JP2005299848A - ベルト車及びベルト駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ベルト３の蛇行を防止する。
【解決手段】 長手方向に２等分した円筒状ローラ部材５，５を軸部材７にて回転自在に支持し、これら２つのローラ部材５，５間で軸部材７に直交するように固定したシャフト９を支持機構８により揺動自在に支持する。ローラ部材５，５及び軸部材７のの揺動中心となるシャフト９の軸心（枢軸Ｃ２）を、軸荷重Ｌの方向を基準としてベルト３の走行方向前側（ローラ部材５，５の回転方向前側）に傾倒させることにより、ベルト３の片寄りを生じたときに、ローラ部材５，５を軸荷重Ｌの方向において高低差を生ずるように傾斜し、且つベルト３に対して斜交いになるように回転変位させて、これによりベルト３の片寄りを戻す力を発生させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プーリやローラ等のベルト車、及びそれを用いたベルト駆動装置に関するものである。

一般に、平ベルトを用いた伝動装置においては、ベルトが走行中に蛇行したり、プーリの片側に寄る片寄り走行をすることがある。これは、平ベルトが、他のベルトに比べて、プーリ軸の正規位置からのずれや、軸荷重の変化によるプーリ軸のたわみ、プーリの揺れ等、装置構成要素の変化に敏感なためである。このような蛇行・片寄り走行を生じた場合には平ベルトが平プーリのフランジに接触して、該平ベルト側面の毛羽立ちや心線のほつれを生ずる。

この問題に対して、平プーリの外周面にクラウンをつける（中高曲面に形成する）ことが知られている。また、プーリ外周面のクラウンを該プーリの回転中心を中心とする球状に形成するという提案もある（特許文献１参照）。これは、平ベルトの左側部と右側部とに張力差を生じてプーリ軸が傾き、それに伴って平ベルトがプーリ上で片寄ったときに、平ベルトの張力によってプーリに回転モーメントが働くことを利用して、プーリ軸の傾き及び平ベルトの片寄りを解消せんとするものである。

また、平プーリの外周面に多数の溝を周方向に間隔をおいて形成したものが知られている（特許文献２参照）。すなわち、その溝は、プーリの幅中央から両側へ「く」の字状になるように対称に延びたものであり、平ベルトとプーリとの間に平ベルトを中央に寄せるような摩擦力を発生させることにより、該ベルトの蛇行ないしは片寄りを防止するようにしている。

さらに、平ベルトの両側にガイドローラを配置し、この平ベルトの走行位置を規制することも知られており（特許文献３参照）、このことは、伝動ベルトだけでなく、平ベルトにより物品を搬送するベルトコンベア等の搬送装置においても行われている。
実開昭５９−４５３５１号公報 特開平６−３０７５２１号公報 実公昭６３−６５２０号公報

しかし、プーリにクラウンを形成する場合、平ベルトの走行安定性（蛇行や片寄りの防止）を重要視してクラウンの曲率半径を小さくすれば、ベルトの幅中央に応力が集中し、ベルト幅全体を伝動に有効に利用することができず、心線の早期疲労及び伝動能力の低下を招く。

また、プーリのクラウンを該プーリの回転中心を中心とする球状に形成した場合、仮にベルトの片寄り防止の効果が高まるとしても、プーリのクラウンによってベルトの幅中央に応力が集中するという問題は依然として残る。

また、平プーリに上述の如き溝加工をすると、該平プーリの製造コストが高くなり、しかも、溝加工だけでは平ベルトの蛇行や片寄りを確実に防止することは難しい。

さらに、平ベルトの両側にガイドローラ等を配置してその走行位置を規制する方式を採用すると、平ベルトの両側がそのような規制部材に常時接触することになるため、その側面のほころび、心線のほつれを生じ易くなる。従って、それらを防止するための平ベルトに特殊な加工を施すことが必要になり、平ベルトの製造コスト低減に不利になる。

以上のような理由から、平ベルト伝動装置は、Ｖベルトなど他のベルトに比べて、ベルトの曲げによるロスが少なく伝動効率が非常に高いにも拘わらず、十分に活用されていないのが実情である。

そこで、本発明は、主として平ベルトの、また、伝動用、搬送用等に用いられるその他のベルトの蛇行や片寄りを確実に防止することができるようにして、これらのベルトを用いたベルト駆動装置を各種の産業機械、その他の機器に有効利用できるようにせんとするものである。

