JPS6049788B2 - 同期ベルトおよびプ−リ駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば自動調時装置におけるような同期ベル
ト駆動装置に関する。

同期ベルト駆動装置を設計するための今日の習慣は、チ
ェーン（或は場合によつてはベルトもあり得る）の歯が
駆動装置に加えられる負荷を伝える逆歯チェーン駆動装
置を設計するために使用される一般的原則と同じである
。

このため動力の伝達はベルトの歯によつて主に行なす）
れる。しカルながら、ベルトは少なくとも二つの重要な
点でチェーンと異なる。すなわち、ベルトは通常補強コ
ードおよび（又は）布カバーを有する弾性材料でつくら
れているので、負荷の下でチェーンよりも伸び、かつ弾
性ベルトの歯はチェーンの比較的堅い歯よりもたわむこ
とである。したがつて従来の歯付き同期ベルトおよびプ
ーリ駆動装置では大きな動力の伝達が困難であり、また
歯の摩耗、破損によりベルトの寿命も短くなるという問
題がある。本発明の主要な目的の一つは、歯付きベルト
および歯付きプーリを使用する駆動装置において、主な
負荷伝達手段としてベルトとプーリとの間の摩擦を利用
し、歯にはほとんど負荷をかけすにベルトとプーリとの
間の滑りを防止してそれらの間の同期を確保するだけに
することである。

Ｊ 本発明による同期ベルトおよびプーリ駆動装置は、
駆動プーリおよび被駆動プーリを備え、前記両プーリが
互いに隔てられかつ各々がベルトの歯と調和するように
複数の均一に隔てられた凹部により円周方向に隔てられ
た支持面を有し、無端べ丁ルトがプーリに係合しかつ内
面に複数の隔てられた歯を有し、隣接する歯間の間隔が
ベルトに張力が加わつていないとき円周方向に均一であ
り前記各プーリの間の駆動が主にベルトと前記支持面と
の間の摩擦によつて行なわれ、ベルトの歯とプーリの凹
部との関係が駆動の同期を確保し、前記プーリの凹部が
前記ベルトの歯よりも円周方向に長くかつ半径方向に深
く、支持面の円周方向長さが凹部の円周方向長さよりも
かなり大きく、駆動プーリの支持面の円周方向長さがベ
ルトが第１の張力下で伸ばされたとき隣接するベルトの
歯の間の間隔に合い、被駆動プーリの支持面の円周方向
長さがベルトが第２の別の張力下にあるとき隣接するベ
ルトの歯の間の間隔に合うように構成されている。

以下図面を参照して本発明の実施例について説明する。

第１図は駆動プーリ１０および被駆動プーＩ川２を示し
、その各々は中心の回りで矢印で示される方向に回転可
能である。プーｌ川０と１２とは複数の隔てられた歯１
６を有する可撓性ベルト１４によつて接続されている。
プーリ１０および１２は、それぞれ凹部すなわち歯溝１
８および２０が形成され、その各々は適当な時にベルト
の歯と合う。各歯溝はベルトの歯１６の深さおよび長さ
よりも大きな深さおよび長さを有している。プーリが回
転しているとき、ベルトは１張りョ側すなわち被駆動プ
ー１川２から駆動プー１川０において第１の張力（Ｔ１
）を受け、かつ０弛みョ側すなわち駆動プーリ１０から
被駆動プーリ１２において第２の張力（Ｔ２）を受ける
。駆動プーリはピッチは張力Ｔ１の下にあるベルトのピ
ッチと．ほぼ一致し、一方被駆動プーリ１２のピッチは
張力Ｔ２の下にあるベルトのピッチとほぼ一致し、この
ことは駆動プー１川０のピッチが被駆動プーリのピッチ
と異なることを意味する。本発明の原理に基づくベルト
駆動装置を設計す！るために、プーリのピッチはプーリ
に入るベルトのストランドのピッチによつて決定される
。

