JPH0248959Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〓産業上の利用分野〓 本考案は測定値伝送システムに関する。

〓従来の技術〓 特に延伸加工の場合、繊維、糸、帯条、シート
の送給のために被熱ローラ、場合によつては被冷
ローラが使用される。この場合、ローラ表面の温
度を所定の値に一定に保持することが極めて重要
である。なぜなら、温度の影響によつて製品の性
質がすこぶる不利な影響を受けるからである。

高速回転体の温度測定は大きな問題を伴う。そ
れ故、幾つかの測定装置が既に知られているこの
種の測定装置の要約的記述が、1968年９月25日付
の雑誌「エレクトロアンツアイガー」に発表され
たＷ・エルドマンの論文に出ている。

本考案は、西ドイツ特許公報第2428890号に記
載された測定値伝送システムに基づくものであ
る。この公知のシステムでは、アナログ的に発生
する測定信号がまず同期回転系統でデジタル信号
に変換され、次にこの信号が回転部から固定部に
伝送される。デジタル伝送は、精度が機械的誤差
に影響されないという大きな利点がある。公知の
システムでは結合素子として２枚の板が設けら
れ、これがコンデンサを構成する。このコンデン
サは、同時にまた同期回転部の給電のためのエネ
ルギ供給にも利用される。板の大きさが限られて
いるので、充分な容量を得るのに間隔を極めて小
さくしなければならない。周波数が比較的低いこ
とを考えると、容量があまり小さくてはならない
のである。板の間隔が小さいことは製造と組立の
費用を割高にし、使用中の故障発生を増す。また
相互に大きく離れた周波数帯を選んでも、給電を
介して雑音信号が測定値伝送システムに漂遊する
ことが判明した。

〓考案が解決しようとする課題〓 本考案の目的とするところは、製造および組立
公差に関して要求が少なく、使用中に故障発生傾
向が少ない、回転体用測定値伝送システムを得る
にある。

〓課題を解決するための手段〓 本考案システムは、同期回転部、同期回転部の
軸方向に配設した固定部とよりなり、同期回転部
はローラの先端部から基部にかけて設けた、それ
ぞれ別個に加熱または冷却される少なくとも２区
域の異なる表面体のそれぞれに温度センサーを設
け、該温度センサーによつて別個の周波数範囲で
作動する複数の発振器を、結合素子としての共通
の単一の変調可能な光源としての発光ダイオード
に接続しており、固定部は、結合素子としての感
光性光電子部品としてのフオトトランジスタが設
けてあり、前記感光性光電子部品は、一方のチヤ
ンネルの選択性回路網のみに周波数変換器が設置
され、その出力周波数範囲が他方のチヤンネルの
回路網の周波数と一致するようにした周波数選択
性回路網を介して、温度センサの数に応じて少な
くとも２個の周波数電圧変換器を接続している。

〓実施例〓 本考案の実施例を図面と共に説明する。

温度センサ１，２として温度依存性抵抗器１お
よび２が設けられ、ローラの２つの互いに独立の
被熱または被冷表面帯に配置されている。これら
の温度センサとしての抵抗器１，２は、周知のよ
うにブリツジ回路３または４に統合されている。
ブリツジ回路３，４は、温度センサとしての抵抗
器１，２の変化に比例する電圧を出力から送出す
る。ブリツジ回路３，４の出力は電圧周波数変換
器の入力に接続されている。電圧周波数変換器は
大体において発振器５，６であつて、入力電圧に
比例する周波数を方形パルスの形で送出する。

第２図で明らかなように、発振器５の特性曲線
Ｋ５の立上りは、発振器６の特性曲線Ｋ６の立上
りより遥かに小さい。いずれの場合も目標温度
ToKに相当する入力電圧Ｕから出発するならば、
発振器５では対応ある出力周波数は50であるが、
発振器６では60である。ブリツジ回路３，４の
出力に現れる最大電圧差を±△Ｕで表わせば、２
つの発振器５，６の出力に周波数範囲50±○5
または60±△6が生じる。第２図で明らかなよ
うに、２つの周波数範囲の間に明瞭な空白があ
る。実際には例えば50は、7.5KHz、△5は2.5K
Hzに等しく、60は30KHz、△6は10KHzに等し
い。このようにして発振器６は同じ入力電圧で発
振器５の５倍の高さの周波数を発生する。各周波
数範囲で下限周波数は上限周波数のおよそ半分で
ある。

