特許 7502367 ベルト耐久試験装置

(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】2024-06-10

(45)【発行日】2024-06-18

(54)【発明の名称】ベルト耐久試験装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 17/00 20060101AFI20240611BHJP

   G01N 3/56 20060101ALN20240611BHJP

【ＦＩ】

G01N17/00

G01N3/56 F

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022084438

(22)【出願日】2022-05-24

(65)【公開番号】P2022184768

(43)【公開日】2022-12-13

【審査請求日】2023-11-13

(31)【優先権主張番号】P 2021091457

(32)【優先日】2021-05-31

(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】辻 勝爾

(72)【発明者】

【氏名】森山 和也

【審査官】前田 敏行

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－１１７３１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０４４８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００８－５３７９９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１８８９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０３８７９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０２９００４３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／００８８６２８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１１１８２９８７９（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ １７／００

Ｇ０１Ｎ ３／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のプーリ及び前記複数のプーリに巻回されたベルトを収容可能な内部空間と、外部から前記内部空間内に粉体を投入するための投入口と、前記内部空間と外部とを連通させる吸引口と、を有する試験槽と、
前記ベルトを走行させるためのベルト走行機構と、
前記内部空間内に配置されたファンを有し、前記ファンを駆動して前記内部空間内に気流を生じさせて前記内部空間内に投入された粉体を撹拌するための撹拌機構と、
前記投入口を閉塞可能なバルブと、
前記バルブに対してエアを噴出して前記バルブに付着した粉体を除去するためのエアジェット機構と、
前記内部空間内のエアを前記吸引口から外部に吸引するための吸引機構とを備えたことを特徴とするベルト耐久試験装置。

【請求項2】

前記撹拌機構は、
前記ファンを駆動させて、前記内部空間内において旋回する気流を生じさせることを特徴とする請求項１に記載のベルト耐久試験装置。

【請求項3】

前記撹拌機構が前記ファンを駆動させて前記内部空間内に生じさせる気流は、水平方向に沿った旋回軸を中心に旋回する気流であり、
前記旋回軸の軸方向から見たときの前記内部空間の下方の２隅は、それぞれ円弧形状であることを特徴とする請求項２に記載のベルト耐久試験装置。

【請求項4】

前記試験槽は、
前記内部空間を、前記ベルトが配置される第１空間と配置されない第２空間とに仕切る仕切板と、
前記第１空間に配置される前記ベルトを挟む位置に形成され、前記第１空間と前記第２空間とを連通させる、第１連通口及び第２連通口とを有しており、
前記撹拌機構は、
前記ファンを駆動させて、前記第１空間、前記第１連通口、前記第２空間、前記第２連通口の順に循環する気流を生じさせることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のベルト耐久試験装置。

【請求項5】

前記投入口は、前記第１空間に配置される前記ベルトよりも上方、且つ、上下方向から見たときに前記ベルトと重なる位置に配置されていることを特徴とする請求項４に記載のベルト耐久試験装置。

【請求項6】

前記ベルトにおける前記プーリの間で互いに対向する一対のベルト部分は、前記仕切板からの距離が互いに異なっており、
前記撹拌機構が前記ファンを駆動させたときに前記第１空間を流れる気流の流れ方向は、前記ベルト走行機構が前記ベルトを走行させたときの、前記仕切板から遠い側の前記ベルト部分の走行方向と同じ方向成分を有することを特徴とする請求項４に記載のベルト耐久試験装置。

【請求項7】

前記投入口は、前記内部空間の前記第１空間に面する位置に形成され、
前記吸引口は、前記内部空間の前記第２空間に面する位置に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のベルト耐久試験装置。

【請求項8】

粉体を前記投入口へ供給するためのフィーダと、
前記フィーダを制御するための制御機構とをさらに備えたことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のベルト耐久試験装置。

【請求項9】

前記内部空間内の温度を調整可能な温調機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のベルト耐久試験装置。

【請求項10】

前記フィーダは、当該フィーダが貯留する粉体を含むフィーダ全体の重量変化を検知し、検知した重量変化に基づいて、前記投入口へ供給する粉体の供給量をフィードバック制御することを特徴とする請求項８に記載のベルト耐久試験装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ベルト耐久試験装置に関する。

【背景技術】

【0002】

伝動ベルトの耐久試験は、実際に使用される機械や車両に取り付けて行う実車試験と、実験室においてモータなどで駆動されるプーリに取り付けて行う台上試験とに大別される。実車試験は実際の使用環境での試験であるために信頼性が高い一方で、時間や費用が多く掛かるという欠点がある。一方、台上試験は温度や負荷を調節しての促進試験が容易であり、製品開発を進める上で欠かせないものとなっている。

【0003】

台上試験においては、実車における使用環境の再現を行う要望がある。すなわち、自動車や農業機械のように主に屋外で使用される車両においては、ベルト駆動系に水、砂、土などが付着する場合が多く、このような環境を台上試験で再現することで、耐久試験の信頼性を向上できる。台上試験を行うベルト耐久試験装置としては、例えば特許文献１に、泥水の冠水を模擬するベルト耐久試験装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００４－１１７３１１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

また、自動車が未舗装路を走行する際に巻き上げられた砂利が補機駆動用Ｖリブドベルトに付着する状態のような、ベルト駆動系に粉体が振り掛かる状態を再現できるベルト耐久試験装置が知られている。この種の従来のベルト耐久試験装置では、試験を行う際に、試験槽内に収容されたプーリとベルトに対して、試験槽に形成された投入口から粉体を徐々に投入することで行われていた。

