JP2018163058A - 張力計 - Google Patents

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Abstract

【課題】張架されたベルトの張力を使用者の熟練度に関わらずに正確に計測することができる張力計を提供する。【解決手段】ベルト30に係止される係止具2と把持具3とを備え、これら係止具2と把持具3との間には歪検出手段4が設けられており、ベルト30の内周縁30bまたは外周縁30aのいずれか一方と立体的に平行な直線線分を基準として、該直線線分と、変形した30の内周縁30bまたは外周縁30aのいずれか一方との間の距離を計測できる距離計5を更に備え、歪検出手段4は、ベルト30の内周縁30bまたは外周縁30aのいずれか一方と直線線分とが離れる際の歪を計測可能とした。【選択図】図1

Description

本発明は、張架状態のベルトの張力を測定する張力計に関する。
例えば、大型の送風装置等は電動機側のプーリと送風機側のプーリとにベルトが張架され、電動機の動力が送風機に伝導される所謂伝動装置を備えている。このベルトの張力は送風装置の性能に関わるため、張力の計測を随時行い、必要に応じてベルトの交換等のメンテナンスを行う必要がある。この張架状態のベルトの張力を計測する張力計としては、ベルトの外周面に上方から押し当てた反力を計測するものが一般的である。例えば、特許文献1に記載の張力計は、張架状態のベルトに押し当てる杆状の接触杆と、頂部に把持用の取手を備えた支持杆と、が弾性変形可能な起歪体を介して接続されており、起歪体には歪検出手段が貼着されている。これによれば、ベルトに押し付けられた反力により変形する起歪体の変形量に応じて歪検出手段で検出される抵抗値が変化し、所定のベルトの押し代に対する抵抗値に基づきベルトの張力を計測できるようになっている。
特開2010‐127841号公報(第4頁、第3図)
しかしながら、このようにベルトの外周面に上方から押し当てた反力を計測する張力計にあっては、ベルトに押し付ける際に、ベルトの外周面の幅方向の中央に接触杆の先端を位置させ、かつ鉛直方向に正確に力を掛けられないと、接触杆の先端がベルトの外周面で滑り、正確な張力を測定できないという問題がある。特に特許文献1では、接触杆の先端は半球状に形成されているため、接触杆の先端がベルトの外周面で滑り易いことに加え、所定のベルトの押し代を検出する検出装置を構成するマイクロスイッチが接触杆を挟んだ左右両側に設けられており、これらマイクロスイッチも同様にベルトの外周面の幅方向の中央に鉛直方向に正確にそれぞれ当接させる必要があり、正確な張力を計測するためには張力計の使用者の熟練度が大きく影響するという問題があった。
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、張架されたベルトの張力を使用者の熟練度に関わらずに正確に計測することができる張力計を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、本発明の張力計は、
複数のプーリ間に張架されたベルトの張力を計測する張力計であって、
前記ベルトに係止される係止具と把持具とを備え、これら係止具と把持具との間には歪検出手段が設けられており、
前記ベルトの内周縁または外周縁のいずれか一方と立体的に平行な直線線分を基準として、該直線線分と、変形した前記ベルトの内周縁または外周縁のいずれか一方との間の距離を計測できる距離計を更に備え、
前記歪検出手段は、前記ベルトの内周縁または外周縁のいずれか一方と前記直線線分とが離れる際の歪を計測可能であることを特徴としている。
この特徴によれば、ベルトに負荷を掛ける際には、ベルトに係止具を係止させて引っ張ることから、ベルトの幅寸法が小さい場合でも、張力計の使用者の熟練度に関わらずにベルトに対して確実に負荷を掛けることができる。また、ベルトの内周縁または外周縁のいずれか一方と立体的に平行な直線線分を基準として、この直線線分と変形した前記ベルトの内周縁または外周縁のいずれか一方との間の距離を計測できる距離計を備えていることから、正確にベルトを所定の引き代で引いたことを判断することができる。
