JPS6256827A - Torque detecting mechanism - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To detect accurately the torque with simple constitution by converting the torque of a winding shaft into the thrust and detecting it with a load detector. CONSTITUTION:The driving torque of a motor driving shaft is transmitted to an external shaft 2 by a timing belt and a pulley 11 and the torque of the external shaft is transmitted to an internal shaft 4 by a ball screw 5 and the shafts 2 and 4 are rotated in a body and the torque of the shaft 4 is transmitted to the winding shaft by a gear 12 and a continuous web is wound round a winding roll. At the same time as this, the balls 6 of the screw 5 are actuated on thread grooves 7 and 8 and the torque is converted into the thrust and the thrust in proportion to the torque of the shafts 2 and 4 is generated on the internal shaft 4 and this thrust is transmitted to the load detector 13 and detected thereby. In this way, the torque of the shafts 2 and 4 is detected by the detector 13 and accordingly, the torque of the winding shaft can be detected.

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。[Detailed description of the invention] Industrial applications The present invention relates to a torque detection mechanism.

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、在数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。Structures of conventional examples and their problems For example, a slitter that shreds a continuous web such as paper into a plurality of strips and winds them onto a take-up roll is generally used. Generally, a slitter has a take-up shaft and a take-up arm, and the multiple shafts are supported at the tips of the take-up arms and are transmission-connected to a rotational drive system such as a drive shaft or a transmission shaft. Therefore, when the take-up roll is attached to the take-up shaft, the take-up roll and the take-up shaft are rotated together, and the continuous web can be wound onto the take-up roll.

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、張ノＪか
変動しないようにする必要かある。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
加または減少させる必要かある。By the way, for this type of slitter, the most important thing is the tension of the continuous web. In order to accurately wind a continuous web, it is necessary to apply a predetermined tension to the continuous web so that the tension does not fluctuate. Furthermore, depending on the case, it may be necessary to increase or decrease the tension in the continuous web depending on the winding diameter of the take-up roll.

これを達成するには、巻取軸のｌ・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、連続つＪ、ブの張力を任意に調節することかでき
る。To achieve this, the torque of the drive system is detected as l·lux of the winding shaft. Then, this may be feedback-controlled by a feedback control mechanism. As is well known, increasing or decreasing the torque on the winding shaft will correspondingly increase or decrease the tension in the continuous web. Therefore, by feedback controlling the torque of the winding shaft, it is possible to adjust the continuous tension as desired.

しかしなから、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か
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す、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、
き取軸に近い位置ｔ　’ｌ　４１１１ｉ、込むことがで
きるｌ・ルク検出機構の開発が要望されていｔ、二。巻
取軸に近い位置に組み込むには、簡明な構成でトルクを
正確に検出することかできろようにする必要がある。However, in the past, there was a problem with the mechanism for detecting the torque of the winding shaft. Several torque detection mechanisms have been developed so far, but all of them have complicated configurations and cannot be made compact. For this reason, even though it is possible to detect the torque of the drive system at a location away from the take-up shaft, it is not possible to incorporate a torque detection mechanism close to the take-up shaft; Drive system torque cannot be detected. Therefore, although the torque of the winding shaft could not be accurately detected, the tension of the continuous web could not be accurately adjusted. therefore,
There is a demand for the development of a l-lux detection mechanism that can be inserted into the position near the scraping shaft. In order to install the device near the winding shaft, it is necessary to have a simple configuration that can accurately detect torque.

発明の目的 したがって、この発明は、簡単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ちのである。Purpose of the Invention Therefore, the present invention has been made with the object of accurately detecting torque with a simple configuration.

発明の構成 この発１４は、回転可能に支持した筒状の９８軸内に内
軸を挿入し、外軸と内軸を同心二重軸状に配置する。そ
して、外軸の内周面と内袖の＋４周面間にボールねじを
設け、ボールねじによって外軸上内軸を互いにねじ合わ
せる。さらに、内軸の一端側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
、ボールねじによって外軸と内軸を一体的に回転さぜる
と同時に、そのトルクをスラストに変換し、荷重検出器
によって外軸および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。Structure of the Invention In this generator 14, an inner shaft is inserted into a rotatably supported cylindrical 98 shaft, and an outer shaft and an inner shaft are arranged in a concentric double shaft configuration. A ball screw is provided between the inner circumferential surface of the outer shaft and the +4 circumferential surface of the inner sleeve, and the outer shaft and inner shaft are screwed together by the ball screw. Furthermore, a load detector is provided on one end side of the inner shaft, and the load detector is configured to receive the thrust of the inner shaft. The outer shaft and inner shaft are rotated integrally by a ball screw, and at the same time, the torque is converted into thrust, and the torque of the outer shaft and inner shaft is detected by a load detector. It is something to do.

