JP3610327B2

JP3610327B2 - ベルト摩擦係数測定装置及びベルト荷重測定用プーリ

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Publication number: JP3610327B2
Application number: JP2001299397A
Authority: JP
Inventors: 研二梶川
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2005-01-12
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP2003106988A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動走行時にベルトとプーリに生じる摩擦係数を測定するために用いるベルト摩擦係数測定装置、及び駆動走行時のベルトによりプーリに付加される荷重を測定するために用いるベルト荷重測定用プーリに関し、特に平ベルト、Ｖベルト、Ｖリブベルト等のベルトの径方向荷重（面圧）及び周方向荷重（摩擦力）を測定し、摩擦係数を即座に算出すことができるベルト摩擦係数測定装置及びベルト荷重測定用プーリに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、駆動走行時のベルトとプーリに生じる摩擦係数を測定するベルト摩擦係数測定装置では、所定の長さに切断されたベルトを用いるデッドウェイト式の測定装置を用いる場合は特開平９−２４３４８２のように、張り側の張力（Ｔ１）、ゆるみ側の張力（即ち、重錘による張力：Ｗ）及びベルト巻き付き角度（θ）を測定することによって、オイラーの公式（μ＝（１／α）×ｌｎ（Ｔ１／Ｗ））より摩擦係数を算出する必要があった。また、無端状態のベルトを用いる連続式の測定装置を用いる場合も特開２０００−１０５１８９のように、張り側とゆるみ側の張力及びベルト巻き付き角度を測定することによって、オイラーの公式より摩擦係数を算出する必要があった。
【０００３】
更に、従来の摩擦係数の測定は、張り側とゆるみ側の張力を測定し、その張力比から算出しているため、プーリ回転位置による摩擦係数の変化があったとしても検出することはできなかった。
【０００４】
面圧（径方向荷重）は、スリット加工を行い、径方向の荷重を検知する歪みゲージを貼付したプーリにより測定されていた。ベルトに接触するスリットは面圧検出部のみであり、一つのプーリによって面圧と摩擦力の二つの力を同時に測定することはできなかった。
【０００５】
また、駆動走行時にベルトがプーリに及ぼす力（荷重）を測定するには、ベルト荷重測定用プーリにスリット加工を行い、歪みゲージにより歪みを検出するのが一般的であった。
【０００６】
【発明の解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、従来のように張り側とゆるみ側の張力比から摩擦係数を算出するのではなく、ベルト荷重測定用プーリによってベルトの面圧と摩擦力をプーリの接触部で同時に測定することにより、即座にプーリの回転位置に応じた摩擦係数が算出することができるベルト摩擦係数測定装置、及びそれに用いられるベルト荷重測定用プーリを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明の請求項１に記載のベルト摩擦係数測定装置は、プーリの周面とその周面に巻き掛けられたベルトとの摩擦係数を測定する摩擦係数測定装置において、前記ベルトが巻き掛けられる少なくとも一つのプーリと、前記プーリに巻き掛けられた前記ベルトに張力を付与する張力付与手段と、このプーリを回転駆動させる駆動手段と、前記プーリの回転位置を検出するエンコーダーと、前記周面の一部を含みその両面で開口するように前記プーリをスリット加工することにより形成される受け片に設けられ、回転駆動される前記プーリと前記ベルトとの滑りに起因して、前記ベルトが前記プーリに及ぼす周方向荷重を検出する第１検出部と、前記受け片に設けられ、又は、前記受け片に近接し前記周面の一部を含みその両面で開口するように前記プーリをスリット加工することにより形成される第２受け片に設けられ、前記ベルトが前記プーリに及ぼす径方向荷重を検出する第２検出部と、前記第１検出部からの検出信号と前記第２検出部からの検出信号とを、前記エンコーダーにより検出した前記プーリの回転位置に応じて入力させ、これら信号に基づいて前記プーリの回転位置に応じた摩擦係数を演算する演算手段と、を備えてなることを特徴としている。
【０００８】
この請求項１の構成によると、ベルトが巻き掛けられる一つのプーリ（ベルト荷重測定用プーリ）において、第１検出部により周方向荷重を検出し、同時に第２検出部により径方向荷重を検出することができるため、摩擦係数を即座に算出することができる。また、エンコーダーにより検出したプーリの回転位置に応じて当該検出信号を入力させることにより、プーリの回転位置に応じた摩擦係数を演算することができる。
【０００９】
請求項２に記載のベルト荷重測定用プーリは、プーリ周面に巻き掛けられたベルトが前記周面に及ぼす荷重を検出するベルト荷重測定用プーリであって、前記周面の一部を含んで形成され、前記ベルトが前記周面に及ぼす周方向荷重及び径方向荷重を受ける受け片と、この受け片から径方向に延びて前記周方向荷重を受けて撓む第１支持梁と、この第１支持梁の端から第１支持梁と交叉する方向に延び、その両端が前記プーリに支持され前記径方向荷重を受けて撓む第２支持梁と、前記第１支持梁の変位を検出する第１歪みゲージと、前記第２支持梁の変位を検出する第２歪みゲージとを備えてなることを特徴としている。
【００１０】
この請求項２の構成によると、第１支持梁に貼付された第１歪みゲージにより周方向荷重を検出することができ、また、第２支持梁に貼付した第２歪みゲージにより径方向荷重を検出することができるため、一つのベルト荷重測定用プーリが有する共用の受け片により、プーリとベルトの接触面からベルトの周方向荷重と径方向荷重を同時に測定することができ、摩擦係数を即座に算出することができる。
【００１１】
請求項３に記載のベルト荷重測定用プーリは、請求項２に記載のベルト荷重測定用プーリであって、前記第１歪みゲージは、前記第１支持梁の前記端付近に設けられ、前記第２歪みゲージは、前記第２支持梁の前記両端付近に設けられていることを特徴としている。
【００１２】
この請求項３の構成によると、ベルトがプーリ周面に及ぼす荷重により受け片が周方向に滑ることによって第１支持梁の端付近が撓む変位を、周方向荷重を検出する第１歪みゲージにより測定することができる。また、同時に、ベルトがプーリ周面に及ぼす荷重により受け片が径方向に押圧される押圧力に比例して第２支持梁の両端付近が撓む変位を、径方向荷重を検出するための第２歪みゲージにより測定することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明のベルト摩擦係数測定装置及びベルト荷重測定用プーリの一実施形態例について説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係るベルト摩擦係数測定装置の実施形態の一例を示したもので、（ａ）はベルト摩擦係数測定装置の概略図、（ｂ）はプーリの周面に設けられた第１検出部及び第２検出部の概略図である。
【００１５】
図１（ａ）に示すように、ベルト摩擦係数測定装置１は、ベルト２と、張力付与手段３と、駆動手段Ｍと、演算手段４と、プーリ１０と、を備えてなる。また、ここではデッドウェイト式によるベルト摩擦係数測定装置１を示している。
