(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状材を案内するためのロールの軸を回転可能に支持する軸受を取り付けた取付部とベース部とが前記帯状材のテンションを計測するための検出ロードセルを介して連結され、前記検出ロードセルの検査装置を備えるテンションメータであって、
前記検出ロードセルは、前記ロールの軸と直交する水平方向の中心に対して左右対称に配置された一対の起歪部を備え、
前記取付部に設けられ、前記検出ロードセルから外れて伸長した取付部側伸長部と、
前記ベース部に設けられ、前記検出ロードセルから外れて伸長したベース部側伸長部と
を備え、
前記検査装置は、
前記検出ロードセルの前記中心に対して両側に配置され、前記取付部側伸長部、前記ベース部側伸長部のうちの一方に着脱可能に配置されたジャッキ本体と該ジャッキ本体に対して進退するロッドとを有する一対のジャッキ部と、
前記検出ロードセルの前記中心に対して両側に配置され、前記取付部側伸長部、前記ベース部側伸長部のうちの他方に着脱可能に配置され、前記ロッドの突出により所定の荷重を前記検出ロードセルに負荷するように前記一対のジャッキ部に対して直列配置された一対の基準ロードセルと
を備え、
前記一対のジャッキ部の各ロッドは同時に進退可能に構成されていることを特徴とするテンションメータ。
【請求項２】
前記検査装置と前記取付部との間、および前記検査装置と前記ベース部との間のそれぞれを、一方に設けられた突起部と他方に設けられた前記突起部を受け入れる受入部とによって嵌合する位置決め部を備え、
前記ジャッキ部のロッドが突出して前記取付部と前記ベース部との間隔を広げる方向に荷重を負荷し、それによって前記検出ロードセルに引張荷重を加えることを特徴とする請求項１に記載のテンションメータ。
【請求項３】
前記ベース部に、前記取付部に対して前記ベース部と反対側に位置するように連結部を介して連結されたジャッキ部用固定部を設け、
前記検査装置と前記ジャッキ部用固定部との間、および前記検査装置と前記取付部との間のそれぞれを、一方に設けられた突起部と他方に設けられた前記突起部を受け入れる受入部とによって嵌合する位置決め部を備え、
前記ジャッキ部のロッドが突出して前記取付部と前記ベース部との間隔を狭める方向に荷重を負荷し、それによって前記検出ロードセルに圧縮荷重を加えることを特徴とする請求項１に記載のテンションメータ。
【請求項４】
前記検査装置の前記一対のジャッキ部、及び前記一対の基準ロードセルを前記検出ロードセルの前記中心に対して左右対称となるように配置したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のテンションメータ。
【請求項５】
前記検出ロードセルの中心に対して左右両側に形成される前記ロールに対する巻き付け角の大きさが異なる場合、前記検出ロードセルの中心から前記巻き付け角が大きい側の前記検査装置までの距離よりも、前記検出ロードセルの中心から前記巻き付け角が小さい側の前記検査装置までの距離の方が長くなるように前記巻き付け角に応じて前記検査装置を配置して、前記検出ロードセルに水平分力によるモーメントが加えられた場合と等価な負荷を前記検出ロードセルに付与することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のテンションメータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に鉄鋼業や製紙業でシート材を連続処理するラインにおいて所定の経路に沿って連続的に通板されるシート材の張力を検出するテンションメータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図９に示すように、冷延鋼板に焼鈍、メッキ、コーティング等の処理をする連続処理ライン１００において入側及び出側設備での鋼板コイルの切替え時においても設備中央部の鋼板速度を一定に保つように入側〜中央間及び中央〜出側間で鋼板を貯蓄するため移動可能な多数のロール群からなるルーパー設備１２０が備えられている。
【０００３】
この連続処理ライン１００では、鋼板１０１を停止することに備え、入側１０２及び出側１０３設備の鋼板速度を加速及び減速しなければならない。それに伴いルーパー設備１２０内の多数のロール１０４も加速及び減速しなければならない。その結果、ルーパー設備１２０内の入側１０２と出側１０３間の鋼板１０１との間に張力差を生じ、安定通板を阻害する問題がある。先ず、張力が増大した場合には、鋼板１０１の蛇行防止用に施したロールクラウン（図示せず）により板絞りが発生し、また、張力が減少した場合には、ロールクラウンの蛇行抑制効果が低減し、鋼板１０１が蛇行する。この対策として、鋼板１０１の張力をテンションメータ１０５で測定し、張力差や張力変動を抑えるようにルーパーロール１０６の加減速や位置の制御が行われていて、テンションメータ１０５の精度維持は安定操業上、重要である。
【０００４】