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。Description of examples Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

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。In the figure, this mechanism is for rotationally driving the take-up roll and take-up shaft of the slitter.

巻取軸は巻取アーム（１）の先端に支持されている。The winding shaft is supported at the tip of the winding arm (1).

、　この機構は筒状の外軸（２）を有し、巻取軸に近い
位置に♀■み込まれ、外軸（２）は巻取アーム（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）か外軸（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。, This mechanism has a cylindrical outer shaft (2), which is inserted in a position close to the winding shaft, and the outer shaft (2) is supported by a rolling bearing (3) of the winding arm (1). , is rotatably guided so as not to be displaced in the axial direction. Further, the inner shaft (4) is inserted into the outer shaft (2), and the outer shaft (2) and the inner shaft (4) are arranged in a concentric double shaft shape.

そして、外軸（２）の内周面と内軸（４）の外周面間に
ボールねしく５）が設けられ、ボールねじ（５）によっ
て外軸（２）と内軸（４）か互いにねし合わされている
。ボールねしく５）は一般に知られているところのもの
で、多数のボール（６）を有する。ボール（６）は外軸
〈２〉のねじ溝（７）と内軸（４）のねじ９奢／１ｌｌ
）聞ｌ−に一署Ｐ（七　　　々［傘山／　　９　Ｓθ）
Ｈぜ一＋Ｌ＃−，−プ（９）内に収容されている。した
がって、後述するように、ボール（６）かねじ溝（７）
、（８）に沿って転動し、ボールチューブ（９）を通っ
て循環することができる。さらに、潤滑油でボール（６
）およびねじ溝（７）、＜８）を循環することかでき、
ラヒリンスシール（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。A ball screw 5) is provided between the inner peripheral surface of the outer shaft (2) and the outer peripheral surface of the inner shaft (4), and the outer shaft (2) and the inner shaft (4) are connected to each other by the ball screw (5). It's tied together. The ball nest 5) is generally known and has a large number of balls (6). The ball (6) has a thread groove (7) on the outer shaft <2> and a thread on the inner shaft (4) 9/1ll.
) Listen l- to one sign P (seven [Kasayama / 9 Sθ)
It is accommodated in the Hzeichi+L#-,-pu (9). Therefore, as will be described later, either the ball (6) or the screw groove (7)
, (8) and can circulate through the ball tube (9). Furthermore, apply lubricating oil to the ball (6
) and thread grooves (7), <8),
The structure is such that oil leakage can be prevented by a lahirinse seal (10).

また、外軸（２）および内軸（４）はモータの駆動軸お
よび巻取アームく１）の巻取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）にタイミングプーリがかけ合わ
され、タイミングヘルドによって駆動軸が外軸（２〉に
伝動連結されている。さらに、内軸（４）にギヤ（１２
）か固定され、ギヤ（１２）によって内軸（４）が巻取
軸に伝動連結されている。Further, the outer shaft (2) and the inner shaft (4) are arranged parallel to the drive shaft of the motor and the winding shaft of the winding arm 1). A timing pulley (11) is formed on the outer shaft (2), the timing pulley is engaged with the pulley (11), and the drive shaft is transmission connected to the outer shaft (2>) by a timing held. (4) gear (12
) is fixed, and the inner shaft (4) is transmission connected to the winding shaft by a gear (12).

