(57)【要約】【課題】  回転体に巻き掛けられた無端伝動体の張力の測定精度を高める。【解決手段】  ボルト２２で固定部に固定された内周側部材１５は、その外周にボールベアリングを介して回転自在に支持した外周側部材に無端ベルトが巻き掛けられる。内周側部材１５は、ボールベアリングのインナーレース１９に嵌合する外周部２３と、ボルト２２で固定される内周部２４と、内周部２４および外周部２３を連結する連結部２５と、無端ベルトの張力に基づく荷重による連結部２５の変形を検出する歪みゲージ２６とを備える。内周部２４および外周部２３間に、連結部２５と平行なローラ案内面２３ａ，２４ａに案内されるローラ２９を有する規制手段２８を配置することで、連結部２５にその連結方向の純粋な引張荷重だけが作用して曲げ荷重や剪断荷重が作用しないように規制することで、無端ベルトの張力の測定精度を高めることができる。【選択図】        図３
2006300754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端伝動体（１２）が巻き掛けられる回転体（１１）が、無端伝動体（１２）に接する外周側部材（１３）と、回転体（１１）が取り付けられる取付部（１４）に固定される内周側部材（１５）と、内周側部材（１５）に外周側部材（１３）を相対回転自在に支持するベアリング（１６）とからなり、
更に前記内周側部材（１５）は、前記取付部（１４）に固定される内周部（２４）と、ベアリング（１６）の内周に接する外周部（２３）と、内周部（２４）および外周部（２３）を連結する弾性変形可能な連結部（２５）とからなり、連結部（２５）の変形を検出することで前記無端伝動体（１２）の張力を測定する回転体装置において、
前記内周部（２４）および前記外周部（２３）間に、内周部（２４）に対して外周部（２３）が前記連結部（２５）の連結方向に相対移動することを許容し、その他の方向への相対移動および相対回転を規制する規制手段（２８）を配置したことを特徴とする回転体装置。
【請求項２】
前記規制手段（２８）は、前記内周部（２４）および前記外周部（２３）間に配置されたローラ（２９）と、前記内周部（２４）および前記外周部（２３）にそれぞれ形成されてローラ（２９）を前記連結部（２５）の連結方向に案内するローラ案内面（２３ａ，２４ａ）とを備えたことを特徴とする、請求項１に記載の回転体装置。
【請求項３】
前記規制手段（２８）は、前記内周部（２４）および前記外周部（２３）の前記連結部（２５）の連結方向の相対移動距離を、前記連結部（２５）の変形量が限界変形量以下になるように規制するストッパ面（２３ｂ，２４ｂ）を有することを特徴とする、請求項２に記載の回転体装置。
【請求項４】
前記連結部（２５）の連結方向を、無端伝動体（１２）の張力（Ｔ）が回転体（１１）に与える荷重（Ｔ０）の方向に一致させたことを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の回転体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プーリに巻き掛けられた無端ベルトやスプロケットに巻き掛けられた無端チェーンのような無端伝動体の張力を測定するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プーリに巻き掛けられて駆動力を伝達する無端ベルトの張力を直接測定することは困難であるため、その無端ベルトが巻き掛けられたプーリに加わる荷重から前記張力を測定することが一般的に行われている。
【０００３】
下記特許文献１に記載された張力測定用プーリ１は、固定部に固定される内側取付部材３の外周にベアリング部材４を介して外側プーリ部材２を回転自在に支持してなり、内側取付部材３を、ベアリング部材４に嵌合する嵌合部３ａと、固定部に固定される取付部３ｂと、嵌合部３ａおよび取付部３ｂを連結する棒状部３ｃと、棒状部３ｃに貼り付けた歪みゲージ１１ａ〜１１ｄとで構成し、張力測定用プーリ１に巻き掛けた無端伝動体から受ける荷重による棒状部３ｃの変形量を歪みゲージ１１ａ〜１１ｄで検出し、その検出結果に基づいて無端伝動体の張力を測定するようになっている。
【特許文献１】特開平５−１８０７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記従来のものは、歪みゲージ１１ａ〜１１ｄが貼り付けられた棒状部３ｃが変形する方向が規制されていないため、無端伝動体から加わる荷重で棒状部３ｃは伸縮変形、曲げ変形、捩じり変形等の種々の変形を受けることになり、歪みゲージ１１ａ〜１１ｄの出力と無端伝動体の張力との対応関係が一義的でなくなり、前記張力の測定精度が低下する問題があった。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、回転体に巻き掛けられた無端伝動体の張力の測定精度を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、無端伝動体が巻き掛けられる回転体が、無端伝動体に接する外周側部材と、回転体が取り付けられる取付部に固定される内周側部材と、内周側部材に外周側部材を相対回転自在に支持するベアリングとからなり、更に前記内周側部材は、前記取付部に固定される内周部と、ベアリングの内周に接する外周部と、内周部および外周部を連結する弾性変形可能な連結部とからなり、連結部の変形を検出することで前記無端伝動帯の張力を測定する回転体装置において、前記内周部および前記外周部間に、内周部に対して外周部が前記連結部の連結方向に相対移動することを許容し、その他の方向への相対移動および相対回転を規制する規制手段を配置したことを特徴とする回転体装置が提案される。
