特許 7216865 ベルト駆動装置、移送装置、及びベルトの張力推定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-24

(45)【発行日】2023-02-01

(54)【発明の名称】ベルト駆動装置、移送装置、及びベルトの張力推定方法

(51)【国際特許分類】

   F16H 7/00 20060101AFI20230125BHJP

【ＦＩ】

F16H7/00 A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022158724

(22)【出願日】2022-09-30

【審査請求日】2022-10-20

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000138473

【氏名又は名称】株式会社ユーシン精機

(74)【代理人】

【識別番号】100167807

【弁理士】

【氏名又は名称】笠松 信夫

(72)【発明者】

【氏名】南 航司

【審査官】小川 克久

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－１４０４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１－２８８６５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プーリーと、
前記プーリーに巻き付けられるベルトと、
前記プーリーを駆動する駆動部と、
前記プーリーの一方側に位置する前記ベルトの張力を検出する第１検出部と、
前記プーリーの他方側に位置する前記ベルトの張力を検出する第２検出部と、
前記駆動部にトルクが発生している状況下で前記第１検出部及び前記第２検出部がそれぞれ検出した前記ベルトの張力に基づいて前記ベルトに外力が作用していない状態における前記ベルトの張力を推定する張力推定部と、
を備えるベルト駆動装置。

【請求項2】

前記トルクは、外力に抗して前記ベルトを静止状態に維持するために駆動部が出力するトルクである、請求項１記載のベルト駆動装置。

【請求項3】

前記外力が当該ベルト駆動装置の駆動対象物に作用する重力である、請求項２記載のベルト駆動装置。

【請求項4】

移送対象物を保持する保持部と、
前記保持部を支持する移動体と、
前記移動体の進退方向を一次元方向に規制するガイド部と、
前記ガイド部に沿って前記移動体を駆動する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のベルト駆動装置と、
を備える移送装置。

【請求項5】

前記ガイド部が規制する一次元方向が鉛直方向である、請求項４記載の移送装置。

【請求項6】

生産された物品を生産装置外へ移送する移送装置であって、
前記物品の移送方向に延びる第１フレームと、
前記第１フレームに沿って進退する第１移動体と、
前記第１移動体に支持されるとともに、水平面内で前記第１フレームと異なる方向に延びる第２フレームと、
前記第２フレームに沿って進退する第２移動体と、
前記第２移動体に、鉛直方向に沿って昇降可能に支持される昇降アームと、
前記昇降アームに支持されるとともに、移送対象の物品を把持する把持部と、
前記昇降アームを鉛直方向に沿って駆動する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のベルト駆動装置と、
を備える移送装置。

【請求項7】

駆動部により駆動されるプーリーに巻き付けられるベルトの張力推定方法であって、
前記駆動部にトルクが発生している状況下で前記プーリーの一方側に位置する前記ベルトの張力及び前記プーリーの他方側に位置する前記ベルトの張力をそれぞれ検出するステップと、
検出された前記ベルトの張力に基づいて前記ベルトに外力が作用していない状態における前記ベルトの張力を推定するステップと、
を有するベルトの張力推定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ベルトを介して駆動力を伝達するベルト駆動装置、当該ベルト駆動装置を備える移送装置、及びベルトの張力推定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、様々な機械装置においてベルトを介して駆動力を伝達するベルト駆動装置が広く使用されている。このようなベルト駆動装置では、駆動プーリーからベルトに伝達された駆動力により駆動対象物を駆動する。

【0003】

このようなベルト駆動装置では、使用にともなうベルトの摩耗や伸び等に起因してベルトの張力が低下する。ベルトの張力が規定値よりも小さい状態である場合、駆動力の効率的な伝達ができなくなるとともに、異音の発生等の不具合が生じる。また、張力が著しく低下すると駆動力の伝達が不可能となり、機械装置が動作不能となる。一方、ベルトの張力が規定値よりも大きい状態である場合、ベルトに過度な負荷が付与される結果、寿命が短くなる等の不具合が生じる。そのため、ベルトの張力を定期的に測定することにより、規定値どおりに調整されているかを確認する必要がある。

