(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルトが架張されると共に少なくとも１つのアーム式テンションプーリを含む複数のプーリのレイアウト設計を行うために用いられるプーリレイアウト設計支援装置において、
ディスプレイと、
前記ディスプレイ上の任意の位置を指示するためのポインティングデバイスと、
複数の前記プーリの中からアーム式テンションプーリにしようとする任意のプーリを指定するためのプーリ指定手段と、
複数の前記プーリの位置およびサイズ、前記プーリ指定手段で指定された特定のプーリを支持するアームの長さおよび回転中心座標、前記アームの回転中心からアーム荷重の作用点までの距離、並びに、前記ベルトの張力に関する各データを記憶するための第１のデータ記憶手段と、
前記ディスプレイ上の前記ポインティングデバイスで指示された位置の位置データを書き換え可能に記憶するための第２のデータ記憶手段と、
前記第１のデータ記憶手段に記憶されたデータに基づいて、複数の前記プーリおよびこれに架張された前記ベルトを前記ディスプレイに表示させるためのプーリレイアウト表示制御手段と、
所定チェックがオンとされた状態において前記プーリ指定手段によって前記特定のプーリが指定されている場合に前記ディスプレイ上の特定位置が前記ポインティングデバイスで指示されたときには、前記第１のデータ記憶手段に記憶されたデータと、複数の前記プーリおよび前記ベルトが表示された前記ディスプレイ上において前記ポインティングデバイスで指示されて前記第２のデータ記憶手段に記憶された前記アーム荷重の作用点におけるその作用方向データとに基づいて、前記アーム荷重を求めるための演算手段と、
前記演算手段で得られた前記アーム荷重を記憶するための第３のデータ記憶手段と、
前記第３のデータ記憶手段に記憶された前記アーム荷重を前記ディスプレイに表示させるためのアーム荷重表示制御手段とを備えていることを特徴とするプーリレイアウト設計支援装置。
【請求項２】
前記プーリレイアウト表示制御手段は、前記所定チェックがオフとされた状態において複数の前記プーリの中からアーム式テンションプーリにしようとする特定のプーリが前記プーリ指定手段によって指定されている場合に前記ディスプレイ上の特定位置が前記ポインティングデバイスで指示されたときには、前記第１のデータ記憶手段に記憶された回転中心座標を中心に前記アームの長さを半径として前記特定のプーリを回転移動させて前記第１のデータ記憶手段に記憶された前記特定のプーリの位置データを前記第２のデータ記憶手段に記憶された位置と同じ方向のものに変更した後に、複数の前記プーリおよび前記ベルトを前記ディスプレイに再表示させることが可能であることを特徴とする請求項１に記載のプーリレイアウト設計支援装置。
【請求項３】
前記第１のデータ記憶手段は、前記ベルトの長さをさらに記憶することが可能であり、
前記プーリレイアウト表示制御手段は、複数の前記プーリの中からアーム式テンションプーリにしようとする特定のプーリが前記プーリ指定手段によって指定されている場合に前記第１のデータ記憶手段に前記ベルトの長さが記憶されているときには、前記第１のデータ記憶手段に記憶された回転中心座標を中心に前記アームの長さを半径として前記ベルトの長さが達成される位置まで前記特定のプーリを回転移動させて前記第１のデータ記憶手段に記憶された前記特定のプーリの位置データを回転移動後の位置データに変更した後に、複数の前記プーリおよび前記ベルトを前記ディスプレイに再表示させることが可能であることを特徴とする請求項１に記載のプーリレイアウト設計支援装置。
【請求項４】
ベルトが架張されると共に少なくとも１つのアーム式テンションプーリを含む複数のプーリのレイアウト設計を、記憶手段、演算手段およびディスプレイの表示制御手段を含むコンピュータを用いて行うためのプーリレイアウト設計支援方法において、
複数の前記プーリの位置およびサイズ、複数の前記プーリの中からアーム式テンションプーリとして指定された特定のプーリを支持するアームの長さおよび回転中心座標、前記アームの回転中心からアーム荷重の作用点までの距離、並びに、前記ベルトの張力に関する各データを前記記憶手段が記憶するステップと、
複数の前記プーリの位置データおよびサイズデータに基づいて、複数の前記プーリおよびこれに架張された前記ベルトを前記表示制御手段が前記ディスプレイに表示させるステップと、
前記特定のプーリを支持するアームの長さおよび回転中心座標、前記アームの回転中心からアーム荷重の作用点までの距離、並びに、前記ベルトの張力に関するデータと、複数の前記プーリおよび前記ベルトが表示された前記ディスプレイ上においてポインティングデバイスで指示された前記アーム荷重の作用方向データとに基づいて前記演算手段が前記アーム荷重を求めると共に前記表示制御手段が前記ディスプレイに表示させるステップとを有していることを特徴とするプーリレイアウト設計支援方法。
【請求項５】
前記特定のプーリの位置が前記ポインティングデバイスで指示された場合に、前記回転中心座標を中心に前記アームの長さを半径として前記特定のプーリを回転移動させてその位置データを前記ポインティングデバイスで指示された位置と同じ方向のものに前記記憶手段が変更した後に、複数の前記プーリおよび前記ベルトを前記表示制御手段が前記ディスプレイに再表示させるステップをさらに有していることを特徴とする請求項４に記載のプーリレイアウト設計支援方法。
【請求項６】
複数の前記プーリの中からアーム式テンションプーリにしようとする特定のプーリが指定されている場合に前記ベルトの長さが設定されているときに、前記回転中心座標を中心に前記アームの長さを半径として前記ベルトの長さが達成される位置まで前記特定のプーリを回転移動させて前記特定のプーリの位置データを回転移動後の位置データに前記記憶手段が変更した後に、複数の前記プーリおよび前記ベルトを前記表示制御手段が前記ディスプレイに再表示させるステップをさらに有していることを特徴とする請求項４に記載のプーリレイアウト設計支援方法。
