JPH0248774B2

JPH0248774B2 - Hatsukiberutonokudosochi

Info

Publication number: JPH0248774B2
Application number: JP28684287A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tanaka; Kuniharu Uto; Kazumi Kawai
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1987-11-12
Filing date: 1987-11-12
Publication date: 1990-10-26
Anticipated expiration: 2007-11-12
Also published as: JPH01131364A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は歯付ベルトの駆動装置に関し、より詳
しくはプーリ溝部とこの溝部に噛合する歯付ベル
トの歯部間のバツクラツシユ量および動力伝達領
域部分の構成に配慮することにより、低張力下の
駆動においても、ベルト上に発生するジヤンピン
グ現象を阻止し、さらに高負荷伝動可能な歯付ベ
ルトの駆動装置に関する。

（従来の技術）歯付ベルトは滑りのない確実伝動が可能であ
り、他の確実伝動の一つたる歯車とチエンとの駆
動装置に比べ、給油が不要となり、低騷音などの
利点があるため、近年その需要は増大の一途を辿
つている。一般に広く使用されている歯付ベルト
とプーリの組合せからなる駆動装置として
RMAIP−24（1978年）に規定されているように、
断面逆台形のベルト歯部とこの歯部と相似形の溝
群を周面に設けたプーリとの噛合による伝動シス
テムが在る。その他米国特許第3756091号明細書、
同第4515577号明細書に開示されているこの種の
伝動システムを構成する歯付ベルトの歯部は、先
端部分にて互に交叉する、それぞれ等しい曲率半
径を有する１対の円弧面からなる丸歯をもつて構
成され、またこれに対応して、プーリもその周面
に、１対の円弧面から形成されたプーリ溝部が形
成され、この歯付ベルトがプーリと噛合つた折、
ベルト歯部はプーリの溝部底部に接触若しくは圧
縮係合し、ベルト溝部表面の摩耗を減少せしめる
ことを意図した構成からなつている。

又米国特許第4108011号明細書（特公昭57−
51589号公報に相当）には、ベルトピツチライン
上に中心点を有する１対の円弧を含む円弧面から
なる丸歯を有する歯付ベルトと、このベルト歯部
と相似形の溝部をプーリの周面に設けたプーリの
組合せからなり、歯付ベルトをプーリに圧縮係合
させ、騷音の防止面を中心に改良せしめた歯付ベ
ルトの駆動装置が開示されている。

更に、米国特許第4452594号明細書（特公昭60
−22216号公報に相当）には、ベルトランドライ
ン上で、しかもベルト歯部の外側に起点を有する
円弧のフランク面をもつた歯付ベルトが開示さ
れ、プーリとの噛合い時の干渉を最少にし、しか
もベルト歯部の強度を最大にすることを意図した
技術思想が開示されている。

このように今日の歯付ベルトの駆動装置は断面
逆台形の歯部を有する歯付ベルトとベルト歯部と
同一形状のプーリ溝を有するプーリとの組合せ
体、あるいは１対の円弧面の１部からなる丸歯を
有する歯付ベルトとこの丸歯と相似する形状のプ
ーリ溝を有するプーリとの組合せ体がその主流を
占めている。

（発明が解決しようとする問題点）従来の歯付ベルトの駆動装置では、総体的に云
えることであるが、ベルト歯元部で最も大きなバ
ツクラツシユを有しているため、歯付ベルトはプ
ーリと円滑に噛合う反面、ベルト駆動開始時、ベ
ルトあるいはプーリの移動代が大きくなつて、ベ
ルト歯部の表面がプーリにより、こすられて摩耗
しやすい欠点があつた。このような事態に対応す
るため、ベルト張力を大きく設定すると、ベルト
あるいはプーリの移動代は少なくなり、ベルトの
摩耗阻止面では効果があるも、反面このことはベ
ルトは伸び易くなり、ベルトの早期破損に結び付
く欠点があつた。

これらの改善策の一つとして、ベルト歯部とプ
ーリ溝部間のバツクラツシユをベルト歯元からベ
ルト歯先にかけて、ほゞ均一に設計すると、ベル
ト歯部はプーリに対して干渉しながら噛合うこと
があるため、ベルト張力を低下せしめる必要があ
り、しかもこの状況下では、ベルト上にジヤンピ
ング現象が発生する欠点があつた。

