JP6507964B2 - roller - Google Patents
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Description
本発明は、例えばフィルム搬送装置で用いられるローラに関する。 The present invention relates to a roller used, for example, in a film transport apparatus.
特許文献1及び特許文献2には、固定軸に対して回転自在に支持されたローラを回転駆動するモータが内蔵されたモータ内蔵ローラが記載されている。これら特許文献1及び特許文献2に記載されたモータ内蔵ローラは、ベルトコンベアやローラコンベア等に利用されることを前提としている。
Patent Document 1 and
例えば、フレキシブル基板や曲面ディスプレイに用いられる液晶フィルムあるいは有機ELフィルム等の高機能フィルムの製造に用いられるフィルム搬送装置では、フィルムにスリップによる擦り傷や皺、変形等の欠陥を生じることなく、高速かつ適正張力でフィルムを搬送する必要がある。従来、このようなフィルム搬送装置においては、フィルムにかかる張力を検出するためのローラを別途設け、張力検出用のローラにかかる荷重を検出して張力を算出し、その値をフィードバックして張力制御を行っている。 For example, in a film transport apparatus used for producing a high-performance film such as a liquid crystal film or an organic EL film used for a flexible substrate or a curved surface display, the film can be processed at high speed without causing defects such as scratches, wrinkles and deformation due to slip. It is necessary to transport the film under proper tension. Conventionally, in such a film transport apparatus, a roller for detecting tension applied to the film is separately provided, the load applied to the roller for tension detection is detected, tension is calculated, and the value is fed back to control tension. It is carried out.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、フィルム搬送経路で使用する総ローラ数を減らすことが可能なローラを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to provide a roller capable of reducing the total number of rollers used in a film transport path.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、ローラは、ステータ及び該ステータの径方向外側に対向配置されて相対回転するロータを含むモータ部と、前記ロータと共に回転する円筒状のローラハウジングと、前記ステータが固定される筒状のトーションバーと、前記トーションバーの内壁との間に間隙を介して貫通され、前記トーションバーの軸方向の一方端を固定させる貫通シャフトと、軸方向に前記モータ部を間に挟む位置に配置され、前記ローラハウジングを回転自在に支持する軸受と、前記ローラハウジングの回転を検出する第1の回転検出器と、前記貫通シャフトに対する前記トーションバーの軸方向の他方端の相対的な回転を検出する第2の回転検出器と、を有する。 In order to solve the problems described above and achieve the object, the roller includes a motor portion including a stator and a rotor which is disposed to face the radial outer side of the stator so as to be opposed to each other, and a cylindrical roller housing which rotates with the rotor. A cylindrical torsion bar to which the stator is fixed, and a through shaft which is penetrated through a gap between the inner wall of the torsion bar and which fixes one axial end of the torsion bar in the axial direction; A bearing, which is disposed at a position sandwiching the motor unit, rotatably supports the roller housing, a first rotation detector that detects rotation of the roller housing, and an axial direction of the torsion bar with respect to the through shaft And a second rotation detector that detects the relative rotation of the other end of the sensor.
上記構成により、第1の回転検出器により検出されるモータ部の位置情報と、第2の回転検出器により検出されるトーションバーの軸方向の他方端の角度変位とを用いて、目標とする張力が得られるようなトルクとなるようにモータ部を出力制御することで、帯状搬送物を適正張力で搬送するための張力制御が可能となる。 According to the above configuration, the target is obtained using position information of the motor unit detected by the first rotation detector and the angular displacement of the other end of the torsion bar in the axial direction detected by the second rotation detector. By controlling the output of the motor unit so that tension can be obtained, tension control can be performed to convey the band-like conveyed object with an appropriate tension.
また、前記第1の回転検出器は、前記モータ部よりも軸方向の一方端側に設けられていても良い。 The first rotation detector may be provided closer to one end in the axial direction than the motor unit.
また、前記第1の回転検出器は、前記モータ部と前記第2の回転検出器との間に設けられていても良い。 The first rotation detector may be provided between the motor unit and the second rotation detector.
また、前記第1の回転検出器は、前記第2の回転検出器よりも軸方向の他方端側に設けられていても良い。 The first rotation detector may be provided on the other end side in the axial direction with respect to the second rotation detector.