本発明は、ベルトの片寄りを生じたときに、このベルトの張力によってプーリやローラの軸にかかる軸荷重の位置が変化することを利用して該プーリ等（ベルト車）を変位させ、これによりベルトの片寄り走行・蛇行を防止するようにした。

すなわち、本願の第１の発明は、ベルトの巻き掛けられる円筒状の回転体と、該回転体に挿入されて、これを回転自在に支持する軸部材と、該軸部材を、上記回転体の回転中心軸に沿って見て軸荷重の方向に対し該回転体の回転方向前側に所定角度傾倒した枢軸の周りに揺動自在に支持する支持機構と、を備えたベルト車であって、上記回転体が回転中心軸の延びる方向（以下、回転体の幅方向ともいう）に分割されており、また、上記支持機構が上記軸部材を、上記回転体の分割された部材間において該回転体にベルトの巻掛けられる側とは反対側から揺動自在に支持していることを特徴とする。

この構成のベルト車によれば、ベルトが回転体上で片寄って、軸荷重が枢軸の位置から回転体の幅方向にずれて軸部材に作用するようになると、その軸荷重によって軸部材に枢軸を中心とする回転モーメントが働き、この軸部材が回転体と共に枢軸の回りに回動変位（揺動）する。これにより、回転体は、ベルトの片寄った側が軸荷重の方向に移動するように、即ち、軸荷重の方向で高低をみれば、ベルトが片寄ってきた側が低く、反対側が高くなるように傾斜する。つまり、回転体は、その外周面がプーリのクラウンと同様に傾斜した状態になるので、ベルトには上記片寄り方向とは反対の方向への戻し力が働くことになる。

また、上記のような回動変位の中心となる枢軸が、軸荷重の方向に対して該回転体の回転方向前側に傾倒している（即ち傾倒角度が０度を越え且つ９０度未満である）ことから、回転体の回動変位には、上記軸荷重の方向の成分だけでなく、軸荷重方向に直交する前後方向（ベルトが回転体に接触して走行している方向である）の成分が含まれる。すなわち、回転体は上記の如く軸荷重の方向に傾斜するだけでなく、ベルトの片寄った側がベルト走行方向の前側に移動して、当該ベルトに対し斜交いになって接触した状態になり、このことによってもベルトには回転体から上記片寄りを戻す方向の力が与えられる。

結局、上記回転体が軸部材を介して上記枢軸の周りに揺動自在に支持されていることにより、その枢軸の傾倒角が０度を越え且つ９０度未満である場合は、回転体の幅方向にベルトが片寄ったときに、この回転体が軸荷重の方向に高低差を生ずるように傾斜することによる戻し力と、回転体がベルトに対して斜交いになることによる戻し力との双方が働き、この両戻し力の合力と、ベルト駆動装置の特性によってベルトに作用する片寄り力とがつり合う位置でベルトが走行することになる。よって、ベルトの蛇行や片寄り走行を防止することができる。

さらに、上記構成のベルト車では、上記回転体が幅方向（回転中心軸の延びる方向）に分割されており、その分割された部材間において上記軸部材が支持機構により揺動自在に支持されている。すなわち、ベルトの巻き掛けられる回転体を分割することで、軸部材の外周に直接的に支持機構を配置することができるので、この支持機構の構造がシンプル且つコンパクトなものになり、レイアウトの自由度も比較的高くなって、その強度を十分なものとすることができるとともに、該軸部材及び回転体の回動角度も比較的確保しやすくなる。よって、回転体が中心線の方向に長いローラである場合にも対応しやすい。

しかも、上記支持機構が、上記回転体にベルトの巻掛けられる側とは反対の側から上記軸部材を支持しているので、当該支持機構は、回転体に巻き掛けられて周回するベルトの内周側に配置されることになり、ベルト駆動装置全体で見ても、ベルトレイアウトの内部に支持機構を配置して、装置全体をコンパクトに構成することができる。また、その保守作業、例えばベルトの交換が容易に行えるようになる。

ところで、上述の如くベルト車の回転体に働く傾斜による戻し力と斜交いによる戻し力とでは、後者の方が片寄り防止効果が高い。そこで、好ましくは、上記斜交いによる戻し力を有効に利用するために、上記枢軸の傾倒角は０度を越え４５度以下の範囲に設定するのがよく、３０度以下とするのがさらによい。

