JPH067207Y2 - 歯付ベルト駆動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は歯付ベルト駆動装置に関し、歯付プーリに歯付
ベルトを掛巻きすることによるすべりの無い動力の確実
伝動を達成する装置において、ベルト歯部とプーリ溝部
あるいはプーリ歯部とベルト溝部との噛み合い時の該部
の衝突、およびこの衝突することによって生ずるベルト
の振動などに起因する騒音、異音の発生を抑制しうる歯
付ベルト駆動装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種の駆動装置にて、用いられる歯付ベルトの
歯部形状は主として台形歯およびインボリュート歯が中
心で、この歯付ベルトを歯付プーリに掛巻した折、これ
らの歯形ではベルトの歯部の高さよりもプーリの歯部の
高さが大きいため、換言すればプーリの溝部の深さが大
きいため、ベルトとプーリとの噛合時、プーリの歯先部
分がベルトの溝底部と平面的に衝突し、大きな衝突音を
発生せしめていた。そこで、この衝突音の発生を抑制せ
しめるため、例えば米国特許第４，０３７，４８５号明
細書に記述されているように、プーリの溝底にベルトの
歯先部分を積極的に衝突せしめる構造の歯付ベルト駆動
装置が提案されている。

（考案が解決しようとする問題点） 歯付ベルトと歯付プーリとの噛合時の衝突部の発生個所
をベルトの溝底部より、プーリの溝部に移行せしめるこ
とにより、騒音の多少の改善は見られるも、プーリの溝
底部とベルトの歯先部分の平面的衝突により発生する衝
突音をプーリの溝内にて発生せしめることによっても、
その衝突に起因する騒音、異音の発生は十分には改善さ
れておらず、この種の駆動装置にあって、より一層の改
善が望まれる問題点として残されている。

本考案は、歯付ベルト駆動装置に依然として内在する騒
音上の問題点を改善させ、プーリの溝底部分における衝
突音の発生を、さらに併せてベルトの溝部分における衝
突音の発生をも抑制せしめ得る歯付ベルト駆動装置を提
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、本考案はつぎのような構
成としている。

すなわち、本考案に係る歯付ベルト駆動装置は、本装置
にて用いられる歯付ベルトは、その歯部にあって平坦形
の歯先を設けており、又歯付プーリは、その溝部の溝底
にあって、プーリの回転方向側への溝底の深さが次第に
減少するように、溝最深部より溝最浅部を結ぶ溝底の傾
斜角度が１０°以下に設定されており、以上の歯付ベル
トを歯付プーリに掛巻きしてのベルト歯部のプーリ溝と
の噛合時、ベルトの平坦形の歯先部はプーリの溝底との
接触量を次第に増加せしめることを特徴とする。

（作用） 歯付プーリに歯付ベルトが掛巻きされ、プーリの回転に
伴い、プーリの溝部にベルトの歯部が噛合する時、ベル
ト歯部の平坦形の歯先部分は、プーリの傾斜せる溝底の
うち最初浅底部分にて局部的に接触し、次第にベルト歯
先部分とプーリ溝底部分の接触面積を拡大せしめてい
く。これによって噛合始期時におけるベルト歯先部分と
プーリ溝底部分の広い面積に亘る同時期の面状接触はさ
けられる。又、ベルト歯先部分のプーリ溝面との局部的
当接はベルト歯先部分の圧縮変形と共に、この噛合運動
を始めたベルト歯部が位置するベルト本体部は極く僅か
プーリ面、より詳しくはプーリの歯先面より持ち上り気
味となり、該歯部より回転方向側に位置するベルトの溝
部の溝底と該部に噛合するプーリ歯部の歯先部分の接触
を同じく噛合初期時の局部的接触より経時と共に面的接
触へと拡大せしめて、ベルトの歯先の一部の圧縮変形よ
り、ベルトの歯先部全体の圧縮変形へと拡大することに
より、衝突エネルギーを大きく吸収できる結果となり、
ベルトおよびプーリの初期的噛合個所におけるベルト歯
先部とプーリ溝底部およびベルト溝面とプーリ歯先部の
最初からの衝突音発生の主因となる平面的接触はこれを
回避することができる。

（実施例） つぎに本考案に係る歯付ベルト駆動装置の具体的実施例
を図面を用いて詳細に説明する。

実施例：１ 第１図は本考案に係る装置の一つのベルト歯部のプーリ
溝部への噛合状態を示す縦断面図、第２図は本装置に使
用する歯付ベルトの一個の歯部の縦断面図、第３図は同
じくプーリの一本の溝部の縦断面図である。