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、ローラは、ステータ及び該ステータの径方向外側に対向配置されて相対回転するロータを含むモータ部と、前記ロータと共に回転する円筒状のローラハウジングと、前記ステータが固定される筒状のトーションバーと、前記トーションバーの内壁との間に間隙を介して貫通され、前記トーションバーの軸方向の一方端を固定させる貫通シャフトと、軸方向に前記モータ部を間に挟む位置に配置され、前記ローラハウジングを回転自在に支持する軸受と、前記ローラハウジングの回転を検出する第1の回転検出器と、前記トーションバーの軸方向の他方端に対する前記ローラハウジングの相対的な回転を検出する第2の回転検出器と、を有する。 Further, in order to solve the problems described above and achieve the object, the roller has a motor portion including a stator and a rotor that is disposed opposite to the radial direction outer side of the stator so as to rotate relative to each other; A penetration shaft is interposed between a roller housing, a cylindrical torsion bar to which the stator is fixed, and an inner wall of the torsion bar, and a penetration shaft for fixing one axial end of the torsion bar, and a shaft A bearing, which is disposed at a position sandwiching the motor unit in a direction, rotatably supports the roller housing, a first rotation detector which detects rotation of the roller housing, and the other of the torsion bars in the axial direction And a second rotation detector for detecting the relative rotation of the roller housing relative to the end.
上記構成により、第1の回転検出器により検出される位置情報と、第1の回転検出器により検出されるモータ部の位置情報と第2の回転検出器により検出されるモータ部の位置情報との差分とを用いて、目標とする張力が得られるようなトルクとなるようにモータ部を出力制御することで、帯状搬送物を適正張力で搬送するための張力制御が可能となる。 With the above configuration, position information detected by the first rotation detector, position information of the motor unit detected by the first rotation detector, and position information of the motor unit detected by the second rotation detector By controlling the output of the motor unit so as to obtain a target tension by using the difference of the above, it is possible to perform tension control for conveying the band-like conveyed object with an appropriate tension.
また、前記第1の回転検出器は、前記モータ部よりも軸方向の一方端側に設けられていても良い。 The first rotation detector may be provided closer to one end in the axial direction than the motor unit.
また、前記第1の回転検出器は、前記第2の回転検出器よりも軸方向の他方端側に設けられていても良い。 The first rotation detector may be provided on the other end side in the axial direction with respect to the second rotation detector.
また、望ましい態様として、前記第1の回転検出器及び前記第2の回転検出器の少なくとも一方はレゾルバであるのが好ましい。 As a desirable mode, at least one of the first rotation detector and the second rotation detector is preferably a resolver.
上記構成により、振動に強く、また、高温環境下での用途に適したローラを得ることができる。 According to the above configuration, it is possible to obtain a roller that is resistant to vibration and that is suitable for use in high temperature environments.
本発明によれば、フィルム搬送経路で使用する総ローラ数を減らすことが可能なローラを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a roller capable of reducing the total number of rollers used in the film transport path.
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。 A mode (embodiment) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the contents described in the following embodiments. Further, the components described below include those which can be easily conceived by those skilled in the art and those which are substantially the same. Furthermore, the components described below can be combined as appropriate.
