(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プーリに架けられたベルトに取り付けられた歪みセンサと、該歪みセンサと有線により接続され前記ベルトの回転中に該歪みセンサからの信号を入力して該ベルトの歪み状態を計測する歪み計測器とを有するベルトの歪み測定装置であって、
前記歪みセンサに対しリード線を介して接続された接続点を有し、該歪みセンサに追従して該接続点を移動させる可動子であって、前記ベルトに並列して設置され、回転中心から所定距離離れた位置であって前記歪みセンサの位置に対応する位置に前記接続点を有する回転体である、可動子と、
前記ベルトの回転状態を検出するベルト回転検出手段と、
前記回転体の回転状態を検出する回転体回転検出手段と、
前記ベルト回転検出手段により検出されたベルトの回転状態と前記回転体回転検出手段により検出された回転体の回転状態とに基づいて、前記ベルトの回転に同期して回転するよう前記回転体の回転を制御する回転体回転制御手段と
を備えるベルトの歪み測定装置。
【請求項２】
請求項１記載のベルトの歪み測定装置であって、
前記回転体は、円板形状に形成されてなるベルトの歪み測定装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のベルトの歪み測定装置であって、
前記可動子に形成された電極に摺接され、前記歪みセンサから前記歪み計測器への信号伝達を中継する中継手段
を備えるベルトの歪み測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルトの歪み測定装置に関し、詳しくは、プーリに架けられたベルトに取り付けられた歪みセンサと、該歪みセンサと有線により接続され前記ベルトの回転中に該歪みセンサからの信号を入力して該ベルトの歪み状態を計測する歪み計測器とを有するベルトの歪み測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のベルトの歪み測定装置としては、一対のプーリに架けられたベルトに貼り付けられた歪みケージとベルトの回転中に歪みケージからの信号を入力して歪み状態を計測する動歪み計との間の信号伝達を有線（リード線）により行なうものが提案されている。このベルトの歪み測定装置では、ベルトの回転に伴うリード線のよじれを少なくするため、歪みゲージからのリード線を、ベルトの回転に並列して設けられたスリップリングを中継して動歪み計に接続することとしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうしたベルトの歪み測定装置では、ベルトの回転に伴ってスリップリングと歪みゲージまでを接続するリード線に大きな遠心力が作用するから、リード線の破断を起こすおそれがある。これは、高い回転数でベルトを回転させた状態で歪みを検査する場合に、特に問題となる。
【０００４】
こうした問題を解決するために、歪みゲージと動歪み計との間を無線により接続することも考えられる。しかし、無線を用いた場合には、信号を動歪み計に伝達するための送信機や電池を歪みゲージに内蔵する必要があるため、その内蔵が困難であるし、歪みゲージの重量が増加せざるを得ずベルトそのものに大きな遠心力が作用する結果、計測した応力値に大きな誤差を与えるおそれがある。しかも、無線を用いるから、ノイズの影響を受けて計測した応力値に誤差が生じることも考えられる。
【０００５】
本発明のベルトの歪み測定装置は、より信頼性の高い装置を提供することを目的の一つとする。また、本発明のベルトの歪み測定装置は、歪みセンサと歪み計測器との間のリード線に作用する応力をより少なくすることを目的の一つとする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明のベルトの歪み測定装置は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のベルトの歪み測定装置は、
プーリに架けられたベルトに取り付けられた歪みセンサと、該歪みセンサと有線により接続され前記ベルトの回転中に該歪みセンサからの信号を入力して該ベルトの歪み状態を計測する歪み計測器とを有するベルトの歪み測定装置であって、
前記歪みセンサに対しリード線を介して接続された接続点を有し、該歪みセンサに追従して該接続点を移動させる可動子であって、前記ベルトに並列して設置され、回転中心から所定距離離れた位置であって前記歪みセンサの位置に対応する位置に前記接続点を有する回転体である、可動子と、
前記ベルトの回転状態を検出するベルト回転検出手段と、
前記回転体の回転状態を検出する回転体回転検出手段と、
前記ベルト回転検出手段により検出されたベルトの回転状態と前記回転体回転検出手段により検出された回転体の回転状態とに基づいて、前記ベルトの回転に同期して回転するよう前記回転体の回転を制御する回転体回転制御手段と
