JPH07507386A - 交換器ビームとビームアセンブリ - 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】 交換器ビームとビームアセンブリ 発明の背景 本発明は、回転軸に作用する力の交換器による測定に交換器を用いて有感機械力 を電気的信号に交換する種々のアセンブリか回転軸に作用する力の測定に用いら れてきた。このような交換器アセンブリの１つの重要な活用は、ロールを横切る ウェブに起る張力を移動するウェブによりロールにかかる力を測定することで監 視することである。歪ゲージをロール端内と、前記ロールの端の向こうで継手を 支持するロール回転軸に取付けてロールに加えられる力を前記ロール上を移動し 且つ支持されるウェブにより感知してきた。このような歪ゲージからの信号は監 視でき、それによりウェブの張力が適宜調整できる。

米国特許第３，２０６，１０６号は、ロール回転軸の端のキャップ内の可撓性部 材に取付けた歪ゲージを示す。

歪ゲージからの電気信シシ・を電気ブリッジ回路例えばホイートストーン（Ｗｈ ｅａｔｓｔｏｎｅ）ブリッジ回路に送信する。その他の歪ゲージアセンブリは米 国特許第３．７６３，７０１弓°；第４．０５２．８９１号；第４．１３０，０ １４号；第４，３２６，４２４号；第４゜６７４．３４１弓と第４，６９１．． ５７９号に示されている。本出願人による米国特許願第６０７．５１３号はウェ ブの張力監視用の別の種類の歪ゲージアセンブリを示す。

灸肌旦象粉 本発明の交換器アセンブリは、ロール回転軸、例えばアイドルローラの軸のビロ ー型取付物と共に使用できる。

本アセンブリを回転軸軸受と機械骨組又は他の固定構造の間に配置する。

本交換器は２つ以上のビームを用いる。ビームは１つ以上の離間した平行端部と 、前記２つの端部の間に伸び、且つそれに対して角度をつけて配置された中間部 分を備える。前記ビームの端部をそれぞれ平らな上部取付板と上部取付板に固定 する。前記下部、すなわち基板を機械骨組素子もしくは他の固定構造部材に固定 できるようになっている。前記上部取付板を中間部材を適して回転軸の端の軸受 に固定させ、その上の荷重を測定することが好ましい。

通常のソリッドステート装置の歪ゲージをビームの中間部分と関連させる。数種 のビーム構成のいずれを用いるかによるが、歪ゲージをいずれにしても取付けて 、ビームの中間部における歪をビームのウェブ部分で感知させる。

シールド部材か前記基板から上方方向にビームを囲繞して拡がることが好ましく 、又ガスケットを前記シールド部材と前記上部取付板の間に配置して、前記上部 取付板が前記基板に対するある程度の相対的垂直運動できるようにする。

前記歪ゲージを、ブリッジ回路部品の備わり、又前記交換器アセンブリから遠隔 して配置された計器又は（及び）警報装置が備わることもある電気的監視回路部 品に電気的に接続する。

軸受により支持された回転軸に作用する力をビーム連結して、前記歪ゲージで感 知させると、力の強さである電気ポル］・数信号を発生させるので、前記回転軸 又は他の関連装置の作動をそれにより調整、例えば前記回転軸と連動するロール で支持されたウェブの張力の調整もしくは安定ができる。

特別の軸継手、継手、回転軸を使用しないので、本発明の交換器は数多い先行技 術機械装置よりも部用で、既存の機械と共に容易に使用できる。本発明のビーム を交換器アセンブリに欲しいだけ使用できるということは、用途いかんによるが 、著しい量の特殊化された部品を在庫する必要性がなくなることに繋がる。本発 明の交換器ビームとビームアセンブリのこれらの長所や他の長所については以下 好ましい実施例の詳細を添付図面の諸国と併せて研究すれば、さらに完全な理解 ができるはずである。

