JP2508043Y2 - 帯状体の張力検出ロ―ル - Google Patents
帯状体の張力検出ロ―ルInfo
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- JP2508043Y2 JP2508043Y2 JP1991005680U JP568091U JP2508043Y2 JP 2508043 Y2 JP2508043 Y2 JP 2508043Y2 JP 1991005680 U JP1991005680 U JP 1991005680U JP 568091 U JP568091 U JP 568091U JP 2508043 Y2 JP2508043 Y2 JP 2508043Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- roll
- tension
- shaft
- strain
- roll shaft
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Winding, Rewinding, Material Storage Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、金属、紙、樹脂等の帯
状体、線条体（以下、帯状体、線条体を含め「板」と呼
ぶ）を搬送中に、その張力を検出するためのロールに関
する。
状体、線条体（以下、帯状体、線条体を含め「板」と呼
ぶ）を搬送中に、その張力を検出するためのロールに関
する。
【０００２】
【従来の技術】帯状体の張力検出手段として従来より特
開平１−２０５８１５に示すごとく、ロール１１のロー
ル軸１２の支持部にロードセル等の反力検出装置１３を
設け、板１４の張力により支持部に加る押し付け力を検
出する方法があり、図５（ｃ），（ｄ），（ｅ）に示す
ような反力検出装置１３の取り付け方法がある。
開平１−２０５８１５に示すごとく、ロール１１のロー
ル軸１２の支持部にロードセル等の反力検出装置１３を
設け、板１４の張力により支持部に加る押し付け力を検
出する方法があり、図５（ｃ），（ｄ），（ｅ）に示す
ような反力検出装置１３の取り付け方法がある。
【０００３】
【考案が解決しようとする課題】板の張力を検出する際
に、上記に述べたような検出装置をロールの支持部に取
り付ける方法では、ロール支持部と検出装置の連結が必
要となり、また、左右のバランスをとれるよう部品の加
工精度が要求される、もしくは補正機能を付加する等、
機構が複雑になる。また、図５（ｄ）（ｅ）のような方
式では、板が蛇行しその通板位置がロールの左右中心か
らずれることにより、検出する反力の値が変化し、測定
精度が悪くなる欠点がある。本考案はこのような欠点を
有しない帯状体の張力検出ロールを提供するものであ
る。
に、上記に述べたような検出装置をロールの支持部に取
り付ける方法では、ロール支持部と検出装置の連結が必
要となり、また、左右のバランスをとれるよう部品の加
工精度が要求される、もしくは補正機能を付加する等、
機構が複雑になる。また、図５（ｄ）（ｅ）のような方
式では、板が蛇行しその通板位置がロールの左右中心か
らずれることにより、検出する反力の値が変化し、測定
精度が悪くなる欠点がある。本考案はこのような欠点を
有しない帯状体の張力検出ロールを提供するものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本考案は、搬送中の薄板
等帯状体の張力を検出する張力検出ロールにおいて、中
空ロール内に、軸受を介して軸方向に対して位置固定で
回転自在にロール軸を嵌挿し、このロール軸をロール軸
支持部に固定支持してなり、中空ロール内における該ロ
ール軸に、その軸の長手方向に対して対称に歪検出器を
配置したことを特徴とする帯状体の張力検出ロールであ
り、簡易構造で板が蛇行してその通板位置が多少ずれる
ことがあっても、測定精度の低下につながり難く安定的
に測定精度を確保することができる。
等帯状体の張力を検出する張力検出ロールにおいて、中
空ロール内に、軸受を介して軸方向に対して位置固定で
回転自在にロール軸を嵌挿し、このロール軸をロール軸
支持部に固定支持してなり、中空ロール内における該ロ
ール軸に、その軸の長手方向に対して対称に歪検出器を
配置したことを特徴とする帯状体の張力検出ロールであ
り、簡易構造で板が蛇行してその通板位置が多少ずれる
ことがあっても、測定精度の低下につながり難く安定的
に測定精度を確保することができる。
【０００５】以下に本考案について詳述する。本考案の
帯状体の張力検出ロールは、板と任意の巻き付け角を持
