(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動手段により回転駆動される駆動ローラと、該駆動ローラの垂直下方に所定の間隔を存して備えられ該駆動ローラに対して昇降自在の従動ローラと、両ローラに金属リングを掛け渡したときに両ローラを離反させて該金属リングに所定の張力を付与する張力付与手段と、該張力付与手段により所定の張力が付与された該金属リングを該駆動ローラにより回転駆動しつつ該従動ローラの変位を検出して両ローラ間の距離から該金属リングの内周長を測定する内周長測定手段とを備える金属リングの周長測定装置において、
両ローラに掛け渡されて両ローラ間に位置する金属リングの厚み寸法を測定する厚み測定手段を設け、
該厚み測定手段は、前記張力付与手段により所定の張力が付与された金属リングの内周面側と外周面側とに対向し、互いに当接する方向に進退自在に設けられた一対の接触子と、両接触子を金属リングの内周面と外周面とに当接させる接触子進退手段と、一方の接触子を基準として他方の接触子の変位を検出する変位検出手段とを備え、
前記接触子進退手段は、両接触子が前記金属リングの内周面と外周面とに当接したとき、両接触子の金属リングへの当接荷重を均等に配分する当接荷重配分機構を備え、
該当接荷重配分機構は、両接触子の進退方法に沿って移動自在の支持部材と、該支持部材に一体に支持されてピストンロッドを前記金属リングに向って伸縮させるシリンダとを備え、
前記一方の接触子は、該支持部材に一体に支持されて前記金属リングの一側面に対向し、前記他方の接触子は、前記ピストンロッドの先端に連設されて前記金属リングの他側面に対向して設けられていることを特徴とする金属リングの周長測定装置。
【請求項２】
少なくとも前記駆動ローラの近傍に装置温度及び外気温を測定する温度測定手段を設け、
前記内周長測定手段及び前記厚み測定手段による測定データを、前記温度測定手段による測定温度に基づいて補正するデータ補正手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の金属リングの周長測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無段変速機（ＣＶＴ）等のベルトに使用される金属リングの周長を測定する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車等の変速装置として用いられる無段変速機（ＣＶＴ）用のベルトは、複数の無端帯状の金属リングをそれらの厚み方向に積層して組み立てた積層リングに複数のエレメントを組み付けることにより構成されている。この種の積層リングは、基本的にはその周長値や半径が設計値（これは各層毎に互いに相違する）になるように製造されているものの、常に高精度に設計値に一致するわけではなく、一般には製造上の誤差のために設計値を中心にある程度のばらつきを生じる。このため、前記各層の金属リングを組み合わせて積層する場合、各層の金属リングはその製造後、周長値が別途測定され、そのデータに基づいて積層リングが組み立てられる。
【０００３】
前記金属リングの周長を測定する装置として、従来、特開平１１−２８１３４２号公報に開示された技術がある。該公報記載の周長測定装置は、モータ等の駆動手段により回転駆動される駆動ローラと、駆動ローラの垂直下方に所定の間隔を存して備えられた従動ローラとを備え、両ローラに金属リングを掛け渡して張力を付与した状態で回転駆動しつつ、該従動ローラの変位を検出して両ローラ間の距離から該金属リングの周長を測定する測定手段とを備えるものである。そして、前記周長測定装置は、前記金属リングに張力を付与するために、前記従動ローラにワイヤを介して垂下された錘を備えている。また、前記従動ローラの変位は、該従動ローラを軸支するブラケットに取着されて側方に張り出すＬ字状部材に前記測定手段の測定子を当接させることにより測定している。
【０００４】
前記周長測定装置によれば、前記金属ローラに張力を付与して緊張状態とすると共に、回転駆動しながら前記従動ローラの変位を測定するので、金属リング全体に均一な張力を付与することができ、該金属リングの周長を高精度で測定することができる。