一体部分として示された前記ビーム１１はその横方向中心線、換言すれば、図１ の図解の平面に対し直角の方向の中央線の回りに相称で、図１のビーム１１の上 部と下部において示された同一の・＋ｉ行する端部１４と１５を具備することが 好ましい。前記ビーム１１の前記端部１４と１５は、その間に角度をなして伸び る中間部分１６により相互に接続されている。ビーム１１の前記中間部分１６は 図示のように、断面で前記端部１４と１５に比較して僅かに薄く、それには中心 に横方向に配置された通路１７が備わり、それをビーム１１と一体に形成され且 つ、図１の断面図を示している平面に平行する面に伸びる壁のようなウェブ１８ により前記通路の中間点で中断させる。前記通路１７はこのようにして、前記ビ ーム１１の対面する側から互いに向って伸びるビーム１１の中間部１６を通る２ つの互いに整合する細長い孔で、その孔の内側両端でウェブ１８で分離される孔 からなる。

図１のウェブ１８を図６でさらに詳細に示す。

ビーム１１の端部１４を上部取付板１２に複数のねじ込み締結具２０で固定され 、又ビーム１１の端部１５を前記基板１３に同様複数の締結具２０で固定する。

前記基板１３を固定骨組部材２１にねじ込み締結具２２で締結し、父上部数付板 １−２をねじ込ろ締結具２２で締結し、父上部数付板１２をねじ込み締結具２３ で板部材２４で締結する。通常のビローｇ軸受２５として示され軸受を前記板部 材２４に取付けてねじ２６で固定する。前記軸受２５の詳細は、技術上既に周知 なので開示されていないが、前記軸受２５は回転軸（図示せず）を収容する円筒 孔２７を具備する。

前述の討議で説明された素子のすべては、金属、例えばアルミニウムもしくは鋼 で適当に形成されている。ビーム１１をアルミニウムで形成することが好ましい 。図１はさらに、上部取付板１２と長方形端部シールド部材２９の間に介在させ たゴム製もしくは他の弾性材料のガスケット２８を示す。前記ガスケット２８は 、基板１３に関連する回転軸、従って前記軸受２５に加わる荷重に応じて発生す る僅かな量の上部取付板１２の相対的移動を可能にし、その力は次にビーム１１ に歪として加わる。

図７の分解組立図は、前記端シールド部材２９のほかに、図１のアセンブリが、 前記及び後部シールド部材３０と３１を具備し、それぞれが前記端シールド部材 ２９と共に前記ビーム１１を囲い込むに役立つ。前記ガスケット２８は前記シー ルド部材２９．３０．３１と、上部取付板１２の間に嵌まる長方形を備えるもの として図７で示されている。ねじ込み締結具の大部分は図面を潤沢にするために 図７には示されていないが、それらの位置は、前記締結具を収容する孔から判断 できる。

前記端シールド部材２９と前記前部と後部シールド部材３０と３１を前記基板１ ３に溶接もしくは他の方法でそれに固定することが好ましい。スス７に前記前部 シールド部材３０にある開口部３４に嵌合する電気接続器３３を示す。電線（図 示せず）が交換器アセンブリ１０の内側から外側を通る前記接続器は、ねじ３５ （そのうちの１つだけを図示）で適所に保持できる。

図１と７のビーム１１も図５に示されている。先に示されたように、前記ビーム の端部１，４と１５は互いに対して平行であり、前記中断通路１゜７が通って伸 びる傾斜中間部分１６により相互接続されている。前記通路１７は、横断面が細 長い楕円形で、その長手側がビーム１１の中間部分１６の平行する上面３６と下 面３７に平行である。前記通路１７も、２つの整合する孔がビーム１１、の対向 する側から互いに接近してくるが、交わらないものとして考えられている。又横 断面が細長い楕円形で、ビーム１１の中間部１６を通り、通路１７に直角に向く ２つの孔３８も備わっている。これらの孔３８はウェブ１８で分離されている。

