JP3524031B2 - Power transmission device - Google Patents
Power transmission deviceInfo
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- JP3524031B2 JP3524031B2 JP2000030792A JP2000030792A JP3524031B2 JP 3524031 B2 JP3524031 B2 JP 3524031B2 JP 2000030792 A JP2000030792 A JP 2000030792A JP 2000030792 A JP2000030792 A JP 2000030792A JP 3524031 B2 JP3524031 B2 JP 3524031B2
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- belt
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- rollers
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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、工作機械や自動機
等におけるベルトとプーリー(或いはローラー)を備え
た高速回転用の変速機や伝導機等の動力伝達装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】近年、20000rpmを超える高速回
転の機構を有する工作機械や自動機等が急激に増加して
きている。
【0003】しかし、5000rpm以下である普通の
モーターの回転速度を20000rpm以上の高速に増
速できる安価で効率の高い変速機や、このような高速の
回転トルクを伝達できる安価で効率の高い伝導機は、未
だに開発されていない。
【0004】そこで、通常は、20000rpm以上の
高速回転のスピンドルモーターを用い、そのモーター軸
を駆動対象物に直接接続している。
【0005】しかし、高速回転のスピンドルモーター
は、極めて特殊で高価であり、また、モーター軸に加わ
る振動や衝撃に対して構造的に弱く、しかも、モーター
の回転機構の慣性が大きいために回転の加速や回転の停
止に時間がかかる等の問題がある。
【0006】そこで、安価で効率の高い高速回転用の動
力伝達装置が強く望まれている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ベルトとプーリーを備
えた従来技術の動力伝達装置においては、高速回転に伴
いベルトに大きな遠心力が働くため、ベルトがプーリー
から浮き易い。このようにベルトがプーリーから浮き易
いと、ベルトとプーリーの間の摩擦力が低下して回転ト
ルクの伝達が不可能になる。そのため、回転トルクの伝
達が可能な摩擦力をベルトとプーリー間に確保させるた
めにベルトに大きな張力が必要となる。しかし、このベ
ルトの大きな張力による負荷が、高速回転時においては
軸破壊の最大の原因となる。
【0008】図8は代表的なプーリーとベルトを備えた
従来技術の動力伝達装置を例示するものである。この動
力伝達装置は、駆動軸1に固定された駆動プーリー2
と、軸3に固定されたプーリー4に、エンドレスのベル
ト5を適切な張力で巻きつけ、ベルト5を介して駆動プ
ーリー2からプーリー3に回転トルクを伝達する。
【0009】図8において、プーリーの半径をr、回転
角速度をw、ベルトの単位長さあたり重量をmとする
と、ベルトの単位長さに加わる遠心力fは、f=mrw
2 となる。従って、遠心力により発生するベルトの最小
張力F1は、F1=mr2 w2となり、駆動軸に発生す
る最小負荷2F1は、2F1=2mr2 w2 となる。
【0010】具体例として、回転速度50000rpm
(回転角速度w=5233rad/s)、プーリーの半
径r=0.05m、ベルトの単位長さあたり重量m=3
g/cmの場合、遠心力により発生するベルトの最小張
力は、F1=205ニュートンである。これにより、図
8の駆動軸には、ベルトの遠心力に対するための負荷2
F1=410ニュートン、ベルトとローラーの間に所定
の摩擦力を確保させるためのベルト張力F2および回転
トルクを付与するためのベルト張力F3がかかる。
【0011】従って、駆動軸にベルトの張力による大き
な負荷がかかるため、プーリーとベルトを備えた従来技
術の動力伝達装置を高速回転に用いることは極めて困難
である。
【0012】本発明は、高速回転に伴う軸への過大な負
荷を解決するとともに、簡単で効率の高い動力伝達装置
を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、図1に示すよ
うに、ローラー11とローラー12を軸心が平行となる
ように配置し、かつ、ローラー11とローラー12の間
の隙間Hを高張力繊維で強化された薄いリボン状のベル
ト13の厚さと同一もしくは若干大きくなるように保持
し、ベルト13をローラー11とローラー12の間の隙
間Hを通してローラー11とローラー12に螺旋状に巻
きつけるとともに、ベルト13をガイドローラー14と
テンションローラー15によって適切な張力を付与しな
がらローラー12の巻きつけ始端aから巻きつけ終端b
に巻架してエンドレスに掛け渡し、ベルト13を介して
ローラー11とローラー12を連結したものである。
【0014】本発明は、図2に示すように、ベルトに働
く遠心力に対抗しながらベルトとローラーの間に所定の
摩擦力を確保するために必要なベルトの張力(F1+F
2)は、同一面上において反対方向に働く。
【0015】従って、ベルトの張力の大きさにかかわら
