JP2019116968A - 両面歯付ベルト - Google Patents

Abstract

【課題】内歯部と外歯部のベルト長手方向における位置を一致させつつ、ベルトの内外周での伝動容量を異ならせることが可能な両面歯付ベルトを提供する。【解決手段】両面歯付ベルト６は、ベルト６の内周側にベルト長手方向に沿って所定ピッチで並ぶ複数の内歯部８と、ベルト６の外周側に前記ベルト長手方向に沿って所定ピッチで並ぶ複数の外歯部９を有している。複数の内歯部８のピッチＰ１と複数の外歯部９のピッチＰ２とが等しく、且つ、内歯部８と外歯部９とでベルト長手方向における位置が一致していて、かつ内歯部８と外歯部９の歯形状が非相似である。【選択図】図２

Description

本発明は、両面歯付ベルトの改良に関する。

両面に歯部をもつ両面歯付ベルトは、ベルト長手方向に沿って所定ピッチの内歯部と外歯部を有し、内歯部と外歯部との間に心線を介在し、内外両歯部の歯部および内外周の歯底部に歯布を被覆した構成からなる。両面歯付ベルトの内歯部と外歯部にはそれぞれ別のプーリが噛み合い、駆動プーリから駆動力を複数のプーリに伝達する。

例えば、特許文献１の図１には、従来から市場で体系化されている一般的な両面歯付ベルトが開示されている。この両面歯付ベルトでは、ほぼ同形状の内歯部と外歯部がそれぞれベルト長手方向において所定のピッチで配置されている。また、内歯部と外歯部とで配列ピッチは同じで、さらに、内歯部と外歯部はベルト長手方向において同じ位置にある。即ち、内歯部と外歯部は心線を挟んで対向した位置関係にある。

上記のような、ベルトの内外周の面にそれぞれ配列されている、内歯部と外歯部が同形状で大きさが同じである一般的な両面歯付ベルトでは、内外周で１本の歯部によって伝達される動力の大きさ（伝動容量と呼ぶ）が等しくなる。しかし、このようなベルトは、使用目的に応じて内外周の伝動系で各々負荷や機能が異なる同期伝動ベルトシステムには適用し難いおそれがあった。これに対応するため、内外周で歯部のピッチ及び歯部の大きさが異なるベルトが提案されている。

例えば、特許文献１の図２には、内歯部のピッチが外歯部のピッチよりも大きく、且つ、内歯部が外歯部よりも大きい両面歯付ベルトが開示されている。内歯部と外歯部のピッチが異なることにより、内歯部と外歯部のベルト長手方向における位置は必ずしも一致しない。また、特許文献２には、外歯部のピッチが内歯部のピッチよりも大きく、且つ、外歯部が内歯部よりも大きい両面歯付ベルトが開示されている。この特許文献２のベルトにおいても、ベルト長手方向における内歯部と外歯部の位置は必ずしも一致していない。

実開昭５８−４０６４２号公報 特開平１０−１３２０３２号公報

しかし、上記特許文献１の図２や特許文献２に開示されているようなベルトでは、ベルト長手方向における内歯部と外歯部の位置が必ずしも一致しないため、ベルトの曲げ剛性が全体的に大きくなる。そのため、ベルトをプーリに巻き掛けたときの噛み合いが悪くなるため、ベルトとプーリの噛み合いに伴うベルトの振動が大きくなり、ベルトが早期に劣化するおそれがある。

なお、特許文献２では、ベルトの内外周で歯部のゴム硬度に差をつけることで上記の問題発生を抑制しているものの、問題解決策としては十分ではないおそれがある。また、内外周でゴム硬度を異ならせることが必須であるため、製造段階で工程が増え、製造費用が増大するというデメリットもある。

本発明は、内歯部と外歯部のベルト長手方向における位置を一致させつつ、ベルトの内外周での伝動容量を異ならせることが可能な両面歯付ベルトを得ることを目的とする。

本発明の両面歯付ベルトは、ベルトの内周側にベルト長手方向に沿って所定のピッチで並ぶ複数の内歯部と、ベルトの外周側に前記ベルト長手方向に沿って所定のピッチで並ぶ複数の外歯部を有する両面歯付ベルトであって、前記複数の内歯部の前記ピッチと前記複数の外歯部の前記ピッチとが等しく、且つ、前記内歯部と前記外歯部とで前記ベルト長手方向における位置が一致し、前記内歯部と前記外歯部の歯形状が非相似である。

