(57)【要約】【課題】有端歯付きベルトの歯ピッチを測定するに当たり、サンプルカットして繋いで２軸検尺するなどの非効率な方法装置に依らず測定精度が高く生産性のある有端歯付きベルトの検尺装置及びその検尺方法を提供することにある。【解決手段】有端ベルト長さの中で、予め定めたベルト測長スパンであってそのスパンのベルト片側端部を固定する固定手段３と、ベルト測長スパンのもう一方のベルト端部を伸張する伸張手段５と、この測長スパン内に予め定めたベルトのノーズＮ位置を基点にしてベルト歯ピッチを算出する測定手段７とを少なくとも備えてたものとし、とりわけ両端ノーズ位置測定でノーズＮを挟む両歯面Ｔの斜面を座標測定しその回帰直線を算出しその交点とする。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有端ベルトの長さを測定する検尺装置において、
予め定めたベルト測長スパンであってそのスパンのベルト片側端部を固定する固定手段と、
前記ベルト測長スパンのもう一方のベルト端部を伸張する伸張手段と、
この測長スパン内に予め定めたベルトのノーズ位置を基点にしてベルト歯ピッチを算出する測定手段と、
を少なくとも備えていることを特徴とする有端歯付きベルトの検尺装置。
【請求項２】
前記測定手段が、２つの厚み測定センサーと、前記センサーを歯並び方向に位置補償して送る走査手段と、前記センサーの検出値を演算してノーズ位置を算出するコントローラと、から成る請求項１に記載の有端歯付きベルトの検尺装置。
【請求項３】
前記測定手段の厚み測定センサーが、透過型のレーザーセンサを用いた請求項１または２の何れかに記載の有端歯付きベルトの検尺装置。
【請求項４】
長尺の有端ベルトの長さ測定に当たり、その巻物体からの巻出し端部で予め定めたサンプル部位の歯ピッチを検査してベルト長さを規定する検尺方法において、
前記サンプル部位の歯ピッチ測定が、少なくとも前記サンプル部位を平滑に置いて所定の張力状態にし、
前記サンプル部位の両端をベルトノーズ位置として、そのノーズ位置をそれぞれ測定して、
前記測定算出した両端のノーズ位置からそのサンプル部位の間隔を算出し、前記サンプル部位の所定歯数で除して歯ピッチを算出することを特徴とした有端歯付きベルトの検尺方法。
【請求項５】
前記サンプル部位の歯ノーズ位置の測定が、ベルト側面からみてベルト歯面が形成する波形外形線を座標数値で測定し、波形の谷部の中央部にあるノーズ位置の算出が、その谷部を形成する両斜面の対照な直線域で複数の測定位置の座標値から導かれた対照な直線の交点として算出する請求項４に記載の有端歯付きベルトの検尺方法。
【請求項６】
前記サンプル部位の両端の歯ノーズ位置算出が、所定間隔に設定したベルト厚みセンサーを、ベルト長手方向に移動走査して両センサーでそれぞれ両端ノーズを含む歯の谷部の対照なベルト斜面部を走査する請求項４または５の何れかに記載の有端歯付きベルトの検尺方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は有端歯付きベルト長さの検査方法及びその検査装置に係わり、詳しくは巻物状にした有端製品の前端部の一定サンプル長を切り取らずにつまり破壊することなく精密に測長し、各種歯型に容易に対応できる有端歯付きベルト用の検尺装置及びその検尺方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有端歯付きベルトの長さ検査方法では、有端で長尺ベルトがあり通常の２軸に張架する軸離測定式では対応が厄介で、検査精度が得にくいことから生産歯ピッチに歯数を掛けてベルトの長さを決めていた。その為の歯数測定装置として、帯状の有端ベルトを所定の歯数で切断し、エンドレスする製法での歯数測定での手作業に対する検数ミスや件数忘れに対応して出来る（例えば、特許文献１参照。）。また同様に、歯サイズ、歯種毎に交換を要する検数プーリ方式を改良したものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−７１８３２号公報