ずローラー軸に対する負荷は回転トルクを伝達するため
の張力F3のみとなり、しかも、ベルトをローラーに螺
旋状に1周以上巻きつけることによって小さなベルトの
張力でベルトとローラーの間に充分な摩擦力を与えるこ
とができ、高速回転時の最大の問題である軸負荷を最小
にできる。また、高張力繊維で強化させることによって
非常に薄くて軽い高張力ベルトが得られ、これによって
高速で運動するベルトに働く遠心力や空気抵抗やベルト
の脈動や振動を最小限にすることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】図3および図4は本発明の実施例
にかかわる変速機の概略を示す正面図および側面図であ
る。
【0017】図3および図4において、21は中空のケ
ースであって、このケース21には軸心が平行に配置さ
れた入力軸22と出力軸23がそれぞれ軸受け24,2
4を介して回転自在に支持されている。入力軸22は、
図示していないモーター等からなる駆動源に連結され、
出力軸23は、図示していない駆動対象物に連結されて
いる。入力軸22および出力軸23には、それぞれロー
ラー25,26が固定されており、これらローラー2
5,26は高張力繊維等で強化された薄いリボン状の高
張力ベルト(以後、リボンベルトと称す)27を介して
連結されている。ローラー25,26間には、リボンベ
ルト27の厚さと同一もしくは若干大きい隙間が保持さ
れている。ローラー25,26は、変速比に応じて径が
異なり、本実施例にかかわる変速機の場合、入力側のロ
ーラー25を大径とし、出力側のローラー26を小径と
する。リボンベルト27は、図5に示すように、カーボ
ンファイバー、セラミックファイバー、パラアラミド繊
維等の高張力繊維ファイバー28を、超重合ポリエチレ
ン等の耐摩耗性樹脂のフィルム29aと高張力繊維ファ
イバー28に対して熱圧着性を有する熱圧着用樹脂のフ
ィルム29bを接合した多層フィルム29の間にはさ
み、熱圧着によって接合して構成されている。リボンベ
ルト27は、入力側のローラー25に螺旋状に1周以上
(図示例では、1周)巻きつけられ、続いてローラー2
5とローラー26の間の隙間を通して出力側のローラー
26に螺旋状に1周以上(図示例では、2周)巻きつけ
られ、続いてローラー25とローラー26の間の隙間を
通して再び入力側のローラー25に螺旋状に1周以上
(図示例では、1周)巻きつけられるとともに、ガイド
ローラー30とテンションローラー31によってローラ
ー25の巻きつけ終端aから巻きつけ始端bに巻架され
てエンドレスに巻きつけられている。リボンベルト27
には、テンションローラー31によって適切な張力が付
与されている。
【0018】図3および図4に示す変速機は、図示して
いない駆動源によって入力軸22を回転すると、入力軸
22に固定されたローラー25が回転し、このローラー
25の回転に伴いリボンベルト27によりローラー26
が回転し、このローラー26の回転に伴い出力軸23が
回転する。この結果、入力軸22から入力された回転ト
ルクは、ローラー25、リボンベルト27、ローラー2
6を経て増速され、増速された回転トルクが出力軸23
から出力される。
【0019】図6および図7は本発明の実施例にかかわ
る遊星機構を用いた変速機の概略を示す正面図および側
面図である。
【0020】図6および図7において、41は中空のケ
ースであって、このケース41は外部固定部42に固定
された軌道軸43に軸受け44を介して回転自在に支持
されている。ケース41には、軌道軸43と同心状に配
置されるように円筒状の入力軸45が一体に形成される
とともに、軌道軸43と同軸線上に配置されるように出
力軸46が軸受け47を介して回転自在に支持されてい
る。入力軸45は、図示していないモーター等からなる
駆動源に連結され、出力軸46は、図示していない駆動
対象物に連結されている。軌道軸43には、小径の軌道
ローラー48が固定されており、出力軸46には、大径
の太陽ローラー49が固定されている。また、ケース4
1には、軌道軸43および出力軸46と軸心が平行に配
置されるように中間軸50,51がそれぞれ軸受け5
2,52を介して回転自在に支持されている。中間軸5
0,51には、それぞれ大径の遊星ローラー53.54
と小径の遊星ローラー55,56が固定されており、大
径の遊星ローラー53.54はそれぞれリボンベルト5
7を介して小径の軌道ローラー48に連結され、小径の
遊星ローラー55,56はそれぞれリボンベルト58を
介して大径の太陽ローラー49に連結されている。小径
の軌道ローラ48と大径の遊星ローラー53.54の間
には、それぞれリボンベルト57の厚さと同一もしくは
若干大きい隙間が保持されており、大径の太陽ローラー
49と小径の遊星ローラー55,56の間には、それぞ
れリボンベルト58の厚さと同一もしくは若干大きい隙
間が保持されている。リボンベルト57,58は、その
構造が図5に示すリボンベルト27と同様である。リボ
ンベルト57は、大径の遊星ローラー53に螺旋状に1
周以上(図示例では、1周)巻きつけられ、続いて大径
の遊星ローラー53と小径の軌道ローラー48の間の隙
間を通して小径の太陽ローラー48に螺旋状に1周以上
(図示例では、1周)巻きつけられ、続いて小径の軌道
ローラー48と大径の遊星ローラー54の間の隙間を通
して大径の遊星ローラー54に螺旋状に1周以上(図示
例では、2周)巻きつけられ、続いて大径の遊星ローラ
ー54と小径の太陽ローラー48の間の隙間を通して再
び小径の軌道ローラー48に螺旋状に1周以上(図示例
では、1周)巻きつけられ、続いて小径の軌道ローラー
48と大径の遊星ローラー53の間の隙間を通して再び
大径の遊星ローラー53に螺旋状に1周以上(図示例で
は1周)巻きつけられるとともに、ガイドローラー59
