JPH11248425A - シート厚み計測装置 - Google Patents

シート厚み計測装置

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JPH11248425A
JPH11248425A JP5072998A JP5072998A JPH11248425A JP H11248425 A JPH11248425 A JP H11248425A JP 5072998 A JP5072998 A JP 5072998A JP 5072998 A JP5072998 A JP 5072998A JP H11248425 A JPH11248425 A JP H11248425A
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JP
Japan
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sheet
measurement
measuring
drum
thickness
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JP5072998A
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English (en)
Inventor
Nobuo Inoue
伸夫 井上
Yuichiro Shinpo
雄一朗 新保
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Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 計測の基準面を形成する計測ドラムが熱膨張
や計測部基準面にズレを起こしても、これらに左右され
ることなく、超薄形のシート状体であっても精度良くそ
の厚みを計測することが可能なシート厚み計測装置を提
供することを目的とする。 【解決手段】 回転するほぼ真円断面の計測ドラム2上
に載置されて順次供給されるシート1の厚みを、該シー
ト1の厚み方向に所定幅Hを有するレーザー光線の前記
シート1による遮断量hを求めることによって計測する
レーザー式センサーB1、B2を備えたシート厚み計測
装置において、被計測物である前記シート1の両側に計
測ドラム2の外周基準面を計測するレーザー式センサー
A1、A2およびC1、C2を設置したことを特徴とす
るものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、2mm程度のタイ
ヤのインナーゴムシート等からさらに0.3mm程度の
超薄形のシート状体までの圧延直後の厚さの精密な計測
が行なえるレーザー式センサーを備えたシート厚み計測
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】タイヤのインナーゴムシート等の厚みを
圧延直後に精度良く計測することで、これを圧延工程に
フィードバックしてゴムシート等の厚みをより正確なも
のとする様々な努力がなされている。近年では、種々の
用途に対応できる0.3mm程度の超薄形のシート状体
も製作されるようになってきており、これらの超薄形の
シート状体の厚みを圧延直後の温かい状態にて精度良く
計測することが要求されている。図5は、このような要
求に応えるものとして開発されたものである。このもの
は、出来るだけ精度の高い基準ロールとしてのほぼ真円
断面の回転する計測ドラム12上に、該計測ドラム12
の回転駆動に伴う摩擦駆動によって計測ドラム12の上
に載置されて順次供給されるゴムシート11等のシート
状体の厚みを、該シート11の厚み方向に所定幅Hを有
するレーザー光線の前記シート11による遮断量hを求
めることによって計測するレーザー式センサーを備えた
ものである。レーザー式センサーは、一対の発光部B1
と受光部B2とから構成され、受光部B2において計測
される遮断量hからシート11の厚みを無接触にて計測
することができるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のシート厚み計測装置にあって、厚み計測の基
準となる計測ドラム12の真円度を精密に仕上げておく
ことは当然であるが、被計測物であるゴムシート等11
が圧延直後の比較的高い温度を保有して計測ドラム12
に供給されてくるために、計測中に計測ドラム12が熱
膨張を起こしてしまい、計測の基準面を形成する計測ド
ラム12の外径が不定となる。これによって、折角、計
測ドラム12の真円度を精密に仕上げたとしても計測精
度の低下は免れないものとなる他、また、計測ドラムを
支持するベアリングの精度によっては計測ドラム自体に
回転ブレが発生したり、レーザーセンサーまたは計測ド
ラムを上下に移動させることでの計測精度の低下は免れ
ないものとなっていた。このような弊害は、被計測物で
あるゴムシート等11が超薄形の場合には特に顕著であ
った。
【0004】そこで本発明では、以上述べてきたような
従来のシート厚み計測装置の課題を解決して、計測の基
準面を形成する計測ドラムが熱膨張や測定部基準面にズ