上記構成によれば、両面歯付ベルトにおいて、内歯部と外歯部の歯形状が非相似であるため、ベルトの内外周で歯部とプーリとの噛み合い状態が異なることになり、内外周で、歯部の耐久性のみならず、伝動容量も異なってくる。

また、内歯部と外歯部の歯ピッチが同じであり、内歯部と外歯部とでベルト長手方向における位置が一致している。なお、「歯部のピッチ」とは、ベルトのピッチ線（心線の中心線）に沿った、歯部の配置間隔（隣り合う歯部のベルト長手方向の中心線同士の間隔）のことをいう。また、「内歯部と外歯部とでベルト長手方向における位置が一致している」とは、内歯部と外歯部とでベルト長手方向における中心線が一致していることをいう。内歯部と外歯部とのベルト長手方向における中心線の位置ずれ量が歯ピッチの５％未満の範囲内であれば、内歯部と外歯部とでベルト長手方向における位置が一致しているものとみなしてよい。この構成では、必然的に内外周で、歯部の間の部分である歯底部のベルト長手方向における位置も一致することになり、ベルトの曲げ剛性が全体的に小さくなる。従って、ベルトの屈曲性が向上し、プーリにしなやかに巻き掛けられることから、動力伝動時のベルトとプーリの噛み合いがスムーズになる。これにより、ベルトとプーリの噛み合いに伴うベルトの振動が小さくなってベルトが劣化しにくいため、ベルトの耐久性が向上する。

即ち、上記構成である両面歯付ベルトを採用すれば、動力伝動時のベルトとプーリの噛み合い性、ならびにベルトの耐久性を確保しつつ、ベルトの内外周での伝動容量が異なる同期伝動ベルトシステムに適用することができる。

本発明の両面歯付ベルトは、前記内歯部と前記外歯部とで側面の形状が異なっていることが好ましい。

上記構成によれば、ベルトの歯部の側面にプーリの歯部の側面が接触して動力が伝達される。そのため、ベルトの内外周で歯部の側面形状を異ならせることで、内歯部と外歯部とでプーリとの噛み合い状態、ひいては、伝動容量を異ならせることができる。なお、本発明において、「歯部の側面」とは、歯部のベルト長手方向における側面を指す。

本発明の両面歯付ベルトは、前記内歯部と前記外歯部のうちの一方の歯部の側面が平面であり、そのうちの他方の歯部の側面が曲面であってもよい。

上記構成によれば、一方の歯部の側面形状を平面、他方の歯部の側面形状を曲面とすることで、内歯部と外歯部とでプーリとの噛み合い状態を異ならせることができる。

本発明の両面歯付ベルトは、前記他方の歯部の側面が外側に膨らんだ凸状曲面であることが好ましい。

上記構成によれば、他方の歯部は、側面が外側に膨らんだ凸状曲面であるためプーリの歯部との噛み合いが円滑である。その分、ベルトの走行において、心線の耐屈曲疲労性が向上する。また、他方の歯部では、他方の歯部と噛み合うプーリからの応力が歯元部に集中しにくいため、歯部の剪断応力が小さく、歯部の耐久性が向上する。

また、他方の歯部とプーリとの噛み合いが円滑であることから、他方の歯部の歯飛びが起きにくい。

また、他方の歯部とプーリとの噛み合いが円滑であることから、ベルトの他方の歯部側の振動が小さいため、ベルトの他方の歯部側において、静粛性が大きく、速度むらが小さく、高精度の位置決めが可能である。以上より、ベルトの他方の歯部の伝達能力が高くなる。

また、他方の歯部は、プーリとの噛み合いが円滑であるため、他方の歯部の伝動容量は大きい。これにより、ベルトの他方の歯部とプーリとの噛み合い歯数が小さくても動力を伝達することができる。これにより、ベルトの他方の歯部と噛み合うプーリが小径で済み、省スペース、コストダウンを図ることができる。

