JP2006132942A - ベルト表面の変形検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルト表面の変形を効率的にかつ精度良く検査する。
【解決手段】光学式の変位測定器１６が、プーリ１２，１４に巻き掛けられたベルト１０の表面の変位を測定する。変位測定器１６で測定された測定データは、ベルト１０の表面の変形量を算出する変形算出部２４に入力される。変形検出装置２０の記憶部２２には、プーリが回転した場合におけるプーリ表面の位置変位情報が予め記憶されている。測定データが入力されると、変形算出部２４は、記憶部２２からプーリ表面の位置変位情報を読み出し、これらの測定データとプーリ表面の位置変位情報とからベルト１０の表面の変形量を算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ベルト表面の変形検査装置の改良に関する。

従来から、製品出荷前にベルト表面の変形検査が行われている。例えば、無断変速機（ＣＶＴ）のスチールベルトのスチールコマをたがめるスチールバンド（フープ）の表面の検査では、表面の傷や長さ方向に沿った波形状の変形、ひねり等の変形が発見される。この変形検査は、例えば、目視検査や触針式表面形状測定器を用いて行われている。

触針式表面形状測定器による検査では、スチールバンドをプーリ等に巻き掛けて一定の張力を与え、直線状に張られたスチールバンド表面に形状測定器の検査針を接触させて、表面の形状の測定を行い、変形を検出する。

また、下記特許文献１には、車両用のベルト式無断変速機に用いられる伝導Ｖベルト等の帯状部材の端面傷の検査装置が開示されている。この特許文献１では、プーリーに検査対象となる環状のＶ伝導ベルトが巻き掛けられ、ベルトの幅方向のそれぞれの端面に対向して変位センサが設けられる。プーリーをモータで回転させると、変位センサが移動するベルトの両端面の変位を検出し、傷等の変形を検出する。

特開平１１−１０８６５７号公報

しかしながら、上述した触針式表面形状測定器を用いた検査では、検査針を検査対象のベルトに接触させなければならないので、検査時にベルト表面に不要な傷をつけてしまう恐れがある。また、このような形状測定器では、１回の測定で測定可能な測定範囲が限られるので、ベルトの周長がその測定範囲を超えている場合には、複数回測定する必要がある。例えば、形状測定器の測定範囲が９０ｍｍに対し、７３０ｍｍ周長のベルト全周を検査する場合がある。このように、形状測定器を用いて複数回に分けて測定した場合、測定データが分断してしまい、ベルト全長に亘って連続した測定データを得ることができないという問題がある。

また、上述した特許文献１に開示された帯状部材の端面傷を検査する装置を変位センサの設置位置を変えてベルト表面の検査に適用することも考えられる。しかしながら、この場合、回転するプーリの軸ずれ等により、ベルトが振れその振れが測定データに影響してしまう可能性がある。

そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたもので、ベルト表面の変形を効率的にかつ精度良く検査することを目的とする。

本発明のベルト表面の変形検査装置は、無端状のベルト表面の変形を検査するベルト表面の変形検査装置であって、検査対象となるベルトが巻き掛けられるプーリと、プーリにより回転させられるベルト表面の変位を非接触で測定する変位測定器と、変位測定器で測定された測定データに基づいて、ベルト表面の変形を検出する変形検出装置と、を含み、変形検出装置は、プーリが回転した場合におけるプーリ表面の位置変位情報を予め記憶する記憶部と、記憶部に記憶された位置変位情報と変位測定器で測定された測定データに基づいてベルト表面の変形量を算出する変形算出部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明のベルト表面の変形検査装置において、変位測定器は、ベルト幅の複数箇所のベルト表面の変位を測定することを特徴とする。

本発明によれば、プーリにより回転させられたベルト表面の変位の測定データと、予め求めたプーリ表面の位置変位情報と、に基づいてベルト表面の変形量を算出するので、精度良くベルト表面の変形を検出することができる。

以下、発明を実施するための形態（以下、実施形態という）について、図面を参照し説明する。

図１は、本実施形態のベルト表面の変形検査装置の構成を示す図である。このベルト表面の変形検査装置は、無断変速機（ＣＶＴ）のスチールベルト、すなわち、スチールコマをたがめるスチールバンド（フープ）の表面の変形の検査に好適に用いられる。スチールバンド（以下、単にベルトという）表面の変形としては、従来技術で説明したように、表面の傷や長さ方向に沿った波形状の変形、ひねり等の変形がみられ、これら変形が検出される。

図１に示すように、ベルト表面の変形検査装置は、大別して、検査対象のベルト１０が巻き掛けられるプーリ１２，１４と、ベルト表面の変位を測定する変位測定器１６と、プーリ１４の回転位置を検出する回転位置検知器１８と、変位測定器１６で測定された測定データ等に基づいて、ベルト表面の変形を検出する変形検出装置２０と、で構成されている。変形検出装置２０は、プーリ１４の表面の位置変位情報を予め記憶する記憶部２２と、ベルト１０の表面の変形量を算出する変形算出部２４と、で構成されている。

