(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の長さと２つのスケール（１２，１４）とを有し、第１のスケール（１２）は、第１の部材に取り付けられかつ第１のピッチ長（Ｐ1）だけ互いに間隔をおいて設けられた一群の透明なマーク（１８）を有し、第２のスケール（１４）は、ベルト（２８）の表面に取り付けられかつ第２のピッチ長（Ｐ2）だけ互いに間隔をおいて設けられた一群のマーク（２２）を有し、該第１、第２のピッチ長（Ｐ1，Ｐ2）は互いに異なっている、ベルトの相対的な伸びを測定する装置において、
前記第２のスケール（１４）の前記マーク（２２）は目視できる色彩で形成され、
前記第１のスケールが前記第２のスケールの上に重ね合わされているとき、前記ベルト（２８）の前記第１または第２の各直線ピッチ長（Ｐ1またはＰ2）における伸びに対して前記装置（１０）の長手方向に移動する対比領域（２４）が形成されるように、該第１のピッチ長と該第２のピッチ長とが互いに異なっていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記対比領域（２４）は、初期状態では、重ね合わされた前記スケール（１２，１４）の限られた部分だけが目視でき、目視できる限られた該対比領域（２４）は、前記ベルト（２８）の前記第１または第２の各ピッチ長（Ｐ1またはＰ2）における伸びに対して前記装置（１０）の全長にわたって移動する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記対比領域（２４）は、初期状態では、重ね合わされた前記スケール（１２，１４）の限られた部分だけが目視でき、目視できる該対比領域（２４）は前記ベルト（２８）が伸びるにしたがい増加していく、請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
開示された発明は、引張状態にあるか、または圧縮状態にあるフレキシブルな部材の相対的な伸びを目視によって測定して決定するための装置および方法を指向している。本発明は、ベルト、好ましくは伝動ベルトにおける、妥当な引張水準の設定に応用することができる。開示される装置は、ベルト装置の一体となった部分としても、またベルト装置とともに用いられる独立した装置としても用いることできる。
【０００２】
（発明の背景）
駆動部材と従動部材との間に、ベルト、または他の何らかのエンドレスであるフレキシブルな部材を掛け渡すときには、最適なベルトの寿命を確保するとともに、完全な有効性を可能にするために、ベルトに掛かる張力を厳密に監視する必要がある。ベルトが緩すぎると、滑って騒音を発する。ベルトが張りすぎていると、ベルトの耐久性が低下し、その周囲をベルトが走行する関連部材に過度の応力が加えられる。これは、自動車産業や製造業における、ほとんど全タイプのベルトに当てはまることである。通常、ベルトはその張力を調整されて検査され、正常なベルト張力となるまで、調整されそして検査され、再調整されそして再検査される。
【０００３】
ベルトの張力を測定することは、しばしば非常に難しくそして時間を要することである。伝動ベルトの取付け張力を検査する公知の一方法は、ベルトを実際に使用するために必要とされる微妙で長い手順を必然的に伴う特殊な道具立てを要求する。米国特許第４，８６０，５９７号は、このような例の１つである装置を開示している。
【０００４】
ベルトに正しい張力を与えるもう一つの方法では、ベルトの振幅の固有振動数の測定を利用している。ベルトの振幅の振動数は張力とともに変化する。この変化を測定するために高価な装備が用いられ、そしてその後で張力が計算される。このような公知の装置は１，０００ドル以上であり、ベルトの張力試験機を購入する必要がある者にとっては、高額な投資になることを示している。
【０００５】
米国特許第５，３９１，１２０号は、伝動ベルトの適宜な張りを与えるための伸長法を開示している。ベルトには２本の線が記されており、この２本の線の間には、ある間隔が空けられていることが必要条件である。ベルトが取り付けられた後に、所定の間隔に合致するまで、ベルトは引き伸ばされる。ベルト張力の調整が終るごとに、これら線の間の間隔を測定して決定するために、独立した測定装置が用いられる。上述の距離が達成されるまで、こうした調整、中断、および測定の手順が繰り返される。