図１０は、連続処理ライン１００に組み込まれたテンションメータ１０５を示す。鋼板１０１を掛けるためのロール１０４を支持する両端の軸受１０６直下に軸受取付板１０７を介して概ね直方体状の検出ロードセル１０８がボルト結合で組み込まれ、検出ロードセル１０８下のベース板１０９に固定されている。ロール１０４両端の検出ロードセル１０８出力は、ロードセル変換器１１０、アイソレータ１１１を通して個別の張力Ｔ１,Ｔ２として出力されるほか、演算回路１１２により、和張力（Ｔ１＋Ｔ２）、差張力（Ｔ１−Ｔ２）として出力され、ラインの監視と制御に使用されている。
【０００５】
図１１は、鋼板１０１の張力を検出ロードセル１０８で測定する原理図を示す。検出ロードセル１０８に鋼板張力による力を負荷するため一般にロール１０４に対して巻き付け角α，βで通板されていて、鋼板１０１の張力をＴとすると、垂直分力Ｆｖと水平分力Ｆｈが検出ロードセル１０８に負荷され、力学的に次の式が成り立つ。
【０００６】
【数１】
0005519541.tif 000002
【０００７】
が得られ、検出ロードセル１０８で圧縮方向の垂直分力Ｆｖを検出し、設備条件からα，βを決定し、式（１）’から張力Ｔを算出することができる。
【０００８】
また、水平分力Ｆｈは検出ロードセル１０８から高さ方向に距離ｃだけ離れて作用するためモーメントＭ１が検出ロードセル１０８の荷重検出部１１３に作用し、その大きさは、
【０００９】
【数２】
0005519541.tif 000003
【００１０】
となるが、テンションメータ用の検出ロードセル１０８はこのモーメントＭ１の影響を受けにくい構造で設計されているため、（１）’より張力Ｔを算出することができる。
【００１１】
また、鋼板１０１の連続処理ライン１００中のテンションメータ１０５の設置位置により巻き付け角α，βは個々に異なり、図１２に示すように、検出ロードセル１０８が引き上げられる引張方向に荷重が働く場合もあるが、同一構造の検出ロードセル１０８で同様に測定可能である。また、α，βが同一の場合は水平分力Ｆｈ及びモーメントＭは発生しない。
【００１２】
このようなテンションメータ１０５をロール軸受１０６下に組み込んだ状態で精度維持管理をおこなうためには鋼板１０１に直接引張荷重を加え、テンションメータ１０５を検査するのが最良であるが、鋼板１０１に引張荷重を加えるには、スペース的に難しく、現実的には、図１３あるいは特許文献１に示す構造と同様の構造により検査が行われている。図１３はロール軸受１０６を囲う位置に門型フレーム１１４を組み、軸受ハウジング１１５に基準ロードセル１１６と油圧ジャッキ１１７を直列に設置し油圧ジャッキ１１７を伸長させることにより張力に相当する力を負荷し、検出ロードセル１０８と基準ロードセル１１６の出力を同時に記録する方法をとっている。
【００１３】
しかしながら、このような検査方法では軸受ハウジング１１５に直接荷重を掛けるため、軸受ハウジング１１５に特別な荷重受け座１１８を必要とし既存の軸受に対して設計変更しなければならない。また、ロール軸受１０６を囲う位置に門型フレーム１１４を組むことによりロール交換やメンテナンスでの障害になることもある。さらに、テンションメータ１０５の設置環境によっては門型フレーム１１４自体を設置できない。引張荷重が検出ロードセル１０８に作用するテンションメータ１０５ではこのような構造では検査できないため、力の作用方向が逆になるが圧縮荷重試験で代用するか、軸受１０６から取り外してテンションメータ１０５を試験する必要があり、精度維持管理上問題があった。また、鋼板１０１の連続処理ライン１００には、最大２０セットのテンションメータ１０５が設置されており、連続処理ライン１００を停止させた限られた時間内にそれらを効率的に検査する必要があった。そのため、現場作業が容易で効率的な検査作業が可能な、コンパクトな校正装置が願望されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平６−２５８１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、コンパクトな構造を有し容易に移動可能であり、かつ、引張および圧縮の両方向への荷重の検出に対応可能な検査装置を具備するテンションメータを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記課題を解決するための手段として、本発明のテンションメータは、帯状材を案内するためのロールの軸を回転可能に支持する軸受を取り付けた取付部とベース部とが前記帯状材のテンションを計測するための検出ロードセルを介して連結され、前記検出ロードセルの検査装置を備えるテンションメータであって、前記検出ロードセルは、前記ロールの軸と直交する水平方向の中心に対して左右対称に配置された一対の起歪部を備え、前記取付部に設けられ、前記検出ロードセルから外れて伸長した取付部側伸長部と、前記ベース部に設けられ、前記検出ロードセルから外れて伸長したベース部側伸長部とを備え、前記検査装置は、前記検出ロードセルの前記中心に対して両側に配置され、前記取付部側伸長部、前記ベース部側伸長部のうちの一方に着脱可能に配置されたジャッキ本体と該ジャッキ本体に対して進退するロッドとを有する一対のジャッキ部と、前記検出ロードセルの前記中心に対して両側に配置され、前記取付部側伸長部、前記ベース部側伸長部のうちの他方に着脱可能に配置され、前記ロッドの突出により所定の荷重を前記検出ロードセルに負荷するように前記一対のジャッキ部に対して直列配置された一対の基準ロードセルとを備え、前記一対のジャッキ部の各ロッドは同時に進退可能に構成されているようにした。