【０００５】
しかしながら、前記周長測定装置において測定されたデータに基づいて複数の金属リングを積層順を定め、これらの金属リングを積層して積層リングを形成したとき、積層リングによって積層方向の厚み寸法が相違する場合がある。そしてこの場合に積層リングの厚み寸法が過剰に大となった場合には、該積層リングへのエレメントの組み付けが困難となる不都合がある。
【０００６】
また、この種の周長測定装置においては、装置温度（例えば駆動ローラを駆動するためのモータ等の駆動手段の発熱）や外気温の影響により、駆動ローラに膨張や収縮が生じる場合があり、駆動ローラと従動ローラとの軸間の距離から金属リングの外周の周長を測定すると、前記温度の変動に影響されて測定値が変動して正確に測定できないことがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑み、前記金属リングの内周長及び厚み寸法を正確に且つ効率良く測定することができる周長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、駆動手段により回転駆動される駆動ローラと、該駆動ローラの垂直下方に所定の間隔を存して備えられ該駆動ローラに対して昇降自在の従動ローラと、両ローラに金属リングを掛け渡したときに両ローラを離反させて該金属リングに所定の張力を付与する張力付与手段と、該張力付与手段により所定の張力が付与された該金属リングを該駆動ローラにより回転駆動しつつ該従動ローラの変位を検出して両ローラ間の距離から該金属リングの内周長を測定する内周長測定手段とを備える金属リングの周長測定装置において、両ローラに掛け渡されて両ローラ間に位置する金属リングの厚み寸法を測定する厚み測定手段を設け、該厚み測定手段は、前記張力付与手段により所定の張力が付与された金属リングの内周面側と外周面側とに対向し、互いに当接する方向に進退自在に設けられた一対の接触子と、両接触子を金属リングの内周面と外周面とに当接させる接触子進退手段と、一方の接触子を基準として他方の接触子の変位を検出する変位検出手段とを備え、前記接触子進退手段は、両接触子が前記金属リングの内周面と外周面とに当接したとき、両接触子の金属リングへの当接荷重を均等に配分する当接荷重配分機構を備え、該当接荷重配分機構は、両接触子の進退方法に沿って移動自在の支持部材と、該支持部材に一体に支持されてピストンロッドを前記金属リングに向って伸縮させるシリンダとを備え、前記一方の接触子は、該支持部材に一体に支持されて前記金属リングの一側面に対向し、前記他方の接触子は、前記ピストンロッドの先端に連設されて前記金属リングの他側面に対向して設けられていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の金属リングの測定装置においては、先ず、前記駆動ローラと前記従動ローラとに金属リングを掛け渡し、前記張力付与手段によって両ローラを離反させて金属リングに所定の張力を付与する。次いで、前記駆動手段により駆動ローラを駆動して金属リングを回転させ、前記内周長測定手段により金属リングの内周長を測定する。該内周長測定手段は、従動ローラの変位を検出して両ローラ間の距離から金属リングの内周長を測定する。
【００１０】
続いて、前記駆動ローラの回転を停止させ、前記張力付与手段によって金属リングに所定の張力を付与した状態を維持して、前記厚み測定手段によって該金属リングの厚み寸法を測定する。このように金属リングに所定の張力が付与された状態で厚みの測定を行なうことにより、金属リングの撓みが防止されて厚み測定に好適な状態とすることができるだけでなく、一定の条件で金属リングの厚み寸法を測定することができるので、例えば、複数の金属リングの積層順を定める際に好適な各金属リングの測定データを得ることができる。更に、これによって、金属リングの内周長の測定と厚みの測定とを連続して効率良く行なうことができる。
【００１１】
また、前記接触子進退手段によって両接触子を金属リングの内周面と外周面とに当接させ、前記変位検出手段によって一方の接触子を基準として他方の接触子の変位を検出するので、他方の接触子の変位を測定するだけで容易に金属リングの厚み寸法を測定することができ、構成を簡単としてしかも精度の高い測定を行なうことができる。
