JP2003149065A

JP2003149065A - 摩擦計測装置

Info

Publication number: JP2003149065A
Application number: JP2001343830A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Sonoda; 徹也園田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-11-08
Filing date: 2001-11-08
Publication date: 2003-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】回転体とベルト間に垂直抗力を発生させて、
厚み方向の振れによる垂直抗力の変動を排除することが
できる摩擦計測装置を提供する。【解決手段】ベルトを駆動する駆動用回転体の表面速
度を計測する回転体表面速度計測部３と、ベルト速度を
計測するベルト速度計測部４と、前記駆動用回転体に発
生する回転体負荷トルクを計測する回転体負荷トルク計
測部５と、計測された前記表面速度とベルト速度と回転
体負荷トルクから表面速度とベルト速度の速度差に対す
る前記駆動用回転体とベルト間に発生する摩擦力を算出
する摩擦力演算部６と、前記ベルトに対して重力方向の
荷重を与えるベルト張力発生部７とを備えた。また、前
記表面速度とベルト速度の速度差が予め設定した所定値
以下になったときに、表面速度とベルト速度と回転体負
荷トルクの計測結果の記録を終了させる記録終了信号を
発生する計測制御部２１を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機やプリンタ
のような画像形成装置などを構成しているドラム状の回
転体と、転写ベルトや搬送ベルトなどのベルトとの間に
おいて発生する摩擦力を計測する摩擦計測装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機やプリンタのような画像形
成装置などを構成しているドラム状の回転体と、それに
よって搬送されるベルトとの間において発生する摩擦力
を計測するには、回転体を静止させておき、ベルトの上
方からベルトに荷重をかけることによりベルトを回転体
に押し付け、その状態でそのベルトを引っぱり、その引
っぱる力を計測する方法によっている。また、例えば特
開２０００−２５２８４公報に示されているように、エ
ンコーダと低摩擦部材のクラッチとを用いて、そのクラ
ッチの一方を最内側のシャフトに固定し、前記クラッチ
の他方は前記エンコーダに固定し、それを低摩擦部材の
ピンチローラに固定した構成で、印刷用紙を通過させた
ときの滑りを含むピンチローラの表面速度（つまり、こ
のときの印刷用紙搬送速度）と、この構成とは別の系の
滑りのないピンチローラを通過させたときのピンチロー
ラ表面速度（このときの印刷用紙搬送速度）との速度差
から、摩擦力を算出していた。つまり、このような方法
で回転体とベルトとの間の摩擦力を計測するには、印刷
用紙の代わりに、閉じられていない（リング状になって
いない）ベルトを通過させるのである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開２
０００−２５２８４公報に示された前記した方法では、
ピンチローラの位置を固定しているので、摩擦力を決定
する要因の１つである垂直抗力がベルトの厚さによって
変動してしまい、そのため、その装置固有の摩擦力しか
評価できないというような問題があった。さらに、測定
対象のベルトに厚さ方向の振れがあると、同様に垂直抗
力が変動してしまい、正しい摩擦力の計測が困難であっ
た。また、例えば複写機やレーザープリンタに搭載され
ている転写ベルトには張力を掛けており、円周方向に伸
び、且つ厚み方向に縮んだ状態で装着されているので、
このような転写ベルトの摩擦力を正しく計測するには、
実機上と同様にベルトに張力を掛けて摩擦力を計測する
ことが望ましい。しかし、前記したいずれの従来技術で
もベルトに張力を発生させた状態における摩擦力の計測
は困難である。また、例えば複写機やレーザープリンタ
に搭載されている転写ベルトとその転写ベルトを駆動す
るローラ間は、実機上では巻き付き角度を持った状態で
接触しており、これらの摩擦力を計測する場合、実機上
と同じ巻き付け角で接触させた状態で摩擦力を計測する
ことが望ましい。しかし、前記したいずれの従来技術で
も、巻き付け角度を維持して摩擦力を計測することは困
難である。本発明の目的は、このような従来技術の問題
を解決することにあり、具体的には、測定対象の回転体
とベルト間の摩擦力を計測する際、そのベルトをその回
転体に所望の巻き付け角度で巻きつけ、そのベルトに所
