JP2007531857A - ベルト取付工具 - Google Patents

Abstract

ベルト取付工具は、それによりベルト取付径方向負荷がプーリハブに伝達され、プーリハブと係合可能な第１の部材（１８）を有する。ボディ（１０）は、プーリハブから径方向に設けられる工具係合部（１５）を有する。第２の部材（１１）は、第１の部材と反対のボディから径方向に延び、プーリ溝にベルトを側面方向に付勢するための側方付勢面（１２）を有する。ローラ（１７）は、プーリフランジ半径と実質的に等しい、あるいは小さい半径でボディから垂直に、かつプーリと反対方向に延びる円錐面（１７Ａ）を有し、ローラは、ベルトを取り付ける間にそれによりローラから側方付勢面へベルトが運ばれる、側方付勢面と協働的に設けられる。

Description

本発明はベルト取付工具、より適切にはプーリ溝にベルトを側方へ付勢する一方で、プーリへの側方向の力を実質的に消去するベルト取付工具に関する。

ベルト駆動システムは、機械式動力伝達装置という相当数、また広く用いられる形式からなる。一般に、ベルトは複数のプーリ、より適切には駆動及び被駆動プーリ及びアイドラの間を走行する。

プーリの間に力を効率よく伝達するために、ベルトは既定の予負荷又は張力と共に取り付けられる。張力の大きさは、一般的に駆動装置の馬力及びトルク要件の作用である。増加する馬力又はトルク要件は、ベルトテンションにおける相応の増加を一般的に必要とする。

適切なテンションを得るために１以上のプーリがベルト取付の間に緩められ、１以上のシャフトがベルトを緩み状態にするために動かされる。その後、ベルトはプーリに掛け回される。緩められた１以上のプーリはその後、既定位置へと引っ張られ、すなわち引き締められ、ベルトに形成されるベルト張力となる。この過程は、ベルトへ適切に予負荷を掛けるために機械的に調節されるプーリを必要とする。

ベルトは他の方法を用いてプーリシステムに取り付けられ得る。自動テンション機器を有するシステムのためにテンショナが取り付けられ、ベルトが設置され、そしてテンショナが動作位置に放たれる。

ベルトを取り付ける他の方法は、固定中心システムにおけるプーリを機械的に調節するための必要性のない、プーリ溝にベルトを押し付ける工具の使用を必要とする。工具は、プーリに側方力を加える一方でプーリ溝にベルトを水平に押し込む間、ベルトを延ばす。

従来技術を代表するものは、動力伝達システムにおける固定中心プーリから動力伝達ベルトの取付及び取り外すための工具を開示するゲーリングらに付与された米国特許第６，６９２，３９１Ｂ２号明細書（２００４）である。

参照は、ベルト取付工具を開示する２００３年５月１４日に出願され、係属中の米国特許出願番号１０／４３７，８０３に対してもまたなされる。

必要なものは、ベルトを取り付ける間、プーリ上の側方力を実質的に消去するベルト取付工具である。必要なものは、プーリフランジ半径以下の半径で、そしてプーリ溝により定められるプーリ面に対して実質的に垂直な方向へボディから延びるローラを有するベルト取付工具である。必要なものは、プーリハブリムと係合するための弓状部を有するベルト取付工具である。本願発明はこの要求に合致する。

本願発明における第１の側面は、ベルトを取り付ける間、プーリ上の側方力を実質的に消去するベルト取付工具を提供することである。

本願発明における他の側面は、プーリフランジ半径以下の半径で、そしてプーリ溝により定義されるプーリ面に対して実質的に垂直な方向へボディから延びるローラを有するベルト取付工具を提供することである。

本願発明における他の側面は、プーリハブリムと係合するための弓状部を有するベルト取付工具を提供することである。

本願発明における他の特徴は、本願発明に関する以下の記述および添付された図面により指摘され、あるいは明らかにされる。

本願発明は、それによりベルト取付径方向負荷がプーリハブに伝達され、プーリハブと係合可能な第１の部材を有するベルト取付工具からなる。ボディは、プーリハブから径方向に設けられる工具係合部を有する。第２の部材は、第１の部材と反対のボディから径方向に延び、プーリ溝にベルトを側面方向に付勢するための側方付勢面を有する。ローラは、プーリフランジ半径と実質的に等しい、あるいは小さい半径でボディから垂直に、かつプーリと反対方向に延びる円錐面を有し、ローラは、ベルトを取り付ける間にそれによりローラから側方付勢面へベルトが運ばれる、側方付勢面と協働的に設けられる。

