JP2005140249A - 巻掛式回転伝動装置の張力調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】正転時であるか逆転時であるかにかかわらず安定した挙動が得られるようにした巻掛式回転伝動装置の張力調整装置を提供する。
【解決手段】駆動側プーリ１と従動側プーリとの間に巻き掛けた歯付きベルト２の上側部分２ａと下側部分２ｂに、ベルト２全体を挟み込むようにして個別にテンションローラ４，５を設ける。各テンションローラ４，５は揺動アーム６の先端に回転可能に装着し、揺動アーム６自体は駆動側プーリ１に回転中心と同一軸線上に揺動可能に支持させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ベルトやチェーン等の無端状で且つ可撓性のある巻掛伝達要素を主要素とする巻掛式回転伝動装置において、一般にテンショナと称されて巻掛伝達要素であるベルトやチェーン等の張力を調整する装置に関するものである。

例えばベルト式の回転伝動装置においては、張力調整装置としてベルトの緩み側部位にテンションローラを押し付けるようにしたものが広く知られているが、ベルトの正転のみならず逆転にも対応し得るようにベルトの張り側部位および緩み側部位の双方にテンションローラを押し付けるようにしたもののほか、類似のチェーン式の回転伝動装置の張力調整装置として例えば特許文献１に記載のように浮遊型もしくは浮動型の張り装置と称されるものが提案されている。

この浮遊型もしくは浮動型の張り装置では、チェーンの張り側部位に接触する張り部材と同じくチェーンの緩み側部位に接触する張り部材とを互いに対向するように配置するとともに、双方の張り部材を両者に跨る接続部材に対し位置調整可能に連結してある。したがって、チェーンの正転と逆転のいずれにも対応できることはもちろんのこと、接続部材に対する各張り部材の位置を調整することで、双方の張り部材相互の離間距離（当該張り装置相当部でのチェーンの張り側部位と緩み側部位とのなす距離）ひいては張力が調整可能となっている。
特開平８−１００８４９号公報

ベルトの張り側部位および緩み側部位の双方にテンションローラを押し付けるようにしたものでは、ベルトの正転であるか逆転であるかにかかわらずベルトの張り側部位にもテンションローラによる張力が付与されているため、駆動抵抗が大きくなって好ましくない。

一方、浮遊型もしくは浮動型と称される特許文献１に記載のものでは、ローラタイプではないためにチェーンとの間の摩擦力が大きいだけでなく、張り装置自体がチェーン以外のものに何ら拘束されておらずいわゆる浮遊もしくは浮動状態にあるために位置が一定せず、運転条件によってはチェーンの回転走行に伴って振動もしくはチェーンの踊り現象が発生してチェーンホイールからチェーンが外れやすくなるほか、チェーン式以外の例えば歯付きベルト式回転伝動装置に適用した場合には歯飛び現象が発生するという問題がある。

本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、とりわけ正転時であるか逆転時であるかにかかわらず安定した挙動が得られるようにした巻掛式回転伝動装置の張力調整装置を提供するものである。

請求項１に記載の発明は、少なくとも二つのホイール間に巻き掛けた無端状で且つ可撓性のある巻掛伝達要素の張力を調整する装置であって、巻掛伝達要素の張り側（動力伝達側）部位および緩み側（反動力伝達側）部位のうちいずれか一方に接触する第１のテンションローラと他方に接触する第２のテンションローラとで巻掛伝達要素の張り側部位と緩み側部位の双方を挟み込み、それら第１，第２のテンションローラをホイールの近傍において巻掛伝達要素の張り側部位と緩み側部位との接近離間方向に揺動可能に支持させたことを特徴とする。

