JPH0645080Y2

JPH0645080Y2 - リブ付き歯付きベルトおよび同ベルトによる駆動装置

Info

Publication number: JPH0645080Y2
Application number: JP7122088U
Authority: JP
Inventors: 邦治宇都
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1988-05-30
Filing date: 1988-05-30
Publication date: 1994-11-16
Anticipated expiration: 2003-05-30
Also published as: JPH01173544U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）この考案はリブ付き歯付きベルトおよび同ベルトによる
駆動装置に関し、一本のベルトの多軸走行において、コ
ンパクトな設計が可能な屈曲性良好、かつさらに動力伝
達の一段の効率化を実現したリブ付き歯付きベルトとこ
のベルトを用いた駆動装置に関する。

（従来の技術）リブ付き歯付きベルトは自動車、農機具などに多用され
ており、エンジンの回転を多数の軸に伝達する多軸走行
に使用されている。一本のベルトによる多軸走行の場
合、軸の配置によって、必要とするスペースがかなり変
ってくる。小さなスペース内にて多軸走行を実現するた
めには、ベルト背面部の積極的利用、更に小径プーリの
対応も必要となる。しかし、小径のプーリでは動力伝達
駆動はベルトの屈曲疲労と結びつき易く、ベルトの耐久
性を大きく損う原因となっている。

ベルトの背面利用として、該ベルト背面部にリブを設け
ることにより、ベルトの屈曲性は良好なものとなり、ベ
ルトの耐久性も大きく改善することができる。この種
の、ベルトの背面側にリブを設けた歯付きベルトの一例
としては、特公昭58−28459号公報にて明示されてい
る。

（考案が解決しようとする課題）リブ付き歯付きベルトおよび同ベルトによる駆動装置に
あって、ベルト背面に形成したリブはベルトの多軸走行
において、装置の小スペース化とも大きく関係するベル
トの屈曲性を良好なものとする上で効果があり、さらに
該リブ部と嵌合するリブ付きプーリを介しての効率的な
動力伝達の面でも大きなメリットを発揮する。

このベルトのリブ部によって奏せられる効果は、ベルト
内周面側の歯部の形状および該歯部の歯付きプーリとの
効率的な噛合があって、より顕著なものとなる。

従来のこの種の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ックラッシ
ュを有しているため、歯付き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
移動代が大きくなって、ベルト歯部の表面がプーリによ
り、こすられて磨耗しやすい欠点があった。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っ
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
間のバッククラッシュ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
ト上にシャンピング現象が発生する欠点があった。

また、ベルト歯部の側壁を形成する円弧面の中心点をベ
ルトのピッ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
ベルトにジャンピング現象を発生せしめる懸念も大きか
った。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ックラッシュ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
いは逆転時にあって、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って多角形化し、ベルト抗張体が
屈曲疲労し易くなり、更に、脈動負荷によってベルト歯
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。

この考案は、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
ジャンピングを阻止することができ、又ベルト歯部の干
渉を防止し得るリブ付き歯付きベルトおよび同ベルトに
よる駆動装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）この目的を達成させるために、この考案はつぎのような
構成としている。

すなわち、この考案に係るリブ付き歯付きベルトは、ベ
ルト本体のベルトピッチライン上に抗張体を埋設し、ベ
ルト本体のベルトランドライン上に一定のピッチで歯部
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って形成され
ている。このうち動力伝達領域はベルトピッチラインと
ベルトランドラインの間にあって、かつベルト歯部の中
心線ｌより、ほぼベルト歯部のピッチＰの1/2分、離れ
た位置に中心点を設定し、上記ピッチ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って形成され
ている。一方ベルト本体の表面側背面部にはベルト長手
方向に伸びる断面三角形の複数本のリブが隆設した構成
からなる。

また、この考案に係るリブ付き歯付きベルトの駆動装置
は、前記リブ付き歯付きベルトの内周面側歯部を歯付き
プーリに噛合し、ベルトの背面側リブ部にリブ付きプー
リをそれぞれ嵌合した状態時にて、歯付きプーリの溝部
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
の一部をもって形成されている。そして該ベルトとプー
リとの噛合時、ベルト歯元部のバックラッシュはベルト
歯先部のそれより小さく設定されている。

さらに、ベルト背面部において嵌合状態にあるベルトの
リブ部とリブ付きプーリとにあって、リブの傾斜角度
（θ_１）とプーリのＶ形環状溝の切込み角度（θ_２）は
相等しく形成され、該嵌合部にあっては、隙間がなく、
完全整合していることを特徴とする。