【００１６】
ベルト２は、図１（ａ）に示すように、所定の長さに切断され、プーリ１０に巻き掛けてある。張力付与手段３は、重錘３ａと、フレーム３ｃとを有しており、ベルト２の一方の端部に重錘３ａを取り付け、ベルト２のもう一方の端部をフレーム３ｃに固定し、ベルト２に張力を付与することによりプーリ１０周辺にベルト荷重が作用するようにしてある。駆動手段Ｍは、減速機付のモーターを用いて、プーリ１０を所定の回転数で回転させる。
【００１７】
プーリ１０は、図１（ｂ）に示すように、第１検出部１０ａと、第２検出部１０ｂを有する。第１検出部１０ａは、プーリ１０とベルト２の滑りに起因して、ベルト２がプーリ１０に及ぼす周方向荷重を検出する。第２検出部１０ｂは、第１検出部１０ａと荷重受け片１２を共用するように一体に設けられている。また、第２検出部１０ｂは、ベルト２がプーリ１０に及ぼす径方向荷重を検出する。
【００１８】
演算手段４は、図１（ａ）に示すように、第１検出部１０ａに電気的に接続された周方向荷重用動歪み計５と、第２検出部１０ｂに電気的に接続された径方向荷重用動歪み計６と、ＦＦＴアナライザー７と、エンコーダー８と、ＰＣ９とを有している。周方向荷重用動歪み計５は、第１検出部１０ａから検出された電気信号が入力されるように構成されており、周方向荷重の大きさに比例して周方向荷重用動歪み計５に出力される電圧が大きくなるようにしてある。同様に、径方向荷重用動歪み計６は、第２検出部１０ｂから検出された電気信号が入力されるように構成されており、径方向荷重の大きさに比例して径方向荷重用動歪み計６に出力される電圧が大きくなるようにしてある。周方向荷重用動歪み計５及び径方向動歪み計６で検出された電圧は、増幅されてＦＦＴアナライザー７で演算処理されるようになっている。
【００１９】
エンコーダー８は、プーリ１０の回転位置を検出してＦＦＴアナライザー７に入力させることにより、プーリ１０の回転位置に応じて第１検出部１０ａからの検出信号と第２検出部１０ｂからの検出信号とのデータを取得し、プーリ１０の回転位置に応じた摩擦係数を演算してＰＣ９に表示するようになっている。
【００２０】
図２は、本発明に係るベルト荷重測定用プーリの実施形態の一例を示したもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面断面図である。
【００２１】
図２（ａ）に示すように、荷重測定用プーリ１０は、ベルト懸架部１１と、受け片１２と、第１支持梁１３と、第２支持梁１４と、第１歪みゲージ１５と、第２歪みゲージ１６と、測定用孔（スリット）１７と、固定用孔１８と、固定用筒１９とを備えてなる。
【００２２】
プーリ１０の周面の一箇所には測定用孔１７が設けてある。この測定用孔１７は、図２（ａ）に示すように、プーリ１０の両面で開口するスリットとして形成してある。また、測定用孔１７は縦穴部１７ａと、第１空洞部１７ｂと、第２空洞部１７ｃから構成されている。縦穴部１７ａの一方の端部はプーリ１０の周面に開口させてあり、縦穴部１７ａのもう一方の端部は第１空洞部１７ｂ内に開口させてある。また、第１空洞部１７ｂ及び第２空洞部１７ｃもプーリ１０の両側に開口させて設けてある。
【００２３】
受け片１２は、プーリ１０の周面の一部を含んで構成されており、受け片１２が縦穴部１７ａ内に位置するように、測定孔１７内に配置している。受け片１２は、プーリ１０周面に巻き掛けられたベルトがプーリ１０周面に及ぼす荷重を受けるようになっている。受け片１２は、径方向側を第１支持梁１３と接合すると共に、第１支持梁１３に接合された第２支持梁１４を介してプーリ１０と一体に固定している。受け片１２と縦穴部１７ａの内面との間に隙間が形成される構成されている。この隙間の寸法ａは、正確に荷重測定をすることができるように、受け片１２の周方向への変動により接触しない程度に十分な距離を設ける必要がある。
