(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端帯状の金属リングの湾曲形状を測定する金属リングの形状測定装置であって、
前記金属リングを掛け渡して回動自在に支持する一対の支持ローラと、
両支持ローラ間に延在する前記金属リングの一部の一側端縁を露出させて直線状にクランプし固定するリング固定手段と、
該リング固定手段によってクランプされた前記金属リングの露出する一側端縁に摺接する接触子を備えて該金属リングの延在方向に沿って移動自在に設けられ、該接触子の変位量に基づく検出信号を出力する検出手段と、
該検出手段の接触子を所定の測定範囲に沿って移動させる移動手段と、
該検出手段の検出信号に基づいて金属リングの形状を測定する測定手段と、
前記リング固定手段による金属リングのクランプが解除されたとき、該金属リングをクランプし所定距離回動させるリング回動手段とを備えることを特徴とする金属リングの形状測定装置。
【請求項２】
前記支持ローラは、前記金属リングにおける前記接触子が摺接する端縁と反対側の端縁に当接して、該金属リングを位置決め支持する鍔状の当接部を全周に備えることを特徴とする請求項１記載の金属リングの形状測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無端帯状の金属リングの湾曲形状を測定する金属リングの形状測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、無段変速機に採用される動力伝達用のベルトにおいては、環状に積層配列された複数のエレメントを一体に結束するために、無端帯状の複数の金属リングを積層してなる積層リングが用いられる。この種の積層リングを構成する金属リングは、所定の周長となるようにリング径を拡張する圧延工程及び周長補正が行なわれ、その後、時効・窒化処理を経て所定の数量に積層される。
【０００３】
しかし、前記金属リングは、前記圧延工程を行なった際に、一方側の周縁と他方側の周縁とに周長差が生じてテーパ状に形成されることがある。即ち、前記圧延工程においては、一対のローラに金属リングを掛け亘すことによって該金属リングに一定の張力を付与した状態で該金属リングの径を拡張する。このとき、例えば、各ローラが夫々の軸の一端側でのみ（所謂片持ちで）軸支されているため、各軸が金属リングの応力を受けて各軸の他端側が互いに接近する方向に傾くことがある。そして、圧延時に軸が傾いたローラによって支持された金属リングは、前述のようにテーパ状に形成されてしまう。
【０００４】
このようにテーパ状の金属リングは、前記積層リングを形成するとき、各金属リングにおける両側周縁の周長の違いや歪みによって各金属リング間に隙間等が生じて積層精度が低く、無段変速機用ベルトに使用した場合にはベルトに振れが生じて確実な動力伝達が行なえない不都合がある。そこで、無段変速機用ベルトの組立てに先立って、金属リングの形状を検査して不良な金属リングを排除することが行なわれる。
【０００５】
従来、金属リングの形状を検査する装置としては、特公平５−５０６８４号公報に見られるものが知られている。この種の装置は、金属リングを掛け渡してモータの駆動により回動させる一対のローラと、両ローラ間に掛け渡された金属リングを介してその幅方向に対向する一対の変位センサとを備えている。そして、両ローラによって金属リングを回動させたときの該金属リングの両端縁の変位を両変位センサにより検出し、このとき検出された変位量に基づいて金属ベルトの歪み度を測定する。
【０００６】
しかし、この種の装置によると、モータから発生する振動等が前記ローラを介して回動中の金属リングに伝達され、また、回動させることによって両ローラに対する金属リングの位置ずれが生じ、両変位センサによる両端縁の変位の検出が安定した状態で行なえないために測定誤差が生じる不都合がある。更に、両変位センサによる両端縁の変位の検出は、前記ローラを回転させることによって金属リングを回動させつつ行なわれるので、該金属リングとローラとの間に滑りが生じた場合には正確な測定が行なえない不都合がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
