JP3917972B2 - 金属ベルト用エレメントの検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、金属ベルト用エレメントの検査技術に関するものである。

Ｖベルトと幅可変プーリとを組み合わせたベルト式変速装置が、知られている。Ｖベルトを、金属ベルトに交換することで、伝達能力を向上させた金属ベルト式変速装置が、近年注目されている。

図１０は金属ベルトの模式図であり、金属ベルト１００は、左右のスチールベルト（正確には薄い金属帯を積層したベルト）１０１，１０２の間に、エレメント１０３・・・（・・・は複数個を示す。以下同じ）を、僅かに前後に移動可能に嵌めてなる。

図１１は幅可変プーリと金属ベルトとの関係を示す図であり、幅可変プーリを構成する固定プーリ１０４と可動プーリ１０５との間に金属ベルト１００を嵌め、可動プーリ１０５を図左へ移動させると、金属ベルト１００が上昇する。エレメント１０３は、プーリ１０４、１０５に密接する接触辺１０６、１０７を備える。これらの接触辺１０６、１０７はＶ字形をなす。

接触辺１０６、１０７が正確なＶ字形を呈することが重要となる。図１０に示すとおりに、多くのエレメント１０３・・・を積層するため、エレメント１０３・・・相互に、寸法差があり、特に接触辺１０６、１０７に、角度や寸法のバラツキがあると、プーリ１０４、１０５に接触しないエレメント１０３が存在し、所定の伝達能力が得られなくなる。そのためエレメント１０３の寸法精度を厳密に検査する必要がある。

従来、金属ベルト用エレメントの検査装置が提案されてきた。（例えば、特許文献１参照。）。
特開昭６０−５５２０３号公報（第１０図）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１２は従来の技術の基本原理を説明する図であり、この検査装置１１０は、富士山形凹部１１１を備える受けブロック１１２と、この受けブロック１１２に対向配置する移動ブロック１１３と、この移動ブロック１１３の移動量を検出するダイヤルゲージ１１４と、左右の接触子１１５、１１６と、これらの接触子１１５、１１６の変位量を検出する左右のダイヤルゲージ１１７、１１８とからなる。

そして、基準となる基準エレメント１０３Ａを、図のようにセットし、ダイヤルゲージ１１４、１１７、１１８で、基準エレメント１０３Ａにおける数値を検出する。
次に、基準エレメント１０３Ａを検査対象物（エレメント１０３）に交換し、ダイヤルゲージ１１４、１１７、１１８で、エレメント１０３における数値を検出する。
検査対象のエレメント１０３での数値と基準エレメント１０３Ａでの数値とを比較し、検査対象のエレメント１０３の寸法精度を評価するというものである。

図１３は代表的な金属ベルト用エレメントの正面図であり、エレメント１０３は、左右に接触辺１０６、１０７を備える台形状の胴部１２０と、この胴部１２０から上方へ延ばしたネック部１２１と、このネック部１２１で連結する三角形状の頭部１２２とからなる薄い金属板である。

接触辺１０６、１０７は、接触性能を高めるために頂部１２３と谷部１２４とを連続させた鋸歯部１２５とする。
複数の頂部１２３・・・が不揃いであれば、所定の接触性能を得ることはできない。したがって、頂部１２３・・・の寸法検査も重要である。

図１４は代表的な金属ベルト用エレメントの断面図であり、頭部１２２の一方の面に鼻（ノーズ）状に突出させた凸部１２７を備え、頭部１２２の他の面にホール状の凹部１２８を備える。凸部１２７を凹部１２８に常時緩く嵌合させることで、隣り合うエレメント１０３を繋ぐことができる。
頭部１２２の一方の面を、ノーズ面１３１、他方の面をホール面１３２と呼ぶ。

凹部１２８に凸部１２７が嵌合するにあたり、嵌合が緩すぎると隣り合うエレメント１０３、１０３が相対的に横ずれし好ましくなく、また、嵌合が詰すぎると隣り合うエレメント１０３、１０３の円滑な連結が損なわれる。したがって、凹部１２８と凸部１２７との寸法検査も重要である。