【００１３】
また、前記接触子進退手段が当接荷重配分機構を備えることにより、何れか一方の接触子から金属リングに不要な張力が付与されることを防止することができ、接触子の当接に伴う金属リングの変形を確実に防止して、精度の高い厚み寸法の測定を行なうことができる。
【００１４】
即ち、先ず、前記シリンダのピストンロッドを伸長して、その先端の接触子を金属リングに当接させる。更にピストンロッドを伸長させると、シリンダが前記支持部材と共に後退する。これにより、該支持部材に一体に支持された接触子が金属リングに当接し、金属リングの両側面に各接触子が当接される。このとき、前記支持部材は、両接触子の進退方法に沿って移動自在であるので、何れか一方の接触子が他方の接触子よりも強い当接荷重をもって当接しても、その当接荷重が該支持部材の移動によって吸収され、両接触子の当接荷重が均等に配分される。
【００１５】
また、本発明においては、少なくとも前記駆動ローラの近傍に装置温度及び外気温を測定する温度測定手段を設け、前記内周長測定手段及び前記厚み測定手段による測定データを、前記温度測定手段による測定温度に基づいて補正するデータ補正手段を設ることが好ましい。これにより、装置温度（例えば前記駆動手段の発熱）や外気温の影響を受けた前記内周長測定手段及び前記厚み測定手段による測定データを、前記装置温度や外気温の影響を受けない状態の測定データに補正することができ、前記温度の変動に影響されて測定値が変動しても、常に正確な測定データを得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
図１は金属リングの周長測定装置の説明的正面図、図２は図１示の装置の説明的側面図、図３は従来の厚み測定手段の作動を示す説明図、図４は本発明の実施形態における厚み測定手段を示す説明図、図５は図４の厚み測定手段の作動説明図である。
【００１７】
図１及び図２に示すように、周長測定装置１は、基台２に立設された支柱３にブラケット４を介して軸支されると共に支柱３の背面側に設けられた駆動モータ５（駆動手段）により回転駆動される駆動ローラ６と、ブラケット７に軸支され、駆動ローラ６の垂直下方に所定の間隔を存して備えられる従動ローラ８とを備える。
【００１８】
ブラケット７は、係合部材９を介して支柱３に垂直方向に設けられた２条のレール部材１０に係合し、レール部材１０に沿って摺動自在とされている。そして、該ブラケット７は、それ自体が錘（張力付与手段）として作用する重量に形成されており、駆動ローラ６と従動ローラ８とに掛け渡された金属リングＷに張力を付与することができるようになっている。また、ブラケット７の下部には、基台２上に立設されたシリンダ１１のピストンロッド１２が接続され、シリンダ１１によりブラケット７を上方に移動できるようになっている。
【００１９】
また、支柱３には、支持部材１３に支持された内周長測定手段１４が設けられている。該内周長測定手段１４は、伸縮自在の接触子１５を有する第１変位センサ１６と、該第１変位センサ１６によって測定された変位量に基づいて内周長を算出するコンピュータ等の演算手段（図示せず）とにより構成されている。
【００２０】
前記接触子１５は、駆動ローラ６の軸心と、従動ローラ８の軸心を結ぶ直線上でブラケット７の下部に当接している。接触子１５は、図示しないばね部材等によりブラケット７方向に付勢されており、接触子１５の先端はブラケット７と共に変位する。尚、駆動ローラ６を軸支するブラケット４には図示しない上方リミットスイッチが備えられ、レール部材９の下部には下方リミットスイッチ１７が備えられている。
【００２１】
なお、図１に示す周長測定装置１においては、その支柱３に、支持部材１８に支持された従来の厚み測定手段１９が設けられている。本発明は、該厚み測定手段１９に替えて、後述する図４に示した厚み測定手段２５を採用したものであるが、本発明の実施形態における厚み測定手段２５と従来の厚み測定手段１９についての違いを明確にするために、本発明の実施形態における厚み測定手段２５を説明するに先立って、従来の厚み測定手段１９について説明する。
