JPS6256828A - トルク検出機構 - 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】 産業上の利用分野 この発明は、トルク検出機構に関するものである。

従来例の構成とその問題点 たとえば、紙などの連続ウェブを複数条に細断し、これ
を巻取ロールに巻き取るようにしたスリッタが一般に使
用されている。普通、スリッタは巻取軸および巻取アー
ムを有し、巻取軸は巻取アームの先端に支持され、駆動
軸、伝動軸などの回転駆動系に伝動連結されている。し
たがって、巻取ロールを巻取軸に取り付けると、巻取ロ
ールと巻取軸を一体的に回転させ、連続ウェブを巻取ロ
ールに巻き取ることができる。

ところで、この種のスリッタにとって、最も重要である
のは、連続ウェブの張力である。連続ウェブを的確に巻
き取るには、連続ウェブに所定の張力を加え、張力が変
動しないようにする必要がある。さらに、場合によって
は、巻取ロールの巻径に応じて連続ウェブの張力を増加
または減少さぜる必要がある。

これを達成するには、巻取軸のトルクとして、その駆動
系のトルクを検出する。そして、フィードバック制御機
構によってこれをフィードバック制御すればよい。周知
のように、巻取軸のトルクを増加または減少させると、
それに応じて連続ウェブの張力も増加または減少する。

したがって、巻取軸のトルクをフィードバック制御する
と、連続ウェブの張力を任意に調節することができる。

しかしながら、従来は巻取軸のトルクを検出する機構に
問題があった。これまで、いくつかのトルク検出機構が
開発されているが、いずれも構成が複雑であり、これを
コンパクトにすることができなかった。このため、巻取
軸から離れた位置でその駆動系のトルクを検出すること
はできても、トルク検出機構を巻取軸に近い位置に組み
込むことはできず、巻取軸に近い位置でその駆動系のト
ルクを検出することはできない。したがって、巻取軸の
トルクを正確に検出することができず、連続ウェブの張
力を正確に調節することができなかった。したがって、
巻取軸に近い位置に組み込むことかできる１・几り検出
機（１４の開発が要望されていた。巻取軸に近い位置に
組み込むには、簡単な構成でトルクを正確に検出するこ
とかで・きるようにする必要がある。

発明の目的 したがって、この発明は、筒用な構成でトルクを正確に
検出することを目的としてなされたものである。

発明の構成 この発明は、回転可能に支持した筒状の外軸内に内軸を
挿入し７、外輪と内軸を同心二重軸状に配置する。そし
て、外軸の内周面を内軸の外周面間にボールスプライン
を設け、外輪に対し内軸を軸方向に変位可能に案内する
。さらに、内軸をヘリカルギヤを介して他の回転軸に伝
動連結し、内軸の一端制に荷重検出器を設け、荷重検出
器が内軸のスラストを受けるよう構成する。そして、ボ
ールスプラインによって外軸と内袖を一体的に回転させ
ると同時に、ヘリカルギヤによって内軸のトルクをスラ
ストに変換し、荷重検出器によって内軸のトルクを検出
するようにしたことを特徴とするものである。

実施例の説明 以下、この発明の実施例を図面について説明する。

図において、この機構はスリッタの巻取ロールおよび巻
取軸を回転駆動するためのものである。

を爪軸は巻取アーム（１）の先端に支持されている。

この機構は筒状の外軸（２）を有し、巻取軸に近い位置
に組み込まれ、外軸（２）はき取アーム（１）のころが
りベアリング（３）に支持され、回転可能に、かつ軸方
向に変位しないよう案内されている。さらに、内軸（４
）が外軸（２）内に挿入され、外軸（２）と内軸（４）
は同心二重軸状に配置されている。

そして、外軸（２）の内周面と内軸（４）の外周面間に
ボールスプライン（５）か設けられ、外軸（２）に対し
内軸〈４）か軸方向に変位可能に案内されている。ボー
ルスプライン（５）は一般に知られている、ｌ−９−ス
めす、ので　タ杓のギー比Ｈ昌ん右１　　ギール（６）
は本体（７）の軌道溝（８）に収容されている。