【特許文献２】
特開平６−３３７９７２号公報
また、試作ベルトでは、試作品の精度評価を行う上で正確な歯ピッチ測定が必要で、巻物状で保管した成形ベルトの先端部をおおよそ１ｍ程の所定歯数でサンプル切断し，図７に示す様に所定の歯形を刻んだ歯付き平板９５と平板９６でカットベルトＢの両端の複数歯をはめ合わせて挟み込んで環状に繋いでエンドレスにして、通常用いている２軸間から成る検尺機に巻き掛けて軸間を伸張状態にして、２軸間隔を測り検尺を行うものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この試作ベルト方式では前端部のサンプルカットしたベルトはスクラップになり、生産段階では、製品ロスや廃棄ロスが大きくなること、またベルト両端部の連結の手間や種々の歯型に対応させて他種類の連結具を使い分けるムダロスがあり原価改善の問題をかかえていた。
【０００５】
また、高精度化への対応から製品の前端部のみの検査でなく、必要に応じて有端の巻物の巻きの中間部等についても切断破壊しないで検尺出来る付加機能も新たに求められた。
【０００６】
本発明はこのような有端品の検尺上の問題点を改良するものであり、製品ベルトをサンプルカットする様な切断破壊のない非破壊方法で、各種歯型を持ったベルト検査にも簡便に対応出来る有端歯付きベルトの検尺装置及びその検尺方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の構成においては、長尺の有端ベルトの長さを測定する検尺装置において、予め定めたベルト測長スパンであってそのスパンのベルト片側端部を固定する固定手段と、前記ベルト測長スパンのもう一方のベルト端部を伸張する伸張手段と、この測長スパン内に予め定めたベルトのノーズ位置を基点にしてベルト歯ピッチを算出する測定手段と、を少なくとも備えている。
【０００８】
これによれば、固定手段と伸張手段とによりベルト測長スパンに予め最適のテンション条件が設定できるから測定の再現性に優れ、また長尺ベルト測長スパンの両端位置をノーズ位置と出来るから全長の中で必要な一部スパンを限定して検尺が出来る。またノーズ位置は位置認識が明確で事実上の有端ベルトのカット端としても共用出来る。
【０００９】
請求項２の構成においては、請求項１において測定手段が、２つの厚み測定センサーと、前記センサーを歯並び方向に位置補償して送る走査手段と、前記センサーの検出値を演算してノーズ位置を算出するコントローラと、から成ることが出来る。
【００１０】
これによれば、請求項６の方法を装置化したもので、厚み測定センサーが２つ有るからそれぞれをベルト測長スパンの両端近辺に配置出来る。またこのセンサーを歯並び方向に位置補償して走査出来るからベルト測長スパンの両端部の測定ギャップに対しても移動対応出来て走査出来るものとしている。
【００１１】
請求項３の構成においては、請求項１または２において測定手段の厚み測定センサーが、透過型のレーザーセンサを用いることが出来る。これによれば、いろんな歯形の歯面形状にあって、歯面の外形角度変化に伴う反射光量の不足等の影響を排除出来る。
【００１２】
請求項４の方法においては、長尺の有端ベルトの長さ測定に当たり、その巻物体からの巻出し端部で予め定めたサンプル部位の歯ピッチを検査してベルト長さを規定する検尺方法において、前記サンプル部位の歯ピッチ測定が、少なくとも前記サンプル部位を平滑に置いて所定の張力状態にし、前記サンプル部位の両端をベルトノーズ位置として、そのノーズ位置をそれぞれ測定して、前記測定算出した両端のノーズ位置からそのサンプル部位の間隔を算出し、前記サンプル部位の所定歯数で除して歯ピッチを算出することを可能にする。