(実施形態1)
図1は、実施形態1に係るローラの一例を示す断面図である。図1に示す例において、ローラ1は、減速機構を介さずに、発生した動力を対象物にダイレクトに伝達するダイレクトドライブモータである。図1に示すように、ローラ1は、フレキシブル基板や曲面ディスプレイに用いられる液晶フィルムあるいは有機ELフィルム等の高機能フィルムを一例とする帯状搬送物を搬送するための動力を発生するモータ部2と、モータ部2の回転を検出する回転検出器3と、モータ部2及び回転検出器3を保持するハウジング4と、ローラ1で発生するトルクを検出するためのトルク検出器5とを備えている。モータ部2、回転検出器3、及びトルク検出器5は、それぞれ図示せぬ制御装置に電気的に接続されており、ローラ1は、この制御装置によって制御される。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a roller according to the first embodiment. In the example shown in FIG. 1, the roller 1 is a direct drive motor that directly transmits generated power to an object without intervention of a speed reduction mechanism. As shown in FIG. 1, the roller 1 includes a
モータ部2は、ステータ21と、ステータ21に対して回転可能なロータ22とを有する。ロータ22は、回転軸AXを中心に回転する。以下、回転軸AXと平行な方向を「軸方向」ともいう。
The
本実施形態において、モータ部2は、アウターロータ型のモータである。ロータ22は、ステータ21の周囲に配置される。回転軸AXに対して、ロータ22は、ステータ21の外側に配置される。
In the present embodiment, the
ステータ21は、ステータコア21Aと、ステータコア21Aに支持されるコイル21Bとを有する。ステータコア21Aは、回転軸AXの周囲において、等間隔で複数配置されるティースを有する。コイル21Bは、複数設けられる。コイル21Bは、ステータコア21Aの複数のティースのそれぞれに支持される。
The
ロータ22は、回転軸AXの周囲において、等間隔で複数配置された永久磁石を含む。ステータ21のステータコア21Aとロータ22とは、間隙g1を介して対向する。
The
本実施形態において、回転検出器3は、レゾルバステータ31とレゾルバロータ32とを含むレゾルバであり、モータ部2におけるロータ22の回転速度、回転方向、及び回転角度の少なくとも一つを含む位置情報を検出する。
In the present embodiment, the
本実施形態において、トルク検出器5は、レゾルバステータ51とレゾルバロータ52とを含むレゾルバである。このトルク検出器5については後述する。
In the present embodiment, the
ハウジング4は、ロータ22と共に回転する円筒状のローラハウジング41と、トーションバー42と、貫通シャフト43と、円盤部材45とを含む。
The
貫通シャフト43は、トーションバー42を貫通して設けられている。貫通シャフト43の軸方向の一方端は、トーションバー42の軸方向の一方端が固定されると共に、設備100に対してインロウによる位置決めを行うための嵌合部43Aが設けられている。貫通シャフト43は、トーションバー42との固定部から軸方向の他方端に向けて、トーションバー42と間隙g2を介して対向している。貫通シャフト43の軸方向の他方端は、円盤部材45を貫通しており、ナット43Bで円盤部材45に固定されている。
The
トーションバー42は、貫通シャフト43に固定された軸方向の一方端に設けられた円盤部42Aと、貫通シャフト43との間に間隙g2を介しつつ、円盤部42Aから軸方向の他方端に延びる円筒部42Bとを含む。トーションバー42の円盤部42Aには、ネジ101で設備100に固定するためのネジ穴42Cと、設備100への取付け面とが設けられている。トーションバー42の円筒部42Bの外周面には、ステータ21のステータコア21A及び回転検出器3のレゾルバステータ31が設けられている。円筒部42Bの軸方向の他方端には、支持部材44が設けられている。以下、トーションバー42が貫通シャフト43に固定された軸方向の一方端を、「トーションバー42の固定端」ともいう。また、円筒部42Bの軸方向の他方端を、「トーションバー42の開放端」ともいう。
The
支持部材44は、トーションバー42の開放端に固定される円盤部44Aと、円盤部44Aの外周部から軸方向の他方端側に延びる円筒部44Bとを含む。支持部材44の円筒部44Bの内周面には、トルク検出器5のレゾルバロータ52が設けられており、貫通シャフト43には、レゾルバロータ52と対向する位置にトルク検出器5のレゾルバステータ51が設けられている。
The
ローラハウジング41は、軸方向の一方端が軸受6を介してトーションバー42の円盤部42Aの外周部で支持され、軸方向の他方端が軸受7を介して円盤部材45の外周部で支持されている。軸受6は、内輪がトーションバー42の円盤部42Aに支持され、外輪がローラハウジング41の内周面に支持されている。軸受7は、内輪が円盤部材45に支持され、外輪がローラハウジング41の内周面に支持されている。ローラハウジング41の内周面には、モータ部2のステータ21に対向する位置にモータ部2のロータ22が設けられ、回転検出器3のレゾルバステータ31に対向する位置に回転検出器3のレゾルバロータ32が設けられている。
One end of the
なお、図1に示す例では、回転検出器3をモータ部2よりもトーションバー42の固定端側に配置した例を示している。
In the example shown in FIG. 1, the
次に、図1乃至図3を用いて、実施形態1に係るローラ1の動作について説明する。図2は、実施形態1に係るローラにおいて帯状搬送物にかかる張力とトルクとの関係を説明する図である。図3は、実施形態1に係るローラの動作例を示す図である。 Next, the operation of the roller 1 according to the first embodiment will be described using FIGS. 1 to 3. FIG. 2 is a view for explaining the relationship between tension and torque applied to a band-shaped transported object in the roller according to the first embodiment. FIG. 3 is a view showing an operation example of the roller according to the first embodiment.