【０００６】
他の公知の方法には、ベルトスパンの中央に対して垂直に、既知の力が加えられ、そしてベルトが、ある一定の距離だけたわむ、たわみ法が含まれる。
【０００７】
他のベルトタイプ以外への応用では、適宜な位置合わせ決定するために、バーニヤ付きスケールが用いられている。米国特許第５，３８５，２８９号には、プリント基板とはんだ付けステンシルとの位置合わせのためのバーニヤ付きスケールの使用が開示されている。プリント基板は、はんだ付けステンシルの中央開口部内に見えるときに、正しい位置決めであることを示すためのより大きな中央ブロックを備えた１組のエッチングブロックを有している。
【０００８】
米国特許第４，１８５，９０８号には、写真複写機の文書送り装置のためにバーニヤ付きベルト張力決定システムを使用することが開示されている。等間隔に並んでいる２組の調節されたバーニヤ付きの孔によって、文書送り装置の複数のベルトプーリの平行関係の正確な設定が可能になる。第１のプーリのための１組のプレートにおいて、１組の孔が心合わせされているとき、これらの心合せされた孔に１本のピンが挿入される。第２のプーリに対応する１組のプレートが次に調整され、同様に対応する複数の孔が心合せされ、そして１本のピンが挿入される。２組のバーニヤ付きスケールによって、プーリの前面フレームと背面フレームとを正確に位置合わせすることができる。
【０００９】
米国特許第４，４７２，８８３号には、期限を超えた後に壁の移動があったときに、計測するための関連スケールを用いた計測装置が開示されている。その装置は構造の水平ならびに垂直の移動を計測する。
【００１０】
上述の方法の全ては、開示される本発明よりもはるかに費用がかさむか、あるいは、はるかに面倒であり、かつ時間を要する。開示される本発明は、正しいベルトの張りが達成された時を決定する、迅速な目視方法を提供するものである。開示される本発明はまた、適宜なベルト張力の決定が達成されたか否かを決定する、「手を使用する必要のない」方法も提供する。
【００１１】
（発明の概要）
本発明は、引張状態にあるか、または圧縮状態にあるとき、フレキシブルな部材の相対的な伸びを測定して決定する目視による方法を指向している。
【００１２】
本発明のもう一つの側面は、引張されているか、または圧縮されている部材におけるストランドの静的張力を測定する簡単でかつ安価な手段を供することである。
【００１３】
本発明では、ベルト装置に取り付けられた伸長測定装置により、少量の伸びも大きく拡大することのできる目視可能なバーニヤ付きスケールを用いることによって実現される。このバーニヤ付きスケールは、ベルト製造業者によって提供される正しい設定張力に対応するように調整されている。
【００１４】
本発明では、ベルトをぴんと張る前にベルトにこの装置を取り付け、そして適宜な張力が達成されるまで、スケールの位置合せを監視することによって、ベルトの張力の測定が実施される。
【００１５】
（好ましい実施例の詳細な説明）
本発明は、添付の図面を参照しながら実施例として以下に説明される。
【００１６】
図１は、本発明の伸長測定装置１０の略図である。この伸長測定装置は、１組の目盛付きスケール１２、１４である。このスケール１２、１４は組み合わされてバーニヤ付きスケールを形成する。各スケールは、等間隔で並んでいる１連の区画から成る。各区画は、バー１６、２０とそしてその間隙であるマーク１８、２２とから構成されている。等しい長さの２つのスケールの全長の中で、第１のスケール１２は、第２のスケール１４よりも少数の区画を有している。区画のピッチ長が異なるので、区画の数に差が生じる。第１のスケールのピッチ長Ｐ１ は、第２のスケールのピッチ長Ｐ２ よりも大きい。本装置、すなわちバーニヤ付きスケールは、測定対象物の正しい伸びに対応するように調整されている。
【００１７】
