(57)【要約】【課題】１本掛けのベルトでも、その張力を容易に且つ正確に計測できるベルト張力計測装置を提供すること。【解決手段】歪ゲージ３ａが貼着された弾性変形可能な起歪体４を備え、張架状態のベルトＷに押し当てる接触杆１と支持杆２とを接続して杆長手方向に負荷した圧縮荷重を検出する圧縮荷重検出手段と、その検出手段で検出した圧縮荷重に基づいてベルトＷの張力値を導出するベルト張力演算手段と、中央部が接触杆１に挿嵌された支持部材７の両側に接触杆１の先端より突出しないように一対のスイッチ８ａ、８ｂを夫々垂設し、その一対のスイッチ８ａ、８ｂが閉成したときを所定のベルト撓み角度と検知するベルト撓み角検出手段と、その検出手段の検知時におけるベルトＷの張力値を報知するベルト張力値報知手段とを備える。【選択図】図３
2010127841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
張架状態のベルトに押し当てる接触杆の杆長手方向に負荷した圧縮荷重を検出する圧縮荷重検出手段と、
該圧縮荷重検出手段で検出した前記圧縮荷重に基づいて前記ベルトの張力値を導出するベルト張力演算手段と、
張架状態の前記ベルトに前記接触杆を押し当てて所定のベルト撓み角度に達した時点を検知するベルト撓み角検出手段と、
該ベルト撓み角検出手段の検知時における前記ベルトの張力値を報知するベルト張力値報知手段と、
を備えたことを特徴とするベルト張力計測装置。
【請求項２】
前記ベルト撓み角検出手段の検知時における前記ベルトの張力値を保持するベルト張力値保持手段を備え、
前記ベルト張力値報知手段は、前記ベルト張力値保持手段が保持した前記ベルトの張力値を継続的に報知可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載のベルト張力計測装置。
【請求項３】
前記ベルト撓み角検出手段は、
前記接触杆を挟んで該接触杆からその直交方向に延設した支持部材と、
その支持部材の両側に前記接触杆の前記先端より突出しないように夫々垂設した一対のスイッチとを備え、
その一対のスイッチは、アンド接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載のベルト張力計測装置。
【請求項４】
前記ベルト撓み角検出手段は、
前記接触杆の先端部に一端が軸支され前記接触杆を挟んで対向配置された杆長手方向に揺動可能な一対のリンクと、
前記一対のリンクの夫々の他端に軸支され、前記ベルトに当接する底面が前記所定のベルト撓み角度と同じ角度で形成された一対の接触子と、
その一対の接触子に設けられ、前記接触杆を張架状態の前記ベルトに押し当てて夫々の前記接触子が所定距離だけ移動した際に閉成する一対の被接触型スイッチと
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のベルト張力計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、張架状態のベルトの張力を測定するベルト張力計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プーリーに掛け渡した張架状態のベルトの張力を測定するベルト張力計測装置として、ベルトに押付け力を加えるための押付けロッドと、この押付けロッドに位置調整可能に取り付けたスイッチ支持部材と、スイッチ支持部材の下部に押付けロッドに対して移動可能に設けた押付けガイドと、押付けロッドの頂部に自由端が当接するように設けられた片持ち支持の板バネと、その板バネの変位を検出する検出部とを備えたベルト張力計測装置が知られている。
【０００３】
このベルト張力計測装置は、例えば、３本掛けベルトの両側のベルトに押付けガイドを当て、被測定物である中央のベルトに押付けロッドを押し付けて中央のベルトをＶ字状に撓ましていく。これにより、両側のベルトに当接して高さ位置が不変の押付けガイドと押付けロッドに取り付けたスイッチ支持部材との距離が狭まり、押付けガイドがスイッチ支持部材に設けたスイッチを閉成する。検出部は、この閉成した時点の板バネの変位量からベルトの張力を計測している（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２９６１２９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したベルト張力計測装置は、押付けロッドに対して移動可能に設けた押付けガイドを、被測定物であるベルトの撓ませ量の基準となるように固定物に当てておく必要がある。したがって、現実的には、２本掛けベルト以上の複数掛けのベルトに特化した計測装置であり、１本掛けのベルトの張力を計測するのが極めて困難である。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決できるベルト張力計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記技術課題を達成するために、本発明は、下記の技術的手段を講じた。