２つの発振器の出力パルスは抵抗７または８を
介して発光ダイオード９に送られる。発光ダイオ
ード９は適当な好ましくは赤外領域の光パルスを
送出する。変調された光はフオトトランジスタ１
０に入射する。後者は上述の部分と違つて固定系
統に取付けられている。ブリツジ回路３の出力電
圧は広帯域増幅器１１に印加される。増幅された
信号は２つの周波数選択性回路網１２または１３
の入力に送られる。この周波数選択性回路網１
２，１３は、例えばPLL回路（Phase locket
loop）として構成されている。第３図で明らかな
ように、特性曲線Ｋ１２によれば、周波数選択性
回路網１２の捕捉範囲は大体周波数帯50±△5
を包含し、特性曲線Ｋ１３による回路網１３の捕
捉範囲は大体周波数60±△6を包含する。周波
数範囲の間に明瞭な空白がある。

回路網13に周波数変換器１４が接続され、信号
周波数を入力周波数の４分の１に低減する。従つ
て変換率は２つの特性曲線Ｋ６およびＫ５の立上
りの比の逆数である。それ故、温度センサとして
の抵抗器１，２の電圧が等しければ、周波数変換
器１４の出力に周波数選択性回路網１２の出力と
同じ周波数が現われる。従つて２つのチヤンネル
の信号の再処理のために、同様の装置を設けるこ
とができる。

図示の実施例では、温度の指示のためにデジタ
ル式装置、例えばカウンタ１５，１６が設けてあ
る。これは周波数選択性回路網１２または周波数
変換器１４の出力に直結されている。

アナログ式制御系に整合させるために、周波数
電圧変換器１７，１８が使用される。後者もまた
周波数選択性回路網１２または１４の出力に接続
されている。周波数電圧変換器１８から接続線が
制御器１９に至る。後者は主として目標値実際値
比較器２０、基準素子２１、PID動作増幅器２２
を具備する。増幅器２２は、ローラの表面帯の加
熱装置２４の電流を調節する連続出力制御回路２
３に対して動作する。同様な制御系が周波数電圧
変換器１７にも接続されている。

本考案による測定値伝送システムを装備するロ
ーラ３０の機械的構造は、第４図で明らかであ
る。ローラの外被３１は端面壁体３２およびロー
ラボス３３と一体に構成されている。ボス３３は
モータ３５の軸３４の上に取付けられている。モ
ータ３５は機枠の正面板３６にねじ止めされてい
る。ローラ３０の環状内室の中にはやはり正面板
３６に固着され、ボス３３の周囲を遮蔽する絶縁
物スリーブ３７の上に、２個の環状電熱体３８，
３９が取付けられている。電熱体はそれぞれロー
ラの長さの半分をしめている。このためローラ
は、互いに独立に温度を調節できる２つの区域に
分かれている。ローラの外被３１は２つの相対す
る場所に軸平行に細い穴４０，４１を具備する。
これらの穴は端面側からローラのほぼ全長に伸張
する。穴に中にそれぞれ２個の温度センサ１ａ，
２ａまたは１ｂ，２ｂが取付けられ、そのうちセ
ンサ１ａ，１ｂは後方区域、センサ２ａ，２ｂは
前方区域に配属されている。温度センサの接続線
が端面壁体３２とカバー４２の間の間隙、同軸の
保護管４３および軸３４の穴４４を経て、軸３４
の反対側端部に導かれている。モータ３５のケー
スから突出するこの端部に、同時に回転するカツ
プ形ケース４５が取付けられている。一体の部品
として構成されたブリツジ回路３，４、発振器
５，６などと、所属の市販の電源部が上記のケー
ス４５の中に格納されている。ケース４５の中の
電気的構成部分は流し込樹脂が流し込まれてお
り、機械的損傷や湿気から保護されている。第４
図に見えない樹脂流し込部分のブリツジ回路３の
入力側に直列接続の温度センサ１ａ，１ｂがあ
り、第１図の原理図では温度センサ１がこれに相
当する。同様に温度センサ２ａ，２ｂがブリツジ
回路４の入力側に直列に接続されている。

樹脂流し込部分の発振器５，６から第４図に示
さない電線がそれぞれ抵抗器７，８を経て発光ダ
イオード９に至る。発光ダイオード９はケース４
５のカバー４６の上の軸線の所に正確に固定され
ている。

ケース４５はモータ３５のケースに固着された
カツプ形カプセル４７によつて完全に閉鎖されて
いる。その中の中間底面４８の上にフオトトラン
ジスタ１０が正確に軸線の所に、即ち発光ダイオ
ード９と対向して取付けられている。発光ダイオ
ード９とフオトトランジスタ１０の間の間隙は特
に制約がない。間隔は約25mmに及ぶことができ
る。第４図に詳しく示してない周波数選択性回路
網１２，１３、周波数変換器１４、周波数電圧変
換器１７，１８がやはりカプセル４７に取付けら
れている。これらの部分は一体の構成部分として
構成され、流し込樹脂が流し込まれている。カプ
セル４７から測定及び／又は制御装置のための接
続端子が外へ導き出されている。

回転系統の給電は、カプセル４７の内面の溝の
中にある一次巻線４９と、同期回転するカツプ型
ケース４５の溝の中にあつて、樹脂流し込電源部
に接続された二次巻線５０とで誘導的に行なわれ
る。