引張状態にあるか、または圧縮状態にある、延伸性部材の相対的伸びを測定するために、２つのスケールの一方は他方の上に重ね合わされる。第１のスケール１２は透明な担体に載っているので、マーク１８は透明である。マーク１８の透明性は、バー１６を黒または茶のような暗色にすることによって明白になる。その上にスケールが張り付けられている透明な担体は、直接に第２のスケール１４とともに使用される単純な透明薄膜帯であってもよいし、あるいはこの帯は、スケール１２がその内部で自由に滑動する、透明なジャケットの内部に配置されていてもよい。透明なジャケットが用いられるときには、第２のスケール１４もまた、ジャケットおよび第１のスケール１２に対して、第２のスケール１４の滑動が可能であるように、ジャケット内に配置することができる。このようなジャケットの両縁、または薄膜でさえもが、適宜な張力が達成された時のためのインジケータのような、何らかのタイプの印刷記号を備えることができる。このような記号を付けることは、オペレータがスケール１２、１４をそこから見ることができる中央の窓が残されている限り、許容される。
【００１８】
第２のスケール１４のマーク２２は、両スケールのバー１６、２０の定められた色彩の対比色になっている。最もよく対比させるために、この色彩は例えば、黄、赤、そして明るいネオン色のような、非常に目立つ色彩にすることが可能である。対比のバー２０は黒または茶であり得る。図２Ａから図２Ｃまでに示されているように、スケールが互いに相手に対して滑動しているとき、非常に目立つ対比色の選択によって、ベルトの相対的伸びが利用者に明示されるようになる。
【００１９】
図２Ａは、伸長測定装置１０によって示された、初期の位置合わせを表している。目視できるマーク２２を備えている第２のスケール１４は、透明なマーク１８を有する第１のスケール１２の下に配置されている。２つのスケール１２、１４のピッチ長の差の結果、本装置１０の或る場所において、透明なマーク１８と目視できるマーク２２との対比区域２４が生じる。対比区域２４は、両スケールの相対的位置と、両スケール１２、１４のな相対的な動きとを、目視できるように示す。
【００２０】
スケール１２、１４のうちのただ１つだけの動きによってか、あるいは両スケール１２、１４の対向する動きによって、第１のスケール１２が第２のスケール１４に対して動かされているとき、対比区域２４の位置も、図２Ｂに示されているように、移動する。両スケールの相対的な動きは、スケール１２、１４のいずれかのピッチ長Ｐ１ 、Ｐ２ よりも小さく、ごく少ない。しかしながら、スケール１２、１４の微細な動きは、対比区域２４の大きな動きによって劇的に視覚化される。こうした対比区域２４の大きな動きは、２つのスケール１２、１４の異なるピッチ長の選択によって定められる。
【００２１】
スケールの相対的な動きがピッチ長に等しいとき、対比区域はスケールの全距離を移動して、図２Ｃに示されているように、対比区域２４はスケールの端末に接近する。図２Ａから図２Ｃまでは、少量の動きを拡大する、目視可能なバーニヤ付きスケール１０を示している。図２Ａから図２Ｃまでにおいて、スケール１２、１４は、２つのスケール１２、１４間の相対的な水平運動を示すために、垂直方向にずらされた位置で示されている。
【００２２】
上述の説明はスケールの動きのみに関するものであるが、本装置１０は、フレキシブルな部材に取り付けられたときにも同じように作動する。フレキシブルな部材は、圧縮状態にも、延伸状態にもなり得る、何らかの物であってよい。この部材は、伝動ベルト、農業用ベルト、またはコンベヤベルトのようなエンドレスベルトであってもよい。この部材はまた、この部材の張力がその運転または設置にとって重要である、その両端が固定されているフレキシブルな部材であってもよい。フレキシブルな部材が延伸状態であっても、あるいは圧縮状態であっても、スケール１２、１４はこの部材の相対的な動きを測定する。
【００２３】
説明を容易にするために、伸長測定装置１０の使用方法を、伝動ベルトのようなエンドレスベルトと組み合わせて以下に記載する。本発明による装置は、伝動ベルトにおいて決定的に重要である適宜な張力を個別的に測定するに際して、非常に有用であることは、すでに確認されたとはいえ、以下の説明は、この伸長測定装置１０の使用法をいささかも限定するものではない。
【００２４】
バーニヤ付きスケールである伸長測定装置１０をベルトに使用するときには、先ず、第２のスケール１４がベルト上に置かれ、そしてこのスケール１４の第１の端末においてベルトに取り付けられる。取付けは様々な方法で行われてよい。例えば、スケール１４の裏側の第１の端末に粘着パッチまたは同様な粘着面を設けるか、あるいはベルトの周囲に係合してスケール１４を固定できる１対のクリップをスケールの第１の端末に形成する。上述のように、両スケール１２、１４はまた、透明なジャケット内に収めてもよく、それによって、スケール１２、１４は互いに接触したままで、目視による読取りを容易にする。