【００１７】
この構成によれば、取付部の取付部側伸長部とベース部のベース部側伸長部を設け、これらの間に検査装置を配置しているので、ジャッキ部のロッドが突出することにより、取付部とベース部とに力を加えることができる。したがって、取付部とベース部とに連結された検出ロードセルに力を加えることができる。これにより、基準ロードセルの検出値と検出ロードセルの検出値とを比較してテンションメータの校正ができる。検査装置は、操業時に装着せず検査作業時のみに、取付部およびベース部に対して着脱可能となるようにコンパクトに配置でき容易に移動できる。
【００１８】
前記検査装置を前記軸受のスラスト方向の中心に配置することが好ましい。この構成によれば、軸受の荷重を偏荷重とならないように前記検査装置に伝達することができる。
【００１９】
前記検査装置と前記取付部との間、および前記検査装置と前記ベース部との間のそれぞれを、一方に設けられた突起部と他方に設けられた前記突起部を受け入れる受入部とによって嵌合する位置決め部を備え、前記ジャッキ部のロッドが突出して前記取付部と前記ベース部との間隔を広げる方向に荷重を負荷し、それによって前記検出ロードセルに引張荷重を加えることが好ましい。この構成によれば、突起部と受入部との嵌合による位置決め部を備えているので、検査装置を取付部、ベース部それぞれに確実に位置決めできる。そして、ジャッキ部のロッドが突出することにより取付部とベース部との間隔を広げる方向に荷重を負荷し、それによって検出ロードセルに引張荷重を加えることができる。
【００２０】
前記ベース部に、前記取付部に対して前記ベース部と反対側に位置するように連結部を介して連結されたジャッキ部用固定部を設け、前記検査装置と前記ジャッキ部用固定部との間、および前記検査装置と前記取付部との間のそれぞれを、一方に設けられた突起部と他方に設けられた前記突起部を受け入れる受入部とによって嵌合する位置決め部を備え、前記ジャッキ部のロッドが突出して前記取付部と前記ベース部との間隔を狭める方向に荷重を負荷し、それによって前記検出ロードセルに圧縮荷重を加えることが好ましい。この構成によれば、突起部と受入部との嵌合による位置決め部を備えているので、検査装置をジャッキ部用固定部、取付部それぞれに確実に位置決めできる。そして、ジャッキ部用固定部は、連結部を介してベース部と一定間隔を維持するように連結されているので、ジャッキ部のロッドが突出することにより取付部とベース部との間隔を狭める方向に荷重を負荷し、それによって検出ロードセルに圧縮荷重を加えることができる。
【００２１】
前記検査装置の前記一対のジャッキ部、及び前記一対の基準ロードセルを前記検出ロードセルの前記中心に対して左右対称となるように配置することが好ましい。この構成によれば、ロールの軸に垂直力のみが作用する位置において検査を行うことができる。
【００２２】
前記検出ロードセルの中心に対して左右両側に形成される前記ロールに対する巻き付け角の大きさが異なる場合、前記検出ロードセルの中心から前記巻き付け角が大きい側の前記検査装置までの距離よりも、前記検出ロードセルの中心から前記巻き付け角が小さい側の前記検査装置までの距離の方が長くなるように前記巻き付け角に応じて前記検査装置を配置して、前記検出ロードセルに水平分力によるモーメントが加えられた場合と等価な負荷を前記検出ロードセルに付与することが好ましい。この構成によれば、検出ロードセルの中心に対して左右両側に形成される前記ロールに対する巻き付け角の大きさが異なる位置において、テンションメータの検査を行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、取付部の取付部側伸長部とベース部のベース部側伸長部を設け、これらの間に検査装置を配置しているので、ジャッキ部のロッドが突出することにより、取付部とベース部とに力を加えて検出ロードセルに力を加えることができ、基準ロードセルの検出値と検出ロードセルの検出値とを比較してテンションメータの校正ができる。検査装置は、操業時に装着せず検査作業時のみに、取付部およびベース部に対して着脱可能となるようにコンパクトに配置でき容易に移動できる。
【００２４】
また、突起部と受入部との嵌合による位置決め部を備えているので、検査装置を取付部、ベース部それぞれに確実に位置決めできる。そして、ジャッキ部のロッドが突出することにより取付部とベース部との間隔を広げる方向に荷重を負荷し、それによって検出ロードセルに引張荷重を加えることができる。したがって、テンションメータに引張荷重を作用させて検査をすることができる。
【００２５】
さらに、ジャッキ部用固定部を、連結部を介してベース部と一定間隔を維持するように連結しジャッキ部のロッドが突出することにより、取付部とベース部との間隔を狭める方向に荷重を負荷し、それによって検出ロードセルに圧縮荷重を加えることができる。したがって、テンションメータに圧縮荷重を作用させて検査をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態のテンションメータを示す図。