【請求項７】
ベルトが架張されると共に少なくとも１つのアーム式テンションプーリを含む複数のプーリのレイアウト設計を行うためのプーリレイアウト設計支援方法をコンピュータに実行させるための記録媒体において、
複数の前記プーリの位置およびサイズ、複数の前記プーリの中からアーム式テンションプーリとして指定された特定のプーリを支持するアームの長さおよび回転中心座標、前記アームの回転中心からアーム荷重の作用点までの距離、並びに、前記ベルトの張力に関する各データを記憶するステップと、
複数の前記プーリの位置データおよびサイズデータに基づいて、複数の前記プーリおよびこれに架張された前記ベルトをディスプレイに表示させるステップと、
前記特定のプーリを支持するアームの長さおよび回転中心座標、前記アームの回転中心からアーム荷重の作用点までの距離、並びに、前記ベルトの張力に関するデータと、複数の前記プーリおよび前記ベルトが表示された前記ディスプレイ上においてポインティングデバイスで指示された前記アーム荷重の作用方向データとに基づいて前記アーム荷重を求めると共に前記ディスプレイに表示させるステップとを実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【請求項８】
前記特定のプーリの位置が前記ポインティングデバイスで指示された場合に、前記回転中心座標を中心に前記アームの長さを半径として前記特定のプーリを回転移動させてその位置データを前記ポインティングデバイスで指示された位置と同じ方向のものに変更した後に、複数の前記プーリおよび前記ベルトを前記ディスプレイに再表示させるステップをさらに実行させるためのプログラムを記録した請求項７に記載のコンピュータ読取可能な記録媒体。
【請求項９】
複数の前記プーリの中からアーム式テンションプーリにしようとする特定のプーリが指定されている場合に前記ベルトの長さが設定されているときに、前記回転中心座標を中心に前記アームの長さを半径として前記ベルトの長さが達成される位置まで前記特定のプーリを回転移動させて前記特定のプーリの位置データを回転移動後の位置データに変更した後に、複数の前記プーリおよび前記ベルトを前記ディスプレイに再表示させるステップをさらに実行させるためのプログラムを記録した請求項７に記載のコンピュータ読取可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝動ベルトが架張される複数のプーリのレイアウト設計を行う際に用いて好適なプーリレイアウト設計支援装置、プーリレイアウト設計支援方法およびこれを実行するためのプログラムが記録された記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
歯付ベルト、Ｖベルト、Ｖリブドベルトなどの伝動ベルトを用いた伝動機構をコンピュータを用いて設計する際には、伝動ベルトの種別のほかに伝動機構に用いられる複数のプーリ各々の中心座標および外径（或いは歯数）などの属性データ（諸元）をキーボードから入力し、入力された属性データにしたがってプーリおよびこれに架張されたベルトをディスプレイに表示させる（またはプリンタに印刷させる）ということが一般的に行われている。そして、設計者は、ディスプレイに表示されたプーリおよびベルトを観察した結果、プーリレイアウトを変更しようとする場合には、属性データの中で変更すべきデータを再度キーボードから入力し、そのデータに応じたプーリレイアウトを再度ディスプレイに表示させるという作業を、所望のプーリレイアウトが得られるまで繰り返して行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような手法では、割り当てられたスペース内に複数のプーリが最適に収容されてベルト長さが適切なものとなるプーリレイアウトが得られるまで、各プーリの属性データをキーボードから入力してはディスプレイを参照するという作業を繰り返して行う必要があるために、所望のプーリレイアウトが得られるまでの作業時間が長時間に及ぶことがある。特に最近では、伝動機構の複雑化に伴って、１本のベルトで多数のプーリーが駆動されることが多くなり、このような場合には、隣接するプーリの領域が重なるなど各プーリの属性データが相互に干渉することが多いため、所望のプーリレイアウトが得られるまでの作業時間としてきわめて長時間を要することがある。
【０００４】
特に、プーリ内にアーム式テンションプーリが含まれている場合には、アームに負荷されるアーム荷重の大きさを求めるためにアーム荷重の作用方向をデータとして与える必要があるが、上述したようなキーボードからのデータ入力を行う手法でアーム荷重の作用方向を入力し、さらにそれを繰り返して行うのは大変手間のかかる作業となっている。
【０００６】