本発明の両面歯付ベルトは、前記他方の歯部の側面が円弧面を含んでいてもよい。

このとき、前記他方の歯部の側面が複数の円弧面がつなぎ合わされた面形状であってもよい。

本発明の両面歯付ベルトは、前記他方の歯部は、前記外歯部であってもよい。

上記構成によれば、外歯部が、伝動容量が高い歯形状であるため、外歯部と噛み合うプーリと外歯部との噛み合い歯数が小さくても動力を伝達することができる。

本発明の両面歯付ベルトは、前記内歯部と前記外歯部とで、歯部を構成するゴムの硬度が等しいことが好ましい。

上記構成によれば、ベルトの内歯部と外歯部とで、歯部を構成するゴムの硬度が等しいことから、ベルトを製造するために１種類のゴムを用意すればいいため、ベルトの製造段階の工程数を抑制することができ、ベルトの製造費用を抑制することができる。

以上のように、本願の発明では、内歯部と外歯部のベルト長手方向における位置を一致させつつ、ベルトの内外周での伝動容量を異ならせることが可能な両面歯付ベルトを得ることができる。

図1は、本発明のベルトシステムの概略構成図である。 図２は、本発明の実施形態の両面歯付ベルトの、ベルト長手方向を含む断面での一部拡大断面図である。 図３は、図２の一部拡大図である。 図４は、ベルトシステムの構成例であって、図４の（ａ）に対して、本発明適用により図４の（ｂ）、（ｃ）の構成変更が可能なことを示す図である。 図５は、ベルトシステムの別の構成例であって、図５の（ａ）に対して、本発明適用により図５の（ｂ）の構成変更が可能なことを示す図である。 図６は、本実施形態の変形例の両面歯付ベルトの、ベルト長手方向を含む断面での一部拡大断面図である。 図７は、ベルトシステムの構成例であって、図７の（ａ）に対して、本発明適用により図７の（ｂ）の構成変更が可能なことを示す図である。 図８は、比較例１の両面歯付ベルトの、ベルト長手方向を含む断面での一部拡大断面図である。 図９は、比較例２の両面歯付ベルトの、ベルト長手方向を含む断面での一部拡大断面図である。

以下に、本発明の実施形態の一例のベルトシステム１及び両面歯付ベルト６について説明する。

（ベルトシステム１）
本実施形態のベルトシステム１は、一般産業用機械に備わるベルトシステムに適用される。図１に示すように、ベルトシステム１は、複数のプーリ２〜５と両面歯付ベルト６から構成されていて、１本の両面歯付ベルト６が複数のプーリ２〜５に巻き掛けられている。ベルトシステム１の内周側に駆動タイミングプーリ２、アイドルタイミングプーリ３、従動タイミングプーリ４が配置され、ベルトシステム１の外周側に従動タイミングプーリ５が配置されている。図１〜３に示すように、両面歯付ベルト６は、ベルト６の内周側にベルト長手方向に沿って並ぶ複数の内歯部８と、ベルトの外周側に前記ベルト長手方向に沿って並ぶ複数の外歯部９を有している。

図１に示すように、動力伝達時のベルトシステム１において、プーリ２〜５の歯溝１１と両面歯付ベルト６の歯部８、９とが噛み合い、ベルト６の歯部８、９の側面８２、９２にプーリ２〜５の歯部の側面１２が接触して動力をプーリ２からプーリ４、５に伝達している。すなわち、本実施形態のベルトシステム１は、同期伝動ベルトシステムである。プーリ２〜４の歯溝１１と両面歯付ベルト６の内歯部８とが噛み合い、プーリ５の歯溝１１と両面歯付ベルト６の外歯部９とが噛み合う。

（両面歯付ベルト６）
図２、３に示すように、本発明の両面歯付ベルト６は、無端状のベルトであり、ベルト６の本体部分に埋設されている心線７と、ベルト６の内周側にベルト長手方向に沿ってピッチＰ１で並ぶ複数の内歯部８と、ベルト６の外周側にベルト長手方向に沿ってピッチＰ２で並ぶ複数の外歯部９と、内歯部８及び外歯部９を覆う歯布１０とを有する。内歯部８のピッチＰ１と外歯部９のピッチＰ２は等しく、且つ、内歯部８と外歯部９とでベルト長手方向における位置が一致している。つまり、内歯部８と外歯部９は、心線７を挟んで対向する位置関係にある。また、歯部８、９の間の部分である歯底部８４、９４の位置も、ベルト長手方向において一致している。

