特許 7281391 Ｖベルトの角度測定方法、及び、角度測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-17

(45)【発行日】2023-05-25

(54)【発明の名称】Ｖベルトの角度測定方法、及び、角度測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/26 20060101AFI20230518BHJP

【ＦＩ】

G01B11/26 Z

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019220619

(22)【出願日】2019-12-05

(65)【公開番号】P2020139941

(43)【公開日】2020-09-03

【審査請求日】2022-01-19

(31)【優先権主張番号】P 2019032864

(32)【優先日】2019-02-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006068

【氏名又は名称】三ツ星ベルト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】弁理士法人ＡＴＥＮ

(72)【発明者】

【氏名】金山 佳浩

(72)【発明者】

【氏名】原 浩孝

(72)【発明者】

【氏名】矢野 利樹

【審査官】國田 正久

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－１１６５４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１５３６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－３１８３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１１７３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１２６８２７（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ １１／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザー光を照射可能な光源、及び前記レーザー光の反射光を受光可能な受光部を有する１つのレーザー変位計を、固定されたＶベルトの幅方向に移動させるとともに、固定されたＶベルトの傾斜面及び底部に、所定間隔で前記光源からレーザー光を照射し、前記受光部で受光した反射光に基づき、前記Ｖベルトの幅方向をＸ軸、及び、前記Ｖベルトの厚み方向をＹ軸とする、座標値を複数取得するステップと、
前記Ｖベルトの傾斜面に対応し、前記Ｖベルトの種類及び型番に応じて設定される区間において前記取得された複数の座標値に基づき、前記Ｖベルトの傾斜面に対応する近似直線を算出し、前記Ｖベルトの底部に対応する区間において前記取得された複数の座標値に基づき、前記Ｖベルトの底部に対応する近似直線を算出するステップと、
算出した前記Ｖベルトの傾斜面に対応する近似直線と、算出した前記Ｖベルトの底部に対応する近似直線とのなす角に基づき、前記Ｖベルトの傾斜面の傾斜角度を算出するステップと、を含む、前記Ｖベルトの傾斜面の傾斜角度を測定する、角度測定方法。

【請求項2】

合格となる傾斜角度範囲を設定するステップと、
前記算出した、前記Ｖベルトの傾斜面の傾斜角度が、前記合格となる傾斜角度範囲内にあると判断した場合、合格判定をするステップと、を更に含む、請求項１に記載の角度測定方法。

【請求項3】

Ｖベルトを固定する設置台と、
レーザー光を照射可能な光源、及び前記レーザー光の反射光を受光可能な受光部とを有する１つのレーザー変位計と、
前記１つのレーザー変位計を、前記設置台に固定された前記Ｖベルトの幅方向に移動させることが可能な移動機構と、
以下の処理が実行される制御装置と、を有する角度測定装置。
（ａ）前記移動機構により前記設置台に固定されたＶベルトの幅方向に前記１つのレーザー変位計を移動させるとともに、当該Ｖベルトの傾斜面及び底部に、所定間隔で前記光源から前記レーザー光を照射し、前記受光部で受光した反射光に基づき、前記Ｖベルトの幅方向をＸ軸、及び、前記Ｖベルトの厚み方向をＹ軸とする、座標値を複数取得する処理と、
（ｂ）前記Ｖベルトの傾斜面に対応し、前記Ｖベルトの種類及び型番に応じて設定される区間において前記取得された複数の座標値に基づき、前記Ｖベルトの傾斜面に対応する近似直線を算出し、前記Ｖベルトの底部に対応する区間において前記取得された複数の座標値に基づき、前記Ｖベルトの底部に対応する近似直線を算出する処理と、
（ｃ）算出した前記Ｖベルトの傾斜面に対応する近似直線と、算出した前記Ｖベルトの底部に対応する近似直線とのなす角に基づき、前記Ｖベルトの傾斜面の傾斜角度を算出する処理。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｖベルトの傾斜面の角度を算出可能な角度測定方法、及び、角度測定装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

Ｖベルトは、動力を伝達する摩擦伝動ベルトとして知られている。このＶベルトは、Ｖ角度で形成される摩擦伝動面（Ｖ字状側面：傾斜面）を有し、駆動プーリと従動プーリとの間に張力をかけて巻き掛けられ、Ｖ字状側面がプーリ（駆動プーリ及び従動プーリ）のＶ溝と接触した状態でプーリ間を回転走行することで動力を伝達する。

