JPH10111233A - 材料の摩擦係数とけん引力を測定する装置と方法 - Google Patents
材料の摩擦係数とけん引力を測定する装置と方法Info
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- JPH10111233A JPH10111233A JP9258505A JP25850597A JPH10111233A JP H10111233 A JPH10111233 A JP H10111233A JP 9258505 A JP9258505 A JP 9258505A JP 25850597 A JP25850597 A JP 25850597A JP H10111233 A JPH10111233 A JP H10111233A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N19/00—Investigating materials by mechanical methods
- G01N19/02—Measuring coefficient of friction between materials
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0014—Type of force applied
- G01N2203/0016—Tensile or compressive
- G01N2203/0017—Tensile
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造工程の間オンラインで用いることのでき
るウエブ材料のけん引力測定装置と方法を提供する。 【解決手段】 ローラ上の材料のけん引力と摩擦係数を
決定する測定装置と方法において、第１及び第２のロー
ラが材料を移送する。エンコーダが各ローラに連結さ
れ、モーターが一方のローラに連結される。モーターは
前方へのトルクと後方へのトルクを第１のローラに加
え、材料がローラに対し滑るようにする。エンコーダに
連結されたコンピュータがけん引力と摩擦係数を計算す
る。
るウエブ材料のけん引力測定装置と方法を提供する。 【解決手段】 ローラ上の材料のけん引力と摩擦係数を
決定する測定装置と方法において、第１及び第２のロー
ラが材料を移送する。エンコーダが各ローラに連結さ
れ、モーターが一方のローラに連結される。モーターは
前方へのトルクと後方へのトルクを第１のローラに加
え、材料がローラに対し滑るようにする。エンコーダに
連結されたコンピュータがけん引力と摩擦係数を計算す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はけん引力測定装置及
び方法と、ローラ上の材料の摩擦係数を決定する装置及
び方法とに関する。
び方法と、ローラ上の材料の摩擦係数を決定する装置及
び方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】ウエブ材料の製造において、ウエブ材料
は典型的には回転可能なローラにより移送される。ウエ
ブ材料が写真ウエブ材料のようにかき傷や摩耗に敏感で
あったならば、ウエブが移送されているときにかき傷や
磨耗が生じないよう注意がはらわれなければならない。
このようなかき傷や磨耗はウエブ材料がローラ上を「滑
る」場合に生じる。すなわち、ローラによりウエブ材料
を移送している間にウエブ材料が回転しているローラと
同じ速度で動かなかったならばウエブ材料はローラの表
面を横切って滑りその結果かき傷と磨耗が生じることに
なる。ウエブ材料の速度が移送中増すにつれて、滑りが
ますます起こりやすくなる。実際に、特別の製造パラメ
ーター（移送速度を含む）に依存して、特定のウエブ材
料はこれらのパラメーターのもとでは滑りを生じないで
移送することができなくなる。
は典型的には回転可能なローラにより移送される。ウエ
ブ材料が写真ウエブ材料のようにかき傷や摩耗に敏感で
あったならば、ウエブが移送されているときにかき傷や
磨耗が生じないよう注意がはらわれなければならない。
このようなかき傷や磨耗はウエブ材料がローラ上を「滑
る」場合に生じる。すなわち、ローラによりウエブ材料
を移送している間にウエブ材料が回転しているローラと
同じ速度で動かなかったならばウエブ材料はローラの表
面を横切って滑りその結果かき傷と磨耗が生じることに
なる。ウエブ材料の速度が移送中増すにつれて、滑りが
ますます起こりやすくなる。実際に、特別の製造パラメ
ーター（移送速度を含む）に依存して、特定のウエブ材
料はこれらのパラメーターのもとでは滑りを生じないで
移送することができなくなる。
【０００３】一般に、けん引力は付着又は静止摩擦に関
係する。ウエブを取扱う環境においてはけん引力は典型
的には滑りを生じないでローラを横切って支持すること
のできる最大のウエブ張力の差違に関係する。様々な要
因がけん引に影響を及ぼし、ウエブ材料の引張りの強
さ、ローラ上のウエブ材料の巻きつき角度、及びウエブ
材料とローラの摩擦特性を含んでいる。けん引力を知る
ことにより、滑りを回避することができる。
係する。ウエブを取扱う環境においてはけん引力は典型
的には滑りを生じないでローラを横切って支持すること
のできる最大のウエブ張力の差違に関係する。様々な要
因がけん引に影響を及ぼし、ウエブ材料の引張りの強
さ、ローラ上のウエブ材料の巻きつき角度、及びウエブ
材料とローラの摩擦特性を含んでいる。けん引力を知る
ことにより、滑りを回避することができる。
【０００４】米国特許第４，８１１，５９１号は材料の
表面状態を検査する装置に関するものである。２つの同
一のホイールが表面状態が検査される材料の幅を横切っ
て位置している。一方のホイールが滑りの生じ始めるま
でブレーキがかけられる。２つのホイールの回転速度と
ブレーキトルクにおける差違が決定される。ブレーキト
ルクは付着と表面状態の相対値の表示を提供する。
表面状態を検査する装置に関するものである。２つの同
一のホイールが表面状態が検査される材料の幅を横切っ