本考案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(1′）をゴム、合成樹脂など
のゴム状弾性体をもって構成し、ベルト本体(1′）の裏
面長手方向には一定のピッチにて歯部(2)と溝部(3)が交
互に形成され、ベルト本体(1′）部分のベルトピッチラ
イン(4)上にはガラス繊維、アラミド繊維などの低伸度
高強力のロープ拡張体が埋設されている。そして、歯部
(2)と溝部(3)をもって構成されるベルト(1)の裏面側は
必要に応じ、カバー帆布をもって全面連続的に被覆され
ている。このベルト歯部(2)はベルト本体(1′）と同様
のゴム状弾性体をもって形成され、ベルト本体(1′）部
分のベルトピッチライン(4)上に中心点(5)をもつ曲率半
径Ｒ_Ｂの円弧面の一部からなるベルトの裏面の一部を形
成する１対のベルト歯部側壁(6)(6)と、中心点(7)をも
つ半径ｒ_Ｂをもって描かれる円弧面からなる歯元(8)お
よび前記１対の側壁(6)(6)の先端部分をつなぐ平坦面あ
るいはごく緩やかな凸状曲面を有する歯先部(9)から構
成されている。

尚、この丸形のベルト歯部(2)の側壁(6)を形成する前記
曲率半径Ｒ_Ｂは、ベルト歯厚(W)と等しく形成されてい
る。

一方、上記歯付ベルト(1)と噛合するプーリ(10)は第３
図に示すように、プーリ歯部(11)は中心点(12)を有する
半径ｒｐの円弧面で形成される歯先(13)と、（但し、ｒ
ｐ＜ｒＢ）、１対の歯先(13)間を結ぶ、緩やかな曲面で
形成される歯先表面部(14)から構成され、またプーリ歯
部(11)(11)間の歯溝(15)は本プーリ(10)上に噛合掛巻せ
しめた前記歯付ベルト(1)のピッチライン(4)に一致する
ピッチライン上に中心点(16)を有する曲率半径Ｒ_ｐの円
弧面の一部からなる、プーリの周面の一部を構成する１
対のプーリ溝壁(17)(17)と、この１対の溝壁(17)の先端
部を結ぶ平板面の溝底部(18)をもって構成され、特にこ
の溝底部(18)は矢印をもって示すプーリの回転方向側に
向け上昇傾斜する溝底をもって形成され、その傾斜角度
（θ）は最大１０°の範囲に限定されている。これによ
り丸形のプーリ溝部(15)の溝底(18)はプーリの回転方向
側への溝底の深さが次第に減少するよう構成されてい
る。

もし、プーリの溝底部(18)の傾斜角度（θ）が１０°以
上に設定されると、プーリ(10)に掛巻された歯付ベルト
(1)の歯部(2)は、傾斜した溝底部(18)と歯先(9)の一部
が局部的に接触支持され、ベルトはプーリより極端に浮
き上った状態となり、最悪の場合にはベルト(1)にジャ
ンピング現象の発生をみる。この場合、ベルトのジャン
ピング現象を抑制するため、ベルトに大きな張力を付加
することにより、この弊害をある程度抑制できるも、そ
の分ベルト歯部の圧縮代が大きくなり、ベルト歯部の疲
労度は増大する他面の弊害の発生をみる。

又、ベルトの歯部とプーリの溝部の関係において、ベル
ト歯部(2)の高さ（Ｈ_Ｂ）はプーリの溝部(15)の最大深
さ（Ｈｐ）に等しいか、もしくはやや大きく設定されて
いる。なお、この場合でも、Ｈ_ＢはＨｐより最大でも８
％増の範囲に設定する。もし、この８％の範囲を越える
折には、やはりベルトの歯部はプーリの溝部より大きく
浮き上った状態となり、ベルトにジャンピング現象が発
生する傾向があり、ベルトの円滑な噛合作業に乱れを生
ずる結果となる。もっとも以上記述した、ベルト歯部の
高さＨ_Ｂ≧プーリ溝部の最大深さＨｐの関係式はあくま
で、プーリ溝部の溝底部の傾斜角度との相対的関係にあ
って定まるものであり、ベルトのジャンピング現象を阻
止するためには、溝底部(18)の傾斜角度（θ）が１０°
に接近する折には、この関係式はＨ_Ｂ＜Ｈｐと逆転せし
める必要性がある事態もありうる。

