JPS6336477Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、高速回転体の温度を正確に測定
し、これを光信号に変換して回転体外の固定装置
へ発信する装置に関するものである。

合成繊維工業などにおいては、糸を延伸した
り、熱処理する工程で、一般にロールヒータと呼
ばれる金属ローラが使用されているが、その表面
温度は常に正確に制御されなければならない。そ
のためには、まず表面温度を適確に検出して調節
器等の制御装置へ発信する必要があるが、ロール
ヒータは高速で回転しているため、高精度かつ長
期間安定した状態で、しかも無接触方式で表面温
度を取り出すことはきわめて困難であつた。

そこで、従来以下に述べるような装置が考案さ
れた。即ち、例えば、ロールヒータの温度を測温
抵抗体の抵抗値に変え、これをウイーン・ブリツ
ジにて検出した後、周波数に変換し、回転トラン
スを介して固定部に伝達する装置であるが、この
装置においては、ウイーン・ブリツジに使用され
るコンデンサの容量の安定性や、回転トランスの
磁気回路の製作等の点に難点があり、従つて、測
定精度が高くしかも経済的な回転体の温度発信装
置は製作できなかつた。さらに、このウイーン・
ブリツジ方式は、測定値と設定値との偏差を検出
する方式であるために、測定値そのものつまり絶
対値を知ることが簡単にはできなかつた。

別の装置としては、第１図に示すような装置が
ある。同図において、温度発信装置２９は、温度
センサ４、増幅器３０、FM変調回路３１、送信
回路３２、電源電池３３、送信アンテナ３４を含
むものとしてまとめられ、軸心３５を中心として
回転するロールヒータ（図示せず）に一体に取り
付けられ、共に回転するものである。一方、受信
器３６は、受信アンテナ３７、選局回路３８、復
調回路３９、測定器（または調節器）４０を含
み、固定位置にある。

動作を説明すると次の如くである。即ち、温度
センサ４（一般には測温抵抗体が用いられる。）
の抵抗値を増幅器３０で必要な大きさの信号に変
換・増幅し、変調回路３１でFM変調し、送信回
路３２、送信アンテナ３４を通して送信する。こ
れらの回路機器への電力供給は、長寿命電池３３
または回転トランス（図示せず）などにより行な
う。そして、送信アンテナ３４からの電波は、受
信器３６における受信アンテナ３７で受信され、
選局回路３８で所定のセンサに対応する電波が選
び出され、復調回路３９で元の電気信号に変換さ
れた後、各種測定器や調節器４０に与えられるも
のである。しかし、かかる装置では、発信装置が
複数個ある場合、送信電波が相互干渉をおこすた
め、余り実用的ではなかつた。

もう一つの従来装置は、第２図に示すように、
回転体から固定部への信号の伝達に光を用いる装
置である。同図において、温度発信装置２９′は、
温度センサ４、増幅器３０、Ｖ／Ｆ変換器（電
圧／周波数変換器）４１、点灯回路４２、発光素
子１８、電源回路４３を含むものとしてまとめら
れ、軸心３５を中心として回転するロールヒータ
（図示せず）に一体に取り付けられ、共に回転す
るものである。なお４４は回転トランスであり、
４５は交流電源である。一方、受信器３６′は、
受光素子１９と増幅器３０を含み、固定位置にあ
る。また４０は測定器（または調節器）である。

動作は次の如くである。つまり、温度センサ４
の抵抗値は、増幅器３０で適当な電圧信号に変
換・増幅された後、Ｖ／Ｆ変換器４１で周波数に
変換される。点灯回路４２は、Ｖ／Ｆ変換器４１
の出力を発光素子１８が点灯するに充分な信号に
変換し、これを周波数に応じて点灯させる。そし
て、発光素子１８と対向する位置に受信器３６′
における受光素子１９をおき、その点滅信号を電
気信号（周波数）に変換し、増幅器３０にて長距
離伝送に都合の良い信号に変換し、各種測定器ま
たは調節器４０に送る。発信装置２９′における
各回路部品への電力供給は、交流電源４５から回
転トランス４４を介し電源回路４３により所望の
電圧にて行なう。なお、発光素子１８は、ロール
ヒータの回転軸中心上に配置し、ロールヒータの
回転によりその光の放射方向が変化しないように
する。

この装置によれば、回転体が低速回転
（3000rpm以下）の場合には、極めて高精度、高
信頼性の温度発信がなされるが、ロールヒータの
様にさらに高速で回転するものにおいては、回転
による遠心力により構成部品、素子の破壊が生
じ、実用にならないという欠点があつた。

この考案は、上述のような従来装置の欠点を解
決するためになされたものであり、従つてこの考
案の目的は、ロールヒータの如き高速で回転する
回転体に取り付け使用しても、回転による遠心力
で構成部品、素子等に障害が発生しないようにし
た高精度、高信頼性の温度発信装置を提供するこ
とにある。

