(57)【要約】【課題】  伝動ベルトの特性を煩雑な計算を行うことなく効率よく高精度に決定し、伝動ベルト機構の挙動を精度良く解析して、伝動ベルトの最適設計が出来る伝動ベルト設計支援装置を提供する。【解決手段】  伝動ベルト荷重−ひずみ特性の初期値（Ｌinitial）に駆動条件に応じた伝動ベルトシフト量係数をかけて伝動ベルト荷重−ひずみ特性を取得する伝動ベルト特性取得手段１と、伝動ベルト特性取得手段１で取得した伝動ベルト荷重−ひずみ特性に基づいて、伝動ベルト機構モデル２により駆動プーリと従動プーリに巻きつける伝動ベルトの張力を算出する機構解析手段６と、機構解析手段６によって算出された伝動ベルトの張力の釣り合いから従動プーリの動きを解析して従動プーリの回転むらを最小にする設計条件を決定する設計条件決定手段７とから構成するようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動プーリと従動プーリと、これらのプーリ間に巻きつける伝動ベルトとにより構成される伝動ベルト機構の動特性を解析する伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援方法において、伝動ベルト荷重−ひずみ特性の初期値に駆動条件に応じた伝動ベルトシフト量係数をかけて伝動ベルト荷重−ひずみ特性を取得する伝動ベルト特性取得工程と、上記伝動ベルト特性取得工程で取得した伝動ベルト荷重−ひずみ特性に基づいて、伝動ベルト機構モデルにより駆動プーリと従動プーリに巻きつける伝動ベルトの張力を算出する機構解析工程と、上記機構解析工程によって算出された上記伝動ベルトの張力の釣り合いから上記従動プーリの動きを解析して上記従動プーリの回転むらを最小にする設計条件を決定する設計条件決定肯定と、からなることを特徴とする伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援方法。
【請求項２】
駆動プーリと従動プーリと、これらのプーリ間に巻きつける伝動ベルトとにより構成される伝動ベルト機構の動特性を解析する伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置において、伝動ベルト荷重−ひずみ特性の初期値に駆動条件に応じた伝動ベルトシフト量係数をかけて伝動ベルト荷重−ひずみ特性を取得する伝動ベルト特性取得手段と、上記伝動ベルト特性取得手段で取得した伝動ベルト荷重−ひずみ特性に基づいて、伝動ベルト機構モデルにより駆動プーリと従動プーリに巻きつける伝動ベルトの張力を算出する機構解析手段と、上記機構解析手段によって算出された上記伝動ベルトの張力の釣り合いから上記従動プーリの動きを解析して上記従動プーリの回転むらを最小にする設計条件を決定する設計条件決定手段と、を備えることを特徴とする伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置。
【請求項３】
請求項２に記載の伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置において、上記伝動ベルト特性取得手段は、予め伝動ベルトの種類によって用意された伝動ベルト荷重−ひずみ特性の初期値と、駆動条件と伝動ベルトシフト量係数の関係と、上記初期値に上記関係によって決定された伝動ベルトシフト量係数をかけることによって伝動ベルト荷重−ひずみ特性を決定することを特徴とする伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置。
【請求項４】
請求項３に記載の伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置において、伝動ベルトの種類に応じた伝動ベルト荷重−ひずみ特性の初期値と、駆動条件と伝動ベルトシフト量係数の関係ファイルを予め用意しておくことを特徴とする伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置において、上記伝動ベルト特性取得手段は、予め伝動ベルトの種類によって用意された伝動ベルト荷重−ひずみ特性の初期値と、駆動条件と伝動ベルトシフト量係数の関係と、上記初期値に上記関係によって決定された伝動ベルトシフト量係数をかけることによって伝動ベルト荷重−ひずみ特性を算出することを特徴とする伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置。
