JP2021046884A - ベルト伝動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蛇行制御プーリの大型化を招くことなく、伝動ベルトの蛇行制御プーリからの脱落を防止する。【解決手段】ベルト伝動装置に、伝動ベルト７と略等しい幅を有し、かつ回転軸方向中央部がその回転軸方向両外側よりも外周側に位置するベルト走行面２７ｃと、当該ベルト走行面２７ｃの回転軸方向両外側に外周側に向かって張り出すように形成された張出部２７ｂとを有し、かつ回転軸方向に移動可能な面圧調整プーリ２７を設け、伝動ベルト７に、面圧調整プーリ２７のベルト走行面２７ｃを押し当てる。【選択図】図９

Description

本発明は、伝動ベルトの蛇行制御機能を有する蛇行制御プーリを備えたベルト伝動装置に関する。

特許文献１には、駆動プーリ及び従動プーリと、上記駆動プーリ及び従動プーリに巻き掛けられた伝動ベルトと、上記伝動ベルトに押し当てられたプーリ本体、及び上記プーリ本体を、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を有し、上記枢軸は、軸荷重の方向に対してベルト走行方向の手前側に所定の傾斜角で傾斜している蛇行制御プーリとを備えたベルト伝動装置が開示されている。

特許第３６８００８３号公報

ところで、特許文献１のようなベルト伝動装置では、駆動プーリ又は従動プーリのプーリ軸が傾くミスアライメントが生じた場合、蛇行制御プーリのプーリ本体に作用する伝動ベルトの圧力が、伝動ベルトの幅方向一端側に偏る。そして、伝動ベルトにおける上記圧力が偏った幅方向一端がプーリ本体の枢軸上に移動するようにプーリ本体が回転変位する。蛇行制御プーリの回転軸方向両端部にフランジを設けていない場合、伝動ベルトの幅方向一端がプーリ本体の枢軸上に移動すると、伝動ベルトが蛇行制御プーリから脱落する虞がある。一方、蛇行制御プーリの回転軸方向両端部にフランジを設けた場合には、伝動ベルトの幅方向一端がプーリ本体の枢軸上に移動すると、伝動ベルトと蛇行制御プーリのフランジとが接触してしまう虞がある。

また、伝動ベルトの蛇行制御プーリの脱落や伝動ベルトと蛇行制御プーリのフランジとの接触を防止するために、蛇行制御プーリのベルト走行面の幅を広く設定すると、蛇行制御プーリの大型化を招く。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、蛇行制御プーリの大型化を招くことなく、伝動ベルトの蛇行制御プーリからの脱落や伝動ベルトと蛇行制御プーリのフランジとの接触を防止することにある。

上記の目的を達成するため、本発明は、伝動ベルトの幅方向中央に作用する圧力を高める面圧調整プーリを設け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と、上記駆動プーリ及び従動プーリに巻き掛けられた伝動ベルトと、上記伝動ベルトに押し当てられたプーリ本体、及び上記プーリ本体を、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を有し、上記枢軸は、軸荷重の方向に対してベルト走行方向の手前側に所定の傾斜角で傾斜している蛇行制御プーリとを備えたベルト伝動装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明は、上記伝動ベルトと略等しい幅を有し、かつ回転軸方向中央部がその回転軸方向両外側よりも外周側に位置するベルト走行面と、当該ベルト走行面の回転軸方向両外側で外周側に向かって張り出すように形成された張出部とを有し、かつ回転軸方向に移動可能な面圧調整プーリをさらに備え、上記伝動ベルトには、上記面圧調整プーリのベルト走行面が押し当てられていることを特徴とする。

これにより、面圧調整プーリが、伝動ベルトの幅方向中央にその幅方向両外側よりも高い圧力を作用させることにより、蛇行制御プーリのプーリ本体に作用する伝動ベルトの圧力が、伝動ベルトの幅方向一端側に偏るのを抑制する。したがって、蛇行制御プーリの回転軸方向両端部にフランジを設けていない場合には、伝動ベルトの蛇行制御プーリからの脱落を防止できる。一方、蛇行制御プーリの回転軸方向両端部にフランジを設けた場合には、伝動ベルトと蛇行制御プーリのフランジとの接触を防止できる。

