JP2017025932A - アライメント調整用治具、及びアライメント調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蛇行制御プーリの蛇行制御機能を確保するとともに、伝動ベルト装置の長寿命化を図る。
【解決手段】アライメント調整用治具４０に、蛇行制御プーリ４のプーリ軸１０に嵌合する嵌合凹部４５と、嵌合凹部４５を蛇行制御プーリ４のプーリ軸１０に嵌合させた取付け状態で蛇行制御プーリ４のプーリ本体５の揺動を規制する対向面４３ａ及び差込部４４と、取付け状態でミスアライメントがない場合に駆動プーリ２０及び従動プーリ３０の端面と面一をなす平坦面４１ａとを設ける。
【選択図】図８

Description

本発明は、ベルト伝動装置において、伝動ベルトの蛇行制御機能を備えた蛇行制御プーリのアライメント調整用治具、及びアライメント調整方法に関する。

特許文献１には、駆動プーリ及び従動プーリ間に、蛇行制御プーリを介して伝動ベルトを巻き掛けて、上記駆動プーリの動力を上記従動プーリに伝達するベルト伝動装置のアライメント調整方法が開示されている。このアライメント調整方法では、上記蛇行制御プーリの取付部位にアライメント調整用治具を取り付け、当該アライメント調整用治具の端面が駆動プーリ及び従動プーリの端面と平行になるように、蛇行制御プーリの取付部位を調整する。

特開２０１５−１４３１３号公報

しかし、上記特許文献１では、蛇行制御プーリの取付部位の調整後に、蛇行制御プーリの取付けにより取付部位が撓んだり、走行開始時の伝動ベルトへの張力付与により駆動プーリ、従動プーリ及び蛇行制御プーリのプーリ軸が傾いたりすることでミスアライメントが生じ、蛇行制御プーリの蛇行制御機能が確保されなくなるおそれがある。

また、使用開始後しばらくは蛇行制御機能を確保できたとしても、上記ミスアライメントより生じた蛇行の制御に制御能力の大部分が使われると、ベルトの劣化に起因する蛇行等、その後使用に伴って生じる蛇行に対する制御能力が不足し、伝動ベルト装置の寿命が短くなるおそれもある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、蛇行制御プーリの蛇行制御機能を確保するとともに、伝動ベルト装置の長寿命化を図ることを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、アライメント調整用治具に、蛇行制御プーリのプーリ軸に取り付けられた状態で蛇行制御プーリのプーリ本体の揺動を規制する機能を持たせたことを特徴とする。

具体的には、本発明は、駆動プーリ及び従動プーリ間に、蛇行制御プーリを介して伝動ベルトを巻き掛けて、上記駆動プーリの動力を上記従動プーリに伝達するベルト伝動装置において、上記駆動プーリ、従動プーリ及び蛇行制御プーリのアライメントを調整するために用いるアライメント調整用治具を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、本発明は、上記蛇行制御プーリは、上記伝動ベルトが巻き掛けられるプーリ本体と、上記プーリ本体を回転軸周りに回転自在に、かつ、枢軸周りに揺動自在に支持するプーリ軸とを有し、上記枢軸は、上記プーリ軸方向に沿って見て、軸荷重の方向に対して上記プーリ本体の回転方向前側に所定の傾斜角で傾倒しており、上記アライメント調整用治具は、上記蛇行制御プーリのプーリ軸に係合する係合部と、上記係合部を上記蛇行制御プーリのプーリ軸に係合させた取付け状態で上記蛇行制御プーリのプーリ本体の揺動を規制する規制部と、上記取付け状態でミスアライメントがない場合に上記駆動プーリ及び従動プーリの端面と所定の位置関係をなす基準部とを備えていることを特徴とする。

これにより、蛇行制御プーリの取付け時、及び伝動ベルトの走行開始時にミスアライメントが生じても、その後、上記取付け状態で伝動ベルトを走行させ、上記アライメント調整用治具の基準部が上記駆動プーリ及び従動プーリの端面と所定の位置関係となるように調整することで、上記ミスアライメントを解消できる。したがって、蛇行制御プーリの蛇行制御機能を確保できなくなることが防止される。