【0006】

しかしながら、従来の上記ベルト耐久試験装置では、粉体がベルト全体に均一に振り掛からないために試験の信頼性が低くなる上、粉体が試験槽の外部へ飛散して周辺環境を汚染するといった問題があった。

【0007】

そこで、本発明は、粉体をベルト全体に従来よりも均一に振り掛けることで、試験の信頼性を高めることが可能であり、且つ、粉体が試験槽の外部へ飛散するのを抑制することで、周辺環境が汚染されることを抑制可能なベルト耐久試験装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するために、本発明のベルト耐久試験装置は、複数のプーリ及び前記複数のプーリに巻回されたベルトを収容可能な内部空間と、外部から前記内部空間内に粉体を投入するための投入口と、前記内部空間と外部とを連通させる吸引口と、を有する試験槽と、前記ベルトを走行させるためのベルト走行機構と、前記内部空間内に配置されたファンを有し、前記ファンを駆動して前記内部空間内に気流を生じさせて前記内部空間内に投入された粉体を撹拌するための撹拌機構と、前記投入口を閉塞可能なバルブと、前記バルブに対してエアを噴出して前記バルブに付着した粉体を除去するためのエアジェット機構と、前記内部空間内のエアを前記吸引口から外部に吸引するための吸引機構とを備えたことを特徴とする。

【0009】

上記の構成によれば、内部空間内に投入された粉体は、撹拌機構により撹拌されるため、粉体をベルト全体に従来よりも均一に振り掛けることができる。その結果として、試験の信頼性を高めることができる。
粉体を内部空間内に投入するとき以外は、バルブで投入口を閉塞することで、粉体が投入口から試験槽の外部へ飛散するのを抑制することができる。その結果として、ベルト耐久試験装置の周辺環境が汚染することを抑制することができる。
また、エアジェット機構により、バルブに付着した粉体を除去することができるので、粉体の付着によるバルブの動作不良を抑制することができる。
ここで、エアジェット機構がバルブに対してエアを噴出した際に、そのエアの一部が内部空間内に入ることで内部空間内の圧力が高まる。これにより、内部空間内の粉体が投入口を介して試験槽の外部へ飛散し易くなる。しかしながら、上記の構成によれば、吸引機構により内部空間内を負圧（陰圧、減圧）にすることができるので、エアを噴射した際に粉体が試験槽の外部へ飛散するのを抑制することができる。

【0010】

また、本発明のベルト耐久試験装置において、前記撹拌機構は、前記ファンを駆動させて、前記内部空間内において旋回する気流を生じさせてもよい。上記の構成によれば、ファンで発生した気流が内部空間内で旋回するので、粉体をベルト全体により均一に振り掛けることができる。

【0011】

また、本発明のベルト耐久試験装置において、前記撹拌機構が前記ファンを駆動させて前記内部空間内に生じさせる気流は、水平方向に沿った旋回軸を中心に旋回する気流であり、前記旋回軸の軸方向から見たときの前記内部空間の下方の２隅は、それぞれ円弧形状であってもよい。上記の構成によれば、ファンで発生した気流が内部空間内で旋回しやすくなるとともに、内部空間の下方の２隅に粉体が滞留するのを抑制することができるので、粉体をベルト全体により均一に振り掛けることができる。

【0012】

また、本発明のベルト耐久試験装置において、前記試験槽は、前記内部空間を、前記ベルトが配置される第１空間と配置されない第２空間とに仕切る仕切板と、前記第１空間に配置される前記ベルトを挟む位置に形成され、前記第１空間と前記第２空間とを連通させる、第１連通口及び第２連通口とを有しており、前記撹拌機構は、前記ファンを駆動させて、前記第１空間、前記第１連通口、前記第２空間、前記第２連通口の順に循環する気流を生じさせてもよい。上記の構成によれば、仕切板により、ファンで発生した気流が内部空間内で循環し易くなるため、粉体をベルト全体により均一に振り掛けることができる。

【0013】

また、本発明のベルト耐久試験装置において、前記投入口は、前記第１空間に配置される前記ベルトよりも上方、且つ、上下方向から見たときに前記ベルトと重なる位置に配置されていてもよい。上記の構成によれば、粉体を投入口から投入する際にベルトを走行させることで、投入口から投入される粉体を、ベルトの走行により生じる風によって、内部空間内において効率よく撹拌することができる。

【0014】

また、本発明のベルト耐久試験装置においては、前記ベルトにおける前記プーリの間で互いに対向する一対のベルト部分は、前記仕切板からの距離が互いに異なっており、前記撹拌機構が前記ファンを駆動させたときに前記第１空間を流れる気流の流れ方向は、前記ベルト走行機構が前記ベルトを走行させたときの、前記仕切板から遠い側の前記ベルト部分の走行方向と同じ方向成分を有していてもよい。上記の構成によれば、撹拌機構がファンを駆動したときに第１空間を流れる気流の流れ方向と、ベルト走行時において仕切板から遠い側のベルト部分の走行により生じる風の向きとが同じ方向成分を有することになる。その結果として、粉体を内部空間内において、より効率よく撹拌することができる。

【0015】

また、本発明のベルト耐久試験装置において、前記投入口は、前記内部空間の前記第１空間に面する位置に形成され、前記吸引口は、前記内部空間の前記第２空間に面する位置に形成されていてもよい。上記の構成によれば、吸引口は、投入口が面している第１空間とは異なる第２空間に面しているため、吸引機構によりエアを吸引する際に粉体が吸引口から吸引され難くすることができる。