【００１３】
これによれば、サンプルベルトを所定伸張下で測定出来るから繰り返し精度に優れ測定の再現性が高い。またノーズ位置を端部測定の基点と出来て、事実上カットせずとも有端カットベルトとしてその長さを測定出来、またカット時の位置そのものでもあり取扱に便利な位置としてある。
【００１４】
また両端をノーズ位置としておりこのスパン内の歯数でこの間隔を除してやれば、１歯のピッチが算出でき、このスパンを拡大することで、長尺ベルトの１歯ピッチ数が大きくできて平均ピッチ測定精度が高くなるものとしている。
【００１５】
請求項５の方法においては、請求項４において、サンプル部位の歯ノーズ位置の測定が、ベルト側面からみてベルト歯面が形成する波形外形線を座標数値で測定し、波形の谷部の中央部にあるノーズ位置の算出が、その谷部を形成する両斜面の対照な直線域で複数の測定位置の座標値から導かれた対照な直線の交点として算出出来る。これによれば、ベルトの歯底の中央にあるノーズ位置を、その谷を構成する両側斜面を基準にして測定出来るものとしてある。
【００１６】
請求項６の方法においては、請求項４または５においてサンプル部位の両端の歯ノーズ位置算出が、所定間隔に設定したベルト厚みセンサーを、ベルト長手方向に移動走査して両センサーでそれぞれ両端ノーズを含む歯の谷部の対照なベルト斜面部を走査出来る。これによれば、歯ピッチの異なる各種ベルトに対して、厚みセンサーを所定間隔に設定して有るが、この間隔の近傍の両端ノーズ位置を若干のギャップを持って最少の移動量で測定出来る。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の有端歯付きベルトの検尺装置及びその検尺方法の一実施形態について、図１〜図６を参照して、説明する。図１は、本発明に関わる有端歯付きベルトの検尺装置の全体正面図を示し、サンプル測定位置を巻出し端部のみでなく巻きの中央部も測定できる。図２は、本発明に関わる有端歯付きベルト検尺装置の全体概念図を示し、長尺の前端部の測定状態を表し巻き取り機構は略している。
【００１８】
先ず、有端歯付きベルトの検尺装置１は、図１、２に示すように長いベルトの一部測長スパンの一端をクランプし固定する固定手段３と、もう一端をクランプして伸張する伸張手段５と、ベルトの測長スパンの両端のノーズ位置（次に定義する）を求めてその両端ノーズ間隔を導き出して歯ピッチを正確に算出する測定手段７とから構成している。
【００１９】
ノーズＮについて、図３を用いて説明する。その部位は、歯付きベルトＢの各歯底の真ん中に位置して、その姿は断面が三角形の溝状で、この機能は歯底に近接して埋め込んである心線Ｃの成型時の位置を定めるもので、成形後は使った歯付き成型金型の痕跡溝として残る。成型時、歯付き成形金型の歯山の中央部に三角形状に突き出した突起山で、歯と歯の間に跨って張設する心線Ｃの成型中の位置決め枕機能を持ち、歯の頂部に突起しており、ノーズＮと呼んでいる。
【００２０】
次に固定手段３は、クランプ用の挟持機構をクランプテーブル２６ｂ、クランプフレーム２５ｂ、クランプシリンダ２４ｂ、クランプ可動盤２２ｂで構成して、歯付きベルトＢはクランプテーブル２６ｂ上に幅決めしてそのベルト上面の歯付き部をクランプ可動盤２２ｂの下面に装着した歯付き型板２１ｂをベルト歯Ｔに嵌合させてクランプしてある。
【００２１】