そして、外軸（２）かボールスプライン（５）の本体（
７）に固定されている。さらに、３つの軸方向溝（９）
が内軸（４）の外周面に設けられ、軸方向溝（９）は互
いに等角度間隔を置いて形成され、ボール（６）は各軸
方向溝（９）に嵌合されている。したがって、ボールス
プライン（５）のボール〈６）か内軸（４）の軸方向溝
（９）および本体（７）の軌道溝（８）に沿って転動し
、循環し、これによって内軸（４）を軸方向に変位させ
ることができるものである。さらに、潤滑油でボール（
６）、軌道溝（８）および軸方向溝（９）を循環するこ
とかでき、ゴムシール（１０）によって油洩れを防止す
ることができるよう構成されている。

また、外軸（２）および内軸（４）はモータの駆動軸お
よび巻取アーム（１〉の稔爪軸と平行に配置、されてい
る。そして、外軸（２）にタイミングプーリ（１１）が
形成され、プーリ（１１）にタイミングベ）Ｌｌ−がか
け合わされ、タイミングベルトによって駆動軸か外軸（
２）に伝動連結されている。さらに、内軸（４）にへり
ノノルギャ（１２）か固定され、他の伝動軸にヘリカル
ギヤ（１２’）が固定さね１、内軸（４）はヘリカルギ
ヤ（１２）　、（１２’　”Ｉを介して伝動軸および巻
取軸に伝動連結されている。なお、へり）１ルギヤ（１
２’）か固定されているのは、伝動軸ではなく、巻取軸
自体であってもよい。

さらに、内軸（，１）の一端側に荷重検出器（１３）か
設けられている。荷重検出器（１３）はストレンゲージ
式ローＦセルからなり、球面状の検出端（１４）を有す
る。検出端（１４）は内軸（、ｉ）の検出ロッド〈１５
）と点接触し、ロッド（１５）は内軸（４）の内孔内に
収容されている。そして、内軸（４）の内周面と口・ソ
ド（１５）の外周面間にころがりヘアリング（１６）が
設けられ、ロッド（１５）に対し内軸〈４）が回転可能
に案内され、内軸〈４）に対しロッド〈１５）が軸方向
に変位しないよう保持されている。さらに、ロッド（１
５）の平行溝（１７）にプレー）−（１８）か挿入され
、ロッド（１５）は回転しないよう拘束されている。ま
た、荷重検出器（１３）およびプレート（１８）は巻取
アーム（１）に固定され、支持されている。したがって
、後述する、ように、内軸（１１）のスラストかロット
（１５）および荷重検出器（１３）に伝達され、荷重検
出器（１３）は内軸〈４）のスラストを受ける。

前記のように構成された機構において、モータの駆動軸
を回転駆動すると、タイミングヘノＬ斗およびプーリ（
１１）によって駆動トルクが外軸（２）に伝達される。

そして、巻取アーム（１）のころがりベアリング（３）
によって外軸（２）が案内され、外軸（２）はその軸芯
のまわりを回転する。さらに、ボールスプライン（５）
のボール（６）が内軸（４）の軸方向溝（９）に作用し
、外軸〈２）のトルクか内軸（４）に伝達され、外軸（
２）および内軸（４）か一体的に回転する。そして、ヘ
リカルギヤ（１２）　、（１２’　）によってそのトル
クか伝動軸および巻取軸に伝達され、巻取ロールおよび
巻取軸が一体的に回転する。したがって、連続ウェブを
巻取ロールにをき取ることかできる。

また、これと同時に、ヘリカルギヤ（１２）　、（１２
’　）によって内軸（４）のトルクがスラストに変換さ
れ、内軸（４）にスラストが生じる。さらに、ボールス
プライン（５）によって内袖（４）が案内され、内軸（
４）は軸方向に変位することかできる。したがって、内
軸（４）のスラストが検出ロッド（１５）および荷重検
出器（１３）に伝達され、荷重検出器（１３）は内軸（
１１）のスラストを受け、これを検出する。したかって
、荷重検出器（１３）によって内軸（４）のトルクを検
出することができる。