さらに、内軸（４）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）はストレンゲーシ式
ロードセルからなり、珠面状の検出端（１４）を有する
。検出端（１４）は内軸（４）の検出ロッＩ’（１５）
と点接触し、ロッド（１５）は内軸（４〉の内孔内に収
容本れている。そして、内軸〈４）の内周面とロッド（
１５＞の外周面間にころかりベアリング（１６）か設け
られ、ロッド（１５）に対し内軸（）１）が回転可能に
案内され、内軸（４）に対しロット〈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（１５
）の平行溝〈１７）にプレート（１８）が挿入され、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）（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（４）のスラストがロッド（１５）
および荷重検出器（１３）に伝達され、荷重検出器（１
３）は内軸〈４）のスラストを受ける。Further, a load detector (13) is provided at one end of the inner shaft (4). The load detector (13) is composed of a strain type load cell and has a bead-shaped detection end (14). The detection end (14) is connected to the detection rod I' (15) of the inner shaft (4).
The rod (15) is housed in the inner hole of the inner shaft (4), and the rod (15) is in point contact with the inner circumferential surface of the inner shaft (4).
A roller bearing (16) is provided between the outer peripheral surfaces of the rod (15), the inner shaft (1) is rotatably guided with respect to the rod (15), and the rod (15) is axially guided with respect to the inner shaft (4). It is held so that it does not displace. Furthermore, the rod (15
), the plate (18) is inserted into the parallel groove <17), and the rod (15) is restrained from rotating. Also,
The load detector (13) and the plate (18) are fixed and supported on the winding arm (1). Therefore, as will be described later, the thrust of the inner shaft (4) is caused by the rod (15).
and is transmitted to the load detector (13).
3) receives the thrust of the inner shaft <4).

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、タイミングベルトおよびプーリ（１
１）によって駆動トルクが外軸く２）に伝達される。そ
して、巻取アーム（１）のころがりヘアリング（３）に
よって外軸く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、ボールねしく５）に、よっ
て外軸（２）のトルクが内軸（４）に伝達され、外軸〈
２）および内軸（４）が一体的に回転する。そして、内
軸（４）のギヤ（１２）によってそのトルクが巻取軸に
伝達され、在数１−コールおよびキ■ｙ軸が一体的に回
転する。したがって、連続ウェブをを取ロールに善き取
るこ七がてきる。In the mechanism configured as described above, when the drive shaft of the motor is rotationally driven, the timing belt and pulley (1
Drive torque is transmitted to the outer shaft 2) by 1). The outer shaft (2) is guided by the rolling hair ring (3) of the winding arm (1), and the outer shaft (2) rotates around its axis. Furthermore, the torque of the outer shaft (2) is transmitted to the inner shaft (4) by the ball neck 5), and the outer shaft <
2) and the inner shaft (4) rotate together. Then, the torque is transmitted to the winding shaft by the gear (12) of the inner shaft (4), and the main and key axes rotate integrally. Therefore, it is possible to take a continuous web into a roll.

また、これと同時に、ボールねしく５）のボール（６）
かねし溝（７）、（８）に作用し、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。Also, at the same time, the ball (6) of ball nest 5)
It acts on the locking grooves (7) and (8), converts the torque into thrust, and generates thrust on the inner shaft (4).

このスラストは外軸（２）および内軸（４）のトルクに
比例し、ねじ溝（７）、（８）のリード角によって決定
される。そして、内軸（４）のスラストか検出ロッド（
１５）および荷重検出器り１３）に伝達され、荷重検出
器（１３）は内軸〈４）のスラストを受け、これを検出
する。したがって、荷重検出器（１３）によって外軸（
２）および内軸く４）のトルクを検出することかできる
。This thrust is proportional to the torque of the outer shaft (2) and inner shaft (4), and is determined by the lead angle of the thread grooves (7) and (8). Then, whether the thrust of the inner shaft (4) or the detection rod (
15) and load detector 13), and the load detector (13) receives and detects the thrust of the inner shaft (4). Therefore, the outer shaft (
It is possible to detect the torque of 2) and the inner shaft 4).

したがって、荷重検出器（１３）によってき爪軸のトル
クを検出することができるものである。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７たがって、連続ウェブを的確に巻き取
ることができる。Therefore, the torque of the pawl shaft can be detected by the load detector (13). Therefore, when the torque is feedback-controlled by the feedback control mechanism, the tension of the continuous web can be adjusted as desired. Therefore, the continuous web can be wound up accurately.

また、ボールねしく５）によってトルクがスラストに変
換されるとき、ボールねしく５）のボール（６）かねし
溝（７）、（８）に沿って転動し、ボールチューブ（９
）を通って循環する。したがって、外軸（２）の内周面
と内軸（ｆｌ）の外周面間に生じるのはころかり摩擦だ
けである。したがって、トルクがスラストに円滑に変換
され、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１−（１８）によってロッド（托
）か回転しないよう拘束される。したがって、外軸（２
）および内軸（４〉が回転しても、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。したがって、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。Also, when the torque is converted into thrust by the ball neck 5), the ball (6) of the ball neck 5) rolls along the screw grooves (7) and (8), and the ball tube (9
). Therefore, only rolling friction occurs between the inner peripheral surface of the outer shaft (2) and the outer peripheral surface of the inner shaft (fl). Therefore, torque is smoothly converted into thrust, and thrust corresponds exactly to torque. In addition, the inner shaft (4), the detection rod (15) and the load detector (13)
Between them, the rod is restrained from rotating by play 1-(18). Therefore, the outer axis (2
) and the inner shaft (4>) rotate, the detection rod (15)
does not rotate, and the load detector (13) is not affected by the rotation. Therefore, the torques of the outer shaft (2) and the inner shaft (4) can be detected accurately.