ビーム１１の中間部１６を前記端部１４と１５に対し１１５°の角度をとって傾 斜させることが好ましい。この角度関係は、軸受２５により支持されている回転 軸に、前記回転軸の軸に関連する交換器ビーム１１の方位に関係なく作用する力 に応じて最も有効である。ビーム１１を前記回転軸の軸に垂直に整合させて図示 されているが、ビーム１１は、い（つかの他の方位、例えば回転軸の軸と整合さ せるか、あるいは、前記回転軸の軸の面に平行する面に配置された前記ビームの 端部１４と１５に対してどのような角度をもたせてもよい。

市販の半導体装置でも差支えないが、歪ゲージを、図ニブ１８の対向する側面に 配置する。図６で線Ｘとｙで示される歪ゲージを互いから９０度の角度だけ軸を はずして置（。

ビーム１１の中間部１６を通る通路１７と前記道路１７を交差するビーム１１を 通る孔３８が、軸受２５で支持される回転軸の荷重を示すビーム１１に移、動す る力に対して、前記ビーム１１の中間部１６をいくぶん可撓性且つ反応性のある ものにしている。Ｘとｙにある歪ゲージはウェブ１８の機械応力を感知し、感知 した応力を、前記通路１７と接続器３５を通して電気回路部品に電線（図示せず ）で運ばれるボルト数信号に変換して、前記ウェブ１８の対向側面のゲージから の前記信号を電気ブリッジ回路部品を用いて増幅と比較を行う。ウェブ１８にか かった歪を示す信号の処理から得られる測定は軸受２５に取付けられた回転軸に 作用する力を示すもので、又その調整は、前記回転軸上の測定された力が所定の 値と異なる場合に行うことができる。

図２は、参照番号４０で示される交換器アセンブリが、図」の実施例と同一方法 で機能する２つのビーム１１を使用していることを示す。図２の交換器４０は、 アセンブリ１０を使用して測定する力よりも大きい回転軸力の測定に使用できる 。類似取付板１２．１３と同様であるが大型の上部取付板及び基板４２．４３を 図２の実施例に用いるが、取付板４４は図１の取付板２４に相当する。

用途と、検知される回転軸荷重の大きさに左右されるが、ビーム１１はいくつで も上部取付板と基板、例えば１２．１３と４２．４３の間に配置できる。２つ以 上のビーム１１を用いると、図２に示すように一線に整合する必要はないが、数 個のビー１１１１の端部１４と１５が同一平面状になる条件で、隣同士か他の所 望される関係であればどのようなものにも配置できる。

図３と４は、本発明の交換器アセンブリ１０で使用できるビームの修正を示す。

図３と４のビームは、交換器アセンブリの他の修正を行わないで図５のビーム１ １の代りに用いることかできる。

図５のビーム１１と同様に、図３のビーム５１は、中間部分５６により相互に接 続される互いに平行する端部５１１と５５を具備する。前記ビーム５１は、ビー ム１１の孔３８に相当する孔がない点で、又、ビーム５１の中間部分５６を通る 通路５７は中断することな（ビーム５１の全幅を通る点で、ビーム１１と異なる 。歪ゲージＳは、ビーム５１の中間部分５６の対向側面に、互いに平行して配置 させる。

図４のビーム６１はブーム１１と５１と同様に、中間部分６６により相互に接続 された平行する端部６４と６５を具備するが、ビーム６１は、通路１７もしくは ５７に相当する通路を備えていない。ビーム６１の中間部６６をビー１１６１の 幅をその中間部分６６で横切って伸びる１対の流通路６９で形成する。歪ゲージ Ｓはビーム６１の対向する側面の対抗する流通路６９の中央に配置される。

図３と４のビーム５１と６１の製造は、ビーム１１に比較して筒用で、特定の用 途に通している。説明の交換器アセンブリビームのすべてが共通して具備するも のは、角、好ましくは前記端部分と４５度をなす中間部分て相互接続する軸を外 して配置され）１ｉ−行する端部である。

