JPH05126658A - 張力感知装置 - Google Patents

張力感知装置

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JPH05126658A
JPH05126658A JP3274769A JP27476991A JPH05126658A JP H05126658 A JPH05126658 A JP H05126658A JP 3274769 A JP3274769 A JP 3274769A JP 27476991 A JP27476991 A JP 27476991A JP H05126658 A JPH05126658 A JP H05126658A
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JP
Japan
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housing
sensing device
beam member
roll
bearing
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JP3274769A
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English (en)
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Iii William W Montalvo
ウイリアム．ダブリユー．モンタルボ．ザ．サード
Jr Philip R Metcalf
フイリツプ．アール．メトカルフ．ジユニア
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MONTARUBO CORP
Montalvo Corp
Original Assignee
MONTARUBO CORP
Montalvo Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロール上を張力がかかったウエブが通過して
も張力を正確に感知できる装置を提供するものである。 【構成】 ウエブの張力感知装置は、ハウジングにより
回転ロールの端部に支持される。ハウジング内のベアリ
ングは歪計を支持する梁部材に力を伝える。梁部材は円
筒形本体内部に取付けられ、円筒形本体は各種の方法で
固定構造に固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は機械的力を電気信号に転
換する装置に関する。特に本発明は動いているウエブ内
の張力に応じて電気信号を与え、この張力を監視及び制
御することのできる装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】処理時にロールの上を通る材料のウエブ
内に所望の張力を維持することが重要であるから、直接
又は間接にウエブの張力を測定する色々の方法、装置が
既に開発されている。既知のウエブ張力測定装置の一例
は、ロールの上で動きロールにより支持される動いてい
るウエブにより、遊びロールなどのロールの上に働く力
を感知する装置を有する。このような装置はロール上の
機械的力を電気信号に転換する変換器を有し、この信号
はウエブ張力を手動で調節するため監視すことができ、
又はこれを自動ウエブ張力制御装置に送ることができ
る。変換器はロール内及びロール端を越える接目を支持
するロール軸内の両者に装架される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ロール端内に置かれる
歪計は、例えば米国特許第４，７８４，００４号に示さ
れている。米国特許第４，０５２，８９１号はハウジン
グ内のロール端の手前に装架された複数個の歪計を示し
ている。
【０００４】ウエブ張力測定用の他の装置は、米国特許
第３，２６０，１０６号、第３，７６３，７０１号、第
４，３２６，４２４号、第４，６７４，３４１号、第
４，６９１，５７９号、第Ｒｅ３１，３１２号に示さ
れ、これらは、技術的水準を示すためここに言及されて
いる。