但し、傾倒角が０度に近づくほど枢軸の方向に作用する軸荷重成分が大きくなるので、該枢軸周りの回転モーメントが発生しにくくなる上に、軸部材や支持機構における摺動部の摩擦抵抗によって該軸部材及び回転体の枢軸周りの回動が妨げられやすく、その摩擦抵抗を下げるための対策が必要になる。

好ましいのは、上記ベルト車の回転体を回転中心軸方向の中央付近で２分割し、上記支持機構を、上記軸部材に配設されて上記枢軸を構成するシャフトと、該シャフトに作用するスラスト力を受ける転がり軸受と、を有するものとすることである。

こうすれば、上記のように枢軸の傾倒角を小さくしたときに、この枢軸の方向に作用する軸荷重成分が大きくなっても、この力（シャフトのスラスト力）を転がり軸受によって受け止めて、回動変位に対する摺動摩擦抵抗を極小化することができる。また、枢軸が回転体の幅方向中央付近に位置するので、ベルトの幅の中心を回転体の幅の中央付近に位置付けて走行させる上で有利になる。

本願の第２の発明は、ベルトの巻き掛けられる回転体と、該回転体を回転自在に支持するとともに、その回転中心軸に沿って見たときに軸荷重の方向に対し該回転体の回転方向前側に所定角度傾倒した枢軸の周りに揺動自在に支持する支持機構と、を備えるベルト車であって、上記支持機構が、上記回転体の外周面から離間して、その回転中心軸の方向に延びるように配置されたアームと、該アームの両端部からそれぞれ上記回転体の側に延出し、該回転体の中心軸方向両端部を各々回転自在に支持する回転支持部と、上記アームを上記枢軸の周りに揺動自在に支持する揺動支持部と、からなることを特徴とする。

この構成のベルト車によれば、上記第１発明のものと同様に、回転体の幅方向にベルトが片寄ったときに、このことに起因する軸荷重中心のずれによって回転体が枢軸周りに回動変位して、その傾斜による戻し力と斜交いによる戻し力との双方が働き、これにより、ベルトの蛇行や片寄り走行が防止される。

また、上記回転体を回転中心軸方向の両側から挟むようにして、支持機構のアームにより回転自在に支持し、そのアームを揺動自在に支持する構成としているので、上記第１発明のもののようにコンパクトにはならないものの、支持機構のレイアウト上の自由度は比較的高く、その強度を十分に確保することができるとともに、回転体の回動角度も比較的確保しやすい。

そのような第２発明のベルト車においても、上記支持機構の揺動支持部は、上記回転体の中心軸方向の中央付近において上記アームに配設されて上記枢軸を構成するシャフトと、該シャフトに作用するスラスト力を受ける転がり軸受と、を有するものとするのが好ましい。こうすれば、上述したように、回転体の斜交いによる戻し力を有効に利用するために枢軸の傾倒角を小さくしたときでも、この枢軸の方向に作用する軸荷重成分、即ちシャフトのスラスト力を転がり軸受によって受け止めて、摺動摩擦抵抗を極小化できる。

また、本願発明は、上述した第１、第２発明の如きベルト車がベルトに張力を付与するように押し当てられていることを特徴とするベルト駆動装置である。

このベルト駆動装置では、上述のベルト車によりベルトに対して安定した張力を与えながら、該ベルトの蛇行や片寄り走行を防止することができ、ベルト伝動装置においてベルトの伝動能力を十分に発揮させる上で有利になる。また、ベルトコンベアにおいては物品の搬送能力を安定的に確保する上で有利になる。

なお、本願発明に係るベルトとしては、平ベルト、歯付ベルト（タイミングベルト）等、その種類は問わない。平ベルトの場合は、その内周面（伝動ベルトでは伝動面）及び外周面のいずれを回転体に接触させるようにしてもよいが、歯付ベルトの場合は、その伝動面の背面を回転体に接触させるようにする。

以上のように、本発明によれば、ベルトの巻き掛けられる回転体を回転自在に支持するとともに、軸荷重の方向に対して所定方向に傾倒した枢軸の周りに揺動自在に支持するようにしたから、ベルトが回転体上で幅方向に片寄ったときに、この回転体を軸荷重の方向において高低差を生ずるように傾斜させるとともに、回転体をベルトに対して斜交いになった状態にして、ベルトに片寄りを戻す戻し力を作用させることができ、これにより、ベルトの耐久性の低下を招くことなく、簡単な構造でベルトの片寄り走行や蛇行を速やかに且つ確実に解消することができる。

