JP2013508644A - 滑車アライメントシステム - Google Patents

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Abstract

【構成】滑車アライメント装置は取り付け面を有する細長い本体、前記取り付け面から外側に延設され、それぞれが先端を有する２つの細長い脚部、前記本体によって支持され、平面ビームを照射するように構成されたレーザー素子、前記レーザー素子に電力を供給する電源、前記本体と滑車との接触を検出するスイッチであって、前記接触が検出されたときに前記レーザー素子を前記電源に電気的に結合する通常は開放しているスイッチ、および前記取り付け面に近接して前記本体によって支持された磁石からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、滑車アライメント装置、滑車アライメントシステムおよび滑車アライメント方法に関し、より具体的にはベルト/滑車システムにおける滑車をアライメントする装置、システムおよび方法に関する。
ベルト/滑車システムは、代表例を挙げるとその構成部材はベルトと少なくとも２つの滑車からなり、各滑車は対応する回転軸の周りで回転可能である。ベルトがこれら２つの滑車に係合し、回転力を一つの滑車からもう一つの滑車に伝える。例えば、自動車に適用した場合、クランクシャフトからの回転力をベルト/滑車システムによってパワーステアリングシステム、オルタネータや空調コンプレッサーなどの各種システムに伝えることができる。
ベルト/滑車システムに滑車のミスアライメントが発生すると、運転時に、大きなシステムノイズが発生し、ベルト摩耗が激しくなり、不必要な負荷が滑車にかかり、ベルトに意図しない動きが生じることが知られている。ベルト/滑車システムの一つかそれ以上の滑車がシステム内の他の滑車から軸方向変位および/または角度変位すると、滑車のミスアライメントが発生する。自動車の場合、一つかそれ以上の滑車が、クランクシャフト連動滑車から軸方向変位および/または角度変位すると、ミスアライメントが発生する。
従って、ベルト/滑車システムにおける滑車のアライメントを迅速かつ正確に計測できる技術が求められている。
本発明の一つの態様は、
取り付け面を有する細長い本体、
前記取り付け面から外側に延設され、それぞれが先端を有する２つの細長い脚部、
前記本体によって支持され、平面ビームを照射するように構成されたレーザー素子、
前記レーザー素子に電力を供給する電源、
前記本体と滑車との接触を検出するスイッチであって、前記接触が検出されたときに前記レーザー素子を前記電源に電気的に結合する通常は開放しているスイッチ、および
前記取り付け面に近接して前記本体によって支持された磁石からなる滑車アライメント装置に関する。
本発明のもう一つの態様は、
ターゲット部材および照準部材からなり、
前記ターゲット部材が、
第１取り付け面および外面を有し、この外面に、ターゲットを表わす記号を設けた細長い第１本体、
前記第１取り付け面から外側に延設された少なくとも２つの細長い脚部、および
前記第１本体によって支持され、かつ前記第１取り付け面に近接配置された第１保持機構からなり、そして
前記照準部材が、
第２取り付け面を有する細長い第２本体、
前記第２取り付け面から外側に延設された少なくとも２つの細長い脚部、
前記第２本体によって支持され、前記ターゲット部材に少なくとも２つの点を照射するように構成されたレーザー素子、
前記レーザー素子に電力を供給する電源、
前記第２本体と滑車との接触を検出するスイッチであって、前記接触が検出されたときに前記レーザー素子を前記電源に電気的に結合する通常は開放しているスイッチ、および
前記第２本体によって支持され、かつ前記第２取り付け面に近接配置された第２保持機構からなる滑車アライメントシステムに関する。
本発明のさらにもう一つの態様は、
第２滑車に対する第１滑車のミスアライメントを検出する方法であって、
（１）滑車アライメントシステムのターゲット部材であり該部材上にターゲットを表わす記号を有するターゲット部材を前記第１滑車に取り付ける工程、
（２）滑車アライメントシステムの照準部材であり前記ターゲット部材上に少なくとも２つの点を照射するレーザー素子を有する照準部材を前記第２滑車に取り付ける工程であって、前記照準部材と前記第２滑車が接触したときに前記レーザー素子が作動して前記の少なくとも２つの点を照射する工程、および
（３）前記ターゲットからの前記照射点のずれを測定する工程からなる方法に関する。
本発明の滑車アライメント装置、滑車アライメントシステムおよび滑車アライメント方法の上記以外の態様については、以下の説明、添付図面および特許請求の範囲から明らかになるはずである。