【００２４】
第１支持梁１３は、一方の端を受け片１２に支持され、受け片１２から径方向に延びて、もう一方の端を第２支持梁１４の中央に支持されるように形成されている。第２支持梁１４は、第１支持梁１３の端から第１支持梁１３と直交する方向に延び、両端をプーリ１０に支持されるように形成されている。第２支持梁１４とプーリ１０との間には、隙間ができるように空洞部１７ｃが設けられている。この隙間の寸法ｂは、正確に荷重測定をすることができるように、第２支持梁１４の径方向の変動によりプーリ１０に接触しない程度に十分な距離を設ける必要がある。
【００２５】
第１支持梁１３及び第２支持梁１４の幅の寸法は、共に、変形可能な程度（１ｍｍ程度）に設定するのが好ましい。第１支持梁１３の幅の寸法を細くするほど、第１支持梁１３が撓む感度が高くなり、適切な歪み量を第１歪みゲージ１５において測定することができるからである。また、第２支持梁１４の幅の寸法を細くすると、受け片１２が受ける押圧力に比例して第２支持梁１４が撓む感度が高くなることにより、第２歪みゲージ１６において検出される電気信号が小さすぎて正確に荷重測定することができなくなる、という恐れがなくなるからである。また、第２支持梁１４の長さの寸法は、短く設定することが好ましい。第２支持梁１４の長さの寸法を短くすると、歪みの程度が十分大きくなるため、第２歪みゲージ１６による荷重の測定が容易になるからである。
【００２６】
第１歪みゲージ１５及び第２歪みゲージ１６は、歪みに伴う電気抵抗値の変化を検出することによって、歪みを電気信号に変換して出力するようにしたゲージである。第１歪みゲージ１５は周方向の荷重を測定するための歪みゲージであり、第２歪みゲージ１６は径方向の荷重を測定するための歪みゲージである。第１歪みゲージ１５は、第１支持梁１３の端付近の両側に貼付されている。また、第２歪みゲージ１６は、第２支持梁１４の両端付近の両側に貼付されている。第１歪みゲージ１５及び第２歪みゲージ１６は、４枚または８枚（図示では第１歪みゲージ１５及び第２歪みゲージ１６をそれぞれ２枚）取り付けてホイーストンブリッジを形成するようにしている。
【００２７】
固定用筒１９は、図２（ｂ）に示すように、プーリ１０の片面の中央部にベルト懸架部１１と一体に突設して設けられており、この固定用筒１９内を通してプーリ１０の両面に開口する固定用孔１８が形成してある。
【００２８】
上記のように形成されるベルト荷重測定用プーリ１０は、図３に示すように、シャフト２０の先端にプーリ１０の固定用孔１８を被挿し、固定用筒１９に連結具２１を嵌め込むと共に連結具２１からボルト２２をシャフト２０にねじ込むことによって、シャフト２０に取り付けて使用されるものである。
【００２９】
また、ベルト荷重測定用プーリ１０に設けた第１歪みゲージ１５及び第２歪みゲージ１６はスリップリング２３を介してそれぞれ周方向荷重用動歪み計５及び径方向荷重用動歪み計６に接続するようにしてある。スリップリング２３は互いに回転自在な固定側リング２３ａと可動側リング２３ｂから構成してあり、固定側リング２３ａに設けた電気端子と可動側リング２３ｂに設けた電気端子はブラシによって常に電気的に接続されるようにしてあり、第１歪みゲージ１５及び第２歪みゲージ１６を可動側リング２３ｂの電気端子に、周方向荷重用動歪み計５及び径方向荷重用動歪み計６を固定側リング２３ａの電気端子に、それぞれ接続することによって、ベルト荷重測定用プーリ１０を回転させても第１歪みゲージ１５及び第２歪みゲージ１６からの電気信号がスリップリング２３を介して周方向荷重用動歪み計５及び径方向荷重用動歪み計６に入力されるようにしてある。
【００３０】