って接触するロールと、該ロールを軸受けにより回転自
在に支持するロール軸と、該ロール軸の固定支持部と、
張力を検出するためロール軸中心に対し左右対称に取付
けられた複数の歪検出器から構成される。なお、張力に
よるロール軸の歪が歪検出器の測定範囲内になるよう、
歪検出位置におけるロール軸寸法を設定している。ま
た、歪検出器の供給電源ケーブルおよび信号を取り出す
ケーブルは、ロール軸に設けた貫通穴を通してロール外
部の制御ユニットに接続されており、得られた張力値は
該制御ユニットにより表示される。
帯状体の張力検出ロールは、板と任意の巻き付け角を持
って接触するロールと、該ロールを軸受けにより回転自
在に支持するロール軸と、該ロール軸の固定支持部と、
張力を検出するためロール軸中心に対し左右対称に取付
けられた複数の歪検出器から構成される。なお、張力に
よるロール軸の歪が歪検出器の測定範囲内になるよう、
歪検出位置におけるロール軸寸法を設定している。ま
た、歪検出器の供給電源ケーブルおよび信号を取り出す
ケーブルは、ロール軸に設けた貫通穴を通してロール外
部の制御ユニットに接続されており、得られた張力値は
該制御ユニットにより表示される。
【０００６】次に、本考案の張力検出ロールによる測定
の原理について図面に従って以下に述べる。図１（ｂ）
に示すように、板６に加わる張力をＴとすると、ロール
１に加わる押し付け力Ｐは、巻き付け角θを用い、 Ｐ＝２×Ｔ×cos （θ／２） （１） の関係にあり、図２に示すように押し付け力Ｐがロール
１の２つの支点にＰ1 、Ｐ2 として分配して加わる場
合、ロール１の支点とロール軸２の支持点との距離をａ
1,ａ2 、歪検出位置とロール軸２の支持点との距離をｓ
1,ｓ2 、ロール軸２の支持点間の距離をｌとすると、歪
検出位置における梁の曲げモーメントＭ1 ，Ｍ2 とＰ1,
Ｐ2 の関係は、 Ｐ＝Ｐ1 ＋Ｐ2 （２−１） Ｍ1 ＝ａ1 ×Ｐ1 ×（ｌ−ｓ1 ）／ｌ＋ａ2 ×Ｐ2 ×ｓ1 ／ｌ （２−２） Ｍ2 ＝ａ1 ×Ｐ1 ×ｓ2 ／ｌ＋ａ2 ×Ｐ2 ×（ｌ−ｓ2 ）／ｌ （２−３） となる。
の原理について図面に従って以下に述べる。図１（ｂ）
に示すように、板６に加わる張力をＴとすると、ロール
１に加わる押し付け力Ｐは、巻き付け角θを用い、 Ｐ＝２×Ｔ×cos （θ／２） （１） の関係にあり、図２に示すように押し付け力Ｐがロール
１の２つの支点にＰ1 、Ｐ2 として分配して加わる場
合、ロール１の支点とロール軸２の支持点との距離をａ
1,ａ2 、歪検出位置とロール軸２の支持点との距離をｓ
1,ｓ2 、ロール軸２の支持点間の距離をｌとすると、歪
検出位置における梁の曲げモーメントＭ1 ，Ｍ2 とＰ1,
Ｐ2 の関係は、 Ｐ＝Ｐ1 ＋Ｐ2 （２−１） Ｍ1 ＝ａ1 ×Ｐ1 ×（ｌ−ｓ1 ）／ｌ＋ａ2 ×Ｐ2 ×ｓ1 ／ｌ （２−２） Ｍ2 ＝ａ1 ×Ｐ1 ×ｓ2 ／ｌ＋ａ2 ×Ｐ2 ×（ｌ−ｓ2 ）／ｌ （２−３） となる。
【０００７】ここで、ａ1 ＝ａ2 ＝ａ，ｓ1 ＝ｓ2 ＝ｓ
としてＰ1,Ｐ2 を求めると Ｐ1 ＝｛Ｍ1 ×（ｌ−ｓ）−Ｍ2 ×ｓ｝／｛ａ×（ｌ−２ｓ）｝ （３−１） Ｐ2 ＝｛Ｍ2 ×（ｌ−ｓ）−Ｍ1 ×ｓ｝／｛ａ×（ｌ−２ｓ）｝ （３−２） ここで、ロール軸材のヤング率をＥ、歪検出点における
軸の断面係数をＺ、検出する歪をε1 、ε2 とすると、 Ｍ1 ＝ε1 ×Ｚ×Ｅ （４−１） Ｍ2 ＝ε2 ×Ｚ×Ｅ （４−２） の関係より、ε1 、ε2 を検出することにより、ロール
軸材料および形状から求まる値Ｅ、Ｚを用い（４−１）
式、（４−２）式から、Ｍ1 、Ｍ2 を求めることができ
る。
としてＰ1,Ｐ2 を求めると Ｐ1 ＝｛Ｍ1 ×（ｌ−ｓ）−Ｍ2 ×ｓ｝／｛ａ×（ｌ−２ｓ）｝ （３−１） Ｐ2 ＝｛Ｍ2 ×（ｌ−ｓ）−Ｍ1 ×ｓ｝／｛ａ×（ｌ−２ｓ）｝ （３−２） ここで、ロール軸材のヤング率をＥ、歪検出点における
軸の断面係数をＺ、検出する歪をε1 、ε2 とすると、 Ｍ1 ＝ε1 ×Ｚ×Ｅ （４−１） Ｍ2 ＝ε2 ×Ｚ×Ｅ （４−２） の関係より、ε1 、ε2 を検出することにより、ロール
軸材料および形状から求まる値Ｅ、Ｚを用い（４−１）
式、（４−２）式から、Ｍ1 、Ｍ2 を求めることができ
る。
【０００８】さらに、（３−１）式、（３−２）式によ
りＰ1 ，Ｐ2 が求められ、 Ｐ＝Ｐ1 ＋Ｐ2 ＝（Ｍ1 ＋Ｍ2 ）／ａ （５） であることから（５）式および（１）式により張力Ｔを
求めることができる。また、（５）式より、板６が蛇行
し、押し付け力Ｐ1 ，Ｐ2 がどの様な比で分配されて
も、モーメントの和で正しく押付力の和を求め得るの
で、ε1 、ε2 を測定しその和を求めることにより、通