【０００５】本発明の目的は、上を張力のあるウエブが
通る回転する円筒形部材、これが駆動ロール又は遊びロ
ールであってもその上に働く力を感知する装置を提供す
ることである。装置の本体は色々の装架装置を経て装置
フレームなど固定構造に取付けるができ、本体を経て前
方に輪郭のある梁部材が延び、この部材は歪計を担持す
る厚さの小さい平らな中間部を持っている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明において、梁部材
の前端はほぼ円筒形のハウジングの内側のベアリング内
に取付けられる。ベアリングは自動調心ポールベアリン
グである。ハウジングは回転するロールを、ロールの端
部内に取付けられて直接に、又はロールの軸のまわりに
取付けられて間接にの何れかで支持する。
【０００７】
【作用】ロール上の力は、ハウジングとベアリングとを
経て梁部材に伝えられ、歪計上に働く。測られる歪の如
何によってウエブ内の張力は、自動的又は手動で増加又
は減少するよう調節することができる。
【０００８】
【実施例】図面を通して同じ符号は同様な構成部分を示
している。
【０００９】本発明の部材がモジュール設計であるか
ら、本発明の転換器は、シート及び帯材料の動くウエブ
の取扱いで出会う広く色々の応用に対し使うのに適して
いる。図１の断面図は、本発明のウエブ張力感知装置の
基本部材を示している。
【００１０】図１、２に示すように転換器組立体はほぼ
円筒形の本体１０を持ち、その中心の円筒形凹所は梁部
材１１を受ける。梁部材１１はリング型内側部分１２を
持ち、この部分は梁部材１１の円板形部分１３から隔て
られ、分離されている。梁部材の部分１２と円板形部分
１３との間に中心梁１４が延びこの部分は平面１５を持
っている。梁１４は円板形部分１３の直径にほぼ等し
く、リング型部分１２の外径より僅かに小さい幅を持つ
よう示されている。円筒形突起１６は梁部材１１の円板
形部分１３から外方で同心に延びる。
【００１１】一対の市販の半導体装置とすることができ
る歪計組立体１７は、梁１４上にかかる歪を感知するた
め梁１４の平面１５上に置かれる。図２は電線１８を示
し、この電線は歪計１７により感知された機械力に関す
る電気信号を歪計１７から伝えるため歪計１７から延び
る。
【００１２】梁部材１１は、複数個の（図では４個）ね
じ２０により、本体１０に取付けられ、ねじは本体の内
面２２の孔２１を通過し、梁部材１１のリング型部分１
２内のねじ孔２３のねじと係合する。図１に示すよう歪
計を支持する梁１４は、部品が組立て状態にある時全部
円筒形本体１０内にある。
【００１３】図２に詳細に示すように、本体１０のほぼ
環状の外面は、孔２５を取巻く、平らなほぼ長方形部分
２４を持ち、この孔は本体１０を通してその中のほぼ円
筒形空間に進む。符号２６で示す電気接続器は図１のよ
うに平らな部分２４で本体１０に取付けられる。接続器
２６は、アムフェノール社(Amphenol Corporation)で作
られる市販の電気接続器であるように示されているが、
本体１０から測定及び又は制御装置（図示せず）に連な
る電気ケーブル２７と歪計１７の電線１８とを結合する
のに適するどんな接続器も使うことができる。
【００１４】梁の円板形部分１３のまわりに、取付けら
れた止めリング２８は複数個の調節可能止めねじ２９に
取巻かれ、これらねじは本体１０の段のある小直径の外
端部分３０を経て延びる。この装置により梁の部分１３
が曲がることのできる範囲を制限する。止めリング２８
は図１に示すよう梁部材１１の円板形部分１３を取巻
く。本体１０の部分３０をＶ字型リングとして示す弾性
シール部材３２が取巻いている。又図２に示すよう円板
形シール３３があり、このシールはいくつかの部品を組
立てた状態で梁部材１１内に形成された凹所３４の中で
梁部材１１の内端と本体１０との間に置かれる。シール
３３はゴム、レクサン(Lexan) 又はその他適当な材料で
形成される。
【００１５】梁部材１１の円筒形突起１６をボールベア
リング３５が取巻く。ベアリング３５は自動調心型であ
り、内側レース３６、外側レース３７及び内側、外側レ
ースの間で回転のできる２列のボールベアリング３８を
持っている。外側レース３７は円型皿型のベアリング面