【0004】

ベルトの張力を測定する手法としては、ベルトの振動周波数を、音響的、機械的、電気的、あるいは、光学的に取得し、取得した周波数に基づいて張力を算出する方法が一般的に使用されている（例えば、特許文献１等）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００６－２２６６９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ベルト駆動装置において、ベルトの張力は、ベルトに外力が作用していない無負荷状態で測定される。このとき、駆動プーリーはトルクを発生していない状態（トルク非発生状態）である。駆動プーリーがトルクを発生している状態では、駆動プーリーに巻き掛けられたベルトに当該トルクが外力として作用し、ベルトの張力が本来取得すべき値と異なる値になってしまうからである。

【0007】

また、例えば、ベルトの駆動によりベルトに固定された駆動対象物が移動するベルト駆動装置では、駆動対象物の移動に伴って測定対象となるベルト部分のスパン（振動する部分の長さ）が変動する構成を有するものがある。このような構成では、測定精度や測定確度、測定データの一貫性を確保する観点から、駆動対象物がベルトの張力測定に適した位置、すなわち、測定対象となるベルト部分のスパンが特定の長さになる位置に配置された状態で張力測定が行われる。しかしながら、駆動対象物の移動方向が鉛直方向である場合、駆動プーリーをトルク非発生状態にすると駆動対象物が自重により移動下限位置まで落下してしまい、測定対象となるベルト部分のスパンが張力測定のための特定の長さとは異なる長さになってしまう。

【0008】

この対策として、このような構成のベルト駆動装置では、台座を設置し、駆動プーリーをトルク非発生状態としたときに駆動対象物が台座に支持されて、駆動対象物が所定の位置（ベルトの張力測定に適した位置）に維持される状態を実現した上で張力を測定している。台座の準備、駆動プーリーのトルク非発生化（駆動源からの分離）、張力の測定等の
手順が必要となるこの種の作業は作業者にとって煩雑である。また、台座が倒れたりした場合には、駆動対象物が移動下限位置まで一気に落下する状態であるため事故リスクもあり、作業者は慎重に作業を進める必要もある。一方、張力測定の間は機械装置を稼働できず稼働率が低下するため、できるだけ短時間での作業が求められている。このような機械装置の稼働率が低下するという課題は、駆動対象物の移動方向が水平方向等の鉛直方向以外の方向であっても同様に存在している。また、このような課題は、本発明に一見近似する上記特許文献１が開示する技術でも解決できない。

【0009】

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ベルトを無負荷状態にすることなく無負荷状態におけるベルトの張力を取得できる、ベルト駆動装置、移送装置、及びベルトの張力推定方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上述の目的を達成するために、本発明は以下の技術的手段を採用している。すなわち、本発明に係るベルト駆動装置は、プーリー、ベルト、駆動部、第１検出部、第２検出部及び張力推定部を備える。ベルトはプーリーに巻き付けられる。駆動部はプーリーを駆動する。第１検出部はプーリーの一方側に位置するベルトの張力を検出する。また、第２検出部はプーリーの他方側に位置するベルトの張力を検出する。そして、張力推定部は、駆動部にトルクが発生している状況下で第１検出部及び第２検出部がそれぞれ検出したベルトの張力に基づいてベルトに外力が作用していない状態におけるベルトの張力を推定する。このベルト駆動装置において、駆動部が発生するトルクは、例えば、外力に抗してベルトを静止状態に維持するために駆動部が出力するトルクである。当該外力がベルト駆動装置の駆動対象物に作用する重力である場合、特に好適である。

【0011】

このベルト駆動装置によれば、駆動部により駆動されるプーリーがトルクを発生している状況下で当該プーリーの両側に位置するベルトの張力を取得するだけで、ベルトに外力が作用していない無負荷状態におけるベルトの張力を取得することができる。そのため、装置の稼働中にベルトの張力も取得することも可能であり、作業者がベルトの張力を取得するために従来必要であった様々の作業も不要となる。したがって、装置の稼働率を高めることができるとともに、作業者の負荷を軽減することができる。特に、鉛直方向に駆動対象物を駆動するベルト駆動装置では、張力取得の際に駆動対象物を支持するための台座の準備等の煩雑さを解消できるため極めて有効である。

