JP2002257501A - ベルト検尺装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベルト長さを高精度に測定するベルト検尺装
置を提供する。 【解決手段】 駆動プーリ３を配置している剛性ベース
台２ａに垂直方向に沿って一対の平行な切欠き段差部を
配し、この段差面に一対のリニアレール１１を当接固定
し、このリニアレール１１に沿って移動台１３ａを昇降
させる。同時にベルト５に荷重を付与する重錘２５の作
用方向をベルト５に生じるベルトの反力方向に一致させ
るとともにカウンター重錘３６をチェーン３１に接続
し、さらにもう一方の端末を移動台１３ａに接続し、移
動台１３ａの風袋重量をキャンセルする。又、前記チェ
ーン３１を案内するスプロケット３２ａには軸受を内蔵
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一対の検尺プーリ
間にリング状のベルトを巻き掛けてベルトの長さを測定
するベルト検尺装置に係り、詳しくは垂直方向に一方の
プーリを固定し、もう一方のプーリを昇降可能に移動さ
せるようにした縦型ベルト検尺装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のベルト検尺装置は、大きく別けて
一対のプーリを垂直方向に配置した縦型ベルト検尺装置
と、一対のプーリを水平方向に配置した横型ベルト検尺
装置に区分される。

【０００３】例えば縦型ベルト検尺装置としては、特開
平９−３１８３４４号公報、或いは実開平７−３８８０
４号公報に示された装置がある。前者は平ベルトを主に
検尺する装置であり、特徴的なこととして定荷重下での
ベルト長さ測定機能以外に定伸張下でのベルト応力測定
機能が追加されている。後者は装置の占有面積を節約す
ると共に作業性を向上させるために縦型構造とし、併せ
て重錘の積み下ろし作業を省力化したものである。

【０００４】また、横型ベルト検尺装置としては、特開
平６−３２３８０１号公報に開示された装置がある。こ
の装置は検尺対象のベルト種類によって頻繁に検尺プー
リを交換する手間を省くためにサイズの異なる各一対の
検尺プーリが同時に複数装着できることをその特徴とす
るものである。

【０００５】また、最近のベルト検尺装置にあっては、
べルト長さの測定以外に、幅、厚み、反り、蛇行量、さ
らには歯付ベルトの歯ピッチ、Ｖベルトのライドアウト
等々、その測定項目およびその測定技術は多様化してお
り、これに伴って多数の技術が公開されている。

【０００６】上記したいずれの装置もベルト長さの測定
を第一義とするものであるが、その測定精度を向上させ
る基本的な技術ついては開示されていない。しかしなが
ら、伝動ベルトを取り巻く環境は年々厳しくなってお
り、特に歯付ベルトにおいては発音あるいは振動問題等
により、歯付プーリとの噛み合わせピッチを厳格に管理
する必要が生じた。このため、ベルト長さの測定精度に
対してもシビアな精度（ミクロン代の繰返し精度）が求
められるようになった。

【０００７】このような高精度のベルト検尺装置を開発
するために、本発明者は従来技術を用いた縦型ベルト検
尺装置を調査分析し、本発明に係るベルト検尺装置を完
成させた。以下、図面を用いて従来技術を詳細に説明す
る。

【０００８】図６は従来例に係るベルト検尺装置の正面
図であり、図７はその側面図である。図７において、ベ
ルト検尺装置１ｂはベース台２ｂおよびこの上に組付け
られて従動プーリ４を垂直方向に昇降させるガイド機構
１０ｂと、従動プーリ４をその上に支承した移動台１３
ｂの風袋荷重をキャンセルするカウンター重錘機構３０
ｂと、従動プーリ４に重錘を付与し、ベルト５に所定の
検尺荷重を付与する重錘機構２０ｂと、ガイド機構１０
ｂの上部にあってガイドシャフト１２を固定する固定台
１６ｂに配された駆動プーリ３と、図６に示す従動プー
リ４の移動量を計測するリニアスケール７とで構成され
る。