レを起こしても、これらに左右されることなく、超薄形
のシート状体であっても精度良くその厚みを計測するこ
とが可能なシート厚み計測装置を提供することを目的と
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】このため本発明では、回
転するほぼ真円断面の計測ドラム上に載置されて順次供
給されるシートの厚みを、該シートの厚み方向に所定幅
を有するレーザー光線の前記シートによる遮断量を求め
ることによって計測するレーザー式センサーを備えたシ
ート厚み計測装置において、被計測物である前記シート
の両側に計測ドラムの外周基準面を計測するレーザー式
センサーを設置したことを特徴とするものである。また
本発明は、前記計測は計測ドラムにおいて所定数に等分
された定点毎に行なわれ、これらの定点毎に前記計測ド
ラムの外周基準面を設定する計測値処理手段を備えたこ
とを特徴とするものである。また本発明は、レーザー式
センサーまたは計測ドラムを上下動可能にして、シート
の供給を円滑に行えるように構成したことを特徴とする
もので、これらを課題解決のための手段とするものであ
る。
【0006】
【実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に基づい
て説明する。図1および図2は、本発明のシート厚み計
測装置の1実施の形態を示す図で、図1(A)はシート
厚み計測装置の全体斜視図、図1(B)は厚み計測部の
側面図、図1(C)は基準面計測部の側面図、図2は計
測ドラムが熱膨張した状態および測定部基準面がズレた
状態の計測部の拡大側面図である。図3および図4は計
測値処理手段フロー図である。本発明のシート厚み計測
装置は、回転するほぼ真円断面の計測ドラム2上に載置
され摩擦駆動によって順次供給される圧延直後の高い温
度にあるゴムシート1等のシート状体の厚みを、該シー
ト1の厚み方向に所定幅H0を有するレーザー光線の前
記シート1による遮断量hを求めることによって計測す
るものである。図1(A)および図1(B)に示すよう
に、ゴムシート1の厚み方向に所定幅H0を有するレー
ザー光線を照射および受光するレーザー式センサーB
は、一対の発光部B1と受光部B2とから構成され、受
光部B2において計測される遮断量hからシート1の厚
みを無接触にて計測することができるものである。実際
はレーザー光の下端部は図示のように計測ドラム2の上
面よりも僅かに下方にかかるように投光される(つまり
H0−H分だけ)。
【0007】本発明では、被計測物である前記シート1
の両側において計測ドラム2の外周基準面を計測する一
対のレーザー式センサーA1、A2およびC1、C2を
設置したことを特徴とするものである。図1(C)は、
これら基準面計測部のレーザー式センサーA、Cの計測
面での側面図を示し、計測を開始する時点で、計測ドラ
ム2の外径をレーザー受光幅Hにより算出し、図示省略
のメモリー装置に記録しておく。
【0008】このように構成されたシート厚み計測装置
によってゴムシート1の厚み計測を開始すると、圧延直
後にある比較的高温のゴムシート1が計測ドラム2に供
給され、図2(A)に示すように、計測ドラム2は徐々
に熱膨張してその半径がδだけ増大する(一点鎖線)。
この熱膨張による計測ドラム2の半径の増大は、厚み計
測部におけるレーザー式センサーBの計測部はもとより
基準面計測部におけるレーザー式センサーA、Cの計測
部にも生じている。このようなことから、前述したよう
に基準面計測部におけるレーザー式センサーA、Cの厚
み方向の所定幅Hの変化を読み取ることにより計測ドラ
ム2の熱膨張による増大した半径δを容易に計測するこ
とができる。また、計測を開始して次第にゴムシート1
からの熱が計測ドラム2の軸方向両側に伝達されていく
ことにより、計測ドラム2の各部の外径は、図2(C)
の状態から(D)さらには(E)の状態へと移行してい
く。そして、ついには計測ドラム2をその両端部にて回
転自在に支持するベアリングにまで及び、ベアリングの
精度によって計測ドラム2自体に回転ブレが発生する。
この状態を示したのが図2(B)である。回転中に計測
ドラム2の軸心の芯がブレた状態である。
【0009】本発明では、このような計測ドラム2の各
部における熱の伝わり方が異なってもこれらを効果的に
補正してシート部材の厚みを精度よく計測することを可
能にしたもので、図3(A)に示すように、左右両側の
基準面計測部におけるレーザー式センサーA、Cによる
それぞれの計測ドラム2の熱膨張や測定部基準面のズレ
による増大した半径の各計測値の平均値算出値(所定回
転数のデータの合計を所定回転数で除した移動平均法に
よる)δA、δCの測定部基準面算出値(計測ドラム2
の軸方向温度差から最大径部と最小径部との格差の中間
点を基準面とする)である平均値δと、厚み測定部Bに
おいてレーザー式センサーBによりゴムシート1の厚み
および計測ドラム2の熱膨張および測定部基準面のズレ
による増大した半径の計測値を含む遮断量hとの差分h
−δからシート1の厚みを無接触にて計測することがで
きるものである。このように構成されているので、計測