【請求項６】
請求項２乃至５のいずれか一項に記載の伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置において、上記機構解析手段は、上記伝動ベルト特性取得手段で取得した伝動ベルト荷重−ひずみ特性に基づいて伝動ベルト機構モデルにより従動プーリの動きを解析することを特徴とする伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置。
【請求項７】
請求項２乃至６の何れか一項に記載の伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置において、上記機構解析手段は、上記伝動ベルト特性取得手段で取得した伝動ベルト荷重−ひずみ特性を伝動ベルト機構モデルに定義し、伝動ベルト機構の挙動を解析する際に、その演算途中で伝動ベルト荷重−ひずみ特性のデータを参照して、駆動プーリと従動プーリに巻きつける伝動ベルトの張力の値を決定することを特徴とする伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置。
【請求項８】
請求項２乃至７に記載の何れか一項に記載の伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置において、上記機構解析手段は、上記駆動プーリと上記従動プーリの回転運動による伝動ベルトの巻き取り変化量に、上記駆動プーリと上記従動プーリの間にかかる上記伝動ベルトの長さを除算することによって、上記伝動ベルトの瞬間ひずみを求め、更に、上記伝動ベルトの初期張力による上記伝動ベルトの初期ひずみを加算して、上記伝動ベルトのひずみ量を求めることを特徴とする伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置。
【請求項９】
請求項２乃至８の何れか一項に記載の伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置において、上記設計条件決定手段は、上記機構解析手段による従動プーリの解析結果に基づいて、伝動ベルトの種類、駆動条件、又は、初期張力を最適化計算により、上記従動プーリの回転むらが最小になるように決定することを特徴とする伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置。
【請求項１０】
請求項２乃至９の何れか一項に記載の伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置において、伝動ベルト荷重−ひずみ特性の初期値や駆動条件と伝動ベルトシフト量係数の関係等のデータを記録する記録装置と、伝動ベルトの特性値情報を入力する入力装置と、機構解析ソルバにより演算を行う演算装置と、演算結果を出力する出力装置とからなることを特徴とする伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援方法、または、請求項２乃至請求項９のいずれか一項に記載の伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置を実現するためのプログラムをコンピュータが読み取り可能な形式で記録されていることを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援方法と伝動ベルト設計支援装置、並びに、記録媒体に関し、詳しくは、ゴム材等の伝動ベルトの特性を効率よく、高精度に反映した伝動ベルトの設計に応用される、駆動プーリと従動プーリの複数のプーリと複数のプーリに巻きつける伝動ベルトを有する伝動ベルト機構の動特性を解析する伝動ベルト設計支援方法と、その装置、並びに、コンピュータを実行させるためのプログラムを記載した記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、伝動ベルト機構は、複写機、ファクシミリ装置、プリンタあるいはこれ等の複合機等の画像形成装置や他の情報機器等にも多く使われている。
これらの場合、より高精度で駆動することが不可欠である。
伝動ベルト機構を備える複写機などの開発現場では、設計された伝動ベルト機構を実機本体に取り付け、チューニングしながら開発を進めている。
