JPH0511254B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、長手方向に移動する可撓性の帯状材
料、特に冷延鋼板の偏方向圧力分布を測定する測
定装置であつて、並置状に支承され、張力のもと
に偏向される該帯状材料と共に走行し、互に対し
よじられ得ない位置に保たれ且つ互に対し押付け
られた複数の円板の形の区分から成る偏向測定ロ
ールから成り、該測定円板のうち少くともいくつ
かはそれに強くはめこまれた力信号発生器を有
し、タイロツドを介して端面円板に相互に係留さ
れている測定装置に関する。

〔従来の技術〕

この形成の測定装置は、ドイツ公開公報第
2944723号により公知である。この偏向測定ロー
ルに用いられる測定円板は、機能的に分化された
構造を有し、測定円板の或る領域は測定に用いら
れ、他の領域は支持作用を担う。

この構造の一例として、２つの部分から成る円
板を使用し、内側の同心域は支持を分担し、外側
の周辺域には力信号発生器を組込み、この周辺域
には、軸向きの機械連結がなされないようにした
ものがある。別の例として、一体型の測定円板を
使用し、外側の周辺域に力信号発生器を取付け、
この周辺域が軸向きの機械連結から除外されるよ
うにしたものがある。第１形式の構造は、所定の
公差に対して多くの製造コストを要し、第２形式
が構造においては、所要の硬化において周辺域が
廃棄されることがある。特に熱負荷が等しい場合
に、第２形式の構造は非常に小形にできるが、測
定結果に誤りが導入され、またμm単位の変化も
帯状材料にとつて不都合なことにより、帯状材料
の受ける損傷が大きくなる。これらの変化は、相
応した２次研削によつて除かれるにすぎない。

測定円板のこれら第１及び第２形式の構造にお
いて共通の点は、比較的小さい支持コア直径が有
効なことである。これにはロールがたわむ危険性
が内在している。慣性モーメントは、質量分布に
対応して非常に大きくなり、最終的に、周辺域に
おいて所要精度の磁束抑制間隙の正確な設定には
非常に大きなコストが必要になる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この従来技術に対して、本発明の課題は、明細
書本文の冒頭に記載した型式の測定装置に使用さ
れる偏向測定ロールを、前述した欠点が除かれる
ように改良することにある。偏向測定ロールは大
きな支持直径を有すべきであり、たわみは避けら
れるか又は測定結果に影響をもたないようにすべ
きである。また測定円板は、偏向測定ロールの慣
性モーメントを可及的に小さくし、最小の製造コ
ストにおいて製造されるべきである。

〔問題を解決するための手段とその作用〕

この課題は、特許請求の範囲第１項の特徴部分
に示された構成によつて解決され、特許請求の範
囲第２〜１２項は、この構成の有利な実施態様を
表している。

即ち、測定円板の周辺域は、円板を相互に締付
ける大体閉ざされた環状部を有しており、この周
辺域には支持機能を与えないという原則は排除さ
れている。力信号発生器を収納するために凹状に
形成される扇形部分を環状部周面から除くこと
は、磁束を抑制するために必要な距離がごくわず
かなことによつて、非常に容易に実現される。前
記扇形部分は、通常の環状部の端面から約0.05mm
後退させるだけでよい。扇形部分は更に力信号発
生器のために後退されている。

また、中間域の厚みを減少させ、この厚みを減
少させた中間域を、その周囲の周辺近傍域が力信
号発信器の近傍で径方向の幅が大きくなるように
中心軸に対して偏心させ、力信号発信器の近傍に
ある測定円板の周辺近傍域が他の領域よりも大き
な質量を有するようにした場合、抵抗モーメント
の減少はこれによつてはもたらされない。これに
よつて、剛性が高くなり、曲げ応力は、周辺近傍
域の変形という形ではより弱く現れるにすぎな
い。そのため、これによる測定値の劣化が避けら
れる。

これに続く中間域では、測定円板の軸方向厚さ
を少し減少させ、中心域では再び厚みを大きくす
るが、測定円板との機械連結接触には至らないよ
うにする。

前述のように中間域の厚みを偏心的な凹状部分
によつて減少させ、この凹状部分に続いて軸方向
厚みを環状周辺域に向つて大きくすることによ
り、特に有効に、わずかな製造コストで、本発明
の提案による形状付与が行なわれる。この偏心凹
状部分は、旋削加工により形成され、製造コスト
は低廉である。