したがつて弾性伸びすなわちベルトの負荷特性を知るこ
とが重要である。最小プーリのピッチ直径の適切な大き
さが選ばれ、かつ歯溝の数は、単に二つ４か三つの歯溝
がベルトの歯と組み合うようにして選ばれる。歯溝の円
周方向長さは歯溝の間の間隔すなわちピッチの１１２か
ら１１４である。最小のプーリ（例えば第１図に駆動プ
ーリとして示されている）の外周の回りの等しく隔てら
れた歯溝（ピッチ）の総数は単に二つ又は三つの歯溝が
プーリに掛つているベルトの部分の歯と合うような、も
のである。巻掛けにより５ないし８個の歯溝を有するプ
ーリが適している。他のプーリのピッチ（歯溝）の数は
要求される速度比によつて制限される。最小プーリの適
切なピッチ直径（ｄ）および歯溝の数（ｎ）を選び、駆
動装置（プーリおよびベノルト）に対する歯間又は歯溝
間のおおよそのピッチ（Ｐ）はピッチ円の長さ（πｄ）
を選ばれた歯溝の数（ｎ）て除して得られる。

すなわち、Ｐ＝′Ｒｒｄ／ｎ単に二つのプーリ（もし必
要ならば或は望むな・らばアイドラの外に）が含まれる
とき、ベルトのピッチの数は、例えばユニロイヤル・イ
ンス（ＵｎｉｒＯｙａｌｌｎｃ）によつて発行されたカ
タログ（ＣａｔａｌＯｇ）１８９（１９６９）のような
中心距離因子表（ＣｅｎｔｅｒＤｉｓｔａｎｃｅＦａｃ
ｔＯｒＴａｂｌｅｓ）を参照する”ことによつて決定さ
れ得る。

このような表はピッチの点から中心距離を表記している
から、与えられた中心距離（インチで）をおおよそのピ
ッチ（Ｐ）で分割することによつて、その中心距離をピ
ッチに変換する必要がある。ベルトのピッチ数は、要求
される中心距離を表中の記入された中心距離値にできる
だけ一致させるために、選ばれる。後者の値を与えられ
た中心距離（インチで）に分割することは、以下で１仮
定されたョベルトピツチと呼ばれる、ベルトピッチに対
してより正確なピッチを得る。プーリのピッチはそのプ
ーリに係合するベルトのピッチと一致しなければならな
いので、プーリのピッチは、ベルトピッチと、ベルトに
加わる負荷によるベルトストランドのピッチの弾性伸び
との和に等しい。

プーリピッチはそれ故に互いにかつ１仮定されたョベル
トピツチと異なる。必要とされるベルトの直線長さは、
ピッチ数と０仮定されたョベルトピツチとに基づいた実
際のベルト長さで表わされかつそれと比較され得る。も
し実際のベルト長さが計算により求めたベルト長さより
長いとき、計算は小さな１仮定されたョベルトピツチを
用いて繰り返して行なわれ、逆に、実際のベルト長さが
計算により求めたベルト長さより短いときは大きな１仮
定されたョベルトピツチを用いて繰り返して行なわれる
。通常正しい解答を得るのに３回以下の計算が必要であ
る。第１図はベルトの歯とプーリの歯との関係を示す。

例えば、全ての歯溝１８および２０が同じ長さを有し、
ベルトの歯１６の長さは歯溝の長さのほぼ３１４である
。記号ＡからＨは、ベルト入口からベルト出口までの被
駆動プーリの歯溝の入口壁を示し、かつＡ″からＨ″は
被駆動プー１Ｊ１２のベルト入口からベルト出口までの
歯溝の出口壁を示す。ＡおよびＨ″において間隙がない
。

もしベルト歯の長さが歯溝の長さのおよそ３１４である
と、そのときＡ″＝Ｈ＝ おおよそ歯溝長さの１１４ Ａ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄ＜Ｅ＜Ｆ＜Ｇ＜Ｈ＝歯溝長さの１１４で
、Ａ″〉Ｂ″〉Ｃ″〉Ｄ″〉Ｅ″〉Ｆ″〉Ｇ″〉Ｈ″＝
０同じ関係が駆動プーリ１０の歯溝１８とベルト歯１６
の長さについて存在することが明らかである。