【図２Ａ】図１のＡ−Ａ矢視図。
【図２Ｂ】本発明の第１実施形態のテンションメータを示す斜視図。
【図３】セットアップされた本発明にかかるテンションメータを示す図。
【図４】本発明の第２実施形態のテンションメータを示す図。
【図５】図４のＡ−Ａ矢視図。
【図６】本発明の第３実施形態のテンションメータを示す図。
【図７】図６のＡ−Ａ矢視図。
【図８Ａ】位置決め機構の変形例を示す図。
【図８Ｂ】図８ＡのＢ−Ｂ矢視図。
【図９】従来の鋼板の連続処理ラインを示す図。
【図１０】従来の鋼板の連続処理ラインに組み込まれたテンションメータを示す図。
【図１１】検出ロードセルに圧縮荷重が加えられた従来のテンションメータを示す図。
【図１２】検出ロードセルに引張荷重が加えられた従来のテンションメータを示す図。
【図１３】ロール軸受を囲う位置に門型フレームが設けられた従来のテンションメータを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【００２８】
（第１実施形態）
図１、図２Ａ、および図２Ｂは、本発明の第１実施形態のテンションメータ１０を示す。このテンションメータ１０は、ロール１９に案内される帯状材１８により生じる引張荷重と等価の荷重を発生させ、その値を検出する検査装置を具備するものである。テンションメータ１０は、取付部１１、ベース部１２、検出ロードセル１３、ジャッキ部１４、および基準ロードセル１５を備えている。検出ロードセル１３、ジャッキ部１４、基準ロードセル１５と、後述の手動油圧ポンプ４０、和算回路４６、校正荷重指示計４７とは、前記検査装置を構成する。
【００２９】
なお、図中のＸＹＺ座標は、ロール軸１６と直交する水平方向にＸ軸をとり、ロール軸１６と直交する鉛直方向にＹ軸をとり、これら両軸と直交する方向にＺ軸をとっている。
【００３０】
矩形の板である取付部１１の軸受取付面１７には、帯状材１８を案内するためのロール１９のロール軸１６を回転可能に支持する軸受２０が取り付けられている。ロール１９は、ロール軸１６の軸心が、軸受取付面１７のＸ軸方向（長手方向）の中心に位置するように配置されている。取付部１１には、検出ロードセル１３から外れてＸ軸方向の両側に伸長した取付部側伸長部２１が設けられている。取付部１１には、軸受取付面１７から軸受取付面１７と反対側のベース部対向面２２まで貫通した複数の貫通孔２３が設けられている。複数の貫通孔２３は、軸受取付面１７の中心を通るＸ軸およびＺ軸のそれぞれと平行な直線に対して対称となるように配置されている。貫通孔２３には、取付部１１と検出ロードセル１３とを連結するボルト２４が挿入されている。取付部１１のベース部対向面２２には、Ｘ軸方向の中心からＸ軸方向に所定距離ａ離れた両側の取付部側伸長部２１の領域に、それぞれ凹部（受入部）２５，２５が設けられている。図２Ａに示すように、凹部２５は、ベース部対向面２２のＺ軸方向の中心に位置している。
【００３１】
ベース部１２は、取付部１１と略同形状の矩形の板である。ベース部１２は、取付部１１のベース部対向面２２と対向する取付部対向面２６を有している。ベース部１２の取付部対向面２６と反対側の面には、ベース部据え付け面２７が設けられている。ベース部１２は、ベース部据え付け面２７を介して据え付け部（図示せず）に据え付けられている。ベース部１２には、検出ロードセル１３から外れてＸ軸方向の両側に伸長したベース部側伸長部２８が設けられている。ベース部側伸長部２８は、取付部１１の取付部側伸長部２１に対向している。ベース部１２の取付部対向面２６には、Ｘ軸方向の中心からＸ軸方向に所定距離ａ離れたＸ軸方向両側のベース部側伸長部２８の領域に、それぞれ凹部（受入部）２９，２９が設けられている。図２Ａに示すように、凹部２９は、取付部対向面２６のＺ軸方向の中心に位置している。
【００３２】
本実施形態では、ベース部１２の検出ロードセル１３側にスペーサ部３０が設けられている。スペーサ部３０とベース部１２とは、一体的に形成してもよい。そして、スペーサ部３０に孔を設けてボルト３２により検出ロードセル１３をスペーサ部３０に締結してもよいし、ベース部１２とスペーサ部３０とにそれぞれ孔を設けてボルト３２により検出ロードセル１３をスペーサ部３０を介してベース部１２に締結してもよい。
【００３３】
略直方体状の検出ロードセル１３は、Ｘ軸方向の中心に対して対称に配置されそれぞれがＺ軸方向に延びるように設けられた一対の起歪部３３，３３を備えている。検出ロードセル１３の取付部１１のベース部対向面２２と対向する面には、該面の中心を通るＸ軸およびＺ軸のそれぞれと平行な直線に対して対称となるように検出ロードセル連結部３４が設けられている。検出ロードセル連結部３４は、取付部１１の貫通孔２３と対応している。検出ロードセル１３は、取付部１１の貫通孔２３に挿通されたボルト２４を検出ロードセル連結部３４に挿入することにより取付部１１に締結されている。また、検出ロードセル１３は、ＸＺ面の中心を通るＸ軸およびＺ軸のそれぞれと平行な直線に対して対称となる位置であり、かつＹ軸方向に貫通する貫通孔３５が設けられている。検出ロードセル１３は、貫通孔３５に挿通されたボルト３２によりスペーサ部３０を介してベース部１２に締結されている。検出ロードセル１３は、図３に示す情報処理手段３６と接続され、検出値が出力されるようになっている。