て位置している。一方のホイールが滑りの生じ始めるま
でブレーキがかけられる。２つのホイールの回転速度と
ブレーキトルクにおける差違が決定される。ブレーキト
ルクは付着と表面状態の相対値の表示を提供する。
【０００５】米国特許第４，９０９，０７３号は車輪と
道路表面との間の摩擦係数を測定する装置に関し、２つ
の車輪を相互に連結するトーションバー上のトルクが一
方の車輪の速度が変わるにつれて滑りが生じるまで監視
される。
道路表面との間の摩擦係数を測定する装置に関し、２つ
の車輪を相互に連結するトーションバー上のトルクが一
方の車輪の速度が変わるにつれて滑りが生じるまで監視
される。
【０００６】これらの装置は特定の用途においてはある
程度の成功を収めることができたが、これら装置はオン
ラインのウエブ移送製造工程には適していない。例え
ば、材料の幅を横切る２つの車輪の配置構造が特定の幅
方向の位置で摩擦係数を測定し、ウエブ材料の総計の摩
擦係数を表わすものではない。さらに、このような２つ
の車輪の配置構造は材料を進める横方向の力を導入する
傾向がある。材料を進めることは製造工程におけるウエ
ブの運動に不利な影響を及ぼすものとなる。さらに、粘
性抗力、空気の引込み、及びウエブの曲がりのような高
速時に顕著となる力は誘発された滑り状態から迅速に回
復する能力と同様に考慮する必要がある。
程度の成功を収めることができたが、これら装置はオン
ラインのウエブ移送製造工程には適していない。例え
ば、材料の幅を横切る２つの車輪の配置構造が特定の幅
方向の位置で摩擦係数を測定し、ウエブ材料の総計の摩
擦係数を表わすものではない。さらに、このような２つ
の車輪の配置構造は材料を進める横方向の力を導入する
傾向がある。材料を進めることは製造工程におけるウエ
ブの運動に不利な影響を及ぼすものとなる。さらに、粘
性抗力、空気の引込み、及びウエブの曲がりのような高
速時に顕著となる力は誘発された滑り状態から迅速に回
復する能力と同様に考慮する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】したがって、ウエブと
表面との間のけん引力と摩擦係数を決定する装置の必要
性が依然として存在する。ウエブ移送製造工程にオンラ
インで組込むことのできる自動けん引力測定装置が、適
当なけん引力が絶えず製造工程において存在し、それに
よりけん引力の損失に関する問題を解消するのを保証す
るものとなる。このような装置と方法はウエブを横切る
全けん引力を測定することができなければならず、また
製造工程又はウエブ材料に不利な影響を及ぼしてはなら
ない。この装置は、現存するウエブ移送ローラに適し、
高速時に顕著な力を考慮し、滑りの状態から迅速に回復
する能力を有していなければならない。
表面との間のけん引力と摩擦係数を決定する装置の必要
性が依然として存在する。ウエブ移送製造工程にオンラ
インで組込むことのできる自動けん引力測定装置が、適
当なけん引力が絶えず製造工程において存在し、それに
よりけん引力の損失に関する問題を解消するのを保証す
るものとなる。このような装置と方法はウエブを横切る
全けん引力を測定することができなければならず、また
製造工程又はウエブ材料に不利な影響を及ぼしてはなら
ない。この装置は、現存するウエブ移送ローラに適し、
高速時に顕著な力を考慮し、滑りの状態から迅速に回復
する能力を有していなければならない。
【０００８】本発明の目的は製造工程の間オンラインで
用いることができるけん引力測定装置と方法を提供する
ことである。
用いることができるけん引力測定装置と方法を提供する
ことである。
【０００９】本発明の他の目的はウエブ材料、特に感光
性のウエブ材料を処理するのに用いることができ、また
現存するウエブ移送ローラに対し改造して取付けること
のできる上記のような装置と方法を提供することであ
る。
性のウエブ材料を処理するのに用いることができ、また
現存するウエブ移送ローラに対し改造して取付けること
のできる上記のような装置と方法を提供することであ
る。
【００１０】本発明のまた他の目的はウエブ材料とウエ
ブ材料を移送するローラとの間の摩擦係数を測定するこ
とのできる上記の装置と方法を提供することである。
ブ材料を移送するローラとの間の摩擦係数を測定するこ
とのできる上記の装置と方法を提供することである。
【００１１】本発明のさらに他の目的はウエブ材料の様
々な速度における様々なローラ表面とウエブとのけん引
力を比較することのできる上記の装置と方法を提供する
ことである。
々な速度における様々なローラ表面とウエブとのけん引
力を比較することのできる上記の装置と方法を提供する
ことである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】これらの目的は例示によ
ってのみ与えられる。したがって、開示された発明によ
って本来達成される他の望ましい目的と利点は当業者に
とって明らかとなるであろう。本発明は特許請求の範囲
によって規定されるものである。
ってのみ与えられる。したがって、開示された発明によ
って本来達成される他の望ましい目的と利点は当業者に
とって明らかとなるであろう。本発明は特許請求の範囲
によって規定されるものである。
【００１３】本発明の１つの形態によれば、材料の摩擦
係数を測定する装置が提供される。この装置は材料を移
送するため材料に接触するようになっている第１のロー
ラを具備している。第１のローラに作用するよう連結さ
れたトルク手段が（ｉ）第１のローラに第１の方向の第
１のトルクを加え材料が第１のローラに対し滑るように
し、（ii）第１のローラに第１の方向とは反対の第２の
方向の第２のトルクを加え材料が第１のローラに対し滑
るようにする。コンピュータ手段がモーターを制御し摩
擦係数を計算する。付加的な実施態様では、けん引力の
値が計算される。他の実施態様では、第２の回転可能な
ローラが用いられ材料を移送するため材料と接触する。
第１及び第２のローラの各々は回転軸線を有し、これら
軸線は実直的に平行であり同軸ではなく、第２のローラ
