(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端帯状の金属リングの湾曲及び幅形状を検査する金属リングの形状検査装置であって、
前記金属リングを掛け亘して回動自在に支持する少なくとも一対の支持ローラと、
両支持ローラ間に延在して一方の弦を形成する金属リングの延在部を、所定の距離に亘って該金属リングの一側端縁を露出させて直線状にクランプするクランプ手段と、
該クランプ手段によってクランプされた露出する金属リングの一側端縁に摺接する接触子を備えて該金属リングの延在方向に沿って移動しつつ該接触子の変位量に基づく検出信号を出力する検出手段と、
該検出手段の検出信号に基づいて金属リングの形状を測定する測定手段とを備えることを特徴とする金属リングの形状検査装置。
【請求項２】
前記支持ローラを介して金属リングを所定距離ずつ間欠的に回動させるローラ駆動手段と、
該ローラ駆動手段による金属リングの停止時に前記クランプ手段を駆動して金属リングをクランプし、該ローラ駆動手段による金属リングの回動時に前記クランプ手段による金属リングのクランプを解除するクランプ駆動手段と、
該クランプ駆動手段による金属リングのクランプ時に前記検出手段を該金属リングに沿って移動させる移動手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の金属リングの形状検査装置。
【請求項３】
前記クランプ手段によりクランプされる金属リングの前記延在部に並行して延びる他の延在部を外方に引っ張ることにより該金属リングに張力を付与する張力付与手段を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の金属リングの形状検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無端帯状の金属リングの湾曲及び幅形状を検査する金属リングの形状検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、無段変速機に採用される動力伝達用のベルトにおいては、環状に積層配列された複数のエレメントを一体に結束するために、無端帯状の複数の金属リングを積層してなる積層リングが用いられる。この種の積層リングを構成する金属リングは、所定の周長となるようにリング径を拡張する圧延工程が行なわれ、その後、時効・窒化処理を経て所定の数量に積層される。
【０００３】
しかし、前記金属リングは、前記圧延工程を行なった際に、一方側の周縁と他方側の周縁とに周長差が生じてテーパ状に形成されることがある。即ち、前記圧延工程においては、一対のローラに金属リングを掛け亘すことによって該金属リングに一定の張力を付与した状態で該金属リングの径を拡張する。このとき、例えば、各ローラが夫々の軸の一端側でのみ（所謂片持ちで）軸支されているため、各軸が金属リングの応力を受けて各軸の他端側が互いに接近する方向に傾くことがある。そして、圧延時に軸が傾いたローラによって支持された金属リングは、前述のようにテーパ状に形成されてしまう。また、この種の金属リングにおいては、テーパ状である場合以外にも、バリや打こんによる凹凸が形成されていることもある。
【０００４】
このようにテーパ状或いはバリや凹凸を有する金属リングは、前記積層リングを形成するとき、各金属リングにおける両側周縁の周長の違いや歪みによって各金属リング間に隙間等が生じて積層精度が低く、無段変速機用ベルトに使用した場合にはベルトに振れが生じて確実な動力伝達が行なえない不都合がある。そこで、無段変速機用ベルトの組立てに先立って、金属リングの形状を検査して不良な金属リングを排除することが行なわれる。
【０００５】
従来、金属リングの形状を検査する装置としては、特公平５−５０６８４号公報に見られるものが知られている。この種の装置は、金属リングを掛け亘してモータの駆動により回動させる一対のローラと、両ローラ間に掛け亘された金属リングを介してその幅方向に対向する一対の変位センサとを備えている。そして、両ローラによって金属リングを回動させたときの該金属リングの両端縁の変位を両変位センサにより検出し、このとき検出された変位量に基づいて金属ベルトの歪み度を測定する。
【０００６】
しかし、この種の装置によると、モータから発生する振動等が前記ローラを介して回動中の金属リングに伝達され、また、回動させることによって両ローラに対する金属リングの位置ずれが生じ、両変位センサによる両端縁の変位の検出が安定した状態で行なえないために測定誤差が生じる不都合がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