【００２５】
第２のスケール１４がベルトに取り付けられた後に、図２Ａ〜２Ｃに示されているように、第１のスケール１２が第２のスケール１４の第２の端末の部分を少なくとも覆うように、第１のスケール１２が第２のスケール１４の上に配置される。第２のスケール１４に重ね合わされていない、第１のスケール１２の端末が、第２のスケール１４と同様な方法でベルトに取り付けられる。
【００２６】
ベルトが伸長されると、両スケール１２、１４の固定されている両端末は、ベルトと共に移動し、スケール１２、１４は、互いに反対の方向に滑動する。スケール１２、１４が反対の方向に滑動するので、対比区域２４がベルトの伸びを目視できる状態で示す。この対比区域２４が本装置１０の長さに沿って所定の位置に達するまで、ベルトは伸長される。本装置１０によって表示される、ベルトの所定の伸びは、本装置の左に見える第２のスケール１４の目視できるマーク２２の数と、対比区域２４の場所との組合せとなる。目視できるマーク２２の数は、支持部材上に配置されている時のベルトの初期張力と、そして本装置１０がベルトに配置されている時の２つのスケール１２、１４の初期重複量とを含む幾つかのファクタに依存する。
【００２７】
本装置の使用を容易にするために、その上にいずれかのスケールが張り付けられている薄膜、またはその中にいずれかのスケールが挿入されているジャケットは、幾つかの外側の領域を備えることができ、これら領域においては、下記に説明される区域３２および３４または複数区域と同様に、ベルトの正しい張りには、目視できるマーク２２がどこに達するべきかを指示するための、記号を付けられている複数の区域が設けられている。バーニヤ付きスケールを備えた本装置は、所定の設定張力に対応するように、ベルト製造業者によって調整される。
【００２８】
正しい張りに達するために要求されるベルトの伸びが微細であるならば、そのときの本装置１０の動きもまた、図２Ａから２Ｃまでに示されているように、微細になる。しかし、目視できる対比区域２４の動きは微細な動きを大きく拡大する。ベルトを張っているオペレータは、いつ正しい張力に達したかを決定するために本装置１０を観察しながら、ベルトをぴんと張ることができる。このようにしてオペレータは、張る、中止する、そして測定するという３段階を繰り返すのではなく、張る、そして観察するという、中止のない２段階のプロセスを実施する。
【００２９】
図３に示されているように、本装置１０は、部分的にベルト２８に統合されている。本装置１０は、読取り装置２６内に設けられている第１のスケール１２を有する。この第１のスケール１２は、バー１６の間のマーク１８が透明である、図１に示されているそれと実質的に同じである。スケール１２の下の読取り装置２６の一方の端末には、ベルトへの読取り装置の初期設置に際してオペレータを支援する区域３０がある。スケール１２の下の第２の区域３２および第３の区域３４は、いつベルトに正しい張力が達成されたかを表示するためのものである。これらの特徴は、図４Ａおよび４Ｂを参照しながらさらに、以下に説明される。
【００３０】
第２のスケール１４はベルト２８に一体となった部分である。図示されているように、ベルト２８が暗色の背景を有していれば、そのとき、必要な指標は目視できる彩色されたマーク２２だけである。上述のように、マーク２２は対比色で形成されていなければならないので、逆に、もしベルトの背景が明色であれば、目視できるマーク２２は、第１のスケール１２のバー１６への対比色で形成されているべきである。目視できる彩色されたマーク２２は、ベルトの縁まで延び、そしてベルトの長さの周囲に連続的に繰り返して配置され得る。最低限度でも、ベルトに少なくとも一セットの目視できる彩色されたマーク２２がなければならない。ベルトの外周に間隔をあけて複数のセットが配置されている場合には、ベルト２８を取り付けて張りをかけているオペレータは、少なくとも完全なマーク２２のセットが視認可能であり、かつ読取り装置２６をベルト２８の上に配置することが可能な限り、支持部材の周りのベルト２８の正確な位置を考慮する必要がないのでその分助けられる。
【００３１】