しかしながら、図１２で述べた特許文献１の技術では、鋸歯部１２５、凸部１２７及び凹部１２８の寸法検査は行えない。
したがって、接触辺１０６、１０７の検査に、鋸歯部１２５、凸部１２７及び凹部１２８の検査を含めた総合的な検査技術が求められる。

また、特許文献１の技術は、検査装置が大掛かりであり、検査装置の簡略化が求められる。

本発明は、簡単な検査装置で、金属ベルト用エレメントの総合的な検査が実施できる技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る検査装置は、一方の面がノーズ面で他方の面がホール面である金属ベルト用エレメントに接触して接触部位の三次元位置を検出する針状の探触子と、この深触子に対向配置する起立壁と、この起立壁に開けた検査孔と、この検査孔に被せるようにして起立壁に沿わせた前記エレメントを抑えるエレメント抑えプレートとからなり、前記ホール面は前記検査孔を通じて探触子を接触させるように構成したことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、エレメントの輪郭形状、接触辺の幅及び角度、凸部の高さ、径及び中心ずれ、凹部の深さ、径及び中心ずれを検査することができる検査装置を、針状の探触子と、この深触子に対向配置する起立壁と、この起立壁に開けた検査孔と、この検査孔に被せるようにして起立壁に沿わせたエレメントを抑えるエレメント抑えプレートとで構成した。装置構成が簡便であるから、検査装置コストを削減することができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る金属ベルト用エレメントの検査装置の断面図であり、金属ベルト用エレメントの検査装置１０は、検査対象物に接触して、接触部位の三次元位置を検出する針状の探触子１１と、検査対象物としての金属ベルト用エレメント１０３を保持するエレメント保持装置２０とからなる。金属ベルト用エレメント１０３の詳細形状は、図１３，１４で説明したとおりであり、以下同図の符号を流用する。

エレメント保持装置２０は、水平なベース２１と、このベース２１に起立させた起立壁２２と、この起立壁２２にボルト２３で固定するエレメント抑えプレート２４と、このエレメント抑えプレート２４の位置を規定するために起立壁２２から延ばした位置決めピン２５とからなる。

図２は本発明に係る金属ベルト用エレメントの検査装置の分解図であり、起立壁２２の上部に、下部が大径のだるま形検査孔２６及び左右の丸形検査孔２７、２７を開け、起立壁２２の中央に左右の位置決めピン２５、２５を立て、起立壁２２の下部にねじ孔２８を設ける。ねじ孔２８はボルト２３に対応する雌ねじ部を有する孔である。

また、エレメント抑えプレート２４は、上部にエレメント１０３を収納するＶ字凹部２９を備え、中央にピン孔３１、３１を備え、下部にボルト孔３２を備える。ピン孔３１はピン２５の外径に僅かなクリアランスを見込んで開けた孔であり、一般にリーマーで仕上げる。一方、ボルト孔３２はボルト２３の呼び径に大きなクリアランス（１〜２ｍｍ）を加えた孔である。位置決めはピン２５で実施し、固定はボルト２３で実施する。

先ず、位置決めピン２５、２５にピン孔３１、３１を嵌合しながら起立壁２２にエレメント抑えプレート２４を当て、ボルト２３をボルト孔３２を介してねじ孔２８に軽くねじ込む。
次に、エレメント１０３をＶ字凹部２９に差し込む要領で、起立壁２２とエレメント抑えプレート２４との間に挿入する。続いて、ボルト２３を本締めする。これで、図１が完成する。
以降は、ボルト２３を緩め、エレメント１０３を交換し、ボルト２３を締める、ことを繰り返せば多数のエレメント１０３を順次検査対象とすることができる。

以上の構成からなる検査装置を用いて行うエレメントの検査方法を説明する。なお、以下の図中、探触子１１は、黒丸、二重丸、中黒二重丸で示したが、何れも同一物であり、シンボルの違いに格別の意味はない。

図３は基準決定工程の説明図である。
エレメント１０３は、エレメント抑えプレート２４のＶ字凹部２９に嵌めただけであり、Ｖ字凹部２９に対して僅かに回転することもあり、位置精度は期待できない。そのために、次の手続きを実施する。