図2に示すように、ローラ1におけるローラハウジング41の半径をrとし、帯状搬送物200にかかる張力をFとすると、回転軸AX周りに働くトルクTは、T=F×rで表される。これを張力Fについて変形すると、以下の(1)式のように表される。つまり、トルクTを検出することにより、張力Fを求めることができる。
As shown in FIG. 2, assuming that the radius of the
F=T/r …(1) F = T / r (1)
ここで、本実施形態において、貫通シャフト43の回転方向に対する剛性は、モータ部2の駆動力により生じるトルクに対して十分に大きく、トーションバー42の回転方向に対する剛性は、貫通シャフト43の回転方向に対する剛性よりも小さいものとする。
Here, in the present embodiment, the rigidity of the penetrating
図3に示すように、モータ部2を駆動してローラハウジング41をA矢示方向に回転させると、ステータ21のステータコア21Aが固定されたトーションバー42の円筒部42BにB矢示方向の反力が作用し、貫通シャフト43に対して相対的な捩れが生じる。
As shown in FIG. 3, when the
本実施形態では、回転検出器3を第1の回転検出器とし、トルク検出器5として、例えば、1度以下の角度変位を検出可能な第2の回転検出器を用いて、モータ部2を駆動したときのトーションバー42の開放端の角度変位(微小角度θ)を検出する。このトーションバー42の開放端の角度変位をトルクTに換算することで、(1)式に示す張力Fを求めることができる。すなわち、回転検出器3(第1の回転検出器)により検出されるモータ部2の位置情報と、トルク検出器5(第2の回転検出器)により検出されるトーションバー42の開放端の角度変位(微小角度θ)とを用いて、目標とする張力が得られるようなトルクとなるようにモータ部2を出力制御することで、帯状搬送物200を適正張力で搬送するための張力制御が可能となる。
In the present embodiment, the
なお、間隙g2は、モータ部2の駆動時におけるトーションバー42の捩れを阻害しない程度に狭いのが好ましく、より具体的には、例えば、0.05mm乃至0.2mm程度であることが望ましい。また、トーションバー42の円筒部42Bと貫通シャフト43との間に間隙g2を設けることで、ステータ21のステータコア21Aとロータ22との間に介在する間隙g1の誤差範囲が大きくなる。ここで、間隙g1と間隙g2との関係がg1≦g2である場合、モータ部2の駆動時においてステータ21のステータコア21Aとロータ22とが接触する可能性がある。このため、間隙g1と間隙g2との関係は、g1>g2であるのが望ましい。
The gap g2 is preferably narrow enough not to inhibit the twisting of the
また、図1に示す例では、回転検出器3とモータ部2との相互間の磁気干渉を防ぐ遮蔽板8を設けているが、回転検出器3とモータ部2とが相互間の磁気干渉による影響を受けない程度に離れて配置される場合には、遮蔽板8を設けなくても良い。また、磁気遮蔽効果を有する強磁性体の部材で支持部材44を構成することで、トルク検出器5とモータ部2との相互間の磁気干渉を防ぐことが可能であり、図1に示す例では、トルク検出器5とモータ部2との間には遮蔽板を設けていないが、支持部材44を樹脂やアルミニウム等の部材で構成する場合には、トルク検出器5とモータ部2との間に遮蔽板を設けて相互間の磁気干渉を防ぐようにしても良い。
Further, in the example shown in FIG. 1, the shielding
(変形例1)
図4は、実施形態1の変形例1に係るローラの一例を示す断面図である。図4に示すローラ1aでは、回転検出器3をモータ部2とトルク検出部5との間に配置している。
(Modification 1)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a roller according to Modification 1 of Embodiment 1. In the roller 1 a shown in FIG. 4, the
(変形例2)
図5は、実施形態1の変形例2に係るローラの一例を示す断面図である。図5に示すローラ1bでは、回転検出器3をトルク検出器5よりも軸方向の他方端側に設けている。
(Modification 2)
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of a roller according to
モータ部2を駆動したときに回転検出器3により検出されるモータ部2の位置情報の変化範囲は、貫通シャフト43に対するトーションバー42の円筒部42Bの相対的な捩れに対して十分に大きい。このため、回転検出器3を設ける軸方向の位置によって回転検出器3の検出精度に与える影響は小さい。
The change range of the position information of the
図4に示す変形例1では、モータ部2を駆動したときの貫通シャフト43に対する回転検出器3のレゾルバステータ31の回転方向位置における捩れが図1に示す例よりも大きくなるが、上述したように、モータ部2を駆動したときに回転検出器3により検出されるモータ部2の位置情報の変化範囲は、貫通シャフト43に対するトーションバー42の円筒部42Bの相対的な捩れに対して十分に大きいため、回転検出器3のトーションバー42上における位置によって回転検出器3の検出精度に与える影響を無視することができる。
In the first modification shown in FIG. 4, the twist in the rotational direction position of the
また、図5に示す変形例2では、回転検出器3のレゾルバステータ31は、トーションバー42よりも回転方向の剛性が大きい貫通シャフト43に設けられる。このため、モータ部2を駆動したときの回転検出器3の検出精度が貫通シャフト43に対するトーションバー42の円筒部42Bの相対的な捩れによる影響を受けることがない。