また、上記取付け状態、すなわち規制部により蛇行制御プーリのプーリ本体の揺動を規制した状態で伝動ベルトを走行させ、かかる場合にでも蛇行制御が正常に行われるようにアライメントを調整することにより、アライメント調整用治具を蛇行制御プーリから外した状態でのベルト走行時における蛇行制御能力に余裕を持たせることができる。したがって、伝動ベルトの劣化に起因する蛇行等、使用に伴って生じる蛇行に対する制御能力を確実に確保し、伝動ベルト装置を長寿命化できる。

また、上記アライメント調整用治具の基準部は、上記取付け状態でミスアライメントがない場合に上記駆動プーリ及び従動プーリの端面と面一をなす平坦面であってもよい。

これにより、取付け状態でアライメント調整用治具の基準部が、駆動プーリ及び従動プーリの端面と面一をなすように調整すればよいので、長尺やレーザー等を用いて容易にアライメントの調整を行える。

また、上記アライメント調整用治具は、上記取付け状態で上記蛇行制御プーリのプーリ軸に吸着するマグネットをさらに備えていてもよい。

これにより、取付け状態でアライメント調整用治具のマグネットと蛇行制御プーリのプーリ軸との吸着によりアライメント調整用治具の落下が防止されるので、落下防止用の別部材を取り付けたり、手で押さえたりする必要がなく、使い勝手が良い。

また、上記規制部は、上記取付け状態で上記蛇行制御プーリのプーリ本体の端面に当接又は微小な間隔を空けて対向する対向面を有していてもよい。

また、上記蛇行制御プーリのプーリ軸は、上記枢軸周りに上記プーリ本体と共に揺動する軸部材と、支持部材とを有し、上記軸部材と支持部材との間には、上記軸部材の揺動を許容する隙間が形成され、上記規制部は、上記取付け状態で上記プーリ軸の隙間に差し込まれる差込部を有していてもよい。

また、上記規制部は、上記蛇行制御プーリのプーリ本体の揺動可能な範囲が２５〜５０％狭くなるようにプーリ本体の揺動を規制してもよい。

本発明によれば、蛇行制御プーリの蛇行制御機能を確保するとともに、伝動ベルト装置を長寿命化できる。

ファンの概略斜視図である。 蛇行制御プーリの正面図である。 本発明の実施形態に係るアライメント調整用治具を蛇行制御プーリに取り付けた状態を示す図２のIII-III線における断面図である。 蛇行制御プーリの使用状態における支持ロッド周りの概略斜視図である。 蛇行制御プーリの使用状態における概略平面図である。 図２のVI矢視図である。 アライメント調整用治具の平面図である。 アライメント調整時における図１のVIII−VIII線における概略断面図である。 実施形態の変形例の図３相当図である。 実施形態の変形例の図３相当図である。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

図１は、伝動ベルト装置としてのファン１を示す。このファン１は、ファンモータ６と、ファンロータ（図示せず）を内部に収容するファンハウジング７と、上記ファンモータ６により駆動される駆動プーリ２０と、上記ファンロータに連結された従動プーリ３０とを備えている。上記駆動プーリ２０及び従動プーリ３０は、それぞれ、平ベルトである伝動ベルト３が巻き掛けられるプーリ本体２１，３１と、プーリ本体２１，３１を回転軸Ｊ１，Ｊ２周りに回転自在に支持するプーリ軸２２，３２とを備えている。駆動プーリ２０及び従動プーリ３０間には、金属製の蛇行制御プーリ４を介して伝動ベルト３が巻き掛けられ、駆動プーリ２０の動力が従動プーリ３０に伝達される。ここで、駆動プーリ２０、従動プーリ３０及び蛇行制御プーリ４の各回転軸Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３は、互いに平行になるようにアライメント調整されている。また、蛇行制御プーリ４は、ブラケット８に取り付けられた付勢アーム１６に取り付けられ、伝動ベルト３に押し付けられることによって伝動ベルト３に張力を付与している。