とテンションローラー60によって大径の遊星ローラー
53の巻きつけ始端aから巻きつけ終端bに巻架されて
エンドレスに巻きつけられている。リボンベルト57に
は、テンションローラー60によって適切な張力が付与
されている。リボンベルト58は、大径の太陽ローラー
49に螺旋状に約半周巻きつけられた後に大径の太陽ロ
ーラー49と小径の遊星ローラー56の間の隙間を通し
て小径の遊星ローラー56に螺旋状に1周以上(図示例
では、1周)巻きつけられ、続いて小径の遊星ローラー
56と大径の太陽ローラー49の間の隙間を通して再び
大径の太陽ローラー49に螺旋状に1周以上(図示例で
は、1周)巻きつけられ、続いて大径の太陽ローラー4
9と小径の遊星ローラー55の間の隙間を通して小径の
遊星ローラー55に螺旋状に1周以上(図示例では、1
周)巻きつけられ、続いて小径の遊星ローラー55と大
径の太陽ローラー49の間の隙間を通して再び大径の太
陽ローラー49に螺旋状に1周以上(図示例では、1
周)巻きつけられ、続いて大径の太陽ローラー49と小
径の遊星ローラー56の間の隙間を通して再び小径の遊
星ローラー56に螺旋状に1周以上(図示例では、1
周)巻きつけられるとともに、ガイドローラー61とテ
ンションローラー62に導かれて大径の太陽ローラー4
9の巻きつけ始端aから巻きつけ終端bに巻架されてエ
ンドレスに巻きつけられている。リボンベルト58に
は、テンションローラー62によって適切な張力が付与
されている。
【0021】図6および図7に示す変速機は、図示して
いない駆動源によって入力軸45を回転すると、この入
力軸45の回転に伴いケース41が回転し、このケース
41の回転が中間軸50,51を介して大径の遊星ロー
ラー53,54に伝達され、大径の遊星ローラー53,
54が小径の軌道ローラー48の周りを公転するととも
に、この公転に伴い小径の軌道ローラー48とリボンベ
ルト57によって大径の遊星ローラー53,54が自転
する。この大径の遊星ローラー53,54の公転および
自転が中間軸50,51を介して小径の遊星ローラー5
5,56に伝達されて小径の遊星ローラー55,56が
公転および自転し、この小径の遊星ローラー55,56
の公転および自転に伴いリボンベルト58によって大径
の太陽ローラー49が回転し、この大径の太陽ローラー
49の回転に伴い出力軸46が回転する。この結果、入
力軸45から入力された回転トルクは、ケース41、小
径の軌道ローラー48、リボンベルト57、大径の遊星
ローラー48,49を経て増速され、増速された回転ト
ルクは小径の遊星ローラー55,56、リボンベルト5
8、大径の太陽ローラー49を経て更に増速され、更に
増速された回転トルクが出力軸46から出力される。
【0022】尚、以上説明した実施例では、リボンロー
ラ57をローラー54,53,48に、リボンベルト5
8をローラー56,55,49に巻きつけるようにして
いるが、2個以上のリボンベルトをローラー54,5
3,48および/またはローラー56,55,49に巻
きつけるようにしても構わない。
【0023】また、以上説明した実施例のリボンベルト
27,57,58は、図5に示すように、耐摩耗性樹脂
のフィルム29aと高張力繊維ファイバー28に対して
熱圧着性を有する熱圧着用樹脂のフィルム29bを接合
した多層フィルム29の間に高張力繊維ファイバー28
をはさみ、熱圧着によって接合するようにしているが、
多層フィルム29の片面もしくはその間に高張力繊維か
らなるファイバーもしくは糸もしくは織物もしくはこれ
らの組み合わせを熱圧着あるいは熱圧着と接着剤によっ
て1層以上に接合して構成するようにしても構わない。
【0024】
【発明の効果】本発明は、複数のローラーを軸心が平行
となるように配置するとともに、各ローラー間の間の隙
間をベルトの厚さと同一もしくは若干大きくなるように
保持し、ベルトをローラー間の隙間を通して各ローラー
に螺旋状に巻きつけ、ベルトを介して各ローラーを連結
したことにより、ベルトに働く遠心力に対抗しながらベ
ルトとローラーの間に所定の摩擦力を確保するために必
要なベルトの張力が同一面上で反対方向に働くため、ベ
ルトの張力の大きさにかかわらずローラー軸に対する負
荷は回転トルクを伝達するための張力のみとなり、しか
も、ベルトをローラーに螺旋状に1周以上巻きつけるこ
とにより、小さなベルトの張力でベルトとローラーの間
に充分な摩擦力を与えることができ、高速回転時の最大
の問題である軸負荷を最小にすることができる。また、
ベルトを高張力繊維で強化することにより、非常に薄く
て軽い高張力ベルトが得られ、高速で運動するベルトに
働く遠心力や空気抵抗やベルトの脈動や振動を最小限に
することができる。これにより、特殊で高価なスピンド
ルモーターを用いずに、普通のモーターの回転速度を高
速に増速することが可能であるとともに、このような高
速の回転トルクを伝達することが可能であり、簡単で効
率の高い動力伝達装置を提供することができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power source for a high-speed rotating transmission or transmission having a belt and a pulley (or roller) in a machine tool or an automatic machine. The present invention relates to a transmission device . 