【０００７】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記規制手段は、前記内周部および前記外周部間に配置されたローラと、前記内周部および前記外周部にそれぞれ形成されてローラを前記連結部の連結方向に案内するローラ案内面とを備えたことを特徴とする回転体装置が提案される。
【０００８】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記規制手段は、前記内周部および前記外周部の前記連結部の連結方向の相対移動距離を、前記連結部の変形量が限界変形量以下になるように規制するストッパ面を有することを特徴とする回転体装置が提案される。
【０００９】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記連結部の連結方向を、無端伝動体の張力が回転体に与える荷重の方向に一致させたことを特徴とする回転体装置が提案される。
【００１０】
尚、実施例のプーリ１１は本発明の回転体に対応し、実施例の無端ベルト１２は本発明の無端伝動体に対応し、実施例のボールベアリング１６は本発明のベアリングに対応する。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の構成によれば、ベアリングを介して外周側部材を回転自在に支持する内周側部材の内周部および外周部間に、内周部に対して外周部がそれらを連結する連結部の連結方向に相対移動することを許容し、その他の方向への相対移動および相対回転を規制する規制手段を配置したので、無端伝動体の張力が外周側部材およびベアリングを介して内周側部材に伝達されたとき、連結部にその連結方向の圧縮荷重あるいは引張荷重のみを伝達して曲げ荷重や剪断荷重が作用するのを防止することができる。その結果、連結部の変形量が無端伝動体の張力を正確に反映した値になり、前記張力の測定精度を高めることができる。
【００１２】
請求項２の構成によれば、規制手段が内周側部材の内周部および外周部にそれぞれ形成されてローラを連結部の連結方向に案内するローラ案内面を備えているので、測定精度を低下させる摩擦力を最小限に抑えながら、連結部の連結方向にのみ内周部および外周部を相対移動させ、それ以外の方向への相対移動および相対回転を確実に抑制することができる。
【００１３】
請求項３の構成によれば、規制手段に設けたストッパにより、内周側部材の内周部および外周部の連結部の連結方向の相対移動距離を、連結部の変形量が限界変形量以下になるように規制するので、無端伝動体から回転体に大きな荷重が加わっても連結部の破損を防止することができる。
【００１４】
請求項４の構成によれば、連結部の連結方向が、無端伝動体の張力が回転体に与える荷重の方向に一致するので、連結部の変形量を精度良く検出して無端伝動体の張力を精度良く測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１６】
図１〜図４は本発明の一実施例を示すもので、図１は無端ベルトが巻き掛けられたプーリの正面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図３の４部拡大図である。
【００１７】
図１および図２に示すように、プーリ１１は無端ベルト１２が巻き掛けられる外周側部材１３と、取付部１４に固定される内周側部材１５と、内周側部材１５に対して外周側部材１３を回転自在に支持するボールベアリング１６とを備える。ボールベアリング１６は多数のボール１７…をアウターレース１８およびインナーレース１９間に保持したもので、アウターレース１８の外周面が外周側部材１３の内周面に圧入により固定され、インナーレース１９の内周面が内周側部材１５の外周面に圧入により固定される。
【００１８】
内周側部材１５の両面にはワッシャ２０およびカラー２１が重ね合わされており、ワッシャ２０、内周側部材１５およびカラー２１を貫通するボルト２２を取付部１４に形成した雌ねじ１４ａに締結することにより、内周側部材１５が取付部１４に回転不能に固定される。
【００１９】
図３および図４を併せて参照すると明らかなように、内周側部材１５はボールベアリング１６のインナーレース１９に圧入される環状の外周部２３と、ボルト２２が貫通するボルト孔２４ｃが形成された内周部２４と、ボルト２２の軸線、つまりプーリ１１の回転軸線Ｌに対して径方向に延びて内周部２４および外周部２３を連結する１本の細い連結部２５とで構成される。ボルト２２の締結力は内周部２４のみに作用しており、ワッシャ２０およびカラー２１との間に微小な隙間を有する外周部２３および連結部２５にボルト２２の締結力は作用しない。従って、外周部２３に荷重が加わると連結部２５が弾性変形することにより、外周部２３は内周部２４に対して相対移動することができる。連結部２５の延びる方向は、プーリ１１に巻き掛けられた無端ベルト１２の二つの弦１２ａ，１２ｂが成す角度２θの２等分線の方向に一致している。連結部２５の両面には歪みゲージ２６，２６が貼り付けられ、そこから延びるリード線２７，２７がワッシャ２０に形成した切欠２０ａから外部に引き出される。
【００２０】
内周側部材１５の外周部２３および内周部２４間に、円周方向に離間した４個の規制手段２８…が配置される。これらの規制手段２８…は、実質的に同一構造であるため、図４に示した一つの規制手段２８について説明する。