【００３４】
以下、検出ロードセル１３の中心の、Ｘ軸方向の位置は、検出ロードセル１３のＸ軸方向の幾何学的な中心位置で、Ｙ軸方向の位置は、起歪部３３のＹ軸方向の中心位置とする。
【００３５】
ジャッキ部１４は、円筒状である。ジャッキ部１４は、ジャッキ本体４１と該ジャッキ本体４１に対して進退するロッド４２とを有している。ジャッキ部１４の全長は、ロッド４２が退避位置にあるときに最も短い。図３に示すように、ジャッキ本体４１，４１は、手動油圧ポンプ４０側の１つの流路がジャッキ本体４１側で２つの流路に分岐した分岐ジョイント３９を介して手動油圧ポンプ４０と接続されている。ジャッキ本体４１，４１には、手動油圧ポンプ４０により油を流入または流出させロッド４２，４２の両方を同時に進退できるようになっている。ジャッキ本体４１への油の圧力を調節することにより、ロッド４２の先端の押圧力を変えることができるようになっている。ジャッキ部１４のロッド４２の突出側と反対側の面には、凸部（突起部）４３が設けられている。凸部４３は、ジャッキ本体４１の前記面の中心に位置している。凸部４３は、取付部１１の凹部２５に対応する大きさである。ジャッキ部１４の凸部４３と、取付部１１の凹部２５とは、位置決め部を構成している。ジャッキ部１４は、前記位置決め部により、取付部１１の取付部側伸長部２１に着脱可能に配置されている。
【００３６】
基準ロードセル１５は、円筒状である。基準ロードセル１５は、ロッド４２の先端と対向する面に、ロッド４２の突出方向の荷重を計測する荷重受け部４４を備えている。基準ロードセル１５は、図３に示すように、和算回路４６を介して校正荷重指示計４７と接続され、荷重受け部４４に負荷された力に応じた検出値を出力できるようになっている。基準ロードセル１５の荷重受け部４４と反対側の面には、凸部（突起部）４５が設けられている。凸部４５は、基準ロードセル１５の前記面の中心に位置している。凸部４５は、ベース部１２の凹部２９に対応する大きさである。基準ロードセル１５の凸部４５と、ベース部１２の凹部２９とは、位置決め部を構成している。基準ロードセル１５は、前記位置決め部により、ベース部１２のベース部側伸長部２８に着脱可能に配置されている。
【００３７】
図１および図２Ａに示すように、取付部１１に配置されたジャッキ部１４とベース部１２に配置された基準ロードセル１５とは、軸受２０のスラスト方向の中心に直列配置されている。ここで、“軸受２０のスラスト方向の中心”とは、図２Ａ中Ｚ軸方向の軸受２０の幅を２等分する位置を意味する。したがって、ジャッキ部１４の円筒形状の円の中心位置と基準ロードセル１５の円筒形状の円の中心位置とが、Ｚ軸方向において、軸受２０の幅を２等分する位置と一致している。これにより、軸受２０の荷重を偏荷重とならないようにジャッキ部１４と基準ロードセル１５とに伝達することができる。
【００３８】
本発明の第１実施形態のテンションメータ１０のセットアップについて説明する。基準ロードセル１５の凸部４５を、ベース部１２の凹部２９に嵌合した後、ロッド４２が退避位置にあるジャッキ部１４の凸部４３を、取付部１１の凹部２５に嵌合して、ジャッキ部１４と基準ロードセル１５とを、取付部１１とベース部１２との間に直列に配置する。その後、図３に示すように、手動油圧ポンプ４０とジャッキ部１４のジャッキ本体４１とを分岐ジョイント３９を介して接続し、基準ロードセル１５を和算回路４６を介して校正荷重指示計４７と接続する。
【００３９】
本発明の第１実施形態のテンションメータ１０では、ジャッキ部１４のロッド４２，４２が突出すると、取付部１１とベース部１２の間の間隔が広がる方向に荷重が負荷される。その結果、検出ロードセル１３に引張荷重が加えられる。本実施形態のテンションメータ１０では、Ｘ軸方向における検出ロードセル１３の中心から等距離離れたＸ軸方向の両側の左右対称の位置に、ジャッキ部１４と基準ロードセル１５とが配置されているので、ロール軸１６にＹ軸方向の垂直力のみが作用する状態と等価な引張荷重をテンションメータ１０に発生させることができる。検出ロードセル１３の検出値が２つの基準ロードセル１５，１５それぞれの検出値Ｐの合算値である２Ｐとなっているか否かを測定することにより、テンションメータ１０の検出ロードセル１３が正確な値を検出しているか否かを検査することができる。したがって、テンションメータ１０に引張荷重を作用させて検査をすることができる。
【００４０】
本発明によれば、取付部１１とベース部１２とに連結された検出ロードセル１３を有するテンションメータ１０に、取付部側伸長部２１とベース部側伸長部２８とを設け、ジャッキ部１４と基準ロードセル１５とを位置決め部により着脱自在に配置しているので、検査装置の構成部品が軽量で組み立て分解が容易な構造とすることができる。したがって、検査時のみ、検査装置を組み込み、検査終了後、取り外しができるので作業性をよくすることができ、ロール交換や保守の障害になるのを回避することができる。検査装置のジャッキ部１４のロッド４２が突出することにより、取付部１１とベース部１２とに力を加えて検出ロードセル１３に力を加えることができ、基準ロードセル１５の検出値と検出ロードセル１３の検出値とを比較してテンションメータ１０の校正ができる。ジャッキ部１４と基準ロードセル１５は、取付部１１およびベース部１２に対して着脱可能となるようにコンパクトに配置でき容易に移動できるので、複数のテンションメータ１０の校正に共用で使用できる。