本実施形態において特徴的な点は、予めプーリ１４を回転させたときのプーリ１４の位置変位を検出しておき、この位置変位情報と変位測定器１６で測定された測定データに基づいて、ベルト表面の変形量を算出する点である。以下、順次説明する。

プーリは、駆動プーリ１２と従動プーリ１４で構成され、駆動プーリ１２がモータ（図示せず）で回転するようになっている。この一対のプーリ１２，１４間に検査対象となるベルト１０が巻き掛けられ、ベルト１０は、駆動プーリ１２が駆動すると長手方向に移動する。ベルト１０は、ベルト１０が回転したときにプーリ１２，１４の表面と滑らない程度の張力で、かつ、ベルト１０の検出すべき表面の変形が伸張しない程度の張力でプーリ１２，１４に巻き掛けられている。なお、この張力の調整は、駆動プーリ１２と従動プーリ１４の軸間距離を調整したり、プーリ１２，１４の径を調整することで行うことができる。

なお、駆動プーリ１２と従動プーリ１４の軸間距離は、ある程度の距離変更可能であることが好適である。このプーリ１２，１４の軸間距離を変えると、周長の異なる様々なベルトを検査することができる。ＣＶＴのスチールベルトの検査では、軸間距離を変えることによって、様々のトルク容量のベルトを検査することができる。

変位測定器１６は、光学式の変位測定器が用いられ、ベルト１０に接触しない位置に設置されベルト１０の表面の変位を連続波形として検出する。本実施形態において、変位測定器１６は、ベルト１０が巻き掛けられた従動プーリ１４上に配置されている。変位測定器１６には、例えば、レーザ変位計を用いることができ、内設された半導体レーザからレンズによって収束されたレーザ光２６をベルト１０に向けて照射し、ベルト１０に反射して変位測定器１６に戻るレーザ光２６を内設された光位置検出素子によって受光し、ベルト１０の変位を測定する。変位測定器１６は、このベルト１０の変位を連続波形として検出し、測定データとして連続波形データを出力する。変位測定器１６で測定されたベルト１０の測定データはアンプ２８に入力され、ノイズ、増幅等の処理後、変形検出装置２０の変形算出部２４に入力される。

回転位置検知器１８は、プーリ１４の回転位置を検出する。回転位置検知器１８は、例えば、プーリ１４に付された回転位置検出用マーク３０を検出し、回転位置検出用マーク３０の検出時刻とプーリ１４の回転数のカウントを取る。回転位置検知器１８で検出された検出データは、変形検出装置２０の変形算出部２４に入力され、上述した変位測定器１６の測定データとプーリ１４の回転位置との対応付けに用いられる。なお、この回転位置検知器１８は、磁気的にプーリ１４の回転位置を検知しても良く、ロータリーエンコーダ等で構成しても良い。

変形検出装置２０は、上述したように、プーリ表面の位置変位情報を予め記憶する記憶部２２と、ベルト１０の表面の変形量を算出する変形算出部２４と、を有する。この変形検出装置２０は、オシロスコープ等で構成することができ、各種統計処理や標準偏差処理等の機能を有することが好適である。また、変形検出装置２０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等で構成することもできる。

変形算出部２４には、上述した様に変位測定器１６で測定された測定データと回転位置検知器１８の検出データが入力される。変位測定器１６と回転位置検知器１８の既知の位置関係に基づいて、変形算出部２４は、変位測定器１６の測定データと回転位置検知器１８の検出データを対応付けて、ベルト１０の測定位置を特定し、測定距離に対するベルト１０の変位量を示す測定データを生成する。図２は、ベルト１０の表面の変位を示す測定データの例である。なお、図２に示すような測定データには、ベルト１０の表面の変位にプーリ表面の位置変位が含まれていると考えられる。すなわち、プーリ１４の表面に凹凸あったり、プーリ１４の回転時に軸がずれることによって、プーリ１４の表面の位置が変動してしまうからである。

そこで、本実施形態においては、プーリ１４が回転した場合におけるプーリ１４自体の位置変位を予め測定し、このプーリ表面の位置変位情報を考慮して、ベルト１０の変形を検出している。

ベルト１０の測定に先立って、プーリ１４の表面の位置変位を予め測定する。このプーリ１４の表面の位置変位の測定は、例えば、ベルト１０の表面の変位測定と同様の装置を用いて行うことができる。プーリ１２，１４にテスト用ベルトを巻き掛け、上述したように、変位測定器１６で、テスト用ベルトの表面の変位を検出すると共に、回転位置検知器１８で、プーリ１４の回転位置等を検出する。これらデータが、変形算出部２４に入力され、プーリ１４の測定距離に対してプーリ１４の表面の変位を算出する。図３は、プーリ１４の表面の変位量を示す図であり、プーリ表面の位置変位情報を示す例である。図３に示すプーリ表面の位置変位情報では、測定距離に対してプーリ１４の平均位置からの変位で示している。本実施形態におけるプーリ１４は、約−０．０１５〜約０．０１５ｍｍ間でプーリ表面が変位していることが解る。