【００２１】
外周部２３の内面に連結部２５の延びる方向と平行な直線状のローラ案内面２３ａと、そのローラ案内面２３ａの上端に連なる部分円弧状のストッパ面２３ｂとが形成され、かつ内周部２４の外面に連結部２５の延びる方向と平行な直線状のローラ案内面２４ａと、そのローラ案内面２４ａの下端に連なる部分円弧状のストッパ面２４ｂとが形成されており、両ローラ案内面２３ａ，２４ａにローラ２９が転動可能に接触する。外周部２３および内周部２４のストッパ面２３ｂ，２４ｂの半径はローラ２９の半径と同一であり、ローラ２９の外周面はストッパ面２３ｂ，２４ｂに隙間無く当接可能である。
【００２２】
次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用を説明する。
【００２３】
図１において、無端ベルト１２が巻き掛けられたプーリ１１の外周側部材１３に、無端ベルト１２の張力Ｔに基づく荷重Ｔ０が作用すると、その張力Ｔに基づく荷重Ｔ０は外周側部材１３からボールベアリング１６を介して内周側部材１５に伝達される。このとき内周側部材１５の内周部はボルト２２で取付部１４に固定されているため、前記荷重Ｔ０によって外周部２３および内周部２４を連結する連結部２５に引張応力が発生し、連結部２５の伸び変形によって歪みゲージ２６，２６が前記荷重Ｔ０を検出する。
【００２４】
このとき、連結部２５の延びる方向は、プーリ１１に巻き掛けられた無端ベルト１２の二つの弦１２ａ，１２ｂが成す角度２θの２等分線の方向に一致しているため、理論上は荷重Ｔ０は連結部２５に引張荷重としてのみ作用するはずであるが、実際には無端ベルト１２によるコジリやボールベアリング１６の摩擦力によって連結部２５に曲げ荷重や剪断荷重が作用してしまい、その曲げ荷重や剪断荷重が歪みゲージ２６，２６により検出されてしまうことで張力Ｔの測定精度が低下してしまう可能性がある。
【００２５】
しかしながら本実施例によれば、４個の規制手段２８…のローラ２９…が外周部２３のローラ案内面２３ａ…と内周部２４のローラ案内面２４ａ…とに案内されて転動することで、連結部２５がプーリ１１の径方向（つまり連結部２５の連結方向）にのみ伸び変形するのを許容して曲げ変形や剪断変形の発生を規制するので、歪みゲージ２６，２６は連結部２５の径方向の荷重Ｔ０だけを精度良く検出することができる。
【００２６】
しかして、例えばプーリ１１に対する無端ベルト１２の巻き付き角が９０°であれば、プーリ１１に作用する荷重Ｔ０と無端ベルト１２の張力Ｔとの間には、
Ｔ０＝√２Ｔ
の関係が存在するため、この関係に基づいて荷重Ｔ０から無端ベルト１２の張力Ｔを算出することができる。
【００２７】
また無端ベルト１２の張力Ｔが過大になると連結部２５の変形量が限界変形量を超えて破損する虞があるが、内周側部材１５の外周部２３および内周部２４の相対移動距離が所定値を超えると、各々の規制手段２８のローラ２９が外周部２３のストッパ面２３ｂおよび内周部２４のストッパ面２４ｂに当接し、連結部２５の変形量が限界変形量を超えないように規制する。これにより、連結部２５の破損を確実に防止してプーリ１１の耐久性を高めることができる。
【００２８】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００２９】
例えば、実施例では回転体としてプーリ１１を採用し、無端伝動体として無端ベルト１２を採用したが、回転体はスプロケットであっても良く、無端伝動体は無端チェーンであっても良い。
【００３０】
また実施例では連結部２５に引張荷重が作用するが、圧縮荷重が作用するようにしても良い。
【００３１】
また実施例では連結部２５が延びる方向を荷重Ｔ０の方向に一致させているが、連結部２５が延びる方向と荷重Ｔ０の方向とが所定の角度を成していても良い。このような場合でも、規制手段２８…の機能によって連結部２５に引張荷重あるいは圧縮荷重以外の荷重が加わるのを防止して張力Ｔの測定精度を高めることができる。
【００３２】
また実施例では４個の規制手段２８…を設けているが、その数は任意である。
【００３３】
また実施例ではプーリ１１に対する無端ベルト１２の巻き付き角を９０°に設定しているが、その巻き付き角は任意である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】無端ベルトが巻き掛けられたプーリの正面図
【図２】図１の２−２線断面図
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】図３の４部拡大図
【符号の説明】
【００３５】
１１        プーリ（回転体）
１２        無端ベルト（無端伝動体）
１３        外周側部材
１４        取付部
１５        内周側部材
１６        ボールベアリング（ベアリング）
２３        外周部
２３ａ      ローラ案内面
２３ｂ      ストッパ面
２４        内周部
２４ａ      ローラ案内面
２４ｂ      ストッパ面
２５        連結部
２８        規制手段
２９        ローラ
Ｔ          張力
Ｔ０        荷重
【図１】
2006300754.tif 000003
【図２】
2006300754.tif 000004
【図３】
2006300754.tif 000005
【図４】
2006300754.tif 000006