３９を持ち、装置フレーム部材の誤整合と、その上梁１
１の僅かな曲がりに対し許すため相対運動を全体的に調
節することができる。外側レース３７は、保持リング４
１と波形ばね４２との間の所定位置に保持されて示され
ている。隙間型である波形ばね４２により、ベアリング
３５を取巻く円筒形ハウジング４０に関してベアリング
３５の僅かな軸線運動を許し、ベアリング３５は順に梁
部材１１の突起１６を取巻いている。このために、加熱
時のローラーの膨脹に適応することができる。
【００１６】図１、２の転換器が使われる時、ハウジン
グ４０はロールの端部内に受けられ、ロールはロールの
外面の上を動く張力のあるウエブにより働く力にさらさ
れる。ハウジング４０は従って、ロールの中空端内で摩
擦係合するためハウジング４０の外側円筒面内に形成さ
れた周辺溝との中に置かれる複数個（３個を示す）のオ
ーリングシール４３を持っている。ハウジングの外周は
ロール内で近接して適合するよう選ばれ、ハウジングの
内端に形成された周辺唇又はフランジ４５は、ロールが
ハウジング４０上に乗ることのできる範囲を制限する。
【００１７】その中に梁部材１１の突起１６とベアリン
グ３５とが受けられるハウジング４０内の円筒形内側凹
所は段のある環状部分４７を持ち、このためハウジング
４０と本体１０との間でいくらかの相対運動ができる。
図１で明らかなようにＶ字型リング３２により本体１０
に関するハウジング４０のいくらかの相対運動を許し、
一方その間の隙間をシールする。
【００１８】ハウジング４０内の内方に向く環状フラン
ジ４８はベアリング３５の外側レース３７と協力して、
波型ばね４２にシールを与える。その上保持リング４９
はベアリング３５の外方梁部材１１の突起１６上に装架
され、レクサン又はその他適当な材料の円板形のハウジ
ングキャップ５０はハウジング４０内の孔の外端を閉じ
シールする。キャップ５０はハウジング４０内でフラン
ジ４８の手前に形成された凹所５１の中に密接して取付
けられる。
【００１９】ロールの端部の中にハウジング４０が受け
られるロールを図１、２の転換器が担持する時、ロール
上に働く力はハウジング４０に伝えられ、次に梁部材１
１に伝えられる。梁部材１１の梁１４上の歪は、歪計１
７により感知され、これが感知された機械力を電気信号
に転換し、信号は電線１８と接続器２６とを経て測定又
は制御装置（図示せず）に伝えられる。ロールにより担
持されるウエブ内の張力は、従って測定されたウエブ張
力に応じて手動又は自動的に調節することができる。
【００２０】図１、２に示された電気接続器２６は又、
図４、６、８、９、１０の実施例にも示されているが、
接続器２６は図９、１０では別の位置に示されている。
接続器２６は平らな長方形基板５２を持ち、基板はワッ
シャが設けられているねじ５３で本体１０に取付けられ
る。基板５２の中央からチューブ状部材５４が突出し、
部材には雌型接続部材５６の内ねじと相互結合するため
の外ねじ５５を持っている。
【００２１】前述のように使われる電気接続器の特殊型
状は本発明の必須要件ではなく、当業者には他の型の接
続器も使うことができる。
【００２２】図１の装置は、装置フレーム又はその他固
定構造に、本体１０の内面２２内の中心孔５７の中に受
けられるねじ又はボルトで取付けることができる。図
３、４は別の装架装置を示している。図４に示す本体１
０、梁部材１１、ハウジング４０の基本組立体は図１、
２のものと同様であるが、オーリングシール４３は３個
の代りに２個だけ示されている。作動様式は図１、２に
示す装置のものと同様であり、即ちロールの端部はハウ
ジング４０のまわりで受けられ、ロール上に働く力は歪
計１７により感知されるよう梁１４の連絡する。図１の
装置とは異なり図４の装置は図３に分解して示すフラン
ジアダプタにより装置フレーム又はその他固定構造に取
付けられる。
【００２３】本体１０は、取巻くＶ字型溝５９を持って
いる。２部分式フランジアダプタ６０は内側にＶ字型リ
ブ又は突起６１を持ち、この突起はアダプタ６０の２部
分６２、６３が本体１０を固定構造、即ちフレームＦに
取付けるため所定位置にある時に溝５９の中に組合され
て受けられる寸法、形状である。フランジアダプタ６０