次いで伸張手段５は、前述の固定手段３と同等の固定手段３ａ、摺動用のスライドユニット２８、伸張用の載荷機構２９から構成されて、先ずスライドユニット２８は本体架台１０上にスライドレール３１を敷設しこのレールに摺動嵌合させたスライドナット３２と伴に構成してある。
【００２２】
次に伸張用の載荷機構２９は、固定手段３ａにプーリ３６を介してロープ３５で吊される錘３４，この錘を作用させたり解除させたりするシリンダ３８からなり、錘３４はベルト種等に伴い掛け下ろし可能に成っている。
【００２３】
次いで測定手段７は、その機構を図１，２に示す通り厚み測定センサー１１ａ，１１ｂと、この２つのセンサーを両端に固設出来るスパンアーム４１と、このスパンアームを送り移動する走査手段１３と、コントローラ１５とから成っており、先ず厚み測定センサー１１ａ，１１ｂは図４に示すように前述の伸張手段５で予張した歯付きベルトＢの真横方向からベルトＢの測定部位を挟んでセンサー１１の投光器５２と受光器５３を対面配置してあり、このセンサーには市販されるレーザーセンサーで透過型のタイプが精度良く好適に用いられる。
【００２４】
このスパンアーム４１は、横梁状の剛性を有した部材でおおよそ１ｍのスパンでその両端に前述の厚み測定センサー１１ａ，１１ｂの投受光器５２，５３を対面させてそれぞれ両端に装着してある。この両端の２つのセンサーの間隔設定は、１ｍのノーズ間隔を設けた正確な設定治具をベルトにかえて設置しほぼ１ｍ間隔に設定したセンサーで走査して正確な１ｍ数値に差を補正記憶しておく方法を用いている。従ってセンサーを外したときは都度１ｍ補正設定を行い対応する。
【００２５】
また走査手段１３は、前述のスパンアーム４１を水平方向に横送りするサーボ制御機能を備えて市販される電動スライドユニット４３を用いてあり、その横移動に伴いサーボモータの帰還パルスを基に位置データを補償できる。前記のスパンアーム４１の中央付近を電動スライドユニット４３のスライドヘッド上に締結して構成してある。
【００２６】
次にコントローラ１５は、図３を用いてその測定原理で説明する。図３は２つのベルト歯山Ｔに挟まれたベルト谷部の拡大図でありこの谷部の中央に位置するノーズＮの中心位置を測定算出し、ベルト谷部を形成する両側のベルト歯山Ｔの斜面つまり歯面形状の内の直線区域のＸ−Ｙ座標数値で測定して、その複数の座標値から両斜面の直線回帰式を最小二乗法を用いて導き、この直線の交点を算出し、そのＸ座標を平面上のＸａとし、もう一方のノーズ位置も同様に求めてＸｂを算出して、ノーズ間間隔をＸｂ−Ｘａで算出する。
【００２７】
先ず歯面形状の座標値測定については、ベルト測長スパンの一方のノーズ部を図３に示すように歯形毎にその歯面の斜面のほぼ直線的な傾斜面を予め求めて上限レベルＴｕ、下限レベルＴｂを設定しておく、センサー１１を横移動して下りの斜面に達してセンサーの投射光を遮光する量が上限を下回った点から一定ピッチ毎にｎ個の遮光データを横軸位置と対応させて（Ｘ、Ｙ）座標として測定する（図３の直線Ｌ１を参照）。
【００２８】
更に横送りすると登り斜面に達して、同様に下限レベルＴｂを上回った点から一定ピッチ毎にｎ個の遮光データを横軸位置と対応させて（Ｘ、Ｙ）座標として測定する（図３の直線Ｌ２を参照）。
【００２９】
この横送り時、ベルト測長スパンのもう１方の端部にあるセンサーも上記測定を行っており、両端合わせた４本の斜面の測定を終えるところまで横送りを行う様にしてある。上記のｎ個の（Ｘ、Ｙ）座標点から最小二乗法で斜面の直線式を算出して直線Ｌ１，直線Ｌ２を算出する。
得られたそれぞれの直線式Ｌ１，Ｌ２のＹ座標に上限レベルＴｕ、下限レベルＴｂ値を代入して交点のＸ座標値Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４を算出する。これらの平均値Ｘｍ＝（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３＋Ｘ４）÷４を算出して片側のノーズ位置Ｘａを算出する。一方、同様に他方のノーズ位置Ｘｂを算出する。