（作用）本駆動装置の構成にあっては、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、円弧面の一部をもって形成される
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、
当然該部のバックラッシュは全長に亘って均一となるの
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、ベルト歯部のグリッ
プ力も併せ向上する。

（実施例）つぎに、この考案にかかるリブ付き歯付きベルトおよび
同ベルトによる駆動装置の具体的実施例を図面を用いて
説明する。

第１図はこの考案を実施したリブ付き歯付きベルトの一
部分の斜視図、第２図は同ベルトの一歯部部分の正面図
である。

この考案のリブ付き歯付きベルト（１）は、ゴムまたは
合成樹脂製のゴム状弾性体をもって構成されたベルト本
体（２）のベルトランドライン（６）の下面には、一定
のピッチ（Ｐ）をもって同じくゴム状弾性体をもって構
成される歯部（３）が、その間に溝部（４）を配して形
成されている。また、ベルト本体（２）のベルトピッチ
ライン（５）部には、ガラス繊維、アルミド繊維などの
低伸度高強力のロープ抗張体が埋設されている。そして
この歯部（３）および溝部（４）をもって構成されるベ
ルト内周面は、必要に応じてカバー帆布（図示省略）を
もって全面被覆されている。またベルト本体（２）の背
面側にはベルト長手方向にのびる同じくゴム状弾性体を
もって構成される断面三角形の複数のリブ（７）が隆起
している。そして各リブ（７）の頂部形状は円弧状の曲
面あるいは平面状の台形面を呈し、またこのリブ（７）
部にはベルト幅方向への配向性をもって短繊維群が埋設
されている。

ベルト歯部（３）は第２図にあって、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（11）、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（12）そしてベルト歯先部（13）との一連の領域から
構成されている。

まず、歯元部（11）はベルトの溝部（４）内に求められ
る中心点（14）を持つ半径（R_A）の円弧面の一部をもっ
て形成され、又動力伝達領域（12）は前記ベルトランド
ライン（６）とベルトピッチライン（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
部のピッチ（Ｐ）の1/2相当分離れた位置に中心点（1
5）をもつ曲率半径（R_B）の円弧面の一部をもって形成
され、更にベルト歯先部（13）はベルト歯部（３）内に
求められる中心点（16）を持つ半径（R_C）の円弧面の一
部をもってそれぞれ形成され、動力伝達領域（12）とベ
ルト歯元部（11）との連続する接続会合部が始点（Ｓ）
をもって、又動力伝達領域（12）と歯先部（13）との接
続会合部が終点（Ｆ）をもって表示されている。そして
ベルト歯先部（13）の最先端部（17）はベルトランドラ
イン（６）に対して平行する面をもって形成されてい
る。特に、ベルト歯部（３）の動力伝達領域（12）につ
いての曲率半径（R_B）の中心点（15）は、ベルトピッチ
ライン（５）とベルトランドライン（６）の間にあっ
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、一つのベ
ルト歯部の側壁中の左右一対の動力伝達領域（12）はそ
れぞれ形成するために求められる中心点（15）（15）間
は、隣接するベルト歯部の中心線（ｌ）（ｌ）間のピッ
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（ベルトピッチラインとベ
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（15）（15）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（12）における曲率半径
（R_B）の大きさは中心点（15）（15）の間隔（Ｗ）の80
〜85％の範囲にある。

更に、上記動力伝達領域（12）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（α）は９〜18°、
より好ましくは12〜14°である。

一方、上記リブ付き歯付きベルト（１）と噛合う歯付き
プーリ（18）については、第３図に示すように、歯付き
プーリ歯部（19）は、プーリ歯部（19）内に求められる
中心点（20）を持つ半径（ra）の円弧面の一部をもって
形成される歯先部（21）（ただし、（R_A）＞（ra））と
凸状曲面で形成される歯先表面部（22）を有し、又プー
リ歯部（19）に隣接するプーリ溝部（23）は、本歯付き
プーリ（18）と前記リブ付き歯付きベルト（１）が噛合
した折の歯付きベルトのピッチライン（５）とベルトラ
ンドライン（６）の中間にあり、かつプーリ歯先表面部
（22）（ベルトランドラインと同じ）の上方に位置する
中心点（24）をもつ曲率半径（rb）の円弧面の一部をも
って形成される歯付きプーリ溝壁（25）と、プーリ溝部
（23）内に求められる中心点（26）をもつ半径（rc）
（ただし（R_C）＞（rc））の円弧面の一部をもって形成
され、前記溝壁（25）と連続する凹状の曲面をもつ歯付
きプーリ溝隅部（27）と左右一対の溝隅部（27）間を結
ぶ凸状の曲面を有するプーリ溝底（28）の各構成部をも
って形成されている。