この考案の構成の要点は、温度センサと、該セ
ンサの電気出力を光信号に変えて放射する電光変
換手段とを回転体に一体に取り付けて成る温度発
信装置において、電光変換手段を構成する発光素
子およびその他の回路部品のうち、発光素子は回
転体の軸中心の端部に位置させ、その他の回路部
品は、回転体の回転軸中心に関して、回転体の回
転により生じる遠心力の悪影響が最小限ですむ如
き配置に位置決めした点にある。

次に図を参照してこの考案の一実施例を説明す
る。

第３図は、この考案の一実施例を示す断面図で
ある。同図を参照する。図示せざるロールヒータ
駆動用モータ１とその出力軸３と該軸３を支える
軸受２とが示されているが、出力軸３の図示せざ
る他端側にロールヒータが該軸と共に回転可能に
取り付けられているわけである。ロールヒータに
は測温抵抗体４が埋め込まれており、該抵抗体４
は、出力軸３の中心を貫通する穴５を通して導線
５５によりプリント板１７の端子５６と電気的に
接続されている。モータ本体１には、その出力軸
３を中心にしてケース７を取り付け、その内側
に、回転トランスを構成する一次巻線用コア８
（内側に一次巻線９を挿入できるよう図の様にＬ
字形断面のコアを２つ合わせ、コの字形にする。）
を設ける。なお、一次巻線の端部は、端子５３に
接続されている。また、温度発信装置を構成する
各種部品を取り付けるためのブツシユ１０を、止
め螺子５１によつて出力軸３に固着するとゝも
に、該ブツシユ１０の外周で、一次側コア８に対
向する位置には、二次側コア１２および二次巻線
１３を取りつける。こゝで、一次巻線９に交流電
圧を与えれば、二次巻線１３には無接触で電圧が
誘起するから、ブツシユ１０に取り付けられた諸
部品で構成される温度発信装置の回転・停止の状
態に関係なく、該発信装置に対する一定の電力供
給が可能となる。ブツシユ１０の端面には、支柱
１４を介して複数の円板状プリント板１５〜１７
を固定する。各プリント板には、温度発信装置を
構成する各種回路部品等をそれぞれ収容または搭
載するが、最も外側のプリント板１７の回転軸中
心には、発光素子１８を搭載する。プリント板１
５〜１７は、それぞれ回転のバランスを良くする
ため円形とし、一次、二次巻線用コア８，１２間
のギヤツプ調整を容易にし、かつ回転時の遠心力
を低減するために、その外径を二次巻線用コア１
２の径より小さくすると好都合である。

以上要するに、軸受２により軸支されたモータ
１の出力軸３の一端に、ブツシユ１０を介して、
回転トランスの二次側コア１２と二次側巻線１３
が固着され、更に前記ブツシユ１０には、支柱１
４を介して、プリント板１５〜１７や発光素子１
８等、温度発信装置を構成する諸部品が取り付け
られ、これらは一体となつて、出力軸３の回転と
共に回転するものである。

他方、ケース７の内側に固定された回転トラン
スの一次側コア８に、支柱２１が取り付けられ、
該支柱２１の他端にはプリント板２０がネジ２２
により固定されている。またプリント板２０のほ
ぼ中央、温度発信装置の発光素子１８に対応する
位置には、受光素子１９が配置されている。そし
てこれらの部品により受信器が構成され、受信器
は常に固定位置（ケース７の内側）に固定されて
いる。なお、ケース７にはカバー５７が取付け螺
子５４によつて取外し可能に取付けられている。

この考案の要点は、出力軸３により駆動されて
回転するプリント板１５〜１７に実装された回路
部品が、該出力軸３の高速回転により生じる遠心
力のため、障害を起こさないように、その配置に
工夫をこらした点にある。第４図を参照してこの
点を詳しく説明する。

第４図は、プリント板１５〜１７における回路
部品の実装態様の一例を示す正面図および側面図
である。

第４図ａを参照する。プリント板１５に取り付
けるべき部品が、コンデンサ２３とか抵抗器２４
のように、全体的に細長く、筒形の部品であると
きは、プリント板１５の回転軸中心からみて、該
部品の長さ方向が放射状になるように配置して取
り付けるとよい。このようにすると、強い遠心力
が働いても、部品本体に曲げを生じることがな
く、部品の損傷を防止することができる。また同
図に示すように、同じ部品については回転中心に
対して対称的に配置すると、回転時におけるバラ
ンスが保たれ易く好都合である。

