(57)【要約】【課題】巻取りロールと巻取りロールの下部に設置された巻取りドラムロールとの間の接圧を検出することができない表面巻取り機において、巻締まりの発生を防止する。【解決手段】表面巻取り機の制御装置１０は、巻取りロールと巻取りロールの下部に設置された巻取りドラムロールとの間の接圧を制御するための予定接圧トルクを決定する予定接圧トルク決定部１１と、巻芯支えを移動させる際に必要となる静止摩擦トルクを決定する静止摩擦トルク決定部１３と、予定接圧トルクと静止摩擦トルクとを加算したモータトルクを発生するようにモータを制御するモータドライバ１５と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面巻取り機において、巻取りロールに接続された巻芯支えを昇降させるためのモータを制御する表面巻取り機の制御装置であって、
前記巻取りロールと前記巻取りロールの下部に設置された巻取りドラムロールとの間の接圧を制御するための予定接圧トルクを決定する予定接圧トルク決定部と、
前記巻芯支えを移動させる際に必要となる静止摩擦トルクを決定する静止摩擦トルク決定部と、
前記予定接圧トルクと前記静止摩擦トルクとを加算したモータトルクを発生するように前記モータを制御するモータドライバと、
を備えることを特徴とする表面巻取り機の制御装置。
【請求項２】
前記静止摩擦トルク決定部は、前記静止摩擦トルクを間欠的に正の値となるように決定することを特徴とする、請求項１に記載の表面巻取り機の制御装置。
【請求項３】
前記静止摩擦トルク決定部は、前記巻取りロールの巻径が大きくなるにつれて、正の値をとるまでの間隔を徐々に大きくすることを特徴とする、請求項２に記載の表面巻取り機の制御装置。
【請求項４】
前記モータの回転情報を検知するエンコーダを更に備え、
前記静止摩擦トルク決定部は、前記回転情報から前記モータが停止しているか回転しているかを判定し、前記モータが停止していると判定した場合には前記静止摩擦トルクを正の値とし、前記モータが回転していると判定した場合には前記静止摩擦トルクを０とすることを特徴とする、請求項２に記載の表面巻取り機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面巻取り機のモータの駆動を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、原反ロールを巻き取って適当な長さの製品ロールに小分けする巻取り機を制御する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。表面巻取り機では、一般的にロードセルを用いて巻取りロールと巻取りドラムロールとの間の巻取り接圧を検出し、巻取り接圧を制御することにより巻き締まりを防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１１１２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、表面巻取り機によってはロードセルを設置することができず、巻取りロールと巻取りドラムロールとの間の接圧（以下、「巻取り接圧」ともいう）を検出することができないこともある。このような表面巻取り機においては、巻径に応じた巻取り接圧を予測し、予測した接圧トルク（予定接圧トルク）に基づいてモータを制御する必要がある。
【０００５】
しかし、巻取りロールを移動させる機構の静止摩擦が大きいと、巻取り接圧が予測値よりも大きくなり、巻締まりが発生して巻姿が悪くなることがある。巻姿が悪くなると、巻取った材料に伸びや皺が入り不良品となる。特に薄い材料（例えば、紙、布、タイヤコードなど）の巻取りでは巻締まりが発生しやすいという問題があった。
【０００６】
かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、巻取り接圧を検出することができない表面巻取り機において、巻締まりの発生を防止することが可能な表面巻取り機の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る表面巻取り機の制御装置は、表面巻取り機において、巻取りロールに接続された巻芯支えを昇降させるためのモータを制御する表面巻取り機の制御装置であって、前記巻取りロールと前記巻取りロールの下部に設置された巻取りドラムロールとの間の接圧を制御するための予定接圧トルクを決定する予定接圧トルク決定部と、前記巻芯支えを移動させる際に必要となる静止摩擦トルクを決定する静止摩擦トルク決定部と、前記予定接圧トルクと前記静止摩擦トルクとを加算したモータトルクを発生するように前記モータを制御するモータドライバと、を備えることを特徴とする。
