JP4416062B2

JP4416062B2 - ベルト検尺装置

Info

Publication number: JP4416062B2
Application number: JP2000052928A
Authority: JP
Inventors: 寛池田; 洋史喜多岡; 伸治青野
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2000-02-29
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2020-02-29
Also published as: JP2001241922A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝動用ベルトのライドアウト（ＲＯ）を測定するためのベルト検尺装置に関するものであって、詳しくは、プーリに巻き付けられたベルトのプーリ外周面からの突出し高さを測定する検尺装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ベルトのライドアウト（ＲＯ）を測定する技術としては、ノギス或はダイヤルゲージを用いて、作業者が、逐一、その突出し高さを手作業で測定する方法が広く用いられていた。
【０００３】
すなわち、プーリに巻き付けられたベルトの背面とプーリ外周面との段差を測定することによって、ライドアウト（ＲＯ）を得る方法である。以下、この方法を、図面を用いて説明する。
【０００４】
図５は従来例に係るライドアウト測定方法を示す概略図であるが、図５において、ライドアウト（ＲＯ）は、斜線部で示したベルト２の背面から駆動プーリ３の外周面までの長さで定義される寸法値である。
【０００５】
故、このライドアウト（ＲＯ）寸法値はダイヤルデプスゲージ５０をベルト２の背面に当てがうことによって測定できる。
【０００６】
その他、例えば特公平２−５６６２０号にライドアウト（ＲＯ）を測定する装置が開示されている。この方法は制御可能な円弧運動を行うアームの端部にローラーを配し、このローラーを図５に示したベルト２の背面に接触させて位置決めし、このときのローラーの移動距離に比例するアームの回転をパルス発信機等により検出し、最終的にライドアウト（ＲＯ）を測定しようとするものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ダイヤルデプスゲージ５０を用いる方法は、作業者のスキルに負うところが大きく、当然の事としてこのライドアウト（ＲＯ）の測定精度には人、および測定器による誤差分散が関与する。
【０００８】
又、特公平２−５６６２０号に記載された方法は、機械化による自動測定方法であり、人、および測定器による誤差分散を排除できるメリットはあるものの、その検出方法はローラーとベルト２の接触方式であることからローラーの押圧力の制御に課題があること、また、アームの回転連結部、ギヤーの噛合い部、シリンダーロッドの往復移動部等の可動部が多用されているため、機械的な精度の維持に難点があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記従来技術の課題を克服するため、本発明者等は人手に依らず、且つ、非接触での測定を可能にする新規なライドアウト（ＲＯ）演算手段を有するベルト検尺装置を発明した。
【００１０】
すなわち、請求項１の発明は、駆動プーリと移動プーリにベルトを巻きかけて、所定の荷重を付与し、ベルトを走行させてベルトの各部の寸法を測定するベルト検尺装置において、スポットレーザーを目標とするベルトの測定点に照射するレーザーマーカーと、駆動プーリ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ビーム投受光器と、前記レーザービームが駆動プーリの最外径部によって遮光される暗部長さを検出し、更に前記駆動プーリに巻き付けられたベルトの最外径部によって遮光される他の暗部長さを検出し、両暗部長さの差を検出するライドアウト演算手段と、で構成したベルト検尺装置である。
【００１１】
請求項２の発明は、投光器から照射されるレーザービームのラインを駆動プーリの軸方向に任意にシフトさせる移動手段を有する請求項１記載のベルト検尺装置である。
【００１２】