また、伝動ベルトの蛇行制御プーリからの脱落や、伝動ベルトと蛇行制御プーリのフランジとの接触を防止するために、蛇行制御プーリのベルト走行面の幅を広くしなくてもよいので、蛇行制御プーリを小型化できる。

第２の発明は、第１の発明のベルト伝動装置において、上記面圧調整プーリと蛇行制御プーリとの間には、回転軸方向に固定されたプーリが介在していないことを特徴とする。

これにより、面圧調整プーリと蛇行制御プーリとの間に、回転軸方向に固定されたプーリを介在させた場合に比べ、蛇行制御プーリのプーリ本体に作用する伝動ベルトの圧力が、伝動ベルトの幅方向一端側に偏るのをより確実に抑制できる。

本発明によれば、蛇行制御プーリの大型化を招くことなく、伝動ベルトの蛇行制御プーリからの脱落や伝動ベルトと蛇行制御プーリのフランジとの接触を防止できる。

本発明の実施形態に係るベルト伝動装置の正面図である。 本発明の実施形態に係るベルト伝動装置の平面図である。 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を示す正面図である。 同使用状態を示す斜視図である。 同使用状態において軸荷重によって第１軸部材に回転モーメントが発生することを説明する図である。 同使用状態において伝動ベルトが片寄ったときのプーリ本体の回転変位状態を示す平面図である。 図４のVIII矢視図である。 図２のIX−IX線における断面図である。

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及び図２は、本発明の実施形態に係るベルト伝動装置１を示す。このベルト伝動装置１は、駆動プーリ３及び従動プーリ５を備えている。駆動プーリ３及び従動プーリ５は、それぞれ回転軸方向に固定されている。これら駆動プーリ３及び従動プーリ５には、平ベルトである伝動ベルト７が巻き掛けられ、駆動プーリ３の動力が従動プーリ５に伝達されるようになっている。図１中、ベルト走行方向を矢印Ａで示す。この伝動ベルト７の緩み側スパンの背面（外周側の面）には、蛇行制御プーリ９が押し当てられて伝動ベルト７に張力を付与している。

蛇行制御プーリ９は、図３〜５に示すように、伝動ベルト７が巻き掛けられる円筒状のプーリ本体１１と、このプーリ本体１１を回転軸Ｃ１周りに回転自在に支持するプーリ軸１３とを備えている。

プーリ軸１３は、プーリ本体１１を第１ベアリング１５によって回転自在に支持する筒状の第１軸部材１７と、プーリ本体１１及び第１軸部材１７を揺動自在に支持する支持手段１９とを備えている。支持手段１９は、支持ロッド２１とピン２３とで構成されている。

第１軸部材１７は、平面視長孔状で回転軸方向に貫通する挿入孔１７ａを有し、該挿入孔１７ａの内周面には、平坦かつ互いに平行な１対の摺動面１７ｂと、これら摺動面１７ｂを両側で接続する１対の円弧面１７ｃとが形成されている。また、各摺動面１７ｂの略中央部には、支持孔１７ｄが形成されている。

支持ロッド２１は、当該ベルト伝動装置１が設けられるハウジング等の支持体に取り付けられる取付部２１ａと、上記取付部２１ａに連続し、かつ上記第１軸部材１７の筒孔に挿入された支持部２１ｂとからなる。支持部２１ｂの外周面には、互いに平行な１対の摺動面２１ｃが形成され、これら摺動面２１ｃに第１軸部材１７の摺動面１７ｂが摺動自在に接触するようになっている。また、支持部２１ｂの摺動面２１ｃの両側には、１対の円弧面２１ｄが形成されている。また、支持部２１ｂには、両摺動面２１ｃの略中央部で開口する貫通孔２１ｅが形成されている。