さらに、この機構は外軸（２）、内軸（４）、ボールね
じ（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、全イ４ζん−
ゴ・７ノ々ノアＬ、Ｉ−フ４−Ｚ、、−Ｊ−→ｌ、く、
＋Ｓ４警２−−１ナーーｈ＜−＝”これを巻取軸に近い
位置に組み込み、強爪軸に近い位置で外軸（２）および
内袖（４）のト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ができ、連続ウ
ェブの張力を正確に調節することができる。Furthermore, this mechanism is simple in structure, requiring only a combination of an outer shaft (2), an inner shaft (4), a ball screw (5), and a load detector (13). Even if you want to, it's all 4ζ-
Go・7nonanoa L, I-fu4-Z,,-J-→l,ku,
+S4 alarm 2--1 ner-h<-="By incorporating this at a position close to the winding shaft, it is possible to detect the torque of the outer shaft (2) and inner sleeve (4) at a position close to the strong claw shaft. As a result, the torque of the winding shaft can be detected accurately, and the tension of the continuous web can be adjusted accurately.

なお、この実施例ではスリッタのを取ロールおよび巻取
軸を回転駆動するようにしたものについて説明したが、
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
ることもてきる。回転駆動系のトルクを検出する必要が
あるものであれば、あらゆる機械に適用することかでき
る。In this example, the slitter's take-up roll and take-up shaft are rotationally driven.
The present invention can also be used to detect the torque of rotational drive systems of other machines. It can be applied to any machine that needs to detect the torque of a rotational drive system.

発明の詳細 な説明したように、この発明は、商用な構成でトルクを
正確に検出することができる。したがって、たとえば、
連続ウェブを番数ロールにをき取るスリッタにおいて、
トルク検出機構全体をコンパクトにすることができ、こ
れを巻取軸に近い位置に組み込むことかできる。この結
果、巻取軸のトルクを正確に検出し、連袂ウェブの張力
を正確に調節することができ、所期の目的を達成するこ
七かできるものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION As described, the present invention is capable of accurately detecting torque in a commercial configuration. So, for example,
In a slitter that cuts a continuous web into numbered rolls,
The entire torque detection mechanism can be made compact and can be incorporated at a position close to the winding shaft. As a result, the torque of the winding shaft can be accurately detected and the tension of the continuous web can be accurately adjusted, thereby achieving the desired purpose.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面はこの発明の一実施例を示す断面図である。 〈２）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外
軸（４）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
内軸（５）・・・・・・・・・・・川・曲・・ボールね
しく１３）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・荷重検出器特許出願人　株式会社西村製作所 代　　理　　人　　新　　実　　健　　部（外１名）The drawing is a sectional view showing an embodiment of the present invention. <2)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・Outer shaft (4)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
Inner axis (5)・・・・・・・・・・River・Curve・・Ball neck 13）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・Load detector patent applicant: Nishimura Seisakusho Co., Ltd. Agent: Kenbu Arata (1 other person)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 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ねじを設け、
前記ボールねじによって前記外軸と内軸を互いにねじ合
わせ、さらに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
、前記ボールねじ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、そ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外軸および内軸のトルクを検
出するようにしたことを特徴とするトルク検出機構。An inner shaft is inserted into a rotatably supported cylindrical outer shaft, the outer shaft and the inner shaft are arranged in a concentric double shaft shape, and a gap between the inner circumferential surface of the outer shaft and the outer circumferential surface of the inner shaft is formed. A ball screw is installed in the
The outer shaft and the inner shaft are screwed together by the ball screw, and a load detector is provided on one end side of the inner shaft, and the load detector is configured to receive the thrust of the inner shaft, and the ball screw screws the outer shaft and the inner shaft together. A torque detection mechanism characterized in that the outer shaft and the inner shaft are rotated integrally, the torque thereof is simultaneously converted into thrust, and the torque of the outer shaft and the inner shaft is detected by the load detector.