照準部材およびターゲット部材を有する本発明の滑車アライメントシステムを示す斜視図である。 図１の滑車アライメントシステムにおける照準部材を示す断面を含む側面図である。 図１の滑車アライメントシステムにおける照準部材を示す断面を含む端面図である。 図１の滑車アライメントシステムにおけるターゲット部材を示す断面を含む側面図である。 図１の滑車アライメントシステムにおけるターゲット部材を示す断面を含む端面図である。
図１について説明すると、全体を１０で示す滑車アライメントシステムは照準部材１２とターゲット部材１４を有する。照準部材１２は、第１回転軸Ａ１を回転中心として回転できるように取り付けられた第１滑車１８のベルト係合面１６に設ければよく、またターゲット部材１４は、第２回転軸Ａ２を回転中心として回転できるように取り付けられた第２滑車２２のベルト係合面２０に設ければよい。ターゲット部材１４上には、ラインや会社のロゴなどのターゲット２６を表わす又は確認する記号２４を設けることができる。照準部材１２は、一つのレーザー点または複数のレーザー点（例えばライン）としてのビーム２８をターゲット部材１４に照射することができる。
従って、ビーム２８を調べ、ビーム２８がターゲット２６から軸方向に変位しているかどうかを判断することによって、第２滑車２２が第１滑車１８から軸方向に変位しているかどうかを判断することができる。軸方向変位が認められた場合には、滑車１８、２２が正確にアライメントするまで、回転軸Ａ１にそって第１滑車１８の軸方向位置を調節するか、および/または回転軸Ａ２にそって第２滑車２２の軸方向位置を調節すればよい。
さらに、ビーム２８をレーザーラインとして照射し、このレーザーライン２８を調べ、レーザーライン２８がターゲット２６と平行になっているか、あるいはターゲット２６に対して斜めになっているかを判断することによって、第１滑車１８および/または第２滑車２２のピッチが対応する回転軸Ａ１、Ａ２に対して斜めになっているかを判断すればよい。例えば、ターゲット２６がラインで、滑車１８、２２のうち一つが対応する回転軸Ａ１、Ａ２に対して直角でない場合には、レーザーライン２８はターゲットライン２６と交差し、交差角がつくられる。
図２および図３について説明すると、滑車アライメントシステム１０の照準部材１２は細長い本体３０からなり、この本体３０は先端３２、後端３４、側壁３６、３８、側壁３６、３８の第１端部４２、４４の間に広がる取り付け面４０、および側壁３６、３８の第２端部４８、５０の間に広がる外面４６を有すればよい。取り付け面４０から外側に、かつこれに対して全体に鉛直方向に一対の脚部５２、５４を延設することができる。
図２に示すように、脚部５２、５４は全体として相互に平行で、本体３０の長さ全体にわたって、あるいその実質的な長さにわたって延設されていればよく、内側に円弧５６を形成する。各脚部５２、５４の円弧５６は本体３０の中心にあればよく、図１に示すように、対応する滑車１８の輪郭に対応するように大きさおよび形状を設定すればよい。
図３に示すように、各脚部５２、５４の先端５８は円形加工する。円形先端５８の大きさおよび形状については、滑車１８のリブ６０を受け取ることができるように設定すればよい。例えば、円形先端５８の直径を約２．５ｍｍに設定すると、ＳＡＥ基準Ｊ１４５９に従って製造された滑車１８のリブ６０に対応させることができる。
さらに、脚部５２、５４は、脚部５２の先端５８から脚部５４の先端までの距離として測定できる距離Ｄだけ相互離間し、高さＨについては、本体３０の係合面４０から各脚部５２、５４の先端５８までの距離として測定できる高さに設定することができる。例えば、距離Ｄを３．５６ｍｍの倍数として設定することができる。即ち、Ｄ＝Ｎ×３．５６ｍｍ（Ｎは１以上の整数）である。このように設定すると、ＳＡＥ基準Ｊ１４５９（３．５６ｍｍの名目リブピッチ）に従って製造された滑車１８に照準部材を取り付けることができる。一つの具体例を挙げると、Ｄは約１０．６８ｍｍに設定することができる。
図２戻って説明を続けると、本体３０は連続一体部材であり、内部にレーザー室６２、スイッチ室６４、電池室６６および磁石室６８を形成している。第１チャネル７０を設けて、レーザー室６２とスイッチ室６４とを連絡し、そして第２チャネル７２を設けて、スイッチ室６４と電池室６６とを連絡する。本体３０の先端３２から本体３０内に凹部を形成し、ここにレーザー室６２を構成する。電池室６６には、本体３０の後端３４から電池を着脱することができる。また、本体３０の取り付け面４０から本体３０内に凹部を形成し、ここに磁石室６８を構成する。