図４は、本発明に係るベルト摩擦係数測定装置１及びベルト荷重測定用プーリ１０で用いられる、多溝Ｖリブベルトで代表される伝動ベルト２の一部断面図を示している。ベルト２の心線ロープ２ｂには、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、芳香属ポリアミド繊維、ガラス繊維等からなる高強力低伸度のロープが使用されており、圧縮ゴム層２ａ及び伸張ゴム層２ｃには、クロロプレンゴム、天然ゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、ブタジエンゴム、あるいはウレタンエラストマー等が使用されている。また、背面帆布層２ｄには、経緯糸で織成されたゴム付き帆布がバイアス状に少なくとも一枚積層貼着されている。
【００３１】
図５は、エンコーダー８によるプーリ１０の回転位置を検出するためのトリガ位置について定義するものである。即ち、図５はトリガ信号とプーリ１０のスリット位置の関係について示している。図５によると、トリガ信号はＡ位置（入口側で受け片１２が完全にベルト２と接触した位置）と、Ｂ位置（出口側で受け片１２が完全にベルト２と接触した位置）とに設定されている。従って、エンコーダー８は、プーリ１０のＡ位置とＢ位置とを検出し、その間における第１検出部１０ａからの摩擦力に関する検出信号と、第２検出部１０ｂからの面圧に関する検出信号とをＦＦＴアナライザー７に入力して摩擦係数を算出するようになっている。
【００３２】
次に、ベルト摩擦係数が算出されるときの手順について、図６を参照して説明する。図６は、ベルト摩擦係数が算出されるときの手順を示すフローチャートである。
【００３３】
まず、ステップＳ１において、張力付与手段３を調整することによって、プーリ１０周面に巻き掛けられたベルト２に付加される張力を設定する。次に、ステップＳ２において、回転駆動手段によりプーリ１０を回転駆動させる。
【００３４】
ステップＳ３では、ベルト２が回転駆動するプーリ１０周面に及ぼす荷重により受け片１２が周方向に滑り、第１支持梁１３が撓むことによって生じた歪み量（周方向荷重）を第１歪みゲージ１５により検出する。そして、第１歪みゲージ１５で検出された周方向荷重は、電気信号に変換されて周方向荷重用動歪み計５に出力され、出力された電気信号は電圧が増幅されてＦＦＴアナライザー７へ入力される。同様に、ステップＳ３´では、ベルト２が回転駆動するプーリ１０周面に及ぼす荷重により受け片１２が径方向に押圧され、受け片２が受ける押圧力に比例して第２支持梁１４が撓むことによって生じる歪み量（径方向荷重）を第２歪みゲージ１６により検出する。そして、第２歪みゲージ１６で検出された径方向荷重は、電気信号に変換されて径方向荷重用動歪み計６に出力され、出力された電気信号は電圧が増幅されてＦＦＴアナライザー７へ入力される。
【００３５】
ステップＳ４及びステップＳ４´では、エンコーダー８によりプーリ１０の回転位置を検出し、プーリ１０のスリット位置が図５に示すＡ位置にあるかどうかが判断される。そして、プーリ１０のスリット位置がＡ位置にあると判断されると（ステップＳ４及びステップＳ４´：ＹＥＳ）、ステップＳ５及びステップＳ５´において、受け片１２の入口側に設定されたトリガ信号がエンコーダー８を介してＦＦＴアナライザー７へ入力される。
【００３６】
次に、ステップＳ６及びステップＳ６´では、エンコーダー８によりプーリ１０の回転位置を検出し、プーリ１０のスリット位置が図５に示すＢ位置にあるかどうかが判断される。そして、プーリ１０のスリット位置がＢ位置にあると判断されると（ステップＳ６及びステップＳ６´：ＹＥＳ）、ステップＳ７及びステップＳ７´において、受け片１２の出口側に設定されたトリガ信号がエンコーダー８を介してＦＦＴアナライザー７への入力される。
【００３７】