蛇行制御プーリ４は、図２及び図３にも示すように、伝動ベルト３が巻き掛けられるプーリ本体５と、プーリ本体５を回転軸Ｊ３周りに回転自在に支持するプーリ軸１０とを備えている。

プーリ軸１０は、プーリ本体５をベアリング１２によって支持する軸部材１１と、支持部材としての支持ロッド１３と、枢軸Ｃを構成するピン１７とを備えている。

上記軸部材１１は、平面視長孔状で軸方向に貫通する挿入孔１１’を有し、該挿入孔１１’の内周面には、平坦かつ互いに平行な摺動面１１ａ，１１ａと、これら摺動面１１ａ，１１ａを両側で接続する円弧面１１ｂ，１１ｂとが形成されている。また、各摺動面１１ａの略中央部には、支持孔１１ｃが貫通形成されている。

支持ロッド１３は、付勢アーム１６に締結された取付部１３ａと、軸部材１１の挿入孔１１’に挿入された支持部１３ｂとからなる。支持部１３ｂには、図２に示すように、互いに平行かつ平坦な摺動面１３ｃ，１３ｃが、軸部材１１の摺動面１１ａ，１１ａに対向して摺動自在に接触するように形成されている。また、支持部１３ｂの摺動面１１ａ，１１ａの両側には、円弧面１３ｄ，１３ｄが形成されている。また、支持部１３ｂには、上記摺動面１３ｃ，１３ｃの略中央部で開口する貫通孔１３ｅが形成されている。

プーリ軸１０のピン１７は、支持ロッド１３の支持部１３ｂに形成された貫通孔１３ｅに嵌められ、ピン１７の両端は軸部材１１に形成された支持孔１１ｃに嵌められている。したがって、ピン１７は、プーリ本体５の幅方向中央付近に位置し、支持ロッド１３の摺動面１３ｃ，１３ｃに直交している。

軸部材１１の円弧面１１ｂ，１１ｂと、支持ロッド１３の円弧面１３ｄ，１３ｄとの間には、ピン１７を軸として軸部材１１がプーリ本体５と共に揺動することを許容する隙間１５，１５が形成されている。従って、プーリ本体５は、回転軸Ｊ３周りに回転自在に、かつ回転軸Ｊ３に直交する枢軸Ｃ周りに揺動自在に支持されている。

蛇行制御プーリ４は、図２及び図４に示すように、軸荷重（伝動ベルト３の張力によって軸部材１１にかかる荷重）Ｌの方向を基準として、ピン１７をベルト走行方向Ａの手前側に、角度αだけ傾倒させて使用される。

図５において実線で示すように、プーリ本体５の幅方向中央付近に掛かっていた伝動ベルト３が、鎖線で示す如くプーリ本体５の中央からその片側へ寄ると、軸荷重はピン１７の位置からプーリ本体５の片側にずれて軸部材１１に作用するようになる。これにより、軸部材１１にピン１７を中心とする（枢軸Ｃ周りの）回転モーメントが働き、軸部材１１がプーリ本体５と共にピン１７の周りを回転変位する。

すなわち、図４に示すように、軸荷重の方向がピン１７と平行であるとき（Ｌ０のとき）には、ピン１７周りの回転モーメントは発生しない。これに対して、軸荷重の方向がピン１７の方向に対して角度αだけ傾いたＬになると、その分力Ｌ１によって、ピン１７周りの回転モーメントが発生し、軸部材１１は回転変位することになる。

軸荷重Ｌによって、プーリ本体５が傾倒したピン１７周りに回転変位することにより、プーリ本体５は、図５において鎖線で示すように、伝動ベルト３が片寄ってきた側がベルト走行方向Ａの先端となるようにこの伝動ベルト３に対して斜交い状態になり、また、図６（図２のVI矢視図）の鎖線に示すように、伝動ベルト３が片寄ってきた側が低く、反対側が高くなるように軸荷重Ｌの方向において傾斜する。

