JPH04504901A - 接触面の長さを測定する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 接触面の長さを測定する装置 本発明は、接触長さ測定メータ、とりわけ、当接面すなわち互いに隣接する２つ の物体間の総合的な接触面の幾何学的な広がりを測定するのに用いられる装置に 関係している。これらの物体は両者共に運動状態にあるか、または一方の物体が 運動状態のまま他方の物体は静止しているか、あるいは両者共に静止している。

物体は何れもが接触面付近の部分が圧縮可能であり、または一方の物体のみが圧 縮可能であり、しかも互いに向き合った表面を備えている。これら両方の表面は 単一の曲面若しくは重複する曲面からなり、または表面の一方が単一の曲面また は重複する曲面からなり他方の表面は平坦面を形成している。所定方向の接触面 の広がりは、当該方向に沿って物体間に配置されたメーターの一部を構成する据 置きセンサーにより計測または測定される。センサーに組み込まれた主要エレメ ントの働きにより、このセンサーに連結された測定値表示手段が前記法がりの長 さを読み取ることができるようにしである。

背景技術 少なくとも一方が圧縮可能である互いに隣接する２つの物体間の当接面の広がり または長さを測定する技術がめられてきている。こうした測定技術を必要とする ものには、例えば、互いに回転するロール、揺動ロールまたは間欠的に当接する ロールがある。こうしたロールは、円筒形、円錐形、直線形または凸面形をして おり、これらロールの長手方向軸線は平行であるかまたはオフセットされている 。前述した形式のロールは、状況に応じて平坦面に対し連続的にかまたは間欠的 に接触させて用いられている。またこうした種類の物体は様々な形態のロール構 造を備えており、例えば、積層装置、製紙機械およびプレス印刷機に用いられて いる。互いに当接する物体は、滑らかな表面またはパターン模様を形成した表面 を備えることができる。本発明は、特に、プレス印刷機の用途に適した技術であ る。

ロール装置にとって重要なことは、ロール間に作用する圧力またはロールと平坦 面の間に作用する圧力を正確に検知してこれを制御し、物体間に供給されるイン クまたはその他の液体の広がり具合を制御する、すなわち前記インクまたは液体 の層厚を調節することである。前述した当接面はこうした圧力の掛かり具合によ って変化するものである。このことは、ロールの長手方向軸線に直角に当接面の 広がり長さを測定する上で重要な要素である。

従来までは、ロール間の圧力すなわち当接面の長さまたは空間的法がりを測定す るのに、単純で信頼度の高い装置または方法がなかった。

印刷業界では、液体の付着した逆向きに回転している２つのロールの回転を止め 、ロールを緩やかにわずかに回転させる方法か周知である。この方法によればロ ールの液体層に目視可能なストリップが形成され、前述した静止状態で得たこの ストリップおよびストリップの幅かロールの長手方向軸線に直交する当接面の広 がりの境界を定めている。しかしながら、この方法は、手間がかかり、しかもス トリップの幅の測定精度が劣り、しかも液体を付着させないロールや水等の透明 な液体しか使えないロールには利用することができない。

印刷業界で利用されている他の方法には、ゆっくり回転しているロールの間にペ ーパーまたはホイルのストリップを挿入し、ロールを停止させてからストリップ を取り出して経験則に基づきロール圧力値すなわち当接面の広がりを判定する方 法がある。この方法は信頼性に乏しく、また個人差があり一定した値が得られな い。前述した方法は手の届かない位置にあるロールには利用できず、また暗がり や汚染された環境下にあるロールには利用することができない。例えば、ロール のニップにペーパーシートを挿入し、ロールを互いに対して圧下し、ロールを分 離した後にペーパーに残った当接跡を読み取る方法は実際的で簡単な方法ではあ るが、ロールは位置を固定されていることが多くこの方法を採用できないことが しばしばである。

特開昭６１−７０２号は、物体に取り付けられていて、当該物体と他の物体の接 触状態を検知する可撓性センサ−を明らかにしている。このセンサーは、センサ ーの全長に添って実際に接触が行なわれているか否かについて調べることができ る。このセンサーは、主に、自動製造工程に用いられている個々の部品、例えば 産業用ロボットとこのロボットに連動する構成部品同士の接触を検知するための ものであり、２つの物体の間の当接面の幾何学的な広がりを測定することができ ない。従って、本発明の用途には使用することができない。