ステップＳ８において、トリガ信号に基づいて、Ａ位置からＢ位置間の周方向荷重のデータが取得される。同様に、ステップＳ８´において、トリガ信号に基づいて、Ａ位置からＢ位置間の径方向荷重のデータが取得される。
【００３８】
ステップＳ９において、ステップＳ８で取得されたＡ位置からＢ位置間の周方向荷重のデータ、及びステップＳ８´で取得されたＡ位置からＢ位置間の径方向荷重のデータ、の比を求めることにより摩擦係数が算出される。その後、ステップＳ１０で、算出された摩擦係数がＰＣ９に表示される。
【００３９】
次に、上記実施例におけるベルト摩擦係数測定装置１及びベルト荷重測定用プーリ１０を用いた摩擦係数の測定結果について説明する。測定は、平ベルトを用い、ゆるみ側張力一定のデッドウェイト式測定法による測定方法を用いる。平ベルトについては、ベルト幅がリブベルトの３山相当で、ベルト厚みが５．０ｍｍのものを使用した。また、ベルト２のプーリ１０への巻き付き角（図１のα）が９０度である。測定波形のトリガ信号は、図５におけるＡ位置とＢ位置で設定している。この条件での測定結果を図１０に示す。図１０（ａ）はゆるみ側張力４ｋｇｆの荷重を与えたものである。図１０（ｂ）はゆるみ側張力８ｋｇｆの荷重を与えたものである。
【００４０】
図１０にみられるように、径方向荷重（即ち面圧）が常に周方向荷重（即ち摩擦力）よりも大きくなっており摩擦係数は１を超えていない。また、測定結果から摩擦力と面圧は分離して測定することが可能である。なお、摩擦力方向と面圧方向に分けて荷重を与え、それぞれ一方に荷重している場合に他方の出力がどの程度出るのかひずみゲージの較正結果を確認したところ、摩擦力方向に荷重した場合の面圧方向に加わる荷重は２％であり、また面圧方向に荷重した場合の摩擦力方向へ加わる荷重は１％であることから、それぞれ他方の影響は小さいと考えられるため、補正は行う必要はない。
【００４１】
以上のように、本実施の形態のベルト荷重測定用プーリ１０によると、ベルト２の周方向荷重と径方向荷重を同時に測定することができる。また、本実施の形態のベルト摩擦係数測定装置１によると、エンコーダー８がプーリ１０の回転位置を検出することにより、プーリ１０の回転位置に応じて周方向荷重と径方向荷重のデータを取得することができる。これにより、即座にプーリの回転位置に応じた摩擦係数が算出することができるようになる。
【００４２】
なお、本発明に係るベルト摩擦係数測定装置及びベルト荷重測定用プーリは、前記実施例に限定されるものではなく、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。
【００４３】
例えば、ベルト荷重測定用プーリ３０は、図７に示すように、プーリ３０の周面に設けてある測定用孔３７を台形状にスリット加工し、受け片３２から径方向に延びた第１支持梁３３をプーリ３０に支持させ、第２支持梁３４は第１支持梁３３の途中に四角枠状に形成して第１支持梁３３に支持させてもよい。この場合、第１支持梁３３の基端に周方向荷重を検出する第１歪みゲージ３５を設け、第１支持梁３３から直交して延在する第２支持梁３４の両端に径方向荷重を検出する第２歪みゲージ３６を設ける。
【００４４】
また、別の実施例に係るベルト荷重測定用プーリ４０は、図８に示すように、周方向の荷重を受けるＴ字型の受け片４１と径方向の荷重を受ける逆Ｔ字型の受け片４２とをプーリ４０の周面に近接して形成しても良い。なお、Ｔ字型受け片４１と逆Ｔ字型受け片４２の周方向の幅ｃが等しくなるよう構成する。この場合は、Ｔ字型受け片４１から径方向に延びる梁４３の端に周方向荷重を検出する第１歪みゲージ４５を設け、逆Ｔ字型受け片４２の梁４４の両端に径方向荷重を検出する第２歪みゲージ４６を設ける。なお、受け片４１と受け片４２とを所定回転角度だけ離した場合、周方向荷重と径方向荷重とは前記所定回転角度だけ、一方の荷重をずらせたうえで合成される。
【００４５】