請求項１にかかる発明は、張架状態のベルトに押し当てる接触杆の杆長手方向に負荷した圧縮荷重を検出する圧縮荷重検出手段と、該圧縮荷重検出手段で検出した前記圧縮荷重に基づいて前記ベルトの張力値を導出するベルト張力演算手段と、張架状態の前記ベルトに前記接触杆を押し当てて所定のベルト撓み角度に達した時点を検知するベルト撓み角検出手段と、該ベルト撓み角検出手段の検知時における前記ベルトの張力値を報知するベルト張力値報知手段とを備えたベルト張力計測装置を特徴とする。
請求項２にかかる発明は、請求項１において、前記ベルト撓み角検出手段の検知時における前記ベルトの張力値を保持するベルト張力値保持手段を備え、前記ベルト張力値報知手段は、前記ベルト張力値保持手段が保持した前記ベルトの張力値を継続的に報知可能に構成したことを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、請求項１または２において、前記ベルト撓み角検出手段は、前記接触杆を挟んで該接触杆からその直交方向に延設した支持部材と、その支持部材の両側に前記接触杆の前記先端より突出しないように夫々垂設した一対のスイッチとを備え、その一対のスイッチは、アンド接続されていることを特徴とする。
請求項４にかかる発明は、請求項１または２において、前記ベルト撓み角検出手段は、前記接触杆の先端部に一端が軸支され前記接触杆を挟んで対向配置された杆長手方向に揺動可能な一対のリンクと、前記一対のリンクの夫々の他端に軸支され、前記ベルトに当接する底面が前記所定のベルト撓み角度と同じ角度で形成された一対の接触子と、その一対の接触子に設けられ、前記接触杆を張架状態の前記ベルトに押し当てて夫々の前記接触子が所定距離だけ移動した際に閉成する一対の被接触型スイッチとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、接触杆を張架状態のベルトに押し当てて所定のベルト撓み角度に達した時点における接触杆の杆長手方向の圧縮荷重に基づいてベルトの張力を導出し報知可能に構成して、ベルト張力の測定時、被測定物であるベルトのみを利用するようにしたから、１本掛けのベルトでもその張力の計測が極めて容易となり、汎用性のあるベルト張力計測装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に、本発明の実施の形態を説明する。
（実施の形態１）
実施の形態１にかかるベルト張力計測装置は、接触杆１と、支持部と、圧縮荷重検出手段と、ベルト撓み角検出手段と、ベルト張力演算手段と、ベルト張力値保持手段と、ベルト張力値報知手段とを備える。
【０００９】
図１において、接触杆１は、先端が半球状に形成された所要長さの棒状に形成されている。
支持部は、接触杆１と同一外径の棒状の支持杆２と、その支持杆２の頂部に設けられた把持用の取っ手（図示せず）とを備える。
【００１０】
圧縮荷重検出手段は、ホイートストンブリッジ３（図２）と、そのホイートストンブリッジ３の一構成部材である歪ゲージ３ａが中央表面に貼着された弾性変形可能な厚板状の起歪体４と、その起歪体４の一端部と支持杆２の下端面縁部とに固着され両者を接続させる第一の接続ブロック５と、起歪体４の他端部と接触杆１の頂面縁部とに固着され両者を接続させる第二の接続ブロック６と、上面部が支持杆２の下部に環装されると共に下面部に接触杆１の上部を遊挿させた開口２１ａが設けられ歪ゲージ３ａ廻りを覆った保護カバー２１とを備えている。
接触杆１は、支持杆２との軸心が揃うように、第一の接続ブロック５と起歪体４と第二の接続ブロック６とを介して支持杆２に支持されており、第一の接続ブロック５を支点として揺動可能である。
【００１１】
第一の接続ブロック５と第二の接続ブロック６とに固着された起歪体４を介して接触杆１と支持杆２とを接続させているが、ベルトＷに接触杆１を押し当てても何ら強度的に問題が生じないようになっており、杆長手方向に負荷した圧縮荷重により生じる起歪体４の弾性変形の量も僅かである。
本実施の形態では、起歪体４、第一の接続ブロック５、第二の接続ブロック６の夫々を別部材構成にしているが、起歪体４を第一の接続ブロック５と第二の接続ブロック６と一体に削り出し成形しても良い。また、接触杆１及び支持杆２への接続は、溶接、融接、螺着等、強固に接続されていれば何れでも良い。
【００１２】
