JP2005257350A - Belt tensiometer - Google Patents
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Description
本発明は、ベルトの振動を検知することにより、ベルト張力を測定するベルト張力計に関する。 The present invention relates to a belt tension meter that measures belt tension by detecting belt vibration.
ベルト張力は、ベルト寿命や伝動装置の運転性能、伝動効率等に大きく影響するため、ベルト取付張力を測定することは、メンテナンスの上でも重要である。ベルト張力を非接触で測定する方法としては、例えば音波式ベルト張力計が知られている。音波式ベルト張力計では、衝撃が与えられたベルトに発生する振動を、マイクロフォン等を用いて音圧変動として検知し、ベルトの第1次固有振動数を周波数解析等により算出する(特許文献1参照)。 Since the belt tension greatly affects the belt life, the driving performance of the transmission, the transmission efficiency, etc., it is important for maintenance to measure the belt mounting tension. As a method for measuring the belt tension in a non-contact manner, for example, a sonic belt tension meter is known. In a sonic belt tension meter, vibration generated in a belt subjected to an impact is detected as a sound pressure fluctuation using a microphone or the like, and a primary natural frequency of the belt is calculated by frequency analysis or the like (Patent Document 1). reference).
ベルト張力Tと、ベルト第1次固有振動数fと、ベルト単位質量M、ベルト幅W、ベルトスパン長さSとの間には、T=4×M×W×S2×f2の関係あるため、音波式ベルト張力計でベルト張力を算出するには、周波数解析により得られるベルト第1次固有振動数fの他に、ベルト単位質量M、ベルト幅W、ベルトスパン長さSを与える必要がある。測定者は、これらの値を音波式ベルト張力計に入力する際、ベルトカタログを参照して、測定されるベルトの型に対応する単位質量を確認する必要がある。また、測定されたベルト張力が、適正であるか否かも、一々カタログを参照して確認しなければならず煩雑である。
本発明は、ベルト振動を検知することによるベルト張力の測定において、カタログ等を参照することなく効率的に測定作業を行なえるベルト張力計を得ることを目的としている。 An object of the present invention is to obtain a belt tension meter that can efficiently perform measurement work without referring to a catalog or the like in measuring belt tension by detecting belt vibration.
本発明の音波式ベルト張力計は、測定が行われるベルトの振動を用いてベルト張力を測定するベルト張力計であって、振動を検知するための振動検知手段と、振動から前記ベルトに固有振動数を抽出する振動解析手段と、ベルトの型番、ベルト幅、スパン長さを入力するための入力手段と、ベルトの型番に対応するベルトの単位質量を記憶しておく記憶手段と、ベルトに係る固有振動数と、ベルト幅と、スパン長さと、単位質量とからベルトの張力を算出するベルト張力算出手段とを備えたことを特徴としている。 The sonic belt tension meter of the present invention is a belt tension meter that measures belt tension using vibration of the belt to be measured, and includes vibration detecting means for detecting vibration, and vibration from the vibration to the belt. Vibration analysis means for extracting the number, input means for inputting the belt model number, belt width and span length, storage means for storing the unit mass of the belt corresponding to the belt model number, and the belt Belt tension calculating means for calculating the belt tension from the natural frequency, the belt width, the span length, and the unit mass is provided.
カタログを参照することなく測定結果の適否を簡便に判定するには、記憶手段は、ベルトの型番に対応するカタログ値の計算式を例えば記憶し、測定により算出された張力と、カタログ値の計算式を用いて算出された標準張力とが表示手段に表示されることが好ましい。また、記憶手段は、ベルトの型番に対応するベルト張力算出手段において用いられるベルト張力計算式を記憶し、固有振動数と標準周波数とが表示手段に表示されることが好ましい。 In order to easily determine the suitability of the measurement results without referring to the catalog, the storage means stores, for example, a catalog value calculation formula corresponding to the belt model number, and calculates the tension calculated by the measurement and the catalog value. The standard tension calculated using the formula is preferably displayed on the display means. The storage means preferably stores a belt tension calculation formula used in the belt tension calculation means corresponding to the belt model number, and the natural frequency and the standard frequency are preferably displayed on the display means.