【0003】

Ｖベルトには、摩擦伝動面（Ｖ字状側面）が、露出したゴム層であるローエッジ(Raw-Edge)タイプ（ローエッジＶベルト）と、摩擦伝動面が、カバー布で覆われたラップド(Wrapped)タイプ（ラップドＶベルト）とがある。さらに、ローエッジＶベルトには、ベルトの下面（内周面）に、または、下面（内周面）と上面（外周面）の両方に、コグを設けて屈曲しやすくしたローエッジコグドＶベルトがある。

【0004】

ローエッジＶベルトやローエッジコグドＶベルトは、一般産業機械、農業機械、自動車エンジンでの補機などの駆動に用いられるほか、自動二輪車などのベルト式無段変速装置にて変速ベルトとして用いられている。なお、ローエッジＶベルトには、プーリに対する耐側圧性を向上させるためにゴム層に短繊維を配合したり、その短繊維をプーリとの摺動性（摩擦係数）を改良するために伝動面に露出させたりすることもある。

【0005】

上記のようにＶベルトは、駆動プーリ側から従動プーリ側に、確実に動力を伝達するために、ＶベルトのＶ字状側面がプーリ（駆動プーリ及び従動プーリ）のＶ溝と確実に接触する必要がある。即ち、ＶベルトのＶ字状側面の傾斜角度が、プーリのＶ溝の傾斜角度に適合する必要がある。

【0006】

そこで、Ｖベルトの製造工程や、使用して摩耗した状態の、ＶベルトのＶ字状側面の傾斜角度を測定する測定方法・測定器等が必要とされている（特許文献１～４参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２００６－０１７７０３号公報

【文献】特開２００６－０３０１６８号公報

【文献】登録実用新案第３１２５２５３号公報

【文献】登録実用新案第３１２６８２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、特許文献１～４に記載の、ＶベルトのＶ字状側面の傾斜角度の測定方法・測定器等では、直接、測定器具がＶベルトに接触して、傾斜角度を測定することから、ＶベルトのＶ字状側面を押圧してしまい正確な傾斜角度を測定できない場合がある。また、特許文献４のベルト角度測定器では、ＶベルトのＶ字状側面の任意の２つの測定ポイント間の変位量から傾斜角度を求めていることから、作業者の測定ポイントの選択により、傾斜角度の測定値にバラツキが発生してしまう。更に、直接、測定器具をＶベルトに接触させて傾斜角度を測定することから、測定に時間を要し、生産性が低くなってしまう。

【0009】

そこで、本発明の課題は、非接触方式で、Ｖベルトの傾斜面の角度を算出可能とし、作業者による測定のバラツキを抑制することができる、角度測定方法及び角度測定装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記の課題を解決するために、本発明は、固定されたＶベルトの傾斜面に、所定間隔でレーザー光を照射し、その反射光に基づき、前記Ｖベルトの幅方向をＸ軸、及び、前記Ｖベルトの厚み方向をＹ軸とする、座標値を複数取得するステップと、
前記取得された複数の座標値に基づき、近似直線を算出するステップと、
前記近似直線と、前記Ｖベルトの底部の前記Ｖベルトの幅方向の直線とのなす角に基づき、前記Ｖベルトの傾斜面の傾斜角度を算出するステップと、を含む、前記Ｖベルトの傾斜面の傾斜角度を測定する、角度測定方法である。

【0011】

上記方法によれば、Ｖベルトの傾斜面の傾斜角度を非接触で測定することができる。また、Ｖベルトの傾斜面を所定間隔で取得した多数の座標値に基づき、Ｖベルトの傾斜面に近似させた、近似直線を算出していることから、Ｖベルトの傾斜面の傾斜角度を算出するに際して、測定毎のバラツキを抑制することができる。即ち、測定精度を高めることができる。

【0012】

また、本発明は、上記角度測定方法において、合格となる傾斜角度範囲を設定するステップと、
前記算出した、前記Ｖベルトの傾斜面の傾斜角度が、前記合格となる傾斜角度範囲内にあると判断した場合、合格判定をするステップと、を更に含むことを特徴としている。