ドラム2が被計測物であるゴムシート1等の熱膨張や測
定部基準面のズレによって半径が増大して計測基準面が
不定となっても、これらに何ら煩わされることなく、正
確に測定値を補正して精密なシート状体の厚みの計測が
可能となる。特に、被計測物であるシート状体が超薄形
で計測ドラムの基準面の変動の影響を受け易い場合で
も、これらの影響を受けることなく正確な厚み計測が可
能となるので、その優れた効果が期待できる。
【0010】また、前記計測ドラム2の真円度が高く形
成された場合でも、成型時の計測ドラム2およびベアリ
ングの構成材質の均一度においてバラツキがないとは言
えず、熱膨張による各部での歪み量に当然ながら差がで
ることは否定できないところから、そのため本発明で
は、前記計測部の左右両側の基準面計測部におけるレー
ザー式センサーA、Cによる基準面計測値の平均値を算
出する他に、図2(A)に示すように、計測ドラム2に
おける各点での熱膨張量が異なるところから、各点での
計測を必要とし、前記計測は計測ドラム2において所定
数に等分された定点毎(図示の例では円周上12等分に
分割された各定点P0、P1、P2・・・P11)に行
なわれるように構成し、これらの定点毎に前記計測ドラ
ムの外周基準面を設定する計測値処理手段を備えたこと
を特徴とするものである。
【0011】図3(B)に示すように、基準面受光部A
2、C2において、計測ドラム2の定点P0、P1・・
・P11においてそれぞれ計測ドラム2の熱膨張および
測定部基準面のズレによる半径の増大量δA0(受光部
A2)・δB0(受光部C2)、δA1(受光部A2)
・δB1(受光部C2)・・・・・δA11(受光部A
2)・δB11(受光部C2)がそれぞれ計測され、定
点P0におけるδA0とδB0との平均値δ0が測定部
基準面算出手段にて算出され、以下同様に定点P1の平
均値δ1・・・定点P11の平均値δ11が算出され
る。図3(C)に示すように、厚み計測受光部B2にお
いて、計測ドラム2の定点P0、P1・・・P11にお
いてそれぞれ厚みおよび計測ドラム2の熱膨張および測
定部基準面のズレによる半径の増大量h0、h1・・・
・・h11がそれぞれ計測される。図3(D)に示すよ
うに、差分算出手段において、各定点P0、P1・・・
P11毎のhとδとの差分を算出することにより各定点
でのシート厚みho−δ0、h1−δ1、・・・、h1
1−δ11が算出される。
【0012】また、図4(A)に示すように、厚み計測
受光部B2において、各定点P0、P1・・・P11毎
に、1回転目の厚みおよび計測ドラム2の熱膨張および
測定部基準面のズレによる半径の増大量h0−1、h1
−1、・・・、h11−1を、2回転目の厚みおよび計
測ドラム2の熱膨張および測定部基準面のズレによる半
径の増大量h0−2、h1−2、・・・、h11−2を
計測し、さらにN回転目の厚みおよび計測ドラム2の熱
膨張および測定部基準面のズレによる半径の増大量h0
−N、h1−N、・・・、h11−Nを計測し、平均値
算出手段にてこれらN回転中における各定点毎の厚みお
よび計測ドラム2の熱膨張および測定部基準面のズレに
よる半径の増大量の平均値h’0、h’1、・・・、
h’11を算出する。図4(B)(C)に示すように、
基準面受光部A2、C2において、各定点P0、P1・
・・P11毎に、1回転目の計測ドラム2の熱膨張およ
び測定部基準面のズレによる半径の増大量のそれぞれの
平均値δ0−1、δ1−1、・・・、δ11−1を、同
様に、2回転目の計測ドラム2の熱膨張および測定部基
準面のズレによる半径の増大量δ0−2、δ1−2、・
・・、δ11−2を計測し、さらにN回転目の計測ドラ
ム2の熱膨張および測定部基準面のズレによる半径の増
大量δ0−N、δ1−N、・・・、δ11−Nを計測
し、平均値算出手段にてこれらN回転中における各定点
毎の計測ドラム2の熱膨張および測定部基準面のズレに
よる半径の増大量の平均値δ’0A、δ’1A、・・
・、δ’11Aおよびδ’0C、δ’1C、・・・、
δ’11Cを算出する。
【0013】そして、図4(D)に示すように、これら
基準面受光部A2とC2との各平均値を算出して基準面
算出手段により基準面の変化量の平均値を算出する。そ
して、図4(E)に示すように、差分算出手段におい
て、前述の図4(A)におけるN回転中における各定点
毎の厚みおよび計測ドラム2の熱膨張および測定部基準
面のズレによる半径の増大量の平均値h’0、h’1、
・・・、h’11と、図4(B)(C)におけるN回転
中における各定点毎の計測ドラム2の熱膨張および測定
部基準面のズレによる半径の増大量の平均値δ’0、
δ’1、・・・、δ’11との各差分を算出することに
より、N回転中における各定点毎のシート厚みh’o−
δ’0、h’1−δ’1、・・・、h’11−δ’11
が算出される。必要なら、図4(F)に示すように、平
均値算出手段によって、N回転中におけるこれらの各定
点毎のシート厚みの平均値h’−δ’を算出すれば、計
測ドラムN回転中における全ての定点での計測値を平均
したシート厚みの平均値が判る。
【0014】以上、本発明の実施の形態について詳述し
たが、本発明の趣旨の範囲内で、計測ドラムの材質、そ