【００４１】
部品点数が少なく簡易な構造とすることができるため、安価に構成することができる。連結部５０等の部品を追加することにより、圧縮荷重および引張荷重の両方の校正に対応できる。
【００４２】
テンションメータ１０の設置のために軸受けハウジングを設ける必要がないので、設計変更が不要となり、コスト等が増加するのを回避することができる。
【００４３】
ロール１９、軸受２０に荷重を加えることなく、検出ロードセル１３に直接荷重を加えることと等価な荷重を加えることができる構造とすることができるため、正確な検査を行うことができる。また、特に検出ロードセル１３にモーメントがかかる操業張力条件であっても、等価な荷重条件で正確な検査を効率よく行うことができる。
【００４４】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態のテンションメータ１０を示す。本実施形態において、第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して説明を省略する。
【００４５】
本実施形態のテンションメータ１０では、ロール１９に案内される帯状材１８により生じる力として垂直分力の圧縮荷重が作用し、かつ、操業時の張力の水平分力によるモーメントが発生した状態と等価になるように、Ｘ軸方向における検出ロードセル１３中心に対してＸ軸方向に等距離でない（a≠ｂ）位置に、基準ロードセル１５とジャッキ部１４とを直列に配置している。本実施形態のテンションメータ１０では、ジャッキ部用固定部４９と連結部５０とをさらに備えている。図４中の巻き付け角α，βは、それぞれ、水平面と帯状材１８とがなす角とする。
【００４６】
取付部１１のベース部対向面２２に、凹部（受入部）２５，２５は設けられていない。取付部１１の軸受取付面１７には、Ｘ軸方向の中心からＸ軸方向の一側に所定距離ａ離れ、他側に所定距離ｂ離れた両側の取付部側伸長部２１の領域に、それぞれ凹部（受入部）２５，２５が設けられている。図５に示すように、凹部２５は、軸受取付面１７のＺ軸方向の中心に位置している。取付部１１の凹部２５と基準ロードセル１５の凸部４５とは、位置決め部を構成している。
【００４７】
ベース部１２は、Ｘ軸方向においては取付部１１と略同じ長さであるが、Ｚ軸方向においては連結部５０と取付部１１との干渉を回避するために取付部１１の外側まで延びた矩形の板である。ベース部１２の取付部対向面２６には、凹部（受入部）２９，２９は設けられていない。ベース部１２のＺ軸と直交する両側の側面５１，５１のそれぞれには、Ｘ軸方向の中心からＸ軸方向の一側に所定距離ａ離れ、他側に所定距離ｂ離れた両側のベース部側伸長部２８の領域に、それぞれ、Ｚ軸方向に突出するように延びたベース部側装着部５２が設けられている。ベース部１２の検出ロードセル１３側に、スペーサ部３０は設けられていない。
【００４８】
ジャッキ部用固定部４９は、Ｘ軸方向およびＺ軸方向のそれぞれにおいてジャッキ本体４１の外側まで延びた矩形の板である。また、ジャッキ部用固定部４９は、Ｚ軸方向においては連結部５０と取付部１１とが干渉しないように取付部１１の外側まで延びている。ジャッキ部用固定部４９の軸受取付面１７と対向する面４８には、Ｘ軸方向における中心であり、かつ、Ｚ軸方向における中心となる位置に、凹部（受入部）５３が設けられている。ジャッキ部用固定部４９のＺ軸と直交する両側の側面５４，５４のそれぞれには、Ｘ軸方向の中心に、Ｚ軸方向に突出するように延びたジャッキ部用固定部側装着部５５が設けられている。ジャッキ部用固定部４９には、Ｘ軸方向における中心であり、かつ、Ｚ軸方向における中心となる位置に、Ｙ軸方向に貫通する貫通孔５６が設けられている。貫通孔５６には、ジャッキ部１４をジャッキ部用固定部４９に固定するボルト５７が挿通されている。ジャッキ部用固定部４９の凹部５３とジャッキ部１４の凸部４３とは、位置決め部を構成している。
【００４９】
連結部５０は、ベース部１２と、取付部１１に対してベース部１２と反対側に位置するジャッキ部用固定部４９とを連結する矩形の板である。連結部５０は、軸受取付面１７から、ジャッキ部用固定部４９の面４８までの距離が、ロッド４２が退避位置にあるジャッキ部１４と基準ロードセル１５とを直列配置した場合の全長よりやや長くなるように、ベース部１２に対して位置決めするものである。連結部５０には、ベース部側装着部５２、およびジャッキ部用固定部側装着部５５それぞれと対応する位置に挿通孔５８，５９が設けられている。連結部５０を取り付けたベース部側装着部５２、およびジャッキ部用固定部側装着部５５のそれぞれには、抜け止め（図示せず）を取り付けてもよい。
【００５０】
ジャッキ部１４の凸部４３には、ボルト５７を挿通するジャッキ側挿通孔６０が設けられている。
【００５１】
次に、取付部１１の凹部２５、およびベース部１２のベース部側装着部５２の所定距離ａ，ｂの決定方法について説明する。
【００５２】