【0013】

上記方法によれば、予め、Ｖベルトの傾斜角度の合格範囲を設定していることから、Ｖベルトの傾斜角度の合格判定を自動的に行うことができる。

【0014】

また、本発明は、Ｖベルトを固定する設置台と、
レーザー光を照射可能な光源と、
前記レーザー光の反射光を受光可能な受光部と、
以下の処理が実行される制御装置と、を有する角度測定装置である。
（ａ）前記設置台に固定された前記Ｖベルトの傾斜面に、所定間隔で前記光源から前記レーザー光を照射し、前記受光部で受光した反射光に基づき、前記Ｖベルトの幅方向をＸ軸、及び、前記Ｖベルトの厚み方向をＹ軸とする、座標値を複数取得する処理と、
（ｂ）前記取得された複数の座標値に基づき、近似直線を算出する処理と、
（ｃ）前記近似直線と、前記Ｖベルトの底部の前記Ｖベルトの幅方向の直線とのなす角に基づき、前記Ｖベルトの傾斜面の傾斜角度を算出する処理。

【0015】

上記構成によれば、Ｖベルトの傾斜面の傾斜角度を非接触で測定することができる。また、Ｖベルトの傾斜面を所定間隔で取得した多数の座標値に基づき、Ｖベルトの傾斜面に近似させた、近似直線を算出していることから、Ｖベルトの傾斜面の傾斜角度を算出するに際して、測定毎のバラツキを抑制することができる。即ち、測定精度を高めることができる。

【発明の効果】

【0016】

非接触方式で、Ｖベルトの傾斜面の角度を算出可能とし、作業者による測定のバラツキを抑制することができる、角度測定方法及び角度測定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本実施形態に係る、角度測定装置の上面概略図である。

【図2】本実施形態に係る、角度測定装置の正面概略図である。

【図3】ベルトセット時の説明図である。

【図4】ベルトセット時の説明図である。

【図5】ベルト厚み押え部の動作態様の説明図である。

【図6】ベルト幅押え部の動作態様の説明図である。

【図7】ベルト角度の測定手順の説明図である。

【図8】測定データに基づくベルト角度計算結果を示す図である。

【図9】パーソナルコンピュータのモニタに表示する、ベルト角度の合否判定の説明図である。

【図10】従来のベルト角度測定器の説明写真である。

【図11】従来のベルト角度測定器を使用した、測定データに基づくベルト角度計算結果を示す図である。

【図12】実施例に係る、連続測定の結果及びヒストグラムである。

【図13】実施例に係る、再セット測定の結果及びヒストグラムである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

（実施形態）
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。本実施形態では、角度測定装置１を使用して、無端状のローエッジコグドＶベルト２のコグ２０部分のＶ字状側面２１・２２（傾斜面に相当）のベルト角度（図２に示す、「Ｖ字状側面２１の傾斜角度θ1」＋「Ｖ字状側面２２の傾斜角度θ2」＝ベルト角度参照）を測定する。

【0019】

（ローエッジコグドＶベルト２）
ローエッジコグドＶベルト２は、Ｖベルトの一種であり、動力を伝達する摩擦伝動ベルトである。このローエッジコグドＶベルト２は、無端状で、その内周面側に複数のコグ２０が設けられており、屈曲しやすくされている。また、ローエッジコグドＶベルト２は、図２のベルト幅方向の断面図に示すように、コグ２０部分も含めて、所定の傾斜角度を有するＶ字状側面２１・２２を有している。なお、本実施形態では、ローエッジコグドＶベルト２を測定対象としているが、Ｖベルトであれば測定可能である。例えば、ローエッジＶベルト、ラップドＶベルト、ベルトの内周面と外周面の両方に、コグを設けて屈曲しやすくしたローエッジコグドＶベルトであってもよい。

【0020】

（角度測定装置１の構成）
角度測定装置１は、図１及び図２に示すように、無端状のローエッジコグドＶベルト２の一方の側面を支持する、四角柱状の２本の第１支持部３と、ローエッジコグドＶベルト２の外周面を支持する、四角柱状の２本の第２支持部４と、２本の第２支持部４の間に設けられ、ローエッジコグドＶベルト２の外周面を、円弧形状を保持したまま下方から支持する第３支持部５（設置台に相当）と、ベルト角度の測定対象となるコグ２０部分の、ベルト長手方向の両脇を支持する一対のストッパー６と、ローエッジコグドＶベルト２の内周面を、ベルト厚み方向に移動して押さえることができる、ベルト厚み押え部７と、ローエッジコグドＶベルト２の他方の側面をベルト幅方向に移動して押さえることができる、一対のベルト幅押え部８と、ローエッジコグドＶベルト２の内周面側でベルト幅方向に移動可能な、レーザー変位計９と、各種動作制御等を実行するパーソナルコンピュータ１０（制御装置に相当）とを備えている。