は装架ねじ６３を受けるため複数個の孔６２（４個を示
す）を持ち、ねじはフランジアダプタ６０を図４のよう
に固定構造Ｆに取付ける。フランジアダプタ６０は２つ
の半環状部分６４、６５から形成されて示されている。
部分６４は部分６５内のねじ孔６７と整合するねじ孔６
６を持ち、アダプタ６０が組立て位置にあり、その部分
６４、６５がねじ６８により本体１０のまわりに共に取
付けられた時、アダプタ６０を通る弦（Chord)に沿って
連続通路を形成する。半環状部分６４、６５はなるべく
整合孔及び図示のねじ６８の反対側に平行に置かれたね
じ締具（図示せず）と共に同一であるのが好ましい。ね
じ受け孔６６は図示のようにねじを切ることができ、そ
れによりねじ６８のヘッド６９は凹所内に着座する。
【００２４】図５、６は遊びロールに関して使うように
された本発明の装置を示している。この装置は図１、
２、３、４のハウジング４０とは異なる型のハウジング
を使っている。図６に符号７２で示すハウジングは基本
的に２つの相互に取付けられるハウジング部分で構成さ
れ、一方のハウジング部分７３はリング半分のような型
のクランプとして形成され、他方のハウジング部分７４
はほぼ円筒形で円筒の前端で半リング切片がない。部分
７３、７４がねじ７５により共に取付けられた時、完全
なハウジング７２を形成する。
【００２５】２部分ハウジング７２は、軸の端部例えば
遊びロールの軸の端部を受け２つのハウジング部分７
３、７４の間で締付けられるよう設計される。多くの場
合軸がハウジング７２内に形成される円筒形空間の直径
より僅かに小さい直径の時は、ほぼ円筒形の段付きのブ
ッシュ７６を軸端をハウジング７２内に取付けるのに使
うことができる。
【００２６】図５と図６との実施例の間の別の相違は、
いくつかの（４個を示す）ばね押圧のプランジャ７７を
使っていることである。通常圧縮されたコイルばねで取
囲まれた各プランジャ７７の本体は本体１０の壁の中の
孔７８の中に取付けられる。ばね押圧プランジャ７７の
外端７９は、ハウジング７２の段のある環状部分４７の
中の凹所８０の中に受けられる。ばね押圧、プランジャ
７７により本体１０に関し、ハウジング７２をある程度
軸線運動をさせることができる。この軸線方向の可動性
は、ハウジング７２内に取付けられた軸のいくらかの直
線膨脹に適応することができる。軸−ロール組立体内の
ベアリングが破損した場合、プランジャ７７は剪断して
梁１１の破壊を防ぐ。
【００２７】図７、８は転換器装置用のピローブロック
装架装置７８を示している。ピローブロック装架体の基
部７９は装置７８をしっかり支持体に取付けるためのね
じ８１用の孔８０を持っている。装架装置７８の垂直の
面８２は、ねじ８４を受ける孔８３を持ち、ねじは本体
１０内の中心ねじ孔８５の中にねじ込まれる。補助の装
架孔８６とねじ８７とを又図示のように使うことができ
る。装架装置以外図８の実施例は図４のものと同様であ
る。
【００２８】図９、１０はさらに別の装架装置を示し、
この装置はほぼカップ型で、外ねじのアダプタスリーブ
９０が本体１０の上でそのまわりに取付けられ、アダプ
タスリーブ９０と本体１０の内面２２との対面する孔を
通るねじ９１により所定位置に取付けられる。スリーブ
９０はその一端近くに周辺方向に延びる唇９２を持って
いる。
【００２９】六角ナット９３はカップ型アダプタスリー
ブ９０のまわりにねじ付けされセットねじ９４（２個を
示す）により動かぬよう固定される。スリーブ９０の基
部９６内の中心円形開口９５は、電気接続器２６を、図
１、２、４、６、８に示すものとは別の接続器位置に取
付けるため、ほぼリング型の間隔部材９７により取付け
られるが、この別の接続器位置は又空間が許され、又は
必要の時、装置の他の実施例に関しても使うことができ
る。
【００３０】図２に示すように、接続器２６は長方形基
板５２を持ち基板はワッシャが設けられているねじ５３
により間隔部材９７に取付けられる。チューブ状部材５
４は外ねじ５５を持ち、すべて図２と同様である。
【００３１】図９、１０に示すよう適合される時、組立
体は円形開口を持つフレーム又は固定部材に、アダプタ
スリーブ９０を固定構造の円形開口内に、唇９２を固定
構造の前方と接触させ、固定構造の背部からアダプタナ