（心線７）
図２、３に示すように、心線７は、両面歯付ベルト６の本体部分に埋設されていて、ベルト６のベルト厚み方向の中心付近に存在している。心線７は、Ｅガラスまたは高強度ガラスの５〜９μｍのフィラメントを撚り合わせたものを、ゴムコンパウンドからなる保護剤あるいは接着剤であるＲＦＬ液等で処理されたものである。なお、心線７は、上記以外でもよく、有機繊維としては応力に対して伸びが小さく、引張強度が大きいパラ系アラミド繊維（商品名：ケブラー、テクノーラ）の０．５〜２．５デニールのフィラメントを撚り合わせ、ＲＦＬ液、エポキシ溶液、イソシアネート溶液とゴムコンパウンドとの接着剤で処理された撚りコードを使用してもよい。また、例えば、心線７の線径は約０．８ｍｍである。

（内歯部８と外歯部９）
内歯部８と外歯部９は、共に、クロロプレンゴムなどを主成分とするゴム材料で形成されている。また、本実施形態では、内歯部８と外歯部９を構成するゴムは、成分が同じで、硬度も等しい。例えば、ゴム硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３：２０１２に準拠したデュロメータＡ硬さで約７５である。内歯部８及び外歯部９の形状の詳細については後で述べる。

（歯布１０）
図２、３に示すように、歯布１０は両面歯付ベルト６の形状に沿って、内歯部８及び外歯部９の表面全体を覆っている。本実施形態では、歯布１０として、経糸（ベルト幅方向）を６ナイロンとし、緯糸（ベルト長手方向）をウーリ６ナイロンとした織構成が綾織物である帆布が用いられている。なお、緯糸には伸縮性を有するウレタン弾性糸を一部使用されている。上記の帆布をＲＦＬ液によって浸漬処理したものを歯布１０として用いた。例えば、歯布１０の厚さは約０．２ｍｍである。なお、歯布１０は上記のものに限られない。歯布１０として用いられる帆布は、ポリエステル、アラミド繊維等であって、単独あるいは混合されたものであってもよい。

（内歯部８と外歯部９の歯形状）
ところで、図２、３に示すように、内歯部８と外歯部９とで歯形状が異なっている。具体的には、この実施形態では、プーリ２〜５の歯溝１１の側面１２と接触するベルト６の歯部８、９の側面形状を、内歯部８と外歯部９とで異ならせている。内歯部８については側面８２が平面に形成され、外歯部９については側面９２が曲面に形成されている。以下、内歯部８と外歯部９の歯形状の詳細について説明する。

（内歯部８の歯形状）
図２、３に示すように、内歯部８の歯形状は、Ｔ歯形と呼ばれる形状で、断面では台形の形状であり、それぞれ平面からなる２つの側面を平坦面でつないだ形状を有する。内歯部８の先端である歯先部８１は、平坦な面であり、２つの側面８２は共に平面である。内歯部８の歯元部８３は一定の曲率を有する曲面で歯底部８４と繋がっている。なお、内歯部８の歯先部８１と側面８２との間の稜線は面取りされている。

内歯部８の寸法例を挙げると、例えば、ピッチＰ１＝５ｍｍ（２．０〜２０ｍｍ）、歯の高さＨ１＝１．２ｍｍ（０．７〜５ｍｍ）、歯元幅Ｗ１＝２．６５ｍｍ（１．５〜１０．１５ｍｍ）、内歯部８のベルト長手方向における両側面８２のなす角度である歯角度β１＝４０°である。

（外歯部９の歯形状）
図２、３に示すように、外歯部９の歯形状は、ＳＴＰＤ歯形と呼ばれる形状であり、それぞれ曲面（円弧面）からなる２つの側面を平坦面でつないだ形状を有する。外歯部９の歯先部９１は平坦な面であり、両側面９２は共に外側に膨らんだ凸状曲面である。より詳細には、側面９２は、ベルト長手方向を含む断面において、２つの円弧をなめらかに繋げた形状をしている。なお、外歯部９の歯元部９３は一定の曲率を有する曲面で歯底部９４と繋がっている。

外歯部９の寸法例を挙げると、例えば、外歯部９の配列ピッチＰ２は内歯部８の配列ピッチＰ１と同じであり、ピッチＰ２＝５ｍｍ（２．０〜２０ｍｍ）、歯の高さＨ２＝１．９１ｍｍ（０．７６〜５．３０ｍｍ）、歯元幅Ｗ２＝３．２５ｍｍ（１．３０〜９．１０ｍｍ）である。外歯部９は、内歯部８よりも歯の高さも大きく、歯元幅も大きく、歯部の大きさが大きい。