しかも、上記回転体を幅方向に分割し、その分割部位において、ベルトの巻掛けられる側とは反対側から軸部材を支持するようにしたから、支持機構のレイアウト上の自由度が高くなり、その強度を十分なものとしながら、回転体及び軸部材の回動範囲を容易に確保することができるとともに、該支持機構をベルト駆動装置におけるベルトレイアウトの内側に配置することも可能になり、装置のコンパクト化や保守作業の容易化が図られる。

或いは、上記回転体を幅方向両側から挟むようにしてアームにより回転自在に支持し、そのアームを枢軸周りに揺動自在に支持するようにしてもよく、この場合も上記と同様に支持機構のレイアウト上の自由度が高くなって、その強度を十分なものとしながら、回転体及び軸部材の回動範囲を容易に確保することができる。

また、上記回転体の幅の中央付近に枢軸を位置づければ、ベルトの幅の中心を回転体の幅の中央付近に位置付けて走行させることができるので、ベルト車の回転体の幅をベルトの幅に近づけることができる。

さらに、上記ベルト車がベルトに張力を付与するように押し当てられていることを特徴とするベルト駆動装置では、ベルトに対して安定した張力を与えながら、該ベルトの蛇行や片寄り走行を防止することができ、ベルトの伝動能力・搬送能力等を十分に発揮させる上で有利になる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
図１及び図２は、本発明の実施形態１に係るベルト駆動装置Ａ１の全体構成を示し、両図において１は駆動ローラ、２は従動ローラであり、この両ローラ１，２に平ベルト３が巻き掛けられ、このベルト３に張力を付与すべく、その内周面にテンションローラ４（ベルト車）が押し当てられている。

なお、図示のベルト駆動装置Ａ１の全体構成はあくまで一例に過ぎず、これをベルト伝動装置、ベルト搬送装置等に利用する場合には必要に応じて種々のレイアウトを採用することができる。また、図示のベルト駆動装置Ａ１は、例えば電子写真装置内で感光体ベルトや転写搬送ベルトを駆動する平ベルト駆動装置としても利用できる。

上記駆動ローラ１は、図示しない電気モータ等の原動機により図１において時計回りに回転されて、ベルト３を走行駆動する。従動ローラ２は、図２に断面で示すように、建築物（図示せず）の壁面等に固定されるベース１１に取り付けられた軸部材２ａと、この軸部材２ａにベアリング２ｂ，２ｂによって回転自在に支持されたローラ部材２ｃとを備え、上記ベルト３の走行に伴い回転される。

上記テンションローラ４は、ベルト３の巻き掛けられる円筒状の２つのローラ部材５，５（回転体）と、この各ローラ部材５をそれぞれベアリング６，６（図２に示す）によって回転中心軸Ｃ１の周りに回転自在に支持する概略円柱状の軸部材７と、この軸部材７の長手方向の略中央部を枢軸Ｃ２の周りに揺動自在に支持する支持機構８と、を備えている。言い換えると、テンションローラ４のローラ部材５は幅方向（回転中心軸Ｃ１の延びる方向）に２等分されており、支持機構８は、分割された２つのローラ部材５，５間において該ローラ部材５，５にベルト３の巻掛けられる側（図１の上側）とは反対側（図１の下側）から、軸部材７を支持している。

すなわち、図３に示すように、上記軸部材７の長手方向略中央部には、その軸心（ローラ部材５，５の回転中心軸Ｃ１と一致）と直交するように孔部が貫通形成され、この孔部にシャフト９の先端側が嵌入されて、ナット１０により締結されている。一方、シャフト９の基端側は、上記ベース１１に取り付けられたアーム１２の先端のボス部１３内に収容されて、２つのラジアルベアリング１４，１４と１つのスラストベアリング１５（シャフト９に作用するスラスト力を受ける転がり軸受）とにより回動自在に支持されている。

より具体的に、上記シャフト９の先端側は基端側に比べて直径の小さな小径部とされ、基端側の大径部との間に段部が形成されていて、この段部が軸部材７の外周面に当接している。また、シャフト９基端側の大径部には、その外周面から外方に突出するように鍔部９ａが形成されている一方、これを収容するボス部１３内には、該シャフト９と略同心上に位置する円筒状壁部の内周面から内方に突出して、円板状壁部１３ａが形成されている。図示の如くシャフト９がボス部１３内に収容された状態では、該シャフト９の鍔部９ａはボス部１３の円板状壁部１３ａからシャフト先端側に離間している。

