(57)【要約】【課題】  金属リングの端面傷を定量的に検査できる再現性のよい金属リング端面傷検査方法及び検査装置を提供する。【解決手段】  金属リング（２）の端面に接触する振動子（３５）の振動の大きさから当該金属リング（２）の端面傷の有無を判定する。人手によるもの、つまり、指先や爪などの触感による手法に比べて、定量的で精度のよい判定結果が得られ、判定の精度を向上できる。また、振動子に糸を用い、且つ、繰糸部と引き糸部により、当該糸の新しい部分を前記金属リングの端面に接触させ得るように構成すれば、糸の耐久性問題も解消される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属リングを回転させながら、その金属リングの端面に振動子を接触させ、該振動子の振動の大きさに基づいて前記金属リングの端面傷の有無を判定することを特徴とする金属リング端面傷検査方法。
【請求項２】
前記振動子が前記金属リングの端面に２点で接触することを特徴とする請求項１記載の金属リング端面傷検査方法。
【請求項３】
前記振動子が前記金属リングの端面に１点のみで接触することを特徴とする請求項１記載の金属リング端面傷検査方法。
【請求項４】
前記振動子は、糸であることを特徴とする請求項１記載の金属リング端面傷検査方法。
【請求項５】
前記振動子は、舌片状部品を含むことを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の金属リング端面傷検査方法。
【請求項６】
金属リングを回転させる回転手段と、
回転中の前記金属リングの端面に接触する振動子と、
前記振動子の振動の大きさに基づいて前記金属リングの端面傷の有無を判定する判定手段と
を備えたことを特徴とする金属リング端面傷検査装置。
【請求項７】
前記振動子が前記金属リングの端面に２点で接触することを特徴とする請求項６記載の金属リング端面傷検査装置。
【請求項８】
前記振動子が前記金属リングの端面に１点のみで接触することを特徴とする請求項６記載の金属リング端面傷検査装置。
【請求項９】
前記振動子は、糸であることを特徴とする請求項６乃至８いずれかに記載の金属リング端面傷検査装置。
【請求項１０】
前記振動子は、舌片状部品を含むことを特徴とする請求項６乃至８いずれかに記載の金属リング端面傷検査装置。
【請求項１１】
前記糸は、繰糸部から繰り出され、且つ、引き糸部に引き込まれることによって、糸の新しい部分を前記金属リングの端面に接触させ得るように構成されていることを特徴とする請求項９記載の金属リング端面傷検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等車両に搭載されるベルト式無段変速機、いわゆるＣＶＴのベルト（以下「ＣＶＴベルト」という。）を構成する部品の一つである、無端ベルト状の金属リングの端面傷を検査する金属リング端面傷検査方法及び検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＶＴベルトとしては、たとえば、非特許文献１に記載されているように、厚さ０．２ｍｍ程度の薄板状の金属リングを多数枚重ねたものに、スチール製のエレメントを多数個連続して嵌め込んで一体化した構造のものが知られている。
【０００３】
図５は、ＣＶＴベルトの外観図である。この図において、ＣＶＴベルト１は、たとえば、１２枚程度の金属リング２を積み重ねた二連のベルト積層体３に、たとえば、４００個程度のスチール製のエレメント４からなるエレメント積層体５を担持させて組み立てられている。
【０００４】
図６は、ＣＶＴベルト１の概略的な製造工程図である。この図において、マルエージング鋼等の超強靱鋼の薄板６の端部６ａ同士を突き当てて溶接し、リング状のドラム７を形成する。次いで、そのドラム７を所定幅ずつ輪切り状に裁断して圧延し、基本周長の金属リング２を作成する。
【０００５】
次に、上記の金属リング２に溶体化処理等を施した後、各々の金属リング２に、ＣＶＴベルト１の積層場所に対応した所要の周長を与える周長補正処理を実行する。
【０００６】
次に、周長補正後の金属リング２に対して、時効処理や窒化処理などを施して表面硬度を高めた後、金属リング２の表面傷の有無を検査し、検査をパスした金属リング２を順次に積層し、その積層体にエレメント４を嵌め込んで一体化して、ＣＶＴベルト１を完成する。
【０００７】
さて、金属リング２の表面傷は様々な原因で発生する。たとえば、ドラム７からの裁断時には、金属リング２の端面（切断面）にバリなどの傷が発生しやすく、この傷を無くすために、裁断後にバレル加工を施して、金属リング２の端面を滑らかにする（Ｒを付ける）ことが行われている。しかし、バレル加工は、バレル（樽の意）の中で研磨対象物（ここでは金属リング２）と研磨石とを激しく動かして対象物の研磨を行うものであるため、まれにではあるが、研磨石との衝突による傷（打痕や部分欠損等）を発生することがあった。
