JPS62240827A - 伝動ベルトの張力検知装置 - Google Patents

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） 本発明は伝動ベルトの走行時におけるベルト張力の変化
にもとづく各種の事故を未然に防止するための伝動ベル
トの張力検知装置に関するものである。

（従来の技術） 伝動ベルト、特にそのうちでも歯付ベルトは噛合伝動で
あるため、歯付ベルトと歯付プーリとの噛合、即ちベル
トのピッチ長さを重視するため、従来ワイヤーロープ、
ガラスロープ、ケブラー（芳香族ポリアミド）ロープな
どのような低伸度高強力ロープを抗張体として使用し張
力変化を僅少ならしめていた。

そのため、特公昭６０−５５６８３号公報に示されてい
るように、自動車エンジンの歯付ベルトニオいては、ベ
ルトをエンジンのプーリに組込み時にベルト張力を測定
調整して組込み、ベルト取付は後においては張力の測定
調整することは殆ど実施されていない実情である。

しかしながら、上記の如き場合には組込み時のベルト張
力が大き過ぎると、ベルト屈曲疲労が増大し、音が高く
、歯底帆布の破損などの問題があり、また逆に張力が低
過ぎる場合にはベルト振動が増大し周辺のカバー々に触
れたり、ひどい時には歯飛びを起こし同）υ１性がくず
れてしまうことさえある。更にごの状態で使用している
と歯欠けにより寿命に至る。またＶヘルド、平ベルト等
の摩擦伝動ベルトにおいてもスリップにより伝達力不足
や発音などを生じ、発熱により早１υＩ寿命となる。

従って、これらの問題を回避するには、ベルトをプーリ
へ組込み時に適性範囲の張力でセットしなければならな
い。また長期の使用によりヘルドの張力は徐々に低下し
往々にして許容値以下に下がることがあるが、この時は
事前に張り直しを行うことが必要となる。

以上のように、ヘルド張力の管理は伝動ベルトにとって
重要な事項であるが、一般にベルト張力の測定法として
は、機械停止時にベルトを所定の力で押し付けた時のた
わみ量で張力を換算する方法がとられており、これはベ
ルト取付場所へ直接手を入れて測定するため運転中は測
定不可能であり、又、機械を一旦停止して測定せねばな
らず、このような場合でも手の入る場所で、しかもゲー
ジ目盛を読む必要性からベルトカバーを取り外し、ゲー
ジに肉眼を接近して読まなければならないなどの煩わし
さがあった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上述の如き実状に対処し、待にヘルド張力の検
知方法として駆動軸、従動軸、或いはテンショナー又は
アイドラーに加わる荷重を感圧導電性ゴムで受け、その
押圧力によって変形変化する導電性ゴムの電気抵抗値よ
りベルトの張力を測定すると共に、前記ヘルド張力が設
定張力の範囲外にきたとき、これを検知して既設の標示
機構で把握標示し、警報を発するか又は自動停止もしく
は自動張力調整を行い、歯付ベルト駆動におけるベルト
歯の歯飛び減少やヘルドライフの低下或いはベルトのし
動、騒音、スリップなどの各問題点を解消すると共に、
走行中の伝動ベルトに直接触れることなく前記ベルトの
張力検知を可能ならしめることを目的とするものである
。

（問題点を解決するための手段） しかして、上記目的に適合する本発明の特徴とするとこ
ろは、複数のプーリ間に伝動ベルトを巻掛けたベルト伝
動装置において、駆動軸、従動輪。

アイドラー又はテンショナーの少なくとも１つにこれに
加わる荷重を受止する感圧導電性ゴムよりなる受止手段
を設けると共に、前記受止手段への押圧力によって変化
する電気抵抗値よりベルト張力を測定する手段および該
手段によるベルト張力測定値を予め設定した設定張力と
対比し、ベルト測定値が予め設定した張力の範囲外に来
た時、これを把握標示する標示手段を併せ付設せしめた
点にある。

