JP3115537B2 - 平プーリ - Google Patents

平プーリ

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JP3115537B2 JP08263323A JP26332396A JP3115537B2 JP 3115537 B2 JP3115537 B2 JP 3115537B2 JP 08263323 A JP08263323 A JP 08263323A JP 26332396 A JP26332396 A JP 26332396A JP 3115537 B2 JP3115537 B2 JP 3115537B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、平ベルトの過負荷
時における逸脱を防止する平プーリに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、動力を伝達するために、駆動プ
ーリと被動プーリ間に掛けられた平ベルトが、プーリか
ら逸脱することを防止する方法として、以下に示す方法
が用いられている。
【0003】(1)プーリにクラウンを設ける。
【0004】プーリの外周を太鼓状に形成する(つま
り、軸方向に対して中央部の径を大きく、両端に向けて
径を順次小さくする)ことで、ベルトをプーリの軸方向
中央部で走らせる。
【0005】この方法は、最も多く使用されているが、
この方法の問題点はベルトに過負荷が作用してベルトが
スリップし始めた場合には、全く効果を発揮しなくなり
ベルトがプーリから逸脱してしまう。
【0006】(2)プーリの両端にフランジ(つば)を
設ける。
【0007】プーリの両端にフランジを設けて、そのフ
ランジによってベルトが逸脱することを防止する方法で
ある。但し、この方法が使用できるのは、ベルトの長手
方向の伸びが少ない特殊なベルトに限られる。一般に使
用されている平ベルトでこの方法を用いると、ベルトが
フランジを乗り上がってしまうため有効ではない。
【0008】(3)ベルトにガイドを設ける。
【0009】ベルトに長手方向に沿ったガイド(例え
ば、断面台形や逆V形状のリブ)を設けると共に、この
ガイドに対応する溝をプーリに設け、ガイドと溝との嵌
合によりベルトの逸脱を防止する。この方法の問題点と
して、ベルトの加工が困難であり、高コストになってし
まう。ガイドをベルトに接着して形成する場合は、ガイ
ドの剥がれによる寿命低下が起き易い。さらに、ベルト
を曲げる際のエネルギーロスが大きくなる。また、過負
荷や張力低下でベルトがプーリに対してスリップすると
逸脱しやすくなり、一度ベルトがプーリから逸脱すると
復帰しない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点を
解消するためになされたものであり、その目的とすると
ころは、過負荷状態になってベルトがスリップしたとし
ても逸脱しない平プーリを提供することにある。本発明
の他の目的は、ベルトに作用する過負荷状態がなおって
通常状態になると自動的に復帰する平プーリを提供する
ことにある。本発明のさらに他の目的は、過負荷状態に
おいてもベルトに与える損傷をできるだけ小さくできる
平プーリを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の平プーリは、回
転軸に一体に回転可能に取り付けられプーリ部と、該
プーリ部の軸方向において該回転軸に対して遊転可能に
取り付けられる転輪部と、を有し、該転輪部の側面は該
プーリ部の側面に対してスライド可能に接しており、
プーリ部の周面には凸曲面が形成され、該転輪部の周面
には該凸曲面に連続する延長面が形成されており、その
ことにより上記目的が達成される。
【0012】本発明の他の平プーリは、回転軸に軸着さ
れるプーリ部と、該プーリ部の軸方向両側において該回
転軸に対して遊転可能に軸支される転輪部と、を有し、
該転輪部の側面は該プーリ部の側面に対してスライド可
能に接しており、該プーリ部の周面には、該プーリ部の
軸方向中央部が端部側に比べて大径となった凸曲面が形
成され、該転輪部の周面には該凸曲面に連続する延長面
が形成されており、そのことにより上記目的が達成され
る。
【0013】好ましくは、前記プーリ部と前記転輪部が
それぞれ前記回転軸に支持されている。
【0014】好ましくは、前記プーリ部が前記回転軸に
支持され、前記転輪部が該プーリ部に設けた軸部に軸支
されている。
【0015】好ましくは、前記転輪部の周面の摩擦係数
が、前記プーリ部の周面の摩擦係数に比して高い。
【0016】
【発明の実施の形態】図1に示すように、本発明の平プ
ーリ1は、回転軸(駆動軸および従動軸を含める)2に
軸着されるプーリ部10と、該プーリ部10の両端にお
いて該回転軸2に対して遊転可能に軸支される転輪部1
1と、を有する。該プーリ部10の周面には、該プーリ
部10の軸方向中央部が両端部側に比べて大径となった
凸曲面12が形成されている。該凸曲面12は所定の曲
