(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルトの振動を用いてベルト張力を測定するベルト張力計であって、
前記振動を検知するための振動検知手段と、
前記振動から前記ベルトの固有振動数を抽出する振動解析手段と、
前記ベルトの型番、ベルト幅、スパン長さを入力するための入力手段と、
ベルトの型番に対応するベルトの単位質量を記憶しておく記憶手段と、
前記ベルトに係る前記固有振動数と、前記ベルト幅と、前記スパン長さと、前記単位質量とから前記ベルトの張力を算出するベルト張力算出手段とを備え、
前記記憶手段が、ベルトの型番に対応する標準張力を算出する計算式を記憶し、測定により算出された前記張力と前記標準張力を算出する計算式を用いて算出された標準張力とが表示手段に表示される
ことを特徴とするベルト張力計。
【請求項２】
前記記憶手段が、前記ベルト張力算出手段において用いられるベルト張力計算式を記憶していることを特徴とする請求項１に記載のベルト張力計。
【請求項３】
前記固有振動数と標準周波数とが前記表示手段に表示されることを特徴とする請求項２に記載のベルト張力計。
【請求項４】
前記振動検知手段が音波式センサであることを特徴とする請求項１に記載のベルト張力計。
【請求項５】
前記音波式センサのケーシングが扁平薄型形状に形成されるとともに、集音特性が扁平な面の法線方向で最大になるように構成されることを特徴とする請求項４に記載のベルト張力計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルトの振動を検知することにより、ベルト張力を測定するベルト張力計に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベルト張力は、ベルト寿命や伝動装置の運転性能、伝動効率等に大きく影響するため、ベルト取付張力を測定することは、メンテナンスの上でも重要である。ベルト張力を非接触で測定する方法としては、例えば音波式ベルト張力計が知られている。音波式ベルト張力計では、衝撃が与えられたベルトに発生する振動を、マイクロフォン等を用いて音圧変動として検知し、ベルトの第１次固有振動数を周波数解析等により算出する（特許文献１参照）。
【０００３】
ベルト張力Ｔと、ベルト第１次固有振動数ｆと、ベルト単位質量Ｍ、ベルト幅Ｗ、ベルトスパン長さＳとの間には、Ｔ＝４×Ｍ×Ｗ×Ｓ2×ｆ2の関係あるため、音波式ベルト張力計でベルト張力を算出するには、周波数解析により得られるベルト第１次固有振動数ｆの他に、ベルト単位質量Ｍ、ベルト幅Ｗ、ベルトスパン長さＳを与える必要がある。測定者は、これらの値を音波式ベルト張力計に入力する際、ベルトカタログを参照して、測定されるベルトの型に対応する単位質量を確認する必要がある。また、測定されたベルト張力が、適正であるか否かも、一々カタログを参照して確認しなければならず煩雑である。
【特許文献１】特公平６−６３８２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、ベルト振動を検知することによるベルト張力の測定において、カタログ等を参照することなく効率的に測定作業を行なえるベルト張力計を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の音波式ベルト張力計は、測定が行われるベルトの振動を用いてベルト張力を測定するベルト張力計であって、振動を検知するための振動検知手段と、振動から前記ベルトに固有振動数を抽出する振動解析手段と、ベルトの型番、ベルト幅、スパン長さを入力するための入力手段と、ベルトの型番に対応するベルトの単位質量を記憶しておく記憶手段と、ベルトに係る固有振動数と、ベルト幅と、スパン長さと、単位質量とからベルトの張力を算出するベルト張力算出手段とを備えたことを特徴としている。
【０００６】
カタログを参照することなく測定結果の適否を簡便に判定するには、記憶手段は、ベルトの型番に対応するカタログ値の計算式を例えば記憶し、測定により算出された張力と、カタログ値の計算式を用いて算出された標準張力とが表示手段に表示されることが好ましい。また、記憶手段は、ベルトの型番に対応するベルト張力算出手段において用いられるベルト張力計算式を記憶し、固有振動数と標準周波数とが表示手段に表示されることが好ましい。
【０００７】
また振動検知手段は、例えば音波式センサである。このとき音波式センサのケーシングが扁平薄型形状に形成されるとともに、集音特性が扁平な面の法線方向で最大になるように構成される。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように、本発明によれば、ベルト振動を検知することによるベルト張力の測定において、カタログ等を参照することなく効率的に測定作業を行なえるベルト張力計を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明が適用された一実施形態であるベルト張力計の正面図である。