（両面歯付ベルト６の製造方法）
上記の両面歯付ベルト６は、例えば、次のようにして製造できる。１．歯布１０を溝付モールドの外周面に沿って巻き付け、その上に心線７をスパイラルに巻き、更にその上に未加硫ゴムシートおよび歯布１０を巻き、このようして得られたベルト成形体を加熱加圧して未加硫の予備成形体を作製する。２．上記溝付モールドから取り出した予備成形体を軸間距離調節可能な２つのプーリに掛架し、内外一対の歯付モールドからなるプレス金型により上記予備成形体を加圧して内歯部８と外歯部９を成形し、加硫し終わった部位を移動して、次の内歯部８と外歯部９の形成加硫を繰り返し行う。

（作用効果）
図２に示すように、本実施形態の両面歯付ベルト６は、内歯部８と外歯部９の配列ピッチが同じであり、内歯部８と外歯部９のベルト長手方向における位置（中心線）が一致しているものの、内歯部８と外歯部９とで側面形状が異なっている。具体的には、図２、３に示すように、内歯部８の側面８２が平面、外歯部９の側面９２が外側に膨らんだ凸状曲面である。外歯部９の側面９２が膨らんだ凸状曲面であると、側面９２が平面である場合と比べて、この曲面状の側面９２にプーリ５の歯溝１１の側面１２が連続的に接触しつつプーリ５が回転していく際の、噛み合いがスムーズになり、ベルト６の外周側において円滑な動力伝達が可能となる。よって、外歯部９が外側に膨らんだ曲面になっているため、ベルト６の外周側の伝動容量が高いといえる。実際、外歯部９の伝動容量は、内歯部８の伝動容量の約２倍である。つまり、ベルト外周側で特に効率よく動力伝達を行いたいベルトシステムにおいて、この実施形態の両面歯付ベルト６は最適である。

また、図２に示すように、本実施形態の両面歯付ベルト６は、内歯部８と外歯部９の歯ピッチが同じであり、内歯部８と外歯部９とでベルト長手方向における位置（中心線）が一致している。この構成では、必然的に内外周で歯部８、９の間の部分である歯底部８４、９４のベルト長手方向における位置も一致することになり、ベルトの曲げ剛性が全体的に小さくなって、屈曲性が向上し、ベルトがプーリ２〜５にしなやかに巻き掛けられる。そのため、動力伝達時のベルト６とプーリ２〜５の噛み合いがスムーズになる。これにより、ベルト６とプーリ２〜５の噛み合いに伴うベルト６の振動が小さくなってベルトが劣化しにくいため、ベルト６の耐久性が向上する。

また、図２、３に示すように、本実施形態の両面歯付ベルト６は、外歯部９の側面９２が外側に膨らんだ凸状曲面であることにより、両面歯付ベルト６の外歯部９とプーリ５の歯部との噛み合いが円滑である。これにより、外歯部９は、プーリ５からの応力が歯元部９３に集中しにくいため、外歯部９の剪断応力が小さく、外歯部９の耐久性が向上する。

また、外歯部９とプーリ５との噛み合いが円滑であることから、動力伝達時に外歯部９の歯飛びが起きにくい。

また、外歯部９とプーリ５との噛み合いが円滑であることから、ベルト６の外周側の振動が小さいため、ベルト６の外周側において、静粛性が大きく、速度むらが小さく、高精度の位置決めが可能である。以上より、ベルト６の外歯部９の伝達能力が高くなる。

本実施形態の両面歯付ベルト６は、内歯部８と外歯部９とで、歯部を構成するゴムの硬度が等しいため、ベルト６を製造するために１種類のゴムを用意すればよく、ベルト６の製造費用を抑制することができる。

上述した実施形態の両面歯付ベルト６では、外歯部９の側面９２が外側に膨らんだ凸状曲面であり、内歯部８よりも伝動容量が高くなる。このベルト６を採用することにより、ベルトシステム１において、レイアウトなどに関するさまざまな変更を行うことが可能となる。

外歯部９の１歯あたりの伝動容量が高いため、外歯部９とプーリ５の噛み合い歯数が小さくても所望の動力を伝達することができる。従って、例えば、図４の（ａ）のようなベルトシステム１に対して、本実施形態の両面歯付ベルト６を採用すれば、図４の（ｂ）のようにプーリ５の径を小さくし、ベルトシステム全体をコンパクトにし、ベルトシステム１に係るコストを削減することが可能となる。