が拘束されないようにしている。
係数を測定する装置が提供される。この装置は材料を移
送するため材料に接触するようになっている第１のロー
ラを具備している。第１のローラに作用するよう連結さ
れたトルク手段が（ｉ）第１のローラに第１の方向の第
１のトルクを加え材料が第１のローラに対し滑るように
し、（ii）第１のローラに第１の方向とは反対の第２の
方向の第２のトルクを加え材料が第１のローラに対し滑
るようにする。コンピュータ手段がモーターを制御し摩
擦係数を計算する。付加的な実施態様では、けん引力の
値が計算される。他の実施態様では、第２の回転可能な
ローラが用いられ材料を移送するため材料と接触する。
第１及び第２のローラの各々は回転軸線を有し、これら
軸線は実直的に平行であり同軸ではなく、第２のローラ
が拘束されないようにしている。
【００１４】本発明の他の形態によれば、第１の回転可
能のローラ上を移送されている材料のウエブのけん引力
の値を決定する方法が提供される。この方法は第１の軸
線の周りに回転する第１のローラを取付けることを含ん
でいる。第１のローラは材料のウエブと接触し材料のウ
エブを移送する。速度比が連続して監視される。第１の
トルクが第１の方向で第１のローラに加えられる。材料
のウエブが第１のローラに対し滑るようにする第１のト
ルクの値が次に決定される。同様に、第２のトルクが第
１のローラに加えられるが、しかしこの第２のトルクは
第１の方向とは逆の第２の方向に加えられる。材料のウ
エブが第１のローラに対し滑るようにする第２のトルク
の値がついで決定される。摩擦係数の値とけん引力の値
は第１及び第２のトルクの値を用いて計算することがで
きる。他の実施態様では、第２の回転可能なローラが第
２の回転軸線の周りに自由に回転するよう取付けられ、
第２の回転軸線は第１の回転軸線と実直的に平行であり
第１及び第２の軸線は同軸とはなっていない。
能のローラ上を移送されている材料のウエブのけん引力
の値を決定する方法が提供される。この方法は第１の軸
線の周りに回転する第１のローラを取付けることを含ん
でいる。第１のローラは材料のウエブと接触し材料のウ
エブを移送する。速度比が連続して監視される。第１の
トルクが第１の方向で第１のローラに加えられる。材料
のウエブが第１のローラに対し滑るようにする第１のト
ルクの値が次に決定される。同様に、第２のトルクが第
１のローラに加えられるが、しかしこの第２のトルクは
第１の方向とは逆の第２の方向に加えられる。材料のウ
エブが第１のローラに対し滑るようにする第２のトルク
の値がついで決定される。摩擦係数の値とけん引力の値
は第１及び第２のトルクの値を用いて計算することがで
きる。他の実施態様では、第２の回転可能なローラが第
２の回転軸線の周りに自由に回転するよう取付けられ、
第２の回転軸線は第１の回転軸線と実直的に平行であり
第１及び第２の軸線は同軸とはなっていない。
【００１５】本発明は製造工程にオンラインで組込むこ
とができる自動けん引力測定装置と方法を提供し、適当
なけん引力の強さが常に製造工程において存在しそれに
よりけん引力の損失に関する問題が回避できるようにす
るのを保証する。この装置は製造工程又はウエブ材料に
不利な影響を及ぼさない。この装置で行われた測定はウ
エブ材料の製造に入力として提供されその摩擦特性を向
上させる。さらに、摩擦係数は滑りを防止するようウエ
ブ処理装置の作動速度を決定するときの考慮すべき事項
とすることができる。
とができる自動けん引力測定装置と方法を提供し、適当
なけん引力の強さが常に製造工程において存在しそれに
よりけん引力の損失に関する問題が回避できるようにす
るのを保証する。この装置は製造工程又はウエブ材料に
不利な影響を及ぼさない。この装置で行われた測定はウ
エブ材料の製造に入力として提供されその摩擦特性を向
上させる。さらに、摩擦係数は滑りを防止するようウエ
ブ処理装置の作動速度を決定するときの考慮すべき事項
とすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の上記のまた他の目的、特
徴及び利点は添付図面に示される本発明の好適な実施態
様に関する以下のさらに詳細な記載から明らかとなるで
あろう。
徴及び利点は添付図面に示される本発明の好適な実施態
様に関する以下のさらに詳細な記載から明らかとなるで
あろう。
【００１７】以下は本発明の好適な実施態様の詳細な記
載であり、各図において同一符号が構造の同一要素を示
す図面が参照される。
載であり、各図において同一符号が構造の同一要素を示
す図面が参照される。
【００１８】図１はけん引力測定装置１０の第１の実施
態様を示す。装置１０は第１のローラ１２（すなわち試
験ローラ）と第２のローラ１４（すなわち基準ローラ）
とを含んでいる。ローラ１２，１４はそれぞれ軸線の周
りに回転するよう取付けられる。これらローラの軸線は
実直的に平行であり、同軸ではない。第２のローラ１４
は拘束されておらず、すなわちその軸線周りに自由に回
転することができる。好ましくは、ローラ１２，１４は
接近した間隔で配されている。ウエブ材料１６はウエブ
材料の一部がローラ１２，１４の周りに巻かれるように
して矢印Ａで示される方向にローラ１２，１４を横切っ
て移送される。ローラのこのような配置により測定装置
１０はウエブ材料の進行を制御しない。したがって、装
置１０はこれが製造工程に不利な影響を与えないためオ
ンラインで用いることができる。
態様を示す。装置１０は第１のローラ１２（すなわち試
験ローラ）と第２のローラ１４（すなわち基準ローラ）
とを含んでいる。ローラ１２，１４はそれぞれ軸線の周
りに回転するよう取付けられる。これらローラの軸線は
実直的に平行であり、同軸ではない。第２のローラ１４
は拘束されておらず、すなわちその軸線周りに自由に回
転することができる。好ましくは、ローラ１２，１４は
接近した間隔で配されている。ウエブ材料１６はウエブ
材料の一部がローラ１２，１４の周りに巻かれるように
して矢印Ａで示される方向にローラ１２，１４を横切っ