【0021】

ベルト厚み押え部７は、パーソナルコンピュータ１０からの指令により、油圧シリンダー７１の上下方向（ベルト厚み方向）の動作制御により下方（図２の上側から下側へ）に移動して、第３支持部５に支持された（載置された）、ローエッジコグドＶベルト２の内周面を押さえることができる。これにより、第３支持部５とベルト厚み押え部７との間で、ローエッジコグドＶベルト２を、ベルト厚み方向に固定することができる。

【0022】

ベルト幅押え部８は、パーソナルコンピュータ１０からの指令により、油圧シリンダー８１の前後方向（ベルト幅方向）の動作制御により前側（図１の右側から左側へ）に移動して、２本の第１支持部３に支持された、ローエッジコグドＶベルト２の他方の側面を押さえることができる。これにより、第１支持部３とベルト幅押え部８との間で、ローエッジコグドＶベルト２を、ベルト幅方向に固定することができる。

【0023】

レーザー変位計９は、レーザー光をローエッジコグドＶベルト２の内周面側に照射可能な光源９１、及び、光源９１から照射されたレーザー光が、ローエッジコグドＶベルト２の内周面で反射した光を受光可能な受光部９２を備えている。そして、レーザー変位計９は、パーソナルコンピュータ１０からの指令により、光源９１からレーザー光をローエッジコグドＶベルト２の内周面側に照射しながら、油圧シリンダー９３の前後方向（ベルト幅方向）の動作制御により後側（図１の左側から右側へ）に移動することができる。

【0024】

これにより、油圧シリンダー９３によるレーザー変位計９のベルト幅方向の移動（変位）を、ローエッジコグドＶベルト２のベルト幅方向の位置（変位）として計測することができる（後述する測定データのＸ軸）。また、受光部９２で受光した、レーザー光の反射光に基づき算出した距離（レーザー変位計９とローエッジコグドＶベルト２の内周面との間の距離）から、レーザー変位計９のベルト幅方向の移動に伴う、ローエッジコグドＶベルト２の厚みを計測（計算）することができる（後述する測定データのＹ軸）。即ち、ローエッジコグドＶベルト２のベルト幅方向をＸ軸、及び、ローエッジコグドＶベルト２のベルト厚み方向をＹ軸とする、座標値を取得することができる。本実施形態では、レーザー変位計９のベルト幅方向の移動に伴い、所定間隔でレーザーを照射することにより、多数の座標値を取得する。具体的には、ローエッジコグドＶベルト２をベルト幅方向に端から端まで測定した場合、約２万個の座標値を取得する。

【0025】

パーソナルコンピュータ１０は、ソフトウェアにより、角度測定装置１の測定動作・計算を統括管理するコンピュータであり、ＣＰＵや、ＲＡＭ、ＲＯＭ、不揮発性メモリー等の記憶装置、入力装置、測定結果等を表示するモニタを備えている。

【0026】

（測定方法）
次に、パーソナルコンピュータ１０のソフトウェアによって、角度測定装置１を動作制御して、ローエッジコグドＶベルト２のＶ字状側面２１・２２（傾斜面に相当）のベルト角度（図２に示す、「Ｖ字状側面２１の傾斜角度θ1」＋「Ｖ字状側面２２の傾斜角度θ2」＝ベルト角度参照）を測定する手順について説明する。

【0027】

（１：ベルトセット）
まず、図３に示すように、測定者が、ローエッジコグドＶベルト２を、２本の第１支持部３（ローエッジコグドＶベルト２の一方の側面を支持）、及び、２本の第２支持部４（ローエッジコグドＶベルト２の外周面を支持）によって支持されるように、第３支持部５の上に載置する（ベルトセット）。なお、ベルトセットの前に、測定するＶベルトの種類、型番（大きさ（幅、厚み）、使用形態）などの入力を行う（条件設定）。

【0028】

次に、図４に示すように、レーザー変位計９の光源９１からレーザー光をローエッジコグドＶベルト２の内周面に仮照射しながら、測定者が、ローエッジコグドＶベルト２を、第３支持部５上で、ベルト長手方向に動かして（回転させて）、ベルト角度の測定対象となるコグ２０部分（頂点部分）に、レーザー光が照射されるようにセッティングする。これにより、一対のストッパー６の間（およそ中間）に、ベルト角度の測定対象となるコグ２０部分が配置され、一対のストッパー６が、コグ２０部分のベルト長手方向の両脇を支持した状態になる。