前記距離計は、前記ベルトが張架されている複数のプーリ間に該ベルトと平行に張架された別のベルトの内周縁または外周縁のいずれか一方を前記直線線分として、変形した前記ベルトの内周縁または外周縁のいずれか一方との間の距離を計測することを特徴としている。
この特徴によれば、張力を計測するベルトと平行に張架された別のベルトの内周縁または外周縁のいずれか一方を直線線分として利用することで、ベルトを所定の引き代で引いたことを正確かつ容易に判断することができる。
前記係止具は、前記ベルトの内周縁または外周縁のいずれか一方に面接可能な平坦面を備え、前記距離計は前記平坦面と平行である計測面を備えることを特徴としている。
この特徴によれば、ベルトを所定の引き代で引いたことを正確に判断することができる。
前記係止具には、起立片が固定されており、前記起立片には目盛が設けられ、かつ前記計測面を備えた突片が該起立片の延設方向に移動可能に取付けられており、これら起立片と計測面とが前記距離計を構成することを特徴としている。
この特徴によれば、係止具に距離計が固定されていることから、係止具でベルトを引く動作中に使用者が目盛を確認でき、熟練度に関わらずに正確にベルトを所定の引き代で引いたことを判断できる。
前記把持具には、前記平坦面の鉛直下方に位置する部分に錘部が設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、張力を計測する際に、ベルトを下方に引き下げる場合には、錘部が張力計の移動方向を略鉛直方向下方に誘導矯正することができ、正確に張力を計測することができる。
実施例における張力計を示す図である。 伝動装置を示す斜視図である。 実施例1における張力を計測する態様を示す図であり、(a)は、張力計の係止部を前方側のベルトの外周面に当接させた状態を示す正面図であり、(b)は、同じく側面図である。 実施例1における張力を計測する態様を示す図であり、(a)は、前方側のベルトが変形され、距離計の突片が後方側のベルトに当接した状態を示す正面図であり、(b)は、同じく側面図である。 張力計を下方鉛直方向に引き下げる前の状態を示す正面図である。 張力計の係止部を前方側のベルトの内周面に当接させて上方鉛直方向に引き上げて張力を計測する様子を示す正面図である。 張力計の係止部を前方側のベルトの外周面に当接させて斜め上方に引き上げて張力を計測する様子を示す正面図である。 実施例2における伝動装置を示す斜視図である。 実施例2における張力を計測する態様を示す図であり、(a)は、前方側のベルトが変形され、距離計の突片が紐状体に当接した状態を示す正面図であり、(b)は、同じく側面図である。
本発明に係る張力計を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。
実施例1に係る張力計につき、図1〜図7を参照して説明する。
張力計1は伝動装置において複数のプーリ間に張架されたベルトの張力を計測するものであり、本実施例では、下水処理施設における換気等に用いられる送風装置を構成する伝動装置のベルトの張力を計測するものとして説明する。
図1に示されるように、張力計1は、係止具2と把持具3と歪検出装置4(歪検出手段)と距離計5とから主に構成されている。係止具2は、金属製の板部材を屈曲させて形成された係止部6と、係止部6の一方端部にボルト10,10にて接続される金属製の板部材から成る延長部7と、を備えている。延長部7は後に詳述する歪検出装置4と接続されている。
係止部6は、延長部7と固定される接続部6aと、延長部7の反対側に向け接続部6aの延設方向と交差する方向に屈曲されて形成された屈曲部6bと、屈曲部6bから屈曲され接続部6aの延設方向と平行に延びる第1延設部6cと、延長部7側に向け第1延設部6cの延設方向に対して略直角に屈曲されて形成された平面部6d(平坦面)と、平面部6dから屈曲され第1延設部6cと平行に対向して延びる第2延設部6eと、を備えた形状となっている。
係止部6の平面部6dの内面60は後述するベルト30の外周面30aとの当接面として機能するようになっており、第2延設部6eには距離計5が固定されている。
把持具3は、後に詳述する歪検出装置4と接続され、係止具2方向に延びる杆部材12と、杆部材12の自由端に固定された錘部13とから主に構成されている。錘部13は、ゴム等で球状に形成されており、手袋等を着用した使用者が握り易く、力を掛けやすくなっている。