て移送される。ローラのこのような配置により測定装置
１０はウエブ材料の進行を制御しない。したがって、装
置１０はこれが製造工程に不利な影響を与えないためオ
ンラインで用いることができる。
【００１９】第１のローラ１２の半径はｒであり、一方
第２のローラ１４の半径はＲである。第１及び第２のロ
ーラ１２，１４は同一である必要はない。これらローラ
はその大きさ、重量及び表面特性を変えることができ
る。第１及び第２のローラは同一である必要はないた
め、製造装置における現存するローラを利用することが
でき、新しいローラを必要としない。さらに、ローラの
周りのウエブの巻きつけの大きさは変えることができ
る。ローラは典型的にはウエブ材料の幅と少なくとも等
しいかこれよりも大きな長さを有している。このような
十分な幅のローラの使用はローラの縁におけるウエブの
かき傷の発生を最小にし、これに対しウエブの幅より狹
い長さのローラはかき傷、摩耗又は損傷を生じることに
なる。
第２のローラ１４の半径はＲである。第１及び第２のロ
ーラ１２，１４は同一である必要はない。これらローラ
はその大きさ、重量及び表面特性を変えることができ
る。第１及び第２のローラは同一である必要はないた
め、製造装置における現存するローラを利用することが
でき、新しいローラを必要としない。さらに、ローラの
周りのウエブの巻きつけの大きさは変えることができ
る。ローラは典型的にはウエブ材料の幅と少なくとも等
しいかこれよりも大きな長さを有している。このような
十分な幅のローラの使用はローラの縁におけるウエブの
かき傷の発生を最小にし、これに対しウエブの幅より狹
い長さのローラはかき傷、摩耗又は損傷を生じることに
なる。
【００２０】各ローラ１２，１４に各ローラの回転速度
を決定する手段１８，２０がそれぞれ取付けられる。こ
のような手段の一例はエンコーダである。他の手段１
８，２０が当業者にとってローラの回転速度を決定する
ものとして知られている。以下は、速度決定手段１８，
２０はエンコーダ１８，２０と称される。第１のローラ
１２はさらにモーターのようなトルク源２２を含み、ト
ルクを第１のローラ１２に加える。以下、トルク源２２
はモーター２２と言う。コンピュータ手段２４、例えば
コンピュータ又はマイクロプロセッサーがけん引力測定
装置１０の作動を制御する。コンピュータ手段２４に連
結されたモニター２６がコンピュータ手段２４によって
受け取られ又は計算された情報の目に見える表示を提供
することができる。
を決定する手段１８，２０がそれぞれ取付けられる。こ
のような手段の一例はエンコーダである。他の手段１
８，２０が当業者にとってローラの回転速度を決定する
ものとして知られている。以下は、速度決定手段１８，
２０はエンコーダ１８，２０と称される。第１のローラ
１２はさらにモーターのようなトルク源２２を含み、ト
ルクを第１のローラ１２に加える。以下、トルク源２２
はモーター２２と言う。コンピュータ手段２４、例えば
コンピュータ又はマイクロプロセッサーがけん引力測定
装置１０の作動を制御する。コンピュータ手段２４に連
結されたモニター２６がコンピュータ手段２４によって
受け取られ又は計算された情報の目に見える表示を提供
することができる。
【００２１】一定のウエブ速度のもとに滑りが生じなか
った時、第１のローラ１２に作用するトルクが図２の
（ａ）と（ｂ）にＴｈｉｇｈとＴｌｏｗ（単位、ポン
ド）として示されるようにローラを横断するウエブの張
力差を生じることになる。このトルクはローラを横断す
る得られた張力差によって相殺される。張力の比はＴｈ
ｉｇｈ／Ｔｌｏｗである。滑りを生じないため、この張
力比はｅfiの値にすることができ、ここでｉはローラの
周りのウエブの巻きつきの角度であり、またｆはウエブ
とローラとの間の摩擦係数である。したがって、滑りの
始まりにおいて Ｔｈｉｇｈ／Ｔｌｏｗ＝ｅfi （式１） この式は摩擦係数と巻きつき角度とに対するローラの各
側の張力に関するものである。
った時、第１のローラ１２に作用するトルクが図２の
（ａ）と（ｂ）にＴｈｉｇｈとＴｌｏｗ（単位、ポン
ド）として示されるようにローラを横断するウエブの張
力差を生じることになる。このトルクはローラを横断す
る得られた張力差によって相殺される。張力の比はＴｈ
ｉｇｈ／Ｔｌｏｗである。滑りを生じないため、この張
力比はｅfiの値にすることができ、ここでｉはローラの
周りのウエブの巻きつきの角度であり、またｆはウエブ
とローラとの間の摩擦係数である。したがって、滑りの
始まりにおいて Ｔｈｉｇｈ／Ｔｌｏｗ＝ｅfi （式１） この式は摩擦係数と巻きつき角度とに対するローラの各
側の張力に関するものである。
【００２２】滑りの開始時に第１のローラ１２に加えら
れるモーターのトルクの値はモータートルクτM （単位
インチ−ポンド）で表わされる。作動中未知のドラグト
ルク（抗力トルク）τD （単位インチ−ポンド）が、例
えばローラが取付けられるローラ軸受からの抗力又は装
置の中の空気の引込みから装置にもたらされる。正味の
トルクτN はこれら２つのトルクの値の合計である。す
なわち τN ＝τM ＋τD （式２）
れるモーターのトルクの値はモータートルクτM （単位
インチ−ポンド）で表わされる。作動中未知のドラグト
ルク（抗力トルク）τD （単位インチ−ポンド）が、例
えばローラが取付けられるローラ軸受からの抗力又は装
置の中の空気の引込みから装置にもたらされる。正味の
トルクτN はこれら２つのトルクの値の合計である。す
なわち τN ＝τM ＋τD （式２）
【００２３】第１のローラ１２に作用する未知の抗力が
存在する場合、摩擦係数を決定するには２つの作用が行
われドラグトルクτD を明らかにする。すなわち前方へ
の作用と後方への作用とが行われる。一般に、図２の
（ａ）に示される前方への作用では、第１のローラ１２
がウエブ材料１６上を滑るようになるまで前方へのモー
タートルクτMFを第１のローラ１２に漸進的に加えるこ
とにより測定が行われる。滑りの時点で前方へのモータ
ートルクτMFが示され、すなわち滑りが起き始めた時第