【0029】

次に、測定者が、パーソナルコンピュータ１０において、測定開始の指令を入力すると、まず、ベルト厚み押え部７が、油圧シリンダー７１の動作制御により下方（図５の上側から下側へ）に移動して、第３支持部５に載置された、ローエッジコグドＶベルト２の、ベルト角度の測定対象となるコグ２０部分のベルト長手方向の両脇を押さえる。これにより、第３支持部５とベルト厚み押え部７との間で、ローエッジコグドＶベルト２を、ベルト厚み方向に固定することができる。

【0030】

次に、ベルト幅押え部８が、油圧シリンダー８１の動作制御により前側（図６の右側から左側へ）に移動して、２本の第１支持部３に支持された、ローエッジコグドＶベルト２の他方の側面（図５に示すローエッジコグドＶベルト２の右側）を押さえる。これにより、２本の第１支持部３とベルト幅押え部８との間で、ローエッジコグドＶベルト２を、ベルト幅方向に固定することができる。

【0031】

（２：形状測定）
次に、パーソナルコンピュータ１０からの指令により、レーザー変位計９が、光源９１からレーザー光を、ローエッジコグドＶベルト２の、ベルト角度の測定対象となるコグ２０に照射しながら、油圧シリンダー９３の動作制御により後側（図１左側から右側へ）に移動する。即ち、レーザー光が、ローエッジコグドＶベルト２の、ベルト角度の測定対象となるコグ２０部分（頂点部分）を、ベルト幅方向に端から端まで横断する。

【0032】

ここで、油圧シリンダー９３によるレーザー変位計９のベルト幅方向の移動（変位）を、ローエッジコグドＶベルト２のベルト幅方向の位置（変位）として計測する。また、受光部９２で受光した、レーザー光の反射光に基づき算出した距離（レーザー変位計９とローエッジコグドＶベルト２のコグ２０部分との間の距離）から、レーザー変位計９のベルト幅方向の移動に伴う、ローエッジコグドＶベルト２の厚みを計測（計算）する。即ち、ローエッジコグドＶベルト２のコグ２０部分のベルト幅方向をＸ軸、及び、ローエッジコグドＶベルト２のコグ２０部分のベルト厚み方向をＹ軸とする、座標値を取得することができる。本実施形態では、レーザー変位計９のベルト幅方向の移動に伴い、所定間隔でレーザーを照射することにより、約２万点の座標値を取得する。取得した座標値は、パーソナルコンピュータ１０に送信され、記憶装置に記憶される。なお、取得する座標値は、少なくとも３つ以上が好ましい。

【0033】

（３：形状測定結果に基づく形状表示）
次に、パーソナルコンピュータ１０の算出により、図７の測定データに示すように、ローエッジコグドＶベルト２のコグ２０部分のベルト幅方向をＸ軸、ローエッジコグドＶベルト２のコグ２０部分のベルト厚み方向をＹ軸として、取得した約２万点の座標値をそれぞれ線で結び、ローエッジコグドＶベルト２の、ベルト角度の測定対象となるコグ２０部分のベルト幅方向の形状を、測定データとしてモニタに表示する（形状測定）。

【0034】

（４：ベルト角度計算）
次に、パーソナルコンピュータ１０は、図８に示すように、事前に設定した、ベルト厚み方向のＡ－Ｂ区間、且つ、ベルト幅方向Ｃ－Ｄ区間において取得された、全ての座標値に基づき、ローエッジコグドＶベルト２の一方のＶ字状側面２１の傾きに相当する、近似直線Ｌ１を算出する。同様に、事前に設定した、ベルト厚み方向のＡ－Ｂ区間、且つ、ベルト幅方向Ｅ－Ｆ区間において取得された、全ての座標値に基づき、ローエッジコグドＶベルト２の他方のＶ字状側面２２の傾きに相当する、近似直線Ｌ２を算出する。なお、本実施形態では、近似直線Ｌ１・Ｌ２の算出方法としは、最小二乗法を使用して計算しているが、これに限らず、公知の計算方法により算出してもよい。また、事前に設定される、ベルト厚み方向のＡ－Ｂ区間、ベルト幅方向Ｃ－Ｄ区間、ベルト幅方向Ｅ－Ｆ区間については、Ｖベルトの種類、型番（大きさ（幅、厚み）、使用形態）などによって予め条件化しておくことが望ましい（測定者によるバラツキを無くすため）。