本発明の目的、および本発明の最も重要な特徴前述した方法の欠点は、耐久性の ある薄い機械的なセンサーを用いる本発明の装置によれば解消できる。このセン サーは単純な構成要素からなり、精度の高い最新の測定方法を迅速且つ手軽に行 なうことができ、しかもこうした測定にあたり簡単に測定箇所に宛てがうことが でき、測定箇所が汚れていても差し支えなく、また暗がりの中でも実施すること ができる。

以下、幾つかの好ましい具体例に基づき、また添付図面を参照しながら本発明の 詳細な説明する。各図面を通じ、同じ構成要素には同じ参照番号が用いられてい る。

第１図は、互いに隣接する２つのシリンダを示す断面図である。これら両方のシ リンダは圧縮することができる。参照番号ｌは、シリンダの長手方向軸線に直交 した当接面の長さすなわち空間的広がりを表わしている。

第２図は、互いに隣接する２つのシリンダを示す断面図である。これらシリンダ のうち、一方のシリンダは圧縮できるが他方のシリンダは圧縮不能である。

第３図は、圧縮不能な平坦面に当接した圧縮可能なシリンダを示す断面図である 。

第４図は、圧縮可能な平坦面に当接した圧縮不能なシリンダを示す断面図である 。

第５図は、湾曲面を持つ２つの物体同士の様々な形態をした当接面のうち、他の 例を示す断面図である。この例では、圧縮不能な球体が皿状の表面を持つ圧縮可 能な物体に当接している。

第１ｍから第５図に示した実施例のすべてにおいて、２つの物体のうち何れか一 方の物体が他方の物体に対し運動可能かまたは固定してお（ことができる。また 図示した空間的な広がりｌは、お互いの当接面の位置で接する各当接物体の大き さにより変化する。

第６図は、センサー３と測定値表示手段４を備えた本発明の接触長さ測定メータ ２を示している。

第７図は、本発明の実施例に係るセンサ３の厚さ方向に見た縦断面図である。こ の実施例のセンサは、細長い電気短絡エレメント５と、端部７，８を持つ規則的 な幾何学模様をした細長い電気抵抗エレメント６と、長さ方向にスロットが形成 されしかも前記２つのエレメントの間に配置されている不導体スペーサエレメン ト９とを備えている。

第８図は、センサーの長手方向軸線に直角に見た、第７図に示すセンサー３の断 面図である。

第９図は、接触長さ測定メータ２の使用例、すなわち第７図および第８図に示し たセンサー３をロールの回転により互いに当接する２つのロール間に巻き込んだ 状態を示している。センサー３は数十ミリ程度の所定の厚みを備えており、当接 に際し機能して測定に関与するエレメント５の長さｔａｂは、当接面の真の空間 的広がり１０ａから僅かに変化している。この測定値には、例えば、センサー３ の厚みと２つのシリンダの各半径との関係を含めて、補正係数による補正が施さ れる。シリンダの他の物体に変わったとしても、補正係数は当接面におけるこれ ら物体の曲率半径によってめられる。

第１０図は、センサーの他の実施例を示す長手方向に見た縦断面図である。この センサーは、互いに平行な細長い２つの光ガイド１１．１２と、この光ガイドに 平行に延びる細長い光不透過エレメント１３とを備えている。

光ガイド１１．１２は、測定値表示手段４に取り付けられた短い端部箇所と前記 ガイドの長い表面に面している箇所だけが光に対して透過性がある。光ガイドの 他の表面はある程度の反射機能を備えている。

第１１図は、センサー３の長手方向に対し直角に見た、第１０図に示すセンサー ３の断面図である。

測定操作を行なうにあたり、第１図から第５図に示すように、センサー３は測定 値表示手段４から見て先端側の端部を物体の相対する当接面に通すようにして、 ２つの物体の間に挿入される。

第７図および第８図に示すセンサー３を用いて測定を行なう際、押圧された短絡 エレメント５はスペーサエレメント９のスロットを通じて抵抗エレメント６に接 触する。この接触は、センサー３の長手方向に見て、物体間の当接面の空間的広 がりに応じて構成される経路に沿って行なわれる。前記物体が当接していない時 期、またはセンサー３を物体間に挿入している時期に、周知技術を用いれば、端 子すなわち端部７と８の間の抵抗値を簡単に測定できる。センサーが物体間に挿 入されている後者の時期には、短絡エレメント５はこのエレメントの一部長さに 沿って抵抗エレメントに向けて押圧され抵抗値が低下する。こうして得た抵抗値 から前記空間的広がりの測定が行なわれる。抵抗エレメント６を非常に細い銅線 から構成し、この銅線を互いに接近した状態に隣接させ且つ互いに等しい長さの 連続する平行なループを形成して配置しておけば好結果が得られる。これらルー プは、抵抗エレメント６の長手方向に直交して配置されている。