【0012】

また、他の観点では、本発明は、移送装置を提供することもできる。すなわち、本発明に係る移送装置は、移送物を保持する保持部と、保持部を支持する移動体と、移動体の進退方向を一次元方向に規制するガイド部と、当該ガイド部に沿って移動体を駆動する上述のベルト駆動装置を備える。本構成において、ガイド部が規制する一次元方向が鉛直方向である構成を採用することができる。また、本発明に係る他の移送装置は、生産された物品を生産装置外へ移送する移送装置であって、第１フレーム、第１移動体、第２フレーム、第２移動体、昇降アーム、把持部及び上述のベルト駆動装置を備える。第１フレームは、移送対象物品の移送方向に延びる状態で配置される。第１移動体は第１フレームに沿って進退する。第２フレームは第１移動体に支持されるとともに、水平面内で第１フレームと異なる方向に延びる状態で配置される。第２移動体は第２フレームに沿って進退する。昇降アームは、鉛直方向に沿って昇降可能な状態で第２移動体に支持される。把持部は昇降アームに支持されるとともに移送対象物品を把持する。そして、昇降アームが上述のベルト駆動装置により駆動される。

【0013】

さらに他の観点では、本発明は、ベルトの張力推定方法を提供することもできる。本発明は、駆動部により駆動されるプーリーに巻き付けられるベルトの張力推定方法を前提としている。そして、本発明に係るベルトの張力推定方法では、まず、駆動部にトルクが発
生している状況下でプーリーの一方側に位置するベルトの張力及びプーリーの他方側に位置するベルトの張力がそれぞれ検出される。次いで、検出されたベルトの張力に基づいてベルトに外力が作用していない無負荷状態におけるベルトの張力が推定される。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、ベルトを無負荷状態にすることなく無負荷状態におけるベルトの張力を取得でき、装置の稼働率を高めることができるとともに、作業者の負荷を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係る移送装置の一例を模式的に示す図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るベルト駆動装置の一例を模式的に示す図である。

【図3】本発明の一実施形態に係るベルト駆動装置の一例を模式的に示す要部拡大図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る移送装置におけるベルトの張力推定手順の一例を示すフロー図である。

【図5】本発明の一実施形態に係るベルト駆動装置の他の例を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながらより詳細に説明する。以下では、物品を移送するトラバース型の移送装置の昇降アームに適用した事例により本発明を具体化する。

【0017】

図１は、本実施形態に係る移送装置１０を模式的に示す図である。この移送装置１０は、樹脂成形装置から装置外への成形品の搬出に使用され、例えば、樹脂成形装置の上面に設置される。

【0018】

図１に示すように、移送装置１０は、取付台１１、横行フレーム１２、第１走行体１３、引抜フレーム１４、第２走行体１５、把持部１６、昇降アーム１７を備えている。横行フレーム１２は、移送対象である成形品の搬出方向に延びる状態で配置される。第１走行体１３は横行フレーム１２に支持されており、サーボモータを駆動源として横行フレーム１２に沿って進退する。なお、横行フレーム１２の基端部が取付台１１を介して樹脂成形装置に固定される。

【0019】

引抜フレーム１４は基端部が走行体１３に固定されており、横行フレーム１２と直交する方向に延びる状態で配置されている。第２走行体１５は引抜フレーム１４に支持されており、サーボモータを駆動源として引抜フレーム１４に沿って進退する。把持部１６は昇降アーム１７の下端に支持されている。昇降アーム１７は鉛直方向に沿って配置されており、第２走行体１５が備えるサーボモータを駆動源として鉛直方向に沿って進退する。当該昇降アーム１７の鉛直方向の移動に伴って把持部１６は鉛直方向に沿って昇降する。

【0020】

図２は、本実施形態に係る移送装置１０の昇降アーム１７を昇降させるベルト駆動装置１の構成を模式的に示す図である。また、図３は、本実施形態に係るベルト駆動装置１の駆動プーリー２の近傍を模式的に示す拡大図である。なお、図２及び図３では、第２走行体１５に設けられた構成要素を明示する意図で、第２走行体１５を破線で表示している。図２に示すように、ベルト駆動装置１は、第２走行体１５に設けられた駆動プーリー２と従動プーリー３、４、及び昇降アーム１７に設けられたベルト５を備える。ベルト５は、昇降アーム１７の長手方向に沿って配置され、当該ベルト５の両端が昇降アーム１７の両端に設けられたクランパ等の固定部材６により固定されている。なお、ベルト５は可撓性の歯付きベルトであり、弾性を有している。