【0035】

次に、パーソナルコンピュータ１０は、算出した近似直線Ｌ１と、ローエッジコグドＶベルト２の底部２３（内周面）のベルト幅方向に対応する直線Ｌ３とのなす角θ(Ｌ)（Ｖ字状側面２１と底部２３との間の角度）を算出する。同様に、近似直線Ｌ２と、直線Ｌ３とのなす角θ(Ｒ)（Ｖ字状側面２２と底部２３との間の角度）を算出する。ここで、ローエッジコグドＶベルト２の底部２３（内周面）のベルト幅方向に対応する直線Ｌ３は、Ｘ軸と平行な直線を採用してもよい。また、直線Ｌ３は、事前に設定した、ベルト幅方向の所定区間（ローエッジコグドＶベルト２の底部２３に相当する区間）において取得された、全ての座標値に基づき、近似直線として算出してもよい。

【0036】

次に、パーソナルコンピュータ１０は、近似直線Ｌ１と直線Ｌ３とのなす角θ(Ｌ)から、９０°を引いた値を、Ｖ字状側面２１の「傾斜角度θ1」として算出する。同様に、近似直線Ｌ２と直線Ｌ３とのなす角θ(Ｒ)から、９０°を引いた値を、Ｖ字状側面２２の「傾斜角度θ2」として算出する。そして、「傾斜角度θ1」＋「傾斜角度θ2」＝「ベルト角度」として算出する（図９参照）（角度計算）。

【0037】

上記算出した、「傾斜角度θ1」、「傾斜角度θ2」、「ベルト角度」の具体的な値は、図９に示すように、パーソナルコンピュータ１０のモニタに、測定された、ローエッジコグドＶベルト２のコグ２０部分のベルト幅方向の形状・数値（ベルト幅やベルト厚みの値など）とともに表示される。なお、これらの測定データは、パーソナルコンピュータ１０の上位パソコンに送信され、情報管理、実績収集、分析に使用される。

【0038】

次に、パーソナルコンピュータ１０は、上記算出された「ベルト角度」が、予め設定しておいた、製品規格（性能）上、合格となるベルト角度の範囲内にあるか否かを判定する。なお、製品規格（性能）上、合格となるベルト角度の範囲は、パーソナルコンピュータ１０において、Ｖベルトの種類、型番（大きさ（幅、厚み）、使用形態）などによって予め設定・条件化しておくことが望ましい。

【0039】

そして、上記算出された「ベルト角度」が、予め設定しておいた、製品規格（性能）上、合格となるベルト角度の範囲内にあると判定された場合、パーソナルコンピュータ１０のモニタに「合格」の表示を行う。なお、上記算出された「ベルト角度」が、合格となるベルト角度の範囲内にないと判定された場合には、パーソナルコンピュータ１０のモニタに「不合格」の表示を行う。その後、「ベルト角度」の合否判定や、数値結果等が記憶装置に記憶され、保存される。

【0040】

例えば、製品規格（性能）上、合格となるベルト角度の範囲を、「２４°≦ベルト角度＜２５°」に予め設定した場合、上記算出された「ベルト角度」が、「２４．４８°」であれば、モニタに「合格」の表示がなされる。一方、上記算出された「ベルト角度」が、「２５．１０°」であれば、モニタに「不合格」の表示がなされる。これにより、予め、ローエッジコグドＶベルト２のベルト角度の合格範囲を設定していることから、ローエッジコグドＶベルト２のベルト角度の合格判定を自動的に行うことができる。

【0041】

上記実施形態では、算出されるベルト角度は、「傾斜角度θ1」＋「傾斜角度θ2」＝「ベルト角度」としているが、ベルト角度の定義を、「傾斜角度θ1」、「傾斜角度θ2」、近似直線Ｌ１と直線Ｌ３とのなす角θ(Ｌ)、近似直線Ｌ２と直線Ｌ３とのなす角θ(Ｒ)などの角度と規定してもよく、或いは、これらの組み合わせによって規定してもよい。