また振動検知手段は、例えば音波式センサである。このとき音波式センサのケーシングが扁平薄型形状に形成されるとともに、集音特性が扁平な面の法線方向で最大になるように構成される。 The vibration detecting means is, for example, a sonic sensor. At this time, the casing of the acoustic wave sensor is formed in a flat and thin shape, and the sound collecting characteristic is configured to be maximized in the normal direction of the flat surface.
以上のように、本発明によれば、ベルト振動を検知することによるベルト張力の測定において、カタログ等を参照することなく効率的に測定作業を行なえるベルト張力計を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a belt tension meter that can efficiently perform measurement work without referring to a catalog or the like in measuring belt tension by detecting belt vibration.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明が適用された一実施形態であるベルト張力計の正面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view of a belt tension meter according to an embodiment to which the present invention is applied.
本実施形態のベルト張力計10は、その正面上方にLCD等からなる表示部11を備え、その下側に複数のスイッチが配列された例えばシートスイッチ(入力部)12が設けられる。また、ベルト張力計10本体の上部側面には、ベルトの振動を非接触で検知するためのセンサ部20を接続するためのコネクタ部13が設けられる。なお、本実施形態では、ベルトの振動を非接触に検知するセンサ部20として、音圧変動を用いる音波式のセンサが用いられる。
The
センサ部20は、例えばマイクロフォンなどの音波式マイク21と、フレキアーム(可撓性を有するアーム)22と、フレキアーム22に設けられたコネクタ部23とを備える。コネクタ部23は、ベルト張力計10本体に設けられたコネクタ部13にワンタッチで着脱自在に接続される。なお、センサ部20は、目的や使用環境に対応して様々な形式が考えられ、例えばフレキアームに替えて通常の信号ケーブルを用いてもよい。また、アームやケーブルを介さず直接マイクロフォン21をコネクタ部23に接続してもよい。
The
図2は、音波式のセンサ部が接続されたベルト張力計10の電気的構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the
ベルト張力計10は、マイクロコンピュータ等からなるシステムコントロール回路15を中心に構成される。システムコントロール回路15には、シートスイッチなどからなる入力部12とLCD等からなる表示部11と、後述する各種のデータを格納しておくためのメモリ等からなる記憶部16と、センサ部20において検出された信号(本実施形態の場合音圧信号)の周波数解析を行なう周波数解析部14とが接続される。周波数解析部14は、コネクタ部13を介してセンサ部20に接続される。
The
次に図1〜図4を参照して、本実施形態におけるベルト張力計を用いたベルト張力測定手順について説明する。 Next, a belt tension measurement procedure using the belt tension meter according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
ベルト張力計10の電源は、シートスイッチ12の電源(POWER)ボタン12pを操作することによりオン又はオフ状態とされる。ベルト張力の測定に先立って測定者は、質量(MASS)ボタン12m、ベルト幅(WIDTH)ボタン12w、ベルトスパン(SPAN)ボタン12sを各々操作するとともにテンキーを用いて、ベルトの型番N、ベルト幅W、スパン長Sさを入力する。記憶部16には、多数のベルトの型番Nに対応したベルトの単位質量Mが各々記憶されており、入力された型番Nに対応するベルトのベルト単位質量Mが得られる。
The
ここでベルトの型番Nの入力は、質量(MASS)ボタン12mを所定時間以上に渡って長押し、入力モードを型番入力モードに切り替えて行われる。型番入力モードでは、表示部11に型番のリストが表示され、このリストの中から所望の型番(例えばシリアルNo.03 3GT)を選択される。このときテンキーの「8(UP)」、「2(DOWN)」は各々アップキー、ダウンキーとして機能し、これらのキーを操作することにより型番の選択が行われる。なお、通常に質量(MASS)ボタン12mが押された場合には、従来どおりテンキーを用いて直接ベルトの単位質量が入力される。
Here, the model number N of the belt is input by pressing and holding the mass (MASS)