軸方向厚みの増大は、前記凹状部分から中心域
まで至ることができる。これは、中心域が、心立
てについての課題も充足するべき場合に特に有利
である。これは測定円板が同心的に円形の通し孔
を有し、これらの通し孔にタイロツドが通され、
中心域は特に空洞状になつている場合である。タ
イロツドは、凹状域にある通し孔に、或るゆとり
をもつて導かれるため、たわみが測定円板に及ぶ
ことはない。この場合は、測定円板を互に整列さ
せる目的から、その中心域同士を、可撓性の心立
てリングによつて連結する。

しかし予荷重は、複数のタイロツドだけでは達
成されず、特に測定円板を締め付ける両側の端部
円板に作用する単一の中心タイロツドによつて達
成される。この場合、端部円板は、ねじナツトそ
の他を収納するように形成される。製造時に全部
の張力をねじナツトによつてかけることのないよ
うに、端部ナツトを軽く油圧予負荷を加え、この
ように締付けた状態でナツトを締付ける。単一の
タイロツドを使用した場合、タイロツドの両端を
共に軸受ピンとして形成できるという利点が得ら
れる。

更に、このタイロツドによつて測定円板も心立
てすることができるが、各々の円板にある取付け
部分がタイロツドに対し可撓性に保たれるように
すべきである。従つて円板の中心孔とタイロツド
との間に、例えば合成樹脂製の可変形ブツシユを
使用することができる。別の可能性として、測定
円板の開口の内側壁上に突起を形成することによ
り、タイロツドを点作用とすることもできる。こ
の点接触は、大きな力と共に行なわれ、弾性変形
を受けいれることを可能にする。

測定円板内に力信号発信器を配設したことによ
り、測定円板を組立てて偏向測定ロールとした場
合に軸方向に機械的に弱い部分ができないように
するために、ドイツ公開公報第2630410.9号に記
載されているように、測定円板を基本的に相互に
対しずらせた位置とすることも知られている。こ
のためには、好ましくは、次々と隣接する測定円
板においては、力信号発信器を、片寄せ角度が
180°にはならないように、互に対してほぼ直径上
に位置させる。

作動中の別の特点として、帯状材料の温度が高
温になつた時に、偏向測定ロールも、温度変化と
無関係ではなくなることが挙げられる。これによ
り惹起された偏向測定ロールの伸びは、ロール内
にある力信号発信器の予締付けを変化させ、測定
信号のドリフトを必然的に生じさせる。前記ドイ
ツ公開公報第2630410.9号によつて既に提案され
たように、圧電クリスタルを有する力信号発信器
においてのドリフト作用は、次々の力信号発信器
の上部及び下部の圧電クリスタルが互に逆の特性
を有することによつて避けられる。この場合の力
信号発信器の順序は、幾何学的な隣接の順序では
なく、おそらくは偏向測定ロールの回転時におい
ての信号順序を表わしている。

測定円板のリングの形に形成し、これらのリン
グを偏心的に固定ハブの回りに回転させること
は、米国特許第3902363号に示された偏向測定ロ
ールによつて知られている。これらのリングはマ
ントルを担持し、このマントルはリングと同心的
に配され、偏向されるべき帯状材料の適合力を、
固定ハブに連結された力信号発信器に伝達する。
測定値の劣化をもたらし得る被検帯状材料の位置
の偏よりは、偏心によつて平衡される。

〔実施例〕

次に本発明を図面に基づいて更に詳細に説明す
る。

第１図に図示した測定円板１８は、押圧に用い
られる環状の周辺部１２を備えている。扇形部分
１１は、第２図にも示すように、端面が少し後退
している。この扇形部分１１内は、力信号発信器
１０が配設されている。

周辺近傍域１３は、力信号発信器１０の近傍に
おいて、測定円板１８の他の部分よりも径方向厚
みが大きくなつている。中間域１４は、この目的
のために偏心的に凹状領域となつているため、こ
の中間域の軸方向の厚み１５は少なくなつてい
る。中心域１６は再び軸方向厚みが大きくなつて
いるが、周辺域の軸向きの厚みほど大きくない。

測定円板１８には、偏心タイロツド２７が通さ
れており、これらのタイロツドは、測定円板１８
の中間域１４に形成した通し孔２８に、多少のゆ
とりをもつて挿通されている。一部断面で示した
第３図には、これらのタイロツド２７のうち１つ
が図示されている。タイロツド２７は、異なつた
形状の端板２９に固着されることにより、測定円
板１８全体を締付ける。