【０００８】
さらに、本発明に係る表面巻取り機の制御装置において、前記静止摩擦トルク決定部は、前記静止摩擦トルクを間欠的に正の値となるように決定することを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明に係る表面巻取り機の制御装置において、前記静止摩擦トルク決定部は、前記巻取りロールの巻径が大きくなるにつれて、正の値をとるまでの間隔を徐々に大きくすることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明に係る表面巻取り機の制御装置において、前記モータの回転情報を検知するエンコーダを更に備え、前記静止摩擦トルク決定部は、前記回転情報から前記モータが停止しているか回転しているかを判定し、前記モータが停止していると判定した場合には前記静止摩擦トルクを正の値とし、前記モータが回転していると判定した場合には前記静止摩擦トルクを０とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、直接巻取り接圧を検出することができない表面巻取り機において、巻締まりを防止することができ、製品品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る制御装置を備える表面巻取り機の構成例を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る制御装置により制御される、巻取りロールと巻取りドラムロールとの間の接圧を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係る制御装置を備える表面巻取り機の構成例を示す図である。図１に示すように、表面巻取り機は、制御装置１０と、モータ２０と、減速機３０と、巻取りロール昇降部４０と、原反ロール５０と、巻取りロール６０と、テンションロール７１，７５と、ガイドロール７２，７４と、基準ロール７３と、巻取りドラムロール７６，７７とを備える。制御装置１０、モータ２０、減速機３０、及び巻取りロール昇降部４０は、巻取りロール６０の両端に設けられるが、図１では巻取りロール６０の一端に設けられるそれぞれ１つの制御装置１０、モータ２０、減速機３０、及び巻取りロール昇降部４０のみ図示している。
【００１５】
原反ロール５０には、紙や布、あるいはタイヤの補強材として使用されるタイヤコードなどのシート状の材料（製品）が巻かれる。この材料は、テンションロール７１，７５、ガイドロール７２，７４、基準ロール７３、及び巻取りドラムロール７６，７７を介して巻取りロール６０に巻取られる。巻取られる材料の巻取り速度は、基準ロール７３により決定される。
【００１６】
巻取りロール６０の下部には巻取りドラムロール７６，７７が設置され、巻取りロール６０は、巻取りロールと巻芯支え４１の自重により巻取りドラムロール７６，７７に押し付けられる。そのため、巻取りロール６０により材料を巻取る際には、巻取りロール昇降部４０により巻取りロール６０を反重力方向に引き上げる必要がある。
【００１７】
巻芯支え４１は、巻取りロール６０の巻軸に接続され、巻取りロール６０を支える。
【００１８】
巻取りロール昇降部４０は、チェーン４７、及び滑車４３，４４，４５，４６を用いて、巻芯支え４１を巻芯支え支柱４２に沿って昇降させることにより、巻取りロール６０を昇降させる。
【００１９】
減速機３０は、モータ２０の回転数を下げることにより、トルクを増加させる。
【００２０】
制御装置１０は、モータ２０の駆動を制御することにより、巻芯支え４１の昇降を制御し、その結果として、巻取りロール６０と巻取りドラムロール７６，７７との間の巻取り接圧を制御することができる。制御装置１０は、予定接圧トルク決定部１１と、エンコーダ１２と、静止摩擦トルク決定部１３と、加算部１４と、モータドライバ１５とを備える。
【００２１】
予定接圧トルク決定部１１は、巻取りロール６０と巻取りロール６０の下部に設置された巻取りドラムロール７６，７７との間の接圧を制御するための予定接圧トルクを決定し、加算部１４に出力する。例えば、巻取りロール６０に巻き取られる材料の自重を考慮して予め定められた、巻取りロール６０の巻径に応じた予定接圧トルクを示す情報である予定接圧トルク情報を記憶部に記憶しておき、該予定接圧トルク情報に基づいて予定接圧トルクを決定する。予定接圧トルク情報は巻き取られる材料に応じて異なるものとする。モータ２０が予定接圧トルクを発生させることにより、巻芯支え４１には反重力方向の力が印可される。