以上の構成よりなる歯付ベルト(1)を歯付プーリ(10)に
掛巻、噛合せしめ、その静的状態を第１図をもって示し
ているが、この折ベルト(1)の歯部(2)の高さ（Ｈ_Ｂ）は
プーリ(10)の溝部(15)の最大深さ（Ｈｐ）に等しく形成
されている。この噛合状態にあっては、ベルト歯部(2)
の歯先部分のうちベルト走行方向側に位置する歯先部分
は、特に溝部(15)の溝底部(18)に強固に圧接することに
より、本来あるべき先端領域(D)で圧縮変形している。

第４図(イ)〜(ハ)は、歯付ベルトの歯付プーリへの噛合開
始個所における噛合の進行状態を経時的に示す正面図
で、第４図(イ)はベルト歯部(2)がプーリ溝部(15)に噛合
寸前の状態を示し、プーリの溝底部(18)は従来の点線で
示す平坦な（無傾斜の）溝底部(20)より、プーリの回転
方向側が持ち上り状に傾斜しており、いまだベルト歯部
の歯先(9)はプーリの溝底部(18)と非接触状態にある。

第４図(ロ)はベルト歯部の歯先の一部が傾斜せるプーリ
の溝底部に局部的に接触した状態にある。

第４図(ハ)は一段のプーリの回転により、ベルト歯部の
歯先のうちベルト走行側の一部が仮想線にて示す先端領
域(D)が圧縮変形した状態にある。

この様にベルト歯部は、プーリ溝底部との接触を局部的
なものから、歯先全面へと拡大していく状況が理解され
る。

実施例：２ 第５図は他の実施例を示す第１図に相当する図で、第６
図は本実施例にて用いられる歯付ベルトの一個の歯部の
縦断面図、第７図は同じくプーリの一本の溝部の縦断面
図である。前述の実施例：１において詳述した装置との
相違点は実施例：１の歯付ベルト(1)は丸歯のベルトで
あるが、この実施例において用いられる歯付ベルト(1)
の歯部(2)は台形歯のベルトであり、その歯先部(9)は平
坦面を形成している。これに対応して、歯付プーリ(10)
の溝部(15)は台形溝で、同じくその溝底(18)は矢印にて
示すプーリの回転方向側に向け上昇傾斜する平板面をも
って形成され、かつその傾斜角度（θ）は最大１０°の
範囲に限定され、これによりプーリ溝部(15)の溝底(18)
はプーリの回転方向側への溝底の深さが次第に減少する
よう構成されている。

本実施例にあっても、プーリ溝部(15)の溝底(18)の傾斜
角度と同様、歯付ベルト(1)の歯部の高さＨＢとプーリ
(10)の溝部の最大深さＨｐとの間には前記、実施例：１
において既述したと同様の数値の規制が実施されてい
る。

実施例：３ 第８図はさらに他の実施例を示す第１図に相当する図
で、第９図は本実施例にて用いられるプーリの一本の溝
部の縦断面図である。本実施例において、前記実施例：
１及び２において詳述した装置と同様、歯付プーリ(10)
の溝底部(18)にあって、その溝底(18)は矢印に示すプー
リの回転方向側に向け上昇傾斜し、これによりプーリ溝
部(15)の溝底(18)はプーリの回転方向側への深さが次第
に減少するよう構成されてはいるが、その手段において
相違している。

即ち、本実施例において使用される歯付プーリ(10)の溝
部(15)の溝底部(18)は凹状曲面をもって形成されてい
る。該凹状曲面を形成せしめるための中心点(19)は、プ
ーリ溝部(15)の中心線(l)と溝底の上昇傾斜角度（θ）
との交点にて、前記中心線(l)より前記傾斜角度θと同
一角度θ′分傾斜した中心線(l′）上にあり、中心点(1
9)をもって描かれる１対の溝壁(17)(17)の交叉部はそれ
ぞれ凹状曲面をもって形成される溝底部の溝の最深部お
よび最浅部を形成している。ただし、この凹状曲面から
なる溝底部(18)の中心部は位置的に従来の仮想線にて示
す傾斜を有しない溝底(20)の中心部より下方に決して位
置しないよう配慮されている。