（作用） かくして、叙上の構成からなる張力検知装置は感圧導電
性ゴムよりなる受止手段が張力に応じ押圧されて変形す
る。即ち、受止手段に張力がかかり押圧された時は、こ
の押圧力（荷重）により小さい電気抵抗値を示し、その
後、ベルト駆動中にベルトの張力がゆるむと、受止手段
に対する荷重も減少し、ゴム中の電気抵抗値が増大して
流れる電気量も減少し、更により一層ベルト張力のゆる
みが進み、これが設定器の許容抵抗値に達するとＮｏ接
点が閉じてランプが点灯するか、又は警報ブザーを鳴ら
して作業者にベルトの張り直し時期を知らせ、又は停止
機構によりベルトの駆動を停止して事故を未然に防止す
る。

（実施例） 以下、更に添付図面にもとづき本発明装置の実施例を説
明する。

第１図〜第３図は本発明装置を歯付ベルトに適用した歯
付ベルトの張力検知装置を示す側面概要図である。

第１図において、（Ｐｒ）は駆動プーリ、　（Ｐｎ）は
従動ブーりで、この両プーリ間に歯付ベルＩ−（１）が
巻掛けられており、ベルト（１）の背面はアーム（３）
に取付けられたテンションプーリ（２）で押圧されベル
ト（１）に張力が付与されている。なお、テンションブ
ー１月２）はベルト下面から押圧しているが、上面から
押圧してもよいことは云うまでもない。

ここで、テンションプーリ（２）のアーム（３）は同図
の如くボルト用ねじを設けた支持台（６）に、その先端
に固定板（５）を一体化したねじ付ポル１−ｆ４１（張
力調節用ねし）を通してアーム（３）を押圧しヘルド張
力を調整しており、ボルト（４ンの固定板（５）の上に
おいて本発明の特徴とする感圧導電性ゴム（Ｇ）が固着
されアーム（３）と接触している。

そして、前記テンションブー１月２）の押圧力は、該ア
ーム（３）を介して前記感圧導電性ゴム（Ｇ）を押圧し
、この押圧力による変形により導電性ゴム（Ｇ）の電気
抵抗値を変化せしめると同時に既設の標示機構にそれが
標示されるようになっている。

なお、前記感圧導電性ゴム（Ｇ）は加圧力に応じて電気
抵抗値が変化するものであれば特に限定されないが、例
えば電気絶縁性を有する天然ゴム。

ポリブタジェンゴム、ポリイソプレンゴム、スチレン−
ブタジェン共重合体ゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴ
ム、アクリロニトリル−ブタジェン共重合体ゴム、エチ
レン−プロピレン共重合体ゴム、シリコンゴムなどに導
電性カーボンブランクであるファーネスブラック系、ア
セチレンブラック系、サーマルブラック系、チャンネル
ブラック系など公知のものが混入され、更には種々の導
電部材である金属粉末、金属繊維或いは非金属無機質の
短繊維９粉末あるいはウィスカーなどが混入されたもの
が用いられる。このうち、本発明においては繰り返し加
圧変形に対してヒステリシスの小さい感圧導電性ゴムが
好ましく、これを満足するゴムの一例として、例えばゴ
ムにカーボンブラック或いは非金属無機質の短繊維、粉
末或いはウィスカーを混入したものが好適である。

上記短繊維としては炭化珪素（ＳｉＣ）、ガラス、窒化
珪素（ＳｉＪａ）などのセラミックなどを素材とするも
ので、長さ１００μ割〜１０■軌径０．３〜３０μ−を
有し、一方、粉末としては粉末径が０．５μ翔〜１００
μｍのセラミック粉と呼ばれるもので、例えば炭化珪素
（ＳｔＣｍ、炭化チタン（Ｔ　ｉ　Ｃ）　、炭化ホウ素
（Ｂ４　ｃ）、炭化タングステン（ＷＣ）、などの炭化
物、窒化珪素（Ｓｉ：１Ｎ４）　、窒化アルミニウム（
ＡＩＮ）、窒化ホウ素（１３Ｎ）、窒化チタン（（Ｔ　
ｉ　Ｃ）などの窒化物及びアルミナ（八ｇｚ（ｈ）、ジ
Ｊレコニア（Ｚ「０□）。

