JP2007292247A - ベルト継手 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトのねじれを防止すると共に、所望のベルト張力を付与するのに十分な強度および耐久性を有するベルト継手を提供する。
【解決手段】一対の保持具３で歯付ベルト２の両端部をそれぞれ保持する。両保持具３にねじ部材４を差し渡してベルト長さ方向に螺合する。ねじ部材４を中心軸周りに回転させて両保持具３を近接離間させる。歯付ベルト２の両端部を連結しつつベルト張力を付与することができる。ねじ部材４をベルト幅方向に複数本並設して、両保持具３がねじ部材４の周りに互いに反対方向に回転することを阻止する。歯付ベルト２のねじれを生じさせることなく、１つのベルト継手１で歯付ベルト２の両端部が連結される。複数のベルト継手を用いる場合のような不均一な力の作用が防止される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ベルト張力を調整可能にベルトの両端部を連結するベルト継手に関するものである。

一般に、往復動自在にプーリに掛巻されるベルトは、その両端部を連結することによって環状に構成されることが多く、ベルトを連結するベルト継手の長さを調節してベルト両端部を近接離間させることにより、ベルト張力を調整するようになっている（例えば特許文献１）。

図５に特許文献１が開示するベルト継手（タイミングベルトの接続装置）の側面図（特許文献１においては正面図と表記）を示す。このベルト継手１０１は、ベルト１０２の両端部を保持する一対の保持具１０３に、一本のねじ部材（テンショナ）１０４の両端を螺合した構造とされ、ねじ部材１０４を回転させることにより保持具１０３を近接離間させてベルト１０２の張力を調整するようになっている。
実開昭６２−５９３４７号公報（実用新案登録請求の範囲、第１図）

ところが、特許文献１のベルト継手は、両保持具がねじ部材の周りに互いに反対方向に回転することにより、ベルトにねじれを生じさせる。このようなベルトのねじれは、複数のベルト継手を用いることによって防止することができるが、この場合、ベルトに所望の張力を付与しつつ、複数のベルト継手に作用する力を均一かつ最小限に抑えるには、各ベルト継手を互いに平行に設定し、かつ各ベルト継手の保持具間の距離を同一に設定する必要がある。ただ、このような設定は難しく、複数のベルト継手を用いることにより、ベルト継手の強度および耐久性を不足させるおそれがある。

本発明は、ベルトのねじれを防止すると共に、所望のベルト張力を付与するのに十分な強度および耐久性を有するベルト継手の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るベルト継手は、ベルト張力を調整可能にベルトの両端部を連結するものであり、ベルトの両端部をそれぞれ保持する一対の保持具と、両保持具にベルト長さ方向に螺合されて中心軸周りの回転により両保持具を近接離間させるねじ部材とを備え、そのねじ部材をベルト幅方向に複数本並設したものである。

この構成によれば、一対の保持具に複数のねじ部材を差し渡すので、両保持具がねじ部材の周りに互いに反対方向に回転することを阻止することができる。これにより、複数のベルト継手を用いることなくベルトのねじれを防止することができ、ベルトに所望の張力を付与しつつ、ベルト継手に作用する力を最小限に抑えて、ベルト継手の強度および耐久性の不足を防止することができる。

複数本のねじ部材の中心軸周りの回転を連動させる連動手段を設ければ、複数本のねじ部材を同時に回転させることができ、さらに、複数本のねじ部材の回転量を合わせることにより、各ねじ部材に作用する力を均一にすることができる。ここで、連動手段としては、互いに噛み合うよう各ねじ部材に設けられるギヤや、各ねじ部材に設けられるプーリおよびこれに掛巻されるベルト、各ねじ部材に設けられるギヤおよびこれに噛み合うウォームなどを例示することができる。

保持具に、ベルトの端部を保持するベルト保持部と、ねじ部材を螺合されて保持するねじ部材保持部とを設けて、これらをベルト厚さ方向に配列すれば、ベルト保持部とねじ部材保持部とをベルト長さ方向に配置する場合よりも、ベルト継手を小型化することができる。

両保持具に架け渡されてねじ部材を補強する補強手段を設ければ、ベルト張力のベルト厚さ方向における作用位置がねじ部材に対して偏心する場合や、ベルト厚さ方向に外力が作用する場合であっても、強度が小さく弱点部になりやすいねじ部材の折れ曲がりを防止することができる。

つまり、ベルト張力の偏心や外力は、ねじ部材に曲げモーメントを作用させると共に、両保持具がベルト厚さ方向に互いに反対方向に傾斜するミスアライメントを生じさせる。これに対して、両保持具に補強手段を架け渡すことにより、ねじ部材に作用する曲げモーメントを抑えてねじ部材を補強し、さらに両保持具のミスアライメントを防止することができる。