そこで、本発明の主な目的は、少なくとも１つのアーム式テンションプーリを含む場合であっても所望のプーリレイアウトを比較的短時間で得ることができるプーリレイアウト設計支援装置およびプーリレイアウト設計支援方法を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１のプーリレイアウト設計支援装置は、ベルトが架張されると共に少なくとも１つのアーム式テンションプーリを含む複数のプーリのレイアウト設計を行うために用いられるプーリレイアウト設計支援装置において、ディスプレイと、前記ディスプレイ上の任意の位置を指示するためのポインティングデバイスと、複数の前記プーリの中からアーム式テンションプーリにしようとする任意のプーリを指定するためのプーリ指定手段と、複数の前記プーリの位置およびサイズ、前記プーリ指定手段で指定された特定のプーリを支持するアームの長さおよび回転中心座標、前記アームの回転中心からアーム荷重の作用点までの距離、並びに、前記ベルトの張力に関する各データを記憶するための第１のデータ記憶手段と、前記ディスプレイ上の前記ポインティングデバイスで指示された位置の位置データを書き換え可能に記憶するための第２のデータ記憶手段と、前記第１のデータ記憶手段に記憶されたデータに基づいて、複数の前記プーリおよびこれに架張された前記ベルトを前記ディスプレイに表示させるためのプーリレイアウト表示制御手段と、所定チェックがオンとされた状態において前記プーリ指定手段によって前記特定のプーリが指定されている場合に前記ディスプレイ上の特定位置が前記ポインティングデバイスで指示されたときには、前記第１のデータ記憶手段に記憶されたデータと、複数の前記プーリおよび前記ベルトが表示された前記ディスプレイ上において前記ポインティングデバイスで指示されて前記第２のデータ記憶手段に記憶された前記アーム荷重の作用点におけるその作用方向データとに基づいて、前記アーム荷重を求めるための演算手段と、前記演算手段で得られた前記アーム荷重を記憶するための第３のデータ記憶手段と、前記第３のデータ記憶手段に記憶された前記アーム荷重を前記ディスプレイに表示させるためのアーム荷重表示制御手段とを備えている。
【００１６】
また、請求項４のプーリレイアウト設計支援方法は、ベルトが架張されると共に少なくとも１つのアーム式テンションプーリを含む複数のプーリのレイアウト設計を、記憶手段、演算手段およびディスプレイの表示制御手段を含むコンピュータを用いて行うためのプーリレイアウト設計支援方法において、複数の前記プーリの位置およびサイズ、複数の前記プーリの中からアーム式テンションプーリとして指定された特定のプーリを支持するアームの長さおよび回転中心座標、前記アームの回転中心からアーム荷重の作用点までの距離、並びに、前記ベルトの張力に関する各データを前記記憶手段が記憶するステップと、複数の前記プーリの位置データおよびサイズデータに基づいて、複数の前記プーリおよびこれに架張された前記ベルトを前記表示制御手段が前記ディスプレイに表示させるステップと、前記特定のプーリを支持するアームの長さおよび回転中心座標、前記アームの回転中心からアーム荷重の作用点までの距離、並びに、前記ベルトの張力に関するデータと、複数の前記プーリおよび前記ベルトが表示された前記ディスプレイ上においてポインティングデバイスで指示された前記アーム荷重の作用方向データとに基づいて前記演算手段が前記アーム荷重を求めると共に前記表示制御手段が前記ディスプレイに表示させるステップとを有している。
【００１７】
また、請求項７は、ベルトが架張されると共に少なくとも１つのアーム式テンションプーリを含む複数のプーリのレイアウト設計を行うためのプーリレイアウト設計支援方法をコンピュータに実行させるための記録媒体において、複数の前記プーリの位置およびサイズ、複数の前記プーリの中からアーム式テンションプーリとして指定された特定のプーリを支持するアームの長さおよび回転中心座標、前記アームの回転中心からアーム荷重の作用点までの距離、並びに、前記ベルトの張力に関する各データを記憶するステップと、複数の前記プーリの位置データおよびサイズデータに基づいて、複数の前記プーリおよびこれに架張された前記ベルトをディスプレイに表示させるステップと、前記特定のプーリを支持するアームの長さおよび回転中心座標、前記アームの回転中心からアーム荷重の作用点までの距離、並びに、前記ベルトの張力に関するデータと、複数の前記プーリおよび前記ベルトが表示された前記ディスプレイ上においてポインティングデバイスで指示された前記アーム荷重の作用方向データとに基づいて前記アーム荷重を求めると共に前記ディスプレイに表示させるステップとを実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体である。
【００１８】
請求項１、４、７によると、アーム荷重の作用点におけるその作用方向をディスプレイ上においてポインティングデバイスで指示することに基づいてアーム荷重が演算により求められるので、キーボードからのデータ入力を繰り返して行わなくともアーム荷重を短時間で求めて表示することが可能となる。
【００１９】
また、請求項２のプーリレイアウト設計支援装置において、前記プーリレイアウト表示制御手段は、前記所定チェックがオフとされた状態において複数の前記プーリの中からアーム式テンションプーリにしようとする特定のプーリが前記プーリ指定手段によって指定されている場合に前記ディスプレイ上の特定位置が前記ポインティングデバイスで指示されたときには、前記第１のデータ記憶手段に記憶された回転中心座標を中心に前記アームの長さを半径として前記特定のプーリを回転移動させて前記第１のデータ記憶手段に記憶された前記特定のプーリの位置データを前記第２のデータ記憶手段に記憶された位置と同じ方向のものに変更した後に、複数の前記プーリおよび前記ベルトを前記ディスプレイに再表示させることが可能である。
【００２０】
また、請求項５のプーリレイアウト設計支援方法は、前記特定のプーリの位置が前記ポインティングデバイスで指示された場合に、前記回転中心座標を中心に前記アームの長さを半径として前記特定のプーリを回転移動させてその位置データを前記ポインティングデバイスで指示された位置と同じ方向のものに前記記憶手段が変更した後に、複数の前記プーリおよび前記ベルトを前記表示制御手段が前記ディスプレイに再表示させるステップをさらに有している。
【００２１】