従って、伝動ベルト３には、プーリ本体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、プーリ本体５が傾斜することによる戻し力とが働き、これによって、伝動ベルト３の片寄りが防止される。すなわち、伝動ベルト３は、プーリ本体５が斜交いになり、かつ傾斜することによる戻し力と、ファン１全体の特性によって伝動ベルト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る。このように、蛇行制御プーリ４は、伝動ベルト３の走行位置を一定に規制することができる。

次に、上述のように構成されたファン１の駆動プーリ２０、従動プーリ３０及び蛇行制御プーリ４のアライメントを調整する手順を説明する。

アライメント調整に際し、図３、図７及び図８に示すように、本発明の実施形態に係るアライメント調整用治具４０を用意する。

アライメント調整用治具４０は、円形板状の円盤部４１と、該円盤部４１の一方の面の中央部から一体に膨出する略円柱状の膨出部４２と、該膨出部４２の先端面の外周部に全周に亘って一体に突設された円筒状の突出部４３と、該突出部４３の先端面の内周端部に全周に亘って一体に突設された円筒状の差込部４４とを備え、上記突出部４３及び差込部４４の内側には、平面視円形状の係合部としての嵌合凹部４５が形成されている。また、上記膨出部４２の先端面の中央部には、平面視円形状の凹所４６が形成され、該凹所４６には、円形板状のマグネット４７が内嵌めされている。上記円盤部４１の外周部には、膨出部４２側に全周に亘って環状リブ４８が一体に突設され、これにより円盤部４１の強度が高められている。また、上記円盤部４１の反膨出部４２側の面は、基準部としての平坦面４１ａを構成している。

そして、アライメント調整用治具４０の嵌合凹部４５に蛇行制御プーリ４のプーリ軸１０を嵌合させることにより、アライメント調整用治具４０を蛇行制御プーリ４に取り付ける。この取付け状態で、アライメント調整用治具４０の平坦面４１ａが、蛇行制御プーリ４のプーリ軸１０と直交し、マグネット４７が蛇行制御プーリ４のプーリ軸１０に吸着している。また、アライメント調整用治具４０の突出部４３の先端面における差込部４４形成箇所（内周端部）を除く領域が、プーリ本体５の軸部材１１の端面に当接又は微小な間隔を空けて対向する対向面４３ａを構成している。さらに、差込部４４が軸部材１１と支持ロッド１３との間の隙間１５，１５に差し込まれている。アライメント調整用治具４０を蛇行制御プーリ４に取り付けていない状態では、軸部材１１及びプーリ本体５は、約４°の範囲で揺動が可能であるが、上記取付け状態では、上記対向面４３ａ及び差込部４４より軸部材１１及びプーリ本体５の揺動が規制されることで、軸部材１１及びプーリ本体５の揺動可能な範囲は、１〜２°（２５〜５０％）狭くなり、２〜３°（５０〜７５％）となる。したがって、上記対向面４３ａ及び差込部４４が規制部を構成している。上記アライメント調整用治具４０は、上記取付け状態でミスアライメントがない場合に、平坦面４１ａと駆動プーリ２０及び従動プーリ３０のプーリ本体２１，３１の端面とが面一をなすように構成されている。ミスアライメントがない場合とは、駆動プーリ２０、従動プーリ３０、及び蛇行制御プーリ４のプーリ軸１０，２２，３２が互いに平行で、かつ駆動プーリ２０、従動プーリ３０、及び蛇行制御プーリ４の軸方向（オフセット方向）の位置が一致している場合である。

