(57)【要約】【課題】プーリに歪みゲージ加工を容易に行うことができることで、プーリに正確に歪みゲージを貼り付けることができ、測定精度が向上する歯荷重測定装置及びそれに用いられる歯荷重測定用プーリを提供する。【解決手段】歯付ベルトと歯付プーリとのかみ合いにおいて発生する歯荷重を測定するための歯荷重測定装置１であって、歯荷重を測定するための測定用プーリ歯１２を備える歯荷重測定用プーリ１０と、前記歯荷重測定用プーリ１０を取り付けるためのプーリ取付シャフト２０と、を有し、前記歯荷重測定用プーリ歯１２が前記歯荷重測定用プーリ１０と分割でき脱着が可能である歯荷重測定装置１及びそれに使用する歯荷重測定用プーリ１０である。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯付ベルトと歯付プーリとのかみ合いにおいて発生する歯荷重を測定するための歯荷重測定装置であって、歯荷重を測定するための測定用プーリ歯を備える歯荷重測定用プーリと、
前記歯荷重測定用プーリを取り付けるためのプーリ取付シャフトと、
を有し、前記歯荷重測定用プーリ歯が前記プーリと分割でき脱着が可能であることを特徴とする歯荷重測定装置。
【請求項２】
前記測定用プーリ歯が他のプーリ歯と連結されている請求項１に記載の歯荷重測定装置。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれかに記載された歯荷重測定装置において用いられる歯荷重測定用プーリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯付ベルトと歯付プーリとの間に発生する歯荷重を測定する歯荷重測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯付プーリは、例えばタイミングベルト等の歯付ベルトと共にベルト伝動に用いられる。歯付ベルトは歯付プーリとのかみ合いにより回転力を伝達するので、ベルト歯とプーリ歯との間に掛かる荷重はベルトの耐久性能に大きな影響を及ぼす。このようなことから歯付プーリの歯荷重を測定し、歯付ベルトと歯付プーリのかみ合いを適正化するために、歯付プーリの歯荷重を測定するための歯荷重測定用プーリが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００‐３０４６３５号公報
【０００３】
ところが、従来歯荷重（又は歯荷重分担）は何れの歯のかみ合いにおいても略等しいものと考えられてきたが、歯荷重歯は各歯の位置により異なり、それがベルト耐久性に影響を与えることが判明した。例えば内燃機関で用いられるタイミングベルト等においては、クランクシャフトの位相に対応してベルト荷重状態が変動する為各歯に掛かる歯荷重は通常歯毎に大きく異なる。
【０００４】
そこで、特許文献２では、全ての歯に対する歯荷重を測定することができる簡略な構成の歯荷重測定装置と、これに用いられる歯荷重測定用プーリ及びプーリ取付シャフトを安価に提供することが記載されている。
【特許文献２】特開２００５‐３００２１４号公報
【０００５】
特許文献２に記載の歯荷重測定用プーリにおいては、図８に示すように、測定用の歯５２が測定用の歯５２に掛かる荷重を測定する為周囲が切り取られた構造をしている。そして、測定用の歯５２は従来周知のようにプーリの外周面からではなく、より中心部に近い所定の位置から径方向外側に延在して片持支持されていた。又、歯荷重の測定は、測定用の歯５２の両側５２Ａ、５２Ｂに貼着された歪ゲージにより歯５２の歪を測定することにより行われ、特許文献２では歯面荷重と歯先面摩擦力の合力が測定される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載の歯荷重測定用プーリ５０に歪みゲージを貼り付ける場合、特許文献２では測定用の歯５２の両側５２Ａ、５２Ｂに歪みゲージを貼着するときに、前記切り取られた空間部５５に手をいれ歪みゲージを装着する必要があり、前記空間部５５が狭く歪みゲージを貼りづらいという問題があった。又、歪みゲージを装着することができても、歪みゲージに配線を行うことも困難となり、歪みゲージの貼り付け及びそれへの配線が難しく、歪みゲージを正確に貼り付けること、及び配線することが困難となり、歪みの検出精度も低下していた。