Further, in the second modification shown in FIG. 5, the
以上のように、回転検出器3により検出される位置情報は、回転検出器3のレゾルバステータ31をトーションバー42の円筒部42Bに配置したとしても、回転検出器3のレゾルバステータ31を貫通シャフト43に配置した場合と等価と見做すことができる。すなわち、回転検出器3は、貫通シャフト43に対するローラハウジング41の位置情報を検出しているものと見做すことができる。
As described above, even if the
(変形例3)
図6は、実施形態1の変形例3に係るローラの一例を示す断面図である。図6に示すローラ1cでは、設備100aに対してインロウによる位置決めを行うための嵌合部45Aが円盤部材45a側に設けられている。
(Modification 3)
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an example of a roller according to a third modification of the first embodiment. In the
円盤部材45aには、ネジ101で設備100aに固定するためのネジ穴45Bと、設備100aへの取付け面とが設けられている。
The
図6に示す構成では、設備100aに調整孔102を開口することで、設備100a側からナット43Bにアクセス可能であり、メンテナンス作業が容易となる。また、モータ部2、回転検出器3、及びトルク検出器5が軸方向の設備100a側に寄せて配置されることで、ローラ1cの軸方向の重心位置が設備100a側に近い位置となり、設備100aとの接続部にかかる負荷を小さくすることができる。
In the configuration shown in FIG. 6, by opening the
なお、本実施形態では、上述したように、回転検出器3を第1の回転検出器とし、トルク検出器5として、例えば、1度以下の角度変位を検出可能な第2の回転検出器を用いて、モータ部2を駆動したときの貫通シャフト43に対するトーションバー42の開放端の角度変位(微小角度θ)を検出する構成である。すなわち、トルク検出器5(第2の回転検出器)としては、モータ部2の位置情報を検出する回転検出器3(第1の回転検出器)よりも高分解能な回転検出器を用いることが好ましく、より具体的には、モータ部2の最大トルク発生時におけるトーションバー42の捩れ量を1としたとき、1/100よりも小さい分解能を有しているのが望ましい。
In the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態において、トルク検出器5は、例えばトーションバー42に設けた歪ゲージであっても良い。この場合、モータ部2を駆動したときの歪ゲージの抵抗値変動量を検出し、この歪ゲージの抵抗値変動量をトルクTに換算することで、(1)式に示す張力Fを求めることができ、上述したように、帯状搬送物200を適正張力で搬送するための張力制御が可能となる。
Further, in the present embodiment, the
以上説明したように、実施形態1に係るローラ1,1a,1b,1cは、ステータ21及び該ステータ21の径方向外側に対向配置されて相対回転するロータ22を含むモータ部2と、ロータ22と共に回転する円筒状のローラハウジング41と、ステータ21が固定される筒状のトーションバー42と、トーションバー42の内壁との間に間隙を介して貫通され、トーションバー42の軸方向の一方端を固定させる貫通シャフト43と、軸方向にモータ部を間に挟む位置に配置され、ローラハウジング41を回転自在に支持する軸受6,7と、ローラハウジング41の回転を検出する回転検出器3(第1の回転検出器)と、貫通シャフト43に対するトーションバー42の軸方向の他方端の相対的な回転を検出するトルク検出器5(第2の回転検出器)と、を有している。
As described above, the
この構成において、回転検出器3(第1の回転検出器)により検出されるモータ部2の位置情報と、トルク検出器5(第2の回転検出器)により検出されるトーションバー42の軸方向の他方端の角度変位(微小角度θ)とを用いて、目標とする張力が得られるようなトルクとなるようにモータ部2を出力制御することで、帯状搬送物200を適正張力で搬送するための張力制御が可能となる。これにより、張力検出用のローラが不要となり、フィルム搬送経路で使用する総ローラ数を減らすことが可能となる。
In this configuration, position information of the
(実施形態2)
図7は、実施形態2に係るローラの一例を示す断面図である。なお、上述した実施形態1と同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
Second Embodiment
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a roller according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as Embodiment 1 mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
本実施形態におけるローラ1dでは、実施形態1の構成とは異なり、第2の回転検出器5によってトーションバー42の開放端に対するローラハウジング41の相対的な位置情報を検出する構成としている。
In the
図7に示す例では、第2の回転検出器5がトーションバー42の開放端に設けられ、第1の回転検出器3は、第2の回転検出器5に対し、モータ部2を挟んでトーションバー42の固定端側に設けられている。より具体的には、第2の回転検出器5のレゾルバステータ51がトーションバー42の開放端に設けられ、第1の回転検出器3のレゾルバステータ31がモータ2よりもトーションバー42の固定端寄りに設けられている。第1の回転検出器3のレゾルバロータ32は、ロータ41の内周面において第1の回転検出器3のレゾルバステータ31に対向する位置に設けられ、第2の回転検出器5のレゾルバロータ52は、ロータ41の内周面において第2の回転検出器5のレゾルバステータ51に対向する位置に設けられている。