【0016】

また、本発明のベルト耐久試験装置においては、粉体を前記投入口へ供給するためのフィーダと、前記フィーダを制御するための制御機構とをさらに備えていてもよい。上記の構成によれば、粉体を供給する量や時間等を正確に制御でき、試験の信頼性を向上させることができる。

【0017】

また、本発明のベルト耐久試験装置においては、前記内部空間内の温度を調整可能な温調機構をさらに備えていてもよい。上記の構成によれば、内部空間内の温度を調整することで実際の使用環境を再現することができ、試験の信頼性を向上させることができる。

【0018】

また、本発明のベルト耐久試験装置において、前記フィーダは、当該フィーダが貯留する粉体を含むフィーダ全体の重量変化を検知し、検知した重量変化に基づいて、前記投入口へ供給する粉体の供給量をフィードバック制御してもよい。上記の構成によれば、粉体の供給量を精度よく制御することができるため、試験の信頼性を向上させることができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によると、粉体をベルト全体に従来よりも均一に振り掛けることができ、且つ、粉体が試験槽の外部へ飛散するのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】ベルト耐久試験装置の概略正面図である。

【図2】ベルト耐久試験装置の概略平面図である。

【図3】ベルト耐久試験処理について説明するフローチャートである。

【図4】粉体投入処理について説明するフローチャートである。

【図5】粉体投入処理について説明するタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の好適な実施形態に係るベルト耐久試験装置１の概略構成について説明する。ベルト耐久試験装置１は、例えば自動車が未舗装路を走行する際に巻き上げられた砂利が補機駆動用Ｖリブドベルトに付着する状態のような、ベルト駆動系に粉体が振り掛かる状態を再現して、ベルトＢの耐久性を評価する台上試験を行うための装置である。

【0022】

図１に示すように、ベルト耐久試験装置１は、試験槽２、ベルト走行機構３（図２参照）、撹拌機構４、バルブ５、エアジェット機構６、吸引機構７、フィーダ８、温調機構９、及び制御機構１００を有する。尚、以下では、図１の紙面手前側をベルト耐久試験装置１の「前方」、紙面向こう側をベルト耐久試験装置１の「後方」と定義する。また、図１に示す左右方向及び上下方向を、ベルト耐久試験装置１の「左右方向」及び「上下方向」と定義する。以下、前後、左右、上下の各方向語を適宜使用して説明する。なお、前後方向及び左右方向は、水平方向と平行である。また、上下方向は、鉛直方向と平行である。

【0023】

図１及び図２に示すように、試験槽２は、筐体２０、及び仕切板２１を備えている。筐体２０は、前壁２０ａ、後壁２０ｂ、左壁２０ｃ、右壁２０ｄ、底壁２０ｅ、上壁２０ｆを備え、全体として略直方体状に形成されている。筐体２０内には、これら壁２０ａ～２０ｆによって画定された内部空間Ｓが形成されている。本実施形態では、筐体２０は、アングル（ＳＳ４００）と平板（ケイ酸カルシウム板）で形成されている。

【0024】

仕切板２１は、内部空間Ｓを、上部空間ＳＵ（「第１空間」に相当）と下部空間ＳＢ（「第２空間」に相当）とに上下に仕切る板状の部材である。仕切板２１は、内部空間Ｓの上下方向の略中央において水平方向に延在している。このため、上部空間ＳＵの体積と下部空間ＳＢの体積は略同じである。仕切板２１は、ＳＰＣＣ材で形成されている。

【0025】

仕切板２１は、その前端が筐体２０の前壁２０ａに連結されており、その後端が筐体２０の後壁２０ｂに連結されている。一方で、仕切板２１の右端と、筐体２０の右壁２０ｄとの間には間隙が形成されおり、この間隙は、上部空間ＳＵと下部空間ＳＢとを連通させる連通口２１ａ（「第１連通口」に相当）として機能する。同様に、仕切板２１の左端と、筐体２０の左壁２０ｃとの間には間隙が形成されており、この間隙は、上部空間ＳＵと下部空間ＳＢとを連通させる連通口２１ｂ（「第２連通口」に相当）として機能する。

【0026】

上部空間ＳＵは、試験対象となる無端状のベルトＢ、及び４つのプーリＰを収容可能である。４つのプーリＰは、駆動プーリＰ１、従動プーリＰ２、及び一対のアイドラプーリＰ３からなる。これら４つのプーリＰそれぞれに連結された回転軸Ｆの軸方向は、前後方向と平行である。

【0027】

図２に示すように、後壁２０ｂには、４つの回転軸Ｆが挿通される４つの貫通孔２０ｂ１が形成されている。後壁２０ｂには、４つのプーリＰをそれぞれ回転自在に支持する４つのベアリング（不図示）が設けられている。また、回転軸Ｆと貫通孔２０ｂ１の内周面との間の隙間には、オイルシール（不図示）が設けられている。これにより、内部空間Ｓ内に投入される粉体が、この隙間を介して試験槽２の外部へ飛散するのを抑制することができる。

【0028】

駆動プーリＰ１は、連通口２１ｂよりも右側に配置されている。従動プーリＰ２は、駆動プーリＰ１よりも右側、且つ、連通口２１ａよりも左側に配置されている。ベルトＢは、駆動プーリＰ１及び従動プーリＰ２に巻回されている。従って、ベルトＢは、左右方向において２つの連通口２１ａ，２１ｂにより挟まれている。換言すれば、上下方向から見たときに、ベルトＢは、仕切板２１の領域内に配置されている。