ット９３を、組立体がしっかり取付けられるまでねじ込
み、次にセットねじ９４によりナット９３を所定位置に
固定することにより取付けられる。
【００３２】上記から、本発明の転換器組立体は、中心
孔８５の中にねじ込まれる１つのスタッドを使うことに
より、図３、４の２部分式アダプタフランジにより、図
７、８のピローブロックブラケットにより、図９、１０
のベアリング交換装置で装架ができる。図示する装置
は、電気接続器を異なる位置で使うことができる。同じ
基本的転換器組立体は、図１の実施例に示すよう駆動ロ
ールを直接支持することができ、又図５、６に示す実施
例では遊びロールの軸を支持することもできる。
【００３３】
【発明の効果】モジュール式部材を使うことができるか
ら、同じ本体、梁部材、ベアリング及び協力する部品を
広範囲の応用にわたって使うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】装置フレームなど固定構造にねじ装架するよう
にされた本発明の転換器の断面図である。
【図２】本発明の基本転換器組立体と駆動ロールハウジ
ングとの分解斜視図である。
【図３】本発明の転換器用のフランジ装架アダプタを示
す図である。
【図４】フランジ装架アダプタにより装架された転換器
の断面図である。
【図５】転換器用の遊びロールハウジングを示す図であ
る。
【図６】遊びロールハウジングを持つ転換器の断面図で
ある。
【図７】転換器用のピローブロック装架体を示す図であ
る。
【図８】ピローブロック装架体を持つ転換器の断面図で
ある。
【図９】調節可能装架装置の分解斜視図である。
【図１０】調節可能に装架され、且つ電気接続器が別の
位置にある転換器の断面図である。
【符号の説明】
１０ 本体 １１ 梁部材 １２ リング型部分 １３ 円板形部分 １４ 梁 １５ 平面 １６ 突起 １７ 歪計組立体 １８ 電線 ２０ ねじ ２１ 孔 ２２ 内面 ２３ ねじ孔 ２４ 長方形部分 ２５ 孔 ２６ 接続器 ２７ ケーブル ２８ リング ２９ ねじ ３０ 部分 ３２ シール部材 ３３ シール ３４ 凹所 ３５ ベアリング ３６ レース ３７ レース ３８ ベアリング ３９ 面 ４０ ハウジング ４１ リング ４２ ばね ４３ シール ４４ 溝 ４５ フランジ ４７ 部分 ４８ フランジ ４９ リング ５０ キャップ ５１ 凹所 ５２ 基板 ５３ ねじ ５４ 部材 ５５ ねじ ５６ 接続要素 ５７ 孔 ５９ 溝 ６０ アダプタ ６１ 突起 ６２ 部分 ６３ 部分 ６４ 部分 ６５ 部分 ６６ 孔 ６７ 孔 ６８ ねじ ６９ ヘッド ７２ ハウジング ７３ 部分 ７４ 部分 ７５ ねじ ７６ ブッシュ ７７ プランジャ ７８ 装架装置 ７９ 基部 ８０ 凹所 ８１ ねじ ８２ 面 ８３ 孔 ８４ ねじ ８５ 孔 ８６ 孔 ８７ ねじ ９０ スリーブ ９１ ねじ ９２ 唇 ９３ ナット ９４ ねじ ９５ 開口 ９６ 基部 ９７ 間隔部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フイリツプ．アール．メトカルフ．ジユニ ア アメリカ合衆国．04101．メイン州．ポー トランド．モーニング．ストリート．119

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ロール上を進むウエブ内の張力を感知す
    る装置において、ロールの一端を支持するためのほぼ円
    筒形ハウジングと、前記ハウジング内にあり前記ハウジ
    ングと梁部材の外端部との間に取付けられたベアリング
    装置と、前記梁部材の内端に取付けられたほぼ円筒形の
    本体とを有し、前記円筒形本体は前記梁部材の平らな中
    心部を取巻き、さらに前記梁部材の前記平らな中心部内
    の機械的歪を示す電気信号を生ずるため前記梁部材の平
    らな中心部上にある歪計と、前記ほぼ円筒形本体を固定
    位置に装架する装置とを有する張力感知装置。
  2. 【請求項２】 前記ハウジングは、前記ほぼ円筒形本体
    から隔てられ、且つ前記ハウジングと前記本体との間に
    延びるやわらかいシール部材を有する請求項１記載の張