【0042】

上記実施形態の角度測定装置１によれば、ローエッジコグドＶベルト２のＶ字状側面２１・２２の傾斜角度を非接触で測定することができる。また、ローエッジコグドＶベルト２のＶ字状側面２１・２２を所定間隔で取得した多数の座標値に基づき、ローエッジコグドＶベルト２のＶ字状側面２１・２２に近似させた、近似直線Ｌ１、近似直線Ｌ２を算出していることから、ローエッジコグドＶベルト２の、Ｖ字状側面２１の「傾斜角度θ1」、Ｖ字状側面２２の「傾斜角度θ2」、更には、「傾斜角度θ1」＋「傾斜角度θ2」＝「ベルト角度」を算出するに際して、測定毎のバラツキを抑制することができる。即ち、ベルト角度等の測定精度を高めることができる。

【実施例】

【0043】

次に、本発明に係る角度測定装置と、従来のベルト角度測定器（特許文献４等参照）とを用いて、繰り返しＶベルト（ローエッジコグドＶベルト）のベルト角度を測定した時の繰り返し精度（測定値の差異）を評価する。

【0044】

（従来のベルト角度測定器を使用したベルト角度測定）
ここで、従来のベルト角度測定器として、形状測定機（ミツトヨ製：コントレーサＣＶ３０００）を使用した、Ｖベルト（ローエッジコグドＶベルト）のベルト角度の測定手順について簡単に説明する。

【0045】

まず、図１０に示すように、Ｖベルトを、ベルトセット治具に載置し（ベルトセット）、形状測定機から伸びる針と、測定するＶベルトの部位の位置合わせを行う（条件設定）。

【0046】

次に、形状測定機から伸びる針を、ベルトセット治具に載置された、Ｖベルトのベルト幅方向に沿わせて移動させることにより、針の動き（ベルト幅方向の変位、及び、ベルト厚み方向の変位）を測定する（形状測定）。

【0047】

次に、パーソナルコンピュータの算出により、図１１の測定データに示すように、Ｖベルトのベルト幅方向をＸ軸、Ｖベルトのベルト厚み方向をＹ軸として、Ｖベルトのベルト幅方向の形状を、測定データとしてモニタに表示する。

【0048】

次に、測定者は、パーソナルコンピュータ（専用ソフトウェアを使用）において、図１１に示すように、Ｖベルトの一方のＶ字状側面に相当する、測定データの任意の２点（Ａ点及びＢ点）を選択し、選択したＡ点とＢ点を通る直線Ｌ２１を作成する。同様に、Ｖベルトの他方のＶ字状側面に相当する、測定データの任意の２点（Ｃ点及びＤ点）を選択し、選択したＣ点とＤ点を通る直線Ｌ２２を作成する（４点選択）。

【0049】

次に、パーソナルコンピュータは、作成した直線Ｌ２１と、Ｖベルトの底部２３（内周面）のベルト幅方向に対応する直線Ｌ２３とのなす角θ(Ｌ)（一方のＶ字状側面と底部２３との間の角度）を算出する。同様に、直線Ｌ２２と、直線Ｌ２３とのなす角θ(Ｒ)（他方のＶ字状側面と底部２３との間の角度）を算出する。

【0050】

次に、パーソナルコンピュータは、直線Ｌ２１と直線Ｌ２３とのなす角θ(Ｌ)から、９０°を引いた値を、一方のＶ字状側面の「傾斜角度θ1」として算出する。同様に、直線Ｌ２２と直線Ｌ２３とのなす角θ(Ｒ)から、９０°を引いた値を、他方のＶ字状側面の「傾斜角度θ2」として算出する。そして、「傾斜角度θ1」＋「傾斜角度θ2」＝「ベルト角度」として算出する（角度計算）。そして、算出した「ベルト角度」等をパーソナルコンピュータのモニタに表示する。

【0051】

（測定対象となるＶベルト）
本発明の角度測定装置（レーザー）と従来のベルト角度測定器（従来）の測定精度を評価するにあたって、測定対象となるＶベルトについて説明する。測定対象となるＶベルトは、ローエッジコグドＶベルトであり、表１に示す３種類を用意した（Ｖベルト１、Ｖベルト２、Ｖベルト３）。