図１は本願発明の斜視図である。工具１００はボディ１０を備える。ボディ１０から径方向に突出するのは部材１１である。部材１１は、工具がプーリ溝にベルトを側方に付勢しうるようにプーリフランジＦを超えて径方向に突出するに十分な長さを有する。図４参照。

部材１５と係合する工具は、プーリハブから径方向に設けられる。部材１５と係合する工具は、部材１５が公知のラチェットソケットのような工具により協働的に係合されるようにする形状を有する。部材１５は、例えば３／８インチ又は１／２インチラチェットドライブのための、ソケットと係合するための６角形形状を有する。もちろん、レンチ、プライヤ、又は他の適した工具が同様に用いられ得る。部材１５は、ベルト取付の間に工具がプーリハブに関して回転するとき機械的トルクの利点を得るため、シャフト中心（ＳＣ）からボディの周辺の径方向外側に設けられる。

他の実施形態では、部材１５は同様の効果を有する駆動工具を受容するためのレース、穴、又はソケットを代わりに備える。

ローラ部材１７はシャフト１６に回転可能に取り付けられる。ローラ１７は、略プーリフランジ半径（ＦＲ）以下の半径でボディ１０から延びる。図４参照。回転の回転軸（ＡＲ）は、プーリ溝により定められるプーリ面（ＰＰ）に対して実質的に垂直方向に延びる。図７参照。ローラ１７はボディ１０から、プーリの反対側から延びる。

シャフト１６及びローラ１７は、円錐面１７Ａの広い部位がボディ１０の外部面１１０及び部材１１と協働的に並べられるように、ボディ１０上に設けられる。図２参照。この協働的な配列は、取付の間、ベルトがローラ面１７Ａ及び面１１０と係合するときにベルトに対してなめらかな移動を与える。面１１０はプーリハブリムＲの方向において、弓形状かつ凹形状である。

工具１００は、プーリＰのハブリムＲ及びアウタフランジＦと係合可能である。図４参照。部材１８と係合するハブリムは、工具１００がベルトを取り付ける間にプーリＰの中心に対して回転するようにリムＲと滑り係合する。取り付ける間プーリＰは回転し、その上、システムの特性に依存しない。取り付ける間プーリＰが回転するならば、その後工具はプーリと共に回転する。

ハブリム部材１８は、プーリハブにベルト取付加重を伝達するための手段を備える。ベルト取付負荷は、ベルトが工具によりプーリフランジを超えてプーリ溝へ付勢されるときにベルトの部分的伸張により引き起こされる負荷である。ベルト取付負荷は一般的にベルト設計張力にさらに加えられる。これは、取り付ける間に生じるベルト伸張の長さが未装着ベルト長さの約１％から５％からなり、これによりベルトを初めに取り付けるためにベルト設計張力を超える力を必要とするからである。

図２は工具の底面図である。部材１１は付勢面１２を備える。面１２はハブから径方向に延び、プーリ溝面ＰＰに関して角度αで設けられる。図７参照。

取付の間、ベルトは、面１２と接触することによってプーリ溝へ側方に付勢されることによりプーリＰと次第に係合する。これは、ベルトがα°と略等しい角度でプーリ溝Ｇに接近し、入り込むことになる。角度（α）は約０°から約４５°の範囲にある。

へり１３は、プーリフランジＦを径方向に超えて、そしてこれにより突き出るように、ボディ１０上の径方向に位置する。好ましい実施形態において、へり１３の幅は、略プーリフランジ幅であるが、しかしながら、へり１３の幅への制限を構成することを意図されるものではない。

部材１８はボディ１０から延びる。部材１８はボディ１０に不可欠な部品、すなわち公知の溶接、ねじ、又は接着剤によりボディ１０に固定される。

図３は工具の側面図である。部材１８は弓状面部１９を備える。面部１９は、部材１８がプーリハブリムＲと協働的に係合することを容易にする半径を有する。工具がプーリと係合するとき、ハブリムＲは、工具１００がベルト取付の間プーリハブリムに対して案内され、これにより工具がプーリに対して適切にたどるように、スロット２０内で係合される。