記憶部２２は、例えば図３に示すような、プーリ表面の位置変位情報を予め記憶している。

なお、テスト用ベルトは、その表面に変形がないものを用いることが好ましい。プーリ１４の特性として、プーリ表面の自身の位置変位を検出することを目的としているからである。また、テスト用ベルトに掛ける張力は、検査対象のベルト１０表面の変形を検出するときと同じ張力であることが好適である。何故なら、検査時における張力の違いによって、プーリ１４の軸ずれによるプーリ表面の位置変位が変動する可能性があるからである。

変形算出部２４は、記憶部２２からプーリ表面の位置変位情報を読み出し、測定データとプーリ表面の位置変位情報とからベルト１０の表面の変形量を算出する。測定データと位置変位情報に含まれるプーリ１４の位置情報に基づいて、これら２つのデータの対応付けを行う。本実施形態においては、測定データからプーリ表面の位置変位情報を減算して、ベルト表面の変形量を算出している。図４は、ベルト１０の表面の変形量を示す図である。図４に示すように、ベルト１０の測定データからプーリ表面の周期的な位置変位が取り除かれ、ベルト１０自体の変形が検出されている。本実施形態においては、測定データからプーリ表面の位置変位情報を減算した差分データを表示させ、測定者等がベルト１０の表面の変形を判断することができる。また、ベルト表面の変形とされる所定のしきい値を定め、そのしきい値を越えた箇所のみを表示しても良い。また、所定のしきい値を越えた場合に、ベルト表面の変形と判定する判定部を変形検出装置に設けても好適である。変形と判定とされた場合に、測定データに変形箇所をマーキングしたり、音声表示等の警告を行っても良い。

このように、本実施形態では、ベルト１０の測定データからプーリの位置変位情報に基づいてベルト１０の変形を検出することとしたので、より精確にベルト表面の変形を検出することができる。特に、ベルト１０の長さ方向に沿った波形状の変形、ひねりの変形を好適に検出することができる。また、図４に示すように、プーリ１４の回転位置と対応付けたベルト表面の変形量が算出されるので、変形箇所の特定が容易であるというメリットを有する。

次に、ベルト表面の変形検査装置の作用について簡単に説明する。図５は、ベルト表面の変形検査装置の動作を説明するフローチャートである。

まず、プーリ表面の位置変位を測定し、この位置変位情報を変形検出装置２０の記憶部２２に記憶させておく（Ｓ１０）。次に、プーリ１２，１４にベルト１０をセットして、プーリ１２を駆動させ、ベルト１０を長手方向に移動させ、変位測定器１６が移動するベルト１０の表面の変位を測定する（Ｓ１２）。このとき、回転位置検知器１８が、プーリ１４の回転位置を検出する。変位測定器１６及び回転位置検知器１８のデータが変形検出装置２０の変形算出部２４に入力され、変形算出部２４は、ベルト１０の測定データを生成する（Ｓ１４）。変形算出部２４は、記憶部２２からプーリ表面の位置変位情報を読み出し、ベルト１０の測定データとプーリ表面の位置変位情報とからベルト１０の表面の変形量を算出する（Ｓ１６）。

なお、変位測定器１６をレーザ変位計で構成した場合、レーザスポット径は通常ベルト１０の幅より小さくなると考えられる。従って、変位測定器１６を複数備え、ベルト１０の幅に対して複数箇所のベルト表面の変位を測定しても好適である。これにより、ベルトの幅方向に１カ所しか現れていないベルト表面の変形、例えば、厚み方向に延びた微少な傷を検出することができる。また、変位測定器１６をベルトの幅方向に沿って相対的に移動させ、ベルト１０の幅に対して複数箇所の変位を検出しても良い。

実施形態のベルト表面の変形検査装置の構成を示す図である。 ベルトの表面の変位を示す測定データの例である。 プーリ表面の位置変位情報を示す例である。 ベルトの表面の変形量を示す図である。 ベルト表面の変形検査装置の動作を説明するフローチャートである。

符号の説明

１０ ベルト、１２ 駆動プーリ、１４ 従動プーリ、１６ 変位測定器、１８ 回転位置検知器、２０ 変形検出装置、２２ 記憶部、２４ 変形算出部、２６ レーザ光、２８ アンプ、３０ 回転位置検出用マーク。

Claims (2)

1. 無端状のベルト表面の変形を検査するベルト表面の変形検査装置であって、
   検査対象となるベルトが巻き掛けられるプーリと、
   前記プーリにより回転させられるベルト表面の変位を非接触で測定する変位測定器と、
   前記変位測定器で測定された測定データに基づいて、ベルト表面の変形を検出する変形検出装置と、
   を含み、
   前記変形検出装置は、
   前記プーリが回転した場合におけるプーリ表面の位置変位情報を予め記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶された位置変位情報と変位測定器で測定された測定データに基づいてベルト表面の変形量を算出する変形算出部と、
   を備えることを特徴とするベルト表面の変形検査装置。
2. 請求項１に記載のベルト表面の変形検査装置であって、
   前記変位測定器は、ベルト幅の複数箇所のベルト表面の変位を測定することを特徴とするベルト表面の変形検査装置。

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