JP3926267B2 - ベルト取付具 - Google Patents

Description

【０００１】
（関連出願の参照）
本出願は２０００年１１月２日に出願された米国特許出願第０９／７０４９０３からの優先権を主張する。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は動力伝達ベルト取付具に関し、特に、プーリに係合するためにフレキシブルに連結された複数のセグメントを有し、各セグメントが、可撓性ベルトがプーリあるいはアイドラにスムーズに案内されるためのベルト受け面を有する、ベルト取付具に関する。
【０００３】
（発明の背景）
ベルト駆動システムは、重要で広く用いられた機械的な動力伝達機構の形態を備える。一般に、ベルトは２つ以上のプーリあるいはアイドラの間を、特に駆動あるいは被駆動プーリおよび／またはアイドラの間を走行する。
【０００４】
駆動あるいは被駆動プーリの間において効果的に動力を伝達するために、ベルトは所定の予荷重すなわちテンションをかけて取り付けられる。テンションの大きさは、概略的に、駆動に必要なトルクと馬力の関数である。要求される馬力とトルクが増加すると、一般に、ベルトテンションが対応して増加する。
【０００５】
適当なテンションを実現するために、１つ以上のプーリが緩められ、シャフトが移動可能にされてベルトのゆるみ状態が許容される。そしてベルトはプーリの周りに架け回される。緩められたプーリは、所定のテンションにまで引っ張られて締めつけられ、テンションがベルトに発生する。このプロセスは、ベルトに対して適当に負荷をかけるために、プーリが機械的に調整されることを必要とする。
【０００６】
ベルトは他の方法を用いてプーリシステムに取り付けられてもよい。自動テンションニング装置すなわちテンショナを備えたシステムでは、テンショナがセットされ、ベルトがテンショナの上に配置され、そしてテンショナが解放されて作動位置まで移動し、これによりベルトにテンションが付与される。
【０００７】
テンショナを備えないベルトでは、ベルトがプーリの周りに架け回され、プーリがブラケット、ボルトあるいは同様な工具によって最終位置に締めつけられる。
【０００８】
ベルトを取り付ける他の方法は、プーリを機械的に調整することなくプーリ溝の中にベルトを押し付ける工具を使用する。その工具はプーリに近接して用いられる。プーリが回転せしめられると、工具は、ベルトを横方向に押圧してプーリ溝の中に押し付けながらベルトを伸ばす。
【０００９】
従来技術の代表は、ハッチンソン（Hutchinson）に付与された欧州特許第0 831 247 B1であり、これは、プーリの周縁に係合し、ベルトをプーリ面から離れた平面に達するまでプーリから引き離して保持する、径方向スラスト面を有する工具を開示している。ベルトはプーリ溝の中に押し入れられる。
【００１０】
また、この技術の代表はボイヤー等（Boyer et al.）に付与された米国特許第4,193,310（1980年）であり、これは、プーリのリムにベルトを係合させて取り付けるためにリムから径方向で横方向に延びる分岐手段を有するプーリを開示している。この発明は、プーリにベルトを漸進的に取り付けるための軸受面を備えておらず、ベルトを急に曲げてプーリ溝の中に押し込めるペグを有している。
【００１１】
従来の装置は、ベルトを押して工具の小径部分の周りに曲げ、取付け作業において、ベルトを損傷する高い応力集中を生じる。さらに、ベルトが溝の中に押し込められるとき、高い横方向負荷がベルトの側面を損傷する。ついには、ベルトがプーリ溝の中へ移動するときのベルトの横方向の移動は、ベルトのリブを損傷することもある。
【００１２】
必要とされるのは、プーリのリムに係合する複数のセグメントを有するベルト取付具である。必要とされるのは、フレキシブルに連結されたセグメントを有するベルト取付具である。必要とされるのは、円弧状のベルト受け面を備えたセグメントを有するベルト取付具である。必要とされるのは、複数のセグメントを有し、各セグメントがベルトをプーリ溝内に押し込めるためにベルト受け面に実質的に垂直な面を有するベルト取付具である。本発明はこれらのニーズに合致する。
【００１３】
（発明の概要）
本発明の第１の特徴は、プーリのリムに係合する複数のセグメントを有するベルト取付具を提供することである。
【００１４】
本発明の他の特徴は、フレキシブルに連結されたセグメントを有するベルト取付具を提供することである。
【００１５】
本発明の他の特徴は、円弧状のベルト受け面を備えたセグメントを有するベルト取付具を提供することである。