１のローラ１２に加えられたトルクの値が表示される。
前方への作用と後方への作用は任意の順序で行うことが
できる。作動中、コンピュータ手段２４がトルクを加え
るのを制御し第１及び第２のローラ１２，１４の速度に
関するエンコーダ１８，２０からの信号を受け取る。
存在する場合、摩擦係数を決定するには２つの作用が行
われドラグトルクτD を明らかにする。すなわち前方へ
の作用と後方への作用とが行われる。一般に、図２の
（ａ）に示される前方への作用では、第１のローラ１２
がウエブ材料１６上を滑るようになるまで前方へのモー
タートルクτMFを第１のローラ１２に漸進的に加えるこ
とにより測定が行われる。滑りの時点で前方へのモータ
ートルクτMFが示され、すなわち滑りが起き始めた時第
１のローラ１２に加えられたトルクの値が表示される。
前方への作用と後方への作用は任意の順序で行うことが
できる。作動中、コンピュータ手段２４がトルクを加え
るのを制御し第１及び第２のローラ１２，１４の速度に
関するエンコーダ１８，２０からの信号を受け取る。
【００２４】エンコーダ１８，２０は前方及び後方への
トルクが第１のローラ１２に加えられている間コンピュ
ータ手段２４によって絶え間なく監視される。エンコー
ダからの速度情報により、コンピュータ手段２４は絶え
ず第１及び第２のローラ１２，１４の速度比Ｓを決定す
ることができる。速度比Ｓは次の式から計算することが
できる。 Ｓ＝Ｔ14／Ｔ12 （式３） ここでＴ14は第２のローラ１４に結合したエンコーダ２
０の周期、Ｔ12は第１のローラ１２に結合したエンコー
ダ１８の周期である。滑りは速度比に顕著な変化が生じ
た時に検出される。本発明においては０．２５％から
０．５０％の範囲の速度比の変化が検出できる。
トルクが第１のローラ１２に加えられている間コンピュ
ータ手段２４によって絶え間なく監視される。エンコー
ダからの速度情報により、コンピュータ手段２４は絶え
ず第１及び第２のローラ１２，１４の速度比Ｓを決定す
ることができる。速度比Ｓは次の式から計算することが
できる。 Ｓ＝Ｔ14／Ｔ12 （式３） ここでＴ14は第２のローラ１４に結合したエンコーダ２
０の周期、Ｔ12は第１のローラ１２に結合したエンコー
ダ１８の周期である。滑りは速度比に顕著な変化が生じ
た時に検出される。本発明においては０．２５％から
０．５０％の範囲の速度比の変化が検出できる。
【００２５】作動時、第１及び第２のローラ１２，１４
が取付けられウエブ材料１６がローラを横切って移送さ
れる。既知の張力がウエブ材料に加えられる。速度比Ｓ
が絶えず監視され、前方へのモータートルクτMFが第１
のローラ１２に、滑りが検出されるまで漸進的に加えら
れる。モーター２２は迅速に回復し、そして前方へのモ
ータートルクτMFがコンピュータ手段２４によって蓄積
される。同様に後方へのモータートルクτMRが滑りが検
出されるまで第１のローラ１２に漸進的に加えられ、こ
こでモーター２２が迅速に回復し後方へのモータートル
クτMRがコンピュータ手段２４によって蓄積される。摩
擦係数ｆとけん引力は以下に記載される方法を用いて計
算される。
が取付けられウエブ材料１６がローラを横切って移送さ
れる。既知の張力がウエブ材料に加えられる。速度比Ｓ
が絶えず監視され、前方へのモータートルクτMFが第１
のローラ１２に、滑りが検出されるまで漸進的に加えら
れる。モーター２２は迅速に回復し、そして前方へのモ
ータートルクτMFがコンピュータ手段２４によって蓄積
される。同様に後方へのモータートルクτMRが滑りが検
出されるまで第１のローラ１２に漸進的に加えられ、こ
こでモーター２２が迅速に回復し後方へのモータートル
クτMRがコンピュータ手段２４によって蓄積される。摩
擦係数ｆとけん引力は以下に記載される方法を用いて計
算される。
【００２６】ここで図１，２の（ａ）及び３を参照する
と、前方への作用において、既知の張力ＴOFがウエブ材
料に加えられる。好ましくは、張力ＴOFは、ウエブ材料
の移送を制御するロードセル又は浮動ロール機構のよう
な外部から加えられた張力制御装置（図示しない）から
ウエブに加えられた実直的に既知の一定張力である。第
１のローラ１２から下流側のウエブ材料１６上の張力Ｔ
IFは抗力トルクτD により減少されまた前方へのモータ
ートルクτMFによって増大される。 ＴIF＝ＴOF−ＴD ＋ＴMF （式４） でありここでＴD はＴD ＝τD ／ｒのような抗力トルク
による第１のローラ１２を横切る張力降下であり、ＴD
は第１のローラ１２の半径ｒに依存しまた測定が行われ
る時間の長さでは与えられた速度が一定の値であると推
測される。またＴ MFは滑りが起きた時の前方へのモータ
ートルクから生じた張力差であり、ＴMF＝τMF／ｒであ
る。
と、前方への作用において、既知の張力ＴOFがウエブ材
料に加えられる。好ましくは、張力ＴOFは、ウエブ材料
の移送を制御するロードセル又は浮動ロール機構のよう
な外部から加えられた張力制御装置（図示しない）から
ウエブに加えられた実直的に既知の一定張力である。第
１のローラ１２から下流側のウエブ材料１６上の張力Ｔ
IFは抗力トルクτD により減少されまた前方へのモータ
ートルクτMFによって増大される。 ＴIF＝ＴOF−ＴD ＋ＴMF （式４） でありここでＴD はＴD ＝τD ／ｒのような抗力トルク
による第１のローラ１２を横切る張力降下であり、ＴD
は第１のローラ１２の半径ｒに依存しまた測定が行われ
る時間の長さでは与えられた速度が一定の値であると推
測される。またＴ MFは滑りが起きた時の前方へのモータ
ートルクから生じた張力差であり、ＴMF＝τMF／ｒであ
る。
【００２７】任意に、ＴIFは既知の一定張力とすること
ができ、またＴOFは計算することができることが注目さ
れる。同様に、ＴIFかＴOFかが測定できる。
ができ、またＴOFは計算することができることが注目さ
れる。同様に、ＴIFかＴOFかが測定できる。
【００２８】図２の（ａ）を参照すると、ＴｌｏｗがＴ
OFに置き換えられまたＴｈｉｇｈがＴIFに置き換えられ
たならば、式４は式１に取って代わり前方への作用の間