かかる不都合を解消して、本発明は、金属リングの形状の高精度な測定を容易に行なうことができる構造簡単な金属リングの形状検査装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、無端帯状の金属リングの湾曲及び幅形状を検査する金属リングの形状検査装置であって、前記金属リングを掛け亘して回動自在に支持する少なくとも一対の支持ローラと、両支持ローラ間に延在して一方の弦を形成する金属リングの延在部を、所定の距離に亘って該金属リングの一側端縁を露出させて直線状にクランプするクランプ手段と、該クランプ手段によってクランプされた露出する金属リングの一側端縁に摺接する接触子を備えて該金属リングの延在方向に沿って移動しつつ該接触子の変位量に基づく検出信号を出力する検出手段と、該検出手段の検出信号に基づいて金属リングの形状を測定する測定手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、先ず、各支持ローラに金属リングを掛け亘す。次いで、両支持ローラ間に延在して一方の弦を形成する金属リングの延在部を前記クランプ手段によりクランプする。該クランプ手段は、該金属リングの一側端縁を露出させて直線状に所定距離に亘ってクランプする。これによって、例えば、金属リングの両端縁に周長差が生じていて幅方向にテーパ状に変形していた場合には、前記クランプ手段によってクランプされて露出する部分の金属リングが湾曲して固定される。
【００１０】
続いて、前記検出手段をクランプされた金属リングに沿って移動させることにより、クランプされて露出する金属リングの一側端縁に沿って前記接触子が摺接移動する。これにより、該検出手段は、クランプされた部分の金属リングの一側端縁の変位を出力する。このとき、クランプされて露出する部分の金属リングが湾曲している場合には前記接触子に変位差が生じ、該検出手段から出力された変位差に基づいて前記測定手段が金属リングの一側端縁の湾曲形状を測定する。
【００１１】
そして、金属リングを支持ローラに沿って回動させて前記クランプ手段によるクランプ及び前記検出手段による変位検出を繰り返すことで、前記測定手段による金属リング全周の湾曲形状の測定が行なえ、湾曲が大である金属を不良品として排除することができる。
【００１２】
このように、本発明によれば、前記クランプ手段によって停止（固定）された状態の金属リングに対して前記検出手段を移動させることによって、該金属リングの部分的な湾曲やテーパ形状等の測定が行なえるので、金属リングを回動させつつ測定する従来の装置に比して振動や位置ずれの影響を受けることのない高精度な金属リングの形状測定を行なうことができる。
【００１３】
また、本発明においては、前記支持ローラを介して金属リングを所定距離ずつ間欠的に回動させるローラ駆動手段と、該ローラ駆動手段による金属リングの停止時に前記クランプ手段を駆動して金属リングをクランプし、該ローラ駆動手段による金属リングの回動時に前記クランプ手段による金属リングのクランプを解除するクランプ駆動手段と、該クランプ駆動手段による金属リングのクランプ時に前記検出手段を該金属リングに沿って移動させる移動手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、前記クランプ手段によりクランプされた位置の金属リングに対してその形状の測定が行なわれた後、先ず、前記クランプ駆動手段によって金属リングのクランプが解除されて、前記ローラ駆動手段によって金属リングが回動される。そして、該ローラ駆動手段によって金属リングが所定距離回動されたとき、該金属リングの回動が停止され、前記クランプ駆動手段によってクランプ手段が駆動されて金属リングがクランプされると共に、前記移動手段により移動された検出手段による変位量の検出が行なわれる。このように、前記ローラ駆動手段による金属リングの回動と、前記クランプ駆動手段による金属リングのクランプ及び前記移動手段の移動による検出手段の検出作業を複数回繰り返すだけで、金属リングの全周に亘って前記測定手段による測定作業を行なうことができる。これにより、装置の構造を簡単として、しかも、迅速な測定を行なうことができ、検査作業の効率を向上させることができる。
【００１５】
また、本発明においては、前記クランプ手段によりクランプされる金属リングの前記延在部に並行して延びる他の延在部を外方に引っ張ることにより該金属リングに張力を付与する張力付与手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