2. Description of the Related Art In recent years, machine tools and automatic machines having a high-speed rotation mechanism exceeding 20,000 rpm have been rapidly increasing. However, an inexpensive and highly efficient transmission capable of increasing the rotational speed of an ordinary motor of 5,000 rpm or less to a high speed of 20,000 rpm or more, and an inexpensive and highly efficient transmission capable of transmitting such a high-speed rotational torque. Has not yet been developed. Therefore, usually, a spindle motor that rotates at a high speed of 20,000 rpm or more is used, and the motor shaft is directly connected to a driven object. However, a high-speed rotating spindle motor is extremely special and expensive, and is structurally weak against vibration and impact applied to the motor shaft, and has a large inertia of the rotating mechanism of the motor. There is a problem that it takes time to stop acceleration and rotation. Therefore, there is a strong demand for an inexpensive and highly efficient power transmission device for high-speed rotation. [0007] In a conventional power transmission device having a belt and a pulley, a large centrifugal force acts on the belt with high-speed rotation, so that the belt easily floats from the pulley. When the belt is easily lifted from the pulley, the frictional force between the belt and the pulley is reduced, so that transmission of rotational torque becomes impossible. Therefore, a large tension is required for the belt in order to secure a frictional force capable of transmitting the rotational torque between the belt and the pulley. However, the load due to the large tension of the belt is the largest cause of shaft breakage during high-speed rotation. FIG. 8 illustrates a prior art power transmission device having a typical pulley and belt. The power transmission includes a drive pulley 2 fixed to a drive shaft 1.
Then, an endless belt 5 is wound around the pulley 4 fixed to the shaft 3 with an appropriate tension, and rotational torque is transmitted from the driving pulley 2 to the pulley 3 via the belt 5. In FIG. 8, when the radius of the pulley is r, the rotational angular velocity is w, and the weight per unit length of the belt is m, the centrifugal force f applied to the unit length of the belt is f = mrw
It becomes 2 . Therefore, the minimum tension F1 of the belt generated by the centrifugal force is F1 = mr 2 w 2 , and the minimum load 2F1 generated on the drive shaft is 2F1 = 2 mr 2 w 2 . As a specific example, a rotation speed of 50,000 rpm
(Rotational angular velocity w = 5233 rad / s), radius r of pulley r = 0.05 m, weight m per unit length of belt = 3