かかる不都合を解消して、本発明は、金属リングの形状の測定を高精度且つ容易に行なうことができる金属リングの形状測定装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、無端帯状の金属リングの湾曲形状を測定する金属リングの形状測定装置であって、前記金属リングを掛け渡して回動自在に支持する一対の支持ローラと、両支持ローラ間に延在する前記金属リングの一部の一側端縁を露出させて直線状にクランプし固定するリング固定手段と、該リング固定手段によってクランプされた前記金属リングの露出する一側端縁に摺接する接触子を備えて該金属リングの延在方向に沿って移動自在に設けられ、該接触子の変位量に基づく検出信号を出力する検出手段と、該検出手段の接触子を所定の測定範囲に沿って移動させる移動手段と、該検出手段の検出信号に基づいて金属リングの形状を測定する測定手段と、前記リング固定手段による金属リングのクランプが解除されたとき、該金属リングをクランプし所定距離回動させるリング回動手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、先ず、各支持ローラに金属リングを掛け渡す。次いで、両支持ローラ間に延在する金属リングの一部を前記リング固定手段によりクランプし固定する。このとき、該リング固定手段は、該金属リングの一側端縁を露出させて直線状にクランプする。これによって、例えば、金属リングの両端縁に周長差が生じていて幅方向にテーパ状に変形していた場合には、前記リング固定手段によってクランプされて露出する部分の金属リングが湾曲して固定される。
【００１０】
続いて、クランプされた金属リングに沿って前記検出手段を前記移動手段により移動させることにより、金属リングの露出する一側端縁に沿って前記接触子が摺接移動する。これにより、該検出手段は、クランプされた部分の金属リングの一側端縁の変位を出力する。クランプされて露出する部分の金属リングが湾曲している場合には前記接触子に変位差が生じ、該検出手段から出力された変位差に基づいて前記測定手段が金属リングの一側端縁の湾曲形状を測定する。
【００１１】
次いで、前記リング固定手段によるクランプが解除されたとき、前記リング回動手段が金属リングをクランプして回動させる。該リング回動手段を設けたことによって、従来の支持ローラの駆動によって金属リングを回動させる場合のような支持ローラと金属リングとの滑りによる不正確な回動を防止することができ、所定距離に亘って高精度な回動を行なうことができる。そして、前記リング固定手段によるクランプ及び前記検出手段による変位検出を繰り返すことで、前記測定手段による金属リング全周の湾曲形状の測定が正確に行なえ、湾曲が大である金属リングを不良品として排除することができる。
【００１２】
このように、本発明によれば、前記リング固定手段によって固定された状態の金属リングに対して前記検出手段を移動させ、前記リング回動手段によって金属リングを正確に回動させて、該金属リング全周の湾曲形状の測定を容易に行なうことができる。
【００１３】
また、本発明において、前記支持ローラは、前記金属リングにおける前記接触子が摺接する端縁と反対側の端縁に当接して、該金属リングを位置決め支持する鍔状の当接部を全周に備えることが好ましい。これにより、金属リングが両支持ローラに掛け渡されたときに該金属リングの端縁が前記当接部に当接して位置決めされるので、前記リング固定手段によるクランプ精度を向上させることができると共に、前記リング回動手段による金属リングの回動時において金属リングの位置ズレを防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態の測定装置の説明的平面図、図２は図１におけるII−II線断面説明図、図３は図１におけるIII-III線断面説明図、図４は支持ローラの形状を示す説明図、図５はリング固定手段の作動説明図、図６は変位センサの作動説明図である。
【００１５】
本実施形態の測定装置１は、図１乃至図３に示すように、ベース２と、金属リングＷを掛け渡して支持する一対の支持ローラ３，４と、両支持ローラ３，４間に延在する金属リングＷの一部をクランプして固定するリング固定手段５とを備えている。また、ベース２の下方位置には、両支持ローラ３，４によって支持された金属リングＷをクランプして回動させるリング回動手段６が設けられている。更に、前記リング固定手段５の側方位置のベース２上には、前記リング固定手段５によって固定された金属リングＷに沿って移動自在の変位センサ７（検出手段）が設けられている。
【００１６】
前記支持ローラ３，４は、図３中の仮想線及び図４に示すように、前記ベース２上に回転自在に軸支されている。更に、支持ローラ３，４は金属リングＷを掛け渡して支持したときに、該金属リングＷの下縁に当接する鍔状の当接部８を全周に備えている。
【００１７】
前記リング固定手段５は、図１に示すように、両支持ローラ３，４に支持された金属リングＷの内側に位置して該金属リングＷの内周面に向かって進退自在の第１把持ブロック９と、該第１把持ブロック９に対向して該金属リングＷの外周面に向かって進退自在の第２把持ブロック１０とを備えている。前記第１把持ブロック９は、その進退方向に沿ってベース２上に延設されたレール１１に摺動自在に支持されている。同じように、前記第２把持ブロック１０は、その進退方向に沿ってベース２上に延設されたレール１２に摺動自在に支持されている。