は滑りがなくなり、摩擦係数に対する張力の値の関係は
OFに置き換えられまたＴｈｉｇｈがＴIFに置き換えられ
たならば、式４は式１に取って代わり前方への作用の間
は滑りがなくなり、摩擦係数に対する張力の値の関係は
【数１】 であり、ここでＴD の値と摩擦係数ｆとは未知である。
【００２９】図１，２の（ｂ）及び３を参照すると、後
方への作用において、既知の張力Ｔ ORがウエブ材料に加
えられる。好ましくは、張力ＴORは、ウエブ材料の移送
を制御するロードセル又は浮動ロール機構のような外部
から加えられた張力制御装置（図示しない）からのウエ
ブに加えられた実直的に既知の一定の張力である。第１
のローラ１２から下流側のウエブ材料１６上の張力ＴIR
は抗力トルクτD と後方へのモータートルクτMRとによ
って減少される。 ＴIR＝ＴOR−ＴD −ＴMR （式６） であり、ここでＴMRは、滑りが起きＴMR＝τMR／ｒの時
の後方へのモータートルクから生じた張力差である。
方への作用において、既知の張力Ｔ ORがウエブ材料に加
えられる。好ましくは、張力ＴORは、ウエブ材料の移送
を制御するロードセル又は浮動ロール機構のような外部
から加えられた張力制御装置（図示しない）からのウエ
ブに加えられた実直的に既知の一定の張力である。第１
のローラ１２から下流側のウエブ材料１６上の張力ＴIR
は抗力トルクτD と後方へのモータートルクτMRとによ
って減少される。 ＴIR＝ＴOR−ＴD −ＴMR （式６） であり、ここでＴMRは、滑りが起きＴMR＝τMR／ｒの時
の後方へのモータートルクから生じた張力差である。
【００３０】任意に、ＴIRは既知の一定の張力の値とす
ることができまたＴORは計算できることが注目される。
同様に、ＴIRとＴORのいずれかが測定できる。
ることができまたＴORは計算できることが注目される。
同様に、ＴIRとＴORのいずれかが測定できる。
【００３１】ＴｌｏｗがＴIRに置き換えられＴｈｉｇｈ
がＴORに置き換えられたならば、前方への作用の間滑り
がないとして式６が式１に置き換えられ、摩擦係数に対
する張力の値の関係は
がＴORに置き換えられたならば、前方への作用の間滑り
がないとして式６が式１に置き換えられ、摩擦係数に対
する張力の値の関係は
【数２】 であり、ここでＴD の値と摩擦係数ｆは未知である。
【００３２】式５と式７は２つの未知の値、ＴD と摩擦
係数ｆを有する２つの式を提供し、これらの値の計算が
できるようにする。けん引力は決定することができ、前
方への作用について、けん引力はＴIF−ＴOFであり、こ
れに対し後方への作用についてはけん引力はＴOR−ＴIR
である。
係数ｆを有する２つの式を提供し、これらの値の計算が
できるようにする。けん引力は決定することができ、前
方への作用について、けん引力はＴIF−ＴOFであり、こ
れに対し後方への作用についてはけん引力はＴOR−ＴIR
である。
【００３３】時間が経過したならば、ＴD の値は十分に
安定したものとなり、その時は前方への作用又は後方へ
の作用の、一方の作用のみが摩擦係数ｆを計算するため
に完了される必要がある。
安定したものとなり、その時は前方への作用又は後方へ
の作用の、一方の作用のみが摩擦係数ｆを計算するため
に完了される必要がある。
【００３４】モーター２２はトルクを様々な技術で加え
ることができ、（ｉ）漸進的に抵抗する力として、（i
i）一定の抵抗する力として、（iii ）漸進的に共働す
る力として、（iv）一定の共働する力として、トルクを
加えることができる。
ることができ、（ｉ）漸進的に抵抗する力として、（i
i）一定の抵抗する力として、（iii ）漸進的に共働す
る力として、（iv）一定の共働する力として、トルクを
加えることができる。
【００３５】図４に示される本発明のけん引力測定装置
３０の第２の実施態様においては、単一のローラ、すな
わち第１のローラ１２が用いられる。例えばレーザーの
ような非接触装置のウエブ速度決定手段３２がウエブ材
料１６の表面速度を決定する。ウエブの速度は第１のロ
ーラ１２の位置で又は移送装置内部の任意の位置で決定
することができる。第１のローラ１２の表面速度は、非
接触装置とすることのできる速度決定手段１８から決定
することができる。したがって速度比Ｓは第１のローラ
１２の表面速度とウエブ材料１６のウエブ速度とから計
算される。すなわち、 Ｓ＝第１のローラの表面速度／ウエブ材料の速度 （式８） である。前方への作用と後方への作用が完了した時、式
５と式７は２つの未知のＴD と摩擦係数ｆを含む２つの
式を提供し、これらの値が計算できるようにする。けん
引力はそれにより決定することができ、前方への作用に
ついて、けん引力はＴIF−ＴOFであり、一方後方への作
用について、けん引力はＴOR−ＴIRである。
３０の第２の実施態様においては、単一のローラ、すな
わち第１のローラ１２が用いられる。例えばレーザーの
ような非接触装置のウエブ速度決定手段３２がウエブ材
料１６の表面速度を決定する。ウエブの速度は第１のロ
ーラ１２の位置で又は移送装置内部の任意の位置で決定
することができる。第１のローラ１２の表面速度は、非
接触装置とすることのできる速度決定手段１８から決定
することができる。したがって速度比Ｓは第１のローラ
１２の表面速度とウエブ材料１６のウエブ速度とから計
算される。すなわち、 Ｓ＝第１のローラの表面速度／ウエブ材料の速度 （式８） である。前方への作用と後方への作用が完了した時、式
５と式７は２つの未知のＴD と摩擦係数ｆを含む２つの
式を提供し、これらの値が計算できるようにする。けん
引力はそれにより決定することができ、前方への作用に
ついて、けん引力はＴIF−ＴOFであり、一方後方への作
用について、けん引力はＴOR−ＴIRである。
【００３６】本発明は異なるウエブ速度で摩擦係数の測
定を可能にし、また高いウエブ速度に適している。高い
ウエブ速度は、考慮しなかったならば不正確なけん引力
測定となるような高い抗力トルクを生じる。抗力トルク
はいくつかの原因を有し、狹持部における空気の引込