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明のベルトの歪み測定装置では、歪みセンサに対しリード線を介して接続された接続点を有する可動子が、歪みセンサの回転に追従して接続点を移動させるから、歪みセンサに接続されたリード線に過度の応力が作用することがない。この結果、リード線のよじれや破断などをより少なくすることができ、より信頼性の高い装置とすることができる。
【０００９】
こうした本発明のベルトの歪み測定装置において、前記回転体は、円板形状に形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、歪みセンサに対してリード線を介して接続された接続点の回転をスムースにすることができる。
【００１１】
さらに、本発明のベルトの歪み測定装置において、前記可動子に形成された電極に摺接され、前記歪みセンサから前記歪み計測器への信号伝達を中継する中継手段を備えるものとすることもできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例であるベルトの歪み測定装置を含む装置の構成の概略を示す構成図である。実施例のベルトの歪み測定装置は、図示するように、プーリ１０，１２に架けられたベルト２２（例えば、ベルト式無段変速機に用いられるベルトなど）に貼り付けられた歪みゲージ２４と、歪みゲージ２４にリード線２６，２７を介して接続されベルト２２の回転中に歪みゲージ２４からの信号を入力してベルト２２に生じる歪み（応力）を計測する動歪み計２８と、歪みゲージ２４からのリード線２６を接続する接続点３２を有し歪みゲージ２４の回転に追従してモータ３８の駆動により接続点３２を回転させる円板形状の回転体３０と、回転体３０の回転を制御する回転制御装置５０とを備える。プーリ１０の回転軸は、モータユニット１１が備えるモータ（図示せず）の回転軸と接続されており、プーリ１２の回転軸は、軸受けユニット１３により回転自在に支持されている。即ち、一対のプーリ１０，１２に架けられたベルト２２の回転制御は、回転制御装置５０によるモータユニット１１のモータの回転制御によって行なわれる。また、軸受けユニット１３は、ガイドレール１４，１５によりガイドされてスライド可能となっており、軸受けユニット１３に取り付けられたシリンダ１６によりスライド位置を調節、即ちプーリ１０，１２間の距離を調節できるようになっている。したがって、実施例のベルトの歪み測定装置では、ベルト２２に作用する張力を自由に調節することができ、様々な状況でベルト２２の歪み状態を測定することができる。
【００１３】
回転体３０は、ベルト２２の回転に並列して回転できるようにベルト２２と並列して設置されている。回転体３０の接続点３２は、回転体３０の回転中心から所定距離離れた位置で歪みゲージ２４の位置に対応する位置にリード線２６を粘着テープや接着剤などで固着することにより形成されている。ここで、接続点３２の位置は、接続点３２から歪みゲージ２４までの距離ができる限り短くなるように設定、即ち接続点３２と歪みゲージ２４との間のリード線２６の長さをできる限り短くできるように設定されている。したがって、接続点３２と歪みゲージ２４との間のリード線２６の長さは、ベルト２２（歪みゲージ２４）および回転体３０（接続点３２）の回転に伴って生じる接続点３２と歪みゲージ２４との間の距離の変動を吸収できる程度の遊びがあればよく、比較的短いものとすることができる。
【００１４】
図２は、実施例のベルトの歪み測定装置の歪みゲージ２４から動歪み計２８までの信号ラインを示す図である。図２に示すように、回転体３０の回転軸にはリード線２６と接続する電極３６が形成されており、この電極３６と摺接するスリップリング３４を介して歪みゲージ２４に接続されたリード線２６と動歪み計２８に接続されたリード線２７との間の信号伝達を中継している。したがって、回転体３０が回転したときに、リード線２６，２７によじれが生じるのを回避できる。
【００１５】
回転制御装置５０は、図示しないが、ＣＰＵを中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムが記憶されたＲＯＭと、データを一時的に記憶するＲＡＭと、入出力ポートとを備える。この回転制御装置５０には、モータ３８の回転数、即ち回転体３０の回転数を検出する回転体回転数センサ３９（例えば、エンコーダやレゾルバなど）からの回転数Ｎ１やベルト２２の回転数を検出するベルト回転数センサ４０からのベルト２２の回転数Ｎ２などが入力ポートを介して入力されており、回転制御装置５０からは、回転体３０を回転させるモータ３８への駆動信号やベルト２２を回転させるモータユニット１１のモータへの駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、ベルト回転数センサ４０によるベルト２２の回転数は、ベルト２２に貼り付けられたマーカ４２からの反射光をベルト回転数センサ４０の受光素子で受光することにより検出するなど種々のものを採用しうる。