従来の厚み測定手段１９は、駆動ローラ６と従動ローラ８とに掛け渡された金属リングＷの内周面側に当接自在の基準接触子２０と、該基準接触子２０を進退させるシリンダ２１とを備えている。更に、該厚み測定手段１９は、基準接触子２０に対向する位置に、駆動ローラ６と従動ローラ８とに掛け渡された金属リングＷの外周面側に当接自在の測定接触子２２と、該測定接触子２２を進退させると共に該測定接触子２２の変位量を測定する第２変位センサ２３とを備え、該第２変位センサ２３は、測定された変位量に基づいて厚み寸法を算出するコンピュータ等の演算手段（図示せず）に接続されている。
一方、本発明の実施形態の厚み測定手段２５は、図４に示すように、駆動ローラ６と従動ローラ８とに掛け渡された金属リングＷの内周面側に当接自在の基準接触子２６と、該基準接触子２６に対向する位置に、該金属リングＷの外周面側に当接自在の測定接触子２７とを備えている。基準接触子２６と測定接触子２７とは、金属リングＷへの当接荷重を均等に配分するための当接荷重配分手段２８を介して支柱３に取り付けられている。
該当接荷重配分手段２８は、図４に示すように、支柱３に固定された第１支持部材２９と、該第１支持部材２９に設けられた案内ロッド３０に案内されて、金属リングＷに対して進退自在に設けられた第２支持部材３１とを備えている。該第２支持部材３１には、前記基準接触子２６が一体に設けられている。また、前記測定接触子２７は、第２支持部材３１に案内ロッド３２を介して進退自在に支持されている。更に、該第２支持部材３１には、ピストンロッド３３の先端に測定接触子２７が連結された接触子駆動シリンダ３４が一体に支持されている。また、該第２支持部材３１には、測定接触子２７の変位量を測定する変位センサ本体３５が設けられ、該変位センサ本体３５から延びる伸縮自在の測定ロッド３６の先端が測定接触子２７に当接されている。これにより、該測定接触子２７の移動に追従して測定ロッド３６が伸縮して変位量が測定される。なお、該変位センサ本体３５は、測定された変位量に基づいて厚み寸法を算出するコンピュータ等の演算手段（図示せず）に接続されている。
【００２２】
また、図２に示すように、駆動ローラ６の軸受けブロック６ａの上部には温度センサ２４（温度測定手段）が設けられている。該温度センサ２４は、駆動モータ５の発熱等の装置温度及び外気温の影響による駆動ローラ６の温度を、軸受けブロック６ａを介して測定する。
【００２３】
次に、周長測定装置１の作動について説明する。周長補正装置１は、無段変速機（ＣＶＴ）のベルトを形成するマルエージング鋼製金属ベルトの周長測定に用いられる。図１及び図２を参照して、周長測定装置１では、まず、シリンダ１０を作動することにより、ブラケット７及び軸支される従動ローラ８を上方に移動させる。そして、ブラケット７の上部がリミットスイッチ１７に当接するとシリンダ１０が停止され、駆動ローラ６と従動ローラ８とに金属リングＷが掛け渡される。
【００２４】
次に、シリンダ１０による上方への付勢を解除すると、ブラケット７の錘として作用する重量により、ブラケット７及び軸支される従動ローラ８がレール部材９に沿って下方に移動する。これにより従動ローラ８が駆動ローラ６から離反して金属リングＷに張力が付与され、金属リングＷが緊張状態になる。
【００２５】
次に、駆動モータ５を作動して、金属リングＷを回転駆動しつつ、第１変位センサ１６により従動ローラ８の変位量を検出する。第１変位センサ１６は、例えば、ブラケット７の最上昇位置を基準として、接触子１５の変位量から従動ローラ８の変位量を検出する。そして、第１変位センサ１６によって得られた測定データは、図示しないコンピュータ等の演算手段に送られ、該演算手段において駆動ローラ６の直径と、従動ローラ８の直径と、軸間距離とから、金属リングＷの内周長が算出される。このとき、他方では、前記温度センサ２４によって、駆動モータ５の発熱等の装置温度及び外気温の影響による駆動ローラ６の温度が測定される。該測定された温度データは、図示しないコンピュータ等のデータ補正手段に送られ、該データ補正手段は温度データに基づいて内周長測定手段１４による測定データを補正する。これによって、駆動ローラ６の熱膨張等による誤差が取除かれ、内周長を正確に算出することができる。
