JP2017156341A - ベルト検尺装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ボールネジ機構を用いて所定の動的軸荷重を従動軸に付与する過程において、ベルトに予張力を付与してからの軸間距離の増加量が比較的小さい場合でも、従動軸の移動量（移動距離）の細かい制御が容易であり、狙いの動的軸荷重を精度良く従動軸に付与することができる、ベルト検尺装置を提供する。【解決手段】主軸２１に備わる駆動プーリ２と従動軸３１に備わる従動プーリ３との間にベルト１０を巻き掛け、従動軸３１をベルトの張架方向に移動させて、従動軸３１に対して所定の動的軸荷重を付与した状態で走行させたベルトの各部の寸法を測定するベルト検尺装置１に関して、従動軸３１に設けられた移動部４と移動部４をベルトの張架方向に従動させるボールネジ機構５との連結部分に、ベルト１０のばね定数よりも小さいばね定数を有し、移動部４の従動動作に反発付勢力を与える付勢手段６を設ける。【選択図】図１

Description

本発明は、伝動用ベルトの各部寸法を測定するための検尺装置に関するものである。

伝動用ベルトの各部寸法を測定するための一般的な検尺装置は、固定側の駆動プーリと移動側の従動プーリとを備え、この１対のプーリ間に掛け渡された伝動用ベルト（無端状のベルト、以下ベルト）に、従動プーリを移動させて所定の張力を付与した後、ベルトを慣らし走行させた状態で、ベルトの各部寸法を測定するものである。

従来、ベルトに所定の張力を付与するベルト検尺装置としては、従動プーリが取付けられる軸（以下、従動軸）を介して重錘が吊下げられ、所定の検尺荷重がベルトに付与される方式（以下、デッドウェイト式）が代表的である（例えば、特許文献１）。

また、最近のベルト検尺装置にあっては、ベルトの長さの測定以外に、幅、厚み、反り、蛇行量、更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いる。

また従来から、ローエッジコグタイプのＶベルト（ダブルコグタイプも含む）であって、ベルト式無段変速機に使用される、所謂、変速ベルトが、小プーリ径の変速装置に積極的に使用されているが、変速操作に伴いミスアライメントが発生し、ベルトの側面に大きな圧縮力が付加されるため、一段と耐側圧性、耐屈曲疲労性を高めることが求められている。したがって、対象のベルトが変速ベルトである場合には、製品設計上、ベルトの曲げ剛性、横剛性、及びプーリとの摩擦係数等ベルト特性の相互関係を精度良く評価できることが重要となっている。そして、ベルトの横剛性は、その代用特性として、ライドアウトがベルト検尺装置等で測定される。

ライドアウト（ＲＯ）は、ベルトの背面（外周面）からプーリの外周面までの長さで定義される寸法値であり、プーリＶ溝部へのベルトの落込み量に直接関係する寸法値であるので、走行中のベルトに負荷される荷重（以下、負荷荷重）に大きく左右される。

ベルト走行中、ベルトには従動軸に接続された負荷の特性に応じた荷重が、常時、作用し、この荷重の変動は、ベルトのライドアウトの変動に直結する。このため、ライドアウト測定用のベルト検尺装置にあっては、負荷荷重の拠り所であって、走行中のベルト張力によって従動軸に作用する荷重（以下、動的軸荷重）を、ロードセル（荷重検出器）により精度良く検出して、その測定値を表示及びデータ出力する機能と、狙いの動的軸荷重に一致するように動的軸荷重を精度良く制御する機能を併せもつことが求められている。

この点、特許文献１に開示されるデッドウェイト式では、動的軸荷重の細かい制御、ならびに、場合によりユーザから要求され得る極めて大きい動的軸荷重（例えば、３０００Ｎ）への対応が、装置構造的に困難とされており、サーボモータ等の原動機によりボールネジを回転させて従動軸を直線移動させ、ロードセルからの動的軸荷重の測定値に基づいて従動軸の移動距離（軸間距離）を調整することにより、狙いの動的軸荷重を従動軸に付与する方式（以下、ボールネジ式）が、ベルト検尺装置において検討されてきた。

特開２００１−２４１９２２号公報

しかしながら、ボールネジ式の場合、ボールネジ機構を用いて所定の動的軸荷重を従動軸に付与する過程において、下記（１）〜（３）のいずれかに該当する場合には、ベルトに予張力を付与してからの軸間距離の増加量（ΔL）の値が小さくなる。（１）ばね定数（Kｂ）が高いベルト：ばね定数（Kｂ）が高いベルトほど、ばね定数（Kｂ）が低いベルトに比べて、同一負荷荷重（Ｆ）での軸間距離の増加量（ΔL）の値は小さくなる（Kｂ=Ｆ／ΔLより）。（２）周長の短いベルト：周長の短いベルトほど、周長の長いベルトに比べて、同一負荷荷重（Ｆ）での軸間距離の増加量（ΔL）の値は小さくなる。（３）負荷荷重（Ｆ）が小さい：負荷荷重（Ｆ）が小さいほど、負荷荷重（Ｆ）が大きい場合に比べて、軸間距離の増加量（ΔL）の値は小さくなる（Kｂ=Ｆ／ΔLより）。
つまり、ボールネジ機構を用いて所定の動的軸荷重を従動軸に付与する過程において、ベルトに予張力を付与してからの軸間距離の増加量が比較的小さい場合は、少し緩み方向に従動軸を動作させただけで負荷荷重Fが抜けてしまったり、少し張り方向に動作させただけで過剰に負荷荷重Fがかかってしまったりする。このため、狙いの動的軸荷重の範囲内に精度良く合致させるための従動軸の細かい移動制御が困難となり、ライドアウト等各部寸法の測定のために付与した負荷荷重およびベルト張力が狙いの範囲から外れてしまう場合があった。

このように、ボールネジ式のベルト検尺装置であっても、ボールネジ機構を用いて所定の動的軸荷重を従動軸に付与する過程において、ベルトに予張力を付与してからの軸間距離の増加量が比較的小さい場合は、従動軸の移動量（移動距離）の細かい制御が困難となるため、狙いの動的軸荷重を精度良く従動軸に付与することができない問題があった。このため、１回の操作で動的軸荷重を多段階に連続して変化させて、それに対応するベルトのライドアウト等各部寸法の変化を把握してベルトの横剛性等ベルト特性の評価に繋げることは、なおさら難しい問題であった。

そこで、本発明の目的は、ボールネジ機構を用いて所定の動的軸荷重を従動軸に付与する過程において、ベルトに予張力を付与してからの軸間距離の増加量が比較的小さい場合でも、従動軸の移動量（移動距離）の細かい制御が容易であり、狙いの動的軸荷重を精度良く従動軸に付与することができる、ベルト検尺装置を提供することにある。

本発明は、主軸に備わる駆動プーリと従動軸に備わる従動プーリとの間にベルトを巻き掛け、前記従動軸を前記ベルトの張架方向に移動させて、前記従動軸に対して所定の動的軸荷重を付与した状態で走行させた前記ベルトの各部の寸法を測定するベルト検尺装置であって、
前記従動軸に設けられた移動部と、
ボールネジに螺合されたボールネジナットの移動に応じて、前記移動部を前記ベルトの張架方向に従動させるボールネジ機構と、
前記移動部と前記ボールネジ機構との連結部分に設けられ、前記ベルトのばね定数よりも小さいばね定数を有し、前記移動部の従動動作に反発付勢力を与える付勢手段と、
前記移動部に介設され、前記従動軸に対する動的軸荷重を検出するロードセルと、
前記ロードセルからの電気信号に基づき、前記従動軸に対する動的軸荷重の測定値を演算する演算制御部と、
前記演算制御部で演算された、前記従動軸に対する動的軸荷重の測定値を数字表示する表示部と、を含むことを特徴とするベルト検尺装置である。

上記構成によれば、移動部の従動動作に反発付勢力を与える付勢手段は、張架されるベルトのばね定数より小さいばね定数を有するものであるので、従動軸の張架方向への移動動作を、付勢手段の反発付勢力が付加された移動動作にすることができる。これにより、ボールネジ機構におけるボールネジナットの移動距離を、従動軸（移動部）の移動距離よりも拡大させることができる。
このため、ボールネジ機構を用いて所定の動的軸荷重を従動軸に付与する過程において、移動部とボールネジ機構との連結部分に付勢手段を備えない構成（移動部とボールネジ機構とが直接連結されている構成）と比べて、ボールネジ機構におけるボールネジナットの移動距離に対する、従動軸（移動部）の移動距離を縮小することができる。
即ち、ベルトに予張力を付与してからの軸間距離の増加量が比較的小さい場合でも、従動軸の移動距離（軸間距離）の細かい制御が容易となる結果、動的軸荷重の細かい制御も容易となり、従動軸の移動動作で負荷荷重が抜けてしまったり、過剰に負荷荷重がかかってしまったりすることなく、狙いの動的軸荷重を精度良く従動軸に付与することができる。
また、数字表示された動的軸荷重の測定値に基づいて、狙いの動的軸荷重との差異を把握できる。これにより、上記差異に基づいて、ボールネジ機構による従動軸の移動距離（軸間距離）を細かく調整又は制御することにより、動的軸荷重の測定値を狙いの動的軸荷重の範囲内に収めることができる。