尚、実施例：３は実施例：２に示す平板面の溝底を設け
た台形溝部を有するプーリに台形歯部を有するベルトを
噛合せしめた歯付ベルト駆動装置の変形例を示したが、
勿論実施例：１に示す平板面の溝底を設けた丸形溝部を
有するプーリを中心とする歯付ベルト駆動装置にあっ
て、プーリの溝部の溝底部を、実施例：３をもって詳記
したと同様の手段をもって、凹状曲面からなる溝底部と
なし、本歯はプーリに噛合するベルトを丸歯を有する歯
付ベルトをもってこれに対応せしめることもできる。

以上、凹状曲面からなる溝底部(18)の構成の採用によ
り、ベルト歯部の歯先、特に、ベルト走行方向側の歯先
コーナー部の圧縮代(D)は、平板面のプーリ溝底部より
比較的小さくなって、ベルト歯部の疲労度もその分少な
くなる。

（考案の効果） 本考案に係る装置にあっては、歯付プーリの溝底部をプ
ーリの回転方向側を次第に浅底に形成せしめておくこと
により、プーリ溝部と噛合する歯付ベルトの歯部は、ベ
ルトの歯先部を最初部分的な接触より全面接触へと経時
的に拡大せしめ得る形態を採用することにより、ベルト
歯先部とプーリ溝底部の同時、全面衝突による衝突音お
よびベルトの振動に伴う異音の発生を抑制し、騒音発生
の緩和に効果がある。即ち、最初ベルトの歯先の一部の
圧縮変形は局部的で小さいが、経時と共にベルトの歯先
部分全体が圧縮変形することにより、衝突エネルギーを
大きく吸収できる可能性を有している。又、プーリ溝部
のうち溝浅部分に接触するベルトの歯部は局部的に圧縮
変形し、これに伴いベルトの圧縮歯部のベルト本体部分
は心持ちプーリ面、より詳しくはプーリの歯先面より持
ち上り、その結果、ベルトの溝部とプーリの歯先部分の
急激な衝突は避けられ、この部分における衝撃音などの
騒音の発生をも抑制、緩和することができ、このように
ベルトとプーリとの噛合初期時、ベルト溝底部とプーリ
歯先部およびベルト歯先部とプーリ溝底部との二個所に
おける略同時の面接触に伴う衝突音に伴う騒音の発生を
確実に抑制しうる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る装置の一つのベルト歯部のプーリ
溝部への噛合状態を示す縦断面図、第２図は本装置に使
用する歯付ベルトの一個の歯部の縦断面部、第３図は同
じくプーリの一本の溝部の縦断面図、第４図(イ)〜(ハ)は
歯付ベルトの歯付プーリへの噛合開始個所における噛合
の進行状態を経時時に示す正面図、第５図は他の実施例
を示す第１図に相当する図、第６図は他の実施例にて用
いられる歯付ベルトの一個の歯部の縦断面図、第７図は
同じくプーリの一本の溝部の縦断面図、第８図はさらに
他の実施例を示す第１図に相当する図、第９図はさらに
他の実施例にて用いられるプーリの一本の溝部の縦断面
図である。 図中、(1)は歯付ベルト、(2)はベルト歯部、(3)はベル
ト溝部、(9)はベルト歯先部、(10)はプーリ、(11)はプ
ーリ歯部、(13)はプーリ歯先、(15)はプーリ溝部、(18)
はプーリ溝底部、θはプーリ溝底の傾斜角度、を示す。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】歯付プーリに歯付ベルトを掛巻してなる駆
   動装置において、歯付プーリの各歯部間の溝部は、プー
   リの回転方向側への溝底の深さが次第に減少するよう
   に、溝最深部と最浅部を結ぶ溝底の傾斜角度θは１０°
   以下に設定されており、かつ歯付ベルトと歯付プーリの
   噛合時、ベルトの平坦形歯先部はプーリの溝底との接触
   量を次第に増加せしめていくことを特徴とする歯付ベル
   ト駆動装置。
2. 【請求項２】前記プーリの溝部の傾斜する溝底部は平板
   面をもって形成されている実用新案登録請求の範囲第１
   項記載の歯付ベルト駆動装置。
3. 【請求項３】前記プーリの溝部の傾斜する溝底部は凹状
   曲面をもって形成されている実用新案登録請求の範囲第
   １項記載の歯付ベルト駆動装置。