図４において、ロール軸１６から軸受２０に垂直荷重Ｆｖを加える代わりに、各基準ロードセル１５，１５に対して垂直荷重Ｆｖの荷重方向と同じ向きにＦｖ／２を負荷した場合を考える。この場合も検出ロードセル１３にはＦｖ／２×２＝Ｆｖの力が下方向に作用する。なお、軸受２０の軸心と検出ロードセル１３の中心とのＹ軸方向の距離はｃである。
【００５３】
また、距離ａ，ｂの差による偏荷重によるモーメントＭ２は、
【００５４】
【数３】
0005519541.tif 000004
【００５５】
このモーメントＭ２が前述の式（３）で示す水平分力ＦｈによるモーメントＭ１に等しくなるようにａ，ｂの値を決定する。（４）＝（３）、及び（１）、（２）の関係式より、
【００５６】
【数４】
0005519541.tif 000005
【００５７】
ａ＋ｂ＝Ｌとすると、（５）より、以下の値が得られる。
【００５８】
【数５】
0005519541.tif 000006
【００５９】
従って、設備条件でＬ,ｃ,α，βが既知であれば、式（６）、式（７）からａ，ｂの値を決定できる。なお、本実施形態のテンションメータ１０における値Ｌ,ｃ,α，βの一例を挙げると、Ｌ＝６００ｍｍ,ｃ＝１５０ｍｍ,α＝３０°,β＝１５°の場合、ａ＝２８０ｍｍ,ｂ＝３２０ｍｍである。
【００６０】
本発明の第２実施形態のテンションメータ１０のセットアップについて説明する。最初に、ジャッキ部用固定部４９の凹部５３にジャッキ部１４の凸部４３を嵌合し、ジャッキ部用固定部４９に対してジャッキ部１４と反対側から貫通孔５６にボルト５７を挿通してジャッキ部１４をジャッキ部用固定部４９に固定する。次に、基準ロードセル１５の凸部４５を取付部１１の凹部２５に嵌合する。その後、ジャッキ部１４のロッド４２の先端が基準ロードセル１５の荷重受け部４４と当接するように、ジャッキ部用固定部４９に固定されたジャッキ部１４を基準ロードセル１５に対して直列に配置する。そして、連結部５０の挿通孔５８にベース部１２のベース部側装着部５２を挿通させるとともに、連結部５０の挿通孔５９にジャッキ部用固定部４９のジャッキ部用固定部側装着部５５を挿通させる。最後に、図３に示すように、手動油圧ポンプ４０とジャッキ部１４のジャッキ本体４１とを分岐ジョイント３９を介して接続し、基準ロードセル１５を和算回路４６を介して校正荷重指示計４７と接続する。
【００６１】
本発明の第２実施形態のテンションメータ１０では、ジャッキ部１４のロッド４２，４２が突出すると、連結部５０によりベース部１２と所定間隔を有するように連結されたジャッキ部用固定部４９に対して、取付部１１が遠ざかる方向に押圧される。これにより、取付部１１とベース部１２の間の間隔が狭まる方向に荷重が負荷される。その結果、検出ロードセル１３に圧縮荷重が加えられる。そして、検出ロードセル１３の中心から前記巻き付け角が大きい側の検査装置までの距離よりも検出ロードセル１３の中心から前記巻き付け角が小さい側の検査装置までの距離の方が長くなるように、前記巻き付け角に応じてジャッキ部１４および基準ロードセル１３を配置しているので、検出ロードセル１３に水平分力によるモーメントが加えられた場合と等価な負荷を検出ロードセル１３に付与することができ、検出ロードセル１３の中心に対して左右両側に形成されるロール１９に対する巻き付け角の大きさが異なる場合も、テンションメータ１０の検査を行うことができる。検出ロードセル１３の検出値が２つの基準ロードセル１５，１５それぞれの検出値Ｐの合算値である２Ｐとなっているか否かを測定することにより、テンションメータ１０の検出ロードセル１３が正確な値を検出しているか否かを検査することができる。したがって、テンションメータに圧縮荷重を作用させて検査をすることができる。本実施形態により得られる効果は、上述した効果以外については、第１実施形態により得られる効果と同等である。
【００６２】
（第３実施形態）
図６は、本発明の第３実施形態のテンションメータ１０を示す。本実施形態において、第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して説明を省略する。
【００６３】
本実施形態のテンションメータ１０は、第１実施形態のテンションメータ１０と同様に、ロール１９に案内される帯状材１８により生じる引張荷重と等価の荷重を発生させ、その値を検出する検査装置を具備するものであるが、前記引張荷重を発生させる機構が異なっている。本実施形態のテンションメータ１０においても、ジャッキ部用固定部４９と連結部５０とをさらに備えている。
【００６４】
取付部１１のベース部対向面２２に、凹部（受入部）２５，２５は設けられていない。取付部１１には、Ｘ軸方向の中心からＸ軸方向に所定距離ａ離れた両側の取付部側伸長部２１，２１の領域に、軸受取付面１７からベース部対向面２２まで貫通した貫通孔７１が設けられている。貫通孔７１の内径は、後述する荷重伝達棒７２の外径より大きい。図７に示すように、貫通孔７１は、取付部１１のＺ軸方向の中心に位置している。取付部１１のＺ軸と直交する両側の側面７３，７３のそれぞれには、Ｘ軸方向の中心からＸ軸方向に所定距離ａ離れた両側の取付部側伸長部２１，２１の領域に、Ｚ軸方向に突出するように延びた取付部側装着部７４が設けられている。
【００６５】
ベース部１２の検出ロードセル１３側に、スペーサ部３０は設けられていない。
【００６６】