歪検出装置4は、検出機14と、検出機14を構成する部材である歪ゲージ14aが中央表面に貼着された弾性変形可能な厚板状の起歪体15と、係止具2の延長部7及び把持具3の杆部材12と接続される金属製の板材を略直角に屈曲して形成された第1の接続部材16と第2の接続部材17と、を備えている。検出機14は、歪ゲージ14aと歪ゲージ14aと配線14bにより接続される演算装置14cとを備えている。演算装置14cは液晶の表示部14dを有している。係止具2の延長部7と第1の接続部材16とはボルト23により固定されている。
また、起歪体15の周辺は保護カバー18により覆われている。保護カバー18は把持具3側に位置する面部18aが固定具19により把持具3の杆部材12に固定され、係止具2側に位置する面部18bには係止具2の延長部7が遊挿される開口18cが設けられている。
起歪体15と第1の接続部材16とは、間にワッシャ20を介してボルト・ナット21により締結固定されている。起歪体15と第2の接続部材17とは、間に2枚のワッシャ20,20を介してボルト・ナット22により締結固定されており、起歪体15は第1の接続部材16方向に比べ第2の接続部材17方向に変形し易くなっている。
起歪体15が弾性変形すると、起歪体15に貼着した歪ゲージ14aの抵抗値が変化するようになっており、演算装置14cでは、歪ゲージ14aで取得した抵抗値に基づく圧縮荷重の値が表示部14dに表示される。歪ゲージ14aは、変形しやすい起歪体15の第2の接続部材17側の面に固定されていることから、抵抗値の変化量が比較的大きくなり、歪を検出し易くなっている。
このように係止具2は、第1の接続部材16と起歪体15と第2の接続部材17とを介して把持具3と接続されており、起歪体15の弾性変形により把持具3と相対的に揺動可能となっている。尚、起歪体15の弾性変形量はごく僅かであり、張力計1の一体強度は高く維持されている。
把持具3を把持した状態で張架状態のベルト30に係止具2の平面部6dの内面60を押し当てると、係止具2と把持具3との延設方向に負荷した圧縮荷重により起歪体15が弾性変形し、その弾性変形により起歪体15に貼着した歪ゲージ14aの抵抗値が変化する。
距離計5は、係止具2の第2延設部6eにボルト25にて固定された起立片24と、この起立片24の延設方向に移動可能に取付けられた遊嵌部材26とを備えている。起立片24は第2延設部6eと平行に延設された金属製の板体からなり、係止具2の第2延設部6eと当接する面には目盛24aが設けられている(図3(a)参照)。目盛24aは、当接面である係止具2の平面部6dと、計測面である突片28の内面28aとの起立片24の延設方向における距離を表示できるようになっている。
図3(a)及び(b)に示されるように、遊嵌部材26は、起立片24が遊篏する孔27aを備えた基部27と、基部27から目盛24aが設けられた面の反対側に突出する突片28とを備えており、突片28は係止具2の平面部6dの延設方向と平行に形成されている。突片28の内面28aは計測面として機能し、ベルト30との当接面として機能する係止具2の平面部6dの内面60と平行に形成されている。また、遊嵌部材26には固定ボルト29が貫通して螺合しており、固定ボルト29の先端を起立片24に押圧させることで起立片24に対する高さ位置を保持可能となっている。
続いて張力計1を用いてベルト30の張力を計測する方法について図2から図4を用いて説明する。尚、本実施例においては、張架されたベルト30の外周面30aを下方に引き下げる態様で張力の計測を行う場合を例に取り説明する。
図2に示されるように、伝動装置Tは電動機Mと送風機Bとを備えている。これら電動機Mと送風機Bとの回転軸には、それぞれプーリP1とプーリP2とが軸支されており、これらプーリP1,P2にベルト30,31が張架されている。ベルト30,31は、同一形状であり、プーリP1,P2に前後にそれぞれ平行に設けられた凹溝40A,41A及び凹溝41B,41B内に配置されている。また、図3(b)に示されるように、ベルト30,31は、断面が台形状を成しており、平行な面である外周面30a,31aと内周面30b,31bとがそれぞれ外周側の端縁である外周縁と内周側の端縁である内周縁となっている。