【００１８】
更に、前記第１把持ブロック９には、駆動シリンダ１３のシリンダ部１４の後端部が連結されている。前記第２把持ブロック１０には、該駆動シリンダ１３に平行に延びる一対の駆動ロッド１５の一端が連結され、両駆動ロッド１５の他端は連結部材１６を介して前記駆動シリンダ１３のピストンロッド１７に連結されている。該第２把持ブロック１０は、前記ベース２に連結されたバネ１８により、金属リングＷに向かう前進方向に付勢されている。前記ベース２には、前記第１把持ブロック９が前進して金属リングＷの外周面に当接する位置（クランプ位置）と該第１把持ブロック９が後退して金属リングＷの外周面から離反する位置（クランプ解除位置）とで該第１把持ブロック９を停止させる第１ストッパ１９が設けられている。また、前記第２把持ブロック１０が後退して金属リングＷの外周面から離反する位置（クランプ解除位置）において該第２把持ブロック１０を停止させる第２ストッパ２０が設けられている。そして、詳しくは後述するが、駆動シリンダ１３のピストンロッド１７を収縮させると金属リングＷのクランプがされ、駆動シリンダ１３のピストンロッド１７を伸長させると金属リングＷがクランプされる。
【００１９】
また、第１把持ブロック９と第２把持ブロック１０とは、両支持ローラ３，４間に延在する金属リングＷの一部に沿って金属リングＷの全周長の３／１以上の長さを有する形状に形成されている。更に、第１把持ブロック９と第２把持ブロック１０とは、金属リングＷをクランプしたときに、該金属リングＷの略下半部に圧接して該金属リングＷの略上半部が露出するように設けられている。
【００２０】
前記リング回動手段６は、図２及び図３に示すように、開閉自在の一対の爪部材２１を備える把持手段２２と、該把持手段２２を昇降させる昇降シリンダ２３と、該昇降シリンダ２３を介して金属リングＷの回動方向に移動する移動フレーム２４とを備えている。該移動フレーム２４は、図３に示すように、レール２５に沿って摺動自在の摺動部材２６とを備えている。該摺動部材２６は図示しないシリンダによってレール２５に沿って摺動される。
【００２１】
前記変位センサ７は、図２、図３及び図６に示すように、センサ本体２７と、該センサ本体２７に伸縮自在に挿着されて図示しないスプリング等により伸長方向に付勢されている伸縮ロッド２８と、該伸縮ロッド２８の先端（図中下端）に連設された接触子２９とによって構成されている。また、該接触子２９は、図６に示すように、金属リングＷの上縁に当接する当接ローラ３０と該当接ローラ３０を回転自在に支持するローラホルダ３１とによって構成されている。
【００２２】
該変位センサ７は、図１に示すように、移動手段３２によって金属リングＷに沿って往復移動される。該移動手段３２は、変位センサ７の移動方向に沿って延設されたレール３３と、該レール３３に沿って摺動自在の支持フレーム３４と、該支持フレーム３４の移動を駆動するロッドレスシリンダ３５とによって構成されている。更に、前記レール３３及びロッドレスシリンダ３５はその両端部が両支持ローラ３，４の外方まで延出されており、この延出部分に前記支持フレーム３４を移動させることによって金属リングＷの上方から変位センサ７を退避させることができるようになっている。また、変位センサ７は、図示しない昇降シリンダを備えている。該昇降シリンダは、金属リングＷの測定開始位置において変位センサ７を下降させ、測定終了位置において変位センサ７を上昇させる。
【００２３】
なお、支持フレーム３４には、図１に示すように、ラック３６及びピニオンギヤ３７を介してロータリーエンコーダ３８が接続されており、これによって、支持フレーム３４を介して変位センサ７の移動距離を検出することができるようになっている。更に、支持フレーム３４が測定終了位置を通過する際に変位センサ７の上昇を同期させるために、支持フレーム３４が測定終了位置にあることを検出するリミットスイッチ３９がベース２上に設けられている。
【００２４】
また、図２を参照すれば、前記変位センサ７は、前記接触子２９の変位量に応じた検出信号を図示しないリード線を介して出力する。このとき該変位センサ７からの出力信号は図示しない測定手段に送られる。該測定手段においては変位センサ７による検出信号に基づいて金属リングＷの形状に対応する検査データが算出され、該検査データを基に金属リングＷの良・不良が判断できるようになっている。
【００２５】
