JP2012515881A - 破片排出スプロケットおよびこのスプロケットを備えたベルトドライブシステム - Google Patents

Abstract

破片排出スプロケットは、ボディ（１００）と、ボディから突出した複数の歯（１０１）と、ベルト歯を受け、歯と交互に配置された複数の溝（１０２）と、各溝より径方向の内方に配置され、溝に連結するキャビティ（１０３）とを備え、キャビティがさらに、ベルトを支持するためのランド（１１１）を備え、ランドが溝とキャビティの間に配置され、キャビティが、軸方向（Ａ−Ａ）に関して角度（θ）で配置された面（１０４）を備える。

Description

本発明は破片排出スプロケット及びシステムに関し、特に、各溝よりも径方向の内方に配置されるとともに溝に連結したキャビティを有する破片排出スプロケットに関し、キャビティは破片を排出するために軸方向に関して角度（θ）で配置された面を備える。

ベルトドライブ動力伝達システムは、自動車、農業、工業、娯楽等を含む広いアプリケーションで日常的に用いられている。典型的なシステムはスプロケットに係合する歯付ベルトを備える。このシステムは、ベルト歯とスプロケット溝の間の積極的な機械的係合によって、駆動側と被駆動側の間の高い動力伝達を可能にする。典型的に、ベルトは歯飛びが生じないようにするため、予荷重を与えられる。ベルトとスプロケットの間の適切な係合と予荷重のための必要なことは、破片がベルトとスプロケットの間に挟まらないようにすることである。

オフロード自転車、いわゆるマウンテンバイクは、どんな天候であっても種々の地形において用いられる。湿った天候では地面は泥だらけである。泥および他の破片は自転車のフレーム、タイヤにこびり付き、ドライブトレインに挟まる。ドライブトレインは典型的にはチェーンを備え、最近はベルトを備える。

破片はベルト駆動自転車に問題を発生させる。ベルトとスプロケットの間に挟まれた泥および破片は、システムの故障、ベルトの歯飛びおよび早期のベルト損傷につながる。

従来技術の代表は米国特許第４，８０５，３８８号明細書（１９８９年）であり、これは強化弾性材料の穀物収穫ベルト１１、１２を含む穀物収穫ヘッド１０を開示し、また連動する駆動スプロケット３０とアイドラ溝車５０が記載されている。ベルト１１または１２、スプロケット３０および溝車５０のシステムは、穀物をコンバインに運搬するために用いられてもよい。ベルト１１または１２は、上面１８に弾性材料の複数のクリート２０を有し、底面１９に弾性材料の複数の等間隔に配置された駆動ラグ２４を有する。スプロケット３０は第１および第２側面３１、３２をそれぞれ有し、また第１および第２キャビティ３４、３４’により分離される複数の等間隔に配置された径方向に突出した歯３３を備える。第１のキャビティ３４はスプロケット３０の第１の側面３１のみで開放する。第２のキャビティ３４’はスプロケット３０の第２の側面３２のみで開放する。各キャビティの深さＤはベルト１１または１２の各駆動ラグ２４の高さＨを上回り、キャビティ３４、３４’は、例えばトウモロコシの穀粒、泥そして氷のような異物が駆動スプロケット３０とベルト１１または１２に詰らず、そしてシステムを動作不能にしないように成形される。各ベルト１１または１２は、軸方向に間隔をあけて設けられて径方向に突出した一対のフランジ５２、５３を有する円筒状ハブ５１を含むアイドル溝車５０の周りに掛け回される。フランジ５２、５３の内部側面５４は溝車５０の回転５５の軸の方向に集中する。各フランジ５２または５３は溝車５０の円周方向に遮られ、連動するベルト１１または１２に係合して自己洗浄の効果を発揮する。

必要なものは各溝から径方向の内方に配置され、溝に連結するキャビティを有する破片排出スプロケットであり、キャビティは破片を排出するために軸方向に関して角（θ）で配置された面を備える。本発明はこの必要性に合致する。

本発明の第１の目的は、各溝から径方向の内方に配置され、溝に連結するキャビティを有する破片排出スプロケットであって、キャビティが破片を排出するために軸方向に関して角度（θ）で配置された面を備える破片排出スプロケットを提供することである。

本発明の他の目的は、本発明の以下の説明と添付された図面により指摘され、明らかとされる。

本発明は、ボディと、ボディから突出した複数の歯と、ベルト歯を受け、歯と交互に配置された複数の溝と、各溝より径方向の内方に配置され、溝に連結するキャビティとを備え、キャビティがさらに、ベルトを支持するためのランドを備え、ランドが溝とキャビティの間に配置され、キャビティが、軸方向に関して角度（θ）で配置された面を備える破片排出スプロケットである。

この明細書に組み込まれその一部を構成する添付図面は、本発明の好ましい実施形態を示し、説明とともに本発明の原理を説明するために用いられる。
スプロケット溝の側面図である。 スプロケットの断面図である。 スプロケットおよびベルトの上方斜視図である。 スプロケットおよびベルトの側面図である。 スプロケットおよびベルトの下方斜視図である。

図１はスプロケット溝の側面図である。歯付ベルト２００はスプロケット１００に係合する。歯付ベルト２００はコグドベルトあるいは同期ベルトと呼ばれ、複数の歯２０３を備える。各歯２０３はベルトの幅にわたって延び、すなわち長手軸方向に垂直である。ベルト負荷は無端ベルトの全長にわたって延びる張力コード２０１により支持される。このような歯付ベルトは従来公知である。