【０００９】尚、駆動プーリ３はその背面側でギヤー、
歯付ベルトを介して主モーター６に接続されており、主
モーター６によって駆動プーリ３は回転し、ベルト５を
所定の速度で所定の時間.、走行さる。この慣らし運転
によってベルト５はこれと嵌合する種々雑多な形状を有
する駆動プーリ３および従動プーリ４と過不足なく滑ら
かに接触することになり、実使用状態により近似した安
定した測定状態を現出する。

【００１０】また、カウンター重錘機構３０は検尺荷重
の設定範囲をゼロスタートとするもので、従動プーリ４
を含む移動台１３の全重量をキャンセルすることによっ
て行う。すなわち、ベース台２bの上部にスプロケット
３２を前側左右に２箇所、後側左右に２箇所、合計４個
配置し、チェーン３１を介して背面側にカウンター重錘
３６を吊り下げて前記移動台１３の風袋重量をキャンセ
ルする。

【００１１】また、重錘機構２０ｂは、ベルト５を着脱
交換する際の重錘２５の上げ下ろしを省力化するための
ものである。すなわち、上下一対の固定台１６ｂと一対
のガイドシャフト１２で形成される矩形体の中央部垂直
方向に組付けられた送りネジ２１をモーター２４によっ
てネジ送りし、ストッパー２２を移動台１３ｂに当接さ
せて移動台１３ｂに吊下げられた重錘２５を自動昇降さ
せる機構である。

【００１２】次に従動プーリ４を垂直方向に昇降させる
ガイド機構１０ｂを詳細に説明する。このガイド機構１
０ｂは、左右２ヶ所に同一ピッチで穴開けされた一対の
固定台１６ｂに一対のガイドシャフト１２を並列状態に
嵌合固定し、矩形状のガイド機構１０ｂを組立てる。

【００１３】すなわち、一対のガイドシャフト１２に軸
受内蔵の移動台１３ｂが跨線状に組付けられてガイドシ
ャフト１２に沿って移動する。尚、移動台１３ｂの上部
にはフック３５が設けられており、このフック３５にチ
ェーン３１が接続される。このチェーン３１は前述のカ
ウンター重錘機構１０ｂのスプロケット３２ｂを介して
背面のカウンタ重錘３６のフック３５に接続される。こ
れによって移動台１３ｂの風袋重量はキャンセルされ
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のベルト
検尺装置にあっては測定機能および省力化および省スペ
ース化等の課題はクリヤーしているものの、基本的な課
題である測定精度の向上については改善の余地が残され
ていた。

【００１５】特に歯付ベルトにおいては、噛合い時の発
音性、位置決め精度の改善要求等が益々厳しくなり、こ
れに対応するためには歯付プーリと歯付ベルトの噛合い
ピッチをより厳密に管理する必要があった。

【００１６】この噛合いピッチ精度を大幅に改善するた
めには、歯付ベルトにあっては歯のピッチ、すなわちベ
ルト長さを高精度に測定し管理する必要があった。以下
にこの測定精度を飛躍的に向上させる手段を開示する。

【００１７】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１の発
明は、垂直方向に配された一方の駆動プーリと移動台に
設置されたもう一方の従動プーリとの間にベルトを巻き
掛け、この移動台を垂直方向に案内するガイド機構を用
いてベルトを張架方向に移動させ、更にこの移動台に係
止した重錘機構を用いてベルトに所定の荷重を付与し、
このときの従動プーリの移動量を計測することによって
ベルト長さを測定するベルト検尺装置において、前記ガ
イド機構は、駆動プーリを設置している剛性ベース台上
に垂直方向に沿って一対の平行な切欠き段差部を配し、
この切欠き段差部の段差面に一対のリニアレールを当接
配置するとともに、この一対のリニアレール上に組付け
た移動台を駆動プーリ側に向って垂直方向に昇降させる
ようにしたベルト検尺装置である。

【００１８】請求項２の発明は、ベルトに荷重を付与す
る重錘機構は、従動プーリに所定の荷重を付与する重錘
の作用力線方向と、駆動プーリと従動プーリ間に掛架さ
れたベルトに生じるベルト反力の作用力線方向とが一致
する請求項１記載のベルト検尺装置である。