ベリリア（３ｅ　Ｏ）などの酸化物であり、最も好まし
くは炭化珪素または窒化珪素である。

更に、ウィスカーとしてはα−炭化珪素（α−３ｉＣ）
、　　β−炭化珪素（β−５ｉＣ）、窒化珪素（ｓ＋：
＋Ｎａ）、α−アルミナ（Ａｊ！ｚ（ｈ）、酸化チタン
、ＺｎＯ，ＳｎＯ，、黒鉛＋　　Ｆ　ｅ　、Ｃｕ　＋　
Ｎ　ｉ等が挙げられ、直径０．０５〜３μ鋼、長さ５〜
５００μｍ程度の形状から゛なる針状単結晶体である。

上記無機充填剤をゴムに添加するに当たっては、前もっ
てシランカップリング剤やチタンカンプリング剤で処理
したり、ゴムと混合時にシランカップリング剤やチタン
カップリング剤を添加することも可能である。

このことにより、補強効果がより高まり、ゴムへの分散
性が極めて良好となる。

上記無機充填剤の添加量は通常、ゴム１００重量部に対
して１〜８０重量部、好ましくは５〜４０重量部であり
、もし無機充填剤のＬ重量部以下ではゴムシート表面に
おける無機充填剤の露出効果が小さくなって非加圧時の
抵抗値が減少し、また加圧０．５ｋｇ／ｃｄにおける電
気抵抗値も高くて導電性が悪くなり、又逆に８０重量部
以上になると、ゴムの効果により加圧時の抵抗変化率が
小さくなる。

勿論、本発明において使用する感圧導電性ゴム（Ｇ）は
、前述の如く特定のものに限定されるものではなく、加
圧力に応じて抵抗値が変化するものであれば使用可能で
ある。

以上は感圧導電性ゴム（Ｇ）に関する説明であるが、こ
の感圧導電性ゴム（Ｇ）は第４図に示す如く、その上下
を金属線（Ｎ）、　　（Ｎ′）と接続された、例えば銀
箔などのような導電１ｔ！（Ｄ）。

（Ｄ′）で接触積層され、更にその上下部から電気絶縁
材シー）　（Ｈ）、　　（Ｈ′）で挟持して通電されて
おり、金属線（Ｎ′）には電流計（１）が設置されてい
る。

第５図は電流計（１）を下限設定器付電流計にした例で
あり、接続端子（Ｔ）、　　（Ｔ”）間にＮＯ摺接点Ｎ
ｏｒｍｏｌ　０ｐｅｎ）があり、この接点は常時開放状
態にあるが、流れる電流量が下限設定値に達すればＮＯ
摺接点端子（Ｔ）、（Ｔ″）を閉じ、ランプ（Ｌ）が点
灯するようになっている。

なお、図中、（Ｓ）は電源を示す。

かくて、上記構成よりなる本発明のベルト張ツノ検知機
構は、第１図の如くテンションブー１月２）で押圧力に
より張力をかけた時は、プーリ（２）と連結されている
アーム（３）がボルト（４）の固定板（５）に固着され
た感圧導電性ゴム（Ｇ）を押圧変形し、（このとき導電
性ゴムＣＧ）は第４図の如き電源（Ｓ）が入り、金属線
（Ｎ）、　　（Ｎ′）により通電されている）この押圧
力、即ち荷重により小さい電気抵抗値を示している。そ
して、その後、ベルト駆ａ中にベルト（【）のテンショ
ンが緩むと感圧導電性ゴム（Ｇ）の荷重も減少し、ゴム
中の電気抵抗値が増大して流れる電流量も減少し、更に
ベルト張力が緩み電流計（【）に設けた設定器の許容最
低値に達すると第５図の開放されていたＮｏ接点が閉じ
、ランプ（Ｌ）が点灯するか警報ブザーを鳴らし作業者
にベルトの張り直し時期を知らせるか或いは停止機構に
よりベルト（口の駆動を停止し、事故を未然に防止する
ことができる。

なお上記感圧導電性ゴム（Ｇ）は、その電気抵抗値の変
化が非常に大きいので、従来の電気的歪ゲージのような
増幅器を必要とせず、上記の如く電流計Ｈ）をそのまま
で働かせることができる。