以上の構成からなる丸歯を有するリブ付き歯付きベルト
（１）を複数の歯付きプーリ（18）（18）間に掛装した
駆動装置にあって、ベルトの一歯部々分を第４図にて示
すように、ベルトの歯部（３）をプーリ溝部（23）に噛
合せしめた場合、プーリ溝部（23）の溝壁（25）を形成
するための中心点（24）とリブ付き歯付きベルト（１）
の歯部（３）の動力伝達領域（12）を形成するための中
心点（15）とはほぼ一致し、かつ溝壁（25）および動力
伝達領域（12）形成用の各曲率半径（rb）と（R_B）の間
は（rb）＞（R_B）の関係がある。よってこの考案に係る
ベルトを用いた駆動装置にあって、ベルト歯部（３）が
噛合するプーリ溝部（23）の間には、望ましい状態のバ
ックラッシュ（Ｂ）が存在する。

即ち、ベルト歯元部（11）および歯付きプーリ歯部（1
9）の歯先部（21）を形成するための円弧面用の中心点
（14）、（20）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（11）のバックラッシュ量を望ま
しい最小に、またベルトの動力伝達領域（12）および歯
付きプーリ溝部（23）の溝壁（25）を形成するための円
弧面用の中心点（15）、（24）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（12）は
全域に亘ってそのバックラッシュ量を均一に形成するこ
とができ、さらにベルトの歯先部（13）および歯付きプ
ーリ溝部（23）の溝隅部（27）を形成するための円弧面
用の中心点（16）、（26）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（13）のバックラッ
シュ量を望ましい最大に形成することができる。更に、
前記リブ付き歯付きベルト（１）のベルト歯部（３）の
高さ（H_B）はプーリ（18）の溝部（23）の深さ（Dp）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（28）に圧縮係合する。ベルト歯部（３）の高さ
（H_B）はプーリ溝部（23）の深さ（Dp）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、ベルトは大
きく移動することなく、またベルト歯部の動力伝達領域
（12）は局部的な歪を受けずに、プーリ溝部の溝壁（2
5）と効率よく広領域で当接し、更に、この動力伝達領
域（12）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ップ力を
大きくしているために、ベルトのジャンピング現象の発
生を阻止しさらにベルト歯先部（13）はプーリ溝部の溝
壁（25）に干渉することなく、歯付きプーリと噛合う。

また、複数の歯付きプーリ（18）間に掛装されたリブ付
き歯付きベルト（１）の背面部にて隆起したリブ（７）
群には、ベルト（１）の背面側に配したリブ付きプーリ
（８）の各リブ（９）間に位置する各Ｖ形環状溝（10）
が嵌合する。なお、リブ付き歯付きベルト（１）のリブ
（７）部の傾斜角度（θ_１）とリブ付きプーリ（８）の
Ｖ形環状溝（10）の切込み角度（θ_２）とは等しく形成
され、両部の嵌合時、間隙のない完全整合が実現でき、
これによりリブ付き歯付きベルト（１）の無駄のない効
率的作動を達成することが可能となる。

以上のとおり、この駆動装置にあっては、歯付きベルト
の内周面側では主駆動が、一方外周面側で副駆動の多面
駆動が実現できる。

すなわち、歯付きベルトの担当としては、例えば自動車
の駆動軸の回転を頭上カムに伝達するような同期を必要
とする正確な動力の伝達を行ない、一方リブベルトの担
当としては、例えば自動車の駆動軸から送風機や給水ポ
ンプなど、ある程度その駆動に余裕があり、厳密な同時
伝動を必要としない動力伝達面に使用することができ
る。