In the example shown in FIG. 7, the
モータ部2を駆動したときにトーションバー42が受ける反力によって生じる貫通シャフト43に対するトーションバー42の回転方向の捩れ量は、トーションバー42の固定端では0となり、軸方向にトーションバー42の開放端に向かうに従い大きくなる。すなわち、第1の回転検出器3が配置されるトーションバー42の軸方向位置における回転方向の捩れ量は、第2の回転検出器5が配置されるトーションバー42の開放端における回転方向の捩れ量よりも小さい。換言すると、第1の回転検出器3により検出される位置情報は、第2の回転検出器5により検出される位置情報よりもトーションバー42の回転方向の捩れによる影響をより受け難い。
The amount of twist in the rotational direction of the
本実施形態では、第1の回転検出器3により検出される位置情報と、第2の回転検出器5により検出される位置情報との差分をとり、この差分をトーションバー42の回転方向の捩れによる角度変位としてトルクTに換算する。これにより、実施形態1の(1)式に示す張力Fを求めることができる。すなわち、第1の回転検出器3により検出される位置情報と、第1の回転検出器3により検出されるモータ部2の位置情報と第2の回転検出器5により検出されるモータ部2の位置情報との差分とを用いて、目標とする張力が得られるようなトルクとなるようにモータ部2を出力制御することで、帯状搬送物200を適正張力で搬送するための張力制御が可能となる。
In the present embodiment, the difference between the position information detected by the
なお、実施形態1において、モータ部2を駆動したときに回転検出器3により検出されるモータ部2の位置情報の変化範囲は、貫通シャフト43に対するトーションバー42の円筒部42Bの相対的な捩れに対して十分に大きく、第1の回転検出器3を設ける軸方向の位置によって第1の回転検出器3の検出精度に与える影響は小さいものとして説明したが、本実施形態では、上述したように、第1の回転検出器3により検出される位置情報と、第2の回転検出器5により検出される位置情報との差分をとり、この差分をトーションバー42の回転方向の捩れによる角度変位としてトルクTに換算することを意図した構成である。このため、実施形態2における第1の回転検出器3及び第2の回転検出器5としては、実施形態1におけるトルク検出器5(第2の回転検出器)と同等の高分解能な回転検出器を用いることが好ましく、より具体的には、モータ部2の最大トルク発生時におけるトーションバー42の捩れ量を1としたとき、1/100よりも小さい分解能を有しているのが望ましい。
In the first embodiment, the change range of the position information of the
(変形例1)
図8は、実施形態2の変形例1に係るローラの一例を示す断面図である。図8に示すローラ1eでは、第1の回転検出器3を図7に示す例よりもトーションバー42の固定端に近い位置に配置している。
(Modification 1)
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of a roller according to Modification 1 of
(変形例2)
図9は、実施形態2の変形例2に係るローラの一例を示す断面図である。図9に示すローラ1fでは、第1の回転検出器3を第2の回転検出器5よりも軸方向の他方端側に設けている。
(Modification 2)
FIG. 9 is a cross-sectional view showing an example of a roller according to a second modification of the second embodiment. In the
実施形態1において説明したように、モータ部2を駆動したときに第1の回転検出器3により検出されるモータ部2の位置情報の変化範囲は、貫通シャフト43に対するトーションバー42の円筒部42Bの相対的な捩れに対して十分に大きい。従って、第1の回転検出器3のレゾルバステータ31を貫通シャフト43に配置した場合と等価と見做すことができる。すなわち、第1の回転検出器3は、貫通シャフト43に対するローラハウジング41の位置情報を検出しているものと見做すことができる。
As described in the first embodiment, the change range of the position information of the
一方、本実施形態では、第1の回転検出器3により検出される位置情報と第2の回転検出器5により検出される位置情報との差分が大きいほど、後段の制御精度を向上させることができる。
On the other hand, in the present embodiment, as the difference between the position information detected by the
図8に示す変形例1では、モータ部2を駆動したときの貫通シャフト43に対する第1の回転検出器3のレゾルバステータ31の回転方向位置における捩れが図1に示す例よりも小さくなる。すなわち、モータ部2を駆動したときの貫通シャフト43に対する第1の回転検出器3のレゾルバステータ31の回転方向位置における捩れによって第1の回転検出器3の検出精度に与える影響を小さくすることができ、第1の回転検出器3により検出される位置情報と第2の回転検出器5により検出される位置情報との差分を図7に示す例よりも大きくすることができる。
In the first modification shown in FIG. 8, the twist in the rotational direction of the