また、請求項３の発明は、前記ライドアウト演算手段を用いて所定のサンプリング時間内に所定個数のデータを取り込み、ライドアウトの平均値と誤差分散を算出し、更にこの取り込みをＮ回繰返して平均値と誤差分散を算出する演算手段を有する請求項１乃至請求項２記載のベルト検尺装置である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明に係る実施例を詳細に説明する。図１は実施例に係るベルト検尺装置の正面図であり、図2はその側面図である。図３は実施例に係るライドアウト（ＲＯ）の測定方法を示す正面図であり、図４はその側面図である。又、図６（ａ）、図６（ｂ）はベルトを示す概略図である。
【００１４】
始めに図１、図２を用いて本発明に係るベルト検尺装置１の概要を説明する。図１においてベルト検尺装置１はその上部に駆動プーリ３が、その下部に従動プーリ４が配されており、この１対のプーリには無端状のベルト２が巻き付けられる。このベルト２には従動プーリ４を介して重錘６が吊下げられ、所定の検尺荷重がベルト２に付与される。
【００１５】
本発明は、この検尺荷重の条件下にプーリセンタ間距離（ＣＬ）をリニアスケール５によって測定し、ＰＯＣ（プーリ外周長）＝π×Ｄ（プーリ外径）＋２×ＣＬ、あるいはＢＯＣ（ベルト外周長）＝π×（Ｄ（プーリ外径）＋２×ＲＯ（ライドアウト））＋２×ＣＬを演算によって算出するように構成されている。
【００１６】
次に図５、図６（ａ）、図６（ｂ）を用いて、本発明の使用目的を補足説明する。図５はベルト２が駆動プーリ３に巻き付けられている様子を拡大表示した１部断面図である。
【００１７】
又、図６（ａ）は、断面Ｖ形状のベルト２の代表として変速用のベルト２を例示したものであり、図６（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。
【００１８】
前記ベルト２は、心線２ｂ、ゴム層２ｃ、補強用の上布２ａ、下布２ｄで構成されているが、本発明はこの構成に限られることはなく、要は断面がＶ形状であるベルトをその測定対象とするものである。
【００１９】
上記のベルトは、楔効果を利用した摩擦伝動ベルトであるから、ベルト２の駆動プーリ３のＶ溝部への落込み量は製造寸法によって微妙に変化する。
【００２０】
しかし、この落込み量はベルト２の製造寸法、すなわち、幅、高さ、角度の微妙な組合せによる相乗効果によって変化するものであり、いずれか一つにその影響を特定することはできない。
【００２１】
そこで、当業者等は前記ベルト２の製造寸法、すなわち、幅、高さ、角度のいずれをも特定することなく、且つ、その影響を網羅した有効な測定寸法として、ライドアウト（ＲＯ）寸法を実用的に使用している。
【００２２】
このライドアウト（ＲＯ）寸法は、これにより、下記式に示した換算式から、夫々、ベルト外周長ＢＯＣ、或は公称値である上幅を算出することができる。
【００２３】
すなわち、ベルト外周長ＢＯＣは、下記式にライドアウト（ＲＯ）測定寸法を代入することにより容易に算出することができる。
【００２４】
ＢＯＣ（ベルト外周長）＝π×（Ｄ（プーリ径）＋２×ＲＯ（ライドアウト））＋２×ＣＬ
また、公称値の上幅についても、ライドアウト（ＲＯ）測定寸法を代入することにより容易に算出することができる。
【００２５】
ＢＷ（ベルト上幅）＝２×ＲＯ×ｔａｎ（α／２）＋ＰＷ（プーリ上幅）
尚、上記の検尺プーリには、精密加工のプーリが使用されることから、上記式中のプーリの各部寸法は正確な寸法として取り扱える。
【００２６】
次に本発明の要部である新規なライドアウト（ＲＯ）演算手段を、図３、図４を用いて詳細に説明する。図３において、レーザービーム投受光器はレーザービーム１２を投光する投光器１０と反対側でこれを受光する受光器１１からなるユニットであり、前記レーザービーム１２は、半導体レーザー発光素子から放射されたレーザー光がレンズを透過してライン状の平行ビームに変換されたものである。このレーザービーム１２は、受光器１１に内蔵されている所定の平行幅を有するＣＣＤイメージセンサーによって、しかるべく、受光される。
【００２７】
物体がこのレーザービーム１２を遮ると、その大きさに比例した暗部が受光部１１のＣＣＤイメージセンサーに発生する。ＣＣＤイメージセンサーは所定の走査時間で、この暗部の大きさと位置を正確に測定し、図示しないコントローラーにその信号を出力する。
【００２８】
この信号を受けてコントローラーは、物体に遮断された暗部長さを検出し、しかるべく、ライドアウト（ＲＯ）を演算する。
【００２９】