【００１６】
本発明の他の特徴は、複数のセグメントを有し、各セグメントがベルトをプーリ溝内に押し込めるためにベルト受け面に実質的に垂直な面を有するベルト取付具を提供することである。
【００１７】
本発明の他の特徴は、後述する本発明の既述と添付した図面により明らかになる。
【００１８】
本発明はプーリに可撓性ベルトを取り付けるためのベルト取付具を備える。取付具は、複数のセグメントを備える。各セグメントは、実質的に平らなベルト受け面とプーリのリムに係合するためのリップとを備える。可撓性コネクタは、一連のセグメントの一端にフレキシブルに取り付けられたヘッドピースにセグメントを連結する。各隣接するベルト受け面は、組み合わせられると、プーリの半径と実質的に同し半径を有する実質的に円弧状の面を形成する。取付具はプーリのリムに係合し、プーリのリムの曲面に合致する。ベルト受け面は先細のベルト受け面を示す。各セグメント上のベルト受け面に垂直な面は、プーリが回転するにしたがって、取付具からベルトをプーリに押し付ける。
【００１９】
明細書に組み込まれて明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の好ましい実施形態を示し、記述とともに、本発明の原理を説明するために役立つ。
【００２０】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
図１はベルト取付具を上方から見た斜視図である。取付具１０は複数のセグメント１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７とヘッドピース１８を備える。各セグメントは隣接するセグメントに可動式に連結されており、またヘッドピース１８は一連のセグメントの端部に可動式に連結されており、それぞれは可撓性コネクタ３０によって隣接する要素に連結されている。図６参照。各セグメントとヘッドピースは、ユーザーの必要に応じて、金属材料または実質的に非金属材料であってもよい。
【００２１】
各セグメント１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７はそれぞれベルト受け面２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７を備える。各ベルト受け面は、受け面２１（最大）から２７（最小）に向かって表面積が減少し、このような減少は角度Φの関数であり（図５参照）、取付具の軸に沿ったヘッドピースとは反対側の端部において受け面２７に頂点を有し、セグメント１７（最小面積）からセグメント１１（最大面積）に向かって延びる。垂直付勢面３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７は各セグメントのための各ベルト受け面に対して実質的に垂直であるが、しかしユーザーによる要求に従って、垂直からわずかにずれるようにセットされてもよい。面３１から３７は、この明細書に記載されているように、プーリが回転するに従ってベルトをプーリの方向に漸進的に付勢する。
【００２２】
ヘッドピース１８は円弧状のベルト受け面１９を備える。円弧状受け面１９は受け面２０に隣接し、受け面２０はセグメント１１のベルト受け面に隣接している。リップ４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８は、垂直面３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７とは反対側の各セグメントの側部において、それぞれセグメント１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７およびヘッドピース１８から延びている。リップはプーリの縁に係合する。図7参照。
【００２３】
図２はベルと取付具を下から見た斜視図である。各セグメントの一部すなわち端部５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７は、取付部が異なった半径を有する種々のプーリの外側縁に沿った曲線形状になるようにするため、先細の形をしている。各セグメントの先細の端部は、取付具がプーリの縁に巻かれるときに、各セグメントが隣接したセグメントを圧迫するのを防ぐ角度αを、隣接したセグメント間に形成する。これにより取付具は、束縛されることなく、プーリの縁の曲線に適当に一致することとなる。
【００２４】
