JPH01123116A

JPH01123116A - ベルト張力測定装置

Info

Publication number: JPH01123116A
Application number: JP62280725A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Hatano; 清波多野; Mitsuru Kishimoto; 岸本　満; Takafumi Imamiya; 今宮　貴文
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1987-11-06
Filing date: 1987-11-06
Publication date: 1989-05-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、エンジン等により駆動されている間において
もベルトの張力を測定することができる装置に関する。

〈従来の技術とその問題点〉動力伝達手段の一つであるベルト伝動方式においては、
ベルトの張力を測定し管理することが、ベルトの耐久性
、信頼性を知る上で重要なポイントとなっている。自動
車においても、エンジンの駆動力の伝達手段として、チ
ェーンに代わりほとんどベルトが使用されている現況に
あり、同様にベルトの張力の管理が必要である。

従来、ベルトの張力の測定は２機械的な測定方法により
求められている。その−例としてはボｐ−ズ計測器など
があげられる。この種の計測器は。

ベルトの所定長を規制し、その中央部にばね等により一
定の荷重を作用させ、そのときの変位量からベルトの張
力を求めるものである。

ところで、ベルトの張力の管理は、運転状態にあるベル
トの全体的平均張力を求めるのが最良であるが、上記従
来の計測器は機械式であるがゆえ。

停止時の張力測定にしか適用できなかった。又。

上記計測器においては、測定者の測定の仕方によって誤
差が生じることがあり、しかも計測器自体が複数の機械
的摩擦部分を有しており、それも誤差の原因となってい
る。更に、ベルトの張り具合はエンジンの停止状態にお
いて常に安定しているわけではなく、エンジン停止時の
ベルトとプーリの噛み合い状態やクランクシャフトの位
置あるい、は逆転したか正転したかによって測定値にバ
ラツキが生じる。このようなバラツキをなくすために。

クランク位置や正転、逆転を規定して測定を行なうよう
にしているが、上記バラツキをなくすことはできず、精
度上の問題があった。

そこで、ベルトの張力とベルトの振動数との間に比例関
係があることに着目し、ベル）ｋ生じる弦振動の振動数
を測定する非接触の振動数測定手段と、前記振動数測定
手段によって測定された振動数を周波数分析する周波数
分析器と、前記周波数分析器により求められた周波数か
ら当該周波数と対応する張力を求める方法が見出されて
おり、特願昭６１−１０４８７０及び特願昭６１−１１
９１．１６号として本出願人により特許出願されている
。

しかしながら、特願昭６１−１０４８７０の発明は、運
転状態のベルト張力を測定することはできず、又特願昭
６１−１１９１１６号の発明は、運転状態のベルトの張
力を測定することができるが。

主として１次振動モードに適用される発明であった。

ところが９巻掛は伝導装置におけるベルトの振動モード
としては、多くの場合１次振動モードが多いが、ベルト
の運転状況によっては２次振動モード、更に３次振動モ
ードが生じる場合がある。通常自動車のエンジンに使用
されている歯付ベルトにおいても、２次振動モード、ま
れに３次振動モードが現われる場合がある。

このような２次以上の振動モードの場合には、従来の発
明では運転中のベルト張力を迅速に測定することが困難
であった。

く問題点を解決するための手段〉上記目的を達成するため１本発明は、ベルト振動数と振
動モード次数とベルト張力との間に一定の関係が成立す
ることに基づきなされたものであって、ベル）Ｋ生じる
弦振動の振動数を測定する非接触の振動数測定手段と、
前記振動数測定手段によって測定された振動数を周波数
分析する周波数分析手段と、前、記振動数測定手段によ
って測定した振動数から振動モード次数を判定するモー
ド判定手段と、前記周波数分析手段により求められた周
波数と前記モード判定手段により求められたモード次数
から、予め求められている周波数及びモード次数とベル
ト張力との関係に基づきベルト張力を求める表示手段と
からなることを特徴とするベルト張力測定装置をその構
成としている。

く作用〉ベルト伝動装置において、自動車エンジン等により駆動
されて一方のプーリが回転し、ベルトが運転されると、
プーリ間でベルトの弦振動が生じるが、この弦振動には
ベルトの運転状況により節の生じない１次振動モードの
他に、スパンの２等分点に節をひとつ有する２次振動モ
ード、更にスパンの３等分点２箇所に節を有する３次振
動モード等が生じる。ところで、上記振動モード次数と
。