望の所定張力を負荷し、且つその所定張力により前記回
転体と前記ベルト間に垂直抗力を発生させて、厚み方向
の振れによる垂直抗力の変動を排除するとともに、前記
回転体の回転体表面速度と前記ベルトのベルト速度との
速度差を所定の範囲に収めることにより、短時間で摩擦
力を計測することができる摩擦計測装置を提供すること
にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明では、ベルトを駆動する駆動
用回転体の表面速度とベルト速度と前記駆動用回転体に
発生する回転体負荷トルクとから、前記表面速度と前記
ベルト速度の速度差に対する前記駆動用回転体とベルト
間に発生する摩擦力を計測する摩擦計測装置において、
前記ベルトに対して重力方向の荷重を与えるベルト張力
発生手段を備えた。また、請求項２記載の発明では、請
求項１記載の発明において、前記表面速度とベルト速度
の速度差が予め設定した所定値以下になったときに、前
記表面速度とベルト速度と回転体負荷トルクの計測結果
の記録を終了させる記録終了信号を発生する計測制御手
段を備えた。また、請求項３記載の発明では、請求項１
記載の発明において、前記ベルトの端部を一様に固定す
るベルト端部固定手段を備え、そのベルト端部固定手段
の重心の位置に重りを装着するように前記ベルト張力発
生手段を構成した。また、請求項４記載の発明では、請
求項１記載の発明において、前記ベルトをリング状に構
成し、前記駆動用回転体の下方にその駆動用回転体と共
に前記ベルトに内接して回転する荷重用回転体を設け、
その荷重用回転体の自重により前記ベルトに張力を発生
させるように前記ベルト張力発生手段を構成した。ま
た、請求項５記載の発明では、請求項１記載の発明にお
いて、位置を少なくとも上下方向に移動させることがで
きる接触角変更用回転体を設け、その接触角変更用回転
体の位置を変更することにより前記駆動用回転体に対す
る前記ベルトの接触角度を変更する構成にした。また、
請求項６記載の発明では、請求項１記載の発明におい
て、前記駆動用回転体と前記ベルト間の摩擦力以外に発
生する装置内負荷トルクを算出する装置内負荷トルク演
算手段または装置内負荷トルク値を入力する装置内負荷
トルク入力手段と、前記装置内負荷トルクを前記回転体
負荷トルクより引いて前記摩擦力を補正する摩擦力補正
手段とを備えた。また、請求項７記載の発明では、請求
項６記載の発明において、前記表面速度と前記ベルト速
度の速度差が所定値以下になったときの前記回転体負荷
トルクを前記装置内負荷トルクとみなし、その装置内負
荷トルクと前記表面速度とから前記表面速度に対する装
置内負荷トルクの関係を一次近似して算出するように前
記装置内負荷トルク演算手段を構成した。また、請求項
８記載の発明では、請求項６記載の発明において、前記
表面速度と前記ベルト速度の速度差が所定値以下になっ
たときの前記回転体負荷トルクを前記装置内負荷トルク
とみなし、前記速度差が所定値以下の範囲で複数の表面
速度に対するそれぞれの負荷トルクを計測して求めた表
面速度に対する負荷トルクの関係を曲線近似して算出す
るように前記装置内負荷トルク演算手段を構成した。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施の
形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施例
を示す、計測対象と摩擦計測装置から成る摩擦計測シス
テムのシステム構成図である。図示したように、この実
施例の摩擦計測システムは、計測対象であるベルトと回
転体（駆動用回転体）を有して、ベルトを回転体に接触
させ、回転体を駆動することによりベルトを搬送させる
ベルト搬送部１、前記回転体にトルクを発生させ回転体
を回転駆動させる回転体駆動トルク発生部２、当該回転
体の表面速度を計測する回転体表面速度計測部３、当該
ベルトの速度を計測するベルト速度計測部４、前記回転
体に発生する回転体負荷トルクを計測する回転体負荷ト
ルク計測部５、計測された回転体表面速度とベルト速度
と回転体負荷トルクの値を基に摩擦力を算出する摩擦力
演算部６などを備えている。また、前記ベルト搬送部１
には、前記ベルトに重力方向の荷重を与えるベルト張力
発生手段であるベルト張力発生部７を備えている。その
ベルト張力発生部７の例を図２に示す。図示したよう
に、この例のベルト張力発生部７では、ベルト１１を回
転体１２（駆動用回転体）に巻き付けるように配置す
る。そして、ベルト１１に所望の張力を与える重り１３
をベルト１１の端部に装着し、重り１３の自重によりベ
ルト１１を回転体１２に押し付ける。摩擦力計測のため
にベルト１１を駆動・搬送させる距離は約２０ｃｍほど
でよいので、このような構成が可能なのである。