また、請求項８の記録媒体には、前記特定のプーリの位置が前記ポインティングデバイスで指示された場合に、前記回転中心座標を中心に前記アームの長さを半径として前記特定のプーリを回転移動させてその位置データを前記ポインティングデバイスで指示された位置と同じ方向のものに変更した後に、複数の前記プーリおよび前記ベルトを前記ディスプレイに再表示させるステップをさらに実行させるためのプログラムが記録されている。
【００２２】
請求項２、５、８によると、ディスプレイ上においてポインティングデバイスで指定された位置にアーム式テンションプーリを回転移動させた後にプーリレイアウトを再表示させることができるので、プーリレイアウトを変更した状態でのアーム荷重を繰り返し求めて表示することが可能となる。
【００２３】
また、請求項３のプーリレイアウト設計支援装置において、前記第１のデータ記憶手段は、前記ベルトの長さをさらに記憶することが可能であり、前記プーリレイアウト表示制御手段は、複数の前記プーリの中からアーム式テンションプーリにしようとする特定のプーリが前記プーリ指定手段によって指定されている場合に前記第１のデータ記憶手段に前記ベルトの長さが記憶されているときには、前記第１のデータ記憶手段に記憶された回転中心座標を中心に前記アームの長さを半径として前記ベルトの長さが達成される位置まで前記特定のプーリを回転移動させて前記第１のデータ記憶手段に記憶された前記特定のプーリの位置データを回転移動後の位置データに変更した後に、複数の前記プーリおよび前記ベルトを前記ディスプレイに再表示させることが可能である。
【００２４】
また、請求項６のプーリレイアウト設計支援方法は、複数の前記プーリの中からアーム式テンションプーリにしようとする特定のプーリが指定されている場合に前記ベルトの長さが設定されているときに、前記回転中心座標を中心に前記アームの長さを半径として前記ベルトの長さが達成される位置まで前記特定のプーリを回転移動させて前記特定のプーリの位置データを回転移動後の位置データに前記記憶手段が変更した後に、複数の前記プーリおよび前記ベルトを前記表示制御手段が前記ディスプレイに再表示させるステップをさらに有している。
【００２５】
また、請求項９の記録媒体には、複数の前記プーリの中からアーム式テンションプーリにしようとする特定のプーリが指定されている場合に前記ベルトの長さが設定されているときに、前記回転中心座標を中心に前記アームの長さを半径として前記ベルトの長さが達成される位置まで前記特定のプーリを回転移動させて前記特定のプーリの位置データを回転移動後の位置データに変更した後に、複数の前記プーリおよび前記ベルトを前記ディスプレイに再表示させるステップをさらに実行させるためのプログラムが記録されている。
【００２６】
請求項３、６、９によると、ベルトの長さを設定してアーム式テンションプーリの位置を決定することができるので、ベルトの長さを基準にしてアーム式テンションプーリを含めたプーリレイアウトを決定することが可能になる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２８】
図１は、本実施の形態に係るプーリレイアウト設計支援装置のブロック図である。図１に示すプーリレイアウト設計支援装置１は、例えばパーソナルコンピュータによって実現されており、文字入力を行うためのキーボード２、左右２つのボタン３ａ、３ｂを有しておりポインティングデバイスとして機能するマウス３、ＣＰＵなどの各種電子部品が収納された本体４、および、ディスプレイ５を具備している。なお、図示されていないが、本体４には、プリンタが接続されていてもよい。
【００２９】
本体４には、ＣＰＵのほか、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク、ＦＤやＣＤの駆動装置などのハードウェアが収納されている。ハードディスクには、例えばマイクロソフトウィンドウズ（商品名）などのＯＳのほか、当該ＯＳ上で動作するアプリケーションプログラムとして、本実施の形態にかかるプーリレイアウト設計支援方法を実行するためのグラフィカルユーザインターフェイス（ＧＵＩ）を有するソフトウェアが記憶されている。このソフトウェアは、ＣＤ−ＲＯＭやＦＤ、ＭＯなどのリムーバブルな記録媒体に記録しておくことにより、様々なコンピュータにインストールすることが可能である。そして、これらのハードウェアおよびソフトウェアが組み合わされることによって、プーリレイアウト設計支援装置１の本体４内には、第１のデータ記憶手段１０、第２のデータ記憶手段１１、プーリ指定手段１２、プーリレイアウト表示制御手段１３、演算手段１４、ベルト長さ表示制御手段１５、アーム荷重表示制御手段１６、および、第３のデータ記憶手段１７が構築されている。
【００３０】
第１のデータ記憶手段１０は、キーボード２から入力された文字データを書き換え可能に記憶する。キーボード２から入力された文字データとしては、複数のプーリのそれぞれの位置データおよびサイズデータ（後述するように、本実施の形態におけるサイズデータは、ＶベルトやＶリブドベルトの場合には外径であり、歯付きベルトの場合には歯数である）や、複数のプーリの中でアーム式テンションプーリにしようとするプーリがある場合にはそのプーリを支持するアームの長さおよび回転中心座標などがある。
【００３１】
第２のデータ記憶手段１１は、マウスポインタがリアルタイムに指示しているディスプレイ５上の位置を随時記憶すると共に、マウス３の左右いずれかのボタン３ａ、３ｂがクリックされた位置を別途記憶することが可能である。マウス３の左右のボタン３ａ、３ｂのうちいずれか設定された一方のボタンがクリックされると、第２のデータ記憶手段１１に記憶されていた既存のクリック位置データが新しいクリック位置データに書き換えられる。
【００３２】