支持手段１９のピン２３は、支持ロッド２１の支持部２１ｂに形成された貫通孔２１ｅに嵌められ、ピン２３の両端は、第１軸部材１７の支持孔１７ｄに嵌められている。したがって、ピン２３は、プーリ本体１１の幅方向中央付近に位置し、支持ロッド２１の摺動面２１ｃに直交している。

第１軸部材１７の円弧面１７ｃと、支持ロッド２１の円弧面２１ｄとの間には、ピン２３を軸として第１軸部材１７がプーリ本体１１と共に揺動することを許容する隙間２５が形成されている。したがって、プーリ本体１１は、回転軸Ｃ１周りに回転自在にかつ、その回転軸Ｃ１に直交する枢軸Ｃ２周りに揺動自在にプーリ軸１３によって支持されている。

蛇行制御プーリ９は、図４及び図６に示すように、回転軸方向に沿って見て、軸荷重（伝動ベルトの張力によって第１軸部材にかかる荷重）Ｌの方向に対して、ピン２３をベルト走行方向Ａ（伝動ベルト７がプーリ本体１１に接触して走行する方向）の手前側に、角度α（傾斜角）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１１の幅方向中央付近に掛かっていた伝動ベルト７が、鎖線で示す如くプーリ本体１１の中央からその片側へ寄ると、軸荷重はピン２３の位置からプーリ本体１１の片側にずれて第１軸部材１７に作用するようになる。これにより、第１軸部材１７にピン２３を中心とする（枢軸Ｃ周りの）回転モーメントが働き、第１軸部材１７がプーリ本体１１と共にピン２３の周りを回転変位する。

すなわち、図６に示すように、軸荷重の方向がピン２３と平行であるとき（Ｌ０のとき）には、ピン２３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２３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２３周りの回転モーメントが発生し、第１軸部材１７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１１が傾倒したピン２３周りに回転変位することにより、プーリ本体１１は、図７において鎖線で示すように、伝動ベルト７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７に対して斜交い状態になり、また、図８（図４のVIII矢視図）の鎖線に示すように、伝動ベルト７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。図４、図７及び図８ではプーリ本体１１が回転変位した状態を鎖線で示している。

従って、伝動ベルト７には、プーリ本体１１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１１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７の片寄りが防止される。すなわち、伝動ベルト７は、プーリ本体１１が斜交いになり且つ傾斜することによる戻し力と、ベルト伝動装置１の特性によって伝動ベルト７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。仮に伝動ベルト７が大きく片寄ることがあっても、この伝動ベルト７は上記戻し力と片寄り力とがつり合う位置に戻される。

伝動ベルト７における蛇行制御プーリ９と駆動プーリ３との間に位置する部分の長手方向中途部、すなわち蛇行制御プーリ９のベルト走行方向後側には、図９にも示す面圧調整プーリ２７のベルト走行面２７ｃ（後述）が背面（外周）側から押し当てられている。

面圧調整プーリ２７は、略円筒状の本体部２７ａと、当該本体部２７ａの回転軸方向両端部に全周に亘って外周側に張り出すように一体に形成された円環状の板状の張出部２７ｂとを有している。本体部２７ａの外周面における張出部２７ｂ非形成領域全体が、回転軸方向中央部に向かって外周側に湾曲するベルト走行面２７ｃを構成している。したがって、張出部２７ｂは、ベルト走行面２７ｃの回転軸方向両外側で外周側に向かって張り出している。当該ベルト走行面２７ｃは、伝動ベルト７と略等しい幅を有している。詳しくは、ベルト走行面２７ｃの幅Ｗ１は、伝動ベルト７の幅Ｗ２よりも若干広く設定されている。ベルト走行面２７ｃの幅Ｗ１は、伝動ベルト７の幅Ｗ２の１〜１．１倍に設定される。また、本体部２７ａの内周面の回転軸方向両端部には、全周に亘って内周側に凹む凹部２７ｄが形成されている。