尚、本実施例における伝動装置Tの電動機MのプーリP1に設けられた凹溝40A,41Aと送風機BのプーリP2に設けられた凹溝40B,41Bとの上端の高さ位置が水平方向で一致している。そのため、プーリP1及びプーリP2の上方側においてベルト30の外周面30aとベルト31の外周面31aとが水平方向に平行に張架されている。更に、ベルト30とベルト31とが前後方向にも平行に設けられていることから、ベルト30の外周面30aとベルト31の外周面31aとは、水平方向と前後方向とで立体的に平行となっている。
先ず、距離計5の固定ボルト29を緩め、目盛24aを確認しながら当接面である係止具2の平面部6dの内面60と、計測面である突片28の内面28aとが張力測定時にベルト30を押し込むべき所定寸法と一致するように距離計5の遊嵌部材26の位置調整を行う。位置調整の完了後には、再び固定ボルト29を締め付け、起立片24に対して突片28を保持させる。
続いて使用者は、図3(a)及び(b)に示されるように、突片28が起立片24に対して所定の高さ位置に保持された状態で、係止具2の平面部6dの内面60を前方側のベルト30の外周面30aに当接させ、把持具3を把持して張力計1を引き下げる動作を行い、ベルト30に対して負荷を掛ける。
尚、距離計5の突片28は、係止具2の第2延設部6eの反対側に突出して配置されていることから、係止具2の平面部6dの内面60が前方側のベルト30の外周面30aに当接された状態で、後方側のベルト31の上方に位置することになる。使用者は張力計1を引き下げる動作を、計測面である突片28の内面28aとベルト31の外周面31aとの位置関係を確認しながら行う。
張力計1を引き下げる動作の中で、図4(a)及び(b)に示されるように、計測面である突片28の内面28aが後方側のベルト31の外周面31aに平行に面接したことが確認できた時点で、使用者は所定寸法でベルト30が引かれたことを判断できる。使用者は、この時点での検出機14の表示部14d(図1参照)の表示を確認し、表示部14dに表示された数値(圧縮荷重の値)をベルト30の性能が良好であると判断できる予め設定された所定範囲の張力と比較することで、ベルト30の状態を判断する。
尚、正確な張力を計測するためには、係止具2の平面部6dの内面60がベルト30の外周面30aと直交する方向に所定の引き代で引かれた状態で表示部14dに表示された数値を確認する必要がある。前述したように本実施例ではプーリP1及びプーリP2の上方側においてベルト30の外周面30aが水平方向に張架されているため、この係止具2の平面部6dがベルト30の外周面30aと直交して引き下げられた方向は、鉛直方向下方となる。前述したように、変形前の前方側のベルト30の外周面30aと後方側のベルト31の外周面31aとは平行であることから、突片28の内面28aが後方側のベルト31の外周面31aに平行に面接した状態では、係止具2の平面部6dがベルト30の外周面30aと直交して引き下げられた状態となる。
このように、張力計1は、ベルト30に係止具2を係止させて引っ張ることから、仮にベルト30の幅寸法が小さい場合でも、張力計1の使用者の熟練度に関わらずにベルト30に対して確実に負荷を掛けることができる。また、ベルト30の外周面30aと立体的に平行な直線線分である後方側のベルト31の外周面31aを基準とし、この直線線分と変形したベルトの外周面30aとの間の距離を距離計5にて計測できるため、張力計1を所定のベルト30の引き代分だけ引いたことが熟練度に関わらずに正確に判断することができる。
また、前述したように、ベルト30とベルト31とはプーリP1及びプーリP2に前後方向に平行に設けられていることに加え、係止具2の平面部6dの内面60と距離計5の突片28の内面28aとが平行であることから、突片28の内面28aが後方側のベルト31の外周面31aに面接した状態は、係止具2の平面部6dがベルト30の外周面30aと直交する方向(実施例では鉛直方向下方)に引かれた状態となるため、熟練度に関わらずにベルト30を正確な方向に引くことができる。
また、図1及び図5に示されるように、把持具3の錘部13は、係止具2の平面部6dの鉛直下方に位置しているため、張力計1の特にベルト30の延設方向に対する重心バランスを整えて係止具2の平面部6dをベルト30の外周面30aに面接させ易くなっているとともに、張力計1を下方に引く際に、その移動方向を正確な方向である略鉛直方向下方に誘導矯正する機能を備えている。