み、軸受抗力、ウエブの曲がり、及びローラ上の空気抗
力がその原因である。したがって本発明の方法を用いる
ことで、正常なローラ抗力が考慮され、また特別の作用
が、このローラ抗力のために考慮されることを要せず、
又はローラ抗力を最小にするために考慮されることを要
しない。時間の経過によるＴD の変化は本発明の方法に
よって考慮される。
定を可能にし、また高いウエブ速度に適している。高い
ウエブ速度は、考慮しなかったならば不正確なけん引力
測定となるような高い抗力トルクを生じる。抗力トルク
はいくつかの原因を有し、狹持部における空気の引込
み、軸受抗力、ウエブの曲がり、及びローラ上の空気抗
力がその原因である。したがって本発明の方法を用いる
ことで、正常なローラ抗力が考慮され、また特別の作用
が、このローラ抗力のために考慮されることを要せず、
又はローラ抗力を最小にするために考慮されることを要
しない。時間の経過によるＴD の変化は本発明の方法に
よって考慮される。
【００３７】
【発明の効果】本発明は製造工程の間にオンラインで用
いることのできるけん引力の測定装置と測定方法を提供
する。
いることのできるけん引力の測定装置と測定方法を提供
する。
【図１】本発明の第１の実施態様によるけん引力測定装
置の斜面図である。
置の斜面図である。
【図２】ローラを横断するウエブにおける張力差を示す
図である。
図である。
【図３】図１の装置の一部の側面図である。
【図４】本発明の第２の実施態様によるけん引力測定装
置の斜面図である。
置の斜面図である。
１０…けん引力測定装置 １２…第１ローラ（試験ローラ） １４…第２ローラ（基準ローラ） １６…ウエブ材料 １８…速度決定手段（エンコーダ） ２０…速度決定手段（エンコーダ） ２２…トルク源（モーター） ２４…コンピュータ手段（マイクロプロセッサー／コン
ピュータ） ２６…モニター ３０…けん引力測定装置 ３２…ウエブ速度決定手段
ピュータ） ２６…モニター ３０…けん引力測定装置 ３２…ウエブ速度決定手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カミール ジョン ラエス アメリカ合衆国，ニューヨーク 14532, フェルプス，フォート ヒル ロード 1863
Claims (4)
- 【請求項１】 材料の摩擦係数を測定する装置であっ
て、 材料に接触し材料を移送するようになっている第１の回
転可能なローラと、 第１のローラに作用するよう連結され、（ｉ）第１のロ
ーラに第１の方向の第１のトルクを加え材料を第１のロ
ーラに対し滑らせ、（ii）第１のローラに第１の方向と
は逆の第２の方向の第２のトルクを加え材料を第１のロ
ーラに対し滑らせるようにする、トルク手段と、 滑りが生じた時を検出する手段と、 モーターを制御し摩擦係数を計算するコンピュータ手段
と、 を具備している材料の摩擦係数を測定する装置。 - 【請求項２】 移送される材料のウエブに対するけん引
力の値を測定する装置であって、 材料のウエブに接触し材料のウエブを移送するようにな
っている第１及び第２の独立した回転可能のローラであ
って、ローラの各々が実直的に平行で同軸でない回転軸
線を有し、第２のローラが拘束されていない、第１及び
第２の独立した回転可能のローラと、 第１のローラに作用するよう連結され、（ｉ）第１のロ
ーラに第１の方向の第１のトルクを加え材料を第１のロ
ーラに対し滑らせ、（ii）第１のローラに第１の方向と
は逆の第２の方向の第２のトルクを加え材料を第１のロ
ーラに対し滑らせる、トルク手段と、 第１のローラに取付けられ第１のローラの回転速度を決
定する第１のエンコーダと、 第２のローラに取付けられ第２のローラの回転速度を決
定する第２のエンコーダと、 モーターを制御し、速度比を決定し、けん引力の値を計
算するコンピュータ手段と、 を具備している移送される材料のウエブに対するけん引
力の値を測定する装置。 - 【請求項３】 材料の摩擦係数を決定する方法であっ
て、 材料に接触し材料を移送する、第１の軸線の周りに回転
する第１の回転可能なローラを取付け、 第２の回転の軸線の周りに自由に回転する第２の回転可
能なローラであって、第２の軸線が第１の軸線に実直的
に平行で第１及び第２の軸線が同軸ではなく、第２のロ
ーラが材料に接触し材料を移送し、第２のローラが拘束
されていない、第２の回転可能なローラを取付け、 第１及び第２のローラの回転速度を連続して監視し、 第１の方向の第１のトルクを第１のローラに漸進的に加
え、 材料を第１のローラに対し滑らせる第１のトルクの値を
決定し、 第１の方向とは反対の第２の方向の第２のトルクを第１
のローラに漸進的に加え、 材料を第１のローラに対し滑らせる第２のトルクの値を
決定し、 第１のトルクの値と第２のトルクの値とから摩擦係数を
計算する、 ことからなる材料の摩擦係数を決定する方法。 - 【請求項４】 第１の回転可能なローラ上を移送されて
いる材料のウエブに対するけん引力の値を決定する方法
であって、 第１の軸線の周りに回転する第１のローラを取付け、 速度比を連続して監視し、 第１の方向の第１のトルクを第１のローラに加え、 材料のウエブを第１のローラに対し滑らせる第１のトル
クの値を決定し、 第１の方向とは反対の第２の方向の第２のトルクを第１
のローラに加え、 材料のウエブを第１のローラに対し滑らせる第２のトル
クの値を決定し、 第１のトルクの値と第２のトルクの値とから摩擦係数の
値を計算し、 けん引力の値を計算する、 ことからなる第１の回転可能なローラ上を移送されてい
る材料のウエブに対するけん引力の値を決定する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/724715 | 1996-09-30 | ||