【００１６】
こうして構成されたベルトの歪み測定装置の動作、特にプーリ１０，１２の回転に伴うベルト２２の回転中にベルト２２に作用する歪み（応力）を測定する際の動作について説明する。回転制御装置５０は、モータユニット１１のモータを駆動制御することにより、歪み（応力）測定対象の回転数となるようにベルト２２の回転を制御する。これと同時に、回転体３０（接続点３２）が、ベルト２２の回転、即ち歪みゲージ２４の回転に追従して同期回転するようにモータ３８を駆動制御する。これにより、歪みゲージ２４と回転体３０の接続点３２とは、一定範囲内の距離関係を保ちながら同期回転することになる。このとき、歪みゲージ２４と回転体３０の接続点３２との間のリード線２６の長さは、比較的短くすることができるから、歪みゲージ２４に回転に伴い遠心力によりリード線２６に作用する応力は比較的小さなものとなる。回転体３０の回転制御は、回転体回転数センサ３９により検出された回転体３０の回転数Ｎ１と、ベルト回転数センサ４０により検出されたベルト２２の回転数Ｎ２とを比較して偏差ΔＮ（Ｎ２−Ｎ１）を打ち消す方向にモータ３８を駆動制御することにより行なわれる。ここで、モータユニット１１のモータの回転数からベルト２２の回転数を計算するのではなくベルト２２の回転数を直接検出するのは、プーリ１０の回転に伴うベルト２２の滑りや、ベルト２２の延びなどから、モータの回転とベルト２２の回転とは必ずしもリニアな関係にあるわけではないからである。こうして、ベルト２２を測定対象の回転数まで回転させると、リード線２６とスリップリング３４とリード線２７とを介して歪みゲージ２４からの信号を動歪み計２８に入力して歪み（応力）の状態が測定される。
【００１７】
以上説明した実施例のベルトの歪み測定装置によれば、ベルト２２に貼り付けられた歪みゲージ２４の回転に追従して、歪みゲージ２４からのリード線２６を接続する接続点３２が同期回転するように回転体３０を回転させるから、遠心力に基づくリード線２６に作用する応力をより低減でき、リード線２６のよじれや破断などの発生をより少なくすることができる。この結果、信頼性の高い歪み測定装置とすることができる。しかも、ベルト２２の回転数と回転体３０の回転数とを検出してその偏差を打ち消す方向に回転体３０の回転を制御するから、より正確にベルト２２の回転に回転体３０の回転を追従させることができ、より信頼性の高いものとすることができる。
【００１８】
実施例のベルトの歪み測定装置では、回転体３０として円板形状のものを用いたが、歪みゲージの回転に追従して、歪みゲージからのリード線を接続する接続点を移動させることができるものであれば、回転体の形状は如何なるものであってもよいし、回転体以外のもの、例えば、ベルトの架け渡しの方向に接続点が往復移動するようなものなどであってもよい。
【００１９】
また、実施例のベルトの歪み測定装置では、回転体３０の接続点３２とスリップリング３４との間をリード線２６により接続するものとしたが、少なくとも接続点とスリップリングとの間を導電性部材により形成すれば、接続点とスリップリングとの間をリード線で接続する必要はない。
【００２０】
さらに、実施例のベルトの歪み測定装置では、ベルト回転数センサ４０により直接ベルト２２の回転数を検出して、このベルト２２の回転数と回転体３０の回転数との偏差を打ち消す方向にモータ３８を駆動制御して回転体３０を回転制御するものとしたが、プーリ１０とベルト２２との間の滑りやベルト２２の延びなどが無視できる程度であれば、プーリ（モータユニットのモータ）の回転数を検出し、この検出結果に基づいてベルトの回転数を計算するものとしても構わない。
【００２１】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明のこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例であるベルトの歪み測定装置を含む装置の構成の概略を示す構成図である。
【図２】  実施例のベルトの歪み測定装置の歪みゲージ２４から動歪み計２８までの信号ラインを示す図である。
【符号の説明】
１０，１２  プーリ、１１  モータユニット、１３  軸受けユニット、１４，１５  ガイドレール、１６  シリンダ、２２  ベルト、２４  歪みゲージ、２６，２７  リード線、２８  動歪み計、３０  回転体、３２  接続点、３４  スリップリング、３６  電極、３８  モータ、３９  回転体回転数センサ、４０  ベルト回転数センサ、４２  マーカ、５０  回転制御装置。
【図１】
0004461648.tif 000002
【図２】
0004461648.tif 000003