前述したセンサーは、用途に応じ各測定法に見合うように修正できることは当然 である。

第１０図および第１１図に示す形態のセンサーの場合、光は測定値表示手段４か ら光ガイド１１を通じて伝達される。センサー３に物体からの適宜が加わってい なければ、この光は光ガイド１２に到達し、光は表示手段４に戻される。これに 対し、センサー３か互いに当接した物体の間に挟まれている場合には、光不透過 エレメントｌ３は押圧されて光ガイド１１と１２の間に入り、当接面の空間的広 かりに見合う程度にこれらガイドの間の光の伝達を遮るようになる。この遮蔽作 用の値は、周知の技術を用いて測定値表示手段４により簡単に測定することかで きる。

工業規模の作業環境内で手軽にしかも信頼度の高い状態が使用できるようにする には、こうしたセンサーは強靭でしかも連続的な使用に耐えられる耐久性のある 材料から製作しておくことが望ましい。測定値表示手段４は、測定値をアナログ またはディジタル表示する手段、測定値を手動もしくは自動でロックする手段、 または測定の完了を知らせる手段を備えることができる。またこの測定値表示手 段には、イルミネーション手段を組み込んでおくこともできる。測定値表示手段 ４は、第９図に基づいて説明したように、当接面の空間的広がりの測定値を補正 して正確な値を得る前述した装置を必要に応じて装備することもできる。

前述した接触長さ測定装置を用い、当接面の空間的広がり、各物体の曲率半径お よび各物体の圧縮性能に関係した測定値に基づき、二つの物体の間の当接圧力を 計算することができる。

Ｆ旧、１０ 国際調査報告 １ｌｌｌｅ＋ｗｌ＋、ａ、ｌ−−Ｎａ　ＰＣＴ／ＳＥ　９０１００２２０＋ｎ＋ イ、１ｍｍ　ａｅｍ１ｃｍ＋ｌａ＊　１１４　ＰＣＴ／ＳＥ　９０１００２２０ ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＮｏ、ＰＣＴ／５Ｅ９０１ ００２２０Ｃｏｎｔｉｎｕａｔｉｏｒ＋　Ｆｒｏ＋ｅ　ｓｕｐｐｌｅｍｓｎｔ　 ５ｈｅｓ＋ｔ　（２）Ｖｌ、　０ＢＳＥＲＶＡＴＩＯＮＳ　［ＲＥ　ＵＮＩＴＹ 　Ｏｒ　ＩＮＶＥＮＴＩＯＮ　Ｉｓ　ＬＡＣＫＩＥ　２Ｃ１ａｉｍ　ｌ　ｃｏｍ ｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｃｌａｉｍｓ　２，３　ｒｅｆｅｒｓ　ｔｏ　ａ　ｄｅ ｖｉｃｅ　ｆｏｒ　＋ｅｅａｓｕｒ■高■獅煤@ｏｒ ｌ＠ｎｇｔｈ　ｂｙ　ｍｅｓｓｕｒｉｒｑ　ｃｈａｎｇｅ　ｌｎ　ｅｌｅｃｔｒ ｉｃ自１　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ。

ＣｌａｉｍｌｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｃｌａｉｍΔｒｅｆｅｒｓｔｏｓｄｅｖ ｉｃｅｒｏｔｍａｅｓｕｒｅｍｅｎｔｏｒｌｅｎｇｔｈ　ｂｙ　＋ｗ＠ｓｕｒｉ ｎｇ　ｅｈ＠ｎｇｅ　ｉｎ　ｌｉｇｈｔ。

Ｃｌａｉｍ　ｌ　ｃｏ＋＋ｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｃｌａｉｅ＋　５　ｒｅｆｅ ｒｓ　ｔｏ　ｓ　ｄｅｖｉｃｅ　ｆｏｒ　ｍｅｓｓｕｒａｙ凾煤@ｏｒ ｌｅｎｑｔｈ　ｂｙ　ｍｅ＠５ｕｒｉｎｑ　ｃｈ＠ｎｇｅ　ｉｎ　ｃａｐａｃｉ ｔ＠ｎｃ＠。