あるいは、図４の（ｃ）のように、プーリ５の位置を外へずらすことが可能になる。これにより、ベルトシステム１の内部の空間を広げることができ、ベルトシステム１のシステム構成部材とは別のシステム構成部材を、ベルトシステム１の内部に配置することが可能となる。

あるいは、図５の（ａ）のようなベルトシステム１に対して、本実施形態の両面歯付ベルト６を採用すれば、図５の（ｂ）のようにプーリ４の位置を内へずらすことが可能になる。これにより、ベルトシステム全体をコンパクトにし、ベルトシステム１に係るコストを削減することが可能となる。

（変形例）
内歯部８、外歯部９の形状については、前記実施形態のものに限られず、以下のように適宜変更可能である。

（１）外歯部９の凸状曲面とは、円弧面には限られない。例えば、放物面の一部や楕円弧面などでもよい。

歯部８、９の側面形状については、前記実施形態のように平面（内歯部８）と凸状曲面（外歯部９）の組み合わせには限られない。
（２）内歯部の側面と外歯部の側面が共に曲面であり、両者の曲率が異なっていてもよい。曲面の曲率が異なっていることによっても伝動容量は変化する。（３）内歯部の側面と外歯部の側面が共に平面であり、歯底部８４、９４（心線７）に対する傾斜角度が異なっていてもよい。

（４）前記実施形態では、内歯部８及び外歯部９の歯先部８１、９１が平坦面であったが、歯先部は円弧面などの曲面であってもよい。

（５）前記実施形態では、内歯部８と外歯部９を構成するゴムの硬度は同じであったが、内歯部と外歯部を構成するゴムの硬度が異なっていてもよい。

（６）前記実施形態では、外歯部９の側面９２が伝動容量の高い、外側に膨らんだ凸状曲面に形成されていたが、図６に示すように、内歯部２８と外歯部２９の側面形状が前記実施形態とは逆であってもよい。具体的には、内歯部２８の側面２８２が円弧面であり、外歯部２９の側面２９２が平面であってもよい。このように、内外の歯部２８、２９の歯形状を前記実施例と逆にすることで、内歯部２８の伝動容量が高くなる。

図６に示すように、本変形例の両面歯付ベルト２６は、内歯部２８と外歯部２９の配列ピッチが同じであり、内歯部２８と外歯部２９のベルト長手方向における位置が一致しているものの、内歯部２８と外歯部２９とで側面形状が異なっている。具体的には、図６に示すように、内歯部２８の側面２８２が外側に膨らんだ凸状曲面、外歯部２９の側面２９２が平面である。内歯部２８の側面２８２が膨らんだ凸状曲面であると、側面２８２が平面である場合と比べて、図６、７に示すようにこの曲面状の側面２８２にプーリ２２〜２４の歯溝の側面が連続的に接触しつつプーリ２２〜２４が回転していく際の、噛み合いがスムーズになり、ベルト２６の内周側において円滑な動力伝達が可能となる。よって、内歯部２８が外側に膨らんだ曲面になっているため、ベルト２６の内周側の伝動容量が高いといえる。実際、内歯部２８の伝動容量は、外歯部２９の伝動容量の約２倍である。つまり、ベルト内周側で特に効率よく動力伝達を行いたいベルトシステムにおいて、この変形例の両面歯付ベルト２６は最適である。

内歯部２８の１歯あたりの伝動容量が高いため、内歯部２８とプーリ２２〜２４の噛み合い歯数が小さくても所望の動力を伝達することができる。従って、例えば、図７の（ａ）のようなベルトシステム２１に対して、本変形例の両面歯付ベルト２６を採用すれば、図７の（ｂ）のようにプーリ２２〜２４の径を小さくし、ベルトシステム全体をコンパクトにし、ベルトシステム２１に係るコストを削減することが可能となる。

次に、実施例１、２、及び、比較例１、２に係る、両面歯付ベルトを作製し、伝動容量の比較、および、ベルト耐久走行試験を行った。

（ベルトの構成）
実施例１、２、及び、比較例１、２の両面歯付ベルト（供試体）について、内歯部及び外歯部のピッチ、ならびに、内歯部及び外歯部の歯形状を表１に示す構成とした。なお、表１に、各ベルト（供試体）における、内歯部及び外歯部の、歯高さと歯元幅についても示した。