また、本発明は、上記ベルト検尺装置において、前記移動部材は、前記付勢手段の反発付勢力を受け止める一対の対向部材を有し、
前記付勢手段は、第１付勢手段及び第２付勢手段を有し、
前記第１付勢手段及び前記第２付勢手段は、前記一対の対向部材の間で、前記ボールネジ機構のボールネジナットに固定されたブラケット部を挟み前記張架方向に互いに離隔して配置され、かつ、前記第１付勢手段及び前記第２付勢手段の各両端部は自由状態で配置されており、
前記演算制御部は、前記第１付勢手段及び前記第２付勢手段が自由長の状態に設定されたときに、前記従動軸に対する動的軸荷重の測定値を前記移動部の重量と等しくする演算制御を実行することを特徴としたベルト検尺装置である。

上記構成によれば、以下に示す理由１）〜３）により、より広範囲の負荷荷重に対応させて、移動部の移動動作に反発付勢力を与えることができる。これにより、ボールネジ機構を用いて所定の動的軸荷重を従動軸に付与する過程において、ベルトに予張力を付与してからの軸間距離の増加量が比較的小さい場合でも、より広範囲の負荷荷重に対応させて、従動軸の移動距離（軸間距離）の細かい制御が容易となり、狙いの動的軸荷重を精度良く従動軸に付与することができる。

１）第１付勢手段及び第２付勢手段は、一対の対向部材の間で、ボールネジ機構のボールネジナットに固定されたブラケット部を挟み張架方向に互いに離隔して配置されているので、（Ａ）動的軸荷重が、移動部の重量（ベルトに懸架された部分の全重量）未満のときは、少なくともベルトの張架方向（以下、単に、張架方向という）緩み側の付勢手段（第１付勢手段）が圧縮変形して、移動部の重量を支え、移動部の移動動作に反発付勢力を与えることができる。（Ｂ）動的軸荷重が、移動部の重量（ベルトに懸架された部分の全重量）を超えるときは、少なくとも張架方向張り側の付勢手段（第２付勢手段）が圧縮変形して、移動部の移動動作に反発付勢力を与えることができる。
一方、付勢手段が一対の対向部材の間で、ボールネジ機構のボールネジナットに固定されたブラケット部を挟み張架方向に互いに離隔して配置されない場合（張架方向どちらか一方のみの場合）に、狙いの動的軸荷重を精度良く従動軸に付与することができる効果は、付勢手段がブラケット部より張架方向緩み側だけに配設される場合は、移動部重量以下の動的軸荷重範囲に限定され、付勢手段がブラケット部より張架方向張り側だけに配設される場合は、移動部重量以上の動的軸荷重範囲に限定されてしまう。

２）第１付勢手段及び第２付勢手段の両端部が自由状態ではなく、第１付勢手段及び第２付勢手段の各両端部がブラケット部（張架方向両表面）及び／又は対向部材に固定されている場合は、張架方向一方の付勢手段が圧縮変形して従動軸の移動動作に反発付勢力を加えるときに、張架方向他方の付勢手段に引張応力が掛かり従動軸の移動方向に付勢力を加えてしまうため、従動軸の移動動作に加えるべき反発付勢力を弱めてしまう。従って、第１付勢手段及び第２付勢手段の両端部が自由状態である場合は、第１付勢手段及び第２付勢手段の両端部が自由状態でない場合に比べて、より確実に、移動部の移動動作に反発付勢力を与えることができる。

３）第１付勢手段及び第２付勢手段が自由長（反発付勢力が移動部の移動動作に及ばない付勢状態）に設定されたときに、動的軸荷重の測定値を移動部の重量と等しくする演算制御がなされる場合は、デッドウェイト式検尺機で公知のカウンターバランス機構（例えば特開２００２−２５７５０１）の如く、確実に、上記移動部重量（バネ上重量、いわば風袋重量）のゼロ点リセットができる作用効果を有する。これにより、動的軸荷重の範囲をゼロから開始することができる。

また、本発明は、上記ベルト検尺装置において、前記第１付勢手段及び前記第２付勢手段は、コイルばねであり、
前記一対の対向部材の間にガイドシャフトが固定されており、
前記第１付勢手段のコイルばね及び前記第２付勢手段のコイルばねは、前記ブラケット部を挟み、前記ガイドシャフトに挿通されていることを特徴としたベルト検尺装置である。

上記構成によれば、コイルばねのコイル巻き内部に、一対の対向部材の間に固定されたガイドシャフトが通された構成であるため、コイルばねが抜け落ちることない装置構成を簡素に実現することができる。

また、本発明は、上記ベルト検尺装置において、前記第１付勢手段及び前記第２付勢手段は、自由長のときに各両端部が、前記ブラケット部及び前記対向部に略接触していることを特徴としたベルト検尺装置である。

上記構成によれば、第１付勢手段及び第２付勢手段の反発付勢力が移動部の移動動作に及ばない状態から、第１付勢手段及び第２付勢手段の反発付勢力が移動部の移動動作に及ぶ状態へほとんど途切れなく移行させることができる。つまり、ボールネジ機構を用いた従動軸（移動部）の移動動作を、ほとんど途切れなく、連続性をもって動作させることができる。

また、本発明は、上記ベルト検尺装置において、前記ボールネジ機構は、前記ボールネジに螺合された前記ボールネジナットの移動を制御する原動機を有し、
前記演算制御部は、前記動的軸荷重の測定値と予め入力した前記動的軸荷重の設定値との差異に基づいて、前記原動機による前記ボールネジに螺合された前記ボールネジナットの移動動作にフィードバックする制御を実行することを特徴としたベルト検尺装置である。

上記構成によれば、ボールネジ機構を用いて所定の動的軸荷重を従動軸に付与する過程において、ベルトに予張力を付与してからの軸間距離の増加量が比較的小さい場合でも、狙いの動的軸荷重の範囲内に収まるように、自動操作で従動軸の移動距離（軸間距離）を細かく制御して、狙いの動的軸荷重を精度良く従動軸に付与することができる。
更に、動的軸荷重及び他条件（駆動プーリ回転数、雰囲気温度）の組み合わせからなる複数の運転パターン及びステップ（順）を予め運転プログラムとして設定登録しておくことにより、１回の操作で動的軸荷重を（荷重小から荷重大側へ）多段階に連続して変化させる自動運転を実行しても、問題なく各ステップ間のベルトのライドアウト等各部寸法の変化を測定できるので、ベルトの横剛性等ベルト特性の評価に繋げることができる。

ボールネジ機構を用いて所定の動的軸荷重を従動軸に付与する過程において、ベルトに予張力を付与してからの軸間距離の増加量が比較的小さい場合でも、従動軸の移動量（移動距離）の細かい制御が容易であり、狙いの動的軸荷重を精度良く従動軸に付与することができる、ベルト検尺装置を提供することができる。

本実施形態に係るベルト検尺装置の正面図及び右側面図である。 本実施形態に係るベルト検尺装置の付勢手段を含むフレームの拡大図である。 本実施形態に係る駆動プーリ及び従動プーリの説明図である。 本実施形態に係るブラケット部の説明図である。 本実施形態に係るベルトの説明図である。 本実施形態に係る運転パターン１の運転条件の説明図である。 自動運転スタート後の動的軸荷重の付与及びライドアウトの測定に係る自動運転動作フローである。 軸荷重０Ｎにおける付勢手段の状態を示す説明図である。 動的軸荷重３００Ｎにおける付勢手段の状態を示す説明図である。 動的軸荷重７００Ｎにおける付勢手段の状態を示す説明図である。 動的軸荷重１０００Ｎにおける付勢手段の状態を示す説明図である。 ベルトのライドアウト（ＲＯ）の測定位置を示す説明図である。 比較例に係るベルト検尺装置の概略図である。 実施例の軸荷重の表示値と検定値との差異（％）の水準と、比較例の軸荷重の表示値と検定値との差異（％）の水準とを示すグラフである。 その他の実施形態に係る付勢手段の概略図である。

（ベルト検尺装置１）
本発明に係るベルト検尺装置１について説明する。
ベルト検尺装置１は、図１及び図２に示すように、主軸２１に備わる駆動プーリ２と従動軸３１に備わる従動プーリ３との間にベルト１０を巻き掛け、従動軸３１をベルト１０の張架方向に移動させて、従動軸３１に対して所定の動的軸荷重を付与した状態で走行させたベルト１０の各部の寸法を測定可能としている。

駆動プーリ２および従動プーリ３は、図３に示すように、上幅、外径、溝深さが各々異なる基本Ｓ，Ｍ，Ｌ３組の精密加工プーリの中からいずれか１組を選択可能としている。表１に本実施形態に係るＳサイズの駆動プーリ２および従動プーリ３の各基本サイズを示す。