プーリ指定手段１２は、複数のプーリの中で、移動させようとするプーリ或いはアーム式テンションプーリにしようとする特定のプーリを記憶しており、その情報をプーリレイアウト表示制御手段１３および演算手段１４に供給する。プーリ指定手段１２の記憶内容は、キーボード２またはマウス３によって書き換え可能である。
【００３３】
プーリレイアウト表示制御手段１３は、第１のデータ記憶手段１０に記憶された複数のプーリのそれぞれの位置データおよびサイズデータに基づいて、複数のプーリおよびこれに架張されたベルトをディスプレイ５に表示させるための制御を行う。さらに、プーリレイアウト表示制御手段１３は、移動させようとする特定のプーリがプーリ指定手段１２によって指定されている場合にディスプレイ５上の特定位置がマウス３で指示されたときには、第１のデータ記憶手段１０に記憶された特定のプーリの位置データを第２のデータ記憶手段１１に記憶された特定位置のものに変更した後に、複数のプーリおよびベルトをディスプレイ５に再表示させる。
【００３４】
また、プーリレイアウト表示制御手段１３は、複数のプーリの中からアーム式テンションプーリにしようとする特定のプーリがプーリ指定手段１２によって指定されている場合にディスプレイ５上の特定位置がマウス３で指示されたときには、第１のデータ記憶手段１０に記憶された回転中心座標を中心にアームの長さを半径として特定のプーリを回転移動させて第１のデータ記憶手段１０に記憶された特定のプーリの位置データを第２のデータ記憶手段１１に記憶された位置と同じ方向のものに変更した後に、複数のプーリおよびベルトをディスプレイ５に再表示させる。
【００３５】
演算手段１４は、移動させようとする特定のプーリがプーリ指定手段１２によって指定されている場合には、当該特定のプーリを移動させる前後におけるベルトの長さをそれぞれ求めるための演算を行い、その結果を第３のデータ記憶手段１７に記憶させる。
【００３６】
また、演算手段１４は、アーム式テンションプーリにしようとする特定のプーリがプーリ指定手段１２によって指定されている場合にディスプレイ５上の特定位置がマウス３で指示されたときには、第１のデータ記憶手段１０に記憶されたデータと、複数のプーリおよびベルトが表示されたディスプレイ５上においてマウス３で指示されて第２のデータ記憶手段１１に記憶されたアーム荷重（テンションプーリを支持するアームにバネなどの外部部材が加える荷重）の作用点におけるその作用方向データとに基づいて、アーム荷重を求めるための演算を行い、その結果を第３のデータ記憶手段１７に記憶させる。演算手段１４での演算内容については、後で詳述する。
【００３７】
ベルト長さ表示制御手段１５は、演算手段１４で得られて第３のデータ記憶手段１７に記憶されたベルトの長さの数値データをディスプレイ５に表示させるための制御を行う。また、アーム荷重表示制御手段１６は、演算手段１４で得られて第３のデータ記憶手段１７に記憶されたアーム荷重の数値データをディスプレイ５に表示させるための制御を行う。
【００３８】
次に、第１および第２のデータ記憶手段１０、１１に入力および記憶されるデータ内容および演算手段１４での演算内容について、図２を参照して説明する。図２（ａ）は２つのプーリおよびこれに架張されたベルトの模式図であり、図２（ｂ）は複数のプーリの中の１つのアーム式テンションプーリおよびこれに架張されたベルトの模式図である。
【００３９】
上述したように、第１のデータ記憶手段１０には、複数のプーリのそれぞれの位置データおよびサイズデータが入力および記憶される。位置データとはプーリの２次元中心座標データであり、サイズデータとはＶベルトやＶリブドベルトの場合には外径であり、歯付きベルトの場合には歯数である。なお、いずれの場合も、後述するピッチ径などの他のデータがサイズデータとして用いられてもよい。
【００４０】
図２（ａ）のようにプーリが２つの場合を例にして考えると、ベルト長さは、２つのプーリ２１、２２のスパン長ＳＰの２倍の長さと、プーリ２１でのベルト巻付長さ（＝ベルト巻付角（α）×ピッチ径／２（ｄ／２））と、プーリ２２でのベルト巻付長さ（＝ベルト巻付角（２π−α）×ピッチ径／２（Ｄ／２））との和である。ここで、ピッチ径ｄ、Ｄは各プーリ２１、２２の外径から一定の値を引いた値となっている。
【００４１】
まず、２つのプーリ２１、２２の中心位置座標からこれらの間の軸離（軸間距離）ＣＤが演算手段１４によって求められると、三平方の定理により以下の式
（１）に基づいて演算手段１４でスパン長ＳＰを算出することができる。
ＳＰ＝（ＣＤ2 −（Ｄ−ｄ）2 ／４）1/2       （１）
【００４２】
また、プーリ２１、２２の中心同士を結ぶ線分を斜辺とする直角三角形において、対称性から、以下の式（２）が成り立つ。これにより、プーリ２１でのベルト巻付角α、さらにはこれにピッチ径／２を乗算することによりプーリ２１でのベルト巻付長さを求めることができる。また、この結果を利用すると、プーリ２２でのベルト巻付角２π−α、さらにはベルト巻付長さをも求めることができる。そのため、上述した関係に当てはめることによって、演算手段１４によってベルト長さを求めることが可能である。
α＝２×arccos（（Ｄ−ｄ）／（２×ＣＤ））  （２）
【００４３】
また、複数のプーリの中でアーム式テンションプーリにしようとするプーリがある場合には、そのプーリを支持するアーム２５の長さＬおよび回転中心座標、アームの回転中心からアーム荷重の作用点までの距離ｍ、並びに、ベルトの張力Ｔが、複数のプーリのそれぞれの位置データおよびサイズデータに加えてキーボード２またはマウス３から第１のデータ記憶手段１０に入力および記憶される。さらに、第２のデータ記憶手段１１には、マウス３によってディスプレイ５上において指示されたアーム荷重の作用点におけるその作用方向βに関するデータが入力および記憶される。