また、本実施の形態に係るベルト摩擦係数測定装置１においては、デッドウェイト式の測定装置を用いたが、これに限らず、連続式の測定装置を用いても良い。図９は連続式のベルト摩擦係数測定装置１０１の概略図を示したものである。
【００４６】
図９において、ベルト摩擦係数測定装置１０１は、駆動プーリ１３０と、従動プーリ１４０と、ベルト荷重測定用プーリ１１０の３軸で構成され、駆動プーリ１３０の軸は、図示されない軸受台に支承された歯付プーリ又はチェーンスプロケット１３２に接続されている。同様に、従動プーリ１４０の軸は、図示されない軸受台に支承された歯付プーリ又はチェーンスプロケット１４２に接続されている。この歯付プーリ又はチェーンスプロケット１３２、１４２は、それぞれ歯付ベルト又はチェーン１３３、１４３を介してモーター１５０軸上の歯付プーリまたはチェーンスプロケット１３１、１４１に連結されている。また、ベルト荷重測定用プーリ１１０は、所定の軸受台１６０に搭載され、所定の方向に移動可能に構成されており、その端部には重錘Ｗが滑車を介して懸架されている。
【００４７】
このような構成のベルト摩擦係数測定装置１０１において、駆動プーリ１３０、従動プーリ１４０及びベルト荷重測定用プーリ１１０に無端ベルト１０２そ巻きつけ、この状態でモーター１５０を回転させると、無端ベルト１０２は、駆動プーリ１３０の上では早く回ろうとし、従動プーリ１４０の上では遅く回ろうとする。その結果、第１検出部によりベルト荷重測定用プーリ１１０とベルト１０２との滑りに起因して生じる周方向荷重を周方向荷重用動歪み計１０５検出する。また、第１検出部が設けられたプーリに設けられた第２検出部によりベルト１０２がベルト荷重測定用プーリ１１０に及ぼす径方向荷重を径方向荷重用動歪み計１０６により検出する。更に、エンコーダー１０８で回転位置を検出する。そして、検出された電気信号の電圧を増幅してＦＦＴアナライザー１０７に入力し、摩擦係数を算出して、ＰＣ１０９に表示することができる。
【００４８】
また、本実施の形態に係るベルト摩擦係数測定装置１のように、第２支持梁は、第１支持梁と直交する方向に設けることが好ましいが、軸方向に荷重がかかることにより第２支持梁が撓むものであればよく、第１支持梁と交叉する方向に設けられているものであってもよい。例えば、第１支持梁の端から周方向に延び、第２支持梁が湾曲するものであってもよい。
【００４９】
更に、本実施の形態に係るベルト摩擦係数測定装置１のように、第１検出部と第２検出部は一体又は近接して設けられることが好ましいが、ベルトの長手方向の位置で摩擦係数が変動することはないため、同じプーリに設けられていれば離れて設けられていてもよい。例えば、第１検出部と第２検出部とを、１８０°ずらして設け、演算する際に位相をずらしてを重ね合わせるものであってもよい。
【００５０】
なお、本実施の形態に係るベルト摩擦係数測定装置１及びベルト荷重測定用プーリ１０の測定実験（図１０）においては、平ベルトを用いているが、そのほか、Ｖベルト、Ｖリブベルト等についても摩擦係数の測定が可能である。
【００５１】
【発明の効果】
本発明のベルト摩擦係数測定装置によると、ベルトがプーリに接触する部分において、径方向荷重（面圧）及び周方向荷重（摩擦力）を同時に測定することができる。このため、その比を算出することにより接触部の摩擦係数を即座に求めることが可能である。また、プーリ巻き付き位置による摩擦係数の変化があったとしても、径方向荷重（面圧）及び周方向荷重（摩擦力）を検出することが可能である。また、本発明のベルト荷重測定用プーリによると、プーリに設けられた共有の受け片により、同時に径方向荷重及び周方向荷重を測定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るベルト摩擦係数測定装置の一実施形態例を示すものであり、（ａ