面圧調整プーリ２７は、１対の第２ベアリング２９及び１対のブッシュ３１を介して第２軸部材３３に回転自在に、かつ回転軸方向に移動可能に取り付けられている。各第２ベアリング２９の外周部は、面圧調整プーリ２７の本体部２７ａの凹部２７ｄに嵌合している。ブッシュ３１は、円筒状の筒状部３１ａと、当該筒状部３１ａの一端部から外周側に張り出す円環状の環状部３１ｂとを有している。ブッシュ３１の筒状部３１ａの内側には、第２軸部材３３が挿通し、筒状部３１ａの環状部３１ｂ非形成部分の外側には、第２ベアリング２９が外周側から嵌合している。ブッシュ３１は、回転軸方向に移動可能で、かつ第２軸部材３３に対して回転自在になっている。第２ベアリング２９は、面圧調整プーリ２７の本体部２７ａの凹部２７ｄと、ブッシュ３１の筒状部３１ａの環状部３１ｂ非形成部分との間に圧入される。また、ブッシュ３１の環状部３１ｂは、第２ベアリング２９に回転軸方向内側から当接している。

また、伝動ベルト７における蛇行制御プーリ９と駆動プーリ３との間の部分における面圧調整プーリ２７当接箇所に駆動プーリ３側から近接する箇所には、テンションプーリ３５のベルト走行面が押し当てられている。テンションプーリ３５は、回転軸方向に固定されている。また、テンションプーリ３５のベルト走行面は平坦に形成されている。

また、上記面圧調整プーリ２７と蛇行制御プーリ９との間には、回転軸方向に固定されたプーリが介在していない。つまり、伝動ベルト７における上記面圧調整プーリ２７と蛇行制御プーリ９との間に位置する部分に当接し、かつ回転軸方向に固定されたプーリは存在しない。

図２に実線で示すように、上述のように構成されたベルト伝動装置１の駆動プーリ３、従動プーリ５及びテンションプーリ３５のプーリ軸が互いに平行である場合、すなわち駆動プーリ３、従動プーリ５及びテンションプーリ３５のうちいずれかのプーリ軸が傾くミスアライメントが生じていない場合には、駆動プーリ３、従動プーリ５及びテンションプーリ３５のベルト走行面から伝動ベルト７に作用する圧力が、いずれも幅方向一端側に偏らない。なお、伝動ベルト７の走行開始時において、伝動ベルト７は、駆動プーリ３、従動プーリ５、蛇行制御プーリ９、面圧調整プーリ２７及びテンションプーリ３５の回転軸方向略中央に配置される。

一方、図２に仮想線で示すように、駆動プーリ３のプーリ軸が、従動プーリ５、蛇行制御プーリ９及びテンションプーリ３５のプーリ軸に対して平行でなくなった場合、すなわち駆動プーリ３のプーリ軸が傾くミスアライメントが生じた場合に伝動ベルト７を走行させると、駆動プーリ３のベルト走行面から伝動ベルト７に作用する圧力が、幅方向一端側（図２中上側）に偏る。しかし、面圧調整プーリ２７のベルト走行面２７ｃの回転軸方向中央部が、その回転軸方向両外側よりも外周側に位置しているので、面圧調整プーリ２７は、伝動ベルト７の幅方向略中央にその幅方向両外側よりも高い圧力を作用させる。図９中、伝動ベルト７から面圧調整プーリ２７のベルト走行面２７ｃに作用する圧力の向きを矢印Ｐで示す。したがって、蛇行制御プーリ９のプーリ本体１１に作用する伝動ベルト７の圧力が伝動ベルト７の幅方向一端側に偏るのが抑制され、伝動ベルト７の蛇行制御プーリ９からの脱落が防止される。

また、伝動ベルト７がベルト走行開始時の位置から幅方向一方に移動すると、伝動ベルト７の幅方向一端が、面圧調整プーリ２７の張出部２７ｂに回転軸方向内側から接触して当該張出部２７ｂを回転軸方向外側に押圧することにより、面圧調整プーリ２７を伝動ベルト７と共に移動させる。したがって、伝動ベルト７がベルト走行開始時の位置から幅方向一方に移動しても、蛇行制御プーリ９のプーリ本体１１に作用する伝動ベルト７の圧力が伝動ベルト７の幅方向一端側に偏るのを抑制できる。