弦振動の周波数とが得られれば２次の関係式に−よここ
でｓｆｏ”周波数Ｌニスパン長さＴ：ベルト張力ｇ：重力加速度ｒ：単位長さ当りの重量ｎ＝モード次数そこで、ベルトの弦振動が１次振動七−ドを呈する場合
には、変位測定装置はベルトの弦のスパン中の端部を除
いたどの位置に測定端子を向けられてもベルトの弦の振
動数が得られ、これから周波数分析手段により周波数が
得られ、上記関係式を記憶させた演算機能を有する表示
手段によりベルトの張力を求めることができる。

次に、ベルトの弦振動が１次振動モードの他に２次振動
モードをも呈する場合には変位測定装置は。

２側設けられ、内１個はベルトの弦のスパンを２等分し
た点に、他の１個は両端を除くベルトの弦のスパン中の
どこかの位置に測定端子が向けられる。そうして、ベル
トの弦のスパンを２等分した点は、２次振動モードにお
いては２節部に相当するため、この点に測定端子を向け
られた変位測定装置から得られた振動数は実質的に０で
ある。従って、他方の変位測定装置から得られた振動数
と振動モード次数のｎ＝２の値から上記関係式によって
ベルトの張力が求められる。

更にベルトの弦振動が１次振動モード、２次振動モード
の他に３次振動モードをも呈する場合には。

変位測定装置は２側設げられ、内１個は、ベルトの弦の
スパンを２等分した点に、他の１個は、ベルトの弦のス
パンを３等分した点である２箇所のうちいずれか１箇所
に測定端子を向けて設げられる。

ここで、ベルトの弦のスパンを２等分した点に測定端子
を向けられた変位測定装置により得られた弦振動数をＳ
Ｂｍベルトの弦のスパンを３等分した点に測定端子を向
けられた変位測定装置により得られた振動数をｓＡとす
るとｙ　　ＳＡ＋　　ｓＢの値が実質的ＫＯであるかど
うかの組合せによって２弦振動の振動モード次数がモー
ド判定器により判定できる。

即ち＝　　ＳＪＬびＳＢがともに実質的に０でない場合
には１弦振動は、１次振動モードであり９次にＳＡが実
質的に０でなくＩｓＢが実質的に００場合は２弦振動は
２次振動モードであり、最後にＳＡが実質的に０で、Ｓ
Ｒが実質的に０でないときは、３次振動モードであるの
で、これを論理回路化した振動モード判定手段によって
、振動モード次数ｎが得られる。従って、実質的に０で
ない方のｓＡ又はｓＢとｎとから上記関係式によって、
ベルト張力を求めることができる。

〈実施例〉第１図には本発明に係るベルト張力測定装置の一実施例
の概略構成を示しである。

（１）はベルトで、ブーＩ）　（２１，（３１間に掛け
られている。

ベルト（１）の内部には芯線が通っておＣハ運転中ベル
）　（１）は弦振動する。（４）及び（５）はベル）　
（１１に対して設けられた非接触の振動数測定手段で１
本実施例では、電子光学式の変位測定装置を採用してい
る。この非接触の振動数測定手段＋４＞、　！５）は、
振動数が計測できればよいので必ずしも本実施例に挙げ
られている変位測定装置に限定されず、加速度計であっ
ても良い。

本実施例の変位測定装置（４）、　（５１は、ベルトの
プーリ（２１，（３）間におけるベルトの弦長を３等分
、２等分する点にそれぞれの測定端子が向くように設け
られている。

（６）は高速フーリエ変換器（Ｆ、ＦＴ）を用いた周波
数分析手段で、前記変位測定装置（４）及び（５）で測
定された振動数に対して周波数分析がなされる。

なお２周波数分析手段（６）としては、高速フーリエ変
換ｇ（ｐＦＴ）に代えて電圧−周波数変換器（ｖＦコン
バーター）を用いることもできる。

（７）は、振動モード判定手段で、変位測定装置（４）
。

（５）から得られた振動数の値に応じて振動モード次数
が判定されるように論理回路が構成されている。

又２本振動モード判定手段（７）は、装置として独立し
ている必要はなく２表示手段（８）の一部に組み込まれ
ていても良い。

（８）は２表示手段としての演算装置で、演算機能を備
えている。つまりこの表示手段（８）には、ベルトの振
動数と振動モード次数とベルトの張力とが一定の関係に
あることに基づき作成された次に示すような計算式が記
憶されており、前記周波数分析手段（６）により求めら
れた周波数（几）と前記モード判定器（７）により求め
られたモード次数（ｎ）とからｆｏ：周波数Ｌニスパン長さＴ：ベルト張力ｇ：重力加速度ｒ：単位長さ当りの重量ｎ＝１．２ｅ　　５Ｃモ一ド次数） α〔は記録装置で、前記演算装置（８）で求められた張
力が連続的に記録される。

