(57)【要約】【課題】  一対の回転体間に帯状の伝達部材が架設された伝達機構におけるうなりの発生を防止することが可能なうなり制御装置を提供する。【解決手段】  うなり制御装置１は、駆動モータ１０７により駆動される駆動プーリ１０１と、回転自在に支持された従動プーリ１０３と、駆動プーリ１０１及び従動プーリ１０３間に架設され駆動モータ１０７の駆動力を伝達する歯付きベルト１０５とを備える伝達機構１００で発生するうなりを抑制する。うなり制御装置１は、駆動モータ１０７の回転数指令値に基づいて、駆動プーリ１０１と歯付きベルト１０５とが噛み合う際に生じる噛み合い音の周波数を取得し、該噛み合い音の周波数と歯付きプーリ１０５の振動音の周波数との偏差が所定範囲内（例えば２０Ｈｚ以下）にある場合には、うなりが発生すると予測して、駆動モータ１０７の回転数を変更する。【選択図】  図３
2014159832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動部により駆動される駆動回転体と、回転自在に支持された従動回転体と、前記駆動回転体及び前記従動回転体間に架設されて駆動力を伝達する帯状の伝達部材とを備える伝達機構において発生するうなりを制御するうなり制御方法であって、
前記駆動部の回転数に基づいて前記伝達機構のうなりの発生の有無を予測する予測ステップと、
前記予測ステップにおいてうなりが発生すると予測された場合に、前記駆動部の回転数を変更する変更ステップと、を備えることを特徴とするうなり制御方法。
【請求項２】
前記予測ステップでは、前記駆動回転体と前記帯状の伝達部材とが噛み合う際に生じる噛み合い音の周波数を、前記駆動部の回転数に基づいて取得し、前記噛み合い音の周波数と前記帯状の伝達部材から発せられる振動音の周波数との偏差が所定範囲内にある場合に、うなりが発生すると予測することを特徴とする請求項１に記載のうなり制御方法。
【請求項３】
前記予測ステップでは、前記帯状の伝達部材の張力に基づいて、前記振動音の周波数を演算することを特徴とする請求項２に記載のうなり制御方法。
【請求項４】
前記伝達機構の運転中に前記帯状の伝達部材の温度を検出する温度検出ステップをさらに備え、
前記予測ステップでは、前記温度検出ステップにおいて検出された温度に基づいて、前記帯状の伝達部材の張力を補正することを特徴とする請求項３に記載のうなり制御方法。
【請求項５】
前記変更ステップでは、うなりが発生すると予測される場合に、前記偏差が前記所定範囲外になるように前記駆動部の回転数を変更することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のうなり制御方法。
【請求項６】
前記伝達機構は、１以上の前記駆動回転体と、２以上の前記従動回転体と、を有しており、
前記予測ステップでは、前記駆動回転体と前記帯状の伝達部材とが噛み合う際に生じる噛み合い音の周波数を、前記駆動部の回転数に基づいて取得し、前記噛み合い音の周波数と前記帯状の伝達部材から発せられる複数の振動音それぞれの周波数との偏差の内、少なくとも１つ以上の偏差が所定範囲内にある場合に、うなりが発生すると予測し、
前記変更ステップでは、うなりが発生すると予測された場合に、前記所定範囲内にある前記偏差のうち１つ以上の偏差が、前記所定範囲外になるように前記駆動部の回転数を変更することを特徴とする請求項５に記載のうなり制御方法。
【請求項７】
前記変更ステップでは、前記噛み合い音の周波数と、マスキング曲線のマスキング量が最大になる周波数とが一致するように前記駆動部の回転数を変更することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のうなり制御方法。
【請求項８】
駆動部により駆動される駆動回転体と、回転自在に支持された従動回転体と、前記駆動回転体及び前記従動回転体に架設されて駆動力を伝達する帯状の伝達部材とを備える伝達機構において発生するうなりを制御するうなり制御方法であって、
前記伝達機構の運転中に音響センサによって取得される該伝達機構の動作音に基づいて、該伝達機構のうなりを検出するうなり検出ステップと、
前記うなり検出ステップにおいてうなりが検出された場合に、前記駆動部の回転数を変更する変更ステップと、を備えることを特徴とするうなり制御方法。
【請求項９】
前記伝達機構の運転中に前記伝達機構が発生する振動の振動周波数を検出する振動検出ステップをさらに備え、
前記予測ステップでは、前記振動検出ステップにおいて検出された振動周波数を考慮して、うなりの発生を検出することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のうなり制御方法。
【請求項１０】
前記駆動部の回転数が変更される際に、事前に変更予定の回転数を表示する表示ステップをさらに備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のうなり制御方法。
【請求項１１】
駆動部により駆動される駆動回転体と、回転自在に支持された従動回転体と、前記駆動回転体及び前記従動回転体間に架設されて駆動力を伝達する帯状の伝達部材とを備える伝達機構において発生するうなりを制御するうなり制御装置であって、
前記駆動部の回転数に基づいて前記伝達機構のうなりの発生の有無を予測する予測部と、
前記予測部によりうなりが発生すると予測された場合に、前記駆動部の回転数を変更する変更部と、を備えることを特徴とするうなり制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の回転体間に帯状の伝達部材が架設された伝達機構で発生するうなりを制御するうなり制御方法、及びうなり制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、工作機械や搬送機械等では、例えば、一対の歯付きプーリ（回転体）間に架設される歯付きベルト（帯状の伝達部材）により、駆動モータ等からの駆動力を伝達する動力伝達機構が用いられている。このような動力伝達機構の一例として、特許文献１には、歯付きベルト伝動装置が開示されている。
【０００３】
特許文献１記載の歯付きベルト伝動装置は、駆動側歯付きプーリと、従動側歯付きプーリと、両プーリ間に架設された歯付きベルトとを備えている。また、この歯付きベルト伝動装置には、駆動側及び従動側プーリそれぞれに対向して駆動側押圧ローラ及び従動側押圧ローラが設けられており、これらの押圧ローラによって、歯付きベルトが駆動側及び従動側歯付きプーリにその歯合し始める位置で圧接されている。
【０００４】
この歯付きベルト伝動装置では、駆動側押圧ローラ及び従動側押圧ローラが、自由走向時に生じる歯付きベルトのあばれを抑制し、駆動側プーリ及び従動側プーリと、歯付きベルトとの間で生じる衝撃音（噛み合い音）を低減させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３１１３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、特許文献１記載の歯付きベルト伝動装置によれば、歯付きベルトと歯付きプーリの噛み合い時の衝撃音（噛み合い音）を減少させることができる。しかしながら、歯付きベルトと歯付きプーリで動力を伝達する伝達機構では、噛み合い音の他に、ベルトの振動音も発生する。さらに、上記噛み合い音及び振動音の基本周波数、あるいはその倍音の周波数同士が近接すると、共振によって音が大きくなるだけでなく、うなり異音（以下単に「うなり」という）が発生し、操作者に不快感を与えるおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、一対の回転体間に帯状の伝達部材が架設された伝達機構におけるうなりの発生を防止することが可能なうなり制御方法、及びうなり制御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】
【０００８】
本発明に係るうなり制御方法は、駆動部により駆動される駆動回転体と、回転自在に支持された従動回転体と、駆動回転体及び従動回転体間に架設されて駆動力を伝達する帯状の伝達部材とを備える伝達機構において発生するうなりを制御するうなり制御方法であって、駆動部の回転数に基づいて伝達機構のうなりの発生の有無を予測する予測ステップと、予測ステップにおいてうなりが発生すると予測された場合に、駆動部の回転数を変更する変更ステップとを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るうなり制御方法によれば、駆動部の回転数に基づいてうなりの発生の有無が予測される。そして、うなりが発生すると予測された場合には、駆動部の回転数が変更される。その結果、うなりの発生を防止することが可能となる。
【００１０】
本発明に係るうなり制御方法では、予測ステップにおいて、駆動回転体と帯状の伝達部材とが噛み合う際に生じる噛み合い音の周波数を、駆動部の回転数に基づいて取得し、噛み合い音の周波数と帯状の伝達部材から生じる振動音の周波数との偏差が所定範囲内にある場合に、うなりが発生すると予測することが好ましい。
【００１１】
この場合、駆動部の回転数に基づいて、駆動回転体と帯状の伝達部材とが噛み合う際に生じる噛み合い音の周波数が取得される。そして、噛み合い音の周波数と帯状の伝達部材の振動音の周波数との偏差が所定範囲内にある場合に、うなりが発生すると予測される。そのため、より確実にうなりの発生を予測することができる。
【００１２】
本発明に係るうなり制御方法では、予測ステップにおいて、帯状の伝達部材の張力に基づいて、振動音の周波数を演算することが好ましい。このようにすれば、帯状の伝達部材の振動音の周波数を適確に取得することができる。
【００１３】
本発明に係るうなり制御方法は、伝達機構の運転中に帯状の伝達部材の温度を検出する温度検出ステップをさらに備え、予測ステップにおいて、温度検出ステップで検出された温度に基づいて、帯状の伝達部材の張力を補正することが好ましい。このようにすれば、伝達機構の運転中に、帯状の伝達部材自体の温度変化により張力が変化した場合であっても、当該張力を補正することができる。よって、帯状の伝達部材の振動音の周波数をより適確に取得することができる。その結果、うなりの発生をより確実に予測し、抑制するが可能となる。
【００１４】
本発明に係るうなり制御方法では、うなりが発生すると予測される場合に、変更ステップにおいて、偏差が所定範囲外になるように駆動部の回転数を変更することが好ましい。このようにすれば、噛み合い音の周波数と振動音の周波数との偏差が上記所定範囲から外れるように駆動部の回転数が変更される。よって、うなりの発生を確実に防止することができる。
【００１５】
本発明に係るうなり制御方法では、伝達機構が、１以上の駆動回転体と、２以上の従動回転体とを有しており、予測ステップにおいて、駆動回転体と帯状の伝達部材とが噛み合う際に生じる噛み合い音の周波数を、駆動部の回転数に基づいて取得し、噛み合い音の周波数と帯状の伝達部材から発せられる複数の振動音それぞれの周波数との偏差の内、少なくとも１つ以上の偏差が所定範囲内にある場合に、うなりが発生すると予測し、うなりが発生すると予測された場合に、変更ステップにおいて、所定範囲内にある偏差のうち１つ以上の偏差が、所定範囲外になるように駆動部の回転数を変更することが好ましい。
【００１６】
このようにすれば、伝達機構が、１以上の駆動回転体と、２以上の従動回転体とを有して構成されている場合であっても、うなりの発生を防止することができる。
【００１７】
本発明に係るうなり制御方法では、変更ステップにおいて、噛み合い音の周波数と、マスキング曲線のマスキング量が最大になる周波数とが一致するように駆動部の回転数を変更することが好ましい。このようにすれば、所謂マスキング効果を利用して、例えば操作者がうなりを聴覚的に認識し難くなるように駆動部の回転数を変更することができる。
【００１８】
本発明に係るうなり制御方法は、駆動部により駆動される駆動回転体と、回転自在に支持された従動回転体と、駆動回転体及び従動回転体に架設されて駆動力を伝達する帯状の伝達部材とを備える伝達機構において発生するうなりを制御するうなり制御方法であって、伝達機構の運転中に音響センサによって取得される該伝達機構の動作音に基づいて、該伝達機構のうなりを検出するうなり検出ステップと、検出ステップにおいてうなりが検出された場合に、駆動部の回転数を変更する変更ステップとを備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係るうなり制御方法によれば、伝達機構の使用環境の変化等によってうなりが発生した場合であっても、該うなりを確実に抑えることが可能となる。
【００２０】
本発明に係るうなり制御方法は、伝達機構の運転中に伝達機構が発生する振動の振動周波数を検出する振動検出ステップをさらに備え、予測ステップにおいて、振動検出ステップで検出された振動周波数を考慮して、うなりの発生を検出することが好ましい。この場合、伝達機構の振動周波数を考慮することにより、伝達機構の振動とのうなりをも検出してその発生を抑制することができる。
【００２１】
本発明に係るうなり制御方法は、駆動部の回転数が変更される際に、事前に変更予定の回転数を表示する表示ステップをさらに備えることが好ましい。
【００２２】
この場合、駆動部の回転数が変更される際に、変更予定の回転数が事前に表示される。よって、操作者に対して、変更予定の回転数を事前に認識させることができる。
【００２３】
本発明に係るうなり制御装置は、駆動部により駆動される駆動回転体と、回転自在に支持された従動回転体と、駆動回転体及び従動回転体間に架設されて駆動力を伝達する帯状の伝達部材とを備える伝達機構において発生するうなりを制御するうなり制御装置であって、駆動部の回転数に基づいて伝達機構のうなりの発生の有無を予測するうなり予測部と、うなり予測部によりうなりが発生すると予測された場合に、駆動部の回転数を変更する回転数変更部とを備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明に係るうなり制御装置によれば、駆動部の回転数に基づいてうなりの発生の有無が予測される。そして、うなりの発生が予測された場合には、駆動部の回転数が変更される。その結果、うなりの発生を防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係るうなり発生制御方法及びうなり制御装置によれば、一対の回転体間に帯状の伝達部材が架設された伝達機構におけるうなりの発生を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施形態に係るうなり制御装置、及び該うなり制御装置が適用された伝達機構の全体構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】伝達機構の構成を示す正面図である。
【図３】第１実施形態に係るうなり制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態に係るうなり制御装置によるうなり防止処理の処理手順（うなり制御方法）を示すフローチャートである。
【図５】噛み合い音と振動音とによるうなりの発生を説明するための図である。
【図６】第２実施形態に係るうなり制御装置の構成を示すブロック図である。
【図７】第２実施形態に係るうなり制御装置によるうなり防止処理の処理手順（うなり制御方法）を示すフローチャートである。
【図８】第３実施形態に係るうなり制御装置の構成を示すブロック図である。
【図９】第３実施形態に係るうなり制御装置によるうなり防止処理の処理手順（うなり制御方法）を示すフローチャートである。
【図１０】マスキング曲線を示すグラフである。
【図１１】第４実施形態に係るうなり制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】第４実施形態に係るうなり制御装置によるうなり防止処理の処理手順（うなり制御方法）を示すフローチャートである。
【図１３】第５実施形態に係るうなり制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】第５実施形態に係るうなり制御装置によるうなり防止処理の処理手順（うなり制御方法）を示すフローチャートである。
【図１５】噛み合い音、振動音、及び機構振動によるうなりの発生を説明するための図である。
【図１６】変形例に係るうなり制御装置が適用される伝達機構の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２８】
（第１実施形態）
まず、図１〜図３を併せて用いて、第１実施形態に係るうなり制御装置１、及びうなり制御装置１が適用された伝達機構１００の構成について説明する。図１は、うなり制御装置１、及びうなり制御装置１が適用された伝達機構１００の全体構成を模式的に示すブロック図である。図２は、伝達機構１００の構成を示す正面図である。図３は、うなり制御装置１の構成を示すブロック図である。
【００２９】
伝達機構１００は、回転力を発生する駆動モータ（電動モータ）１０７と、該駆動モータ１０７と連結され、該駆動モータ１０７により駆動される駆動側の歯付きプーリ（以下「駆動プーリ」という）１０１と、駆動プーリ１０１の回転軸と平行に延在する回転軸を有し、回転自在に支持された従動側の歯付きプーリ（以下、「従動プーリ」という）１０３と、両プーリ１０１，１０３間に架設され、駆動プーリ１０１の回転力を従動プーリ１０３へ伝達する無端の歯付きベルト１０５とを備えて構成されている。ここで、駆動モータ１０７は特許請求の範囲に記載の駆動部に相当し、駆動プーリ１０１は駆動回転体に相当する。また、従動プーリ１０３は従動回転体に相当し、歯付きベルト１０５は帯状の伝達部材に相当する。
【００３０】
伝達機構１００には、伝達機構１００（駆動モータ１０７）を制御するための管理装置２００が接続されている。よって、管理装置２００から回転数の指令値が出力されると、駆動モータ１０７がその回転数で駆動され、駆動プーリ１０１が回転駆動される。そして、駆動プーリ１０１の回転力は、歯付きベルト１０５を介して従動プーリ１０３に伝達される。なお、従動プーリ１０３は、例えば工作機械や搬送機械といった不図示の装置に連結されており、従動プーリ１０３から供給される回転力により当該装置が作動する。なお、管理装置２００は、伝達機構１００自体に設けてもよい。
【００３１】
うなり制御装置１は、回転数モニタリング部３と、うなり発生予測部５と、回転数演算部７と、回転数変更部９とを備えている。ここで、うなり発生予測部５は、特許請求の範囲に記載の予測部として機能し、回転数演算部７及び回転数変更部９は、変更部として機能する。
【００３２】
回転数モニタリング部３は、管理装置２００から出力される電動モータ１０７の回転数指令値を受信する。うなり発生予測部５は、回転数モニタリング部３で受信された回転数指令値（駆動モータ１０７の回転数）に基づき、うなりの発生の有無を予測する。なお、うなりの予測方法の詳細については後述する。
【００３３】
回転数演算部７は、うなり発生予測部５によりうなりが発生すると予測された場合に、うなりが発生しない回転数（推奨回転数）を演算して求める。なお、詳細については後述する。回転数変更部９は、回転数演算部７により求められたうなりが発生しない回転数（推奨回転数）を、駆動モータ１０７に出力することにより、駆動モータ１０７の回転数を変更する。なお、回転数変更部９が、駆動モータ１０７に代えて、管理装置２００に対して推奨回転数を出力し、管理装置２００が、駆動モータ１０７に対して推奨回転数を出力する構成としてもよい。
【００３４】
次に、図４を参照しつつ、うなり制御装置１の動作について説明する。ここで、図４は、うなり制御装置１によるうなり防止処理の処理手順（うなり制御方法）を示すフローチャートである。まず、伝達装置１００を操作する操作者が管理装置２００を起動すると（又は、上位装置（例えば生産管理システム）などから管理装置２００に指令が出されると）、管理装置２００から、駆動モータ１０７の回転数指令値が出力される。出力された回転数指令値は、モニタリング部３によって受信される（ステップＳ１）。
【００３５】
次に、うなり発生予測部５により、噛み合い音の周波数（すなわち駆動プーリ１０１と歯付きベルト１０５との噛み合い周波数）Ｆｇが演算され取得される（ステップＳ２）。ここで、噛み合い音は、駆動プーリ１０１と、歯付きベルト１０５とが噛み合う際に生じる音であり、その周波数（基本周波数）Ｆｇは、次式（１）に基づいて求められる。
Ｆｇ＝ｎ１×ｖ１／６０  ・・・（１）
ここで、ｎ１は駆動プーリ１０１の歯数、ｖ１は回転数指令値すなわち駆動プーリ１０１の回転速度（ｒｐｍ）である。
【００３６】
ここで、駆動プーリ１０１の歯数ｎ１は、予めメモリ等に記憶されている。また、噛み合い音は、上記基本周波数に加えてその倍音（高次成分）を含む。よって、以下、噛み合い音の周波数Ｆｇには、基本周波数及びその倍音の周波数を含むものとする。
【００３７】
続いて、うなり発生予測部５により、歯付きベルト１０５の振動音の周波数（すなわち歯付きベルト１０５の固有振動数）Ｆｖが演算され取得される（ステップＳ３）。ここで、歯付きベルト１０５の振動音は、歯付きベルト１０５が両プーリ１０１、１０３の周りを回転駆動される際に、該歯付きベルト１０５が振動することにより生じる音であり、その周波数（基本周波数）Ｆｖは、次式（２）に基づいて求められる。
Ｆｖ＝｛√（Ｔ／Ｗ）｝／（２×Ｌ）  ・・・（２）
ここで、Ｔは歯付きベルト１０５の張力（Ｎ）であり、Ｗは歯付きベルト１０５の単位質量（ｋｇ／ｍ）であり、Ｌは駆動プーリ１０１と従動プーリ１０３とのスパン長さ（ｍ）（図２参照）である。
【００３８】
ここで、上述した歯付きベルト１０５の振動音の周波数（固有振動数）Ｆｖを求めるための情報、又は、歯付きベルト１０５の振動音の周波数Ｆｖの初期値は、予めメモリ等に記憶されている。また、歯付きベルト１０５の振動音は、上記基本周波数に加えてその倍音（高次成分）を含む。よって、以下、振動音の周波数Ｆｖには、基本周波数及びその倍音の周波数を含むものとする。
【００３９】
次に、うなり発生予測部５により、上記ステップＳ２、Ｓ３において取得された噛み合い音の周波数Ｆｇと、振動音の周波数Ｆｖとの偏差Δ１が、所定範囲（例えば、０〜２０Ｈｚ）内であるか否か、すなわち、うなりが発生するか否かついての判断が行われる（ステップＳ４）。ここで、図５に示されるように、噛み合い音の周波数Ｆｇ（基本周波数及び倍音）と、振動音の周波数Ｆｖ（基本周波数及び倍音）とが、約２０Ｈｚ以下に近接すると、うなりが発生すると判断される。なお、一般的な人の可聴周波数の下限値は約２０Ｈｚであるため、上記偏差Δ１の範囲は、０〜２０Ｈｚに設定することが好ましい。
【００４０】
うなり発生予測部５においてうなりが発生すると予測された場合、すなわち、上記偏差Δ１が２０Ｈｚ以下である場合には、偏差Δ１が上記所定範囲外になるように（すなわち２０Ｈｚよりも高くなるように）、回転数演算部７において駆動モータ１０７の推奨回転数が求められる（ステップＳ５）。そして、取得された駆動モータ１０７の推奨回転数が、駆動モータ１０７へ出力される（ステップＳ６）。
【００４１】
一方、上述したステップＳ４において、うなりが発生しないと予測された場合、すなわち、上記偏差Δ１が２０Ｈｚよりも高い場合には、回転数モニタリング部３で受信した回転数指令値がそのまま駆動モータ１０７に出力される（ステップＳ７）。
【００４２】
なお、上述したステップＳ５において、取得された変更予定の推奨回転数を事前に、例えば液晶ディスプレイ等の表示部に表示するようにしてもよい。その場合、さらに、操作者による変更を承認する操作、又は、不承認の操作（或いは変更予定の推奨回転数を訂正する操作）を受け付ける構成としてもよい。
【００４３】
本実施形態によれば、駆動モータ１０７の回転数指令値に基づいてうなりの発生の有無が予測される。そして、うなりの発生が予測された場合には、駆動モータ１０７の回転数が変更される。その結果、うなりの発生を防止することが可能となる。
【００４４】
特に、本実施形態によれば、駆動モータ１０７の回転数指令値に基づいて、駆動プーリ１０１と歯付きベルト１０５とが噛み合う際に生じる噛み合い音の周波数Ｆｇが取得される。一方、歯付きベルト１０５の張力に基づいて、歯付きベルト１０５の振動音の周波数Ｆｖが演算される。そして、噛み合い音の周波数Ｆｇと歯付きベルト１０５の振動音の周波数Ｆｖとの偏差Δ１が所定範囲（例えば０〜２０Ｈｚ）内にある場合に、うなりが発生すると予測され、当該偏差Δ１が上記所定範囲から外れるように駆動モータ１０７の回転数が変更される。よって、うなりの発生を精度よく予測して、確実に防止することが可能となる。
【００４５】
（第２実施形態）
上述した第１実施形態では、歯付きベルト１０５の張力を固定値として振動音の周波数（固有振動数）を求めたが、歯付きベルト１０５の温度に応じてベルト張力を補正して振動音の周波数を求める構成としてもよい。そこで、次に、図１，６を併せて参照しつつ、第２実施形態に係るうなり制御装置１Ｂの構成について説明する。図６は、うなり制御装置１Ｂの構成を示すブロック図である。なお、図６において第１実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号が付されている。
【００４６】
うなり制御装置１Ｂは、温度センサ１１を有している点、及び、上述したうなり発生予測部５に代えて、うなり発生予測部５Ｂを備えている点で、上述したうなり制御装置１と異なっている。その他の構成は、上述したうなり制御装置１と同一または同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４７】
温度センサ１１は、伝達機構１００を構成する歯付きベルト１０５の近傍に配置され、歯付きベルト１０５の温度を検出する。温度センサ１１により検出された歯付きベルト１０５の温度は、うなり発生予測部５Ｂに出力される。なお、温度センサ１１としては、例えば、非接触型の焦電型温度センサ等を利用することができる。また、ベルト張力との関係を定めることができれば、伝達機構１００又は伝達機構１００が取り付けられる筐体１０９等の温度を測定する構成としてもよい。
【００４８】
うなり発生予測部５Ｂは、温度センサ１１により検出された温度に応じて、歯付きベルト１０５の張力を補正して振動音の周波数を求める。より詳細には、歯付きベルト１０５の張力と温度との関係を定めたマップ（張力マップ）が、予めメモリ等に記憶されており、うなり発生予測部５Ｂは、検出された温度を用いて張力マップを検索し、当該温度に対応したベルト張力を取得する。そして、うなり発生予測部５Ｂは、取得したベルト張力を上記（２）式に代入して、歯付きベルト１０５の振動音の周波数Ｆｖを演算する。
【００４９】
ここで、張力マップでは、例えば、温度が上昇するに従って、歯付きベルト１０５の張力が増大するように設定されている。なお、温度と張力との関係を定める方法としては、歯付きベルト１０５の物質特性やその構造等の要素を考慮したシミュレーションにより求める方法や、実際にプーリに架設させた歯付きベルト１０５に温度変化を与え、ベルト張力の変化を求める方法等を適宜使用することができる。なお、張力と温度との関係を張力マップとして記憶するのではなく、張力と温度との関係を定めた数式として記憶しておき、検出された温度を用いて張力を直接計算する構成としてもよい。
【００５０】
次に、図７を参照しつつ、うなり制御装置１Ｂの動作について説明する。図７は、うなり制御装置１Ｂによるうなり防止処理の処理手順（うなり制御方法）を示すフローチャートである。ここで、振動音の周波数Ｆｖを演算するステップＳ３Ｂのみが、上述した第１実施形態の場合（図４参照）と異なる。その他の処理ステップは、上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５１】
ステップＳ３Ｂでは、温度センサ１１により検出された歯付きベルト１０５の温度が読み込まれ、この温度に対応する、歯付きベルト１０５のベルト張力が取得される。そして、取得されたベルト張力に基づき、上記（２）式を利用して歯付きベルト１０５の振動音の周波数Ｆｖが取得される。その後、上述したステップＳ４（図４参照）に処理が移行する。なお、ステップＳ４以降の処理内容は上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５２】
本実施形態によれば、伝達機構１００の運転中に、歯付きベルト１０５の温度変化によりベルト張力が変化した場合であっても、当該ベルト張力を補正することができる。よって、歯付きベルト１０５の振動音の周波数をより適確に取得することができる。その結果、うなりの発生をより確実に予測し、抑制することが可能となる。
【００５３】
（第３実施形態）
上述した第１実施形態では、うなりが発生すると予測された場合に、噛み合い音の周波数Ｆｇと振動音の周波数Ｆｖとの偏差Δ１が２０Ｈｚよりも大きくなるように、駆動モータ１０７の回転数を変更したが、噛み合い音の周波数Ｆｇと、マスキング曲線のマスキング量が最大になる周波数とが一致するように駆動モータ１０７の回転数を変更する構成としてもよい。そこで、次に、図８を参照しつつ、第３実施形態に係るうなり制御装置１Ｃの構成について説明する。図８は、うなり制御装置１Ｃの構成を示すブロック図である。なお、図８において第１実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号が付されている。
【００５４】
うなり制御装置１Ｃは、上述した回転数演算部７に代えて、回転数演算部７Ｃを備えている点で、上述したうなり制御装置１と異なっている。その他の構成は、上述したうなり制御装置１と同一または同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５５】
回転数演算部７Ｃは、うなり発生予測部５によりうなりが発生すると予測された場合に、噛み合い音の周波数と、マスキング曲線のマスキング量が最大になる周波数とが一致するように、駆動モータ１０７の推奨回転数を求めて設定する。ここで、図１０には、マスカー（マスクする音）として、中心周波数が４１０Ｈｚの狭帯域騒音、及び４１０Ｈｚの純音を用いた場合のマスキングパターンすなわち各周波数毎のマスキング量（ｄＢ）が、それぞれ破線及び実線で示されている。
【００５６】
回転数演算部７Ｃは、このようなマスキングパターンを利用して、まず、上記所定範囲（例えば０〜２０Ｈｚ）外の周波数、かつ許容変更回転数（すなわち伝達機構１００により駆動される下位装置等の使用条件等を考慮して変更可能な回転数）を満たす周波数のうち、マスキング曲線のマスキング量が最大になる音の周波数（目標周波数）を求める。そして、求められた目標周波数と噛み合い音の周波数とが一致するように、駆動モータ１０７の推奨回転数を設定する。なお、その際に、純音と狭帯域雑音のマスキング曲線のどちらを使用してもよい。
【００５７】
ただし、上記所定範囲（例えば０〜２０Ｈｚ）外の周波数、かつ許容変更回転数を満たす周波数がない場合には、許容変更回転数内の周波数でマスキング曲線のマスキング量が最大になる周波数を目標周波数として、駆動モータ１０７の推奨回転数を設定することが好ましい。
【００５８】
次に、図９を参照しつつ、うなり制御装置１Ｃの動作について説明する。図９は、うなり制御装置１Ｃによるうなり防止処理の処理手順（うなり制御方法）を示すフローチャートである。ここで、推奨回転数を設定するステップＳ５Ｃのみが、上述した第１実施形態の場合（図４参照）と異なる。その他の処理ステップは、上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５９】
ステップＳ５Ｃでは、ステップＳ４においてうなりが発生すると予測された場合に、噛み合い音の周波数Ｆｇと、マスキング曲線のマスキング量が最大になる周波数とが一致するように、駆動モータ１０７の推奨回転数が求められて設定される。ここで、マスキング曲線のマスキング量（マスキングパターン）を用いて駆動モータ１０７の推奨回転数を設定する方法は上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。その後、上述したステップＳ６に処理が移行する。なお、ステップＳ６以降の処理内容は上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００６０】
本実施形態によれば、所謂マスキング効果を利用して、例えば操作者がうなりを聴覚的に認識し難くなるように駆動モータ１０７の回転数を変更することができる。
【００６１】
（第４実施形態）
上述した第１実施形態では、噛み合い音の周波数Ｆｇと振動音の周波数Ｆｖとの近接度合いに応じてうなりの発生を予測したが、例えば、マイクロフォン等を用いて伝達機構１００の動作音を取得し、該動作音からうなりを検出する構成とすることもできる。そこで、次に、図１，１１を参照しつつ、第４実施形態に係るうなり制御装置１Ｄの構成について説明する。図１１は、うなり制御装置１Ｄの構成を示すブロック図である。なお、図１１において第１実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号が付されている。
【００６２】
うなり制御装置１Ｄは、マイクロフォン（特許請求の範囲に記載の音響センサに相当）１５を備えている点、及び、上述したうなり発生予測部５に代えて、うなり発生予測部５Ｄを備えている点で、上述したうなり制御装置１と異なっている。その他の構成は、上述したうなり制御装置１と同一または同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００６３】
マイクロフォン１５は、伝動機構１００の近傍に設置され、伝達機構１００の運転中に該伝達機構１００の動作音に応じた電気信号を生成する。取得された動作音（生成された電気信号）は、うなり発生予測部５Ｄに出力される。
【００６４】
うなり発生予測部５Ｄは、マイクロフォン１５により取得された伝達機構１００の動作音から、うなりの有無を検出する。より具体的には、うなり発生予測部５Ｄは、例えばＦＦＴ等の周波数解析により、伝達機構１００の動作音に含まれるピーク周波数を抽出するとともに、該ピーク周波数の近接の程度、すなわち、噛み合い音と振動音との近接の程度に基づいて、うなりを検出（うなりの有無を判定）する。
【００６５】
なお、動作音にヒルベルト変換などの各種のエンベロープ抽出処理を施して、該動作音のエンベロープを抽出することにより、うなりを検出するようにしてもよい。また、マイクロフォン１５に代えて、加速度ピックアップ等の振動センサを用いて伝達機構１００の振動を検出し、該振動からうなりを検出する構成とすることもできる。
【００６６】
次に、図１２を参照しつつ、うなり制御装置１Ｄの動作について説明する。図１２は、うなり制御装置１Ｄによるうなり防止処理の処理手順（うなり制御方法）を示すフローチャートである。ここで、上述したステップＳ１〜３に代えてステップＳ１Ｄが実行され、ステップＳ４に代えてステップＳ４Ｄが実行される点で、上述した第１実施形態の場合（図４参照）と異なる。その他の処理ステップは、上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００６７】
ステップＳ１Ｄでは、マイクロフォン１５で取得された伝達機構１００の動作音が読み込まれる。次に、ステップＳ４Ｄでは、ステップＳ１Ｄで読み込まれた動作音からうなりが検出（うなりの有無が判定）される。ここで、動作音からうなりを検出する方法は上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。その後、うなりの発生が検出された場合には上述したステップＳ５に処理が移行し、うなりの発生が検出されなかったときには、ステップＳ７に処理が移行する。なお、ステップＳ５，７以降の処理内容は上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００６８】
本実施形態によれば、伝達機構１００の使用環境の変化等によってうなりが発生した場合であっても、該うなりを確実に抑えることが可能となる。
【００６９】
（第５実施形態）
次に、図１，１３を参照しつつ、第５実施形態に係るうなり制御装置１Ｅについて説明する。図１３は、うなり制御装置１Ｅの構成を示すブロック図である。なお、図１３において第１実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号が付されている。
【００７０】
うなり制御装置１Ｅは、伝達装置１００の振動の振動周波数を考慮して、うなりの発生を抑える。うなり制御装置１Ｅは、振動センサ１９を備えている点、及び、うなり発生予測部５に代えて、うなり発生予測部５Ｅを備えている点で、上述したうなり制御装置１と異なっている。その他の構成は、上述したうなり制御装置１と同一または同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００７１】
振動センサ１９は、伝達装置１００が設置された筐体（フレーム）１０９等に取り付けられており、伝達機構１００の運転中に伝達機構１００が発生する振動に応じた電気信号を生成する。振動センサ１９としては、例えば加速度センサ等が好適に使用される。なお、取得された伝達機構１００の振動（生成された電気信号）は、うなり発生予測部５Ｅに出力される。
【００７２】
うなり発生予測部５Ｅは、振動センサ（加速度センサ）１９により取得された伝達機構１００の振動の振動周波数を検出し、該振動周波数を考慮して、うなりの発生を検出（うなりの有無を判定）する。より具体的には、うなり発生予測部５Ｅは、まず、得られた伝達機構１００の振動情報に対してＦＦＴ等の周波数解析を施ことにより、機構振動数（その倍音の振動数を含む）Ｆａを取得する。
【００７３】
次に、うなり発生予測部５Ｅは、駆動プーリ１０１と歯付きベルト１０５との噛み合い音の周波数（噛み合い周波数）Ｆｇと歯付きベルト１０５の振動音の周波数（固有振動数）Ｆｖとの偏差Δ１、噛み合い音の周波数Ｆｇと機構振動数Ｆａとの偏差Δ２、及び、振動音の周波数Ｆｖと機構振動数Ｆａとの偏差Δ３それぞれが、上記所定範囲内（例えば０〜２０Ｈｚ）であるか否かを判定する（図１５参照）。
【００７４】
そして、うなり発生予測部５Ｅは、上記偏差Δ１〜Δ３のうち一つ以上の偏差が上記所定範囲内にある場合には、うなりが発生すると予測し、上述したように駆動モータ１０７の回転数を変更するための推奨回転数を求める。一方、偏差Δ１〜Δ３のいずれもが上記所定範囲外にある場合には、うなりの発生がないと判断する。
【００７５】
次に、図１４を参照しつつ、うなり制御装置１Ｅの動作について説明する。図１４は、うなり制御装置１Ｅによるうなり防止処理の処理手順（うなり制御方法）を示すフローチャートである。ここで、ステップＳ３Ｅが追加されている点、及び、ステップＳ４に代えてステップＳ４Ｅが実行される点で、上述した第１実施形態の場合（図４参照）と異なる。その他の処理ステップは、上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００７６】
ステップＳ３Ｅでは、振動センサ１９により取得された伝達装置１００の振動が読み込まれる。続いて、ステップＳ４Ｅでは、ステップＳ３Ｅで読み込まれた伝達機構１００の振動の振動周波数が検出され、該振動周波数を考慮して、うなりの発生が検出（うなりの有無が判定）される。ここで、振動周波数を考慮してうなりの発生を検出する方法は、上述した通りであるので、ここでは詳細な説明は省略する。その後、うなりの発生が検出された場合にはステップＳ５に処理が移行し、うなりの発生が検出されなかったときには、ステップＳ７に処理が移行する。なお、ステップＳ５，７以降の処理内容は上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００７７】
本実施形態によれば、伝達機構１００の振動周波数を考慮することにより、伝達機構１００の振動とのうなりをも検出してその発生を抑制することができる。
【００７８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、駆動プーリ１０１、従動プーリ１０３、歯付きベルト１０５に代えて、駆動スプロケット、従動スプロケット及びチェーンから伝達機構を構成することも可能である。また、駆動部として駆動モータ１０７に代えて、エンジン等を利用してもよい。
【００７９】
また、上記実施形態では、管理装置２００から出力される回転数指令値から、駆動プーリ１０１（駆動モータ１０７）の回転数を取得したが、例えば、音響センサ（マイクロフォン）や振動センサ（加速度センサ）の検出値から、ＦＦＴ等の周波数解析を行うことにより駆動プーリ１０１（駆動モータ１０７）の回転数を推定してもよい。
【００８０】
また、上記第２実施形態では、歯付きベルト１０５の振動音の周波数（固有振動数）を求める際に、ベルト張力を温度で補正したが、温度に代えて又は加えて、湿度で補正してもよい。また、音響センサ（マイクロフォン）や振動センサ（加速度センサ）の出力から、周波数解析等により振動音の周波数を推定してもよい。
【００８１】
上記実施形態では、伝達機構１００は、１つの駆動プーリ１０１と、１つの従動プーリ１０３と、両プーリ１０１，１０３間に架設された無端の歯付きベルト１０５とを備えて構成されていたが、駆動プーリ１０１、従動プーリ１０３の数は１つには限られない。例えば、図１６に示されるように、伝達機構１００Ａは、１つの駆動プーリ１０１と、２つの従動プーリ１０３Ａ，１０３Ｂと、これら３つのプーリ１０１，１０３Ａ，１０３Ｂ間に架設された無端の歯付きベルト１０５Ａとを備える構成としてもよい。
【００８２】
この場合、駆動プーリ１０１と歯付きベルト１０５Ａとの噛み合い音の周波数（噛み合い周波数）Ｆｇと歯付きベルト１０５Ａ（駆動プーリ１０１−従動プーリ１０３Ａ間）の振動音の周波数Ｆｖ１との偏差Δ１、噛み合い音の周波数Ｆｇと歯付きベルト１０５Ａ（従動プーリ１０３Ａ−従動プーリ１０３Ｂ間）の振動音の周波数Ｆｖ２との偏差Δ２、及び、噛み合い音の周波数Ｆｇと歯付きベルト１０５Ａ（従動プーリ１０３Ｂ−駆動プーリ１０１間）の振動音の周波数Ｆｖ３との偏差Δ３それぞれが、上記所定範囲内（例えば０〜２０Ｈｚ）であるか否かが判定される。そして、上記偏差Δ１〜Δ３のうち一つ以上の偏差が上記所定範囲内にある場合には、うなりが発生すると予測される。一方、偏差Δ１〜Δ３のいずれもが上記所定範囲外にある場合には、うなりの発生がないと判断される。
【００８３】
うなりが発生すると予測された場合、すなわち、上記偏差Δ１〜Δ３のうち１つ以上の偏差が２０Ｈｚ以下である場合には、その２０Ｈｚ以下の偏差Δ１〜Δ３のうち１つ以上の偏差Δ１〜Δ３が上記所定範囲外になるように（すなわち２０Ｈｚよりも高くなるように）、駆動モータ１０７の推奨回転数が求められる。そして、取得された駆動モータ１０７の推奨回転数が、駆動モータ１０７へ出力される。なお、ここで、２０Ｈｚ以下の偏差Δ１〜Δ３が１つでも２０Ｈｚよりも高くなればうなりは軽減されるが、２０Ｈｚ以下のすべての偏差Δ１〜Δ３が２０Ｈｚよりも高くなることが最も好ましい。一方、うなりが発生しないと予測された場合、すなわち、すべての偏差Δ１〜Δ３が２０Ｈｚよりも高い場合には、回転数モニタリング部３で受信した回転数指令値がそのまま駆動モータ１０７に出力される。このようにすれば、伝達機構が、１以上の駆動回転体と、２以上の従動回転体とを有して構成されている場合であっても、うなりの発生を防止することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ  うなり制御装置
５，５Ｂ，５Ｄ，５Ｅ  うなり発生予測部
７，７Ｃ  回転数演算部
９  回転数変更部
１１  温度センサ
１５  マイクロフォン
１９  振動センサ
１００，１００Ａ  伝達機構
１０１  駆動プーリ
１０３，１０３Ａ，１０３Ｂ  従動プーリ
１０５，１０５Ａ  歯付きベルト
１０７  駆動モータ
１０９  筐体
２００  管理装置
【図１】
2014159832.tif 000003
【図２】
2014159832.tif 000004
【図３】
2014159832.tif 000005
【図４】
2014159832.tif 000006
【図５】
2014159832.tif 000007
【図６】
2014159832.tif 000008
【図７】
2014159832.tif 000009
【図８】
2014159832.tif 000010
【図９】
2014159832.tif 000011
【図１０】
2014159832.tif 000012
【図１１】
2014159832.tif 000013
【図１２】
2014159832.tif 000014
【図１３】
2014159832.tif 000015
【図１４】
2014159832.tif 000016
【図１５】
2014159832.tif 000017
【図１６】
2014159832.tif 000018