また、ベルト歯部の側壁を形成する円弧面の中
心点をベルトのピツチライン上に求めたベルト
は、ベルト歯元側壁の傾斜がベルトランドライン
に対して緩やかになりすぎ、このことは、又相対
的にベルト歯部及びプーリ部も小型なものとな
り、トルク伝達の性能が低下し、これがベルトに
ジヤンピング現象を発生せしめる懸念も大きかつ
た。又ベルト歯部の側壁の円弧面形成用の中心点
をベルトランドライン上に求めたベルトは、ベル
ト歯元側壁の傾斜が逆にベルトランドライン上に
対して余りに急となり、この結果プーリに対する
トルク伝達の性能は向上するが、ベルト歯部の干
渉が増大する。このためベルト歯元において大き
なバツクラツシユを設けなければならず、このこ
とは前述のとおり、ベルトの回転開始時あるいは
逆転時にあつて、ベルトの移動代が大きくなり、
種々の問題点の提起をみた。即ち具体的には、さ
らにベルトの位置決め精度が低下し、又ベルト抗
張体がベルトの溝部において角度をもつて多角形
化し、ベルト抗張体が屈曲疲労し易くなり、更
に、脈動負荷によつてベルト歯部の側壁部の摩耗
が大きくなることなどの欠点を挙げることができ
る。

本発明は、このようにジレンマの関係にある
数々の問題点を改善するもので、高負荷伝動が可
能で、ベルトのジヤンピングを阻止することがで
き、又ベルト歯部の干渉を防止し得る歯付ベルト
の駆動装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）この目的を達成させるために、本発明はつぎの
ような構成としている。

すなわち、本発明に係る歯付ベルトの駆動装置
を構成する歯付ベルトは、ベルト本体のピツチラ
イン上に抗張体を埋設し、ベルト本体のランドラ
イン上に一定のピツチで歯部を隆設している。こ
のベルト歯部の側壁は、ベルト歯元部、動力伝達
領域およびベルト歯先部をもつて形成されている
が、このうち動力伝達領域はベルトピツチライン
とベルトランドラインの間にあつて、かつベルト
歯部の中心線ｌより、ほぼベルト歯部のピツチＰ
の１／２分、離れた位置に中心点を設定し、上記
ビツチＰより短い長さの曲率半径R_Bを有する円
弧面の一部をもつて形成されている。一方プーリ
は該歯付ベルトとの噛合時、プーリの溝部溝壁
は、前記ベルトの動力伝達領域形成用の中心点と
その中心点をほぼ同一とし、かつ前記ベルトの曲
率半径R_Bより大きい長さの曲率半径rbを有する
円弧面の一部をもつて形成されている。そして該
ベルトとプーリとの噛合時、ベルト歯元部のバツ
クラツシユはベルト歯先部のそれより小さく設定
されていることを特徴としている。

（作用）本装置の構成にあつては、特にベルト歯部の動
力伝達領域の形成の起点となる中心点を、前述の
所定の個所に求めることにより、円弧面の一部を
もつて形成される動力伝達領域部の傾斜が大きく
なり、トルク伝達の性能が向上し、該歯付ベルト
とプーリとの噛合時、ベルトの動力伝達領域とプ
ーリ溝部の溝壁とは平行状態を保ち、当然該部の
バツクラツシユは全長に亘つて均一となるので、
ベルトの駆動時、ベルトの歯部が局部的な歪を受
けずにプーリ溝部の溝壁と均一に面着状に当接
し、プーリに対するトルク伝達性能は向上し、ベ
ルト歯部のグリツプ力も併せ向上する。

（実施例）つぎに、本発明に依る歯付ベルトの駆動装置の
具体的実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明に係る装置における歯付ベルト
の一歯部のプーリとの噛合い状態を示す正面図、
第２図は本装置の一部を構成する歯付ベルトの歯
部の正面図、第３図は同じくプーリ溝部の正面図
である。

本発明において使用される歯付ベルト１は、第
２図に示すように、そのベルト本体２をゴム、合
成樹脂などのゴム状弾性体をもつて構成し、ベル
ト本体２のベルトランドライン６上には一定のピ
ツチＰにて歯部３と溝部４が交互に形成され、又
ベルトピツチライン５上にはガラス繊維、アラミ
ド繊維などの低伸度高強力のロープ抗張体が埋設
されている。又前記歯部３および溝部４をもつて
構成されるベルト内周面は、必要に応じカバー帆
布（図示省略）をもつて全面被覆されている。

ベルト歯部３は第２図にあつて、歯部３の中心
線ｌに対して左右対称で、ベルト内周面の一部を
形成するベルト歯部の側壁は、ベルトランドライ
ン６からのびるベルト歯元部８、側壁の中間部に
位置する後述する始点Ｓから終点Ｆに至る動力伝
達領域９そしてベルト歯先部１０との一連の領域
から構成されている。