したかって、荷重検出器（１３）によって巻取軸のトル
クを検出することかできるものである。したがって、フ
ィードバック制御機構によってそのトルクをフィードバ
ック制御すると、連続ウェブの張力を任意に調節するこ
とができる。したがって、連続ウェブを的確に巻き取る
ことができる。

また、内軸（４）が軸方向に変位するとき、ボールスプ
ライン（５）のボール（６）が内軸（４）の軸方向溝（
９）および本体（７）の軌道溝（８）に沿って転動し、
循環する。したがって、外軸（２）の内周面と内軸（４
）の外周面間に生じるのはころがり摩擦だけである。し
たがって、内袖（４）のトルクがスラストに円滑に変換
され、内軸（４）のスラストはトルクに正確に対応する
。また、内軸（４）、検出ロッド（１５）および荷重検
出器（１３）間については、プレート（１８）によって
ロッド〈１５）か回転しない６よう拘束される。したか
って、外軸（２）および内軸（４）か回転しても、検出
ロッド（１５）は回転せず、荷重検出器（１３）はその
回転の影響を受けない。Ｌ７たがって、外軸（２）およ
び内軸（，４）のトルクを正確に検出することができる
。

さらに、この機構は外軸（２）、内軸（４）、ボールス
プライン（５）および荷重検出器（１３）を組み合わせ
るだけでよく、構成か簡単である。したかって、全体を
コンパクトにすることかできる。したがって、これを巻
取軸に近い位置に組み込み、を爪軸に近い位置で内軸（
４）のｌ・ルクを検出することかできる。この結果、巻
取軸のトルクを正確に検出することかでき、連続ウェブ
の張力を正確に調節することかできる。

なお、この実施例では、内軸（４）をヘリカルギヤ（１
２＞　、ｃ　１２’　）を介して巻取軸に伝動連結した
ものについて説明したが、必ずしもその必要はない。

反対に、内軸（４）をヘリカルギヤ（１２＞、（１２’
）を介してモータの駆動軸に伝動連結し、外軸（２）を
タイミングプーリ（１１）を介して伝動軸および巻取軸
に伝動連結してもよい。この場合も、ヘリカルギヤ（１
２）　、（１２’　）によって内軸（４）のトルクをス
ラストに変換することができ、同様の作用効果を得るこ
とができる。要するに、外軸（２）に対し内軸（４）を
軸方向に変位可能に案内し、内軸（４）をヘリカルギヤ
（１２）、（１２’）を介して他の回転軸に伝動連結す
ればよいものである。

また、スリッタだけてはなく、この発明はその他の機械
の回転駆動系のトルクを検出することもできる。回転駆
動系のトルクを検出する必要かあるものであれば、あら
ゆる機械に適用することができる。

発明の詳細 な説明したように、この発明は、簡単な構成でトルクを
正確に検出することができる。したがって、たとえば、
連続ウェブを巻取ロールに巻き取るスリッタにおいて、
トルク検出機構全体をコンバクＩ・にすることかてき、
これを巻取軸に近い位置１こ組み込むことができる。こ
の結果、稔爪軸のトルクを正確に検出し、連続ウェブの
張力を正確に調節することができ、所期の目的を達成す
ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は
第１図の内軸とボールスプラインの関係を示す横断面図
である。 （２）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外
軸（４）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
内軸（５）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・ボールスプライン（１２）　、（１２’　）・・・・
・・・・・・・・ヘリカルギヤ（１３）・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・荷重検出器特許出願人　
株式会社西村製作所 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転可能に支持した筒状の外軸内に内軸を挿入し、前記
   外軸と内軸を同心二重軸状に配置するとともに、前記外
   軸の内周面と前記内軸の外周面間にボールスプラインを
   設け、前記外軸に対し前記内軸を軸方向に変位可能に案
   内し、さらに前記内軸をヘリカルギヤを介して他の回転
   軸に伝動連結し、前記内軸の一端側に荷重検出器を設け
   、前記荷重検出器が前記内軸のスラストを受けるよう構
   成し、前記ボールスプラインによって前記外軸と内軸を
   一体的に回転させると同時に、前記ヘリカルギヤによっ
   て前記内軸のトルクをスラストに変換し、前記荷重検出
   器によって前記内軸のトルクを検出するようにしたこと
   を特徴とするトルク検出機構。