第４図ｂおよびb′を参照する。ｂを正面図とす
ると、b′はその側面図である。プリント板１６に
取り付けるべき部品が、可変抵抗器（トリマ形）
２５などの如き、可動接点K₁と固定接点K₂から
成る接触部を含むものであるときは、プリント板
１６の回転により生じる遠心力が、可動接点K₁
が固定接点K₂へ更に強く接触する向きに作用す
るように、部品２５をプリント板１６上に配置し
て取り付ける。このようにすると、接触の信頼性
を高めることができる。

第４図ｃを参照する。プリント板１７の中心に
発光素子１８を取り付けると、プリント板１７が
回転しても、発光素子１８の光軸が変化せず好都
合である。また配線上必要な適宜の端子２６、プ
リント板の貫通穴２８、該穴２８を挿通される導
線２７等は、回転軸中心に対し、対称的に配置す
るとバランスがとれて都合がよい。

また温度発信装置を構成する部品が多数あると
きは、なるべく半径の小さなプリント板を複数枚
用意して、それらプリント板に分散して実装し、
各プリント板は回転軸方向に積層構造にして取り
付ける。このようにすれば、実装部品が多くて
も、プリント板の半径を小さく出来、その分だ
け、該プリント板に実装された部品に作用する遠
心力を小さくできるので、部品に障害が発生しな
いようにすることができる。

さらに、この考案によれば、たとえば第３図に
おいて、発光素子１８を露出させて、プリント板
１５〜１７をすべて樹脂でモールドするようにし
てもよい。

このようにすることにより、プリント板１５〜
１７上の回路部品が樹脂中に埋設されるので、汚
れた空気によつて汚染されたり、あるいはプリン
ト板から離脱するのを回避することができる。あ
るいは、樹脂モールドする代わりに、回路素子を
プリント板に部分的に接着するようにしてもよ
い。このようにすることにより、回路素子をプリ
ント板に強固に固定することができる。さらにな
お、ケース７の一部に孔５２を明け、このケース
内にエアパージ用空気を常時もしくは定期的に送
入し、ケース内に汚れた空気が侵入しないように
したりもしくはケース内の空気を清浄な空気と交
換するようにしてもよい。

以上説明した通りであるから、この考案によれ
ば、高速の回転体に取り付けられ、該回転体と共
に回転しながら、その温度を検出して光信号とし
て放射する高精度の温度発信装置において、回転
体の回転速度が高速となり、温度発信装置に作用
する遠心力が強力になつても、温度発信装置を構
成する回路部品等に障害が起き難く、従つて温度
発信装置の信頼性を高め得るという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、それぞれ従来の温度発
信装置の一例を示すブロツク図、第３図はこの考
案の一実施例を示す断面図、第４図は第３図にお
けるプリント板１５〜１７における回路部品の実
装態様の一例を示す正面図および側面図である。 図において、１はロールヒータ駆動用モータ、
２は軸受、３は出力軸、４は測温抵抗体、５は出
力軸３を貫通する穴、７はケース、８は一次側コ
ア、９は一次側巻線、１０はブツシユ、１２は二
次側コア、１３は二次側巻線、１４は支柱、１５
乃至１７はそれぞれプリント板、１８は発光素
子、１９は受光素子、２０はプリント板、２１は
支柱、２２は固定ネジ、２３はコンデンサ、２４
は抵抗器、２５は可変抵抗器、２６は端子、２７
は導線、２８は貫通孔、２９は温度発信装置、３
０は増幅器、３１はFM変調回路、３２は送信回
路、３３は電源電池、３４は送信アンテナ、３５
は軸中心、３６は受信器、３７は受信アンテナ、
３８は選局回路、３９は復調回路、４０は測定器
（または調節器）、４１はＶ／Ｆ変換器、４２は点
灯回路、４３は電源回路、４４は回転トランス、
４５は交流電源、５１は止め螺子、５２は孔、５
３は端子、５４は螺子、５５は導線、５６はプリ
ント板端子、５７はカバー、を示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 回転体内に埋め込まれて該回転体の温度を検知
   する温度センサと、前記回転体に一体に取り付け
   られて前記センサの電気出力を光信号に変えて放
   射する電光変換手段と、 前記電光変換手段を構成する発光素子及びその
   他の回路部品のうち、前記回転体の軸中心の端部
   に配置された前記発光素子と、 前記その他の回路部品であつて、前記回転体の
   回転軸方向に積層構造で取り付けられた円板状プ
   リント板に配置され、かつその回路部品のなかで
   細長い形状の部品は、回転軸中心に関してその長
   さ方向が放射状になるように、接触子を含む部品
   は、遠心力の作用によつて該接触子の接触状態が
   更に強化される向きに、同一仕様の複数個の部品
   は回転軸中心に対称的にそれぞれ配置されて成る
   前記その他の回路部品と、 から成ることを特徴とする回転体の温度発信装
   置。