【００３０】
次に、前述の歯面形状をＸ−Ｙ座標数値で測定した片側端部のサンプルを、図５に示している。横軸（Ｘ軸）は、前記の走査手段１３で横送りしそのサーボモータ４５の帰還パルスから座標位置情報を捉え、縦軸（Ｙ軸）は厚み測定センサー１１ａ，１１ｂでベルト側面から投射して測定した受光量からえたベルト歯先の変化量を表している。
【００３１】
次いで、以上の構成から成る有端歯付きベルトの検尺装置１を用いての有端歯付きベルトの検尺方法について、図６に示すフローチャートに従って説明する。
【００３２】
先ず、検尺する有端歯付きベルトＢのベルト仕様をタッチパネル上で選択する（Ｓ１０）。次いで有端の歯付きベルトをロール状に巻いて保管してあるベルト巻き材料を台車９上に軸架し載置して巻きの前端部を架台上に引き出してベルト前端部が伸張手段５でクランプ出来るところまで巻き出す（Ｓ１１）。
【００３３】
続いてベルト後方端をクランプテーブル２６上に幅決めしながらベルトの歯位置と歯付き型板２１の歯位置の噛み合いをベルトを動かして合わせて手元釦でクランプシリンダ２４を作動させてベルト後端部をクランプする（Ｓ１２）。次いで、同様にベルト前端部でクランプテーブル２６上に幅決めしながらベルトの歯位置と歯付き型板２１の歯位置の噛み合いをクランプテーブル２６を手で左右に動かして合わせてベルト前端部をクランプする（Ｓ１３）。
【００３４】
次いで載荷機構２９の錘３４を選択して載せ替え、操作釦を押して錘３４を引き上げているシリンダを伸張させて、前記ベルト前端部クランプに錘３４の荷重を作用させてベルトを引っ張りながら検尺荷重を負荷する（Ｓ１４）。
【００３５】
次に所定荷重で初期安定時間保持する条件確認を行い、設定時間＝完了すれば次工程に移行する（Ｓ１５）。続いて２つのセンサを一体で横移動させて所定の測定スパンの両端ノーズ位置の測定のためにセンサー走査移動を行う（Ｓ１６）。
【００３６】
前述した測定原理に従ってｎ点データの測定を行い各端部のノーズを挟む２本で両端計４本の歯面斜面の直線を構成する座標点を測定出来る迄走査移動する（Ｓ１７）。移動完了に伴いタッチパネル５６上にはノーズ間の間隔を算出して表示する（Ｓ２１）。
【００３７】
一方、測定を終えたセンサー１１は横送りのサーボモータ４５の原点復帰制御により原点位置にリターン（Ｓ１８）し、荷重を負荷させたままの状態からシリンダを縮小させて錘３４を引き寄せて検尺荷重の解除を行い（Ｓ１９）、続いて測長後の前後クランプのクランプを解消して測長ベルトが取り外せる状態にして（Ｓ２０）、１サイクル作動を終了する。
【００３８】
このように、長尺の巻物から引き出して所定のサンプル部位をノーズ間を測長して、この測長部位の平均歯ピッチを正確に求められるが、更に、図１に示すように台車９ａ上に巻き取りながらベルトをどんどん引き出して、例えば巻きの中央部で同様のサンプル位置をとって測定すれば長尺の製品でも切断せずに欲しい位置の平均歯ピッチを任意に正確に測定できるものである。
【００３９】
尚、本発明の有端歯付きベルトの検尺装置及びその検尺方法では、図１〜図６に示すものに限定されるものではなく、例えば次の様な形態をとることが出来る。１）厚みセンサーの個数並びに走査手段の基数について、図１，２では走査手段を１式に対しセンサー２個を所定間隔に固定して１システムとして構成してあるが、例えばセンサ１個と走査手段をを１対として、測長両端にそれぞれ１対計２対の独立測定としたシステムや、また１対で両端間を走査させる構成も可能である。
【００４０】