まず、歯元部８はベルトの溝部４内に求められ
る中心点１１を持つ半径R_Aの円弧面の一部をも
つて形成され、又動力伝達領域９は前記ベルトラ
ンドライン６とベルトピツチライン５の間にあ
り、かつベルト歯部３の中心線ｌより、略ベルト
歯部のピツチＰの１／２相当分離れた位置に中心
点１２をもつ曲率半径R_Bの円弧面の一部をもつ
て形成され、更にベルト歯先部１０はベルト歯部
３内に求められる中心点１３を持つ半径R_Cの円
弧面の一部をもつてそれぞれ形成され、動力伝達
領域９とベルト歯元部８との連続する接続会合部
が始点Ｓをもつて、又動力伝達領域９と歯先部１
０との接続会合部が終点Ｆをもつて表示されてい
る。そしてベルト歯先部１０の最先端部１４はベ
ルトランドライン６に対して平行する面をもつて
形成されている。特に、ベルト歯部３の動力伝達
領域９についての曲率半径R_Bの中心点１２は、
ベルトピツチライン５とベルトランドライン６の
間にあつて、しかもベルトの溝部４部分の上方に
位置している。

この構成部について、より詳細に説明するに、
１つのベルト歯部の側壁中の左右１対の動力伝達
領域９をそれぞれ形成するために求められる中心
点１２，１２間は、隣接するベルト歯部の中心線
ｌ，ｌ間のピツチＰに略等しく、その間隔Ｗを有
し、ベルトランドライン６よりPLD値（ベルト
ピツチラインとベルトランドラインの距離）の10
〜50％の範囲に位置している。そして上記１対の
中心点１２，１２の間隔Ｗは0.95P〜1.05Pの範囲
に含まれる。

又同時に上記動力伝達領域９における曲率半径
R_Bの大きさは中心点１２，１２の間隔Ｗの80〜
85％の範囲にある。

更に、上記動力伝達領域９の立上り角度、即ち
本領域の始点Ｓと終点Ｆを結ぶ直線とベルト歯部
３の中心線ｌとの交叉角度ａは９〜18゜、より好
ましくは12〜14゜である。

前記動力伝達領域９の終点Ｆはベルトランドラ
イン６からベルト歯部の高さH_Bの略２／３以内
の所に位置し、曲率半径R_Bと曲率半径R_Cがほぼ
交差する位置になり、また始点Ｓはベルトランド
ライン６からベルト歯部高さH_Bの略１／４以内
の所に位置している。好ましくは、終点Ｆ及び始
点Ｓは、夫々ベルトランドラインからベルト歯部
高さの１／２、１／４のところに位置する。

一方、上記歯付ベルト１と噛合うプーリ１５に
ついては、第３図に示すように、プーリ歯部１６
は、プーリ歯部１６内に求められる中心点１７を
持つ半径raの円弧面の一部をもつて形成される歯
先部１８（ただし、R_A＞ra）と凸状曲面で形成
される歯先表面部１９を有し、又プーリ歯部１６
に隣接するプーリ溝部２０は、本プーリ１５と前
記歯付ベルト１が噛合した折の歯付ベルトのピツ
チライン５とベルトランド６の中間にあり、かつ
プーリ歯先表面部１９（ベルトランドラインと同
じ）の上方に位置する中心点２１をもつ曲率半径
rbの円弧面の一部をもつて形成されるプーリ溝部
２２と、プーリ溝部２０内に求められる中心点２
３をもつ半径rc（ただしR_C＞rc）の円弧面の一部
をもつて形成され、前記溝壁２２と連続する凹状
の曲面をもつプーリ溝隅部２４と左右１対の溝隅
部２４間を結ぶ凸状の曲面を有するプーリ溝底２
５の各構成部もつて形成されている。

以上の構成からなる丸歯を有する歯付ベルト１
をプーリ１５に掛装し、第１図に示すように、ベ
ルトの歯部３をプーリ溝部２０に噛合せしめた場
合、プーリ溝部２０の溝壁２２を形成するための
中心点２１と歯付ベルト１の歯部３の動力伝達領
域９を形成するための中心点１２とはほぼ一致
し、かつ溝壁２２および動力伝達領域９形成用の
各曲率半径rbとR_Bの間にはrb＞R_Bの関係がある。
よつて本発明に係る駆動装置にあつて、ベルト歯
部３が噛合するプーリ溝部２０の間には、望まし
い状態のバツクラツシユＢが存在する。