図４は使用中の工具における斜視図である。共に公知である、ラチェット工具ＲＴ及びソケットＳＯは、部材１５と係合して示される。ベルトＢはプーリＰと部分的に係合して示される。部材１８はプーリハブリムＲと係合して示される。ベルトＢはローラ１７、面１１０及び面１２上に運ばれて示される。工具１００はベルト取付中に方向Ｄ１に回される。ローラ１７は、ベルト取付中に工具がプーリハブに対して回転するとき、ローラがベルトを支持するにつれて回転する。

本願発明による有利な効果は、ベルト取付工程の間、プーリフランジＦに押し付けられるかなりの側方力を実質的に消去することである。すなわち、ベルト取付力は部材１８を介して工具からプーリシャフトに伝えられる。面１３はプーリフランジＦとの大負荷支持接触とならない。プーリ溝Ｇにベルトを取り付けるために加えられる力は、ベルトが溝と並べられ、そして最終的に係合するまでローラ１７及び面１１０により実質的に運ばれる。さらに、大きな側方力（平面Ｐ−Ｐに対して実質的に垂直）がプーリに加えられるのは、取り付ける間、ラチェットツールにもたれかかるユーザにより部材１５を介して加えられる力が、プーリ溝にベルトを付勢する面１２により引き起こされる押圧ベクトルに対抗するためである。これは、有限の側方負荷耐久性能を有するフェノール性、プラスチック、複合、又は他の金属若しくは非金属物質からなるプーリにベルトを取り付けること、すなわちプーリ溝により決定されるようなプーリ径方向面（ＰＰ）に対し実質的に垂直、あるいは非０°で設けられる大きなベクトル成分を有する負荷に対して特に有利である。一方、この工具は、ベルト取付の間に過度の側方力がプーリに加えられる場合に、もろく、及び／又は破砕、すなわち破壊を受けやすい非金属プーリにベルトを取り付けるために用いられるとき特に有利である。

図５は工具の頂部平面図である。穴１２０はシャフト突出部がボディ１０を通じて延び、すなわちシャフト突出部と係合するように用いられる。穴１２０は、プーリシャフト中心ＳＣと実質的に一列に並べられる。

工具が用いられるときにベルトの力と連携する、ボディ１０上の部材１５、ローラ１７、及び部材１８の相対的な三角位置は、有利な力の釣り合いとなる。つまり、部材１５上のラチェットツールにより加えられる力にローラ１７上で動くベルトにより引き起こされる力を加えた合計は、部材１８及びプーリハブに向けられた合力を与える。これは、プーリハブとの係合が取付工程を通じて維持されるような使用の間、部位１９及びスロット２０上のハブ上の工具を安定させ、保持する。いくつかの実施形態において、スロット２０と係合することは必要でなく、そしてその代わりに部位１９のみがプーリハブリム上にもたれれば十分である。図８を参照してください。

図６は図５の６−６線における断面図である。弓状スロット２０はハブリムＲと係合して示される。部位面１９はまた、プーリハブにもたれる。シャフト１６はボディ１０と螺合して示されるが、圧入され又は溶接されて同様に設けられうる。

図７は工具の側面図である。面１２はプーリ平面ＰＰに対して角度αで設けられる。面１１０はローラ１７及び面１２の間に設けられる。面１１０はベルト取付負荷に耐え、ベルトがプーリフランジを超えて付勢されるときベルトに潜在的に耐え難い曲げを与えることを避けるため、ベルトに対して移動領域を提供する。

また、面１１０は、他の実施形態、すなわちベルトが面１７Ａから面１２へそしてその後プーリへと面１１０と係合するときベルトが次第に外側に付勢されるように、中心ＳＣから面１１０と面１７Ａとの交差位置までの半径が面１２との交差位置までの半径よりもわずかに小さい実施形態において、部分的螺旋状断面を示す。最適な実施形態において、面１１０は中心ＳＣから一定の半径を有する。