そして、上記シャフト９の大径部外周面とこれを囲むボス部１３内周面との間には、該シャフト９の鍔部９ａよりもシャフト先端側の部位と、ボス部１３の円板状壁部１３ａよりもシャフト基端側の部位とにそれぞれラジアルベアリング１４，１４が配設されるとともに、その鍔部９ａ及び円板状壁部１３ａの間にはスラストベアリング１５が配設されており、これにより、ベルト３の張力によってテンションローラ４の軸部材７に作用する軸荷重を受け止めつつ、該軸部材７がシャフト９とともに回動する際の摺動摩擦抵抗を極小化している。

つまり、この実施形態では、上記支持機構８のシャフト９が軸部材７の揺動軸である枢軸ｃ２を構成しており、テンションローラ４のローラ部材５，５は、軸部材７の軸心でもある回転中心軸Ｃ１の周りに回転自在に、且つ、その回転中心軸Ｃ１に直交する枢軸Ｃ２の周りに揺動自在に支持されている。

そうして、上記図１及び図２に示すテンションローラ４の使用状態で、上記枢軸Ｃ２は、図４及び図５に示すように、軸荷重Ｌの方向を基準として、ローラ部材５，５の回転方向前側に、即ち、図に矢印Ｒで示すベルト走行方向の前側に、所定角度αだけ傾倒されている。これにより、該ローラ部材５，５に巻き掛けられて走行するベルト３が幅方向に片寄ったときには、このことに起因する軸荷重中心のずれによってローラ部材５，５がベルト３に対し斜交いになり、ベルトの片寄りを戻す戻し力を効果的に発生するようになる。

詳しくは、上記図５に仮想線で示すように、ベルト３が２つのローラ部材５，５に跨って走行するとき、このベルト３の幅の中心位置Ｂ１がテンションローラ４の幅方向中央部（シャフト９の軸心に対応する位置）にあるときには、軸荷重のベクトルＬはシャフト９の軸心、即ち枢軸Ｃ２と交差し、その分力Ｌｏが枢軸Ｃ２に沿って作用するとともに、分力Ｌ１が枢軸Ｃ２に直交してシャフト９をこじるように作用する。一方、ベルト３の幅の中心位置Ｂ１がテンションローラ４の片側へ寄ると、その片側に軸荷重Ｌがずれて、その軸荷重の分力Ｌ１により軸部材７にシャフト９を中心とする回転モーメントが働き、これにより軸部材７がローラ部材５，５と共にシャフト９の回りに回動変位することになる。

すなわち、仮に上記軸荷重Ｌの方向がシャフト９の軸心と平行であれば、このときにはＬ＝Ｌｏ、Ｌ１＝０となり、シャフト９周りの回転モーメントは発生しないが、この実施形態のように軸荷重Ｌの方向がシャフト９の軸心方向から角度αだけ傾いていれば、その軸荷重の分力Ｌ１によってシャフト９周りの回転モーメントが発生するので、軸部材７はローラ部材５，５とともに回動変位するのである。ここで、上記角度αは、軸荷重Ｌの方向を基準とするシャフト９の軸心（枢軸Ｃ２）の傾倒角に相当する。

そして、この実施形態では、上記図４等に示すようにシャフト９の軸心（枢軸Ｃ２）がローラ部材５の回転方向前側に傾倒しているから、上記の如くローラ部材５，５及び軸部材７が軸荷重の分力Ｌ１によって枢軸Ｃ２周りに回動させられるとき、該ローラ部材５は、軸荷重Ｌに直交する方向に見て図６（図４のVI矢視図）に誇張して示すように、その軸荷重Ｌの方向について、ベルト３の片寄ってきた側が低く、反対側が高くなるように傾斜するのと同時に、その軸荷重Ｌの方向に見て図７（図４のVII矢視図）に誇張して示すように、ベルト３の片寄ってきた側がベルト走行方向の前側になるように、ベルト３に対して斜交いの状態になる。なお、上記図４、図６及び図７においてはローラ部材５，５が回動変位した状態を仮想線（二点鎖線）で示している。