レーザー室６２にレーザー素子７４を装着し、本体３０の後端３２から外側にビーム２８を照射する。レーザー素子７４としては、ターゲット部材１４にビーム２８を照射できる素子ならば任意の素子を利用することができる。例えば、図１および図２に示すように、ビーム２８として平面ビームを全体として垂直な面を介してビームライン２９としてターゲット部材１４に照射することができ、これによって円形先端および滑車１８のリブ６０の角度フランクを原因として発生するレーザービーム回折に伴う問題を抑制あるいは解消することができる。別な例では、単点（図示せず）または多重点としてビーム２８をターゲット部材１４に照射してもよく、多重点の場合直線状でもよく、あるいは非直線状でもよい。例えば、レーザー素子７４としてはニューハンプシャー州セーラムのＳｔｏｃｋｅｒＹａｌｅ社製のＬＡＳＩＲＩＳＴＭ縮小スペックルライン発生素子を使用することができ、またＩｎｓｔａｐａｒｋ社製の６５０ｎｍ、５ｍＷレッドレーザーラインモジュールを使用することができる。
電池室６６に装着した電源７６によってレーザー素子７４に電気を供給することができる。電源７６としては、適当な電気エネルギー源を使用することができる。一つの具体例では、電源７６として使い捨て電池または充電式電池（例えばＡＡ電池）などの電池を利用することができる。
スイッチ７８をスイッチ室６４に装着し、レーザー素子７４を電源７６に選択的に電気結合する。チャネル７０、７２に電気配線８０、８２を配線し、レーザー素子７４をスイッチ７８に、そしてスイッチ７８を電源７６に電気結合すればよい。
スイッチ７８としては、通常の開放式スイッチであって、押して接触を行うスイッチであればよく、取り付け面４０にアクチュエーター８４を近接配置し、滑車１８の存在を検出するように構成する。滑車１８が検出された場合には、スイッチ７８が閉じられ、レーザー素子７４に電気が供給される。一つの具体例では、アクチュエーター８４として、ばね負荷式プランジャーかあるいはフィンガーを利用することができる。これらは、照準部材１２が滑車１８に取り付けられた場合に、滑車１８と係合することによって変位する。例えば、スイッチ７８としてＲａｄｉｏ Ｓｈａｃｋ社製のサブミニＳＰＤＴレベルスイッチを使用することができる。
取り付け面４０に近接した磁石室６８に保持機構８６を装着することができる。本明細書で使用する用語“近接”は、接触または近接を意味する。この保持機構８６は本体３０に固定接続することができ、第１滑車１８上に照準部材１２を保持する作用を行う。換言すれば、保持機構８６は、滑車１８に対して照準部材１２を固定的に、あるいはごくわずかに保持する装置または材料である。一つの具体例では、保持機構８６として磁石を利用することができる。別な例では、保持機構８６として粘着接着剤または粘着テープ材を利用することができる。
図４および図５について説明すると、滑車アライメントシステム１０のターゲット部材１４は、細長い本体８８からなり、この本体８８は第１端部９０、第２端部９２、側壁９４、９６、側壁９４、９６の第１端部１００、１０２の間に広がる取り付け面９８、および側壁９４、９６の第２端部１０６、１０８の間に広がる外面１０４を有すればよい。取り付け面９８から外側に、かつこれに対して全体に鉛直方向に一対の脚部１１０、１１２を延設することができる。
ターゲット部材１４の脚部１１０、１１２については、第２滑車２２のベルト係合面２０上のリブ１１４に係合するように構成すればよい。換言すれば、ターゲット部材１４の脚部１１０、１１２については、照準部材１２の脚部５２、５４と同様に大きさ、形状および寸法を設定すればよい。
ターゲット部材１４の本体８８は連続一体部材であればよく、内部に磁石室１１６を形成する。本体８８の取り付け面９８から本体８８に凹部を形成し、ここに磁石室１１６を構成すればよい。磁石室６８内に保持機構１１８を設け、これを本体８８に固定接続し、ターゲット部材１４を第２滑車２２に保持する。この保持機構１１８は、保持機構８６に関して説明したように、第２滑車２２に対してターゲット部材１４を固定的に、あるいはごくわずかに保持する磁石、装置または材料である。
図１および図５に示すように、また以上説明してきたように、ターゲット部材１４の外面１０４には、会社のロゴなどのターゲット２６を表わす記号２４を設けることができる。一つの例では、ターゲット２６としてラインを利用することができる。
即ち、ビーム２８がターゲット部材１４に自動的に照射されるように本発明の滑車アライメントシステム１０の照準部材１２を第１滑車１８に取り付けることができ、ターゲット部材１４を第２滑車２２に取り付けることができる。照射ビーム２８とターゲット部材１４のターゲット２６との間にずれが生じた場合には、これが第１滑車１８と第２滑車２２との間にミスアライメントが発生したことを表わすことになる。
以上本発明の滑車アライメントシステムのいくつかの態様について図面を参照して説明してきたが、当業者ならば変更などが可能なことを理解できるはずである。本発明はこのような変更なども包摂するもので、その範囲は特許請求の範囲のみによって制限を受けるものである。
Ａ１：第１回転軸
Ａ２：第２回転軸