本実施形態のベルト検尺装置１は、図１に示すように、縦型のベルト検尺装置１であり、変速ベルトであるベルト１０のライドアウトを測定する測定機である。特には、変速ベルトに求められる負荷荷重範囲内で負荷荷重を多段階に連続して変化させたときのライドアウトの変化量を精度良く把握して、変速ベルトの横剛性等ベルト特性の評価に繋げることができる測定機である。ここで、ライドアウト（ＲＯ）とは、ベルト１０の背面（外周面）から駆動プーリ２の外周面（図１２に示す基準点）までの長さ（ベルト厚み方向の距離）で定義される寸法値である。

本実施形態のベルト検尺装置１は、図１及び図２に示すように、筐体１１に固定された主軸２１と、主軸２１に対して上下方向（ベルト１０の張架方向）に移動自在な従動軸３１と、従動軸３１に設けられた移動部４と、ボールネジ機構５と、移動部４とボールネジ機構５との連結部分に設けられた付勢手段６と、移動部４に介設され、従動軸３１に対する動的軸荷重を検出するロードセル４３と、演算制御部１７１、及び、表示部１７２を備えたＰＣ１７とを備えた構成をしている。なお、主軸２１は、駆動モータ３２の回転駆動が伝動されて回転する。駆動モータ３２は、電動ギヤードモータであり、５０〜３６０ｒｐｍの回転数に対応して回転駆動されるようになっている。

（移動部４）
移動部４は、従動軸３１に固定された従動ベース４１（リニアガイドブロック４９を含む）、荷重ベース４２、従動ベース４１と荷重ベース４２との間に介設されたロードセル４３、荷重ベース４２に固定されたフレーム４４を備えている。筐体１１には、従動ベース４１及び荷重ベース４２を、上下方向（ベルトの張架方向）に摺動支持するリニアガイドレール１９が２本並列に設けられている。これにより、従動プーリ３を含む従動軸３１、及び、移動部４は、上下方向（ベルト１０の張架方向）、具体的には、ベルト１０の緩み側（上方向）及び、ベルト１０の張り側（下方向）に移動自在に設けられている。

ロードセル４３は、荷重検出器であり、本実施形態の場合、ロードセル４３の表面に貼り付けられたひずみゲージにより、動的軸荷重または移動部重量を検出し、これを電気信号に変換する。ロードセル４３には、ミネベア社製 圧縮引張両用ロードセル 型式Ｕ３Ｂ１−５００Ｋ−Ｂを使用している。定格容量は４９０３Ｎ（５００ｋｇｆ）であり、広範囲の軸荷重範囲２００Ｎ〜３０００Ｎに対応できる。ここで、動的軸荷重とは、走行中のベルト１０の張力によって従動軸３１に作用する荷重であり、走行中のベルトに負荷される荷重である負荷荷重の指標とされる。また、移動部重量とは、ベルト１０に懸架された構成部材の全重量であって、いわゆるバネ上重量に相当する部分を指すものとする。具体的には、移動部重量は、従動プーリ３、従動軸３１、従動ベース４１（リニアガイドブロック４９を含む）、ロードセル４３、荷重ベース４２、フレーム４４、付勢手段６等で構成される部材の合計重量である。

また、従動ベース４１には、図１に示すように、ワイヤーエンコーダ１６のワイヤーが取り付けられている。このワイヤーエンコーダ１６のワイヤーの上下方向（張架方向）の引き出し量を計測することによって、移動部４の上下移動によって変化する主軸２１と従動軸３１軸との間の軸間距離が測定される。

（ボールネジ機構５）
ボールネジ機構５は、図１及び図２に示すように、主に、軸棒に螺旋状のねじ溝が形成されたボールネジ５３、ボールネジ５３に螺合されたボールネジナット５１、ボールネジナット５１に固定されたブラケット部５２、ボールネジ５３を軸回転させる原動機５４、原動機５４の駆動を制御する減速機５５（タイミングベルト含む）で構成される。

ブラケット部５２は、図４に示すように、外形形状は略直方体であり、平鋼（厚さ約３０ｍｍ）から切削加工されたものである。また、ブラケット部５２には、ボールネジナット５１に固定するための、張架方向（上下方向）に貫通する穴部５２ｃ（内径５０ｍｍ）と、後述する２本のガイドシャフト４４３ａ・４４３ｂを挿入するための２つのスライド軸受固定用穴部５２ａ・５２ｂ（各々内径１２ｍｍ）とが並列に設けられている。そして、穴部５２ｃにはボールネジナット５１（外径５０ｍｍ）が圧入により固定され、２つのスライド軸受固定用穴部５２ａ・５２ｂにはそれぞれスライド軸受５２ｄ・５２ｅ（各々外径１２ｍｍ）が圧入により固定されている。

なお、スライド軸受５２ｄ・５２ｅには、ミスミ社製 無給油ブッシュ 型番ＭＰＢＺ８−１５を使用している。スライド軸受５２ｄ・５２ｅは、内径８ｍｍ×外径１２ｍｍの円筒形状をしており、黄銅合金製のものに固体潤滑剤が埋め込まれている。これを、ブラケット部５２に設けた２つのスライド軸受固定用穴部５２ａ・５２ｂに圧入により固定している。

ボールネジ機構５では、原動機５４の回転運動によりボールネジ５３を軸回転させて、ボールネジ５３のねじ溝に螺合されたボールネジナット５１に固定されたブラケット部５２を上下に直線的に移動させることができる。

原動機５４は、サーボモータを採用している。原動機５４をサーボモータにすることによって、ロードセル４３からの検知信号による動的軸荷重の測定値と予め入力した動的軸荷重の設定値との差異に基づいてフィードバック制御（回転ＯＮ、回転ＯＦＦ、回転方向、等）を緻密に行なうことができる（詳細は後述）。また、原動機５４は、フィードバック制御によらず、ＰＣ１７の演算制御部１７１からのデジタル制御により作動するステッピングモータにしてもよい。

本実施形態では、原動機５４に、三菱電機社製 型式ＨＧ−ＫＲ１３の電動サーボモータを使用している。この電動サーボモータは、ボールネジ５３を軸回転動作させ、ボールネジナット５１を張架方向双方（上下）に移動させる。これにより、後述のブラケット部５２および付勢手段６を介して従動軸３１を張架方向双方（上下）に移動させることができる。電動サーボモータは、ロードセル４３からの検知信号による動的軸荷重の測定値と予め入力した動的軸荷重の設定値との差異に基づいてフィードバック制御（回転ＯＮ、回転ＯＦＦ、及び回転方向のフィードバック制御）される。なお、電動サーボモータの回転速度は、従動軸３１の移動速度の目安（例えば、０．１５〜０．５ｍｍ／秒、実施例の自動運転では０．５ｍｍ／秒）に対応して略一定な回転速度に制御される。また、減速機５５の減速比は２０であり、ボールネジ５３のリードは６ｍｍである。

（付勢手段６を含むフレーム４４）
荷重ベース４２に固定されたフレーム４４は、図２に示すように、正面視で略コ字形状をしており、フレーム４４の張架方向（上下方向）両端部に、張架方向に互いに対向する１対の上部対向部材４４１及び下部対向部材４４２（対向面）を有する。そして、上部対向部材４４１と下部対向部材４４２との間に、２本のガイドシャフト４４３ａ及びガイドシャフト４４３ｂが張架方向（上下方向）に平行になるように固定されている。また、２本のガイドシャフト４４３ａ及びガイドシャフト４４３ｂには、ブラケット部５２のスライド軸受５２ｄ及びスライド軸受５２ｅが挿通されている。これにより、ブラケット部５２が、張架方向（上下方向）に移動自在とされる。

更に、２本のガイドシャフト４４３ａ及びガイドシャフト４４３ｂには、上部対向部材４４１とブラケット部５２との間に、それぞれ上ばね６１ａ及び上ばね６１ｂが挿通され、下部対向部材４４２とブラケット部５２との間に、それぞれ下ばね６２ａ及び下ばね６２ｂが挿通されている。即ち、上ばね６１ａ（上ばね６１ｂ）及び下ばね６２ａ（下ばね６２ｂ）は、上部対向部材４４１と下部対向部材４４２との間で、ボールネジ機構５のボールネジナット５１に固定されたブラケット部５２を挟み、張架方向（上下方向）に互いに離隔して配置されている。