そのようなローラ部材５，５の回動変位によって、ベルト３には、該ローラ部材５，５が斜交い状態になることによる戻し力（片寄りを戻す力）と、ローラ部材５が傾斜することによる戻し力とが働き、これによりベルト３の片寄りが防止される。すなわち、ベルト３は、ローラ部材５，５が傾斜し且つ斜交いになることによる戻し力と、ベルト駆動装置Ａ１の特性によってベルト３に作用する片寄り力とがつり合う位置で走行することになり、仮に外乱等によってベルト３が大きく片寄ることがあっても、上記戻し力と片寄り力とがつり合う位置に戻されるので、蛇行や片寄り走行が防止される。

ここで、上記斜交いによる戻し力は傾斜による戻し力に比べて効果が高いので、その斜交いによる戻し力を有効に利用するために、上記枢軸Ｃ２の傾倒角αは０度を越え４５度以下の範囲に設定するのが好ましく、３０度以下とするのがさらに好ましい。但し、傾倒角αが０度に近づくほど、軸荷重Ｌはシャフト９に対してその軸心の方向に大きく作用するようになり、回転モーメントを発生させる分力Ｌ１が小さくなる上に、摺動部の摩擦抵抗が大きくなることが懸念される。

この点について、この実施形態では、上述の如く、シャフト９とこれを支持するボス部１３との間に３つのベアリングを配設し、そのうちの１つをスラストベアリング１５として、軸荷重によりシャフト９に作用するスラスト力を受け止めつつ、当該シャフト９、即ちローラ部材５，５及び軸部材７の回動に対する摺動摩擦抵抗を極小化しているので、ベルト３の片寄りが発生したときにはローラ部材５，５，が遅れなくスムーズに回動し、これにより直ちにベルト３に戻し力が作用することになる。

また、この実施形態のテンションローラ４では、上述したように、幅方向（回転中心軸Ｃ１の延びる方向）に２等分したローラ部材５，５の間で軸部材７を直接、支持するようにしているので、支持機構８の構造がシンプルになり、レイアウトスペースも比較的大きくなって、その強度を十分なものとすることができるとともに、該軸部材７の、即ちローラ部材５，５の回動角度も比較的確保しやすくなる。よって、図示の如く幅方向に長いローラにも対応しやすい。

しかも、上記支持機構８は、ローラ部材５，５にベルト３の巻掛けられる側とは反対の側から軸部材７を支持しているので、図１に示すように、テンションローラ４に巻き掛けられて周回するベルト３の内周側に配置されることになり、ベルト駆動装置Ａ１全体で見ても、ベルトレイアウトの内部に支持機構８が配置されて、装置Ａ１全体がコンパクトに構成されている。また、ベルト３の交換も容易に行える。

さらに、この実施形態のベルト駆動装置Ａ１では、上述の如くベルト３の片寄りを戻す機能が与えられたベルト車をテンションローラ４として用いているので、ベルト３に対して安定した張力を与えながら、該ベルト３の蛇行や片寄り走行を防止することができる。従って、ベルト伝動装置に適用すれば、ベルトの伝動能力を十分に発揮させる上で有利になるし、ベルトコンベア等の搬送装置に適用すれば、物品の搬送能力を安定的に確保する上で有利になる。

（実施形態２）
図８及び図９は、本発明の実施形態２に係るベルト駆動装置Ａ２を示し、この装置Ａ２はテンションローラを用いない２軸構成のものであって、本発明に係るベルト車は従動ローラ２０として用いている。なお、この実施形態２において前記実施形態１のものと略同様の構造の部材（駆動ローラ１、平ベルト３等）には同一の符号を付して、その説明は省略する。

そして、上記従動ローラ２０は、図９に断面で示すように、ベルト３の巻き掛けられる円筒状のローラ部材２１（回転体）と、このローラ部材２１内に挿入されて同軸に位置し、該ローラ部材２１の両端部をそれぞれベアリング２２，２２によって回転中心軸Ｃ１の周りに回転自在に支持する軸部材２３と、この軸部材２３の両端部がそれぞれ連結される略コ字状のアーム２４と、このアーム２４の長手方向の略中央部を枢軸Ｃ２の周りに揺動自在に支持する揺動支持機構２５（揺動支持部）と、を備えている。