    力感知装置。
  3. 【請求項３】 前記ハウジングは、ロールの端部内に取
    付けるようにされ、且つ前記ロールが前記ハウジングの
    上に重なることのできる範囲を制限するため前記ハウジ
    ング上に周辺唇を有する請求項１記載の張力感知装置。
  4. 【請求項４】 前記ハウジングのまわりの周辺溝の中に
    複数個のリングシールを有する請求項３記載の張力感知
    装置。
  5. 【請求項５】 前記ハウジングは、ウール軸の端部のま
    わりに取付けるようにされた２つのハウジング部分で形
    成されている請求項１記載の張力感知装置。
  6. 【請求項６】 前記２つのハウジング部分の一方は環状
    体の半分として形成されたクランプである請求項５記載
    の張力感知装置。
  7. 【請求項７】 前記ほぼ円筒形本体を装架する装置は、
    ２部分フランジであり、その部分は前記本体を取巻き、
    且つ前記本体上の装置により相互に適合するリングを形
    成するよう共に取付けることができ、前記フランジには
    固定構造に取付けるための装置が設けられている請求項
    １記載の張力感知装置。
  8. 【請求項８】 前記ほぼ円筒形本体を固定位置に装架す
    る装置は、前記本体に取付けられたピローブロック装架
    体を有する請求項１記載の張力感知装置。
  9. 【請求項９】 前記ほぼ円筒形本体を固定位置に装架す
    る装置は、前記本体のまわりに取付けられるほぼカップ
    型のアダプタスリーブと、前記アダプタスリーブの外周
    ねじ上に取付けられるアダプタねじナットとを有する請
    求項１記載の張力感知装置。
  10. 【請求項１０】 回転する円筒形部材を支持し、前記回
    転する円筒形部材上に働く力を感知するための装置にお
    いて、後端面を持つほぼ円筒形本体部材と、前記本体部
    材の前記端面に取付けられる第１のほぼ円板形部分を持
    つ梁部材とを有し、前記梁部材は平らな中間梁部分と前
    記第１円板形部分から隔てられた第２の円板形部分とを
    持ち、前記梁部材は前記円板形部分の何れかより小直径
    の円筒形突出部分内で終り、さらに前記梁部材の前記円
    筒形突出部分のまわりにある自動調心ベアリングと、前
    記自動調心ベアリング取巻くハウジングとを有し、前記
    ハウジングは前記回転する円筒形部材にその上の力が感
    知されるように取付けるようにされ、さらに前記梁部材
    の前記平らな中間部上にある歪計装置を有して、前記ベ
    アリングを経て前記ハウジングにより前記梁部材に力を
    伝え、且つ前記歪計により感知する支持、感知装置。
  11. 【請求項１１】 前記ハウジングは、円筒形ロールの中
    に摩擦適合するようにされている請求項１０記載の支
    持、感知装置。
  12. 【請求項１２】 前記ハウジングは、軸の端部を囲むよ
    うにされている請求項１０記載の支持、感知装置。
  13. 【請求項１３】 前記本体部材と前記ハウジングとの間
    に装架され、シールリングを有する請求項１１又は１２
    記載の支持、感知装置。
  14. 【請求項１４】 前記ハウジングのいくらかの軸線運動
    を許すため、ばね装置を有する請求項１１又は１２の記
    載の支持、感知装置。
  15. 【請求項１５】 前記ベアリングは球型運動を許すよ
    う、ボールベアリングである請求項１１又は１２記載の
    支持、感知装置。
  16. 【請求項１６】 前記梁部材の曲がりを制限するため前
    記梁部材の前記第２円板形部分のまわりに止め装置を有
    する請求項１１又は１２記載の支持、感知装置。
  17. 【請求項１７】 軸の膨脹に応じて軸線運動を許すため
    前記本体部材と前記ハウジングとの間にばねプランジャ
    を有し、前記ばねプランジャは、前記梁の破損を保護す
    るため前記軸のローラ組立体ベアリングの破損の場合剪
    断する請求項１２記載の支持、感知装置。
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