図４Ａおよび４Ｂには、ベルトの伸長測定が示されている。読取り装置２６はベルト２８の目視できる彩色されたマーク２２の上に配置されている。スケール１２、１４のピッチ長を調整することによって、第２のスケール１４の目視できる彩色されたマーク２２の大部分は黒く消され、そして小さな窓３６のみで第１のスケールの透明なマーク１８を通して、目視できる彩色されたマーク２２が見える。色彩の窓３６および目視できる色彩の前縁３８が開始区域３０内にあるように、読取り装置は配置される。区域３０には、例えば、「開始点」または「初期引張」のような適宜な表示記号を付けることができる。
【００３２】
ベルト２８とスケール１４とが伸長されると、図４Ｂに示されているように、色彩の窓３６は読取り装置２６に沿って増大する。それはすなわち、ベルト２８が伸長されると、第１のスケール１２の透明なマーク１８と第２のスケール１４の彩色されたマーク２２との位置の一致が、読取り装置２６の長さに沿って広がるからである。伸びの程度がより大きければ、より大きな位置の一致が生じ、読取り装置２６に沿って初期の一致の百分率から完全な１００％の一致まで変化する。先端のマーク３８はベルトの伸びを表示する。
【００３３】
読取り装置２６の下縁に沿って、区域３２および３４には、様々な引張水準を表示するための記号を付けることができる。様々な引張水準については、読取り装置２６のいずれかの縁に沿って複数の区域を設けることができる。複数の区域に関しては、これらの区域は英数字の記号が付けられ、オペレータはこの記号によって、特定のベルトのための英数字の区域の１つに対応する、所定引張水準をマニュアルで調べることができる。
【００３４】
図示されているベルトについては、第１の区域３２には「使用中」の記号を付けることができ、そして第２の区域３４には「新規」の記号を付けることができる。このような記号を付けられているベルトに関しては、窓３６の前縁３８が「使用中」の記号のある区域３２の中にあるとき、使用中のベルトのための適宜な張力が達成されている。同様に、新しいベルトに関しては、前縁３８が「新規」という記号を付けられている区域３４に達しているときに、正確な張力が達成されている。区域３２にしても、区域３４にしても、あるいは英数字で表示されている複数の区域の１つにしても、前縁３８をその所定の区域に配置することによって、ベルトの正しい張力が得られるように本装置は調整される。これは、所望の伸びを表示するように、スケール１２、１４のピッチ長を決定することによって達成される。
【００３５】
上述の発明は、２個構成の伸長測定装置としても、あるいは、一部がベルト面上に設けられた標識としてベルトと一体なっているときにも、本装置１０を使用することによって、正しいベルト張力が達成された時期が決定できる、迅速でかつ目視可能な方法を提供する。
【００３６】
本発明の上記の実施例は、例示として考えるべきであり、文頭の請求の範囲に定められている本発明の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による２個構成の装置を示す。
【図２Ａ】  相対的伸びを測定するために用いられている時における、図１の装置を表している。この図は特に、伸び測定装置によって記録された初期位置合わせを示している。
【図２Ｂ】  相対的伸びを測定するために用いられている時における、図１の装置を表している。この図では特に、スケールの微細な動きを、対比区域での劇的に大きな動きとして視覚化している。
【図２Ｃ】  相対的伸びを測定するために用いられている時における、図１の装置を表している。この図では特に、スケールの相対的な動きがピッチ長に等しく、対比区域２４はスケールの端末に接近している。
【図３】  本発明の装置の一部が、測定される部材である時における、本発明の装置を表している。
【図４Ａ】  相対的伸びを測定するために用いられている時における、図３の装置を表している。
【図４Ｂ】  相対的伸びを測定するために用いられている時における、図３の装置を表している。
【図１】
0003949890.tif 000002
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４Ａ】
0003949890.tif 000007
【図４Ｂ】
0003949890.tif 000008