その他共通事項として、各両面歯付ベルト（供試体）は、以下に示す構成とした。
（１）ベルト幅：１０ｍｍ
（２）ベルト周長：３８５ｍｍ
（３）心線：心線の諸元を表２に示す。また、心線の接着処理に用いたＲＦＬ液の組成を表３に示す。

（４）歯部を構成するゴム材料（未加硫ゴムシート）の組成：表４に示す。歯部を構成するゴム材料は、クロロプレンゴムを主成分とするゴム組成物である。

（５）歯部のゴム硬度（ＪＩＳ Ｋ６２５３：２０１２準拠）：デュロメータＡ硬さで約７５である。
（６）歯布：歯布の構成を表５に示す。実施例１、２、及び、比較例１については、ベルト内周側、ベルト外周側とも、歯布Ａを用いた。比較例２については、ベルト内周側に歯布Ａを用い、ベルト外周側に歯布Ｂを用いた。

（ベルトの製造方法）
（１）上記実施形態に記載した手順で、上記構成からなる実施例１、２、及び、比較例１、２の両面歯付ベルト（供試体）を作製した。加硫は、予備成形体を１６５℃（プレス金型の表面温度）、面圧５．０ＭＰａで、２０分間加熱・加圧することにより行った。
（２）上記により作製された両面歯付ベルト（供試体）の、ベルト長手方向を含む断面での一部拡大断面図を、実施例１は図２、実施例２は図６、比較例１は図８、および、比較例２は図９、に示す。

（ベルトシステム）
実施例の評価に係るベルトシステムは、上記実施形態に記載したベルトシステム１と同じものであり、その概略構成図についても、図１のものと略同じである。
ここで、各プーリの歯数及びピッチ径を表６に示す。なお、各プーリにおけるベルトとの噛み合い歯数は、すべて６以上確保されている。

（評価方法）
１．ベルトの内外周での伝動容量
内歯部の伝動容量及び外歯部の伝動容量は、それぞれ、日本工業規格ＪＩＳＫ６３７２：１９９５（一般用歯付ベルト）において、参考（一般用歯付ベルトの使い方）として記載された別表（歯形別基準伝動容量表）から読み取った。この別表は、「ベルトの伝動容量」を算出する式（同規格3.3.1項、式７に該当）に基づき、作成されたものである。ここで、読み取るべき小プーリの回転数は後述する耐久走行試験時での走行条件に相当する１８００ｒｐｍとした。読み取った内歯部の伝動容量及び外歯部の伝動容量の結果を、表６に示す。なお、Ｔ５歯形を有する歯部の伝動容量を１００とした場合の指数を括弧書きで併記した。

２．ベルト耐久走行試験
実施例１、２、及び、比較例１、２の両面歯付ベルト（供試体）を用いて、ベルト耐久走行試験を図１に示すレイアウト、及び、表６に示す走行条件で行った。なお、試験に先立ち、走行前のベルト張力を音波式張力計（三ツ星ベルト社製、商品名「ドクターテンション タイプIV」）で測定した。そして、ベルト耐久走行試験を開始し、走行後（表６に示す屈曲回数に達し、走行を停止させた直後）のベルト張力を再度測定した。表６では、走行前後の各ベルトの張力からベルト張力保持率の値を算出した結果を示した。ベルト張力保持率の値が高いほど、動力伝動時のベルトとプーリの噛み合い性、及び、心線の耐屈曲疲労性が良好であることを示す。また、走行におけるベルトの故障について観察し、歯欠け、歯元部の亀裂、ジャンピングなどの不具合が生じた場合については、その故障現象を記載した。