前記支持ローラ間に掛け亘された金属リングに該張力付与手段によって張力を付与することにより、クランプ手段によってクランプされる位置の金属リングの撓み等を確実に除去することができ、クランプされた金属リングに対する形状測定をより高精度に行なうことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態の装置の説明的平面図、図２は図１におけるII−II線断面説明図、図３は本実施装置の一部の作動を示す説明図である。
【００１８】
本実施形態の検査装置１は、図１に示すように、本体ベース２と、該本体ベース２上に金属リング３を回動自在に支持する支持手段４と、該支持手段４によって支持された金属リング３をクランプするクランプ手段５とを備えている。また、図１及び図２に示すように、前記クランプ手段５の上方位置には、前記本体ベース２上に起立して設けられた支持フレーム６を介して変位センサ７が設けられている。
【００１９】
前記支持手段４は、金属リング３を掛け亘して支持する一対の支持ローラ８，９と、両支持ローラ８，９に支持された金属リング３に張力を付与するテンションローラ１０とによって構成されている。一方の支持ローラ８は、本体ベース２の下方に支持されたローラ駆動手段である駆動モータ１１の回転軸１２に連結されており、他方の支持ローラ９は本体ベース２に回転自在に軸支されている。また、両支持ローラ８，９の間には、両支持ローラ８，９によって支持された金属リング３に張力を付与する張力付与手段であるテンションローラ１０が設けられている。該テンションローラ１０は、両支持ローラ８，９の軸線を結ぶ直線に対して直交する方向に移動自在の可動プレート１３に回転自在に軸支されており、金属リング３の内周面に当接される。前記可動プレート１３は、図示しないシリンダに連結されており、該シリンダの駆動によって該可動プレート１３を介してテンションローラ１０を移動させるようになっている。
【００２０】
前記クランプ手段５は、図１に示すように、両支持ローラ８，９に支持された金属リング３の内側に位置して両支持ローラ８，９の軸線を結ぶ直線に対して直交する方向に移動自在の第１把持ブロック１４と、該第１把持ブロック１４に金属リング３を介して対向して前記本体ベース２に固設された第２把持ブロック１５とを備えている。前記第１把持ブロック１４は、本体ベース２上に支持されたクランプ駆動手段であるシリンダ１６のピストンロッド１７に連結されており、図２に示すように、該ピストンロッド１７の収縮によって金属リング３を介して第２把持ブロック１５に圧接する。
【００２１】
また、第１把持ブロック１４と第２把持ブロック１５とは、図１に示すように、両支持ローラ８，９間において一方の弦を形成して延在する金属リング３の一方側の延在部３ａに対応する位置に設けられ、該延在部３ａに沿って金属リング３の全周長の３／１以上の長さを有する形状に形成されている。更に、第１把持ブロック１４と第２把持ブロック１５とは、図２に示すように、金属リング３をクランプしたときに、該金属リング３の略下半部に圧接して該金属リング３の略上半部が露出するように設けられている。
【００２２】
前記変位センサ７は、本発明の検出手段を構成するものであって、図２に示すように、センサ本体１８と、該センサ本体１８に伸縮自在に挿着されて図示しないスプリング等により伸長方向に付勢されている伸縮ロッド１９と、該伸縮ロッド１９の先端（図中下端）に連設された接触子２０とによって構成されている。また、該接触子２０は、金属リング３の上縁に当接する当接ローラ２１と該当接ローラ２１を回転自在に支持するローラホルダ２２とによって構成されている。
【００２３】
該変位センサ７は、図１に示すように、前記支持フレーム６に支持された移動手段２３によって、金属リング３の前記延在部３ａに沿って往復移動される。該移動手段２３は、変位センサ７の移動方向に沿って延設されたレール２４と、該レール２４に沿って摺動自在のスライダ２５と、該スライダ２５に螺合部材２６（図２参照）を介して螺合して前記レール２４に沿って延設されたボールネジ２７と、該ボールネジ２７を回転駆動するモータ２８とによって構成されている。更に、前記レール２４及びボールネジ２７はその両端部が両支持ローラ８，９の外方まで延出されており、この延出部分に前記スライダ２５を移動させることによって金属リング３の上方から変位センサ７を退避させる退避部２９が形成されている。
【００２４】