次に測定者が、測定(MEASURE)ボタン12Mを操作すると、ベルト張力計10はオートトリガーモードになり、以後の測定は、センサ部20からの信号を検知することにより自動的に開始される。測定はベルトBに衝撃力を与え、そのときベルトBに発生する振動を例えば音圧変動としてベルトに近づけた音波式マイク21で検出することにより行われる。検出された信号は周波数解析部14に入力され、ベルトの第1固有振動数fが抽出されシステムコントロール回路15に出力される。すなわち、周波数解析部14では、衝撃成分や高周波成分を含む信号から固有振動数を抽出する。
Next, when the measurer operates the measurement (MEASURE)
システムコントロール回路15では、測定により検出されたベルト第1次固有振動数fと、入力されたベルトの型番に対応するベルト単位質量Mと、直接入力されたベルト幅W、ベルトスパン長さSの値から、ベルト張力T(=4×M×W×S2×f2)の式から導かれる(なお、このベルト張力計算式は記憶部16に記憶されている)。このとき、表示部11における表示動作は、例えば周波数表示モードに設定されておりに、図3のように、測定結果の第1次固有振動数fが上段部(RES)に表示され、その下段部(CAT)にベルトのカタログに記載されるその型番の標準周波数(推奨値)が表示される。また、このときに周波数/張力切替(Hz)ボタン12Hが操作されると、表示部11の表示は、張力表示モードに切り替えられ、上段部(RES)には、算出された張力Tが表示され、その下段部(CAT)にはその型番の標準張力(推奨値)が表示される。なお、周波数表示モードと張力表示モードとの間の切り替えは、周波数/張力切替(Hz)ボタン12Hを操作する度に繰り返し切り替えることができる。
In the
なお、記憶部16には、各型番に対応した、標準周波数や標準張力を算出するカタログ値の計算式(例えば、T=0.5×W×9.80665)が記憶されており、入力されたベルトの型番やベルト幅に対応して、これらの値が計算処理後表示される。
The
次に図5〜図6を参照して、本実施形態に用いられるセンサ部20について説明する。図5は、本実施形態のセンサ部20に適用されたマイクロフォン21の背面図であり、図6はその側面図、図7はその正面図である。
Next, the
本実施形態では、センサ部20として、音波式のセンサが用いられる。ベルトの幅方向の寸法は高さ方向に比べて大きいので、ベルトの振動による音圧変動は主にベルト背面、歯面、リブ面などベルト幅方向に対応する面から放出される。したがって、音波式センサを用いた測定では、マイクロフォン21をベルト背面など向けて配置する必要がある。しかし、ベルトが用いられる環境では、多くの場合、ベルト背面等の幅方向に対応する面はケーシングや他の部材に隣接し、これらの面に対する法線方向からのアクセスは困難である。従来の音波式のマイクロフォンでは、マイクロフォンの外形(ケーシング)が略円筒形とされるとともに、その振動板はアームやワイヤーの軸方向に向けられていたので、測定を行なう際には、ベルト周りのケーシングにセンサ部を挿入するための穴を開けたり、周囲の部材を取り外したりする必要があった。
In the present embodiment, a sonic sensor is used as the
これらのことから、本実施形態のマイクロフォン21は、その外形(ケーシング)が扁平な形状(薄型)に構成されるとともに、集音特性が扁平な面の法線方向で最大になるように(例えば振動板がこの扁平な面に平行になるように)構成される。すなわち、図5、7において、マイクロフォン21の横幅dは略20mmであるのに対し、図6に示されるマイクロフォン21の厚さ(高さ)hは10mm程度とされる。また、図7に示すように扁平な面の1つである正面側の面には集音用の穴が例えば5つ設けられ、この穴に面してマイクロフォン21の振動板が配置される。また、図7とは反対側の背面側の面には空気を抜き用の例えば7つの穴21aが設けられる。なお、マイクロフォン21の長さLは略40mmであり、穴21bの長軸方向の長さaは5mm、短軸方向の長さは2mm程度、穴21aの径は1.5m〜2mm程度である。また、フレキアーム(あるいは信号線)22のケーシングへの連結は、連結部においてフレキアーム22の軸方向が扁平な面に対して平行となるように連結される。
For these reasons, the
すなわち、本実施形態のマイクロフォン21によれば、例えばベルト側面方向からベルト背面とケーシングの隙間に挿入させ、マイクロフォン21の振動板をベルト背面に直接対向させることができる。これにより、構造上測定が困難なベルト伝動装置においてもケーシングに穴を開けたり、他の部品を取り外したりすることなく、ベルト張力を測定することが可能となる。
That is, according to the