板位置に関係なく、張力Ｔを正確に求めることができ
る。
りＰ1 ，Ｐ2 が求められ、 Ｐ＝Ｐ1 ＋Ｐ2 ＝（Ｍ1 ＋Ｍ2 ）／ａ （５） であることから（５）式および（１）式により張力Ｔを
求めることができる。また、（５）式より、板６が蛇行
し、押し付け力Ｐ1 ，Ｐ2 がどの様な比で分配されて
も、モーメントの和で正しく押付力の和を求め得るの
で、ε1 、ε2 を測定しその和を求めることにより、通
板位置に関係なく、張力Ｔを正確に求めることができ
る。
【０００９】
【実施例】図１（ａ）は本考案の一実施例で、両端４
ａ，４ｂを支点としてロール軸２が固定支持され、そこ
から等距離の位置に転がり軸受３ａ、３ｂが設けられて
いて中空ロール１をささえている。さらに、この中空ロ
ール１内におけるロール軸２には、その軸方向中心に対
して対称位置に歪検出器として歪ゲージ５ａ，５ｂ，５
ｃ，５ｄが貼付され、それらで図３のように、ブリッジ
回路を組むことにより曲げ歪が求まり、前述の式を用い
て押し付け力および板張力が算出できる。さらにロール
軸２は一体で加工できるので、検出装置をロール外部に
取り付ける従来からの様式に比べ、コンパクトでかつ張
力検出のための加工精度がよくなる。ロール軸２の歪測
定位置の片側に上下２枚、合計４枚の歪ゲージ５ａ〜５
ｄを用いてブリッジ回路を構成することにより、単純な
圧縮・引張力の影響をなくし、１台の電気増幅器のみで
１枚ゲージによる測定値の４倍の出力を通板位置にかか
わらず正しく得ることができる。なお、ｓ＝ｌ／２（中
央で歪検出）としても（５）式は成立し、この場合は歪
ゲージ貼り付け場所を１箇所とすることができるが信号
処理は２枚ゲージ法となる。
ａ，４ｂを支点としてロール軸２が固定支持され、そこ
から等距離の位置に転がり軸受３ａ、３ｂが設けられて
いて中空ロール１をささえている。さらに、この中空ロ
ール１内におけるロール軸２には、その軸方向中心に対
して対称位置に歪検出器として歪ゲージ５ａ，５ｂ，５
ｃ，５ｄが貼付され、それらで図３のように、ブリッジ
回路を組むことにより曲げ歪が求まり、前述の式を用い
て押し付け力および板張力が算出できる。さらにロール
軸２は一体で加工できるので、検出装置をロール外部に
取り付ける従来からの様式に比べ、コンパクトでかつ張
力検出のための加工精度がよくなる。ロール軸２の歪測
定位置の片側に上下２枚、合計４枚の歪ゲージ５ａ〜５
ｄを用いてブリッジ回路を構成することにより、単純な
圧縮・引張力の影響をなくし、１台の電気増幅器のみで
１枚ゲージによる測定値の４倍の出力を通板位置にかか
わらず正しく得ることができる。なお、ｓ＝ｌ／２（中
央で歪検出）としても（５）式は成立し、この場合は歪
ゲージ貼り付け場所を１箇所とすることができるが信号
処理は２枚ゲージ法となる。
【００１０】本考案の張力検出ロールを用いた張力測定
結果を図４に示す。歪測定点でのロール軸径７mm、ロー
ル径３５mmの張力検出ロールに荷重を加えた場合、荷重
変化に対し、得られた測定値は直線的に変化しており、
また、既に述べた原理による計算値にもよく一致してい
る。さらに、通板中心より荷重位置を３０mmずらして測
定した場合にも、張力の検出値は通板中心に板がある場
合の測定値に一致しており、板の蛇行の影響がないこと
が確認できた。また、ロール内部に歪ゲージを内蔵する
ことによりロール軸の支持部は、検出器等を取り付ける
ための複雑な構造、加工精度および補正機能を必要とせ
ず、コンパクトな張力検出ロールを実現できた。
結果を図４に示す。歪測定点でのロール軸径７mm、ロー
ル径３５mmの張力検出ロールに荷重を加えた場合、荷重
変化に対し、得られた測定値は直線的に変化しており、
また、既に述べた原理による計算値にもよく一致してい
る。さらに、通板中心より荷重位置を３０mmずらして測
定した場合にも、張力の検出値は通板中心に板がある場
合の測定値に一致しており、板の蛇行の影響がないこと
が確認できた。また、ロール内部に歪ゲージを内蔵する
ことによりロール軸の支持部は、検出器等を取り付ける
ための複雑な構造、加工精度および補正機能を必要とせ
ず、コンパクトな張力検出ロールを実現できた。
【００１１】
【考案の効果】本考案は、ロール内部に歪ゲージ等の歪
検出器を内蔵しており、ロール軸の支持部に検出器等を
取付けるための複雑な構造を必要せず、又、測定精度確
保のためそれ程高い精密加工を必要としない安価な簡易
構造のものでコンパクトであり、板の蛇行があっても測
定精度を安定的に確保することができる。
検出器を内蔵しており、ロール軸の支持部に検出器等を
取付けるための複雑な構造を必要せず、又、測定精度確
保のためそれ程高い精密加工を必要としない安価な簡易