【００１０】
本実施形態のベルト張力計１０は、その正面上方にＬＣＤ等からなる表示部１１を備え、その下側に複数のスイッチが配列された例えばシートスイッチ（入力部）１２が設けられる。また、ベルト張力計１０本体の上部側面には、ベルトの振動を非接触で検知するためのセンサ部２０を接続するためのコネクタ部１３が設けられる。なお、本実施形態では、ベルトの振動を非接触に検知するセンサ部２０として、音圧変動を用いる音波式のセンサが用いられる。
【００１１】
センサ部２０は、例えばマイクロフォンなどの音波式マイク２１と、フレキアーム（可撓性を有するアーム）２２と、フレキアーム２２に設けられたコネクタ部２３とを備える。コネクタ部２３は、ベルト張力計１０本体に設けられたコネクタ部１３にワンタッチで着脱自在に接続される。なお、センサ部２０は、目的や使用環境に対応して様々な形式が考えられ、例えばフレキアームに替えて通常の信号ケーブルを用いてもよい。また、アームやケーブルを介さず直接マイクロフォン２１をコネクタ部２３に接続してもよい。
【００１２】
図２は、音波式のセンサ部が接続されたベルト張力計１０の電気的構成を示すブロック図である。
【００１３】
ベルト張力計１０は、マイクロコンピュータ等からなるシステムコントロール回路１５を中心に構成される。システムコントロール回路１５には、シートスイッチなどからなる入力部１２とＬＣＤ等からなる表示部１１と、後述する各種のデータを格納しておくためのメモリ等からなる記憶部１６と、センサ部２０において検出された信号（本実施形態の場合音圧信号）の周波数解析を行なう周波数解析部１４とが接続される。周波数解析部１４は、コネクタ部１３を介してセンサ部２０に接続される。
【００１４】
次に図１〜図４を参照して、本実施形態におけるベルト張力計を用いたベルト張力測定手順について説明する。
【００１５】
ベルト張力計１０の電源は、シートスイッチ１２の電源（ＰＯＷＥＲ）ボタン１２ｐを操作することによりオン又はオフ状態とされる。ベルト張力の測定に先立って測定者は、質量（ＭＡＳＳ）ボタン１２ｍ、ベルト幅（ＷＩＤＴＨ）ボタン１２ｗ、ベルトスパン（ＳＰＡＮ）ボタン１２ｓを各々操作するとともにテンキーを用いて、ベルトの型番Ｎ、ベルト幅Ｗ、スパン長Ｓさを入力する。記憶部１６には、多数のベルトの型番Ｎに対応したベルトの単位質量Ｍが各々記憶されており、入力された型番Ｎに対応するベルトのベルト単位質量Ｍが得られる。
【００１６】
ここでベルトの型番Ｎの入力は、質量（ＭＡＳＳ）ボタン１２ｍを所定時間以上に渡って長押し、入力モードを型番入力モードに切り替えて行われる。型番入力モードでは、表示部１１に型番のリストが表示され、このリストの中から所望の型番（例えばシリアルＮｏ．０３  ３ＧＴ）を選択される。このときテンキーの「８（ＵＰ）」、「２（ＤＯＷＮ）」は各々アップキー、ダウンキーとして機能し、これらのキーを操作することにより型番の選択が行われる。なお、通常に質量（ＭＡＳＳ）ボタン１２ｍが押された場合には、従来どおりテンキーを用いて直接ベルトの単位質量が入力される。
【００１７】
次に測定者が、測定（ＭＥＡＳＵＲＥ）ボタン１２Ｍを操作すると、ベルト張力計１０はオートトリガーモードになり、以後の測定は、センサ部２０からの信号を検知することにより自動的に開始される。測定はベルトＢに衝撃力を与え、そのときベルトＢに発生する振動を例えば音圧変動としてベルトに近づけた音波式マイク２１で検出することにより行われる。検出された信号は周波数解析部１４に入力され、ベルトの第１固有振動数ｆが抽出されシステムコントロール回路１５に出力される。すなわち、周波数解析部１４では、衝撃成分や高周波成分を含む信号から固有振動数を抽出する。
【００１８】
システムコントロール回路１５では、測定により検出されたベルト第１次固有振動数ｆと、入力されたベルトの型番に対応するベルト単位質量Ｍと、直接入力されたベルト幅Ｗ、ベルトスパン長さＳの値から、ベルト張力Ｔ（＝４×Ｍ×Ｗ×Ｓ2×ｆ2）の式から導かれる（なお、このベルト張力計算式は記憶部１６に記憶されている）。このとき、表示部１１における表示動作は、例えば周波数表示モードに設定されておりに、図３のように、測定結果の第１次固有振動数ｆが上段部（ＲＥＳ）に表示され、その下段部（ＣＡＴ）にベルトのカタログに記載されるその型番の標準周波数（推奨値）が表示される。また、このときに周波数／張力切替（Ｈｚ）ボタン１２Ｈが操作されると、表示部１１の表示は、張力表示モードに切り替えられ、上段部（ＲＥＳ）には、算出された張力Ｔが表示され、その下段部（ＣＡＴ）にはその型番の標準張力（推奨値）が表示される。なお、周波数表示モードと張力表示モードとの間の切り替えは、周波数／張力切替（Ｈｚ）ボタン１２Ｈを操作する度に繰り返し切り替えることができる。
【００１９】
なお、記憶部１６には、各型番に対応した、標準周波数や標準張力を算出するカタログ値の計算式（例えば、Ｔ＝０．５×Ｗ×９．８０６６５）が記憶されており、入力されたベルトの型番やベルト幅に対応して、これらの値が計算処理後表示される。