【0029】

図１に示すように、ベルトＢにおける、駆動プーリＰ１と従動プーリＰ２との間で互いに上下方向に対向する一対のベルト部分Ｂａは、仕切板２１からの距離が互いに異なる。詳細には、上側のベルト部分Ｂａは、下側のベルト部分Ｂａよりも仕切板２１からの距離が遠い。本実施形態においては、ベルトＢは、Ｖリブドベルトであるが、特にこれに限定されるものではなく、平ベルト等の伝動ベルトであってもよい。

【0030】

一対のアイドラプーリＰ３は、左右方向において駆動プーリＰ１及び従動プーリＰ２に挟まれた位置に配置されている。これらアイドラプーリＰ３は、ベルトＢの背面を上下方向に押し付ける。

【0031】

図２に示すように、４つのプーリＰは、上部空間ＳＵにおいて、前後方向の中央位置よりも後側に配置されている。これにより、各プーリＰの回転軸Ｆの長さを短くすることができるので、ベアリングに作用する力や軸たわみを軽減することができる。

【0032】

筐体２０の上壁２０ｆには、内部空間Ｓと外部とを連通させる開口である投入口２２が形成されている。この投入口２２は、上部空間ＳＵに面した位置に形成されている。また、投入口２２は、上部空間ＳＵに収容されるベルトＢよりも上方、且つ、上下方向から見たときにベルトＢのベルト部分Ｂａと重なる位置（図２参照）に配置されている。

【0033】

ベルトＢに振り掛ける粉体は、この投入口２２から内部空間Ｓ内に投入される。粉体としては、試験の信頼性を高めるために、ＪＩＳ３種ケイ砂のような粒径が一定の範囲に分布したものが使用される。

【0034】

図１に示すように、筐体２０の右壁２０ｄには、内部空間Ｓと外部とを連通させる開口である吸引口２３が形成されている。この吸引口２３は、仕切板２１よりも下方の位置に形成されている。すなわち、吸引口２３は、下部空間ＳＢに面した位置に形成されている。

【0035】

また、筐体２０には、４つの整流板２４が設けられている。詳細には、４つの整流板２４は、それぞれ、円弧状の形状をしており、前後方向から見たときの筐体２０の４隅を塞ぐように設けられている。これにより、前後方向から見たときの内部空間Ｓの４隅は、それぞれ円弧形状となっている。

【0036】

図２に示すように、ベルト走行機構３は、ベルトＢを走行させるための機構であり、ベルト駆動モータ３１を備えている。ベルト駆動モータ３１は、駆動プーリＰ１の回転軸Ｆ（駆動軸）に連結されている。また、ベルト駆動モータ３１は、試験槽２の外部に配置されている。これにより、内部空間Ｓ内の粉体等がモータ内部に侵入して、ベルト駆動モータ３１が故障することを抑制することができる。ベルト駆動モータ３１は、制御機構１００の制御の下、駆動プーリＰ１を回転駆動させる。本実施形態においては、ベルト駆動モータ３１は、駆動プーリＰ１を図１中時計回りに回転駆動する。これにより、上側のベルト部分Ｂａは右方向に走行し、下側のベルト部分Ｂａは左方向に走行する。

【0037】

撹拌機構４は、投入口２２から内部空間Ｓ内に投入された粉体を撹拌するための機構である。撹拌機構４は、ファン４１、及びファンモータ４２を有している。ファン４１は、上部空間ＳＵ内において、ベルトＢよりも右側に配置されている。また、上下方向から見たときに、ファン４１は、連通口２１ａの開口内に配置されている。ファン４１のファン軸４１ａ（回転軸）の軸方向は、左右方向と平行である。また、ファン軸４１ａは、内部空間Ｓの前後方向の略中央に位置づけられている。ファン４１の形態は特に限定されず、シロッコファン、プロペラファン、ターボファンなどであってもよい。

【0038】

試験槽２の右壁２０ｄには、ファン軸４１ａが挿通される貫通孔２０ｄ１が形成されている。ファン軸４１ａと貫通孔２０ｄ１の内周面との間の隙間には、オイルシール（不図示）が設けられている。これにより、内部空間Ｓ内に投入される粉体が、この隙間を介して試験槽２の外部へ飛散するのを抑制することができる。

【0039】

ファンモータ４２は、試験槽２の外部に配置されている。これにより、内部空間Ｓ内の粉体等がモータ内部に侵入して、ファンモータ４２が故障することを抑制することができる。

【0040】

ファンモータ４２の軸４２ａと、ファン４１のファン軸４１ａとはカップリング等で連結されている。ファンモータ４２は、制御機構１００の制御の下、ファン４１を回転駆動させて、内部空間Ｓ内において気流を生じさせる。より詳細には、ファン４１を回転駆動すると、上部空間ＳＵのエアは、ファン４１に吸い込まれて、連通口２１ａを介して下部空間ＳＢに吐き出される。これにより、内部空間Ｓ内には、上部空間ＳＵ、連通口２１ａ、下部空間ＳＢ、連通口２１ｂの順に循環する気流（図１中白抜き矢印に沿って流れる気流）が生じる。すなわち、内部空間Ｓ内において、前後方向と平行な方向を旋回軸として、図１中時計回りに旋回する気流が生じる。

【0041】

図１に示すように、バルブ５は、投入口２２の上方に配置されており、投入口２２を閉塞可能なバルブである。バルブ５は、制御機構１００による制御の下、開閉する。バルブ５が閉弁した状態では、投入口２２は閉塞され、内部空間Ｓは密閉空間となる。従って、バルブ５により投入口２２を閉塞すると、内部空間Ｓ内に投入された粉体が、試験槽２の外部へ飛散することを抑制することができる。

