JPS6373127A - 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、紙などのウェブ材料を複数条に細断し、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、ウェブ材料を巻取ロ
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、ｆ＆も重要であ
るのは、ウェブ材料の張力である。ウェブ材料を的確に
巻き取るには、ウェブ材料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ウェブ材料の張力を増
加または減少させる必要がある。

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パ、ツク制御すればよい。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
、それに応じてウェブ材料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、ウェブ材料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（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、ウェブ材料の張
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ができるトルク検出機
構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がで
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、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ものである。

発明の構成 この発明は、駆動ギヤと従動ギヤ間に中間ギヤを介在さ
せ、中間ギヤを駆動ギヤおよび従動ギヤとかみ合わせる
。さらに、中間ギヤの支持系に荷重検出器を組み込み、
荷重検出器が中間ギヤのかみ合い接線力を受けるよう構
成する。そして、荷重検出器によって駆動ギヤおよび従
動ギヤ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、この発明の詳細な説明する。

第１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、駆動ギヤ（Ｇ１
）、従動ギヤ（Ｇ２）および中間ギヤ（Ｇ３）を有する
。中間ギヤ（Ｇ３）は駆動ギヤ（Ｇ１）と従動ギヤ（Ｇ
２）間に配置され、これとかみ合わされている。また、
この機構は巻取軸に近い位置に組み込まれ、巻取軸は巻
取アーム（Ａ）の先端に支持され、駆動ギヤ（Ｇ１）お
よび従動ギヤ（Ｇ２）は駆動軸（１）および従動軸（２
）に固定され、駆動軸（１）および従動軸（２）は巻取
アーム（Ａ）のベアリング（Ｂ１）、（Ｂ２）に支持さ
れ、回転可能に案内されている。そして、駆動軸（１）
が駆動モータに伝動連結され、従動軸（２）は巻取軸に
伝動連結されている。中間ギヤ（Ｇ３）は支軸（３）の
ベアリング（Ｂ３）に支持され、回転可能に案内されて
いる。

さらに、中間ギヤ（Ｇ３）および支軸（３）については
、その支持系に荷重検出器（Ｄ）が組み込まれ、荷重検
出器（Ｄ）が中間ギヤ（Ｇ３）のかみ合い接線力（Ｆ）
を受けるよう構成されている。この実施例では、支軸（
３）がレバー（４）の先端に固定され、レバー（４）は
支軸（５）のベアリング（Ｂ４）に支持され、揺動可能
に案内され、支軸（５）は巻取アーム（Ａ）の所定位置
に固定されてる。また、第２図に示すように、駆動ギヤ
（Ｇ１）、従動ギヤ（Ｇ２）および中間ギヤ（Ｇ３）は
−直線（Ｙ）上に配置され、レバー（４）はその直線（
Ｙ）に沿ってのび、支軸（５）は従動ギヤ（Ｇ２）の従
動軸（２）と間怠に配置されている。そして、荷重検出
器（Ｄ）が直線（Ｙ）と直角に配置され、中間ギヤ（Ｇ
３）の支軸（３）および巻取アーム（Ａ）の支軸（６）
に取り付けられ、揺動可能に支持されている。荷重検出
器（Ｄ）はストレンゲージ式ロードセルからなるもので
ある。

前記のように構成された機構において、駆動モータによ
って駆動軸（１）を回転駆動すると、駆動ギヤ（Ｇ１）
、従動ギヤ（Ｇ２）および中間ギヤ（Ｇ３）によって駆
動トルクが伝達され、駆動ギヤ（Ｇ１）および従動ギヤ
（Ｇ２）が駆動軸（１）および従動軸（２）と一体的に
回転し、中間ギヤ（Ｇ３）は支軸（３）のまわりを回転
する。したがって、巻取軸にそのトルクが伝達され、巻
取軸が巻取ロールと一体的に回転する。したがって、ウ
ェブ材料を巻取ロールに巻き取ることができる。

また、第３図および第４図に示すように、駆動ギヤ（Ｇ
１）、従動ギヤ（Ｇ２）および中間ギヤ（Ｇ３）によっ
て駆動トルクが伝達されるとき、駆動ギヤ（Ｇ１）およ
び従動ギヤ（Ｇ２）のトルクおよび反力が中間ギヤ（Ｇ
３）に作用し、中間ギヤ（Ｇ３）は駆動ギヤ（Ｇｌ）お
よび従動ギヤ（Ｇ２）のかみ合い接線力（Ｆｌ）、（Ｆ
２）を受ける。したがって、２倍のかみ合い接線力（Ｆ
）が中間ギヤ（Ｇ３）に生じる。かみ合い接線力（Ｆ）
は駆動ギヤ（Ｇ１）、従動ギヤ（Ｇ２）および中間ギヤ
（Ｇ３）のトルク（Ｍ）に比例する。