【００１９】請求項３の発明は、移動台の風袋重量をキ
ャンセルするカウンター重錘機構は、移動台をその上部
からチェーンで吊下げ状態に案内し、上部に設けたスプ
ロケットを介して背面側にカウンタ重錘を吊り下げる構
造であり、このスプロケットは軸受を内蔵し、且つこの
軸受と嵌合する軸は両端で更に軸受支持されるている請
求項１又は請求項２記載のベルト検尺装置である。

【００２０】請求項４の発明は、ベルトに荷重を付与す
る重錘機構は、移動台に係止する重錘の作用力線方向を
ベルト幅方向に任意に設定できる請求項１乃至３の内い
ずれか１項に記載のベルト検尺装置である。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るベルト検尺装
置を図１乃至図５を用いて詳細に説明する。図１は本発
明に係るベルト検尺装置１aの正面図であり、図２はそ
の側面図である。図３は図１のＡ部拡大図であり、図４
は図１のＢ部拡大図である。また、図５は図２のＣ部拡
大図である。

【００２２】ところで図１および図２に示す本発明に係
る検尺装置１ａに必要な構成とその機能は、図６および
図７で示した従来の検尺装置１ｂのそれと基本的部分で
は変わるところはないので、説明の煩雑さを避けるため
に最小限の説明とし、測定精度の向上に関連する部分を
中心に詳細に説明する。

【００２３】先ず、始めに本発明が特徴とする従動プー
リ４のガイド機構１０ａについて詳細に説明する。図2
においてガイド機構１０ａはベース台2ａに配された左
右一対のリニアレール１１と、その上に嵌め合わされて
リニアレール１１上を滑走する左右の軸受１４ａと、こ
の軸受１４ａを跨線状に跨いで組付けられる移動台１３
ａと、ベース台２ａの上部にあって駆動プーリ３を位置
決め固定する固定台１６ａとで構成されるガイド機構１
０ａであり、この移動台１３ａの上には従動プーリ４が
装着されている。

【００２４】図１及び図２で示した本発明に係るガイド
機構１０ａは、図6、図７に示した従来のガイド機構１
０ｂとは以下の点で大きく異なる。すなわち、従来のガ
イド機構１０ｂは断面円形の一対のガイドシャフト１２
を左右に配しその両端部を一対の固定台１６ｂで固定す
る構造であり、この一対の固定台１６ｂにはそれぞれ左
右２ヶ所に同一ピッチで軸穴が開けられており、この軸
穴に一対のガイドシャフト１２の両端部が嵌合固定され
る。

【００２５】従って一対のガイドシャフト１２の平行度
は、固定台１６ｂに形成された軸穴の平行度およびこの
固定台１６ｂにガイドシャフト１２を組み付ける際の取
付け技能に大きく左右される。

【００２６】但し、実際の組立ては固定台１６ｂにガイ
ドシャフト１２を組付固定する前に、リニアモーション
タイプの軸受１４ｂを内蔵した移動台１３ｂを組付け
る。このようにして組み付けられた一体のガイド機構１
０ｂを、更にベース台２ｂの前面に組付ける。

【００２７】ベース台２ｂの前面にはガイド機構１０ｂ
を組み付ける取付面が上下２ヶ所に設けられており、こ
の取付面は同一平面となるように形成されている。この
取付面に前記のガイド構造１０ｂがボルト締めによって
固定される。このとき、駆動プーリ３は上部の固定台１
６ｂに組み付けられるので、移動台１３ｂに組み付けら
れる従動プーリ４との平行度は保たれる。

【００２８】これに対し、本発明に係るガイド機構１０
ａは、図１、図２に示すようにベース台２ａの前面に溶
接構造で一体に形成された厚板上に所定の間隔を開けて
左右に向き合う形で一対の段差部を形成し、この一対の
段差部に一対のリニアレール１１を左右から当接し平行
度を確保しつつベース台２ａに固定する。

【００２９】更にリニアモーションタイプの軸受１４ａ
を内蔵した移動台１３ａをこの一対のリニアレール１１
に組付け、移動台１３ａの上には従動プーリ４を組付け
る。

【００３０】また、ベース台２aの上部には駆動プーリ
３を組付け、ギヤ、ベルトを介し、モータ６を用いて駆
動する。尚、この駆動プーリ３とリニアレール１１の取
付面は同一面に形成されているので平行度は確保され
る。