次いで、上記取付け状態で伝動ベルト３を走行させ、蛇行制御が正常に行われるか否かを確認する。このとき、上記対向面４３ａ及び差込部４４により軸部材１１及びプーリ本体５の揺動が規制される分、軸部材１１及びプーリ本体５の揺動可能な範囲が低減し、蛇行制御能力が低くなっている。そして、蛇行制御が正常に行われない場合には、駆動プーリ２０及び従動プーリ３０のプーリ本体２１，３１の端面と、アライメント調整用治具４０の平坦面４１ａとに長尺５０を当てて、長尺５０と、駆動プーリ２０及び従動プーリ３０のプーリ本体２１，３１の端面、及びアライメント調整用治具４０の平坦面４１ａとの隙間がなくなるように、駆動プーリ２０、従動プーリ３０、及び蛇行制御プーリ４のプーリ軸１０，２２，３２の向きを調整する。蛇行制御が正常に行われた場合には、アライメントの調整を終了する。

このように、上記取付け状態で伝動ベルト３を走行させたときに駆動プーリ２０及び従動プーリ３０のプーリ本体２１，３１の端面と、アライメント調整用治具４０の平坦面４１ａとが面一をなすようにアライメントの調整を行うので、蛇行制御プーリ４の取付け時、及び伝動ベルト３の走行開始時に生じたミスアライメントを解消できる。例えば、蛇行制御プーリ４の軸荷重の反力によるブラケット８の撓みや、伝動ベルト３の張力による各プーリ２０，３０，４のプーリ軸１０，２２，３２の傾きによるミスアライメントを解消できる。したがって、蛇行制御プーリ４の蛇行制御機能を確保できなくなることが防止される。

また、アライメント調整用治具４０の対向面４３ａ及び差込部４４により蛇行制御プーリ４のプーリ本体５の揺動を規制した状態で伝動ベルト３を走行させ、かかる場合にでも蛇行制御が正常に行われるようにアライメントを調整するので、アライメント調整用治具４０を蛇行制御プーリ４から外した状態でのベルト走行時における蛇行制御能力に余裕を持たせることができる。したがって、伝動ベルト３の劣化に起因する蛇行等、使用に伴って生じる蛇行に対する制御能力を確実に確保し、ファン１を長寿命化できる。

また、取付け状態でアライメント調整用治具４０の平坦面４１ａが、駆動プーリ２０及び従動プーリ３０の端面と面一をなすように調整すればよいので、上述の如く、長尺５０を用いて容易にアライメントの調整を行える。

さらに、取付け状態でアライメント調整用治具４０のマグネット４７と蛇行制御プーリ４のプーリ軸１０との吸着によりアライメント調整用治具４０の落下が防止されるので、落下防止用の別部材を取り付けたり、手で押さえたりする必要がなく、使い勝手が良い。

なお、図９に示すように、アライメント調整用治具４０に、差込部４４を形成しなくてもよい。つまり、規制部を対向面４３ａだけで構成してもよい。

また、図１０に示すように、アライメント調整用治具４０に、突出部４３の内周端部を除く部分を形成しなくてもよい。つまり、規制部を差込部４４だけで構成してもよい。

また、上記実施形態では、アライメントの調整に長尺５０を用いたが、レーザー式アライメント器を用いてもよい。

また、上記実施形態では、アライメント調整用治具４０の嵌合凹部４５に蛇行制御プーリ４のプーリ軸１０を嵌合により係合させたが、アライメント調整用治具４０に凸部を設けるとともに蛇行制御プーリ４のプーリ軸１０に凹部を設け、これら凸部及び凹部を互いに嵌合（係合）させてもよい。

また、上記実施形態では、ミスアライメントがない状態で上記駆動プーリ２０及び従動プーリ３０の端面と面一をなす平坦面４１ａを基準部としたが、基準部は、これに限らず、ミスアライメントがない状態で上記駆動プーリ２０及び従動プーリ３０の端面と所定の位置関係をなすものであればよい。また、基準部の形状も平坦面に限られない。