【００２２】
巻取りロール６０の巻径が大きくなるにつれて、巻取りロール６０は巻取った材料分だけ重くなり巻取り接圧が大きくなる。巻取り接圧が所定の値よりも大きくなると、内部応力が増大し、巻き締まりが発生してしまう。そのため、予定接圧トルク決定部１１は、巻径が大きくなるにつれて、モータ２０に与える予定接圧トルクを大きくして巻き芯支え４１を引き上げる力を大きくし、巻取り接圧を小さくする。
【００２３】
エンコーダ１２は、モータ２０の回転情報を検知し、静止摩擦トルク決定部１３に出力する。
【００２４】
静止摩擦トルク決定部１３は、巻き芯支え４１を移動させる際に必要となる静止摩擦トルクを決定し、加算部１４に出力する。静止摩擦トルクを発生させることにより、巻芯支え４１をスムーズに引き上げることができ、巻取り接圧が予定値よりも大きくなることを防止することができる。ただし、静止摩擦トルクを加え続けると巻取りロール６０が巻取りドラムロール７６，７７に対して浮き上がってしまう。そのため、静止摩擦トルク決定部１３は、静止摩擦トルクが間欠的に正の値、あるいは間欠的に閾値以上の値となるように決定する。
【００２５】
例えば、静止摩擦トルク決定部１３は、静止摩擦トルクを所定の間隔でパルス状に正の値をとり、かつ巻取りロール６０の巻径が大きくなるにつれて、正の値をとるまでの間隔を徐々に大きくしてもよい。これにより、静止摩擦トルクの重畳動作が外乱となることを防止することができる。
【００２６】
より好適には、静止摩擦トルク決定部１３は、エンコーダ１２から入力される回転情報からモータ２０が停止しているか回転しているかを判定し、モータ２０が停止していると判定した場合は静止摩擦トルクを正の値とし、モータ２０が回転していると判定した場合には静止摩擦トルクを０とする。この場合も、巻取りロール６０の巻径が大きくなるにつれて、正の値をとるまでの間隔が徐々に大きくなることが想定される。また、動摩擦領域に入った瞬間に静止摩擦トルクの発生を停止することになるため、巻取りロール６０が巻取りドラムロール７６，７７に対して浮き上がることを確実に防止することができる。
【００２７】
加算部１４は、予定接圧トルク決定部１１により決定された予定接圧トルクと、静止摩擦トルク決定部１３により決定された静止摩擦トルクとを加算したモータトルクを求め、モータドライバ１５に出力する。
【００２８】
モータドライバ１５は、加算部１４により求められたモータトルクをモータ２０に発生させるように、モータ２０に対する電圧又は電流を制御する。
【００２９】
図２は、巻取りロール６０と巻取りドラムロール７６，７７との間の接圧（巻取り接圧）を示す図である。図示するａは、予定接圧トルク決定部１１により決定された予定接圧トルクにより制御される予定接圧である。図示するｂは、静止摩擦トルク決定部１３により決定された静止摩擦トルクにより制御される静止摩擦分の接圧である。トルクを大きくすると巻取り接圧は小さくなる。したがって、予定接圧トルクに正の値の静止摩擦トルクを重畳させると、巻取り接圧は引き下げられる。
【００３０】
このように、本発明では、予定接圧トルク決定部１１により決定される予定接圧トルクに、静止摩擦トルク決定部１３により決定される静止摩擦トルクを重畳させる。そのため、巻芯支え４１の静止摩擦の影響により巻取り接圧が予定値よりも大きくなることを防止することができ、かくして、巻締まりの発生を防止することが可能となる。
【００３１】
上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、実施形態に記載の複数の構成ブロックを１つに組み合わせたり、あるいは１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。また、予定接圧トルクを定めた予定接圧トルク情報を予め記憶する記憶部は、制御装置１０が内部に備えてもよいし、該記憶部を制御装置１０の外部に配置して外部から予定接圧トルク情報を取得するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１０  制御装置
１１  予定接圧トルク決定部
１２  エンコーダ
１３  静止摩擦トルク決定部
１４  加算部
１５  モータドライバ
２０  モータ
３０  減速機
４１  巻芯支え
４２  巻芯支え支柱
４７  チェーン
６０  巻取りロール
７１，７５  テンションロール
７２，７４  ガイドロール
７３  基準ロール
７６，７７  巻取りドラムロール
【図１】
2016108117.tif 000003
【図２】
2016108117.tif 000004