【００４４】
このとき、図２（ｂ）に示すように、アーム荷重の大きさをＦで表し、ベルトの張力Ｔに起因したプーリ２３へのベルト荷重の大きさをｆで表し、アーム２５の回転中心２４とプーリ２３の中心とを結ぶ線分がベルト荷重ｆの作用方向となす角度をγで表すと、回転中心２４に対するトルクの釣り合いから、以下の式
（３）が成り立つ。ここで、ベルト荷重の大きさｆおよび角度γは、プーリ２３でのベルト巻付角αおよびベルトの張力Ｔから幾何学的関係に基づいて算出することができる。そのため、式（３）に基づいて、アーム荷重Ｆの大きさを演算手段１４において求めることが可能である。
Ｆ＝ｆ×（Ｌ／ｍ）×（ｓｉｎγ／ｓｉｎβ）    （３）
【００４５】
次に、本実施の形態のプーリレイアウト設計支援装置１の動作について、図３〜図８をさらに参照して説明する。図３は、プーリレイアウト設計支援装置１の動作を説明するためのフローチャートである。図４〜図８は、ディスプレイ５への表示例を動作順に描いた図である。
【００４６】
本実施の形態のプーリレイアウト設計支援装置１を用いてプーリレイアウト設計を行う場合、最初に、図３のステップＳ１において、ベルトの種類、形状、タイプを選択する。本実施の形態では、ベルトの種類として、Ｖベルト＆Ｖリブドベルトおよび歯付ベルトのいずれかを選択することが可能である。図４は、ベルトの種類として、歯付ベルトを選択した際にディスプレイ５に表示されるウィンドウ画面の模式図である。歯付ベルトが選択された場合は、ペイン１に表示されたプルダウンメニューからベルト形状として台形或いは丸歯のいずれかを選択することが可能である。そして、台形或いは丸歯のいずれを選択した場合も、次にそのタイプなどを選択するためのプルダウンメニューが表示され、所望のものをユーザが選択可能となっている。なお、Ｖベルト＆Ｖリブドベルトが選択された場合には、ペイン１に表示されたプルダウンメニューからベルト形状として、農業用Ｖベルト、一般産業用Ｖリブドベルト、自動車用Ｖベルト、自動車用Ｖリブドベルト、或いはその他（ピッチ径マニュアル設定）のいずれかを選択することが可能である。
【００４７】
次に、ステップＳ２において、ウィンドウ画面のペイン２に表示された入力欄に、各プーリの歯数、中心のＸ座標およびＹ座標をそれぞれキーボード２を用いて入力する。入力された数値は、第１のデータ記憶手段１０に記憶される。なお、ステップＳ１でＶベルト＆Ｖリブドベルトが選択された場合には、歯数の代わりに外径の入力欄がペイン２に表示される。
【００４８】
次に、ステップＳ３において、ペイン４の計算開始ボタンをクリックすると、ステップＳ２で入力されて第１のデータ記憶手段１０に記憶されたデータに基づいて、ペイン２に入力されたのと同数のプーリおよびこれに架張されたベルトをディスプレイ５に表示させるための演算をプーリレイアウト表示制御手段１３が行う。また、演算手段１４では、第１のデータ記憶手段１０に記憶されたデータに基づいて、上述した式（１）および（２）を用いて、このときのベルト長さを求める演算が行われる。
【００４９】
次に、ステップＳ４において、ステップＳ３での演算結果を元に、ペイン５に複数のプーリおよびベルトを含むプーリレイアウトが描画されると共に、ペイン６にベルト長さがミリメートル単位で表示される。また、演算手段１４での演算によって求められた噛合歯数、スパン長、軸離が、各プーリについてペイン２に表示される（ベルト種類がＶベルト＆Ｖリブドベルトの場合は、スパン長、軸離および巻付角度が表示される）。なお、図５は、プーリが４つの場合のプーリレイアウトおよびベルト長さが表示されたウィンドウ画面の模式図である。
【００５０】
次に、ステップＳ５において、ペイン５およびペイン６にそれぞれ表示されたプーリレイアウトおよびベルト長さが所望のものまたはそれに近い許容できるものであるかどうかをユーザが判断する。もし、許容できないものであれば、ステップＳ６に進んで、ペイン６に表示された「プーリNo」のプルダウンメニューから、位置の変更を希望するプーリの通し番号をキーボード２またはマウス３で選択する。選択されたプーリの通し番号は、プーリ指定手段１２に記憶される。なお、位置の変更を希望するプーリを選択するには、上述したような手段のほかに、ペイン５に表示された当該プーリ円の内部をマウスでクリックするという手段が用いられてもよい。この場合、本体４内にあるＣＰＵがディスプレイ５上のマウスクリックされた位置の座標を読みとり、その座標がどのプーリ円の内部に属するかを判定することによって選択されたプーリがどれであるかが判断されてそのプーリの通し番号がプーリ指定手段１２に記憶される。
【００５１】
そして、ステップＳ７に進んで、選択したプーリの中心位置の移動先となるペイン５のレイアウト画面内の任意の位置をマウス３でクリックまたはダブルクリックする。すると、第２のデータ記憶手段１１にこの位置が記憶される。なお、ステップＳ６において位置の変更を希望するプーリを選択するのに当該プーリ円の内部をマウスでクリックするという手段を用いた場合には、プーリ選択時にそのままカーソルをドラッグし、希望する位置でドラッグを解除するという方法でプーリの移動先を指定してもよい。そして、ステップＳ３に戻って、プーリ指定手段１２で指定されたプーリの中心位置データが第２のデータ記憶手段１１に記憶された位置のものに変更され、その変更後のデータに基づいて、プーリレイアウト表示制御手段１３においてプーリレイアウトを表示するための演算が再度行われ、演算手段１４においてベルト長さを求める演算が行われる。
【００５２】