図３は取付具を真上から見た斜視図である。ベルト受け面２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７の先細になっている形状が明確に示されている。
【００２５】
図４はヘッドピースを横から見た斜視図である。可撓性コネクタ３０はベルト受け面２０の下側に締結されて示されている。受け面２０は、ネジ付き固定具あるいは当業者により知られている他の適当な手段（図示せず）によりヘッドピース１８に締結されていてもよい。受け面２０はまた、ヘッドピース１８に一体的であってもよい。他の実施形態では、可撓性コネクタの周りにセグメントとヘッドピースを成形する、あるいは鋳込むこと等によって、各セグメントに一体化されてもよい。さらに他の実施形態では、端部のみ、すなわちヘッドピース１８とセグメント１７のみが、可撓性コネクタ３０に単に摺動自在に係合する中間セグメントによって可撓性コネクタ３０に締結される。
【００２６】
図５はセグメントを横から見た斜視図である。可撓性コネクタ３０は受け面２１の下側に締結されて示されている。可撓性コネクタ３０は、金属ワイヤ、ブレードワイヤ（braided wire）、熱可塑性コード、ナイロンモノフィラメント等のような従来公知の可撓性弾性材料を備えていてもよい。受け面２１はネジ付き固定具によってあるいは他の従来公知の適当な手段によってセグメント１１に締結されていてもよい（図示せず）。受け面２１とセグメント１１はまた、単一の部品を備えていてもよい。角度Φはベルト受け面の先細の形状を有する。角度Φは５°から２０°の範囲を有する。
【００２７】
セグメント１１の先細の下部５１は、プーリの回転中心に向かう頂点を有する角度βを示している。角度βを有する先細の端部により、取付具のセグメントがプーリの縁に一致するように湾曲することが可能になる。下部５１も、取付具のリップがプーリの縁に係合するときに（図示せず、図７参照）、プーリの側面にもたれかかる。セグメント1２，１３，１４，１５，１６，１７も同様に下部５２，５３，５４，５５，５６，５７をそれぞれ有し、各下部は下部５１に示されるような先細の形状を有し、そして図２に示されるようにそれぞれのセグメントの間に角度αを有する。
【００２８】
他の実施形態において、セグメントは、セグメントの内部および間に設けられた可撓性コネクタを有するプラスチックまたは非金属の材料により形成されており、したがって取付具を単一の一体的ピースとして形成する。
【００２９】
図６は取付具の部分的な分解図である。可撓コネクタ３０は各セグメントとヘッドピースの間に延びて示されている。各セグメントは、可撓性コネクタの周りに曲がり、これにより、取付具がプーリの円弧に一致することが可能になる。
【００３０】
図７はプーリに係合している取付具の斜視図である。ラチェット取付具Ｔはプーリボルトに係合して示されている。プーリはＲの方向に回転し、これにより、ここに示されているようにプーリにベルトＢが取り付けられる。
【００３１】
使用において、取付具１０はヘッドピースのリップおよびセグメントのリップを用いてプーリＰの縁に係合せしめられる。そしてラチェットレンチＴ等がプーリボルトまたはクランクシャフトボルトに係合され、プーリをシャフトに固定させる。取り付けるべきベルトＢは、プーリと取付具の周りに緩く巻きつけられ、最初はヘッドピース１８の受け面１９に係合している。プーリがラチェットレンチによって方向Ｒに回転すると、ベルトは受け面１９にさらに係合する。プーリがさらに回転すると、ベルトは、連続的に各セグメントのベルト受け面に係合し、そしてその動作の間、ベルトの側面に作用することによって、垂直面の作用によりプーリへの係合に向かって連続的に移動する。プーリが完全に一回転すると、ベルトはプーリに完全に係合し、取付具は除去される。
【００３２】
図８は他の実施形態の平面図である。他の実施形態５００は、金属のような好ましい形状に曲げられる材料の平らな可撓性部材を備える。この材料は、成形された形状を保持する能力をもたらす所定の可撓性を有する。図示された平面形状は切断あるいはスタンピング（stamping）によって製造されてもよい。
【００３３】
取付具５００は、ベルトピース５０２と同様に、タブ５０１，５０６および５２０を備える。取付具を成形するために、ベルトピース５０２はライン５１５において第１方向に沿って略１８０°に折り曲げられ、そしてライン５１４において反対の第２方向に沿って略９０°に折り曲げられる。そしてタブ５０３と５０４は、ライン５１３と５２１それぞれにおいて約９０°に折り曲げられ、図９に示されるように、取付具の主軸に実質的に平行で、プーリの側面に平行となる。折り曲げたことにより、ベルトピース５０２は部材のベルト受け面５０８に実質的に垂直な強化平面５１７を有することなる。他の実施形態の好ましい実施形態では、平面５１７は実質的に受け面５０８に垂直であるが、ベルトをプーリ溝に押し込めるのに十分な平面５１７と受け面５０８間の角度でもよいことが理解される。