以上のように、本実施形態のベルト張力計によれば、測定者は、ベルトの型番とベルト幅、スパン長さのみを入力すればよく、予め型番に対応する単位質量をカタログ等で調べる手間を省くことができる。また更に、本実施形態のベルト張力計では、測定値の他に、その型番の標準張力値や標準振動数も表示できるので、測定者は、測定結果が適正であるか否かをカタログを参照して確認する必要がなくなり、大幅に測定作業効率を向上することができる。 As described above, according to the belt tension meter of this embodiment, the measurer only has to input the belt model number, the belt width, and the span length. Can be omitted. Furthermore, in the belt tension meter of this embodiment, in addition to the measured value, the standard tension value and standard frequency of the model number can be displayed, so that the measurer can refer to the catalog as to whether or not the measurement result is appropriate. This eliminates the need for confirmation and greatly improves the measurement work efficiency.
なお、本実施形態では、センサ部に音波式センサを用いたものを例に説明を行なったが、センサ部に電磁式センサを用いる場合においても可能である。また、本実施形態のベルト張力計のシートスイッチには、テンキーのみが配列されているが、型番がアルファベットやカタカナ、漢字などの文字を含む場合には、例えばこれらの文字に対応するキーを設けることも可能であり、従来携帯電話等で利用されているように、これらの文字を各テンキーに割り当てて利用することもできる。 In the present embodiment, description has been made by taking an example in which a sound wave type sensor is used for the sensor unit. In the belt tension meter according to the present embodiment, only the numeric keys are arranged. However, when the model number includes characters such as alphabets, katakana and kanji, keys corresponding to these characters are provided, for example. It is also possible to assign these characters to each numeric keypad and use them as conventionally used in mobile phones and the like.
10 ベルト張力計
11 表示部(LCD)
12 入力部(シートスイッチ)
14 周波数解析部
15 システムコントロール回路
16 記憶部(ROM)
20 センサ部
B ベルト
10
12 Input section (sheet switch)
14
20 Sensor B Belt
Claims (7)
前記振動を検知するための振動検知手段と、
前記振動から前記ベルトに固有振動数を抽出する振動解析手段と、
前記ベルトの型番、ベルト幅、スパン長さを入力するための入力手段と、
ベルトの型番に対応するベルトの単位質量を記憶しておく記憶手段と、
前記ベルトに係る前記固有振動数と、前記ベルト幅と、前記スパン長さと、前記単位質量とから前記ベルトの張力を算出するベルト張力算出手段と
を備えることを特徴とするベルト張力計。 A belt tension meter that measures belt tension using the vibration of the belt to be measured,
Vibration detecting means for detecting the vibration;
Vibration analysis means for extracting the natural frequency of the belt from the vibration;
Input means for inputting the model number, belt width, and span length of the belt;
Storage means for storing the unit mass of the belt corresponding to the belt model number;
A belt tension meter comprising: belt tension calculation means for calculating the tension of the belt from the natural frequency of the belt, the belt width, the span length, and the unit mass.
The belt tension meter according to claim 6, wherein a casing of the acoustic wave sensor is formed in a flat and thin shape, and a sound collecting characteristic is maximized in a normal direction of the flat surface. .
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