このように構成された圧縮荷重検出手段は、張架状態のベルトＷに接触杆１を押し当てることで、杆長手方向に負荷した圧縮荷重により起歪体４が弾性変形し、その弾性変形により起歪体４に貼着した歪ゲージ３ａの抵抗値が変化することで、ホイートストンブリッジ３から圧縮荷重に応じた電気信号が出力する。
【００１３】
ベルト撓み角検出手段は、中央が接触杆１の上部に挿嵌されて接触杆１からその直交方向に延設された角棒状の支持部材７と、その支持部材７の底面両端で接触杆１の軸心から夫々等しい距離となる位置から接触杆１の先端より突出しないように夫々垂設された一対のマイクロスイッチ８ａ、８ｂを備える。
【００１４】
このように構成されたベルト撓み角検出手段は、張架状態のベルトＷに接触杆１を押し当て、接触杆１の先端部分を最深部としたＶ字状にベルトＷを撓ませて、双方のマイクロスイッチ８ａ、８ｂがベルトＷに圧接して閉成したときが、所定のベルト撓み角度に達したこととしている。そのため、双方のマイクロスイッチ８ａ、８ｂは電気的にアンド接続されている。
ここでベルト撓み角度とは、図３に示すように、Ｖ字状に撓んだベルトＷにおいて最深部に接する仮想水平線を基準にしたベルトＷの仰角θである。
【００１５】
ベルト張力演算手段は、図２において、ホイートストンブリッジ３からの圧縮荷重に応じた電気信号を取得し、その電気信号を増幅する増幅回路９と、この増幅回路９で増幅した電気信号からノイズ成分を除去するフィルタ回路１０と、そのノイズ成分が除去された電気信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１１と、そのＡ／Ｄ変換器１１で変換されたディジタル信号のパルス数からベルトＷの張力値を算出すると共にベルト張力値報知手段である液晶パネル等の表示器１６にベルトＷの張力値を表示するマイクロコンピュータ（以下単にマイコンという）とを備え、支持杆２に取り付けられている。なお、表示器１６は、ベルト張力演算手段、ベルト張力値保持手段等の制御系構成部と共に支持杆２に取り付けられているが、表示器１６のみを別体に構成してケーブルで接続しても良い。
【００１６】
上述したマイコンは、Ａ／Ｄ変換器１１との接続部であるＩ／Ｏポート１２と、ベルト張力値保持手段であるメモリ１３と、ＣＰＵ１４とを有しており、これらをバス１５で接続されてなる。マイコンは、Ａ／Ｄ変換器１１の出力値によりベルトＷの張力値を算出し、この算出した張力値は表示器１６に逐次表示される。
【００１７】
変換されたベルトＷの張力値は、上述したように表示器１６に逐次表示されるが、双方のマイクロスイッチ８ａ、８ｂが閉成した時点のベルトＷの張力値がメモリ１３に記憶され、そのメモリ１３に記憶されたベルトＷの張力値が表示器１６に表示された状態（継続的な表示）となる。このとき、双方のマイクロスイッチ８ａ、８ｂが閉成した旨も表示して、測定が完了したことを報知することが好ましい。
このベルトＷの張力値の継続的な表示は、マイコンに接続され支持杆２に設けられたクリア釦１７を押動することで、その表示が消えると共に、その張力値がメモリ１３から消去されるようになっている。
【００１８】
次に、以上のように構成された実施の形態１にかかるベルト張力計測装置による測定作業について説明する。
【００１９】
まず、作業者は、クリア釦１７を押動してメモリ１３を初期化し、支持杆２の頂部に設けた把持用の取っ手を把持して、被測定物であるベルトＷに対して略垂直となるように接触杆１を当接し押し込んでいく。
【００２０】
図３に示すように、接触杆１に押されたベルトＷはＶ字状に撓んでいき、これと同時に、圧縮荷重検出手段が接触杆１の杆長手方向に負荷した圧縮荷重に応じた電気信号を出力し、ベルト張力演算手段が、その電気信号からベルトＷの張力を逐次算出する。表示器１６は、この算出した張力値を逐次表示する。
【００２１】
Ｖ字状に撓んだベルトの底部における接線に対して接触杆１が略垂直で、且つ、所定のベルト撓み角度に達したとき、双方のマイクロスイッチ８ａ、８ｂが閉成し、それをトリガーにして、その時点のベルトＷの張力値をメモリ１３に記憶する。
表示器１６は、そのメモリ１３に記憶したベルトＷの張力値を継続的に表示し、作業者はそのベルトＷの張力値を読み取ることで、一連の測定作業が終了する。
図３は、起歪体４が撓んでいる状態を図示したが、実際は僅かな撓みであり、図３は誇張して表現してある。
【００２２】
このように実施の形態１にかかるベルト張力計測装置は、ベルトＷが１本掛けの場合でも正確にベルトＷの張力を測定できる。しかも、接触杆１をベルトＷに押し込んでいくだけで、ベルトＷの張力が計測できるため、操作が極めて簡単で使い勝手が良い。
なお、実施の形態１にかかるベルト撓み角検出手段は、マイクロスイッチ８ａ、８ｂを用いたものを例示したが、差動トランス等の他の接触型スイッチでも良く、また、近接スイッチや反射型光センサ等の非接触型スイッチでも良い。