【００３１】更にこの様子を図１のＡ部拡大図である図
３を用いて説明する。図３において図３（ａ）はベース
台２ａ上に組付けたリニアレール１１を示す正面図であ
り図３（ｂ）はその断面図である。図に示すようにベー
ス台２ａの前面には段差部が形成されており、この段差
面にリニアレール１１の側面が当接することによって,
左右一対のリニアレール１１の平行度が確保される。

【００３２】以上の通り、従来のガイド機構１０ｂと本
発明に係るガイド機構１０ａには下記の相違点がある。
すなわち、従来のガイド機構１０ｂはガイドシャフト１
２を固定台１６に組付ける際に組付け技能によって捩
れ、歪みが発生すること、また、ガイドシャフト１２の
固定位置が上下の固定台１６の嵌合部のみであることか
ら、その中間部で撓みが発生すること、更には、一体に
組み付けられたガイド機構１０ｂをベース台２ｂにボル
ト締めによって固定する際に、組付技能によって平行度
が大きく損なうこと等の要因が重なることによって平行
度の確保には限界がある。

【００３３】一方、本発明に係るガイド機構１０ａは、
ベース台２ａに直接、段差を形成する方法であるから、
捩れ、歪みは発生せず、また、リニアレール１１を一対
の平行段差に当接するのみであるから組付け技能に依存
しない、しかもガイド構造１０ａのリニアレール１１は
元からベース台２ａと一体に形成されているので組付け
誤差を発生させることもない。

【００３４】以上のことから本発明に係るガイド機構１
０ａは従来技術に比して格段の平行度が得られる優れた
手段であることが判る。尚、この平行度の向上は移動台
１３ａに内蔵された軸受１４ａとガイド部材であるリニ
アレール１１との摩擦係数を低減させる効果と共に昇降
位置によって摩擦係数を変化させない効果がある。

【００３５】この効果によってベルト５に付与される検
尺荷重は高度に安定することになり、結果、ベルト５の
長さ測定は高精度になる。すなわち、ベルト長さの測定
精度を向上させるためには、ベルト５に作用する荷重の
再現性を如何に向上させるかがポイントである。本発明
に係るベルト検尺装置１ａはこのことを可能にした。

【００３６】次に第２の要部であるカウンター重錘機構
３０ａを図１、図２および図１のＢ部拡大図である図４
を用いて詳細に説明する。図２において移動台１３ａを
吊下げるチェーン３１はベルト検尺装置１ａの上部に設
けられた左右各一対のスプロケット３２aを経由して背
面側のカウンター重錘３６に接続されている。

【００３７】カウンター重錘３６は移動台１３ａの全重
量（風袋重量）をキャンセルさせるために設けられてお
り、直接的には検尺荷重の設定範囲をゼロから行えるよ
うにするものであり、許容応力の小さい小形ベルトの長
さ測定を可能にするものである。

【００３８】この構成自体は図６、図７で示した従来技
術と変わるものではないが、本発明のカウンター重錘機
構３０ａに用いるスプロケット３２ａは従来技術のスプ
ロケット３２ｂが軸受を内蔵しないタイプであるのに対
し、図４で示すように軸受を内蔵している点で相違す
る。

【００３９】このように軸受を内蔵させることによって
スプロケット３２ａは回転軸３４を両端で回転支持する
軸受３３の回転機能に加えて更に内蔵軸受での回転を可
能にするから、回転抵抗は大幅に減少する。この回転抵
抗の減少によって移動台１３ａの全重量（風袋重量）は
確実にキャンセルされることになり、結果、ベルト５に
付与する検尺荷重を正確に制御することができる。

【００４０】最後に第３の要部である重錘機構２０ａを
図１、図２および図２のＣ部拡大図である図５を用いて
詳細に説明する。図２において移動台１３ａは従動プー
リ４とその下に重錘２５を吊下げる取付バー２３ａを一
体に装着して昇降するように構成されているが、取付バ
ー２３ａの位置によっては、重錘２５による荷重力線の
方向とベルト５に作用する反力の方向とが一致しなくな
ることがある。