付勢手段６としての、上ばね６１ａ（上ばね６１ｂ）及び下ばね６２ａ（下ばね６２ｂ）には、圧縮荷重を受けたときに弾性変形可能な圧縮コイルばねを使用している。上ばね６１ａ（上ばね６１ｂ）及び下ばね６２ａ（下ばね６２ｂ）は、材質はばね用オイルテンパー線である。また、上ばね６１ａ（上ばね６１ｂ）及び下ばね６２ａ（下ばね６２ｂ）の両端部には、中心軸と直角方向に略フラットにして据わりを良くする研削が施されている。具体的には、上ばね６１ａ（上ばね６１ｂ）は、ミスミ社製 コイルばね（右巻き：線断面は角形）型式ＳＷＭ２０−５０を使用している。上ばね６１ａ（上ばね６１ｂ）の仕様としては、ばね外径２０ｍｍ、ばね内径１０ｍｍ、ばね自由長５０ｍｍ、ばね定数４９．０Ｎ／ｍｍ、許容たわみ率３２％、最大荷重７８４Ｎ（８０ｋｇｆ）である。下ばね６２ａ（下ばね６２ｂ）は、ミスミ社製 コイルばね（右巻き：線断面は角形）型式ＳＷＢ２０−１５０を使用している。下ばね６２ａ（下ばね６２ｂ）の仕様としては、ばね外径２０ｍｍ、ばね内径１０ｍｍ、ばね自由長１５０ｍｍ、ばね定数５２．３Ｎ／ｍｍ、許容たわみ率３０％、最大荷重１５６８Ｎ（１６０ｋｇｆ）である。上ばね６１ａ及び上ばね６１ｂと下ばね６２ａ及び下ばね６２ｂを使用することにより、最大荷重３００ｋｇｆ（設備要求）に対応可能としている。

ここで、付勢手段６（動的軸荷重７００Ｎ未満で付与時に作用する上ばね６１ａ・６１ｂ２本分で９８Ｎ／ｍｍ、動的軸荷重７００Ｎ超えで付与時に作用する下ばね６２ａ・６２ｂ２本分で約１０５Ｎ／ｍｍ）は、ベルト１０のばね定数（本実施形態では約２００Ｎ／ｍｍ）より小さいばね定数を有している。

また、本実施形態では、上ばね６１ａ（上ばね６１ｂ）の両端部は、上部対向部材４４１及びブラケット部５２に固定されておらず、自由状態でガイドシャフト４４３ａ（ガイドシャフト４４３ｂ）に挿通されている。同様に、下ばね６２ａ（下ばね６２ｂ）の両端部は、ブラケット部５２及び下部対向部材４４２に固定されておらず、自由状態でガイドシャフト４４３ａ（ガイドシャフト４４３ｂ）に挿通されている。また、上ばね６１ａ（上ばね６１ｂ）は、自由長のときに、上ばね６１ａ（上ばね６１ｂ）の両端部が上部対向部材４４１及びブラケット部５２に略接触する寸法である。同様に、下ばね６２ａ（下ばね６２ｂ）は、自由長のときに、下ばね６２ａ（下ばね６２ｂ）の両端部がブラケット部５２及び下部対向部材４４２に略接触する寸法である。

（ライドアウト測定装置１４）
ライドアウト測定装置１４は、図１に示すように、駆動プーリ２に巻き掛けられたベルト１０を、主軸２１の直交方向に駆動プーリ２を両側から挟み込むように配置した１対の投受光部からなるレーザーマイクロメータ１４１（投受光器のレーザースキャンによる非接触精密測定装置）や、レーザーマーカー１４２を主体とする構成である。なお、構成及びライドアウト測定方法は特許文献１の開示内容と略同じである。ライドアウト測定装置１４により、ベルト１０のライドアウト（ＲＯ）が測定される。

レーザーマイクロメータ１４１には、オムロン社製 レーザーマイクロメータ 型式３Ｚ４Ｌ−Ｓ５０６ＲＶ３を使用している。このレーザーマイクロメータ１４１と、目標とする測定点にレーザービームの照準を合わせるためのスポットレーザー照射用のレーザーマーカー１４２とが、駆動プーリ２の上部のフレーム構造に備わる１対のレールに吊り下げ状態に係止された移動台１４３に設けられている。この移動台１４３は、ベルト１０の幅方向（駆動プーリ２の軸方向）に移動可能である。

（ＰＣ１７）
ＰＣ１７は、操作盤（タッチパネル、不図示）、演算制御部１７１、及び、表示部１７２を備えたパーソナルコンピュータである。演算制御部１７１は、ロードセル４３で検出された動的軸荷重の電気信号を、動的軸荷重の測定値に演算し、デジタル表示可能な液晶画面などからなる表示部１７２に数字表示させる。なお、演算制御部１７１では、データの出力（デジタル）・記録・制御（フィードバック等）・監視（モニタリング）なども実行する。

（恒温槽部１２）
恒温槽部１２は、駆動プーリ２と従動プーリ３との間の断熱囲い（耐熱ガラス扉含む）、熱風ブロア１２１、温度センサー等からなる。ＰＣ１７の操作盤で、例えば、恒温槽内雰囲気温度を２５℃（室温）以上１３０℃以下の範囲内の任意な温度に設定登録すると、温度制御器により設定温度に昇温・維持される。

（ベルト１０）
ベルト１０は、図５に示すように、繊維コードからなる心線１０３が接着ゴム層１０２内に埋め込まれ、この接着ゴム層１０２の上部には補強布１０４を含む伸張層１０５が、下部には同様に補強布１０６を含む圧縮層１０７が配置されている。圧縮層１０７には、ベルト周長方向に沿って所定間隔でコグ谷部１０８とコグ山部１０９とが交互に形成されている。このベルト１０は、ローエッジコグタイプのＶベルトであって、変速ベルトである。また、補強布１０４の表面（外周面）には凸部（コグ部）を有さずフラット（平坦）である。また、ベルト１０のばね定数は、約２００Ｎ／ｍｍのものを使用した。

（ベルトのライドアウト測定のための自動運転手順）
次に、ベルト検尺装置１を使用したベルト１０のライドアウト測定のための自動運転手順について説明する。

（１）ＰＣ１７の操作盤（タッチパネル、不図示）にて、荷重ステップ（最大ステップ数２０）、回転数ステップ（最大ステップ数２０）、温度ステップ（最大ステップ数２）ライドアウト測定ステップ（最大ステップ数２０）からなる組み合わせである複数の運転パターンを登録した。

（２）ＰＣ１７の操作盤にて、登録した複数の運転パターンのいずれか１つ（本実施形態では、運転パターン１）を選択し、運転条件（軸荷重、駆動軸回転数、雰囲気温度）、サイクル数（ライドアウト測定の繰返数）、対象ベルトの外周長（ＢＯＣ）、荷重ステップ数、および、プーリサイズ（Ｓ，Ｍ，Ｌ）等を入力した（図６参照）。図６に示すように、運転条件としての軸荷重（動的軸荷重）は、２００Ｎから１２００Ｎまでステップ数１０（１０段階）にて付与した。ここで、最初にベルト１０に付与した予張力は２００Ｎである。また、目安として設定した従動軸３１の移動速度は、０．５ｍｍ／秒とした。

（３）プーリの基本サイズ変更により、下記に示す移動部重量のゼロ点リセット操作を行った。移動部重量のゼロ点リセット操作とは、使用する従動プーリ３の基本サイズ（Ｓ，Ｍ，Ｌの３組）によって移動部重量が変化するため、通常は、従動プーリ３の基本サイズが変更された場合のみに実行される操作であり、予め、動的軸荷重の範囲をゼロから開始できるようにする操作である。

具体的には、下記の操作を、従動プーリ３が全く新規のサイズに変更されるなど、移動部４の実重量が変更した場合の初回１回だけの非定常作業として行う。従動プーリ３を他の基本サイズに変更する定常の作業としては、以下の移動部重量のゼロ点リセット操作だけを行えばよい。

まず、従動プーリ３を含む移動部重量を従動プーリ３のサイズ毎に計測する。そのために、主軸２１と従動軸３１との間に連結具を介して検定用ロードセル（島津製作所社製 型式ＳＬＢＬ−５ＫＮ 定格容量５ＫＮ）をセットし、付勢手段６による反発付勢力が移動部４の移動動作に影響しない状態（上ばね６１ａ・６１ｂ、下ばね６２ａ・６２ｂとも自由長）になるように、ボールネジ機構５により調整する。なお、取り外した従動プーリ３は、移動部４の任意の部分に付帯させる。

この状態での移動部重量を、プーリサイズ毎に、上記検定用ロードセルにより計測する。移動部重量のゼロ点リセット操作は、従動軸３１に操作盤で入力した従動軸３１の基本サイズと同サイズの従動軸３１を取付け、ベルト１０が装着されていない無負荷状態で、操作盤上の「移動部重量ゼロ点リセットボタン」を押すことにより完了する。

移動部重量のゼロ点リセット操作は、例えば、従動プーリ３の基本サイズがＳのときに、検定用ロードセルによる移動部重量の計測値が７００Ｎだったとすると、従動軸３１に操作盤で入力した従動プーリ３の基本サイズと同サイズの従動プーリ３を取付け、ベルト１０が装着されていない無負荷状態で、ロードセル４３からの電気信号に基づく値が−７００Ｎのときに軸荷重の測定値（表示値）が０（ゼロ）Ｎとなるように演算制御部１７１によって演算処理を行わせる操作である。

この結果、付勢手段６による反発付勢力が移動部４の移動動作に及ばない状態（上ばね６１ａ・６１ｂ、下ばね６２ａ・６２ｂとも自由長）のときに、動的軸荷重の測定値が移動部重量（７００Ｎ）と等しくなる。