【０００６】図３に、摩擦計測システム要部の具体例を
示す。図３の例では、回転体１２の回転体軸にトルクを
発生させる前記回転体駆動トルク発生部２としてモータ
１４を用いる。また、ベルト速度計測部４としては、レ
ーザーを回転体表面の計測位置２点に照射し、その２点
の半径方向変動の位相差（方向差）により表面位置の速
度を計測するレーザードップラ表面速度計測器１５を用
いるか、または予めベルト１１にベルト搬送方向に対し
て直角方向に等間隔で直線パターンを設け、その直線パ
ターンを光学センサを用いて濃度として検出することに
よりベルト位置を検出し、検出した時間からベルト速度
を算出する方法を用いる。また、回転体表面速度計測部
３としては、前記レーザードップラ表面速度計測器１５
を用いるか（例えばもう一つの表面速度計測器１５を、
ベルト１１を避けた位置に設置して計測する）、または
回転体軸に回転角度を検出するエンコーダ１６を装着
し、そのエンコーダ１６から出力される回転位置に回転
体半径を乗ずることで回転体表面位置を換算して回転体
表面速度を求める方法を用いる。さらに、回転体負荷ト
ルク計測部５としては、モータ１４と回転体１２の間に
装着したトルクセンサ１７を用いる。また、モータ１４
と回転体１２の間にクラッチ１８を装着し、モータ１４
で発生したトルクを回転体１２へ伝達したりカットした
りする。なお、モータ１４に隣接してその回転軸には回
転むらを吸収するためのフライホイール１９を備えてい
る。また、図３において、計測対象の回転体１２は交換
可能に構成されており、他の回転体について摩擦力を計
測する際には回転体１２を交換する。また、摩擦力演算
部６としては、キーボードやマウスなどを含むコンピュ
ータを用いる。図４に、図３に示した構成とは別の例を
示す。図示したように、基本的な構成は図３に示した構
成と変わりがないが、クラッチ１８、フライホイール１
９の代わりに、ジャッキ２０を設け、ジャッキ２０によ
り回転体１２の軸廻りの機構が上下する構成になってい
て、軸廻りの機構を下げた状態では重り１３が台の上面
に達し、それによりベルト１１が回転体１２から浮いた
状態になる。