第４図に示した実施例は、タイロツド１７を中
心部に備えた点のみにおいて、前述した実施例と
相違している。タイロツド１７は、測定円板１８
の中心孔に通され、ねじナツト１９を介し前面デ
イスク１９に当接している。第４図には、偏向測
定ロールの一側の構成のみが図示されているが、
その他側も同じ構成になつている。中心部のタイ
ロツド１７は、軸受ピン２１として延長してい
る。このタイロツド１７も、前述した狭まり部分
により、心立ての目的に同様に使用し得る。この
心立て作用は、各々の測定円板１８を相互に対し
整列させる心立てリング２２を第３図に示すよう
に用いることによつても得られる。しかしこの場
合は、心立てリング２２は、伝動を遮断するもの
としなければならないため、軟質材料例えば合成
樹脂製とする必要がある。

測定信号発信器１０は、第５図に概略的に示し
たように圧電クリスタル２４として、前述したよ
うに形成される。圧電クリスタル２４は、上部ク
リスタル円板２５，２５′及び下部クリスタル円
板２６，２６′から成つている。上半分の図にお
いて、クリスタル円板２５，２６は、垂直方向の
圧力負荷において正特性が得られるように配設さ
れる。それに反し、第５図の下半分では、この場
合に負特性が得られるようにクリスタル円板２
５′，２６′が配設される。この構成は、前述した
ように、回転において次々に続く力信号発信器に
ついてなされている。そのためドリフトによる測
定誤差が避けられる。ドリフトにより所定電圧を
超過した際に測定増幅器の電子素子によつて力信
号発生器の信号を零リセツトすることも、それ自
体としては可能である。しかしこれは、零リセツ
トが実在しない測定状態を誤認させることから、
少くとも当該回転において得た測定値は捨てるべ
きことを意味している。その有効域が好ましくは
部分的に重なつている正特性曲線と負特性曲線と
を備えた力信号発信器を交互に配置することによ
つて、測定信号Ｕのドリフトじよう乱を除くこと
ができる。第６図にはこの挙動が概略的に図示さ
れている。第６図の上部には、最初の角度である
0°と1/2回転（180°）との間の偏向測定ロールの
展開が垂直方向に図示されている。この場合に
は、正特性Ｐをもつた力信号発信器と、負特性Ｎ
をもつた力信号発信器とが交互に続いている。こ
の展開の過程において、第６図の中央部に振幅値
として示した個別の信号の推移が得られる。じよ
う乱性ドリフトは第６図の中央部にも、回転が続
けられるにつれて増大する零線からの横軸位置の
偏よりとして図示されている。そのため、偏より
の増大に伴なつて、測定信号は高すぎる値を示す
であろう。しかしこの例による並列回路の場合、
第６図の中央部に示した個別信号の代りに、第６
図の下部に示した単一の信号の推移が得られる。
この場合、振幅値U₁，U₂，U₃，U₄は、もはやド
リフトの影響を受けない。これらの信号の部分的
な重なりは、重なり域においてなされた加え合せ
によつて信号の変化の傾斜を重なり域外において
よりも急峻にするに過ぎない。これによつて、実
際の負荷の場合に対応する加え合せ信号が、信号
損失なしに得られる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は、偏向測定ロールを用い
て可撓性帯板の幅方向の張力分布を測定する装置
であり、偏向測定ロールは、タイロツドにより端
面円板に強く締付けて互いに固定した個別の測定
円板から成つている。従来の偏向測定ロールは、
中心域と中間域とが支持機能を実行し、軸方向力
を受けない周辺域が力信号発生器を介して偏向力
を測定するようにした円板により構成され、わず
かな支持中核横断面はロールの曲げを許容し、慣
性モーメントは、質量分布に対応して、非常に大
きくなる。この難点を避けると共に、精度要求の
ために増大する製造コストを低減させるために、
本発明によれば、測定円板は、力信号発生器を受
けいれるように後退させた扇形部分まで閉ざされ
た環状周辺部をもつように形成され、これらの環
状周辺部は、測定円板相互の押圧力のみを負担す
る。これにより、周辺域を軸方向から自由な状態
に保つという原則が基本的に設定される。また、
測定円板の中間域は減少した厚みを有するものと
され、該厚みが減少された中間域は、その周囲の
周辺近傍域が力信号発信器の近傍で径方向の幅が
大きくなるように中心軸に対して偏心されてい
る。そのため本発明による偏向測定ロールでは、
従来の偏向測定ロールの場合と同じ程度の曲げを
生じさせるおそれなしに、全体としてより正確
に、少ない慣性モーメントをもつて形成される。
したがつて、本発明に係る測定装置では、従来の
この種の測定装置で問題となつていた測定ロール
の撓みによる測定誤差の発生を防ぐことができ、
また、測定ロールの曲げに伴う周辺近傍域の変形
を原因とした測定結果の誤差の発生を防止するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る測定円板の正面
図、第２図はその−線矢視縦断面図、第３図