【００２０】
次に図５〜図６を参照して、本実施形態に用いられるセンサ部２０について説明する。図５は、本実施形態のセンサ部２０に適用されたマイクロフォン２１の背面図であり、図６はその側面図、図７はその正面図である。
【００２１】
本実施形態では、センサ部２０として、音波式のセンサが用いられる。ベルトの幅方向の寸法は高さ方向に比べて大きいので、ベルトの振動による音圧変動は主にベルト背面、歯面、リブ面などベルト幅方向に対応する面から放出される。したがって、音波式センサを用いた測定では、マイクロフォン２１をベルト背面など向けて配置する必要がある。しかし、ベルトが用いられる環境では、多くの場合、ベルト背面等の幅方向に対応する面はケーシングや他の部材に隣接し、これらの面に対する法線方向からのアクセスは困難である。従来の音波式のマイクロフォンでは、マイクロフォンの外形（ケーシング）が略円筒形とされるとともに、その振動板はアームやワイヤーの軸方向に向けられていたので、測定を行なう際には、ベルト周りのケーシングにセンサ部を挿入するための穴を開けたり、周囲の部材を取り外したりする必要があった。
【００２２】
これらのことから、本実施形態のマイクロフォン２１は、その外形（ケーシング）が扁平な形状（薄型）に構成されるとともに、集音特性が扁平な面の法線方向で最大になるように（例えば振動板がこの扁平な面に平行になるように）構成される。すなわち、図５、７において、マイクロフォン２１の横幅ｄは略２０ｍｍであるのに対し、図６に示されるマイクロフォン２１の厚さ（高さ）ｈは１０ｍｍ程度とされる。また、図７に示すように扁平な面の１つである正面側の面には集音用の穴が例えば５つ設けられ、この穴に面してマイクロフォン２１の振動板が配置される。また、図７とは反対側の背面側の面には空気を抜き用の例えば７つの穴２１ａが設けられる。なお、マイクロフォン２１の長さＬは略４０ｍｍであり、穴２１ｂの長軸方向の長さａは５ｍｍ、短軸方向の長さは２ｍｍ程度、穴２１ａの径は１．５ｍ〜２ｍｍ程度である。また、フレキアーム（あるいは信号線）２２のケーシングへの連結は、連結部においてフレキアーム２２の軸方向が扁平な面に対して平行となるように連結される。
【００２３】
すなわち、本実施形態のマイクロフォン２１によれば、例えばベルト側面方向からベルト背面とケーシングの隙間に挿入させ、マイクロフォン２１の振動板をベルト背面に直接対向させることができる。これにより、構造上測定が困難なベルト伝動装置においてもケーシングに穴を開けたり、他の部品を取り外したりすることなく、ベルト張力を測定することが可能となる。
【００２４】
以上のように、本実施形態のベルト張力計によれば、測定者は、ベルトの型番とベルト幅、スパン長さのみを入力すればよく、予め型番に対応する単位質量をカタログ等で調べる手間を省くことができる。また更に、本実施形態のベルト張力計では、測定値の他に、その型番の標準張力値や標準振動数も表示できるので、測定者は、測定結果が適正であるか否かをカタログを参照して確認する必要がなくなり、大幅に測定作業効率を向上することができる。
【００２５】
なお、本実施形態では、センサ部に音波式センサを用いたものを例に説明を行なったが、センサ部に電磁式センサを用いる場合においても可能である。また、本実施形態のベルト張力計のシートスイッチには、テンキーのみが配列されているが、型番がアルファベットやカタカナ、漢字などの文字を含む場合には、例えばこれらの文字に対応するキーを設けることも可能であり、従来携帯電話等で利用されているように、これらの文字を各テンキーに割り当てて利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明が適用された一実施形態であるベルト張力計の正面図である。
【図２】音波式のセンサ部が接続されたベルト張力計の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】周波数表示モードにおけるＬＣＤ表示の一例である。
【図４】張力表示モードにおけるＬＣＤ表示の一例である。
【図５】本実施形態のマイクロフォンの背面図である。
【図６】図５のマイクロフォンの側面図である。
【図７】図５のマイクロフォンの正面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  ベルト張力計
１１  表示部（ＬＣＤ）
１２  入力部（シートスイッチ）
１４  周波数解析部
１５  システムコントロール回路
１６  記憶部（ＲＯＭ）
２０  センサ部
Ｂ  ベルト
【図１】
0004667757.tif 000002
【図２】
0004667757.tif 000003
【図３】
0004667757.tif 000004
【図４】
0004667757.tif 000005
【図５】
0004667757.tif 000006
【図６】
0004667757.tif 000007
【図７】
0004667757.tif 000008