【０００８】
【非特許文献１】宮地知巳著“理想の変速機ＣＶＴの性能を最大限に引き出す”、［online］、［平成１４年８月２５日検索］、インターネット＜URL: http://www.idemitsu.co.jp/lube/cvt/cvtbody2.html＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来、金属リング２の端面傷の検査は人手によって行われていた。すなわち、金属リング２の端面を指先や爪でなぞって“引っかかり”を感じた場合に端面傷有りを判定していた。しかしながら、このような人為的な端面傷の検査手法は、検査員毎のバラツキが大きく、検査結果の再現性が悪いという問題点がある。
【００１０】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、金属リングの端面傷を定量的に検査できる再現性のよい金属リング端面傷検査方法及び検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、金属リングを回転させながら、その金属リングの端面に振動子を接触させ、該振動子の振動の大きさに基づいて前記金属リングの端面傷の有無を判定することを特徴とする。ここで、振動子としては、糸を用い、又は舌片状部品を含むことができる。糸を用いた場合、当該糸は、繰糸部から繰り出され、且つ、引き糸部に引き込まれることによって、糸の新しい部分を前記金属リングの端面に接触させ得るように構成されていることが望ましい。又は、前記振動子が前記金属リングの端面に２点若しくは１点で接触するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、金属リングの端面に接触する振動子の振動の大きさから当該金属リングの端面傷の有無を判定するので、人手によるもの、つまり、指先や爪などの触感による手法に比べて、定量的で精度のよい判定結果が得られ、判定の精度を向上できるし、金属リングを素手で触らないから、皮脂の付着も回避できる。また、振動子に糸を用い、且つ、当該糸の新しい部分を前記金属リングの端面に接触させ得るように構成すれば、糸の耐久性問題も解消される。
また、前記振動子が前記金属リングの端面に１点で接触するようにした場合は、金属リング上の端面傷の位置を特定できるため、当該傷を補修して、金属リングを再利用する際の効率を改善できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明における様々な細部の特定ないし実例および数値や文字列その他の記号の例示は、本発明の思想を明瞭にするための、あくまでも参考であって、それらのすべてまたは一部によって本発明の思想が限定されないことは明らかである。また、周知の手法、周知の手順、周知のアーキテクチャおよび周知の回路構成等（以下「周知事項」）についてはその細部にわたる説明を避けるが、これも説明を簡潔にするためであって、これら周知事項のすべてまたは一部を意図的に排除するものではない。かかる周知事項は本発明の出願時点で当業者の知り得るところであるので、以下の説明に当然含まれている。
【００１４】
図１は、本発明の金属リング端面傷検査方法を適用した検査装置の外観図である。この図において、検査装置１０は、床面１１に固定又は移動可能に載置された底部プレート１２の四隅に脚部１３〜１６を立設し、その脚部１３〜１６の上端に上部プレート１７を固定して構成された架台１８を備える。
【００１５】
上部プレート１７の上面には円盤状のターンテーブル１９（回転手段）が配置されている。ターンテーブル１９のシャフト２０は、上部プレート１７に設けられたベアリング２１に回動自在に支持されており、さらに、そのシャフト２０の下端には第一プーリ２２が取り付けられている。この第一プーリ２２の回転平面と同一面に配置された第二プーリ２３は、ターンテーブル駆動用モータ２４の回転軸２５に取り付けられており、これら二つのプーリ（第一及び第二プーリ２２、２３）にはベルト２６が掛け渡されている。
【００１６】
このように、ターンテーブル１９は、シャフト２０、第一プーリ２２、ベルト２６及び第二プーリ２３を介してターンテーブル駆動用モータ２４の回転軸２５に連結されているため、ターンテーブル駆動用モータ２４を駆動させることにより、ターンテーブル１９を任意の回転方向及び任意の回転数で回転させることができる。すなわち、第一プーリ２２と第二プーリ２３のプーリ比を便宜的に“１”とすると、ターンテーブル駆動用モータ２４を時計回り方向に回転数Ｎで駆動させた場合には、ターンテーブル１９を同方向に同回転数Ｎで回転させることができ、又は、ターンテーブル駆動用モータ２４を反時計回り方向に回転数Ｎで駆動させた場合には、ターンテーブル１９を同方向に同回転数Ｎで回転させることができる。