【０００７】図５は第１の実施例の動作フロー図であ
る。以下、図５に従って、この実施例の動作を説明す
る。図３に示した構成例では、初めに、クラッチ１８に
よりモータ１４から回転体１２へのトルクをカットして
おく。次に、モータ１４によりトルクを発生させ（Ｓ
１）、フライホイール１９を予め回転させておく。その
後、クラッチ１８によりフライホイール１９側のトルク
を回転体１２へ急激に伝え、それにより回転体１２の回
転に対してベルト１１の方をスリップ状態にさせる。続
いて、ベルト１１は回転体１２との間に発生する摩擦力
により次第に移動を開始し、最終的には回転体表面と等
速になる。一方、ベルト１１がスリップを開始してから
等速になるまでの間、回転体表面速度、ベルト速度、お
よび回転体負荷トルクを、それぞれエンコーダ１６、レ
ーザードップラ表面速度計測器１５、およびトルクセン
サ１７によって計測する（Ｓ２）。そして、摩擦力演算
部６が、これらの計測値から前記回転体表面速度と前記
ベルト速度の速度差を求め、その速度差と前記回転体負
荷トルクの関係から摩擦力を算出する（Ｓ３）。算出し
た例を図６に示す。また、図４に示した例では、初め
に、ジャッキ２０により回転体１２をベルト１１に対し
摩擦力が伝わらないように十分に下げておく。その後、
モータ１４によりトルクを発生させ（Ｓ１）、回転体１
２を予め回転させておく。しかし、この状態では、重り
１３が台に達していて、そのため、ベルト１１は回転体
１２から浮いているので、ベルト１１は移動しない。次
に、ジャッキ２０により回転体１２をベルト１１に素早
く押し当て、それによって、回転体１２の回転に対して
ベルト１１の方をスリップ状態にさせる。続いて、ベル
ト１１は回転体１２との間に発生する摩擦力により次第
に移動を開始し、最終的には回転体表面と等速になる。
一方、ベルト１１がスリップし始めてから等速になるま
での間、回転体表面速度、ベルト速度、および回転体負
荷トルクを、それぞれエンコーダ１６、レーザードップ
ラ表面速度計測器１５、およびトルクセンサ１７によっ
て計測する（Ｓ２）。そして、摩擦力演算部６が、これ
らの計測値から回転体表面速度とベルト速度の速度差を
算出し、その速度差と回転体負荷トルクの関係から摩擦
力を算出する（Ｓ３）。こうして、この実施例によれ
ば、回転体とベルト間の摩擦力を計測する際、ベルトを
回転体に巻きつけ、そのベルトに所定張力を負荷し、且
つその所定張力により回転体とベルト間に垂直抗力を発
生させて、ベルト厚み方向の振れによる垂直抗力の変動
を排除して、精度の高い摩擦力計測を行うことができ
る。

【０００８】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図７に、この実施例の構成ブロック図を示す。図
示したように、この実施例の摩擦計測システムは、図１
に示した第１の実施例の構成に加えて、摩擦力演算部６
に対して記録開始信号と記録終了信号を伝えることがで
きる計測制御部２１を備える。なお、この実施例では、
請求項２記載の計測制御手段が計測制御部２１により実
現される。図８に、第２の実施例の動作フローを示す。
以下、図８に従って、この実施例の動作を説明する。こ
の実施例では、第１の実施例と同様な手順でモータ１４
がトルクを発生させると（Ｓ１１）、トルクセンサ１７
が回転体負荷トルクを検出し、計測制御部２１が回転体
負荷トルクの検出を認識する（Ｓ１２）。これにより、
計測制御部２１は記録開始信号を発生し（Ｓ１３）、そ
の記録開始信号を受け取った摩擦力演算部６は、エンコ
ーダ１６、レーザードップラ表面速度計測器１５、およ
びトルクセンサ１７がそれぞれ回転体表面速度、ベルト
速度、および回転体負荷トルクを計測すると（Ｓ１
４）、その計測結果の記録を開始する。一方、記録開始
信号の発生後、計測制御部２１は、摩擦力演算部６が算
出した回転体表面速度とベルト速度との速度差を監視し
（Ｓ１５でＮｏ，Ｓ１４）、その速度差が予め記憶して
おいた所定の値以下になったならば（Ｓ１５でＹｅ
ｓ）、記録終了信号を発生する（Ｓ１６）。これによ
り、摩擦力演算部６は記録終了信号を認識し、記録およ
び速度差の演算を終了し（記録を終了するということは
回転体表面速度などの計測を終了するということであ
る）、摩擦力演算を開始する（Ｓ１７）。こうして、こ
の実施例によれば、回転体表面速度とベルト速度との速
度差が所定の範囲に収まったときに摩擦力計測を終了さ
せることができるので、摩擦力を短時間で計測すること
ができる。ベルト速度が回転体表面速度付近に落ち着い
ても、微小な負荷変動や、駆動トルク発生部で発生した
微小なトルク変動、計測誤差などにより、厳密には計測
した速度差が０になることはないので、速度差が所定値
以下になったときに記録（計測）を停止させることによ
り、短時間で計測することができるのである。