また、上記実施形態では、伝動ベルト３を平ベルトとしたが、シンクロベルトとしてもよい。

また、上記実施形態では、伝動ベルト装置をファン１としたが、空調機等、他の産業機械としてもよい。

本発明は、ベルト伝動装置において、伝動ベルトの蛇行制御機能を備えた蛇行制御プーリのアライメント調整用治具、及びアライメント調整方法として有用である。

１ ファン（ベルト伝動装置）
３ 伝動ベルト
４ 蛇行制御プーリ
５ プーリ本体
１０ プーリ軸
１１ 軸部材
１３ 支持ロッド（支持部材）
１５ 隙間
２０ 駆動プーリ
３０ 従動プーリ
４０ アライメント調整用治具
４１ａ 平坦面（基準部）
４３ａ 対向面（規制部）
４４ 差込部（規制部）
４５ 嵌合凹部（係合部）
４７ マグネット
Ｃ 枢軸
Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３ 回転軸

Claims (7)

1. 駆動プーリ及び従動プーリ間に、蛇行制御プーリを介して伝動ベルトを巻き掛けて、上記駆動プーリの動力を上記従動プーリに伝達するベルト伝動装置において、上記駆動プーリ、従動プーリ及び蛇行制御プーリのアライメントを調整するために用いるアライメント調整用治具であって、
   上記蛇行制御プーリは、上記伝動ベルトが巻き掛けられるプーリ本体と、上記プーリ本体を回転軸周りに回転自在に、かつ、枢軸周りに揺動自在に支持するプーリ軸とを有し、上記枢軸は、上記プーリ軸方向に沿って見て、軸荷重の方向に対して上記プーリ本体の回転方向前側に所定の傾斜角で傾倒しており、
   上記アライメント調整用治具は、上記蛇行制御プーリのプーリ軸に係合する係合部と、上記係合部を上記蛇行制御プーリのプーリ軸に係合させた取付け状態で上記蛇行制御プーリのプーリ本体の揺動を規制する規制部と、上記取付け状態でミスアライメントがない場合に上記駆動プーリ及び従動プーリの端面と所定の位置関係をなす基準部とを備えていることを特徴とするアライメント調整用治具。
2. 請求項１に記載のアライメント調整用治具において、
   上記アライメント調整用治具の基準部は、上記取付け状態でミスアライメントがない場合に上記駆動プーリ及び従動プーリの端面と面一をなす平坦面であることを特徴とするアライメント調整用治具。
3. 請求項１又は請求項２に記載のアライメント調整用治具において、
   上記アライメント調整用治具は、上記取付け状態で上記蛇行制御プーリのプーリ軸に吸着するマグネットをさらに備えていることを特徴とするアライメント調整用治具。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のアライメント調整用治具において、
   上記規制部は、上記取付け状態で上記蛇行制御プーリのプーリ本体の端面に当接又は微小な間隔を空けて対向する対向面を有していることを特徴とするアライメント調整用治具。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のアライメント調整用治具において、
   上記蛇行制御プーリのプーリ軸は、上記枢軸周りに上記プーリ本体と共に揺動する軸部材と、支持部材とを有し、上記軸部材と支持部材との間には、上記軸部材の揺動を許容する隙間が形成され、
   上記規制部は、上記取付け状態で上記プーリ軸の隙間に差し込まれる差込部を有していることを特徴とするアライメント調整用治具。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のアライメント調整用治具において、
   上記規制部は、上記蛇行制御プーリのプーリ本体の揺動可能な範囲が２５〜５０％狭くなるようにプーリ本体の揺動を規制することを特徴とするアライメント調整用治具。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のアライメント調整用治具を用いたアライメント調整方法であって、
   上記取付け状態で伝動ベルトを走行させたときに、上記基準部が上記駆動プーリ及び従動プーリの端面と上記所定の位置関係をなし、かつ上記蛇行制御プーリによる蛇行制御が正常に行われるように上記駆動プーリ、従動プーリ及び蛇行制御プーリのアライメントを調整することを特徴とするアライメント調整方法。