またプリンタや複写機のカラー化や、品種多様化に伴い、伝動ベルト機構にもより高精度で駆動し、短期間で開発することが要求されている。
そこで、ベルト軸系生成部で、ＣＡＤシステムの図面データから解析対象とするベルト軸系を抽出し、それを単位ベルト軸系生成部で一本のベルトから構成される単位ベルト軸系に分割して、運動方程式自動生成部で各単位ベルト軸系についての運動方程式を自動生成し、その後全体系運動方程式自動生成部により、単位ベルト軸系の運動方程式を合成して、全体系の運動方程式を自動生成して、ベルト軸系負荷トルク等の動作特性の解析を手軽に行えるようにするベルト軸系動特性解析システムは公知である（特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開平６−２８２６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、伝動ベルトは、ゴム材料のものは一般的である。ゴム材料は、時間依存粘弾性特性と言う、時間に伴う非線形的な現象が現れ、前記解析手法におけるベルト特性に関する各マトリックスを定数では表現しきれなくなるという問題があった。
例えば、伝動ベルトの引張り条件の違いによる材料特性、荷重−ひずみ特性等が変化を生じるため、この特性を考慮しない場合には、伝動ベルト機構の挙動は計算上に誤差が大きくなる。
また、単に運動方程式による機構解析の場合には、伝動ベルトの形状、材質などの影響を考慮できないだけでなく、有限要素解析のような煩雑の計算が行われていた。このため、伝動ベルトの特性の決定の効率が悪く、従動プーリの動きの解析の精度も良くなく、伝動ベルトの最適設計が出来ないと言う不具合が生じていた。
そこで本発明の課題は、このような問題点を解決するものである。即ち、伝動ベルトの特性を煩雑な計算を行うことなく効率よく高精度に決定し、伝動ベルト機構の挙動を精度良く解析して、伝動ベルトの最適設計が出来る伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援方法と、その装置、並びに記録媒体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】
【０００４】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の本発明は、駆動プーリと従動プーリと、これらのプーリ間に巻きつける伝動ベルトとにより構成される伝動ベルト機構の動特性を解析する伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援方法において、伝動ベルト荷重−ひずみ特性の初期値に駆動条件に応じた伝動ベルトシフト量係数をかけて伝動ベルト荷重−ひずみ特性を取得する伝動ベルト特性取得工程と、上記伝動ベルト特性取得工程で取得した伝動ベルト荷重−ひずみ特性に基づいて、伝動ベルト機構モデルにより駆動プーリと従動プーリに巻きつける伝動ベルトの張力を算出する機構解析工程と、上記機構解析工程によって算出された上記伝動ベルトの張力の釣り合いから上記従動プーリの動きを解析して上記従動プーリの回転むらを最小にする設計条件を決定する設計条件決定肯定と、からなることを特徴とする。
また請求項２に記載の本発明は、駆動プーリと従動プーリと、これらのプーリ間に巻きつける伝動ベルトとにより構成される伝動ベルト機構の動特性を解析する伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置において、伝動ベルト荷重−ひずみ特性の初期値に駆動条件に応じた伝動ベルトシフト量係数をかけて伝動ベルト荷重−ひずみ特性を取得する伝動ベルト特性取得手段と、上記伝動ベルト特性取得手段で取得した伝動ベルト荷重−ひずみ特性に基づいて、伝動ベルト機構モデルにより駆動プーリと従動プーリに巻きつける伝動ベルトの張力を算出する機構解析手段と、上記機構解析手段によって算出された上記伝動ベルトの張力の釣り合いから上記従動プーリの動きを解析して上記従動プーリの回転むらを最小にする設計条件を決定する設計条件決定手段と、を備えることを特徴とする。
また請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置において、上記伝動ベルト特性取得手段は、予め伝動ベルトの種類によって用意された伝動ベルト荷重−ひずみ特性の初期値と、駆動条件と伝動ベルトシフト量係数の関係と、上記初期値に上記関係によって決定された伝動ベルトシフト量係数をかけることによって伝動ベルト荷重−ひずみ特性を決定することを特徴とする。