２）また本実施例では、測長両端位置を歯面ノーズを基点としてあるが、ベルトの歯山を形成する両側斜面の回帰直線式を求めてその交点つまり歯山中心位置を、同様に便宜的な有端端部の基点としても良い。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１に記載の有端歯付きベルトの検尺装置では、変形しやすい形状の定め難い有端のベルトの１スパンを安定して限定測定できる様に構成したことから、巻物状のベルト材の前端部をサンプルカットせずとも１歯ピッチを複数の歯ピッチの平均値として代表値を精度良く測定できるようになった。
【００４２】
請求項２に記載の有端歯付きベルトの検尺装置では、ベルト側面からセンサー光量を照射してベルト厚みを測定でき、コントローラで歯面形状ををＸ−Ｙ座標で数値化できることから歯面の傾斜直線を導いて、その交点としてノーズ位置を算出できる。
【００４３】
請求項３に記載の有端歯付きベルトの検尺装置では、各種形状・サイズの歯面形状に対しても正確な測定が可能になった。
【００４４】
請求項４に記載の有端歯付きベルトの検尺方法では、無端ベルトを切り取ってエンドレスして２軸間に張架して２軸間の軸間距離を測定し歯ピッチを算出するような従来方法に対し、ベルトをカットせずとも同様に複数の歯間の平均ピッチが測定出来ることから、カット廃棄ロス、エンドレスの作業ロス、各歯形への段替えロス、等のあらゆる測定ロスが削減出来、生産対応が可能になった。
【００４５】
請求項５に記載の有端歯付きベルトの検尺方法では、ベルトの歯底の中央にあるノーズ位置を、その谷を構成する両側斜面を基準にして測定出来る工夫により、ノーズ位置の検出が簡便で、且つ斜面の倒れ・変形に対しても両斜面で相殺出来るからノーズ位置の測定精度が飛躍的に改善できた。
【００４６】
請求項６に記載の有端歯付きベルトの検尺方法では、１つのセンサーを遠く離れた両端間を行き来しないから移動距離が短く、また移動手段は共用できて機差が無く早く精度良く測定出来る様になった。
【００４７】
以上の様に、本願の請求項１〜６記載の有端歯付きベルトの検尺装置及びその検尺方法に係わる発明では有端ベルトの代表歯ピッチを廃棄ロス等を無くして生産機として測定精度に優れ測定効率に適った検尺機能を発揮する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関わる有端歯付きベルトの検尺装置の全体正面図を示し、サンプル測定位置を巻出し端部のみでなく巻きの中央部も測定できる。
【図２】本発明に関わる有端歯付きベルト検尺装置の全体概念図を示し、前端部巻き取り機構は略している。
【図３】ベルト谷部の拡大図でノーズ位置と谷を挟む両斜面の直線域の直線式を求める説明図である。
【図４】ベルト側面から歯面厚みを測定中のレーザースクリーンの状況を示す説明図である。
【図５】ベルト歯面の外形測定線図とノーズ位置を算出する説明図である。
【図６】本発明に関わる有端歯付きベルトの検尺装置の動作チャート図である。
【図７】従来法でのカットベルトのジョイント治具側面図である。
【符号の説明】
１　有端歯付きベルトの検尺装置
３　固定手段
５　伸張手段
７　測定手段
９　台車
１１　厚みセンサー
１３　走査手段
２６　クランプテーブル
Ｂ　歯付き有端ベルト
Ｎ　ノーズ
Ｃ　心線
Ｔ　ベルト歯
Ｓ　歯面形状線
Ｔｕ　上限厚さ
Ｔｂ　下限厚さ
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３、Ｌ４　直線
【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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