（４）次に、従動プーリ３を所定位置（軸間距離を短縮させた状態の位置）に移動後、ベルト１０を、駆動プーリ２と従動プーリ３との間に掛け渡した。

（５）操作盤のスタートボタンを押し、自動操作によって、装着したベルト１０の弛みが無くなるように従動プーリ３が押し下げられて、駆動プーリ２は無回転状態のまま、ベルトに予張力（２００Ｎ）を付与する。

（６）その後、駆動プーリ２を回転させ、ベルト１０が駆動プーリ２と従動プーリ３との間で走行させる。

（７）上記（２）で入力された運転パターンにしたがって、多段階に連続して動的軸荷重等の条件を変化させる制御が働き、それぞれの動的軸荷重等の条件下でベルト１０のライドアウトがライドアウト測定装置１４によって自動測定され、運転終了後データを出力させる。

次に、図７を参照して、上記（７）の自動運転スタート後の動的軸荷重の付与及びライドアウトの測定に係る自動運転動作フローについて説明する。

まず、上記（２）で入力された運転パターンを呼び出す（Ｓ１）。本実施形態であれば、運転パターン１を読み出す。

次に、Ｓ１で呼出した運転パターンに基づくステップ動作を開始する（Ｓ２）。本実施形態では、図７に示す運転パターン１に基づくステップ動作を開始する。まずはステップ１（軸荷重２００Ｎ）での動作が開始される。なお、その後は、後述するＳ９の処理に従い、ステップ動作が進行する。

ステップ動作開始後、ＰＣ１７の演算制御部１７１は、ロードセル４３によって測定した、従動軸３１に対する動的軸荷重の測定値と、運転パターン１の各ステップに対応する軸荷重の設定値（予め入力した動的軸荷重の設定値に相当）との差異が±３％以内であるか否かを判定する（Ｓ３）。例えば、運転パターン１のステップ１の段階で、従動軸３１に対する動的軸荷重の測定値が１９３Ｎであり、ステップ１に対応する軸荷重の設定値が２００Ｎであれば、（１９３−２００）／２００＝−０．０３５＝−３．５％であり、差異が±３％以内ではないと判定される。一方、運転パターン１のステップ５の段階で、従動軸３１に対する動的軸荷重の測定値が６０６Ｎであり、ステップ５に対応する軸荷重の設定値が６００Ｎであれば、（６０６−６００）／６００＝０．０１＝１％であり、差異が±３％以内であると判定される。

Ｓ３の処理で差異が±３％以内でなければ（Ｓ３：ＮＯ）、次に、演算制御部１７１は、差異が＋３％超えか否かを判定する（Ｓ４）。そして、差異が＋３％超えであれば（Ｓ４：ＹＥＳ）、従動軸３１に対する動的軸荷重の測定値と、運転パターン１の各ステップに対応する軸荷重の設定値との差異を解消するように、ボールネジ機構５の原動機５４（サーボモータ）の回転によりボールネジ５３を軸回転（順方向の回転）させ、ボールネジナット５１を上昇させる（Ｓ５）。その結果、ボールネジナット５１に固定されたブラケット部５２の上昇に伴い、付勢手段６の上ばね６１ａ・６１ｂが圧縮され、圧縮された上ばね６１ａ・６１ｂの反発付勢力が上部対向部材４４１（移動部４）を介して従動軸３１に付加される。これにより、従動軸３１に対する動的軸荷重の測定値と、運転パターン１の各ステップに対応する軸荷重の設定値との＋３％超えの差異を解消することができる。

一方、差異が＋３％超えでなければ（Ｓ４：ＮＯ）、差異が−３％であると判定し、従動軸３１に対する動的軸荷重の測定値と、運転パターン１の各ステップに対応する軸荷重の設定値との差異を解消するように、ボールネジ機構５の原動機５４（サーボモータ）の回転によりボールネジ５３を軸回転（逆方向の回転）させ、ボールネジナット５１を下降させる（Ｓ６）。その結果、ボールネジナット５１に固定されたブラケット部５２の下降に伴い、付勢手段６の下ばね６２ａ・６２ｂが圧縮され、圧縮された下ばね６２ａ・６２ｂの反発付勢力が下部対向部材４４２（移動部４）を介して従動軸３１に付加される。これにより、従動軸３１に対する動的軸荷重の測定値と、運転パターン１の各ステップに対応する軸荷重の設定値との−３％超えの差異を解消することができる。

即ち、演算制御部１７１は、従動軸３１に対する動的軸荷重の測定値と、予め入力された運転パターン及びステップ（順）における動的軸荷重の設定値との差異に基づいて、原動機５４の回転制御によるボールネジナット５１の移動動作に反映させるフィードバック制御を実行する。

Ｓ５又はＳ６の処理後、再度Ｓ３の処理に移行する。Ｓ３の処理で差異が±３以内であれば（Ｓ３：ＹＥＳ）、ライドアウト測定装置１４によってベルト１０のライドアウトが自動測定される（Ｓ７）。このベルト１０のライドアウト（Ｒ．Ｏ）の測定は、所定のサイクル数に到達するまで繰り返し測定される（Ｓ８）。なお、本実施形態のサイクル数は２回である。

Ｓ８の処理後、一つのステップ動作が終了し、次のステップ動作に移行する。例えば、現在ステップ１の段階であれば、ステップ２の動作へ移行する。そして、演算制御部１７１は、全てのステップ動作が終了しているか否かを判定する（Ｓ９）。全てのステップ動作が終了していない場合は（Ｓ９：ＮＯ）、Ｓ２の処理に戻る。一方、全てのステップ動作が終了している場合は（Ｓ９：ＹＥＳ）、本動作フローを終了する。本実施形態では、ステップ１０での動作が終了した場合に、全てのステップ動作が終了していると判定される。

その後、データが出力される（Ｓ１０）。本実施形態では、ＰＣ１７の表示部１７２に測定したベルト１０のライドアウト（Ｒ．Ｏ）の測定値等が表示される。

（ライドアウト測定装置１４によるベルト１０のライドアウトの測定）
上記Ｓ７、及び、Ｓ８の処理で実行される、ライドアウト測定装置１４によるベルト１０のライドアウト（ＲＯ）の自動測定は、恒温槽部１２を形成する耐熱ガラス越しに設けたレーザーマイクロメータ１４１を用いて行う。レーザーマイクロメータ１４１の投受光器によりレーザースキャンされる測定物のベルト幅方向に関する位置は、図１２に示すように、駆動プーリ２の外周面の略中央部（基準点）およびベルト１０の背面（外周面）の中央部とした。ライドアウト測定方法は特許文献１の開示内容と略同じである。これにより、ベルト１０のライドアウトの測定を非接触で行え、雰囲気温度を上昇させた時の測定も恒温槽部１２外から行うことができる。また、ベルト１０がダブルコグタイプのローエッジコグＶベルトであっても、全く同様に自動測定できる。

（ベルト１０のライドアウト測定に伴う付勢手段６の動作）
次に、ベルト検尺装置１の上記自動運転によるベルト１０のライドアウトの自動測定に伴う、付勢手段６としての上ばね６１ａ（上ばね６１ｂ）及び下ばね６２ａ（下ばね６２ｂ）の状態について説明する。

（軸荷重０Ｎ）
ベルト検尺装置１の駆動プーリ２と従動プーリ３にベルト１０を装着する前は（軸荷重０Ｎ：無負荷状態）、移動部重量（従動プーリ３、従動軸３１、従動ベース４１、ロードセル４３、荷重ベース４２、フレーム４４、付勢手段６等で構成される部材の合計重量）により、図８（ａ）（ｂ）に示すように、上ばね６１ａ・６１ｂが上部対向部材４４１とブラケット部５２との間で圧縮された状態になる。一方、下ばね６２ａ・６２ｂは、自由長で、ブラケット部５２には接触せずに、下部対向部材４４２にのみ接触した状態になる。

（動的軸荷重３００Ｎ）
ロードセル４３によって測定した、従動軸３１に対する動的軸荷重の測定値が３００Ｎの時も、図９（ａ）（ｂ）に示すように、上ばね６１ａ・６１ｂが上部対向部材４４１とブラケット部５２との間で圧縮された状態になる。一方、下ばね６２ａ・６２ｂは、自由長で、ブラケット部５２には接触せずに、下部対向部材４４２にのみ接触した状態になる。ロードセル４３によって測定した、従動軸３１に対する動的軸荷重の測定値が７００Ｎ（移動部重量に相当）に達するまでは、上ばね６１ａ・６１ｂは上部対向部材４４１とブラケット部５２との間で圧縮され、圧縮された上ばね６１ａ・６１ｂの反発付勢力が上部対向部材４４１（移動部４）を介して従動軸３１に付加される。一方、下ばね６２ａ・６２ｂは、ロードセル４３によって測定した、従動軸３１に対する動的軸荷重の測定値が７００Ｎ（移動部重量に相当）に達するまでは、自由長のままの状態である。