１０：滑車アライメントシステム
１２：照準部材
１４：ターゲット部材
１６：ベルト係合面
１８：第１滑車
２０：ベルト係合面
２２：第２滑車
２６：ターゲット
２８：ビーム

Claims (20)

  1. 取り付け面を有する細長い本体、
    前記取り付け面から外側に延設され、それぞれが先端を有する少なくとも２つの細長い脚部、
    前記本体によって支持され、平面ビームを照射するように構成されたレーザー素子、
    前記レーザー素子に電力を供給する電源、
    前記本体と滑車との接触を検出するスイッチであって、前記接触が検出されたときに前記レーザー素子を前記電源に電気的に結合する通常は開放しているスイッチ、および
    前記取り付け面に近接して前記本体によって支持された磁石からなることを特徴とする滑車アライメント装置。
  2. 前記先端が円形である請求項１に記載の滑車アライメント装置。
  3. 前記の円形先端の直径が約２．５ｍｍである請求項２に記載の滑車アライメント装置。
  4. 前記脚部間の距離がＤであり、そしてこのＤが３．５６の１以上の整数倍である請求項１に記載の滑車アライメント装置。
  5. 前記電源が電池を有する請求項１に記載の滑車アライメント装置。
  6. 前記スイッチが、前記取り付け面に近接配置されたアクチュエーターを有する請求項１に記載の滑車アライメント装置。
  7. ターゲット部材および照準部材からなり、
    前記ターゲット部材が、
    第１取り付け面および外面を有し、この外面に、前記ターゲット部材上のターゲットを表わす記号を設けた細長い第１本体、
    前記第１取り付け面から外側に延設された少なくとも２つの細長い脚部、および
    前記第１本体によって支持され、かつ前記第１取り付け面に近接配置された第１保持機構からなり、そして
    前記照準部材が、
    第２取り付け面を有する細長い第２本体、
    前記第２取り付け面から外側に延設された少なくとも２つの細長い脚部、
    前記第２本体によって支持され、前記ターゲット部材に少なくとも２つの点を照射するレーザー素子、
    前記レーザー素子に電力を供給する電源、
    前記第２本体と滑車との接触を検出するスイッチであって、前記接触が検出されたときに前記レーザー素子を前記電源に電気的に結合する通常は開放しているスイッチ、および
    前記第２本体によって支持され、かつ前記第２取り付け面に近接配置された第２保持機構からなることを特徴とする滑車アライメントシステム。
  8. 前記ターゲットがラインである請求項７に記載の滑車アライメントシステム。
  9. 前記ターゲット部材の前記脚部が先端を有する請求項７に記載の滑車アライメントシステム。
  10. 前記先端が円形である請求項９に記載の滑車アライメントシステム。
  11. 前記の円形先端の直径が約２．５ｍｍである請求項１０に記載の滑車アライメントシステム。
  12. 前記ターゲット部材の前記脚部間の距離がＤであり、そしてこのＤが３．５６の１以上の整数倍である請求項７に記載の滑車アライメントシステム。
  13. 前記第１保持機構が磁石を有する請求項７に記載の滑車アライメントシステム。
  14. 前記電源が電池を有する請求項７に記載の滑車アライメントシステム。
  15. 前記スイッチが、前記第２取り付け面に近接配置されたアクチュエーターを有する請求項７に記載の滑車アライメントシステム。
  16. 前記点が前記ターゲット部材上にラインを形成する請求項７に記載の滑車アライメントシステム。
  17. ターゲット部材およびレーザー素子を有する照準部材からなる滑車アライメントシステムを使用して第２滑車に対する第１滑車のミスアライメントを検出する方法であって、
    前記ターゲット部材上のターゲットを表わす記号を有する前記ターゲット部材を前記第１滑車に取り付ける工程、
    前記レーザー素子を前記ターゲット部材上に少なくとも２つの点を照射するように前記照準部材を前記第２滑車に取り付ける工程であって、前記照準部材と前記第２滑車が接触したときに自動的に前記レーザー素子が作動して前記の少なくとも２つの点を照射する工程、および
    前記ターゲットからの前記照射点のずれを測定する工程からなることを特徴とする方法。
  18. 前記照準部材が、前記照準部材と前記第２滑車との前記接触を検出し、この接触が検出されたときに前記レーザー素子を作動させるスイッチを有する請求項１７に記載の方法。
  19. さらに、前記測定工程後に前記第２滑車から前記照準部材を取り外す工程を有する請求項１７に記載の方法。
  20. 前記取り外し工程後、前記少なくとも２つの点への照射が自動的に停止する請求項１９に記載の方法。
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