即ち、ベルト歯元部８およびプーリ歯部１６の
歯先部１８を形成するための円弧面用の中心点１
１，１７をずらし、かつそれぞれの半径R_Aおよ
びraの間にR_A＞raの関係式を設定することによ
り、ベルト歯元部８のバツクラツシユ量を望まし
い最少に、又ベルトの動力伝達領域９およびプー
リ溝部２０の溝壁２２を形成するための円弧面用
の中心点１２，２１を一致せしめ、かつそれぞれ
の半径R_Bとrbの間にR_B＜rbの関係式を設定する
ことにより、ベルト動力伝達領域９は全域に亘つ
てそのバツクラツシユ量を均一に形成することが
でき、さらにベルトの歯先部１０およびプーリ溝
部２０の溝隅部２４を形成するための円弧面用の
中心点１３，２３をずらし、かつそれぞれの半径
R_Cおよびrcの間にR_C＞rcの関係式を設定するこ
とにより、ベルト歯先部１０のバツクラツシユ量
を望ましい最大に形成することができる。更に、
前記歯付ベルト１のベルト歯部３の高さH_Bはプ
ーリ１５の溝部２０の深さD_Pに等しいか、もし
くは大きくとり、ベルト歯部はプーリ溝底面２５
に圧縮係合する。ベルト歯部３の高さH_Bはプー
リ溝部２０の深さD_Pより最大10％程度大きく設
定されている。

これにより、ベルトの駆動開始時において、ベ
ルト大きく移動することなく、又ベルト歯部の動
力伝達領域９は局部的な歪を受けずに、プーリ溝
部の溝壁２２と効率よく広領域で当接し、更に、
この動力伝達領域９の曲面の傾斜角度が比較的大
きいために、高負荷伝動を可能にする。さらにベ
ルト歯部のグリツプ力を大きくしているために、
ベルトのジヤンピング現象の発生を阻止しさらに
ベルト歯先部１０はプーリ溝部の溝壁２２に干渉
することなく、プーリと噛合う。

（発明の効果）本発明は歯付ベルトの歯部側壁の中間部分を形
成する動力伝達領域を形成するに当り、ベルトピ
ツチラインとベルトランドラインとの間に位置
し、かつベルト歯部の中心線ｌにより、歯部のピ
ツチＰの略１／２分、離れた位置に動力伝達領域
形成用の曲率半径の中心点を求めることにより、
ベルト歯部自体大きく、がつちりしたものとなつ
て高負荷伝動に十分対処することができ、又この
歯付ベルトが噛合するプーリの溝部の溝壁を、ベ
ルトの動力伝達領域と平行し、該部のバツクラツ
シユ量を全長に亘つて均一なものとすることによ
り、さらに該部の傾斜角度を比較的大きく設定せ
しめ得る結果より、ベルト歯部の動力伝達領域は
ベルト駆動時、局部的な歪を受けることなく、プ
ーリの溝壁と面接状にかつ広範囲に亘つて当接す
るので、プーリに対するトルク伝達の性能が向上
し、さらにベルト歯部のグリツプ力は向上し、こ
のことはベルトの走行時発生しがちなベルトのジ
ヤンピング現象を未然に抑制しうる効果がある。

又、この動力伝達領域に接続するベルト歯元部
において、バツクラツシユ量を小さく、さらにベ
ルト歯先部ではバツクラツシユ量を大きく設定確
保することができるので、ベルト歯部の移動代も
小さく、又ベルト歯部のプーリとの干渉の発生を
容易に阻止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置における歯付ベルト
の一歯部のプーリとの噛合い状態を示す正面図、
第２図は本装置の一部を構成する歯付ベルトの歯
部の正面図、第３図は同じくプーリ溝部の正面図
である。図中、１は歯付ベルト、２はベルト本体、３は
ベルト歯部、５はベルトピツチライン、６はベル
トランドライン、８はベルト歯元部、９は動力伝
達領域、１０はベルト歯先部、１２は中心点、１
５はプーリ、２０はプーリ溝部、２１は中心点、
２２は溝壁、ｌはベルト歯部の中心線、Ｂはバツ
クラツシユを示す。

Claims

【特許請求の範囲】

１ベルト本体のピツチライン上に抗張体を埋設
し、ベルト本体のランドライン上に一定ピツチＰ
で歯部を隆設し、ベルト歯元部、動力伝達領域お
よびベルト歯先部からなるベルト歯部の側壁のう
ち、動力伝達領域は前記ベルトピツチラインとベ
ルトランドラインの間で、かつベルト歯部中心線
ｌより、ほぼ歯部のピツチＰの１／２分、離れた
位置に中心点を設定し、上記ピツチＰより短い長
さの曲率半径R_Bを有する円弧面の一部をもつて
形成され、一方該ベルトと組合されるプーリはベ
ルトとの噛合時、プーリの溝部の溝壁は、前記ベ
ルトの動力伝達領域形成用の中心点とその中心点
をほぼ同一とし、かつ前記ベルトの曲率半径R_B
より大きい長さの曲率半径rbを有る円弧面の一部
をもつて形成され、ベルトとプーリとの噛合時、
ベルト歯元部のバツクラツシユはベルト歯先部の
それより小さく設定されている歯付ベルトの駆動
装置。