【００４１】図７で示すように互いの作用線がＯＦＦＳ
ＥＴを有する場合には移動台１３ｂにモーメント荷重が
作用することになり、結果、移動台１３ｂに内蔵された
軸受１４ｂにモーメント荷重が懸かり、軸受部に走行抵
抗が生じる。この抵抗は本来懸かるべきベルト荷重を矮
小化すると共に昇降位置によって異なるベルト荷重を与
えることになるから、測定精度を劣化させる。

【００４２】これに対し、本発明に係る取付バー２３ａ
は、図２に示すように重錘２５の吊下げ位置を前後方向
に調節できる構造としているので、種々のベルト幅を有
するベルト５であっても容易に作用線の方向を一致させ
ることができる。

【００４３】この構造を図２のＣ部拡大図である図５を
用いて更に説明する。ここで図５（ａ）は取付バー２３
ａの平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ断
面矢視図である。取付バー２３ａは移動台１３ａの前面
に突起状態で左右２ヶ所に一体に配されており、この一
対の取付バー２３ａを案内軸として前後方向に摺動移動
する部材に重錘２５が吊下げられる構造となっている。

【００４４】以下、実施例について詳細に説明する。実
施例の検尺装置１ａは、駆動プーリ３と従動プーリ４を
垂直方向に配した縦型検尺装置であり、検尺装置１ａの
概略寸法は機高２．７ｍ、機幅０．７ｍ、奥行き０．６
ｍの大きさであり、測定範囲はプーリ軸間距離で、１５
０〜１２５０ｍｍ、検尺荷重で、０〜２００ｋｇｆであ
った。尚、上記軸間距離は以下に示すベルト長さ算出式
のＤＬに相当する寸法である。すなわち、ベルト長さの
算出式は以下の通りである。

【００４５】ＢＬ（ベルト長さ）＝π×Ｄ（プーリピッ
チ径）＋２×ＤＬ（プーリ軸間距離） リニアレール１１の取付ベースには厚み１６ｍｍの厚板
を使用し、その上に３ｍｍの段差部を一体に形成した。
また、従動プーリ４の移動量を測定するリニアゲージに
はミツトヨ社のリニアスケール（ＡＴ１０２Ｆ−１３０
０）を用いた。

【００４６】ガイド機構１０ａに用いるリニアレールと
リニアモーションタイプの軸受には、ＮＳＫ社のＬＨ２
５−１５４０−ＡＮ３８（レールの幅２３ｍｍ、高さ２
２ｍｍ、長さ１５４０ｍｍ）を用いた。尚、比較例検尺
装置１ｂのガイドシャフト１２には、直径５０ｍｍ、長
さ１４００ｍｍの軸受鋼を表面焼入れしたものを用い
た。

【００４７】チェーン３１およびスプロケット３２ａ、
３２ｂにはＪＩＳ３２０規格のチェーンおよびスプロケ
ットを用いた。但し、比較例のスプロケット３２ｂには
内蔵軸受を用いず、実施例のスプロケット３２ａには内
蔵軸受を用いた。また、軸受３３にはピロブロック（Ｕ
ＣＰ２０３）を用いた。

【００４８】また、主モータ６には０．１ｋｗの三相ギ
ヤードモータ、重錘昇降用のモータには０．２ｋｗの単
相ギヤードモータを用いた。

【００４９】上記構成の下に、実施例のベルト検尺装置
１ａと、比較例のベルト検尺装置１ｂの測定精度の比較
テストを実施した。結果を下記の表１に示す。

【００５０】

【表１】 実験結果、実施例の測定精度Ｒ(max−min)は、１μｍと
なり、これに対する比較例の測定精度Ｒ(max−min)は、
３〜５μｍなった。

【００５１】すなわち、実施例の測定精度は比較例のそ
れに比して、１／３〜１／５にまで改善されたことにな
り、これによって本発明に係るベルト検尺装置を用いれ
ば測定精度が大幅に向上することが確かめられた。