中間ギヤ（Ｇ３）の半径を（ｄ）とすると、かみ合い接
線（Ｆ）は次式で表わされる。

そして、レバー（４）が支軸（５）のまわりを揺動し、
荷重検出器（Ｄ）が支軸（６）のまわりを揺動し、中間
ギヤ（Ｇ３）のかみ合い接線力（Ｆ）が支軸（３）およ
び荷重検出器（Ｄ）に伝達される。したがって、荷重検
出器（Ｄ）は中間ギヤ（Ｇ３）のかみ合い接線力（Ｆ）
を受け、これを検出する。したがって、荷重検出器（Ｄ
）によって駆動ギヤ（Ｇ１）および従動ギヤ（Ｇ２）の
トルク（Ｍ）を検出することができ、駆動軸（１）およ
び従動軸（２）のトルク（Ｍ）を検出することができる
。

したがって、荷重検出器（Ｄ）によって巻取軸のトルク
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、ウェブ材料の張力を任意に調節すること
ができる。したがって、ウェブ材料を的確に巻き取るこ
とができる。

さらに、この機構は駆動ギヤ（Ｇｌ）、従動ギヤ（Ｇ２
）、中間ギヤ（Ｇ３）および荷重検出器（Ｄ）を組み合
わせるだけでよ（、構成が簡単である。したがって、全
体をコンパクトにすることができる。

したがって、これを巻取軸に近い位置に組み込み、巻取
軸に近い位置で駆動軸（１）および従動軸（２）のトル
ク（Ｍ）を検出することができる。この結果、巻取軸の
トルクを正確に検出することができ、ウェブ材料の張力
を正確に調節することができる。

なお、この発明には種々の変形例が考えられる。たとえ
ば、第５図に示すように、中間ギヤ（Ｇ３）の支軸（３
）を巻取アーム（Ａ）の所定位置に固定し、片持ち支持
する。そして、この支軸（３）に荷重検出器（Ｄ）を組
み込み、荷重検出器（Ｄ）が中間ギヤ（Ｇ３）のかみ合
い接線力（Ｆ）を受けるよう構成し、ケーブル（７）を
支軸（３）に収容し、荷重検出器（Ｄ）に接続してもよ
い。この場合も、荷重検出器（Ｄ）によって駆動ギヤ（
Ｇ１）および従動ギヤ（Ｇ２）のトルク（Ｍ　）を検出
することができる。第６図に示すように、中間ギヤ（Ｇ
３）の支軸（３）を両持ち支持し、この支軸（３）に荷
重検出器（Ｄ）を組み込んでもよい。要するに、中間ギ
ヤ（Ｇ３）の支持系に荷重検出器（Ｄ）を組み込めばよ
いものである。そして、荷重検出器（Ｄ）が中間ギヤ（
Ｇ３）のかみ合い接線力（Ｆ）を受けるよう構成すると
、荷重検出器（Ｄ）によって駆動ギヤ（Ｇｌ）および従
動ギヤ（Ｇ２）のトルク（Ｍ）を検出することができ、
同様の作用効果を得ることができる。

また、必ずしも駆動ギヤ（Ｇ１）、従動ギヤ（Ｇ２）お
よび中間ギヤ（Ｇ３）を−直線（Ｙ）上に配置する必要
はない。場合によっては、第７図に示すように、駆動ギ
ヤ（Ｇｌ）を直線（Ｙ）に対し一定角度（α）ずらせて
もよい。この場合も、駆動ギヤ（Ｇｌ）および従動ギヤ
（Ｇ２）のかみ合い接線力（Ｆｌ）、（Ｆ２）が中間ギ
ヤ（Ｇ３）に作用し、中間ギヤ（Ｇ３）は駆動ギヤ（Ｇ
ｌ）および従動ギヤ（Ｇ２）のトルク（Ｍ）と比例する
かみ合い接線力（Ｆ）を受ける。このかみ合い接線力（
Ｆ）は次式で表わされる。

Ｆ＝　（ＦＩ十Ｆ２）ＣＯ５− したがって、荷重検出器（Ｄ）によって駆動ギヤ（Ｇｌ
）および従動ギヤ（Ｇ２）のトルク（Ｍ）を検出するこ
とができ、巻取軸のトルクを検出することができる。

なお、スリッタの巻取ロールおよび巻取軸を回転駆動す
る駆動系に限らず、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
クを検出する必要があるものであれば、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、
ウェブ材料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ができる。この結
果、巻取軸のトルクを正確に検出し、ウェブ材料の張力
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図はこの発明の実施例を示す断面図、第２図は第１
図の側面図、第３図および第４図は第１図の中間ギヤに
かみ合い接線力が生じる状態を示す説明図、第５図およ
び第６図は第１図の変形例を示す断面図、第７図は第４
図の変形例を示す説明図である。 （Ｇ１）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・駆動ギヤ（Ｇ２）・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・従動ギヤ（Ｇ３）・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・中間ギヤ（Ｄ）・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・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） 第１図　　　　　第２図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 駆動ギヤと従動ギヤ間に中間ギヤを介在させ、前記中間
   ギヤを前記駆動ギヤおよび従動ギヤとかみ合わせるとと
   もに、前記中間ギヤの支持系に荷重検出器を組み込み、
   前記荷重検出器が前記中間ギヤのかみ合い接線力を受け
   るよう構成し、前記荷重検出器によって前記駆動ギヤお
   よび従動ギヤ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。