〓考案の効果〓 本考案回転体用測定値伝送システムは、同期回
転部、同期回転部の軸方向に配設した固定部とよ
りなり、同期回転部はローラの先端部から基部に
かけて設けた、それぞれ別個に加熱または冷却さ
れる少なくとも２区域の異なる表面体のそれぞれ
に温度センサーを設け、該温度センサーによつて
別個の周波数範囲で作動する複数の発振器を、結
合素子としての共通の単一の光源に接続してお
り、固定部は、結合素子としての感光性光電子部
品が設けてあり、前記感光性光電子部品は周波数
選択性回路網を介して、温度センサの数に応じて
少なくとも２個の周波数電圧変換器を接続してい
るものであるため、ローラの前後に、夫々別々に
設けた電熱体の夫々にセンサを設けて各センサに
よる検出値に基ずいて個別に電熱体を制御するこ
とができ、これにより、ローラ表面の温度がより
均一に一定温度に調節できるようになつた。この
ために、本考案ローラでは、片持式のローラとし
た際の如き場合に生ずるローラの先端側の方が芯
部側に比して温度低下が生じ易いという欠点に対
処することができるのである。

即ち、ローラの先端部の温度低下はローラ先端
の温度センサがそれを感知し、先端部分を加熱す
る電熱体を作動させることによりローラ全体を一
定温度に保つことができるのである。

そして、本考案は結合素子として回転部に変調
可能な光源を、また、固定部には感光性光電子部
品をそれぞれ設けたために、測定値は変調光信号
に変換されて回転部から固定部に伝送することが
でき、光源と感光性光電子部品の距離は、広い範
囲で制約がない。漂遊電磁界が例えば容量性また
は誘導性給電によつて発生しても、変調光信号の
伝送はこれに対して不感である。

また、ローラを互いに独立に加熱または冷却さ
れる表面帯を備えたローラとした場合、複数個の
測定値を平行して伝送することが可能である。

そして、本考案にあつては多チヤンネル伝送に
おいてすべてのチヤンネルに対して同じ装置を使
用することができる。

また、ローラの各表面帯に少なくとも２個の直
列接続された温度センサを設ければそれぞれのセ
ンサによる検出値に基ずいて個別に電熱体を制御
することができるため、ロール表面の温度感知の
感度が高められると共に、ローラの各表面帯の温
度が自動的に平均されるという利点がある。

発光ダイオードと各センサ即ち温度依存性抵抗
器との間に周波数特性の異なる発振器を設け、フ
オトトランジスタと各制御器との間に周波数選択
性回路網を設けて、異なる測定値を１組の発光ダ
イオードとフオトトランジスタで伝送できるよう
にしたため、１つのフオトトランジスタにより２
種の異なる感知温度をもとにそれぞれ別個に発熱
体の発熱を制御できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は２つのチヤンネルを有する本考案によ
る測定値伝送システムの原理図を示す。第２図は
２チヤンネル系統について２つの発振器の出力周
波数と入力電圧の関係を示す。第３図も２チヤン
ネル系統について選択性回路網の出力電圧と入力
周波数の関係を示す。第４図は本考案による測定
値伝送システムを備えたローラの機械的構造を示
す。 １，２……温度センサ、５，６……発振器、９
……光源、１０……感光性光電子部品。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ モータ軸に支持されたローラボスと端面体を
   介して一体の外被に、前記軸方向に位置を違え
   て複数の温度センサを設け、同期回転部とし、
   前記ローラボスと外被との間には軸方向に分割
   され互いに独立して温度を調節できる環状電熱
   体を設けてなるローラと、前記モータ軸端部に
   結合素子としての感光性光電子部品が設けられ
   ている固定部よりなり、該温度センサーによつ
   て別個の周波数範囲で作動する複数の発振器
   を、結合素子としての共通の単一の光源に接続
   されており、固定部は、結合素子としての感光
   性光電子部品が設けてあり、前記感光性光電子
   部品は周波数選択回路網を介して、温度センサ
   の数に応じて少なくとも２個の周波数電圧変換
   器を接続しているものであることを特徴とする
   回転体用測定値伝送システム。 ２ 変調可能な光源９は発光ダイオードである実
   用新案登録請求の範囲第１項記載の回転体用測
   定値伝送システム。 ３ 感光性光電子部品１０がフオトトランジスタ
   であることを特徴とする実用新案登録請求の範
   囲第１項記載の回転体用測定値伝送システム。 ４ 選択性回路網は一方のチヤンネルの選択性回
   路網１３のみに周波数変換器１４が設置され、
   その出力周波数範囲が他方のチヤンネルの回路
   網１２の周波数と一致するようにしたものであ
   る実用新案登録請求の範囲第３項に記載の測定
   値伝送システム。