【００５２】

【発明の効果】請求項１の発明は、これによって正確な
平行度を有するガイド機構を構成することができるの
で、正しい検尺荷重を付与することが可能になり、ベル
ト長さの測定精度を飛躍的に向上させることができる。

【００５３】請求項２の発明は、これによって重錘によ
る荷重方向とベルトに生じる反力の方向を一致させるこ
とが可能になり、移動台の軸受にモーメント荷重を生じ
させない効果がある。これによってより正しい検尺荷重
を付与することが可能になる。

【００５４】請求項３の発明は、これによって風体重量
を正確にキャンセルすることができるので、ゼロ荷重か
ら始まる検尺荷重をより正確に付与することができる。

【００５５】請求項４の発明は、これによって種々のベ
ルト幅を有するベルトであってもその作用線の方向を容
易に変えることができるので、正しい検尺荷重を付与す
ることが可能になり、結果、測定精度を大幅に向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るベルト検尺装置の正面図である。

【図２】本発明に係るベルト検尺装置の側面図である。

【図３】図１のＡ部拡大図であり、図３（ａ）は正面
図、図３（ｂ）は断面図である。

【図４】図１のＢ部拡大図である。

【図５】図２のＣ部拡大図であり、図５（ａ）は平面
図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ断面矢視図であ
る。

【図６】従来例に係るベルト検尺装置の正面図である。

【図７】従来例に係るベルト検尺装置の側面図である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ ベルト検尺装置 ２ａ、２ｂ ベース台 ３ 駆動プーリ ４ 従動プーリ ５ ベルト ６ 主モータ ７ リニアスケール １０ａ、１０ｂガイド機構 １１ リニアレール １２ ガイドシャフト １３ａ、１３ｂ移動台 １４ａ、１４ｂ軸受 １５ 切欠き段差部 １６ａ、１６ｂ固定台 ２０ａ、２０ｂ重錘機構 ２１ 送りネジ ２２ ストッパー ２３ａ、２３ｂ取付バー ２４ モータ ２５ 重錘 ３０ａ、３０ｂカウンター重錘機構 ３１ チェーン ３２ａ、３２ｂスプロケット ３３ 軸受 ３４ 軸 ３５ フック ３６ カウンター重錘

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直方向に配された一方の駆動プーリと
   移動台に設置されたもう一方の従動プーリとの間にベル
   トを巻き掛け、この移動台を垂直方向に案内するガイド
   機構を用いてベルトを張架方向に移動させ、更にこの移
   動台に係止した重錘機構を用いてベルトに所定の荷重を
   付与し、このときの従動プーリの移動量を計測すること
   によってベルト長さを測定するベルト検尺装置におい
   て、 前記ガイド機構は、駆動プーリを設置している剛性ベー
   ス台上に垂直方向に沿って一対の平行な切欠き段差部を
   配し、この切欠き段差部の段差面に一対のリニアレール
   を当接配置するとともに、この一対のリニアレール上に
   組付けた移動台を駆動プーリ側に向って垂直方向に昇降
   させるようにしたことを特徴とするベルト検尺装置。
2. 【請求項２】 ベルトに荷重を付与する重錘機構は、従
   動プーリに所定の荷重を付与する重錘の作用力線方向
   と、駆動プーリと従動プーリ間に掛架されたベルトに生
   じるベルト反力の作用力線方向とが一致する請求項１記
   載のベルト検尺装置。
3. 【請求項３】 移動台の風袋重量をキャンセルするカウ
   ンター重錘機構は、移動台をその上部からチェーンで吊
   下げ状態に案内し、上部に設けたスプロケットを介して
   背面側にカウンタ重錘を吊り下げる構造であり、このス
   プロケットは軸受を内蔵し、且つこの軸受と嵌合する軸
   は両端で更に軸受支持されるている請求項１又は請求項
   ２記載のベルト検尺装置。
4. 【請求項４】 ベルトに荷重を付与する重錘機構は、移
   動台に係止する重錘の作用力線方向をベルト幅方向に任
   意に設定できる請求項１乃至３の内いずれか１項に記載
   のベルト検尺装置。