In the case of g / cm, the minimum belt tension generated by centrifugal force is F1 = 205 Newton. As a result, the drive shaft shown in FIG.
F1 = 410 Newton, a belt tension F2 for ensuring a predetermined frictional force between the belt and the roller, and a belt tension F3 for applying a rotational torque are applied. Therefore, since a large load is applied to the drive shaft due to the tension of the belt, it is extremely difficult to use a conventional power transmission device having a pulley and a belt for high-speed rotation. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a simple and highly efficient power transmission device while solving an excessive load on a shaft caused by high-speed rotation. According to the present invention, as shown in FIG. 1, a roller 11 and a roller 12 are arranged so that their axes are parallel to each other. The gap H is held to be equal to or slightly larger than the thickness of the thin ribbon-shaped belt 13 reinforced with high-tensile fibers, and the belt 13 is spirally wound around the rollers 11 and 12 through the gap H between the rollers 11 and 12. The belt 13 is wound around the roller 13 from the winding start end a to the winding end b while applying an appropriate tension by the guide roller 14 and the tension roller 15.
And the roller 11 and the roller 12 are connected via a belt 13. According to the present invention, as shown in FIG. 2, the belt tension (F1 + F) required to secure a predetermined frictional force between the belt and the roller while opposing the centrifugal force acting on the belt.
2) works in the opposite direction on the same plane. Therefore, regardless of the magnitude of the tension of the belt, the load on the roller shaft is only the tension F3 for transmitting the rotational torque. A sufficient frictional force can be applied between the belt and the roller by the tension, and the axial load, which is the biggest problem at high speed rotation, can be minimized. Also, by reinforcing with high-tensile fiber, a very thin and light high-tensile belt can be obtained, which can minimize the centrifugal force, air resistance, belt pulsation and vibration acting on the belt moving at high speed. . FIG. 3 and FIG. 4 are a front view and a side view schematically showing a transmission according to an embodiment of the present invention. 3 and 4, reference numeral 21 denotes a hollow case, in which an input shaft 22 and an output shaft 23 whose axes are arranged in parallel are bearings 24, 2 respectively.