【０００５】
また請求項４に記載の本発明は、請求項３に記載の伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置において、伝動ベルトの種類に応じた伝動ベルト荷重−ひずみ特性の初期値と、駆動条件と伝動ベルトシフト量係数の関係ファイルを予め用意しておくことを特徴とする。
また請求項５に記載の本発明は、請求項３又は４に記載の伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置において、上記伝動ベルト特性取得手段は、予め伝動ベルトの種類によって用意された伝動ベルト荷重−ひずみ特性の初期値と、駆動条件と伝動ベルトシフト量係数の関係と、上記初期値に上記関係によって決定された伝動ベルトシフト量係数をかけることによって伝動ベルト荷重−ひずみ特性を算出することを特徴とする。
また請求項６に記載の本発明は、請求項２乃至５のいずれか一項に記載の伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置において、上記機構解析手段は、上記伝動ベルト特性取得手段で取得した伝動ベルト荷重−ひずみ特性に基づいて伝動ベルト機構モデルにより従動プーリの動きを解析することを特徴とする。
請求項７に記載の本発明は、請求項２乃至６の何れか一項に記載の伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置において、上記機構解析手段は、上記伝動ベルト特性取得手段で取得した伝動ベルト荷重−ひずみ特性を伝動ベルト機構モデルに定義し、伝動ベルト機構の挙動を解析する際に、その演算途中で伝動ベルト荷重−ひずみ特性のデータを参照して、駆動プーリと従動プーリに巻きつける伝動ベルトの張力の値を決定することを特徴とする。
【０００６】
請求項８に記載の本発明は、請求項２乃至７に記載の何れか一項に記載の伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置において、上記機構解析手段は、上記駆動プーリと上記従動プーリの回転運動による伝動ベルトの巻き取り変化量に、上記駆動プーリと上記従動プーリの間にかかる上記伝動ベルトの長さを除算することによって、上記伝動ベルトの瞬間ひずみを求め、更に、上記伝動ベルトの初期張力による上記伝動ベルトの初期ひずみを加算して、上記伝動ベルトのひずみ量を求めることを特徴とする。
請求項９に記載の本発明は、請求項２乃至８の何れか一項に記載の伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置において、上記設計条件決定手段は、上記機構解析手段による従動プーリの解析結果に基づいて、伝動ベルトの種類、駆動条件、又は、初期張力を最適化計算により、上記従動プーリの回転むらが最小になるように決定することを特徴とする。
請求項１０に記載の本発明は、請求項２乃至９の何れか一項に記載の伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置において、伝動ベルト荷重−ひずみ特性の初期値や駆動条件と伝動ベルトシフト量係数の関係等のデータを記録する記録装置と、伝動ベルトの特性値情報を入力する入力装置と、機構解析ソルバにより演算を行う演算装置と、演算結果を出力する出力装置とからなることを特徴とする。
請求項１１に記載の本発明は、請求項１に記載の伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援方法、または、請求項２乃至請求項９のいずれか一項に記載の伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置を実現するためのプログラムをコンピュータが読み取り可能な形式で記録されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、以下に説明するように構成されているので、請求項１の発明によれば、伝動ベルトの特性を煩雑な計算を行うことなく効率よく高精度に決定し、伝動ベルト機構の挙動を精度良く解析して伝動ベルトの最適設計が出来る伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援方法を提供することが出来るようになった。