（考案の効果）この考案に係るリブ付き歯付きベルトにあって、ベルト
内周面の一部を形成する歯部の中間に設けられる動力伝
達領域は、ベルトピッチラインとベルトランドラインと
の間に位置し、かつ歯部の中心線ｌより、歯部のピッチ
（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円弧面の一部により形成する
ことにより、ベルト歯部自体大形化し、がっちりした形
状となるので、高負荷伝動にも十分対処することができ
る。またこのリブ付き歯付きベルトの歯部が噛合する歯
付きプーリの溝部の溝壁を、ベルト歯部の前記動力伝達
領域面と平行し、かつ該部のバックラッシュ量を全長に
亘っ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、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、また歯付きプーリの溝壁と面接状に、かつ広
範囲に亘って当接するので、歯付きプーリに対するトル
ク伝達の性能は向上し、さらにベルト歯部のグリップ力
も向上し、このことは、ベルト走行時発生しがちなベル
トのジャンピング現象を未然に抑制しうる効果がある。

また、この動力伝達領域に連続するベルト歯元部におい
て、バックラッシュ量を小さくし、さらにベルト歯先部
ではバックラッシュ量を大きく設定、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、またベルト歯
部の歯付きプーリとの干渉の発生を容易に阻止すること
ができる。

また、ベルト背面部にリブを設けることから、ベルトの
屈曲性は良好なものとなり、小径のプーリにこのベルト
を巻き掛けても、屈曲によるベルトの疲労を軽減するこ
とができる。これにより、多本の軸にこのベルトを巻掛
けての、多軸走行となる場合、軸の配置が小さいスペー
スで行うことができる。

また、ベルトリブ部とリブ付きプーリとの関係で、リブ
の傾斜角度とプーリのＶ形環状溝の切込み角度を同一と
することにより、該嵌合部の間隙の発生がなく完全整合
により、ベルト背面部位における伝動も効率よく無駄の
ない動力伝達を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案を実施したリブ付き歯付きベルトの一
部分の斜視図、第２図は同ベルトの一歯部部分の正面
図、第３図は歯付きプーリの一溝部部分の正面図、第４
図はリブ付き歯付きベルトの一歯部における歯付きプー
リとの噛合状態を示す正面図、第５図はリブ付き歯付き
ベルトとリブ付きプーリとの一部分の嵌合状態を示す断
面図である。（１）……リブ付き歯付きベルト、（２）……ベルト本体、（３）……歯部、（５）……ベルトピッチライン、（４）……ベルトランドライン、（７）……ベルトのリブ（８）……リブ付きプーリ、（10）……Ｖ形環状溝、（11）……ベルト歯元部、（12）……動力伝達領域、（13）……ベルト歯先部、（15）（（24））……中心点、（18）……歯付きプーリ、（23）……プーリ溝部、（25）……プーリ溝壁、（R_B）・（rb）……曲率半径、（ｌ）……ベルト歯部の中心線、（Ｂ）……バックラッシュ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ベルト本体のベルトピッチライン上に抗張
体を埋設し、該ベルト本体の下面側ベルトランドライン
上に一定のピッチをもって隆設されたベルト歯元部、動
力伝達領域およびベルト歯先部からなるベルト歯部は、
その動力伝達領域を形成するに当り、ベルト本体のピッ
チラインとランドラインの間で、かつ各ベルト歯部中心
線ｌより、ほぼ歯部のピッチＰの1/2分、離れた位置に
中心点を設定し、上記ピッチ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って形成されており、
一方ベルト本体の背面側には長手方向に伸びる断面三角
形の複数本のリブを隆設したことを特徴とするリブ付き
歯付きベルト。
【請求項２】請求項１記載のベルトの内周面側歯部を歯
付きプーリに噛合し、ベルトの背面側リブ部にリブ付き
プーリを嵌合してなるベルト駆動装置において、リブ付
き歯付きベルトと歯付きプーリの噛合時、歯付きプーリ
の溝部の溝壁は、ベルトの歯部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、同領域形成用の曲
率半径（R_B）より大きい長さの曲率半径（rb）を有する
円弧面の一部をもって形成され、かつベルト歯元部のバ
ックラッシュはベルト歯先部のそれよりも小さく設定さ
れているリブ付き歯付きベルトの駆動装置。
【請求項３】リブ付き歯付きベルトとリブ付きプーリの
嵌合時、ベルトのリブ部とプーリのＶ形環状溝間には隙
間がなく、完全整合することを特徴とする請求項２記載
のリブ付き歯付きベルトの駆動装置。
【請求項４】リブ付き歯付きベルトのリブの傾斜角度
（θ_１）とリブ付きプーリのＶ形環状溝の切込み角度
（θ_２）は等しく形成されている請求項２記載のリブ付
き歯付きベルトの駆動装置。