【0021】

図２及び図３に示すように、駆動プーリー２は第２走行体１５に回転自在に設置され、第２走行体１５に搭載された上述の駆動源により回転駆動される。駆動プーリー２は歯付きプーリーであり、ベルト５は駆動プーリー２の半周以上（本実施形態では３／４週程度）に巻き掛けられた状態に噛み合う。このような噛み合いが維持されるように、２つの従動プーリー３、４がベルト５の裏面（歯が形成されていない面）に接して案内する位置に配置されている。本構成では、例えば、駆動プーリー２を図２において時計回りに回転させると昇降アーム１７が下降する。また、駆動プーリー２を図２において反時計回りに回転させると昇降アーム１７が上昇する。なお、図２及び図３では、便宜上、上述の駆動源を含む駆動プーリー２の駆動機構を機能ブロックである駆動部２ａとして示している。

【0022】

また、ベルト駆動装置１はベルト５の張力を検出する第１検出部７及び第２検出部８を備える。さらに、ベルト駆動装置１は第１検出部７及び第２検出部８がそれぞれ検出した張力に基づいてベルト５の張力を推定する張力推定部９を備える。なお、後述のとおり、第１検出部７及び第２検出部８は駆動部２ａにトルクが発生している状況下でベルト５の張力を検出する。また、張力推定部９は、第１検出部７及び第２検出部８がそれぞれ検出したベルト５の張力に基づいて、外力が作用していない状態におけるベルト５の張力を推定する。

【0023】

第１検出部７及び第２検出部８は駆動プーリー２の両側に位置するベルト５の張力をそれぞれ検出する。特に限定されないが、本実施形態では、第１検出部７は駆動プーリー２の一方側に配置された従動プーリー３と駆動プーリー２との間に位置するベルト５（以下、適宜、上流側という。）の張力を検出する。また、第２検出部８は駆動プーリー２の他方側に配置された従動プーリー４と駆動プーリー２との間に位置するベルト５（以下、適宜、下流側という。）の張力を検出する。

【0024】

第１検出部７及び第２検出部８は、ベルト５の振動周波数を、音響的、機械的、電気的、あるいは、光学的に取得し、取得した周波数に基づいて張力を検出する。すなわち、第１検出部７及び第２検出部８は、上述のそれぞれの位置でベルト５の振動周波数を取得するために配置されたセンサ７ａ、８ａを介して取得した振動データに基づいてベルト５の張力を算出する。特に限定されないが、本実施形態では、センサ７ａ、８ａとして、上述のそれぞれの位置でベルト５と対向する状態で配置されたマイクを備え、当該マイクを通じて入力された音データに基づいて第１検出部７及び第２検出部８はベルト５の振動周波数を取得している。

【0025】

第１検出部７、第２検出部８及び張力推定部９は、例えば、専用の演算回路、あるいは、プロセッサとＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリとを備えたハードウェア、及び当該メモリに格納され、プロセッサ上で動作するソフトウェアにより実現することができる。なお、第１検出部７及び第２検出部８は、センサ７ａ、８ａからデータを入力可能であれば任意の位置に配置することができる。本実施形態では、第１検出部７及び第２検出部８は、ベルト駆動装置１を含む移送装置１０の動作を制御するコントローラに配置されている。

【0026】

以上の構成を有するベルト駆動装置１では、駆動部２ａは駆動プーリー２の回転駆動時だけでなく、駆動プーリー２の回転を停止している状況下でもトルクを発生している。すなわち、駆動部２ａは、駆動プーリー２の回転を停止しているときは、駆動対象物である昇降アーム１７が自重で移動下限位置まで落下することがないように、昇降アーム１７の位置を保持するためのトルクを発生している。

【0027】

この場合、駆動プーリー２の上流側のベルト５の張力は、無負荷状態にある場合のベル
ト５の張力に比べて低下する。一方、駆動プーリー２の下流側のベルト５の張力は、無負荷状態にある場合のベルト５の張力に比べて増大する。なお、ここで無負荷状態とは、ベルト５に外力が作用していない状態、すなわち、昇降アーム１７の重量に起因する力や、駆動部２ａによるトルクがベルト５に作用していない状態を意味する。

【0028】

ここで、駆動プーリー２が昇降アーム１７の位置を保持するために、図２、図３において反時計周りの方向に発生するトルクをＰ、駆動プーリー２の半径をＲ、無負荷状態におけるベルト５に張力をＴ_０とすると、駆動プーリー２の上流側に位置するベルト５の張力Ｔ_１は以下の式（１）で表すことができる。