率を有する湾曲面で形成してもよく、断面山形、台形状
等に形成してもよい。凸曲面の曲率あるいは突出程度は
平プーリ1のサイズや使用する平ベルトのサイズ等によ
って適宜変更可能である。プーリ部10の凸曲面12の
軸方向の幅寸法は、通常この平プーリ1に巻回される平
ベルトの幅寸法とほぼ等しく設定される。
【0017】プーリ部10には通孔(図示せず)が設け
られ、該通孔に通した回り止めピン14によってプーリ
部10は回転軸2に固着されている。なお、プーリ部1
0と回転軸2との締結方法としては、種々公知の手段を
採用することができる。例えば、止めネジ(タップ)、
スプリングピン、D形軸、スプライン、キー、テーパー
ブッシュ等によってプーリ部10を回転軸2に固定して
もよい。
【0018】プーリ部10にはその軸側において軸部1
5が軸方向に延設されている。該軸部15の外周面には
凹溝16が周方向に沿って形成されている。
【0019】上記転輪部11は、プーリ部10の軸部1
5に回転可能に軸支される内側筒部18と、外側筒部1
9と、両筒部18、19を連結する側面部20と、を有
する。内側筒部18の内周面には凸部21が形成されて
いる。内側筒部18の適所に形成された切欠部(図示せ
ず)により内側筒部18は弾性変形可能に構成され、こ
の内側筒部18をプーリ部10の軸部15に弾性的に外
嵌することで凸部21はプーリ部10の凹溝16と嵌合
して転輪部11の外れ止めが行われている。その際、転
輪部11の側面部20と該プーリ部10の側面はスライ
ド可能に接している。
【0020】図1および図4に示すように、転輪部11
の周面11aには該プーリ部10の凸曲面12に連続す
る延長面が形成されている。すなわち、転輪部11の周
面11aのプーリ部10側の端縁11bがプーリ部10
の凸曲面12の端縁と略一致し、かつ該転輪部11の周
面11aは湾曲し、もしくはテーパが設けられた状態で
下り傾斜している。凸曲面12および該転輪部11の周
面11aが湾曲面で形成される場合、それらの曲率はほ
ぼ同一とされ、転輪部11の周面11aがテーパ面で形
成される場合、凸曲面12の延長面と同一もしくはその
延長面よりやや下り傾斜される。この傾斜角度θは、平
プーリ1に巻回される平ベルトがプーリ部10から外れ
て転輪部11へ移動した際に該転輪部11の周面11a
に接する程度であればよい。例えば、伸縮性のあるベル
トを使用する場合は、20°以下である。
【0021】転輪部11の周面11aの摩擦係数は、プ
ーリ部10の周面の摩擦係数と同じか、高くするのが好
ましい。転輪部11の周面11aの摩擦係数をプーリ部
10の周面の摩擦係数より高くする場合は、例えば、転
輪部11の周面11aに粗面や凹凸を設け、あるいは高
摩擦剤をコーティングすればよい。
【0022】次に、本発明の平プーリの作用を説明す
る。
【0023】図3に示すように、駆動軸3に取り付けた
平プーリ1(以下、駆動プーリ6という)と従動軸4に
取り付けた平プーリ1(以下、被動プーリ7という)間
に平ベルト5を掛け渡し駆動軸3を回転駆動させると、
通常状態では、該ベルト5はクラウン効果により、図1
(a)に示すように駆動プーリ6および被動プーリ7の
各プーリ部10上を安定して走行する。
【0024】ここで、被動軸4にかかる負荷が大きくな
った場合や、ベルト5の張力が低下してきた場合等に、
ベルト5の伝達力を上回る負荷がかかった場合、この時
に被動プーリ7上でベルト5がスリップを発生すると、
エネルギー伝達ができなくなって被動軸4および被動プ
ーリ7は停止し、一方ベルト5は回り続けているという
状態になる。このような場合、図1(b)に示すよう
に、ベルト5が被動プーリ7のプーリ部10上を外れよ
うとするが、以下の理由によりベルト5の逸脱は防止さ
れる。
【0025】すなわち、 1)外側の転輪部11上にベルト5が乗ると、自由に回
転できるこの部分が回転する。転輪部11が回転する
と、ベルト5は転輪部11の外周面に沿ってその大径側
へ移動しようとする性質があるので、プーリ部10の中
央にベルト5を押し戻そうとする性質が働く。
【0026】2)中央のプーリ部10上でベルト5はス
リップしており、この両者間の摩擦は動摩擦となる。こ
れに対して、両側の転輪部11とベルト5との間では静
摩擦になる。動摩擦に比べ静摩擦の方が摩擦係数は高く
なることから、転輪部11の方へベルト5が滑って逸脱
するのを妨げる。
【0027】上記過負荷状態が無くなれば、ベルト5と
プーリ部10のスリップは無くなることになり、ベルト
5は再び中央のプーリ部10との摩擦力を回復し、図1
(a)に示したように、クラウン効果によってプーリ部
10の中央部を走行することとなる。
【0028】また、被動軸4にかかる負荷が大きくなっ
た場合や、ベルト5の張力が低下してきた場合等に、駆
動プーリ6上でベルト5がスリップした場合には、プー
リ部10は回っているが、スリップによってベルト5は
停止した状態になる。そして、図2(b)に示すように
外れかけたベルト5は、転輪部11に接したところで、
転輪部11の回転も停止する。この時の摩擦係数の差