次に、以上の構成による本実施形態の測定装置１の作動を説明する。図１を参照すれば、先ず、前記変位センサ７を退避させ、前記リング固定手段５の両把持ブロック９，１０を離間させる。両把持ブロック９，１０は、駆動シリンダ１３のピストンロッド１７を収縮させることによって離間する。即ち、駆動シリンダ１３のピストンロッド１７が収縮すると、先ず、駆動シリンダ１３のシリンダ部１４がピストンロッド１７と相対的に移動され、第１把持ブロック９が後退されて第１ストッパ１９により停止される。続いて更に駆動シリンダ１３のピストンロッド１７が収縮すると、前記駆動ロッド１５を介して第２把持ブロック１０が前記バネ１８の付勢に抗して後退位置で第２ストッパ２０に当接され、両把持ブロック９，１０が離間する。
【００２６】
この状態で、前記金属リングＷを両支持ローラ３，４に掛け渡す。このとき、金属リングＷは、図４に示すように、両支持ローラ３，４に設けられた当接部８に下縁が当接されるので確実に支持される。
【００２７】
続いて、図５に示すように、駆動シリンダ１３のピストンロッド１７を伸長させると、まず、前記バネ１８の付勢によって第２把持ブロック１０が前進する。次いで、ピストンロッド１７に沿って相対的にシリンダ部１４が移動して第１把持ブロック９が前進され、第１ストッパ１９により停止される。これにより、第１把持ブロック９と第２把持ブロック１０とによって金属リングＷが直線状にクランプされる。
【００２８】
次いで、前記変位センサ７が移動手段３２によって金属リングＷの上方に移動し、図６に示すように、該変位センサ７の接触子２９を構成する当接ローラ３０が、変位センサ７に備える図示しない昇降シリンダによる下降により金属リングＷの上縁に当接される。そして、更に変位センサ７が移動手段３２（図１参照）によって移動されることによって、クランプされている金属リングＷの上縁の測定範囲に沿って移動される。前記変位センサ７が、金属リングＷの上端に沿って移動すると、その移動に従って図中仮想線示するように接触子２９が金属リングＷの湾曲形状に沿って変位する（図６においては、金属リングＷの湾曲形状を誇張して示している）。そのときの接触子２９の変位が出力されて前記測定手段へ送られる。
【００２９】
続いて、図１に示すように、前記変位センサ７が測定終了位置に移動されると、前記リミットスイッチ３９が作動し、当接ローラ３０が昇降シリンダによって金属リングＷと干渉しない位置に上昇される。次いで、当接ローラ３０が昇降シリンダによって上昇位置に維持された状態で変位センサ７が移動手段３２によって復動され元の位置（図１中左側）に復帰する。このとき、前記リング回動手段６が作動を開始し、それに同期して前記リング固定手段５の両把持ブロック９，１０が離間される。そして、前記リング回動手段６によって金属リングＷが所定の距離だけ回動される。該リング回動手段６は、図３に示すように、先ず、両把持ブロック９，１０によってクランプ状態の金属リングＷに向かって把持手段２２が上昇される。該把持手段２２が金属リングＷを把持すると、両把持ブロック９，１０によるクランプが解除され、移動フレーム２４によって移動される。これによって、金属リングＷは両支持ローラ３，４回りに回動される。
【００３０】
そして、前述したように、両把持ブロック９，１０によるクランプ及び前記変位センサ７による測定が繰り返され、金属リングＷの全周に亘る湾曲が測定される。これにより、金属リングＷの全周の湾曲状態から容易に不良を確認することができる。
【００３１】
なお、本実施形態においては、リング回動手段６による金属リングＷの回動距離が該金属リングＷの周長の約１／３に相当するように設定されている。そして、前記測定手段においては、各回の変位センサ７の検出結果を合成演算して金属リングＷ全周の曲率を算出する。これによって、金属リングＷの湾曲度を正確且つ迅速に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の測定装置の説明的平面図。
【図２】図１におけるII−II線断面説明図。
【図３】図１におけるIII-III線断面説明図。
【図４】支持ローラの形状を示す説明図。
【図５】リング固定手段の作動説明図。
【図６】変位センサの作動説明図。
【符号の説明】
Ｗ…金属リング、１…測定装置、３，４…支持ローラ、５…リング固定手段、６…リング回動手段、７…変位センサ（検出手段）、８…当接部、２９…接触子、３２…移動手段。
【図１】
0004398103.tif 000002
【図２】
0004398103.tif 000003
【図３】
0004398103.tif 000004
【図４】
0004398103.tif 000005
【図５】
0004398103.tif 000006
【図６】
0004398103.tif 000007