（ａ）において、エレメント１０３のネック部１２１の左右に探触子１１を当てることで、点Ｐ１、点Ｐ２のｘ、ｙ座標を読む。また、エレメント１０３の胴部１２０の左・右肩１２２ａ、１２２ｂに、探触子１１を当てることで、点Ｐ３、点Ｐ４のｘ、ｙ座標を読む。

例えば、点Ｐ３と点Ｐ４とを通る線をｘ軸に平行な線と見なし、このｘ軸に平行な線に、直交する線で且つ点Ｐ１と点Ｐ２との中点を通る線をｙ軸と見なす。
これで、検査対象のエレメント１０３のｘｙ軸を決定することができる。

（ｃ）において、探触子１１をノーズ面１３１に当てる。接触箇所は、（ｂ）に示すとおりに、凸部１２７を囲う三点Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７とする。この三点を通る面をｚ面と規定し、このｚ面を通り、前記ｘｙ軸の交点を通る軸をｚと見なす。

以上の（ａ）〜（ｃ）により、検査対象のエレメント１０３のｘｙｚ軸を定めることができた。これにより、以降に求める測定値の基準が定まったと言える。したがって、図３は基準決定工程の説明図であるといえる。

図４は輪郭検査工程の説明図であり、探触子１１を沿わせることで、エレメント１０３の輪郭を測定する。この測定値を、基準データと比較することで、輪郭の良否を調べることができる。輪郭のうちで、左右の接触辺１０６、１０７は重要であるから、次の要領で検査する。

図５は接触辺検査工程の説明図である。
（ａ）において、左の上から３番目の頂部１２３のｘｙ座標を測定したとき、ｘ軸に平行な線３３からの高さがｙ１であったとする。次に右の上から３番目の頂部１２３のｘｙ座標を測定するときは、ｘ軸に平行な線３３からｙ１の高さ位置に探触子１１を置いて、測定を開始する。すなわち、同一番の左右の頂部１２３は同一のｙ座標でｘ座標を測定する。上から１番目、２番目、４番目の頂部も同様である。

なお、（ｂ）に示すとおりに、探触子１１は頂部１２３に直角な線３４に沿って、頂部１２３へ押し当てる。ｘ軸に平行に押し当てると、探触子１１が頂部１２３に沿ってスリップし、計測精度が低下することがあるからである。

図６は凸部検査工程の説明図である。
（ａ）にて、探触子１１を凸部１２７の先端面に当てる。これで、ノーズ面１３１からの凸部１２７の高さｈ１を求めることができる。
次に、（ｂ）にて、探触子１１を凸部１２７の外周を巡らす。これで、凸部１２７の径Ｄ１並びに凸部１２７の中心Ｃ１を求めることができる。そして、基準中心Ｃ２に対して凸部の中心Ｃ１がｘｙ軸に沿って各々δｘ、δｙだけずれていることを計算し、これらのずれδｘ、δｙが許容値以内である否かを調べる。

今まで探触子１１は、エレメント１０３のノーズ面１３１側にあったが、次に、探触子１１をホール面１３２側へ移す。

図７は凹部検査工程の説明図である。
（ａ）にて、検査孔２７を通じて、探触子１１をホール面１３２の一般面に当てる。なお、検査孔２７は丸孔（図２参照）であって、図１３に示すエレメント１０３の頭部１２２の右部又は左部に臨む。エレメント１０３の頭部１２２の右部又は左部は、仕上がり精度が他の部位より良好である。そのために、検査孔２７と通じて一般面を計測する。

次に、探触子１１を検査孔２６を通じて凹部１２８の底に当てる。一般面との差を求めることで、凹部１２８の深さｈ２を求めることができる。

次に、（ｂ）にて、探触子１１を凹部１２８の内周に巡らす。これで、凹部１２８の径Ｄ２並びに凹部１２８の中心Ｃ３を求めることができる。そして、基準中心Ｃ４に対して凹部の中心Ｃ３がｘｙ軸に沿って各々Δｘ、Δｙだけずれていることを計算し、これらのずれΔｘ、Δｙが許容値以内である否かを調べる。