の軸支形態、レーザー式センサーの型式およびそれらの
設置形態(図示の例のように必ずしも計測ドラムの回転
軸に直交させる必要はない。)、シート状体の供給方
式、各計測値処理手段における算出方法等については適
宜選定できるものである。
【0015】
【発明の効果】以上、詳細に述べたように、本発明によ
れば、被計測物であるシートの両側に計測ドラムの外周
基準面を計測するレーザー式センサーを設置したので、
計測ドラムが被計測物である圧延直後のゴムシート等の
影響を受けて熱膨張やベアリングの不均一による測定部
基準面のズレによって半径が増大して計測基準面が不定
となっても、これらに何ら煩わされることなく、正確に
測定値を補正して精密なシート状体の厚みの計測が可能
となり、特に、被計測物であるシート状体が超薄形で計
測ドラムの基準面の変動の影響を受け易い場合にあって
も、これらの影響を受けることなく正確な厚み計測が可
能となるので、その優れた効果が期待できる。
【0016】また、成型時の計測ドラムにおける構成材
質の均一度にバラツキがあって熱膨張による各部での歪
み量に差が生じる場合でも、本発明では、計測を計測ド
ラムにおいて所定数に等分された定点毎に行なように構
成し、これらの定点毎に前記計測ドラムの外周基準面を
設定する計測値処理手段を備えたことによって、これら
計測ドラムにおける定点毎の所定の歪み量を基準面とし
て選定することができ、計測ドラムにおける構成材質の
均一度にバラツキがあって熱膨張による各部での歪み量
に差が生じる場合でも正確に定点毎のシート状体の厚み
を計測することが可能となる。このように、本発明によ
れば、計測の基準面を形成する計測ドラムが熱膨張を起
こしても、これに左右されることなく、超薄形のシート
状体であっても精度良くその厚みを計測することが可能
なシート厚み計測装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のシート厚み計測装置の1実施の形態を
示す図で、図1(A)はシート厚み計測装置の全体斜視
図、図1(B)は厚み計測部の側面図、図1(C)は基
準面計測部の側面図である。
【図2】本発明のシート厚み計測装置の1実施の形態を
示す図で、計測ドラムが熱膨張や測定部基準面がズレた
状態の計測部の拡大側面図である。
【図3】本発明のシート厚み計測装置の1実施の形態を
示す図で、計測ドラム1回転中の各定点毎の計測値の処
理手段フロー図である。
【図4】本発明のシート厚み計測装置の1実施の形態を
示す図で、計測ドラムN回転中の各定点毎の計測値の処
理手段フロー図である。
【図5】従来のシート厚み計測装置の全体斜視図および
側面図である。
【符号の説明】
1 シート状体(ゴムシート) 2 計測ドラム A 基準面計測部レーザー式センサー A1 発光部 A2 受光部 B 厚み計測部レーザー式センサー B1 発光部 B2 受光部 C 基準面計測部レーザー式センサー C1 発光部 C2 受光部 H 厚み方向のレーザー光の幅 h 被計測物の厚み+熱膨張により増大した計測ドラ
ムの半径量 δ 熱膨張により増大した計測ドラムの半径量
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年3月11日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【図2】
【図5】
【図3】
【図4】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転するほぼ真円断面の計測ドラム上に
    載置されて順次供給されるシートの厚みを、該シートの
    厚み方向に所定幅を有するレーザー光線の前記シートに
    よる遮断量を求めることによって計測するレーザー式セ
    ンサーを備えたシート厚み計測装置において、被計測物
    である前記シートの両側に計測ドラムの外周基準面を計
    測するレーザー式センサーを設置したことを特徴とする
    シート厚み計測装置。
  2. 【請求項2】 前記計測は計測ドラムにおいて所定数に
    等分された定点毎に行なわれ、これらの定点毎に前記計
    測ドラムの外周基準面を設定する計測値処理手段を備え
    たことを特徴とする請求項1に記載のシート厚み計測装
    置。
  3. 【請求項3】 前記レーザー式センサーまたは計測ドラ
    ムを上下動可能にして、シートの供給を円滑に行えるよ
    うに構成したことを特徴とする請求項1または2に記載
    のシート厚み計測装置。
JP5072998A 1998-03-03 1998-03-03 シート厚み計測装置 Pending JPH11248425A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012073401A1 (ja) * 2010-11-29 2012-06-07 野方 鉄郎 ロール変位測定方法、及びそれを用いたロール変位測定装置、並びにフィルム厚測定方法、及びそれを用いたフィルム厚測定装置
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