【００２３】
また、実施の形態１ではベルト張力値保持手段であるメモリ１３を備えてベルトＷの張力値を継続的に表示させたものを例示したが、そのメモリ１３を廃して単純にベルト張力を表示できるようにしても良い。この場合、双方のマイクロスイッチ８ａ、８ｂが閉成した旨も表示して、正常な測定値であることを報知することが好ましい。
【００２４】
（実施の形態２）
実施の形態２にかかるベルト張力計測装置は、図４に示すように、実施の形態１で例示したベルト撓み角検出手段の他の態様を例示しており、実施の形態１と共通する構成部は同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００２５】
ベルト撓み角検出手段は、接触杆１の先端部に一端が軸支され接触杆１を挟んで対向配置された長手方向に揺動可能な一対のリンク１８と、一対のリンク１８の下面に当接可能に接触杆１の先端部から突設されリンク１８の垂れ下がりを防止する一対のストッパ２２と、一対のリンク１８の夫々の他端に軸支され底面１９ａがベルトＷの仰角θと同じ傾斜角で形成されると共にベルト張架方向に連通する第一光路孔１９ｂが側面に設けられた一対のブロック状の接触子１９と、その一対の接触子１９の一方に設けられた投光素子２０ａ及び接触子１９の他方に設けられた受光素子２０ｂからなる光電スイッチとを備える。
【００２６】
上述した夫々の接触子１９は、リンク１８を介して、接触杆１の移動方向に独立して移動可能になっていると共に、夫々の第一光路孔１９ｂの孔中心線同士が揃う位置、すなわち、接触子１９の底面１９aがベルトＷに面接触する位置に夫々の接触子１９が位置して投光素子２０ａからの照射光が双方の第一光路孔１９ｂを通って受光素子２０ｂに受光されたときに所定のベルト撓み角度となるようになっている。接触杆１の中途部には、照射光が接触杆１で遮光されないように、第二光路孔１ａが設けられている。
【００２７】
実施の形態２では、所定のベルト撓み角度のときに第一光路孔１９ｂと第二光路孔１ａとで水平方向の光路を形成したものを例示しているが、所定のベルト撓み角度に達したことが検出可能であれば光路は傾斜していても良い。また、光電スイッチの他にレーザー変位センサ等の透過型センサを用いても良い。レーザー光のような指向性の高いセンサを用いた場合、第一光路孔１９ｂを介さずに接触子１９の底面１９ａを除いた何れかの側面に設けても良い。
【００２８】
このように構成されたベルト撓み角検出手段は、張架状態のベルトＷに接触杆１を押し当て、接触杆１の先端部分を最深部としたＶ字状にベルトＷを撓ませると同時にベルトＷに接触した双方の接触子１９が移動して、第一光路孔１９ｂと第二光路孔１ａとで水平方向の光路を形成した時点で光電スイッチが閉成して、所定のベルト撓み角度に達したこととしている。
この実施の形態２にかかるベルト張力計測装置による測定作業は、実施の形態１と同一であるため説明を省略する。
【００２９】
以上、本実施の形態にかかるベルト張力計測装置を説明したが、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
例えば、本実施の形態では、把持用の取っ手（図示せず）を設けて手持ち可能なベルト張力計測装置を例示したが、ロボットやその他の産業機械に組み込んでも良いものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施の形態１にかかるベルト張力計測装置の要部の一部切欠した正面図である。
【図２】制御回路図である。
【図３】図１に続く動作状態の正面図である。
【図４】実施の形態２にかかるベルト張力計測装置の正面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    接触杆
１ａ    第二光路孔
２    支持杆
３    ホイートストンブリッジ
３ａ    歪ゲージ
４    起歪体
５    第一の接続ブロック
６    第二の接続ブロック
７    支持部材
８ａ、８ｂ    マイクロスイッチ
９    増幅回路
１０    フィルタ回路
１１    ＡＤ変換器
１２    Ｉ／Ｏポート
１３    メモリ
１４    ＣＰＵ
１５    バス
１６    表示器
１７    クリア釦
１８    リンク
１９    接触子
１９ａ    底面
２０ａ    投光素子
２０ｂ    受光素子
２１    保護カバー
２２    ストッパ
Ｗ    ベルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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