以上に述べた検査方法を、フロー図にまとめて次に示す。
図８は本発明に係るエレメントの検査フロー図である。ＳＴ××はステップ番号を示す。
ＳＴ０１：検査装置にエレメントをセットする（図１参照）。
ＳＴ０２：エレメントに探触子を当てることで、ｘｙｚ軸を決定する。
ＳＴ０３：エレメントの周囲に探触子を巡らせることで、エレメントの輪郭を測定する。

ＳＴ０４：エレメントの接触辺に探触子を当てることで、接触辺の幅や角度を測定する。
ＳＴ０５：エレメントの凸部に探触子を当てることで、凸部の高さ、径、中心ずれを測定する。
ＳＴ０６：エレメントの凹部に探触子を当てることで、凹部の深さ、径、中心ずれを測定する。

ＳＴ０７：予め記憶させた合格基準と各種測定値とを比較して、輪郭形状の合否、接触辺の幅、角度の合否、凸部の高さ、径、中心ずれの合否、凹部の深さ、径、中心ずれの合否を調べ、全てが合格であれば「合格」、１つでも不合格であれば「不合格」と判定する。

なお、上記検査フローは好適な一例を述べたものであって、ステップの順序を変更することは差し支えない。

図９は多数個のエレメントが検査できるエレメント保持装置の正面図であり、エレメント保持装置２０Ｂは、横長の１個の起立壁２２に６個のエレメント抑えプレート２４・・・を配置し、一度に６個のエレメント１０３・・・をセットすることができるようにした装置である。
探触子は高速で移動させることができるため、エレメント１０３・・・の脱着がネックになりやすい。一度に６個のエレメント１０３・・・をセットすることができれば、検査作業の効率化を図ることができる。

また、検査ライン外で、検査装置２０Ｂに予めエレメント１０３・・・をセットし、このようなエレメント保持装置２０Ｂを多数個準備し、探触子１１に順次臨ませることで、さらなる検査作業の効率化を図ることができる。

尚、請求項１に記載の起立壁は、原則として鉛直に配置するが、斜め若しくは水平に配置することが可能である。すなわち、起立壁は探触子に対向配置できれば、姿勢、向きは自由に設定できる。

本発明は、金属ベルト用エレメントの検査装置に好適である。

本発明に係る金属ベルト用エレメントの検査装置の断面図である。 本発明に係る金属ベルト用エレメントの検査装置の分解図である。 基準決定工程の説明図である。 輪郭検査工程の説明図である。 接触辺検査工程の説明図である。 凸部検査工程の説明図である。 凹部検査工程の説明図である。 本発明に係るエレメントの検査フロー図である。 多数個のエレメントが検査できるエレメント保持装置の正面図である。 金属ベルトの模式図である。 幅可変プーリと金属ベルトとの関係を示す図である。 従来の技術の基本原理を説明する図である。 代表的な金属ベルト用エレメントの正面図である。 代表的な金属ベルト用エレメントの断面図である。

符号の説明

１０…金属ベルト用エレメントの検査装置、１１…探触子、２０、２０Ｂ…エレメント保持装置、２２…起立壁、２４…エレメント抑えプレート、１５…位置決めピン、２６…だるま形検査孔、３４…接触辺に直角な線、１０３…エレメント（金属ベルト用エレメント）、１０６、１０７…エレメントの接触辺、１２３…接触辺における頂部、１２４…接触辺における谷部、１２５…接触辺における鋸歯部、１２７…エレメントの凸部、１２８…エレメントの凹部、１３１…エレメントのノーズ面、１３２…エレメントのホール面。

Claims (1)

1. 一方の面がノーズ面で他方の面がホール面である金属ベルト用エレメントに接触して接触部位の三次元位置を検出する針状の探触子と、この深触子に対向配置する起立壁と、この起立壁に開けた検査孔と、この検査孔に被せるようにして起立壁に沿わせた前記エレメントを抑えるエレメント抑えプレートとからなり、前記ホール面は前記検査孔を通じて探触子を接触させるように構成したことを特徴とする金属ベルト用エレメントの検査装置。

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