補強手段として、両保持具の一面にベルト長さ方向にスライド自在に装着し、両保持具を離間させてベルトに張力を付与後、両保持具とのスライドを阻止する構成を採用することができる。この補強手段は、両保持部に架け渡しただけの状態では、両保持部のアライメントを確認するための手段として用いることができ、両保持部とのスライドを阻止した後は、ねじ部材と共同して外力に抵抗することができる。

つまり、補強手段を両保持具に沿わせることにより、両保持具のアライメントを確認することができる。その後、補強手段の両保持部とのスライドを阻止することにより、両保持具にミスアライメントを生じさせようとする力に対して、ねじ部材および補強手段の個々の曲げ剛性ではなく、ねじ部材および補強手段に作用する軸方向力の組合せによって抵抗させることができる。

補強手段として、両保持具にベルト長さ方向にスライド自在に、かつ両保持具をベルト厚さ方向に挟むように装着する構成を採用することもできる。この補強手段は、両保持具をベルト厚さ方向に挟むことにより、両保持具のミスアライメントを防止するものであり、それ自身の曲げ剛性によって、両保持具にミスアライメントを生じさせようとする力に抵抗するので、両保持具とのスライドを阻止するように両保持具に強固に固定する必要がない。具体的な構造としては、コ字形断面の部材を両保持具のベルト幅方向両サイドに嵌め込む構造や、箱形断面の部材を両保持具に外嵌する構造を例示することができる。

以上のとおり、本発明によると、一対の保持具に複数のねじ部材を差し渡して両保持具を近接離間させるので、複数のベルト継手を用いることなくベルトのねじれを防止することができる。これにより、ベルト継手に作用する力を最小限に抑えることができ、所望のベルト張力を付与するのに十分な強度および耐久性を得ることができる。

以下、本発明に係るベルト継手を実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明に係るベルト継手の平面図であり、（ａ）は両保持具の離間状態を示し、（ｂ）は両保持具の近接状態を示す。図２はベルト継手の透視平面図であり、（ａ）は両保持具の離間状態を示し、（ｂ）は両保持具の近接状態を示す。図３はベルト継手の側面図であり、（ａ）は両保持具の離間状態を示し、（ｂ）は両保持具の近接状態を示す。

このベルト継手１は、例えば直行ロボットに装備される歯付プーリに往復動自在に掛巻する歯付ベルト２の両端部を連結して環状に構成すると共に、ベルト張力を調整するためのものであり、歯付ベルト２の両端部をそれぞれ保持する一対の保持具３と、両保持具３にベルト長さ方向に螺合されて中心軸周りの回転により両保持具３を近接離間させる複数本のねじ部材４と、ねじ部材４の中心軸周りの回転を連動させる連動手段としてのギヤ５と、ねじ部材４を補強する補強手段としての補強プレート６とを備えている。

保持具３は、歯付ベルト２よりも幅広の保持具本体７と、幅および長さが保持具本体７とほぼ同一の挟持板８とからなり、歯付ベルト２よりもベルト幅方向外側をボルト９で締結することにより、保持具本体７と挟持板８との間のベルト保持部１０に歯付ベルト２の端部を挟んで保持するようになっている。

保持具本体７は、その上面の全面に歯付ベルト２のベルト歯１１に噛み合う歯溝１２が形成された長方形板とされる。保持具本体７のベルト継手中央側の端面には、内周面に雌ねじが形成された複数のねじ部材保持部１３が凹設され、このねじ部材保持部１３にねじ部材４を螺合して保持するようになっている。このようにベルト保持部１０とねじ部材保持部１３とは、ベルト厚さ方向に配列されている。

ねじ部材４は、中央にギヤ５を設けられた棒状部材にそのギヤ５を境に逆向きの雄ねじ１４を形成してなり、ベルト幅方向に複数本のねじ部材４がそのギヤ５が噛み合うように平行に設けられている。隣接するねじ部材４は、ギヤ５が噛み合うことにより、反対方向に回転するようになっており、その雄ねじ１４も互いに逆向きに形成されている。

補強プレート６は、ベルト長さ方向両端付近のベルト幅方向中央に長孔１５が形成された長方形板とされて、両保持具３に架け渡される。この補強プレート６は、長孔１５を貫通するボルト１６で両保持具３の挟持板８の上面に締結することにより、ねじ部材４と共同して外力に抵抗してねじ部材４の折れ曲がりを防止すると共に、両保持具３のミスアライメントを防止するようになっている。