しかる後、ステップＳ４において、上述したのと同様に、変更後のプーリレイアウトおよびベルト長さがそれぞれ表示される。図６は、図５に示したプーリレイアウトからプーリNo２を右下方向に移動させたときのウィンドウ画面の模式図である。このような手順が、ユーザの満足がいくプーリレイアウトおよびベルト長さが得られるまで繰り返される。なお、必要であれば複数のプーリを移動させてもよい。
【００５３】
次に、ステップＳ８に進んで、ステップＳ２で入力されたプーリの中にアーム式テンションプーリにするプーリがあるかどうかをユーザが判断する。もし、アーム式テンションプーリにするプーリがなければ、ステップＳ１７に進んで、印刷およびデータ保存を行った後に処理を終了する。また、アーム式テンションプーリにするプーリがあるのならば、ステップＳ９に進んで、ペイン３に表示された「プーリNo」のプルダウンメニューから、アーム式テンションプーリにすることを希望するプーリの通し番号をキーボード２またはマウス３で選択する。選択されたプーリの通し番号は、プーリ指定手段１２に記憶される。
【００５４】
引き続いて、ステップＳ１０において、ステップＳ８で選択されたプーリを支持するアームの長さ（ｍｍ）および回転中心のＸ座標およびＹ座標をペイン３に入力する。その後にペイン４の計算開始ボタンをクリックすると、ペイン５には、ステップＳ４で表示されたプーリレイアウトに加えて、ベルトとは異なる色でアームが表示される。図７は、プーリNo４をアーム式テンションプーリに設定したときの、この段階でのウィンドウ画面の模式図である。
【００５５】
さらに、ペイン７の荷重計算チェックボックスをマウス３でクリックしてチェックしてから、アームの回転中心（支点）からアーム荷重の作用点までの距離ｍ（ｍｍ）および設定するベルトの張力Ｔ（Ｎ）をキーボード２を用いてペイン７に入力する。ステップＳ１０で入力された各数値データは、第１のデータ記憶手段１０に記憶される。
【００５６】
次に、ステップＳ１１において、ステップＳ１０で入力されたアーム荷重Ｆの作用点におけるアーム荷重Ｆの作用方向をマウス３で指定する。より具体的には、ステップＳ９でペイン５内に表示されたアームを参照しつつ、アーム荷重の作用点を基準としてアーム荷重の作用方向上にある１点をクリックする。入力された作用方向データは、第２のデータ記憶手段１１に記憶される。
【００５７】
次に、ステップＳ１２において、プーリレイアウトに基づいて、ベルト張力Ｔに起因してテンションプーリに加えられる荷重であるベルト荷重ｆと共に、ベルト荷重ｆの作用方向とアームとのなす角度γが演算手段１４での演算によって求められる。また、ステップＳ１２では、ステップＳ１１で入力されたアーム荷重Ｆの作用方向データに基づいて、アーム荷重の作用方向とアームとのなす角度βが演算手段１４での演算により求められる。さらに、ステップＳ１２では、これらの結果を用いて、上述した式（３）に基づいて、演算手段１４での演算によりアーム荷重Ｆが求められる。ステップＳ１２で求められた数値データは、第３のデータ記憶手段１７に記憶される。
【００５８】
次に、ステップＳ１３において、プーリレイアウト表示制御手段１３の制御に基づいて、アーム荷重Ｆおよびベルト荷重ｆの大きさおよび作用方向を表す線分が、アームおよびベルトとは異なる色でそれぞれペイン５に表示される。また、ペイン７には、ベルト荷重ｆの大きさ（Ｎ）およびその作用方向とアームとのなす角度γ、並びに、アーム荷重Ｆの大きさおよびその作用方向とアームとのなす角度βがそれぞれアーム荷重表示制御手段１６の制御に基づいて表示される。図８は、プーリNo４をアーム式テンションプーリに設定したときの、この段階でのウィンドウ画面の部分的な模式図である。
【００５９】
次に、ステップＳ１４において、ペイン７に表示されたアーム荷重Ｆなどが所望のものまたはそれに近い許容できるものであるかどうかをユーザが判断する。もし、許容できないものであれば、ステップＳ１５に進んで、ペイン７の荷重計算チェックボックスをマウス３でクリックしてチェックを外してから、テンションプーリの中心位置の移動先となるペイン５のレイアウト画面内の任意の位置をマウス３でクリックまたはダブルクリックする。すると、第２のデータ記憶手段１１にこの位置が記憶される。
【００６０】
そして、ステップＳ１６に進んで、プーリ指定手段１２で指定されたテンションプーリの中心位置データが第２のデータ記憶手段１１に記憶された位置のものに変更され、その変更後のデータに基づいて、プーリレイアウト表示制御手段１３においてプーリレイアウトを表示するための演算が再度行われ、変更後のプーリレイアウトがペイン５に表示される。さらに、演算手段１４においてベルト長さを求める演算が行われ、その結果がペイン６に表示される。なお、このとき、ペイン４の計算開始ボタンのクリックを条件に、ベルト長さを求める演算が開始されるようになっていてもよい。
【００６１】
次に、ステップＳ１１に戻って、ペイン７の荷重計算チェックボックスをマウス３でクリックしてチェックしてから、アーム荷重Ｆの作用点におけるアーム荷重Ｆの作用方向をマウス３で再度指定する。そして、ステップＳ１２に進んで、演算手段１４での演算によってアーム荷重Ｆが再度求められ、ステップＳ１３で、アーム荷重Ｆを表す線分などがペイン５に再表示されると共に、アーム荷重Ｆの大きさなどがペイン７に再表示される。このような手順が、ユーザの満足がいくアーム荷重Ｆが得られるまで繰り返される。
【００６２】
そして、満足がいくプーリレイアウトおよびアーム荷重Ｆが得られたとステップＳ１４でユーザが判断した場合には、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、ユーザのマウス３および／またはキーボード２操作によって、ウィンドウ全体またはペイン１〜７の中の所望ペインのデータ内容の印刷および保存が行われる。
【００６３】