【0042】

バルブ５の種類は特に限定されるものではなく、ボールバルブやゲートバルブなどであってもよいが、粉体の付着によるバルブ５の動作不良を低減できる点から、バタフライバルブであることが好ましい。本実施形態では、バルブ５は、バタフライバルブである。

【0043】

バルブ５の上方には、漏斗状のホッパー５０が配置されている。ホッパー５０は、フィーダ８から供給される粉体を、投入口２２へ導く。

【0044】

ここで、バルブ５に粉体が付着した状態のままにしておくと、バルブ５に動作不良が生じうる。エアジェット機構６は、このバルブ５に付着した粉体を除去するために、制御機構１００の制御の下、バルブ５に対してエアを噴出する機構である。

【0045】

エアジェット機構６は、バルブ５の上方に配置されている。エアジェット機構６は、上下方向から見たときにホッパー５０の下端の筒状部分の周りを囲むように形成された円筒状のノズル６０を有している。エアジェット機構６は、この円筒状のノズル６０から下方に向けてエアを噴出して、バルブ５の全周に対してエアを吹き付ける。これにより、バルブ５に付着した粉体が除去される。なお、円筒をねじるようにノズルに角度を付けることで、ノズルからスパイラル状のエアを噴出するように構成されていてもよい。この場合、バルブ５に付着した粉体を効率よく除去することができる。

【0046】

ここで、エアジェット機構６がバルブ５に対してエアを噴射する際には、そのエアの一部が投入口２２から内部空間Ｓ内に侵入する。これにより、内部空間Ｓ内の圧力が高まることで、内部空間Ｓ内の粉体が投入口２２から試験槽２の外部へ飛散しやすくなる。吸引機構７は、内部空間Ｓ内の圧力が高まることを抑制して、内部空間Ｓ内の粉体が試験槽２の外部へ飛散するのを抑制するための機構である。

【0047】

吸引機構７は、試験槽２の外部に配置されており、制御機構１００による制御の下、内部空間Ｓ内のエアを吸引口２３から外部に吸引する。エアジェット機構６がバルブ５に対してエアを噴射する際に、吸引機構７により内部空間Ｓ内のエアを吸引して内部空間Ｓ内を負圧にする。これにより、内部空間Ｓ内の粉体が試験槽２の外部へ飛散するのを抑制することができる。なお、内部空間Ｓ内の粉体が吸引口２３から吸引されないように、吸引口２３にフィルタ等を設けてもよい。

【0048】

フィーダ８は、ホッパー５０を介して、投入口２２に粉体を供給するための装置である。このフィーダ８により、内部空間Ｓ内への粉体の投入を自動で行うことができるので、人手を省略することがきるとともに、粉体を供給する量や時間を正確にすることができる。

【0049】

ここで、内部空間Ｓ内に投入された粉体は、プーリＰとベルトＢとの間で摩耗・圧壊するなどして、時間の経過とともに粒径が小さくなる。このため、ベルト耐久試験中において、定期的に新しい粉体を供給する必要がある。そこで、本実施形態では、ベルト耐久試験中においては、制御機構１００の制御の下、フィーダ８により定期的（例えば、１時間当たり１回）、新しい粉体を内部空間Ｓ内に投入する。これにより、長時間の試験においても、粉体の品質（粒径など）が安定して、試験の信頼性を高めることができる。

【0050】

フィーダ８の方式は特に限定されず、振動式、容積式（容量式）、重量式（ロスインウェイト式など）などを使用できる。振動式のフィーダは、粉体を貯留したホッパーおよびトラフに振動を与えることにより粉体を下方に移動させる方式であり、振動数やトラフの角度などを変更することにより粉体の吐出量（供給量）を変更できる。しかしながら、振動式のフィーダは、ホッパーの下部でブリッジが発生しやすいこともあり、粉体の吐出量の制御精度は低い。容積式のフィーダは、スクリューや羽根を一定の速度で回転させることにより粉体を送り出す方式であり、ブリッジの発生を抑制することができ、粉体の吐出量の制御精度を高めることができる。しかしながら、容積式のフィーダは、スクリューや羽根の回転速度と吐出量の関係をあらかじめ確認する必要がある上、粉体のかさ密度や空隙率が一定ではない場合などに吐出量が変化しやすい。重量式のフィーダは、貯留する粉体を含むフィーダ全体の重量変化を電子天秤などで検知しながら吐出量を調節する方式であり、フィーダの制御機構により、重量の減少が目標値よりも大きい場合には粉体の吐出量を減少させ、重量の減少が目標値よりも小さい場合には粉体の吐出量を増加させるなど、フィードバック制御が可能となっている。

【0051】

伝動ベルトの耐久試験においては、粉体の投入量（重量）が伝動ベルトの耐久性に影響を与えることから、粉体の投入量を精度よく制御するのが望ましい。そのため、フィーダとしては容積式もしくは重量式のフィーダを用いるのが好ましく、特に、フィーダの重量変化を検知して粉体の吐出量をフィードバック制御することが可能な重量式のフィーダを用いるのが好ましい。