第１図は、プーリのピッチがそれに入るベルトストラン
ドのピッチに対応する本発明にしたがつてつくられたベ
ルトプーリ駆動装置を示している。

ベルトはプーリの回りに掛けられている。プーリの歯溝
はベルトの歯よりも大きく、その結果ベルトは干渉なく
プーリに掛けられる。駆動装置が自動車に使用されると
きに慣習になつているようにアイドラが据付け張力（第
３図におけるように）を加えるために使用されるならば
、据付け張力（ＪｎｓｔａｌｌｅｄｔｅｎｔｉＯｎ）に
より駆動プーリに接している部分でベルトは時計回り方
向（図て見て）にわずかに動かされ、かつ被駆動プーリ
に接している部分で反時計回り方向（図で見て）にわず
かに動かされるが、ベルトピッチがプーリのピッチに釣
り合うほど十分大きくない。駆動装置が全負荷の下で回
つているとき、１弛みョストランド（駆動プーリから被
駆動プーリまで）は、１張りョストランド（被駆動プー
リから駆動プーリまで）が？るとき弛み、その結果ベル
トの平均ピッチ（すなわちプーリと係合している）はほ
とんど変らない。プーリの歯溝壁と作動接触（負荷を伝
える接触）しているベルトの歯が、プーリとのベルトの
係合点から最も遠く隔れているので、その歯の負荷は最
小であり、かつもし必要ならばこの歯のたわみは負荷を
次に隣接するベルトの歯に伝達する。このような状態は
、もし起るとすれば、異常負荷状態の下でのみ起る。本
発明の駆動装置は、特定の歯形に限定されず、本発明は
長いピッチのベルト（広く隔てられた歯）にも限定され
ず、本発明は標準のベルトにも使用され得る。

しかしながら、長いピッチのベルトおよびそれに対応す
るベルトは、近接する歯および歯溝を有するベルトおよ
びプーリに比べたとき、駆動装置の製造をより安価にで
きる。また摩擦駆動特性は長いピッチにより増加される
。自動車の調時駆動装置に対する開示の設計原理の応用
は、これらの与えられた条件に対する次の計算で説明さ
れる。１ プーリ間の中心距離は約３３．４２４ｃＴｎ
（１３．１５９インチ）。２据付けベルト張力は約２０
．４１２ｋｇ／ストランド（４５ボンド／Ｓｔｒａｎｄ
）〔これはベルトの長さが計られるべきときの張力であ
る。

エンジンを８２．２２′Ｃ（１８０℃）に増加すること
はベルト張力を１ストランド当り１１．３４ｋ９（２５
ボンド）だけ増加するのに十分にクランク軸−カム軸中
心距離を増加する。

〕３ ベルトニピツチ約０．９５３Ｃ７ｒ１（４）．３
７５インチ）ｘ幅約１．５２４ｃｍ（イ）．６００″″
）４ベルト上の正味作動負荷：７．２６ｋｇ（１６ボン
ド）５普通の設計は次の内訳になる。

ベルトニピツチ約０．９５４５ｃＴｒｉ（０．３７５８
インチ）×幅 約１．５２４ｃｍ（０．６００イン
チ）×ピッチ長さ ＝９９プーリ：歯数１９および
３４、ピッチ約０．９５４５ｃｍ（４）．３７５８イン
チ）〔ベルトは典型的な歯数を有するだけでなく特，別
のピッチを有し、かつ駆動装置の要素について１標準ョ
がないことを注意すべきである。

このようなベルトの寿命は、歯の摩耗が十中八九過剰と
なるとき、限界であるかもしれない。〕本発明に示され
ている原理を使用した設計順序ノは次の通りである。

〔前記で与えられたプーリ間の中心距離、取り付けられ
たベルト張力、ベルトピッチおよび幅に加えて、第２図
に示されている弾性伸び一負荷曲線を知ることが必要で
ある。

〕（ａ）ベルトの幅は約１．５２４ｃｍ（０．６００イ
ンチ）としかつ都合のため全ての負荷は１ストランドご
とに幅１ｃｍについて数Ｋ９（幅１インチについて数ボ
ンド）まで減少される。

据付け張力および測定負荷＝４５／０．６００＝１スト
ランドごとに１３．３９４ｋ９／Ｃｍ（１ストランドご
とに１インチにつき７５ボンド）エンジンが８２．２２
７Ｃ（１８００Ｆ）に加熱されたときの張力ニ（４５＋
２５）／０．６００＝１ストランドごとに約２０．８０
５ｋｇ／ＣＴｎ（１ストランドごとに１インチにつき１
１６．５ボンド）。