請求項２の発明によれば、駆動条件下の伝動ベルトの特性を煩雑な計算を行うことなく効率よく高精度に決定し、伝動ベルト機構の挙動を精度良く解析して、伝動ベルトの最適設計が出来る伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置を提供することが出来るようになった。
請求項３の発明によれば、駆動条件下の伝動ベルトの特性を煩雑な計算を行うことなく簡単、且つ、効率よく高精度に決定し、伝動ベルト機構の挙動を精度良く解析して、伝動ベルトの最適設計が出来る伝動ベルト設計支援装置を提供することが出来るようになった。
請求項４の発明によれば、駆動条件下の伝動ベルトの特性を煩雑な計算を行うことなく簡単、且つ、効率よく高精度に決定して容易に得ることが出来て、伝動ベルト機構の挙動を精度良く解析して、伝動ベルトの最適設計が出来る伝動ベルト設計支援装置を提供することが出来るようになった。
請求項５の発明によれば、駆動条件下の伝動ベルトの特性を煩雑な計算を行うことなく簡単、且つ、効率よく高精度に算出して決定し、伝動ベルト機構の挙動を精度良く解析して、伝動ベルトの最適設計が出来る伝動ベルト設計支援装置を提供することが出来るようになった。
請求項６の発明によれば、駆動条件下の伝動ベルトの特性を煩雑な計算を行うことなく効率よく高精度に決定し、伝動ベルト機構の挙動の従動プーリの動きを精度良く解析して、伝動ベルトの最適設計が出来る伝動ベルト設計支援装置を提供することが出来るようになった。
請求項７の発明によれば、駆動条件下の伝動ベルトの特性を煩雑な計算を行うことなく効率よく高精度に決定し、伝動ベルトの張力を決定することで伝動ベルト機構の挙動の従動プーリの動きを精度良く解析して、伝動ベルトの最適設計が出来る伝動ベルト設計支援装置を提供することが出来るようになった。
【０００８】
請求項８の発明によれば、駆動条件下の伝動ベルトの特性を煩雑な計算を行うことなく効率よく高精度に決定し、伝動ベルトの初期張力を考慮することで伝動ベルト機構の挙動の従動プーリの動きを精度良く解析して、伝動ベルトの最適設計が出来る伝動ベルト設計支援装置を提供することが出来るようになった。
請求項９の発明によれば、駆動条件下の伝動ベルトの特性を煩雑な計算を行うことなく効率よく高精度に決定し、伝動ベルト機構の挙動の従動プーリの回転むらを最小に抑えて精度良く解析して、伝動ベルトの最適設計が出来る伝動ベルト設計支援装置を提供することが出来るようになった。
請求項１０の発明によれば、駆動条件下の伝動ベルトの特性を煩雑な計算を行うことなく効率よく高精度に決定し、伝動ベルト機構の挙動を精度良く解析して、簡単な装置で伝動ベルトの最適設計が出来る伝動ベルト設計支援装置を提供することが出来るようになった。
請求項１１の発明によれば、プログラムの移動や更新が容易に行うことが出来て、伝動ベルトの特性を煩雑な計算を行うことなく効率よく高精度に決定し、伝動ベルト機構の挙動を精度良く解析して、伝動ベルトの最適設計が出来る記録媒体を提供することが出来るようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、本発明の実施の形態は、図面を参照して詳細に説明する。
図１乃至図４において、駆動プーリと従動プーリの複数のプーリと複数のプーリに巻きつける伝動ベルトを有する伝動ベルト機構の動特性を解析する伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置０は、伝動ベルト荷重−ひずみ特性の初期値（Ｌinitial）に駆動条件に応じた伝動ベルトシフト量係数（ｋ）をかけて伝動ベルト荷重−ひずみ特性を取得する伝動ベルト特性取得手段１と、上記伝動ベルト特性取得手段１で取得した伝動ベルト荷重−ひずみ特性に基づいて、図2に示す伝動ベルト機構モデル２の駆動プーリ３と従動プーリ４に巻きつける伝動ベルト５の張力を算出する機構解析手段６と、上記機構解析手段６によって算出された上記伝動ベルト５の張力の釣り合いから上記従動プーリ４の動きを解析して上記従動プーリ４の回転むらを最小にする設計条件を決定する設計条件決定手段７とを有して、伝動ベルト荷重−ひずみ特性の初期値（Ｌinitial）、駆動条件と伝動ベルトシフト量係数（ｋ）の関係で伝動ベルト荷重−ひずみ特性（Ｌａ）を決定する方法と、機構解析ソルバにより演算を行う方法と、その演算結果を出力する方法とからなる伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援方法により、上記伝動ベルト５の特性を煩雑な計算を行うことなく効率よく高精度に決定し、伝動ベルト機構０ａの挙動を精度良く解析して、上記伝動ベルト５の最適設計を行うことが出来る。