なお、無端状で且つ可撓性のある巻掛伝達要素には平ベルト、Ｖベルト、チェーン等のほかそれらと同等の機能を有するものが含まれる。

第１，第２のテンションローラの揺動中心はホイールの近傍にさえ設定されていれば所期の目的は達成することができるが、揺動動作の安定性の面では、請求項２に記載のように、第１，第２のテンションローラの揺動中心がホイールの回転中心と同一軸線上に設定されていることが望ましい。同様に、請求項３に記載のように、第１，第２のテンションローラの軸心同士が平行で且つその軸心間距離が所定の大きさとなるように双方のテンションローラが揺動アームの一端に回転可能に支持されているとともに、揺動アームの他端がホイールの回転中心と同一軸線上に揺動可能に支持されているものとする。

さらに、請求項４に記載のように、第１，第２のテンションローラ同士の軸心間距離が調整可能となっているか、請求項５に記載のように、第１，第２のテンションローラ同士の軸心間距離を可変調整する調整手段が揺動アームに設けられていることがより望ましい。

したがって、請求項１に記載の発明では、巻掛伝達要素の正転方向での回転走行に際して、巻掛伝達要素の張り側部位に第１のテンションローラが、緩み側部位に第２のテンションローラがそれぞれ接触しているものとすると、巻掛伝達要素の正転走行の開始に伴いその巻掛伝達要素の張り側部位にはホイールからの駆動力伝達によって張力が付与される。その張り側部位での張力発生を受けて第１，第２のテンションローラ全体が揺動動作して、第２のテンションローラが巻掛伝達要素の緩み側部位に押し付けられ、それによって所期の目的である緩み側部位に所定の張力を付与することになる。

これに対して、巻掛伝達要素の逆転方向での回転走行に際しては、上記の巻掛伝達要素の張り側部位と緩み側部位との相対位置関係が逆になるだけであり、それに追従して第１，第２のテンションローラは上記と全く同様の挙動をすることになる。

請求項１に記載の発明によれば、巻掛伝達要素の正転であるか逆転であるかにかかわらず、巻掛要素の張り側部位での張力を受けて第１，第２のテンションローラが揺動して緩み側部位に張力を付与することになるので、従来のように駆動抵抗が極端に大きくなることがなく、安定して回転動力を伝達することが可能となる。

また、第１，第２のテンションローラは揺動可能に拘束されているため、従来の浮遊型もしくは浮動型の張り装置と異なりテンションローラの位置が安定しており、振動や踊り現象が発生することがないばかりでなく、巻掛伝達要素として例えば歯付きベルトを採用したとしてもいわゆる歯飛び現象の発生を未然に防止できる。

さらに、巻掛伝達要素の静止時には第１，第２のテンションローラが巻掛伝達要素に及ぼす張力が少なくなって、実質的に第１，第２のテンションローラの自重が加わるだけであるから、巻掛伝達要素の負担が少なく、巻掛伝達要素の耐久性も向上する。

図１以下の図面は本発明に係る張力調整装置の好ましい実施の形態を示す図であり、歯付きベルト式回転伝動装置に適用した場合の例を示している。

図１に示すように、ホイールとしての駆動側プーリ１とこれと平行な同じくホイールとしての従動側プーリとの間にはエンドレス（無端状）で可撓性を有する歯付きベルト（以下、単にベルトという）２が巻き掛けられている。双方のプーリ１はベルト２と噛み合い可能な歯付きプーリが採用されているとともに、駆動側プーリ１は正逆転駆動が可能な駆動モータ３にて回転駆動されるようになっていて、これによりベルト２は正転方向および逆転方向に回転走行可能となっている。

ここでは、図２の（Ａ）に示すように反時計回り方向の回転駆動を正転駆動、同図（Ｂ）に示すように時計回り方向の回転駆動を逆転駆動としてあり、したがって、正転駆動時にはベルト２の上側部分２ａが張り側部位に、下側部分２ｂが緩み側部位となり、逆転駆動時にはそれらの張り側部位と緩み側部位との相対位置関係が逆になることになる。

