JPH09446U - 張力感知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 ロールの一端部を支持し、該ロールの中
空端部内に摩擦適合するための周辺シール手段を有し、
かつロールがハウジング上に乗ることができる範囲を制
限するための周辺唇状部を含む円筒形ハウジングと；該
ハウジング内にあり厚さの薄い中央平坦部を有する梁部
材の円筒状に突出する外端部を取り巻く球面状の自動調
心ベアリングと；前記梁部材の長手方向において前記ハ
ウジングから間隔をおいて設けられ該ハウジングの中心
軸線に対して径方向に自由に移動できるとともに、前記
梁部材の中央平坦部を取り巻く円筒形本体と；前記梁部
材の中央平坦部に設けられ、該中央平坦部の機械的歪み
を表す電気信号を発生するための歪計と；一定位置に前
記円筒形本体を取付けるための装置と；からなり、前記
梁部材は前記円筒形本体内に固着された内端部を有する
ことを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は機械的力を電気信号に変換する装置に関し、特に本考案は動いている 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。公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変換 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 部及びロール端部を越えるジョイントを支持するロール軸内の両者に取付られる 。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ロール端部内部に置かれる歪計は、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部の 手前に取付ら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３，７ ６３，７０１号、第４，３２６，４２４号、第４，６７４，３４１号、第４，６ ９１，５７９号、第Ｒｅ３１，３１２号に示され、これらは現行の技術的水準を 示すためここに言及されている。

【０００５】 本考案の目的は、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取付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】

本考案は、ロールの一端部を支持し、該ロールの中空端部内に摩擦適合するた めの周辺シール手段を有し、かつロールがハウジング上に乗ることができる範囲 を制限するための周辺唇状部を含む円筒形ハウジングと；該ハウジング内にあり 厚さの薄い中央平坦部を有する梁部材の円筒状に突出する外端部を取り巻く球面 状の自動調心ベアリングと；前記梁部材の長手方向において前記ハウジングから 間隔をおいて設けられ該ハウジングの中心軸線に対して径方向に自由に移動でき るとともに、前記梁部材の中央平坦部を取り巻く円筒形本体と；前記梁部材の中 央平坦部に設けられ、該中央平坦部の機械的歪みを表す電気信号を発生するため の歪計と；一定位置に前記円筒形本体を取付けるための装置と；からなり、前記 梁部材は前記円筒形本体内に固着された内端部を有するロール上を進むウエブの 張力を感知する装置を特徴とするものである。

【０００７】 本発明においてはロール上の力は、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】

【考案の実施の形態】

図面を通して同じ図面参照番号は同様な構成部分を示している。

【０００９】 本考案の部材がモジュール設計であるから、本考案の変換器は、シート及び帯 材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用するのに適している 。図１の断面図は、本考案のウエブ張力感知装置の基本的部材を示している。

【００１０】 図１、２に示すように変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を受容する。梁部材１１はリング状内側部分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。中心梁１４は円板形部分１３の直径にほぼ等しく、リング状内側 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は導線１８を示し、 この導線は歪計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のリング状内側部分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中心梁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。電気接続器２６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の導線１８とを接続するの 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 可能な止めねじ２９に取巻かれ、これらねじは本体１０の段付き小径の外端部分 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。また図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 部と本体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３ ５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 は円形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 １１の僅かな曲がりを許容する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４１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。ギャップ・タイプにつくることができる波形ばね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の変換器が使われる時、ハウジング４０はロールの端部内部に受取ら 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、ロールの中空端部内で摩擦係合するためハウジン グ４０の外側円筒面に形成された周辺溝４４との中に置かれる複数個（３個を示 す）のＯ−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に密着 するよう選ばれ、ハウジングの内端部に形成された周辺唇状部又はフランジ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とが受容されるハウジング４ ０内の円筒形内側凹所は段付き環状部分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容し 、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、波形ばね４２にシールを与える。さらに保持リング４９はベ アリング３５の外方梁部材１１の突起１６上に取付けられ、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内の孔の外端部 を封止シールする。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の変換器が 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１１に 伝えられる。梁部材１１の梁１４の歪は、歪計１７により感知され、これが感知 された機械力を電気信号に変換し、この信号は導線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、また図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形状は本考案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 は別の取付装置を示している。図４に示す本体１０、梁部材１１、ハウジング４ ０の基本的組立体は図１、２のものと同様であるが、Ｏ−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字形溝５９を持っている。２部分式フランジアダプタ６ ０は内側にＶ字形リブ又は突起６１を持ち、この突起はアダプタ６０の２部分６ ２、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容される寸法、形状である。フランジアダプタ６ ０は取付ねじ６３を受容するため複数個の孔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から形成するよう示されている。部分６４は 部分６５内のねじ孔６７と整合するねじ孔６６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付 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、それによってねじ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用される本考案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とは異なる形式のハウジングを使ってい る。図６に図面参照番号７２で示される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 ような形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 円筒の前端部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、一体のハウジング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容し２ つのハウジング部分７３、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の軸方向の端部をハウジング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（図では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に取付けられる。ばね 押圧プランジャ７７の外端部７９は、ハウジング７２の段付き環状部分４７の中 の凹所８０の中に受容される。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をある程度の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 が剪断して梁部材１１が破壊することを防ぐ。