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決する為になされたもので、プーリに歪みゲージ加工を容易に行うことができることで、プーリに正確に歪みゲージを貼り付けることができ、測定精度が向上する歯荷重測定装置及びそれに用いられる歯荷重測定用プーリを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、歯付ベルトと歯付プーリとのかみ合いにおいて発生する歯荷重を測定するための歯荷重測定装置であって、歯荷重を測定するための測定用プーリ歯を備える歯荷重測定用プーリと、前記歯荷重測定用プーリを取り付けるためのプーリ取付シャフトと、を有し、前記歯荷重測定用プーリ歯が前記プーリと分割でき脱着が可能である歯荷重測定装置にある。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記測定用プーリ歯が他のプーリ歯と連結されている請求項１に記載の歯荷重測定装置にある。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２のいずれかに記載された歯荷重測定装置において用いられる歯荷重測定用プーリにある。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によると、歯付ベルトと歯付プーリとのかみ合いにおいて発生する歯荷重を測定するための歯荷重測定装置であって、歯荷重を測定するための測定用プーリ歯を備える歯荷重測定用プーリと、前記歯荷重測定用プーリを取り付けるためのプーリ取付シャフトと、を有し、前記歯荷重測定用プーリ歯が前記プーリと分割でき脱着が可能である歯荷重測定装置にあることから、プーリに歪みゲージへの貼り付けと、歪みゲージの配線を容易に行うことができることで、プーリに正確に歪みゲージ加工をすることができ、測定精度を向上させることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によると、前記測定用プーリ歯が他のプーリ歯と連結されている請求項１に記載の歯荷重測定装置にあることから、測定用プーリ歯がプーリから脱落することなく歯荷重を正確に測定することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によると、請求項１又は２のいずれかに記載された歯荷重測定装置において用いられる歯荷重測定用プーリにあることから、プーリに歪みゲージ加工を容易に行うことができることで、プーリに正確に歪みゲージを貼り付けることができ、測定精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１は、本発明が適用された第１実施形態の歯荷重測定装置、すなわち歯荷重測定用プーリとこの歯荷重測定用プーリが取付けられるプーリ取付シャフトの側断面図であり図２、図３は、歯荷重測定用プーリの背面図及びプーリ取付シャフトの正面図である。図１〜図３を参照して、第１実施形態の歯荷重測定用プーリとプーリ取付シャフトについて説明する。尚、図１は、図２、図３のＸ−Ｘ断面に対応し、図２は図１の矢印Ａ方向からの歯荷重測定用プーリの矢視図に対応し、図３は図１の矢印Ａ方向とは逆方向からのプーリ取付シャフトの矢視図に対応する。
【００１５】
第１実施形態の歯荷重用測定プーリ１０は、例えば歯数が２２歯の歯付プーリに対応したもので、２１個の通常の歯１１と１個の測定用の歯１２とを備える。プーリ１０の中央にはプーリ取付シャフト２０を挿入する為の軸穴１３が設けられ、軸穴１３はプーリ１０の裏面側から正面側へと連通する。プーリ１０の裏面側であって、軸穴１３の周囲近傍には、軸穴１３（回転軸）を中心として回転対称にプーリの歯数に対応する数の孔１４が設けられる。
【００１６】
２１個の歯１１がプーリ１０の円筒外周面に一体的に形成されているのに対して、測定用の歯１２は、その歯に掛かる荷重を測定するため周囲が切り取られた構造をしている。すなわち、歯１２は、従来周知のようにプーリ１０の外周面からではなくより中心部に近い所定の位置から径方向外側に延在して片持支持される。歯荷重の測定は、歯１２の両側１２Ａ、１２Ｂに貼着された歪みゲージにより歯１２の歪みを測定することにより行われ、本実施形態では歯面荷重と歯先面摩擦力の合力が測定される。
【００１７】
前記測定用プーリ歯１２は、図４に示すように分割して歯荷重検出ピース３１とすることができ、歯荷重測定用プーリ１０と脱着自在となっている。そして、歯荷重測定用プーリ１０から歯荷重検出ピース３１を外し、歯荷重検出ピースの両側１２Ａ、１２Ｂに歪みゲージを貼り付け、そして、貼り付けた歪みゲージに配線を施す。
【００１８】