【０００９】また、本発明の第３の実施例の摩擦計測シ
ステムでは、図９に示したように、ベルト１１の端部を
一様にクランプするベルト端部固定手段であるベルト端
部固定部２３を設け、ベルト端部固定部２３の重心の位
置を通り、ベルト１１の搬送方向に荷重される重り１３
を装着する。これにより、この実施例では、ベルト張力
の分布を一様にすることができる。また、本発明の第４
の実施例の摩擦計測システムでは、図１０に示したよう
に、リング状にしたベルト１１ａの内側に接してベルト
１１ａの移動に従って回転する円筒形の回転体２４（荷
重用回転体）を設ける。この回転体２４は、軸が固定さ
れておらず、その軸方向が回転体１２の回転軸と平行
で、その回転体２４の軸の両端に重り１３を装着し、そ
の自重によりベルト１１ａに張力を発生させる。このよ
うに、この実施例では、ベルト１１ａがリング状である
ので、ベルトが回転体に常に接触している状態になり、
したがって、スリップの状態からベルト速度が回転体表
面速度付近に落ち着くまでの時間を配慮してベルトの長
さを決める必要がないし、ベルトの幅に亘って一様に荷
重を掛けられるので、ベルト張力の分布を一様にするこ
とができる。

【００１０】また、本発明の第５の実施例の摩擦計測シ
ステムでは、図１１に示したように、ベルト１１の内側
に、回転体１２とは別に、位置を上下方向に変えること
ができる回転体２５（接触角変更用回転体）を設け、重
り１３を装着した際に回転体２５にベルト１１を巻き付
けるように構成する。これにより、この実施例では、摩
擦力計測対象の回転体１２とは別の回転体２５を上下に
移動することにより、回転体１２における巻き付け角を
変えることができるので、所望の巻きつけ角に設定し、
その巻きつけ角における摩擦力を計測することができ
る。なお、図１１に示した例では、回転体２５のみによ
り巻き付け角度を調整したが、回転体１２から見て反対
側に回転体を更に１つ設け、その回転体と回転体２５の
両者を移動させることで小さな巻き付け角度に設定する
構成も可能である。

