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

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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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