【0029】

Ｔ_１＝Ｔ_０－０．５Ｐ／Ｒ （１）

【0030】

また、駆動プーリー２の下流側に位置するベルト５の張力Ｔ_２は以下の式（２）で表すことができる。

【0031】

Ｔ_２＝Ｔ_０＋０．５Ｐ／Ｒ （２）

【0032】

したがって、式（１）及び式（２）を加算して０．５倍すると、以下の式（３）を得ることができる。

【0033】

０．５（Ｔ_１＋Ｔ_２）＝Ｔ_０ （３）

【0034】

すなわち、式（３）は、無負荷状態おけるベルト５の張力Ｔ_０を、駆動プーリー２が駆動部２ａによりトルクを発生している状況下で第１検出部７及び第２検出部８が取得した上流側のベルト５の張力Ｔ_１及び下流側のベルト５の張力Ｔ_２とから算出できることを意味している。本実施形態では、張力推定部９は、この式（３）に基づいて無負荷状態おけるベルト５の張力Ｔ_０を推定する。

【0035】

表１は、同一の昇降アームについて、無負荷状態で測定したベルト５の張力Ｔ_０（実測値）と、駆動プーリー２がトルクを発生している状況下で取得した上流側のベルト５の張力Ｔ_１及び下流側のベルト５の張力Ｔ_２とを使用して式（３）により算出したベルト５の張力Ｔ_０（計算値）とを示している。また、表１では、張力Ｔ_１及び張力Ｔ_２も併せて記載している。表１から理解できるように、張力Ｔ_０（計算値）と張力Ｔ_０（実測値）とが実用上問題のないレベルで一致している（差２％程度）。

【0036】

【表1】

【0037】

続いて、以上の構成を有する移送装置１０の動作について説明する。図４は、移送装置１０における昇降アーム１７が備えるベルト５の張力推定の手順を示すフロー図である。本実施形態の移送装置１０は稼働中の適切なタイミングで張力推定を実行する。上述のとおり、本実施形態の移送装置１０ではセンサ７ａ、８ａとしてマイクを使用している。そ
のため、ベルト５の振動に起因する音以外の音の影響を低減する観点で、本実施形態では、移送装置１０が稼働中に一時停止するときに張力推定を実行している。例えば、移送装置１０が稼働中に、昇降アーム１７の昇降により、把持部１６が第１の位置と第２の位置との間を往復動する場合、昇降アーム１７は、把持部１６が第１の位置又は第２の位置に到達した状態で一旦停止する。移送装置１０はこの第１の位置と第２の位置で停止したときに張力推定を実行している。なお、張力推定は、移送装置１０の可動中に継続的に実施することも可能であるが、本実施形態では、作業者が図示しない上述のコントローラを介して開始指示を入力した際に、予め指定された回数のみ張力が測定される構成を採用している。

【0038】

手順開始指示が入力されると、第１検出部７及び第２検出部８は、昇降アーム１７（把持部１６）が予め定められた位置に到達するまで待機する（図４ ステップＳ４０１Ｎｏ）。なお、手順開始指示が入力されたときに、昇降アーム１７が予め定められた測定位置で停止していた場合には、第１検出部７及び第２検出部８は昇降アーム１７が測定位置に到達する次のタイミングまで待機する。

【0039】

昇降アーム１７が測定位置に到達すると、第１検出部７及び第２検出部８はマイク７ａ、８ａによりベルト５の振動データを取得する（図４ ステップＳ４０１Ｙｅｓ、Ｓ４０２）。なお、昇降アーム１７が測定位置に到達したことは、昇降アーム１７の動作を制御する動作制御部（図示せず）から、例えば、位置信号を取得することで容易に認識可能である。なお、稼働時において規定される停止時間の経過後に、昇降アーム１７は移動を再開する。なお、ベルト５の振動周波数を取得するためにはベルト５に振動を付与する必要がある。本実施形態では、特に好ましい形態として、昇降アーム１７が測定位置に停止した際に、当該測定位置までの昇降アーム１７の移動に起因するベルト５の振動を検知する構成を採用している。しかしながら、ベルト５を振動させるための打撃手段を備える構成を採用し、ベルト５を打撃することで積極的にベルト５を振動させる構成を採用することも可能である。

【0040】

振動データを取得した第１検出部７及び第２検出部８は、取得した振動データからベルト５の振動周波数（ここでは、基準モード）を取得するとともに、当該振動周波数に基づいてベルト５の張力を算出する（図４ ステップＳ４０３）。なお、ベルトの振動周波数から張力を算出する手法については公知であるためここでの詳細な説明は省略する。