本実施形態におけるジャッキ部用固定部４９は、Ｚ軸方向の長さが取付部１１のＺ軸方向の長さと同じである点を除いて第２実施形態におけるジャッキ部用固定部４９と同様である。
【００６７】
連結部５０は、取付部１１と、ジャッキ部用固定部４９とを連結する矩形の板である。連結部５０は、取付部１１と、ジャッキ部用固定部４９との間に所定の間隔を有するように位置決めするものである。連結部５０には、ジャッキ部用固定部側装着部５５、および取付部側装着部７４それぞれと対応する位置に挿通孔５８，５９が設けられている。連結部５０を取り付けたジャッキ部用固定部側装着部５５、および取付部側装着部７４のそれぞれには、抜け止め（図示せず）を取り付けてもよい。
【００６８】
本実施形態におけるジャッキ部１４は、第２実施形態におけるジャッキ部１４と同様である。
【００６９】
荷重伝達棒７２は、円柱形状である。荷重伝達棒７２は、ジャッキ部１４のロッド４２と一端が当接し、基準ロードセル１５の荷重受け部４４と他端が当接するように設けられている。
【００７０】
本発明の第３実施形態のテンションメータ１０のセットアップについて説明する。最初に、ジャッキ部用固定部４９の凹部５３にジャッキ部１４の凸部４３を嵌合し、ジャッキ部用固定部４９に対してジャッキ部１４と反対側から貫通孔５６にボルト５７を挿通してジャッキ部１４をジャッキ部用固定部４９に固定する。次に、基準ロードセル１５の凸部４５をベース部１２の凹部２９に嵌合する。その後、取付部１１の貫通孔７１から荷重伝達棒７２を挿入し、荷重伝達棒７２の一端を基準ロードセル１５の荷重受け部４４と当接させる。そして、ジャッキ部１４のロッド４２の先端が荷重伝達棒７２の他端と当接するようにして、ジャッキ部用固定部４９に固定されたジャッキ部１４を荷重伝達棒７２に対して直列に配置する。そして、連結部５０の挿通孔５８に取付部１１の取付部側装着部７４を挿通させるとともに、連結部５０の挿通孔５９にジャッキ部用固定部４９のジャッキ部用固定部側装着部５５を挿通させる。最後に、図３に示すように、手動油圧ポンプ４０とジャッキ部１４のジャッキ本体４１とを分岐ジョイント３９を介して接続し、基準ロードセル１５を和算回路４６を介して校正荷重指示計４７と接続する。
【００７１】
本発明の第３実施形態のテンションメータ１０では、ジャッキ部１４のロッド４２，４２が突出すると、ベース部１２とジャッキ部用固定部４９との間隔が広がる方向に荷重が負荷される。その結果、ベース部１２と、ジャッキ部用固定部４９と所定間隔を有するように連結部５０により連結された取付部１１との間の間隔も広がる方向に荷重が負荷される。その結果、検出ロードセル１３に引張荷重が加えられる。検査方法については、第１実施形態の検査方法と同様である。本実施形態により得られる効果は、第１実施形態により得られる効果と同等である。
【００７２】
本発明は実施形態のものに限定されず、種々の変形が可能である。例えば、ジャッキ部１４と基準ロードセル１５とは、ロッド４２の突出方向が逆となるように取り付けてもよい。位置決め部の凹部２５，２９および凸部４３，４５は、凹部４３，４５および凸部２５，２９となるように構成してもよい。帯状材１８は、鉄、紙等いずれでもよい。また、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、ジャッキ本体４１と、荷重受け部４４と反対側の基準ロードセル１５とを突起部とし、ピン７５の内側を受入部としてもよい。テンションメータ１０は、ベース部１２が下側に位置する場合だけでなく、上側に位置するように固定物に設置してもよい。なお、テンションメータ１０は、水平分力が加わり、かつ引張荷重が加わるように構成してもよいし、また、垂直力のみが加わり、かつ、圧縮荷重が加わるように構成してもよいことはもちろんである。
【符号の説明】
【００７３】
１０  テンションメータ
１１  取付部
１２  ベース部
１３  検出ロードセル
１４  ジャッキ部
１５  基準ロードセル
１６  ロール軸
１８  帯状材
１９  ロール
２０  軸受
２１  取付部側伸長部
２５  凹部（受入部）
２８  ベース部側伸長部
２９  凹部（受入部）
４１  ジャッキ本体
４２  ロッド
４３  凸部（突起部）
４５  凸部（突起部）
４９  ジャッキ部用固定部
５０  連結部
５３  凹部（受入部）
７５  ピン
【図１】
0005519541.tif 000007
【図２Ａ】
0005519541.tif 000008
【図２Ｂ】
0005519541.tif 000009
【図３】
0005519541.tif 000010
【図４】
0005519541.tif 000011
【図５】
0005519541.tif 000012
【図６】
0005519541.tif 000013
【図７】
0005519541.tif 000014
【図８Ａ】
0005519541.tif 000015
【図８Ｂ】
0005519541.tif 000016
【図９】
0005519541.tif 000017
【図１０】
0005519541.tif 000018
【図１１】
0005519541.tif 000019
【図１２】
0005519541.tif 000020
【図１３】
0005519541.tif 000021