上述の説明から明らかなように、本実施の形態によると、ディスプレイ５上においてマウス３で指定された位置に特定のプーリを移動させた後にプーリレイアウトを再表示させることができるので、移動させるプーリの位置をキーボード２から何度も入力しなくともディスプレイ５を参照しつつ特定のプーリを短時間で所望の位置に移動させることができるようになる。従って、所望のプーリレイアウトを比較的短時間で得ることが可能となる。また、特定のプーリを移動させる前後におけるベルトの長さを自動的に得てペイン６に表示することが可能となるので、ベルト計算の手間が省力化される。
【００６４】
また、アーム式テンションプーリにしようとするプーリがある場合に、アーム荷重の作用点におけるその作用方向をディスプレイ５上においてマウス３で指示することに基づいてアーム荷重が演算手段１４での演算により求められるので、キーボード２からのデータ入力を繰り返して行わなくともアーム荷重を短時間で求めて表示することが可能となる。また、ディスプレイ５上においてマウス３で指定された位置にアーム式テンションプーリを回転移動させた後にプーリレイアウトを再表示させることができるので、プーリレイアウトを変更した状態でのアーム荷重を繰り返し求めて表示することが可能であって、実用上の利便性が非常に高い。
【００６５】
以上、本発明の好適な一実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、上述の実施の形態では、アーム式テンションプーリにしようとするプーリがある場合にベルトの長さを固定していなかったが、これを固定した状態でプーリレイアウトを求めることもできる。その場合、ペイン６にあるベルト長さチェックボックスをマウス３でクリックしてチェックを入れてからベルト長さをキーボード２で入力する。入力された値は、第１のデータ記憶手段１０に記憶される。そして、プーリレイアウト表示制御手段１３は、複数のプーリの中からアーム式テンションプーリにしようとする特定のプーリがプーリ指定手段１２によって指定されている場合に第１のデータ記憶手段１０にベルトの長さが記憶されているときには、第１のデータ記憶手段１０に記憶された回転中心座標を中心にアームの長さを半径として上記ベルトの長さが達成される位置まで特定のプーリを回転移動させて第１のデータ記憶手段１０に記憶された特定のプーリの位置データを回転移動後の位置データに変更した後に、複数のプーリおよびベルトをディスプレイ５のペイン５にに再表示させる。このようにすると、ベルトの長さを基準にしてアーム式テンションプーリを含めたプーリレイアウトを決定することが可能になり、ベルト長さを所定の値にする必要があるときのプーリレイアウト設計が容易になる。
【００６６】
また、上述の実施の形態では、プーリの位置データやベルト張力を入力するのにキーボード２を用いたが、マウス３を用いて数値入力ができるようになっていてもよい。また、必要であれば、複数のプーリをアーム式テンションプーリとして設定することも可能である。また、ポインティングデバイスとしては、マウス以外の公知のものを用いることも可能である。
【００６９】
【発明の効果】
請求項１、４、７によると、アーム荷重の作用点におけるその作用方向をディスプレイ上においてポインティングデバイスで指示することに基づいてアーム荷重が演算により求められるので、キーボードからのデータ入力を繰り返して行わなくともアーム荷重を短時間で求めて表示することが可能となる。
【００７０】
請求項２、５、８によると、ディスプレイ上においてポインティングデバイスで指定された位置にアーム式テンションプーリを回転移動させた後にプーリレイアウトを再表示させることができるので、プーリレイアウトを変更した状態でのアーム荷重を繰り返し求めて表示することが可能となる。
【００７１】
請求項３、６、９によると、ベルトの長さを設定してアーム式テンションプーリの位置を決定することができるので、ベルトの長さを基準にしてアーム式テンションプーリを含めたプーリレイアウトを決定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るプーリレイアウト設計支援装置のブロック図である。
【図２】図１に示された演算手段での演算内容について説明するための図である。
【図３】図１に示されたプーリレイアウト設計支援装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の一実施の形態によるディスプレイへの表示例を動作順に描いた図である。
【図５】本発明の一実施の形態によるディスプレイへの表示例を動作順に描いた図である。
【図６】本発明の一実施の形態によるディスプレイへの表示例を動作順に描いた図である。
【図７】本発明の一実施の形態によるディスプレイへの表示例を動作順に描いた図である。
【図８】本発明の一実施の形態によるディスプレイへの表示例を動作順に描いた図である。
【符号の説明】
１  プーリレイアウト設計支援装置
２  キーボード
３  マウス
４  本体
５  ディスプレイ
１０  第１のデータ記憶手段
１１  第２のデータ記憶手段
１２  プーリ指定手段
１３  プーリレイアウト表示制御手段
１４  演算手段
１５  ベルト長さ表示制御手段
１６  アーム荷重表示制御手段
１７  第３のデータ記憶手段
【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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【図７】
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【図８】
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