【0052】

【表1】

【0053】

（評価方法）
本発明の角度測定装置（レーザー）と従来のベルト角度測定器（従来）において、それぞれ３種類のＶベルト（Ｖベルト１、Ｖベルト２、Ｖベルト３）のベルト角度を、２０回連続で測定し（Ｖベルトをセットして、測定開始指令を連続で２０回押して測定）、測定した２０回分のベルト角度の中の、最高値（Ｍａｘ）と最小値(Ｍｉｎ)との差（バラツキ（Ｒ））を求めた。そして、その差が小さいほどバラツキが小さいと判断した。また、測定した２０回分のベルト角度の平均値をそれぞれ算出し、その平均値の差（従来との差）に基づき、本発明の角度測定装置（レーザー）が従来のベルト角度測定器（従来）と比べて遜色ないかを評価した。その連続測定の結果及びヒストグラムを図１２に示す。

【0054】

また、本発明の角度測定装置（レーザー）と従来のベルト角度測定器（従来）において、それぞれ３種類のＶベルト（Ｖベルト１、Ｖベルト２、Ｖベルト３）のベルト角度を、測定毎に再セットして２０回測定した（測定毎に、Ｖベルトを再セットした後、測定開始指令を押して測定）。その再セット測定の結果及びヒストグラムを図１３に示す。

【0055】

（評価）
連続測定、再セット測定ともに、本発明の角度測定装置（レーザー）は従来のベルト角度測定器（従来）に比べて、バラツキ（Ｒ）は小さく、測定精度は従来同等以上であった。
バラツキが小さくなった要因としては、本発明の角度測定装置（レーザー）は、直接、測定器具がＶベルトに接触せずに、ベルト角度を測定することから、ＶベルトのＶ字状側面等を押圧せずに正確なベルト角度を測定できることが考えられる。

【0056】

また、本発明の角度測定装置では、レーザー変位計を使用して取得した、多数の座標値から算出された近似直線を利用して、ベルト角度を算出していることから、従来のベルト角度測定器に比べて、バラツキ（Ｒ）を小さくすることができた。

【0057】

また、ベルト角度の平均値の差（従来との差）は小さく、本発明の角度測定装置（レーザー）は、従来のベルト角度測定器（従来）と比べても遜色ないと評価することができた。

【0058】

（サンディング仕様のＶベルトの測定）
本発明の角度測定装置（レーザー）において、サンディング仕様のＶベルト（ローエッジコグドＶベルト）のベルト角度の測定精度を評価するために、本発明の角度測定装置（レーザー）と従来のベルト角度測定器（従来）において、それぞれ３種類のＶベルト（表２のＶベルト４、Ｖベルト５、Ｖベルト６参照）のベルト角度を、測定毎に再セットして２０回測定し（測定毎に、Ｖベルトを再セットした後、測定開始指令を押して測定）、バラツキ（Ｒ）、平均値の差（従来との差）を測定した。その測定の結果を表３に示す。

【0059】

【表2】

【0060】

【表3】

【0061】

（評価）
本発明の角度測定装置（レーザー）は従来のベルト角度測定器（従来）に比べて、バラツキ（Ｒ）は小さく、ベルト角度の測定精度は従来同等以上であった。従って、本発明の角度測定装置（レーザー）は、サンディング仕様のＶベルトであっても問題なく、ベルト角度を測定可能である。

【0062】

（測定時間の評価）
次に、本発明の角度測定装置（レーザー）と従来のベルト角度測定器（従来）において、Ｖベルトのベルト角度を、１回測定するのに要した時間を計測した。その結果を、表４及び表５に示す。従来のベルト角度測定器では、手動のベルトセット、手動の条件設定、自動の形状測定、手動の４点選択、自動の角度計算の合計時間を計測した（表４参照）。また、本発明の角度測定装置（レーザー）では、手動の条件設定、半手動のベルトセット、自動の形状測定、自動の角度計算の合計時間を計測した（表５参照）。

【0063】

【表4】

【0064】

【表5】

【0065】

表４及び表５の計測結果によれば、本発明の角度測定装置（レーザー）において、ベルト角度を測定する時間は、従来のベルト角度測定器（従来）に比べて、大幅に短縮することができたことを確認することができた。

【符号の説明】

【0066】

１ 角度測定装置
２ ローエッジコグドＶベルト
２０ コグ
２１ Ｖ字状側面
２２ Ｖ字状側面
２３ 底部
３ 第１支持部
４ 第２支持部
５ 第３支持部
６ ストッパー
７ ベルト厚み押え部
８ ベルト幅押え部
９ レーザー変位計
９１ 光源
９２ 受光部
１０ パーソナルコンピュータ
Ｌ１・Ｌ２ 近似直線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】