ここで、前記レーザービーム投受光器の移動手段を、図３、図４を用いて詳細に説明する。すなわち、レーザーマーカー２０は可視光線を照射する汎用レーザー投光器であり、このレーザーマーカー２０は、投光器１０および受光器１１と一体に移動するように移動台２２に配されている。
【００３０】
尚、このレーザーマーカー２０から照射されるスポットレーザー２１を、目標とする測定点に照射することによって、容易に前記レーザービーム１２の照準を合わせることができる。
【００３１】
以下、上記レーザービーム１２の照射方向をスポットレーザー２１の視認誘導によって設定する手順を説明する。図３、図４において、移動台２２はその上部に位置する本体フレーム構造に設けられた２本のレール７に吊下げ状態に係止されており、前記移動台２２は駆動プーリの軸方向に移動することができる。
【００３２】
この移動台２２の移動手段は上記本体フレーム構造に固定されたブラケット２４に内蔵されたスラスト軸受に、一方の側にネジ部を有する回転ハンドル軸２３を挿入し、このネジ部に嵌合される移動台２２を前記回転ハンドルの操作により、駆動プーリ３の軸方向に自在にシフトさせる手段である。
【００３３】
以下、順を追って、本発明が特徴とするライドアウト（ＲＯ）演算手段を説明する。
【００３４】
先ず、レーザーマーカー２０から照射されたスポットレーザー２１を視認しつつ、回転ハンドル軸２３を微動回転し、照射点が駆動プーリ３の外周面、略中央部に位置するように誘導する。
【００３５】
この位置でレーザー投光器１０からレーザービーム１２を投光し、反対側の受光器１１で受光する。このとき、駆動プーリ３に依って遮られたレーザービーム１２の暗部は図示の通り、暗部長さ１として測定される。同時にこの暗部長さ１はライドアウト（ＲＯ）測定の原点としてコントローラーに記録される。
【００３６】
次に再度、前記回転ハンドル軸２３を微動回転し、照射点が駆動プーリ３に巻き付けられたベルト２の背面、略中央部に位置するように誘導する。この位置でレーザー投光器１０からレーザービーム１２を投光し、反対側の受光器１１で受光する。
【００３７】
このとき、駆動プーリ３及びベルト２によって遮られたレーザービーム１２の暗部は図示の通り、暗部長さ２として測定され、コントローラーに記録される。この暗部長さ２から前記暗部長さ１を減算すると図示の通り、ライドアウト（ＲＯ）が求まる。
【００３８】
尚、この測定は全て非接触で行うことから、測定精度は飛躍的に向上する。又、この測定はベルト２の走行、停止に拘わらず可能であるが、実用上はベルト２を走行させて、所定のサンプリング時間内に所定個数のデータを自動的に取り込む方法を用いている。
【００３９】
以上の方法によって得られたライドアウト（ＲＯ）の測定寸法は、図示しないパーソナルコンピューターに逐次、入力され、公称値である上幅、或はベルト外周長（ＢＯＣ）に換算され、所定のプリンター、記録媒体に出力される。
【００４０】
尚、ベルト外周長（ＢＯＣ）の算出には、駆動プーリ３と従動プーリ４の軸間距離（ＣＬ）の測定が必要であるが、本発明に係る実施例では、ベルト２を走行させて、ライドアウト（ＲＯ）を測定すると同時に、従動プーリ４の位置を図１および図２で示したリニアスケールで測定し、軸間距離（ＣＬ）を測定する構成となっている。
【００４１】
【実施例】
以下、本発明に係る実施例を詳細に説明する。実施例のベルト検尺装置１は、一対の駆動プーリ３と従動プーリ４を垂直方向に配し、上部に配した駆動プーリ３はモーター４０に連結されて約２１０ｒｐｍの回転数で駆動される。
【００４２】
又、下部に配した従動プーリ４は移動台３１に取付けられ、移動台３１はＬＭガイド８に案内されて垂直方向に移動する。この移動台３１はその下部に重錘６を連結して所定荷重のウエイトをベルト２に付加する機能と、従動プーリ４を移動台３１の所定の位置に固定する機能、すなわち、軸間距離（ＣＬ）を変更する機能を有している。
【００４３】
ここで、ベルト２の取付け手順を、図１を用いて説明する。先ず、中央のエヤ−シリンダー４１のロッドを下降させ、両側のエヤ−シリンダー４２を上昇させて、このエヤ−シリンダー４１で移動台３１の重量を支える。しかるのち、従動プーリ４を移動台３１の上方に移動させて仮固定し、軸間距離（ＣＬ）を短縮した状態でベルト２を駆動プーリ３と従動プーリ４に巻き付ける。
【００４４】
巻き付けたベルト２の弛みが無くなるように従動プーリ４を押し下げて、移動台３１上に固定する。この状態でエヤ−シリンダー４２のロッドを下降させると、前記ベルト２には所定の荷重が付加される。
【００４５】