【００２６】
また、このとき、接触子１５は駆動ローラ６、従動ローラ８の軸心を結ぶ直線上に設けられているので、従動ローラ８の変位量を正確に検出することができる。更に、周長補正装置１では、金属リングＷを回転駆動しながら、従動ローラ８の変位を連続的に測定し、金属リングＷの定速回転中の振幅平均を従動ローラ８の変位量とすることにより、金属リングＷの内周長をより正確に算出することができる。
【００２７】
次いで、駆動モータ５の駆動による駆動ローラ６の回転を停止させ、それに伴って回転が停止された金属リングＷに前記ブラケット７による張力が付与された状態を維持して、金属リングＷの厚み測定が行なわれる。
従来の厚み測定手段１９による金属リングＷの厚み測定においては、先ず、図３（ａ）に示すように、前記シリンダ２１の駆動により金属リングＷの内周面に基準接触子２０を当接させる。このときの当接荷重は金属リングＷに変形が生じない１００ｇ程度が好ましい。
【００２８】
次いで、図３（ｂ）に示すように、第２変位センサ２３が測定接触子２２を進出させて金属リングＷの外周面に当接させる。これにより、測定接触子２２の変位が検出され、測定された変位量に基づいて厚み寸法が算出される。
【００２９】
それに対して、本発明の実施形態における厚み測定手段２５による金属リングＷの厚み測定においては、先ず、図５（ａ）に示すように、前記接触子駆動シリンダ３４の駆動により測定接触子２７を前進させ金属リングＷの外周面に当接させる。
【００３０】
次いで、金属リングＷへの当接によって測定接触子２７の前進が規制されると、第２支持部材３１が移動自在であることによって接触子駆動シリンダ３４が後退する。このときの第２支持部材３１の後退に伴い、図５（ｂ）に示すように、金属リングＷの内周面に基準接触子２６が当接される。そして、金属リングＷが基準接触子２６と測定接触子２７とによって挟み込まれた状態にあるとき、第２支持部材３１が移動自在であることによって、基準接触子２６と測定接触子２７との金属リングＷへの当接荷重が均等とされる。これにより、基準接触子２６と測定接触子２７との当接に伴う金属リングＷの変形が確実に防止された状態で金属リングＷの厚みが精度良く測定される。即ち、測定接触子２７を介して測定ロッド３６が伸縮して変位量が検出され、測定された変位量に基づいて厚み寸法が算出される。
【００３１】
なお、前述した駆動モータ５の発熱等の装置温度や外気温が比較的高温である場合には、金属リングＷの厚み寸法への影響が考えられる。この場合には、前記データ補正手段によって、厚み測定手段２５の測定データを前記温度センサ２４の測定温度に基づいて補正し、精度の高い厚み寸法の測定を行なうことができる。
【００３２】
更に、金属リングＷの厚み測定は、金属リングＷを所定角度ずつ回転させて複数箇所の厚みを測定し、それら各箇所の平均の厚み寸法を測定データとすることにより、金属リングＷの厚み寸法をより正確に把握することができる。そして図示しないが、周長の異なる金属リングＷを厚み方向に積層して積層リングを形成する場合に、最適となる厚み寸法を有する金属リングＷを組み合わせて精度の高い積層リングを容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  金属リングの周長測定装置を示す説明的正面図。
【図２】  図１示の装置の説明的側面図。
【図３】  従来の厚み測定手段の作動を示す説明図。
【図４】  本発明の実施形態における厚み測定手段を示す説明図。
【図５】  図４の厚み測定手段の作動を示す説明図。
【符号の説明】
Ｗ…金属リング、１…周長測定装置、５…駆動モータ（駆動手段）、６…駆動ローラ、７…ブラケット（張力付与手段）、８…従動ローラ、１４…内周長測定手段、２５…厚み測定手段、２６，２７…接触子、２１…シリンダ（接触子進退手段）、２４…温度センサ（温度測定手段）、２８…当接荷重配分手段、３４…接触子駆動シリンダ（シリンダ）、３５…変位センサ本体（変位検出手段）。
【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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