作動負荷＝１６ノ０．６００＝１ストランドごとに約４
．８２２ｋ９／ＣＴｆｌ（１ストランドごとに１インチ
につき２７ボンド）。

張リストランド張力ニ１１６．５＋２７ノ２＝約２３．
３１５ｋｇ／Ｃｍ・ストランド（１３０ボンド／インチ
・ストランド）。

弛みストランド張力ニ１１６．５−２７１２＝約１８．
３９４ｋ９／ＣｗＬ・ストランド（１０３ボンド／イン
チ・ストランド）。

（ｂ）小さいプーリのピッチ直径の適正な存きさとして
、例えばｄ＝５．７２ｃｗ１（２．５２インチ）が選ば
れる。

（Ｃ）任意の歯数、例えばｎ＝７又は８が選ばれる。

２（ｄ）
選はれた速度比は２：１であるから、大きなプーリは１
４又はＮ＝１８個の歯を有しなけれぱならない。（ｅ）
おおよそのピッチはそれから決められるＰ＝πｄ／ｎ＝
２．２５π／７＝２．５６５ｃｍ（１．０１０イ３ンチ
） ２．２５７ｒ／８＝２．２４５ｃｍ（０．８８４
インチ）（ｆ）ピッチにおける中心距離が計算される。

ＣＤ＝１３．１６１１．０１０＝１３．０３ピッチ
１３．１６１０．８８４＝１４．９０ピッチ ３
（ｇ）ベルト長さＮｂをピッチで得るために標準中心距
離（ＣＤ）表（ユニロイヤルその他）を参照せよ。（１
）Ｎ−ｎ＝７に対し、Ｎｂ−Ｎ＝２よそのときＣＤ＝１
３．２０３ピッチ。

４′（２）Ｎ−ｎ＝８に対し
、Ｎｂ−Ｎ＝２ｅＫそのときＣＤ＝１４．９４６ピッチ
。 〔上記二つの値は（ｆ）で計算された必要な中心距
離に非常に近付いている。

どちらでも選択できるが、説明のためならば一つだけ、
例えばＣＤ＝１３．２０３ピッチを用いれば十分である
。〕（ｈ）より正確なピッチが計算される。〔これは、
ベルトのピッチとプーリのピッチが同じであると仮定す
るので、最終的に選ばれたピッチでないかもしれず、こ
れよりプーリのピッチをそれに入るベルトのピッチに一
致させるために、別の調整が必要である。

Ｎ＝１４，ｎ＝７，Ｎｂ＝３７，Ｐ＝１３．１５９１１
３．２０３＝２５．３１６ｃ７ｒ１（０．９９６７イン
チ）〕。（１）対応するプーリピッチ直径はｄ＝７×０
．９９６７／π（インチ）＝５．６４１礪（２．２２１
インチ）（ｊ）アイドラが引込んでかつベルトに多少の
力が加わることなくベルトがプーリ上に据え付けられる
かぎり、ベルト負荷は零である。

１据付けョ張力はもしアイドラが使用されているならば
そのアイドラがプーリ上に無負荷のベルトが掛けられた
後調整されなければならないベルト負荷を示すのでＪ据
付けョの使用はここでは除去される。

駆動プーリのピッチはベルトの張リストランドのピッチ
に一致しなければならないので、〔１ストランドごとに
２３．２１６ｋｇ／Ｃ７ｌ（１ストランドごとに１イン
チにつき１３０ボンド）〕、弾性伸び一負荷曲線は、駆
動プーリのピッチをベルトピッチに０．０００９３Ｃ７
１／Ｃ７Ｔｌ（１インチ当り０．０００９３インチ）を
加えた値に等しくしている無負荷状態からの０．０００
９３ｃＴｎ／Ｃｍ（４）．０００９３インチ／インチ）
のベルトの伸びを示している。同様に、１ストランドご
とに１８．３９４ｋｇ／Ｃｍ（ｌストランドごとに１イ
ンチにつき１０３ボンド）の張力の下で被駆動プーリに
入るベルトの弛みストランドは１ＣＴｒ１当り０．００
０７６ｃｍ（１インチ当り０．０００７６インチ）伸び
る。ここから、被駆動プーリのピッチはベルトのピッチ
よりも１ｃｗｔ当り０．０００７６Ｇ（１インチ当り０
．０００７６インチ）超過しなければならない。不釣合
状態を満足させるために要求されるベルトのピッチおよ
び長さを決定するために、試行錯誤方法を用いることが
必要であり、かつ現在まて適当とされていた計算尺によ
つて与えられる精度よりも高い精度が要求される。ｋ）
上記（ｈ）で見出された値よりもいくらか大きなＰにな
る値で始める。