【0041】

このとき、第１検出部７及び第２検出部８は算出した張力を張力推定部９に入力する。当該入力に応じて張力推定部９は上述の手法により無負荷状態におけるベルト５の張力を推定する（図４ ステップＳ４０４）。

【0042】

張力の推定を完了した張力推定部９は、予め指定された回数の振動推定が完了したか否かを判断する（図４ ステップＳ４０５）。張力推定部９は、指定回数の測定が完了していない場合、上述の手順を繰り返す（図４ ステップＳ４０５Ｎｏ）。一方、指定回数の測定が完了している場合、張力推定部９は手順を終了する（図４ ステップＳ４０５Ｙｅｓ）。

【0043】

以上説明したとおり、本実施形態の移送装置１０によれば、駆動プーリー２がトルクを発生している状況下においても、無負荷状態におけるベルト５の張力を実用上問題ないレベルで推定することができる。また、移送装置１０によれば、装置の稼働中にベルト５の張力推定を実施できるため装置の稼働率が低下することがなく、また、張力推定に際し作業者が実施する作業もないため、作業者の負担を著しく軽減することができる。特に、昇降アーム１７を台座等に支持させる必要もないため、作業者の事故リスクをなくすことができる。加えて、上述のようにベルト５の張力を容易に取得できるため、上述の張力推定
を短期間に周期的に実施することで張力の経時変化を詳細に取得することも可能である。その結果、張力の調整やベルト５の交換を計画的に実施することも可能になる。

【0044】

なお、上述の実施形態では、理論上の式（３）により無負荷状態におけるベルト５の張力を推定する構成とした。しかしながら、例えば、装置の構造等に起因して、表１に示した実測値と推定値との間に実用上許容できない差がある場合には、経験則に基づく補正項を式（３）に適宜導入し、当該補正項を導入した式に基づいて無負荷状態におけるベルト５の張力を推定する構成を採用することもできる。

【0045】

また、上述の実施形態では、ベルト５に対して非接触のセンサ７ａ、８ａを採用した構成について説明したが、ベルト５の振動を検出できるセンサであればよく、接触式のセンサを採用することも可能である。なお、接触式のセンサを採用する場合には、ベルト５との接触部分の摩擦を低減可能な材質や構造を適用することがより好ましい。

【0046】

また、上記実施形態では、鉛直方向に配置された昇降アーム１７の駆動に適用されるベルト駆動装置１について説明したが、ベルト駆動装置１と同様の構造は、水平方向に配置された横行フレーム１２上を往復移動する第１走行体１３や、引抜フレーム１４上を往復移動する第２走行体１５にも適用可能である。この場合、第１走行体１３や第２走行体１５は、横行フレーム１２や引抜フレーム１４に支持されているため、上述の昇降アーム１７に適用した事例とは異なり、ベルト駆動装置のベルトに重力に起因する外力は作用しないことになる。

【0047】

上述の実施形態では、両端が固定されたベルト５を使用したベルト駆動装置１に本発明を適用した事例について説明した。しかしながら、本発明は、駆動プーリーと従動プーリーとの間に架け渡されたベルトに固定された移動体を、駆動プーリーの回転によってベルトとともに移動させるベルト駆動装置に適用することも可能である。以下、このような構成に適用した具体体について説明する。

【0048】

図５は、本実施形態に係るベルト駆動装置２１を模式的に示す図である。なお、図５では、プーリー等が配置されるフレームや駆動対象物の移動を案内するガイド部等の記載を省略している。また、図５において、ベルト駆動装置１と同様の作用効果を奏する構成要素には、図２、図３と同一の符号を付し、以下での詳細な説明は省略する。

【0049】

図５に示すように、本実施形態のベルト駆動装置２１は、一方端に配置された駆動プーリー２２、他方端に配置された従動プーリー２３、及び駆動プーリー２２と従動プーリー２３との間に架け渡されたベルト２５が設けられている。ベルト２５は鉛直方向に沿って配置されている。駆動プーリー２２と従動プーリー２３との間に架け渡されたベルト２５の一方側にはクランパ等の固定部材２４を介して駆動対象物２６が固定されている。なお、ベルト２５は可撓性の歯付きベルトであり、弾性を有している。