(動摩擦と静摩擦の差)によって、転輪部11上でベル
トは停止し、ベルト5は逸脱しなくなる。そして、過負
荷状態が改善されると再び駆動プーリとの摩擦力を回復
し、図2(a)で示すようにベクラウン効果によりプー
リ部中央部で安定走行をするようになる。
【0029】図5〜図8は本発明の他の実施例を示した
ものである。
【0030】上記図1〜図2に示した実施態様では、プ
ーリ部10が駆動軸3に駆動可能に支持され、転輪部1
1がプーリ部10に設けた軸部15に遊転可能に軸支さ
れているが、図5に示すようにプーリ部10と転輪部1
1がそれぞれ回転軸2に支持されてもよい。この実施態
様では、転輪部11の側面はプーリ部10の側面にスラ
イド可能に接触し、駆動軸3に固定したピン23によっ
て転輪部11の軸方向への移動が阻止されている。
【0031】また、図6に示すように、プーリ部10の
軸部15の外周にベアリング22や低摩擦材を組み入れ
て転輪部11の回転摩擦抵抗をさらに低減するようにし
てもよい。図7に示すように、転輪部11を中実に形成
してもよい。さらに、図8に示すように、転輪部11は
プーリ部10の軸方向の片側にのみ設けてもよい。この
場合には、プーリ部10の凸曲面12の傾斜は、転輪部
11側が下り傾斜するようにする。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、過負荷状態において
も、ベルトがプーリから逸脱することがなく、過負荷状
態が解除されるとすぐに通常状態に自動的に復帰する平
プーリを提供することができる。本発明の平プーリの外
観は、通常のクラウン付きプーリと変わらないため、従
来の平ベルトのほとんどに対応できる。さらに、過負荷
状態において、ベルトがプーリの中央から外れて転輪部
上に乗ったとしても転輪部が遊転することによりベルト
には無理な力がほとんどかからないため、ベルトが損傷
する可能性が小さい。また、逸脱防止のための転輪部が
故障等で停止してもベルト伝達には影響を与えることが
ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の平プーリの一実施例を従動軸に取り付
けた状態を示す断面図であり、(a)は平ベルトの安定
走行状態を示し、(b)は平ベルトが平プーリ上をスリ
ップした状態を示す。
【図2】本発明の平プーリの一実施例を駆動軸に取り付
けた状態を示す断面図であり、(a)は平ベルトの安定
走行状態を示し、(b)は平ベルトが平プーリ上をスリ
ップした状態を示す。
【図3】図1に示す平プーリをそれぞれ駆動軸および従
動軸に取り付け、平ベルトを両プーリ間に掛け渡した状
態を示す模式図である。
【図4】図1に示す平プーリの要部拡大図である。
【図5】本発明の平プーリの他の実施例を回転軸に取り
付けた状態を示す断面図である。
【図6】本発明の平プーリのさらに他の実施例を回転軸
に取り付けた状態を示す断面図である。
【図7】本発明の平プーリのさらに他の実施例を回転軸
に取り付けた状態を示す断面図である。
【図8】本発明の平プーリのさらに他の実施例を回転軸
に取り付けた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 平プーリ 2 回転軸 3 駆動軸 4 従動軸 5 平ベルト 6 駆動プーリ 7 被動プーリ 10 プーリ部 11 転輪部 12 凸曲面 15 軸部

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転軸に一体に回転可能に取り付けられ
    プーリ部と、該プーリ部の軸方向において該回転軸に
    対して遊転可能に取り付けられる転輪部と、を有し、
    転輪部の側面は該プーリ部の側面に対してスライド可能
    に接しており、 該プーリ部の周面には凸曲面が形成され、該転輪部の周
    面には該凸曲面に連続する延長面が形成されている平プ
    ーリ。
  2. 【請求項2】 回転軸に軸着されるプーリ部と、該プー
    リ部の軸方向両側において該回転軸に対して遊転可能に
    軸支される転輪部と、を有し、該転輪部の側面は該プー
    リ部の側面に対してスライド可能に接しており、 該プーリ部の周面には、該プーリ部の軸方向中央部が端
    部側に比べて大径となった凸曲面が形成され、該転輪部
    の周面には該凸曲面に連続する延長面が形成されている
    平プーリ。
  3. 【請求項3】 前記プーリ部と前記転輪部がそれぞれ前
    記回転軸に支持されている請求項1又は2に記載の平プ
    ーリ。
  4. 【請求項4】 前記プーリ部が前記回転軸に支持され、
    前記転輪部が該プーリ部に設けた軸部に軸支されている
    請求項1又は2に記載の平プーリ。
  5. 【請求項5】 前記転輪部の周囲の摩擦係数が、前記プ
    ーリ部の周囲の摩擦係数に比して高い請求項1又は2に
    記載の平プーリ。
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