【００２７】 図７、８は変換器装置用のピローブロック取付装置７８を示している。ピロー ブロック取付体の基部７９は装置７８をしっかり支持体に取付けるためのねじ８ １用の孔８０を持っている。取付装置７８の垂直の面８２は、ねじ８４を受容す る孔８３を持ち、ねじは本体１０内の中心ねじ孔８５にねじ込まれる。補助の取 付孔８６とねじ８７とをまた図示のように使うことができる。取付装置以外は図 ８の実施例は図４のものと同様である。

【００２８】 図９、１０はさらに別の取付装置を示し、この装置はほぼカップ状で、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はその一端部近くに周辺方向に延びる唇状部９２ を持っている。

【００２９】 六角ナット９３はカップ状のアダプタスリーブ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、ほぼリング状のスペーサ９７により取 付けられるが、この別の接続器位置はまた空間が許され、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によりスペーサ９７に取付けられる。チューブ状部材５４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、唇状部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】 上記の説明から、本考案の変換器組立体は、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 で取付ができる。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 。同じ基本的変換器組立体は、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、また図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】

【考案の効果】 以上述べた通り、本考案によれば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取付するよう
にされた本考案の変換器の断面図である。

【図２】本考案にかかる基本的変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】本考案の変換器用のフランジ取付アダプタを示
す図である。

【図４】フランジ取付アダプタにより取付られた変換器
の断面図である。

【図５】変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変換器の断面図で
ある。

【図７】変換器用のピローブロック取付体を示す図であ
る。

【図８】ピローブロック取付体を持つ変換器の断面図で
ある。

【図９】調節可能な取付装置の分解斜視図である。

【図１０】調節可能に取付られ、かつ電気接続器が別の
位置にある変換器の断面図である。

【符号の説明】

１０ 本体 １１ 梁部材 １２ リング状部分 １３ 円板形部分 １４ 梁 １５ 平面 １６ 突起 １７ 歪計組立体 １８ 導線 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 接続部材 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 取付装置 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 唇状部 ９３ ナット ９４ ねじ ９５ 開口 ９６ 基部 ９７ スペーサ

フロントページの続き (72)考案者 フィリップ．アール．メトカルフ．ジュニ 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 (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロールの一端部を支持し、該ロールの中
   空端部内に摩擦適合するための周辺シール手段を有し、
   かつロールがハウジング上に乗ることができる範囲を制
   限するための周辺唇状部を含む円筒形ハウジングと；該
   ハウジング内にあり厚さの薄い中央平坦部を有する梁部
   材の円筒状に突出する外端部を取り巻く球面状の自動調
   心ベアリングと；前記梁部材の長手方向において前記ハ
   ウジングから間隔をおいて設けられ該ハウジングの中心
   軸線に対して径方向に自由に移動できるとともに、前記
   梁部材の中央平坦部を取り巻く円筒形本体と；前記梁部
   材の中央平坦部に設けられ、該中央平坦部の機械的歪み
   を表す電気信号を発生するための歪計と；一定位置に前
   記円筒形本体を取付けるための装置と；からなり、前記
   梁部材は前記円筒形本体内に固着された内端部を有する
   ことを特徴とするロール上を進むウエブの張力を感知す
   る装置。
2. 【請求項２】 前記シール手段は前記ハウジングの回り
   に形成された周辺溝内の複数個のシールリングからなる
   ことを特徴とする請求項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軸の端部を抱持
   するためのクランプを含むことを特徴とする請求項１記
   載の張力感知装置。
4. 【請求項４】 前記ハウジングを軸方向に一定量移動さ
   せるためのバネをさらに設けたことを特徴とする請求項
   １または３記載の張力感知装置。