【００１１】図１２は本発明の第６の実施例を示す動作
フロー図である。この実施例では、摩擦力補正手段とし
ても動作する摩擦力演算部６が回転体負荷トルク計測部
５（図１参照）によって計測される回転体負荷トルクの
誤差要因分を補正する。そのため、まず、装置内負荷ト
ルク演算手段としても動作する摩擦力演算部６が、ベル
ト１１と回転体１２との間において摩擦により発生する
負荷トルク以外の、この摩擦計測システムの回転機構で
発生する回転体負荷トルク（粘性トルクなど装置内負荷
トルク）を後述のようにして求める（Ｓ２１）。また
は、摩擦力演算部６が備えているキーボードなど装置内
負荷トルク入力手段を用いてこの摩擦計測システム外で
求めた粘性トルクなど前記装置内負荷トルクを入力す
る。そして、前記回転体負荷トルク計測部５により計測
した前記回転体負荷トルクからベルト１１と回転体１２
との間に摩擦により発生する負荷トルク以外の前記装置
内負荷トルクを引き、これを基に摩擦力を算出する（Ｓ
２２）。これにより、この実施例によれば、装置内で発
生する装置内負荷トルクが摩擦力に対して十分小さくな
い場合に、その装置内負荷トルクの影響を排除すること
ができ、したがって、摩擦力の計測精度を向上させるこ
とができる。次に、前記した粘性トルクなどベルト−回
転体間の摩擦力以外の装置内負荷トルクの求め方を説明
する。なお、この求め方は、速度に依存しない装置内負
荷トルクが小さい場合、速度に比例して負荷トルクが発
生する粘性負荷トルクなどが装置内負荷トルクの主要因
となること、およびベルト速度が回転体表面速度付近に
達している場合、回転体とベルト間の摩擦力は微小とな
り、主に粘性負荷トルクが前記回転体負荷トルクの主要
因となることに依拠している。そのため、そのようなト
ルクを求めるには、まず、前記した回転体表面速度とベ
ルト速度との速度差が所定値以下になった状態で、回転
体負荷トルク計測部５により所定時間内に計測した回転
体負荷トルクデータを平均化し、平均負荷トルクＴ１を
求める。また、同じ所定時間内に計測した回転体表面速
度データを平均化し、平均速度Ｖ１を求める。次に、図
１３に示した原点と点（Ｖ１，Ｔ１）を通る直線式を下
記の算出式を用いて求める。Ｔ＝Ｔ１／Ｖ１×Ｖ（式１）但し、Ｖは回転体表面速度、Ｔはベルト−回転体間の摩
擦力以外の回転体負荷トルク（装置内負荷トルク）であ
る。これを装置内負荷トルク推定式とし、この推定式を
用いて回転体表面速度に対応した式１の装置内負荷トル
クＴを求めるのである。

【００１２】図１４は本発明の第７の実施例を示す説明
図である。第６の実施例では、式１として示したよう
に、回転体表面速度に対する装置内負荷トルクの関係を
直線近似したが、第７の実施例では、曲線で近似する。
そのため、まず、前記した回転体表面速度とベルト速度
との速度差が所定値以下になった状態で、所定時間内に
計測した前記回転体負荷トルクデータを平均し、平均負
荷トルクＴ１を求める（図１４参照）。また、同じ所定
時間内に計測した前記回転体表面速度データを平均し、
平均速度Ｖ２を求める。次に、同様に速度差が所定値以
下になった状態で、回転体表面速度をＶ１とは異なる任
意の速度付近になるように設定して、前記と同様に、回
転体負荷トルクＴ２と回転体表面速度Ｖ２を計測する。
さらに、予め定めた回転体表面速度の範囲でこれを繰り
返すことで、回転体表面速度Ｖに対する負荷トルクＴの
データを計測する。次に、図１４に示したように、求め
た各点を滑らかに結ぶスプライン曲線を求め、下記の関
係式を算出する。Ｔ＝Ｆ（Ｖ）（式２）但し、Ｖは回転体表面速度、Ｔはベルト−回転体間の摩
擦力以外の回転体負荷トルク（装置内負荷トルク）、関
数Ｆは前記スプライン曲線式である。これを前記装置内
負荷トルク推定式とする。こうして、この実施例によれ
ば、装置内負荷トルクに非線形成分があっても回転体表
面速度に対する摩擦力の補正が可能になる。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
請求項１記載の発明では、ベルトを駆動する駆動用回転
体の表面速度とベルト速度と前記駆動用回転体に発生す
る回転体負荷トルクとから、前記表面速度と前記ベルト
速度の速度差に対する前記駆動用回転体とベルト間に発
生する摩擦力を計測する際、ベルトに対して重力方向の
荷重が与えられるので、駆動用回転体とベルト間に垂直
抗力が発生し、それにより厚み方向の振れによる垂直抗
力の変動が排除され、したがって、摩擦力の計測精度を
向上させることができる。また、稼動時と同様にベルト
が伸びた状態で摩擦力を計測することができる。また、
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明におい
て、前記表面速度とベルト速度の速度差が予め設定した
所定値以下になったとき、前記表面速度とベルト速度と
回転体負荷トルクの計測結果の記録を終了させる記録終
了信号が発生するので、ベルト速度が回転体表面速度付
近に落ち着いても、微小な負荷変動、微小なトルク変
動、および計測誤差などにより、厳密には計測した速度
差が０にならなくても計測・記録を停止させることがで
き、したがって、摩擦力を短時間で計測することができ
る。また、請求項３記載の発明では、請求項１記載の発
明において、ベルト端部固定手段によりベルトの端部が
一様に固定され、そのベルト端部固定手段の重心の位置
に重りが装着されるので、張力の分布を一様にすること
ができる。また、請求項４記載の発明では、請求項１記
載の発明において、前記ベルトをリング状に構成し、駆
動用回転体の下方にその駆動用回転体と共に前記ベルト
に内接して回転する荷重用回転体が設けられ、その荷重
用回転体の自重により前記ベルトに張力が発生するの
で、スリップの状態からベルト速度が回転体表面速度付
近に落ち着くまで時間を配慮してベルト長さを決める必
要がなくなるし、ベルト幅全体に亘って一様に荷重を掛
けられ、したがって、張力の分布を一様にすることがで
きる。