（動的軸荷重７００Ｎ）
ロードセル４３によって測定した、従動軸３１に対する動的軸荷重の測定値が７００Ｎの時（移動部重量と等しい時）は、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、上ばね６１ａ・６１ｂは自由長の状態で、上ばね６１ａ・６１ｂの両端部が上部対向部材４４１及びブラケット部５２に略接触した状態になる。一方、下ばね６２ａ・６２ｂも自由長の状態で、下ばね６２ａ・６２ｂの両端部がブラケット部５２及び下部対向部材４４２に略接触した状態になる。

（動的軸荷重１０００Ｎ）
ロードセル４３によって測定した、従動軸３１に対する動的軸荷重の測定値が１０００Ｎの時は、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、上ばね６１ａ・６１ｂは、自由長で、上部対向部材４４１には接触せずに、ブラケット部５２にのみ接触した状態になる。一方、下ばね６２ａ・６２ｂは、ブラケット部５２と下部対向部材４４２との間で圧縮された状態になる。ロードセル４３によって測定した、従動軸３１に対する動的軸荷重の測定値が７００Ｎ（移動部重量に相当）を超えてからは、上ばね６１ａ・６１ｂは、自由長の状態である。一方、下ばね６２ａ・６２ｂはブラケット部５２と下部対向部材４４２との間で圧縮され、圧縮された下ばね６２ａ・６２ｂの反発付勢力が下部対向部材４４２（移動部４）を介して従動軸３１に付加される。

（効果）
上記構成によれば、移動部４の従動動作に反発付勢力を与える付勢手段６（上ばね６１ａ・６１ｂ及び下ばね６２ａ・６２ｂ）は、張架されるベルト１０のばね定数より小さいばね定数を有するものであるので、従動軸３１の張架方向への移動動作を、付勢手段６の反発付勢力が付加された移動動作にすることができる。これにより、ボールネジ機構５におけるボールネジナット５１の移動距離を、従動軸３１（移動部４）の移動距離よりも拡大させることができる。
このため、ボールネジ機構５を用いて所定の動的軸荷重を従動軸３１に付与する過程において、移動部４とボールネジ機構５との連結部分に付勢手段６を備えない構成（移動部４とボールネジ機構５とが直接連結されている構成：後述するベルト検尺装置２００参照）と比べて、ボールネジ機構５におけるボールネジナット５１の移動距離に対する、従動軸３１（移動部４）の移動距離を縮小することができる。
即ち、ベルト１０に予張力を付与してからの軸間距離の増加量が比較的小さい場合でも、従動軸３１の移動距離（軸間距離）の細かい制御が容易となる結果、動的軸荷重の細かい制御も容易となり、従動軸３１の移動動作で負荷荷重が抜けてしまったり、過剰に負荷荷重がかかってしまったりすることなく、狙いの動的軸荷重を精度良く従動軸３１に付与することができる。
また、数字表示された動的軸荷重の測定値に基づいて、狙いの動的軸荷重との差異を把握できる。これにより、上記差異に基づいて、ボールネジ機構５による従動軸３１の移動距離（軸間距離）を細かく調整又は制御することにより、動的軸荷重の測定値を狙いの動的軸荷重の範囲内に収めることができる。

また、上記構成によれば、以下に示す理由１）〜３）により、より広範囲の負荷荷重に対応させて、移動部４の移動動作に反発付勢力を与えることができる。これにより、ボールネジ機構５を用いて所定の動的軸荷重を従動軸に付与する過程において、ベルト１０に予張力を付与してからの軸間距離の増加量が比較的小さい場合でも、より広範囲の負荷荷重に対応させて、従動軸の移動距離（軸間距離）の細かい制御が容易となり、狙いの動的軸荷重を精度良く従動軸３１に付与することができる。

１）上ばね６１ａ・６１ｂ及び下ばね６２ａ・６２ｂは、上部対向部材４４１と下部対向部材４４２との間で、ボールネジ機構５のボールネジナット５１に連結されたブラケット部５２を挟み張架方向に互いに離隔して配置されているので、（Ａ）動的軸荷重が、移動部重量（ベルト１０に懸架された部分の全重量）未満のときは、少なくともベルト１０の張架方向（以下、単に、張架方向という）緩み側の上ばね６１ａ・６１ｂが圧縮変形して、移動部重量を支え、移動部４の移動動作に反発付勢力を与えることができる。（Ｂ）動的軸荷重が、移動部重量を超えるときは、少なくとも張架方向張り側の下ばね６２ａ・６２ｂが圧縮変形して、移動部４の移動動作に反発付勢力を与えることができる。
一方、付勢手段６が上部対向部材４４１と下部対向部材４４２との間で、ボールネジ機構５のボールネジナット５１に連結されたブラケット部５２を挟み張架方向に互いに離隔して配置されない場合（張架方向どちらか一方のみの場合）に、狙いの動的軸荷重を精度良く従動軸３１に付与することができる効果は、付勢手段６がブラケット部５２より張架方向緩み側だけに配設される場合は、移動部重量以下の動的軸荷重範囲に限定され、付勢手段６がブラケット部５２より張架方向張り側だけに配設される場合は、移動部重量以上の動的軸荷重範囲に限定されてしまう。

２）上ばね６１ａ・６１ｂ及び下ばね６２ａ・６２ｂの両端部が自由状態ではなく、上ばね６１ａ・６１ｂ及び下ばね６２ａ・６２ｂの各両端部がブラケット部５２（張架方向両表面）及び／又は上部対向部材４４１・下部対向部材４４２に固定されている場合は、張架方向一方の付勢手段６が圧縮変形して従動軸３１の移動動作に反発付勢力を加えるときに、張架方向他方の付勢手段６に引張応力が掛かり従動軸３１の移動方向に付勢力を加えてしまうため、従動軸３１の移動動作に加えるべき反発付勢力を弱めてしまう。従って、上ばね６１ａ・６１ｂ及び下ばね６２ａ・６２ｂの両端部が自由状態である場合は、上ばね６１ａ・６１ｂ及び下ばね６２ａ・６２ｂの両端部が自由状態でない場合に比べて、より確実に、移動部４の移動動作に反発付勢力を与えることができる。

３）上ばね６１ａ・６１ｂ及び下ばね６２ａ・６２ｂが自由長（反発付勢力が移動部４の移動動作に及ばない付勢状態）に設定されたときに、動的軸荷重の測定値を移動部重量と等しくする演算制御がなされる場合は、デッドウェイト式検尺機で公知のカウンターバランス機構（例えば特開２００２−２５７５０１）の如く、確実に、上記移動部重量（バネ上重量、いわば風袋重量）のゼロ点リセットができる作用効果を有する。これにより、動的軸荷重の範囲をゼロから開始することができる。

また、上記構成によれば、付勢手段６の上ばね６１ａ・６１ｂ・下ばね６２ａ・６２ｂのコイル巻き内部に、上部対向部材４４１と下部対向部材４４２との間に固定されたガイドシャフト４４３ａ・４４３ｂが通された構成であるため、上ばね６１ａ・６１ｂ・下ばね６２ａ・６２ｂが抜け落ちることない装置構成を簡素に実現することができる。

また、上記構成によれば、上ばね６１ａ・６１ｂ及び下ばね６２ａ・６２は、自由長のときに各両端部が、ブラケット部５２及び上部対向部材４４１・下部対向部材４４２に略接触している。このため、上ばね６１ａ・６１ｂ及び下ばね６２ａ・６２ｂの反発付勢力が移動部４の移動動作に及ばない状態から、上ばね６１ａ・６１ｂ及び下ばね６２ａ・６２ｂの反発付勢力が移動部４の移動動作に及ぶ状態へほとんど途切れなく移行させることができる。つまり、ボールネジ機構５を用いた従動軸３１（移動部４）の移動動作を、ほとんど途切れなく、連続性をもって動作させることができる。

上記構成によれば、ボールネジ機構５を用いて所定の動的軸荷重を従動軸３１に付与する過程において、ベルト１０に予張力を付与してからの軸間距離の増加量が比較的小さい場合でも、狙いの動的軸荷重の範囲内に収まるように、自動操作で従動軸３１の移動距離（軸間距離）を細かく制御して、狙いの動的軸荷重を精度良く従動軸に付与することができる。
更に、動的軸荷重及び他条件（駆動プーリ回転数、雰囲気温度）の組み合わせからなる複数の運転パターン及びステップ（順）を予め運転プログラムとして設定登録しておくことにより、１回の操作で動的軸荷重を（荷重小から荷重大側へ）多段階に連続して変化させる自動運転を実行しても、問題なく各ステップ間のベルトのライドアウト等各部寸法の変化を測定できるので、ベルト１０の横剛性等ベルト特性の評価に繋げることができる。