また、距離計5は係止具2に固定されて平面部6dの上方に突出しているため、係止具2を係止させてベルト30を引く動作中に使用者が目盛24aを視認でき、ベルト30を所定の引き代で引かれたことを容易に確認できる。
また、係止部6の平面部6dは、延長部7の反対側に向け接続部6aの延設方向と交差する方向に屈曲されて形成された屈曲部6b及び延長部7と延設方向に一部で重なる位置関係となっていることから、ベルト30を変形させた際の反力による平面部6dの変形を抑制し、屈曲部6b及び延長部7の延設方向が平面部6dの内面60に対して直交する方向に維持することができ、正確な張力の計測を行うことができる。
また、前述したように距離計5を構成し目盛24aを有する起立片24は、係止具2の第2延設部6eと一部重合された状態でボルト25にて固定されている。そのため、ベルト30に負荷を掛けた際の反力による歪検出装置4における起歪体15が弾性変形した際にも、起立片24に保持された遊嵌部材26における突片28の内面28aと係止具2の平面部6dの内面60との高さ方向の相対的な位置関係は変化せず、ベルト30が所定の引き代で引かれたことを正確に判断することができる。
尚、前記実施例においては、係止具2の平面部6dの内面60を手前側のベルト30の外周面30aに当接させ、把持具3を把持して張力計1を引き下げる動作を行い、環状のベルト30に対して外周面30a方向から内側に向けて負荷を掛ける態様で説明したが、ベルト30に負荷を掛ける態様はこれに限らない。
例えば、図6に示されるように、係止具2の平面部6dの内面60をベルトの内周面30b(内周縁)に当接させ、把持具3を把持して張力計1を引き上げる動作を行ってもよい。このような態様で使用した場合には、距離計5の突片28の内面28aがベルト31の内周面31bに面接することで、張力計1が所定のベルト30の引き代分だけ引かれたことを判断できる。
尚、前述したように、把持具3を把持して張力計1を引く方向はベルト30の外周面30aと直交する方向であり、例えば図7に示されるように、プーリP1及びプーリP2に張架されたベルト30の外周面30aの水平でない部分で張力を計測する場合には、鉛直方向下方とはならない。
このように、ベルト30が張架されているプーリP1,P2間にベルト30と前後に平行に張架された別のベルト31の外周面31aまたは内周面31bのいずれか一方を基準となる直線線分として、負荷により変形したベルト30の対応する外周面30aまたは内周面30bのいずれか一方との間の距離を計測することで、張力計1が所定のベルト30の引き代分だけ引かれたことを判断できる。
尚、距離計5を用いて張力計1が所定のベルト30の引き代分だけ引かれたこと判断するための負荷により変形したベルト30に対する基準は、プーリP1及びプーリP2に前後方向に平行に設けられたベルト31に限られない。以下説明する実施例2では、張力を計測するベルトに平行に設けられた別のベルトを基準としない態様の一例を示すものである。
次に、実施例2に係る張力計1の使用方法につき、図8及び図9を参照して説明する。尚、前記実施例と同一構成で重複する構成の説明を省略する。
図8に示されるように、伝動装置Tの電動機MのプーリP1’と送風機BのプーリP2’とには、1本のベルト300が張架されている。張力計1でベルト300の張力を計測する際には、プーリP1’とプーリP2’の外周面40,41の上端に紐状体45を架け渡し、テープ等の固定手段を用いてプーリP1’とプーリP2’とにそれぞれ固定する。そして、距離計5にて計測する負荷により変形したベルト300の外周面300aに対する基準となる直線線分として紐状体45の外縁45a(図9参照)を用いる。
詳しくは、使用者は計測面である距離計5の突片28の内面28aの高さ方向の位置調整を行った後、係止具2の平面部6dの内面60をベルト300の外周面300aに面接させた状態で、張力計1を下方鉛直方向に引き下げ、ベルト300に対して負荷を掛ける。この張力計1を引き下げる動作の中で、図9に示されるように、計測面である突片28の内面28aが紐状体45の外縁45aに当接したことが確認できた時点で、使用者は所定寸法でベルト300が押し込まれたことを判断する。