上記コ字状アーム２４は、ローラ部材２１の外周面から離間して、その回転中心軸Ｃ１の方向に延びる断面矩形状のアーム本体２４ａ（アーム）と、該アーム本体２４ａの両端部からそれぞれ上記ローラ部材２１の側に延出する延出部２４ｂ，２４ｂとからなり、該各延出部２４ｂにそれぞれ形成された孔部には、上記軸部材２３の両端に各々形成された縮径部が嵌入されて、連結されている。従って、上記アーム２４両端の延出部２４ｂ，２４ｂと、これに各々連結される軸部材２３の両端部と、そこにそれぞれ配設されたベアリング２２，２２とにより、上記ローラ部材２１の中心軸Ｃ１方向両端部を各々回転自在に支持する回転支持部が構成されいてる。

また、上記アーム本体２４ａの長手方向略中央部には、該アーム本体２４ａと直交してその厚み方向に貫通する孔部が形成されていて、この孔部には、上記揺動支持部２５において枢軸Ｃ２を構成するシャフト２６の先端部が嵌入されて、ナット２７により締結されている。このシャフト２６の軸心、即ち上記ローラ部材２１の揺動中心となる枢軸Ｃ２は、図８に示すように、上記実施形態１と同じく軸荷重Ｌの方向に対して、ローラ部材２１の回転方向前側に（該ローラ部材２１にベルト３の巻き掛けられて走行する方向の前側ということもできる）、所定角度αだけ傾倒されている。

上記揺動支持機構２５は、図示しない建築物の壁面等に固定される略Ｌ字状断面のベース２８にボス部２９を取り付け、これに上記シャフト２６の基端側を収容して回転自在に支持したものである。詳しくは、上記ボス部２９は、上記シャフト２６と略同心の円筒状に形成され、その基端部外周から外方に広がるフランジ部２９ａにおいてボルト３０，３０，…によりベース２８に締結されている。また、ボス部２９の内周面から内方に突出するように、円板状壁部２９ｂが形成されている。

一方、上記シャフト２６は、その長手方向の中間部に外周面から外方に突出するように鍔部２６ａが形成されるとともに、この鍔部２６ａからシャフト先端側に向かって段階的に直径が変化していて、順番に大径部、中径部及び小径部とされている。そして、その小径部と中径部との間の段部が軸部材２３の外周面に当接している。なお、上記鍔部２６ａよりも基端側のシャフト２６の直径は一定で、上記先端側の中径部と略同じになっている。

そして、図示の如くシャフト２６がボス部２９内に収容された状態で、該シャフト２６の鍔部２６ａがボス部２９の円板状壁部２９ｂからシャフト基端側に離間していて、当該シャフト２６の外周面とこれを囲むボス部２９内周面との間には、上述した実施形態１と同様に、該シャフト２６の鍔部２６ａよりもシャフト基端側の部位と、ボス部２９の円板状壁部２９ｂよりもシャフト先端側の部位とにそれぞれラジアルベアリング３１，３１が配設されるとともに、その鍔部２６ａ及び円板状壁部２９ｂの間にはスラストベアリング３２が配設されている。

つまり、この実施形態２においては、上記従動ローラ２０のローラ部材２１は、その回転中心軸Ｃ１方向の両側から挟むようにして、コ字状アーム２４により回転自在に支持されるとともに、このアーム２４を介して上記揺動支持機構２５により揺動自在に支持されており、該揺動支持機構２５、アーム２４、軸部材２３及びベアリング２２によって支持機構が構成されている。

その支持機構によれば、上記実施形態１のもののようにコンパクトにはならないものの、例えば軸部材２３を円筒状のものとし、その内部に支持機構を設ける場合と比べればレイアウトスペースに十分な余裕があるので、その強度や揺動範囲を確保しやすい。

そうして、上記実施形態１と同様に、ベルト３の巻き掛けられるローラ部材２１の揺動中心（枢軸Ｃ２）が軸荷重の方向に対して傾倒されていることから、該ローラ部材２１の幅方向にベルト３が片寄ったときには、軸荷重中心のずれによってローラ部材２１が枢軸Ｃ２周りに回動変位し、これによりベルト３を戻す力が働くことになるので、ベルト３の蛇行や片寄り走行を防止することができる。

（他の実施形態）
なお、上記実施形態２では、ローラ部材２１の内部に軸部材２３を挿通して、その上にベアリング２２，２２を配設しているが、これに限らず、アーム２４の延出部２４ｂ，２４ｂからそれぞれ回転中心軸Ｃ１に沿って内方に突出するように円形断面の凸部を形成し、これにベアリング２２，２２を配設してもよい。こうすれば軸部材２３は省略することができる。