【００１４】また、請求項５記載の発明では、請求項１
記載の発明において、位置を少なくとも上下方向に移動
させることができる接触角変更用回転体が設けられ、そ
の接触角変更用回転体の位置を変更することにより駆動
用回転体に対するベルトの接触角度を変更することがで
きるので、所望の巻きつけ角に設定でき、その状態にお
ける摩擦力を計測することができる。また、請求項６記
載の発明では、請求項１記載の発明において、駆動用回
転体とベルト間の摩擦力以外に発生する装置内負荷トル
クが算出または入力され、その装置内負荷トルクを回転
体負荷トルクより引いて前記摩擦力が補正されるので、
装置内負荷トルクが摩擦力に対して十分小さくない場合
に、その装置内負荷トルクの影響を排除することがで
き、したがって、摩擦力の計測精度を向上させることが
できる。また、請求項７記載の発明では、請求項６記載
の発明において、前記表面速度とベルト速度の速度差が
所定値以下になったときの回転体負荷トルクが前記装置
内負荷トルクとみなされ、その装置内負荷トルクと前記
表面速度とからその表面速度に対する装置内負荷トルク
の関係が一次近似して算出されるので、摩擦力の補正が
可能になる。また、請求項８記載の発明では、請求項６
記載の発明において、前記表面速度とベルト速度の速度
差が所定値以下になったときの回転体負荷トルクが前記
装置内負荷トルクとみなされ、前記速度差が所定値以下
の範囲で複数の表面速度に対するそれぞれの負荷トルク
が計測されるので、前記表面速度に対する装置内負荷ト
ルクの関係を曲線近似することができ、したがって、装
置内負荷トルクに非線形成分があっても前記表面速度に
対する摩擦力の補正が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す摩擦計測システム
のシステム構成図である。