【００３４】
次に、部材の第１および第２の反対側縁部におけるタブ５０１，５０６および５２０がライン５１０，５１１，５１２に沿って略９０°に折り曲げられ、それらは内側を向くようになる。タブ５０１，５０６および５２０は、ボディ５０８を巻くことを容易にするために、材料の一部が交互に取り除かれる。ヘッドピース５０９は、端部５１６を、取付具の主軸に沿いベルトピース５０２に向かって巻くことにより成形される。端部５１６は、ヘッドピースがほぼライン５０７まで実質的に円形になるまで巻かれる。図８および図９から理解されるように、タブ５２０はタブ５０１からわずかに凹んでおり、これにより、プーリの縁（図示せず）に係合するためにタブ５０１を折り曲げることが可能になる。図９に示されるように、取付具はプーリに使用される前に全体的に湾曲した形状を付与されることが理解される。
【００３５】
使用において、取付具は、タブ５０１を使用してプーリの縁（図示せず）に係合される。取付具がプーリの縁に係合すると、ヘッドピース５０２は、この明細書に異なる態様で記載されているように、プーリが回転するにしたがってベルトをプーリ溝の中に押し込む。ヘッドピース５０９は、使用の間、取付具をプーリの側面に対して支持し、ベルトピース５０２がベルトをプーリ溝の中に押し込めることが可能になる。
【００３６】
図９は図８に示された他の実施形態の斜視図である。取付具の実質的に湾曲した形状が示されている。ヘッドピース５０９は補強するためにカールした形状を有して示されている。ベルト受け面５０８は所定の可撓性を有し、取付具をプーリ半径の広い範囲に適用するように容易に成形されることができる。
【００３７】
本発明のひとつの形態が説明されたが、ここに記載された本発明の精神と範囲から逸脱することなく、構成と関連した部分に種々の変形が施されることは当業者にとって自明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ベルト取付具を上方から見た斜視図である。
【図２】 ベルト取付具を下側から見た斜視図である。
【図３】 取付具を真上から見た斜視図である。
【図４】 ヘッドピースを横から見た斜視図である。
【図５】 セグメントを横から見た斜視図である。
【図６】 取付具の部分的な分解図である。
【図７】 プーリに係合する取付具の斜視図である。
【図８】 他の実施形態の平面図である。
【図９】 図８に示された他の実施形態の斜視図である。

Claims (7)

1. ベルト受け面を有し、可撓性コネクタによって接続された複数のセグメントと、
   ヘッドピースベルト受け面を有し、前記可撓性コネクタによってセグメントにフレキシブルに接続されたヘッドピースとを備え、
   前記可撓性コネクタが前記ヘッドピースおよび前記ヘッドピースとは反対側の端部セグメントとに取り付けられるとともに、
   前記可撓性コネクタが前記ヘッドピースと前記端部セグメントの間に少なくとも１つのセグメントに摺動自在に係合し、
   各セグメントと前記ヘッドピースがさらに、
   側部から突出したリップを備え、
   各リップが隣接するリップに実質的に整列し、
   各セグメントがさらに、前記リップとは反対側のベルト受け面に垂直な付勢面を備え、
   各付勢面が隣接する付勢面に実質的に整列する取付具。
2. 各ベルト受け面がさらに、取付具の軸に沿ってヘッドピースとは反対側の端部において頂点を有する角度Фを示す請求項１の取付具。
3. 各セグメントがさらに、前記ベルト受け面とは反対側であって、プーリの回転中心に向かう頂点を有する角度βを示す端部に、先細部を備える請求項２の取付具。
4. 前記ヘッドピースがさらに、セグメントとは反対側の側部において前記ヘッドピースベルト受け面に隣接する取付具の軸に沿って延びる半径を有する円弧状面を備える請求項３の取付具。
5. 前記ヘッドピースが、前記ベルト受け面の角度付き頂点から最も離れたセグメントに隣接する請求項４の取付具。
6. 各セグメントと前記ヘッドピースがそれぞれ実質的に非金属材料を備える請求項５の取付具。
7. 各セグメントと前記ヘッドピースがそれぞれ実質的に金属材料を備える請求項５の取付具。

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