ベルト検尺装置１（実施例）を使用したベルト１０のライドアウトの測定、従来のベルト検尺装置２００（比較例）との比較検証、ベルト検尺装置１の荷重精度の評価を行った。

下記実施例、及び、比較例に使用するベルト１０は、上述したローエッジコグタイプのＶベルトであって、表２に示す仕様の変速ベルトである。

なお、心線１０３には、ポリエステルコードの撚糸ロープを用いている。また、ＢＯＣは、ベルト１０の外周長である。

実施例、及び、比較例に使用するベルト１０のばね定数を下記方法にて測定した。
（１）ベルト１０の外周側と内周側をひっくり返して、内周面を平坦面（補強布１０４）にした。
（２）オートグラフを用いて、外周面が平坦な１対の管状治具をベルト１０の内周面に当接させ、かつ互いにベルト長手方向に離隔しつつ対向する態様にて、引張モードにて所定の速度で管状治具を離隔させてベルト１０に強伸度を与える試験（引張試験）を行った。
（３）この結果、ベルト１０に掛かる荷重（Ｎ）とベルト長さ当たりのベルト１０の伸度（％）との関係なるグラフ、所謂、ベルトのＳ−Ｓカーブ（Ｓｔｒａｉｎ−ＳｔｒｅｓｓＣｕｒｖｅ）（不図示）を得た。
（４）このグラフの直線部分の傾き（ベルト長さ当たりのベルトの伸度１％で荷重約１６００Ｎ）から、実施例、及び、比較例に使用するベルト１０のばね定数は、約２００Ｎ／ｍｍであった。

（自動運転によるベルト１０のライドアウトの測定結果）
上記ベルト検尺装置１の自動運転によってベルト１０のライドアウトを測定した。ベルト１０のライドアウトの測定結果を表３に示す。

（動的軸荷重付与時の要部移動距離）
本実施形態に係るベルト検尺装置１（実施例）と従来のベルト検尺装置２００（比較例）について、動的軸荷重付与時の要部移動距離について測定し、比較検討する。

従来のベルト検尺装置２００（比較例）は、図１３に示すように、移動部４とボールネジ機構５との連結部分に付勢手段６を備えない構成にしたボールネジ式である。即ち、実施例に係るベルト検尺装置１は付勢手段６を備えているが、比較例に係るベルト検尺装置２００は付勢手段６を備えていない。ベルト検尺装置２００は、付勢手段６を備えない以外の構成は、実施例に係るベルト検尺装置１と同様である。

具体的には、ボールネジ機構５のボールネジナット５１に固定されたブラケット部５２が、フレーム４４に直接固定された構成である（図１３のハッチング部分参照）。比較例に係るベルト検尺装置２００は、ボールネジナット５１で移動部４の自重を支え、移動部４が懸架されないので、実施例に係るベルト検尺装置１で必要となる移動部重量のゼロ点リセット操作は不要である。

本実施形態に係るベルト検尺装置１（実施例）と従来のベルト検尺装置２００（比較例）について、動的軸荷重３００Ｎ及び１０００Ｎ付与時の要部移動距離を、表４及び表５に示す。具体的には、ボールネジ機構５のボールネジナット５１の移動距離（ａ）と従動軸３１（移動部４）の移動距離（ｂ）とを比較した。

ここで、ボールネジナット５１の移動距離（ａ）及び従動軸３１（移動部４）の移動距離（ｂ）は、ともに、ベルトに予張力（実施例、及び、比較例ともに２００Ｎ）を付与した時点を起点（移動距離ゼロ）とした。従動軸３１（移動部４）の移動距離（ｂ）は、主軸２１が固定軸のため、軸間距離の変化量（増加量ΔＬ）に等しい。なお、従動軸３１（移動部４）の移動距離（ｂ）の値には、ベルト１０に予張力を付与してからのベルト１０の伸び量と、ベルト１０に予張力を付与してからのライドアウト（ベルト１０の背面の位置）の変化に伴う軸間距離の変化量（増加量ΔＬ）と、を含む値である。

（動的軸荷重３００Ｎ付与時の各部移動距離（ｍｍ））

（動的軸荷重１０００Ｎ付与時の各部移動距離（ｍｍ））

（比較例）
比較例に係るベルト検尺装置２００の場合、ボールネジナット５１の移動距離（ａ）は、従動軸３１（移動部４）の移動距離（ｂ）と等しくなった。これは、移動部４とボールネジ機構５との間に、付勢手段６を備えていないためである。

（実施例）
一方、実施例に係るベルト検尺装置１の場合、ボールネジナット５１の移動距離（ａ）は、従動軸３１（移動部４）の移動距離（ｂ）よりも顕著に拡大した（動的軸荷重３００Ｎ付与時は約７倍、動的軸荷重１０００Ｎ付与時は約３倍）。これは、移動部４とボールネジ機構５との連結部分に、張架されるベルト１０のばね定数（約２００Ｎ／ｍｍ）よりも小さいばね定数を有する付勢手段６（動的軸荷重３００Ｎ付与時に作用する上ばね６１ａ・６１ｂ２本分で９８Ｎ／ｍｍ、動的軸荷重１０００Ｎ付与時に作用する下ばね６２ａ・６２ｂ２本分で約１０５Ｎ／ｍｍ）を備えているので、ボールネジナット５１の移動距離（ａ）を従動軸３１（移動部４）の移動距離（ｂ）よりも拡大させることができたことを示すものである。換言すれば、従動軸３１の移動動作を反発付勢力が移動部４の移動動作に加わった付勢移動とすることができたことを示すものである。

なお、ボールネジナット５１の移動距離（ａ）を従動軸３１（移動部４）の移動距離（ｂ）よりも顕著に拡大させる効果は、低荷重領域（３００Ｎ）の場合の方が中荷重領域（１０００Ｎ）の場合よりも大となった。これは、対象のベルト１０が同一のもとでは、前述の、負荷荷重（Ｆ）が小さいほどベルト１０に予張力を付与してからの軸間距離の変化量（増加量ΔＬ）が小さくなることの要因と、付勢手段６による反発付勢力の設定にかかる要因とが合わさって現れたものと考えられる。つまり、構成上は、後者の要因が関係し、具体的には、付勢手段６（上ばね６１ａ・６１ｂ、下ばね６２ａ・６２ｂ）のばね定数の設定（並列配置数含む）に依るものであると考えられる。

（荷重精度評価試験）
次に、荷重精度の評価として、軸荷重の表示値と検定値との差異（％）を、実施例に係るベルト検尺装置１と比較例に係るベルト検尺装置２００との間で比較評価した。

評価項目としては、軸荷重の表示値と検定値との差異（％）を、荷重精度の指標とした。この荷重精度の値は、小さい値ほど好ましい。

評価方法としては、（１）実施例に係るベルト検尺装置１及び比較例に係るベルト検尺装置２００における、駆動プーリ２及び従動プーリ３を外し、主軸２１と従動軸３１との間に連結具を介して検定用ロードセルを直結させる。なお、実施例のベルト検尺装置１においては、取り外した従動プーリ３は、移動部４の任意の部分に付帯させる。（２）手動運転にて、従動軸３１を引張側（下方）へ移動速度０．１５ｍｍ／秒程度で、実施例に係るベルト検尺装置１及び比較例に係るベルト検尺装置２００の許容軸荷重範囲（２００Ｎ〜３０００Ｎ）の下限付近から上限付近まで移動させる。（３）実施例のベルト検尺装置１においては、従動軸３１の移動途中、逐次任意に、軸荷重読み取りのため一時停止させて、実施例のベルト検尺装置１内のロードセル４３で検知した軸荷重（本試験ではベルト走行なしのため、動的ではなく静的軸荷重）の表示値と、検定用ロードセルで検知した軸荷重の検定値とを同時に読み取り、軸荷重の表示値と検定値との差異（％）の水準を測定した。同様に、比較例のベルト検尺装置２００においては、従動軸３１の移動途中、逐次任意に、軸荷重読み取りのため一時停止させて、比較例のベルト検尺装置２００内のロードセル４３で検知した軸荷重の表示値と、検定用ロードセルで検知した軸荷重の検定値とを同時に読み取り、軸荷重の表示値と検定値との差異（％）の水準を測定した。そして、実施例に係るベルト検尺装置１（付勢手段６有り）の軸荷重の表示値と検定値との差異（％）の水準と、比較例に係るベルト検尺装置２００（付勢手段６無し）の軸荷重の表示値と検定値との差異（％）の水準とで比較評価した。実施例の軸荷重の表示値と検定値との差異（％）の水準と、比較例の軸荷重の表示値と検定値との差異（％）の水準とを図１４のグラフに示す。

評価基準（目標）としては、（１）軸荷重の表示値と検定値との差異（荷重精度）は３％以内であること（絶対的評価）。かつ、（２）実施例に係るベルト検尺装置１の軸荷重の表示値と検定値との差異（％）の水準は、比較例に係るベルト検尺装置２００の軸荷重の表示値と検定値との差異（％）の水準よりも顕著に小さいこと（相対的評価）。この２つの評価を満足すれば、荷重精度の評価が高い（○）とする。

（絶対的評価）
図１４に示す通り、実施例のベルト検尺装置１、及び、比較例のベルト検尺装置２００ともに、軸荷重の表示値と検定値との差異（荷重精度）は３％以内であり、絶対的評価としての目標は満足している。なお、軸荷重の表示値と検定値との差異（荷重精度）（％）の平均値は、実施例のベルト検尺装置１が０．４９％、比較例のベルト検尺装置２００が１．２２％であった。