4 so as to be rotatable. The input shaft 22 is
Connected to a drive source such as a motor not shown,
The output shaft 23 is connected to a driving object (not shown). Rollers 25 and 26 are fixed to the input shaft 22 and the output shaft 23, respectively.
Reference numerals 5 and 26 are connected via a thin ribbon-like high-tensile belt (hereinafter, referred to as a ribbon belt) 27 reinforced with high-tensile fibers or the like. A gap equal to or slightly larger than the thickness of the ribbon belt 27 is held between the rollers 25 and 26. The rollers 25 and 26 have different diameters according to the gear ratio. In the case of the transmission according to the present embodiment, the input side roller 25 has a large diameter and the output side roller 26 has a small diameter. As shown in FIG. 5, the ribbon belt 27 is formed by applying a high-tensile fiber fiber 28 such as a carbon fiber, a ceramic fiber, or a para-aramid fiber to a film 29 a of a wear-resistant resin such as super-polymerized polyethylene and the high-tensile fiber fiber 28. It is configured such that it is sandwiched between multilayer films 29 to which a thermocompression resin film 29b having thermocompression bonding properties is joined and joined by thermocompression bonding. The ribbon belt 27 is helically wound around the input roller 25 one or more times (in the illustrated example, one turn).
5 is spirally wound around the output roller 26 one or more times (two in the illustrated example) through a gap between the roller 5 and the roller 26, and then is again passed through the gap between the roller 25 and the roller 26. 25, is wound spirally one or more times (one round in the illustrated example), and is wound endlessly from the winding end a of the roller 25 by the guide roller 30 and the tension roller 31 to the winding start end b and wound endlessly. Have been. Ribbon belt 27
Is given an appropriate tension by a tension roller 31. In the transmission shown in FIGS. 3 and 4, when the input shaft 22 is rotated by a drive source (not shown), a roller 25 fixed to the input shaft 22 rotates. Roller 26 by 27
Rotates, and the output shaft 23 rotates with the rotation of the roller 26. As a result, the rotational torque input from the input shaft 22 is applied to the roller 25, the ribbon belt 27, the roller 2
6, and the increased rotational torque is applied to the output shaft 23.
Output from FIGS. 6 and 7 are a front view and a side view schematically showing a transmission using a planetary mechanism according to the embodiment of the present invention. 6 and 7, reference numeral 41 denotes a hollow case. The case 41 is rotatably supported by a track shaft 43 fixed to an external fixing portion 42 via a bearing 44. A cylindrical input shaft 45 is formed integrally with the case 41 so as to be arranged concentrically with the track shaft 43, and an output shaft 46 has a bearing 47 so as to be arranged coaxially with the track shaft 43. It is rotatably supported via The input shaft 45 is connected to a drive source such as a motor (not shown), and the output shaft 46 is connected to a drive target (not shown). A small-diameter orbit roller 48 is fixed to the orbit shaft 43, and a large-diameter sun roller 49 is fixed to the output shaft 46. Case 4
1, intermediate shafts 50 and 51 are respectively mounted on bearings 5 so that the track shaft 43 and the output shaft 46 are arranged in parallel with the shaft center.
It is rotatably supported via two and 52. Intermediate shaft 5
0 and 51 have large-diameter planetary rollers 53.54, respectively.
And the small-diameter planetary rollers 55 and 56 are fixed.
The small-diameter planetary rollers 55 and 56 are connected to a large-diameter sun roller 49 via a ribbon belt 58, respectively. Between the small-diameter orbit roller 48 and the large-diameter planetary roller 53.54, a gap equal to or slightly larger than the thickness of the ribbon belt 57 is held, and the large-diameter sun roller 49 and the small-diameter planetary roller 55, The gaps between 56 are respectively equal to or slightly larger than the thickness of the ribbon belt 58. The structure of the ribbon belts 57 and 58 is the same as that of the ribbon belt 27 shown in FIG. The ribbon belt 57 spirally winds around the large-diameter planetary roller 53.