）は概略図、（ｂ）はプーリの周面に設けられた第１検出部及び第２検出部の概
略図である。
【図２】本発明に係るベルト荷重測定用プーリの一実施形態例を示すものであり、（ａ
）は正面図、（ｂ）は側面断面図である。
【図３】図２におけるベルト荷重測定用プーリの使用状態を示す断面図である。
【図４】本発明に係るベルト摩擦係数測定装置１及びベルト荷重測定用プーリ１０で用
いられる、多溝Ｖリブベルトで代表される伝動ベルト２の一部断面図である。
【図５】本発明に係るベルト荷重測定用プーリ１０のスリット位置とトリガ信号との関
係を示すグラフである。
【図６】本発明に係るベルト摩擦係数測定装置１及びベルト荷重測定用プーリ１０を用
いて、ベルト摩擦係数が算出されるときの手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係るベルト荷重測定用プーリの他の一実施形態例を示すものであり、
ベルト荷重測定用プーリの一部を拡大した正面図である。
【図８】本発明に係るベルト荷重測定用プーリの他の一実施形態例を示すものであり、
ベルト荷重測定用プーリの一部を拡大した正面図である。
【図９】本発明に係るベルト摩擦係数測定装置の他の一実施形態例を示す概略図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明に係るベルト摩擦係数測定装置及びベルト荷重
測定用プーリ用いた場合の荷重測定の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１ベルト摩擦係数測定装置
２ベルト
３張力付与手段
４演算手段
５周方向荷重用動歪み計
６径方向荷重用動歪み計
８エンコーダー
１０ベルト荷重測定用プーリ
１２受け片
１３第１支持梁
１４第２支持梁
１５第１歪みゲージ
１６第２歪みゲージ

Claims

プーリの周面とその周面に巻き掛けられたベルトとの摩擦係数を測定する摩擦係数測定装置において、
前記ベルトが巻き掛けられる少なくとも一つのプーリと、
前記プーリに巻き掛けられた前記ベルトに張力を付与する張力付与手段と、このプーリを回転駆動させる駆動手段と、
前記プーリの回転位置を検出するエンコーダーと、
前記周面の一部を含みその両面で開口するように前記プーリをスリット加工することにより形成される受け片に設けられ、回転駆動される前記プーリと前記ベルトとの滑りに起因して、前記ベルトが前記プーリに及ぼす周方向荷重を検出する第１検出部と、
前記受け片に設けられ、又は、前記受け片に近接し前記周面の一部を含みその両面で開口するように前記プーリをスリット加工することにより形成される第２受け片に設けられ、前記ベルトが前記プーリに及ぼす径方向荷重を検出する第２検出部と、
前記第１検出部からの検出信号と前記第２検出部からの検出信号とを、前記エンコーダーにより検出した前記プーリの回転位置に応じて入力させ、これら信号に基づいて前記プーリの回転位置に応じた摩擦係数を演算する演算手段と、を備えてなるベルト摩擦係数測定装置。
プーリ周面に巻き掛けられたベルトが前記周面に及ぼす荷重を検出するベルト荷重測定用プーリであって、前記周面の一部を含んで形成され、前記ベルトが前記周面に及ぼす周方向荷重及び径方向荷重を受ける受け片と、この受け片から径方向に延びて前記周方向荷重を受けて撓む第１支持梁と、この第１支持梁の端から第１支持梁と交叉する方向に延び、その両端が前記プーリに支持され前記径方向荷重を受けて撓む第２支持梁と、前記第１支持梁の変位を検出する第１歪みゲージと、前記第２支持梁の変位を検出する第２歪みゲージとを備えてなるベルト荷重測定用プーリ。
前記第１歪みゲージは、前記第１支持梁の前記端付近に設けられ、前記第２歪みゲージは、前記第２支持梁の前記両端付近に設けられている請求項２に記載のベルト荷重測定用プーリ。