上記伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援装置（以下、「伝動ベルト設計支援装置」という）０は、図１に示すように、有限要素モデルによる有限要素法解析手段の上記伝動ベルト特性取得手段１と、上記伝動ベルト機構モデル２による上記機構解析手段６、及び、上記設計条件決定手段７等より構成されている。
【００１０】
上記伝動ベルト機構０ａの一例は図２に示すようになる。この場合、図示しないモータ等で直接回転駆動される上記駆動プーリ３、上記従動プーリ４、及び、上記駆動プーリ３と上記従動プーリ４との間に巻きかけられた上記伝動ベルト５より構成されている。
まず、予め上記伝動ベルト５の種類によって用意された伝動ベルト荷重(応力)−ひずみ特性の初期値（Ｌinitial）、例えば、図３に示すような引張り試験から得られた荷重−ひずみ特性である。
上記伝動ベルト特性取得手段１は、この初期値（Ｌinitial）の特性に、伝動ベルトシフト量係数（ｋ）をかけることで、伝動ベルト荷重(応力)−ひずみ特性を取得して決定する。
（Ｌａ）＝（Ｌinitial）*（ｋ）＝（Ｌinitial）*（ｆ(a)）・・・（式１）
但し、Ｌａ：加速度ごとの伝動ベルト荷重−ひずみ特性、Ｌinitial：伝動ベルト荷重−ひずみ特性の初期値、ｋ：伝動ベルトシフト量係数、ｆ(a)：伝動ベルトシフト量係数の関数（図４を参照）、ａ：モータ駆動加速度、駆動条件と伝動ベルトシフト量係数（ｋ）の関係は、例えば、図４に示すようなモータの立上加速度とシフト量の関係である。
上記伝動ベルト特性取得手段１は、複数種類の上記伝動ベルト５に対応して、このような関係を格納したファイルを、予め用意しておき、図４の場合、モータの立上加速度に応じて、伝動ベルトシフト量係数（ｋ）を選択し、この伝動ベルトシフト量係数（ｋ）を用いて、伝動ベルト荷重(応力)−ひずみ特性の初期値（Ｌinitial）をかけることで、伝動ベルト荷重(応力)−ひずみ特性を簡単、且つ、容易に決定することが出来るようになった。
【００１１】
図５と図６において、次に、求められた前記伝動ベルト荷重(応力)−ひずみ特性を上記伝動ベルト機構モデル２に入力し、図５に示すような手順で、機構解析を行う。
図６は、図２に示した上記伝動ベルト機構０ａの上記伝動ベルト機構モデル２である。
下記の（式２）と（式３）は、上記伝動ベルト機構モデル２の運動方程式である。
｛Ｆ｝＝［Ｋ］｛Ｗ｝＋［ｃ］（ｄ｛Ｗ｝／ｄｔ）＋ [J]（ｄ2｛Ｗ｝／ｄｔ2）＋｛Ｆ0｝・・・（式２）
｛Ｗ｝＝ ［r］｛θ｝・・・（式３）
但し、｛Ｆ｝：タイミングベルトの張力ベクトル、｛Ｆ0｝：タイミングベルトの初期張力ベクトル、｛Ｗ｝：各プーリの巻き取り量ベクトル、［Ｋ］：タイミングベルトバネ剛性マトリックス、［ｃ］：タイミングベルトバネ粘性マトリックス、[J]：各プーリの慣性モーメントマトリックス、［r］：プーリ半径マトリックス、｛θ｝：ドラム回転角ベクトルである。
これに基づいたモデルに、タイミングベルトの初期張力、前記有限要素法解析手段の上記伝動ベルト特性取得手段１による伝動ベルト荷重−ひずみ特性（Ｌａ）、巻き取り量はモデル中に定義する。
特に、上記伝動ベルト特性取得手段１による伝動ベルト荷重−ひずみ特性（Ｌａ）を（式２）の［Ｋ］により定義し、巻き取り量を（式３）の［Ｗ］により定義し、ベルト初期張力を（式２）の｛Ｆ0｝により定義する。
これらの情報に基づいて、上記駆動プーリ３と上記従動プーリ４にかかる張力を算出する。そして、この張力を各上記駆動プーリ３と上記従動プーリ４に与え、（式２）の運動方程式を解いて、各上記駆動プーリ３と上記従動プーリ４の釣り合い位置を判定する。
このようにして両上記駆動プーリ３と上記従動プーリ４の回転位置を求め、更に、解析時間が終了したかを判断し、解析時間に達していない場合には、時間が解析ステップΔｔ時間を進んで、運動方程式中の数値を変更し、再び前記各ステップに戻って解析を行い、解析時間に達するまで繰り返す。