スプロケット１００はボディ１０５を備える。ボディ１０５は半径方向に延びる複数の歯１０１を備える。各歯１０１はスプロケットの幅にわたって延び、ベルト溝に係合する。スプロケットはまた、歯１０１間に交互に配置される溝１０２を備える。

キャビティ１０３が各溝１０２から半径方向の内側に配置され、各ベルト歯２０３の下に配置される。各キャビティ１０３は溝１０２に連結する。各キャビティ１０３は切頭円錐面１０４を有する。

面１０４は軸方向に関して傾斜を有する。キャビティ１０３および面１０４は動作中、ベルト歯２０３とスプロケット１０２の間にかかった破片を排出するために用いられる。

面１０４は実質的に連続であり、つまり溝１０２へ連結していることを除いて、面にギャップあるいは開口はない。これによりスプロケットの耐トルク強度を維持することができ、これは、もしスロットあるいは他の開口がキャビティ１０３の径方向の下方においてスプロケットボディに形成されたならば弱められたかもしれない。スプロケット１００は、破片を排出するために径方向へ向いた開口を備えない。

図２はスプロケットの断面図である。面１０４は傾斜を有する。傾斜は軸Ａ−Ａに沿った軸方向に関して続く。言い換えれば、面１０４のテーパ形状の軸が軸Ａ−Ａに整列する。軸Ａ−Ａはスプロケットの回転軸である。面１０４の傾斜は角度としてさらに説明される。角度（θ）は０°よりも大きく約２０°までの範囲であるが、スプロケットから破片を排出するために十分な傾斜であることが好ましい。

破片はキャビティ１０３から軸Ａ−Ａの方向に排出されるように示されている。破片は、自動車が道でぬかるんだ状態で運転されているときのような、通常の運転においてベルトとスプロケット間に挟まるかもしれない。

キャビティ１０３はスプロケットの全幅（W）にわたって延びており、これにより、各キャビティ１０３の各端部（１１５，１１６）がスプロケット（１２０，１２１）の各側部において開放し、いずれかの端部１１５または１１６から破片がキャビティを出る。他の実施形態では、一方の端部（１１５，１１６）のみが開放している。

図３はスプロケットおよびベルトの上方斜視図である。この図において各キャビティ１０３は同一方向にテーパ状である。これは、破片が各キャビティから同一方向に、例えば自転車の一方向に、排出されることを意味する。他の実施形態では、各キャビティ１０３のテーパ方向がスプロケットの各側部の間において交互に替っていてもよい。

図４はスプロケットおよびベルトの側面図である。各キャビティ１０３は、キャビティが溝１０２に連結するところにリストリクション１１０を有する。リストリクション１１０は、歯２０３がキャビティへ侵入するのを防ぎつつ歯２０３を支持するランディング１１１を備える。

図５はスプロケットおよびベルトの下方斜視図である。スプロケット１００は、従来公知の締め具を用いてラグ１４５において駆動軸（図示せず）に連結することができる。本発明のベルトドライブおよびスプロケットは、ベルトとスプロケットの間に破片が挟まるおそれがある、自転車、エンジン、他の工業アプリケーションに用いられてもよい。

本発明の形態が説明されたが、当業者にとって、ここに記載された発明の精神と範囲から逸脱することなく変形が各部分の構造および関連した部分に施されてもよいことは自明である。

Claims (10)

1. ボディ（１００）と、
   前記ボディから突出した複数の歯（１０１）と、
   ベルト歯を受け、前記歯と交互に配列された複数の溝（１０２）と、
   各溝より径方向の内方に配置され、前記溝に連結するキャビティ（１０３）とを備え、
   前記キャビティがさらに、ベルトを支持するためのランド（１１１）を備え、前記ランドが前記溝と前記キャビティの間に配置され、
   前記キャビティが、軸方向（Ａ−Ａ）に関して角度（θ）で配置された面（１０４）を備える
   破片排出スプロケット。
2. 前記面が切頭円錐状である請求項１に記載の破片排出スプロケット。
3. 前記キャビティが、前記キャビティから破片を排出するための開口端をさらに備える請求項１に記載の破片排出スプロケット。
4. 前記角度（θ）が０°より大きく約２０°までの範囲である請求項１に記載の破片排出スプロケット。
5. 歯付ベルトと、
   ボディを備えるスプロケットと、
   前記歯付ベルトに係合するために前記ボディから突出した複数の歯と、
   ベルト歯を受ける複数の溝と、
   各溝より径方向の内方に配置されるとともに前記溝に連結し、破片を排出するために軸方向に関して傾斜した面を有するキャビティと
   を備えるベルトドライブ。
6. 前記キャビティがさらに、前記スプロケットの各側部に開口を備える請求項５に記載のベルトドライブシステム。
7. 前記面が切頭円錐状である請求項５に記載のベルトドライブシステム。
8. 前記面が各歯の間において連続的である請求項５に記載のベルトドライブシステム。
9. 歯が前記キャビティに侵入できないようにランディングをさらに備える請求項５に記載のベルトドライブシステム。
10. ボディと、
    ベルトに係合するために前記ボディから径方向に突出した複数の歯と、
    前記歯の間に配置され、ベルト歯を受ける複数の溝と、
    各溝より径方向の内方に配置され、前記溝に連結するキャビティとを備え、
    前記キャビティが、破片を排出するために軸方向に関して整列された切頭円錐状である面を有し、
    前記キャビティが、前記スプロケットの各側部に開口端を有し、
    前記キャビティが、ベルトを支持するためのランドであって、前記溝と前記キャビティの間に配置されたランドをさらに備える
    スプロケット。

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