【００１７】
ターンテーブル１９の直径は、前出の金属リング２（図５参照）のリング直径よりも大きく設定されており、さらに、ターンテーブル１９の上面には、この金属リング２の内周面に等間隔に接する複数個（図では便宜的に三個）の突起１９ａ〜１９ｃが立設されている。なお、この突起１９ａ〜１９ｃの役目は、ターンテーブル１９に載置された金属リング２のリング形状を円状に維持することにあり、かかる役目を果たすことができるものであれば、突起１９ａ〜１９ｃ以外のものであっても構わない。たとえば、ターンテーブル１９の上面に円形状の溝を形成し、その溝に金属リング２の端面を嵌め込むことにより、金属リング２のリング形状を円状に維持するようにしてもよい。
【００１８】
さて、上部プレート１７の上面には、さらに、アーム機構２７が設けられている。このアーム機構２７は、並行する２本の腕２８、２９の間に横棒３０を張り渡して連結し、その２本の腕２８、２９の下端を、上部プレート１７の上面に固定された支点３１、３２に揺動自在に取り付けると共に、２本の腕２８、２９の上端に開けられた穴３３、３４に糸３５（振動子）を通して構成されている。糸３５は、紡績糸（スパン糸）又は長繊維糸（フィラメント糸）のいずれであってもよい。
【００１９】
図２は、アーム機構２７の構成図である。糸３５の一端は、バネ性の導糸部材３６を介して、上部プレート１７の下面に取り付けられた繰糸部３７に導かれており、また、糸３５の他端は、バネ性の導糸部材３８を介して、上部プレート１７の下面に取り付けられた引き糸部３９に導かれている。
【００２０】
繰糸部３７は、糸３５を巻き付けた繰糸用ボビン４０と、この繰糸用ボビン４０の回転軸４１に所定の負荷（制動力）を与えるブレーキ機構４２とを有し、また、引き糸部３９は、糸３５を巻き付けるための引き糸用ボビン４３と、この引き糸用ボビン４３の回転軸４４を回転駆動する引き糸用モータ４５とを有すると共に、糸３５の振動を検出して、その振動を電気信号Ｓに変換して出力する振動センサ４６を備える。
【００２１】
次に、以上の構成を有する検査装置１０を用いて行われる金属リング端面傷検査方法の実際について説明する。
【００２２】
まず、アーム機構２７を初期位置にする。“初期位置”とは、ターンテーブル１９に金属リング２を載置する際に糸３５が邪魔にならない位置であり、具体的には、図１に示すアーム機構２７の位置である。
【００２３】
アーム機構２７を初期位置にすると、次に、検査対象物である金属リング２の内周面を突起１９ａ〜１９ｃに接触させ、リング形状を円状に維持しつつ、ターンテーブル１９に載置する。
【００２４】
そして、アーム機構２７を倒して、糸３５が、ターンテーブル１９上の金属リング２の端面に接するようにする。このときのアーム機構２７の位置を便宜的に“検査位置”ということにする。
【００２５】
図３（ａ）は、アーム機構２７を検査位置にしたときの糸３５の状態図である。この図において、糸３５は金属リング３の端面に２箇所で接触している。この状態で、繰糸部３７のブレーキ機構４２を動作させて繰糸用ボビン４０の回転を停止させ、且つ、引き糸部３９の引き糸用モータ４５を動作させて引き糸用ボビン４３を若干量回転させることにより、糸３５に所定の張力（テンション）を与える。
【００２６】
次いで、ターンテーブル駆動用モータ２４を所定方向（時計回り又は反時計回り方向）に所定回転数で駆動してターンテーブル１９を回転させると、このターンテーブル１９に載置された金属リング２が同方向に同回転数で回転駆動される。
【００２７】
ここで、糸３５は、アーム機構２７に保持されているので、金属リング２の周回に関わらず、同一位置に留まり、糸３５と金属リング２の間に相対的な運動が発生する。つまり、糸３５は、ターンテーブル１９の回転に伴って移動する金属リング２の端面に接触しながら滑ることになる。このとき、金属リング２の端面が滑らかであれば、糸３５の滑りはまったく阻害されない。しかし、金属リング２の端面に打痕や部分欠損等の傷があった場合には、その傷の部分で“引っかかり”を生じ、糸３５に振動が発生する。
【００２８】
図３（ｂ）は、糸３５の振動発生原理図である。この図において、金属リング２の端面が滑らかな部分（ア）では、糸３５は当該部分（ア）を滑り、振動を生じないが、金属リング２の端面傷部分（イ）では、糸３５は当該部分（イ）で“引っかかり”を生じ、振動が発生する。
【００２９】