駆動側プーリ１の近傍において、ベルト２の上側部分２ａには第１のテンションローラとして上側のテンションローラ４が、同じくベルト２の下側部分２ｂには第２のテンションローラとして下側のテンションローラ５がそれぞれベルト２に接触するように配置されている。これらの上下のテンションローラ４，５は互いに平行であって、テンションローラ４，５相互の軸心間距離が所定の大きさとなるように略Ｔ字状をなす左右一対の揺動アーム６の先端に回転可能に装着されている。そして、揺動アーム６は駆動側プーリ１の回転中心と同一軸線上において図示しない支持体に揺動可能に軸受支持されている。

ここで、上下のテンションローラ４，５同士の軸心間距離は、図２の（Ａ）の正転時であるか同図（Ｂ）の逆転時であるかにかかわらず、双方のテンションローラ４，５がベルト２に接触しつつそのベルト２の緩み側部位に所定の張力を付与することができるような大きさに予め調整されている。そして、上記の上下のテンションローラ４，５同士の軸心間距離を積極的に可変調整するための調整機構７が揺動アーム６に設けられている。

より詳しくは、図３は図１における揺動アーム６と上下のテンションローラ４，５との連結部の詳細を示す図であり、略Ｔ字状をなす揺動アーム６のうちアーム本体８と直交するエクステンションロッド９の両端にはアジャストナット１０とロックナット１１，１２が装着されるおねじ部１３が形成されている。一方、上下のテンションローラ４，５はローラ自体を貫通するローラシャフト１４に回転可能に軸受支持されていて、そのローラシャフト１４の両端には上記おねじ部１３を挿入するための取付孔１５が形成されている。そして、エクステンションロッド９側のおねじ部１３にローラシャフト１４側の取付孔１５を挿入した上でアジャストナット１０およびロックナット１１，１２を締め付けることにより、双方のテンションローラ４，５同士の軸心間距離が所定の大きさに維持されるとともに、ロックナット１１，１２を緩めた上でアジャストナット１０を正転もしくは逆転させることにより上記の軸心間距離とテンションローラ４，５同士の平行度が調整可能となっている。以上のように、おねじ部１３や取付孔１５、アジャストナット１０およびロックナット１１，１２等をもって、少なくとも上下のテンションローラ４，５同士の軸心間距離を可変調整するための調整手段たる調整機構７が形成されている。

このような構造によれば、図１および図２の（Ａ）に示す正転駆動時には、駆動側プーリ１の回転駆動力を受けてベルト２の上側部分２ａが張り側部位となるとともに同じくベルト２の下側部分２ｂが緩み側部位となってベルト２が周回駆動される。その際に、駆動側プーリ１の回転駆動力を受けてベルト２の上側部分２ａに初期張力が付与されるのに伴い揺動アーム６が反時計回り方向に揺動して、図示の状態となる。すなわち、ベルト２の上側部分２ａでの張力付与によって上下のテンションローラ４，５が揺動アーム６ごと引き上げられて、下側のテンションローラ５は緩み側部位であるベルト２の下側部分２ｂを引き上げて、駆動側プーリ１に対する巻き付け量を大きくするようにしてその下側部分２ｂに張力を付与することになる。この時、駆動側プーリ１に対するベルト２の巻き付け量が多くなることによって、駆動側プーリ１とベルト２との噛み合い歯数が多くなり、トルク伝達効率が向上する。

そして、ベルト２が正転駆動されているかぎりは上下のテンションローラ４，５は図示の状態を維持し、それら双方のテンションローラ４，５の自由度が駆動側プーリ１の軸心を回転中心とする揺動運動のみに制限されていることによって、振動や踊り現象を生ずることがない。

一方、駆動側プーリ１の逆転駆動時には、図２の（Ｂ）に示すように駆動側プーリ１の回転駆動力を受けてベルト２の下側部分２ｂが張り側部位となるとともに同じくベルト２の上側部分２ａが緩み側部位となってベルト２が周回駆動される。その際に、駆動側プーリ１の回転駆動力を受けてベルト２の下側部分２ｂに初期張力が付与されるのに伴い揺動アーム６が時計回り方向に揺動して、図示の状態となる。すなわち、ベルト２の下側部分２ｂでの張力付与によって上下のテンションローラ４，５が揺動アーム６ごと引き下げられて、上側のテンションローラ４は緩み側部位であるベルトの上側部分２ａを引き下げて、駆動側プーリ１に対する巻き付け量を大きくするようにしてその上側部分２ａに張力を付与することになる。