交換器アセンブリと、このようなアセンブリに用いるビームの好ましい実施例が 詳細に記述されてきたが、種々の修正ならびに変形はそれ自体、技術上置に熟知 されたもの、例えば、図示されたビロー型以外の回転軸取付は部の他の形で交換 器アセンブリに使用、すなわち交換器アセンブリを回転軸に作用するカ以外の力 の測定に使用できることを示唆している。

図面の簡単な説明 図１は、本発明による交換器アセンブリの横断面を示す側面図である。

図２は、本発明による２つのビームを備える交換器アセンブリの断面側面図であ る。

図３は、本発明によるビームの修正型の斜視図である。

図４は、本発明のビームの別の実施例を示す斜視図である。

図５は、本発明による現在好ましいビームの斜視図である。

図６は、図５のビームのウェブ部の詳細図である。

図７は、図１の交換器アセンブリの分解組立斜視図で図１の断面図に、参照番号 １ｏで交換器アセンブリが、上部取付板部材１２と下部取付部材すなわち基板１ ３の間に固定された番号１１で示された異形部材からなることを示す。

フロントページの続き （７２）発明者　モンタルポ、ウィリアム、ダブリュー。

ザ、サード アメリカ合衆国、　０４０７１．メイン州、レイモンド、エジプト、ロード、ボ ックス。

２６３ピー （７２）発明者　メトカルフ、フィリップ、アール、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 (14)

【特許請求の範囲】
1. １．平行する対向端部が前記端部に対し再度をなして配置された中間部分により 相互に接続したビームと前記中間部上の取付けられた歪ゲージ装置からなる機械 力を感知して対応する電気ボルト数信号を発生する交換器。
2. ２．前記中間部分が前記ビームの全幅を横切って伸びる通路を具備することを特 徴とする請求項１の交換器。
3. ３．前記通路がウエブにより中断されることを特徴とする請求項２の交換器。
4. ４．前記交換器が前記通路を直角に伸び、且つ前記通路と交差する孔を具備し、 前記ウエブが前記孔の間に配置されることを特徴とする請求項３の交換器。
5. ５．前記歪ゲージ装置を前記ウエブの上に取付けることを特徴とする請求項３又 は４の交換器。
6. ６．平行する上部及び下部取付板と前記取付板に固定された端部を具備するビー ムとを含み、前記ビームは前記端部と相互接続し且つ、前記端部に対し角度をな して配置された中間部分と；前記中間部分上に設けた歪ゲージ装置と；を備えた 交換器アセンブリ。
7. ７．前記中間部分を通る横方向通路を設けることを特徴とする請求項６のアセン ブリ。
8. ８．前記横方向通路をウエブにより中継させて前記歪ゲージ装置を前記ウエブ上 に取付けることを特徴とする請求項７のアセンブり。
9. ９．前記横方向通路に対し直角に伸び、且つ前記横方向通路に交差する孔が備わ り、又前記ウエブを前記孔の間に配置することを特徴とする請求項８のアセンブ リ。
10. １０．回転軸上に作用する力を測定する交換器アセンブリにおいて、回転軸軸受 を取付ける装置と；該取付け装置にその下で固定される上部取付板と；前記上部 取付板から下部取付板に伸び、且つ前記下部取付板が固定構造物上への取付けに 適応できるように配置され又、前記上部と下部取付板にそれぞれ固定された平行 端部と前記平行端部と交差し且つ前記端部に対し角度をなして伸びる中間部とを 備えるビームと；前記中間部分に備わる歪ゲージ装置とを具備する交換器アセン ブリ。
11. １１．前記中間部分を横方向に伸びる通路を備えることを特徴とする請求項１０ のアセンブリ。
12. １２．前記通路をウエブで中断し、又前記歪ゲージ装置を前記ウエブの上に取付 けることを特徴とする請求項１１のアセンブリ。
13. １３．前記中間部を通る通路に対し直角に伸び、前記通路と交差する孔を備え、 又、前記ウエブを前記孔の間に配置することを特徴とする請求項１１のアセンブ リ。
14. １４．前記角度が約４５度であることを特徴とする請求項１、６又は１０のアセ ンブリ。