図9に示す変形例2では、第1の回転検出器3のレゾルバステータ31は、トーションバー42よりも回転方向の剛性が大きい貫通シャフト43に設けられる。このため、モータ部2を駆動したときの第1の回転検出器3の検出精度が貫通シャフト43に対するトーションバー42の円筒部42Bの相対的な捩れによる影響を受けることがなく、第1の回転検出器3により検出される位置情報と第2の回転検出器5により検出される位置情報との差分を図8に示す例よりもさらに大きくすることができる。
In the second modification shown in FIG. 9, the
(変形例3)
図10は、実施形態2の変形例3に係るローラの一例を示す断面図である。図10に示すローラ1gでは、設備100aに対してインロウによる位置決めを行うための嵌合部45Aが円盤部材45a側に設けられている。
(Modification 3)
FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example of a roller according to a third modification of the second embodiment. In the
円盤部材45aには、ネジ101で設備100aに固定するためのネジ穴45Bと、設備100aへの取付け面とが設けられている。
The
図10に示す構成では、設備100aに調整孔102を開口することで、設備100a側からナット43Bにアクセス可能であり、メンテナンス作業が容易となる。また、モータ部2、回転検出器3、及びトルク検出器5が軸方向の設備100a側に寄せて配置されることで、ローラ1fの軸方向の重心位置が設備100a側に近い位置となり、設備100aとの接続部にかかる負荷を小さくすることができる。
In the configuration shown in FIG. 10, by opening the
以上説明したように、実施形態2に係るローラ1d,1e,1f,1gは、ステータ21及び該ステータ21の径方向外側に対向配置されて相対回転するロータ22を含むモータ部2と、ロータ22と共に回転する円筒状のローラハウジング41と、ステータ21が固定される筒状のトーションバー42と、トーションバー42の内壁との間に間隙を介して貫通され、トーションバー42の軸方向の一方端を固定させる貫通シャフト43と、軸方向にモータ部を間に挟む位置に配置され、ローラハウジング41を回転自在に支持する軸受6,7と、ローラハウジング41の回転を検出する第1の回転検出器3と、トーションバー42の軸方向の他方端に対するローラハウジング41の相対的な回転を検出する第2の回転検出器5と、を有している。
As described above, the
この構成において、第1の回転検出器3により検出される位置情報と、第1の回転検出器3により検出されるモータ部2の位置情報と第2の回転検出器5により検出されるモータ部2の位置情報との差分とを用いて、目標とする張力が得られるようなトルクとなるようにモータ部2を出力制御することで、帯状搬送物200を適正張力で搬送するための張力制御が可能となる。これにより、張力検出用のローラが不要となり、フィルム搬送経路で使用する総ローラ数を減らすことが可能となる。
In this configuration, position information detected by the
なお、上述した実施形態1,2では、回転検出器としてレゾルバを用いる例について説明した。レゾルバのような磁気式センサは、振動に強く、また、高温環境下での用途に適しているが、より高精度な制御を行う必要がある場合には、回転検出器として光学式のエンコーダを用いても良いことはいうまでもない。 In the first and second embodiments described above, the example in which the resolver is used as the rotation detector has been described. A magnetic sensor such as a resolver is resistant to vibration and suitable for use in high-temperature environments, but if more precise control needs to be performed, an optical encoder can be used as a rotation detector. Needless to say, it may be used.
また、上述した実施形態1,2では、モータ部に永久磁石を用いたPM(Permanent Magnet)型のモータを用いる例について説明したが、VR(Variable Reluctance)型モータを用いた構成であっても良い。PM型モータは、より滑らかな回転が可能であるが、高温環境下での用途としては、VR型モータが適しており、モータ部としてVR型のモータを用いても良いことはいうまでもない。 In the first and second embodiments described above, an example in which a PM (Permanent Magnet) type motor using a permanent magnet is used for the motor unit has been described, but a configuration using a VR (Variable Reluctance) type motor is also described. good. Although PM motors can rotate more smoothly, it is needless to say that VR motors are suitable for applications under high temperature environments, and VR motors may be used as the motor section. .