は偏向測定ロールとして第１図の測定円板を複数
個重ね合せた状態を示す一部断面側面図、第４図
は変更された測定円板を備えた偏向測定ロールを
示す一部断面側面図、第５図は正特性及び負特性
のクリスタル円板を有する力信号発生器の概略の
配列を示す模式図、第６図は本発明によるドリフ
ト補償を示す線図である。 符号の説明、１０……力信号発信器、１１……
扇形部分、１２……環状周辺部、１３……周辺近
傍部、１４……中心域、１８……測定円板、１
７，２７……タイロツド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長手方向に移動する可撓性の帯状材料、特に
   冷延鋼板の幅方向張力分布を測定する測定装置で
   あつて、並置状に支承され、前記帯状材料により
   駆動され、張力のもとに偏向される該帯状材料で
   駆動され、互いに対し相対的によじられ得ない位
   置に保たれ、且つ互い対し押し付けられた複数の
   円板の形の区分から成る偏向測定ロールからな
   り、該測定円板のうちの少なくともいくつかは、
   それに強くはめこまれた力信号発信器を有し、タ
   イロツドを介して端部円板間に相互に締め付けら
   れているものにおいて、 前記力信号発信器１０を受け入れるように凹状
   とした扇形部分１１までもが閉ざされた環状周辺
   部１２をもつように測定円板１８が形成され、 前記環状周辺部１２は前記測定円板１８を相互
   に押しつける押圧力のみを負担するものとされ、 前記測定円板１８は中間域１４に減少した厚み
   １５を有するものとされ、 該厚みが減少された中間域１４は、その周囲の
   周辺近傍域１３が前記力信号発信器１０の近傍で
   径方向の幅が大きくなるように、中心軸に対して
   偏心されていることを特徴とする張力分布測定装
   置。 ２ 中心域１６は、他の測定円板の中心域と互い
   に接触しない程度に、前記減少された中間域１４
   より大きな厚みを有するようになされたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の測定装
   置。 ３ 前記中心軸に対して偏心されて形成された厚
   みが減少された中間域１４に続いて軸方向厚みが
   環状周辺部１２まで増大されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の測
   定装置。 ４ 軸方向厚みを中心域１６の方にもより大きく
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は
   第２項に記載の測定装置。 ５ 締付けを形成するための単一の中心部のタイ
   ロツド１７が使用され、タイロツドは、ねじナツ
   ト１９その他を当接させるための端部円板に支持
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   〜４項のいずれか１項に記載の測定装置。 ６ タイロツド１７を偏向測定ロールの軸受ピン
   ２１としても形成したことを特徴とする特許請求
   の範囲第５項記載の測定装置。 ７ タイロツド１７が測定円板１８を通り抜けて
   これらを心立てし、該タイロツド１７を、測定円
   板１８内に配置された中心部の取付け部分に対し
   て撓むように保持したことを特徴とする特許請求
   の範囲第５項又は第６項記載の測定装置。 ８ 測定円板１８を中心開口２２とタイロツド１
   ７との間に可変形ブツシユを配設したことを特徴
   とする特許請求の範囲第７項記載の測定装置。 ９ タイロツド１７と測定円板１８との間の接触
   を点接触とし、そのために測定円板１８の開口の
   内側壁に複数の突部を形成したことを特徴とする
   特許請求の範囲第７項記載の測定装置。 １０ 測定円板１８の中心域１６を可撓性の心立
   てリングによつて互いに結合し、測定円板１８を
   互いに対し整列させたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１〜９項のいずれか１項記載の測定装
   置。 １１ 測定円板１８を並置させる場合において力
   信号発生器１０がほぼ直径上に対向するように、
   しかし180°の片寄せ角にはならないように、偏向
   測定ロールの各々の測定円板を径方向に互いに対
   し片寄せたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   〜１０項のいずれか１項記載の測定装置。 １２ 圧電クリスタル２４及びその並列接続をも
   つて力信号発生器を形成した場合に、隣接の力信
   号発生器が互いに逆の電気的特性を持つように、
   該力信号発生器の上部及び下部のクリスタル円板
   ２５，２５′，２６，２６′を交互に入れかえ状に
   配置したことを特徴とする特許請求の範囲第１〜
   １１項のいずれか１項記載の測定装置。