前記歯荷重測定用プーリ１０の製造方法は、歯荷重測定用プーリ１０に空間部３３を切り取り、測定用プーリ１２の両側１２Ａ、１２Ｂに空隙を設ける。そして、歯荷重測定用プーリ１０から切断して歯荷重検出ピース３１を切り取る。又、別の製造方法としては、歯荷重検出ピース３１に精度良く嵌合する形状に歯荷重測定用プーリ１０を切削し、嵌合部３５を形成し、それとは別に歯荷重検出ピースを製造しても良い。
【００１９】
そして、前記別体となった歯荷重検出ピース３１と歯荷重測定プーリ１０とを嵌合し、図６に記載するように固定用板３７を用い、ボルト３９にて歯荷重検出ピース３１を歯荷重測定プーリ１０に固定する。歯荷重検出ピース３１と歯荷重測定プーリ１０との固定方法は、特に限定されない。
【００２０】
一方、シャフト２０は、軸穴１３に挿入されるシャフト本体２１と、シャフト本体２１よりも径の太い固定部２２とから構成される。固定部２２とシャフト本体２１の間は、段部を構成しシャフト軸に垂直な面２２ｐが形成される。面２２ｐは孔１４が形成されたプーリ１０の裏面に当接し、プーリ１０の軸方向の動きを規制する。
【００２１】
シャフト本体２１の中心には軸方向に沿ってその先端部からネジ穴２３が形成される。すなわち、従来周知のようにプーリ１０はシャフト本体２１に嵌挿されるとともに、固定部２２の面２２ｐとネジ穴２３に螺着される取付ネジ部材との間に挟まれる。プーリ１１は、取付ネジ部材を締め付けることによりシャフト２０に固定される。
【００２２】
なお図７に、自動車エンジンにおけるカムシャフトが一周する間に、シャフトに対しそれぞれ異なる位置にある歯の歯荷重の変動を図示する。ここでクランクプーリの歯数は２２歯であり、それぞれの位置を歯番号として歯ＮＯ.１〜歯ＮＯ.２２で表わす。又、クランクプーリの２回転はカムシャフトの１回転に対応し、図４の横軸は、プーリの回転角度（°）を表わす。すなわち、クランクプーリ回転角度の０°〜７２０°がカムシャフトの０°〜３６０°に対応する。又、図７において縦軸はベルト荷重であるが、歯ＮＯ.１〜歯ＮＯ.２２の各歯荷重が同じグラフ上に縦方向にシフトして描かれているため、各歯ＮＯ.１〜歯ＮＯ.２２の歯荷重変動波形の基準位置（０Ｎ）は、それぞれ異なり各波形の平坦部分に略対応している。
【００２３】
クランクシャフトに対して、各歯ＮＯ.１〜歯ＮＯ.２２の各々の歯は異なる位相に位置するが、図７に示されるように、歯ＮＯ.１〜歯ＮＯ.２２の歯荷重変動の波形は、歯番号（歯の位置）毎に異なる。従って、従来のように、前記切り取られた空間部５５に手を入れ歪みゲージを装着する場合には測定精度が低く、各歯毎の歯荷重を正確に検出することができなかったが、本実施形態にすることによって、各歯毎の歯荷重を正確に検出することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明が適用された第一実施形態の歯荷重測定装置、すなわち歯荷重測定用プーリとこの歯荷重測定用プーリが取り付けられるプーリ取付シャフトの側断面図である。
【図２】図１の矢印Ａ方向からの歯荷重測定用プーリの矢視図に対応した図である。
【図３】図１の矢印Ａ方向とは逆方向からのプーリ取付シャフトの矢視図に対応した図である。
【図４】本発明の実施の形態における歯荷重検出ピースを取り出した図である。
【図５】本発明の実施の形態において、歯荷重検出ピースと歯荷重測定プーリとを嵌合した状態を示した図である。
【図６】本発明の実施の形態における歯荷重検出ピースをプーリに固定した図である。
【図７】シャフトに対しそれぞれ異なる位置にある歯のカムシャフト一周分の歯荷重変動を描いたグラフである。
【図８】従来の歯荷重測定用プーリを示した図である。
【符号の説明】
【００２５】
１      歯荷重測定装置
１０    歯荷重測定用プーリ
１１    通常の歯
１２    測定用プーリ歯
１３    軸穴
２０    プーリ取付シャフト
２１    シャフト本体
２２    固定部
３１    歯荷重検出ピース
３３    空間部
３５    嵌合部
３７    固定用板
３９    ボルト
【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】
2007309781.tif 000007
【図６】
2007309781.tif 000008
【図７】
2007309781.tif 000009
【図８】
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