【0050】

駆動プーリー２２は駆動モータ等の駆動部２２ａにより回転駆動される。駆動プーリー２２及び従動プーリー２３は歯付きプーリーであり、ベルト２５は両プーリー２２、２３と噛み合う状態で配置されている。なお、このようなベルト駆動装置２１は、例えば、移送対象物を昇降移送するリフトのような移送装置に適用することができる。

【0051】

ベルト駆動装置２１は、ベルト駆動装置１と同様に、第１検出部７、第２検出部８、張力推定部９、及びセンサ７ａ、８ａを備える。センサ７ａは駆動プーリー２２の一方側に位置するベルト２５と対向する状態で配置され、センサ８ａは駆動プーリー２２の他方側に位置するベルト２５と対向する状態で配置されている。ベルト駆動装置１と同様に、センサ７ａ及びセンサ８ａはマイクである。

【0052】

第１検出部７及び第２検出部８は、上述のそれぞれの位置でベルト２５の振動周波数を取得するために配置されたセンサ７ａ、８ａを介して取得した振動データに基づいてベルト２５の張力を算出する。また、張力推定部９は、第１検出部７及び第２検出部８がそれぞれ検出したベルト２５の張力に基づいて、外力が作用していない状態におけるベルト２５の張力を推定する。なお、第１検出部７、第２検出部８、及び張力推定部９は、ベルト駆動装置２１の動作を制御するコントローラに配置されている。

【0053】

ベルト駆動装置２１においても、無負荷状態におけるベルト２５の張力を推定する手順は、上述のベルト駆動装置１と同様である。なお、ベルト駆動装置２１では、ベルト駆動装置１とは異なり、固定部材２４の位置に応じてセンサ７ａの計測対象となるベルト２５のスパン（振動する部分の長さ）が変動することになる。そのため、第１検出部７ａによる測定は、ベルト２５のスパンが予め定められた特定の長さになるタイミングで実施されることが特に好ましい。

【0054】

以上のような構成を有するベルト駆動装置２１においても、上述のベルト駆動装置１により得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。

【0055】

以上説明したように、本発明によれば、ベルトを無負荷状態にすることなく無負荷状態におけるベルトの張力を取得でき、装置の稼働率を高めることができるとともに、作業者の負荷を軽減することができる。

【0056】

なお、上述の実施形態は本発明の技術的範囲を制限するものではなく、既に記載したもの以外でも、本発明の範囲内で種々の変形や応用が可能である。例えば、上述の実施形態では、張力取得のためのみに装置を停止することのない構成を説明したが、張力測定のためのみに移動体を停止する構成を排除するものではない。また、駆動プーリーや従動プーリーのサイズ、数量、配置等はあくまで例示であり、任意に変更することができる。また、上述した各要素の物理的な形状も、本発明の効果を奏する範囲内で任意に変更することができる。

【産業上の利用可能性】

【0057】

本発明によれば、ベルトを無負荷状態にすることなく無負荷状態におけるベルトの張力を取得することができ、ベルト駆動装置、移送装置、及びベルトの張力推定方法として有用である。

【符号の説明】

【0058】

１、２１ ベルト駆動装置
２、２２ 駆動プーリー
２ａ、２２ａ 駆動部
３、４、２３ 従動プーリー
５、２５ ベルト
７ 第１検出部
８ 第２検出部
９ 張力推定部
１０ 移送装置
１２ 横行フレーム（ガイド部、第１フレーム）
１３ 第１走行体（移動体、第１移動体）
１４ 引抜フレーム（ガイド部、第２フレーム）
１５ 第２走行体（移動体、第２移動体）
１６ 把持部（保持部）
１７ 昇降アーム（駆動対象物）
２４ 固定部材（移動体）
２６ 駆動対象物（保持部）

【要約】

【課題】ベルトを無負荷状態にすることなく無負荷状態におけるベルトの張力を取得できる、ベルト駆動装置、移送装置、及びベルトの張力推定方法を提供する。
【解決手段】ベルト５は駆動プーリー２に巻き付けられる。駆動部２ａは駆動プーリー２を駆動する。第１検出部７は駆動プーリー２の一方側に位置するベルト５の張力を検出する。また、第２検出部８は駆動プーリー２の他方側に位置するベルト５の張力を検出する。そして、張力推定部９は、駆動部２ａにトルクが発生している状況下で第１検出部７及び第２検出部８がそれぞれ検出したベルト５の張力に基づいて、外力が作用していない状態におけるベルト５の張力を推定する。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】