したがって、本実施形態によれば、伝動ベルト７の蛇行制御プーリ９からの脱落を防止するために、蛇行制御プーリ９のベルト走行面の幅を広くしなくてもよいので、蛇行制御プーリ９を小型化できる。

また、面圧調整プーリ２７と蛇行制御プーリ９との間に、回転軸方向に固定されたプーリを介在させていないので、介在させた場合に比べ、蛇行制御プーリ９のプーリ本体１１に作用する伝動ベルト７の圧力が、伝動ベルト７の幅方向一端側に偏るのをより確実に抑制できる。

本実施形態では、面圧調整プーリ２７のベルト走行面２７ｃを回転軸方向中央部に向かって外周側に湾曲する湾曲面としたが、回転軸方向中央部をその回転軸方向両外側よりも外周側に配置できれば、湾曲面以外の形状としてもよい。例えば、面圧調整プーリ２７のベルト走行面２７ｃの回転軸方向中央部だけに、外周側に突出する凸部を形成してもよい。

また、本実施形態では、面圧調整プーリ２７を、蛇行制御プーリ９のベルト走行方向後側に設けたが、蛇行制御プーリ９のベルト走行方向前側に設けてもよい。すなわち、面圧調整プーリ２７を、蛇行制御プーリ９と従動プーリ５との間に設けてもよい。

また、本実施形態では、面圧調整プーリ２７の本体部２７ａと張出部２７ｂとを一体に形成したが、別部材で形成して一体に組付けるようにしてもよい。

また、本実施形態では、蛇行制御プーリ９の回転軸方向両端部にフランジを設けなかったが、設けてもよい。蛇行制御プーリ９の回転軸方向両端部にフランジを設けた場合には、伝動ベルト７と蛇行制御プーリ９のフランジとの接触を防止する効果が得られる。

なお、本実施形態では、ブッシュ３１を第２軸部材３３に対して回転自在としたが、第２軸部材３３に対して回転できないようにする方が好ましい。ブッシュ３１は、例えば、第２軸部材３３にボールスプライン等を利用してスプライン結合させることにより、第２軸部材３３に回転不能に取り付けることができる。

本発明は、伝動ベルトの蛇行制御機能を有する蛇行制御プーリを備えたベルト伝動装置として有用である。

１ ベルト伝動装置
３ 駆動プーリ
５ 従動プーリ
７ 伝動ベルト
９ 蛇行制御プーリ
１１ プーリ本体
１３ プーリ軸
２７ 面圧調整プーリ
２７ｂ 張出部
２７ｃ ベルト走行面
Ｃ１ 回転軸
Ｃ２ 枢軸
Ｌ 軸荷重
α 傾斜角

Claims (2)

1. 駆動プーリ及び従動プーリと、上記駆動プーリ及び従動プーリに巻き掛けられた伝動ベルトと、上記伝動ベルトに押し当てられたプーリ本体、及び上記プーリ本体を、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を有し、上記枢軸は、軸荷重の方向に対してベルト走行方向の手前側に所定の傾斜角で傾斜している蛇行制御プーリとを備えたベルト伝動装置であって、
   上記伝動ベルトと略等しい幅を有し、かつ回転軸方向中央部がその回転軸方向両外側よりも外周側に位置するベルト走行面と、当該ベルト走行面の回転軸方向両外側で外周側に向かって張り出すように形成された張出部とを有し、かつ回転軸方向に移動可能な面圧調整プーリをさらに備え、
   上記伝動ベルトには、上記面圧調整プーリのベルト走行面が押し当てられていることを特徴とするベルト伝動装置。
2. 請求項１に記載のベルト伝動装置において、
   上記面圧調整プーリと蛇行制御プーリとの間には、回転軸方向に固定されたプーリが介在していないことを特徴とするベルト伝動装置。

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