尚、計測面である突片28の内面28aの高さ方向の位置調整時には、負荷を掛ける以前の張架常体のベルト300の外周面300aと紐状体45の外縁45aとの高さ位置を考慮し、当接面である係止具2の平面部6dの内面60と、計測面である突片28の内面28aとが張力測定時にベルト300を引き込むべき所定寸法にこの高さ方向の距離を加えた距離となるように、突片28の高さ位置の調整を行うものとする。
更に尚、距離計5にて計測する負荷により変形したベルト300の外周面300aに対する基準として用いられる直線線分としては、紐状体45に限らず、例えばプーリP1’とプーリP2’の間に立設配置した板体等にレーザーポインターやインク等で、負荷を掛ける以前の張架常体のベルト300の外周面300aと平行の線分を表示しておき、この線分を水平方向から目視し、この線分と距離計5の突片28の内面28a若しくは目盛24aとが高さ方向で一致した状態に基づき所定寸法でベルト300が押し込まれたことを判断してもよい。
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
前記実施例において、距離計5は係止具2に固定されている態様で説明したが、これに限らず、前述したように歪検出装置4における起歪体15の弾性変形量はごく僅かであるため、例えば距離計5は把持具3等の係止具2以外の部材に固定されていてもよい。
また、歪計測手段は前記実施例の構成に限らず、例えば目盛とバネを備え、ベルトに負荷をかけた際の反力により係止具2と把持具3とがバネの付勢力に抗して離間した距離を目盛で確認することによりベルトの張力を計測できるようにしてもよい。
また、前記実施例において歪検出装置4は、第1の接続部材16と起歪体15と第2の接続部材17の夫々を別部材構成にしているが、これらを一体に削り出し成形して構成されてもよい。更に張力計1を構成する各部材の接続は、ボルト・ナットに限らず、溶接等、強固に接続されていれば何れでもよいことはいうまでもない。
1 張力計
2 係止具
3 把持具
4 歪検出装置(歪検出手段)
5 距離計
6 係止部
6d 平面部(平坦面)
7 延長部
12 杆部材
13 錘部
14 検出器
14 検出機
14d 表示部
14a 歪ゲージ
15 起歪体
16,17 接続部材
18 保護カバー
24 起立片
24a 目盛
26 遊嵌部材
27 基部
27a 孔
28 突片
28a 突片内面
30,31 ベルト
30a,31a ベルト外周面(外周縁)
30b,31b ベルト内周面(内周縁)
45 紐状体
45a 紐状体外縁
60 平面部内面
300 ベルト
B 送風機
M 電動機
P1,P2 プーリ
T 伝動装置

Claims (5)

  1. 複数のプーリ間に張架されたベルトの張力を計測する張力計であって、
    前記ベルトに係止される係止具と把持具とを備え、これら係止具と把持具との間には歪検出手段が設けられており、
    前記ベルトの内周縁または外周縁のいずれか一方と立体的に平行な直線線分を基準として、該直線線分と、変形した前記ベルトの内周縁または外周縁のいずれか一方との間の距離を計測できる距離計を更に備え、
    前記歪検出手段は、前記ベルトの内周縁または外周縁のいずれか一方と前記直線線分とが離れる際の歪を計測可能であることを特徴とする張力計。
  2. 前記距離計は、前記ベルトが張架されている複数のプーリ間に該ベルトと平行に張架された別のベルトの内周縁または外周縁のいずれか一方を前記直線線分として、変形した前記ベルトの内周縁または外周縁のいずれか一方との間の距離を計測することを特徴とする請求項1に記載の張力計。
  3. 前記係止具は、前記ベルトの内周縁または外周縁のいずれか一方に面接可能な平坦面を備え、前記距離計は前記平坦面と平行である計測面を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の張力計。
  4. 前記係止具には、起立片が固定されており、前記起立片には目盛が設けられ、かつ前記計測面を備えた突片が該起立片の延設方向に移動可能に取付けられており、これら起立片と計測面とが前記距離計を構成することを特徴とする請求項3に記載の張力計。
  5. 前記把持具には、前記平坦面の鉛直下方に位置する部分に錘部が設けられていることを特徴とする請求項3または4に記載の張力計。
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