すなわちＰｂ＝２．５４Ｃｍ（１．０００″″）、ここ
ではＰｂはベルトピッチを示す。そのときＰｒ＝１．０
００＋０．０００９３＝１．０００９３、ここでＰｒは
半径ｒを有する駆動プーリのピッチである。ＲＲ＝１．
０００＋０．０００７６＝２５．４１９ｃｍ（１．００
０７６インチ）、ＰＲは半径Ｒを有する被駆動プーリの
ピッチを限定する。各プーリの半径の計算 試算Ｐｂ＝２．５３２４ｃｍ（イ）．９９７０インチ）
Ｐｒ＝２．５３４４９ｃｍ（０．９９７８３インチ
） ＰＲ＝２．５３４３１ｃｍ（イ）．９９７７６イ
ンチ） ｒ＝２．８２３９１６１ｃｍ（１．１１１７
７８インチ） Ｒ＝５．６４６８７２ｃｍ（２．２２
３１７８インチ） α＝４．８４４９２必要なベル
ト長さ＝９３．６９８１ｃｍ（３６．８８９０インチ）
実際のベルト長さ＝（４）．９９７０）×（３７ピッチ
） ＝９３．６９８１儒（３６．８８９
０インチ）上述の２．５３２４ｃＴｎ（イ）．９９７０
インチ）のピッチのベルトは無負荷においてである。

１３．３９４ｋ９／礪・ストランド（７５ボンド／イン
チ・ストランド）の測定負荷を加えると、ピッチは０．
００１３９７ｃｍ（イ）．０００５５インチ）だけ増加
し、Ｐ＝２．５３３７８ｃＴｎ（０．９９７５５インチ
）、長さ＝（イ）．９９７５５）Ｘ（３７ピッチ）
＝９３．７４ｇｃｒｆ１（３６．９０９インチ）になる
。

０）ベルトをプーリに掛けたとき干渉を避けるために無
負荷の下でのベルトピッチはプーリピッチよりも０．０
０２３６ｃ７７！（０．０００９３インチ）および０．
００１９３ｃｒｒＬ（４）．０００７６インチ）だけ短
いので、プーリの歯溝間隙を設けることが必要である。

小プーリに対し、４個の歯がベルトと係合する。間隙＝
０．０００９３×４×２．５４＝０．０９４０ｃｍ／１
歯 （イ）．００３７インチ／１歯）大プーリに
対して１４個の歯の８個がベルトと係合する。

間隙＝０．０００７６×８×２．５４＝０．０１５４９
ｃＴｎ／１歯 （４）．００６１インチ／１歯）
（ｍ）完全な明細が記載され得た。

ベルト 同じ断面でかつ歯の寸法０．９５２ｃ７ｎ（３
１８インチ）ピッチ ピツチニ２．５３３７８ｃｍ（０
．９９７５５インチ） 幅 ＝１．５２４ｃｍ
（イ）．６００インチ）長さ＝３７ピツチニ１ストラン
ドにつき２０．４１２ｋ９（４５ボンド）の測定で９３
．７４９ｃｍ（３６．９０９インチ）据付け張力ニ２０
．４１２ｋｇ／ストランド（４５ボンド／ストランド）
プーリ 小：７歯、ピツチニ２．５３４７ｃｒｆＬ（０．９９７
９３インチ）ピッチ直径（Ｄｉａ）＝５．６４７９ｃｍ
（２．２２３６インチ）歯溝間隙＝０．０１０ｃｍ（０
．００４インチ）最小大：１４歯、ピツチニ２．５３４
３１ｃｍ（イ）．９９７７６インチ）ピッチ直径（Ｄｌ
ａ）＝１１．２９３６ｃ７ｎ（４．４４６３インチ）歯
溝間隙＝０．０１５２４ｃｍ（イ）．００６インチ）最
小平ベルトによつて接続された、第３図に示されるよう
な二つのプーリＰＡおよびＰＢを考える。