【0052】

ところで、例えば、自動車の補機駆動用Ｖリブドベルトなどは、エンジンの高温に曝されることで耐久性が低下しやすい。このため、実車での使用環境に近い温度条件で試験を行うことが望ましい。温調機構９は、内部空間Ｓ内の温度を、実車での使用環境に近い温度に調整するための機構である。温調機構９は、ヒータ及び冷却器を含み、制御機構１００による制御の下、内部空間Ｓ内の温度を調整する。変形例として、温調機構９は、ヒータのみを含み、内部空間Ｓ内の温度を加熱調整のみ可能な機構であってもよい。また、温調機構９は、冷却器のみを含み、内部空間Ｓ内の温度を冷却調整のみ可能な機構であってもよい。

【0053】

温調機構９は、下部空間ＳＢ内に配置されている、より詳細には、温調機構９は、仕切板２１を挟んでベルトＢと上下で対向する位置に配置されている。これにより温調機構９による温度変化が、ベルトＢに直接作用するのを防止して、ベルトＢが局所的に加熱または冷却されるのを抑制することができる。

【0054】

制御機構１００は、ベルト耐久試験装置１全体の動作を司る機構であり、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）を含む。ＰＬＣは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＰＬＣが実行するプログラム等を記憶するメモリ、タイマー等から構成されている。なお、制御機構１００は、マイコンやパソコン等であってもよい。制御機構１００は、ベルト駆動モータ３１、ファンモータ４２、バルブ５、エアジェット機構６、吸引機構７、フィーダ８、及び温調機構９等の各駆動機構に接続されており、これらの動作を制御する。

【0055】

以下、図３を参照して、制御機構１００が実行するベルト耐久試験処理の一例について説明する。

【0056】

制御機構１００は、まず、温調機構９を制御して内部空間Ｓ内の温度を、所望の温度に調整する（Ｓ１）。次に、制御機構１００は、ベルト駆動モータ３１を制御して、ベルトＢを走行させる（Ｓ２）。この後、制御機構１００は、粉体を投入するタイミングか否かを判断する（Ｓ３）。本実施形態では、粉体の投入サイクルは、１時間（３６００ｓ）で１サイクルと設定されている。従って、制御機構１００は、ベルト耐久試験の初回の投入時以外においては、前回の粉体の投入を開始した時点から１時間経過している場合には粉体を投入するタイミングであると判断し、１時間経過していない場合には粉体を投入するタイミングではないと判断する。

【0057】

Ｓ３の処理において、粉体を投入するタイミングであると判断した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）には、制御機構１００は、後で図４を参照して説明する粉体投入処理を実行する（Ｓ４）。この粉体投入処理により、内部空間Ｓ内に粉体が投入される。また、粉体投入処理の終了時には、ファン４１は回転駆動しており、内部空間Ｓ内を循環する気流が生じている。この粉体投入処理が終了すると、Ｓ３の処理に戻る。

【0058】

Ｓ３の処理において、粉体を投入するタイミングではないと判断した場合（Ｓ３：ＮＯ）には、ベルト耐久試験処理を終了させるタイミングであるか否かを判断する（Ｓ５）。ベルト耐久試験処理を終了させるタイミングではないと判断した場合（Ｓ５：ＮＯ）には、Ｓ３の処理に戻る。

【0059】

一方で、ベルト耐久試験処理を終了させるタイミングであると判断した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）には、制御機構１００は、ベルト駆動モータ３１を制御して、ベルトＢの走行を停止させ、且つ、ファンモータ４２を制御してファン４１を停止させる（Ｓ６）。このＳ６の処理が終了すると、ベルト耐久試験処理を終了する。

【0060】

次に、図４及び図５を参照して、制御機構１００が実行する粉体投入処理の一例について説明する。なお、図５のタイミングチャートにおいて示されている「ＯＮ」は「作動中」、「ＯＦＦ」は「停止」を表している。

【0061】

図４に示すように、まず、制御機構１００は、ファン４１が回転駆動中か否かを判断する（Ａ１）。Ａ１の処理でファン４１が回転駆動中ではないと判断した場合（Ａ１：ＮＯ）には、Ａ３の処理に移る。一方で、ファン４１が回転駆動中であると判断した場合（Ａ１：ＹＥＳ）には、制御機構１００は、ファンモータ４２を制御して、ファン４１の回転を停止させて（Ａ２）、Ａ３の処理に移る。

【0062】

Ａ３の処理では、制御機構１００は、バルブ５の開動作を行う。なお、図５に示すように、直前にファン４１が回転駆動していた場合には、ファン４１の回転が停止してから２秒経過後にバルブ５の開動作を開始する。

【0063】

次に、制御機構１００は、バルブ５の開動作が完了した後に、フィーダ８を作動させて、粉体の投入口２２への供給を開始する（Ａ４）。これにより、投入口２２から内部空間Ｓ内に粉体が投入される。また、この粉体を投入する際は、ベルトＢは走行中である。このため、ベルトＢの走行により生じる風によって、投入口２２から投入される粉体は、内部空間Ｓ内において撹拌される。また、粉体を投入する際は、ファン４１は停止している。このため、ファン４１により生じる気流によって粉体が投入口２２から逆流することを抑制することができる。

【0064】

フィーダ８の作動を開始してから３００秒経過後に、制御機構１００は、フィーダ８の作動を停止させて、粉体の投入口２２への供給を停止する（Ａ５）。フィーダ８の作動を停止させてから１秒経過後に、制御機構１００は、吸引機構７を作動させて、内部空間Ｓ内のエアを吸引口２３から外部に吸引する（Ａ６）。これにより、内部空間Ｓ内が負圧となる。