| US08/724,715 US6138496A (en) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | Traction measurement apparatus and method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10111233A true JPH10111233A (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=24911595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9258505A Pending JPH10111233A (ja) | 1996-09-30 | 1997-09-24 | 材料の摩擦係数とけん引力を測定する装置と方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6138496A (ja) |
| EP (1) | EP0833143A3 (ja) |
| JP (1) | JPH10111233A (ja) |
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| JP2013501939A (ja) * | 2009-08-12 | 2013-01-17 | ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー | 摩擦係数を決定する装置 |
| JP2017003420A (ja) * | 2015-06-10 | 2017-01-05 | 富士フイルム株式会社 | 保持力測定装置、及び保持力測定方法 |
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| DE10129889A1 (de) * | 2000-07-14 | 2002-01-24 | Heidelberger Druckmasch Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Störungserfassung beim Transport einer Bahn |
| DE10121939B4 (de) * | 2001-05-05 | 2007-09-27 | Kunststoff-Zentrum in Leipzig gemeinnützige Gesellschaft mbH | Vorrichtung zur Bestimmung der Reibungskraft und der Reibungszahlen von seilartigen Probekörpern |
| US20020194895A1 (en) * | 2001-05-25 | 2002-12-26 | Eastman Chemical Company | Bottle friction analysis system |
| GB2396922B (en) * | 2002-12-20 | 2005-05-18 | Royal Mail Group Plc | Improvements in monitoring systems |
| US11993264B2 (en) | 2018-12-11 | 2024-05-28 | Gm Cruise Holdings Llc | Systems and methods for autonomous vehicle control based upon observed acceleration |
| CN111474321B (zh) * | 2020-05-20 | 2022-06-28 | 山东理工职业学院 | 一种汽车轴检测装置及检测方法 |
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| US3813917A (en) * | 1971-05-18 | 1974-06-04 | Applied Magnetics Corp | Method and apparatus for measuring strip material kinetic friction |
| GB1438182A (en) * | 1973-05-23 | 1976-06-03 | Secr Defence | Apparatus for monitoring the dryness of a surface coating |
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| US5113688A (en) * | 1991-03-19 | 1992-05-19 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Laboratory traction test |
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- 1996-09-30 US US08/724,715 patent/US6138496A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-09-18 EP EP97202865A patent/EP0833143A3/en not_active Withdrawn
- 1997-09-24 JP JP9258505A patent/JPH10111233A/ja active Pending
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| JP2017003420A (ja) * | 2015-06-10 | 2017-01-05 | 富士フイルム株式会社 | 保持力測定装置、及び保持力測定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6138496A (en) | 2000-10-31 |
| EP0833143A2 (en) | 1998-04-01 |
| EP0833143A3 (en) | 1998-11-18 |
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