プーリＰＣはアイドラであり、そのプーリＰＣ（７）機
能はベルトの初期張力すなわち据付け張力を加えること
である。駆動プー１ＪＰＡに回転モーメントが加えられ
ないときベルトの二つの部分の張力は同じ（軸受の摩擦
を除いて）でありかつ遊びプーリＰＣによつて加えられ
る据付け張力に依存する。この初期張力によりベルトは
プーリの表面に圧力を及ぼし、かつこの圧力はベルトと
プーリとの間の相対的滑りに対抗する摩擦抵抗を誘導す
る。もしプーリＰＡに回転モーメントがかつプーリＰＢ
に抵抗モーメントが加えられると、摩擦抵抗は上ストラ
ンドにおける張力を増加しかつ下ストランドにおける張
力を減少する。これらの張力をそれぞれＴ１およびＴ２
で示す。これらは第１図の記載における張力Ｔ１および
Ｔ２に対応する。ベルトの二つの部分の張力の差に起因
するベルトがプーリの回りで滑ろうとする傾向は、ベル
トとプーリ表．面との間の摩擦抵抗によつて抵抗される
。張力の差はプーリＰＢを回転させようとしかつ回転モ
ーメント（Ｔ，−Ｔ２）・ｒ１がプーリＰＢに加えられ
る抵抗モーメントに等しくなると、回転し始める。ｒ１
は被駆動プーリの半径である。抵抗モーメントに打ち勝
つ必要があるＴ１とＴ２との間の差がベルトとプーリと
の間の摩擦抵抗に比較して小さいと、プーリ上でのベル
トの滑りは発生しない。

滑り作用に加えて、全てのベルトは１クリーｚプョとし
て知られている状態になる。

一単位の長さのベルトの一片が張力Ｔ１の下でプーリＰ
Ａ上で動くと考えられる。単位長さのこのベルト片がプ
ーリと共に回りも動くと、ベルト片が受ける張力はＴ１
からＴ２に減少し、かつその弾性により、それにしたが
つてベルト片は長さ方向に縮む。それ故プーリＰＡは自
身が送り出すよりも長いベルトを連続的に受け、かつプ
ーリ表面の速度はその上を移動するベルトの速度よりも
速い。同様に、プーリＰＢは自身が送り出すよりも短い
ベルトを受けかつその表面速度はその上を移動するベル
トの速度よりも遅い。ベルトがプーリ上を移動するとき
のベルトのこの１クリープ作用ョは動力の不可フ欠の損
失になる。滑りとクリープの両者による速度の合計損失
は３％を越えてはならない。すなわち、駆動プーリの表
面速度は被駆動プーリの速度を３％よりも大きく超過し
てはならない。それが２０％にも達すると、ベルトがプ
ーリから完全に滑７り外れる危険がある。滑りが起ろう
としているとき、ベルト張力Ｔ１およびＴ２と摩擦係数
μおよびベルトの巻掛け角度θ（ラジアン）との関係式
は、Ｔ１＝Ｔ２ｅμθ ｊであり、ここでｅは自然対数２．７１８である。

これは、遠心作用の効果を無視していて、この遠心作用
は実際には６０９．６ＴＬ．／分（２０００フィート／
分）以下のベルト速度では表われない。もしＴ１／Ｔ２
がｅμθより小さいか或はそれと等しいならば、ベルト
はプーリ上で滑らず、これより大きな比に対して滑りが
発生する。

しかしながら全ての場合において、ベルトはプーリ上で
はう。Ｔ１の値がＴ２の値に近付く（Ｔ１／Ｔ２→１）
と、クリープの量は、プーリ上で移動するベルトの単位
片の長さに変化がないので、減少する。Ｔ１＝Ｔ２のと
き１据付けョ状態を有しかつ動力が伝達される。Ｔ１／
Ｔ２＝ｅμθとなるように駆動装置を設計することによ
つて、プーリを囲むベルト通路におけるベルトの長さの
変化に対して補償するために、もし駆動プーリの半径が
増加されかつ被駆動プーリの半径が減少されるならば、
両プーリにおける等しい表面速度を得ることができる。