【0065】

次に、制御機構１００は、吸引機構７を作動させてから１秒経過後に、エアジェット機構６を作動させてバルブ５に対してエアを噴出する（Ａ７）。これにより、粉体の投入時などにおいてバルブ５に付着した粉体等の異物が除去される。

【0066】

その後、制御機構１００は、エアジェット機構６を作動させてから３秒経過後に、エアジェット機構６の作動を停止する（Ａ８）。そして、制御機構１００は、エアジェット機構６の作動を停止させてから１秒経過後に吸引機構７の作動を停止する（Ａ９）。

【0067】

次に、制御機構１００は、吸引機構７の作動を停止してから１秒経過後に、バルブ５の閉動作を開始する（Ａ１０）。そして、制御機構１００は、バルブ５の閉動作が完了した後に、ファンモータ４２を制御して、ファン４１を回転駆動させる（Ａ１１）。以上で、粉体投入処理を終了する。

【0068】

また、制御機構１００は、ベルト耐久試験処理を実行中において、ベルト走行機構３やフィーダ８等の駆動機構の異常の有無を検知しており、異常を検知した場合には、ベルト走行機構３やフィーダ８等の駆動機構の作動を停止する。

【0069】

以上、本実施形態によると、内部空間Ｓ内に投入された粉体は、撹拌機構４により撹拌されるため、粉体をベルトＢ全体に均一に振り掛けることができる。その結果として、試験の信頼性を高めることができる。粉体を内部空間Ｓ内に投入するとき以外は、バルブ５で投入口２２を閉塞することで、粉体が投入口２２から試験槽２の外部へ飛散するのを抑制することができる。その結果として、ベルト耐久試験装置１の周辺環境が汚染することを抑制することができる。また、エアジェット機構６により、バルブ５に付着した粉体を除去することができるので、粉体の付着によるバルブ５の動作不良を抑制することができる。また、吸引機構７により試験槽２の内部空間Ｓを負圧にすることができるので、エアジェット機構６がエアをバルブ５に対して噴射した際に、粉体が試験槽２の外部へ飛散するのを抑制することができる。

【0070】

また、撹拌機構４は、ファン４１を駆動させて、内部空間Ｓ内において循環（旋回）する気流を生じさせている。これにより、内部空間Ｓ内において粉体も循環することになるため、粉体をベルトＢ全体により均一に振り掛けることができる。また、仕切板２１により、ファン４１で発生した気流が内部空間Ｓ内において循環し易くなるため、粉体をベルトＢ全体により均一に振り掛けることができる。

【0071】

また、前後方向から見たときの内部空間Ｓの４隅は、円弧形状である。これにより、ファン４１で発生した気流が、内部空間Ｓ内で循環しやすくなるとともに、内部空間Ｓの下方の２隅に粉体が滞留するのを抑制して、粉体をベルトＢ全体により均一に振り掛けることができる。

【0072】

また、投入口２２は、上部空間ＳＵに配置されるベルトＢよりも上方、且つ、上下方向から見たときにベルトＢと重なる位置に配置されている。これにより、粉体を投入口２２から投入する際にベルトＢを走行させることで、投入口２２から投入される粉体を、ベルトＢの走行により生じる風によって、内部空間Ｓ内において効率よく撹拌することができる。

【0073】

また、上述の実施形態では、撹拌機構４がファン４１を駆動させたときに上部空間ＳＵを流れる気流の流れ方向は、右方向である。また、ベルト走行機構３がベルトＢを走行させたときの、上側のベルト部分Ｂａの走行方向は、右方向である。このように上部空間ＳＵを流れる気流の流れ方向と、上側のベルト部分Ｂａの走行方向は同じ方向成分を有することになる。ここで、撹拌機構４がファン４１を駆動させたときに、内部空間Ｓ内において循環する気流の流れの強さは旋回中心よりも外側の方が強くなる。すなわち、上部空間ＳＵにおいては、仕切板２１の近傍よりも、筐体２０の上壁２０ｆの近傍の方が、気流の流れは強い。このため、上側のベルト部分Ｂａの走行方向を気流の流れと同じ方向にしたほうが、下側のベルト部分Ｂａの走行方向を気流の流れと同じ方向にした場合と比べて、ベルトＢの走行により生じる風と、ファン４１により生じる風との相乗効果により、内部空間Ｓ内において粉体をより撹拌することができる。

【0074】

投入口２２は、上部空間ＳＵに面する位置に形成され、吸引口２３は、下部空間ＳＢに面する位置に形成されている。このように、吸引口２３は、投入口２２が面している上部空間ＳＵとは異なる下部空間ＳＢに面しているため、吸引機構７によりエアを吸引する際に、投入口２２から内部空間Ｓ内に投入された粉体が吸引口２３から吸引され難くすることができる。

【0075】

また、温調機構９により、内部空間Ｓ内の温度を調整することで実際の使用環境を再現することができる。これにより、試験の信頼性を向上させることができる。

【実施例】

【0076】

以下、実施例について説明する。上記のベルト耐久試験処理を、下記の試験条件で行った。なお、粉体投入処理における各駆動機構の動作タイミングは、図４及び図５を参照して説明したタイミングと同じである。

【0077】

・駆動プーリの直径：１７６ｍｍ
・従動プーリの直径：７６ｍｍ
・アイドラプーリの直径：７６ｍｍ
・駆動プーリの駆動軸の回転数：２５００ｒｐｍ
・負荷：なし
・ベルト張力：２９０Ｎ
・雰囲気温度：５５℃
・試験対象のベルト：Ｖリブドベルト（６ＰＫ１２００、Ｋ形、リブ数６、周長１２００ｍｍ）
・ファンの回転数：２０００ｒｐｍ・粉体：ＪＩＳ３種ケイ砂（ＪＩＳＺ８９０１（２００６）準拠）
・粉体投入量：３０ｇ／ｈ
・試験時間：１２ｈ