また、回転検出器としてレゾルバを用いる場合には、レゾルバの歯数をモータ部の歯数と合わせることで、起動時における磁極位置推定動作を省略することができる。 Moreover, when using a resolver as a rotation detector, the magnetic pole position estimation operation | movement at the time of starting can be abbreviate | omitted by matching the number of teeth of a resolver with the number of teeth of a motor part.
上述したように、本実施形態に係るローラ1,1a,1b,1c,1d,1e,1f,1gを用いることで、張力検出用のローラを用いることなく帯状搬送物200の張力制御が可能となるので、この実施形態に係るモータ1,1a,1b,1c,1d,1e,1f,1gは、例えば、フレキシブル基板や曲面ディスプレイに用いられる液晶フィルムあるいは有機ELフィルム等の高機能フィルムの製造に用いられるフィルム搬送装置に用いるのに適している。
As described above, by using the
1,1a,1b,1c,1d,1e,1f,1g ローラ
2 モータ部
3 回転検出器(第1の回転検出器)
4 ハウジング
5 トルク検出器(第2の回転検出器)
6 軸受
7 軸受
8 遮蔽板
21 ステータ
21A ステータコア
21B コイル
22 ロータ
41 ローラハウジング
42 トーションバー
42A 円盤部
42B 円筒部
42C ネジ穴
43 貫通シャフト
43A 嵌合部
43B ナット
44 支持部材
44A 円盤部
44B 円筒部
45,45a 円盤部材
45A 嵌合部
45B ネジ穴
100,100a 設備
101 ネジ
102 調整孔
200 帯状搬送物
AX 回転軸
g1,g2 間隙
1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f,
4
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ロータと共に回転する円筒状のローラハウジングと、
前記ステータが固定される筒状のトーションバーと、
前記トーションバーの内壁との間に間隙を介して貫通され、前記トーションバーの軸方向の一方端を固定させる貫通シャフトと、
軸方向に前記モータ部を間に挟む位置に配置され、前記ローラハウジングを回転自在に支持する軸受と、
前記ローラハウジングの回転を検出する第1の回転検出器と、
前記貫通シャフトに対する前記トーションバーの軸方向の他方端の相対的な回転を検出する第2の回転検出器と、
を有する、ローラ。 A motor portion including a stator and a rotor which is disposed to face the radially outer side of the stator so as to rotate relative to each other;
A cylindrical roller housing that rotates with the rotor;
A cylindrical torsion bar to which the stator is fixed;
A penetration shaft which is penetrated through a gap between the torsion bar and the inner wall of the torsion bar and which fixes one axial end of the torsion bar;
A bearing disposed at a position sandwiching the motor portion in the axial direction and rotatably supporting the roller housing;
A first rotation detector for detecting rotation of the roller housing;
A second rotation detector that detects relative rotation of the other axial end of the torsion bar with respect to the penetration shaft;
Have a roller.
前記ロータと共に回転する円筒状のローラハウジングと、
前記ステータが固定される筒状のトーションバーと、
前記トーションバーの内壁との間に間隙を介して貫通され、前記トーションバーの軸方向の一方端を固定させる貫通シャフトと、
軸方向に前記モータ部を間に挟む位置に配置され、前記ローラハウジングを回転自在に支持する軸受と、
前記ローラハウジングの回転を検出する第1の回転検出器と、
前記トーションバーの軸方向の他方端に対する前記ローラハウジングの相対的な回転を検出する第2の回転検出器と、
を有する、ローラ。 A motor portion including a stator and a rotor which is disposed to face the radially outer side of the stator so as to rotate relative to each other;
A cylindrical roller housing that rotates with the rotor;
A cylindrical torsion bar to which the stator is fixed;
A penetration shaft which is penetrated through a gap between the torsion bar and the inner wall of the torsion bar and which fixes one axial end of the torsion bar;
A bearing disposed at a position sandwiching the motor portion in the axial direction and rotatably supporting the roller housing;
A first rotation detector for detecting rotation of the roller housing;
A second rotation detector that detects relative rotation of the roller housing with respect to the other axial end of the torsion bar;
Have a roller.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015186586A JP6507964B2 (en) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | roller |
| PCT/JP2016/075449 WO2017051675A1 (en) | 2015-09-24 | 2016-08-31 | Roller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015186586A JP6507964B2 (en) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | roller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=58430272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015186586A Active JP6507964B2 (en) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | roller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Families Citing this family (1)
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| JP7487564B2 (en) | 2020-06-02 | 2024-05-21 | ニデック株式会社 | Motors, motor units |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS613255Y2 (en) * | 1980-02-13 | 1986-02-01 |
-
2015
- 2015-09-24 JP JP2015186586A patent/JP6507964B2/en active Active
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