一方、処理が終了している場合には、各解析ステップ時間ごとに保存し、演算結果を時系列にして出力する。出力された演算結果は、上記伝動ベルト機構０ａにある全ての上記駆動プーリ３と上記従動プーリ４の動きを表すことになる。
【００１２】
上記伝動ベルト特性取得手段１で算出した伝動ベルト荷重−ひずみ特性（Ｌａ）を上記伝動ベルト機構モデル２に予め定義し、上記伝動ベルト５の巻き取り変化量により、上記伝動ベルト５ひずみ量を算出し、計算途中でこの結果に基づいて、前記伝動ベルト荷重−ひずみ特性（Ｌａ）データを参照して、上記伝動ベルト５の張力の値を決定する。
従って、上記従動プーリ４の動きを精度良く解析し、上記伝動ベルト機構０ａにおける上記伝動ベルト５を最適設計する上記伝動ベルト設計支援装置を提供することが出来るようになった。
各上記駆動プーリ３と上記従動プーリ４の巻き取り量は前記（式３）により算出し、この結果に基づいて、（式４）に示したように相隣両上記駆動プーリ３と上記従動プーリ４の巻き取り量の差分を取って、これに上記駆動プーリ３と上記従動プーリ４の間にかかる上記伝動ベルト５の長さを除算し、更に、上記伝動ベルト５の初期張力による上記伝動ベルト５の初期ひずみを加算することによって、上記伝動ベルト５のひずみ量を求める。
上記伝動ベルト５のひずみ量＝相隣上記駆動プーリ３と上記従動プーリ４の巻き取り量の差／相隣上記駆動プーリ３と上記従動プーリ４間にかかる上記伝動ベルト５の長さ＋上記伝動ベルト５の初期張力による上記伝動ベルト５の初期ひずみ・・・（式４）
従って、上記従動プーリ４の動きを精度良く解析し、上記伝動ベルト機構０ａにおける上記伝動ベルト５を最適設計する上記伝動ベルト設計支援装置０を提供することが出来るようになった。
上記伝動ベルト５に加わるひずみが引張りひずみか圧縮ひずみかを前記算出された上記伝動ベルト５のひずみ量によって判別し、上記伝動ベルト５のひずみ量が正になったときには、上記伝動ベルト５に加わるひずみが引張りひずみであり、計算を行う。
一方、上記伝動ベルト５のひずみ量が負になったときには、上記伝動ベルト５に加わるひずみが圧縮ひずみであり、上記伝動ベルト５の張力を零値に変更する。
上記機構解析手段６による上記従動プーリ４の解析結果に基づいて、例えば、上記従動プーリ４の回転むらを許容される回転むら内になるように、上記伝動ベルト５の種類、駆動条件、初期張力などを、
（∂ｙ／∂ｘ）＝（ｙNEW―ｙNoW／ｘNEW―ｘNoW）・・・（式５）
の最適化計算により、設計条件を決定する。
従って、上記従動プーリ４の回転むらを最小に抑える上記伝動ベルト設計支援装置０を提供することが出来るようになった。
【００１３】
図７において、上記伝動ベルト設計支援装置０は、伝動ベルト荷重−ひずみ特性の初期値（Ｌinitial）や駆動条件と伝動ベルトシフト量係数（ｋ）の関係等のデータを記録する記録装置１０と、上記伝動ベルト５の特性値情報を入力する入力装置１１と、機構解析ソルバにより演算を行う演算装置１２と、演算結果を出力する出力装置１３とからなり、これらの簡単な装置で上記伝動ベルト機構０ａにおける上記伝動ベルト５の最適設計を行うことが出来る。
上記伝動ベルト設計支援装置０は、設計者が駆動設計を行うための設計条件などを入力する上記入力装置１１の駆動条件入力操作部１１ａと、これによって駆動条件に対応する伝動ベルト荷重−ひずみ特性を決定する上記設計条件決定７の設計条件決定部７ａと、伝動ベルト荷重−ひずみ特性を機構解析を行うための解析条件等を入力する上記入力装置１１の機構解析モデル入力操作部１１ｂに出力する上記入力装置１１の上記機構解析モデル入力操作部１１ｂに出力する上記出力装置１３の荷重−ひずみ特性の出力部１３ａと、決定した設計条件を画面や紙等に出力する上記出力装置２３の出力部１３ｂと、上記入力装置１１の上記機構解析モデル入力部１１ｂの指示に従って上記伝動ベルト機構０ａの動作を解析し、解析結果に基づいて設計条件を決定する上記設計条件決定手段７の設計条件決定部７ｂとを有している。
上記設計条件決定手段７の上記設計条件決定部７ａは、前記伝動ベルト荷重−ひずみ特性を決定するための必要なデータを記憶する上記記憶装置１０のメモリ部１０ａと、上記記憶装置１０の上記メモリ部１０ａに記憶されたデータに基づいて伝動ベルト荷重−ひずみ特性を決定する上記演算装置１２の演算装置１２ａとを有している。