One or more turns (in the illustrated example), and then one or more turns (in the illustrated example, spirally) around the small-diameter sun roller 48 through the gap between the large-diameter planetary roller 53 and the small-diameter orbital roller 48. (One round), and then spirally one or more rounds (two rounds in the illustrated example) around the large-diameter planetary roller 54 through a gap between the small-diameter orbital roller 48 and the large-diameter planetary roller 54. Then, it is spirally wound around the small-diameter orbit roller 48 one or more times (one round in the illustrated example) again through the gap between the large-diameter planetary roller 54 and the small-diameter sun roller 48, and subsequently the small-diameter orbit. Through the gap between the roller 48 and the large-diameter planetary roller 53, the large-diameter planetary roller 53 is spirally wound one or more rounds (one round in the illustrated example) again, and the guide roller 59.
And the tension roller 60, the large diameter planetary roller 53 is wound from the winding start end a to the winding end b and endlessly wound. An appropriate tension is applied to the ribbon belt 57 by a tension roller 60. The ribbon belt 58 is spirally wound around the large-diameter sun roller 49 for about half a round, and then spirally wound around the small-diameter planetary roller 56 through a gap between the large-diameter sun roller 49 and the small-diameter planetary roller 56. As described above (one round in the illustrated example), the coil is wound around the small-diameter planetary roller 56 and the large-diameter sun roller 49, and then spirally wound once more around the large-diameter sun roller 49 (one round in the illustrated example). 1 round) Wound, followed by a large diameter sun roller 4
9 and the small-diameter planetary roller 55 through a gap between the small-diameter planetary roller 55 and one or more helical turns (in the illustrated example, 1 round).
Lap) and then spirally around the large-diameter sun roller 49 again through one or more laps (1 in the illustrated example) through the gap between the small-diameter planetary roller 55 and the large-diameter sun roller 49.
Circumference), and then spirally around the small-diameter planetary roller 56 one or more times (1 in the illustrated example) again through the gap between the large-diameter sun roller 49 and the small-diameter planetary roller 56.
Circumference) While being wound, the large diameter sun roller 4 is guided by the guide roller 61 and the tension roller 62.
9 and is wound endlessly from a winding start end a to a winding end b. An appropriate tension is applied to the ribbon belt 58 by the tension roller 62. In the transmission shown in FIGS. 6 and 7, when the input shaft 45 is rotated by a drive source (not shown), the case 41 rotates with the rotation of the input shaft 45, and the rotation of the case 41 is changed to the intermediate shaft. 50, 51 to the large-diameter planetary rollers 53, 54, the large-diameter planetary rollers 53, 54
The orbit 54 revolves around the small-diameter orbital roller 48, and the large-diameter planetary rollers 53 and 54 rotate by the small-diameter orbital roller 48 and the ribbon belt 57 along with the orbit. The revolution and rotation of the large-diameter planetary rollers 53 and 54 are performed by the small-diameter planetary rollers 5 via the intermediate shafts 50 and 51.
The small-diameter planetary rollers 55 and 56 revolve and rotate by being transmitted to the small-diameter planetary rollers 55 and 56.
The large-diameter sun roller 49 is rotated by the ribbon belt 58 in accordance with the revolution and rotation of the output shaft 46, and the output shaft 46 is rotated in accordance with the rotation of the large-diameter sun roller 49. As a result, the rotational torque input from the input shaft 45 is increased through the case 41, the small-diameter orbit roller 48, the ribbon belt 57, and the large-diameter planetary rollers 48 and 49, and the increased rotational torque is reduced. Planetary rollers 55 and 56, ribbon belt 5
8. The speed is further increased through the large-diameter sun roller 49, and the further increased rotational torque is output from the output shaft 46. In the embodiment described above, the ribbon roller 57 is attached to the rollers 54, 53 and 48, and the ribbon belt 5 is attached.
8 is wound around the rollers 56, 55 and 49, but two or more ribbon belts are
3, 48 and / or rollers 56, 55, 49. As shown in FIG. 5, the ribbon belts 27, 57, and 58 of the above-described embodiment have a thermocompression bonding property with respect to a film 29a of a wear-resistant resin and a high-tensile fiber fiber 28. High-tensile fiber fibers 28 between multilayer films 29 to which resin films 29b are bonded.