構造のものでコンパクトであり、板の蛇行があっても測
定精度を安定的に確保することができる。
【図１】（ａ）は本考案に係る張力測定ロールの概要
図、（ｂ）は（ａ）の側面図。
図、（ｂ）は（ａ）の側面図。
【図２】本考案においてロール軸に加わる荷重と発生す
るモーメントの関係を示す模式図。
るモーメントの関係を示す模式図。
【図３】本考案における測定回路構成図。
【図４】本考案のロールによる荷重と検出歪の測定結
果。
果。
【図５】従来技術の説明図であり、（ａ）はその概要
図、（ｂ）は（ａ）の側面図、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）
は検出装置の設置方式を示す図。
図、（ｂ）は（ａ）の側面図、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）
は検出装置の設置方式を示す図。
１ 中空ロール ２ ロール軸 ３ａ，３ｂ 軸受 ４ａ，４ｂ ロール軸支持部 ５ａ，５ｄ 歪ゲージ（歪検出器） ６ 板 ７ 制御ユニット １１ ロール １２ ロール軸 １３ 反力検出装置 １４ 板
Claims (1)
- 【請求項１】 搬送中の薄板等帯状体の張力を検出する
張力検出ロールにおいて、中空ロール内に、軸受を介し
て軸方向に対して位置固定で回転自在にロール軸を嵌挿
し、このロール軸をロール軸支持部に固定支持してな
り、中空ロール内における該ロール軸に、その軸の長手
方向に対して対称に歪検出器を配置したことを特徴とす
る帯状体の張力検出ロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991005680U JP2508043Y2 (ja) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | 帯状体の張力検出ロ―ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991005680U JP2508043Y2 (ja) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | 帯状体の張力検出ロ―ル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04104208U JPH04104208U (ja) | 1992-09-08 |
| JP2508043Y2 true JP2508043Y2 (ja) | 1996-08-21 |
Family
ID=31736400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991005680U Expired - Lifetime JP2508043Y2 (ja) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | 帯状体の張力検出ロ―ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2508043Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5393975B2 (ja) * | 2007-12-07 | 2014-01-22 | 株式会社アサヒ電子研究所 | 張力検出装置 |
| CN106743290A (zh) * | 2016-12-19 | 2017-05-31 | 湖州展业物流机械设备有限公司 | 一种具有超重检测功能的物流辊筒 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60135735A (ja) * | 1983-12-24 | 1985-07-19 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | クレ−ン等に於けるロ−プの張力測定方法 |
| JPH0628661Y2 (ja) * | 1987-12-18 | 1994-08-03 | 東洋電機製造株式会社 | ローラ式張力検出構造体 |
-
1991
- 1991-02-13 JP JP1991005680U patent/JP2508043Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04104208U (ja) | 1992-09-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960402 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |