(57)【要約】【課題】多溝Ｖリブドベルトの１リブ単位に掛かる荷重を測定し、ベルト幅方向の荷重分布の作成を可能にする装置を提供する。【解決手段】Ｖリブドベルト２と、これをその上に巻き掛けるＶリブドプーリ４と、ベルト荷重を１リブ単位に検出する分担荷重測定プーリ３と、この分担荷重測定プーリ３を移動可能にし、且つ前記Ｖリブドベルト２に所定の荷重に付与する荷重設定機構１０と、前記分担荷重測定プーリ３からの歪み信号を１リブ単位の荷重に変換し、ベルトの荷重分布を表示し収録するデータ処理装置１ｃと、で構成する。【選択図】図１
2006308339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＶリブドプーリに巻き掛けられたＶリブドベルトのベルト荷重を測定するベルト荷重測定装置において、このＶリブドベルトに所定の荷重を付与する荷重設定機構と、このＶリブドベルトに加わる荷重を１リブ単位で検出する分担荷重測定プーリと、この分担荷重測定プーリからの検出信号を１リブ単位の荷重に変換し、表示するデータ処理装置と、からなることを特徴とするベルト荷重測定装置。
【請求項２】
分担荷重測定プーリは、１本のプーリ幅が1リブ溝幅と同じであり且つＶリブドベルトに加わる荷重を１リブ単位で検出する小割Ｖプーリを、所定の本数だけプーリ軸方向に連結し組立てたことを特徴とする請求項１に記載のベルト荷重測定装置。
【請求項３】
小割Ｖプーリは、前記小割Ｖプーリのアームに歪みゲージが貼付されていると共にこのアームを含む外周側部材のプーリ軸方向の肉厚が、１リブ溝幅よりマイナスであって、連結状態ではスキマ嵌めとなることを特徴とする請求項１乃至２に記載のベルト荷重測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝動ベルトに掛かるベルト荷重を測定する装置に係り、詳しくは、多溝Ｖリブドベルトに掛かるリブ単位の荷重を、１リブ単位の小割Ｖプーリに加わる反力として測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多溝Ｖリブドベルトは、従来型のＶベルトの伝達性能を改善する一方で、そのベルト厚みを極めて薄くしたものであるから、これによって適用可能なプーリ径は小となり、結果としてベルト式伝動装置をよりコンパクト化することになった。
【０００３】
このＶリブドベルトはベルト幅に比して厚みが極めて薄いベルトであるから、プーリミスアライメント等の装置条件に起因して片寄り走行、或いは蛇行走行を始め、このときの偏倚力によって、ベルトに偏摩耗を生じさせる、或いはこの偏倚力によってベルトがＶリブドプーリのリブ山上を不安定（列飛び）走行する等の不具合を生じさせることがあった。
【０００４】
このような現象は、Ｖリブドベルトに作用する応力の変動に起因するものと考えられるが、これまでＶリブドベルトに掛かる荷重は、ベルト幅全体に掛かる荷重に力点が置かれてきた経緯があり、ベルト幅方向の応力変動（幅方向の荷重分布）を仔細に解析されることは無かった。すなわち、オイラーの式を満足させる必要弛み側張力、或いはベルト全幅に作用する最大張力等に力点があって、その余のことは等閑視されていた。
【０００５】
以下、本発明に関連する技術として、第１に、図７に示すようにアイドラープーリ軸と、外輪を支承する玉軸受の中間部にベルト荷重を全面に受ける弾性部材が円弧状に設けられており、この弾性部材には歪みゲージ１２が貼付された荷重測定プーリ（１）３’を用いてＶリブドベルト２の荷重を測定する技術がある。
【０００６】
また、第２に、図８に示すようにプーリ周面上の矩形状円筒面（周方向長さ×プーリ幅）を所定の肉厚の円筒片となるように周方向前後にスリットを入れ、前後２個所及び内周側に１個所、計３個所の開口部を形成し、Ｔ字型の受片を創成した荷重測定プーリ（２）３”がある。
【０００７】
このＴ字型の受片には、その支柱にプーリ周面に作用する接線力を検出する歪みゲージ１２が貼付されており、同様にＴ字型の受片全体を内周側で支承する平板状の受片にはプーリ周面に作用する法線力を検出する歪みゲージ１２が貼付されている。故、Ｔ字型の受片でベルト摩擦力を検出し、平板状の受片でベルト荷重による面圧を検出することが可能になるから、この２つの検出値から摩擦係数を演算することができる。
【０００８】
以上に示した関連技術は、第１の技術に関しては、特開２００３−４２８６７号に、又、第２の技術に関しては、特許願２００１−２９９３９７号に夫々、開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−４２８６７号
【特許文献２】特許願２００１−２９９３９７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記技術は、いずれもベルト全幅によるプーリ曲げ荷重の測定を基本とする技術に関するものであって、第１の技術は、実機プーリとの交換を極めて容易にすることに特徴があり、第２の技術は、接線方向の荷重（摩擦力）と法線方向の荷重（面圧）を同時に測定することに特徴があり、これによって摩擦係数を容易に求めることができる。
【００１１】
これに対し、本発明は、多本掛けＶベルト、とりわけ多溝Ｖリブドベルトに掛かるベルト荷重を、Ｖ形リブの１条単位に測定しようとするものであり、この測定によって、ベルトに加わる荷重の幅方向の荷重分布を把握することが可能になる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
すなわち、請求項１の発明は、複数のＶリブドプーリに巻き掛けられたＶリブドベルトのベルト荷重を測定するベルト荷重測定装置において、このＶリブドベルトに所定の荷重を付与する荷重設定機構と、このＶリブドベルトに加わる荷重を１リブ単位で検出する分担荷重測定プーリと、この分担荷重測定プーリからの検出信号を１リブ単位の荷重に変換し、表示するデータ処理装置と、からなるベルト荷重測定装置である。
【００１３】
請求項２の発明は、分担荷重測定プーリは、１本のプーリ幅が1リブ溝幅と同じであり且つＶリブドベルトに加わる荷重を１リブ単位で検出する小割Ｖプーリを、所定の本数だけプーリ軸方向に連結し組立てた請求項１に記載のベルト荷重測定装置である。
【００１４】
請求項３の発明は、小割Ｖプーリは、前記小割Ｖプーリのアームに歪みゲージが貼付されていると共にこのアームを含む外周側部材のプーリ軸方向の肉厚が、１リブ溝幅よりマイナスであって、連結状態ではスキマ嵌めとなる請求項１乃至２に記載のベルト荷重測定装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るベルト荷重測定装置によって、多溝ＶリブドベルトのＶ形リブ１条単位に
掛かるベルト荷重を測定することが可能になるから、ベルト幅方向の荷重分布を数値データとして収録し、解析することができる。
【００１６】
この荷重分布に基づいて、主に供試ベルトの力学的な良否を判断することができる。すなわち、得られた荷重分布のパターンとこのベルトの走行性能、例えば、直進性能、伝達動力性能、或いは走行安定性能等の関連付けを行なうことができるから、走行性能の不具合が製造に起因するものか、経時使用によるものか、プーリのレイアウト条件によるものか、これらの要因解析を可能にする効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて、本発明に係る実施例を詳細に説明する。図１は、本発明に係る装置を示す平面図であり、図２は、その正面図である。
【００１８】
図１及び図２においてベルト荷重測定装置１は、Ｖリブドベルト２と、このＶリブドベルト２の１リブ単位の分担荷重を測定する分担荷重測定プーリ３と、Ｖリブドプーリ４と、いずれか一方のプーリを往復離間させてＶリブドベルト２に所定の張力を設定する荷重設定機構１０と、前記分担荷重測定プーリ３からの歪みゲージ信号を入力する動歪み計１ａと、ロードセル１１からの設定荷重信号を入力する動歪み計１ｂと、これらの信号を然るべく処理してベルト幅方向の荷重分布を表示するデータ処理装置１ｃとで構成される。
【００１９】
始めに、本発明の要部である分担荷重測定プーリ３について図３乃至図５を用いて説明する。図３は本発明に係る分担荷重測定プーリを示す正面図であり、図４はそのＡ−Ａ断面矢視図である。又、図５は本発明に係る小割Ｖプーリを示すものであって、図５（ａ）は正面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００２０】
図３及び図４に示すように分担荷重測定プーリ３は、プーリ本体３ｃと、プーリ本体３ｃのボス部に嵌め合わされる複数の小割Ｖプーリ３ｂと、この小割Ｖプーリ３ｂを連結し、幅方向に位置決めするスペーサ３ａとで構成される。又、径方向の位置決めは前記ボス部と前記小割Ｖプーリ３ｂの嵌合公差で担保し、回転方向の位置決めは小割Ｖプーリ３ｂ及びスペーサ３ａ、プーリ本体３ｃを通しボルトで固定することによって、位置決めする。
【００２１】
次に、図５を用いて前記小割Ｖプーリ３ｂの構造を詳細に説明する。小割Ｖプーリ３ｂは、そのプーリ幅Ｔが多溝Ｖリブドプーリの１リブ溝幅と厳密に等しくなるように機械加工によって作成される。
【００２２】
この小割Ｖプーリ３ｂのボス部幅寸法は、Ｔで表せるから、これを所定枚数Ｎだけ連結したときのボス部総幅は、Ｎ×Ｔとなり、この総幅は、一体加工で作成した通常のＶリブドプーリの総溝幅と一致する。
【００２３】
更に、前記小割Ｖプーリ３ｂを用いてベルト荷重を測定する仕組を以下に説明する。図５に示すように小割Ｖプーリ３ｂの外輪部に掛かるベルト荷重は、図示の通り２個所のアームを介してボス部に伝達される。そこで、このアームに歪みゲージ１２を貼付し、このアームの弾性歪みを歪みゲージ１２によって測定すれば、図面矢印方向の荷重を測定することができる。
【００２４】
このとき、小割Ｖプーリ３ｂは、多溝Ｖリブドベルト２のベルト荷重を１リブ単位で受圧するものであるから、この小割Ｖプーリ３ｂの外輪同士が圧接するようであれば、部材間の摩擦力が発生するため、分担荷重を正しく測定することができない。
【００２５】
そこで、ボス部より外径側の部材、すなわち、外輪部及びアームの幅寸法（肉厚）を、前記ボス部幅寸法（肉厚）Ｔより小とし、ボス部より外径側では一切、接触しない構造とする。
【００２６】
このとき、連結される小割Ｖプーリ３ｂの隣同士のスキマは、（Ｔ−ｔ）/２で表せるが、原則としてこのスキマは、（Ｔ−ｔ）/２＞０、が担保されている限り、限りなくゼロに近く設定されることが望ましい。これによって、外輪部のリブ溝形状を限りなく、標準プーリ（一体型プーリ）の連続溝形状寸法に近似させることができる。
【００２７】
ここで、本発明に係る多溝Ｖリブドベルト２を、図６を用いて説明する。このＶリブドベルトは周知の通り、自動車エンジン用補機ベルト等に多用されるものであって、延伸処理されたコードからなる心線２ａと、この心線を埋設する接着ゴム２ｃと、その上側にゴム付帆布を積層した伸張ゴム２ｄ、その下側には所定リブ数のリブ条をベルト長手方向に形成したリブゴム２ｂとから構成される。
【００２８】
最後に、本発明に係るベルト荷重測定装置を用いて、Ｖリブドベルト２の分担荷重を測定する手順を、順を追って説明する。先ず、図１及び図２に示すように、本発明装置の分担荷重測定プーリ３と、標準Ｖリブドプーリ４の間に供試するＶリブドベルト２を巻き掛ける。
【００２９】
しかる後、この分担荷重測定プーリ３を支承する軸受５を搭載した荷重設定機構１０を用いて、以下の操作を行なう。すなわち、ガイドテーブル１０ｄの送りネジ１０ｂを回転させ、軸受５をベルト緊張側に移動させることによってＶリブドベルト２に所定のベルト荷重を設定する。このときの回転操作は、送りハンドル１０ｃを手動で行なうことも、図示しない原動機によって自動運転することもできる。
【００３０】
このとき、軸受５は、前記ガイドテーブル１０ｄ上で送りネジ１０ｂによって往復移動するＬＭガイド１０ａに搭載されて、フリー移動する構造であるから、ベルト緊張時には、軸受５はロードセル１１に圧接状態で、ガイドテーブル１０ｄ上を移動することになる。このロードセル１１からの歪み信号は動歪計１ｂに入力され、更にデータ処理装置１ｃに入力されて、ベルト全幅の荷重が表示される。
【００３１】
これと同時に、各小割Ｖプーリ３ｂのアームに貼付された歪みゲージ１２からの１リブ単位の歪み信号が動歪計１ａに入力される。動歪計１ａ及び１ｂに入力された夫々の信号は、更にデータ処理装置１ｃに入力されて、１リブ単位の分担荷重が表示される。この分担荷重の加算合計値とロードセル１１からの荷重値は、常時、照合されて、データ精度が維持される。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例について説明する。本実施例に用いたプーリは２軸のレイアウトであり、プーリピッチ径１２０ｍｍ、溝数８のＫ形Ｖリブドプーリを用いた。又、このときの実験ベルト２には、周長１１００ｍｍ、幅２１．３６ｍｍの三ツ星ベルト製Ｋ形６溝Ｖリブドベルト（６ＰＫ１１００）を用いた。
【００３３】
また、歪みゲージ１２には共和電業製単軸歪みゲージＫＦＧ−１Ｎ−１２０−Ｃを使用し、アームの両面に各１枚、計３２枚（２枚×２個所×８本）を用いた。又、ロードセル１１及び動歪み計には、ＴＥＡＣ製ロードセルＴＵ−ＢＲ−２ｋＮ、及びＴＥＡＣ製動歪み計ＳＣ−２０００を夫々用いた。
【００３４】
以上の構成の基に実験を行なった結果、各小割Ｖプーリ３ｂに加わる計６本の分担荷重の加算合計が、ロードセル１１で測定したベルト全幅での全荷重と一致することが確かめられた。
【００３５】
以上のことから、本発明に係るベルト荷重測定装置１を用いて、Ｖリブドベルト２のリブ単位での荷重分布の測定が可能となり、これによって、Ｖリブドベルト２の幅方向の特性（心体ロープ並びの良否等）を明確にできることから、ベルト幅方向の応力分担の不揃いに起因する現象を解明することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明によって、多溝Ｖリブドベルト、或いは多本掛けＶベルトの１リブ単位に掛かるベルト荷重を測定することが可能になるから、得られた荷重分布をパターン化し、このパターンを実用性能に関連付けて、例えばＶリブドベルトの製造良否を評価することができる。
【００３７】
これによって、ベルトの製造に起因する、或いはプーリレイアウトその他装置側に起因するか、この原因追求が可能になり、より良いベルトの開発、延いてはベルト伝動装置の改善に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る装置を示す平面図である。
【図２】本発明に係る装置を示す正面図である。
【図３】本発明に係る分担荷重測定プーリを示す正面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面矢視図である。
【図５】本発明に係る小割Ｖプーリを示すものであって、図５（ａ）は正面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】本発明に係るベルトを示す概略図である。
【図７】従来例に係る荷重測定プーリ（１）を示す概略図である。
【図８】従来例に係る荷重測定プーリ（２）を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    ベルト荷重測定装置
１ａ  動歪み計
１ｂ  動歪み計
１ｃ  データ処理装置
２    ベルト
２ａ  心線
２ｂ  リブゴム
２ｃ  接着ゴム
２ｄ  伸張ゴム
３    分担荷重測定プーリ
３ａ  スペーサ
３ｂ  小割Ｖプーリ
３ｃ  プーリ本体
３’  荷重測定プーリ（１）
３”  荷重測定プーリ（２）
４    Ｖリブドプーリ
５    軸受
１０  荷重設定機構
１０ａＬＭガイド
１０ｂ送りネジ
１０ｃ送りハンドル
１０ｄガイドテーブル
１１  ロードセル
１２  歪みゲージ
【図１】
2006308339.tif 000003
【図２】
2006308339.tif 000004
【図３】
2006308339.tif 000005
【図４】
2006308339.tif 000006
【図５】
2006308339.tif 000007
【図６】
2006308339.tif 000008
【図７】
2006308339.tif 000009
【図８】
2006308339.tif 000010