また、前記変位センサ７は、図２に示すように、前記接触子２０の変位量に応じた検出信号をリード線３０を介して出力する。このとき該変位センサ７からの出力信号は図示しない測定手段に送られる。該測定手段においては変位センサ７による検出信号に基づいて金属リング３の形状に対応する検査データが算出され、該検査データを基に金属リング３の良・不良が判断できるようになっている。
【００２５】
次に、以上の構成による本実施形態の検査装置１の作動を説明する。図１を参照すれば、先ず、前記変位センサ７を退避部２９に位置させ、前記クランプ手段５の両把持ブロック１４，１５を離間させ、更に、前記テンションローラ１０を内側に移動させておいて、前記金属リング３を両支持ローラ８，９に掛け亘す。
【００２６】
次いで、前記テンションローラ１０が金属リング３の外側方向に移動することにより、金属リング３に張力が付与される。続いて、クランプ駆動手段である前記シリンダ１６によってピストンロッド１７が収縮され、図２に示すように、第１把持ブロック１４と第２把持ブロック１５との間に金属リング３の延在部３ａがクランプされる。
【００２７】
次いで、前記変位センサ７が移動手段２３によって金属リング３の上方に移動し、図２に示すように、該変位センサ７の接触子２０を構成する当接ローラ２１が、金蔵リング３のクランプされている延在部３ａの上縁に当接される。そして、更に変位センサ７が移動手段２３によって移動されることによって、図１に示すように、クランプされている延在部３ａの上縁に沿って移動され、そのときの接触子２０の変位が出力されて前記測定手段へ送られる。
【００２８】
ここで、図３を参照して変位センサ７による変位検出を詳しく説明する。図３においては、説明の便宜を図るために金属リング３の幅方向の湾曲を誇張して示している。前記変位センサ７が、金属リング３の上端に沿って移動すると、その移動に従って図中仮想線示するように接触子２０が金属リング３の湾曲形状に沿って変位する。このときの変位量ａ，ｂが前記測定手段に入力されることによって、該測定手段においては、接触子２０の変位に対応する曲率が算出される。この時点で算出された曲率が極めて大きい場合には、金属リング３の全周の形状を確認するまでもなく、金属リング３が比較的大きなテーパ形状を有しているとして該金属リング３を即座に排除することができる。更に、図示のような湾曲形状以外に、例えば、金属リング３の端縁にバリが形成されていたり、凹凸が形成されていた場合であっても、同じように接触子２０に変位差が生じるので、測定手段によって不良金属リング３が確認でき、不良金属リング３を排除することができる。
【００２９】
また、このような局部的な不良がなくても、金属リング３の全周の湾曲状態から容易に不良を確認することができる。即ち、図１を参照すれば、まず、前記変位センサ７を前記退避部２９に移動させ、前記クランプ手段５の第１把持ブロック１４を前記シリンダ１６の駆動によって第２把持ブロック１５から離間させる。次いで、前記駆動モータ１１により一方の支持ローラ８を回転させることによって金属リング３を所定の距離だけ回動させる。本実施形態においては、駆動モータ１１による金属リング３の回動距離が該金属リング３の周長の約１／３に相当するように設定されている。そして、再び前記クランプ手段５によって金属リング３をクランプすると共に、前記変位センサ７の移動による金属リング３の変位を測定する。その後、上述の金属リング３を回動させ、金属リング３の残りの周長の約１／３に相当する部分に対して前記変位センサ７による変位検出を行なう。そして、前記測定手段においては、変位センサ７の検出結果によって得られた曲率を周長に換算し、金属リング３全体の湾曲形状を算出する。これによって、金属リング３の良否を正確且つ迅速に検査することができる。なお、該測定手段によって測定される金属リング３全体の湾曲形状は変位センサ７の検出結果から求めた曲率に基づくものであるので、曲率のみを確認して金属リング３の良否を検査してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の検査装置を示す説明的平面図。
【図２】図１におけるII−II線断面説明図。
【図３】本実施装置の一部の作動を示す説明図。
【符号の説明】
１…検査装置、３…金属リング、３ａ…延在部、５…クランプ手段、７…変位センサ（検出手段）、８，９…支持ローラ、１０…テンションローラ（張力付与手段）、１１…駆動モータ（ローラ駆動手段）、１６…シリンダ（クランプ駆動手段）、２０…接触子、２３…移動手段。
【図１】
0003681618.tif 000002
【図２】
0003681618.tif 000003
【図３】
0003681618.tif 000004