図８はベルトを取り付ける間の工具に作用する力を示す。工具力ベクトルＴＦは、ベルト力ベクトルＢＦに加えられるとき、合力ＲＦを与える。ベクトルＲＦはベルト取付の間、工具のプーリハブとの係合を維持する。力ＴＦ、ＢＦ、及びＲＦは、プーリ平面ＰＰと実質的に並行に作用する。もちろん一旦ベルトが取り付けられると径方向に作用するベルト張力を除いた、取付の間生成される力の実質的に全てがプーリハブに伝達され、プーリフランジにより運ばれないことがわかる。ＲＦに対して等しい及び反対の力はプーリシャフトにより生成され、部材１８により運ばれる。

一旦ベルトが取り付けられると、工具はプーリから容易に取り外される。

工具はアルミニウム又は鋼鉄のような公知の工具材料からなる。工具はまた、類似の金属工具よりも非常に軽い工具となる公知の熱硬化性プラスチックといった非金属材料からなる。他の限定されない材料の例は、ＰＶＣ、ＣＴＦＥ、及びＡＢＳ、同様の先行材料の複数の組合せを含む。

図９は他の実施形態のプーリ側面図である。ベルトガイド部材２００は面１１０に近接する実質的に同一平面上の様式で設けられる。部材２００は面２０１を備える。部材２００は、同様に面１１０の円弧と実質的に一致する弓形形状を有する。部材２００は、略近接部材１１からローラ１７の方向へ延びる。工具を用い、ベルトを取り付ける間、ベルトガイド部材２００はベルトがプーリ及び溝と適切に並べられるまで、一時的にベルトをプーリから外し、及びプーリ溝から外して保持する。図４参照。すなわち、ベルトは、ベルト取付の間、部材２００の上に運ばれ、及び／又は横切ってすべる。部材２００は、ベルトがプーリ及びプーリ溝へ初めに付勢されるとき、ベルトが溝を側方へ横切るように押されることを防止する。これは、ベルトリブに溝を横切って押されることにより引き起こされる損傷を避ける工具がプーリ上で回転するとき、ベルトは溝と並べられ、ベルトはベルトガイド部材から外れる。部材２００は、プーリ曲率に適応する柔軟度を有し、それによりスプリング鋼鉄又は公知である他の同等な適した材料を備えうる。

図１０は他の実施形態における斜視図である。部材２００は部分的に、近接部材１１に設けられる。部材２００は、反対側の部材１５上のボディ１０から実質的に垂直にボディ１０から突出する。エッジ２０２はベルト係合を容易にするため、斜めに切断される。部材２００は、部材２００がベルトをローラ１７及びローラ面１７Ａと協働的に運ぶような位置に設けられ、つまり、ベルトは取付の間に面１１０及び部材面２０１を横切ってローラ面１７Ａからプーリ溝へ延びる。図４参照。工具１００はベルトガイド部材２００なく、又は共に用いられ得る。

ここに本発明の複数の実施形態が説明されたが、記載された発明の範囲と精神から逸脱することなく、変形が各部の構造と関係に施されることは、当業者にとって自明である。

本願発明による工具の斜視図である。 工具の底面図である。 工具の側面図である。 使用中の工具の斜視図である。 工具の平面図である。 図５での６−６線における断面図である。 工具の側面図である。 ベルトを取り付ける間の工具に働く力を示した図である。 他の実施形態のプーリ側面図である。 他の実施形態における斜視図である。

Claims (21)