国際調査報告

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．互いに隣接する二つの物体の間の当接面の空間的広がりを測定する装置（２ ）にして、前記物体は両者共に運動可能であるか、またはこれら物体の一方のみ が運動可能であり、あるいは物体の両者共に静止しており、さらにこれら物体は 、当接面および当接面に隣接した箇所が何れも圧縮可能であるか、またはこれら 物体の一方のみが圧縮可能であり、しかも前記物体は互いに向き合っている表面 を備え、これら表面のうちの両方が単一の曲面かまたは重複する曲面からなり、 あるいは片方の表面が単一の曲面または重複する曲面をなし他方の表面が平坦面 をなすような装置において、当該装置は、測定値表示手段（４）とこの手段に連 結され且つ前記当接する物体間に挿入されるセンサー（３）とを備え、この挿入 操作により、センサー（３）に組み込まれた主要エレメントを作動させ、センサ ー（３）の長手方向に前記当接面の空間的広がりの測定を行なえるようにしてあ ることを特徴とする装置。
2. ２．請求項１に記載された装置において、前記センサー（３）は、ほぼ全長に沿 って電気短絡エレメント（５）と、このエレメント（５）に平行に延びていて端 子または端部（７，８）を備えている電気抵抗エレメント（６）と、前記電気短 絡エレメントと前記電気抵抗エレメントの間に配置されたスロットを備えている 不導体スペーサエレメント（９）とを有し、前記短絡エレメント（５）は、当接 面のほぼ全体的な広がりに沿って抵抗エレメント（６）に対し前記スロットを通 じて押圧されるようにしてあり、測定値表示手段（４）により測定された端部（ ７，８）間の抵抗の総合的な変化から前記当接面の空間的広がりを測定すること を特徴とする装置。
3. ３．請求項２に記載された装置において、抵抗エレメント（６）は非常に細い銅 線であり、この銅線を互いに接近した状態に隣接させ且つ互いに等しい長さの連 続する平行なループを形成して配置されており、しかもこれらループは、抵抗エ レメント（６）の長手方向軸線に直交して配置されていることを特徴とする装置 。
4. ４．請求項１に記載された装置において、前記センサー（３）のほぼ全長に沿っ て互いに平行な２つの光ガイド（１１，１２）が延びており、これら光ガイドは 測定値表示手段（４）に連結されていて、しかも互いに向き合っている表面およ び表示手段（４）に向いている表面を通じてのみ光が透過できるようにしてあり 、また前記光ガイドに平行に光不透過エレメント（１３）が延び、この光不透過 エレメントは当接面のほぼ全体的な広がりに沿って光ガイド（１１）と（１２） の間に入り込み、測定位置表示手段（４）から光ガイド（１１）に伝達される光 、および前記光ガイドから測定値表示手段（４）に送り返される光が、前記当接 面の空間的広がりの測定を行なえる程度まで減少するようにしたことを特徴とす る装置。
5. ５．請求項１に記載された装置において、前記センサー（３）は容量性主要エレ メントを備え、物体の当接時に測定値表示手段（４）の測定したキャパシタンス 変化により、前記当接面の空間的広がりの測定を行なうことを特徴とする装置。
6. ６．請求項１から５の何れか一つに記載された装置において、測定した当接面の 空間的広がりを補正値に補正する操作が、測定値表示手段（４）により、センサ ー（３）の厚みおよび当接面の箇所で互いに当接している各物体の曲率半径に関 し前記手段に入力される値を用いて手動的または自動的に行なわれることを特徴 とする装置。
7. ７．請求項１から６の何れか一つに記載された装置において、測定値表示手段（ ４）は、測定した値を手動的または自動的にロックし、測定操作の完了を知らせ るシグナルを発し、また測定値表示器に発光表示するための手段を備えているこ とを特徴とする装置。
8. ８．請求項１から７の何れか一つに記載された装置により測定された当接面の空 間的広がりの値を利用して、互いに当接する２つの物体の当接圧力を測定する方 法において、当接面の空間的広がり、各物体の曲率半径および当接面における各 物体の圧縮率の関数として当接圧力を計算することを特徴とする方法。