To be joined by thermocompression bonding,
Fibers, yarns or fabrics composed of high-tensile fibers or one or more of them may be bonded to one or more layers by thermocompression bonding or thermocompression bonding and an adhesive. According to the present invention, a plurality of rollers are arranged so that their axes are parallel to each other, and a gap between the rollers is held so as to be equal to or slightly larger than the thickness of the belt. The belt is spirally wound around each roller through the gap between the rollers, and by connecting each roller via the belt, a predetermined frictional force is secured between the belt and the roller while countering the centrifugal force acting on the belt. Because the required belt tension acts in the opposite direction on the same surface, the only load on the roller shaft is the tension for transmitting the rotational torque, regardless of the magnitude of the belt tension, and the belt is spiraled around the roller. By winding one or more turns in a circle, a sufficient frictional force can be applied between the belt and roller with a small belt tension. The shaft load, which is the subject, can be minimized. Also,
By reinforcing the belt with high-tensile fibers, a very thin and light high-tensile belt can be obtained, and the centrifugal force, air resistance, belt pulsation and vibration acting on the belt moving at high speed can be minimized. This makes it possible to increase the rotation speed of a normal motor at a high speed without using a special and expensive spindle motor, and to transmit such high-speed rotation torque. Thus, a highly efficient power transmission device can be provided.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の動力伝達装置の斜視図である。
【図2】本発明の動力伝達装置の側面図である。
【図3】本発明の実施例にかかわる変速機の概略を示す
正面図である。
【図4】本発明の実施例にかかわる変速機の概略を示す
側面図である。
【図5】リボンベルトの概略図である
【図6】本発明の実施例にかかわる遊星機構を用いた変
速機の概略を示す正面図である。
【図7】本発明の実施例にかかわる遊星機構を用いた変
速機の概略を示す側面図である。
【図8】代表的なプーリーとベルトを備えた従来技術の
動力伝達装置を例示する概略図である。
【符号の説明】
11 ローラー
12 ローラー
13 ベルト
14 ガイドローラー
15 テンションローラー
a 巻きつけ終端
b 巻きつけ始端BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a power transmission device of the present invention. FIG. 2 is a side view of the power transmission device of the present invention. FIG. 3 is a front view schematically showing a transmission according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a side view schematically showing a transmission according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a schematic view of a ribbon belt. FIG. 6 is a front view schematically showing a transmission using a planetary mechanism according to the embodiment of the present invention. FIG. 7 is a side view schematically showing a transmission using a planetary mechanism according to the embodiment of the present invention. FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a prior art powertrain with a representative pulley and belt. [Description of Signs] 11 roller 12 roller 13 belt 14 guide roller 15 tension roller a winding end b winding start
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16H 7/00 - 7/24 F16G 1/00 - 9/04 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F16H 7 /00-7/24 F16G 1/00-9/04
Claims (1)
巻架させる巻架機構を備え、複数のローラーを軸心が平
行になるように配置し、かつ、隣接するローラー間の隙
間をベルトの厚さと同一もしくは若干大きくなるように
保持し、ベルトを隣接するローラーの間の隙間を通して
各ローラーに螺旋状に巻きつけるとともに、ベルトを巻
架機構によって適切な張力を付与しながらローラーの巻
きつけ終端から巻きつけ始端に巻架してエンドレスに掛
け渡し、複数のローラーをベルトを介して連結したこと
を特徴とする動力伝達装置。(57) [Claim 1] A plurality of rollers, a belt, and a winding mechanism for winding the belt are provided, and the plurality of rollers are arranged so that their axes are parallel to each other. The gap between the adjacent rollers is kept equal to or slightly larger than the thickness of the belt, and the belt is spirally wound around each roller through the gap between the adjacent rollers. A power transmission device characterized in that a roller is wound from the winding end to the winding start while being wound endlessly, and a plurality of rollers are connected via a belt.
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