以下、ベルト２を走行させて、ライドアウト（ＲＯ）と軸間距離（ＣＬ）を測定する。１回の測定が終了すると中央のエヤ−シリンダー４１を上昇させて従動プーリ４を上昇させる。この上昇位置は前記エヤ−シリンダー４２のロッド上昇位置より高くなるように設定されているから、ベルト２の取り外し及び取付けは容易に行える。以降、これの繰り返しとなる。
【００４６】
尚、レーザービームの投受光器には、レーザーラインゲージＶＧシリーズ（キーエンス社）を使用し、レーザーマーカーには、レンズ可動式可視光レーザーユニット（オーディオテクニカ社）を使用した。
【００４７】
以上の構成による実施例の検尺装置１を用いて、ベルト２のライドアウト（ＲＯ）を測定した結果、非接触であることから、接触圧力を制御する必要もなく、又、従来のダイヤルデプスゲージ５０を使用する際に必要な作業者のスキルも不要となり、結果、極めて再現性に優れたベルト検尺装置を得ることができた。
【００４８】
尚、実施例に係るベルト検尺装置１の測定範囲は下記の通りであった。すなわち、ベルト外周長（ＢＯＣ）は、６３５ｍｍ〜１５２４ｍｍ、ベルト厚みは、７〜１６ｍｍ、ベルト上幅は、１２〜３６ｍｍ、ベルト角度は、２０度〜４０度であった。又、検尺プーリにはプーリ外径９５．５ｍｍ、およびプーリ外径１４０ｍｍの精密加工プーリを夫々、１対作成し、これを用いた。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１の発明は、先ずレーザーマーカーによりスポットレーザーを目標とするベルトの測定点に照射することで、レーザービームの照準を合わせることができ、そしてベルトを走行させながら、非接触でライドアウト（ＲＯ）を測定可能にすることから、接触方式に特有の測定圧力の制御、或いは可動部の経年変化等の問題が解消されて、結果、人及び測定器によるバラツキはなくなり測定値の再現性が大幅に向上する。
【００５０】
請求項２の発明は、これによってレーザービームの照準作業を容易にする優れた効果がある。
【００５１】
請求項３の発明は、これによってベルトのライドアウト（ＲＯ）を全周に渡って偏りなくデータを採取することができ、且つ、リアルタイムの統計処理ができることから検査時間を大幅に短縮することができる。
又、測定したベルトのライドアウト（ＲＯ）と換算式を用いて、より精度の高いベルト外周長（ＢＯＣ）及び上幅を算出することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係るベルト検尺装置の正面図
【図２】図１の側面図
【図３】実施例に係るライドアウト測定方法を示す概略図
【図４】図３の側面図
【図５】従来例に係るライドアウト測定方法を示す概略図
【図６】ベルトを示す概略図であり、図６（ａ）は正面図、図６（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図を示している。
【符号の説明】
１ベルト検尺装置
２ベルト
３駆動プーリ
４従動プーリ
５リニアスケール
６重錘
７、８ＬＭガイド
１０投光器
１１受光器
１２レーザービーム
２０レーザーマーカー
２１スポットレーザー
２２移動台
２３回転ハンドル軸
３１移動台
４０モーター
４１、４２エヤーシリンダー

Claims

駆動プーリと従動プーリにベルトを巻きかけて、所定の荷重を付与し、ベルトを走行させてベルトの各部の寸法を測定するベルト検尺装置において、
スポットレーザーを目標とするベルトの測定点に照射するレーザーマーカーと、
駆動プーリの両側に配されて、駆動プーリ及びこれに巻き付けられたベルトに向かってライン状のレーザービームを投光する投光器と反対側にあってこれを受光する受光器からなるレーザービーム投受光器と、
前記レーザービームが駆動プーリによって遮光される暗部長さと、前記駆動プーリに巻き付けられたベルトによって遮光される他の暗部長さを検出し、両暗部長さの差を検出するライドアウト演算手段と、
からなることを特徴とするベルト検尺装置。
前記駆動プーリの両側に配されたレーザービーム投受光器が、前記レーザービームを駆動プーリの軸方向に任意にシフトさせる移動手段を備えていることを特徴とする請求項１記載のベルト検尺装置。
前記ライドアウト演算手段を用いて所定のサンプリング時間内に所定個数のデータを取り込み、ライドアウトの平均値と誤差分散を算出し、更にこの取り込みをＮ回繰返して、平均値と誤差分散を算出する演算手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項２記載のベルト検尺装置。