また、上記実施形態１では、ローラ部材２，２を中央で２等分しているが、これに限るものではなく、中央部以外で２分割してもよいし、３つ以上に分割してもよい。

また、上記実施形態１，２では、いずれもローラ部材２，２１の揺動中心である枢軸Ｃ２が、該ローラ部材２，２１の回転中心軸Ｃ１と直交しているが、これに限るものではない。

さらに、上記実施形態１では、本発明のベルト車をテンションローラ４として用いており、一方、実施形態２では従動ローラ２０として用いているが、本発明のベルト車の用途は、それらのいずれにも限定されず、例えば、ベルトの長さや接触角の調節、ベルト走行方向の変更等、ベルト駆動装置における種々の用途に用いることができる。

本発明の実施形態１に係るベルト駆動装置の側面図である。 図１のベルト駆動装置の上面図である。 テンションロール（ベルト車）の構造を示す断面図である。 同テンションロールの使用状態を示す側面図である。 同使用状態において軸荷重により軸部材に回転モーメントが発生することを説明する斜視図である。 同使用状態においてベルトが片寄ったときのローラ部材の回動変位状態を軸荷重Ｌに直交する方向（図４の矢印VIの方向）から見て模式的に示す説明図である。 同使用状態においてベルトが片寄ったときのローラ部材の回動変位状態を軸荷重Ｌの方向（図４の矢印VIIの方向）から見て模式的に示す説明図である。 実施形態２に係る図１対応図である。 実施形態２に係る図２対応図である。

符号の説明

Ａ１，Ａ２ ベルト駆動装置
１ 駆動ローラ
２ 従動ローラ
３ 平ベルト
４ テンションローラ（ベルト車）
５ ローラ部材（回転体）
７ 軸部材
８ 支持機構
９ シャフト
１５ スラストベアリング（転がり軸受）
２０ 従動ローラ（ベルト車）
２１ ローラ部材（回転体）
２２ ベアリング（回転支持部）
２３ 軸部材（回転支持部）
２４ アーム
２４ａ アーム本体
２４ｂ 延出部（回転支持部）
２５ 揺動支持機構（揺動支持部）
２６ シャフト
３２ スラストベアリング（転がり軸受）
Ｃ１ 回転中心軸
Ｃ２ 枢軸
Ｌ 軸荷重

Claims (6)

1. ベルトの巻き掛けられる円筒状の回転体と、
   上記回転体に挿入され、該回転体を回転自在に支持する軸部材と、
   上記軸部材を、上記回転体の回転中心軸に沿って見て軸荷重の方向に対し該回転体の回転方向前側に所定角度傾倒した枢軸の周りに揺動自在に支持する支持機構と、を備え、
   上記回転体が回転中心軸の延びる方向に分割されており、
   上記支持機構が上記軸部材を、上記回転体の分割された部材間において該回転体にベルトの巻掛けられる側とは反対側から揺動自在に支持していることを特徴とするベルト車。
2. 請求項１に記載のベルト車において、
   上記回転体が回転中心軸方向の中央付近で２分割されており、
   上記支持機構が、上記軸部材に配設されて上記枢軸を構成するシャフトと、該シャフトに作用するスラスト力を受ける転がり軸受と、を有することを特徴とするベルト車。
3. ベルトの巻き掛けられる回転体と、
   上記回転体を回転自在に支持するとともに、その回転中心軸に沿って見たときに軸荷重の方向に対し該回転体の回転方向前側に所定角度傾倒した枢軸の周りに、揺動自在に支持する支持機構と、を備え、
   上記支持機構が、
   上記回転体の外周面から離間して、その回転中心軸の方向に延びるように配置されたアームと、
   該アームの両端部からそれぞれ上記回転体の側に延出し、該回転体の中心軸方向両端部を各々回転自在に支持する回転支持部と、
   上記アームを上記枢軸の周りに揺動自在に支持する揺動支持部と、
   からなることを特徴とするベルト車。
4. 請求項３に記載のベルト車において、
   上記支持機構の揺動支持部が、上記回転体の中心軸方向の中央付近において上記アームに配設されて上記枢軸を構成するシャフトと、該シャフトに作用するスラスト力を受ける転がり軸受と、を有することを特徴とするベルト車。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のベルト車において、
   上記枢軸の傾倒角が、０度を越え且つ４５度を越えない角度範囲に設定されていることを特徴とするベルト車。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載されたベルト車がベルトに張力を付与するように押し当てられていることを特徴とするベルト駆動装置。
   

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