1. プーリハブと係合可能であり、それによりベルト取付径方向負荷が前記プーリハブに伝達される第１の部材と、
   前記プーリハブから径方向に設けられる工具係合部を有するボディと、
   前記第１の部材と反対の前記ボディから径方向に延び、プーリ溝へベルトを側方に付勢するための側方付勢面を有する第２の部材と、
   実質的にプーリフランジ半径以下の半径で、プーリと反対方向に前記ボディから垂直に延びる円錐面を有するローラとを備え、
   前記ローラは、それによりベルト取付の間にベルトが前記ローラから前記側方付勢面へ運ばれる前記側方付勢面と協働的に設けられるベルト取付工具。
2. 前記側方付勢面はプーリ溝の中心線に関して一定の角度で設けられる請求項１に記載のベルト取付工具。
3. 前記工具係合部は工具と係合するための手段を備える請求項１に記載のベルト取付工具。
4. 前記ローラ及び前記側方付勢面の間に設けられる第２の面をさらに備え、
   前記第２の面は、ベルト取付の間に前記ベルトが前記ローラから前記側方付勢面へ運ばれるとき、前記ベルトを支持する請求項１に記載のベルト取付工具。
5. 前記第１の部材はプーリハブリムと係合可能な弓状部をさらに備える請求項１に記載のベルト取付工具。
6. 前記プーリは、フェノール性、プラスチック、複合、又は他の金属若しくは非金属物質、又はこれらの複数の組合せを備えるグループから選ばれた物質からなる請求項１に記載のベルト取付工具。
7. プーリハブに対する工具の弧状動作のために前記プーリハブと係合するための手段を有するボディを備え、
   前記プーリに側方力を掛けることなくベルトをプーリ溝に側方へ付勢する手段と、
   プーリハブに径方向ベルト取付負荷の実質的に全てを伝達する手段と、
   前記ボディに関してプーリの反対側のプーリ平面に対して垂直に延びるベルトを支持し、プーリフランジ半径以下の半径で設けられる円錐ローラ手段とを特徴とするベルト取付工具。
8. 弓状スロットを備えるハブ係合部を有するボディと、
   プーリハブから径方向に設けられる工具係合部材と、
   前記ボディに回転可能に設けられ、前記ハブ係合部から径方向に設けられる円錐形状を有するローラ部材と、
   前記ボディ上のベルトを側方に付勢し、前記ハブ係合部から径方向に設けられ、前記ローラ部材に関して協働的に設けられる付勢面とを備え、
   前記ローラ部材及び付勢面は、前記プーリに大きな側方力を加えることなくベルトをプーリ溝に付勢するプーリフランジに関して協働的に設けられるベルト取付工具。
9. 前記付勢面と前記ローラ部材との間に協働的に設けられるベルトと係合するための面をさらに備える請求項８に記載のベルト取付工具。
10. 前記面は弓状面である請求項９に記載のベルト取付工具。
11. 工具係合部と、ベルトを側方に付勢するための径方向に延びる面と、プーリハブ係合部と、プーリ面に対して実質的に垂直な面に設けられる円錐ローラとを有するボディを備え、
    前記工具係合部及び前記ハブ係合部及び前記円錐ローラは、使用するときに、プーリ面（ＰＰ）と実質的に平行であって、ベルト取付の間にプーリハブに向けて実質的に径方向の方向を有する合力ベクトル（ＲＦ）となる手段でボディに設けられるベルト取付工具。
12. 前記工具係合部及び前記ハブ係合部及び前記円錐ローラは三角位置に設けられる請求項１１に記載のベルト取付工具。
13. 前記ハブ係合部は弓状スロットをさらに備える請求項１１に記載のベルト取付工具。
14. 前記径方向に延びる面は前記プーリ面（ＰＰ）に対して一定の角度（α）で設けられる請求項１１に記載のベルト取付工具。
15. 前記ボディはプーリシャフトと協働的に並べられて設けられる穴をさらに備える請求項１１に記載のベルト取付工具。
16. 前記円錐ローラと協働するような位置で前記ボディから垂直に突出する弓状部材をさらに備え、
    前記弓状部材は前記工具係合部と反対のボディ面に設けられる請求項１１に記載のベルト取付工具。
17. 工具係合部と、ベルトを側方に付勢するための径方向に延びる面と、プーリハブ係合部と、プーリ面に対して実質的に垂直な面に設けられる円錐ローラと、前記円錐ローラと協働するような位置で前記ボディから垂直に突出し、前記工具係合部と反対のボディ面に設けられる弓状部材とを有するボディを備え、
    前記工具係合部及び前記ハブ係合部及び前記円錐ローラは、使用するときに、プーリ面（ＰＰ）と実質的に平行であって、ベルト取付の間にプーリハブに向けて実質的に径方向の方向を有する合力ベクトル（ＲＦ）となる手段でボディに設けられるベルト取付工具。
18. 前記工具係合部及び前記ハブ係合部及び前記円錐ローラは三角位置に設けられる請求項１７に記載のベルト取付工具。
19. 前記ハブ係合部は弓状スロットをさらに備える請求項１７に記載のベルト取付工具。
20. 前記径方向に延びる面は前記プーリ面（ＰＰ）に対して一定の角度（α）で設けられる請求項１７に記載のベルト取付工具。
21. 前記ボディはプーリシャフトと協働的に並べられて設けられる穴をさらに備える請求項１７に記載のベルト取付工具。

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