上記記憶装置１０の上記メモリ部１０ａには、前記伝動ベルト荷重−ひずみ特性の初期値（Ｌinitial）、駆動条件と伝動ベルトシフト量係数（ｋ）の関係などのデータを格納したファイル等の伝動ベルト荷重−ひずみ特性を決定するための必要なデータが記憶されている。
そして、上記演上記演算装置１２の上記演算装置１２ａは、上記入力装置１１の上記駆動条件入力操作部１１ａにより入力された駆動条件等の設計条件に基づいて、前記伝動ベルト荷重−ひずみ特性を算出する。
【００１４】
上記設計条件決定手段７の上記設計条件決定部７ｂは、機構解析に必要なデータを記憶する上記記憶装置１０のメモリ部１０ｂと、上記記憶装置１０の上記メモリ部１０ｂに記憶されたデータに基づいて演算処理する上記演算装置１２の演算装置１２ｂの機構解析ソルバと前記機構解析結果に基づいて伝動ベルト設計条件を最適化する伝動ベルト設計条件最適化ソルバとを有している。
上記演算装置１２の上記演算装置１２ｂの機構解析ソルバは、上記入力装置１１の上記機構解析モデル入力操作部１１ｂにより入力された前記伝動ベルト荷重−ひずみ特性やベルト初期張力などの設計条件に基づいて、上記伝動ベルト５の張力を算出し、算出された張力から上記伝動ベルト機構０ａの釣り合いを判定し、上記駆動プーリ３と上記従動プーリ４の動きを解析する。
そして、伝動ベルト設計条件最適化ソルバは、前記機構解析結果に基づいて上記ベルト５の最適な設計条件を決定する。
コンピュータを実行させるためのプログラムを記載した伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援記録媒体２０は、上記伝動ベルト設計支援装置０における伝動ベルト荷重−ひずみ特性の解析方法、及び、機構の解析を実行するプログラムを記載されているものである。
従って、前記各解析方法、手段を記録し、上記伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援記録媒体２０を持ち運ぶことで、プログラムの移動や更新が容易に行うことが出来るようになった。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態例を示す伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援方法、及び、伝動ベルト設計支援装置の主要部を説明する説明図である。
【図２】本発明の実施の形態例を示す伝動ベルト機構を説明する説明図である。
【図３】本発明の実施の形態例を示す伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援方法、及び、伝動ベルト設計支援装置の他の主要部のひずみと荷重の特性を説明する説明図である。
【図４】本発明の実施の形態例を示す伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援方法、及び、伝動ベルト設計支援装置の他の主要部のモータの立上加速度とシフト量の特性を説明する説明図である。
【図５】本発明の他の実施の形態例を示す伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援方法、及び、伝動ベルト設計支援装置の他の主要部の動作を説明する説明図である。
【図６】本発明の実施の形態例を示す伝動ベルト機構モデルを説明する説明図である。
【図７】本発明の実施の形態例を示す伝動ベルト設計支援装置を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００１６】
０  伝動ベルト設計支援装置、  ０ａ  伝動ベルト機構、１  伝動ベルト特性取得手段、２  伝動ベルト機構モデル、３  駆動プーリ、４  従動プーリ、５  伝動ベルト、６  機構解析手段、７  設計条件決定手段、７ａ  設計条件決定部、７ｂ  設計条件決定部、１０  記録装置、１０ａ  メモリ部、  １０ｂ  メモリ部、１１  入力装置、１１ａ  駆動条件入力操作部、１１ｂ  機構解析モデル入力操作部、１２  演算装置、１２ａ  演算装置、１２ｂ  演算装置、１３  出力装置、１３ａ  荷重−ひずみ特性の出力部、１３ｂ  出力部、２０  伝動ベルト機構における伝動ベルト設計支援記録媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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