ベルトが完全に弾性であると仮定すると、１インチにつ
いての伸び（インチ）は次のように表わされる。Ｅ＝Ｋ
（Ｔ−Ｔ２）Ｔ＝Ｔ２ｅμ０ であるから ε＝ＫＴ２（ｅμθ−１） 半径ｒのプーリ上をＯラジアンで巻き掛けてあるベルト
長さ（１１−１２）における変化は、上記の全ては平坦
面を有するプーリに掛つて移動する平ベルトに関係し、
その平坦面は、単位長．さを有するベルト片の長さがベ
ルト張力の変化と共に変化するにもかかわらず、ベルト
と適切に調和することができる。

今、ベルトにプーリの歯溝と係合する歯が設けられてい
る同期ベルト駆動装置について考える。

平ベルトについて言及された１単位長さョは、歯付きベ
ルトに対して０ピッチＪＰとなる。ベルトは弾性がある
ので、ピッチを決定するために、７測定負荷ョと呼ばれ
る特定の負荷を受けているベルトの長さを測定しかつこ
れをベルトの歯数で割ることが必要である。歯間のピッ
チすなわち間隙はベルト張力が測定負荷よりも大きいか
或いは小さいかによつて大きく或いは小さくなる。通常
測定負荷は取付けベルト張力よりも小さい。もしプーリ
が測定負荷においてベルトのピッチと一致するように設
計されるならば、ベルトピッチはプーリの回りて連続的
に変化するので、駆動装置が動いているときベルトと歯
とプーリの歯溝との間で干渉なくしてベルトを順応させ
ることができない。更に取付け張力が測定負荷と異なる
と、駆動装置が停止しているときベルトプーリのピッチ
は釣り合わない。上記通常の設計は、ベルトがスプロケ
ットすなわちプーリと係合成いは離脱するときはいつで
も、ベルトにピッチの急激な変化を受けさせる。

これは比較的硬いプーリの歯との干渉中にベルトの比較
的軟い歯の弾性変形によつてのみ調和される。本発明は
上記実施からの少なくとも二つ、および好ましくは三つ
の変形を含む。

第１はプーリのピッチをプーリと係合しかつそこに入る
ベルトのピッチと釣り合わせることである。伝達される
べき最大トルクより、必要な駆動力Ｆが計算され得る。
ベルトが動力を伝達するとき、張力Ｔｌ，Ｔ２の差が必
要な駆動力Ｆに等しくなるまで、１張リョ側の張力は増
加されかつ１弛みョ側の張力は減少される。これは、張
り側のベルトが与えられた量だけ短くされかつその量が
弛み側に移されるという事実によつて行なわれる。もし
弾性伸びと張力との間の関係がＴ２からＴェの範囲にわ
たつて直線ならば、そのときは張り側における張力の増
加は弛み側における張力の減少に等しくなり、この場合
Ｔ１＝Ｔｉ＋Ｆ／２およびＴ２＝Ｔｉ＋Ｆ／２、ここで
Ｔｉは据付け張力である。もし張力が非直線ならば、Ｔ
１−Ｔ２＝ＦおよびＴ１とＴｉとの間の伸びがＴｉ（５
Ｔ２との間の伸びに等しくなるようなＴ１およびＴ２を
第２図のグラフから選ぶ必要がある。プーリと係合する
ベルトのピッチは計算される。これはプーリのピッチを
決定し、ベルトのピッチとプーリのピッチが係合時同じ
であるから、干渉することなくベルトの歯をプーリの歯
溝と係合させる。第２の変形はプーリの歯溝に間隙を与
え、これは二つの目的を達成する。

（１）間隙は、ベルトがプーリに取り付けられたときお
よび据付け張力がアイドラの調節によつて加えられたと
きベルトの歯とプーリの歯溝との間で干渉なく、ベルト
がプーリに掛るようにさせる。更に重要なことには、（
２）間隙は、プーリの回りを通過中に変化するとき、ベ
ルトに長さ（ピッチ）を自由に変化させ、それによつて
ベルトの負荷を伝えかつ滑りを除去する基本的手段とし
て前述のように摩擦の利益を利用する。この摩擦の補助
はベルトの歯に加えられる負荷を明らかに減少し、その
主な機能は負荷の脈動、速度の変動中の保持同期作用の
一つになる。この特徴は、基本的に、歯付きプーリを基
本的平プーリにする。駆動プーリのピッチは被駆動プー
リのピッチすなわちクリープに対して補償するのノに必
要なかつ両プーリの表面速度を同じにする要件よりも大
きい。最後に、上記二つの設計上の改良に起因するベル
トの歯への負荷の減少により、少しの歯が同期作用を与
え、。

