは、巻取軸２に巻き取られた状態で、対峙して設けられた一対のアーム１，１の間に保持される。このアーム１，１は、給紙装置の一部を構成するもので、二つの巻取紙Ｗを装着することのできる二本アームタイプのものや、三つの巻取紙Ｗを装着することのできる三本アームタイプのものが一般に知られている。
【００１５】
この一対のアーム１，１には、センタチャック３ａ，３ｂが対向して設けられていて、このセンタチャック３ａ，３ｂに、巻取軸２の両側を支持させることで、巻取紙Ｗがアーム１，１間に回転自在に装着される。
一方のセンタチャック３ａは、巻取軸２の一端（図１中の左端）に係合して、巻取軸２と一体になって回転するようになっている。このセンタチャック３ａは、巻取軸２と同一の軸線上に配置された回転軸４の他端（図１中の右端）に取り付けられ、回転軸４は、一方のアーム１の先端に、軸受を介して回転自在に支持されている。
回転軸４の途中部位には、ベベルギア６ｂがキー止め固着され、このベベルギア６ｂと噛合する他のベベルギア６ａが、アーム１内に配置されている。アーム１の内部には、モータＭが設けられ、このモータＭの回転自在な出力軸Ｍａの先端にベベルギア６ａがキー止め固着されている。
【００１６】
したがって、モータＭの駆動による出力軸Ｍａの回転が、ベベルギア６ａ，６ｂを介して回転軸４及び巻取軸２に伝達され、巻取紙Ｗを所定の回転速度で回転させる。走行紙の張力の変化は、巻取軸２のトルクを変化させることで吸収することができるが、巻取軸２のトルクは、モータＭの駆動を制御することで調整される。
なお、モータＭの駆動制御を行うモータ駆動制御手段については、後述する。
【００１７】
また、回転軸４の他端（図１中の左端）には、ブレーキ装置５を構成するブレーキディスク５ａが取り付けられている。そして、このブレーキディスク５ａの周面に対峙するように、ブレーキパッド５ｂが配置されている。ブレーキパッド５ｂは、図示しない空圧シリンダ等の駆動体の駆動により、ブレーキディスク５ａに押し付けられる方向又はブレーキパッド５ａから離間する方向に移動し、ブレーキパッド５ｂがブレーキディスク５ａに押し付けられることで、回転軸４及び巻取紙Ｗの回転が停止させられる。なお、ブレーキ装置５の駆動を制御するブレーキ制御手段についても、後述する。
【００１８】
図２は、給紙部に設けられた走行紙の張力調整装置の全体構成を示す概略図である。
なお、図２に示す給紙装置は、給紙装置の回転中心から放射状に延びる三本のアーム１を有し、三つの巻取紙Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を装着できる三本アームタイプのものであるが、本発明は、二本のアームを有し、二つの巻取紙Ｗを装着することのできる二本アームタイプのものにも適用が可能である。
【００１９】
この実施形態の張力調整装置は、三本のアーム１のそれぞれに設けられたモータＭ１，Ｍ２．Ｍ３及びブレーキ装置５１，５２，５３と、走行紙Ｗａの走行経路上に設けられ、走行紙Ｗａの張力を検出する公知の張力検出装置とを有している。
上述したように、モータＭ１，Ｍ２．Ｍ３は、巻取紙Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３から一定の速度で走行紙Ｗａを送り出したり、走行紙Ｗａの走行速度の加減速を行うだけでなく、巻取軸２に付与するトルクを大小変化させて、走行紙Ｗａの張力を適正かつ一定に保つようにしている。さらに、モータＭ１，Ｍ２．Ｍ３は、次回使用の巻取紙（図２においては巻取紙Ｗ２）に対峙して設けられた継紙装置８による継紙時に、今回使用の巻取紙（図２においては巻取紙Ｗ１）の周速と一致する周速で次回使用の巻取紙Ｗ２を回転させ、紙継をスムースに行う駆動体としての役割も果たしている。
【００２０】
図３は、本発明の張力調整装置の制御部の制御ブロック図である。なお、以下の説明では、適宜に図２を参照するものとする。
制御部は、走行紙Ｗａの張力調整を行う張力調整系Ｉと、継紙時にモータＭ１，Ｍ２，Ｍ３の同期駆動を制御する同期制御系ＩＩとを有している。
張力調整系Ｉでは、張力検出装置９で検出された走行紙Ｗａの張力が、張力制御盤１１に送信される。この張力制御盤１１には、各巻取紙Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の種類や印刷の種類ごとに、予め印刷に適した張力を記憶するメモリが設けられている。そして、張力制御盤１１のＣＰＵが、前記メモリに記憶された適正張力と、張力検出装置９で検出された走行紙Ｗａの張力との比較を行なう。
【００２１】