そして、正転駆動時と同様に、ベルト２が逆転駆動されているかぎりは上下のテンションローラ４，５は図示の状態を維持し、それら双方のテンションローラ４，５の自由度が駆動側プーリ１の軸心を回転中心とする揺動運動のみに制限されていることによって、振動や踊り現象を生ずることがない。

これに対して、駆動側プーリ１の駆動を停止したときには、駆動側プーリ１の回転駆動力によるベルト２への張力付与がなくなり、上下のテンションローラ４，５は揺動アーム６を含む自重のみでベルト２に接触し、実質的に図２の（Ａ）と（Ｂ）との中間の状態となってその状態を自己保持する。したがって、ベルト２の停止時にそのベルト２に過大な張力が加わるようなこともなく、ベルト２の負担を小さくすることができる。

ここで、上下のテンションローラ４，５がベルト２に付与すべき張力を調整する場合には、先に述べたように図３のロックナット１１，１２を緩めた上でアジャストナット１０を回転操作して、上下のテンションローラ４，５同士の軸心間距離を調整する。つまり、テンションローラ４，５同士の軸心間距離を広げればベルト２に付与すべき張力が小さくなり、逆にテンションローラ４，５同士の軸心間距離を狭めればベルト２に付与すべき張力が大きくなる。

本発明に係る張力調整装置の好ましい実施の形態を示す要部斜視図。 （Ａ）は正転駆動時における図１の側面図、（Ｂ）は逆転駆動時における図１の側面図。 図１に示す揺動アームとテンションローラとの連結部の要部拡大図。

符号の説明

１…駆動側プーリ（ホイール）
２…歯付きベルト
２ａ…上側部分
２ｂ…下側部分
３…駆動モータ
４…上側のテンションローラ（第１のテンションローラ）
５…下側のテンションローラ（第２のテンションローラ）
６…揺動アーム
７…調整機構（調整手段）
８…アーム本体
９…エクステンションロッド
１０…アジャストナット
１１，１２…ロックナット
１３…おねじ部
１４…ローラシャフト

Claims (5)

1. 少なくとも二つのホイール間に巻き掛けた無端状で且つ可撓性のある巻掛伝達要素の張力を調整する装置であって、
   巻掛伝達要素の張り側部位および緩み側部位のうちいずれか一方に接触する第１のテンションローラと他方に接触する第２のテンションローラとで巻掛伝達要素の張り側部位と緩み側部位の双方を挟み込み、
   それら第１，第２のテンションローラをホイールの近傍において巻掛伝達要素の張り側部位と緩み側部位との接近離間方向に揺動可能に支持させたことを特徴とする巻掛式回転伝動装置の張力調整装置。
2. 上記第１，第２のテンションローラの揺動中心がホイールの回転中心と同一軸線上に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の巻掛式回転伝動装置の張力調整装置。
3. 上記第１，第２のテンションローラの軸心同士が平行で且つその軸心間距離が所定の大きさとなるように双方のテンションローラが揺動アームの一端に回転可能に支持されているとともに、揺動アームの他端がホイールの回転中心と同一軸線上に揺動可能に支持されていることを特徴とする請求項２に記載の巻掛式回転伝動装置の張力調整装置。
4. 上記第１，第２のテンションローラ同士の軸心間距離が調整可能となっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の巻掛式回転伝動装置の張力調整装置。
5. 上記第１，第２のテンションローラ同士の軸心間距離を可変調整する調整手段が揺動アームに設けられていることを特徴とする請求項３に記載の巻掛式回転伝動装置の張力調整装置。

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