一方、第２図はボールベアリングの中に検知機構を組み
込んだ別の実施例で、角状の穴の開いたボールベアリン
グの固定子（Ｍ）の穴に角状固定棒（Ｋ）を挿入しくこ
の固定棒は常時固定されている。）、この角状固定棒（
Ｋ）の先端上部に感圧導電性ゴム（Ｇ）が固着され、固
定子（Ｍ）の角状穴上部と接触し、更に固定子（Ｍ）の
外周面には複数のボール（Ｂ）を介してテンションプー
リ（２）（回転子）が装着されており、ベルＩ−Ｔｌ）
の駆動によってテンションブー１月２）がボール（１３
）を介して空転するような構成となっている。

この場合はベルト（１）の張力変化をテンションプーリ
（２）、ボール（Ｂ）を通して固定子（Ｍ）の角状穴上
部の押圧力により感圧導電性ゴム（Ｇ）に伝え、この押
圧力による感圧導電性ゴム（Ｇ）の変形、電気抵抗値の
変化により張力を検出する。

なお、ここで使用される感圧導電性ゴム（Ｇ）ならびに
それ以降の検知機構は前記第１図の場合と同じである。

更に、第３図はもう１つの例として駆動用モーター（Ｍ
′）を回転支持体（１５）で受け、ベルｌ−（１）の張
力による反力をモーター（Ｍ′）の架台（１２）の先端
部に設けた凸状部（１３）を固定台（１４）の上に固着
した感圧導電性ゴム（Ｇ）で受けて張力を検知する機構
である。

この場合もその検知態様は前述と同様である。

又、以上の各説明では張力を検知する機構はテンショナ
ー或いは駆動軸に加わる荷重を検知しているが、別設、
これに限らず、その他、従動輪又はアイドラーなど、張
力変化により何らかの変化を生ずる部分より検知するこ
とも可能であり、かつこれらは１個所に限らず、複数と
することもできる。

（発明の効果） 以上のように、本発明は伝動ベルト駆動装置の所要適所
に感圧導電性ゴムを取り付け、ベルト張力の変化を導電
性ゴムの電気抵抗値の変化として取り出し、これを更に
標示機構で把握するようにした伝動ベルトの張力検知装
置であり、ベルトの張力低下によって生ずる歯付ベルト
の噛合不良によるベルト歯元部への応力集中によるベル
ト歯のジャンピングなど伝動ベルトの張力変化に起因す
るベルト駆動装置の各種の故障をベルト駆動中において
もベルトに直接触れることなく速やかに検知し、事故を
未然に防止することができると共に、更にベルト組込時
の張力（初張力）管理に用いることにより正確に最適張
力で張ることができ、ベルトライフを増大せしめること
ができるなど、顕著な効果を有する。

しかも、前述の如く感圧導電性ゴムは電気抵抗値の変化
が非常に大きいので、歪ゲージのような増幅器を必要と
せず、検知装置自体も簡略化される存利さがあり、実用
性が期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明装置の各実施例に係る要部
側面概要図、第４図は本発明装置における検知回路略示
図、第５図は同じく本発明装置における標示回路略示図
である。 （１）・・・ベルト （２）・・・テンションプーリ。 （Ｇ）・・・感圧導電性ゴムに受止手段。 （１）・・・電流計。 （Ｌ）・・・ランプ。 芋ｌ旧 ￥Ｚ図 芋３図 ！

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、複数のプーリ間に伝動ベルトを巻掛けたベルト伝動
   装置において、駆動軸、従動軸、アイドラー又はテンシ
   ョナーの少なくとも１つに、これに加わる荷重を受止す
   る感圧導電性ゴムよりなる受止手段を設け、かつ該受止
   手段への押圧力によって変化する電気抵抗値よりベルト
   張力を測定する手段および該手段によるベルト張力測定
   値を予め設定した設定張力と対比し、ベルト測定値が予
   め設定した張力の範囲外に来た時、これを把握標示する
   標示手段を夫々付設具備せしめたことを特徴とする伝動
   ベルトの張力検知装置。