（相対的評価）
図１４に示す通り、実施例のベルト検尺装置１は、比較例のベルト検尺装置２００に比べ、軸荷重の表示値と検定値との差異（荷重精度）の水準がどの軸荷重領域（横軸）においても小さくなっており、好ましいことがわかる。即ち、実施例のベルト検尺装置１は、荷重精度の評価が高い（○）といえる。概ね、実施例のベルト検尺装置１は、全平均値で比較例の約１／２．５、３００Ｎ程度の低荷重領域では同約１／３、１０００Ｎ以上の中・高荷重領域では同約１／２となった。これは、移動部４とボールネジ機構５との連結部分に付勢手段６を備えることにより、ボールネジ機構５を有するが、移動部４とボールネジ機構５との連結部分に付勢手段６を備えない構成に比べて、概ね平均して約２．５倍（低荷重領域で３倍、中・高荷重領域で約２倍）の精度で細かく荷重制御できていることを表すものであると考えられる。

（ボールネジ機構５からの荷重精度に関する考察）
例えば、表５に記載の実施例の動的軸荷重１０００Ｎ付与時のボールネジナット５１の移動距離（ａ）１４．３ｍｍは、９．８ｍｍ(ばねの縮み量)と４．５ｍｍ(表３に記載の軸間距離の変化量：ベルトのライドアウト変化量とベルトの伸長量との合算)とに分解できる。・ベルト１０のばね定数は、約２００Ｎ／ｍｍ・下ばね６２ａ・６２ｂのばね定数＝約１０５Ｎ／ｍｍ(並列2本配置時)

比較例のベルト検尺装置２００で、荷重精度１０００Ｎ±３％（３０Ｎ）を実現するには、次式の関係が求められる。
｛（３０／２００）／６｝×２０×３６０＝１８０ ・・・（式１）
ここで、３０：荷重精度範囲、２００：ベルト１０のばね定数、６：ボールネジ５３のリード、２０：減速機５５の減速比とする。これより、比較例のベルト検尺装置２００で、荷重精度１０００Ｎ±３％（３０Ｎ）を実現するには、原動機５４のサーボモータで±１８０°の間で制御する必要があるといえる。

そこで、本構成の実施例にすると次式になる。
｛（３０／６３）／６｝×２０×３６０＝５７１．４ ・・・（式２）
ここで、３０：荷重精度範囲、６３：ベルト１０と圧縮ばねとの複合系のばね定数（２００×（４．５／１４．３）＝６３）、６：ボールネジ５３のリード、２０：減速機５５の減速比とする。これより、原動機５４のサーボモータで±５７１．４°の間で制御することが可能となり、荷重精度の実現が約３倍容易になるといえる（式２／式１）。

上記のことから、実施例のベルト検尺装置１にすると、理屈上、同じサーボモータで約３倍の精度で細かく荷重制御ができる、とみなすことができると考えられるので、前述の荷重精度評価試験の評価結果に対する裏付けとなり得るものである。

（その他の実施形態）
本発明は上述の実施形態・実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。

例えば、ベルト検尺装置１は、縦型に限定されず、横型であってもよい。この場合、ベルト１０は、水平方向に配置された駆動プーリ２と従動プーリ３との間に巻き掛けられ、従動軸３１は、水平方向に配置されたボールネジ５３の回転により、水平方向に移動する。

また、ベルト検尺装置１を用いて測定可能なベルト１０の各部寸法には、ライドアウトに限定されず、例えば、ベルト１０の周長、幅、厚み、反り、蛇行量、更には歯付ベルトの歯ピッチ等が含まれる。

付勢手段６は、上記の上ばね６１ａ・６１ｂ、及び、下ばね６２ａ・６２ｂのように、並列に２本配置した構成に限定されず、例えば１本だけ配置した構成でも、並列に３本以上配置した構成でもよい。

また、上記付勢手段６は、上ばね６１ａ（上ばね６１ｂ）及び下ばね６２ａ（下ばね６２ｂ）は、上部対向部材４４１と下部対向部材４４２との間で、ボールネジ機構５のボールネジナット５１に固定されたブラケット部５２を挟み、張架方向（上下方向）に互いに離隔して配置されている構成に限定されず、例えば、ベルトの張架方向のどちらか一方に限定して配置される構成であってもよい。具体的には、付勢手段６としての上ばね６１ａ（上ばね６１ｂ）が上部対向部材４４１とブラケット部５２との間にのみ配置された構成であってもよいし、付勢手段６としての下ばね６２ａ（下ばね６２ｂ）がブラケット部５２と下部対向部材４４２との間にのみ配置された構成であってもよい。

また、上記付勢手段６としての上ばね６１ａ（上ばね６１ｂ）及び下ばね６２ａ（下ばね６２ｂ）は、その両端部がフリー状態になっていなくてもよく、また、どちらか一方の端部のみがフリー状態になっていてもよい。

また、付勢手段６は、上記コイルばねに限定されず、例えば、図１５に示すように、弓形状板ばね（上板ばね３０１ａ・３０１ｂ及び下板ばね３０２ａ・３０２ｂ）のような構成であってもよい。

また、ボールネジ機構５におけるサーボモータは、ロードセル４３が検知した従動軸３１に対する動的軸荷重の測定値と、予め入力された運転パターン及びステップ（順）における動的軸荷重の設定値との差異に基づいてフィードバック制御されることに限定されず、例えば、従動軸３１に対する動的軸荷重の測定値と、予め入力された運転パターン及びステップ（順）における動的軸荷重の設定値との差異に基づいて、手動操作で回転ＯＮ、回転ＯＦＦ、回転方向、等の回転動作がなされてもよい。

１ ベルト検尺装置
２ 駆動プーリ
２１ 主軸
３ 従動プーリ
３１ 従動軸
４ 移動部
４３ ロードセル
５ ボールネジ機構
５１ ボールネジナット
５２ ブラケット部
５３ ボールネジ
５４ 原動機
５５ 減速機
６ 付勢手段
６１ａ・６１ｂ 上ばね
６２ａ・６２ｂ 下ばね
１０ ベルト
１４ ライドアウト測定装置
１７ ＰＣ
１７１ 演算制御部
１７２ 表示部

Claims (5)

1. 主軸に備わる駆動プーリと従動軸に備わる従動プーリとの間にベルトを巻き掛け、前記従動軸を前記ベルトの張架方向に移動させて、前記従動軸に対して所定の動的軸荷重を付与した状態で走行させた前記ベルトの各部の寸法を測定するベルト検尺装置であって、
   前記従動軸に設けられた移動部と、
   ボールネジに螺合されたボールネジナットの移動に応じて、前記移動部を前記ベルトの張架方向に従動させるボールネジ機構と、
   前記移動部と前記ボールネジ機構との連結部分に設けられ、前記ベルトのばね定数よりも小さいばね定数を有し、前記移動部の従動動作に反発付勢力を与える付勢手段と、
   前記移動部に介設され、前記従動軸に対する動的軸荷重を検出するロードセルと、
   前記ロードセルからの電気信号に基づき、前記従動軸に対する動的軸荷重の測定値を演算する演算制御部と、
   前記演算制御部で演算された、前記従動軸に対する動的軸荷重の測定値を数字表示する表示部と、を含むことを特徴とするベルト検尺装置。
2. 前記移動部材は、前記付勢手段の反発付勢力を受け止める一対の対向部材を有し、
   前記付勢手段は、第１付勢手段及び第２付勢手段を有し、
   前記第１付勢手段及び前記第２付勢手段は、前記一対の対向部材の間で、前記ボールネジ機構のボールネジナットに固定されたブラケット部を挟み前記張架方向に互いに離隔して配置され、かつ、前記第１付勢手段及び前記第２付勢手段の各両端部は自由状態で配置されており、
   前記演算制御部は、前記第１付勢手段及び前記第２付勢手段が自由長の状態に設定されたときに、前記従動軸に対する動的軸荷重の測定値を前記移動部の重量と等しくする演算制御を実行することを特徴とする、請求項１に記載のベルト検尺装置。
3. 前記第１付勢手段及び前記第２付勢手段は、コイルばねであり、
   前記一対の対向部材の間にガイドシャフトが固定されており、
   前記第１付勢手段のコイルばね及び前記第２付勢手段のコイルばねは、前記ブラケット部を挟み、前記ガイドシャフトに挿通されていることを特徴とする、請求項２に記載のベルト検尺装置。
4. 前記第１付勢手段及び前記第２付勢手段は、自由長のときに各両端部が、前記ブラケット部及び前記対向部に略接触していることを特徴とする、請求項２または３に記載のベルト検尺装置。
5. 前記ボールネジ機構は、前記ボールネジに螺合された前記ボールネジナットの移動を制御する原動機を有し、
   前記演算制御部は、前記動的軸荷重の測定値と予め入力した前記動的軸荷重の設定値との差異に基づいて、前記原動機による前記ボールネジに螺合された前記ボールネジナットの移動動作にフィードバックする制御を実行することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のベルト検尺装置。