図３（ｃ）は、振動センサ４６の電気信号Ｓの波形図である。この図において、横軸は時間、縦軸は振動の大きさ（電気信号Ｓのレベル）である。電気信号Ｓは、ほぼ一定のレベルで推移しているが、ある時点（ウ）で急激に大きく変動している。この時点（ウ）は、図３（ｂ）における端面傷部分（イ）に相当する。つまり、金属リング２の端面が滑らかな部分（ア）では、糸３５は当該部分（ア）を滑って振動を生じないため、電気信号Ｓは、ほぼ一定のレベルで推移するが、金属リング２の端面傷部分（イ）では、糸３５は当該部分（イ）で“引っかかり”を生じ、振動が発生するため、電気信号Ｓは急激に大きく変動することになる。
【００３０】
したがって、このような電気信号Ｓの特異変動部分を抽出することにより、金属リング２の端面傷の有無を精度よく、且つ、安定した再現性で検出することができる。
【００３１】
図４は、電気信号Ｓの特異変動部分を抽出するための概念図である。たとえば、同図（ａ）に示すように、振動センサ４６から出力された電気信号Ｓをアンプ４７で増幅してオシロスコープ４８に入力し、そのオシロスコープ４８の管面波形が所定の判定基準を上回る大きさになったときに、金属リング２の端面傷の有を判定してもよい。オシロスコープ４８の設定や判定基準値を標準化しておくことにより、再現性のよい判定結果が得られる。
【００３２】
あるいは、同図（ｂ）に示すように、振動センサ４６から出力された電気信号Ｓをアンプ４７で増幅してオペアンプ４９の一方入力に加えると共に、オペアンプ４９の他方入力に所定の判定基準電圧ＲＥＦを加えるようにしてもよい。オペアンプ４９は、二つの入力の大小関係に応じてその出力の論理レベルを切り換えるから、上記のオシロスコープ４８による直読法に比べて、より正確で精度の高い金属リング２の端面傷の有無判定を行うことができる。
【００３３】
以上の実施形態においては、糸３５を金属リング２の端面に接触させて、その糸３５の振動の大きさに基づいて、金属リング２の端面傷の有無を判定している。すなわち、発明の要旨に記載の「振動子」に糸３５を用いている。これによれば、糸３５の太さを変えることにより、端面傷の様々な大きさに柔軟に対応することができる。たとえば、糸３５を細くすれば小さな端面傷を検出でき、糸３５を太くすれば大きな端面傷を検出できる。
【００３４】
糸３５の材質は、引っ張りに強く、しかも、丈夫で切れにくいもの、たとえば、釣り糸等を用いることができる。但し、丈夫過ぎるもの（鋼線等）は不適切である。金属リング２に擦れ傷などの損傷を与える可能性があるからである。
【００３５】
このため、実際には鋼線等に比べて耐久性に劣る糸を用いることになるが、本実施の形態では、繰糸部３７から所要量の糸３５を繰り出し、それを引き糸部３９に巻き取るようにしているから、金属リング２の端面検査においては、常に糸３５の新しい部分を金属リング２に接触させることができ、耐久性の問題を解消することができる。
【００３６】
なお、「振動子」としては、上記の実施形態の糸３５に限定されない。たとえば、図４（ｃ）に示すように、金属リング２に損傷を与えない柔らかな材質で形成された舌片状部品５０と、その舌片状部品５０の振動を電気信号に変換する振動センサ５１とを組み合わせて振動子を構成してもよい。
【００３７】
また、図１〜図３においては、糸３５が金属リング３の端面に２箇所で接触するようにしているが、これには限定されず、支点３１及び３２を図１の左右方向にずらして配置し、糸３５が金属リング３の端面に１箇所で接触するようにしてもよい。また、図１において、ターンテーブル１９を、より左方に位置するように配置して、糸３５が金属リング３の端面に１箇所で接触するようにしてもよい。このように、糸３５が金属リング３の端面に１箇所で接触するようにして、ターンテーブル１９の回転角を測定すれば、図３（ｃ）で示される（ウ）が生じるときの回転角から金属リング３の端面上の傷の位置を特定し、補修可能な傷であれば適宜補修して、当該リングを再使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の金属リング端面傷検査方法を適用した検査装置の外観図である。
【図２】アーム機構２７の構成図である。
【図３】アーム機構２７を検査位置にしたときの糸３５の状態図、糸３５の振動発生原理図及び振動センサ４６の電気信号Ｓの波形図である。
【図４】電気信号Ｓの特異変動部分を抽出するための概念図である。
【図５】ＣＶＴベルトの外観図である。
【図６】ＣＶＴベルト１の概略的な製造工程図である。
【符号の説明】
【００３９】
２  金属リング
１０  検査装置（金属リング端面傷検査装置）
１９  ターンテーブル（回転手段）
３５  糸（振動子）
３７  繰糸部
３９  引き糸部
４９  オペアンプ（判定手段）
【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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