ピッチの大きなベルトョと呼ばれ夕るものになる。そこ
において、ベルトの歯の大きさは標準の小さなピッチの
ベルトの歯の大きさと同じである。続く順序は（ａ）最
小プーリに対しておおよその直径を与えかつ特定の速度
比に合うように各プーリ９の歯の数を任意に決める。

（ｂ）中心距離の仕様に合うよう要求されるおおよその
ベルトピッチを計算する。（ｃにれらのおおよその値を
試行錯誤によつて正確な寸法に減する。ベルトの弾性伸
び一負荷特性は知られるべきであり、かつ最小の取付け
張力は、最大駆動負荷におけるベルト張力の比Ｔ１／Ｔ
２がｅμθに等しいかそれを超過するように選ばれ、こ
こにおいてｅは自然対数２．７１８であり、μはベルト
とプーリ表面との間の摩擦係数であり、θはプーリ上の
巻掛け角度てある。この初期張力の選択はベルトの滑り
を許容せず、その結果摩擦のみが負荷を伝えることがで
きる。以上のように本発明によればベルトの歯に加わる
負荷がほとんどなくなるため歯のたわみおよび摩耗は最
小限にされ、同期ベルトでも比較的大きな動力の伝達が
できる。

またベルトの歯間のピッチ或いは歯溝間のピッチは任意
に変更できる。更に、ベルトの１張リョストランド（被
駆動プーリから駆動プーリ）上の歯は、プーリの歯の間
隙が深さおよび長さにおいてベルトの歯よりも大きいの
でプーリの歯と干渉せず、このようにしてベルトの歯の
変形および摩耗を減少している。ベルトの歯にかかる負
荷が比較的小さいため、ベルトの歯間のピッチは、通常
の従来技術の歯付きベルトおよびプーリ駆動装置のベル
トの歯間のピン，チよりも更に大きくなる。例えば、本
発明によるベルトは、同じ目的のために使用可能な従来
の歯付きベルトよりも歯の数がほぼ１１３（或いはそれ
よりも少ない）である。ベルトの歯が少ないため、歯又
は歯溝の少ないプーリが必要である。また歯溝が少ない
ため、製造コストを低くすることができる。溝の大きさ
を増加させることなくプーリの歯溝の数を減少すること
によつて、プーリの外周とベルトとの間の接触面積は、
従来技術の駆動装置に比べて増大される。このようにベ
ルトとｊプーリとの間の摩擦効果が強められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にしたがつてつくられた駆動装置の側面
を示す図、第２図は弾性伸びがベルト負荷に対してプロ
ットされたグラフ、第３図はベルト張力装置が使用され
ている本発明による駆動装置の概略図、第４図は本発明
による典型的な駆動装置であつて計算の参考のために記
号を付した概略図である。 １０，１２：プー１八１４：ベルト、１６：歯、１８，
２０：歯溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 駆動プーリおよび被駆動プーリを備え、前記両プー
   リが互いに隔てられかつ各々がベルトの歯と調和するよ
   うに複数の均一に隔てられた凹部により円周方向に隔て
   られた支持面を有し、無端ベルトがプーリに係合しかつ
   内面に複数の隔てられた歯を有し、隣接する歯間の間隔
   がベルトに張力が加わつていないとき円周方向に均一で
   あり前記各プーリの間の駆動が主にベルトと前記支持面
   との間の摩擦によつて行なわれ、ベルトの歯とプーリの
   凹部との関係が駆動の同期を確保し、前記プーリの凹部
   が前記ベルトの歯よりも円周方向に長くかつ半径方向に
   深く、支持面の円周方向長さが凹部の円周方向長さより
   もかなり大きく、駆動プーリの支持面の円周方向長さが
   ベルトが第１の張力下で伸ばされたとき隣接するベルト
   の歯の間の間隔に合い、被駆動プーリの支持面の円周方
   向長さがベルトが第２の別の張力下にあるとき隣接する
   ベルトの歯の間の間隔に合う同期ベルトおよびプーリ駆
   動装置。