次に、ベルト継手１を用いて歯付ベルトの両端部を連結する手順を説明する。まず、ねじ部材４を回転させることによって両保持部材３の保持具本体７を離間状態に設定し、保持具本体７の上面の歯溝１２に歯付ベルト２のベルト歯１１を噛み合わせる。次いで、ボルト９を用いて保持具本体７に挟持板８を締結することにより、図１〜図３の（ａ）に示すように、ベルト保持部１０に歯付ベルト２の端部を保持する。

図１〜図３の（ｂ）に示すように、一方のねじ部材４を回転させて全ねじ部材４を回転させることにより、両保持具３を近接させて歯付ベルト２に張力を付与し、その反力をねじ部材４に引張力として受け持たせる。このとき、複数のねじ部材４が連動して回転するので、各ねじ部材４に作用する引張力を均一にすることができる。

ベルト張力の作用位置がねじ部材４に対して上方に偏心していることにより、ベルト継手１の中央を上方に反らせようとする力が作用する。挟持板８からの補強プレート６の浮き上がりの有無により両保持具３のアライメントを確認し、ボルト１６を用いて挟持板８に補強プレート６を締結してスライドを阻止し、さらなる外力に、ねじ部材４と補強プレート６とで共同して抵抗させ、歯付ベルト２の連結が完了する。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、適宜変更を加えることができる。例えば、図４に示すように、ねじ部材４を補強する補強手段として、補強プレート６に代えて両保持具３の両サイドをベルト厚さ方向に挟むコ字形断面部材１７を設けてもよい。この場合、コ字形断面部材１７の上片１７ａ及び下片１７ｂの内面側に形成した突条１８又は突起を保持具本体７の下面及び挟持板８の上面に形成した溝１９又は凹部に嵌め込むことにより、コ字形断面部材１７を両保持具３に固定すればよい。また、箱形断面部材を両保持具３に架け渡すように外嵌してもよい。

連動手段として、ギヤ５に代えて、ねじ部材４にプーリを設けて複数のねじ部材のプーリにベルトを掛巻してもよく、ねじ部材４にギヤを設けて複数のねじ部材のギヤに共通のウォームを噛み合わせて同時に回転させるようにしてもよく、さらに、ねじ部材４に巻き付けたワイヤーを巻き取ることによりねじ部材４を回転させるようにしてもよい。

歯付ベルト２に代えて、平ベルトなどの他の種類のベルトを連結することもできる。また、ねじ部材４は、複数本であればよく、図２に示した２本のねじ部材４に限らず、３本以上のねじ部材４を設けてもよい。

本発明に係るベルト継手の平面図であり、（ａ）は両保持具の離間状態を示し、（ｂ）は両保持具の近接状態を示す ベルト継手の透視平面図であり、（ａ）は両保持具の離間状態を示し、（ｂ）は両保持具の近接状態を示す ベルト継手の側面図であり、（ａ）は両保持具の離間状態を示し、（ｂ）は両保持具の近接状態を示す 補強手段としてコ字形断面部材を用いたベルト継手の正面図 従来のベルト継手の側面図

符号の説明

１ ベルト継手
２ 歯付ベルト
３ 保持具
４ ねじ部材
５ ギヤ
６ 補強プレート
１０ ベルト保持部
１３ ねじ部材保持部

Claims (6)

1. ベルト張力を調整可能にベルトの両端部を連結するベルト継手であって、ベルトの両端部をそれぞれ保持する一対の保持具と、両保持具にベルト長さ方向に螺合されて中心軸周りの回転により両保持具を近接離間させるねじ部材とを備え、前記ねじ部材がベルト幅方向に複数本並設されたことを特徴とするベルト継手。
2. 複数本の前記ねじ部材の中心軸周りの回転を連動させる連動手段が設けられたことを特徴とする請求項１に記載のベルト継手。
3. 前記保持具は、ベルトの端部を保持するベルト保持部とねじ部材を螺合されて保持するねじ部材保持部とがベルト厚さ方向に配列されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のベルト継手。
4. 両保持具に架け渡されて前記ねじ部材を補強する補強手段が設けられたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のベルト継手。
5. 前記補強手段は、両保持具の一面にベルト長さ方向にスライド自在に装着され、両保持具を離間させてベルトに張力を付与後、両保持具とのスライドを阻止されることを特徴とする請求項４に記載のベルト継手。
6. 前記補強手段は、両保持具にベルト長さ方向にスライド自在に、かつ両保持具をベルト厚さ方向に挟むように装着されることを特徴とする請求項４に記載のベルト継手。

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