（評価結果）
ベルトの内外周での伝動容量、および、ベルト耐久走行試験の評価結果は、表６に示す。評価（判定）は、下記ＡまたはＢとした。
即ち、ベルトの内外周での伝動容量を異ならせることができ、しかも、ベルト耐久走行試験の結果、ベルトの故障がなく、ベルト張力保持率が６３％以上のものについては、動力伝動時のベルトとプーリの噛み合い性、ならびにベルトの耐久性を確保しつつ、ベルトの内外周での伝動容量が異なる同期伝動ベルトシステムに適用できるとみなせるとして判定Ａ、とした。
ベルトの内外周での伝動容量を異ならせることができなかった場合、あるいは、ベルト耐久走行試験の結果、ベルトの故障が有った場合や、ベルトの故障がなくても、ベルト張力保持率が６３％に満たないものについては、動力伝動時のベルトとプーリの噛み合い性、ならびにベルトの耐久性を確保しつつ、ベルトの内外周での伝動容量が異なる同期伝動ベルトシステムに適用できるとみなせないとして判定Ｂ、とした。
表６の評価結果によると、実施例１、２は、耐久走行後のベルト張力保持率に問題はなく、動力伝動時のベルトとプーリの噛み合い性、及び、心線の耐屈曲疲労性が良好であり、ベルトの故障もなく、ベルトの耐久性が良好な結果となった。
これは、実施例１については、外歯部（Ｓ５Ｍ歯形）の伝動容量（３６７Ｗ）が内歯部（Ｔ５歯形）の伝動容量（１８３Ｗ）の約２倍である分、ベルト外周側で特に効率よく動力伝達が行えたためであると想定される。実施例２については、内歯部（Ｓ５Ｍ歯形）の伝動容量（３６７Ｗ）が外歯部（Ｔ５歯形）の伝動容量（１８３Ｗ）の約２倍である分、ベルト内周側で特に効率よく動力伝達が行えたためであると想定される。

比較例１は、従来の一般的な両面歯付ベルトであり、プーリとの噛み合い性がさほどスムーズではなく、伝動容量（１８３Ｗ）がさほど大きくない歯形（Ｔ５歯形）からなる歯部をベルトの内外周に有し、ベルトの内外周での伝動容量を異ならせることができない分、実施例１、２の場合ほどは、ベルト内周側またはベルト外周側で効率よく動力伝達が行えないことが想定された。ベルトの耐久性に関しては、当走行条件下ではプーリとの噛み合い性に支障はなく、実用上問題ない結果であった。
比較例２は、当走行条件下ではベルトの耐久性が最も劣る結果となった。これは、外歯部が、内歯部（Ｔ５歯形）に比べて、伝動容量が大きく（指数１１１）、プーリとの噛み合いがスムーズな歯形（Ｓ２Ｍ歯形）に形成されている。しかし、内歯部と外歯部のピッチが異なることにより、ベルト長手方向における内歯部と外歯部の位置が必ずしも一致しない。そのため、ベルトの曲げ剛性が全体的に大きくなった分、ベルトとプーリとの噛み合い性が悪くなり、心線の屈曲疲労性が悪化したためであると想定される。

１ ベルトシステム
２〜５ プーリ
６ 両面歯付ベルト
７ 心線
８ 内歯部
９ 外歯部
１０ 歯布

Claims (8)

1. ベルトの内周側にベルト長手方向に沿って所定のピッチで並ぶ複数の内歯部と、ベルトの外周側に前記ベルト長手方向に沿って所定のピッチで並ぶ複数の外歯部を有する両面歯付ベルトであって、
   前記複数の内歯部の前記ピッチと前記複数の外歯部の前記ピッチとが等しく、且つ、前記内歯部と前記外歯部とで前記ベルト長手方向における位置が一致し、
   前記内歯部と前記外歯部の歯形状が非相似であることを特徴とする両面歯付ベルト。
2. 前記内歯部と前記外歯部とで側面の形状が異なっていることを特徴とする請求項１に記載の両面歯付ベルト。
3. 前記内歯部と前記外歯部のうちの一方の歯部の側面が平面であり、
   他方の歯部の側面が曲面であることを特徴とする請求項２に記載の両面歯付ベルト。
4. 前記他方の歯部の側面が外側に膨らんだ凸状曲面であることを特徴とする請求項３に記載の両面歯付ベルト。
5. 前記他方の歯部の側面が円弧面を含むことを特徴とする請求項４に記載の両面歯付ベルト。
6. 前記他方の歯部の側面が複数の円弧面がつなぎ合わされた面形状であることを特徴とする請求項５に記載の両面歯付ベルト。
7. 前記他方の歯部は、前記外歯部であることを特徴とする請求項３〜６の何れか１項に記載の両面歯付ベルト。
8. 前記内歯部と前記外歯部とで、歯部を構成するゴムの硬度が等しいことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の両面歯付ベルト。

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