【0078】

（試験結果）
ベルト耐久試験中において粉体が試験槽の外部へ飛散することはほとんどなく、周辺環境が汚染されることを抑制できていた。また、撹拌機構を備えていない従来のベルト耐久試験装置と比べて、粉体をベルト全体に均一に振り掛けることができていた。

【0079】

（フィーダの吐出量の制御精度の試験）
容積式のフィーダ、及び、重量式のフィーダそれぞれを使用した場合の粉体の吐出量の制御精度を調べる試験を行った。

【0080】

具体的には、容積式のフィーダとして（株）ヨシカワ製マイクロディスチャージャー：ＭＤ－１２５ＳＲ－ＤＶを使用した場合と、重量式のフィーダとして（株）アイシンナノテクノロジーズ製マイクロンフィーダー（登録商標）：ＴＦ－７０－ＣＴ（ＡＤ）を使用した場合の粉体の吐出量の制御精度の比較を行った。粉体にはＪＩＳ３種ケイ砂を用い、各フィーダの粉体の吐出量の目標値は３０ｇ／ｈとした。

【0081】

試験の結果、容積式のフィーダ（ＭＤ－１２５ＳＲ－ＤＶ）では粉体の吐出量が３３．３７ｇ／ｈであったのに対して、重量式のフィーダ（ＴＦ－７０－ＣＴ（ＡＤ））では３０．０３ｇ／ｈとなり、重量式のフィーダの粉体の吐出量の制御精度が高いことが確認された。伝動ベルトの耐久試験では、粉体の投入量がベルトの耐久性に影響を与えることから、吐出量をより厳密に制御できる重量式のフィーダを用いるのが好ましい。

【0082】

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、仕切板が、内部空間をベルトが配置される空間と配置されない空間に、前後に仕切るまたは左右に仕切るように形成されていてもよい。この場合、撹拌機構は、内部空間内において、上下方向と平行な方向を旋回軸として、旋回（循環）する気流を生じさせる。

【0083】

整流板は、前後方向から見たときの試験槽の筐体の下方の２隅のみを塞ぐように設けられていてもよい。すなわち、前後方向から見たときの内部空間の下方の２隅のみ円弧形状となっていてもよい。また、試験槽の筐体を球状等にすることで、整流板を設けずに、筐体の壁のみで、各隅が円弧形状となる内部空間を画定していてもよい。

【0084】

また、上述の実施形態では、上部空間ＳＵと下部空間ＳＢとを連通させる連通口２１ａ，２１ｂは、仕切板２１と筐体の壁２０ｃ，２０ｄとの間に形成された間隙であったが、これに限定されるものではなく、仕切板を貫通する貫通孔であってもよい。プーリの回転軸の軸方向は、前後方向と平行である必要はなく、例えば、上下方向と平行であってもよい。

【0085】

仕切板は、必須ではない。また、撹拌機構は、上述のような内部空間内を旋回する気流を生じさせる必要はなく、内部空間内に投入された粉体を撹拌することができればよい。ベルト及びファンの配置位置は、上述の実施形態に限定されるものではなく、内部空間内であれば何れの場所であってもよい。同様に、温調機構の配置位置についても、上述の実施形態に限定されるものではない。温調機構が、試験槽の外部から内部空間の温度を調整できるのであれば、温調機構は、試験槽の外部に配置されていてもよい。

【0086】

また、上述の実施形態では、各駆動機構の動作を、単一の制御機構１００で制御していたが、これに限定されるものではなく、各駆動機構の動作を、複数の制御機構で分担して行ってもよい。また、投入口２２への粉体の供給等は、人手で行ってもよい。

【0087】

上述の実施形態では、粉体を投入する際に、ファン４１の回転駆動を停止させていたが、停止させなくてもよい。すなわち、ベルト耐久試験処理の実行中において、ファンを常に回転駆動させていてもよい。この場合、内部空間内において粉体をより撹拌することができるので、粉体をベルト全体により均一に振り掛けることができる。なお、この場合、投入口の開口向きを、内部空間内の気流の流れ方向下流側に傾ける等、内部空間内に投入された粉体が投入口から試験槽の外部へ逆流するのを低減する手段を講じておくことが好ましい。

【0088】

吸引機構の動作タイミングは、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、吸引機構を、ベルト耐久試験処理中において、常に駆動させていてもよい。この場合、ベルト耐久試験処理中において、内部空間内を常に負圧にすることができるため、粉体が試験槽の外部へ飛散することをより抑制することができる。

【0089】

温調機構は、必須ではない。また、投入口や吸入口の形成位置は、上述の実施形態に限定されるものではなく、内部空間と外部とを連通させる開口であればよい。

【符号の説明】

【0090】

１ ベルト耐久試験装置
２ 試験槽
３ ベルト走行機構
４ 撹拌機構
５ バルブ
６ エアジェット機構
７ 吸引機構
８ フィーダ
９ 温調機構
２１ 仕切板
２１ａ，２１ｂ 連通口
２２ 投入口
２３ 吸引口
４１ ファン
１００ 制御機構
Ｂ ベルト
Ｂａ ベルト部分
Ｐ プーリ
Ｓ 内部空間
ＳＵ 上部空間（第１空間）
ＳＢ 下部空間（第２空間）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】