【図２】本発明の第１の実施例を示す摩擦計測システム
要部の斜視図である。

【図３】本発明の第１の実施例を示す摩擦計測システム
の斜視図である。

【図４】本発明の第１の実施例を示す摩擦計測システム
の他の斜視図である。

【図５】本発明の第１の実施例を示す摩擦計測システム
の動作フロー図である。

【図６】本発明の第１の実施例を示す摩擦計測システム
要部の説明図である。

【図７】本発明の第２の実施例を示す摩擦計測システム
のシステム構成図である。

【図８】本発明の第２の実施例を示す摩擦計測システム
の動作フロー図である。

【図９】本発明の第３の実施例を示す摩擦計測システム
要部の斜視図である。

【図１０】本発明の第４の実施例を示す摩擦計測システ
ム要部の斜視図である。

【図１１】本発明の第５の実施例を示す摩擦計測システ
ム要部の斜視図である。

【図１２】本発明の第６の実施例を示す摩擦計測システ
ムの動作フロー図である。

【図１３】本発明の第６の実施例を示す摩擦計測システ
ム要部の説明図である。

【図１４】本発明の第７の実施例を示す摩擦計測システ
ム要部の説明図である。

【符号の説明】

１ベルト搬送部２回転体駆動トルク発生部３回転体表面速度計測部４ベルト速度計測部５回転体負荷トルク計測部６摩擦力演算部７ベルト張力発生部１１ベルト１２駆動回転体１３重り１４モータ１５レーザードップラ表面速度計測器１６エンコーダ１７トルクセンサ１８クラッチ１９フライホイール２０ジャッキ２１計測制御部２３ベルト端部固定部２４回転体２５回転体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベルトを駆動する駆動用回転体の表面速
度とベルト速度と前記駆動用回転体に発生する回転体負
荷トルクとから、前記表面速度と前記ベルト速度の速度
差に対する前記駆動用回転体とベルト間に発生する摩擦
力を計測する摩擦計測装置において、前記ベルトに対し
て重力方向の荷重を与えるベルト張力発生手段を備えた
ことを特徴とする摩擦計測装置。
【請求項２】請求項１記載の摩擦計測装置において、
前記表面速度とベルト速度の速度差が予め設定した所定
値以下になったときに、前記表面速度とベルト速度と回
転体負荷トルクの計測結果の記録を終了させる記録終了
信号を発生する計測制御手段を備えたことを特徴とする
摩擦計測装置。
【請求項３】請求項１記載の摩擦計測装置において、
前記ベルト張力発生手段は、前記ベルトの端部を一様に
固定するベルト端部固定手段を備え、そのベルト端部固
定手段の重心の位置に重りを装着した構成であることを
特徴とする摩擦計測装置。
【請求項４】請求項１記載の摩擦計測装置において、
前記ベルトをリング状に構成し、前記ベルト張力発生手
段は、前記駆動用回転体の下方にその駆動用回転体と共
に前記ベルトに内接して回転する荷重用回転体を設け、
その荷重用回転体の自重により前記ベルトに張力を発生
させる構成であることを特徴とする摩擦計測装置。
【請求項５】請求項１記載の摩擦計測装置において、
位置を少なくとも上下方向に移動させることができる接
触角変更用回転体を設け、その接触角変更用回転体の位
置を変更することにより前記駆動用回転体に対する前記
ベルトの接触角度を変更する構成にしたことを特徴とす
る摩擦計測装置。
【請求項６】請求項１記載の摩擦計測装置において、
前記駆動用回転体と前記ベルト間の摩擦力以外に発生す
る装置内負荷トルクを算出する装置内負荷トルク演算手
段または装置内負荷トルク値を入力する装置内負荷トル
ク入力手段と、前記装置内負荷トルクを前記回転体負荷
トルクより引いて前記摩擦力を補正する摩擦力補正手段
とを備えたことを特徴とする摩擦計測装置。
【請求項７】請求項６記載の摩擦計測装置において、
前記装置内負荷トルク演算手段は、前記表面速度と前記
ベルト速度の速度差が所定値以下になったときの前記回
転体負荷トルクを前記装置内負荷トルクとみなし、その
装置内負荷トルクと前記表面速度とから前記表面速度に
対する装置内負荷トルクの関係を一次近似して算出する
構成であることを特徴とする摩擦計測装置。
【請求項８】請求項６記載の摩擦計測装置において、
前記装置内負荷トルク演算手段は、前記表面速度と前記
ベルト速度の速度差が所定値以下になったときの前記回
転体負荷トルクを前記装置内負荷トルクとみなし、前記
速度差が所定値以下の範囲で複数の表面速度に対するそ
れぞれの負荷トルクを計測して求めた表面速度に対する
負荷トルクの関係を曲線近似して算出する構成であるこ
とを特徴とする摩擦計測装置。