上記構成のベルト張力測定装置によるベルト張力の測定
は次のようにしてなされる。

図示しない自動車エンジンに−より駆動されて一方のプ
ーリ（３）が回転し、ベルト（１）が運転されると。

プーリ（２）、　（３）間でベルト（１）には１弦振動
が生じる。

この弦振動には、ベルトの運転状況によ１ハ節のない１
次振動モードの他に、スパン中央部に節をひとつ有する
２次振動モード、更にスパンの３等分点２箇所に節を有
する３次振動モードが生じる場合もある。通常自動車の
エンジンに使用されている歯付ベルトにふいては、１次
振動モードが大部分を占め、まれな運転状況下で２次又
は３次の振動モードが現われる場合がある。

この弦振動の振動数が変位測定装Ｗ（４）及び（５）に
よって測定される。測定された変位測定装ｆｉ！　（４
１の振動数をＳＡ、変位測定装置！　（５）の振動数を
ｓＢとすると、Ｂａ及びＳＢから振動モード判定器（７
）Ｋより振動モード次数ｎが次のように求められる。

即ち、第２図により説明すると、測定されたｓＡ及びｓ
Ｂがともに実質的に０でない場合には弦振動は第２図か
ら理解されるように一１次振動モードである。次に、Ｓ
Ａが実質的に−０でなく　ＳＢが実質的に０の場合は第
２図から理解されるよりうに弦振動は２次振動モードで
あり、最後−！？：　ＳＡが実質的ｋｎでＳＢが実質的
ＫＯでないときは３次振動モードであることが判定でき
る。

このようＫして判定されたモード次数（ｎ）及び測定さ
れた振動数（ＳＡ）又は（ＳＲ）から周波数分析手段（
６）　Ｋより得られた周波数（九）Ｉｃ基づき、演算機
（８）において張力（Ｔ）が測定される。

又、測定された張力Ｔは、記録装置αＩＫ記録される。

なお、前記表示装置（８）Ｋおける演算部、モード判定
器（７）としては、いわゆるパーンナ゛ルコンピュー！
−などが採用される。

本実施例によれば、ベルトの振動モード次数に−かかわ
りなく、運転中のベルトの張力が測定でき。

ベルトの張力測定がきわめて簡便に行なうことができた
。特に、自動車用エンジンのベルト伝動装置において現
われる２次振動モード及び３次振−動モードの場合にも
、わずかに２個の変位測定装置を設けるだけで広範なベ
ルトの運転状況におけるベルト張力の測定が、極めて簡
易且つ迅速に行なうことができる。

〈発明の効果〉本発明に係るベルト張力監視装置に−よれば、ベルトの
振動モード次数にかかわりなく運転中のベルトの張力が
測定でき、つまり、動的状態で全体平均張力として測定
することができ、ベルトの張力管理の上できわめて有効
となる。又、非接触測定で、しかも電気的に処理判定さ
れるので１個人差。

バラツキ等がなく、精度よく短時間で測定がなされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るベルト張力測定装置の
概略図、第２図はベルトの振動モード次数、を判定する
モード判定装置の説明図である。図面中、１はベル）、４．５は非接触電子光学式の変位
測定装置、６は周波数分析器、７は振動モード判別器、
８は演算装置、１０は記録装置である。

Claims

【特許請求の範囲】

　ベルトに生じる弦振動の振動数を測定する非接触の振
動数測定手段と，前記振動数測定手段によって測定され
た振動数を周波数分析する周波数分析手段と、前記振動
数測定手段によって測定した振動数から振動モード次数
を判定する振動モード判定手段と、前記周波数分析手段
により求められた周波数と前記振動モード判定手段によ
り求められた振動モード次数から予め求められている周
波数及び振動モード次数とベルト張力との関係に基づき
ベルト張力を求める表示手段とからなることを特徴とす
るベルト張力測定装置