そして、予め設定された適正張力と張力検出装置９で検出された走行紙Ｗａの張力との差を求め、モータ駆動制御手段であるモータ制御盤１４に送信する。モータ制御盤１４のＣＰＵは、この差分に応じたトルク変化を巻取軸２に付与するように、モータＭ１の駆動量を決定し、モータＭ１に駆動指令を出力する。
例えば、張力検出装置９で検出された走行紙Ｗａの張力が適正範囲を超えて大きいときは、走行紙Ｗａの張力が適正範囲に収束させるために必要なトルク変化量をモータ制御盤１４が求め、巻取軸２に作用するトルクが前記トルク変化量の分だけ小さくなるように、モータＭ１に駆動指令を出力する。
【００２２】
また、例えば、張力検出装置９で検出された走行紙Ｗａの張力が適正範囲を超えて小さいときは、過小分の張力に対応するトルク変化量をモータ制御盤１４が求め、巻取軸２に作用するトルクが前記トルク変化量分だけ大きくなるように、モータＭ１に駆動指令を出力する。この場合、モータＭ１の回生力を利用するようにしてもよい。そして、モータＭ１の回生で得た電力を、例えば、輪転機の稼働用電源の一部と利用することで、消費電力の削減と省エネルギーを図ることができる。
【００２３】
さらに、紙切れが発生すると、張力制御盤１１が張力検出装置９の検出結果から紙切れを判断する。この判断によって、ブレーキ制御盤１２が巻取紙Ｗを直ちに停止させるように指令をブレーキ装置５に出力する。また、同時に、モータ制御盤１４からは、モータＭに駆動を停止させる指令が出力される。ブレーキ制御盤１２から停止指令が出力されると、ブレーキパッド５ｂがブレーキディスク５ａに押し付けられて、短時間で巻取紙Ｗが停止させられる。
このほか、ブレーキ制御盤１２には、図示しない輪転機の制御装置からの指令、例えば、緊急停止釦が押された場合等の指令が入力され、この指令が入力されたときにも、ブレーキ装置５が駆動させられるとともに、モータＭの駆動が停止させられる。
【００２４】
同期制御系ＩＩでは、同期回転数演算部１３が、今回使用の巻取紙（例えば巻取紙Ｗ１）から次回使用の巻取紙（例えば巻取紙Ｗ２）への継紙時に、巻取紙Ｗ１の終端部分の周速をモータＭ１の回転速度から割り出し、次回使用の巻取紙Ｗ２の始端部分の周速が今回使用の巻取紙の終端部分の周速と一致するように、モータＭ２の必要回転速度を求める。そして、モータＭ２の前記必要回転速度を、モータ制御盤１４に送信する。モータ制御盤１４は、モータＭ２の回転速度が前記必要回転速度になるように、モータＭ２の駆動を制御する。
【００２５】
本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の説明に限定されるものではない。
例えば、ブレーキ装置５は、アーム１の各々に設けるものとして説明したが、二つ又は三つのアームの巻取紙に共通のブレーキ装置を一つ設けるものとしてもよい。
また、ブレーキ装置５は、ディスクブレーキに限らず、ドラムブレーキや電磁ブレーキ等、他のブレーキ装置を用いてもよい。
さらに、上記の説明では、モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３を同期駆動させて紙継ぎを行う場合を例に挙げて説明したが、このモータＭ１，Ｍ２，Ｍ３を、ペースター後の走行紙の巻き戻しや、紙通し時に巻取紙から走行紙を送り出す駆動体として利用することも可能である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、走行紙の張力調整をモータで行い、巻取紙の回転の停止をブレーキ装置で行うようにしているので、巻取紙の張力調整を精密に行いつつ、緊急停止指令や通常の停止指令が出力されたときに、巻取紙の回転を規定の時間内で正確に停止させることができる。
また、張力調整のためのモータを小型化することができ、ブレーキパッドの摩耗粉の発生量を大幅に抑制することができる
さらに、走行紙の張力調整を、モータの回生力を利用して行い、回生によって得た電力を他に供給することで、省エネルギーを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる張力調整装置の断面図である。
【図２】個々のアームに図１の張力調整装置を設けた三本アームタイプの給紙装置の側面図である。
【図３】図１の張力調整装置の制御部の制御ブロック図である。
【符号の説明】
１  アーム
２  巻取軸
３ａ，３ｂ  センタチャック
４  回転軸
５  ブレーキ装置
５ａ  ブレーキディスク
５ｂ  ブレーキパッド
６ａ，６ｂ  ベベルギヤ
８  継紙装置
９  張力検出装置
Ｍ  モータ
Ｍａ  出力軸
【図１】
2005022813.tif 000003
【図２】
2005022813.tif 000004
【図３】
2005022813.tif 000005